基于冷陰極X射線源的快速成像驅動電路研究.pdf

1、X射線成像是重要的醫(yī)學診斷和治療技術之一。在X射線斷層掃描以及對動態(tài)器官的成像中，需要X射線源提供高強度的脈沖X射線。傳統(tǒng)的熱陰極X射線源采用電子受熱發(fā)射模式，無法實現(xiàn)電子束的快速開關，需要外加機械快門或電子快門來實現(xiàn)快速成像，X射線的利用率低，被診斷對象接受的X射線輻射劑量大。
　　針對熱陰極電子源無法實現(xiàn)電子束的快速調制這一技術障礙，本文研究了基于石墨烯復合柵網碳納米管作為場發(fā)射電子源的冷陰極X射線管，設計了脈沖高壓發(fā)生電路調

2、制場發(fā)射電子束，搭建了基于影像增強器的冷陰極X射線源快速成像系統(tǒng)，實現(xiàn)對靜態(tài)物體和動態(tài)物體的快速脈沖成像。本文主要研究內容如下:
　　首先，分析研究了場發(fā)射原理和冷陰極X射線管的工作特性，以課題組設計制作的石墨烯復合柵網碳納米管冷陰極X射線管作為發(fā)射源，分析其構成組件及其X射線發(fā)射性能。
　　然后，設計并制作了基于IGBT串聯(lián)的冷陰極X射線管柵極同步驅動電路，該電路以FPGA為脈沖信號源產生1ms～1s脈寬可調的短脈沖，以光

3、纖收發(fā)器HFBR-1521/2521實現(xiàn)驅動信號的同步，以IXDI414PI驅動器為基礎設計隔離驅動電路，最終設計了以5只IXGH10N170串聯(lián)的IGBT均壓電路，該電路耐壓值為6kV，可以產生脈寬1ms～1s、幅值0～6kV的高壓脈沖驅動信號。
　　在此基礎上，借助實驗室的X射線機、影像增強器系統(tǒng)搭建了冷陰極X射線源快速成像系統(tǒng)，實現(xiàn)了對靜態(tài)物體和動態(tài)物體的快速成像，并且通過對照實驗的成像效果分析論證了驅動信號與成像效果之間的