手提式袖珍Ｘ光透视仪制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于医疗诊断的手提式袖珍Ｘ光透视仪。它是由小焦点Ｘ射线管作为Ｘ射线源，光锥型转换器，静电聚焦型的像增强器，光学放大系统和以低电压作为驱动源的电源组成。它具有体积小，结构简单，使用方便，寿命长，图象清晰，对于操作人员和周围环境无害无污染，成本低廉，适宜大批量生产的优点。（*该技术在1997年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术是一种用于医疗诊断的小型化手提式X光透视仪。已有技术中，美国专利文献4142101描述了一种小型的X光透视仪(目前美国已有产品出售，商标号为LiXi)，主要由X射线源，X射线转换器和图象增强器组成。其特征是X射线源采用，129I放射性同位素、转换器是平板型的，像增强器是近贴聚焦式的。这种结构的X光透视仪具有体积小，结构简单，携带方便的优点，但也还存在下列缺点。1.作为X射线源的129I放射性同位素，它的半衰期仅仅是六十天，对于500毫居里的剂量，也只能使用四至八个月，否则分辨率和亮度变差，图象不清晰。这种放射源不论使用或者存放均是不停的衰变，所以它的寿命短，需要经常换源，从而带来了换源繁琐，成本高的问题。这种放射性材料对环境有污染，对于保管、运输以及回收均带来许多烦杂的工作。2.因为转换器是平板型的，为了提高转换效率，获得大的图象视场，则要求大尺寸的转换屏(此屏是沉积在纤维板上闪烁体材料的平板)，与此相应的微通道板(MCP)也需要是大面积的，然而，制造这种大面积的符合要求的微通道板是很困难的。用小面积的微通道板，难以保证图象所要求的视场。3.采用近贴聚焦式的像增强器，它要求光电阴极与微通道板之间的距离是0.1至0.2毫米，微通道板与荧光屏之间的距离小于1毫米，对于这样小的距离和精度要求其制造工艺复杂而困难，因为光电阴极与微通道板之间的距离很近，为避免场致发射，所加电压限制在低电压上(通常在200伏至400伏之间)，这就降低了电子到达微通道板的能量，也就限制了像增强器的增益。由于电子横向发散，加上阴极与荧光屏之间的空间很小，光和离子反馈比较严重。因为空间小，不能加入保持真空度的吸气剂，所以管内真空度不能长时间地保持高真空度(要求真空度于10－6托以上)，由上述各种原因，看出这种像增强器要求加工精度高，难度大，寿命短。本技术的目的为了克服上述缺点，改进X射线源，转换器和像增强器，提供一台既是体积小，使用方便，又具有寿命长，图象清晰，没有使用放射性同位素材料所带来的麻烦，价格便宜的手提式X光透视仪。本技术的手提式X光透视仪，由X射线源、转换器，像增强器，光学放大系统和电源组成。其特征在于X射线源是小焦点的X射线管，转换器和像增强器分别是光锥型和静电聚焦式的。所说的小焦点X射线管，是用钨丝绕成筒状螺旋形作为热阴极，和靶板的阳极以及聚焦电子的聚焦罩一起封于高真空(真空度为10－6托以上)的玻璃管内。其中聚焦罩将热阴极产生的电子束会聚成一焦斑上。为了获得清晰的图象，要求此焦斑小于1毫米，倾角小于12°。本新型的X射线管直径小于φ30毫米，长度小于75毫米，灯丝电压小于3伏，电流小于2A，管压是30KV至40KV，管流为60微安至100微安，因为管流小，避免了由于X射线引起的烧伤。使用寿命长于1万小时。所说的光锥型转换器是由X射线输入窗、闪烁体材料层，光锥耦合器和可见光增透层组成。输入窗采用对X射线损耗小，透过率高而对可见光起屏蔽作用的材料制成，如低原子系数的铝箔、钛箔。闪烁体材料层也称为转换屏，它将吸收的每一个X射线的量子转换成大量(103)的可见光光子，通常使用的闪烁体材料有钨酸钙(CaWO44)，碘化铯(〔CsI(Na)〕，碘化钠(NaI(TL))。转换屏的转换效率与转换屏上闪烁体材料涂层的厚度有关。为了获得高的转换效率和清晰的图象，闪烁体材料层的厚度要选择适当(一般选为200微米至600微米之间)。转换屏是光锥耦合器的大端面，光锥耦合器的小端面是可见光增透层。此增透层只允许透过一定波长的可见光(如4200A)对于其他波长的光大部分被滤掉。这个增透层与像增强器的输入纤维光学面板之间实现紧密的光学耦合。在大端面和小端面之间有光纤，为了提高分辨率，选择光纤的直径要足够小，通常小于25微米。这种结构的光锥耦合器避免了来自转换屏外的入射光所产生的横向散射，从而增加了发光强度。