一种Ｘ射线管（２４）包括限定了靶的阳极（４２）。阴极组件（４０）与该阳极成可操作关系以便产生Ｘ射线（５６）。一真空外壳（３５）包围该阳极和阴极。该真空外壳包括金属框架部分（３９）。构成该金属框架部分的材料具有一反向散射系数。Ｘ射线透射窗（４１）以真空密闭方式与真空外壳的金属框架部分连接。构成该Ｘ射线透射窗的材料具有一反向散射系数。在Ｘ射线透射窗以及Ｘ射线透射窗周围的真空外壳的金属框架部分上沉积反向散射层（９０）。该反向散射层的反向散射系数大于该窗和金属框架两者的反向散射系数。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及金属框架X射线管，尤其是涉及一种适合于降低X射线透射窗和该窗周围的金属框架的发热的X射线管。本专利技术与医疗诊断成像系统结合在一起而获得应用，并且将特别对此进行描述。传统的医疗成像系统对X射线的使用包括射线照相、荧光透视和计算机体层摄影(CT)。在射线照相中，病人的静止阴影图像形成在X射线胶片上；在荧光透视中，低强度的X射线穿过病人后撞击在荧光屏上而形成可见的实时遮光图像；在计算机体层摄影中，用绕病人身体转动的高功率X射线管产生的X射线来电重构出整个病人图像。该X射线管组件通常包括衬铅的壳体，该壳体容纳了持有旋转阳极和固定阴极的真空外壳或X射线插入件。该X射线插入件可以是金属外壳或金属框架，铍X射线透射窗安装或硬焊在该金属外壳或金属框架上上，以允许来自于X射线插入件的X射线透射出来。同样地，在该壳体内限定了X射线输出窗，其与X射线插入件的铍窗对齐，使得X射线可以直接穿过该铍窗和X射线输出窗。冷却油在该X射线插入件和该壳体之间循环。通常，该阴极具有供加热电流通过的阴极丝。该电流充分加热该丝以致于发射出电子云，即发生热电子发射。在位于真空外壳内的阴极和阳极之间施加100～200kV数量级的高电势。该电势使得电子通过该外壳内部的真空区域从阴极流到阳极。容纳有阴极丝的阴极聚焦杯将电子聚焦阳极上的小区域或聚焦斑上。该电子束以足够的能量撞击阳极以致于产生X射线。所产生的X射线的一部分穿过该外壳的X射线透射窗到达连接在X射线管壳体上的限束装置或准直仪。该限束装置调节朝向于病人或受检测对象的X射线束的尺寸和形状，由此而允许重构出病人或对象的图像。在产生X射线的过程中，当一次电子束撞击阳极靶的表面时，一部分电子透入该固定中并且与靶材料的晶格原子核和电子相互作用。主要是通过与外层电子的相互作用而产生激发和电离。在该固体中游离的电子通过该过程朝着表面移动，而这些电子中的一部分将会逃逸为真二次电子。真二次电子通常具有几eV的能级。通常，能级少于50eV的电子被称为二次电子。还有可能是，在固体内部损失了其一部分能量的一次电子被散射回该表面。如果这样的一次电子还剩下有足够的能量，那么它可以穿过表面势垒并逃逸，结果就形成了卢瑟福散射。此外，一部分一次电子从固体表面弹性散射。属于后两类的电子的能量在50eV和电子束的一次能级之间。一个人可以将离开该表面的这三种可识别类的电子区分为(i)弹性反射一次电子，(ii)非弹性反射一次电子，和(iii)真二次电子。类别(i)和(ii)通常被称为反向散射电子。对于高于30eV的电子能量，靶材料发射二次电子的能量损失是可以忽略的。在类别(i)和(ii)中反向散射的能量损失对于X射线管中X射线透射窗和框架的发热是更重要的。由这些反向散射电子造成的金属框架的窗区域周围的发热是限制金属框架X射线管以更高功率水平运行的一个因素。这些从靶上反向散射的电子可以具有50eV到全阴极电势之间的能量。然而，典型的反向散射电子的能量大约为一次束中电子能量的一半。这些电子撞击X射线管的其它区域。其大部分朝着接地的X射线透射窗以及窗周围的金属管外壳(或框架)反射或加速，并随后撞击它们。一些电子依靠全阴极电势产生的力被加速。当从靶反向散射或者从阴极丝直接发射的电子与该窗/框架进行非弹性对撞时，其动能转换成导致该窗和周围的框架发热的热量。该X射线发射铍窗接受了最高强度的反向散射电子和二次电子加热，这是因为该窗更靠近于阳极上的聚焦斑。当该窗不足够冷时，该热量会损害该X射线插入件的X射线透射窗和金属框架之间的硬焊接合，从而使得该X射线管出现故障。此外，邻近于该窗的冷却剂会沸腾并在该窗上留下残炭。这样的覆盖层是不希望有的，这是因为它会使X射线图像的质量退化。现在有一种需求是提供X射线管来产生更高功率的曝光和更短的成像时间，随着这种需求，撞击阳极的电子束的强度持续提高。可惜的是，这又会提高二次和反向散射电子的轰击量，由此而难于在该窗和金属外壳之间提供可靠的气密连接。在转让给Siemens Aktiengesellschaft的美国专利5511104中记载了一种用来降低在窗和金属框架之间的接合部出现的二次电子轰击量的公知方法。