RU2578675C1 - Multibeam x-ray tube - Google Patents
Multibeam x-ray tube Download PDFInfo
- Publication number
- RU2578675C1 RU2578675C1 RU2014140136/07A RU2014140136A RU2578675C1 RU 2578675 C1 RU2578675 C1 RU 2578675C1 RU 2014140136/07 A RU2014140136/07 A RU 2014140136/07A RU 2014140136 A RU2014140136 A RU 2014140136A RU 2578675 C1 RU2578675 C1 RU 2578675C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- target
- ray
- electron
- sources
- anode
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 51
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 26
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 4
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 6
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 4
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000009607 mammography Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005513 bias potential Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/40—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4021—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis involving movement of the focal spot
- A61B6/4028—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis involving movement of the focal spot resulting in acquisition of views from substantially different positions, e.g. EBCT
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
- H01J35/06—Cathodes
- H01J35/066—Details of electron optical components, e.g. cathode cups
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/06—Diaphragms
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- X-Ray Techniques (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электронной техники, в частности, к многолучевым рентгеновским трубкам, обеспечивающим возможность получения томографического изображения различных объектов, в том числе в медицинских целях для маммографии, с использованием многолучевых многокатодных источников электронной эмиссии для получения серии снимков объекта под разными углами для проведения компьютерной томографии и томосинтеза.The invention relates to the field of electronic technology, in particular, to multi-beam X-ray tubes, which provide the ability to obtain a tomographic image of various objects, including for medical purposes for mammography, using multi-beam multi-cathode sources of electronic emission to obtain a series of images of the object from different angles for computer tomography and tomosynthesis.
Известно, что для получения множества рентгеновских лучей, позволяющих получить серию снимков объекта под разными углами, в рентгеновской трубке в основном используется вариант исполнения рентгеновских трубок с множеством катодов. При этом перемещения многокатодной рентгеновской трубки в пространстве, как в традиционных системах томосинтеза с использованием однолучевого рентгеновского излучателя, не требуется. Замена механического перемещения излучателя электрическим переключением катодов приводит к значительному улучшению качества реконструкции изображения за счет точного позиционирования фокальных пятен электронной эмиссии в пространстве, полной неподвижности фокусного пятна при экспозиции мишени, что приводит к сокращению общей продолжительности времени обследования до нескольких секунд.It is known that to obtain a variety of x-rays, allowing you to get a series of images of the object at different angles, in the x-ray tube, an embodiment of x-ray tubes with many cathodes is mainly used. In this case, the movement of a multi-cathode X-ray tube in space, as in traditional tomosynthesis systems using a single-beam X-ray emitter, is not required. Replacing the mechanical movement of the emitter by electric switching of the cathodes leads to a significant improvement in the quality of image reconstruction due to the exact positioning of the focal spots of electron emission in space, the complete immobility of the focal spot during exposure of the target, which reduces the total duration of the examination time to several seconds.
Специфика многокатодных многолучевых рентгеновских трубок для компьютерной томографии применительно к медицинскому назначению, в частности для маммографов, заключается в необходимости проведения томографического анализа со сканированием объекта в перекрещивающихся направлениях под разными углами с возможностью создания трехмерного изображения сканируемого объекта, и много внимания уделяется обеспечению при этом безопасного теплового режима функционирования рентгеновских трубок и безопасности работы с медицинскими приборами.The specificity of multi-cathode multi-beam X-ray tubes for computed tomography for medical purposes, in particular for mammographs, lies in the need for tomographic analysis with scanning the object in intersecting directions at different angles with the possibility of creating a three-dimensional image of the scanned object, and much attention is paid to ensuring safe thermal the mode of functioning of x-ray tubes and the safety of working with medical devices.
Известна рентгеновская трубка для генерации множества рентгеновских излучений различной интенсивности (US 4823371 В1), включающая множество катодов различных размеров с устройствами контроля фокусного расстояния, обеспечивающими быстрое переключение между дискретными значениями рабочих токов, и анод, расположенный на расстоянии от катодов. Однако фокальные пятна отдельных электронных лучей расположены на аноде в одном месте, что приводит к формированию одного направленного рентгеновского луча и к невозможности проведения томографического анализа со сканированием объекта в различных направлениях.Known x-ray tube for generating multiple x-rays of various intensities (US 4823371 B1), including many cathodes of various sizes with devices for controlling the focal length, providing quick switching between discrete values of the working currents, and the anode located at a distance from the cathodes. However, the focal spots of individual electron beams are located on the anode in one place, which leads to the formation of a single directed x-ray beam and to the impossibility of conducting tomographic analysis with scanning the object in different directions.
Известно устройство рентгенографической -компьютерной томографии (US 5195112 В1), содержащее множество стационарных электронных источников, включающих устройства для излучения и ускорения движения электронов к стационарному кольцевому аноду, средства для приложения электрического потенциала между каждым из множества электронных источников и анодом для ускорения движения электронов к аноду так, чтобы электроны сталкивались с анодом и генерировали излучение и чтобы фокальные пятна сканировались установленными участками анода перед тем, как любое существенное ускорение электронов будет иметь место, а также детектор для формирования сигнала изображения и устройства для формирования изображения. Однако мощность рентгеновского излучения ограничена из-за необходимости ограничений тепловых нагрузок на анод, что приводит к недостаточно высокой четкости регистрируемого сигнала, ослабленного при прохождении излучения через различные ткани, при формировании трехмерных изображений.A device for x-ray computed tomography (US 5195112 B1), containing many stationary electronic sources, including devices for emitting and accelerating the movement of electrons to the stationary ring anode, means for applying an electric potential between each of the many electronic sources and the anode to accelerate the movement of electrons to the anode so that the electrons collide with the anode and generate radiation and so that the focal spots are scanned by the installed sections of the anode before ak any significant acceleration of electrons takes place, and a detector for generating an image signal and an image forming apparatus. However, the power of x-ray radiation is limited due to the need to limit thermal loads on the anode, which leads to insufficiently high definition of the recorded signal, weakened by the passage of radiation through various tissues, during the formation of three-dimensional images.
Известно устройство генерирования множества рентгеновских лучей и устройство формирования рентгеновского изображения для осуществления неразрушающей радиографии (RU 2399907 С1), при этом устройство генерирования множества рентгеновских лучей содержит множество источников электронов, расположенных двумерно и обеспечивающих эмиссию электронов при избирательной активации источников электронов в соответствии с приложенными сигналами активации от средства активации, и множество мишеней, расположенных противоположно множеству источников электронов, и при этом мишени генерируют рентгеновские лучи с различным качеством излучения в соответствии с местом генерирования рентгеновских лучей, а устройство формирования рентгеновского изображения содержит двухмерный детектор рентгеновского излучения. Однако устройство генерирования множества рентгеновских лучей имеет низкую мощность рентгеновского излучения в связи с необходимостью ограничения тепловой нагрузки на неподвижные мишени.A device for generating multiple X-rays and a device for generating an X-ray image for performing non-destructive radiography (RU 2399907 C1), the device for generating multiple X-rays contains a plurality of electron sources that are two-dimensional and provide electron emission during selective activation of electron sources in accordance with the applied activation signals from the means of activation, and many targets located opposite to many sources electrons, and wherein the target generating X-rays with different radiation quality according to the location of generating X-rays, x-ray imaging device comprises a two-dimensional X-ray detector. However, the device for generating multiple X-rays has a low X-ray power due to the need to limit the thermal load on the stationary targets.
Известны технические решения многолучевых многокатодных рентгеновских трубок, в которых для снижения тепловой нагрузки на мишень анод выполнен вращающимся.Known technical solutions of multi-beam multi-cathode x-ray tubes, in which to reduce the thermal load on the target, the anode is made rotating.
Известна рентгеновская трубка для кругового сканирования в режиме томосинтеза (US 2011002442 А), содержащая в корпусе анод в виде вращающегося диска с мишенью на его конической боковой поверхности и множество катодов, закрепленных в корпусе вокруг анода в плоскости его вращения, обеспечивающих множество фокальных пятен на поверхности мишени, равномерно распределенных, например, на круговой линии мишени и создающих при воздействии выходящих из катодов электронов источники рентгеновского излучения. Объект обследования может быть расположен на оси вращения анода на некотором расстоянии от источника излучения и подвергнут облучению рентгеном, произведенным последовательно во всех источниках излучения, при этом рентгеновская трубка сохраняет относительно объекта статичное положение, обеспечивая создание трехмерных изображений.Known x-ray tube for circular scanning in tomosynthesis mode (US 2011002442 A), containing in the casing an anode in the form of a rotating disk with a target on its conical lateral surface and a plurality of cathodes mounted in the casing around the anode in the plane of its rotation, providing many focal spots on the surface targets uniformly distributed, for example, on the circular line of the target and creating x-ray sources when exposed to electrons emerging from the cathodes. The object of examination can be located on the axis of rotation of the anode at a certain distance from the radiation source and subjected to x-ray irradiation performed sequentially in all radiation sources, while the x-ray tube maintains a static position relative to the object, providing the creation of three-dimensional images.
Однако узкая зона расположения фокальных пятен на мишени и, как следствие, высокая плотность тепловой энергии, выделяемой в области источника рентгеновского излучения на поверхности анода, и большое количество пространственно разделенных окон вывода рентгена делает невозможным сканирование крупных объектов, с размерами, сопоставимыми с диаметром анода трубки.However, the narrow zone of location of focal spots on the target and, as a result, the high density of thermal energy released in the region of the x-ray source on the surface of the anode and the large number of spatially separated x-ray output windows make it impossible to scan large objects with dimensions comparable to the diameter of the tube anode .
