西門子X射線發(fā)生器自動曝光控制系統(tǒng)分析

吳曉東，陳其，吳建民

福建省立醫(yī)院 a.設(shè)備科； b.放射科 ，福建 福州 350001

西門子X射線發(fā)生器自動曝光控制系統(tǒng)分析

吳曉東a，陳其a，吳建民b

福建省立醫(yī)院 a.設(shè)備科； b.放射科 ，福建 福州 350001

本文介紹了西門子X射線發(fā)生器自動曝光控制系統(tǒng) IONTOMAT的工作原理及電離室故障ERROR 550的排除方法。

X射線發(fā)生器；電離室；自動曝光控制系統(tǒng)

當(dāng)新一代X射線機采用計算機控制之后，由于計算機中央處理器（CPU）控制了X射線機的全部工作，使得自動曝光控制很方便實現(xiàn)。西門子攝片機X射線發(fā)生器上普遍使用電離室自動曝光控制（IONTOMAT）來偵測X射線量，當(dāng)達到相應(yīng)曝光量時由發(fā)生器中斷X射線的產(chǎn)生。

1 電離室測量區(qū)的分布

圖 1 電離室的三區(qū)分布圖

電離室IONTOMAT的面積約為40mm×40mm，呈黃色，有三個測量區(qū)，廣泛應(yīng)用于透視點片系統(tǒng)(SIREGRAPHCF、ICONOS)、拍片系統(tǒng)(MULTIX、VERTIX)中。移去點片裝置蓋板一般可以看到，但ICONOS中它位于一個叫MIDDLEWALL的夾板中，只可見到電纜。圖1是電離室的分布圖，通常我們對空氣曝光時，可以隱隱約約看到它們的影子。

2 電離室工作原理

電離室利用了X射線的電離效應(yīng)，在6mm或12mm厚的相互絕緣的導(dǎo)體之間加上300V的直流電壓，中間充滿空氣，當(dāng)X射線穿過時，導(dǎo)體 間的空氣產(chǎn)生電離，在電場的作用下，在導(dǎo)體一端收集到與X射線量相關(guān)的電離電流(pA～nA級)，由存在于電離室內(nèi)的預(yù)置放大器轉(zhuǎn)換成電壓信號(mV～V級)，經(jīng)電纜送往發(fā)生器處理電路。

圖 2 電離室與CPU板的連接框圖

本文以西門子50kW高壓發(fā)生器POLYDOROS LX30/50(圖2)為例，對電離室自動曝光控制（IONTOMAT）電路進行分析。

在正常的系統(tǒng)工作中，X射線的結(jié)束由電離室電路控制，但由于電離室爆光控制中存在MAS及MS限定控制（MASmax 、Msmax），因而本電路還包括：D100板（即CPU板）的MAS積分記數(shù)、MS記數(shù)電路、電離室信號控制、電離室及電纜。

電離室的電壓直接來自D100板提供的±15V和-300V，-300V由+15V在D100板轉(zhuǎn)換而成。 -300V由電纜送往電離室導(dǎo)體的公共極，用于產(chǎn)生穩(wěn)定的電場；±15V用于預(yù)放器電壓，在D100.X38上可測得。-300V的前級電壓，在D160板（即電源板)的X29、X30上可測得±15V。

D100板擁有A～F 共6個通道， A～F通道在做維修時可調(diào)換，只需做相應(yīng)設(shè)置調(diào)整。不同通道均可連接不同測量元件：電離室、半導(dǎo)體元件、PDA、光電倍增管或輸入視頻信號等，但原則上F通道默認為PDA或光電倍增管連接，不同的設(shè)置決定了多路開關(guān)的閉合，處理電路是相同的，這里主要討論電離室信號的處理。

