CT-skanner X-Ray Tubes Clarified

Bedre Technologies føre til utfordrende oppgaver i CT-scanner Røntgen Tubes.

Den nyeste CT-skanning teknikker plassere en høy varmebelastning på CT-skanner røntgenrøret, på grunn av behovet for høye strømverdier rør for å gi nok fotoner i bildet, ved skanning med raske rotasjoner og fine stykker. Økende priser på pasientens fedme betyr at størrelsen av den gjennomsnittlige pasienten er en ekstra belastning for røntgenrøret, for eksempel høyere røret strømninger må brukes for å generere nok fotoner for å gi rimelige bildekvalitet. For å skanne en tilstrekkelig lang lengde, og samtidig unngå overoppheting, CT skanner x-ray-rør har generelt blitt utviklet for å ha høy anodevarmekapasitet og høye avkjølingshastigheter. Noen design har lav anodevarmekapasitet, men svært høye kjøle priser for å kompensere. Disse to spesifikasjoner på CT skannere røntgen rør: varmekapasitet og kjøling rente må i fellesskap vurderes for å vurdere den samlede varmebelastningen evne. Eksempler på design av CT skanner x-ray-rør som forbedrer kjøle priser er: spiral-groove lagrene med flytende metall smøring, og anoder med direkte oljekjøling.

X-Rays og forholdet til Produsert Heat.

For å produsere x-ray, relativt store mengder elektrisk energi må overføres til x-ray tube. Bare en liten del av energien avsatt i CT-skanner røntgenrøret omdannes til røntgenstråler; de fleste vises i form av varme. Dette setter en begrensning på bruk av CT-skanner x-ray-rør. Hvis overdreven varme produseres i CT-skanner røntgenrøret, vil temperaturen stige over kritiske verdier, og CT-scanner røntgenrøret kan skades. Denne skaden kan være i form av en smeltet anode eller sprukket rørhylsteret. For å hindre denne skaden må CT-skanner operatøren være klar over den varmemengde som produseres og dets forhold til varmekapasiteten til CT-skanneren røntgenrøret.

Varmen som produseres under x-ray produksjon kan være en begrensende faktor i CT scanning, spesielt med spiral skanning av relativt store anatomiske regioner.

En av de store utfordringene i utviklingen av CT-skanner x- ray-rør for moderne, høy ytelse CT-skannere er å gi designfunksjoner for å imøtekomme de høye nivåer av varme produsert.

Varme produsert i fokalpunktet område på den roterende anode av CT røntgenrør av bombarderer elektroner fra katoden. Siden bare en liten brøkdel av den elektroniske energi omdannes i røntgenstråling, kan det bli ignorert i varmeberegninger. . Vi vil anta at all den elektronenergi omdannes til varme
I en enkelt eksponering, blir den varmemengde som produseres i fokalpunktet området gitt ved den generelle formel:
Varme = anodepotensial * MAS

For å vurdere problemet med CT-skanner røntgenrøret oppvarming, er det nødvendig å forstå forholdet av tre fysiske størrelser: varme, temperatur og varmekapasitet. Varme er en form for energi, og kan uttrykkes i energienheter.

relasjoner mellom Heat, temperatur og varmekapasitet.

Temperatur er den fysiske mengden forbundet med et objekt som viser sin relative varmeinnhold. Temperaturen er angitt i enheter av grader. Fysiske endringer, slik som smelting, er direkte relatert til objektets temperatur snarere enn dens varmeinnhold.
Som ved enhver gitt objekt, forholdet mellom temperaturen og varmeinnholdet i anoden til CT-skanneren røntgenrøret omfatter et tredje mengde: varmekapasitet, noe som er karakteristisk for anoden

Det generelle forhold kan uttrykkes som følger:.
varme = varmekapasitet * Temperatur

Varmekapasiteten til CT-skanneren x -ray røret er mer eller mindre proporsjonal med dens størrelse eller masse, og et særtrekk ved materiale som er kjent som spesifikk varme. Når varme tilføres til et objekt, temperaturen øker i forhold til mengden av varmen som er tilført. Når en gitt mengde varme tilføres, er temperaturøkningen omvendt proporsjonal med anode av CT-skanneren røntgenrøret varmekapasitet. I en anode med stor varmekapasitet, er den temperaturstigning som er mindre enn i en med en liten varmekapasitet. Med andre ord, blir temperaturen av anoden bestemmes av forholdet mellom dens varmeinnhold og dens varmekapasitet.

Varmen som produseres i brennpunktet på anoden. Fra dette området, varme trekk ved ledning gjennom anoden legemet og ved stråling til rørhuset; varme overføres også, ved stråling, fra anoden kroppen til rørhuset. Varme fjernes fra rørhuset ved overføring til det omgivende kjølemedium. Når røret er i drift, strømmer varme vanligvis inn i og ut av de tre områdene nevnt ovenfor. Skade kan oppstå hvis varmeinnholdet i ethvert område overskrider sin maksimale varmekapasitet.

X-Ray Tubes i Multispiral CT skannere.

I motsetning til de fleste andre teknologiske faktorer, CT-skanner x-ray-rør på Multispiral CT-skannere positivt nytte, siden belastningen på røret reduseres med bruk av en Multispiral detektor. I dette aspekt, gjør CT-skanner røntgenrøret for Multispiral CT ikke nødvendigvis å være en større. Imidlertid kan situasjonen være helt annerledes når raskere rotasjon blir brukt i kombinasjon med en Multispiral detektorsystem. På grunn av disse krevende spesifikasjoner blir helt nye tube design som kreves i forbindelse med presisjon, sikkerhet og levetid.

Utvalget av varmekapasiteten av moderne Multispiral CT skanner x-ray-rør er fra flere mega-varme-enheter opp til 8 megavarmeenhetene. Varmespredning rate av de største CT røntgen rør topper på over 2000 kilo-varme enheter per minutt.

The Future of CT X-Ray Tubes

De fremtidige krav til computertomografi bildebehandling, angående x-ray kilde, kan oppsummeres som følger:. økt scan makt, kortere rotasjonstider , kortere nedtrappings tider og mindre brenn flekker, alle svært gunstig for pasienten og legen i diagnostisering og behandling
.