[發明專利]用于微納CT系統的線陣列微納焦點X射線源

在審

• 申請號: 201410642293.3
• 申請日: 2014-11-13
• 公開（公告）號: CN104411081A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 王玨;周日峰;陳贊;向前
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H05G1/52
• 分類號: H05G1/52
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及一種線陣列微納焦點X射線源裝置，尤其是一種用于微納CT系統的線陣列微納焦點X射線源

背景技術

傳統的微焦點X射線源，焦點一般只有1個，對于生物、醫學等領域要求的微納微秒級快速動態數字成像檢測系統，傳統的微焦點X射線源性能不能滿足其要求。目前微焦點X射線源一般只有1個焦點，當用于微納CT系統時，有如下缺點：一般的微納CT系統以高的分辨率重構所需要的全部X射線投影的掃描通常持續許多小時，所以，靶層同一個位置會產生大量的熱，這可能會造成金屬靶熔化甚至燒毀；其次，1個焦點的微焦點CT系統采用的是機械掃描，這樣必然會引入機械誤差，影響CT系統的分辨率等性能指標。

發明內容

技術問題：本發明的目的在于提供一種用于微納CT系統的線陣列微納焦點X射線源，這種線陣列微納焦點X射線源可以用于微納CT系統中，采用電子掃描技術，用電信號控制電子束的掃描代替傳統CT系統中的機械掃描，減小掃描的誤差和時間，提高系統檢測的精度。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

本發明提供了一種于微納CT系統的線陣列微納焦點X射線源，其特征在于：包括陰極2、柵極3、陽極4、聚焦電極5、磁螺線管7、偏轉電極8和靶9；所述陰極用于產生電子，所述陽極用于給電子加速；所述柵極設置在陽極與陰極之間，用于調節陰極發射的電子束流強度；所述聚焦電極用于完成加速后的電子第一次聚焦，所述磁螺線管用于完成電子的第二次聚焦，所述偏轉電極用于控制電子打到靶上的位置。

進一步，所述X射線源容納于外殼1內，所述外殼用于隔絕空氣。

進一步，施加于偏轉電極上的電壓為鋸齒波電壓，通過對電子束加連續偏轉電壓，使電子束在X射線靶上連續掃描，實現X射線焦點在X射線靶上的連續掃描。

進一步，所述陰極采用場致電子發射材料。

進一步，所述陰極采用連續發射的方式發射電子。

進一步，所述陽極與陰極之間的電壓為20～160KV。

相比現有技術，本發明提供的線陣列微納焦點X射線源裝置具有如下優點：本發明提供的線陣列微納焦點X射線源采用電子掃描技術，通過電子束的分時掃描，實現X射線微焦點在射線靶上的掃描，從而代替了傳統CT中的機械掃描，避免機械掃描帶來的誤差；由于高強度高密度的電子束打到射線靶上時，會產生大量的熱，通過控制電子束分時掃描，從而不同時刻電子束打到射線靶上的不同位置，進而提高散熱效率，防止射線靶的溫度過高；通過電子束掃描控制焦點在金屬靶上掃描，可以減小掃描時間，在醫療，安檢等領域應用時減少人體所承受的輻射劑量；采用場致電子發射陰極，可控性好，無需加熱陰極，瞬時發射，通過調節柵極電壓，可以控制電子發射數量，從而控制管電流大小。

附圖說明

結合附圖閱讀說明書時，所述的線陣列微納焦點X射線源裝置的結構以及各種特征和優點將變得更加易于理解，其中：

圖1為依照本發明的優選的實施方案的線陣列微納焦點X射線源裝置的整體示意圖；

圖2為線陣列微納焦點X射線源電子掃描原理圖；

圖3為偏轉電極所加鋸齒波電壓波形圖；

圖4為依照本發明的微納焦點射線源的點狀串列靶結構圖；

圖5為電子束入射到點陣靶產生X射線示意圖；

圖6為靶點與靶基產生的X射線強度對比示意圖；

圖7為電子韌致輻射示意圖；

圖8為鎢、金剛石、鈹材料的X射線轉化能力比較圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發明涉及一種線陣列微納焦點X射線源裝置，尤其是一種用于微納CT系統的線陣列微納焦點X射線源。

一種用于微納CT系統的線陣列微納焦點X射線源13，這種X射線源13包括用于產生電子的陰極2、給電子加速的陽極4、調節陰極2與陽極4之間電子數量的柵極3、將電子束聚焦成小截面、高密度電子束6的聚焦電極5和磁螺線管7、靶9、精確控制電子束打到靶9指定位置的偏轉電極8、以及為X射線源13隔絕空氣的外殼1。

所述聚焦電極用于電子的第一次聚焦，所述磁螺線管用于電子的第二次聚焦，陰極發出的電子經過兩次聚焦后打到靶上，從而使靶發出射線11。