球管又稱X線管或管球，其作用是產(chǎn)生X射線，是X線發(fā)生裝置的核心部件。而CT球管不僅是CT設(shè)備中產(chǎn)生X射線的關(guān)鍵部件，是CT設(shè)備的信號(hào)源載體，還是CT設(shè)備的“高值耗材”。CT球管技術(shù)壁壘較高，全球能獨(dú)立生產(chǎn)的廠商屈指可數(shù)。今天，小編就來(lái)聊聊CT球管的那點(diǎn)事兒。

(克魯克斯管)

  1896年，穆勒（C.H.F.Muller）發(fā)明了世界上第一個(gè)具有實(shí)際使用意義的X線管，這是一只非常簡(jiǎn)單并且沒(méi)有明確焦點(diǎn)對(duì)焦的球管。燈絲通電后，X線在整個(gè)底部發(fā)射，接收到的圖像非常模糊。同年，穆勒發(fā)明出第一個(gè)具有焦點(diǎn)的X線球管，又被稱為穆勒球管。這種球管通過(guò)陰極置一個(gè)凹鏡把X線匯聚于一點(diǎn)，兩端通上電流后，陰極發(fā)射出電子流撞擊陽(yáng)極，產(chǎn)生X線。

(穆勒球管)

  1913年，柯立芝（Coolidge）發(fā)明了高真空熱陰極固定陽(yáng)極球管（stationary anode X-ray tube），又被稱為柯立芝管。這種球管管內(nèi)真空度高，電子由熱陰極發(fā)射，并由加在陽(yáng)極和陰極兩端的高壓電壓加速撞擊陽(yáng)極靶面產(chǎn)生X射線?？铝⒅ス苤恍枰淖冴帢O工作溫度就能調(diào)節(jié)管電流的大小。此外，柯立芝管的管電流和管電壓可以分別調(diào)節(jié)。1923年，雙焦點(diǎn)固定陽(yáng)極球管研制成功，使一只球管同時(shí)具有兩種不同焦點(diǎn)尺寸和功率特性。由于固定陽(yáng)極球管的陽(yáng)極靶是固定不動(dòng)的，高速電子流轟擊陽(yáng)極靶的固定位置，具有功率小、焦點(diǎn)大的特性。目前，固定陽(yáng)極球管僅用在低功率移動(dòng)式X線機(jī)或牙科X線機(jī)中。

(柯立芝管)

  1927年成功研制出了旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極球管（rotating anode X-ray tube）。高速運(yùn)動(dòng)的電子束由偏離球管中心軸線的陰極射出，轟擊到轉(zhuǎn)動(dòng)的靶面上。由于高速運(yùn)動(dòng)的電子束轟擊靶面所產(chǎn)生的熱量，被均勻地分布在轉(zhuǎn)動(dòng)的圓環(huán)面上，承受電子束轟擊的面積因陽(yáng)極旋轉(zhuǎn)而大大增加（實(shí)際焦點(diǎn)和空間位置不變），熱量分布面積大大增加。由于旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極球管具有功率大、焦點(diǎn)小的特點(diǎn)，問(wèn)世后便得到了迅速發(fā)展。20世紀(jì)60年代，旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極轉(zhuǎn)速達(dá)到了9000r/min。20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了金屬外殼旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極球管。

(旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極球管)

  2003年，西門子推出了straton電子束控球管。straton電子束控球管采用陽(yáng)極直接冷卻的設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)的CT球管相比，可以釋放多達(dá)10倍的熱量?？焖俚睦鋮s意味著可以安裝更小的陽(yáng)極，因此設(shè)備重量更輕，進(jìn)一步提高了機(jī)械穩(wěn)定性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更高的旋轉(zhuǎn)速度。此外，straton電子束控球管還擁有“飛焦點(diǎn)”技術(shù)，可以多角度記錄每次掃描的每個(gè)投影，提高采樣率，大幅改善圖像的清晰度。

(straton電子束控球管)

  2013年，GE推出了第一支名為Performix Plus的液體軸承球管，并在2015年推出了新的Performix 40 Plus液體軸承球管，用于Revolution EVO CT。液體軸承球管在實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)速，提供高質(zhì)量圖像的同時(shí)，不僅降低旋轉(zhuǎn)時(shí)的噪音，更重要地是延長(zhǎng)了球管的使用壽命。

  2020年，昊志影像基于碳納米管冷陰極技術(shù)制備的X射線球管試產(chǎn)成功，作為新一代的CT球管，碳納米冷陰極CT球管突破了傳統(tǒng)X光管的技術(shù)瓶頸，解決了傳統(tǒng)CT系統(tǒng)需要長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱、無(wú)法高速開啟與關(guān)斷、功耗大及成像分辨率低等技術(shù)難題。

(碳納米管冷陰極管)

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