Điều khiển tham số: KVp, mA, s, SID trong máy X quang

§iÒu khiÓn tham sè : KVp, mA, s, SID trong m¸y X Quang Lêi giíi thiÖu. Khi tiÕn hµnh xÐt nghiÖm chÈn ®o¸n X Quang, ng­êi vËn hµnh ph¶i kiÓm so¸t ®­îc liÒu l­îng tia X sao cho phï hîp víi tõng ®èi t­îng vµ bÖnh lý ®Ó ®¹t ®­îc ¶nh cã chÊt l­îng tèt nhÊt vµ ®¶m b¶o an toµn cho ng­êi bÖnh. LiÒu l­îng tia X ®­îc quyÕt ®Þnh bëi 3 tham sè ®iÖn :trÞ sè ®iÖn ¸p cao thÕ (kVp), trÞ sè dßng cao thÕ (mA) vµ kho¶ng thêi gian ph¸t tia (s); vµ mét tham sè c¬ :kho¶ng c¸ch tõ nguån ph¸t tia X ®Õn ¶nh (SID). V× vËy, trong bÊt kú m¸y X Quang nµo dï lo¹i truyÒn thèng hay cao tÇn ®Òu cÇn ph¶i cã c¸c lo¹i m¹ch ®iÖn tö, thiÕt bÞ ®Ó ®iÒu khiÓn, ®o l­êng vµ chØ thÞ c¸c tham sè c¬ b¶n trªn. Tuy nhiªn gi÷a hai lo¹i m¸y X Quang truyÒn thèng vµ X Quang cao tÇn cã sù kh¸c nhau trong c¸c m¹ch ®iÖn ®iÒu khiÓn. Víi néi dung :”§iÒu khiÓn c¸c tham sè c¬ b¶n : kVp, mA, s, SID trong m¸y X Quang”. Trong bµi b¸o c¸o cña m×nh, Em chñ yÕu ®i s©u vµo ph©n tÝch nh÷ng vÊn ®Ò c¬ b¶n vÒ c¸c lo¹i m¹ch ®iÖn ®iÒu khiÓn tham sè trong m¸y X Quang truyÒn thèng vµ m¸y X Quang cao tÇn, cô thÓ: I. §iÒu khiÓn tham sè KVp, mA, s, SID trong m¸y X Quang truyÒn thèng. 1. CÊu tróc chung cña m¸y X Quang truyÒn thèng. 2. M¹ch ®iÒu khiÓn ®iÖn ¸p cao thÕ (KVp). 3. M¹ch ®iÒu khiÓn dßng cao thÕ (mA). 4. M¹ch ®iÒu khiÓn thêi gian (s) 5. §iÒu khiÓn SID (Source Image Distance). II. §iÒu khiÓn tham sè trong m¸y X Quang cao tÇn. 1. CÊu tróc chung cña m¸y X Quang cao tÇn. 2. Bé ®æi tÇn. 3. khèi cao thÕ cao tÇn. 4. Khèi nguån sîi ®èt vµ ®iÒu khiÓn dßng cao thÕ. B. Néi dung. I.§iÒu khiÓn tham sè KVp, mA, s, SID trong m¸y X Quang truyÒn thèng. 1.CÊu tróc chung cña m¸y X Quang truyÒn thèng. M¸y X Quang lµ mét thiÕt bÞ t¹o ¶nh quang tuyÕn dïng trong chÈn ®o¸n h×nh ¶nh y tÕ. VÒ mÆt cÊu t¹o nã bao gåm c¸c khèi: Khèi thiÕt bÞ ®Þnh d¹ng chïm tia X: Bé cÊp nguån, m¹ch thêi gian, m¹ch chiÕu, m¹ch sîi ®èt, m¹ch ®éng c¬ a-nèt. Khèi thiÕt bÞ ®Þnh vÞ bÖnh nh©n, chïm tia X... Khèi thiÕt bÞ mang ¶nh. Khèi ®iÒu khiÓn. 2. M¹ch ®iÒu khiÓn ®iÖn ¸p cao thÕ (KVp). 2.1. §Æc ®iÓm vµ yªu cÇu. §iÖn ¸p cao thÕ cung cÊp cho bãng X Quang lµ mét tham sè quyÕt ®Þnh kh¶ n¨ng x©m nhËp vµ c«ng suÊt ph¸t x¹ tia X.TrÞ sè cña nã trong c¸c lo¹i m¸y X Quang chÈn ®o¸n n»m trong ph¹m vi tõ 40-150KVp. ViÖc thay ®æi trÞ sè ®iÖn ¸p ph¶i ®­îc thùc hiÖn theo tõng b­íc nhá. Mçi b­íc kho¶ng 1-2 KV. §iÖn ¸p cao thÕ ®­a ra tõ phÝa thø cÊp biÕn ¸p cao thÕ. §Ó ng¨n ngõa sù phãng ®iÖn cña ®iÖn cao thÕ trong kh«ng khÝ ,biÕn ¸p cao thÕ ph¶i ®­îc ®Æt trong thïng chøa ®Çy dÇu c¸ch ®iÖn cao thÕ (gäi lµ thïng cao thÕ). Trong m¸y X Quang truyÒn thèng ®Ó t¨ng hoÆc gi¶m KV ng­êi ta ph¶i vµ chØ cã thÓ thay ®æi trÞ sè ®iÖn ¸p cña nguån cÊp ®iÖn cho cuén s¬ cÊp biÕn thÕ cao thÕ. 2.2. §iÒu khiÓn KV trong m¸y X Quang truyÒn thèng. Trong mçi m¸y X Quang truyÒn thèng sö dông nguån ®iÖn l­íi AC th­êng cã mét hoÆc hai biÕn thÕ-gäi lµ biÕn thÕ cÊp nguån trong ®ã mét biÕn thÕ dïng cho chøc n¨ng chôp cßn biÕn thÕ kia dïng cho chøc n¨ng chiÕu. PhÝa s¬ cÊp cña c¸c biÕn ¸p nµy nèi víi nguån ®iÖn AC. §iÖn ¸p ®Çu ra cña chóng-tøc lµ ®iÖn ¸p nguån cung cÊp cho biÕn thÕ cao thÕ, ph¶i cã thÓ thay ®æi ®Ó t¹o ra ®iÖn ¸p cao thÕ cÇn thiÕt b»ng c¸ch thay ®æi tû sè vßng d©y gi÷a c¸c cuén s¬ cÊp vµ thø cÊp. BiÕn thÕ cÊp nguån lµ biÕn thÕ tù ngÉu, chØ gåm mét cuén d©y víi nhiÒu ®Çu ra, ®iÖn ¸p lèi vµo vµ ra lèi víi biÕn thÕ t¹i c¸c ®iÓm kh¸c nhau (h×nh 1.2 vµ h×nh 1.3). Th«ng th­êng cã hai lo¹i biÕn thÕ cÊp nguån ®­îc chÕ t¹o phï hîp víi chøc n¨ng chôp vµ chiÕu: Trong chÕ ®é chôp: viÖc ®iÒu khiÓn trÞ sè KV ph¶i ®­îc thùc hiÖn tr­íc khi ph¸t tia v×: C«ng suÊt tiªu hao rÊt lín tõ 10KW¸150KW tuú tõng lo¹i m¸y X Quang, v× vËy biÕn thÕ cÊp nguån dïng cho chøc n¨ng nµy lµ lo¹i c«ng suÊt lín víi dßng ®iÖn ch¹y trong cuén d©y cña nã (®ång thêi còng lµ dßng phÝa s¬ cÊp biÕn thÕ cao thÕ) cì hµng tr¨m Am_pe.Víi dßng ®iÖn chôp lín nÕu quay c«ng t¾c chØnh KV trong khi chôp th× sÏ ph¸t sinh hå quang ®iÖn g©y ch¸y c«ng t¾c.ViÖc thay ®æi KV ®­îc thùc hiÖn tõng b­íc, gi¸n ®o¹n nhê hai c¸i chuyÓn m¹ch (h×nh 1.2), mçi chuyÓn m¹ch cã kho¶ng tõ 5¸10 nÊc.Trong ®ã mét chuyÓn m¹ch ®Ó ®iÒu chØnh th« víi mçi nÊc t­¬ng øng víi trÞ sè ®iÖn ¸p kho¶ng 10KV vµ mét ®Ó ®iÒu chØnh tinh víi mçi nÊc t­¬ng øng kho¶ng 1¸1,5KV. KÕt hîp hai chuyÓn