X射线阴极聚焦元件制造技术

本发明专利技术提供了用于X射线成像系统的阴极的各种方法和系统。一种用于制造该阴极的方法包括在聚焦元件上机加工多个聚焦特征并且将该聚焦元件焊接到基座组件。聚焦元件焊接到基座组件。聚焦元件焊接到基座组件。

【技术实现步骤摘要】
X射线阴极聚焦元件


[0001]本文公开的主题的实施方案涉及用于成像系统(例如，X射线成像系统)的阴极。

技术介绍

[0002]在X射线管中，电离辐射通过在真空中经由电场将电子从阴极加速到阳极而产生。电子源自具有流过其中的电流的阴极组件的长丝。长丝可以由流过它的电流加热以从阴极释放电子，并使电子朝向阳极加速。由不同电压的电流加热的附加长丝可以用于将电子束朝向阳极聚焦，并且影响X射线发射点的大小和位置。阴极可被配置有附加聚焦元件，诸如聚焦架构，例如以进一步影响X射线发射点的大小和位置。

技术实现思路

[0003]在一个实施方案中，一种用于制造用于成像系统的阴极的方法包括在聚焦元件上机加工多个聚焦特征并且将聚焦元件焊接到基座组件。聚焦元件沿着基座组件的第一边缘、第二边缘、第三边缘和第四边缘在焊接特征处焊接到基座组件，并且焊接在第一边缘和第二边缘之间的第一弯曲空间、第二边缘和第三边缘之间的第二弯曲空间、第三边缘和第四边缘之间的第三弯曲空间以及第四边缘和第一边缘之间的第四弯曲空间中的每一者处停止。
[0004]应当理解，提供上面的简要描述来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
[0005]通过参考附图阅读以下对非限制性实施方案的描述将更好地理解本专利技术，其中以下：
[0006]图1示出了成像系统的示例的框图。
[0007]图2示出可以被包括在图1的成像系统中的X射线系统管的一部分的横截面图。
[0008]图3A至图3C示出可包括在图2的X射线系统中的阴极的一系列制造阶段。
[0009]图4示出图3A至图3C的阴极的元件的分解图。
[0010]图5示出图3A至图3C的阴极的横截面图。
[0011]图6示出了用于制造图3A至图5的阴极的方法。
[0012]图2至图5是大致按比例示出的，但可以使用其他相对尺寸。
具体实施方式
[0013]以下描述涉及用于成像系统(诸如X射线成像系统)的阴极的方法和系统的各种实施方案。一种用于制造用于成像系统的阴极的方法包括在聚焦元件上机加工多个聚焦特征
并且将聚焦元件焊接到基座组件。所得的阴极包括沿着第一边缘、第二边缘、第三边缘和第四边缘在基座组件的焊接特征处焊接到基座组件的聚焦元件，以及在第一边缘和第二边缘之间的第一弯曲空间、第二边缘和第三边缘之间的第二弯曲空间、第三边缘和第四边缘之间的第三弯曲空间以及第四边缘和第一边缘之间的第四弯曲空间中的每一者处的焊接间隙。
[0014]智能阴极用于成像系统，诸如X射线成像系统，以提供对卷绕长丝的聚焦并产生具有电极特征的基本上无限焦点形状大小。智能阴极可通过在没有聚焦特征或其他阴极架构的情况下将至少两个基座元件钎焊在一起来制造，其中至少两个基座元件使用填充金属接合。然后在钎焊元件上机加工为电极提供聚焦的特征，例如，使用组件级处的放电机加工(EDM)。EDM可以允许具有线性形状的多个特征几何形状(例如，其中几何形状的平面以角度相交，而不是弯曲的几何形状)。在EDM以产生特征几何形状之后，可清洁所得智能阴极。例如，智能阴极的表面可以进行喷砂以从EDM工艺去除钎焊溢出物和重铸层。
[0015]然而，智能阴极制造的常规方法存在挑战。例如，使用EDM来机加工聚焦元件可生成具有成角度几何形状的聚焦特征，这可以减小智能阴极的聚焦范围并且降低聚焦特征的高电压稳定性。潜在的锋利聚焦特征(例如，由于成角度的几何形状)可定位在阴极杯或其他屏蔽元件内，使得聚焦特征的高度小于阴极杯的高度。此外，在钎焊和EDM之后清洁智能阴极期间，待清洁的阴极的一些表面可被聚焦特征几何形状阻挡而不被喷砂的视线看到。例如，用于将施加到智能阴极的第一部分的第一电压与施加到智能阴极的第二部分的第二电压分离的陶瓷绝缘体可被聚焦特征几何形状阻挡喷砂，并且因此不被清洁。上述挑战可导致电子和/或电压泄漏，由于元件退化而导致的智能阴极寿命减少，以及由陶瓷绝缘体的绝缘降低引起的其他挑战。因此，可能期望一种用于制造智能阴极的方法，该智能阴极具有增加的高电压稳定性、增加的可用寿命、增加的聚焦特征几何形状的选项以及增加的聚焦范围。
[0016]下面的描述涉及X射线管的阴极，其中X射线管可以被包括在X射线成像系统中，该成像系统的示例性框图在图1中示出。X射线成像系统可以是介入射线照相术成像系统、荧光透视成像系统、乳房X射线摄影成像系统、固定或移动射线照相术(RAD)成像系统、断层摄影成像系统、计算机断层扫描(CT)成像系统等。
