X射線例如被用在臨床診斷和可視化中。通常通過向X射線管施加高電壓來產(chǎn)生X射線。X射線管是一種封裝的裝置,該封裝的裝置包括真空,并且具有電子源,即陰極,以及具有電子靶(electron target),即陽極。從陰極發(fā)射的電子通過在陽極和陰極之間施加的高電壓加速,并且以高速度、即高能量撞擊陽極。作為電子束的沖擊,在X射線管的陽極材料處產(chǎn)生高熱負(fù)荷。
電子與陽極材料的相互作用伴隨有輻射,即具有連續(xù)譜的所謂“軔致輻射(Bremsstrahlung)”以及具有離散單色譜的所謂“特征(Characteristic)”輻射?!败愔螺椛洹钡妮椛渥V對于醫(yī)療保健中的各種診斷應(yīng)用而言是低效的。僅“軔致輻射”的輻射譜中的某部分被用于質(zhì)量成像,而低能量光子使患者曝光過度而無助于圖像質(zhì)量。超過99%的電子能量在陽極材料中轉(zhuǎn)化成熱,從而導(dǎo)致在靶材處的大量熱負(fù)荷。當(dāng)為了獲得高分辨率的X射線圖像,X射線的焦點在直徑上處于微米的范圍中時尤其是如此。
為了減小陽極處的熱負(fù)荷,可以快速地改變靶材,以便不在靶材的特定體積部分中積累熱負(fù)荷。提供面向電子束的快速變化的陽極材料的最有效的方式是使用旋轉(zhuǎn)或移動的固態(tài)陽極,并且另一種方式是使用通過流動的液體材料形成的靶,例如高Z材料或者低Z材料和高Z材料的組合。
具有旋轉(zhuǎn)陽極的X射線管從現(xiàn)有技術(shù)是已知的,例如從US3836805A、DE3429799A1和US6735283B2。所述布置結(jié)構(gòu)中的限制因素是旋轉(zhuǎn)頻率的最大值,該旋轉(zhuǎn)頻率的最大值對于例如整個管的外部加速度是敏感的,并且難以利用可靠的傳輸微焦源(transmission microfocus source)來制造管。
具有用作陽極的射流形式的液體金屬的X射線管從現(xiàn)有技術(shù)也是已知的,例如從US8170179B2、US7929667B1和US7412032B2。液體射流作為靶材的優(yōu)點在于液體金屬的優(yōu)異傳熱性能以及產(chǎn)生在真空中或者在電子和X射線透明殼體內(nèi)自由流動的細(xì)且快速的液體射流的可能性,例如具有如下射流,即:所述射流具有小于0.1mm的直徑和大于50m/s的液體流速。所述布置結(jié)構(gòu)的缺點在于使用復(fù)雜的再循環(huán)系統(tǒng),該再循環(huán)系統(tǒng)包括用于高溫液體金屬的泵。液體金屬的流率受泵限制,所述布置結(jié)構(gòu)的可靠性受到限制,并且泵增加了成本和復(fù)雜性。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于X射線管的流體注射器,以及一種通過液體金屬注射來提供液體陽極的方法,從而解決上述問題。具體而言,一個目的在于提出一種注射器和一種使用該注射器來產(chǎn)生X射線的方法,從而防止高熱負(fù)荷,而沒有諸如閥之類的移動部件,該注射器具有簡單且易于使用的設(shè)計,具有低復(fù)雜性和長持續(xù)時間而沒有嚴(yán)重磨損,并且在生產(chǎn)中具有成本效益。
上述目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于X射線管的流體注射器和根據(jù)權(quán)利要求10所述的提供液體陽極的方法來實現(xiàn)。