Известны технические решения по обеспечению определенного расположения фокального пятна на мишени для исключения перегрева мишени.Known technical solutions to ensure a specific location of the focal spot on the target to prevent overheating of the target.
Например, известна рентгеновская трубка со множеством фокальных пятен разного размера (US 5511105 А), содержащая анод в виде тарелки со средством ее вращения, имеющий мишень, разделенную на множество областей, состоящих из разных материалов, и источники эмиссии электронов для генерации, по меньшей мере, одного фокального пятна в каждой указанной области мишени и множества фокальных пятен соответственно различных размеров в, по меньшей мере, одной из областей, и источники эмиссии генерируют фокальные пятна в разных областях и фокальные пятна разных размеров в одной области смежной к ним, на разных радиусах указанной тарелки анода в ее периферийной части вдоль прямой линии, пересекающей указанную периферийную часть, или вдоль прямой линии, направленной радиально на тарелке анода и пересекающей указанную периферийную часть, для получения положения фокуса, которое будет одно и то же для всех указанных фокальных пятен. При этом источники эмиссии содержат средства для генерирования, по меньшей мере, одного большого фокального пятна и, по меньшей мере, одного маленького фокального пятна в двух областях, и для генерирования больших локальных пятен немедленно смежными друг к другу, а анод разделен на две части, выполненные из разных материалов. Трубка имеет общее для всех фокальных пятен окно вывода.For example, an X-ray tube with many focal spots of different sizes (US 5511105 A) is known, containing an anode in the form of a plate with a means of its rotation, having a target divided into many regions consisting of different materials, and electron emission sources for generating at least , one focal spot in each indicated region of the target and a plurality of focal spots of correspondingly different sizes in at least one of the regions, and emission sources generate focal spots in different regions and focal spots p large sizes in one area adjacent to them, at different radii of the anode plate in its peripheral part along a straight line intersecting the specified peripheral part, or along a straight line directed radially on the anode plate and crossing the specified peripheral part to obtain a focus position that will be the same for all the indicated focal spots. Moreover, the emission sources contain means for generating at least one large focal spot and at least one small focal spot in two regions, and for generating large local spots immediately adjacent to each other, and the anode is divided into two parts, made of different materials. The tube has a common output window for all focal spots.
Известно техническое решение кругового многолучевого рентгеновского устройства, использующего многолучевую рентгеновскую трубку, имеющую форму в виде круга (US 8031832 В), состоящего, по меньшей мере, из двух сегментов и нескольких диафрагм, при этом фокусные пятна трубки расположены по окружности. Объект исследования и детектор располагаются в центре круга. Блок управления трубкой задает последовательность включения лучей. Изображения томосинтеза могут быть получены без механических перемещений излучателя.A technical solution is known for a circular multi-beam X-ray device using a multi-beam X-ray tube having the shape of a circle (US 8031832 V), consisting of at least two segments and several diaphragms, while the focal spots of the tube are located around the circumference. The object of study and the detector are located in the center of the circle. The handset control unit sets the sequence for switching on the beams. Images of tomosynthesis can be obtained without mechanical movements of the emitter.
Известен многолучевой рентгеновский излучатель (US 7970099 В), в котором многолучевая рентгеновская трубка выполнена в виде многоугольника, в котором фокусные пятна расположены вдоль сторон многоугольника. Блок управления рентгеновской трубки включает поочередно отдельные источники излучения. Устройство оснащено несколькими диафрагмами, способными перемещаться вдоль сторон многоугольника и формировать направление и угол пучка излучения. Послойное изображение объекта исследования может быть получено без перемещения рентгеновской трубки.Known multi-beam x-ray emitter (US 7970099 B), in which the multi-beam x-ray tube is made in the form of a polygon, in which focal spots are located along the sides of the polygon. The control unit of the x-ray tube includes alternately separate radiation sources. The device is equipped with several diaphragms that can move along the sides of the polygon and form the direction and angle of the radiation beam. A layered image of the object of study can be obtained without moving the x-ray tube.
Наиболее близким к настоящему изобретению является рентгеновская трубка общего назначения для стереографии (US 4596028 В), содержащая в цилиндрическом корпусе анод в виде вращающегося диска с мишенью на его боковой конической поверхности и N одинаковых независимых катодов, формирующих на поверхности мишени фокальные пятна одинакового размера, расположенные на поверхности мишени таким образом, чтобы получить на мишени анода N дискретных источников рентгеновских лучей на расстоянии друг от друга, при этом любые два из указанных источников излучения формируют рабочую пару так, что рентгеновское излучение, которые они генерируют, при вращении анода последовательно выводится в окно вывода, расположенное в торце корпуса трубки в плоскости, параллельной плоскости вращения анода, что при облучении объекта позволяет получить стереографические картины объекта в детекторе излучения.Closest to the present invention is a general-purpose x-ray tube for stereography (US 4,596,028 V) containing in the cylindrical body an anode in the form of a rotating disk with a target on its lateral conical surface and N identical independent cathodes forming focal spots of the same size on the target surface located on the surface of the target in such a way as to obtain on the target of the anode N discrete sources of x-rays at a distance from each other, while any two of these sources from radiation form a working pair so that the x-ray radiation that they generate, when rotating the anode, is sequentially displayed in the output window located at the end of the tube body in a plane parallel to the plane of rotation of the anode, which, when the object is irradiated, allows to obtain stereographic pictures of the object in the radiation detector.
Однако в указанных выше рентгеновских трубках узкая зона расположения фокальных пятен на мишени, а также форма фокусного пятна электронного потока в виде круга на мишени, то есть концентрирование потока энергии на малой ограниченной площадке, приводит к высокой плотности тепловой энергии в фокальном пятне, выделяемой на поверхности мишени/анода, а большое количество пространственно разделенных окон вывода рентгена и геометрическое расположение источников рентгена по дуге окружности в плоскости, не пересекающей объект сканирования, делает невозможным проведение всестороннего томографического анализа сканируемого объекта.However, in the aforementioned x-ray tubes, the narrow area of the focal spot on the target, as well as the shape of the focal spot of the electron beam in the form of a circle on the target, that is, the concentration of the energy flux in a small limited area, leads to a high density of thermal energy in the focal spot released on the surface target / anode, and a large number of spatially separated windows for X-ray output and the geometric arrangement of X-ray sources along an arc of a circle in a plane that does not intersect the scan object, d barks it impossible to conduct a comprehensive analysis of the tomographic scanning.
Таким образом, проблема создания многокатодного рентгеновского излучателя, обеспечивающего высокую плотность рентгеновского облучения в сочетании с возможностью пространственного сканирования объекта при статичном расположении излучателя относительно этого объекта, является весьма актуальной.Thus, the problem of creating a multi-cathode x-ray emitter, providing a high density of x-ray irradiation in combination with the possibility of spatial scanning of an object with a static location of the emitter relative to this object, is very relevant.
Настоящее изобретение направлено на решение технической проблемы создания рентгеновской трубки, обеспечивающей пространственное сканирование неподвижного объекта в перекрещивающихся направлениях под разными углами дискретными рентгеновскими лучами, имеющими высокую плотность рентгеновского излучения, при статичном расположении рентгеновской трубки относительно этого объекта.The present invention is directed to solving the technical problem of creating an x-ray tube, which provides spatial scanning of a stationary object in intersecting directions at different angles by discrete x-rays having a high x-ray density, with a static arrangement of the x-ray tube relative to this object.
При создании настоящего изобретения была поставлена задача обеспечения в неподвижной многолучевой рентгеновской трубке формирования и вывода из трубки в перекрещивающихся направлениях дискретных рентгеновских лучей, охватывающих неподвижный объект сканирования и имеющих высокую плотность энергии, необходимую для томографического анализа сканируемого объекта, путемWhen creating the present invention, the task was set of providing in a stationary multipath x-ray tube the formation and output from the tube in the intersecting directions of discrete X-rays, covering the stationary object of scanning and having a high energy density necessary for tomographic analysis of the scanned object, by
- использования источников электронов, подающих электронный луч в виде потока электронов с конфигурацией их поперечного сечения, обеспечивающей в их фокальном пятне на мишени конфигурацию источника рентгеновского излучения в форме узкой фигуры, протяженной в сторону окна вывода рентгеновского луча и обеспечивающей наибольшую плотность энергии в потоке электронов в направлении, перпендикулярном направлению вывода рентгеновских лучей;- the use of electron sources supplying an electron beam in the form of an electron stream with a cross-sectional configuration that provides in their focal spot on the target a configuration of an x-ray source in the form of a narrow figure extended toward the x-ray output window and providing the highest energy density in the electron stream in a direction perpendicular to the direction of output of x-rays;
- последующего отбора рентгеновского излучения в направлении окна вывода со всей площади источника рентгеновского излучения и формирования дискретного сканирующего рентгеновского луча, охватывающего область объекта, подлежащую сканированию;- subsequent selection of x-ray radiation in the direction of the output window from the entire area of the x-ray source and the formation of a discrete scanning x-ray covering the area of the object to be scanned;
- размещения источников рентгеновского излучения на мишени, обеспечивающего направление сформированных сканирующих рентгеновских лучей с перекрещиванием их в области, подлежащей сканированию, с площадью поперечного сечения луча, охватывающей область сканирования, и при этом было бы обеспечено:- placing sources of x-ray radiation on the target, ensuring the direction of the generated scanning x-rays with their crossing in the area to be scanned, with the cross-sectional area of the beam covering the scanning area, and it would be provided:
- размещение источников электронов между собой на кратчайшем расстоянии, необходимом для обеспечения дискретности электронных лучей и, соответственно, дискретности источников рентгеновского излучения, генерируемых на мишени в области фокальных пятен электронных лучей;- placement of electron sources among themselves at the shortest distance necessary to ensure the discreteness of electron beams and, accordingly, the discreteness of x-ray sources generated on a target in the region of focal spots of electron beams;
- снижение температурных нагрузок на мишень в точках формирования источников рентгеновского излучения и создание наилучших условий для охлаждения мишени между импульсным воздействием потоков электронов на точки мишени.- reducing the temperature loads on the target at the points of formation of the x-ray sources and creating the best conditions for cooling the target between the pulsed effects of electron fluxes on the target points.