電離室有三個測量區(qū)，從D100板來的控制信號DOM I、II、III，可選擇I-III測量區(qū)單獨工作。D100板上的指示燈LED V108、V110、V113指示相應(yīng)的測量區(qū)被選中。在透視點片模式中，測量區(qū)的選擇來自床控制臺，信號經(jīng)KKINTERFACE KK1B(SG-CF)到D291電平轉(zhuǎn)換，輸入到系統(tǒng)控制板D200轉(zhuǎn)換成XCS通信信號進入D100板，最后由D100板發(fā)出測量區(qū)選擇信號。而在拍片模式中，測量區(qū)的選擇來自發(fā)生器控制臺，經(jīng)XCS進入D100板。此外測量區(qū)的選擇還決定于可能的射線野，例如，在選中II、III區(qū)后選擇視野分割或此時膠片尺寸太小，I區(qū)均將被自動選中。當(dāng)在控制臺進行技術(shù)選擇時，D100板 CPU發(fā)出AP0、AP1或AP2信號將決定A～F哪一通道被選中(系統(tǒng)設(shè)置時決定了AP0-AP3去控制哪一通道)，而D100板中的V138、V137、V136指示哪一電離室將處于工作中。

電離室被選定開始工作時，劑量輸入信號DL_IN經(jīng)預(yù)放器的I/U轉(zhuǎn)換器輸出，由濾波器進行相位補償，再經(jīng)極性變換器獲得負電壓信號UDL，這個與劑量成正比的電壓信號，輸入到一個帶偏量補償?shù)腢/F轉(zhuǎn)換器中，經(jīng)偏量補償后獲得DL_IST，此信號經(jīng)積分后獲得信號VION，經(jīng)U/F轉(zhuǎn)換器后，獲得與劑量成正比的頻率信號FION(100kHz/V)輸入脈沖計數(shù)器，在脈沖計數(shù)器中預(yù)先設(shè)有與要求劑量相當(dāng)?shù)臄?shù)值，當(dāng)此脈沖到來時，此數(shù)值開始變小直至為0，輸出+5V高電平信號，以使SWR信號轉(zhuǎn)為低電平，關(guān)斷X射線的產(chǎn)生。劑量檢測電路在不正常劑量時自動中斷射線，為此在射線開始后100ms，讀取計數(shù)器，看是否達到設(shè)定值，若此值太低，關(guān)斷射線并報錯碼ERR550， 此代碼意為電離室及其電路不能接收到射線信號。

3 電離室故障ERROR 550的排除

開機后，平床自動條件攝片無法曝光，機器報錯ERR550，該床面曝光正常及胸片架曝光也正常。首先檢查床下電離室連接線，發(fā)現(xiàn)線被老鼠咬斷好幾根。經(jīng)焊接后，故障排除。因為另一電離室正常曝光，說明D100板是正常的，而電離室本身也相當(dāng)穩(wěn)定，故障率很低，余下就是電纜了。

在電離室曝光控制中，亦可能有MAS或MS電路的參與， 以保證不正常情況下仍能以MASmax或MSmax結(jié)束爆光。 在爆光開始前的MAS、MS設(shè)定值被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)值輸入MAS及MS計數(shù)器中，來自燈絲板D220的MA_ ACT輸入D100板，經(jīng)偏量補償后輸入U/F轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生脈沖序列輸出至MAS計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)器為0時，輸出高電平，SWR信號為低電平，關(guān)斷X射線的產(chǎn)生。

當(dāng)了解了電離室的工作原理與工作方式后，技術(shù)人員在使用自動控制爆光的X光機攝片擺體位時，應(yīng)盡量讓所攝部位對準所選電離室，以求獲取更好的影像，減少重拍率。

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Discussion about Automatic Exposure Control Circuit of Siemens X-ray Generator

WU Xiao-donga,CHEN Qia,WU Jian-minb
a.Equipment Department;b.Radiology Department,Fujian Provincial Hospital, Fuzhou Fujian 350001,China

TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.10.011

1674-1633(2010)10-0031-02

2010-05-14

作者郵箱：fzxray@foxmail.com

Abstract:This paper describes the working principle of automatic exposure control circuit for Siemens IONTOMAT X ray generator , and introduces the troubleshooting method of the ionization chamber failure.

Key words:X ray generator; ionization chamber; automatic exposure control system