[發明專利]用于電子束的磁控制的設備和方法

有效

• 申請號: 201110221688.2
• 申請日: 2011-07-28
• 公開（公告）號: CN102347188A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: A·凱亞法;M·H·托多羅維克;J·L·雷諾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01J35/30
• 分類號: H01J35/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 柯廣華;朱海煜

技術領域

一般來說，本發明的實施例涉及診斷成像，更具體來說，涉及用于磁控制電子束(e-beam)的設備和方法。

背景技術

x射線系統通常包括x射線管、檢測器以及用于x射線管和檢測器的支承結構。在操作中，成像臺架位于x射線管與檢測器之間，在成像臺架上定位對象。x射線管通常向對象發出諸如x射線之類的輻射。輻射通常經過成像臺架上的對象并照射到檢測器上。當輻射通過對象時，對象的內部結構引起在檢測器接收的輻射的空間變化。然后，檢測器發射所接收的數據，并且系統將輻射變化轉換為圖像，這可用于評估對象的內部結構。本領域的技術人員會知道，對象可包括但不限于醫療成像過程中的患者以及例如x射線掃描儀或計算機斷層掃描(CT)包裹掃描儀中的包裹中的無生命對象。

x射線管包括旋轉陽極結構，用于分配在焦斑產生的熱量。陽極通常通過感應電動機來旋轉，感應電動機具有內置于支承盤形陽極靶的懸軸中的鼓形轉子以及帶有圍繞x射線管的伸長頸的銅繞組的鐵定子結構。旋轉陽極組件的轉子由定子驅動。

x射線管陰極提供電子束，電子束使用施加于陰極到陽極的真空間隙上的高電壓來加速，從而在與陽極碰撞時產生x射線。電子束撞擊陽極的區域往往稱作焦斑。通常，陰極包括定位在杯內的一個或多個圓柱的或扁平的燈絲，用于提供電子束以創建例如高功率大焦斑或者高分辨率小焦斑。可設計成像應用，包括根據應用來選擇具有特定形狀的小或大焦斑。通常，電阻發射器或燈絲定位在陰極杯內，并且電流流經其中，因而引起發射器溫度增加，并且在處于真空中時發射電子。

發射器或燈絲的形狀影響焦斑。為了實現預期焦斑形狀，可考慮燈絲的形狀來設計陰極。但是，通常沒有為圖像質量或者為焦斑熱加載優化燈絲的形狀。由于制造和可靠性原因，常規燈絲主要成形為盤繞的或螺旋狀的鎢絲。備選設計選項可包括諸如盤繞D形燈絲之類的替換設計剖面。因此，當考慮電阻材料作為發射器源時，用于從發射器形成電子束的設計選項的范圍可能受燈絲形狀限制。

電子束(e-beam)擺動常常用于增強圖像質量。通常，擺動使用靜電e-beam偏轉來實現。但是，更高的圖像質量能夠通過使用磁偏轉來實現。經由磁偏轉的擺動可通過確保電子束在停留于預期位置而沒有漂移的同時從一個位置通常盡快移動到下一個位置，來實現高圖像質量。但是，執行磁擺動的已知系統使用往往包括笨重且昂貴的高電壓部分的復雜拓撲，并且沒有實現為增強圖像質量所預期的快速穩定的磁擺動。

因此，希望開發克服上述缺點并且實現快速穩定e-beam磁擺動的用于磁偏轉的設備和方法。

發明內容

本發明的實施例針對用于e-beam的磁控制的設備和方法。

因此，按照本發明的一個方面，提出一種用于x射線產生系統的電子束操縱線圈的控制電路。控制電路包括第一低壓源、第二低壓源和第一開關裝置，第一開關裝置與第一低壓源串聯耦合并且配置成在處于閉合位置時與第一低壓源創建第一電流通路。控制電路還包括：第二開關裝置，與第二低壓源串聯耦合，并且配置成在處于閉合位置時與第二低壓源創建第二電流通路；以及電容器，與電子束操縱線圈并聯耦合，并且沿第一和第二電流通路定位。

按照本發明的另一個方面，一種用于驅動電子束操縱線圈的方法包括步驟(A)：閉合第一開關裝置，使第一極性的第一電流通過諧振電路并且通過第一能量存儲裝置沿第一電流通路流動，諧振電路包括電子束操縱線圈和諧振電容器。該方法還包括下列步驟：(B)在閉合第一開關裝置之后斷開第一開關裝置，從而發起諧振電路中的第一諧振循環；以及(C)在已經發起第一諧振循環之后閉合第二開關裝置，從而使第二極性的第二電流通過諧振電路并且通過第二能量存儲裝置沿第二電流通路流動。

按照本發明的另一個方面，計算機斷層掃描(CT)系統包括：掃描架，其中具有用于接納待掃描對象的開口；以及臺架，定位在可旋轉掃描架的開口之內，并且可移動通過開口。該CT系統還包括：x射線管，耦合到可旋轉掃描架并且配置成向靶發射電子流，靶定位成將x射線束導向檢測器；以及偏轉線圈，安裝在x射線管上，并且定位成使電子流在第一方向偏轉。在CT系統中還包含控制電路，并且控制電路電耦合到偏轉線圈。控制電路包括第一低壓源、第二低壓源和第一開關，第一開關耦合到第一低壓源并且配置成在第一開關閉合時與第一低壓源創建第一電流通路。控制電路還包括：第二開關，第二開關耦合到第二低壓源，并且配置成在第二開關閉合時與第二低壓源創建第二電流通路；以及諧振電容器，諧振電容器與偏轉線圈并聯耦合，并且沿第一和第二電流通路定位。控制器電耦合到控制電路，并且被編程為控制第一和第二開關的開/關。