[发明专利]射线象增强器

说明书

本发明是一种关于X射线或伽马射线图象变换、增强的器件。

已有技术中，有一种直径在150mm至350mm左右的大口径输入窗的X射线图象增强器。如中国专利CN86102865A、CN87106155A和美国专利3795531所描述的那种X射线图象增强管。其结构一般由将X射线转换成光电子的球面状阴极层（包括射线光电阴极，和射线转换屏与可见光光阴极的复合结构两种形式），聚焦并加速电子的阳极，及小直径的输出屏幕所组成。其优点是具有大有效面积的输入窗。适合运用于医院等部门的大型诊断装置上。

随着技术与射线象增强器应用领域的发展，上述形式的射线象增强器显示出以下的缺点和不足：

1.要求供电电压高，如35KV电压差。厚绝缘层、大玻璃或金属壳体，整管体积大，重量大。不能满足携带使用的要求。

2.这种增强器件的结构存在相对于大输入窗来说口径要小得多的输出窗，如18mm～25mm左右大小的直径。图象几何缩小倍率很大，输出图象分辨率较低，如2～41p/mm左右。

3.球面拱状阴极层，透视应用时边缘比中心离被透照物距离远，边缘象质不好。

4.大大缩小的图象不易放大到被透物原来的大小;输出图象是倒置象，不适合人眼直视观察习惯。

在已有技术中，美国专利4142101描述了另外一种X射线或伽马射线象增强装置，其特征是外加射线转换屏与可见光象增强器由光纤面板或光学纤维锥耦合。它克服了上述大输入窗X射线象增强管的某些不足。但是由于外加转换屏与可见光象增强器光阴极之间传递可见光的光纤面板（或光纤维），其制作工艺和成本的限制，这种形式的射线图象增强装置的有效输入窗较小。直径最大～80mm左右，一般只50mm或以下。在应用中，则显出透视视场较小的不足。

英国专利1393299所描述的一种用于X射线图象增强的象增强器;也存在与上述美国专利4142101类似的不足。即其核心部件一微通道板的制作工艺和成本限制了整管的有效输入窗，视场小。

此外，上述美国专利4142101和英国专利1393299所描述的射线象增强器，因为主要的图象增强功能部件都是微通道板，使其在具有整管体积小的优点的同时，还存在如下不足：

为使射线象增强器具有一定的增益或转换因子，这种象增强器只能采取的技术手段是增加微通道板的数量，或者增大微通道板电压，如加大到900～1100v左右，提高荧光屏电压，并相应增大微通道板-荧光屏间距以承受高的电压差。而微通道板又具有许多噪声因素，包括空间固定图案噪声、暗噪声、闪烁噪声和离子反馈等，在微通道板上所加电压高或多块微通道板时，尤其显著。因此，造成整管噪声大、信噪比低。而且，加大微通道板与荧光屏的间距，也使得整管分辨率降低。又因为通道具有饱和效应，限制了整管输出屏的输出图象亮度，在多电子轰击时，还会降低图象对比、降低整管传递函数。

本发明的目的是为了克服上述射线象增强器件的缺点，改进其不足，提供一种既可用于携带，又可用于固定使用式装置、具有高增益、低噪声、低畸变和高清晰度的X射线或伽马射线象增强器。

为实现上述目的采用的是如下所述的措施：

本发明的射线象增强器的整管采用前、后两个真空室组成，前级真空室中有一组成缩小倍率（倒）象的电子光学系统。包括输入射线阴极层，聚焦电极组，微通道板和过渡荧光屏。能将入射的X射线或伽马射线转变成电子的输入射线阴极层可以是单一材料的射线阴极，如Au或C_sl之类的，也可以是由射线-可见光转换屏与可见光阴极等的复合结构，如C_sl与Sb-C_s或La₂OS与Sb-C_s等之类的。聚焦电极组可以是一般加速电子并聚焦的阳极或聚焦极，也可以有调焦极、校正极，及中国专利CN1003102B所描述的可使成象几何倍率变化的变倍电极。微通道板采用一般直通道的就可以，也可以采用弯曲通道等其它形式的。过渡荧光屏所用的荧光材料，选用那些所发射光谱已有高灵敏度响应阴极的荧光粉。

后级真空室中也有一组电子光学系统。它包括光阴极、聚焦电极（组）和输出荧光屏。光阴极可以是各种材料的，所用材料最好采用其响应灵敏光谱能与前级真空室中的过渡荧光屏上荧光粉发射光谱很好匹配的。后级聚焦电极（组）可以只有一个独立的或与输出荧光屏电极连在一起的阳极，也可以有其它功能的电极，如可以使成象几何倍率连续或间断变化的变倍电极。输出荧光屏所用材料可以是任何具有各种发射光谱、余辉等性质的。如发黄绿光、中短余辉的P20（ZnCdS∶Ag材料）荧光粉。