[實用新型]一種靜態多源冷陰極X射線儀

有效

• 申請號: 201520229364.7
• 申請日: 2015-04-15
• 公開（公告）號: CN204577396U
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 翟瑩;耿虎;鄭文榜;張研
• 申請（專利權）人: 南京康眾光電科技有限公司
• 主分類號: H01J35/00
• 分類號: H01J35/00;H01J35/06;H01J35/24
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳琛

技術領域

本實用新型涉及一種靜態的多源冷陰極X射線儀，用于X射線成像設備的X射線儀。還涉及上述X射線管的系統及相關方法。

背景技術

醫用X射線儀能廣泛的應用于骨關節，腰頸椎，腹部器官，血管，胰腺，乳腺等人和動物的骨骼、臟器、腺體和組織等部位進行拍片，透視，造影，成像及治療。能有效篩查并診斷疾病，有利于醫生進行術前評估并制定正確的治療方案。如今專用的X射線儀(簡稱X光機)有牙科全景X光機，數字乳腺X光機，頭部CT等。

目前傳統熱陰極技術，采用單個X射線管的機械轉動，實現不同角度的攝影。例如CT機的X線管裝在患者的上方繞檢查部位旋轉，形成扇形的X射線束，同時在患者下方裝環形排列的探測器收集信息，再經過電子計算機的處理重建出人體被檢查部位的斷面或立體的圖像。如今的三維X射線乳腺檢測則是X射線管圍繞被檢測部位10-50°旋轉掃描，并收集移動拍攝的掃描圖像，經過電腦對這些圖像重建形成三維成像；該檢測掃描所需的時間取決于視圖和乳房的厚度，大約為7-40秒。這比常規的二維乳腺x光檢查的時間要長得多。成像時間長會導致病人運動模糊,會降低圖像質量,可以讓病人感到不舒服。旋轉的速率和探測器速率限制了系統掃描速率。

傳統的熱陰極技術,通過加熱真空管內的金屬絲達到上千攝氏度高溫來產生高能電子。且熱陰極存在體積較大、電子發射調制時間較長(毫秒級別)、功耗大等缺陷。針對熱陰極的這些缺陷,性能優良的冷陰極的研究應運而生。室溫下，陰極在電場作用下發射電子(稱為場發射)，因此場發射具有更高的能量利用率。此外，場發射還具有一些獨特的性質，例如，對電場變化的快速響應，對溫度波動和輻射不敏感，發射出的電子束高度可控，高開關比，電子的彈道傳輸，而且很小的電壓調制范圍就可以調制很大的電流范圍。

碳納米材料是碳的一種同素異形體，是準一維納米材料。由于具有較高的長徑比、穩定的化學和機械性能，因此具有優秀的場發射性能。例如，低開啟電壓、高電子發射穩定性，長壽命等。近年來，將碳納米材料應用于場發射器件已經成為研究的熱點。

實用新型內容

本實用新型針對現有熱陰極單個X射線管機械旋轉多角度掃描成像技術的不足，提供一種基于碳納米場發射材料的新型靜態多源冷陰極X射線成像設備的X射線儀，以實現冷陰極電子的多角度拍攝。能有效提高X射線成像的分辨率，以及縮短X射線的曝光時間，以及較長的使用壽命，以降低X射線成像設備的開發成本和維護成本。

本實用新型的技術方案是：一種靜態多源冷陰極X射線儀，包括一個恒定真空腔系統，若干個三極式X射線發射單元，一個循環冷卻系統；

所述恒定真空腔系統包括一個真空腔體，所述真空腔體為弧形結構，所述弧形結構兩端設置法蘭，左端法蘭連接真空泵，右端法蘭連接真空測量儀；

所述真空腔體中按腔體弧度排列若干個三極式X射線發射單元，每一個三極式X射線發射單元自上而下包括一個陽極、一個柵極和一個陰極，每個陽極、柵極和陰極都分別通過陶瓷和螺釘固定在腔體內部，使陽極、柵極、陰極和腔體之間兩兩絕緣；每個柵極中心設一個電子透射孔，用于聚焦陰極發射出來的電子，并讓電子穿過透射孔射向陽極；

所述循環冷卻系統由一條穿過真空腔體的銅制冷卻管道和泵組成，冷卻管道通過面接觸的方式緊密的固定在每一個陽極的上方，冷卻管道兩端通過密封法蘭接出真空腔體外，且冷卻管道和冷卻管道兩端連接法蘭間采用絕緣陶瓷焊接密封，使真空腔體和冷卻管道絕緣；

所述真空腔體底面中心按腔體弧度排列有一個陽極接線柱、一個柵極接線柱和若干個與三極式X射線發射單元一一對應的陰極接線柱，所述陽極接線柱一端連接正高壓、一端連接所有三極式X射線發射單元的陽極，所述柵極接線柱一端接地、一端連接所有三極式X射線發射單元的腔體的柵極，所述陰極接線柱一端連接負高壓、一端連接對應的三極式X射線發射單元的陰極。

進一步的，所述陽極為直角梯形結構，斜面向下，上表面帶有凹槽；所述冷卻管道為弧形，兩端彎曲向下通過密封法蘭穿過真空腔體底面，所述冷卻管道弧形的弧度與真空腔體相同，配套嵌置于所有陽極的凹槽內，與陽極的凹槽表面緊密接觸固定。大大增加了冷卻管道與陽極之間的接觸面積，可以解決因為打到陽極靶材上的電流大，而造成溫度高，熔靶或把陽極靶打壞的缺點，可以支持大電流，高功率。電流大，可以用在醫學上，組織和骨頭等地方，因為功率可調，通過電壓調節發射電流大小來調節X射線的強弱。應用范圍廣。

進一步的，所述冷卻管道自帶一排緊固耳，個數與陽極個數相同，一一對應的通過螺絲將冷卻管道固定于陽極的凹槽內。安裝連接可靠。