[发明专利]一种面阵多焦点栅控射线源及其CT设备

说明书

本发明公开了一种面阵多焦点栅控射线源及其CT设备。该栅控射线源包括外壳，外壳内设置有灯丝电源、栅控电源及多个X射线管，灯丝电源分别与X射线管的阴极连接，栅控电源分别与X射线管的栅控开关连接。本栅控射线源通过多个栅控开关分别对应控制多个独立的X射线管的曝光时间及放线的快速切换，使得各个X射线管向同一位置按照预设规则产生X射线，从而形成按照预设排列形状排布的多个焦点。本栅控射线源的连续两个X射线管的曝光间隔中没有其它干扰X射线产生，避免了产生过多无效的漏射线而影响成像，并且本栅控射线源产生的X射线的能级基本一致，也避免了对成像造成影响，从而提高了成像质量。

技术领域

本发明涉及一种射线源，尤其涉及一种面阵多焦点栅控射线源(以下简称栅控射线源)，同时也涉及包括该栅控射线源的CT设备，属于辐射成像技术领域。

背景技术

在传统的辐射成像领域，大部分都是由单个X光射线源向一个大面积探测器发射宽束X射线，如图1所示。由于X射线与被测物体之间会发生康普顿效应，使得X射线投影到探测器组件的过程中会产生散射现象，因为探测器面积比较大，很多散射线会直接投射到探测器表面上，从而降低图像的对比度和清晰度，同时也会降低图像细微处的信噪比。

如图2所示，为了降低散射现象对成像的影响，可以采用反向几何成像系统，它采用面阵多焦点射线源，每个焦点轮流向一个小面积探测器发射窄束X射线，从而能够获得一组用于容积成像的数据。因为探测器面积较小，所以投射到探测器表面的散射线很少。

通常，面阵多焦点射线源采用透射阳极靶，它通过电磁偏转，使电子束打在阳极靶的不同位置，在靶面的后面有一个开了很多小孔的由高密度物质组成的限束结构，每个小孔位置可以投射出射线，视为一个“焦点”，靶面其余位置的射线都被限束结构吸收了。这种射线源虽然结构简单，成本低廉，多焦点交替速度快，焦点分布密度高，但是这种射线源的电子束偏转是连续的，在两个“焦点”之间(时间间隔和位置间隔)也是一直产生射线的，在这个过程中产生的射线实际上是不会被用到的，但会通过限束结构上的小孔漏出来，给成像造成干扰。同时，如图3所示，通过电磁偏转使电子束打在阳极靶上，很多电子束和阳极靶之间夹角也不是90°，而且不同位置电子束和阳极靶的夹角也不同，这使得限束结构上不同位置的小孔处投射出的射线会有能级差异，这对成像也会有影响。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种面阵多焦点栅控射线源。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种包括上述栅控射线源的CT设备。

为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种面阵多焦点栅控射线源，包括外壳，所述外壳内设置有灯丝电源、栅控电源及多个X射线管，所述灯丝电源分别与所述X射线管的阴极连接，所述栅控电源分别与所述X射线管的栅控开关连接；

所述灯丝电源用于使每个所述X射线管的阴极产生满足预设数量的电子，所述栅控电源用于控制每个所述X射线管的栅控开关，使得所述X射线管阴极表面产生的电子束按照预设规则轰击对应的阳极产生X射线，形成按照预设排列形状排布的多个焦点。

其中较优地，每个所述X射线管包括有真空腔体、阳极组件、阴极组件及栅控开关；所述阳极组件和所述阴极组件封装于所述真空腔体的内部，并且所述阳极组件位于所述真空腔体的一端，所述阴极组件位于所述真空腔体的另一端，所述栅控开关设置在所述阳极组件和所述阴极组件之间，并且靠近所述阴极组件。

其中较优地，所述阳极组件表面设置有透射阳极靶，所述透射阳极靶采用原子序数高、熔点高的金属材料制成。

其中较优地，所述阴极组件包括聚焦罩与阴极灯丝，所述阴极灯丝设置在所述聚焦罩内部，所述阴极灯丝与所述灯丝电源连接，所述灯丝电源与外部高压电源连接。

其中较优地，所述聚焦罩正对阳极靶面的位置上设置有供电子束通过的开口。