m¹ch sÏ thùc hiÖn ®­îc kho¶ng 50 nÊc ®iÒu chØnh bao trïm gi¶i KV cÇn thiÕt. Thêi gian chôp rÊt ng¾n, c¸c chuyÓn m¹ch c¬ khÝ hoÆc c¬ ®iÖn cã qu¸n tÝnh cao kh«ng thÓ ®¸p øng tøc thêi. Trong chÕ ®é soi: thêi gian thùc hiÖn kÐo dµi cã khi tíi vµi phót, ®Ó cã h×nh ¶nh râ rµng khi di chuyÓn bãng qua c¸c bé phËn dÇy máng kh¸c nhau cña c¬ thÓ, cÇn ®iÒu chØnh KV kÞp thêi. Dßng ®iÖn cao thÕ trong chÕ ®é soi rÊt nhá cì mét vµi mA nªn biÕn thÕ cÊp nguån dïng cho chøc n¨ng nµy thuéc lo¹i c«ng suÊt nhá cì vµi tr¨m W. ViÖc ®iÒu chØnh KV trong chÕ ®é soi ®­îc thùc hiÖn liªn tôc cßn gäi lµ ®iÒu chØnh mÒm hay ®iÒu chØnh v« cÊp. §Ó lµm ®­îc ®iÒu nµy, ng­êi ta dïng mét biÕn thÕ lâi h×nh xuyÕn cã con tr­ît tú lªn líp d©y cuèn quanh ®Ó trÝch ®iÖn ¸p ra (h×nh 1.3). §iÖn ¸p lèi ra lÊy gi÷a mét cùc cña biÕn ¸p vµ d©y nèi víi thanh tr­ît. ViÖc øng dông biÕn thÕ tù ngÉu ®iÒu chØnh mÒm ®Æc biÖt thÝch hîp trong m¸y X Quang cã trang bÞ ®Ìn t¨ng s¸ng vµ hÖ thèng truyÒn h×nh. Khi ®ã, ®Ó tù ®éng duy tr× ®é s¸ng mµn h×nh ng­êi ta g¾n con tr­ît biÕn thÕ víi mét ®éng c¬, tèc ®é, chiÒu vµ gãc quay cña ®éng c¬ ®­îc ®iÒu khiÓn bëi mét m¹ch ®iÖn ®Ó thay ®æi trÞ sè ®iÖn ¸p ra cña biÕn ¸p h×nh xuyÕn vµ duy tr× c­êng ®é s¸ng. 2.3. ChØ thÞ trÞ sè KV. TrÞ sè KV ®­îc x¸c ®Þnh tr­íc khi ph¸t tia, chØ thÞ bëi ®ång hå KV. §ång hå ®o KV cã thÓ thuéc lo¹i chØ kim hoÆc hiÖn sè. TrÞ sè KV hiÓn thÞ trªn ®ång hå ph¶i lµ trÞ sè thùc-trÞ sè KV ®Æt vµo bãng X Quang trong khi ph¸t tia (KVbãng), ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: KVbãng=KVtÝnh to¸n- DKV Trong ®ã KVtÝnh to¸n lµ trÞ sè KV lý thuyÕt víi gi¶ thiÕt hiÖu suÊt cña biÕn thÕ vµ chØnh l­u lµ 100%. DKV lµ sôt ¸p tæng trªn biÕn thÕ vµ chØnh l­u cao thÕ. DKV thay ®æi khi dßng cao thÕ thay ®æi do vËy ph¶i thiÕt kÕ m¹ch bï sôt ¸p theo c¸c gi¸ trÞ dßng cao thÕ kh¸c nhau ®Ó ®ång hå ®o chØ thÞ ®óng KV thùc. Quan hÖ gi÷a dßng ®iÖn sîi ®èt (IH1, IH2 ), dßng a-nèt (I1,I2) vµ ®iÖn ¸p a-nèt bãng X Quang khi kh«ng t¶i (U01,U02) víi mét gi¸ trÞ ®iÖn ¸p cao thÕ ®Æt tr­íc (U1) ®­îc minh ho¹ trªn h×nh 1.4. Tõ h×nh vÏ ta cã nhËn xÐt: Khi dßng bãng X Quang thay ®æi tõ gi¸ trÞ I1 ®Õn I2,víi gi¸ trÞ ®iÖn ¸p cao thÕ ®· ®Æt tr­íc, th× sôt ¸p cao thÕ còng thay ®æi theo (U01-U1,U02-U1) Dßng sîi ®èt thay ®æi nhá kÐo theo sù thay ®æi lín cña dßng a-nèt bãng X Quang. M¹ch ®o KV kh«ng thÓ ë phÝa cao thÕ v× tr­íc khi ph¸t tia ®iÖn ¸p cao thÕ b»ng 0V mµ ph¶i ®Æt t¹i phÝa thø cÊp biÕn thÕ cÊp nguån (s¬ cÊp biÕn thÕ cao thÕ). C¨n cø vµo tû sè gi÷a sè vßng cuén s¬ cÊp vµ thø cÊp biÕn thÕ cao thÕ vµ c¸c tham sè kh¸c nh­ néi trë biÕn thÕ, néi trë bãng X Quang... c¸c trÞ sè sôt ¸p DKV kh¸c nhau ®­îc tÝnh to¸n t­¬ng øng víi c¸c gi¸ trÞ KVbãng ®Ó kh¾c ®é trªn ®ång hå KV. Trªn h×nh 1.5 lµ s¬ ®å nguyªn lý mét lo¹i m¹ch ®iÖn chØ thÞ KV cã bï sôt ¸p. §ång hå ®o KV lµ lo¹i xoay chiÒu, ®­îc nèi víi hai côm chuyÓn m¹ch trong ®ã mét ®Ó chän kV vµ mét ®Ó chän mA. Hai cuén d©y ®­îc cuèn ng­îc chiÒu nhau trªn cïng lâi biÕn thÕ cÊp nguån. TrÞ sè ®iÖn ¸p ®Æt vµo ®ång hå b»ng hiÖu cña hai ®iÖn ¸p: V§ång hå=VKV-VBï=VKVthùc Trong ®ã VKV trÝch tõ chuyÓn m¹ch KV, cßn VBï tõ chuyÓn m¹ch mA. Gi¶ sö khi t¨ng mA, chuyÓn m¹ch chuyÓn xuèng phÝa d­íi nªn VBï t¨ng, V§ång hå gi¶m vµ ng­îc l¹i do vËy ®ång hå chØ ®óng gi¸ trÞ thùc cña KV ®Æt vµo bãng X Quang. 3. M¹ch ®iÒu khiÓn dßng cao thÕ (mA). 3.1. §Æc ®iÓm vµ yªu cÇu. Tham sè thø hai cÇn thiÕt ph¶i x¸c ®Þnh trong t¹o ¶nh X Quang lµ trÞ sè dßng ®iÖn cao thÕ, th­êng viÕt t¾t lµ “mA“. TrÞ sè mA tuú thuéc vµo sè l­îng ®iÖn tö bøc x¹ tö bÒ mÆt ca tèt-®­îc x¸c ®Þnh bëi nhiÖt ®é ca-tèt. NhiÖt ®é ca-tèt phô thuéc vµo c«ng suÊt ®iÖn tiªu hao trªn sîi ®èt (Psîi ®èt=V2sîi ®èt/R), nghÜa lµ do ®iÖn ¸p sîi ®èt (Vsîi ®èt) quyÕt ®Þnh. §iÖn ¸p sîi ®èt cña bãng X Quang th­êng trong kho¶ng tõ 8¸12V do mét biÕn ¸p h¹ thÕ cung cÊp. BiÕn thÕ nµy ®­îc bè trÝ trong thïng cao thÕ ®Ó c¸ch ly víi m«i tr­êng kh«ng khÝ nh»m chèng phãng ®iÖn vµ to¶ nhiÖt v× vËy chØ cã thÓ thay ®æi ®iÖn ¸p sîi ®èt b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn ¸p s¬ cÊp cña biÕn thÕ nµy. NÕu bãng X Quang thuéc lo¹i héi tô kÐp th× cÇn cã hai biÕn thÕ sîi ®èt riªng biÖt. Mçi c¸i cÊp nguån cho mét sîi ®èt. Nguån ®iÖn cung cÊp nu«i sîi ®èt ph¶i ®¹t c¸c chØ tiªu c¬ b¶n sau: Thay ®æi trÞ sè ®iÖn ¸p cho phï hîp víi c¸c dßng cao thÕ (mA) kh¸c