專利名稱：乳房照相用x射線發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于醫(yī)用診斷儀器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于乳房照相的醫(yī)用X射線發(fā)生器。
乳腺癌是乳腺上皮細(xì)胞的惡性腫瘤，為婦女特別是35～50歲年齡組婦女最常見的癌瘤之一。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料披露1997年，世界上患乳腺癌的人數(shù)有91萬多人，死于乳腺癌的人數(shù)為376000多人。在我國(guó)，乳腺癌的發(fā)病率和死亡率近年來也呈上升趨勢(shì)。迄今為止，雖然醫(yī)學(xué)界對(duì)乳腺癌已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)十年的研究，但其患病機(jī)理仍尚不清楚，患者的死亡率也依然很高。一般說來，當(dāng)乳腺癌的腫塊發(fā)展到能直接感覺到時(shí)大約要十年時(shí)間，許多研究都表明，早期診斷可使乳腺癌的治愈率達(dá)到90％以上。乳腺癌早期檢查的最有效方法是乳房X射線成象結(jié)合物理檢查。因?yàn)槿榉康奈⑩}化點(diǎn)通常伴隨有小的、觸摸不到的乳腺癌(即哪些早期的感覺不到的乳腺癌)，而X射線乳房照相是檢測(cè)微鈣化點(diǎn)的唯一方法。從好的方面看，乳腺癌患者的生存率正在緩慢上升。二十年前，患者術(shù)后5年生存率為68％，現(xiàn)在已達(dá)到77％，實(shí)現(xiàn)這一進(jìn)步的最主要原因是用X射線乳房照相實(shí)現(xiàn)了乳腺癌早期診斷。大多數(shù)乳房照片都是用專用的乳房照相設(shè)備拍攝的，因?yàn)槿榉恐形⑩}化點(diǎn)的尺寸很小，對(duì)比度差異很細(xì)微，在所有的醫(yī)學(xué)X射線成象設(shè)備中，乳房照相需要的空間和對(duì)比度分辨最高。但誠(chéng)如公眾所知X射線輻照人體超過一定劑量時(shí)，容易造成機(jī)體組織電離甚至誘發(fā)病變，由于照相是需要定期檢查的醫(yī)學(xué)X射線照相，因此盡可能地降低輻照劑量是絕對(duì)必要的。
X射線乳房照相需要在盡可能低的輻照劑量下得到盡可能高的圖象質(zhì)量，采用最佳X射線能量是獲得理想照相效果的關(guān)鍵。照相過程中，如果X射線能量過高，對(duì)乳房中的變化的靈敏度就很弱，我們感興趣的信號(hào)也就相應(yīng)變得很弱；而如果X射線能量太低，則很少有X射線能穿過乳房，大多數(shù)被乳房吸收，圖象噪聲又會(huì)大大增加(簡(jiǎn)單地通過增大X射線通量來降低圖象噪聲是不可取的，因?yàn)槠鋵?dǎo)致大多數(shù)能量被患者吸收成為輻照劑量)。另外，最佳能量不僅取決于被照缺陷的尺寸和組成(如一個(gè)大而厚的物體與一個(gè)小的微鈣化點(diǎn))，還取決于被檢查的乳房的尺寸和組成。為此，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)者近年來對(duì)用于乳房照相的最佳X射線能量做了多方面地深入研究，這一研究包括三種尺寸的乳房薄乳房(成象時(shí)可被壓縮至2cm厚)、中等乳房(5cm)和厚乳房(8cm)，所有乳房均為平均組成(50％的脂肪和50％的乳腺)。研究發(fā)現(xiàn)一般情況比，對(duì)在薄乳房中的尺寸為100μm的微鈣化點(diǎn)成象，能量要求較低，17.5keV是足夠的；但如果用大約17.5keV的X射線對(duì)厚乳房中的尺寸為100μm的微鈣化點(diǎn)成象，則所需的輻照劑量是薄乳房的100倍；對(duì)平均厚度的乳房尤其是厚乳房，理想的X射線能量接近25keV。研究及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)各種尺寸的乳房照相，需要的是能譜集中在22～25keV的X射線源。
傳統(tǒng)的乳房照相用X射線發(fā)生器中一般采用鉬做為陽(yáng)極材料(鉬靶)和過濾器。在X射線管的發(fā)展過程中采用鉬靶很大程度上是由于歷史的原因，因?yàn)槿藚^(qū)分灰度級(jí)的能力較弱，總體上的高對(duì)比度是必要的，而鉬是一種堅(jiān)實(shí)耐用的陽(yáng)極材料且能在膠片上產(chǎn)生較高的對(duì)比度。鉬靶X射線發(fā)生器產(chǎn)生的X射線能量較低，能譜中富含鉬的特征線約為17.5keV和19.6keV。這種譜形對(duì)薄乳房照相時(shí)工作得較好，但當(dāng)對(duì)大于平均厚度的乳房成象時(shí)，需要的輻照劑量將急劇增加，這就增加了因照相中的輻射劑量而誘發(fā)乳腺癌的危險(xiǎn)。顯然，目前使用的鉬靶X射線發(fā)生器并不太適合于乳房照相。
本實(shí)用新型的目的是提供一種能譜可調(diào)整為光子能量富集在22～25keV的乳房照相用X射線發(fā)生器，使之既能有效地應(yīng)用于各種尺寸和組成的乳房，且不增加因輻射誘發(fā)乳腺癌的危險(xiǎn)。
