CN2354503Y - 乳房照相用x射线发生器 - Google Patents

Abstract

一种用于乳房照相的医用X射线发生器，包括一个阴极和一个旋转阳极构成的X射线源，它们被密封在一具有铍窗的发射管内，阳极用钨材料制成，它装在一个磁控转子上并可绕射线管竖直轴转动，在射线管铍窗上镀有25～35μm的银材料过滤层。与现有技术相比，本实用新型提供的X射线发生器的发射谱的能量更高，可以提高X射线对乳房的穿透能力并减少因乳房照相诱发乳腺癌的危险。

Description

乳房照相用X射线发生器

本实用新型属于医用诊断仪器技术领域，涉及一种用于乳房照相的医用X射线发生器。

乳腺癌是乳腺上皮细胞的恶性肿瘤，为妇女特别是35～50岁年龄组妇女最常见的癌瘤之一。据有关统计资料披露：1997年，世界上患乳腺癌的人数有91万多人，死于乳腺癌的人数为376000多人。在我国，乳腺癌的发病率和死亡率近年来也呈上升趋势。迄今为止，虽然医学界对乳腺癌已经进行了数十年的研究，但其患病机理仍尚不清楚，患者的死亡率也依然很高。一般说来，当乳腺癌的肿块发展到能直接感觉到时大约要十年时间，许多研究都表明，早期诊断可使乳腺癌的治愈率达到90％以上。乳腺癌早期检查的最有效方法是乳房X射线成象结合物理检查。因为乳房的微钙化点通常伴随有小的、触摸不到的乳腺癌(即哪些早期的感觉不到的乳腺癌)，而X射线乳房照相是检测微钙化点的唯一方法。从好的方面看，乳腺癌患者的生存率正在缓慢上升。二十年前，患者术后5年生存率为68％，现在已达到77％，实现这一进步的最主要原因是用X射线乳房照相实现了乳腺癌早期诊断。大多数乳房照片都是用专用的乳房照相设备拍摄的，因为乳房中微钙化点的尺寸很小，对比度差异很细微，在所有的医学X射线成象设备中，乳房照相需要的空间和对比度分辨最高。但诚如公众所知：X射线辐照人体超过一定剂量时，容易造成机体组织电离甚至诱发病变，由于照相是需要定期检查的医学X射线照相，因此尽可能地降低辐照剂量是绝对必要的。

X射线乳房照相需要在尽可能低的辐照剂量下得到尽可能高的图象质量，采用最佳X射线能量是获得理想照相效果的关键。照相过程中，如果X射线能量过高，对乳房中的变化的灵敏度就很弱，我们感兴趣的信号也就相应变得很弱；而如果X射线能量太低，则很少有X射线能穿过乳房，大多数被乳房吸收，图象噪声又会大大增加(简单地通过增大X射线通量来降低图象噪声是不可取的，因为其将导致大多数能量被患者吸收成为辐照剂量)。另外，最佳能量不仅取决于被照缺陷的尺寸和组成(如一个大而厚的物体与一个小的微钙化点)，还取决于被检查的乳房的尺寸和组成。为此，本实用新型设计者近年来对用于乳房照相的最佳X射线能量做了多方面地深入研究，这一研究包括三种尺寸的乳房：薄乳房(成象时可被压缩至2cm厚)、中等乳房(5cm)和厚乳房(8cm)，所有乳房均为平均组成(50％的脂肪和50％的乳腺)。研究发现：一般情况比，对在薄乳房中的尺寸为100μm的微钙化点成象，能量要求较低，17.5keV是足够的；但如果用大约17.5keV的X射线对厚乳房中的尺寸为100μm的微钙化点成象，则所需的辐照剂量是薄乳房的100倍；对平均厚度的乳房尤其是厚乳房，理想的X射线能量接近25keV。研究及实验结果表明，对各种尺寸的乳房照相，需要的是能谱集中在22～25keV的X射线源。

