模塊化x射線源的制作方法
【技術領域】
[0001] 本申請一般涉及X射線源。
【背景技術】
[0002] 常見的X射線管和電源的配置用于兩者都與圍繞X射線管和電源的連續電絕緣灌 封材料一體地接合。X射線管和電源可以由通常處于接地電壓的殼體圍繞。電絕緣材料可以 將X射線管和電源的高電壓組件與殼體絕緣。以這種方式一體地接合X射線管和電源的原因 在于幾千伏的大電壓差可以在高電壓組件(例如陰極、將陰極連接到電源的導線、以及一些 電源組件)和殼體之間存在，并且難以在沒有由電弧放電導致的故障的情況下，具有X射線 管和電源之間的可移除連接。
[0003] -體地接合的X射線管和電源的問題在于，如果這兩個裝置中的一個發生故障，則 通常兩個都必須報廢。如果在最小的電弧放電導致的故障的風險下可完成，則具有在X射線 管和電源之間的可移除連接將是有益的，以使得兩個裝置可隨意連接并且斷開，在這些裝 置中的一個故障時允許更換，同時保留另一個裝置。
[0004] 允許X射線管的容易移除和更換也將是有益的。如果X射線管是可移除的，并且存 在匹配到特定電源的多個不同的X射線管，則具有用于確保用戶將X射線管正確匹配到電源 的機制將是有益的。X射線源的其它重要特征包括向提供對用戶的X射線屏蔽，和在X射線管 陽極或電子組件處生成的熱的熱傳遞，以便避免熱應力故障。
[0005] 作為解決這些或相關的問題的努力的示例，參見美國專利號US 5,949,849和US 7,660,097;美國專利公開號2013/0163725;韓國專利號KR 10 1163513;以及國際專利公開 號W02008/048019。
【發明內容】
[0006] 人們已經認識到，在具有被降低的由電弧放電導致的故障的風險的情況下，采用 與相關聯的電源是容易地可移除的并且可更換的X射線管將是有利的。人們同樣已經認識 到，將X射線管正確匹配到電源將是有利的，以向用戶提供X射線屏蔽，并提供良好的從電子 裝置和陽極離開的熱傳遞，以便避免這些組件的熱應力故障。本發明涉及滿足這些需求的X 射線源的各種實施例。每一個實施例可滿足這些需求中的一個、一些或全部。
[0007] X射線源包括X射線管和由導電殼體承載的電源。殼體的外部可以包括插口。導電 蓋可以附接到X射線管的陽極，并且可承載X射線管。蓋可以可移除地在殼體的插口處接納， 形成在蓋和殼體之間以及在X射線管的陽極和蓋之間的導電和導熱路徑。
【附圖說明】
[0008] 圖1是根據本發明的實施例的包括可移除的X射線管6的X射線源10的示意性橫截 面側視圖；
[0009] 圖2是根據本發明的實施例的分別示出單個組件(殼體11、蓋14、x射線管6以及電 源19)的x射線源10的示意性橫截面側視圖；
[0010] 圖3是根據本發明的實施例的X射線源30的示意性橫截面側視圖，其類似于在圖1-2中所示的X射線源10,但是還(1)包括將高電壓組件與殼體11和蓋14絕緣的電絕緣材料31， 并且(2) X射線管僅部分地延伸通過殼體11的插口 13。
[0011] 圖4是根據本發明的實施例的與在圖1-3中示出的X射線源10以及30類似的X射線 源40的示意性橫截面側視圖，除了不存在在蓋14和X射線管6之間的第一環形間隙G1。
[0012] 圖5是根據本發明的實施例的分別示出單個組件(殼體11、蓋14、x射線管6以及電 源19)的X射線源40的示意性橫截面側視圖；
[0013] 圖6是根據本發明的實施例的X射線源60的示意性橫截面側視圖，其類似于在圖4-5中所示的X射線源40，但還包括將高電壓組件與殼體11和蓋14絕緣的電絕緣材料31;
[0014]圖7-9是根據本發明的實施例的X射線源70、80和90的示意性橫截面側視圖，其類 似于在圖1-6和10-12中所示的X射線源，但具有在蓋14和殼體11之間的不同耦接4;
[0015] 圖9還示出根據本發明的實施例的在蓋14的中空中心24內布置的X射線管6(參見 圖2、圖5和圖11 )，但不延伸超過或通過蓋14的內端開口 27;
[0016] 圖10是根據本發明的實施例的X射線源100的示意性橫截面側視圖，其類似于在圖 1-9中所示的X射線源，除了X射線源100是側窗X射線源；
