穿透式X光管及反射式X光管制造技术

本发明专利技术揭示一种穿透式X光管及反射式X光管，该穿透式X光管包括一靶材及一滤波材料。该靶材包括至少一元素，该元素受激发后产生的X光包括Kα及Kβ的辐射能量，可照射一物体进行造影。该滤波材料可被该X光所穿过，该滤波材料具有一k边缘吸收能量，该k边缘吸收能量高于该元素的Kα辐射能量，但低于该元素的Kβ辐射能量。该滤波材料的厚度至少为10微米且少于3毫米。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种穿透式X光管及一种反射式X光管，尤其涉及可藉由滤波材料将不必要的辐射滤除的一种穿透式X光管及一种反射式X光管。
技术介绍
在采用以铝、钥、钇及铜等材料的低Z滤波材的医学造影方法中，可以藉由所谓铝等效滤波厚度来减少低能量的射线。基本上，此一铝滤波材的等效厚度的范围是0.5-12微米，用以滤掉低能量、长波长的X光，并减少可能对医学造影有害及不必要的辐射。不幸的是，这样的滤光器也过滤掉一大部分有用的X光。非破坏性检验通常不会另加滤波材料，但是当要以特定的Ka线的射线，对进行非破坏性检验造影的物品提供高品质的影像时，移除不必要的高能量的光子也是本专利技术的目的之一。在医学造影中，化学造影元素，例如是含碘、钆、钡的化合物，会因为其密度及原子数而对周边的软组织产生高的对比度。这些元素的原子数(碘的Z = 53，钡的Z = 56，钆的Z = 64)的重要性在于，相对于传统的X光能量光谱，K吸收边缘值是位于一较佳的能带上。碘的K边缘值是33.17keV (千电子伏特)，钡的K边缘值是37.44keV,钆的K边缘值是50.24keV。当X光光子能量稍微高于化学造影剂的K边缘能量时，可以产生最大的对比度。在特殊医疗程序中，最佳的光谱的选择要考虑到不仅仅是对比度的需求，也要考虑对身体部位能产生必要的穿透性并限制病人所接收到的辐射剂量。不同工业产品，包括但不限于所有种类的电子电路、积体电路、发光二极体及锂电池，在非破坏性造影的案例中，都会有一个能产生最大影像品质的单一最佳能量。然而为了产出高光通量的最佳能量，不可避免地同时也会产生高于最佳能量而有较高能量的光子。较高能量的光子是不必要的，他们会减少影像的对比度。另一方面，当太多不必要的X光照射在感应器上时，感应器过载会是另一个问题。对反射式X光管而言，X光束的光谱是由阳极材料、滤波材料及其厚度、以及在此程序中所选定的电子管电压的组合所决定。靶材的厚度并非重要的问题。X光造影应用上所需要的是一个位于窄而界限分明的光子能带上且具有大量光子的X光光谱，以及利用滤波材滤除那些具有能量高于及或低于该能带的光子，并且尽量避免减损极大化影像品质所需的该能带的光通量。有用的能带与能量高于该能带的光通量比例应该在X光管的散热极限中被最大化。对于医学造影的应用，同时减少不必要的低能量光子而明显降低对于病人的剂量，将明显可提供额外的好处。对于无生命物体的造影，光子的能量可以低到15至20keV，而一般医学造影光子能量接近30keV，而高能量造影光子能量高达 600keV。此一滤波方案可应用反射式及穿透式X光管。当使用穿透式X光管时，所必需的方式是要让有用的X光的量与较高能量的光子的量的比例最佳化。在医疗应用中，所必需的方式是要让有用的X光的剂量与病人所吸收的剂量最佳化，而且同时要减少较有用能带的能量高的光子的量。利用靶材的厚度无法使反射式X光管的光通量最佳化，因此，藉由调整厚度或滤波材的组成以达到想要的结果是有限的。
技术实现思路
本专利技术提供一种穿透式X光管，可藉由滤波材料将不必要的辐射滤除。本专利技术提供一种反射式X光管，可藉由滤波材料将不必要的辐射滤除。本专利技术提供一种穿透式X光管，该穿透式X光管包括一靶材及一滤波材料。该靶材包括至少一元素，该元素受激发后产生的X光包括K a及Κβ的辐射能量，可照射一物体进行造影。该滤波材料可被该X光所穿过，该滤波材料具有一 k边缘吸收能量，该k边缘吸收能量高于该元素的Ka辐射能量，但低于该元素的Κβ辐射能量。该滤波材料的厚度至少为10微米且少于3毫米。在本专利技术的一实施例中，该祀材包括钪、钛、钥;、铬、猛、铁、钴、镍、铜、锌、锗、宇乙、银、钥、钉、错、钮、银、锡、锁、俩、铺、钦、礼、铺、摘、钦、辑、钱、镜、锻、給、组、鹤、鍊、依、怕、金、钍、铀或其组合，或由包含上述材料或其组合所形成的元素、化合物、合金、金属间化合物或复合材料。在本专利技术的一实施例中，该滤波材料包括钛、钇、钆、钌、钒、钐、钕、钍、钦、钯、钴、铈、铌、钽、钥、铜、铬、铱、铒、铑、铕、铟、铪、铷、铥、锌、锑、铽、锆、锰、锡、铼、锶、钨、镍、镉、镓、锝、镏、镝、铁、镱或其组合，或由包含上述材料或其组合所形成的元素、化合物、合金、金属间化合物或复合材料。在本专利技术的一实施例中，上述祀材的厚度介于5至500微米之间。在本专利技术的一实施例中，上述穿透式X光管是用作一 X光显微镜的一 X光光源。在本专利技术的一实施例中，上述穿透式X光管是用以获得医学造影的影像。本专利技术提供一种反射式X光管，该反射式X光管包括一靶材及一滤波材料。该靶材包括至少一元素，该元素受激发后产生的X光包括K a及Κβ的辐射能量，可照射一物体进行造影。该滤波材料可被该X光所穿过，该滤波材料具有一 k边缘吸收能量，该k边缘吸收能量高于该元素的Ka辐射能量，但低于该元素的Κβ辐射能量。该滤波材料的厚度至少为10微米且少于3毫米。在本专利技术的一实施例中，上述反射式X光管是用作一 X光显微镜的一 X光光源。在本专利技术的一实施例中，上述反射式X光管是用以获得医学造影的影像。当X光光子束所含的光子的能量刚好高于一滤波材料的k边缘值，该材料将会强烈地吸收该特定的光子束。如果发现一滤波物质的吸收边缘是介于入射X光光子束的K a与Κβ线之间，那么此物质可以用来明显地降低Κβ线相对于Ka线的强度，因此该物质被定义为Κβ滤波材料。本专利技术揭示一穿透式X光管，该X光管的靶材厚度是5-500微米，可以与选定的许多Κβ滤波材料组合，以提供同时将不必要的高能量及不必要低能量的X光滤除，滤除高能量的X光可改善影像品质，以及滤除低能量X光可降低病人在医疗应用所吸收的剂量。本专利技术同样揭示应用于医疗造影以及非破坏性检验造影的一种反射式X光管及一种滤波材，该滤波材相对于例如是铝或铜等低Z滤波材，可以将剂量降低至一相当低的剂量而不会明显减少对造影有用的X光，且同时减少在反射式X光管的靶材k线以上的高能量光子。厚的穿透式X光管的靶材以及反射式X光管的靶材是选自以下可能的的材料，这些材料包括但不限于钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、锗、钇、铌、钥、钌、铑、钯、银、锡、锁、俩、铺、钕、,L、铺、镝、钦、铒、钱、镱、锻、铪、钽、鹤、铼、铱、钼、金、娃或袖。这些被选定的不同的Kβ滤波材的厚度大约10微米至3毫米。本专利技术的Κβ滤波材可用于形成医学造影以及非破坏性检验的造影，医学造影包括但不限于病人乳房、胸腔、关节、四肢、头骨、腹部、肠胃道、导引高能量照射治疗的影像精准定位或于病人体内进行此种治疗的定位，而非破坏性检验的造影的物体包括但不限于电路板、锡球阵列电路、分散式电子元件、微机电系统(MEMS)装置、小动物、有机及地质样本、半导体晶片封装，以及众多其他用于不同产业的无生命物体。在许多非破坏性检验应用中，这些X光管及其所涵括的K β滤波材可应用于X光显微镜的X光光源。本专利技术是有关于一种X光的造影，虽然其主要是用以解决医学造影的重大问题，但也可以应用在其他的方面包括对无生命物体非破坏性的X光造影。本专利技术可应用于使用反射式X光管、穿透式X光管、固态靶管及旋转阳极管的X光造影，以及在医学及非破坏性检验造影中的所有能量的X光。本专利技术揭示一种方法，在X光管输出光谱中减少低于或高于有用的X光能带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种穿透式X光管，包括：一靶材，包括至少一元素，该元素受激发后产生的X光包括Kα及Kβ的辐射能量，可照射一物体进行造影；以及一滤波材料，可被该X光所穿过，该滤波材料具有一k边缘吸收能量，该k边缘吸收能量高于该元素的Kα辐射能量，但低于该元素的Kβ辐射能量；其中该滤波材料的厚度至少为10微米且少于3毫米。

