[发明专利]X射线产生设备和具有其的X射线成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种在无损伤X射线成像和诊断中使用的X射线产生设备和一种具有该X射线产生设备的X射线成像系统。

背景技术

X射线产生设备广泛用于医学诊断和无损伤检测中，以产生各种结构的图像，这样的图像可以用于检测结构中的缺陷。

通常，医学X射线产生设备具有这样的结构，其中，从被加热至高温的阴极丝(cathode filament)发射热电子，然后，使发射的电子加速，从而与旋转的阳极靶碰撞，以因此产生X射线。

在这样的热电子与旋转的阳极靶碰撞的结构中，产生了大量的X射线。然而，在这样的设备的情况下，需要几种周边装置，例如，为了加热阴极丝，可能需要用于使阳极旋转的旋转装置和冷却装置，结合起来的结果是实质上增加了X射线产生设备的体积和重量。从阴极丝发射的热电子中的大多数热电子转换为热，剩余的热电子用于产生X射线。因此，X射线产生设备通常效率很低且展现出很低的分辨率。

近年来，已经对场发射显示器(FED)型X射线产生设备(下文中，称为平板型X射线产生设备)展开了研究工作。平面式的X射线产生设备具有这样的结构，其中，均具有大约几十纳米(nm)的尺寸的针形的发射器设置在平板上，将高电场施加到发射器，使得从发射器发射的电子受力而与阳极靶碰撞，从而产生X射线。

在平板型X射线产生设备中，设备的尺寸很小，且有效地控制了X射线的产生。然而，难以产生用于X射线成像的被充分准直的X射线的量。具体地讲，难以沿彼此平行的方向(即，沿多条平行的路径)准直X射线。因此，平板型X射线产生设备尚未出于医学的目的而得到广泛地使用。

发明内容

本发明的一方面在于提供一种具有产生足以进行X射线成像的大量的X射线的结构的X射线产生设备和包括该X射线产生设备的X射线成像系统。

本发明的另一方面在于提供一种以高密度沿彼此平行的方向准直X射线的X射线产生设备和包括该X射线产生设备的X射线成像系统。

本发明的另一方面在于提供一种独立地控制设置在平板上的发射器以均匀地产生X射线的X射线产生设备和包括该X射线产生设备的X射线成像系统。

本发明的又一方面在于提供一种沿彼此平行的方向对从X射线产生设备发射的X射线进行准直的X射线成像系统。

本发明的另外的方面将在下面的描述中进行一定程度地阐述，且通过描述在一定程度变得明显，或者可以通过实施本发明而获知。

根据本发明的一方面，一种X射线成像系统包括：X射线产生设备，X射线产生设备产生并发射X射线；检测器，检测器检测从X射线产生设备发射的X射线；至少一个准直器，所述至少一个准直器设置在X射线产生设备和检测器之间，准直器具有与由X射线产生设备发射的X射线的前进方向平行的准直轴，从而防止由X射线产生设备发射的X射线的发散。

准直器可以包括多个毛细管，多个毛细管的准直轴被设置为彼此平行，且每个毛细管可以具有至少一个衍射层，以衍射穿过每个毛细管的X射线。

衍射层可以包含从由钨(W)、钼(Mo)、铅(Pb)和铂(Pt)组成的组中选择的至少一种。

每个毛细管可以包括至少一个传输层，以传输被衍射层衍射的X射线，衍射层和传输层可以从每个毛细管的外部朝向每个毛细管的中部交替地设置，以因此形成分层结构。

传输层可以包含从由碳(C)、硅(Si)铝(Al)、聚合物、氮化物和氧化物组成的组中选择的至少一种。

准直器可以包括多个晶格，以对具有特定波长的X射线进行过滤。

X射线产生设备可以包括：阴极单元，阴极单元具有多个发射器和栅极，多个发射器发射电子，栅极在栅极和发射器之间形成电场，从而从发射器发射电子；阳极单元，阳极单元具有靶，从阴极单元发射的电子与靶碰撞，以产生X射线。

阴极单元可以形成为平面式的形状，发射器可以按矩阵设置在平面式的阴极单元的表面处。

靶可以形成为粗糙的形状，以防止X射线的发散。

靶可以具有至少一个衍射层，以使X射线衍射。

衍射层可以包含从由钨(W)、钼(Mo)、铅(Pb)和铂(Pt)组成的组中选择的至少一种。

靶可以包括至少一个传输层，以传输被衍射层衍射的X射线，衍射层和传输层可以交替地设置，以形成粗糙的分层结构。

传输层可以包含从由碳(C)、硅(Si)铝(Al)、聚合物、氮化物和氧化物组成的组中选择的至少一种。

发射器可以是独立可控的。