本发明专利技术公开了一种基于场发射阴极的多焦点固定阳极X射线管，包括基于纳米管材料的场发射阴极、控制X射线管工作的栅极、控制电子束聚焦的聚焦电极和接受电子轰击产生X光子的阳极，其还包括一对用于加载电压形成偏转电场的偏转电极，所述的一对偏转电极设置在所述场发射阴极与阳极之间，所述栅极采用脉冲方式工作。本发明专利技术的基于场发射阴极的多焦点固定阳极X射线将会拥有一个以上的焦点，这样可以显著增加单个X射线管能够提供的投影角度数，从而减少静态CT扫描仪对场发射阴极X射线管数目的需求，使得静态CT扫描仪的工程实现更容易。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种X射线管，具体的涉及一种基于场发射阴极的X射线管。
技术介绍
在强电场下，电子可以通过隧道效应穿过材料表面势垒发生放电现象。随着纳米技术的发展，人们使用纳米管研制出了场发射电子源，然后利用该电子源研制X射线源。该 X射线源的基本技术原理如下纳米管在外加强电场的作用下产生场致发射，然后电子在电场的加速下轰击阳极产生X射线。采用纳米管后的X射线源具有许多优点无需加热灯丝，可以随时开启，时间响应快，脉冲频率高，寿命比热灯丝更长。为了实现高频率脉冲发射，带有栅极的场发射阴极X射线管由以下几部分组成 基于纳米管材料的场发射阴极I、控制X射线管工作的栅极2、控制电子束聚焦的聚焦电极3、接受电子轰击产生X光子的阳极4，如图I所示。由于场发射阴极X射线管具有脉冲频率高、时间响应快等优点，我们用它设计了一个医用静态CT扫描仪系统。该扫描仪的成像系统由环形X射线源和环形探测器组成，取代了传统CT扫描仪的X射线源和探测器的旋转(如图2所示)。其中，环形X射线由多个场发射阴极X射线源模块组成，包含准直器，每个X射线源模块对应一个准直器狭缝，X射线从狭缝中射出。采用图I所示的X射线管，每个X射线管只有一个焦点，故只能提供一个角度的投影数据(见图3)。然而CT成像，需要很多个角度的投影数据才能实现断层图像重建(采用解析算法需要的投影角度数为IO3量级，采用迭代算法需要的投影角度数为IO2量级)。这就意味着，如果采用图I所示的X射线管，则医用静态CT扫描仪需要与投影角度数相同的X射线管。这不但增加了医用静态CT扫描仪X射线管的数目，而且为工程实现设置了障碍。因为X射线管需要具有适当的热容量，所以其阳极的直径必须大于某个尺寸，进而使得X射线管的直径不能小于某个值(比如5cm)。这样，在环形X射线源直径已经确定的情况下(比如 100cm)，所能够使用的X射线管的数目就受到限制(按照上面参数计算，大约能放置60个)， 有可能不能满足成像需求。
技术实现思路
为克服现有技术中的不足，本专利技术旨在提供一种能够增加单个X射线管能够提供的投影角度数，从而减少医用静态CT扫描仪所需要的X射线管数目的基于场发射阴极的多焦点固定阳极X射线管。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现一种基于场发射阴极的多焦点固定阳极X射线管，包括基于纳米管材料的场发射阴极、控制X射线管工作的栅极、控制电子束聚焦的聚焦电极和接受电子轰击产生X光子的阳极，其还包括一对用于加载电压形成偏转电场的偏转电极，所述的一对偏转电极设置在所述场发射阴极与阳极之间。进一步的，所述栅极采用脉冲方式工作。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果本专利技术的基于场发射阴极的多焦点固定阳极X射线管将会拥有一个以上的焦点，这样可以显著增加单个X射线管能够提供的投影角度数，从而减少静态CT扫描仪对场发射阴极 X射线管数目的需求，使得静态CT扫描仪的工程实现更容易。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。 本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图I为现有技术中纳米管冷阴极X射线管示意图。图2为医用静态CT扫描仪X射线源和探测器结构示意图。图3为X射线源发射X光子的成像示意图。图4为本专利技术的结构示意图。图5为本专利技术的多焦点固定阳极X射线管工作示意图；其中图5 (a)为多焦点固定阳极X射线管工作时偏转电场与栅极电场的时序图，图5 (b)在图5 (a)时序下电子束打靶示意图。具体实施例方式下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本专利技术。参见图4所示，一种基于场发射阴极的多焦点固定阳极X射线管，包括基于纳米管材料的场发射阴极I、控制X射线管工作的栅极2、控制电子束聚焦的聚焦电极3和接受电子轰击产生X光子的阳极4,其还包括一对用于加载电压形成偏转电场的偏转电极5,所述的一对偏转电极5设置在所述场发射阴极I与阳极4之间。进一步的，所述栅极2采用脉冲方式工作。参见图5所示，本实施例的基于场发射阴极的多焦点固定阳极X射线管的具体工作模式如下为了实现多焦点成像，降低噪声影响，栅极采用脉冲方式工作见图5 (a)，首先偏转电极5调整好一个电场强度,然后栅极2加载电场,发射一次电子束脉冲，脉冲打在一个位置， 形成一个焦点；本次脉冲结束后，偏转电极5再次调整到新的电场强度，栅极2再次加载电场，又发射一次电子束，脉冲打在另外一个位置，形成另外一个焦点，依次循环，直到轰击完所有的预定位置，形成多个焦点，见图5 (b)。这种工作模式使得每个焦点之间的区域没有电子轰击，避免了对成像质量的影响。以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。权利要求1.基于场发射阴极的多焦点固定阳极X射线管，包括基于纳米管材料的场发射阴极(I)、控制X射线管工作的栅极(2)、控制电子束聚焦的聚焦电极(3)和接受电子轰击产生 X光子的阳极(4),其特征在于还包括一对用于加载电压形成偏转电场的偏转电极(5),所述的一对偏转电极(5 )设置在所述场发射阴极(I)与阳极(4 )之间。2.根据权利要求I所述的基于场发射阴极的多焦点固定阳极X射线管，其特征在于 所述栅极(2)采用脉冲方式工作。全文摘要本专利技术公开了一种基于场发射阴极的多焦点固定阳极X射线管，包括基于纳米管材料的场发射阴极、控制X射线管工作的栅极、控制电子束聚焦的聚焦电极和接受电子轰击产生X光子的阳极，其还包括一对用于加载电压形成偏转电场的偏转电极，所述的一对偏转电极设置在所述场发射阴极与阳极之间，所述栅极采用脉冲方式工作。本专利技术的基于场发射阴极的多焦点固定阳极X射线将会拥有一个以上的焦点，这样可以显著增加单个X射线管能够提供的投影角度数，从而减少静态CT扫描仪对场发射阴极X射线管数目的需求，使得静态CT扫描仪的工程实现更容易。文档编号H01J35/14GK102543635SQ20121001517公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日专利技术者代秋声, 刘猛, 徐品, 邢晓曼 申请人:苏州生物医学工程技术研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：代秋声，徐品，邢晓曼，刘猛，
申请(专利权)人：苏州生物医学工程技术研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。