一种用于X射线CT管的平板灯丝的制作方法

本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种用于X射线CT管的平板灯丝。

背景技术：

现代医疗中，X射线计算机体层摄影设备（X-ray Computed Tomography Equipment，CT）成为医学影像诊断中不可或缺的设备。X射线CT管作为CT机的X射线源，直接影响CT机性能及质量，其重要性不言而喻。X射线CT管产生X射线的原理是：阴极灯丝通过电流加热，电子克服逸出功，在表面形成电子云；在阴极和阳极之间的强电场的作用下，电子加速飞向阳极并撞击到靶面上，约1%的能量通过韧致辐射和特征辐射转换为X射线，剩余约99%的能量则转换成热能，通过热辐射及热传导经散热系统散发出去。

在高端X射线CT管中，平板灯丝由于具有更好的发射能力而逐步替代传统的螺旋灯丝。平板灯丝通过蚀刻工艺或者冲压工艺形成，如图1（a）和图1（b）所示，并通过一定的通槽结构3对电流流向进行导向，从而对整个平板均匀的加热。目前使用的平板灯丝均有明显缺陷，会导致焦斑质量及灯丝寿命受到限制。在如图1（a）及图1（b）所示的平板灯丝中，假设引脚1为电流输入端，引脚2为电流输出端，则必然存在从引脚1到引脚2的电流走向，如图1（a）和图1（b）中的箭头所指，此电流走向会产生干扰磁场，影响其表面发射出来的电子束的流向，导致电子束在靶盘上的落点产生变化，导致焦点偏移，进而影响到图像质量；并且图1（b）的平板灯丝在通槽处存在较大的电压差，极易引起打火，损伤平板灯丝，影响产品使用寿命。另外目前高端CT机的机架在高速旋转时产生的离心力高达30G以上，目前使用的平板灯丝普遍为双引脚，高速旋转时由于离心力极易产生应力变形，导致发射平面扭曲，甚至局部区域短路等缺陷，影响灯丝使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于X射线CT管的平板灯丝，以解决现有的平板灯丝存在的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于X射线CT管的平板灯丝，用于产生定向电子束，所述用于X射线CT管的平板灯丝包括：

平板；

发射结构，形成在所述平板上，所述发射结构是由多个通槽形成的方形结构或者圆形结构。

可选的，所述方形结构包括方形环状结构和方形带状结构。

可选的，所述方形结构是由多个“弓”字形单元组成，所述多个“弓”字形单元相连形成所述方形结构。

可选的，所述圆形结构是由多个通槽形成的具有旋转对称特性的网状结构。

可选的，所述发射结构采用四个引脚。

可选的，相对两个引脚同为电流的输出端，或同为电流的输入端；相邻两个引脚中其中一个为电流的输出端，另一个为电流的输入端。

可选的，输出电流和输入电流之间通槽的槽宽大于两条输出电流之间通槽的槽宽，也大于两条输入电流之间通槽的槽宽。

可选的，所述用于X射线CT管的平板灯丝中通槽的槽宽为0.005~0.1mm。

可选的，所述平板的厚度为0.05~0.3mm。

本实用新型还提供了一种包含上述用于X射线CT管的平板灯丝的阴极组件。

本实用新型提供了一种用于X射线CT管的平板灯丝，用于产生定向电子束。所述用于X射线CT管的平板灯丝包括平板和形成在所述平板上的发射结构。所述发射结构是由多个通槽形成的四引脚方形或者圆形结构，通过四引脚提高结构稳定性，避免CT机高速旋转产生的强离心力导致灯丝应力变形；并且，该平板灯丝通过优化槽结构，降低槽间压差引起的打火，延长了灯丝使用寿命；通过对电流合理导向，减弱平板灯丝自生磁场对电子束聚焦的影响，保证了焦斑质量。

附图说明

图1（a）和图1（b）是现有的平板灯丝的结构示意图；

图2（a）是本实用新型实施例一的用于X射线CT管的平板灯丝的结构示意图；

图2（b）是本实用新型实施例一提供的用于X射线CT管的平板灯丝中总的电流流向示意图；

图2（c）是本实用新型实施例一提供的用于X射线CT管的平板灯丝中各局部的电流流向示意图；

图3（a）是本实用新型实施例二的用于X射线CT管的平板灯丝的结构示意图；

图3（b）是本实用新型实施例二提供的用于X射线CT管的平板灯丝中总的电流流向示意图；

图3（c）是本实用新型实施例二提供的用于X射线CT管的平板灯丝中各局部的电流流向示意图；

图4（a）是本实用新型实施例三的用于X射线CT管的平板灯丝的结构示意图；

图4（b）是本实用新型实施例三提供的用于X射线CT管的平板灯丝中总的电流流向示意图；

图4（c）是本实用新型实施例三提供的用于X射线CT管的平板灯丝中各局部的电流流向示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种用于X射线CT管的平板灯丝作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例一