[0017]圖11是根據本發明的實施例的X射線源100的示意橫截面側視圖，其分別示出單個 組件(殼體11、蓋14、x射線管6以及電源19);
[0018] 圖12是根據本發明的實施例的X射線源120的示意性橫截面側視圖，其類似于在前 面附圖中所示的X射線源，但是示出蓋14可以填充插口，并且示出不存在第二環形間隙G2; 以及
[0019] 圖13是根據本發明的實施例的X射線源130的示意性橫截面側視圖，其示出將X射 線管6可移除地連接到電源19的一種方法。
[0020] 定義
[0021 ] ?如本文所用，如在"抽空的殼"或"抽空的電絕緣殼"中的術語"抽空"例如是指具 有基本上真空的殼，諸如通常用于X射線管。
[0022] ?如本文所用，術語"高電壓"或"更高的電壓"是指電壓的DC絕對值。例如，負IkV 和正IkV將都被認為是相對于正IV或負IV的"高電壓"。作為另一個示例，負40kV將被認為是 比OV "更高的電壓"。
【具體實施方式】
[0023] 如在圖1-12中所示，X射線源10、30、40、60、70、80、90、100和120被示出包括X射線 管6和由導電殼體11承載的電源19。蓋14可以承載X射線管6,并可以可移除地將X射線管6連 接到殼體11。
[0024]電源19可以完全地、基本上或至少部分地布置在導電殼體11中。如在圖1-8和10-12中所不，X射線管6可至少部分地布置在殼體11內（包括在殼體11的插口 13內）。在一個實 施例中，X射線管6的至少25 %可以布置在殼體11內。在另一個實施例中，X射線管6的至少 50%可以布置在殼體11內。在另一個實施例中，X射線管6的至少70%可以布置在殼體11內。 在另一個實施例中，X射線管6的50%和90%之間可以布置在殼體11內。可替代地，如在圖9 中的X射線源90上所示，X射線管6可以大部分或完全布置在蓋14內，并且X射線管6可完全布 置在殼體11之外，但由蓋14附接到殼體11。
[0025] 諸如X射線管尺寸、到電源19的X射線管電連接的類型、通過蓋14的X射線屏蔽的有 效性、所需的X射線源外觀、可用于X射線源的空間，以及蓋14的從殼體11的所需突起等因素 可以被考慮以確定X射線管6中的多少，如果有的話，布置在殼體11中。擴展的蓋14的從殼體 11的突起可以允許X射線管6和蓋14的容易的移除。
[0026] X射線管6可包括具有附接到殼16的陰極17和陽極15的電絕緣的殼16。殼16可被抽 空。陰極17和陽極15可以布置在殼16的相對端處。殼16可以是或者可以包括陶瓷材料。電子 發射器18可以布置在殼16中，并且可以與陰極17相關聯。電子發射器18可以是絲。電子發射 器18可以附接到陰極17,并且可以具有與陰極17基本上相同的偏置電壓。靶材5可以與陽極 15相關聯，并且可以配置成響應于來自電子發射器18的撞擊電子7來發射X射線8。革E材5可 以是材料的薄膜，諸如例如銀、金或銠的薄膜，并且可以布置在陽極15上。
[0027] 導電殼體11可在其外部或壁中的包括插口 13。導電蓋14可以承載X射線管6。蓋14 可以在殼體11的插口 13處或之中被可移除地接納，形成在蓋14和殼體11之間以及在陽極15 和蓋14之間的導電和導熱路徑。
[0028] 殼體11和承載X射線管6的蓋14可限定耦接4,其中蓋14和殼體11配合以將X射線管 6耦接到電源19。蓋耦接4c可以與殼體耦接/插口耦接4s配合，以便將蓋14和X射線管6可移 除地附接到殼體11。耦接4可以允許X射線管6的從電源19的容易的附接和移除。因此，如果 這些組件(X射線管6或電源19)中的一個發生故障，則缺陷組件可以被替換，而不會損失另 一個仍然運作的組件(電源19或X射線管6)。
[0029] 殼體11的插口 13可與蓋14配合以形成耦接4。例如，如在圖1-6和圖10-12中所示， 插口 13可以包括在其中的陰螺紋，蓋14可以包括在其上的陽螺紋，并且蓋14可以通過螺紋 耦接4可移除地被接納在插口 13中，直角轉彎、BNC類連接器或按壓適配同樣可以用作耦接 4。在圖7-9中所示的另一個替代耦接4用于蓋14與在殼體11的面Ilf上的連接器或殼體耦接 4s配合，或螺紋連接至其上。因此，在圖1-12中，蓋14可移除地接納在插口 13處，并且在圖1-6和圖10-12中，蓋14可移除地接納在插口 13