本發(fā)明的有利實施例在從屬權(quán)利要求中給出。主要權(quán)利要求的特征可以彼此組合并且可與從屬權(quán)利要求的特征組合,并且從屬權(quán)利要求的特征可以組合在一起。
根據(jù)本發(fā)明的通過液體金屬注射來提供液體陽極的用于X射線管的流體注射器包括如下裝置,即:所述裝置以流體射流的形式從所述裝置的腔室中的開口來注射流體,所述流體射流通過改變所述腔室內(nèi)的容積的布置結(jié)構(gòu)產(chǎn)生。所述流體注射器還包括儲存陽極材料的儲存器,所述儲存器通過管與所述腔室流體連接。所述管包括沿流體流動方向形成如下形狀的部分,即:所述形狀在注射期間阻止從所述腔室到所述儲存器的流體流動。
根據(jù)本發(fā)明的所述流體注射器解決了上述問題。具體而言,流體注射器通過液體金屬注射給X射線管提供液體陽極用于產(chǎn)生X射線,從而防止高熱負(fù)荷。該注射器具有簡單且易于使用的設(shè)計,該設(shè)計具有低復(fù)雜性。所述注射器是持久的而沒有嚴(yán)重磨損,并且在生產(chǎn)中是具有成本效益的,這是由于沒有如泵或閥之類的具有高磨損的移動部件。沒有閥和泵的注射器的設(shè)計允許與高頻率的注射一起使用,是可靠的,并且由于與電子束接觸的陽極材料的快速變化,材料中熱負(fù)荷的總和減小。X射線能夠以高強度產(chǎn)生并且聚焦,而無需很多工作。
具有在注射期間阻止從腔室到儲存器的流體流動的形狀的所述管的部分可以沿流體流動方向形成有彎曲和/或成一定角度傾斜的形狀,所述形狀特別是呈管的重復(fù)環(huán)路(repeated loops)的形式,特別是呈螺旋形式。
這種形式易于生產(chǎn)且生產(chǎn)具有成本效益,特別是利用市售的管材來生產(chǎn),并且在注射期間,特別是在替代重新填充階段的具有高頻率的短注射階段期間,有效地阻止從腔室到儲存器的流體流動。
腔室和儲存器之間的流體連接可以是通過管的不間斷直接連接和/或永久性的。這意味著,在腔室和儲存器之間的流體連接中沒有布置閥或其他流體中斷部件。具有彎曲和/或成一定角度傾斜的形狀而沒有如閥之類的移動部件的管易于使用,生產(chǎn)成本低且可靠,而沒有高復(fù)雜性,并且由于沒有移動部件從而減少了磨損而持久。
所述管可包括具有螺旋形狀的部分,所述螺旋形狀具有在5個至15個的范圍內(nèi)的多個完整環(huán)路和/或預(yù)定的曲率半徑和截面,以在注射階段中沿向儲存器的方向產(chǎn)生有限的和/或湍流的流體流,以及在重新填充階段期間沿向腔室的方向產(chǎn)生層流流體流。即使當(dāng)流體在沒有環(huán)路的管中將以高速流動時,重復(fù)的環(huán)路在注射期間能夠很好地阻止流體流回到儲存器。湍流阻止流體在注射期間從注射器腔室流回到儲存器。由于流體從儲存器到具有腔室的裝置的良好流動,層流允許用來自儲存器的流體良好地重新填充腔室。5個至15個之間的多個環(huán)路足夠多,以在注射期間阻止流體流動,并且足夠少,以在重新填充期間允許管內(nèi)的良好流體流動,而沒有對流體流動的高阻力。尤其是取決于所使用的流體的種類,注射流體的裝置和儲存器的尺寸、管的材料、截面和曲率半徑以及在注射期間阻止流體流動所需的環(huán)路的數(shù)量可以被計算和預(yù)先確定。
所述流體可以是和/或可以包括液體金屬,特別是鎵和/或鎵合金和/或鋰和/或鋰合金。這些材料非常適合作為陽極材料用于X射線的產(chǎn)生。
