CN210155055U - 一种能谱可调的本地二次荧光辐射装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种能谱可调的本地二次荧光辐射装置，包括电子发射器、靶材和磁场方向可调的磁场发生机构；所述电子发射器用于发射电子束击打靶材；所述磁场发生机构设置在电子束的发射路径上，用于影响电子束在靶材上的焦点位置。本实用新型通过磁场发生机构的磁场变换以改变靶材上焦点的位置，能够简洁有效的进行能谱的调节，得到多种能谱的变化，一次操作可以实现多种能量的多次曝光成像，便于后续的进行多种复杂的图像处理。
Description
技术领域
本实用新型X射线应用领域，尤其涉及一种能谱可调的本地二次荧光辐射装置。
背景技术
X射线产生是用电子击打靶材获得，由于在不同的应用上，被测物体的厚度以及密度均不相同，导致对于X射线穿透力需求不同，从而使对X射线的光亮以及能量要求也不同，目前，现有的X射线光管由于光管自身的造价降低和体积大幅减小，在不同的应用上，选择替换光源成为一种可行方案，但是替换光源的方案会导致成本增高，而且在一些环境复杂的应用场合中并不方便进行光源替换，同时复杂的图像处理的操作以及复杂的图像处理的相关应用均不宜实行。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种可简洁有效的进行能谱的调节，以及一次操作可以实现多种能量的多次曝光成像，便于后续进行多种复杂的图像处理的能谱可调的本地二次荧光辐射装置；
实现本实用新型目的的技术方案是，一种能谱可调的本地二次荧光辐射装置，包括电子发射器、靶材和磁场方向可调的磁场发生机构；所述电子发射器用于发射电子束击打靶材；所述磁场发生机构设置在电子束的发射路径上，用于影响电子束在靶材上的焦点位置。
优选的技术方案是，所述磁场发生机构包括旋转轮和磁场发生器；所述旋转轮可周向旋转，并且具有至少2个旋转定位；所述磁场发生器包括第一永磁铁和第二永磁铁；所述第一永磁铁和第二永磁铁沿旋转轮轴线对称设置在旋转轮上，并且第一永磁铁的N 极正对第二永磁铁的S极；所述电子发射器和靶材分别设于旋转轮的两端，并且电子发射器发射的电子束从旋转轮中穿过。
所述靶材为圆形，由多个呈扇形的第一靶材区域部拼合而成；所述第一靶材区域部为叠层靶材，并且各第一靶材区域部的叠层材料不同，或者叠层材料相同但是厚度不同或叠层顺序不同。
所述靶材上的其中一个第一靶材区域部包括依次层叠的钼金属层、锌金属层、铁金属层和钛金属层，并且钼金属层的厚度＞钛金属层的厚度＞锌金属层的厚度＞铁金属层的厚度。
另一种优选的技术方案是，所述磁场发生机构包括固定轮和固定在固定轮外周面上的至少两个磁场发生器；所述磁场发生器包括对称设置的第一电磁铁和第二电磁铁，并且第一电磁铁的N极正对第二电磁铁的S极；所述电子发射器和靶材分别设于固定轮的两端，并且电子发射器发射的电子束从固定轮中穿过。
所述靶材包括呈圆环状的外围部，以及设置在外围部中部的中心部。
所述靶材的外围部由多个环绕圆心的第二靶材区域部拼合而成；所述第二靶材区域部为叠层靶材，并且各第二靶材区域部的叠层材料不同，或者叠层材料相同但是厚度不同或叠层顺序不同。
所述靶材的外围部上的其中一个第二靶材区域部包括依次层叠的钼金属层、锌金属层、铁金属层和钛金属层，并且钼金属层的厚度＞钛金属层的厚度＞锌金属层的厚度＞铁金属层的厚度。
所述靶材的中心部的材质为钨。
采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：(1)本实用新型通过磁场发生机构的磁场变换以改变靶材上焦点的位置，能够简洁有效的进行能谱的调节，得到多种能谱的变化，一次操作可以实现多种能量的多次曝光成像，便于后续的进行多种复杂的图像处理。
