穿透式X光管及反射式X光管制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)揭示一種穿透式X光管及反射式X光管，該穿透式X光管包括一靶材及一濾波材料。該靶材包括至少一元素，該元素受激發(fā)后產(chǎn)生的X光包括Kα及Kβ的輻射能量，可照射一物體進行造影。該濾波材料可被該X光所穿過，該濾波材料具有一k邊緣吸收能量，該k邊緣吸收能量高于該元素的Kα輻射能量，但低于該元素的Kβ輻射能量。該濾波材料的厚度至少為10微米且少于3毫米。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種穿透式X光管及一種反射式X光管，尤其涉及可藉由濾波材料將不必要的輻射濾除的一種穿透式X光管及一種反射式X光管。
技術(shù)介紹
在采用以鋁、鑰、釔及銅等材料的低Z濾波材的醫(yī)學(xué)造影方法中，可以藉由所謂鋁等效濾波厚度來減少低能量的射線?；旧?，此一鋁濾波材的等效厚度的范圍是0.5-12微米，用以濾掉低能量、長波長的X光，并減少可能對醫(yī)學(xué)造影有害及不必要的輻射。不幸的是，這樣的濾光器也過濾掉一大部分有用的X光。非破壞性檢驗通常不會另加濾波材料，但是當要以特定的Ka線的射線，對進行非破壞性檢驗造影的物品提供高品質(zhì)的影像時，移除不必要的高能量的光子也是本專利技術(shù)的目的之一。在醫(yī)學(xué)造影中，化學(xué)造影元素，例如是含碘、釓、鋇的化合物，會因為其密度及原子數(shù)而對周邊的軟組織產(chǎn)生高的對比度。這些元素的原子數(shù)(碘的Z = 53，鋇的Z = 56，釓的Z = 64)的重要性在于，相對于傳統(tǒng)的X光能量光譜，K吸收邊緣值是位于一較佳的能帶上。碘的K邊緣值是33.17keV (千電子伏特)，鋇的K邊緣值是37.44keV,釓的K邊緣值是50.24keV。當X光光子能量稍微高于化學(xué)造影劑的K邊緣能量時，可以產(chǎn)生最大的對比度。在特殊醫(yī)療程序中，最佳的光譜的選擇要考慮到不僅僅是對比度的需求，也要考慮對身體部位能產(chǎn)生必要的穿透性并限制病人所接收到的輻射劑量。不同工業(yè)產(chǎn)品，包括但不限于所有種類的電子電路、積體電路、發(fā)光二極體及鋰電池，在非破壞性造影的案例中，都會有一個能產(chǎn)生最大影像品質(zhì)的單一最佳能量。然而為了產(chǎn)出高光通量的最佳能量，不可避免地同時也會產(chǎn)生高于最佳能量而有較高能量的光子。較高能量的光子是不必要的，他們會減少影像的對比度。另一方面，當太多不必要的X光照射在感應(yīng)器上時，感應(yīng)器過載會是另一個問題。對反射式X光管而言，X光束的光譜是由陽極材料、濾波材料及其厚度、以及在此程序中所選定的電子管電壓的組合所決定。靶材的厚度并非重要的問題。X光造影應(yīng)用上所需要的是一個位于窄而界限分明的光子能帶上且具有大量光子的X光光譜，以及利用濾波材濾除那些具有能量高于及或低于該能帶的光子，并且盡量避免減損極大化影像品質(zhì)所需的該能帶的光通量。有用的能帶與能量高于該能帶的光通量比例應(yīng)該在X光管的散熱極限中被最大化。對于醫(yī)學(xué)造影的應(yīng)用，同時減少不必要的低能量光子而明顯降低對于病人的劑量，將明顯可提供額外的好處。對于無生命物體的造影，光子的能量可以低到15至20keV，而一般醫(yī)學(xué)造影光子能量接近30keV，而高能量造影光子能量高達 600keV。此一濾波方案可應(yīng)用反射式及穿透式X光管。當使用穿透式X光管時，所必需的方式是要讓有用的X光的量與較高能量的光子的量的比例最佳化。在醫(yī)療應(yīng)用中，所必需的方式是要讓有用的X光的劑量與病人所吸收的劑量最佳化，而且同時要減少較有用能帶的能量高的光子的量。