论文摘要
1895年伦琴发现X射线,为医学影像学奠定了基础。X射线管经历了离子X射线管、电子X射线管、旋转阳极X射线管三个阶段。随着电力电子技术和微机技术的发展,X射线机正朝着高性能、低成本化的方向发展。高压发生电路从传统的工频(50Hz)向中频(400～20KHz)、高频(20KHz以上)的方向发展,减少了高压发生器体积;控制电路采用了单片机技术,可实现高精度闭环控制管电流、管电压,精确控制曝光时间;采用高频逆变可输出直流的管电压、管电流,减少软X射线对人体的伤害。本文自主研制了高频直流牙科X射线机,高压发生电路频率40 KHz,瞬时功率1600W,输出管电压可在50～100kV范围内调整,输出管电流可在3～8mA范围内调整,功率因数不小于0.92,整机效率不低于90%,球管尺寸小(50×120×125)。该机高频逆变电源采用先进的IGBT开关器件和高频谐振逆变器技术,输出直流管电压、管电流,效率及可靠性极高,阳极高压稳定。采用微处理器控制管电流、管电压。保护措施完善,具有过输入电压、过管电流、过灯丝电流、过功率保护;能自我诊断系统各部分的连接状态,并显示状态。人机界面友好,采用超大汉字或英文液晶显示。多点曝光按键选择,最大限度保证操作者的人身安全与方便。可以采用球管曝光按键近距离曝光、可以采用有线远距离曝光、可以采用远距离红外曝光。另外还设计了运动机架,通过平衡设计使球管能够在拍摄图片时保持静止;通过机械设计保证组合机头在水平面上作360°回转,在垂直面上作大于280°回转,并有分度值为10°指示相对转角的标尺。在底盘配备滚轮,可以移动,便于图像拍摄。共制作了5套样机,进行了电路老化试验、抗干扰试验、介电强度试验,实验结果表明性能优良。样机以每3分钟曝光1次,进行了100小时的连续实验之后,依然可以正常工作。用CCD成像系统可以清晰地看到约20微米的集成电路内部线路,可以清晰地看到牙齿髓腔。用牙科胶片也可以清晰地看到牙齿髓腔。发明一个测量牙科X光机焦皮距的新方法,用牙科X光机拍摄实物,将图像通过CCD图像传感器传输到计算机,经过图像处理软件测量出图像与实物实际尺寸之比,通过相似三角形原理来推导出焦皮距。该方法在放大倍数1.93倍时测得的焦皮距为213mm,只比实际焦皮距205mm多8mm。该方法简易、快速,有实用价值。