nhau. Gi÷ æn ®Þnh khi cã sù thay ®æi vÒ trÞ sè (biªn ®é) hoÆc tÇn sè nguån ®iÖn l­íi. Lo¹i trõ hiÖu øng ®iÖn tÝch kh«ng gian. 3.2. M¹ch ®iÒu khiÓn mA trong m¸y X Quang truyÒn thèng. S¬ ®å khèi cña c¸c thµnh phÇn trong m¹ch sîi ®èt cña bãng X Quang truyÒn thèng vÏ trªn h×nh 1.6. Trong ®ã bao gåm c¸c thµnh phÇn sau: Bé æn ¸p. M¹ch bï tÇn sè. M¹ch bï hiÖu øng ®iÖn tÝch kh«ng gian. M¹ch ®Æt dßng cao thÕ (mA). BiÕn thÕ sîi ®èt. 3.2.1. Bé æn ¸p TrÞ sè ®iÖn ¸p nguån cung cÊp th­êng kh«ng æn ®Þnh. TrÞ sè ®iÖn ¸p nguån t¨ng gi¶m do nhiÒu nguyªn nh©n: phô t¶i thay ®æi, chÊt l­îng ®­êng d©y, dao ®éng tÇn sè l­íi ®iÖn...,trong khi ®ã dßng cao thÕ (mA) phô thuéc rÊt nhiÒu vµo dßng sîi ®èt tøc lµ phô thuéc vµo ®iÖn ¸p nguån. Trªn h×nh 1.7 biÓu thÞ mèi quan hÖ gi÷a dßng cao thÕ vµ dßng s¬i ®èt bãng X Quang. Th«ng th­êng dßng sîi ®èt thay ®æi kho¶ng 5 % th× mA thay ®æi kho¶ng 30%. Do ®ã cÇn thiÕt ph¶i æn ®Þnh ®iÖn ¸p sîi ®èt bãng X Quang. §iÖn ¸p nguån cÊp cho biÕn thÕ sîi ®èt ®­îc æn ®Þnh nhê mét bé nguån æn ¸p, lèi vµo cña nã nèi víi l­íi ®iÖn, cßn ®iÖn ¸p ®· ®­îc æn ®Þnh ë lèi ra sÏ cung cÊp cho biÕn thÕ sîi ®èt th«ng qua m¹ch ®iÒu khiÓn mA. Hai lo¹i nguån æn ®Þnh ®­îc dïng phæ biÕn trong c¸c thiÕt bÞ X Quang hiÖn nay lµ æn ¸p s¾t tõ vµ æn ¸p ®iÖn tö. Mçi lo¹i cã nh÷ng ­u vµ nh­îc ®iÓm riªng. 3.2.2. M¹ch bï tÇn sè. §Ó h¹n chÕ sù ¶nh h­ëng cña sù thay ®æi tÇn sè l­íi ®iÖn tíi ®iÖn ¸p nguån sîi ®èt, mét m¹ch bï tÇn sè nh­ h×nh 1.8 ®­îc øng dông. Trong ®ã LC ®­îc lùa chän sao cho nh¹y c¶m víi tÇn sè l­íi ®iÖn. Trë kh¸ng cña c¸c linh kiÖn L vµ C biÕn ®æi theo tÇn sè. Gi¶ sö khi tÇn sè l­íi ®iÖn t¨ng cao h¬n 50Hz th× ®iÖn ¸p ra cña bé æn ¸p t¨ng, khi ®ã trë kh¸ng cña m¹ch LC vµ sôt ¸p trªn nã (DVLC) còng t¨ng, kÕt qu¶ ®iÖn ¸p ra cung cÊp cho biÕn thÕ sîi ®èt kh«ng ®æi. Khi tÇn sè l­íi ®iÖn gi¶m d­íi 50 Hz th× qu¸ tr×nh x¶y ra theo chiÒu ng­îc l¹i vµ ®iÖn ¸p ra còng ®­îc duy tr× æn ®Þnh. 3.2.3. M¹ch bï hiÖu øng ®iÖn tÝch kh«ng gian. Tr¹ng th¸i d­íi b·o hoµ vµ hiÖu øng ®iÖn tÝch kh«ng gian : Khi ca-tèt bãng X Quang ®­îc nung nãng, t¹i bÒ mÆt cña nã sÏ bøc x¹ ra chïm ®iÖn tö. MËt ®é n¨ng l­îng bøc x¹ phô thuéc vµo nhiÖt ®é (dßng sîi ®èt) vµ diÖn tÝch bÒ mÆt ph¸t x¹ (cÊu tróc cña a-nèt). §¸m m©y ®iÖn tÝch bao quanh ca-tèt do c¸c ®iÖn tö t¹o nªn, gäi lµ ®iÖn tÝch kh«ng gian. Khi ®Æt mét hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a a-nèt vµ ca-tèt, trong ®ã a-nèt cã ®iÖn thÕ d­¬ng so víi ca-tèt th× ®iÖn tö sÏ chuyÓn ®éng vÒ phÝa a-nèt vµ t¹o nªn dßng ®iÖn ch¹y trong bãng X Quang (dßng a-nèt). NÕu duy tr× nhiÖt ®é ca-nèt ë mét gi¸ trÞ nµo ®ã (do dßng sîi ®èt quyÕt ®Þnh) th× sè l­îng ®iÖn tö bøc x¹ ra sÏ kh«ng ®æi. Khi t¨ng ®iÖn thÕ a-nèt, sè l­îng ®iÖn tö dÞch chuyÓn vÒ phÝa a-nèt sÏ t¨ng khiÕn cho dßng a-nèt t¨ng. §©y lµ tr¹ng th¸i lµm viÖc ®­îc gäi lµ tr¹ng th¸i d­íi møc b·o hoµ, trong ®ã ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn cña bãng X Quang phô thuéc lÉn nhau. Khi ®iÖn ¸p a-nèt t¨ng tíi mét gi¸ trÞ, t¹i ®ã toµn bé sè l­îng ®iÖn tö bøc x¹ ®­îc hót hÕt vÒ phÝa a-nèt, lóc nµy bãng X Quang lµm viÖc ë tr¹ng th¸i gäi lµ tr¹ng th¸i b·o hoµ. KÓ tõ møc ®ã trë lªn, viÖc thay ®æi ®iÖn ¸p a-nèt kh«ng lµm thay ®æi dßng ®iÖn, nghÜa lµ ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn biÕn ®æi ®éc lËp víi nhau, bãng X Quang lµm viÖc ë tr¹ng th¸i trªn møc b·o hoµ. §©y lµ tr¹ng th¸i cÇn thiÕt trong viÖc t¹o ¶nh X Quang. Trong thùc tÕ kh«ng ph¶i lóc nµo còng ®¹t ®­îc tr¹ng th¸i nµy. Thùc tÕ ®· chøng tá r»ng, chØ ë ph¹m vi dßng a-nèt cßn t­¬ng ®èi thÊp (d­íi 100mA) th× dÔ dµng ®¹t ®­îc tr¹ng th¸i lµm viÖc trªn b·o hoµ ngay c¶ khi ®iÖn ¸p a-nèt cßn t­¬ng ®èi thÊp (kho¶ng 40 mA). Khi bãng ho¹t ®éng víi dßng lín h¬n th× víi ®iÖn ¸p a-nèt ®· kh¸ cao, mét sè l­îng ®iÖn tö bøc x¹ kh«ng ®­îc hót vÒ a-nèt mµ t¹o thµnh ®¸m m©y ®iÖn tö bao quanh bÒ mÆt ca-tèt. Chóng lµm cho dßng a-nèt thay ®æi theo ®iÖn ¸p a-nèt, t¹o nªn mét hiÖu øng gäi lµ hiÖu øng ®iÖn tÝch kh«ng gian. Tõ h×nh 1.7 t­¬ng øng dßng ®iÖn sîi ®èt IH=4,25A, mèi quan hÖ gi÷a ®iÖn ¸p a-nèt vµ dßng ®iÖn a-nèt cña mét bãng X Quang nh­ trong b¶ng 1 d­íi ®©y: §iÖn ¸p a-nèt UA (KVp) Dßng ®iÖn a-nèt IA(mA) 60 150 70 200 100 250 §iÒu nµy khiÕn cho kh«ng thÓ c¸c gi¸ trÞ KV vµ mA ®éc lËp víi nhau. M¹ch bï hiÖu øng ®iÖn tÝch kh«ng gian: Chøc n¨ng cña m¹ch: lo¹i trõ ¶nh h­ëng cña ®iÖn tÝch kh«ng gian trong m¸y X Quang ®Ó cã thÓ ®iÒu chØnh ®éc lËp gi÷a dßng a-nèt vµ ®iÖn ¸p a-nèt trong toµn bé ph¹m vi ®Æt cña c¸c gi¸ trÞ KV vµ mA. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña m¹ch bï hiÖu øng ®iÖn tÝch kh«ng gian: Gi¶ sö ®Æt gi¸ trÞ dßng cao thÕ lµ 200 mA vµ thay ®æi c¸c gi¸ trÞ KV (theo b¶ng 1). Tai UA=70KV dßng cao thÕ sÏ lµ 200mA , nÕu chuyÓn sang 60KV hoÆc 100KV th× dßng t­¬ng øng sÏ lµ 150mA vµ 250mA mÆc dï gi¸ trÞ ®Æt dßng cao thÕ vÉn lµ 200mA. Tõ nh÷ng sè liÖu trªn ®©y ta thÊy ®Ó duy tr× trÞ sè 200mA víi UA=60KV th× ph¶i t¨ng nhiÖt ®é ca-tèt nghÜa lµ ph¶i t¨ng dßng sîi ®èt, ng­îc l¹i ®Ó duy tr× 200mA víi UA=100KV th× ph¶i gi¶m dßng sîi ®èt. Tãm l¹i cÇn ph¶i thay ®æi ®iÖn ¸p sîi ®èt thÝch øng víi sù thay ®æi ®iÖn ¸p a-nèt sao cho cã thÓ duy tr× dßng a-nèt khi thay ®æi ®iÖn ¸p a-nèt trong ph¹m vi réng. §©y chÝnh lµ nguyªn lý ho¹t ®éng cña m¹ch bï hiÖu øng ®iÖn tÝch kh«ng gian, ®­îc vÏ trªn h×nh 1.9. Trong m¹ch cÊp nguån sîi ®èt bãng X Quang, cã mét biÕn thÕ gäi lµ biÕn thÕ bï ¸p (ký hiÖu ch÷ T), cuén d©y thø cÊp cña nã ®­îc nèi liªn tiÕp gi÷a biÕn thÕ sîi ®èt (F) vµ m¹ch chän mA, cßn s¬ cÊp ®­îc cÊp ®iÖn tõ biÕn thÕ nguån cao thÕ, trÞ sè ®iÖn ¸p nµy thay ®æi tuú thuéc vµo chuyÓn m¹ch ®iÒu khiÓn ®iÖn ¸p a-nèt. ChiÒu cuèn vµ c¸ch ®Êu cuén thø cÊp biÕn ¸p T sao cho ®iÖn ¸p c¶m øng cña nã ng­îc pha víi ®iÖn ¸p tõ bé æn ¸p. Tõ h×nh vÏ, ®iÖn ¸p t¹i s¬ cÊp biÕn thÕ sîi ®èt (VF) sÏ b»ng: VF=Væn ¸p-(VR+VT) Khi chuyÓn m¹ch KV ®Æt t¹i vÞ trÝ x (t­¬ng øng 70KV nh­ vÝ dô trªn), ®iÖn ¸p trªn cuén s¬ cÊp biÕn ¸p bï b»ng 0V nªn kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn m¹ch sî ®èt. Khi chuyÓn m¹ch di chuyÓn vÒ h­íng B, KV t¨ng (vÝ dô lªn 100KV) t¹i s¬ cÊp vµ thø cÊp biÕn ¸p bï xuÊt hiÖn ®iÖn ¸p tû lÖ víi sù t¨ng tr­ëng cña KV, khi ®ã ®iÖn ¸p sîi ®èt VF sÏ gi¶m khiÕn cho dßng a-nèt ®­îc duy tr× nh­ gi¸ trÞ ®Æt t­¬ng øng víi 70KV. Khi chuyÓn m¹ch KV di chuyÓn vÒ h­íng A, ®iÖn ¸p a-nèt gi¶m (vÝ dô xuèng 60KV) qu¸ tr×nh x¶y ra theo h­íng ng­îc l¹i vµ dßng a-nèt kh«ng thay ®æi. 2.2.4. M¹ch ®Æt dßng cao thÕ M¹ch nµy bao gåm mét c¸i chuyÓn m¹ch nhiÒu nÊc vµ mét sè ®iÖn trë (h×nh 1.8). Nh÷ng ®iÖn trë nµy ®­îc m¾c nèi tiÕp gi÷a nguån æn ¸p vµ c¸c m¹ch bï (tÇn sè, hiÖu øng ®iÖn tÝch kh«ng gian) víi s¬ cÊp biÕn thÕ sîi ®èt th«ng qua tiÕp ®iÓm cña chuyÓn m¹ch chän mA. TrÞ sè cña c¸c ®iÖn trë ®­îc lùa chän sao cho ®iÖn ¸p sîi ®èt thÝch hîp víi c¸c gi¸ trÞ mA ®· x¸c ®Þnh. 2.2.5. ChØ thÞ dßng cao thÕ (mA) Trong c¸c m¸y X Quang truyÒn thèng ,viÖc chØ thÞ trÞ sè dßng cao thÕ chØ thùc hiÖn trong chÕ ®é soi v× thêi gian soi ®ñ dµi. Trong chÕ ®é chôp v× thêi gian ph¸t tia qu¸ ng¾n kh«ng ®ñ thêi gian hiÓn thÞ dßng cao thÕ. §ång hå cã thÓ lµ lo¹i chØ kim hoÆc lo¹i chØ thÞ sè. VÞ trÝ l¾p ®Æt t¹i ®iÓm nèi tiÕp gi÷a 2 nöa cuén d©y thø cÊp biÕn ¸p cao thÕ-®iÓm nèi ®Êt an toµn (h×nh 1.1). 4. M¹ch ®iÒu khiÓn thêi gian (s) 4.1. §Æc ®iÓm vµ yªu cÇu Thêi gian ph¸t tia X lµ mét trong nh÷ng tham sè quyÕt ®Þnh mËt ®é tia X. Chøc n¨ng nµy ®­îc thùc hiÖn bëi m¹ch thêi gian(timer). NhiÒu lo¹i m¹ch thêi gian ®­îc nghiªn cøu vµ chÕ t¹o trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y X Quang. VÒ ph­¬ng thøc x¸c ®Þnh thêi kho¶ng ph¸t tia X, cã thÓ ph©n chia m¹ch thêi gian ra lµm 3 lo¹i sau ®©y: M¹ch ®iÒu khiÓn ph¸t tia X theo kho¶ng thêi gian (s). M¹ch ®iÒu khiÓn ph¸t tia X theo mAs. M¹ch thêi gian tù ®éng. 4.2. M¹ch ®iÒu khiÓn ph¸t tia X theo kho¶ng thêi gian. HÇu hÕt c¸c m¹ch lo¹i nµy ®Òu ho¹t ®éng dùa trªn c¬ së lµ sù phãng, n¹p vµ thêi gian n¹p ®iÖn cña tô ®iÖn. Kho¶ng thêi gian ph¸t tia ®­îc x¸c ®Þnh gi÷a hai thêi ®iÓm: Thêi ®iÓm b¾t ®Çu khi ®iÖn ¸p trªn tô b»ng 0V, tô b¾t ®Çu ®­îc n¹p ®iÖn vµ tia X b¾t ®Çu ®­îc ph¸t. M¹ch n¹p tô bao gåm mét ho¨c nhiÒu ®iÖn trë R vµ tô C cã trÞ sè kh¸c nhau m¾c nèi tiÕp t­¬ng øng víi c¸c kho¶ng thêi gian kh¸c nhau. Tô n¹p nhanh hay chËm phô thuéc vµo h»ng sè thêi gian RC cña m¹ch. Thêi ®iÓm kÕt thóc khi ®iÖn ¸p trªn tô ®¹t tíi mét gi¸ trÞ ®· chän tr­íc th× nã sÏ phãng vµ sÏ kÝch ho¹t mét c«ng t¾c ®iÖn tö ®Ó ng¾t m¹ch ph¸t tia X. Mét sè lo¹i linh kiÖn ®iÖn tö th­êng ®­îc dïng trong c¸c m¹ch thêi gian ®iÖn tö nh­: transistor mét tiÕp gi¸p (UJT-UniJunction Transistor) vµ thyristor hoÆc m¹ch tÝch hîp (IC-Intergrated Circuit). Trªn ®­êng ®Æc tuyÕn V-A cña