传统的乳房照相用X射线发生器中一般采用钼做为阳极材料(钼靶)和过滤器。在X射线管的发展过程中采用钼靶很大程度上是由于历史的原因，因为人区分灰度级的能力较弱，总体上的高对比度是必要的，而钼是一种坚实耐用的阳极材料且能在胶片上产生较高的对比度。钼靶X射线发生器产生的X射线能量较低，能谱中富含钼的特征线约为17.5keV和19.6keV。这种谱形对薄乳房照相时工作得较好，但当对大于平均厚度的乳房成象时，需要的辐照剂量将急剧增加，这就增加了因照相中的辐射剂量而诱发乳腺癌的危险。显然，目前使用的钼靶X射线发生器并不太适合于乳房照相。

本实用新型的目的是提供一种能谱可调整为光子能量富集在22～25keV的乳房照相用X射线发生器，使之既能有效地应用于各种尺寸和组成的乳房，且不增加因辐射诱发乳腺癌的危险。

本实用新型的上述发明目的是通过对现有技术特别是钼靶X射线发生器结构作出改进而得以实现的，其结构改进方案是这样的：在一个具有铍窗的高真空射线管内设有由阴极和阳极组成的X射线源，其中的阳极由钨材料制成，它装在一个磁控转子上并可绕射线管竖直轴转动，在射线管铍窗上镀有25～35μm的银材料层构成装置的银过滤器。

与现有技术相比，本实用新型通过对阳极材料以及过滤器结构的改进，使发生器的发射谱向高能方向偏移，其入射电子动能被调整到20～35keV，发射谱光子能量集中在22～25keV，从而有效提高了X射线穿透能力，减少了乳房照相过程中的辐照剂量，降低了诱发被检照者乳腺癌的危险。

以下将结合附图对本实用新型内容做进一步说明。

图1为本实用新型的一个具体实施例的结构示意图。

图2为传统的钼靶X射线发生器的X射线发射谱。

图3为本实用新型的X射线发射谱。

如图所示，本实用新型包括一个阴极1和一个旋转阳极6构成的X射线源，它们被密封在一个具有铍窗2的玻璃或陶瓷制发射管5内，电子从阴极1轰击阳极6产生X射线。阳极6是用比钼的原子序数高的钨材料构成的，因而其特征线的能量可移到更高的能量，除钨材料之外，采用其它相近的材料如铪(72)、钽(73)、铼(75)以及这些材料的合金构成的阳极，都是合适的。实施中，将阳极6装在一个磁控转子3上使之可绕射线管竖直轴转动。该X射线发生器的过滤器是在射线管铍窗2上镀有30μm的银材料层制成的，除银以外，其它过滤材料如铟(49)、钯(46)、镉(48)也是可以用的。图3为该X射线发生器的发射谱，其入射电子能量为29keV，X射线经银过滤器后，银在25keV处强烈的吸收边使X射线能谱的峰值在25keV，并逐渐减小，截止能量为29keV。图1中标号4为电磁线圈。

图2与图3的横坐标为光子能量坐标，纵坐标表示在某光子能量上的相对光子数。在图象中，受光子计数统计规律的限制，表征图象质量的最重要的指标是信躁比。统计与计算的结果表明，本实用新型提供的X射线发生器的发射谱集中在20～25keV，能减少对厚乳房成象的辐照剂量。总之，本实用新型提供的X射线发生器的发射谱的能量更高，可以提高X射线对乳房的穿透能力并减少因乳房照相诱发乳腺癌的危险。

Claims (1)

1. 一种乳房照相用X射线发生器，其特征是在一个具有铍窗的高真空射线管(5)内设有由阴极(1)和阳极(6)组成的X射线源，所说的阳极(6)由钨材料制成，它装在一个磁控转子(3)上并可绕射线管(5)竖直轴转动，在射线管铍窗(2)上镀有25～35μm的银材料层。

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