[發明專利]能產生立體視覺效果的X射線發生裝置及醫用X射線設備

有效

• 申請號: 200710027152.0
• 申請日: 2007-03-14
• 公開（公告）號: CN101347335A
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發明（設計）人: 張迎光;李艷芳;周泰立
• 申請（專利權）人: 張迎光;李艷芳;周泰立
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00;H05G1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及X射線發生裝置及X射線設備，特別是醫用X射線發生裝置及醫用X射線設備。

(一)現有技術的X射線發生裝置

X射線球管的誕生到現在已一百多年了，X射線已經應用到人們社會生活的各個領域，無論從工業探傷，化學分析，珠寶鑒定，機場鐵路的旅客安檢，還是到醫療方面的X射線檢查，拍片，以及從20世紀70年代初發明的CT掃描裝置，隨后發明的數字減影血管造影機(Digital?Subtraction?Angiography，DSA)、數字胃腸機、數字X射線透視機、數字成像系統(Direct?Radiography，DR)等都離不開X射線球管。然而，X射線球管的工作原理一直都沒有變化，都依照電子束轟擊重金屬可以產生X射線的這一原理。

最早的X射線球管是冷陰極球管，其工作原理是，在放電管放電路徑中加入一個電極：陽極，并在這個陽極上加上一個電壓，在放電管放電的時候就有X射線產生，這個插入的電極是由重金屬制造，可以是鉬，鎢，鎳，鈷等重金屬。由于冷陰極球管只是有X射線產生，其X射線量是極其微弱的，只有在做出了真空二極管形式的X射線管后，X射線才得到廣泛得應用。

現有廣泛使用的X射線球管分為固定陽極球管和旋轉陽極球管兩大類。

在小型X射線機及工業X射線機中所使用的X射線球管基本都屬于固定陽極球管這一類，封裝方式以玻璃殼管為多，也有少部分的金屬殼管，它的特點是陽極是固定的，結構簡單制造成本低，缺點是功率小，射線量小只能用于小型X射線機及一些工業X射線機，要求球管工作電流大的醫用精密X射線設備，如：CT機或DSA機，則不能采用這種球管。這種固定陽極球管是由燈絲，重金屬制成的陽極靶和一個抽成真空的玻璃殼組成，也有部分金屬殼球管。

另一類是旋轉陽極球管，旋轉陽極球管是在大功率X射線機出現以后出現的一種高性能的球管，這種球管能在小的焦點下使用更大的電流進行工作，從金屬散熱的角度分析，任何金屬對熱的傳導都有熱阻，球管在小焦點大電流工作的情況下，在陽極靶面會產生高溫，如果電子束固定在一個位置不斷的轟擊，靶面很快就會熔化，如果我們讓靶面活動起來，使電子束不斷的變換轟擊位置，就可以使球管在更大的電流下工作，使靶面受到電子束轟擊的位置產生的熱量有足夠的時間向金屬內部傳導，靶面就不會出現熔化問題。

旋轉陽極球管的結構與固定陽極球管的結構差別主要是在陽極上，旋轉陽極是一個帶軸的圓盤，陽極的旋轉是靠加在管芯外面電機定子線圈產生的旋轉磁場進行驅動，所說的旋轉陽極的軸，實際上是一個磁滯式電動機的轉子，只不過它是被密封在真空里。旋轉陽極的功能是在電子束流的轟擊下產生X射線。

旋轉陽極球管的陰極是一個直熱式真空管的陰極，陰極的功能是產生電子束流來轟擊陽極。它的燈絲由鎢制成，旁邊加有控制電子射線角度和方向的束流罩，用它來控制球管焦點的大小。

目前市場上有一種雙焦點的球管，這種雙焦點的球管有兩組這樣的燈絲陰極，一個產生大焦點的燈絲功率大，能產生很強的X射線，另一個小焦點的燈絲功率小，可以用來產生更清晰的圖像，但這兩個焦點沒有位置上的差異，大焦點覆蓋小焦點，這兩個焦點發生的X射線不能用來獲得符合人的立體視覺要求的一對相互關聯的數據，并進一步形成立體視覺效果圖像。

另外，X射線球管還包括了循環冷卻系統以及其他輔助系統，在此，不贅述。但無論怎樣，現有技術的X射線球管提供的是單點X射線光源，形成平面圖像，不能用來獲得符合人的立體視覺要求的一對相互關聯的數據，并進一步形成立體視覺效果圖像。

(二)現有技術的立體電視技術

早在歐洲的文藝復興時期，繪畫透視和雕塑藝術研究和實踐就表明：只有給兩只眼睛分別提供相對獨立的圖像，在恢復了雙眼視差的情況下，才可能獲得真實的立體視覺。早期出現的雙眼立體視覺技術采用的是通過有色眼鏡和立體鏡觀察立體圖像的方法。在16世紀，人們就已經開始用不同的顏色為左右眼繪制有一定規律差異的圖像，然后通過濾光鏡觀察來產生立體視覺。17世紀末18世紀初出現的“立體鏡”，為每只眼睛提供獨立的視覺通道，立體視覺感非常強烈，這種“立體鏡”至今仍然是觀察立體圖像的有效手段。19世紀有科學家曾嘗試構造一種不借助輔助裝置就能觀察到立體畫面的方法，但以失敗告終。

19世紀末，人們嘗試用電影技術表現運動的立體視覺圖像。首先采用兩部攝影機模擬人類雙眼進行拍攝，然后將制好的影片用放映機通過偏光濾光鏡投射到電影熒幕上，觀眾通過偏光濾光鏡就可以觀察到運動的立體圖像了。這種立體電影技術一直沿用至今。