本實(shí)用新型的上述發(fā)明目的是通過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)特別是鉬靶X射線發(fā)生器結(jié)構(gòu)作出改進(jìn)而得以實(shí)現(xiàn)的，其結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案是這樣的在一個(gè)具有鈹窗的高真空射線管內(nèi)設(shè)有由陰極和陽(yáng)極組成的X射線源，其中的陽(yáng)極由鎢材料制成，它裝在一個(gè)磁控轉(zhuǎn)子上并可繞射線管豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在射線管鈹窗上鍍有25～35μm的銀材料層構(gòu)成裝置的銀過濾器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過對(duì)陽(yáng)極材料以及過濾器結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使發(fā)生器的發(fā)射譜向高能方向偏移，其入射電子動(dòng)能被調(diào)整到20～35keV，發(fā)射譜光子能量集中在22～25keV，從而有效提高了X射線穿透能力，減少了乳房照相過程中的輻照劑量，降低了誘發(fā)被檢照者乳腺癌的危險(xiǎn)。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型內(nèi)容做進(jìn)一步說明。


圖1為本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為傳統(tǒng)的鉬靶X射線發(fā)生器的X射線發(fā)射譜。
圖3為本實(shí)用新型的X射線發(fā)射譜。
如圖所示，本實(shí)用新型包括一個(gè)陰極1和一個(gè)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極6構(gòu)成的X射線源，它們被密封在一個(gè)具有鈹窗2的玻璃或陶瓷制發(fā)射管5內(nèi)，電子從陰極1轟擊陽(yáng)極6產(chǎn)生X射線。陽(yáng)極6是用比鉬的原子序數(shù)高的鎢材料構(gòu)成的，因而其特征線的能量可移到更高的能量，除鎢材料之外，采用其它相近的材料如鉿(72)、鉭(73)、錸(75)以及這些材料的合金構(gòu)成的陽(yáng)極，都是合適的。實(shí)施中，將陽(yáng)極6裝在一個(gè)磁控轉(zhuǎn)子3上使之可繞射線管豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。該X射線發(fā)生器的過濾器是在射線管鈹窗2上鍍有30μm的銀材料層制成的，除銀以外，其它過濾材料如銦(49)、鈀(46)、鎘(48)也是可以用的。圖3為該X射線發(fā)生器的發(fā)射譜，其入射電子能量為29keV，X射線經(jīng)銀過濾器后，銀在25keV處強(qiáng)烈的吸收邊使X射線能譜的峰值在25keV，并逐漸減小，截止能量為29keV。
圖1中標(biāo)號(hào)4為電磁線圈。
圖2與圖3的橫坐標(biāo)為光子能量坐標(biāo)，縱坐標(biāo)表示在某光子能量上的相對(duì)光子數(shù)。在圖象中，受光子計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律的限制，表征圖象質(zhì)量的最重要的指標(biāo)是信躁比。統(tǒng)計(jì)與計(jì)算的結(jié)果表明，本實(shí)用新型提供的X射線發(fā)生器的發(fā)射譜集中在20～25keV，能減少對(duì)厚乳房成象的輻照劑量?？傊?，本實(shí)用新型提供的X射線發(fā)生器的發(fā)射譜的能量更高，可以提高X射線對(duì)乳房的穿透能力并減少因乳房照相誘發(fā)乳腺癌的危險(xiǎn)。
權(quán)利要求一種乳房照相用X射線發(fā)生器，其特征是在一個(gè)具有鈹窗的高真空射線管(5)內(nèi)設(shè)有由陰極(1)和陽(yáng)極(6)組成的X射線源，所說的陽(yáng)極(6)由鎢材料制成，它裝在一個(gè)磁控轉(zhuǎn)子(3)上并可繞射線管(5)豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在射線管鈹窗(2)上鍍有25～35μm的銀材料層。
專利摘要一種用于乳房照相的醫(yī)用X射線發(fā)生器，包括一個(gè)陰極和一個(gè)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極構(gòu)成的X射線源，它們被密封在一具有鈹窗的發(fā)射管內(nèi)，陽(yáng)極用鎢材料制成，它裝在一個(gè)磁控轉(zhuǎn)子上并可繞射線管豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在射線管鈹窗上鍍有25～35μm的銀材料過濾層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的X射線發(fā)生器的發(fā)射譜的能量更高，可以提高X射線對(duì)乳房的穿透能力并減少因乳房照相誘發(fā)乳腺癌的危險(xiǎn)。
文檔編號(hào)H01J35/00GK2354503SQ98233178
公開日1999年12月22日 申請(qǐng)日期1998年11月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月26日
發(fā)明者邱孟通, 魏福利, 朱國(guó)富, 秦向東, 杜宏亮 申請(qǐng)人:西北核技術(shù)研究所