[發(fā)明專利]X射線管的主動熱控制

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110042753.5
• 申請日: 2011-02-15
• 公開（公告）號: CN102468100A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設計）人: R·K·霍克史密斯;M·赫伯特;I·S·亨特;D·貝特曼
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01J35/10
• 分類號: H01J35/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱海煜;王忠忠

技術領域

本文公開的主旨涉及在醫(yī)療成像中使用的X射線管，特別地，涉及X射線管的熱控制。

背景技術

在非侵入成像系統(tǒng)中，X射線管作為X射線輻射的源在熒光透視、投影X射線、斷層X射線照相組合技術和計算機斷層攝影(CT)系統(tǒng)中使用。典型地，該X射線管包括陰極和靶。在該陰極內的熱離子絲極響應于由施加的電流產生的熱而朝靶發(fā)射電子流，最終電子撞擊靶。一旦用電子流轟擊靶，它產生X射線輻射和熱。

X射線輻射穿過感興趣受檢者，例如病人，并且輻射的一部分撞擊檢測器或照相底片，圖像數據收集在其中。一般，有差異地吸收或減弱通過感興趣受檢者的X射線光子流的組織在所得的圖像上產生對比。在一些X射線系統(tǒng)中，照相底片然后顯影以產生可由放射科醫(yī)師或主治醫(yī)師使用用于診斷目的的圖像。在數字X射線系統(tǒng)中，數字檢測器產生代表撞擊檢測器表面的離散像素區(qū)的接收的X射線輻射的信號。該信號然后可處理以產生可顯示以供回顧的圖像。在CT系統(tǒng)中，當掃描架圍繞患者移位時包括一系列檢測器元件的檢測器陣列通過各個位置產生相似的信號。

X射線管具有在大量檢查序列期間的使用壽命，并且當在醫(yī)療護理設施中需要時必須一般對于檢查序列是可用的，因為例如由于緊急情況檢查序列可能或可能沒有安排。當X射線管不在使用時，X射線管可在成像序列之間冷卻，因為沒有電子正由熱離子元件發(fā)射(即，大體上沒有熱正在產生)。該冷卻可導致靶材料跌至它的韌脆轉變溫度以下，這可以導致靶的斷裂或減少的使用壽命。使X射線管變暖的現有的技術常常是不可靠和低效的，因為典型的熱轉變過程可需要一個小時并且可以超過或未達到期望的靶溫度，導致靶材料的不穩(wěn)定。在這樣的情況下，圖像序列可能被延遲，或在使靶適當變暖之前執(zhí)行成像序列的情況下，靶可能破裂。因此，存在對X射線管中改進的熱控制的需要。

發(fā)明內容

在一個實施例中，提供用于X射線管的熱控制的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括X射線管，其具有電子束靶、旋轉式支撐靶的旋轉軸承和冷卻劑流道，該冷卻劑流道的至少一部分設置在旋轉軸承中央，并且該冷卻劑流道配置成接收冷卻劑。該系統(tǒng)還包括耦合于該冷卻劑流道并且配置成使冷卻劑通過冷卻劑流道循環(huán)的冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)和耦合于該冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)和旋轉軸承的控制電路，該控制電路配置成通過調整通過冷卻劑從X射線管提取熱量并且通過調整旋轉軸承的旋轉速率來控制X射線管的部件之間的熱流。

在另一個實施例中，提供成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于X射線管的熱控制的系統(tǒng)，其具有X射線管，該X射線管具有電子束靶、旋轉式支撐靶的旋轉軸承和冷卻劑流道，該冷卻劑流道的至少一部分設置在旋轉軸承中央，并且該冷卻劑流道配置成接收冷卻劑。該熱控制系統(tǒng)還包括耦合于冷卻劑流道并且配置成使冷卻劑通過冷卻劑流道循環(huán)的冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)。該成像系統(tǒng)進一步包括配置成接收來自X射線管的、傳輸通過感興趣受檢者的輻射的數字檢測器、配置成控制來自該檢測器的圖像數據的采集的圖像采集電路；和耦合于冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)和旋轉軸承的控制電路，該控制電路配置成通過調整通過冷卻劑從X射線管提取熱量并且通過調整旋轉軸承的旋轉速率來控制X射線管的部件之間的熱流。

在另外的實施例中，提供用于X射線管的熱控制的方法。該方法一般包括使旋轉式支撐電子束靶的旋轉軸承以旋轉速率旋轉以生成熱，調整經由通過X射線管循環(huán)的冷卻劑從電子束靶、旋轉軸承或二者提取熱量，和監(jiān)測指示X射線管內的溫度的參數。

附圖說明

當下列詳細說明參照附圖(其中相似的符號在整個附圖中代表相似的部件)閱讀時，本方式的這些和其他的特征、方面和優(yōu)勢將變得更好理解，其中：

圖1是根據本公開的實施例的采用CT成像系統(tǒng)(其中X射線源的溫度被主動控制)的形式的成像系統(tǒng)的實施例的系統(tǒng)級視圖；

圖2是根據本公開的實施例的用于主動控制X射線管的溫度的熱控制系統(tǒng)的實施例的示意圖示；

圖3是根據本公開的實施例的在熱控制系統(tǒng)操作期間在圖2的X射線管的部件之間熱傳遞的示意圖示；

圖4是根據本公開的實施例圖示用于準備X射線管以供成像的方法的實施例的過程流程圖；以及

圖5是根據本公開的實施例圖示用于在成像例程期間和之間維持X射線管內的部件的溫度的方法的實施例的過程流程圖。

具體實施方式