[实用新型]一种产生分布式X射线的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及分布式产生X射线，具体涉及一种产生分布式X射线的设备。 

背景技术

X射线源是指产生X射线的设备，通常由X射线管、电源与控制系统、冷却及屏蔽等辅助装置构成，核心是X射线管。X射线管通常由阴极、阳极、玻璃或陶瓷外壳构成。阴极为直热式螺旋钨丝，工作时通过电流，加热到约为2000K的工作温度，产生热发射的电子束流，阴极被一个前端开槽的金属罩包围，金属罩使电子聚焦。阳极为铜块端面镶嵌的钨靶，工作时阳极和阴极之间加有数十万伏高压，阴极产生的电子在电场作用下加速运动飞向阳极，并撞击靶面，产生X射线。 

X射线在工业无损检测、安全检查、医学诊断和治疗等领域具有广泛的应用。特别是利用X射线的高穿透能力，制成的X射线透视成像设备在人们日常生活的方方面面发挥着重要作用。这类设备早期的是胶片式的平面透视成像设备，目前的先进技术是数字化的、多视角的、高分辨率的立体成像设备，如CT(Computed Tomography)，可以获得高清晰度的三维立体图形或切片图像，是非常先进的高端应用。 

在CT设备中(包括工业探伤CT，行李物品安检CT，医疗诊断CT等)，通常是将X射线源放置在受检对象的一侧，另一侧放置接收射线的探测器。X射线穿过受检物品时，其强度会随物品对象的厚度、密度等信息发生改变，探测器接收到的X射线强弱就包含了受检物品的一个视角方向的结构信息。如果再将X射线源和探测器围 绕受检物品转换位置，就可以获得不同视角方向的结构信息。利用计算机系统和软件算法对这些信息进行结构重建，就可以获得受检物品的立体图像。目前的CT设备是将X射线源和探测器固定在围绕受检对象的圆形滑环上，工作中每运动一圈，就得到受检对象一个厚度切面的图像，称为切片，受检物品再沿厚度方向运动，得到一系列切片，这些切片和起来就是受检物品的三维精细立体结构。因此，现有的CT设备中，为了获得不同的视角图像信息，就要变换X射线源的位置，因此X射线源和探测器需要在滑环上运动，为了提高检查速度，通常运动速度非常高。X射线源和探测器在滑环上的高速运动，降低了设备整体的可靠性和稳定性，同时受运动速度的限制，CT的检查速度也受到了限制。虽然近年来最新一代的CT采用圆周排列的探测器，可以使探测器不做运动，但是X射线源仍需滑环运动。可以增加多排探测器，使X射线源运动一周，获得多个切片图像，可以提高CT检查速度，但是没有从根本上解决滑环运动带来的问题。因此CT设备中需要一种能不移动位置就能产生多个视角的X射线源。 

为了提高检查速度，通常X射线源阴极产生的电子束大功率长时间连续轰击阳极钨靶，而靶点面积很小，靶点的散热也成为了很大的问题。 

为了解决现有CT设备中滑环带来的可靠性、稳定性问题，检查速度问题及阳极靶点耐热问题，有些专利和文献提供了一些方法。如旋转靶X射线源，可以一定程度解决阳极靶过热的问题。但是结构复杂，且产生X射线的靶点相对X射线源整机，仍然是一个确定的靶点位置。如有的技术为实现固定不动X射线源的多个视角，在一个圆周上紧密排列多个独立的传统X射线源来取代X射线源的运动，虽然实现了多视角，但是成本高，且不同视角的靶点间距大，成像质量(立体分辨率)很差。如专利文献1(US4926452)提供了一种产生分布式X射线的光源方法，阳极靶具有很大的面积，缓解了靶过热的问题，且靶点位置沿圆周变化，可以产生多个视角。虽然该专利技术是对获得加速的高能量电子束进行扫描偏转，存在控制难道大，靶点位置不分立，重复性差的问题，但仍然是一种能产生分布式光源 的有效方法。 

如专利文献2(WO2011/119629)提供了一种产生分布式X射线源的光源方法，阳极靶具有很大的面积，缓解了靶过热的问题，且靶点位置分散固定阵列式排列，可以产生多个视角。采用碳纳米管作为冷阴极，进行阵列排布，利用阴极栅极间的电压控制场发射，从而控制每一个阴极按顺序发射电子，在阳极靶上相应顺序位置轰击靶点，成为分布式X射线源。但是存在生产工艺复杂、碳纳米管的发射能力与寿命不高的不足之处。 

实用新型内容

鉴于现有技术中的一个或多个问题，提出了一种产生分布式X射线的设备。