所述裝置可以被設(shè)計用于高壓脈沖流體注射,特別是具有處于10Hz至1000Hz的范圍內(nèi)的注射頻率的高壓脈沖流體注射。在該頻率下,使用閥難以處理并且包含大量的磨損。由于液壓錘效應(yīng),管中的彎曲和/或成一定角度傾斜的形狀的部分在注射期間能夠很好地阻止流體流動。
改變腔室內(nèi)的容積的布置結(jié)構(gòu)能夠包括用于腔室內(nèi)的容積改變的金屬片、膜和/或壓電元件,所述容積改變特別是具有處于10Hz至1000Hz的范圍內(nèi)的頻率和/或在所述腔室內(nèi)為通過所述開口的脈沖流體注射而產(chǎn)生高壓。
注射流體的裝置可以包括噴嘴杯,特別是具有銳利邊緣孔口的噴嘴杯,和/或夾持的圓形膜,和/或特別是通過壓電致動器來驅(qū)動的活塞。該裝置的這種設(shè)計使得能夠以高頻率來注射具有小截面的陽極材料的射流。
所述注射器和/或所述注射器的部件,特別是所述開口,能夠布置在真空管的內(nèi)部中或能夠流體連接到所述真空管的內(nèi)部,以將流體作為陽極材料注射到電子束中和/或注射到電子束,所述電子束特別是通過電子源來產(chǎn)生。
特別是使用如前所述的流體注射器,根據(jù)本發(fā)明的在X射線管中通過液體金屬注射來提供液體陽極的方法包括如下步驟,即:從注射流體的裝置所包括的腔室的開口沿朝向電子束的方向以流體射流的形式來注射液體金屬。所述注射通過利用布置結(jié)構(gòu)來改變所述腔室的容積從而在所述腔室中的流體中產(chǎn)生高壓而產(chǎn)生。所述方法還包括如下步驟,即:利用來自儲存器的液體金屬來重新填充所述腔室,所述液體金屬通過管從所述儲存器流動到所述腔室。
所述管中的液體金屬流在重新填充期間是層流的,并且在注射期間至少部分地是湍流的,特別是其中,所述管中的液體金屬流在注射期間受到所述管的沿流動方向具有彎曲和/或成一定角度傾斜的形狀的部分限制。所述彎曲和/或成一定角度傾斜的形狀可以呈管的重復(fù)環(huán)路的形式,特別是呈螺旋形式,即形成為螺旋形。
脈沖液體金屬注射,特別是具有處于10Hz至1000Hz的范圍內(nèi)的注射脈沖頻率的脈沖液體金屬注射,在時間上能夠繼之以利用來自儲存器的液體金屬、特別是通過加熱儲存器中的固體金屬而液化的金屬來重新填充所述腔室。金屬可以根據(jù)液體注射所需的量來液化。
電子束能夠以基本上90度的角度交會于所注射的液體金屬射流處,特別是脈沖液體金屬射流處。擊中液體金屬、即陽極靶材的電子向材料產(chǎn)生能量,從而導(dǎo)致熱負(fù)荷和X射線的產(chǎn)生。由于材料的移動,被電子束擊中的靶材改變,從而防止、即相應(yīng)地減小了材料的特定體積單元中的熱負(fù)荷的總和。對液體金屬射流的電子束沖擊的基本上90度的角度可導(dǎo)致高X射線產(chǎn)率,特別是在傳輸模式(transmission mode)中。根據(jù)能量分布、幾何限制和其他情況,其他的重合(coincidence)角度也是可能的。
所述電子束能夠交會于所注射的液體金屬射流處,所述液體金屬作為陽極材料和/或靶,并且產(chǎn)生X射線,特別是電子束在小體積的金屬中以高強度和/或在所注射的金屬處具有低熱負(fù)荷的情況下?lián)糁邪小?/p>
