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CT球管的前世今生
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  • 2018/12/29 14:39:31 ? 作者:admin ?查看:0 回復: 0
CT球管的前世今生

作為CT設備的信號源,球管是CT設備中最值錢的核心部件之一,它的性能直接影響了CT的圖像質量及使用壽命。自1896年,德國C.H.F.Muller發明了世界上第一個具有實際使用意義的X線球管后,人們對于球管技術上的改進就從未停止……   


前奏——X射線的發現


探究球管的發展歷史,還得從倫琴發現X射線說起:1895年,德國人倫琴在試驗陰極射線管時發現了X射線。

倫琴實驗室



這一偶然發現使倫琴感到興奮,他把其它的研究工作擱置下來,專心致志地研究X射線的性質。經過幾周的緊張工作,他發現了下例事實:

(1)X射線除了能引起***亞鉑酸鋇發熒光外,還能引起許多其它化學制品發熒光。

(2)X射線能穿透許多普通光所不能穿透的物質;特別是能直接穿過肌肉但卻不能透過骨胳,倫琴把手放在陰極射線管和熒光屏之間,就能在熒光屏上看到他的手骨。

(3)X射線沿直線運行,與帶電粒子不同,X射線不會因磁場的作用而發生偏移。



倫琴和世界上第一張X光照片

倫琴發現X射線的消息公布后,幾乎所有的歐洲實驗室都立即用X射線管來進行試驗和拍照。


幾個星期之后,X射線已開始被醫學家利用。醫生應用X射線準確地顯示了人體的骨骼,這是物理學的新發現在醫學中最迅速的應用。


為紀念倫琴對物理學的貢獻,后人也稱X射線為倫琴射線,并以倫琴的名字作為X射線等的照射量單位。1901年,倫琴因發現X射線獲得了首個諾貝爾物理學獎。

 

前世——球管的發明


在Walter教授的大力幫助下,德國人C.H.F.Muller于1896年2月初,發明了世界上第一個具有實際使用意義的X線球管,這是一只非常簡單并且沒有明確焦點對焦的球管。



燈絲通電后,X線在整個底部發射,由于這個原因,接收到的圖像非常模糊。同一年,C.H.F.Muller為Walter教授和Voller教授發明出第一個具有焦點的X線球管。這種球管通過陰極置一個凹鏡把X線匯聚于一點,這個具有里程碑的發明大大地增加了照片的清晰度和縮短了曝光時間。



這只改進后的球管,X線從一塊被放置成和陰極斜對稱的特制的鉑金片上放射出來,陰極如同凸鏡形狀。當管子兩端通上電流后,陰極發射出電子流撞擊鉑金片,即今天我們常說的陽極,于是便產生X線。這種形狀結構的球管由于有了一個重要的小焦點,因此具有比以前更加清晰的圖像。



早期的球管由于玻璃管內總是有殘留氣體,在通電加熱時,X線球管難以啟動,且由于真空度不高導致球管工作短,壽命不長。19世紀初,美國通用電子研究所的物理學家威廉·柯立茲設計發明了真空球管,利用燈絲通電發出電子流而產生X線,真空球管比以前的球管更加精確、穩定和牢固,能得到更好的圖象效果。



威廉·柯立茲

經過長期的實踐試驗后,1913年,他的球管被引入醫學領域,并應用于臨床。目前,放射醫學所用的X線球管基本都是在威廉·柯立茲所設計的球管的基礎上改進的。

今生——CT球管發展現狀


科學技術的進步促進了現代醫療的發展,CT作為廣泛應用于臨床檢查的影像診斷設備,已由過去的常規攝影到現在的腦部掃描、心血管造影,經歷了從單層到螺旋多層的發展。




球管作為X線源,其重要性可想而知,多層螺旋CT連續不間斷掃描,X線劑量大,因而要求CT球管有更高的熱容量。熱容量的提高要求球管材料,旋轉陽極的結構不斷的改進和提高。?。ㄎⅲ┙裹c、大容量、高頻高壓及其穩定性、高速旋轉陽極(噪聲?。?、燈絲發射一致性等成為球管的發展方向。


近年來發明了用液體金屬作為潤滑劑的螺旋溝紋中空陽極柄,有效的延長了球管的壽命,并可保證連續掃描使圖像質量穩定清晰。也有廠家嘗試將多球管及飛焦點技術應用到CT機上……


                                     

本文來源:器械之家


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