[发明专利]X射线管系统及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种医用X射线管系统及其操作方法。

背景技术

X射线管是X射线CT中的重要部件，它是设备的信号源。X射线管发射出射线，一部分X射线穿过人体被探测器接收。为了实现断层成像，现在使用的有两种方案，第一种方案是X射线管围绕人体做旋转运动，在不同视角获取成像物体的投影图像；第二种方案是使用一个大型特制扫描电子束X射线管，通过偏转线圈控制电子束轰击靶的位置，进而获得不同视角的投影图像。

对于第一种方案而言，由于X射线管旋转受到离心力的制约，虽然现在扫描一周可以在0.27s内完成，但是扫描速度已经接近理论极限，很难再实现有效的提高。而这个速度依然不能满足对心脏、冠状动脉以及心血管等运动器官或组织的成像要求。对于第二种方案而言，虽然其成像速度很快，但是其电子束是在靶环外面通过线圈实现的偏转，所以体积非常庞大，而且不能实现360度断层扫描。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种X射线管系统及其操作方法，旨在提高扫描速度和散热效果，实现360°自由扫描，缩小装置体积。

本发明提供一种X射线管系统，包括阴极电子枪、聚焦模块、真空管和磁场模块，所述阴极电子枪、聚焦模块和真空管真空密封连通，其中，聚焦模块的入口端与阴极电子枪的发射端固定连接，而聚焦模块的出口端与真空管固定连接，所述阴极电子枪经过聚焦模块向真空管发射高能电子；

所述真空管内设有沿真空管长度方向设置的金属靶；

所述磁场模块设置于真空管周围，并通过其工作时产生的磁场控制阴极电子枪发射的高能电子对所述金属靶进行撞击。

优选地，所述磁场模块由若干在所述真空管上下两表面且沿着真空管长度方向依次排布的线圈组组成，所述线圈组的轴线垂直于真空管所在的平面，且分别在所述真空管上下两侧对称均匀设置，所述真空管被夹持在位于真空管所在平面两侧的线圈组之间。

优选地，所述金属靶位于真空管外侧的内壁上。

优选地，所述金属靶面是弧形平滑靶面。

优选地，所述金属靶面是弧形齿状靶面。

优选地，所述真空管是小于或等于360°范围内的任意圆弧状的真空管。

优选地，所述真空管为环形真空管。

优选地，所述阴极电子枪的发射端沿环形真空管长度中心线的切线方向设置，所述阴极电子枪发射的高能电子沿环形真空管长度中心线的切线方向直线运动。

优选地，所述真空管内侧的管壁为X射线放射窗。

本发明还提供了一种X射线管系统的操作方法，所述方法包括以下步骤：

所述阴极电子枪连续的将高能电子通过所述聚焦模块聚焦后射入所述真空管中；

所述磁场模块在高能电子射入方向上的第一组线圈组通电，该线圈组产生使高能电子偏转的磁场，当高能电子脱离该线圈组控制范围后，高能电子沿其运动的切线方向做直线运动，直到对所述金属靶面进行轰击；

按所述高能电子射入的方向对后续线圈组依次通电，轰击点沿着所述金属靶面不断依次移动，直到全部线圈组通电，轰击点完成一个周期的运动。

本发明还提供了另一种X射线管系统的操作方法，所述方法包括以下步骤：

所述阴极电子枪连续的将高能电子通过聚焦模块聚焦后射入真空管中，所述磁场模块的所有线圈组通电并产生偏转磁场，高能电子在所述磁场模块产生的磁场中沿真空管做周期运动；

所述磁场模块在高能电子射入方向上的最后一组线圈组断电，当高能电子运动到该线圈组控制范围内，高能电子沿其运动的切线方向做直线运动，直到对所述金属靶面进行轰击；

高能电子射入方向上的其他线圈组反向依次断电，轰击点沿着金属靶面不断依次移动，直到全部线圈组断电，轰击点完成一个周期的运动。

本发明X射线管系统及其操作方法将金属靶与真空管结合，使高能电子的偏转是在环形管中实现，这样即提高了扫描速度，缩短成像过程的扫描时间，又实现了360°自由扫描，同时还大大减小了整体的体积，另外，金属靶的设计方案增加了靶面的面积，提高了X射线管的热容量，使得散热问题更容易处理。

附图说明

图1为本发明X射线管系统一个实施例的结构示意图；

图2为本发明X射线管系统一个实施例的部分剖面结构示意图；

图3为本发明X射线管系统一个实施例的齿状靶面示意图；

图4为本发明X射线管系统的操作方法一个实施例的流程图；

图5为本发明X射线管系统的操作方法另一个实施例的流程图。

具体实施方式