[發(fā)明專利]基于LaB6納米材料場(chǎng)發(fā)射的X射線管及移動(dòng)CT掃描儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310151759.5
• 申請(qǐng)日: 2013-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN103337441A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐如祥;林祖?zhèn)?/a>;代秋聲;高楓;張濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍北京軍區(qū)總醫(yī)院
• 主分類號(hào): H01J35/06
• 分類號(hào): H01J35/06
• 代理公司: 北京市惠誠(chéng)律師事務(wù)所 11353
• 代理人: 雷志剛;潘士霖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別涉及一種基于六硼化鑭（LaB6）納米材料場(chǎng)發(fā)射的X射線管及移動(dòng)CT掃描儀。?

背景技術(shù)

隨著醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，涌現(xiàn)出了各種各樣的醫(yī)用計(jì)算機(jī)斷層掃描儀（Computer?tomography；CT）設(shè)備。其中X射線管為一種小型醫(yī)用CT設(shè)備的關(guān)鍵部件。陰極是X射線管的核心部件，直接決定著X射線管的性能、成像的質(zhì)量如分辨率和對(duì)比度，以及整機(jī)的工作效率。?

現(xiàn)有技術(shù)中X射線管通常是基于鎢（W）絲熱發(fā)射的X射線管，即采用鎢（W）絲制作X射線管的陰極，其工作原理是鎢（W）絲加熱至其工作溫度時(shí)發(fā)射電子，熱發(fā)射的電子轟擊陽(yáng)極，從而產(chǎn)生X射線。?

現(xiàn)有技術(shù)基于鎢（W）絲熱發(fā)射的X射線管中至少存在如下缺點(diǎn)：現(xiàn)有的X射線管中的陰極采用的鎢的電子逸出功高（φw=4.52eV），發(fā)射電流密度小，純鎢材料在2200℃時(shí)，其熱發(fā)射電流密度只有0.3A/cm²。如果要想獲得較大的總發(fā)射電流，通常采用提高陰極溫度，但是提高陰極溫度會(huì)使陰極材料的蒸發(fā)率增加，陰極材料蒸發(fā)會(huì)使鎢絲變細(xì)，變細(xì)后的鎢絲陰極又會(huì)使陰極溫度升高，陰極蒸發(fā)加劇，從而形成惡性循環(huán)；此外，被蒸發(fā)的鎢陰極材料會(huì)沉積在管殼上，形成連續(xù)或斷續(xù)的鎢導(dǎo)電薄膜，破壞了X射線管的絕緣強(qiáng)度，使管壓降低、管子報(bào)廢，降低了X射線管的壽命；同時(shí)，這種鎢導(dǎo)電薄膜還阻擋了輸出窗口的X射線強(qiáng)度，降低了成像靈敏度。因此現(xiàn)有技術(shù)的基于鎢（W）絲熱發(fā)射的X射線管的整體性能較差，迫切需要研究一種新型的冷陰極X射線管以代替現(xiàn)有基于熱鎢（W）絲的X射線管。?

發(fā)明內(nèi)容

在下文中給出關(guān)于本發(fā)明的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些?方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。?

本發(fā)明提供一種基于LaB6納米材料場(chǎng)發(fā)射的X射線管及移動(dòng)CT掃描儀，用以提高X射線管的整體性能，可滿足醫(yī)學(xué)檢測(cè)等應(yīng)用需求。?

一方面，本發(fā)明了提供一種基于LaB6納米材料場(chǎng)發(fā)射的X射線管，包括：陽(yáng)極和陰極；所述陰極包括LaB6尖錐場(chǎng)發(fā)射陣列，且所述陰極在外加電場(chǎng)的作用下場(chǎng)致發(fā)射產(chǎn)生的電子轟擊所述陽(yáng)極以產(chǎn)生X射線。?

另一方面，本發(fā)明還提供了一種移動(dòng)CT掃描儀，包括如上所述的基于LaB6納米場(chǎng)發(fā)射的X射線管。?

本發(fā)明提供的技術(shù)方案將LaB6納米材料作為X射線管場(chǎng)發(fā)射陰極的尖端材料，由此制得的LaB6尖錐場(chǎng)發(fā)射陣列在電場(chǎng)作用下可場(chǎng)致發(fā)射產(chǎn)生的大量電子，提高電子束流強(qiáng)度，電子轟擊陽(yáng)極產(chǎn)生的X射線非常穩(wěn)定，使得這些電子轟擊陽(yáng)極產(chǎn)生的X射線具有一致性，有利于提高X射線成像的清晰度和分辨率，降低對(duì)被測(cè)物的輻射劑量，并便于實(shí)現(xiàn)X射線管的小型化，可滿足如移動(dòng)CT掃描儀、工業(yè)檢測(cè)等便攜式設(shè)備小型化的設(shè)計(jì)需求。此外，由于LaB6納米材料抗離子轟擊的能力強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性高，故基于LaB6納米材料場(chǎng)發(fā)射的X射線管相對(duì)其他X射線管而言，工作壽命較長(zhǎng)，性能也較為穩(wěn)定和可靠。?

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。?

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于LaB6納米材料場(chǎng)發(fā)射的X射線管的結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖2A-圖2C為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種可選的二極管LaB6尖錐?場(chǎng)發(fā)射陣列的SEM照片、場(chǎng)發(fā)射特性；?

圖3A-圖3C為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種可選的三極管LaB6尖錐場(chǎng)發(fā)射陣列的SEM照片、場(chǎng)發(fā)射特性；?

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種基于LaB6納米材料場(chǎng)發(fā)射的X射線管的結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種X射線管陽(yáng)極模型示例；?

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的陽(yáng)極最大耐受電流隨鎢合金片厚度變化曲線示例；?

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種基于LaB6納米材料場(chǎng)發(fā)射的X射線管的結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的電子束入射角（或者靶面傾角）與光子產(chǎn)額的關(guān)系曲線示例；?

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的X射線管在如頭部CT掃描成像等醫(yī)學(xué)檢測(cè)的成像原理示意圖；?