在注射期間,通過壓電致動器來驅(qū)動的活塞能夠通過壓縮液壓流體體積而在所述腔室中產(chǎn)生高壓,從而使膜、特別是夾持的圓形膜變形,以在液體金屬通過開口從所述腔室排出的情況下減小所述腔室的容積,所述開口特別是呈具有銳利邊緣孔口的噴嘴杯的形式,并且液體金屬被所述管的具有彎曲和/或成一定角度傾斜的形狀的部分阻擋而不能流動到儲存器。
與根據(jù)本發(fā)明的在X射線管中通過液體金屬注射來提供液體陽極的所述方法有關(guān)的優(yōu)點與先前結(jié)合流體注射器所描述的優(yōu)點相似,并且反之亦然。
下面參照附圖中所示的圖示實施例來進一步描述本發(fā)明,附圖中:
圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的流體注射器1,其中,管7包括流體連接注射流體的裝置2和儲存器6的螺旋部分9,以及
圖2更詳細(xì)地示出了圖1的注射流體的裝置2的實施例,其具有帶銳利邊緣孔口的噴嘴杯(nozzle cup)形式的開口10,以及
圖3示出了布置在與電子源14結(jié)合的X射線管中的流體注射器1,其中,所產(chǎn)生的電子15與注射的陽極材料8相互作用以產(chǎn)生X射線16。
在圖1中,示出了根據(jù)本發(fā)明的流體注射器1,其中,管7包括流體連接注射流體的裝置2和儲存器6的螺旋部分9。螺旋部分9允許在用來自儲存器6的液體重新填充裝置2期間的層流流動,并且在從注射器2注射流體期間阻止流體從裝置2流動到儲存器6。
裝置2包括腔室3,其填充有待注射的液體形式的流體。腔室3的容積例如在1cm3的范圍內(nèi)。所述流體是用作陽極的液體金屬,例如鎵基合金或鋰基合金?!白⑸洹币庵附?jīng)由腔室3中的開口4從腔室3注射到腔室3的外部,即裝置2的外部。裝置2包括改變腔室3內(nèi)的容積的布置結(jié)構(gòu)5。布置結(jié)構(gòu)5可以是或包括例如壓電裝置,其被形成為特別是在施加第一電壓之后減小腔室3的容積。容積的減小增加了腔室3中的壓力,并且具有如圖1中所示的流動方向8的液體的流通過開口4從腔室3中排出。當(dāng)克服開口4處的液體的表面張力時注射液體流。注射導(dǎo)致腔室3中的壓力降低,直到壓力低于克服表面張力的值的點,此時注射停止時。
在下一步驟中,例如壓電裝置的布置結(jié)構(gòu)5可以例如在施加第二電壓之后增加腔室3的容積,所述第二電壓特別是具有相反的電壓符號。容積的增加導(dǎo)致腔室3中的壓力降低。液體從填充有液體的儲存器6通過管7被吸取到裝置2的腔室3。腔室3用液體金屬重新填充,并且該過程可從開端重新開始,從而注射液體。結(jié)果,可以連續(xù)地產(chǎn)生或中斷液體金屬的脈沖注射??梢栽谑┯昧黧w注射器1期間根據(jù)需要來選擇各種注射和重新填充的時段。注射和重新填充可以是周期性的,伴隨有相同的時間間隔或變化的時間間隔。
儲存器6中的壓力被選擇為是足夠低的,以便不會在不移動布置結(jié)構(gòu)5的部件的情況下克服開口4處的表面張力。只要儲存器6中的壓力低于由開口4的直徑和液體表面張力所設(shè)定的極限,就沒有液體離開流體注射器1。該極限尤其取決于液體注射器1的環(huán)境,特別是例如真空中的壓力。
為了產(chǎn)生具有低摩擦和高重新填充率的液體流的重新填充期間的層流液體流,管7的截面大于腔室3中的開口4的截面。在開口4和管7具有圓形直徑D1和D2的情況下,例如,管7的內(nèi)徑D2為200微米,并且開口4的直徑D1為50微米。