[0017]X射线成像系统包括X射线源(例如，X射线管)以生成照射X射线束。X射线管的一个示例的横截面图在图2中示出。X射线管包括阳极组件和阴极组件，其中阴极组件包括阴极，本文描述了制造该阴极的方法。图3A至图3C示出了阴极的一系列制造阶段，包括将基座组件的零件钎焊在一起，对基座组件进行组件级放电机加工(EDM)以机加工局部基准和焊接特征，以及将聚焦元件焊接到基座组件的焊接特征上。阴极元件的分解图在图4中示出，示例性组装阴极以横截面图在图5中示出。图6示出了用于制造图3A至图5的阴极的方法，包括机加工基座组件，清洁基座组件，机加工聚焦元件，以及将聚焦元件焊接到基座组件。
[0018]图2至图5示出了具有各种部件的相对定位的示例性构型。至少在一个示例中，如果被示为彼此直接接触或直接耦接，则此类元件可分别被称为直接接触或直接耦接。相似地，至少在一个示例中，彼此邻接或相邻的元件可分别彼此邻接或相邻。例如，设置成彼此共面接触的部件可被称为共面接触。又如，在至少一个示例中，被定位成彼此间隔开并且其间仅具有空间而不具有其他部件的元件可被如此描述引用。又如，被示为位于彼此的上面/
下面、位于彼此相对侧、或位于彼此的左侧/右侧之间的元件可相对于彼此被如此描述引用。此外，如图所示，在至少一个示例中，元件的最顶部元件或点可被称为部件的“顶部”，并且元件的最底部元件或点可被称为部件的“底部”。如本文所用，顶部/底部、上部/下部、上面/下面可为相对图的竖直轴而言的，并且可用于描述图中元件相对于彼此的定位。由此，在一个示例中，被示为位于其他元件上面的元件被竖直地定位在其他元件上面。又如，图中所示的元件的形状可被称为具有这些形状(例如，诸如为圆形的、平直的、平面的、弯曲的、倒圆的、倒角的、成角度的等等)。此外，在至少一个示例中，被示为彼此相交的元件可被称为相交元件或彼此相交。另外，在一个示例中，被示为位于另一个元件内或被示为位于另一个元件外的元件可被如此描述引用。
[0019]在进一步讨论用于制造其中聚焦元件被焊接到基座组件的阴极的方法之前，示出了其中可以实现阴极的示例性成像系统。现在转向图1，示出了根据示例性实施方案的成像系统10的实施方案的框图，该成像系统被配置为采集原始图像数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制造用于X射线成像系统的阴极的方法，所述方法包括：在聚焦元件上机加工多个聚焦特征；以及将所述聚焦元件焊接到基座组件。2.根据权利要求1所述的方法，还包括将上延伸件和下延伸件钎焊到焊垫以形成所述基座组件，其中所述上延伸件的第一面使用填充金属联接到所述焊垫的第一面并且所述下延伸件使用填充金属联接到所述焊垫的相对的第二面。3.根据权利要求2所述的方法，还包括在所述基座组件的所述上延伸件上机加工局部基准和焊接特征。4.根据权利要求3所述的方法，其中使用放电机加工来机加工局部基准和焊接特征。5.根据权利要求4所述的方法，其中焊接特征在所述上延伸件的第二面的第一边缘、第二边缘、第三边缘和第四边缘中的每一者上被机加工，在所述焊接特征中的每一者之间具有弯曲空间。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述聚焦元件在焊接特征处焊接到所述基座组件，并且焊接在所述第一边缘和所述第二边缘之间的第一弯曲空间、所述第二边缘和所述第三边缘之间的第二弯曲空间、所述第三边缘和所述第四边缘之间的第三弯曲空间以及所述第四边缘和所述第一边缘之间的第四弯曲空间中的每一者处停止。7.根据权利要求6所述的方法，其中使用激光焊接将所述聚焦元件焊接到所述上延伸件。8.根据权利要求1所述的方法，还包括清洁所述基座组件。9.根据权利要求8所述的方法，其中清洁所述基座组件包括对所述基座组件进行喷砂。10.根据权利要求1所述的方法，其中使用放电机加工和五轴铣削机加工在所述聚焦元件上机加工所述多个聚焦特征，使得所述多个聚焦特征具有圆角和平滑几何形状。11.根据权利要求1所述的方法，还包括电抛光所述聚焦元件。12.一种用于X射线成像系统的阴极，所述阴极包括：基座组件；聚焦元件上的多个聚焦特征；以及焊接联接件；其中所述聚焦元件通过所述焊接联接件联接到所述基座组件。13.根据权利要求12所述的阴极，还包括：阴极杯，所述阴极杯周向围绕所述基座组件和所述聚焦元件的第一高度，其中所述聚焦元件的第二高度在所述阴极杯的高度上方延伸。14.根据权利要求12所述的阴极，其中所述基座组件由使用填充金属钎焊到绝缘体的第一面的下延伸件，以及使用所述填充金属钎焊到所述绝缘体的相对的第二面的上延伸件构成。15....

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文，
申请(专利权)人：通用电气精准医疗有限责任公司，
类型：发明
国别省市：