Принцип линейного фокуса

Принцип линейного фокуса в рентгенографии объясняет взаимосвязь между действительным фокусным пятном на поверхности анода и эффективным размером фокусного пятна.

Основная концепция

Фокусное пятно — это область мишени, на которую падает электронный пучок. Энергия электронов в электронном пучке в основном преобразуется в тепло (примерно 99%, именно поэтому из-за высокой температуры плавления используются такие материалы, как вольфрам) и равномерно рассеивается по фокусному пятну и поверхности анода. Рентгеновское излучение, образующееся на аноде, составляет менее одного процента энергии электронов в электронном пучке.

Таким образом, большое фокусное пятно выгодно для защиты вольфрамовой мишени, поскольку тепло накапливается и рассеивается на большей площади фокусного пятна по сравнению с малым фокусным пятном. Однако для достижения высокого качества рентгенографического изображения требуется малое фокусное пятно.

Принцип линейного фокуса описывает влияние угла наклона поверхности анода на размер эффективного фокусного пятна (или поле зрения). Чем больше угол наклона анода, тем больше размер эффективного фокусного пятна, и наоборот.

Принцип линейного фокуса описывает два фокусных пятна: действительное фокусное пятно — область поверхности анода, на которую падает электронный пучок, и эффективное фокусное пятно — сечение рентгеновского пучка, направленного на пациента.

Размер эффективного фокусного пятна можно определить через синус угла наклона поверхности анода (размер эффективного фокусного пятна = размер действительного фокусного пятна * sin угла анода). Угол варьируется в зависимости от конструкции трубки в диапазоне от 6 до примерно 20 градусов.

При изменении угла наклона анода изменяется только размер эффективного фокусного пятна. Размер действительного фокусного пятна остается прежним. Следовательно, изменение угла наклона анода не влияет на теплоемкость анода, поскольку действительное фокусное пятно не меняется. Действительное фокусное пятно — это область на аноде, на которую падает электронный пучок, определяющая теплоемкость.

Ограничения принципа 

При меньшем угле наклона мишени поле обзора, охватываемое рентгеновским пучком, будет меньше, поэтому охватить большие области при меньших расстояниях «фокус — пленка» (FFD) невозможно. Таким образом, очевидно, что выбор угла наклона мишени представляет собой компромисс между геометрической нерезкостью и желаемым полем обзора. В практических целях при FFD 40" угол анода должен быть не менее 15 градусов. Уменьшение угла менее шести градусов приведет к появлению эффекта пятки анода.