[發明專利]X射線系統中的動態阻尼

有效

• 申請號: 201710065580.6
• 申請日: 2017-02-06
• 公開（公告）號: CN107041058B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: Y.洛夫里耶;P.埃爾內斯特;D.佩里拉-阿梅德;D.龐克魯瓦;C.羅伯特
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H05G1/54
• 分類號: H05G1/54
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄭浩;姜甜

在X射線發生器中，X射線管包含陽極和陰極，并且通過至少第一高壓電位通電。具有頻率相關阻抗的動態阻尼器置于在X射線管與高壓電位源之間。動態阻尼器的阻抗隨著與管吐關聯的頻率中的增大而增大。在通過諧振切換以提供第一kV級和第二kV級到X射線管的X射線發生器中，動態阻尼器的阻抗在諧振開關的操作頻率是低的，以在諧振開關操作時促進能量恢復以提供第一kV級到X射線管。

背景技術

本公開涉及X射線成像領域。更具體地說，本公開涉及到X射線源的高壓輸入功率的動態阻尼。

在常規計算斷層攝影(CT) X射線成像系統中，X射線源向諸如患者或一件行李的主體或對象發射錐形X射線束。射束在由主體衰減后，撞擊在輻射檢測器陣列上。在檢測器陣列處接收的衰減的射束輻射的強度取決于由主體對X射線束的衰減。檢測器陣列的每個檢測器元素產生指示由那個特定檢測器元素接收的X射線強度的單獨電信號。電信號被量化和傳送到數據處理系統用于分析，這通常導致圖像的呈現。

CT成像系統可包括能量區分(ED)、多能量(ME)和/或雙能量(DE) CT成像系統，其可稱為EDCT、MECT和/或DECT成像系統。。EDCT、MECT和/或DECT成像系統配置成測量能量敏感投影數據。通過修改X射線管的操作電壓，或者利用X射線束濾波技術（例如，能量敏感X射線生成技術）或者通過由檢測器使用能量區分或者通過光子計數檢測器或雙層檢測器進行能量敏感數據采集能量（例如，能量敏感X射線檢測技術），可使用多個應用的X射線光譜來采集能量敏感投影數據。

通過X射線生成技術，各種系統配置利用X射線管的操作電壓的修改，包含：(1)使用X射線管的不同操作電壓，從對象的兩個有序掃描中進行投影數據的采集，(2)利用X射線管的操作電壓的快速切換以采集用于投影視圖的交替子集的低能量和高能量信息，進行投影數據的采集，或者(3)使用具有X射線管的不同操作電壓的多個成像系統，進行能量敏感信息的同時采集。

EDCT/MECT/DECT提供允許物質表征的能量區分能力。例如，在沒有對象散射的情況下，系統利用來自兩個應用的光子光譜(即，低能量和高能量入射X射線光譜)的信號。低能量和高能量入射X射線光譜通常由應用的X射線束的平均能量來表征。例如，相對于高能量X射線光譜，低能量X射線光譜包括具有更低能量光子的X射線光子，從而導致更低的平均能量。根據兩個不同應用的光譜（X射線生成技術）或者通過相同應用的光譜的區域（X射線檢測技術），來自低能量和高能量X射線光譜的檢測到的信號提供用來估計在成像的物質的有效原子序數的充分信息。通常，兩種基本物質（對于患者掃描，一般為水和鈣）的X射線衰減機制（康普頓散射或光電吸收）或能量敏感衰減屬性用來實現估計有效原子序數。

雙能量掃描能夠通過利用能量敏感測量，獲得在圖像內增強對比分離的診斷CT圖像。為促進能量敏感測量的處理，應用的X射線光譜應在結合期期間是恒定的。例如，采集低能量和高能量投影數據的交錯子集（對兩個單獨掃描）的此類CT系統應操作以保持加速電壓在采集間隔期間穩定。而且，從一個電壓級到另一電壓級的改變應極快進行。不太穩定的X射線管操作電壓和/或更慢的操作電壓切換時間導致應用的X射線光譜的有效平均能量（時變X射線光譜的平均能量的平均值）中的差別減小，這降低了在表征不同物質中系統的保真度(fidelity)。

術語“管吐”(tube spit)表示有時在X射線管內發生的暫時電氣短路。通常，在管吐發生時，暫時中斷到X射線管的功率的供應以防止形成電弧。在例如大約一毫秒的時間間隔后，功率恢復到管。在管吐恢復期間，沒有從x射線管發射x射線光子。因此，在恢復期間進行的檢測器測量是無效的。

發明內容

X射線發生器的示范實施例包含具有陽極和陰極的X射線管。高壓發生器可操作以提供至少第一kV級到X射線管和第二kV級到X射線管。第二kV級高于第一kV級。動態阻尼器具有頻率相關阻抗。動態阻尼器置于在X射線管的陰極與高壓發生器之間。動態阻尼器的阻抗隨著頻率中的增大而增大。