Поставленная задача была решена созданием многолучевой рентгеновской трубки для сканирования неподвижного объекта в перекрещивающихся направлениях при ее статичном положении, содержащей размещенные в заземленном корпусе:The problem was solved by creating a multi-beam x-ray tube for scanning a stationary object in intersecting directions with its static position, containing:
- анод, имеющий форму диска, снабженный мишенью, расположенной на его поверхности, и встроенным механизмом вращения анода вокруг его оси вращения, совпадающей с осью его симметрии;- an anode having a disk shape, equipped with a target located on its surface, and a built-in mechanism for the rotation of the anode around its axis of rotation, coinciding with the axis of its symmetry;
- систему источников электронов, содержащую N источников электронов и обеспечивающую генерирование N дискретных потоков электронов, подлежащих подаче на поверхность мишени для образования на мишени N дискретных источников рентгеновского излучения в областях расположения N фокальных пятен указанных дискретных потоков электронов;- a system of electron sources containing N electron sources and generating N discrete electron streams to be supplied to the target surface to form N discrete X-ray sources on the target in the locations of N focal spots of said discrete electron streams;
- окно вывода рентгеновского излучения, отличающейся тем, что- a window for outputting x-ray radiation, characterized in that
- анод имеет форму диска, обращенного плоской поверхностью к указанной системе источников электронов, и изолирован от корпуса высоковольтным изолятором;- the anode has the shape of a disk facing a flat surface to the specified system of electron sources, and is isolated from the housing by a high-voltage insulator;
- мишень расположена на указанной плоской поверхности анода и имеет форму плоского кольца с центром на оси вращения анода;- the target is located on the indicated flat surface of the anode and has the form of a flat ring centered on the axis of rotation of the anode;
- окно вывода рентгеновского излучения является общим для вывода рентгеновского излучения всех N источников рентгеновского излучения, размещено в боковой стенке корпуса выше уровня плоскости мишени и выполнено плоским в форме прямоугольника, перпендикулярного плоскости мишени и имеющего верхнюю сторону прямоугольника на уровне не более 35° к плоскости мишени и нижнюю сторону прямоугольника на уровне не менее 10° к плоскости мишени;- the X-ray output window is common for the X-ray output of all N X-ray sources, is located in the side wall of the housing above the level of the target plane and is made flat in the form of a rectangle perpendicular to the target plane and having the upper side of the rectangle at a level of no more than 35 ° to the target plane and the bottom side of the rectangle at least 10 ° to the plane of the target;
- система источников электронов приспособлена для генерирования и проецирования на мишень в периодическом импульсном режиме N дискретных потоков электронов, имеющих конфигурацию поперечного сечения, обеспечивающую формирование на поверхности мишени, соответственно, N фокальных пятен, имеющих в фокальном пятне наибольшую плотность энергии электронов в направлении, перпендикулярном направлению вывода рентгеновского излучения, генерируемого источником рентгеновского излучения, сформированным в указанном фокальном пятне, через окно вывода;- the system of electron sources is adapted for generating and projecting N discrete electron fluxes having a cross-sectional configuration on the target in a periodic pulsed mode, which ensures the formation of N focal spots on the surface of the target, respectively, having the highest electron energy density in the focal spot in the direction perpendicular to outputting x-ray radiation generated by the x-ray source generated in the specified focal spot through the window in output;
- дополнительно содержит N неподвижных коллиматоров, имеющих потенциал анода, размещенных входом каждый вблизи от соответствующего источника рентгеновского излучения, имеющего конфигурацию указанного фокально пятна, над поверхностью мишени в области между каждым одним источником рентгеновского излучения и окном вывода, и при этом каждый коллиматор обеспечивает отбор излучения с поверхности соответствующего одного источника рентгеновского излучения в направлении к окну вывода и формирование указанного рентгеновского излучения в виде луча пирамидальной формы, охватывающей область наибольшей плотности энергии в луче, сопряженной в срединной части с верхней и нижней сторонами прямоугольника окна вывода и имеющей прямоугольное основание, охватывающее область объекта, подлежащую сканированию.- additionally contains N stationary collimators having the potential of the anode, placed by an input each close to the corresponding x-ray source having the configuration of the focal spot indicated above the target surface in the region between each one x-ray source and the output window, and each collimator provides radiation selection from the surface of the corresponding single source of x-ray radiation in the direction of the output window and the formation of the specified x-ray radiation in de beam of a pyramidal shape, covering the region of the highest energy density in the beam, conjugated in the middle part with the upper and lower sides of the rectangle of the output window and having a rectangular base covering the area of the object to be scanned.
При этом согласно изобретению, целесообразно, чтобы система источников электронов была выполнена в виде электронно-оптической системы, обеспечивающей в периодическом импульсном режиме последовательную подачу на мишень дискретных потоков электронов, обеспечивающих формирование на поверхности мишени фокальных пятен, имеющих форму узких фигур, протяженных в сторону окна вывода и ориентированных по длине в направлении одной и той же общей для них точки.Moreover, according to the invention, it is advisable that the electron source system be made in the form of an electron-optical system that provides, in a periodic pulsed mode, a sequential supply of discrete electron flows to the target, which ensure the formation of focal spots on the target surface in the form of narrow figures extended toward the window output and oriented along the length in the direction of the same common point for them.
При этом согласно изобретению, целесообразно, чтобы система источников электронов была выполнена в виде электронно-оптической системы, обеспечивающей в периодическом импульсном режиме последовательную подачу на мишень дискретных потоков электронов, обеспечивающих формирование на поверхности мишени фокальных пятен, имеющих форму овалов, близких к прямоугольнику, с соотношением длин большой оси овала и малой оси овала не менее, чем 5:1, с большими осями, сходящимися за окном вывода в области объекта, подлежащей сканированию, с расположением центров указанных овалов N фокальных пятен на мишени на одной линии, отстоящей от оси вращения анода в направлении к окну вывода.Moreover, according to the invention, it is advisable that the electron source system be made in the form of an electron-optical system that provides, in a periodic pulsed mode, a sequential supply of discrete electron flows to the target, which ensure the formation of focal spots on the target surface having the shape of ovals close to a rectangle, with the ratio of the lengths of the major axis of the oval and the minor axis of the oval is not less than 5: 1, with large axes converging outside the output window in the area of the object to be scanned, with cm centers of said ovals N focal spots on the target in a line spaced from the axis of rotation of the anode toward the output window.
При этом согласно изобретению, целесообразно, чтобы указанные центры овалов N фокальных пятен были расположены на мишени на одной линии, представляющей собой отрезок хорды, параллельной плоскости окна вывода.Moreover, according to the invention, it is advisable that these centers of the ovals of N focal spots were located on the target in one line representing a segment of the chord parallel to the plane of the output window.
При этом согласно изобретению, целесообразно, чтобы указанные центры овалов N фокальных пятен были расположены на мишени на одной линии, представляющей собой отрезок хорды, расположенной под углом 1-2° к плоскости окна вывода.Moreover, according to the invention, it is advisable that these centers of the ovals of N focal spots were located on the target on the same line, which is a segment of the chord located at an angle of 1-2 ° to the plane of the output window.
При этом согласно изобретению, целесообразно, чтобы трубка содержала систему источников электронов, выполненную в виде электронно-оптической системы, в которой:Moreover, according to the invention, it is advisable that the tube contains a system of electron sources, made in the form of an electron-optical system, in which:
- указанные импульсные N источников электронов размещены в корпусе трубки по одной прямой линии на одинаковом расстоянии друг от друга над поверхностью части мишени, ближайшей к указанному окну вывода, и приспособлены для генерирования и вывода в направлении плоскости мишени последовательно в периодическом импульсном режиме каждого одного из N потоков электронов, имеющего поперечное сечение в форме круга;- these pulsed N electron sources are placed in the tube body along one straight line at an equal distance from each other above the surface of the target portion closest to the indicated output window, and are adapted to generate and output in the direction of the target plane sequentially in the periodic pulse mode of each one of N electron flows having a circular cross-section;
- между выводами указанных N источников электронов и мишенью размещен заземленный управляющий электрод, приспособленный для преобразования каждого из указанных N потоков электронов, имеющих поперечное сечение в форме круга, в один из N конфигурированных потоков электронов, обеспечивающих при проекции на мишень формирование на мишени, соответственно, одного из N фокальных пятен, имеющих форму овала, близкого к прямоугольнику, с соотношением длин большой оси овала и малой оси овала не менее чем 5:1, с направлением больших осей сходящимися в общей для них точке за окном вывода, с расположением центров указанных овалов N фокальных пятен на мишени на отрезке ее хорды, отстоящей от оси вращения анода в направлении к окну вывода.- between the terminals of the indicated N electron sources and the target there is a grounded control electrode adapted for converting each of these N electron streams having a circular cross-section into one of the N configured electron streams, which, when projected onto the target, will form on the target, respectively, one of the N focal spots, having the shape of an oval close to a rectangle, with a ratio of the lengths of the major axis of the oval and the minor axis of the oval not less than 5: 1, with the direction of the major axes converging in about boiling point for their output of the window, with the location of the centers of said ovals N focal spots on the target in the interval of the chord, spaced apart from the axis of rotation of the anode toward the output window.