(2)本实用新型的磁场发生机构包括旋转轮和磁场发生器，旋转轮可周向旋转，并且具有至少2个旋转定位，磁场发生器包括第一永磁铁和第二永磁铁，第一永磁铁和第二永磁铁沿旋转轮轴线对称设置在旋转轮上，并且第一永磁铁的N极正对第二永磁铁的S极，通过旋转轮的轴向旋转改变磁场发生器的磁场方向，来影响电子束在靶材上焦点的位置，可以有效叠加获得更多的能量分布，能够极为方便快捷的获得不同的能谱，实现能谱的调节。
(3)本实用新型的磁场发生机构包括磁场发生器和固定轮，磁场发生器包括第一电磁铁和第二电磁铁，第一电磁铁和第二电磁铁沿固定轮轴线对称设置在固定轮上，并且第一电磁铁的N极正对第二电磁铁的S极，磁场发生器沿固定轮周向在固定轮上均布有多个，通过处于固定轮上不同位置的磁场发生器依次工作来改变磁场方向，从而影响电子束在靶材上焦点的位置，能够更方便、更快速的获得不同的能谱，实现能谱的调节，可以在瞬时曝光的一个操作中获得各种能谱的成像，这使得对不同组织进行分离研究可以实现，能够为后期图像处理中提供更多的信息和素材。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
图1为本实用新型的实施例1的结构示意图。
图2为本实用新型的靶材的叠层示意图。
图3磁场影响电子束的示意图。
图4为本实用新型的实施例2的结构示意图。
图5为焦点位于靶材的中心部上所得到的能谱图。
图6为焦点位于靶材的A第二靶材区域部上所得到的能谱图。
图7为焦点位移的示意图。
附图中的标号为：
靶材1、第一靶材区域部1-1、A第一靶材区域部1-1a、B第一靶材区域部1-1b、C 第一靶材区域部1-1c、外围部1-2、第二靶材区域部1-2-1、A第二靶材区域部1-2-1a、B第二靶材区域部1-2-1b和C第二靶材区域部1-2-1c、中心部1-3、磁场发生机构2、旋转轮2-1、磁场发生器2-2、A磁场发生器2-2a、B磁场发生器2-2b、C磁场发生器 2-2c、第一永磁铁2-2-1、第二永磁铁2-2-2、第一电磁铁2-2-3、第二电磁铁2-2-4、固定轮2-3、钼金属层3、锌金属层4、铁金属层5、钛金属层6、阴级7、阳极8、光源焦点9、被测物10、探测板11。
具体实施方式
(实施例1)
见图1，本实施例的能谱可调的本地二次荧光辐射装置，包括电子发射器、靶材1和磁场方向可调的磁场发生机构2。电子发射器用于发射电子束击打靶材1。磁场发生机构2设置在电子束的发射路径上，用于影响电子束在靶材1上的焦点位置。
磁场发生机构2包括旋转轮2-1和磁场发生器2-2。旋转轮2-1可周向旋转，并且具有至少2个旋转定位。磁场发生器2-2包括第一永磁铁2-2-1和第二永磁铁2-2-2。第一永磁铁2-2-1和第二永磁铁2-2-2沿旋转轮2-1轴线对称设置在旋转轮2-1上，并且第一永磁铁2-2-1的N极正对第二永磁铁2-2-2的S极。电子发射器和靶材1分别设于旋转轮2-1的两端，并且电子发射器发射的电子束从旋转轮2-1中穿过。
靶材1为圆形，由多个呈扇形的第一靶材区域部1-1拼合而成。第一靶材区域部1-1为叠层靶材，并且各第一靶材区域部1-1的叠层材料不同，或者叠层材料相同但是厚度不同或叠层顺序不同。
见图2，靶材1上的其中一个第一靶材区域部1-1的其中一种可采用的结构是，包括依次层叠的钼金属层3、锌金属层4、铁金属层5和钛金属层6，钼金属层3的厚度＞钛金属层6的厚度＞锌金属层4的厚度＞铁金属层5的厚度。以上仅为靶材1上的其中一个第一靶材区域部1-1的其中一种可采用的结构的举例，并不限制各金属层的厚度关系、叠层次序和材质。
见图3，阴级7发射电子束击打阳极8，当磁场未发生作用时，电子击打的方位平均值应在阳极8的中心，而当磁场的北极和南极产生磁力线向一侧传播时，电子束由于切割磁力线方向发生偏离使得中心平均值向下偏移，从而实现焦点位置的变化。