利用靶材的厚度無法使反射式X光管的光通量最佳化，因此，藉由調(diào)整厚度或濾波材的組成以達到想要的結(jié)果是有限的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種穿透式X光管，可藉由濾波材料將不必要的輻射濾除。本專利技術(shù)提供一種反射式X光管，可藉由濾波材料將不必要的輻射濾除。本專利技術(shù)提供一種穿透式X光管，該穿透式X光管包括一靶材及一濾波材料。該靶材包括至少一元素，該元素受激發(fā)后產(chǎn)生的X光包括K a及Κβ的輻射能量，可照射一物體進行造影。該濾波材料可被該X光所穿過，該濾波材料具有一 k邊緣吸收能量，該k邊緣吸收能量高于該元素的Ka輻射能量，但低于該元素的Κβ輻射能量。該濾波材料的厚度至少為10微米且少于3毫米。在本專利技術(shù)的一實施例中，該祀材包括鈧、鈦、鑰;、鉻、猛、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鍺、宇乙、銀、鑰、釘、錯、鈕、銀、錫、鎖、倆、鋪、欽、禮、鋪、摘、欽、輯、錢、鏡、鍛、給、組、鶴、鍊、依、怕、金、釷、鈾或其組合，或由包含上述材料或其組合所形成的元素、化合物、合金、金屬間化合物或復(fù)合材料。在本專利技術(shù)的一實施例中，該濾波材料包括鈦、釔、釓、釕、釩、釤、釹、釷、欽、鈀、鈷、鈰、鈮、鉭、鑰、銅、鉻、銥、鉺、銠、銪、銦、鉿、銣、銩、鋅、銻、鋱、鋯、錳、錫、錸、鍶、鎢、鎳、鎘、鎵、锝、鎦、鏑、鐵、鐿或其組合，或由包含上述材料或其組合所形成的元素、化合物、合金、金屬間化合物或復(fù)合材料。在本專利技術(shù)的一實施例中，上述祀材的厚度介于5至500微米之間。在本專利技術(shù)的一實施例中，上述穿透式X光管是用作一 X光顯微鏡的一 X光光源。在本專利技術(shù)的一實施例中，上述穿透式X光管是用以獲得醫(yī)學(xué)造影的影像。本專利技術(shù)提供一種反射式X光管，該反射式X光管包括一靶材及一濾波材料。該靶材包括至少一元素，該元素受激發(fā)后產(chǎn)生的X光包括K a及Κβ的輻射能量，可照射一物體進行造影。該濾波材料可被該X光所穿過，該濾波材料具有一 k邊緣吸收能量，該k邊緣吸收能量高于該元素的Ka輻射能量，但低于該元素的Κβ輻射能量。該濾波材料的厚度至少為10微米且少于3毫米。在本專利技術(shù)的一實施例中，上述反射式X光管是用作一 X光顯微鏡的一 X光光源。在本專利技術(shù)的一實施例中，上述反射式X光管是用以獲得醫(yī)學(xué)造影的影像。當X光光子束所含的光子的能量剛好高于一濾波材料的k邊緣值，該材料將會強烈地吸收該特定的光子束。如果發(fā)現(xiàn)一濾波物質(zhì)的吸收邊緣是介于入射X光光子束的K a與Κβ線之間，那么此物質(zhì)可以用來明顯地降低Κβ線相對于Ka線的強度，因此該物質(zhì)被定義為Κβ濾波材料。本專利技術(shù)揭示一穿透式X光管，該X光管的靶材厚度是5-500微米，可以與選定的許多Κβ濾波材料組合，以提供同時將不必要的高能量及不必要低能量的X光濾除，濾除高能量的X光可改善影像品質(zhì)，以及濾除低能量X光可降低病人在醫(yī)療應(yīng)用所吸收的劑量。本專利技術(shù)同樣揭示應(yīng)用于醫(yī)療造影以及非破壞性檢驗造影的一種反射式X光管及一種濾波材，該濾波材相對于例如是鋁或銅等低Z濾波材，可以將劑量降低至一相當?shù)偷膭┝慷粫黠@減少對造影有用的X光，且同時減少在反射式X光管的靶材k線以上的高能量光子。厚的穿透式X光管的靶材以及反射式X光管的靶材是選自以下可能的的材料，這些材料包括但不限于鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鍺、釔、鈮、鑰、釕、銠、鈀、銀、錫、鎖、倆、鋪、釹、,L、鋪、鏑、欽、鉺、錢、鐿、鍛、鉿、鉭、鶴、錸、銥、鉬、金、娃或袖。這些被選定的不同的Kβ濾波材的厚度大約10微米至3毫米。