對于要在注射期間阻止的液體流,重新填充的時間間隔例如大約為注射的時間間隔的十倍。注射液體、即從腔室3排出液體的短時間間隔是由通過布置結(jié)構(gòu)5的快速容積變化造成,從而在克服液體的表面張力之后突破開口4引起液體流脈沖,并且沿從腔室3到儲存器6的方向推動管7中的液體。從腔室3快速推入到管7中、特別是進入到具有比開口4的截面要大的截面的管中的液體導(dǎo)致一種液壓錘和/或湍流,所述液壓錘和/或湍流被管7的螺旋部分9阻擋。相反,在重新填充期間更緩慢的層流沒有或至少僅非常少地被管7的螺旋部分9減少。
特別是取決于通過布置結(jié)構(gòu)5的容積變化的速度和/或用于重新填充和注射的時間間隔,計算和/或預(yù)先限定螺旋9的圈數(shù)、管7中的流體流的截面相對于開口4的截面和/或腔室3的容積,以獲得來自裝置2的液體的注射,特別是克服開口4處的液體的表面張力,以及導(dǎo)致在注射期間在螺旋部分9處阻擋管7中的液體流。這些值,特別是截面、即管7的內(nèi)截面、重新填充時間段和螺旋9的圈數(shù),被選擇成在重新填充期間導(dǎo)致層流液體流,以在沒有或具有很小的流阻和/或摩擦損失的情況下從儲存器6重新填充腔室3。在重新填充期間由所述流體注射器1產(chǎn)生良好的重新填充,而在注射期間具有大量的注射液體而沒有和/或具有很少的液體從腔室3流動到儲存器6。
在圖2中,示出了裝置2的一個實施例,其具有帶銳利邊緣孔口的噴嘴杯形式的開口10。改變腔室3內(nèi)的容積的布置結(jié)構(gòu)5包括:液壓液體容積13,其例如填充有空氣、油或水,被特別是鋼膜的夾持的圓形膜11封閉;以及通過壓電致動器驅(qū)動的活塞12。為簡單起見,未示出如管7或儲存器6之類的其他部件。在施加例如具有正號的第一電壓的情況下,壓電致動器沿向膜11的方向向下驅(qū)動活塞12。所述液壓液體容積沿著向膜11的方向被推動,從而使膜11沿遠(yuǎn)離活塞12的方向變形。具有待通過注射器來注射的液體的腔室3被布置成與液壓液體容積13相對,通過膜11來分隔。膜11壓縮腔室3中的待注射液體,從而將壓力增加到高于開口10處的流體表面張力的值。流體突破并從腔室3排出,即被裝置2注射。
在例如具有負(fù)號的第二電壓施加于壓電致動器的情況下,活塞12沿遠(yuǎn)離膜11的方向向上移動。所述液壓液體容積擴張,從而使膜11朝向活塞12變形。膜11使腔室3中的待注射液體擴張,從而緩慢地減小壓力,以將液體從儲存器6經(jīng)由管7吸取到腔室3,而不克服開口10處的液體的表面張力。沒有真空或具有低壓的空氣經(jīng)由開口10被吸取到腔室3中。膜11的緩慢移動,即腔室3中容積的緩慢擴張和液體吸入,導(dǎo)致管7中的層流液體流,而不通過螺旋部分9阻擋液體。腔室3用來自儲存器6的液體重新填充,以準(zhǔn)備好用于下一次注射。只要液體處于儲存器6中,該過程就可以重復(fù),該儲存器6可以重新填充。
腔室3的重新填充可通過布置結(jié)構(gòu)5主動、直接地引起,其中,液體流與布置結(jié)構(gòu)5的移動同步。在高頻操作中,在布置結(jié)構(gòu)5的快速移動引起腔室3和儲存器6之間的壓力差之后,隨著時間的推移重新填充可以是緩慢的。