优选的，旋转轮2-1设有三个旋转定位，靶材1由三个第一靶材区域部1-1拼合而成，分别称为A第一靶材区域部1-1a、B第一靶材区域部1-1b和C第一靶材区域部1-1c，当第一永磁铁2-2-1和第二永磁铁2-2-2在原始定位时，施加的磁场将焦点位置偏移至A 第一靶材区域部1-1a，当旋转轮2-1顺时针旋转120度后到达新的定位时，在第一永磁铁2-2-1和第二永磁铁2-2-2施加的磁场下，焦点位置偏移至B第一靶材区域部1-1b，当旋转轮2-1旋转240度时，在第一永磁铁2-2-1和第二永磁铁2-2-2施加的磁场下，焦点位置偏移至C第一靶材区域部1-1c。由于各个第一靶材区域部1-1的钼金属层3、锌金属层4、铁金属层5和钛金属层6的层叠顺序均不一致，发生的二次荧光的能量均不相同，配合磁场方向的旋转，能够方便快捷的获得不同能量的二次荧光。
(实施例2)
见图4，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：
磁场发生机构2包括固定轮2-3和固定在固定轮2-3外周面上的至少两个磁场发生器2-2。磁场发生器2-2包括对称设置的第一电磁铁2-2-3和第二电磁铁2-2-4，并且第一电磁铁2-2-3的N极正对第二电磁铁2-2-4的S极。电子发射器和靶材1分别设于固定轮2-3的两端，并且电子发射器发射的电子束从固定轮2-3中穿过。
靶材1包括呈圆环状的外围部1-2，以及设置在外围部1-2中部的中心部1-3。
靶材1的外围部1-2由多个环绕圆心的第二靶材区域部1-2-1拼合而成。第二靶材区域部1-2-1为叠层靶材，并且各第二靶材区域部1-2-1的叠层材料不同，或者叠层材料相同但是厚度不同或叠层顺序不同。
靶材1的外围部1-2上的其中一个第二靶材区域部1-2-1包括依次层叠的钼金属层3、锌金属层4、铁金属层5和钛金属层6，并且钼金属层3的厚度＞钛金属层6的厚度＞锌金属层4的厚度＞铁金属层5的厚度。
靶材1的中心部1-3的材质为钨，但不限于钨，也可采用其它金属。
优选的，磁场发生器2-2沿固定轮2-3周向在固定轮2-3上均布有三个，分别称为 A磁场发生器2-2a、B磁场发生器2-2b和C磁场发生器2-2c。外围部1-2由三个第二靶材区域部1-2-1拼合而成，分别称为A第二靶材区域部1-2-1a、B第二靶材区域部1-2-1b 和C第二靶材区域部1-2-1c。当磁场发生器2-2均不通电不产生磁场时，焦点位于中心部1-3上。当A磁场发生器2-2a产生磁场时候，焦点位于在A第二靶材区域部1-2-1a 上。同理，B磁场发生器2-2b工作时，焦点位于B磁场发生器2-2b上，C磁场发生器 2-2c工作时，焦点位于C第二靶材区域部1-2-1c上。通过快速改变磁场的方位，可以通过一次操作获得多能曝光的多组图像。当焦点位于中心部1-3上时，可以获得的能谱图(见图5)。而当施加磁场使得焦点落在A第二靶材区域部1-2-1a时，可以获得的能谱图(见图6)。
在医疗影像中的应用中，由于人体心脏跳动而引起的扰动需要快速曝光。比如在施加磁场前后快速曝光两次，在施加磁场时可以获得一张低能产生的胸部图像，未施加磁场时获得一张高能产生的胸部图像。通过图像处理后我们可以同时获得低密度软组织的图像，和高密度骨组织的图像。在高密度骨组织的图像中可以看到肺部有钙化现象，而这个现象在图像处理前并不显著。通过多个磁场发生器2-2依次的瞬时切换磁场，以及瞬时多能成像，可以得到有效的辅助诊断影像。
在任意两个磁场发生器2-2切换磁场时，焦点的位置会有所变化，但是该变化对成像的扰动极小。见图7，假设光源焦点9平行移动了D1＝1mm，被测物10距离光源焦点9距离是s1＝95cm，而距离探测板11的距离s2为5cm。则成像板上的位移D2为：
D2＝D1×s2/s1＝1×5/95＝52微米。
