探秘移动医学影像：核心零部件

文章来源：思宇MedTech ；编辑：杨柳荣

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100多年以来，X射线管产生X射线的方式大同小异，影像设备大多因此“块头大”。直到，碳纳米管冷阴极球管的出现，不需要高温产生高能电子束，就能产生X射线，才有了像圆圈一样的CT和小巧的移动DR。

01、传统X射线管存在的问题

1895年伦琴发现了X射线，开创了一个充满新机遇的世界。但从那时到现在，X射线管产生X射线的方式基本上没有太大改变。

这些X射线管使用像老式白炽灯泡一样的加热灯丝在真空管内产生电子来产生 X 射线。

这些真空管通常采用熔点高、绝缘强度大、膨胀系数小的硼硅硬质玻璃制成。

阴极发射的高速电子流轰击金属阳极，99%的电子动能准换为热量，1%的能量转换为X射线。

由于释放的大都数能量都是热量，X射线管会变得非常热，需要在阳极安装一个电机使其旋转，防止金属靶熔化。此外，X射线管通常会采用油浴，帮助吸收热量。

在需要实时流查看的 X 射线系统中，热量成为一个更大的问题，例如导管室和荧光检查单元中的血管造影成像系统DSA，或者在极短时间内创建数百张图像的 CT 扫描仪。 

球管的结构和冷却系统需要从管道和周围系统组件中带走热量，这是这些系统如此沉重的原因之一，并且通常需要工程师或建筑师参与管道供水、引入暖通空调以及在建造新房间之前查看天花板或地板负载。 

02、碳纳米管冷阴极球管的优势

近年来，金属陶瓷以其抗震性强、工作稳定、使用寿命长、重量轻等特性，替代玻璃管成为了X射线管的“新宠”，是目前CT球管的主流材质。

2002年，美国北卡罗来纳大学的华裔科学家卢健平团队，为X射线源找到了一种新的材质，碳纳米管。

用碳纳米管制成的“场发射阴极射线管”来发射高能电子，不需要高温产生高能电子束，就能产生X射线。在室温条件下，一薄层碳纳米管就能产生高能电子束，一接通电源即可发射X射线，没有金属丝的预热过程。

自从2002年碳纳米管出现后，全球的影像厂商都开始了探索之路。Nanox像圆圈一样的CT就是采用的碳纳米管冷阴极，此外，Micro-X和锐珂的移动DR等也都是采用的碳纳米管冷阴极。

用碳纳米管制成的“场发射阴极射线管”来发射高能电子，存在以下优势：

无须利用高温产生高能电子束

寿命长，且很稳定

高电流，最大发射极电流130mA，可持续2秒

可以让X射线成像设备体积更小，重量更轻

主编｜赵清 

审核｜祎禾  

排版｜miya

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