在壓電疊堆(piezo-electric stack)的情況下,高頻移動是可能的,這取決于電壓變化及其頻率。壓電疊堆在布置結(jié)構(gòu)5中的典型擴張距離例如在0.1mm的范圍內(nèi),而力在50kN的范圍內(nèi),從而產(chǎn)生高達(dá)500Atm至1000Atm的壓力。這允許以例如10Hz至1000Hz的高頻下的脈沖方式的高壓注射。線性壓電致動器能夠在高電壓變化下以高頻率擴張和/或收縮,從而以高恒定力推動和/或拉動活塞12。該力被轉(zhuǎn)化成例如液壓液體容積13中的液壓液體的高壓變化。液壓液體容積13和腔室3之間的壓力差例如使夾持的盤式膜變形,該盤式膜特別是由薄鋼板制成。該變形在腔室3中引起高壓或低壓,從而引起液體金屬注射脈沖,即相應(yīng)地重新填充。
腔室3中的開口10的尺寸例如在0.01mm至0.1mm的量級,并且可以例如通過激光鉆孔來產(chǎn)生。開口10可具有錐形形狀,所述錐形形狀在腔室3的內(nèi)側(cè)處具有錐底,以提供射流緊縮流(vena contracta flow)。高注射壓力和開口10的小直徑使得能夠?qū)崿F(xiàn)高速微射流。
如圖1中所示的流體注射器1允許高頻率下的液體金屬流動,例如經(jīng)由開口4的液體注射和從儲存器6的重新填充,而不使用閥或移動部件,以防止空氣在重新填充期間被吸取到腔室3中和/或液體在注射期間從腔室3被推回到儲存器6中。流體注射器1不像具有如阻止液體流動的閥之類的移動部件的注射器那么復(fù)雜,更易于生產(chǎn),在生產(chǎn)中更便宜,并且持久,而沒有如閥之類的易磨損部件。
在管7沿流體流動方向彎曲和/或成一定角度傾斜成形的情況下,具有彎曲和/或成一定角度傾斜的形狀的管7的部分9中的液體流動方向的變化,除了沿管7的長度在管7中發(fā)生摩擦損失之外,還將引起顯著的液壓損失。在注射階段期間的這些損失比在重新填充階段期間的要高若干數(shù)量級。這是由于在注射期間液體流出將是與層流低速重新填充流、即腔室3的裝填相反的湍流。
可以通過使例如具有0.1mm至1mm的內(nèi)徑的毛細(xì)管繞例如具有16mm的直徑的圓柱形桿形成螺旋,來制成、即產(chǎn)生具有螺旋形狀9的管的一部分。具有1mm的內(nèi)徑和2mm的外徑以及15×360度的整圈的螺旋管將產(chǎn)生具有大約0.85m的長度和呈60×90的彎曲和/或成一定角度傾斜成形的部分的管7。假定當(dāng)裝置2和儲存器6之間的壓力差高、例如為100Atm時具有高速湍流,則在也可稱為彎管(elbow)并歸結(jié)于螺旋部分9的彎曲和/或成一定角度傾斜的形狀的部分中的液壓損失,與管7中的純摩擦損失相比,將引起附加的50%的損失。在重新填充、即裝填階段期間,彎曲和/或成一定角度傾斜的形狀的部分由于液體流的層流狀態(tài)將不會產(chǎn)生任何附加的損失。
在腔室3內(nèi)的壓力非??斓卦黾拥那闆r下,管7中的液壓錘效應(yīng)將出現(xiàn),特別是在管7的螺旋部分9中。這種效應(yīng)源于如下事實,即:液體中的任何擾動以有限的速度傳播通過液體,所述有限的速度對應(yīng)于聲音在液體中的特定速度,這取決于液體的物理和熱力學(xué)性質(zhì)以及管7的機械性質(zhì)。由于液壓錘效應(yīng),壓縮波沿從裝置2到儲存器6的方向移動,并且膨脹波沿相反的方向移動。液體在所述波的波前(front)之后被加速,從而需要一定的時間段以建立液體到儲存器6的流出。沖擊波在螺旋管中的傳播比在直管中要復(fù)雜。這個事實需要附加的時間來建立流出,從而使注射期間的總液體損失最小化并且增加可能的操作頻率。