所说的静电聚焦型的像增强器，是由输入和输出纤维光学面板，光电阴极、电子聚焦极、微通道板(MCP)和荧光屏，密封于圆柱形的高真空管内构成。为了有利于减小像散和场曲、输入纤维光学面板设计成平一凹结构，平面与光锥耦合器的小端面耦合，凹面的表面镀(或沉积)有光电阴极材料，这种阴极材料的响应波长与光锥耦合器的可见光增透层的输出波长相匹配。(应该是S－20或S－11)。由初始入射的每个X射线量子，通过光电阴极被转变成大量的光电子。这些光电子通过电子聚焦极(也称聚焦罩)聚焦並加速到微通道板的输入端。当微通道板在非饱和状态下(加10000伏电压时)工作时，平均电子增益可以达到104倍，对于信息的损失概率几乎为零。微通道板选择直通道，或者选择弯通道。微通道板与荧光屏之间加有3500伏电压的电场，电子被加速到荧光屏上。荧光屏对着微通道板的一面是镀铝磷光体层(如P－20〔ZnCdS(Ag)〕粉)的荧光面。为了防止可见光反馈到光电阴极上以及保护荧光面不受高能电子的轰击，提高荧光屏的寿命，在荧光面上镀一层铝膜。通过输出纤维光学面板传输和显示图象。X射线管的电源或是50周的交流电或是直流干电池，为了野外使用方便，可以采用直流干电池。此电源装在机身内。整机的电源以直流低压作为驱动源有自动亮度控制，输出电压分为高低四档(如30KV至40KV、60KV、3.5KV和1KV)整个电源装入橡胶或类似于橡胶的绝缘防护材料所做的外壳内，既可防磁、防电，又便于使用携带。整机外形设计成手枪形状，有手柄和支撑臂操作方便灵活。本技术的优点1.本新型的X射线源是X射线管、它除了具有体积小使用方便外，还具有寿命长，价格便宜，对环境没有污染的优点。它避免了使用放射性同位素做为X射线源所带来的运输、保管、回收等繁琐的工作。同时可以避免由于X射线所引起的烧伤。2.使用光锥耦合器作为转换器，解决了使用平板型转换器所带来的需要大输入视场与小面积的微通道板之间的矛盾。从而简化了制造工艺，降低了成本。3.使用静电聚焦型的像增强器比使用近贴聚焦型的像增强器减小了电子在微通道板输入端的横向发散，提高了增强器的调制传递函数和极限分辨率。减少了光反馈和离子反馈，提高了增强器的增益，保证图象质量。4.本新型的X射线管的电源装入整机内，为交直流电源两用，这就方便了携带和使用。5.整机电源使用低电压驱动源，输出的电压分为四档、高达6KV、电源的效率高，使用安全。附图说明图1，手提式袖珍X光透视仪结构示意图。 1－X射线管，2－防护罩，3－X射线输出口，4－X射线管电源，5－支撑臂，6－X射线转换器，7－像增强器，8－光学放大系统，9－板机，10－按钮开关，11－手柄，12－输入线进口。 图2，X射线管结构示意图。 13－玻璃外壳，14－阳极，15－聚焦罩，16－阴极。 图3，转换器和像增强器剖视图。 17－X射线输入窗，18－闪烁体材料层，19－光锥耦合器，20－可见光增透层，21－输入纤维光学面板，22－光电阴板，23－电子聚焦极，24－微通道板(MCP)，25－镀铝磷光体层，26－输出纤维光学面板，27－像增强器管壳，28－光电阴极电源接线柱加电压为－6KV，29－电子聚焦极电源接线柱，加电压为－1KV，30－微通道板(MCP)电源接线柱为接地点，31－荧光面(镀铝磷光体层电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于医疗诊断的手提式袖珍Ｘ光透视仪，由外壳、支撑臂、手柄、Ｘ射线源、转换器、像增强器、光学放大系统和电源所组成，其特征在于：ａ、Ｘ射线源是由玻璃外壳、阴极、阳极和电子聚焦罩组成的小焦点的Ｘ射线管，ｂ、Ｘ射线的转换器是由大端面为Ｘ 射线入射窗和闪烁体材料层、光锥耦合器和小端面为可见光增透层所组成的不锥型的转换器。ｃ、像增强器是由管壳、输入纤维光学面板、光电阴极、电子聚焦极、微通道板和荧光屏所组成的静电聚焦式的橡增强器，ｄ、整机电源是低电压的驱动源，输出电压有高 低四挡，有可以防磁防电的外壳。

【技术特征摘要】
1.一种用于医疗诊断的手提式袖珍X光透视仪，由外壳、支撑臂、手柄、X射线源、转换器、像增强器、光学放大系统和电源所组成，其特征在于a、X射线源是由玻璃外壳、阴极、阳极和电子聚焦罩组成的小焦点的X射线管，b、X射线的转换器是由大端面为X射线入射窗和闪...

【专利技术属性】
技术研发人员：于长海，刘海清，曹金洲，余加进，王黎君，冯政新，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]