При этом согласно изобретению, целесообразно, чтобы указанный управляющий электрод был размещен параллельно плоскости мишени и снабжен N каскадами сквозных отверстий, расположенных вблизи указанных выходов N источников электронов и имеющих в каскаде входные отверстия круглой формы для ввода одного из указанных N потоков электронов и выходные отверстия в форме овалов, у которых большие оси ориентированы в сторону окна вывода и сходятся за окном вывода в общей для них точке, для вывода каждого одного из указанных N конфигурированных потоков электронов.Moreover, according to the invention, it is advisable that said control electrode be arranged parallel to the target plane and equipped with N cascades of through holes located near said outputs of N electron sources and having round inlet cascades for entering one of said N electron flows and outlet openings into the shape of ovals, in which the major axes are oriented towards the output window and converge outside the output window at a point common to them, for the output of each one of the indicated N configured flows in electrons.
При этом согласно изобретению, целесообразно, чтобы указанные N источников электронов были выполнены в виде N катодных узлов, содержащих соответственно:Moreover, according to the invention, it is advisable that these N electron sources were made in the form of N cathode nodes, respectively containing:
- N катодов, электрически изолированных от корпуса трубки;- N cathodes electrically isolated from the tube body;
- N подогревателей катодов, электрически изолированных от указанных катодов и электрически соединенных параллельно друг другу;- N cathode heaters, electrically isolated from said cathodes and electrically connected in parallel to each other;
- N фокусирующих электродов, электрически соединенных с указанными катодами и имеющих выходные отверстия круглой формы, и при этом указанные N катодов выполнены с возможностью регулирования площади поперечного сечения каждого из указанных N потоков электронов с помощью изменения потенциала соответствующего катода.- N focusing electrodes electrically connected to said cathodes and having round-shaped exit holes, and said N cathodes are configured to control the cross-sectional area of each of said N electron flows by changing the potential of the corresponding cathode.
В дальнейшем многолучевая рентгеновская трубка согласно изобретению проиллюстрирована примером ее выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:Further, the multi-beam x-ray tube according to the invention is illustrated by an example of its implementation and the accompanying drawings, in which:
Фиг. 1 - многолучевая рентгеновская трубка согласно изобретению, продольный разрез А-А на Фиг. 2;FIG. 1 is a multipath x-ray tube according to the invention, a longitudinal section AA in FIG. 2;
Фиг. 2 - многолучевая рентгеновская трубка согласно изобретению, разрез В-В на Фиг. 1;FIG. 2 is a multipath x-ray tube according to the invention, section BB in FIG. one;
Фиг. 3 - система источников электронов согласно изобретению, фрагмент I на Фиг. 1;FIG. 3 is a system of electron sources according to the invention, fragment I in FIG. one;
Фиг. 4 - система источников электронов согласно изобретению, разрез D-D на Фиг. 2;FIG. 4 is a system of electron sources according to the invention, a section D-D in FIG. 2;
Фиг. 5 - электрическая схема многолучевой рентгеновской трубки согласно изобретению;FIG. 5 is an electrical diagram of a multipath x-ray tube according to the invention;
Фиг. 6 - расположение фокальных пятен на поверхности мишени, фрагмент III на Фиг 2;FIG. 6 - location of focal spots on the surface of the target, fragment III in Fig 2;
Фиг. 7 - система источников электронов согласно изобретению, вид F на Фиг. 4, фрагмент;FIG. 7 is a system of electron sources according to the invention, view F in FIG. 4, fragment;
Фиг. 8, 9 - схемы формирования конфигурированного потока электронов в система источников электронов согласно изобретению, поперечный и продольный разрезы;FIG. 8, 9 are diagrams of forming a configured electron stream into a system of electron sources according to the invention, transverse and longitudinal sections;
Фиг. 10 - схема проецирования рентгеновского излучения на плоскость окна вывода, в плоскости большой оси фокального пятна;FIG. 10 is a diagram of the projection of x-ray radiation on the plane of the output window, in the plane of the major axis of the focal spot;
Фиг.11, 12 - схема отбора и формирования рентгеновского луча пирамидальной формы, вид на мишень сбоку - Фиг. 11, фрагмент II на Фиг. 1, и вид на мишень сверху - Фиг. 12;11, 12 is a diagram of the selection and formation of an x-ray pyramidal shape, side view of the target - Fig. 11, fragment II in FIG. 1, and a top view of the target — FIG. 12;
Фиг. 13 - схема вывода сканирующих рентгеновских лучей, сформированных в форме пирамиды с помощью неподвижных коллиматоров, при расположении фокальных пятен на хорде, параллельной плоскости окна вывода;FIG. 13 is a diagram showing the output of scanning x-rays formed in the shape of a pyramid using fixed collimators, with the focal spots being arranged on a chord parallel to the plane of the output window;
Фиг. 14 - схема вывода сканирующих рентгеновских лучей, сформированных в форме пирамиды с помощью неподвижных коллиматоров, при расположении фокальных пятен на хорде, расположенной под углом β к плоскости окна вывода.FIG. 14 is a diagram showing the output of scanning x-rays formed in the shape of a pyramid using fixed collimators, with focal spots located on a chord located at an angle β to the plane of the output window.
При этом описанный вариант выполнения многолучевой рентгеновской трубки согласно изобретению не является исчерпывающим, не ограничивает изобретение и не выходит за рамки формулы изобретения.Moreover, the described embodiment of the multi-beam X-ray tube according to the invention is not exhaustive, does not limit the invention and does not go beyond the scope of the claims.
Многолучевая рентгеновская трубка согласно изобретению для сканирования неподвижного объекта в перекрещивающихся направлениях при ее статичном положении может быть выполнена в варианте, показанном на Фиг. 1-14.The multi-beam X-ray tube according to the invention for scanning a stationary object in intersecting directions with its static position can be performed in the embodiment shown in FIG. 1-14.
Как показано на Фиг. 1, многолучевая рентгеновская трубка 1 согласно изобретению содержит размещенные в заземленном корпусе 2: анод 3 с размещенной на нем плоской мишенью 4, систему 5 источников электронов, размещенную над поверхностью мишени 4 и обеспечивающую генерирование и проецирование на поверхность мишени 4 дискретных потоков электронов, вызывающих формирование на мишени 4 дискретных источников рентгеновского излучения, и окно 6 вывода рентгеновского излучения.As shown in FIG. 1, the
Согласно изобретению, как показано Фиг. 1, 2, на анод 3 выполнен в форме плоского диска, плоской торцовой поверхностью 7 обращенного к указанной системе 5 источников электронов, снабжен встроенным механизмом 8 вращения анода 3 вокруг его оси 3а вращения, совпадающей с осью его симметрии, и изолирован от корпуса 2 высоковольтным изолятором 9. При этом встроенный механизм 8 вращения анода 3 вокруг его оси 3а вращения может быть выполнен в виде электродвигателя, ротор 8а которого расположен в корпусе 2 трубки 1, в ее вакуумной части, а статор 8 с размещен снаружи корпуса 2 (Фиг. 1).According to the invention, as shown in FIG. 1, 2, the
При этом согласно изобретению, мишень 4 (Фиг. 1, 2) выполнена в форме плоского кольца с центром на оси 3а вращения анода 3 и закреплена на плоской торцевой поверхности 7 диска анода 3 так, что рабочая поверхность 4а мишени 4 обращена к системе 5 источников электронов.Moreover, according to the invention, the target 4 (Fig. 1, 2) is made in the form of a flat ring centered on the axis of
Согласно изобретению, система 5 источников электронов (Фиг. 1, 2) выполнена в виде электронно-оптической системы, содержащей N источников 10 электронов и обеспечивающей в периодическом импульсном режиме генерирование и проецирование на поверхность мишени 4 N дискретных потоков электронов, обеспечивающих формирование на поверхности мишени 4, соответственно, N фокальных пятен 11 (Фиг. 2) имеющих наибольшую плотность энергии электронов в направлении, перпендикулярном направлению вывода рентгеновского излучения, генерируемого источником 12 рентгеновского излучения (Фиг. 1, 2), сформированном в области расположения указанного фокального пятна 11, через окно 6 вывода (Фиг. 1, 2).According to the invention, the system of 5 electron sources (Fig. 1, 2) is made in the form of an electron-optical system containing N sources of 10 electrons and providing, in a periodic pulsed mode, the generation and projection onto the target surface of 4 N discrete electron fluxes that form on the
Согласно изобретению, система 5 источников электронов может быть выполнена в виде электронно-оптической системы, обеспечивающей в периодическом импульсном режиме последовательную подачу на мишень 4 дискретных потоков электронов, обеспечивающих формирование на поверхности мишени 4 фокальных пятен 11, имеющих форму узких фигур (Фиг. 2), протяженных в сторону окна 6 вывода и ориентированных каждая по длине в направлении одной точки Р, одинаковой для всех фокальных пятен 11, в области 13 объекта, подлежащей сканированию (Фиг. 1, 2.).According to the invention, the electron source system 5 can be made in the form of an electron-optical system that provides, in a periodic pulsed mode, a sequential supply of 4 discrete electron streams to the target, providing formation of
При этом согласно изобретению, система 5 источников электронов может быть выполнена в виде электронно-оптической системы, обеспечивающей в периодическом импульсном режиме последовательную подачу на мишень 4 дискретных потоков электронов, обеспечивающих формирование на поверхности мишени 4 фокальных пятен 11, имеющих форму овалов (Фиг. 2, 6), близких к прямоугольнику, имеющих длину L1 большой оси 14 овала и длины L2 малой оси 15 овала с соотношением L1/L2≥5, с большими осями 14, сходящимися за окном 6 вывода в точке Р области 13 объекта, подлежащей сканированию, с расположением центров CN указанных овалов N фокальных пятен 11 на мишени 4 на одной прямой линии 16 (Фиг. 2, 6), отстоящей от оси 3а вращения анода 3 в направлении к окну 6 вывода.Moreover, according to the invention, the electron source system 5 can be made in the form of an electron-optical system that provides, in a periodic pulsed mode, sequential supply of 4 discrete electron streams to the
