[發明專利]控制用于產生X射線的電子束的裝置和方法以及X射線管

有效

• 申請號: 201010254989.0
• 申請日: 2010-08-13
• 公開（公告）號: CN101996837A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 邁克爾·格拉斯魯克;安德烈亞斯·沙勒
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H01J35/14
• 分類號: H01J35/14;H01J35/02;H01J35/24
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 謝強

技術領域

本發明涉及一種用于控制用于產生X射線、特別是用于調制X射線的、由電子的發射極發出的電子束的裝置和方法。此外，本發明還涉及一種具有這樣的裝置的X射線管。

背景技術

在采用X射線用于醫療技術中的成像的情況下，有不同的應用情況，在這些應用情況中在不同的時間段之內的X射線或輻射功率的調制是值得期望的。例如，在X射線計算機斷層造影中、特別是在拍攝非旋轉對稱的測量對象的二維X射線投影時，將X射線分別與透射的身體橫截面匹配。

在X射線計算機斷層造影中用于調制X射線的另一個應用情況，是具有兩個以大概90°相對彼此偏移地設置在機架的旋轉部分上的X系統的計算機斷層造影設備。為了避免利用一個X射線系統的X射線探測器探測到通過另一個X射線系統的X射線源的運行所產生的X散射射線，應該在讀出一個X射線系統的X射線探測器的測量數據期間，抑制通過另一個X射線系統的X射線源發射X射線。在此，X射線的調制是X射線的暫時切斷或者是X射線的暫時抑制。X射線的調制主要通過產生X射線的X射線管的相應運行來進行，其中，優選地改變為了發射電子而使用的熱電子發射極的燈絲功率(Heizleistung)，以便產生和截止電子束。X射線管或X射線管的電子發射極的最快的響應時間相應地通過電子發射極的熱惰性而被限制。隨著燈絲功率變化的該過程，例如關于前面提到的涉及具有兩個X射線系統的計算機斷層造影設備的例子由于發射極的熱惰性而使得如下是有問題的：在短時讀取一個X射線系統的X射線探測器的測量數據期間抑制通過另一個X射線系統的X射線源發射X射線并且在讀出之后立即又利用另一個X射線系統的X射線源施加X射線。

在US2004/0114722A1中描述了用于產生X射線的裝置，其具有陰極、柵極、聚焦電極、陽極和包括歐姆電阻的分壓器，該分壓器對所施加的管壓降進行分壓，以產生施加在聚焦電極上的聚焦電壓。

從WO2008/155715A2中公知一種用于X射線的快速劑量調制的裝置，在該裝置中，用于產生要被用來透射對象的X射線的電子束射中陽極的第一區域，并且在該裝置中，當沒有對象要被透射時，借助偏轉裝置將電子束偏轉到陽極的第二區域。

在US4104526A中描述了一種裝置，其具有用于產生電子束的陰極、用于產生X射線的陽極和用于調制或用于抑制電子束的控制柵極。此外，該裝置還包括用于采集陽極電流作為用于實際上產生X射線的度量單元的部件，為了控制在陰極和控制柵極之間的電勢差而引入該陽極電流。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，這樣提供一種本文開頭提到種類的裝置和方法，使得可以盡可能快速地產生X射線和抑制X射線的產生。此外，要提供一種合適的X射線源。

按照本發明，通過一種用于控制用于產生X射線的電子束的裝置來解決上述技術問題，該裝置具有可施加發射極電壓的用于產生電子束的電子的發射極，光闌，至少兩個與所述光闌對應的用于影響電子束的控制部件，和開關部件，利用該開關部件在至少兩個控制部件上可施加至少兩個不同的電壓，但是其中在這些控制部件上每次總是施加相同的電壓，并且其中一個控制部件與用于轉換電壓的開關部件的連接導線配備了在轉換電壓時使得在該一個控制部件上的相應電壓的調整(Einstellung)在時間上被延遲的電路。

所述裝置這樣工作，使得發射極電壓的絕對值大于在兩個控制部件上施加的第一電壓的絕對值，從而電子束在靜止狀態射中X射線目標或用于產生X射線的陽極。為了影響電子束或者說為了調制X射線，通過轉換過程在用于影響電子束的控制部件上施加第二電壓，其中該第二電壓具有大于發射極電壓的絕對值。在直接轉換為第二電壓之后，該第二電壓由于電路而在該一個控制部件上延遲地調整(einstellen)，而其幾乎直接施加在另一個控制部件上。該延遲調整導致，在第一步驟中電子束通過用于影響電子束的控制部件首先被偏離并且優選地射中與該控制部件對應的光闌。電子束的該偏轉非常快地進行，從而可以相應快地中斷X射線的產生。在第二步驟中(該第二步驟如第一步驟一樣通過到第二電壓的轉換或者第二電壓在該一個控制部件上的延遲調整自動地運行)，當第二電壓在該一個控制部件上的調整也結束時，優選完全地截止電子束。電子束的截止基于在發射極和控制部件之間的電勢差或電壓差。