[发明专利]一种磁扫描式的X射线管

说明书

本发明公开一种磁扫描式的X射线管，属于X射线技术领域。所述磁扫描式的X射线管包括阴极组件、磁聚焦偏转组件和阳极组件。阴极组件产生电子束并对电子束预聚焦，电子束在磁聚焦偏转组件的作用下，产生偏转并聚焦，最终撞击在阳极组件中的靶盘上。磁聚焦偏转组件使电子束在垂直和水平方向上进行不同程度偏转，撞击在靶盘上的不同位置并产生X射线，实现了多焦点面阵X射线源。电子束在整个靶盘进行扫描，将热量均匀散布到整个靶盘，避免局部温度过高。通过扫描的方式代替了阳极轴承，提高了寿命并降低了噪音。在靶盘所在管壳外侧采取冷却液直接接触冷却，相比辐射传热效果更好，散热效率更高。

技术领域

本发明涉及X射线技术领域，特别涉及一种磁扫描式的X射线管。

背景技术

X射线管用以产生X射线，在医学诊断、安全检查和无损探伤等领域发挥着重要的作用。X射线管的基本原理是，其阴极灯丝加热激发出来的热电子，在阴阳极加速电场作用下撞击到靶盘。其中1％的能量转化为X射线，而剩余约99％的能量转化为热能，导致受撞击部位温升很快。固定阳极X射线管中，电子持续撞击在同一位置，局部温升很快，可连续加载功率很低；旋转阳极X射线管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，将热量分散到整个靶盘。在高真空条件下，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。旋转阳极X射线管，因其相对固定阳极X射线管可连续加载功率提升很多。然而旋转阳极X射线管在工作中受限于其有限的热辐射传递效率，一方面在大功率长时间加载时，易造成靶盘或阳极轴承处滚珠过热，引发管芯打火或轴承卡死的现象，从而影响其寿命；另一方面导致两次放线之间需要大量的等待时间，影响了其所在整机系统的工作效率。

传统X射线管的射线源位置固定或者变化不明显，在对物体进行辐射影像时，X射线透过待测物体后，部分射线因发生康普顿效应而产生偏转，产生散射辐射，这部分散射辐射会叠加到X射线图像，降低了图像的对比度和清晰度；传统X射线管辐射成像时，其视野角边缘处有效光学焦点尺寸增大，易造成空间分辨率降低；另外，以CT(ComputedTomography，X射线计算机断层摄影)系统应用为例，随着Z方向(即扫描床行进方向)锥心束角增大，锥心束伪差愈加明显。锥心束伪差的本质原因是采样不足。CT图像重建是基于被测物体衰减系数的线积分。如图1所示，假设两个不同物体，一个是衰减系系数均匀的物体，另一个是剧烈变化但平均衰减系数与第一个物体相同。对于基于传统单射线源X射线管的锥心束CT系统，两者投影数据相同，从而导致了锥心束伪差。

现在采用碳纳米管或热阴极作为粒子发射源，对其做阵列排布，通过控制阴极和栅极间的电压差，使得粒子发射源按顺序发射，并撞击到靶盘的相应位置，可以实现分布式X射线源。但是，这种分布式X射线源需要多个阴极和栅极，制造工艺复杂，生产成本高，且一般局限于线阵排布而难以实现面阵排布；另外，碳纳米管存在发射不稳定和寿命短的缺陷，而储备式阴极或者钨丝等热阴极存在热管理困难的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁扫描式的X射线管，以解决背景技术中出现的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种磁扫描式的X射线管，包括：

阴极组件，用于产生电子束并对电子束预聚焦；

磁聚焦偏转组件，使电子束发生偏转并聚焦；

阳极组件，用于接收电子束并产生X射线。

可选的，如权利要求1所述的磁扫描式的X射线管，其特征在于，所述磁聚焦偏转组件包括磁四极透镜组和偏转线圈组。

可选的，所述磁聚焦偏转组件还包括磁屏蔽罩，设置在所述磁四极透镜组和偏转线圈组之间。

可选的，所述磁四极透镜组包括两个磁四极透镜，每个磁四极透镜由磁芯及四个缠绕在磁芯上的线圈组成，且其中一个磁四极透镜相对于另一个旋转90°。