[发明专利]一种高功率X射线管

说明书

本发明涉及一种X射线管及使用X射线管的CT系统。X射线管，具有由真空腔壁围成的真空腔，真空腔的一端设置阴极，真空腔的另一端设置阳极靶盘，电子束从阴极发出，在焦点位置高速撞击阳极靶盘，从而激发产生出X射线，X射线管具有控制组件，其特征在于：所述阳极靶盘为固定阳极靶盘，X射线管工作时，控制组件控制电子束在固定阳极靶盘上的焦点位置产生快速变化。本发明采用固定阳极靶盘，通过快速改变电子束在固定阳极靶盘上焦点位置，可以达到类似旋转靶的峰值功率，采用本发明的方案，能够减少真空旋转组件，具有结构非常简单的特点，采用本发明的方案可以直接由油冷靶盘，从而可以达到连续工作的效果，并且能够提高系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及用于医用或工业用CT或二维成像或准三维成像(如有限角度三维成像)的高功率X射线管。

背景技术

X射线管主要用于X射线机、CT机等医疗或工业用设备上，在施加外部高电压作用下，产生X射线，供医生对患者进行诊断或治疗，或对物品进行无损检测。

X射线管的功率可以从几千瓦到150千瓦，X射线管有一个固定的靶，高能电子束(60kV 到500kV)轰击靶，产生X射线。在X射线管中，高能电子束由阴极打向阳极靶材产生X射线，其中只有不到1％的能量转化为X射线的辐射，另外99％的能量都转化成了阳极的热能,从而导致受撞击部位温度升高很快。

在固定阳极X射线管中，电子持续撞击在同一位置，使固定阳极X射线管局部温度升高很快，虽然可连续加载但功率很低。鉴于此，能否及时将X射线管工作时产生的热能传导出去成为了制约X射线管(尤其是，固定阳极X射线管)连续功率高低的决定性因素。在实际应用中经常出现X射线管的阳极温度过高导致靶面开裂或熔融，以及由于阳极温度过高导致管内打火、绝缘油裂解等严重影响产品的工作稳定性及使用寿命的现象。

目前CT用的高功率靶盘都是旋转阳极靶。旋转阳极靶采取阳极轴承带动阳极靶盘在真空管壳内高速旋转的方法，进而将热量分散到整个靶盘。旋转靶的优点是峰值功率可以非常高，但是连续功率不高，而且这种结构非常复杂，有用到真空轴承，非常容易坏。轴承的热传导能力很差，当CT连续扫描病人后，可能由于靶盘太热了，不得不停下冷却。在高真空条件下，旋转阳极X射线管靶盘上的热量主要是通过热辐射传递给真空管壳，再由流经管壳的冷却液将热量带走。同时还有一部分热量通过热传导和热辐射不可避免地传导到阳极轴承上，使得金属滚珠温度上升。如果热传导或热辐射传递过来的热量过多，会导致金属滚珠超出极限工作温度，进而导致轴承卡死，造成整个X射线管失效的后果。

发明内容

基于现有技术中存在的问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种高功率非旋转靶盘X 射线管，其结构简单，并具有良好的散热效率，能够提高X射线管的散热效率，快速地散去阳极靶上的热量，延长X射线管的使用寿命。

本发明提供一种X射线管，具有由真空腔壁围成的真空腔，真空腔的一端设置阴极，真空腔的另一端设置阳极靶盘，电子束从阴极发出，在焦点位置高速撞击阳极靶盘，从而激发产生出X射线，X射线管具有控制组件，其特征在于：所述阳极靶盘为固定阳极靶盘，X射线管工作时，控制组件控制电子束在固定阳极靶盘上的焦点位置产生快速变化。

进一步的，本发明的X射线管，控制组件包括偏转和聚焦磁极组件，通过偏转和聚焦磁极组件改变电子束在固定阳极靶盘上的焦点位置。

进一步的，在阴极的下游是两对二极电磁铁，所述两对二极电磁铁所产生的磁场范围能够使得电子束的偏转范围覆盖到固定阳极靶盘的全部区域。

进一步的，在二极电磁铁的同样位置或前后不同位置处，叠加一个或多个四极电磁铁，这样可以对电子束有更好的聚焦作用，可以保持靶点的尺寸最优化。

进一步的，X射线管具有多个阴极，控制组件包括与多个阴极一一对应的阴极开关，通过控制各个阴极开关的开或关来实现电子束在固定阳极靶盘上的焦点位置的快速变化。