该104专利提供了处于阳极电势的第一电极和处于阴极电势的第二电极，它们布置成使得从阳极放射出的二次电子必须穿过位于第一和第二电极之间的空间以便到达该窗。由于穿过该空间的二次电子被吸引到处于阳极电势的电极，因此很少有二次和反向散射电子能到达该窗，从而降低了该窗和该外壳之间的接合部的发热。104专利的一个缺点是用这种设计构造的X射线管通常局限于单端设计，例如，其中阳极处于接地电势而阴极处于-150000V。如果一种双极布置与104专利所述的设计结合在一起使用，其中阳极助于正电压电势(即+75000V)而阴极处于负电压电势(即-75000V)，那么就难于将电极设置成在电极和阳极和/或阴极之间不出现起弧。因此，就需要一种装置来降低由该窗和金属框架外壳处的反向散射和二次电子轰击所产生的发热量，从而克服上文所述的缺陷。如果能使入射到该窗和该窗周围的框架上的更大部分电子作为再次反向散射的电子而被反射，那么这些转化成框架中热量的电子动量将会减少。本专利技术指向一种X射线管结构，该X射线管结构满足这样的需要，即提供一种X射线透射窗区域来在X射线产生过程中降低由反向散射电子引起的局部发热。应用本专利技术原理的装置包括限定了靶的阳极以及与该阳极成可操作关系以便产生X射线的阴极组件。一真空外壳包围该阳极和阴极。该真空外壳包括金属框架部分，构成该金属框架部分的材料具有一反向散射系数。X射线透射窗以真空密闭方式与真空外壳的金属框架部分连接。构成该X射线透射窗的材料具有一反向散射系数。在X射线透射窗以及X射线透射窗周围的真空外壳的金属框架部分上沉积反向散射层。该反向散射层的反向散射系数大于该窗和金属框架两者的反向散射系数。按照应用本专利技术原理的装置的另一方面，构成该反向散射层的材料具有至少为35的原子序数(Z)。按照应用本专利技术原理的装置的另一方面，构成该反向散射层的材料具有至少为0.40的反向散射系数应用本专利技术原理的装置的另一方面，对于由X射线透射窗和反向散射层引起的总衰减，保持X射线透过X射线透射窗的透射率高于预定的阈值。按照应用本专利技术原理的装置的又一方面，施加到X射线透射窗的反向散射层的厚度为至少1微米。在应用本专利技术原理的装置更受限的方面中，施加到X射线透射窗的反向散射层的厚度小于9.5微米。本专利技术的一个优点在于它在X射线管的运行过程中降低了该窗区域的局部发热。本专利技术的另一个优点是提高了该X射线管的寿命。本专利技术的又一个优点在于提高了该X射线管的可靠性和性能。应用本专利技术原理的装置和方法提供了前述特征以及在下文记载和在权利要求书中特别指出的其它特征。下文的说明和附图说明了应用本专利技术原理的示例性实施例。可以理解，应用本专利技术原理的不同实施例可以以各种部件和部件的设置来成形。这些记载的实施例只是示出了可以利用本专利技术原理的各种方式中一些方式。附图只是为了说明应用本专利技术原理的装置的优选实施例，并不是用来限制本专利技术。参考附图，基于下文对本专利技术优选实施例的详细说明，本专利技术的前述和其它特征以及优点对于本专利技术所属领域的技术人员来说将变得明显本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｘ射线管，包括：限定了靶的阳极；阴极，该阴极与该阳极成可操作关系以便产生Ｘ射线；包围该阳极和阴极的真空外壳，该真空外壳包括金属框架部分，该金属框架部分具有金属框架部分反向散射系数；以真空密闭方式与真空外壳 的金属框架部分连接的Ｘ射线透射窗，该Ｘ射线透射窗具有窗材料反向散射系数；和反向散射层，该反向散射层沉积在Ｘ射线透射窗以及Ｘ射线透射窗周围的真空外壳的金属框架部分上，该反向散射层的反向散射系数大于Ｘ射线透射窗和金属框架两者的反向散射系 数。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-5-30 60/474,7371.一种X射线管，包括限定了靶的阳极；阴极，该阴极与该阳极成可操作关系以便产生X射线；包围该阳极和阴极的真空外壳，该真空外壳包括金属框架部分，该金属框架部分具有金属框架部分反向散射系数；以真空密闭方式与真空外壳的金属框架部分连接的X射线透射窗，该X射线透射窗具有窗材料反向散射系数；和反向散射层，该反向散射层沉积在X射线透射窗以及X射线透射窗周围的真空外壳的金属框架部分上，该反向散射层的反向散射系数大于X射线透射窗和金属框架两者的反向散射系数。2.根据权利要求1所述的X射线管，其中，该反向散射层是通过静电沉积、溅射、火焰喷射和蒸发中...
【专利技术属性】
技术研发人员：JL麦克唐纳，AD考茨，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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