本專利技術(shù)的Κβ濾波材可用于形成醫(yī)學(xué)造影以及非破壞性檢驗的造影，醫(yī)學(xué)造影包括但不限于病人乳房、胸腔、關(guān)節(jié)、四肢、頭骨、腹部、腸胃道、導(dǎo)引高能量照射治療的影像精準定位或于病人體內(nèi)進行此種治療的定位，而非破壞性檢驗的造影的物體包括但不限于電路板、錫球陣列電路、分散式電子元件、微機電系統(tǒng)(MEMS)裝置、小動物、有機及地質(zhì)樣本、半導(dǎo)體晶片封裝，以及眾多其他用于不同產(chǎn)業(yè)的無生命物體。在許多非破壞性檢驗應(yīng)用中，這些X光管及其所涵括的K β濾波材可應(yīng)用于X光顯微鏡的X光光源。本專利技術(shù)是有關(guān)于一種X光的造影，雖然其主要是用以解決醫(yī)學(xué)造影的重大問題，但也可以應(yīng)用在其他的方面包括對無生命物體非破壞性的X光造影。本專利技術(shù)可應(yīng)用于使用反射式X光管、穿透式X光管、固態(tài)靶管及旋轉(zhuǎn)陽極管的X光造影，以及在醫(yī)學(xué)及非破壞性檢驗造影中的所有能量的X光。本專利技術(shù)揭示一種方法，在X光管輸出光譜中減少低于或高于有用的X光能帶本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種穿透式X光管，包括：一靶材，包括至少一元素，該元素受激發(fā)后產(chǎn)生的X光包括Kα及Kβ的輻射能量，可照射一物體進行造影；以及一濾波材料，可被該X光所穿過，該濾波材料具有一k邊緣吸收能量，該k邊緣吸收能量高于該元素的Kα輻射能量，但低于該元素的Kβ輻射能量；其中該濾波材料的厚度至少為10微米且少于3毫米。

【技術(shù)特征摘要】
2011.10.28 TW 1001393901.一種穿透式X光管，包括: 一靶材，包括至少一元素，該元素受激發(fā)后產(chǎn)生的X光包括K a及Κβ的輻射能量，可照射一物體進行造影；以及 一濾波材料，可被該X光所穿過，該濾波材料具有一 k邊緣吸收能量，該k邊緣吸收能量高于該元素的Ka輻射能量，但低于該元素的Kβ輻射能量； 其中該濾波材料的厚度至少為10微米且少于3毫米。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿透式X光管，其中該靶材包括鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鍺、釔、鈮、鑰、釕、銠、鈀、銀、錫、鋇、鑭、鈰、釹、釓、鋱、鏑、欽、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、銥、鉬、金、釷、鈾或其組合，或由包含上述材料或其組合所形成的元素、化合物、合金、金屬間化合物或復(fù)合材料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿透式X光管，其中該濾波材料包括鈦、釔、釓、釕、釩、釤、釹、釷、欽、鈀、鈷、鈰、鈮、鉭、鑰、銅、鉻、銥、鉺、銠、銪、銦、鉿、銣、銩、鋅、銻、鋱、鋯、錳、錫、錸、銀、鶴、鎳、鎘、鎵、锝、鍛、鏑、鐵、鐿或其組合,或由包含上述材料或其組合所形成的元素、化合物、合金、金屬間化合物或復(fù)合材料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿透式X光管，其中該靶材的厚度介于5至500微米之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿透式X光管，該穿透式X光管是用作一X光顯微鏡的一 X光...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：布魯斯·布萊恩特·帕森斯，鄭積杰，
申請(專利權(quán))人：和鑫生技開發(fā)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：