[實用新型]X射線裝置以及具有該X射線裝置的CT設備

有效

• 申請號: 201320579387.1
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN203590580U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 唐傳祥;唐華平;陳懷璧;黃文會;張化一;鄭曙昕
• 申請（專利權）人: 清華大學;同方威視技術股份有限公司
• 主分類號: H05G1/30
• 分類號: H05G1/30;H01J35/06;H01J35/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 閆小龍;王忠忠

技術領域

本實用新型涉及一種產生分布式X射線的裝置，特別涉及在一個X射線光源設備中通過外置方式布置多個獨立的熱陰極電子發射單元并且利用柵極控制或者陰極控制來產生按照預定順序變換焦點位置的X射線的外置熱陰極分布式X射線裝置以及具有該裝置的CT設備。

背景技術

一般地，X射線光源是指產生X射線的設備，通常由X射線管、電源與控制系統、冷卻及屏蔽等輔助裝置等構成，其核心是X射線管。X射線管通常由陰極、陽極、玻璃或陶瓷外殼構成。陰極為直熱式螺旋鎢絲，在工作時，通過電流，加熱到一種高溫狀態，產生熱發射的電子束流，陰極被一個前端開槽的金屬罩包圍，金屬罩使電子聚焦。陽極為在銅塊端面鑲嵌的鎢靶，在工作時，在陽極和陰極之間施加有高壓，陰極產生的電子在電場作用下加速運動飛向陽極，并且撞擊靶面，從而產生X射線。

X射線在工業無損檢測、安全檢查、醫學診斷和治療等領域具有廣泛的應用。特別是，利用X射線的高穿透能力制成的X射線透視成像設備在人們日常生活的方方面面發揮著重要作用。這類設備早期的是膠片式的平面透視成像設備，目前的先進技術是數字化、多視角并且高分辨率的立體成像設備，例如CT（computed?tomography），可以獲得高清晰度的三維立體圖形或切片圖像，是先進的高端應用。

在現有的CT設備中，X射線源和探測器需要在滑環上運動，為了提高檢查速度，通常X射線源和探測器的運動速度非常高，導致設備整體的可靠性和穩定性降低，此外，受運動速度的限制，CT的檢查速度也受到了限制。因此，在CT設備中需要一種能夠不移動位置就能產生多個視角的X射線源。

為了解決現有CT設備中滑環帶來的可靠性、穩定性問題和檢查速度問題以及陽極靶點耐熱問題，在現有專利文獻中提供了一些方法。例如旋轉靶X射線源，可以在一定程度上解決陽極靶過熱的問題，但是，其結構復雜并且產生X射線的靶點相對于X射線源整體仍然是一個確定的靶點位置。例如，有的技術為了實現固定不動X射線源的多個視角而在一個圓周上緊密排列多個獨立的傳統X射線源來取代X射線源的運動，雖然這樣也能夠實現多視角，但是成本高，并且，不同視角的靶點間距大，成像質量（立體分辨率）很差。此外，在專利文獻1（US4926452）中提出了一種產生分布式X射線的光源以及方法，陽極靶具有很大的面積，緩解了靶過熱的問題，并且，靶點位置沿圓周變化，可以產生多個視角。雖然專利文獻1是對獲得加速的高能量電子束進行掃描偏轉，存在控制難度大、靶點位置不分立以及重復性差的問題，但仍然是一種能產生分布式光源的有效方法。此外，例如在專利文獻2（US20110075802）與專利文獻3（WO2011/119629）中提出了一種產生分布式X射線的光源以及方法，陽極靶具有很大的面積，緩解了靶過熱的問題，并且，靶點位置分散固定且陣列式排列，可以產生多個視角。此外，采用碳納米管做為冷陰極，并且對冷陰極進行陣列排布，利用陰極柵極間的電壓控制場發射，從而控制每一個陰極按順序發射電子，在陽極上按相應順序位置轟擊靶點，成為分布式X射線源。但是，存在生產工藝復雜、碳納米管的發射能力與壽命不高的不足之處。

實用新型內容

本實用新型是為了解決上述課題而提出的，其目的在于提供一種無需移動光源就能產生多個視角并且有利于簡化結構、提高系統穩定性、可靠性、提高檢查效率的外置熱陰極分布式X射線裝置以及具有該外置熱陰極分布式X射線裝置的CT設備。

為了實現上述目的，本實用新型提供一種外置熱陰極分布式X射線裝置，其特征在于，具備：真空盒，四周密封并且內部為高真空；多個電子發射單元，每個電子發射單元互相獨立且排成線形陣列安裝在所述真空盒的側壁上；陽極，安裝在所述真空盒內部的中間位置，并且，在長度方向上與所述電子發射單元的排列方向平行且在寬度方向上與所述電子發射單元的安裝平面形成預定角度的夾角；電源與控制系統，具有與所述陽極連接的高壓電源、與所述多個電子發射單元的每一個連接的發射控制裝置、用于對各電源進行控制的控制系統，所述電子發射單元具有：加熱燈絲；與所述加熱燈絲連接的陰極；從所述加熱燈絲的兩端引出的燈絲引線；絕緣支撐件，包圍所述加熱燈絲以及所述陰極；聚焦極，以位于所述陰極的上方的方式配置在所述絕緣支撐件的頂端；連接固定件，配置在所述聚焦極的上方，與所述真空盒的盒壁密封連接，所述燈絲引線穿過所述絕緣支撐件與所述發射控制裝置連接。