這允許裝置2以高頻率在脈沖模式中操作,所述高頻率取決于注射期間的液體損失與重新填充期間的補償?shù)谋嚷?。螺旋?易于制造并且在注射階段期間在流動狀態(tài)是湍流時限制液體流出到儲存器7,即儲存罐,但在重新填充期間當(dāng)流動狀態(tài)是層流時不會帶來任何重要的液體流動損失。
在圖3中,示出了流體注射器1,其布置在與電子源14結(jié)合的X射線管中。電子源14產(chǎn)生電子15,該電子15與注射的陽極材料8相互作用以產(chǎn)生X射線16。為簡單起見,圖3中未示出X射線管的殼體。在注射到X射線管中的電子束15中的情況下,液體金屬作為陽極材料以例如液體高速射流8的形式的注射提供了在形狀和速度上良好限定的陽極材料。與電子束15相互作用的陽極材料快速變化,從而減少了與電子相互作用的陽極材料體積中的熱負(fù)荷。熱負(fù)荷分布在陽極材料上。電子束15通過電子源14產(chǎn)生并且可以被聚焦,從而以如圖3中所示的流動方向8以例如90度的角度撞擊液體陽極材料射流。X射線通過電子與陽極材料的相互作用產(chǎn)生。
由于熱負(fù)荷減少,能夠產(chǎn)生更少的“軔致輻射”以及具有良好限定的波長的更高的特定X射線輻射。良好限定的、特定波長的X射線增加了例如X射線計算機斷層攝影或其他X射線檢查裝置的分辨率。
為了產(chǎn)生X射線圖像,可以僅將一個陽極材料注射用于成像。儲存在儲存器6中的陽極材料的量可以持續(xù)X射線檢查裝置的使用壽命。替代性地,它也可以重新填充。根據(jù)本發(fā)明的用于X射線管的流體注射器1可以被附接到X射線管或布置在X射線管內(nèi)。整個系統(tǒng)可以是X射線檢查裝置的一部分,例如構(gòu)建到該裝置中。沒有類似閥之類的移動部件的流體注射器1的緊湊設(shè)置使得能夠?qū)崿F(xiàn)包括注射器1的具有長使用壽命的X射線管的設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的上述特征可以彼此組合和/或可以與從現(xiàn)有技術(shù)已知的實施例組合。例如,流體注射器1的部件的尺寸和注射的頻率可以根據(jù)用作陽極材料的液體金屬的種類以及根據(jù)X射線管的應(yīng)用來選擇。例如,代替鋼,膜材料可由其他金屬和/或非金屬材料制成。流體注射器1可在惰性氣氛中而非真空中使用,所述氣氛影響流體的表面張力和開口4、10的必要尺寸。
所產(chǎn)生的X射線可以是微焦X射線。液體注射器1可以替代用于液體金屬注射的復(fù)雜和笨重的基于泵的再循環(huán)系統(tǒng)。液體金屬注射器1的操作模式可以是脈沖模式,其中,頻率取決于注射期間腔室3中的液體損失與重新填充期間的補償、即裝填的比率。無閥的注射器1能夠產(chǎn)生細(xì)的高速液體射流,該液體射流可用作用于微焦X射線產(chǎn)生的陽極材料。與具有旋轉(zhuǎn)陽極的管或與具有高壓泵的液體陽極管相比,使用沒有如閥之類的移動部件的注射器1提高了系統(tǒng)可靠性。根據(jù)本發(fā)明的注射器1對外部加速度不敏感,因而改善了例如在具有快速旋轉(zhuǎn)的機架的計算機斷層攝影術(shù)中針對不同應(yīng)用的操作限制。
與常規(guī)的微焦解決方案相比,使用液體金屬射流作為陽極材料允許對X射線管施加顯著更高的負(fù)載。使用例如鋰和鑭的金屬合金的不同組分的優(yōu)化組合產(chǎn)生優(yōu)化的X射線譜,這對于在醫(yī)療診斷期間的高圖像質(zhì)量和低患者劑量負(fù)荷而言是至關(guān)重要的。