用于运动补偿式断层合成成像系统的模块化X射线源和X射线源管更换的方法与流程

本申请整体涉及x射线生成装备，并且更特别地涉及一种小型、轻量和节能的x射线源模块。

背景技术：

1、x射线源在医疗、工业、安防以及其他科学和技术领域中具有广泛的应用。在大多数情况下，在一台x射线成像机中存在一个x射线源。然而，在一些情况下，在具有特定快速成像应用的单个机器中需要多个x射线源。多源x射线断层合成成像系统越来越受欢迎，因为其可以高速和低剂量率来创建3d图像。因为其使用多个运动中的脉冲x射线源，所以有必要使x射线源模块化来进行轻松更换。x射线源管组件完全在场外预制。现场安装仅涉及公用设施的基本连接。

2、当在一台机器中使用更多x射线源时，会出现更多的可靠性问题。如果多个其他x射线源当中的一个x射线源发生故障，则机器总体将失灵。

3、存在用于解决这种问题的两种方式。一种方式是，通过增强每一个x射线源部件的可靠性来增加x射线源本身的可靠性，使得机器可变得总体更可靠。另一种方式是创建新工艺，使得机器部件的更换是容易的并且成本低，从而不需要特殊的人员训练。

4、然而，无论技术如何进步，一些关键部件都是可消耗的并且已知总是具有有限的使用寿命。例如，没有人期望标准灯泡会永远使用下去。如今，在大多数情况下，每一个具有普通技能的成年人都能够更换标准灯泡。

5、类似地，x射线源的x射线管是x射线机内消耗最大的部件。其具有有限的使用寿命。然而，在现有技术中，在技术上难以更换便携式和单块式类型的x射线源中的x射线管。由于可能存在绝缘油污染，通常需要特殊的工具，并且在一些情况下甚至需要清洁室。x射线管是高电压装置的一种类型。在利用它们进行工作之前对操作者释放静电是行业惯例。然而，x射线管不可放电。存在三个一般原因。首先，不存在x射线管内用于释放额外电荷的安全机制。第二，不存在易于在x射线管外做到这一点的方式。相当大量的绝缘油(10cm至20cm)通常覆盖x射线管表面。一些杂散静电无法穿过该油层。此外，一些金属部件可能存在于封围件结构上。如果它们在分离过程期间被意外地触摸，则它们可能形成附加的电容并且导致对操作者的静电放电。即使任何额外的电荷都被释放，其也会像针刺那样或更轻微，这在人没有察觉的情况下可忽略不计。第三，即使x射线管内不生成额外的电荷，操作人员也必须佩戴导电橡胶手套。如果手套由合成材料制成，则它们的电导率会非常低。由于小间隙，x射线管封围件结构与x射线管窗口之间的电容非常高。因此，如果手套在分离过程期间被意外地触摸，则它们将变成为至高电压部分的导电路径。在没有外部接地装备的情况下，静电电荷可能引起不期望的事件。在现有技术中存在用于x射线成像系统中的两种不同的x射线源。一种x射线源是便携式类型源，另一种x射线源是单块式类型源。

6、此外，在现有技术中更换管需要特殊的人员训练。即使技术人员大致理解x射线管的详细知识，也仍需要针对特定品牌的x射线源的特殊训练。技术困难和特殊训练要求可显著和快速地增加成本变化。

技术实现思路

1、模块化x射线源以及用于更换此类x射线源的方法，其中可消耗x射线管、高电压电路和冷却绝缘油被布置在预先设计的模块封围件结构内。在模块封围件结构上存在x射线管窗口、对准引导件和电连接器。封围件通常由低成本挤压铝制成并且在两端处被焊接。模块化x射线源对于其中利用x射线源且需要易于更换x射线管、较低的维护成本、可靠的x射线成像系统启动和运行时间的运动补偿式多个脉冲源断层合成成像系统特别有用。