可以通过图像的位移调整来进行图像预处理。由于探测板的像素为100微米以上，以及人体呼吸自身对成像的扰动，焦点位移对成像的影响因素非常微弱。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种能谱可调的本地二次荧光辐射装置，其特征在于：包括电子发射器、靶材(1)和磁场方向可调的磁场发生机构(2)；所述电子发射器用于发射电子束击打靶材(1)；所述磁场发生机构(2)设置在电子束的发射路径上，用于影响电子束在靶材(1)上的焦点位置；所述磁场发生机构(2)包括旋转轮(2-1)和磁场发生器(2-2)；所述旋转轮(2-1)可周向旋转，并且具有至少2个旋转定位；所述磁场发生器(2-2)包括第一永磁铁(2-2-1)和第二永磁铁(2-2-2)；所述第一永磁铁(2-2-1)和第二永磁铁(2-2-2)沿旋转轮(2-1)轴线对称设置在旋转轮(2-1)上，并且第一永磁铁(2-2-1)的N极正对第二永磁铁(2-2-2)的S极；所述电子发射器和靶材(1)分别设于旋转轮(2-1)的两端，并且电子发射器发射的电子束从旋转轮(2-1)中穿过；所述磁场发生机构(2)包括固定轮(2-3)和固定在固定轮(2-3)外周面上的至少两个磁场发生器(2-2)；所述磁场发生器(2-2)包括对称设置的第一电磁铁(2-2-3)和第二电磁铁(2-2-4)，并且第一电磁铁(2-2-3)的N极正对第二电磁铁(2-2-4)的S极；所述电子发射器和靶材(1)分别设于固定轮(2-3)的两端，并且电子发射器发射的电子束从固定轮(2-3)中穿过。
2.根据权利要求1所述的一种能谱可调的本地二次荧光辐射装置，其特征在于：所述靶材(1)为圆形，由多个呈扇形的第一靶材区域部(1-1)拼合而成；所述第一靶材区域部(1-1)为叠层靶材，并且各第一靶材区域部(1-1)的叠层材料不同，或者叠层材料相同但是厚度不同或叠层顺序不同。
3.根据权利要求2所述的一种能谱可调的本地二次荧光辐射装置，其特征在于：所述靶材(1)上的其中一个第一靶材区域部(1-1)包括依次层叠的钼金属层(3)、锌金属层(4)、铁金属层(5)和钛金属层(6)，并且钼金属层(3)的厚度＞钛金属层(6)的厚度＞锌金属层(4)的厚度＞铁金属层(5)的厚度。
4.根据权利要求1所述的一种能谱可调的本地二次荧光辐射装置，其特征在于：所述靶材(1)包括呈圆环状的外围部(1-2)，以及设置在外围部(1-2)中部的中心部(1-3)。
5.根据权利要求4所述的一种能谱可调的本地二次荧光辐射装置，其特征在于：所述靶材(1)的外围部(1-2)由多个环绕圆心的第二靶材区域部(1-2-1)拼合而成；所述第二靶材区域部(1-2-1)为叠层靶材，并且各第二靶材区域部(1-2-1)的叠层材料不同，或者叠层材料相同但是厚度不同或叠层顺序不同。
6.根据权利要求5所述的一种能谱可调的本地二次荧光辐射装置，其特征在于：所述靶材(1)的外围部(1-2)上的其中一个第二靶材区域部(1-2-1)包括依次层叠的钼金属层(3)、锌金属层(4)、铁金属层(5)和钛金属层(6)，并且钼金属层(3)的厚度＞钛金属层(6)的厚度＞锌金属层(4)的厚度＞铁金属层(5)的厚度。
7.根据权利要求4所述的一种能谱可调的本地二次荧光辐射装置，其特征在于：所述靶材(1)的中心部(1-3)的材质为钨。
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| CN201920142895.0U CN210155055U (zh) | 2019-01-28 | 2019-01-28 | 一种能谱可调的本地二次荧光辐射装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109738474A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-05-10 | 深圳市纳诺艾医疗科技有限公司 | 一种能谱可调的本地二次荧光辐射装置 |
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2019
- 2019-01-28 CN CN201920142895.0U patent/CN210155055U/zh active Active
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