【技术特征摘要】
2011.10.28 TW 1001393901.一种穿透式X光管，包括: 一靶材，包括至少一元素，该元素受激发后产生的X光包括K a及Κβ的辐射能量，可照射一物体进行造影；以及 一滤波材料，可被该X光所穿过，该滤波材料具有一 k边缘吸收能量，该k边缘吸收能量高于该元素的Ka辐射能量，但低于该元素的Kβ辐射能量； 其中该滤波材料的厚度至少为10微米且少于3毫米。2.根据权利要求1所述的穿透式X光管，其中该靶材包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、锗、钇、铌、钥、钌、铑、钯、银、锡、钡、镧、铈、钕、钆、铽、镝、钦、铒、铥、镱、镏、铪、钽、钨、铼、铱、钼、金、钍、铀或其组合，或由包含上述材料或其组合所形成的元素、化合物、合金、金属间化合物或复合材料。3.根据权利要求1所述的穿透式X光管，其中该滤波材料包括钛、钇、钆、钌、钒、钐、钕、钍、钦、钯、钴、铈、铌、钽、钥、铜、铬、铱、铒、铑、铕、铟、铪、铷、铥、锌、锑、铽、锆、锰、锡、铼、银、鹤、镍、镉、镓、锝、锻、镝、铁、镱或其组合,或由包含上述材料或其组合所形成的元素、化合物、合金、金属间化合物或复合材料。4.根据权利要求1所述的穿透式X光管，其中该靶材的厚度介于5至500微米之间。5.根据权利要求1所述的穿透式X光管，该穿透式X光管是用作一X光显微镜的一 X光...

【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯·布莱恩特·帕森斯，郑积杰，
申请(专利权)人：和鑫生技开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：