2、模块化x射线源具有许多优点。一个优点是，由于带有x射线管组件的模块化封围件，可非常容易地以非常低的成本来更换x射线管组件的整个封围件而无需特殊的人员训练，因为技术困难和特殊训练要求可显著和快速地增加成本变化。另一个优点是，在遵循非常少的机械和电气步骤的情况下，在维修过程期间只花费非常短的时间来进行更换。系统启用新x射线标准，因此技术人员不必熟悉不同种类的x射线源。本发明具有许多优点。模块化系统具有x射线管、高电压电路、绝缘和冷却油等，它们全都被内置在封围件内。对于用户而言只需处理电连接器和对准引导件，这可使x射线源维修像更换标准灯泡那样轻松。模块化x射线源的设计适用于大产量生产。运动补偿式多个脉冲x射线源断层合成成像系统旨在实现世界范围的低成本快速3d成像，因此x射线源产量可非常大。当产量增大时，x射线源的成本可甚至低得多。更低的成本可继而生成甚至更高的产量。然后更低价格到更高产量的循环是生成良好结果的良性循环。

技术特征：

1.一种用于运动补偿式多个脉冲x射线源断层合成成像系统的x射线源的模块化x射线管组件，其包括：

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述封围件在带有多个脉冲x射线源的多源断层合成成像系统中是可更换的。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述封围件为金属并且焊接在一起以在两端处密封。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述x射线管被高电压油包围，并且其中所述油对所述x射线管进行冷却。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述x射线窗口焊接在所述封围件的一端上，并且对准引导件在所述封围件的另一端上。

6.根据权利要求1所述的设备，其包括：在所述封围件的一端上的电连接器。

7.根据权利要求1所述的设备，其包括：冷却绝缘油，所述冷却绝缘油通过在所述封围件的端部处的填充孔注射到所述封围件中，以填充所述x射线管与所述x射线管窗口之间的空间，其中所述x射线管在之后安装。

8.根据权利要求1所述的设备，其包括：安装到支撑臂的保持器支撑件，其中所述保持器支撑件沿所述支撑臂的纵向轴线相对于所述支撑臂可移动。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述x射线管安装在所述保持器中，并且其中所述x射线管沿保持器的纵向轴线可移动。

10.一种更换用于多个脉冲源断层合成成像系统的模块化x射线源的方法，其中所述模块化x射线源在用户可更换的封围件内，所述源包括：定位在所述封围件上的x射线窗口；x射线管，所述x射线管在所述封围件内并且面向所述x射线窗口；在所述封围件内的一个或多个高电压生成电路板；以及连接器，所述连接器适于耦接到多引脚连接器，所述方法包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述x射线源在带有多个脉冲x射线源的多源断层合成成像系统中是用户可更换的。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述封围件为金属，所述方法包括：在两端处焊接并且密封所述封围件。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述x射线管被高电压油包围，并且其中所述油对所述x射线管进行冷却。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述x射线窗口焊接在所述封围件的一端上，并且对准引导件在所述封围件的另一端上。

15.根据权利要求10所述的方法，其包括：将电连接器连接在所述封围件的一端上。

16.根据权利要求10所述的方法，其包括：将冷却绝缘油通过在所述封围件的一端处的填充孔注射到所述封围件中，并且将所述油排放到所述x射线管与x射线管窗口之间的空间中，并且在之后安装x射线管。

17.根据权利要求10所述的方法，其包括：将保持器支撑件安装到支撑臂，其中所述保持器支撑件沿所述支撑臂的纵向轴线相对于所述支撑臂可移动。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述x射线管安装在保持器中，并且其中所述x射线管沿所述保持器的纵向轴线可移动。

技术总结
本发明公开了一种模块化X射线源以及用于更换此类X射线源的方法。所述源在可消耗模块化封围件内，其中整个组件在维护期间被替换掉。所述封围件覆盖X射线管，高电压电路板6和冷却绝缘油被布置在所述模块封围件内。封围件结构包括X射线窗口、连接器接合对准引导件和电连接器。所述模块化X射线源用于其中利用多个脉冲X射线源的多个源断层合成成像系统中。所述可消耗模块化封围件内的X射线管组件的轻松更换导致更低的维护成本和总体可靠的X射线成像机。模块化源有潜力增加本领域中的机器产量并且创建针对可更换模块化X射线源的新标准。

技术研发人员：马纳特·毛林拜,顾淳元,杨林波,刘建强
受保护的技术使用者：AIXSCAN公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8