При этом согласно изобретению, указанные центры cn овалов N фокальных пятен 11 могут быть расположены на мишени 4 на одной прямой линии 16а, представляющей собой отрезок хорды, параллельной плоскости окна б вывода (Фиг. 13), и при этом по два центра из N центров cn фокальных пятен 11 расположены на одной и той же окружности кольца мишени 4.Moreover, according to the invention, these centers with n ovals N of
Согласно изобретению, указанные центры cn овалов N фокальных пятен 11 могут быть расположены на мишени 4 на одной прямой линии 16с, представляющей собой отрезок хорды, расположенной под углом β=1-2° к плоскости окна 6 вывода (Фиг. 14), и при этом каждый центр из N центров cn фокальных пятен 11 расположен на своей окружности кольца мишени 4, что позволяет улучшить тепловой режим мишени 4 и анода 3.According to the invention, these centers c n ovals N
Так как плотность J тепловой нагрузки на аноде 3 трубки 1 обратно пропорциональна площади S фокального пятна 11 электронного луча, согласно изобретению, по форме близкого к прямоугольнику, и S=L1·L2 и при этом
то увеличением соотношения L1/L2 в диапазоне более чем 5:1 достигается снижение плотности J тепловой нагрузки на мишень 4 и анод 3 трубки 1.then by increasing the ratio L 1 / L 2 in the range of more than 5: 1, a decrease in the density J of the thermal load on the
Таким образом, расположение и форма дискретных фокальных пятен 11 с центрами С на определенной окружности кольца мишени 4 согласно изобретению в сочетании с вращением анода 3 с определенной скоростью обеспечивает снижение тепловой нагрузки на аноде 3 и возможность его охлаждения в промежутках между подачей последовательными импульсами дискретных потоков электронов в одну и ту же точку на мишени 4.Thus, the location and shape of the discrete
Согласно изобретению, указанная система 5 источников электронов может быть выполнена в виде электронно-оптической системы, в которой указанные импульсные N источников 10 электронов (Фиг. 3, 4) размещены в корпусе 2 трубки 1 по одной линии, например прямой линии, соответствующей линии расположения центров С фокальных пятен 11, на одинаковом расстоянии друг от друга над поверхностью части мишени 4, ближайшей к указанному окну 6 вывода (Фиг. 1), и приспособлены для генерирования и вывода в направлении плоскости мишени 4 последовательно в периодическом импульсном режиме каждого одного из N потоков 17 электронов (Фиг. 4), имеющих поперечное сечение потока 17 в форме круга.According to the invention, said system of electron sources 5 can be made in the form of an electron-optical system in which said pulsed N electron sources 10 (Figs. 3, 4) are placed in the
При этом согласно изобретению, указанные N источников 10 электронов могут быть выполнены в виде N катодных узлов (Фиг. 3, 4), содержащих, соответственно:Moreover, according to the invention, these
- N катодов 18, выполненных с возможностью регулирования площади поперечного сечения каждого из указанных N потоков 17 электронов с помощью изменения потенциала соответствующего катода 18;-
- N подогревателей 19 катодов 18;-
- N фокусирующих электродов 20, имеющих выходные отверстия 21 круглой формы.-
Согласно изобретению, между выводами указанных N источников 10 электронов и мишенью 4 размещен заземленный управляющий электрод 22.According to the invention, between the terminals of these
Электрическая схема многокатодной многолучевой рентгеновской трубки 1 согласно изобретению представлена на Фиг. 5.The electrical circuit of a multi-cathode
Согласно изобретению, N катодов 18 электрически изолированы относительно земли и от корпуса 2 трубки 1, N подогревателей 19 электрически изолированы от указанных катодов 18 и имеют два вывода 19а и 196, причем выводы 19а заземлены на корпус 2 трубки 1, а выводы 196 соединены электрически между собой общей шиной 19в, на которую подают напряжение накала UH, a N фокусирующих электродов 39 электрически соединены параллельно друг другу, имеют одинаковый потенциал и электрически соединены с катодами 18. Фокусирующие электроды 20 на схеме не показаны, так как имеют одинаковый с катодами 18 потенциалAccording to the invention, N cathodes 18 are electrically isolated relative to the ground and from the
Согласно изобретению, управляющий электрод 22 (Фиг. 3, 4, 6) приспособлен для преобразования каждого из указанных N потоков 17 электронов (Фиг. 4), имеющих поперечное сечение потока 17 в форме круга, в один из N конфигурированных потоков 23 электронов (Фиг. 7, 8, 9), обеспечивающий при контакте с мишенью 4 формирование на мишени 4, соответственно, одного из указанных N фокальных пятен 11 (Фиг. 8, 9), имеющих форму овала, близкого к прямоугольнику, имеющих длину L1 большой оси 14 овала и длины L; малой оси 15 овала с соотношением L1/L2≥5, с большими осями 14, сходящимися за окном 6 вывода в точке Р (Фиг. 2, 13, 14), одинаковой для всех больших осей фокальных пятен 11, в области 13 объекта, подлежащей сканированию, с расположением центров С указанных овалов N фокальных пятен 11 на мишени 4 на одной линии 16 (Фиг. 2), отстоящей от оси 3а вращения анода 3 в направлении к окну 6 вывода, например, на линии 16а, параллельной плоскости окна вывода (Фиг. 13) или на линии 16с, расположенной под углом β=1-2° к плоскости окна 6 вывода (Фиг. 14).According to the invention, the control electrode 22 (FIGS. 3, 4, 6) is adapted to convert each of these N electron flows 17 (FIG. 4) having a cross section of a circle-shaped
При этом согласно изобретению, указанный управляющий электрод 22 размещен параллельно плоскости мишени 4 (Фиг. 4) и снабжен N каскадами 24 сквозных отверстий (Фиг. 3, 7, 8, 9), расположенных вблизи выходов 10а указанных N источников 10 электронов и имеющих в каскаде 24 входные отверстия 25 круглой формы (Фиг. 7, 8, 9) для ввода одного из указанных N дискретных потоков 17 электронов и выходные отверстия 26 в форме овалов (Фиг. 7, 8, 9), у которых большие оси 26а ориентированы в сторону окна 6 вывода (Фиг. 7) и сходятся за окном 6 вывода, для вывода каждого одного из указанных N конфигурированных потоков 23 электронов в направлении плоскости мишени 4 (Фиг. 8, 9). При этом оси симметрии сквозных отверстий каскадов 24 управляющего электрода 22 совпадают с осями отверстий выходов 10а указанных N источников 10 электронов.Moreover, according to the invention, the specified
Выбор размеров, формы и ориентации выходных отверстий 26 управляющего электрода 22 обеспечивает получение конфигурированного потока 23 электронов, имеющего соответствующие требуемые форму и ориентацию его поперечного сечения, что позволяет при его фокусировке в каскаде 24 сквозных отверстий управляющего электрода 22 получить на поверхности мишени 4 фокальное пятно 11 заданной формы и площади, с определенной ориентацией на мишени 4.The choice of the size, shape and orientation of the
Как известно специалистам в области рентгенографии, рентгеновское изображение представляет собой сумму теней исследуемого объекта на стол 13а детекторов рентгеновского излучения (Фиг. 1, 2), получаемого от каждой точки источника 12 рентгеновского излучения. При большом размере источника 12 рентгеновского излучения тени, формируемые излучением отдельных точек источника 12, получаются смещенными относительно друг друга: на границе изображения появляются полутени, и четкость изображения падает, изображения мелких включений внутри объектов сканирования получаются размытыми.As is known to those skilled in the art of radiography, the x-ray image is the sum of the shadows of the test object on the table 13a of the x-ray detectors (FIGS. 1, 2) received from each point of the
В плоскости, перпендикулярной направлению вывода рентгеновского излучения и проходящей через большую ось 14 фокального пятна 11, величина L высоты рентгеновского луча, проецируемая на окно 6 вывода (Фиг. 10), определяется выражением L=L1′tgα, где α - угол наклона высоты рентгеновского луча к плоскости мишени 4.In the plane perpendicular to the direction of the output of the x-ray radiation and passing through the
От размера проекции этой величины L на плоскость окна 6 вывода и от размера проекции ширины L2 источника 12 излучения (Фиг. 12) зависит четкость изображения рентгеновского снимка: с уменьшением размеров L2 и L четкость изображения повышается.The clarity of the x-ray image depends on the projection size of this value L on the plane of the
Так как расположение и конфигурация N источников 12 рентгеновского излучения обусловлено расположением и конфигурацией соответствующих N фокальных пятен 11 на мишени 4, образующихся при контакте соответствующих N конфигурированных потоков 23 электронов с мишенью 4, то формирование в области контакта N фокальных пятен 11 в виде узких фигур с наибольшей концентрацией энергии электронов в их узкой части, например удлиненных овалов, обращенных большой осью в сторону окна 6 вывода, с направлением их больших осей в одну одинаковую для них точку Р в области, подлежащей сканированию (Фиг 2), позволяет получить на мишени 4 N источников 12 рентгеновского излучения, имеющих наибольшую плотность рентгеновского излучения в узкой части овалов, перпендикулярной направлению вывода рентгеновского излучения из трубки 1 (Фиг. 12, 13, 14).Since the location and configuration of the N sources of
Согласно изобретению, окно 6 вывода рентгеновского излучения (Фиг. 1.2) является общим для вывода рентгеновского излучения всех N источников 12 рентгеновского излучения, образующихся на мишени 4 в области указанных фокальных пятен 11 N конфигурированных потоков 23 электронов, при этом окно 6 вывода размещено в боковой стенке 2а корпуса 2 трубки 1 выше уровня плоскости мишени 4 (Фиг. 1) и выполнено плоским в форме прямоугольника, перпендикулярного плоскости мишени 4 и имеющего верхнюю сторону 6а прямоугольника на уровне величины угла α2 не более 35° к плоскости мишени 4 и нижнюю сторону 6с прямоугольника на уровне величины угла α1 не менее 10 к плоскости мишени 4 (Фиг. 11).According to the invention, the X-ray output window 6 (Fig. 1.2) is common for the X-ray output of all
