自倫琴發現X射線以來已過去一個多世紀，作為多學科理論交叉的產物之一——X射線管，受限于X射線產生的機理，屈指可數的技術衍化也主要集中在X射線管的零部件: 固定靶到旋轉靶，純金屬靶到金屬石墨復合靶，傳統熱絲陰極到平面熱陰極再到最新的納米冷陰極， 固定焦點到單向控制飛焦點再到多向控制飛焦點……無一不是為了滿足整機系統對X射線管更高的掃描功率，更快的陽極散熱效率，更精準的焦點控制以達到更精細的圖像重建和更高的經濟效益的要求， 其中很多技術被友商作為獨門絕技而限制其僅用于自家整機系統上。
眾所周知，旋轉陽極主要由兩部分組成：陽極靶和軸承系統，其中軸承系統包含定子和轉子。陽極靶固定于轉子上并置于真空中，定子線包通電產生磁場來驅動轉子轉動。機械上，轉子一般大致分為兩種：滾動軸承轉子和滑動軸承轉子。
當前，X射線管中普遍使用滾動軸承轉子，因其結構簡單，驅動控制簡便，可靠性高，成本低廉。
圖1 一種典型結構的滾珠軸承組件以及內外溝道和滾珠之間的細部示意
由于陽極靶本身的重量以及CT應用中的機架旋轉產生的額外徑向負載，將使滾珠和內外溝道之間的相互作用加劇，導致內外溝道和滾珠的磨損變形。隨著運動間隙的變大，陽極的抖動也會加劇，隨之產生強烈的噪音，以至球管壽命終了。為了延長使用壽命，減緩磨損的產生，一般會在滾珠以及內外溝道上鍍一層軟金屬（銀或鉛），軟金屬在軸承的使用過程中也起到了潤滑的作用。
從結構上來講，轉子作為運動部件必然會產生機械振動，通過剛性滾珠傳遞到轉軸上最終傳到管套部件上，中間幾乎不存在緩沖和減震，所以滾珠軸承的轉動必然會存在一個比較顯著的噪音（軸承壽命初期50-65dBA）。這種噪音在開始往往能夠被機架中的風扇（探測器風扇，機架散熱風扇，球管散熱器風扇）以及機架外殼所抑制，但隨著軸承的逐漸磨損，這種噪音會逐漸增大。
從材料上來講，軸承組件是純金屬復合結構，對熱變形較敏感，過量的變形將導致滾珠以及內外溝道磨損加劇甚至軸承卡死，轉軸能承受的溫度一般不超過600℃，這就要求陽極和軸承轉子之間的連接必須使用低導熱效率的材料。另外，滾珠與內外溝道之間是點接觸，一定程度上也減弱了陽極靶向轉軸的熱量傳遞，這也變相要求陽極靶具有更高的熱輻射效率和儲熱能力。一定意義上來講，滾珠軸承球管最大連續陽極輸入功率也受限于軸承本身。
從滿足整機需求上來講，為了使滾珠軸承轉子的球管具備更高熱輻射效率以及更高的熱容量，這就要求更大的陽極靶面以及更大體積的儲熱材料；另外，隨著整機對心肺及其血管成像質量的要求提高，就需要更高的時間分辨率，相應的就是CT機架轉速的進一步提升。這些都對軸承的負載能力和可靠性提出了更嚴苛的要求。
綜上所述，滾珠軸承的優勢在滿足更高端系統的需求上已經越來越不明顯。
液態流體動壓滑動軸承的應用很好地解決了這些問題，但是這種軸承的引入并不是一蹴而就的。滑動軸承中必要的用以形成液膜的流體材料，長時間以來一直困擾著這項技術在電真空領域的使用，它需要同時兼具導電性，耐高溫，常溫下即為流體狀態，高沸點……直到液態金屬合金被發明出來，它終于可以閃亮登場。這種液態金屬合金一般由鎵、錫、銦等幾種低熔點金屬組成，常溫下即為流體，導電性佳，沸點又極高（接近2000℃），所以不易揮發，同時本身又是金屬，導熱性極佳。
圖2 一種典型結構的液態金屬軸承組件以及轉軸和軸瓦間液膜的細部示意
轉軸和軸瓦之間會形成一個細小的空腔（如圖2右 黑色部分），這個黑色空腔的表面是能讓液態金屬浸潤的材料，同時由于間隙極小，易形成毛細效應，這為液態金屬的注入降低了工藝難度；在轉軸和軸瓦脫離的界面上，又通過鍍敷抗液態金屬浸潤的材料，形成對液態金屬的鎖止，防止液態金屬漏入真空而降低球管耐壓強度。
從結構上來講，因為使用了滑動軸承的原理，形成最小液膜厚度之后，轉軸和軸瓦是完全脫離開的，相互之間不存在機械摩擦，只有流體的內摩擦，所以原理上滑動軸承幾乎不會磨損，這里順便簡單介紹下液態流體動壓滑動軸承的原理：
圖3 液態金屬軸承啟動過程中的轉軸和軸瓦的位置關系示意
圖3a為靜止狀態下，轉軸由于重力作用落于軸瓦最底部；圖3b為初始啟動過程，轉軸受轉動力矩的影響，與軸瓦發生相對運動；圖3c為啟動中段，轉軸已經有一定轉速并在轉軸的左下方形成連續液膜，至此轉軸與軸瓦完成分離，但轉軸軸心依然沒達到穩定；圖3d轉軸轉速繼續提升，最終液膜形成的支撐力與負載形成的合力達到平衡，轉軸軸心位置達到穩定狀態。
在液態金屬軸承開始啟動直至轉軸與軸瓦之間完全脫開這個過程中，轉軸和軸瓦之間存在一定的摩擦，這也是為什么在同樣的軸承負載下，液態金屬軸承的啟動力矩會略大于滾珠軸承。同時，由于這個過程非常短暫，液態金屬軸承運行中的磨損仍然幾乎可以忽略，并且穩定運行后由于液體內摩擦系數極小，使得維持轉子穩定運行的保持力矩也會極大地小于啟動力矩。
同時，液態金屬作為流體填充在轉軸和軸瓦之間，可以起到對震動的緩沖和削弱，極大地抑制了噪音的產生。實際使用中陽極噪音甚至低于50dBA，系統使用中人耳幾乎無法分辨系統噪音中源自旋轉陽極的那部分，并且隨著球管使用頻率的增加，噪音也不會有顯著的改變。
從材料上來講，由于液態金屬本身極佳的熱傳導性，同時相較于滾珠，它大大提高了轉軸和軸瓦之間的接觸面積，極大提高了陽極靶熱量向軸承系統的傳導效率，輔助陽極靶散熱，更可以將軸瓦后端挖空直接引入冷卻介質，進一步提高陽極散熱效率；相較于滾珠軸承，配以相同的陽極靶，液態金屬軸承可使陽極組件的熱容量提高10%~20%，最大陽極散熱效率提高50%。
從滿足整機需求上來講，從低載荷液態金屬軸承向高載荷液態金屬軸承發展，設計和生產技術上的跨度并不大，最大的難度體現在從無到有的過程，這也是為什么這項技術目前仍然僅掌握在少數廠商手里的原因之一。
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