UJT vµ thyristor ®Òu cã vïng trë kh¸ng ©m nhê vËy sù chuyÓn tr¹ng th¸i cña chóng tõ ng¾t sang dÉn hoÆc ng­îc l¹i diÔn ra ®ét biÕn (thêi gian qu¸ ®é rÊt ng¾n) vµ chóng ®­îc dïng lµm c«ng t¾c ®iÖn tö. M¹ch ®iÖn trªn h×nh 1.12 øng dông transistor mét tiÕp gi¸p UJT cho hai chøc n¨ng: 1.M¹ch thêi gian (h×nh 1.12 b): c«ng t¾c S1 chuyÓn tõ tr¹ng th¸i ®ãng sang hë m¹ch, tô C ®­îc n¹p víi h»ng sè thêi gian RC, Uc t¨ng ®Õn ®iÖn ¸p kÝch ho¹t Vp cña UJT, UJT më, tô C phãng ®iÖn qua tiÕp ®iÓm EB1 cña UJT t¹o ra mét xung nhän t¹i R1, S1 ®ãng l¹i kÕt thóc qu¸ tr×nh t¹o kho¶ng thêi gian T. 2.M¹ch t¹o xung (h×nh 1.12 c) :nÕu S1 tiÕp tôc më, tô C tiÕp tôc ®­îc n¹p, qu¸ tr×nh tiÕp diÔn .KÕt qu¶ t¹i B1 cña UJT mét chuçi xung nhän ®­îc t¹o ra. Lo¹i m¹ch thêi gian ®iÒu khiÓn ph¸t tia X theo thêi kho¶ng, ho¹t ®éng theo nguyªn lý ®ång pha lµ lo¹i m¹ch phæ biÕn, ®­îc vÏ trªn h×nh 1.13. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña m¹ch nh­ sau: 1.Nguån cÊp cho m¹ch gåm: BiÕn thÕ h¹ ¸p T5 M¹ch cÊp nguån DC : ®iÖn ¸p AC 24V, cÇu chØnh l­u RE1 vµ c¸c m¾t läc R49, R35, C7 &C8 t¹o thµnh nguån DC 28V M¹ch t¹o xung cã tÇn sè 100Hz : ®iÖn ¸p AC 24V, ®ièt D6, D7, R46, vµ ®ièt Zener Z3, t¹o ra mét chuçi xung gÇn vu«ng cã biªn ®é b»ng 5,6V. M¹ch nguån nu«i r¬-le ph¸t tia S012: ®iÖn ¸p AC 2x85V 2.Thêi ®iÓm bÊm c«ng t¾c chôp. R¬-le S9 t¸c ®éng, S9a nèi m¹ch nguån DC 28V. §iÖn ¸p ph©n ¸p cho transistor T7 b»ng : VBE(T7)=VR42-VR43»0V Trong ®ã: VR42 lµ ®iÖn ¸p t¹o ra tõ nguån 28V DC vµ m¹ch ph©n ¸p R33, R42 (28V x 3,3/(82+3,3))=1,08V VR43 lµ ®iÖn ¸p t¹o ra tõ nguån 5,6V DC vµ m¹ch ph©n ¸p R43, R44 (5,6V x 0,47/(0,47+1,8))=1,15V cã chiÒu ng­îc víi VR42. Víi ph©n ¸p VBE(T7) lµm T7 ng¾n m¹ch (off), VR32=0V nªn T8 còng ng¾n m¹ch vµ ®iÖn ¸p t¹i ®iÓm TP2=0V Transistor T3 th«ng nhê m¹ch ph©n ¸p R36 vµ R37 ,®iÖn ¸p t¹i TP3=0V vµ T4 ng¾n m¹ch. Nh­ vËy, t¹i thêi ®iÓm bÊm c«ng t¾c ph¸t tia, r¬-le ph¸t tia S012 ch­a t¸c ®éng vµ ch­a cã tia X ®­îc ph¸t ra. 3.Thêi ®iÓm b¾t ®Çu ph¸t tia. Khi ®iÖn ¸p AC vÒ ®iÓm 0V, ®iÖn ¸p t¹i ®iÓm B còng tôt xuèng 0V, VR43=0V nªn VBE(T7)»1V. T7 dÉn (on) kÐo theo T8 dÉn vµ ®iÖn ¸p t¹i TP2»28V. Mét m¹ch håi tiÕp d­¬ng gåm R45, R42 tiÕp tôc duy tr× tr¹ng th¸i dÉn cña T7 vµ lo¹i bá ¶nh h­ëng cña ®iÖn ¸p trªn R43. T¹i thêi ®iÓm nµy: M¹ch t¹o xung ®iÒu khiÓn b¾t ®Çu ho¹t ®éng. §©y lµ mét m¹ch dao ®éng tù do gåm T5 (lo¹i UJT) ,C3, R24, R25, R27, t¹o ra mét chuçi xung nhän cã chu kú lÆp l¹i kho¶ng 1ms. Chuçi xung nµy kÝch ho¹t c¸c thyristor TH1 vµ TH2 khiÕn chóng thay nhau dÉn dßng trong c¶ 2 nöa chu kú AC. Nguån AC 2x85V ®­îc cÊp cho r¬-le S012 vµ tia X b¾t ®Çu ®­îc ph¸t ra. M¹ch tÝnh thêi gian b¾t ®Çu ho¹t ®éng. M¹ch nµy gåm transistor T6 (UJT), ®ièt zener Z2 vµ c¸c linh kiÖn liªn quan. §iÖn ¸p 28V DC ®­îc æn ®Þnh t¹i 15V nhê Z2 vµ R16, cung cÊp cho m¹ch n¹p ®iÖn gåm tô C4 vµ c¸c ®iÖn trë R13, R50, chuçi c¸c ®iÖn trë tõ R19-R37 ®Ó ®Æt thêi kho¶ng ph¸t tia tõ 10 ms ®Õn 5 s, R13 ®Ó chuÈn møc thêi gian 10 ms. M¹ch t¹o xung ®¬n gåm T6, R14, R15, C5, R47, R41 vµ C1, trong ®ã R15 ®Ó ®iÒu chØnh chÝnh x¸c gi¸ trÞ ®iÖn ¸p kÝch ho¹t-më T6 vµ chÝnh lµ ®iÖn trë hiÖu chuÈn møc thêi gian dµi nhÊt (5 s). Tô C4 ®­îc n¹p víi tèc ®é nhanh/chËm t­¬ng øng víi thêi kho¶ng ph¸t tia ng¾n/dµi, ®iÖn ¸p t¹i tô t¨ng dÇn. 4.Thêi ®iÓm kÕt thóc ph¸t tia X. Khi VC4 ®¹t tíi gi¸ trÞ ng­ìng më (Vp) cña T6 th× T6 dÉn. C4 phãng qua EB1T6 vµ R47 t¹o nªn mét xung kim, ®­îc ®­a vµo cùc gèc T4 ®Ó chuyÓn tr¹ng th¸i T4 tõ off sang on. §iÖn ¸p cùc gãp T4 sôt xuèng gÇn b»ng 0V do cã sôt ¸p trªn R36,VB T3 gi¶m xuèng d­íi 0,6V vµ T3 ng¾n m¹ch khiÕn m¹ch t¹o xung ®iÒu khiÓn thyristor TH1 vµ TH2 ngõng ho¹t ®éng. Tuy nhiªn, do tÝnh chÊt cña thyristor, viÖc ph¸t tia X chØ ngõng khi kÕt thóc nöa chu kú AC sau khi ®· hÕt xung ®iÒu khiÓn. T4 ®­îc duy tr× ë tr¹ng th¸i dÉn nhê m¹ch ph©n ¸p R23 vµ R40. §©y lµ m¹ch thêi gian ®ång pha. Tia X chØ ®­îc b¾t ®Çu vµ kÕt thóc t¹i thêi ®iÓm nguån AC b»ng 0V. Do vËy thêi kho¶ng ph¸t tia ®­îc tÝnh b»ng béi sè thêi gian nöa chu kú dßng AC. T=n. Trong ®ã f lµ chu kú dao ®éng cña nguån ®iÖn l­íi (gi¸ trÞ danh ®Þnh 50Hz), n lµ sè nguyªn d­¬ng. Kü thuËt t¹o ¶nh X Quang øng dông 3 trÞ sè ®Æt KVp, mA vµ s cßn ®­îc gäi lµ kü thuËt 3 ®iÓm. ¦u ®iÓm cña m¹ch ph¸t tia X theo kho¶ng thêi gian: CÊu tróc ®¬n gi¶n, ®é chÝnh x¸c vµ ®é æn ®Þnh kh¸ cao. Nh­îc ®iÓm: Phô thuéc vµo tÇn sè l­íi ®iÖn: theo c«ng thøc trªn, nÕu tÇn sè l­íi ®iÖn thay ®æi thêi kho¶ng ph¸t tia X thay ®æi. ViÖc sö dông phøc t¹p: mËt ®é quang cÇn thiÕt ®Ó t¹o ¶nh Q phô thuéc vµo dßng cao thÕ IA (mA) vµ thêi gian ph¸t tia T(s). Q=IA.T (mAs). V× hai gi¸ trÞ nµy ®­îc ®Æt ®éc lËp víi nhau nªn ng­êi sö dông ph¶i tra b¶ng ®Ó x¸c ®Þnh Q. BÊt kú sù sai lÖch nµo gi÷a gi¸ trÞ thùc vµ gi¸ trÞ ®Æt cña mét trong hai th«ng sè trªn ®Òu ¶nh h­ëng ®Õn mËt ®é quang. Thêi kho¶ng ph¸t tia ng¾n nhÊt cßn kh¸ dµi, víi n=1 thêi gian ph¸t tia ng¾n nhÊt sÏ lµ 10 ms. Trong thùc tÕ cã nh÷ng tr­êng hîp thêi gian ph¸t tia £1ms nh­ kiÓu chôp nhiÒu ¶nh liªn tiÕp trong m¸y X Quang chôp m¹ch... H×nh 1.13: M¹ch thêi gian øng dông nguyªn lý c¾t ®ång pha 4.3. M¹ch ®iÒu khiÓn ph¸t tia X theo mAs. §Ó kh¾c phôc nh­îc ®iÓm cña lo¹i m¸y ®ãng c¾t tia X theo kho¶ng thêi gian nãi trªn, m¹ch ®ãng ng¾t tia X theo ®¹i l­îng Q ®· ®­îc øng dông Q=I.T Q: mËt ®é quang (mAs). I: dßng cao thÕ (mA). T: thêi kho¶ng ph¸t tia (s). H×nh 1.15 lµ s¬ ®å khèi cña m¹ch lo¹i nµy . Nguyªn lý ho¹t ®éng cña m¹ch: Khi ®ãng mach ph¸t tia, trong m¹ch chØnh l­u cao thÕ sÏ cã dßng cao thÕ theo thêi gian thùc Ithùc, dßng nµy t¹o ra mét ®iÖn ¸p trªn ®iÖn trë R m¾c gi÷a hai nöa cuén thø cÊp cao ¸p, ®iÖn ¸p nay ®­îc ®­a vµo mét m¹ch ®iÖn tÝch ph©n theo thêi gian, t¹i lèi ra cña m¹ch tÝch ph©n sÏ h×nh thµnh mét ®iÖn ¸p, trÞ sè cña ®iÖn ¸p nµy tû lÖ vêi mét ®¹i l­îng mµ nã ph¶n ¸nh c¶ hai ®¹i l­îng I vµ T ®ã chÝnh lµ Qthùc, ®­îc tÝnh theo biÓu thøc sau: Qthùc= Trong ®ã tE lµ thêi gian ph¸t tia. §iÖn ¸p nµy ®­îc ®­a tíi mét ®Çu vµo cña mét m¹ch so s¸nh, ®Çu ra cña m¹ch so s¸nh lµ mét ®iÖn ¸p tham chiÕu mµ trÞ sè cña nã tû lÖ víi gi¸ trÞ ®· x¸c ®Þnh (Q®Æt). Ngay khi Qthùc ®Æt tíi gi¸ trÞ Q®Æt th× m¹ch so s¸nh sÏ ph¸t tÝn hiÖu ra lÖnh ngõng ph¸t tia. Nh­ vËy, trong m¹ch ®ãng c¾t tia X theo Q, thêi gian ph¸t tia tE vµ/hoÆc dßng cao thÕ Ithùc cã thÓ thay ®æi nh­ng mËt ®é quang vÉn ®¹t yªu cÇu. HiÖn nay lo¹i m¸y X Quang øng dông m¹ch thêi gian tÝnh theo gi¸ trÞ Q (mAs) cßn gäi lµ kü thuËt 2 ®iÓm ngµy cµng phæ biÕn vµ thay thÕ dÇn lo¹i m¹ch ®ãng c¾t tia X thuÇn tuý theo thêi gian. 4.4. M¹ch thêi gian tù ®éng M¹ch thêi gian tù ®éng míi ®­îc øng dông gÇn ®©y. Kh¸c víi c¸c lo¹i m¹ch nãi trªn, trong m¹ch thêi gian tù ®éng, tham sè ®iÒu khiÓn viÖc ®ãng c¾t tia X kh«ng ph¶i lµ kho¶ng thêi gian (s) hoÆc Q (mAs) mµ lµ liÒu l­îng tia X (D)-®ã lµ sù kÕt hîp nhiÒu th«ng sè trong qu¸ tr×nh t¹o ¶nh b»ng tia X. Víi nh÷ng m¹ch thêi gian nãi trªn, khi tiÕn hµnh c¸c ca chôp, ng­êi vËn hµnh c¨n cø vµo thÓ tr¹ng ng­êi bÖnh (giµ, trÎ, gÇy, bÐo...) vµ c¬ quan néi t¹ng (®­êng ruét, phæi, x­¬ng... ) mµ ®Þnh ra c¸c chØ sè ®iÖn ¸p cao thÕ (KV), dßng cao thÕ (mA) vµ thêi gian (s) cÇn thiÕt. Nh­ vËy c¸c tham sè nµy ®­îc x¸c ®Þnh dùa trªn c¬ së kiÕn thøc vµ kinh nghiÖm cña ng­êi vËn hµnh lµ chÝnh nªn kÕt qu¶ thu ®­îc mang tÝnh chñ quan. H×nh ¶nh trªn phim kh«ng ph¶i lóc nµo còng ®¹t chÊt l­îng nh­ mong muèn. Cßn trong m¸y X Quang øng dông m¹ch thêi gian tù ®éng, ®iÒu quan t©m vµ ®iÒu khiÓn lµ l­îng tia X th©m nhËp vµo phim- ®©y chÝnh lµ yÕu tè quyÕt ®Þnh chÊt l­îng h×nh ¶nh vµ lµ mét yÕu tè kh¸ch quan. §Ó thùc hiÖn ®­îc ®iÒu nµy ng­êi ta øng dông nh÷ng bé c¶m biÕn cã chøc n¨ng biÕn ®æi chïm tia X thµnh tÝn hiÖu ®iÖn, ®­îc bè trÝ liÒn kÒ víi phim (tr­íc hoÆc sau). HiÖn nay cã 3 lo¹i c¶m biÕn th­êng ®­îc øng dông lµ: §Ìn nh©n quang. Buång I-«ng. VËt liÖu b¸n dÉn ®iÖn. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña m¹ch: S¬ ®å khèi cña lo¹i m¹ch thêi gian tù ®éng øng dông c¶ hai lo¹i c¶m biÕn(buång I-«ng & ®Ìn nh©n quang) vÏ trªn h×nh 1.16. C¸c dßng ®iÖn c¶m øng ic vµ ib tû lÖ víi liÒu l­îng tia X, tõ buång I-«ng hoÆc ®Ìn nh©n quang ®­îc ®­a tíi lèi vµo cña mét m¹ch tÝch ph©n, t¹i ®Çu ra cña m¹ch tÝch ph©n sÏ t¹o ra ®iÖn ¸p tû lÖ víi liÒu l­îng tia thùc Dthùc- mang th«ng tin vÒ mËt ®é chïm tia X ®· bÞ suy gi¶m sau khi xuyªn qua ®èi t­îng, tÝn hiÖu nµy sÏ ®­îc so s¸nh víi tÝn hiÖu D®Æt(liÒu l­îng tia X cÇn thiÕt) t¹i mét m¹ch so s¸nh. Khi 2 tÝn hiÖu nµy b»ng nhau, m¹ch so s¸nh sÏ ph¸t tÝn hiÖu ra lÖnh ngõng ph¸t tia. Buång I-«ng ®­îc dïng kh¸ phæ biÕn, th­êng ®­îc bè trÝ tr­íc phim, cã kÝch th­íc bao trïm vïng xÐt nghiÖm, bÒ dÇy kho¶ng 6-10 mm vµ kh«ng t¹o ra bãng trªn phim (trong suèt víi