Таким образом, выполнение окна 6 вывода согласно изобретению обеспечивает вывод дискретного сканирующего рентгеновского луча в определенном диапазоне углов α1 и α2 по высоте окна 6 вывода, соответствующих наиболее эффективному проецированию рентгеновского излучения наименьшей высоты L и наименьшей ширины L2 на окно 6 вывода со всей площади источника L2 рентгеновского излучения по длине L1.Thus, the implementation of the
При этом согласно изобретению, трубка 1 содержит N неподвижных коллиматоров 27 (Фиг 1, 2), имеющих потенциал анода 3, размещенных каждый своим входом 28 вблизи от соответствующего источника 12 рентгеновского излучения, имеющего конфигурацию указанного фокально пятна 11, над поверхностью мишени 4 в области между каждым одним источником 12 рентгеновского излучения и окном 6 вывода (Фиг. 1.2). При этом каждый коллиматор 27 обеспечивает отбор рентгеновского излучения со всей поверхности соответствующего одного источника 12 рентгеновского излучения в направлении к окну 6 вывода (Фиг. 11) и формирование на выходе 29 каждого из N коллиматоров 27 рентгеновского излучения в виде потока 30 пирамидальной формы, сопряженной в срединной части с верхней 6а и нижней 6с сторонами прямоугольника окна 6 вывода и имеющей прямоугольное основание 30а (Фиг. 1, 11), охватывающее область 13 объекта, подлежащую сканированию.Moreover, according to the invention, the
Таким образом, согласно изобретению, обеспечивается вывод через окно 6 вывода рентгеновского излучения с наибольшей плотностью энергии по всей высоте L и всей ширине L2 рентгеновского луча, а также обеспечиваются размеры его поперечного сечения, позволяющие охватывать лучом всю область сканирования при наибольшей плотности энергии рентгеновского луча внутри указанного потока пирамидальной формы.Thus, according to the invention, the output through the
Таким образом, выполнение многолучевой рентгеновской трубки 1 согласно изобретению обеспечивает:Thus, the implementation of the
- размещение источников 10 электронов между собой на кратчайшем расстоянии, необходимом для обеспечения дискретности электронных лучей и, соответственно, дискретности источников 12 рентгеновского излучения при одновременном снижении тепловой нагрузки на точки мишени 4 и анод 3;- placement of sources of 10 electrons among themselves at the shortest distance necessary to ensure the discreteness of the electron beams and, accordingly, the discreteness of the sources of X-ray radiation while reducing the heat load on the
- формирование потока 23 электронов с конфигурацией их поперечного сечения, обеспечивающей в их фокальном пятне 11 на мишени конфигурацию источника 12 рентгеновского излучения в форме узкой фигуры, протяженной в сторону окна 6 вывода рентгеновского луча 30 и обеспечивающей наибольшую плотность энергии в потоке электронов в направлении, перпендикулярном направлению вывода рентгеновских лучей;- the formation of a stream of 23 electrons with the configuration of their cross section, providing in their
- размещение источников 12 рентгеновского излучения на мишени, обеспечивающего направление сформированных сканирующих рентгеновских лучей 30 с перекрещиванием их в одной точке области 13, подлежащей сканированию, с минимальной площадью поперечного сечения сканирующего луча 30, охватывающей область сканирования,- the location of the sources of
- формирование источников 12 рентгеновского излучения в наилучших условиях охлаждения мишени 4 и анода 3 между импульсным воздействием потоков 23 электронов на одни и те же точки мишени 4;- the formation of sources of
- вывод из неподвижной трубки 1 в перекрещивающихся направлениях дискретных рентгеновских лучей 30, охватывающих неподвижный объект сканирования и имеющих высокую плотность энергии, необходимую для томографического анализа сканируемого объекта;- withdrawal from the fixed
- отбор рентгеновского излучения в направлении окна 6 вывода со всей площади источника 12 рентгеновского излучения с формированием рентгеновского луча 30, имеющего пирамидальную форму, характеризующуюся наименьшей высотой L и наименьшей шириной L2 проекции этого луча на плоскость окна 6 вывода.- selection of x-ray radiation in the direction of the
Многолучевая рентгеновская трубка 1 согласно изобретению работает следующим образом.
Первоначально на все катоды 18 подают положительный потенциал смещения YСМ, токи катодов 18 при этом отсутствуют.Initially, all
Анод 3 находится под положительным потенциалом ua и вращается с определенной линейной скоростью, достаточной для того, чтобы тепловая нагрузка конфигурированного потока 23 электронов на мишень 4 анода 3 не приводила к испарению материала мишени 4 и перегрева анода 3.The
При работе многолучевой рентгеновской трубки 1 на катоды 18 поочередно поступают импульсы отрицательной полярности с амплитудой Uu, причем Uu<2UCM, что приводит к появлению эмиссионного тока. В этом состоянии потенциал катода 18 является отрицательным относительно земли: UK=UCM-Uu.During the operation of the
При поступлении на катод 18 импульса отрицательной полярности Uu электроны катода 18 под действием электрического поля в пространстве между катодом 18 и анодом 3 начинают перемещаться по направлению к аноду 3.When a negative polarity pulse Uu arrives at the
При этом происходит формирование одного из N дискретных потоков 17 электронов, генерируемого в импульсном режиме источником 10 электронов соответственно в направлении к одной, соответствующей ему, точке на мишени 4 и имеющего поперечное сечение потока 17 в форме круга.When this occurs, the formation of one of the N discrete streams of 17 electrons generated in a pulsed mode by a source of 10 electrons, respectively, in the direction to one corresponding to it, a point on the
Затем, при прохождении потока 17 электронов через каскад 24 сквозных отверстий управляющего электрода 22, формируется конфигурированный поток 23 электронов, имеющий после вывода из отверстия 26 каскада 24 поперечное сечение заданных размеров в форме узкого овала с заданным соотношением длин его большой и малой осей, с большой осью, направленной в определенную общую для них точку за окном 6 вывода. Сформированный таким образом конфигурированный поток 23 электронов при его контакте с поверхностью мишени 4 обеспечивает образование в определенной области мишени 4, соответствующей указанному источнику 10 электронов, фокального пятна 11, имеющего заданную форму, размеры и ориентацию на мишени 4, с центром Сi фокального пятна 11 в определенной точке заданной линии 16 расположения центров всех N фокальных пятен 11, например, в заданной точке на отрезке хорды 16а, параллельной плоскости окна 6 вывода, или на отрезке хорды 16а, имеющей с плоскостью окна 6 вывода угол β=1-2°. Расчет траекторий конфигурированных потоков 23 электронов представлен на Фиг. 7.Then, when the
Воздействие каждого конфигурированного потока 23 электронов в области расположения фокального пятна 11 его электронного луча на вращающейся мишени 4 вызывает формирование соответствующего источника 12 рентгеновского излучения, имеющего площадь, конфигурацию и ориентацию на мишени 4, соответствующие фокальному пятну 11. При этом, в соответствии с наиболее плотным распределением энергии электронов в узкой части овала фокального пятна 11, рентгеновское излучение, генерируемое источником 12, имеет наибольшую плотность энергии рентгеновского излучения с поверхности источника 12 в узкой части овала, шириной, равной длине малой оси 15 овала фокального пятна 11.The impact of each configured
Один из N неподвижных коллиматоров 27, имеющих потенциал анода 3 и размещенных каждый своим входом 28 вблизи от соответствующего источника 12 рентгеновского излучения над поверхностью мишени 4 в области между источником 12 рентгеновского излучения и окном 6 вывода (Фиг. 11, 12), обеспечивает через вход 28 отбор рентгеновского излучения со всей поверхности соответствующего одного источника 12 рентгеновского излучения, имеющего конфигурацию указанного фокально пятна 11, в направлении к окну 6 вывода и формирование на выходе 29 каждого из N коллиматоров 27 рентгеновского излучения в виде потока 30 пирамидальной формы, охватывающей область наибольшей плотности энергии в луче, сопряженной в срединной части с верхней 6а и нижней 6 с сторонами прямоугольника окна 6 вывода и имеющей прямоугольное основание 30а (Фиг. 1), охватывающее область 13 объекта, подлежащую сканированию.One of the N fixed
Таким образом, рентгеновское излучение источника 12 представляет собой рентгеновский луч пирамидальной формы, в котором область высокой плотности энергии луча ограничена по высоте и ширине плоскостями пирамиды, сопряженной с верхней 6а и нижней 6 с сторонами прямоугольника окна 6 вывода, что позволяет обеспечить высокую плотность энергии в луче и, соответственно, высокую четкость изображения при сканировании объекта, а прямоугольное основание пирамиды имеет заданные размеры и охватывает сканируемый объект, обеспечивая безопасность использования многолучевой рентгеновской трубки 1 согласно изобретению.Thus, the x-ray radiation of the
При использовании многолучевой многокатодной трубки 1 согласно изобретению для томографического исследования внутренней структуры объекта с помощью сканирования проводят последовательное многократное просвечивание этого объекта рентгеновскими лучами 30 в пересекающихся направлениях, обусловленных направлением вывода последовательно рентгеновского излучения с поверхности N источников 12 рентгеновского излучения, имеющих узкую форму, ориентированную длиной в направлении окна 6 вывода, в одну точку Р области 13 сканирования (Фиг. 1, 2).When using the multi-beam
При этом источники 10 электронов включаются по очереди посредством последовательной подачи отрицательных потенциалов Uк на соответствующий этому источнику 10 катод 18.In this case, the
Затем производится компьютерная обработка полученных N рентгеновских снимков с целью создания 3-мерного образа объекта сканирования.Then, computer processing of the obtained N x-rays is performed in order to create a 3-dimensional image of the scanning object.