本实施例一提供了一种用于X射线CT管的平板灯丝，用于产生定向电子束，其结构示意图如图2（a）所示。所述用于X射线CT管的平板灯丝包括平板和形成在平板上的发射结构。所述发射结构是由多个通槽形成的方形环状结构。其中，所述平板的厚度为0.05~0.3mm。

具体的，所述发射结构是由多个“弓”字形单元组成，所述多个“弓”字形单元相连形成如图2（a）所示的方形环状结构。所述发射结构采用四个引脚，使平板灯丝结构更加稳定。

所述四个引脚分别为第一引脚21、第二引脚22、第三引脚23和第四引脚24。相对两个引脚同为电流的输出端，或同为电流的输入端；相邻两个引脚中其中一个为电流的输出端，另一个为电流的输入端。在本实施例一中，所述第一引脚21为电流输入端，则所述第二引脚22和所述第三引脚23为电流输出端，所述第四引脚24为电流输入端，那么总的电流流向就如图2（b）中的箭头所指。从所述第一引脚21和所述第四引脚24指向中心的电流产生的磁场互相抵消；从中心指向所述第二引脚22和所述第三引脚23的电流产生的磁场互相抵消，避免其对电子束流向的影响，保证了焦斑质量，进而提高了整机的成像质量。

从局部电流的流向上看，也符合磁场相互抵消的原则。为了方便描述，将所述第一引脚21到中心处的这部分结构定义为1区，所述第二引脚22、所述第三引脚23和所述第四引脚24到中心处的结构分别定义为2、3、4区。在图2（c）中，长箭头表示所述发射结构最外环的电流流向，短箭头表示最外环和次外环之间的电流流向。所述第一引脚21和所述第四引脚24均为电流输入端，因此在图2（c）中，1区和4区电流流向方向相反，因而产生的磁场互相抵消。同理，2区和3区电流产生的磁场也互相抵消。以此类推，从外环到中心环，局部电流产生的磁场互相抵消。

若所述第一引脚21和所述第四引脚24为电流输出端，所述第二引脚22和所述第三引脚23为电流输入端，则与上述内容相似。

在所述发射结构中，两条输出电流之间通槽处的电压差和两条输入电流之间通槽处的电压差均很小；只在四个区的交界处，如图2（c）中的阴影部分，即输出电流和输入电流之间的通槽处存在一定的电压差，并从外围到中心逐渐变小。因此，输出电流和输入电流之间通槽的槽宽大于两条输出电流之间通槽的槽宽，也大于两条输入电流之间通槽的槽宽。根据通槽间的压差调整通槽槽宽，极大的降低了打火的概率，延长了平板灯丝的使用寿命。具体的，所述平板灯丝中通槽的槽宽可在0.005~0.1mm范围内优化调整。

实施例二

如图3（a）所示是本实施例二提供的一种用于X射线CT管的平板灯丝。所述用于X射线CT管的平板灯丝包括平板和形成在平板上的发射结构。与实施例一的区别在于，所述发射结构是由多个通槽形成的方形带状结构。其中，所述平板的厚度为0.05~0.3mm。

具体的，所述发射结构是由多个“弓”字形单元组成，所述多个“弓”字形单元相连形成如图3（a）所示的方形带状结构。所述发射结构采用四个引脚，能够使平板灯丝结构更加稳定，在CT机扫描高速旋转时，避免平板灯丝因离心力而发生应力变形，延长了灯丝使用寿命。

与实施例一相同，所述四个引脚分别为第一引脚31、第二引脚32、第三引脚33和第四引脚34。相对两个引脚同为电流的输出端，或同为电流的输入端，相邻两个引脚中其中一个为电流的输出端，另一个为电流的输入端。在本实施例二中，所述第一引脚31为电流输入端，则所述第二引脚32和所述第三引脚33为电流输出端，所述第四引脚34为电流输入端，总的电流流向如图3（b）中的箭头所指。从所述第一引脚31和所述第四引脚34指向中心的电流产生的磁场互相抵消；从中心指向所述第二引脚32和所述第三引脚33的电流产生的磁场互相抵消，避免其对电子束流向的影响，保证了焦斑质量，进而提高了整机的成像质量。

从局部电流的流向上看，也符合磁场相互抵消的原则。为了方便描述，我们同样将所述第一引脚31到中心处的这部分结构定义为1区，所述第二引脚32、所述第三引脚33和所述第四引脚34到中心处的结构分别定义为2、3、4区。在图3（c）中，长箭头表示所述发射结构最外环的电流流向，短箭头表示最外环和次外环之间的电流流向。所述第一引脚31和所述第四引脚34均为电流输入端。因此在图3（c）中，1区和4区电流流向方向相反，因而产生的磁场互相抵消。同理，2区和3区电流产生的磁场也互相抵消。以此类推，从外环到中心环，局部电流产生的磁场互相抵消。

若所述第一引脚31和所述第四引脚34为电流输出端，所述第二引脚32和所述第三引脚33为电流输入端，则与上述内容相似。

在所述发射结构中，两条输出电流和两条输入电流之间通槽处的电压差很小；只在1区和2区，3区和4区的交界处，如图3（c）中的阴影部分，即输出电流和输入电流之间的通槽处存在一定的电压差，并从外围到中心逐渐变小。因此，输出电流和输入电流之间通槽的槽宽大于两条输出电流之间通槽的槽宽，也大于两条输入电流之间通槽的槽宽。根据通槽间的压差调整通槽槽宽，极大的降低了打火的概率，延长了平板灯丝的使用寿命。具体的，所述平板灯丝中通槽的槽宽可在0.005~0.1mm范围内优化调整。

实施例三

如图4（a）所示是本实施例三提供的一种用于X射线CT管的平板灯丝。所述用于X射线CT管的平板灯丝包括平板和形成在平板上的发射结构。与实施例一和实施例二的区别在于，所述发射结构是由多个通槽形成的圆形结构。其中，所述平板的厚度为0.05~0.3mm。

请参阅图4（a），通槽由所述平板上端至所述平板下端、所述平板左端至所述平板右端设置，并在通槽路径上设置多条分叉点，每个分叉点的一端形成一个以平板中心为圆心的圆弧，另一端通向下一个分叉；最终形成以90°为旋转角的旋转对称网状图形。所述发射结构采用四个引脚，能够使平板灯丝结构更加稳定，在CT机扫描高速旋转时，避免平板灯丝因离心力而发生应力变形，延长了灯丝使用寿命。

与实施例一和实施例二相同，所述四个引脚分别为第一引脚41、第二引脚42、第三引脚43和第四引脚44。相对两个引脚同为电流的输出端，或同为电流的输入端，相邻两个引脚中其中一个为电流的输出端，另一个为电流的输入端。在本实施例三中，所述第一引脚41为电流输入端，则所述第二引脚42和所述第三引脚43为电流输出端，所述第四引脚44为电流输入端，总的电流流向如图4（b）中的箭头所指。从所述第一引脚41和所述第四引脚44指向中心的电流产生的磁场互相抵消；从中心指向所述第二引脚42和所述第三引脚43的电流产生的磁场互相抵消，避免其对电子束流向的影响，保证了焦斑质量，进而提高了整机的成像质量。

从局部电流的流向上看，也符合磁场相互抵消的原则。为了方便描述，我们同样将所述第一引脚41到中心处的这部分结构定义为1区，所述第二引脚42、所述第三引脚43和所述第四引脚44到中心处的结构分别定义为2、3、4区。在图4（c）中，箭头表示所述发射结构中电流流向，所述第一引脚41和所述第四引脚44均为电流输入端。因此在图4（c）中，1区和4区电流流向方向相反，因而产生的磁场互相抵消。同理，2区和3区电流产生的磁场也互相抵消。以此类推，从外环到中心环，局部电流产生的磁场互相抵消。

若所述第一引脚41和所述第四引脚44为电流输出端，所述第二引脚42和所述第三引脚43为电流输入端，则与上述内容相似。

在所述发射结构中，两条输出电流和两条输入电流之间通槽处的电压差很小；只在1区和2区，3区和4区的交界处，如图4（c）中的阴影部分，即输出电流和输入电流之间的通槽处存在一定的电压差，并从外围到中心逐渐变小。因此，输出电流和输入电流之间通槽的槽宽大于两条输出电流之间通槽的槽宽，也大于两条输入电流之间通槽的槽宽。根据通槽间的压差调整通槽槽宽，极大的降低了打火的概率，延长了平板灯丝的使用寿命。具体的，所述平板灯丝中通槽的槽宽可在0.005~0.1mm范围内优化调整。

仿真实验表明，在灯丝温度同处在2300℃的环境下，现有技术的双引脚灯丝在离心加速度增大到20g时开始发生了一定程度的形变；若使本实用新型的平板灯丝产生同样的形变量，离心加速度至少为40g。本实用新型的平板灯丝所能承受的离心加速度与现有技术相比，至少提高了100%。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。