[发明专利]能产生立体视觉效果的X射线发生装置及医用X射线设备

说明书

技术领域

本发明涉及X射线发生装置及X射线设备，特别是医用X射线发生装置及医用X射线设备。

(一)现有技术的X射线发生装置

X射线球管的诞生到现在已一百多年了，X射线已经应用到人们社会生活的各个领域，无论从工业探伤，化学分析，珠宝鉴定，机场铁路的旅客安检，还是到医疗方面的X射线检查，拍片，以及从20世纪70年代初发明的CT扫描装置，随后发明的数字减影血管造影机(Digital Subtraction Angiography，DSA)、数字胃肠机、数字X射线透视机、数字成像系统(Direct Radiography，DR)等都离不开X射线球管。然而，X射线球管的工作原理一直都没有变化，都依照电子束轰击重金属可以产生X射线的这一原理。

最早的X射线球管是冷阴极球管，其工作原理是，在放电管放电路径中加入一个电极：阳极，并在这个阳极上加上一个电压，在放电管放电的时候就有X射线产生，这个插入的电极是由重金属制造，可以是钼，钨，镍，钴等重金属。由于冷阴极球管只是有X射线产生，其X射线量是极其微弱的，只有在做出了真空二极管形式的X射线管后，X射线才得到广泛得应用。

现有广泛使用的X射线球管分为固定阳极球管和旋转阳极球管两大类。

在小型X射线机及工业X射线机中所使用的X射线球管基本都属于固定阳极球管这一类，封装方式以玻璃壳管为多，也有少部分的金属壳管，它的特点是阳极是固定的，结构简单制造成本低，缺点是功率小，射线量小只能用于小型X射线机及一些工业X射线机，要求球管工作电流大的医用精密X射线设备，如：CT机或DSA机，则不能采用这种球管。这种固定阳极球管是由灯丝，重金属制成的阳极靶和一个抽成真空的玻璃壳组成，也有部分金属壳球管。

另一类是旋转阳极球管，旋转阳极球管是在大功率X射线机出现以后出现的一种高性能的球管，这种球管能在小的焦点下使用更大的电流进行工作，从金属散热的角度分析，任何金属对热的传导都有热阻，球管在小焦点大电流工作的情况下，在阳极靶面会产生高温，如果电子束固定在一个位置不断的轰击，靶面很快就会熔化，如果我们让靶面活动起来，使电子束不断的变换轰击位置，就可以使球管在更大的电流下工作，使靶面受到电子束轰击的位置产生的热量有足够的时间向金属内部传导，靶面就不会出现熔化问题。

旋转阳极球管的结构与固定阳极球管的结构差别主要是在阳极上，旋转阳极是一个带轴的圆盘，阳极的旋转是靠加在管芯外面电机定子线圈产生的旋转磁场进行驱动，所说的旋转阳极的轴，实际上是一个磁滞式电动机的转子，只不过它是被密封在真空里。旋转阳极的功能是在电子束流的轰击下产生X射线。

旋转阳极球管的阴极是一个直热式真空管的阴极，阴极的功能是产生电子束流来轰击阳极。它的灯丝由钨制成，旁边加有控制电子射线角度和方向的束流罩，用它来控制球管焦点的大小。

目前市场上有一种双焦点的球管，这种双焦点的球管有两组这样的灯丝阴极，一个产生大焦点的灯丝功率大，能产生很强的X射线，另一个小焦点的灯丝功率小，可以用来产生更清晰的图像，但这两个焦点没有位置上的差异，大焦点覆盖小焦点，这两个焦点发生的X射线不能用来获得符合人的立体视觉要求的一对相互关联的数据，并进一步形成立体视觉效果图像。

另外，X射线球管还包括了循环冷却系统以及其他辅助系统，在此，不赘述。但无论怎样，现有技术的X射线球管提供的是单点X射线光源，形成平面图像，不能用来获得符合人的立体视觉要求的一对相互关联的数据，并进一步形成立体视觉效果图像。

(二)现有技术的立体电视技术

早在欧洲的文艺复兴时期，绘画透视和雕塑艺术研究和实践就表明：只有给两只眼睛分别提供相对独立的图像，在恢复了双眼视差的情况下，才可能获得真实的立体视觉。早期出现的双眼立体视觉技术采用的是通过有色眼镜和立体镜观察立体图像的方法。在16世纪，人们就已经开始用不同的颜色为左右眼绘制有一定规律差异的图像，然后通过滤光镜观察来产生立体视觉。17世纪末18世纪初出现的“立体镜”，为每只眼睛提供独立的视觉通道，立体视觉感非常强烈，这种“立体镜”至今仍然是观察立体图像的有效手段。19世纪有科学家曾尝试构造一种不借助辅助装置就能观察到立体画面的方法，但以失败告终。

19世纪末，人们尝试用电影技术表现运动的立体视觉图像。首先采用两部摄影机模拟人类双眼进行拍摄，然后将制好的影片用放映机通过偏光滤光镜投射到电影荧幕上，观众通过偏光滤光镜就可以观察到运动的立体图像了。这种立体电影技术一直沿用至今。