tia X). Hai mÆt ®èi diÖn cña buång I-«ng lµ hai tÊm ®iÖn cùc t¹o thµnh tô ®iÖn cã chÊt ®iÖn m«i lµ kh«ng khÝ. HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a 2 tÊm ®iÖn cùc vµo kho¶ng300-1000V DC. Dßng ®iÖn c¶m øng kho¶ng vµi chôc ®Õn vµi tr¨m pA. §Ìn nh©n quang (h×nh 1.17) th­êng ®­îc sö dông kÕt hîp víi hÖ thèng m¸y X Quang truyÒn h×nh, bè trÝ t¹i lèi ra cña thiÕt bÞ t¨ng s¸ng. Dßng ®iÖn c¶m øng tû lÖ víi c­êng ®é s¸ng cña h×nh ¶nh. Trong h×nh 1.16 t¸c dông cña ®Ìn nh©n quang ®Ó æn ®Þnh c­êng ®é s¸ng cña ¶nh khi soi. Lo¹i m¹ch thêi gian tù ®éng cßn gäi lµ kü thuËt 1 ®iÓm ®­îc øng dông trong hÇu hÕt c¸c hÖ thèng X Quang chÈn ®o¸n hiÖn ®¹i nh­ chôp/chiÕu t¨ng s¸ng -truyÒn h×nh, chôp m¹ch, chôp m¹ch xo¸ nÒn... ¦u ®iÓm cña lo¹i m¹ch nµy lµ sù phèi hîp chÆt chÏ c¶ 3 th«ng sè KVp, mA vµ s ®Ó t¹o ra mËt ®é quang cÇn thiÕt. BÊt kú sù biÕn ®éng nµo cña c¸c th«ng sè còng ®­îc bï/trõ bëi c¸c th«ng sè kh¸c ®Ó duy tr× gi¸ trÞ mËt ®é quang ®· ®Æt. 4.5. ChØ thÞ thêi gian M¸y X Quang øng dông lo¹i m¹ch thêi gian t­¬ng øng víi mét trong 3 lo¹i m¹ch thêi gian nãi trªn sÏ cã ®ång hå chØ thÞ c¸c trÞ sè s hoÆc mAs. HÇu hÕt ®ång hå chØ thÞ thêi gian lµ ®ång hå hiÓn thÞ sè. 5. §iÒu khiÓn SID (Source Image Distance). SID lµ kho¶ng c¸ch tõ nguån ph¸t tia X ®Õn vËt mang ¶nh, ®é lín cña SID ¶nh h­ëng tíi liÒu l­îng tia X th©m nhËp vµo ¶nh vµ ®é mÐo d¹ng cña ¶nh: SID lín th× c­êng ®é tia X th©m nhËp vµo ¶nh nhá, nh­ng bï l¹i ®é mÐo d¹ng cña ¶nh l¹i Ýt. Ng­îc l¹i, SID nhá th× c­êng ®é tia X th©m nhËp vµo ¶nh lín vµ ®é mÐo d¹ng cña ¶nh X Quang l¹i nhiÒu. Mét yªu cÇu ®Æt ra cho mét ¶nh X Quang cã chÊt l­îng tèt lµ: ChØ chôp mét lÇn. Cã ®é t­¬ng ph¶n vµ ph©n gi¶i cao. §Ó ®¹t ®­îc ®iÒu nµy cÇn cã sù phèi hîp gi÷a c¸c th«ng sè kVp, mA, s vµ SID mét c¸ch hîp lý tr­íc khi bÊm c«ng t¾c chôp. Nhê vµo biÓu ®å kü thuËt ng­êi vËn hµnh m¸y sÏ t×m ®­îc mèi quan hÖ gi÷a c¸c th«ng sè ,cô thÓ: Khi trÞ sè kVp t¨ng 15% cÇn gi¶m 50% mAs th× míi gi÷ ®­îc ®é t­¬ng ph¶n cña ¶nh nh­ cò. §Ó nhËn biÕt ®­îc sù thay ®æi mËt ®é quang th× trÞ sè kV Ýt nhÊt ®­îc thay ®æi 5% vµ mAs Ýt nhÊt thay ®æi 30%. mAs tû lÖ víi b×nh ph­¬ng SID, tøc lµ nÕu SID t¨ng lªn 2 lÇn t­¬ng ®­¬ng mAs t¨ng 4 lÇn. ViÖc ®iÒu chØ tham sè SID th«ng qua hÖ thèng c¬ cña m¸y X Quang. Ii. §iÒu khiÓn tham sè trong m¸y X Quang cao tÇn. 1.CÊu tróc chung cña m¸y X Quang cao tÇn. Trong m¸y X Quang truyÒn thèng nguån ®iÖn cung cÊp cho khèi chØnh l­u cao thÕ vµ c¸c m¹ch ®iÖn kh¸c ®­îc lÊy trùc tiÕp tõ nguån ®iÖn l­íi cã tÇn sè 50Hz. Do ®ã nã cã mét sè nh­îc ®iÓm : ChÊt l­îng nguån ®iÖn cao thÕ (kVp) cßn thÊp: ®é gîn sãng cßn kh¸ lín trªn 10%, sù chªnh lÖch nµy khiÕn cho phæ tia X ph©n phè trong gi¶i kh¸ réng bao gåm c¶ tia mÒm kh«ng cã t¸c dông t¹o ¶nh. Do vËy hiÖu suÊt ph¸t tia cña m¸y cßn thÊp, liÒu l­îng tia X cã h¹i ®èi víi ng­êi bÖnh cßn cao. CÊu tróc cång kÒnh chiÕm nhiÒu diÖn tÝch, khèi l­îng lín. §Ó kh¸c phôc hai nh­îc ®iÓm c¬ b¶n nãi trªn, trong m¸y X Quang cao tÇn, c¸c bé biÕn ®æi tÇn sè l­íi ®iÖn lªn tÇn sè cao tõ vµi kHz ®Õn vµi chôc kHz ®· ®­îc øng dông. VÒ mÆt cÊu t¹o, sù kh¸c nhau c¬ b¶n gi÷a m¸y X Quang cao tÇn vµ m¸y X Quang truyÒn thèng chØ ë chç trong m¸y X Quang cao tÇn cã c¸c bé ®æi tÇn. 2. Bé ®æi tÇn. Thµnh phÇn chñ yÕu cña c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn tham sè trong m¸y X Quang cao tÇn lµ bé ®æi tÇn. Do vËy, tr­íc khi ®i cô thÓ vµo ph©n tÝch tõng m¹ch, viÖc ph©n tÝch, l¾m v÷ng cÊu t¹o vµ nguyªn lý bé ®æi tÇn lµ mét yÕu tè cÇn thiÕt. S¬ ®å khèi bé ®æi tÇn vÏ trªn h×nh 2.1, bao gåm m¹ch cÊp nguån DC vµ m¹ch ®æi tÇn. 2.1. M¹ch cÊp nguån mét chiÒu DC. M¹ch cÊp nguån mét chiÒu lµ m¹ch chØnh l­u AC-DC, th«ng th­êng ®­îc nèi trùc tiÕp víi nguån AC 50 Hz mét pha hoÆc 3 pha (h×nh 2.2) Nguån AC ®­îc chØnh l­u bëi cÇu chØnh l­u hoÆc bëi m¹ch chØnh l­u 3 pha 6 xung. §iÖn ¸p sau chØnh l­u ®­îc lµm b»ng ph¼ng bëi c¸c m¾t läc. §Ó ®¶m b¶o sao cho c¸c thµnh phÇn gîn sãng chØ cßn rÊt nhá, khiÕn cho VDC cã thÓ coi nh­ lµ h»ng sè, c¸c tô läc th­êng cã trÞ sè rÊt lín (tõ vµi ngh×n ®Õn hµng chôc ngh×n mF). Nh÷ng tô nµy th­êng lµ lo¹i tô ®iÖn ho¸ häc cã ®iÖn ¸p lµm viÖc kho¶ng 500-1000V DC. 2.2. M¹ch ®æi tÇn. S¬ ®å nguyªn lý cña m¹ch ®æi tÇn vÏ trªn h×nh 2.3. M¹ch bao gåm 4 c¸i ChuyÓn m¹ch ®iÖn tö vµ mét m¹ch dao ®éng liªn tiÕp. HiÖn nay hai lo¹i m¹ch chuyÓn m¹ch ®iÖn tö th­êng ®­îc dïng lµ: thyristor vµ transistor cã cùc cæng c¸c ly (IGBT). Víi lo¹i thyristor tÇn sè m¹ch ®æi tÇn ®¹t ®­îc kho¶ng 5¸15 kHz, cßn víi IGBT trÞ sè nµy tõ vµi chôc kHz ¸ kho¶ng 100kHz. Bèn c¸i chuyÓn m¹ch ®iÖn tö Th1, h2, Th3, Th4 ®­îc nèi thµnh m¹ch cÇu, trong ®ã mét ®­êng chÐo cña cÇu nèi víi nguån DC, mét nèi víi m¹ch dao ®éng liªn tiÕp. M¹ch dao ®éng liªn tiÕp gåm cuén c¶m L-cuén s¬ cÊp biÕn thÕ cao ¸p vµ tô ®iÖn Cs. M¹ch ®æi tÇn ho¹t ®éng nh­ sau: Gi¶ sö t¹i thêi ®iÓm t1, mét xung ®iÒu khiÓn ®­îc ®­a ®ång thêi vµo cùc cæng cña 2 thyristor Th1, Th4. Hai thyristor nµy më vµ dßng ®iÖn tõ nguån +UDC qua Th1, tô Cs , cuén L, Th3 tíi -UDC. §Õn thêi ®iÓm t2, mét xung ®iÒu khiÓn tiÕp theo ®­îc ®­a ®ång thêi vµo cùc cæng cña 2 thyristor Th2, Th3. Hai thyristor nµy më vµ dßng ®iÖn tõ nguån +UDC qua Th2, cuén L, tô Cs ,Th3 tíi -UDC. Qu¸ tr×nh lÆp l¹i vµ tiÕp diÔn, kÕt qu¶ trong m¹ch dao ®éng liªn tiÕp cã dßng ®iÖn xoay chiÒu, d¹ng sãng i(t) vÏ trªn h×nh 2.4 2.3. §iÒu khiÓn trong m¹ch ®æi tÇn. t2 t Xung ®iÒu khiÓn i(t) t6 t7 t8 t t5 t4 t3 t1 H×nh2.4 :D¹ng sãng i(t) t¹i thêi ®iÓm kh¸c nhau vµ víi tÇn sè xung ®iÒu khiÓn kh¸c nhau D¹ng sãng i(t) trªn h×nh 2.4 cã nh÷ng ®o¹n kh¸c nhau do tÇn sè lÆp l¹i cña xung ®iÒu khiÓn thay ®æi. Tõ thêi ®iÓm tõ t1¸t5 tÇn sè lÆp l¹i cña xung ®iÒu khiÓn b»ng tÇn sè céng h­ëng riªng cña m¹ch dao ®éng liªn tiÕp: fx®k=f0. C¸c cÆp thyristor Th1, Th4 vµ Th2, Th3 lÇn l­ît dÉn dßng t¹o ra dao ®éng liªn tôc víi d¹ng sãng gÇn h×nh sin. Trë kh¸ng cña m¹ch dao ®éng liªn tiÕp ®­îc tÝnh theo biÓu thøc: Z= Trong ®ã XL=2pfL vµ XC=1/(2pfC). Khi XL=XC- øng víi tÇn sè céng h­ëng, trë kh¸ng sÏ nhá nhÊt Z=R vµ dßng ®iÖn trong m¹ch ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i. Tõ thêi ®iÓm t5¸t7 tÇn sè lÆp l¹i cña xung ®iÒu khiÓn nhá h¬n tÇn sè céng h­ëng riªng cña m¹ch dao ®éng liªn tiÕp: fx®k<f0. CÆp thyristor Th1, Th4 dÉn , tiÕp ®Õn c¸c ®i-èt D1, D4 dÉn dßng theo chiÒu ng­îc l¹i, råi ®Õn c¸c cÆp thyristor Th2, Th3 vµ ®i-èt D2, D3 t¹o ra dao ®éng ng¾t ®o¹n víi d¹ng sãng kh¸c víi d¹ng sãng h×nh sin. Trë kh¸ng cña m¹ch dao ®éng lín h¬n R vµ dßng trong m¹ch sÏ gi¶m. Ud® fth®k H×nh 2.5:Quan hÖ gi÷a ®iÖn ¸p t¹i cuén L vµ tÇn sè tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn trong m¹ch dao ®éng liªn tiÕp. Nh­ vËy b»ng c¸ch thay ®æi tÇn sè cña tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn sÏ thay ®æi dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p trong m¹ch dao ®éng liªn tiÕp. Quan hÖ gi÷a ®iÖn ¸p t¹i cuén c¶m L vµ tÇn sè tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn vÏ trªn h×nh 2.5 3. Khèi cao thÕ cao tÇn. S¬ ®å nguyªn lý cña khèi cao thÕ cao tÇn vÏ trªn h×nh 2.6, trong ®ã bé ®æi tÇn ®ãng vai trß quan träng. 2.6 3.1. M¹ch ®æi tÇn. Gåm cã 4 transistor lo¹i IGBT Q1¸Q4, 4 ®i-èt D1¸D4 vµ m¹ch dao ®éng liªn tiÕp gåm cuén c¶m L2, tô C4 vµ biÕn ¸p cao thÕ. Tõng cÆp transistor Q1, Q4 vµ Q2, Q3 ®­îc ®iÒu khiÓn bëi c¸c xung do c¸c m¹ch tÝch hîp J10, J11 t¹o ra. M¹ch håi tiÕp tù ®éng æn ®Þnh tøc thêi trÞ sè ®iÖn ¸p cao thÕ gåm phÇn tö c¶m nhËn trong m¹ch dao ®éng vµ m¹ch tÝch hîp J8. C¸c linh kiÖn ghÐp quang J1a,b¸J4a,b, dïng ®Ó c¸ch ly vÒ ®iÖn gi÷a c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn vµ c¸c transistor Q1¸Q4. 4. Khèi nguån sîi ®èt vµ ®iÒu khiÓn dßng cao thÕ. Bé ®æi tÇn còng ®­îc øng dông trong khèi m¹ch cung cÊp nguån m¹ch sîi ®èt bãng X Quang. S¬ ®å khèi cña mét khèi cÊp nguån trong m¸y X Quang cao tÇn vÏ trªn h×nh 2.7 2.7 TrÞ sè dßng ®iÖn cao thÕ yªu cÇu I®Æt ®­îc ®­a vµo bé nhí th«ng qua m¹ch so s¸nh, råi ®­îc ®­a tíi bé ®iÒu khiÓn ®Ó t¹o xung, ®iÒu khiÓn bé ®æi tÇn vµ t¹o ra nguån cÊp ®iÖn cao tÇn cho sîi ®èt bãng X Quang th«ng qua biÕn thÕ nguån sîi ®èt. §Ó æn ®Þnh trÞ sè dßng cao thÕ trong khi ph¸t tia, dßng cao thÕ Ithùc ®­îc c¶m nhËn tõ m¹ch cao thÕ vµ so s¸nh víi gi¸ trÞ I®Æt t¹i mét m¹ch so s¸nh. MÆt kh¸c dßng sîi ®èt thùc IHthùc còng ®­îc c¶m nhËn tõ m¹ch sîi ®èt råi so s¸nh víi gi¸ trÞ dßng sîi ®èt yªu cÇu IH®Æt t¹i mét bé so s¸nh kh¸c. TÝn hiÖu tõ ®Çu ra m¹ch so s¸nh nµy, ph¶n ¸nh c¶ sù thay ®æi cña dßng cao thÕ vµ dßng sîi ®èt, ®iÒu khiÓn bé ®æi tÇn. KÕt qña dßng ®iÖn trong m¹ch ®æi tÇn vµ dßng sîi ®èt ®­îc duy tr× æn ®Þnh theo gi¸ trÞ ®Æt tr­íc. ------------------------------------o0o-----------------------------------