При сравнении экспериментальных данных по созданию томографических образов, полученных с помощью многолучевой рентгеновской трубки 1 согласно изобретению, и образов, получаемых ранее во взаимно пересекающихся направлениях с помощью однолучевых трубок, движущихся вокруг объекта сканирования, было установлено следующее:When comparing the experimental data on the creation of tomographic images obtained using the
1) Существующие методы компьютерной обработки образов позволяют получить как 3D, так и посрезовое изображение объекта сканирования с помощью движущегося источника рентгеновского излучения. При этом при движении источника рентгеновского излучения во время снимка вокруг объекта сканирования происходит увеличение размера L источника рентгеновского излучения до размера LB:LB=VxТ, где V - линейная скорость источника рентгена, Т - время экспозиции объекта, что, соответственно, приводит к снижению четкости изображения.1) Existing methods of computer image processing allow you to get both 3D and cross-sectional image of the scan object using a moving x-ray source. In this case, when the X-ray source is moving during the image around the scanning object, the size L of the X-ray source increases to the size L B : L B = VxТ, where V is the linear velocity of the x-ray source, T is the exposure time of the object, which, accordingly, leads to lower image clarity.
2) Для увеличения четкости изображения при использовании однолучевой трубки необходимо уменьшать либо скорость движения источника рентгена, либо время экспозиции. Уменьшение первого увеличивает время снятия томограммы, уменьшение второго влияет отрицательно на четкость изображения.2) To increase the clarity of the image when using a single-beam tube, it is necessary to reduce either the speed of the x-ray source or the exposure time. Reducing the first increases the time taken to take the tomogram, reducing the second affects the image clarity.
3) В многолучевой рентгеновской трубке 1 согласно изобретению источники 12 рентгеновского излучения неподвижны их проецируемый на окно 6 вывода размер L определяется только линейными размерами фокального пятна 11. Поэтому время экспозиции и соответственно четкость изображения может быть увеличена многократно по сравнению с традиционной однолучевой рентгеновской трубкой, движущейся вокруг объекта сканирования.3) In the
Многолучевая рентгеновская трубка 1 согласно изобретению позволяет создать компьютерный томограф для маммографического обследования, обладающий важными преимуществами:The
1) при построении 3D изображения используются в заданной последовательности все N источников рентгеновского излучения, каждый из которых обеспечивает создание соответствующего ему рентгеновского снимка объекта в одном из пересекающихся между собой направлений, что позволяет получить ряд последовательных образов объекта сканирования и после обработки этих образов с помощью компьютера, получить 3D образ или посрезовое изображение этого объекта;1) when constructing a 3D image, all N sources of X-ray radiation are used in a given sequence, each of which ensures the creation of a corresponding X-ray image of the object in one of the intersecting directions, which allows you to obtain a number of consecutive images of the scanning object after processing these images using a computer , get a 3D image or cross-sectional image of this object;
2) при одинаковых токе катода источника электронов и размере L рентгеновского излучения использование узкой формы фокального пятна, близкой к прямоугольнику, протяженной в направлении окна вывода, варьирование величин углов α1 и α2 позволяет увеличить на мишени длину L1 источника рентгеновского излучения и соответственно увеличить площадь поверхности, воспринимающей тепло потока электронов, снизить тепловую нагрузку на вращающийся анод при обеспечении неизменной четкости изображения рентгеновского снимка и увеличить долговечность рентгеновской трубки;2) with the same cathode current of the electron source and the size L of the x-ray radiation, using a narrow focal spot shape close to a rectangle extended in the direction of the output window, varying the angles α 1 and α 2 allows increasing the length L1 of the x-ray source on the target and correspondingly increasing the area the surface that receives the heat of the electron flow, reduce the heat load on the rotating anode while ensuring constant x-ray image clarity and increase the durability p ntgenovskoy tube;
3) окно вывода рентгеновского излучения, выполненное общим, совместно с коллиматорами позволяет ограничить зону облучения рентгеновским излучением областью, в которой находится объект сканирования, и при этом использовать только один паяный узел - одно окно вывода, что значительно упрощает конструкцию трубки.3) the X-ray output window, made in common, together with the collimators, allows you to limit the x-ray irradiation zone to the region in which the scan object is located, and at the same time use only one soldered assembly - one output window, which greatly simplifies the design of the tube.
Специалистам в области рентгенографии должно быть понятно, что в многолучевую рентгеновскую трубку согласно изобретению могут быть внесены различные модификации и усовершенствования, не выходящие за рамки формулы изобретения.Specialists in the field of radiography should be clear that in the multipath x-ray tube according to the invention can be made various modifications and improvements, not beyond the scope of the claims.
Многолучевая рентгеновская трубка согласно изобретению может быть изготовлена с использованием известных материалов, оборудовании и технологий, и может найти широкое применение для получения томографического изображения различных объектов, в том числе в медицинских целях для маммографии, для получения серии снимков объекта под разными углами для проведения компьютерной томографии и томосинтеза.The multi-beam x-ray tube according to the invention can be manufactured using known materials, equipment and technologies, and can be widely used to obtain a tomographic image of various objects, including for medical purposes for mammography, to obtain a series of images of an object from different angles for computed tomography and tomosynthesis.
Claims (8)
- анод, имеющий форму диска, снабженный мишенью, расположенной на его поверхности, и встроенным механизмом вращения анода вокруг его оси вращения, совпадающей с осью его симметрии;
- систему источников электронов, содержащую N источников электронов и обеспечивающую генерирование N дискретных потоков электронов, подлежащих подаче на поверхность мишени для образования на мишени N дискретных источников рентгеновского излучения в областях расположения N фокальных пятен указанных дискретных потоков электронов;
- окно вывода рентгеновского излучения,
отличающаяся тем, что:
- анод (3) имеет форму диска, обращенного плоской поверхностью (7) к указанной системе (5) источников электронов, и изолирован от корпуса (2) высоковольтным изолятором;
- мишень (4) расположена на указанной плоской поверхности анода (3) и имеет форму плоского кольца с центром на оси (3а) вращения анода (3);
- окно (6) вывода рентгеновского излучения является общим для вывода рентгеновского излучения (30) всех N источников (12) рентгеновского излучения, размещено в боковой стенке корпуса (2) выше уровня плоскости мишени (4) и выполнено плоским в форме прямоугольника, перпендикулярного плоскости мишени (4) и имеющего верхнюю сторону (6а) прямоугольника на уровне угла не более 35° к плоскости мишени (4) и нижнюю сторону (6с) прямоугольника на уровне угла не менее 10° к плоскости мишени (4);
- система (5) источников электронов приспособлена для генерирования и проецирования на мишень в периодическом импульсном режиме N дискретных потоков электронов, имеющих конфигурацию поперечного сечения, обеспечивающую формирование на поверхности мишени (4) соответственно N фокальных пятен (11), имеющих в фокальном пятне (11) наибольшую плотность энергии электронов в направлении, перпендикулярном направлению вывода рентгеновского излучения (30), генерируемого источником (12) рентгеновского излучения, сформированного в указанном фокальном пятне (11), через окно (6) вывода;
- дополнительно содержит N неподвижных коллиматоров (27), имеющих потенциал анода (3), размещенных входом каждый вблизи от соответствующего источника (12) рентгеновского излучения, имеющего конфигурацию указанного фокального пятна (11), над поверхностью мишени (4) в области между каждым одним источником (12) рентгеновского излучения и окном (6) вывода, и при этом каждый коллиматор (27) обеспечивает отбор излучения с поверхности соответствующего одного источника (12) рентгеновского излучения в направлении к окну (6) вывода и формирование указанного рентгеновского излучения (30) в виде луча пирамидальной формы, охватывающей область наибольшей плотности энергии в луче, сопряженной в срединной части с верхней (6а) и нижней (6с) сторонами прямоугольника окна (6) вывода и имеющей прямоугольное основание (30а), охватывающее область (13) объекта, подлежащую сканированию.1. A multi-beam x-ray tube for scanning a stationary object in intersecting directions with its static position, comprising:
- an anode having a disk shape, equipped with a target located on its surface, and a built-in mechanism for the rotation of the anode around its axis of rotation, coinciding with the axis of its symmetry;
- a system of electron sources containing N electron sources and generating N discrete electron streams to be supplied to the target surface to form N discrete X-ray sources on the target in the locations of N focal spots of said discrete electron streams;
- window output x-ray radiation,
characterized in that:
- the anode (3) has the shape of a disk facing a flat surface (7) to the indicated system (5) of electron sources, and is isolated from the housing (2) by a high-voltage insulator;
- the target (4) is located on the indicated flat surface of the anode (3) and has the shape of a flat ring centered on the axis (3a) of rotation of the anode (3);
- the X-ray output window (6) is common for the X-ray output (30) of all N X-ray sources (12), is located in the side wall of the housing (2) above the level of the target plane (4) and is made flat in the shape of a rectangle perpendicular to the plane target (4) and having a rectangle with an upper side (6a) at an angle of not more than 35 ° to the target plane (4) and a rectangle with a top side (6a) at an angle of at least 10 ° to the target plane (4);
- the system (5) of electron sources is adapted for generating and projecting N discrete streams of electrons having a cross-sectional configuration on the target in a periodic pulsed mode, which ensures the formation on the surface of the target (4) of N focal spots (11), respectively, having a focal spot (11) ) the highest electron energy density in the direction perpendicular to the direction of output of the x-ray radiation (30) generated by the x-ray source (12) generated in the specified focal spot not (11), through the output window (6);
- additionally contains N stationary collimators (27) having the potential of the anode (3), placed by the input each near the corresponding source (12) of x-ray radiation having the configuration of the specified focal spot (11), above the surface of the target (4) in the region between each one an X-ray source (12) and an output window (6), and each collimator (27) provides for the selection of radiation from the surface of the corresponding one X-ray source (12) in the direction of the output window (6) and the formation of the indicated x-ray radiation (30) in the form of a pyramidal beam, covering the region of the highest energy density in the beam, conjugated in the middle part with the upper (6a) and lower (6c) sides of the rectangle of the output window (6) and having a rectangular base (30a) covering the region (13) the object to be scanned.
