本文介紹了3MHU　X射線CT球管的設(shè)計(jì)過程，包括了電子槍、旋轉(zhuǎn)陽極靶、高速軸承以及高效散熱管殼的設(shè)計(jì)；實(shí)際制成了樣管并進(jìn)行測(cè)試，從測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證此設(shè)計(jì)方案的可行性和正確性。

　　X 射線計(jì)算機(jī)斷層掃描成像(Computerized Tomography，簡稱CT)設(shè)備對(duì)人體進(jìn)行非侵入性高解析度成像，清晰顯示人體內(nèi)部的病灶信息，已成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診斷和現(xiàn)代社會(huì)衛(wèi)生保健不可或缺的重要組成部分。CT球管作為CT機(jī)中X射線的產(chǎn)生裝置，是CT設(shè)備的重要組成部分。為滿足CT設(shè)備各項(xiàng)性能的要求，CT球管必須具有較高的熱容量(單、雙排CT設(shè)備使用的CT球管熱容量通常在2～3.5MHu，64排CT設(shè)備使用的CT球管熱容量在5～8MHu)和較高的轉(zhuǎn)速。

　　國外CT球管的研制和生產(chǎn)廠商主要有美國瓦里安(Varian)、當(dāng)力(Dunlee)、通用電氣(GeneralElectric，GE)、德國西門子(Siemens)、荷蘭飛利浦(Philips)、日本東芝(Toshiba)等；國內(nèi)的發(fā)展尚處于不成熟階段，其生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)水平與國外對(duì)比還有很大差距。我們針對(duì)市場(chǎng)需求，最大地開展了2～3.5 MHu熱容量CT球管的研制工作。

　　本文主要介紹了3MHu熱容量CT球管的設(shè)計(jì)過程和整管的測(cè)試結(jié)果；設(shè)計(jì)過程包括電子槍的設(shè)計(jì)、旋轉(zhuǎn)陽極靶和轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)、高轉(zhuǎn)速軸承和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及CT球管散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。CT球管在工作時(shí)，大量電子轟擊陽極靶盤產(chǎn)生大量熱量，陽極靶的熱量主要通過熱輻射由管殼吸收，所以在設(shè)計(jì)過程中要考慮到陽極靶的材料的選擇、陽極靶結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、高轉(zhuǎn)速系統(tǒng)動(dòng)平衡快速調(diào)試以及高效散熱管殼的設(shè)計(jì)。

　　1、研制目標(biāo)

　　主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

表1 主要技術(shù)指標(biāo)

　　2、電子槍的設(shè)計(jì)

　　本管電子槍在設(shè)計(jì)時(shí)采用直熱式雙陰極結(jié)構(gòu)，采用陶瓷絕緣結(jié)構(gòu)來提高極間耐壓；陰極燈絲為單螺旋純鎢絲結(jié)構(gòu)，分別為小焦點(diǎn)( )陰極、大焦點(diǎn)(■)陰極；大小焦點(diǎn)均采用杯狀聚焦極對(duì)電子束成形。采用專業(yè)電子光學(xué)計(jì)算軟件(CST)對(duì)CT球管電子槍進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，仿真的計(jì)算結(jié)果如圖1所示。

圖1 CT球管電子軌跡圖

　　根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出的電參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸如表2所示。

表2 電參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸

　　從計(jì)算結(jié)果可以看出，所設(shè)計(jì)的電子槍參數(shù)滿足本管的指標(biāo)要求。

　　5、結(jié)束語

　　本文介紹了3MHU 熱容量CT球管的設(shè)計(jì)方案，包括電子槍、旋轉(zhuǎn)陽極靶、高速旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)和管殼散熱系統(tǒng)等專題設(shè)計(jì)以及實(shí)際制管測(cè)試情況。從測(cè)試結(jié)果可以看出此方案滿足設(shè)計(jì)要求，解決了CT球管制管的關(guān)鍵技術(shù)，后期還需要進(jìn)一步完善制管工藝，進(jìn)行臨床試驗(yàn)。