- указанные импульсные N источников (10) электронов размещены в корпусе (2) трубки (1) по одной прямой линии на одинаковом расстоянии друг от друга над поверхностью части мишени (4), ближайшей к указанному окну (6) вывода, и приспособлены для генерирования и вывода в направлении плоскости (4а) мишени (4) последовательно в периодическом импульсном режиме каждого одного из N потоков (17) электронов, имеющего поперечное сечение в форме круга;
- между выводами указанных N источников (10) электронов и мишенью размещен заземленный управляющий электрод (22), приспособленный для преобразования каждого из указанных N потоков (17) электронов, имеющих поперечное сечение в форме круга, в один из N конфигурированных потоков (23) электронов, обеспечивающих при проекции на мишень (4) формирование на мишени (4) соответственно одного из N фокальных пятен (11), имеющих форму овала, близкого к прямоугольнику, с соотношением длин большой оси (14) овала и малой оси (15) овала не менее чем 5:1, с направлением больших осей (14) сходящимися в одной общей для них точке за окном (6) вывода, с расположением центров (С) указанных овалов N фокальных пятен (11) на мишени (4) на отрезке ее хорды, отстоящей от оси (3а) вращения анода (3) в направлении к окну (6) вывода.6. The tube according to claim 3, characterized in that it contains a system (5) of electron sources, made in the form of an electron-optical system, in which:
- these pulsed N sources (10) of electrons are placed in the body (2) of the tube (1) in one straight line at the same distance from each other above the surface of the target part (4) closest to the specified output window (6), and are adapted to generate and outputting in the direction of the plane (4a) of the target (4) sequentially in a periodic pulsed mode of each one of the N electron flows (17) having a circular cross-section;
- between the terminals of the indicated N sources (10) of electrons and the target there is a grounded control electrode (22) adapted to convert each of these N flows (17) of electrons having a circular cross-section into one of the N configured electron flows (23) providing, when projected onto the target (4), the formation on the target (4) of one of the N focal spots (11), respectively, having the shape of an oval close to a rectangle, with the ratio of the lengths of the major axis (14) of the oval and the minor axis (15) of the oval less than 5: 1, with a greater direction x axes (14) converging at one point common to them outside the exit window (6), with the location of the centers (C) of the indicated ovals N focal spots (11) on the target (4) on a segment of its chord that is separated from the axis of rotation (3a) anode (3) in the direction of the output window (6).
- N катодов (18), электрически изолированных от корпуса (2) трубки (1);
- N подогревателей (19) катодов (18), электрически изолированных от указанных катодов (18) и электрически соединенных параллельно друг другу;
- N фокусирующих электродов (20), электрически соединенных с указанными катодами (18) и имеющих выходные отверстия (21) круглой формы, и при этом указанные N катодов (18) выполнены с возможностью регулирования площади поперечного сечения каждого из указанных N потоков (17) электронов с помощью изменения потенциала соответствующего катода (18). 8. The tube according to claim 4, characterized in that said N electron sources (10) are made in the form of N cathode nodes, respectively containing:
- N cathodes (18) electrically isolated from the body (2) of the tube (1);
- N heaters (19) of cathodes (18), electrically isolated from these cathodes (18) and electrically connected in parallel to each other;
- N focusing electrodes (20) electrically connected to said cathodes (18) and having round-shaped exit holes (21), and said N cathodes (18) are configured to control the cross-sectional area of each of said N flows (17) electrons by changing the potential of the corresponding cathode (18).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/RU2013/000558 WO2014209158A1 (en) | 2013-06-28 | 2013-06-28 | Multibeam x-ray tube |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2578675C1 true RU2578675C1 (en) | 2016-03-27 |
Family
ID=52142352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014140136/07A RU2578675C1 (en) | 2013-06-28 | 2013-06-28 | Multibeam x-ray tube |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2578675C1 (en) |
WO (1) | WO2014209158A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178295U1 (en) * | 2017-12-15 | 2018-03-29 | Акционерное общество "МЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ Лтд" (АО "МТЛ") | Rotating Anode Multipath X-ray Tube |
WO2019117757A1 (en) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "МТ" (ООО "НТЦ-МТ") | Multi-beam x-ray tube with rotating anode |
RU2811066C1 (en) * | 2023-10-10 | 2024-01-11 | Акционерное общество "РЗМ Технологии" (АО "РЗМ Технологии") | Target system of device for generating x-ray radiation of electron beam computed tomograph with double radiation source, device for generating x-ray radiation and electron beam scanner based on it |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2585673B (en) | 2019-07-10 | 2022-05-04 | The Nottingham Trent Univ | A sample inspection system |
US11404235B2 (en) | 2020-02-05 | 2022-08-02 | John Thomas Canazon | X-ray tube with distributed filaments |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4596028A (en) * | 1982-08-06 | 1986-06-17 | Thomson-Csf | General purpose X-ray tube for stereography |
WO2007100105A1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Multi x-ray generator and multi-radiography system |
RU2399907C1 (en) * | 2008-02-28 | 2010-09-20 | Кэнон Кабусики Кайся | Device for generating several x-ray beams and x-ray imaging device |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008050353B3 (en) * | 2008-10-02 | 2010-05-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Circular multi-beam X-ray device |
-
2013
- 2013-06-28 RU RU2014140136/07A patent/RU2578675C1/en active IP Right Revival
- 2013-06-28 WO PCT/RU2013/000558 patent/WO2014209158A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4596028A (en) * | 1982-08-06 | 1986-06-17 | Thomson-Csf | General purpose X-ray tube for stereography |
WO2007100105A1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Multi x-ray generator and multi-radiography system |
RU2399907C1 (en) * | 2008-02-28 | 2010-09-20 | Кэнон Кабусики Кайся | Device for generating several x-ray beams and x-ray imaging device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178295U1 (en) * | 2017-12-15 | 2018-03-29 | Акционерное общество "МЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ Лтд" (АО "МТЛ") | Rotating Anode Multipath X-ray Tube |
WO2019117757A1 (en) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "МТ" (ООО "НТЦ-МТ") | Multi-beam x-ray tube with rotating anode |
RU2811066C1 (en) * | 2023-10-10 | 2024-01-11 | Акционерное общество "РЗМ Технологии" (АО "РЗМ Технологии") | Target system of device for generating x-ray radiation of electron beam computed tomograph with double radiation source, device for generating x-ray radiation and electron beam scanner based on it |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014209158A1 (en) | 2014-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9991085B2 (en) | Apparatuses and methods for generating distributed x-rays in a scanning manner | |
RU2635372C2 (en) | Multi-cathode distributed x-ray apparatus with cathode control and computer-tomographic device with mentioned apparatus | |
JP6523301B2 (en) | Electron source, X-ray source, apparatus using the X-ray source | |
RU2491019C2 (en) | Quasi-static installation with distributed sources for x-ray visualisation with high | |
US7039153B2 (en) | Imaging tomography device with at least two beam detector systems, and method to operate such a tomography device | |
JP3909048B2 (en) | X-ray CT apparatus and X-ray tube | |
RU2538771C2 (en) | X-ray source with variety of electron emitters | |
US9934932B2 (en) | System and method for multi-source X-ray-based imaging | |
JP2000175895A (en) | Computed tomography and method for diagnostic imaging | |
EP2940456B1 (en) | Article inspection device using distributed x-ray source | |
US20090154649A1 (en) | X-ray tube whose electron beam is manipulated synchronously with the rotational anode movement | |
JP2013504365A (en) | Distributed X-ray source and X-ray imaging system having the same | |
RU2578675C1 (en) | Multibeam x-ray tube | |
US20110075802A1 (en) | Field emission x-ray source with magnetic focal spot screening | |
JP2005245559A (en) | X-ray ct apparatus and x-ray device | |
JP5295503B2 (en) | X-ray generator and X-ray CT apparatus | |
JP7114525B2 (en) | Computed tomography system and method configured to image at different energy levels and focal spot positions | |
JP6104526B2 (en) | X-ray tube and X-ray CT apparatus | |
JP2011060756A (en) | System and method for generating x-ray | |
US7643606B2 (en) | X-ray computed tomography apparatus with light beam-controlled x-ray source | |
JP4693358B2 (en) | X-ray inspection system and method of operating the same | |
US7317785B1 (en) | System and method for X-ray spot control | |
JP6377370B2 (en) | X-ray tube apparatus and X-ray CT apparatus | |
JPS631698B2 (en) | ||
JP2014007085A (en) | Rotary anode x-ray tube and x-ray ct device using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160629 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190516 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20201113 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |