用于生成X射线的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于生成X射线的装置。描述了利用电源(40)在至少一个阴极(20)与阳极(30)之间产生(210)至少两个电压，其中，所述至少两个电压包括第一电压和第二电压。所述至少一个阴极被相对于阳极定位。从所述至少一个阴极发射(220)电子。从所述至少一个阴极发射的电子以对应于所述至少两个电压的能量与所述阳极相互作用(230)。从所述阳极生成(230)X射线，其中，所述电子与所述阳极相互作用以生成所述X射线。当所述电源产生所述第一电压时生成第一X射线，当所述电源产生所述第二电压时生成第二X射线。制所述电源(250)，使得所述第一X射线与所述第二X射线之间的比率是可控的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生成X射线的装置
本专利技术涉及用于生成X射线的装置，用于生成X射线的系统，以及用于生成X射线的方法，还有计算机程序单元和计算机可读介质。
技术介绍
本专利技术的总体背景是X射线管
，并且具体是用于计算机X射线断层摄影的X射线管技术。X射线管(或源)可以在不同的管电压处操作以生成不同的源光谱。源光谱也可以通过在X射线束中定位不同的材料来整形。可以使用以下方法从源-探测器系统获得光谱信息：慢速kV切换；快速kV切换；双X射线管；分光束滤波；双层探测；光子计数。源光谱基本上由管电压、靶材料和射束与患者之间的滤波确定。当今用对光谱光束质量进行整形的方法通常非常离散且非常不灵活。例如，过滤X射线束只能增加平均有效光子能量，从而使光束硬化，并且通过使用较低的管电压降低X射线源中的平均光子能量导致更高能量的光子的产出的减少。US2013/0294578A1描述了一种用于改变施加到成像模态的辐射源的电压以改变发射辐射的能量的技术和系统。
技术实现思路
具有一种用于生成X射线的改进装置将是有利的。本专利技术的目的利用独立权利要求的主题来解决，其中，在从属权利要求中并入了另外的实施例。应当注意，本专利技术的以下描述的方面和示例也适用于用于生成X射线的设备、用于生成X射线的系统、用于生成X射线的方法、以及用于计算机程序单元和计算机可读介质。根据第一方面，提供了一种用于生成X射线的装置，包括：-至少一个阴极；-阳极；-电源；-处理单元。所述电源被配置为在所述至少一个阴极与所述阳极之间产生至少两个电压，其中，所述至少两个电压包括第一电压和第二电压。所述至少一个阴极和所述阳极能使得从所述至少一个阴极发射的电子以对应于所述至少两个电压的能量与所述阳极相互作用，并且其中，所述电子与所述阳极相互作用以生成X射线。所述至少一个阴极和所述阳极能使得当所述电源产生所述第一电压时生成第一X射线，并且当所述电源产生所述第二电压时生成第二X射线。所述处理单元被配置为控制所述电源，使得所述第一X射线和所述第二X射线之间的比率是可控的。以此方式，提供对X射线光谱的整形，其中多个能量的叠加组合用于单个光源。换句话说，利用额外的自由度来增强光谱整形。使得能够对源光谱进行整形，并且这有利于根据源-患者-探测器系统来优化光谱。换句话说，不同电压的组合(例如线性)(其中，那些不同的电压可以施加到一个或多个源)使得能够从每个源产生不同的光谱，其可以针对患者、造影剂、探测器和正在进行的光谱研究定制和优化。用于重建图像中的体素的线积分可以与源自源电压能量的组合的X射线辐射相关联，并且其中，来自不同电压源的X射线的相对量可以针对特定用途而定制。此外，保持了高能光子，同时可以添加增加量的低能光子。提供了产生高能量和低能量光子的混合的灵活的方式，其中，可以针对特定患者或针对特定光谱研究优化整体光谱形状。通过使得第一X射线与第二X射线之间的比率能够被控制，可以提供第一X射线和第二X射线的平均能量之间的最大分离。此外，提供了操作的一致性，其中，例如通过控制第一X射线与第二X射线的比率使得输出保持基本上不变可以减轻操作中与生成第一(或第二或实际上是第一与第二两者)X射线导致X射线输出变化的相关联的恶化。以此方式，装置通过改善对比度分辨率(例如，在传统的计算机断层摄影CT系统中)和改善光谱系统中光谱性能而生成使得能够改善所获得的图像质量的X射线。根据第一方面，所述至少一个阴极包括第一阴极和第二阴极。所述电源被配置为在所述第一阴极与所述阳极之间产生所述第一电压，并且所述电源被配置为在所述第二阴极与所述阳极之间产生所述第二电压。以此方式，提供了很大的灵活性，其中，例如两个阴极都可以以DC方式操作，使得能够从阳极生成X射线，其具有阴极与阳极之间的电压特征的X射线能量，并且其中，由于一个阴极的操作而产生的X射线的量可以相对于由于另一个阴极的操作而产生的X射线的量而变化，以便根据需要来对所得到的光谱进行光谱整形。使两个阴极中的一个或两个也能够在两个电压之间操作提供了更灵活地定制所得光谱的能力。在示例中，电源被配置为向第一阴极提供第一电流并向第二阴极提供第二电流。处理单元被配置为控制第一电流和第二电流以控制第一X射线与第二X射线之间的比率。换句话说，对于在第一电压和第二电压处操作的至少一个阴极(其可以是在这些电压之间交替的一个阴极或者在一个在一电压处并且一个在另一电压处以DC方式操作的两个阴极，或者实际上其中一个或两个在两个电压之间以脉冲方式操作的两个阴极)，可以控制电流，使得控制发射的电子功率，从而控制相关的X射线发射，这使得相应的X射线的相对量与要改变的第一和第二阴极的操作相对应，并且以此方式可以定制X射线光谱。在示例中，所述装置被配置为确定第一X射线的能量并确定第二X射线的能量，并且其中，所述第一X射线与所述第二X射线之间的比率包括所述第一X射线的能量与所述第二X射线的能量之间的比率。以此方式，提供了一种基于易于确定的量的方便的手段，通过其可以根据需要进行光谱整形。在示例中，第一X射线的能量包括积分的X射线能量，并且第二X射线的能量包括积分的X射线能量。在示例中，电源被配置为以一占空比在所述第一电压与所述第二电压之间改变所述至少两个电压，并且其中，所述处理单元被配置为控制所述占空比以控制所述第一X射线与所述第二X射线之间的比率。换句话说，所述至少一个阴极保持在第一电压持续时间T1，并且然后保持在第二电压持续时间T2，并且然后利用该重复返回第一电压持续时间T1，其中，时间T＝T1+T2。持续时间T、T1和T2则都构成占空比的定义的一部分。因此，能够改变T，并且能够相对于T2改变T1以改变占空比。在一个示例中，T1是变化的，而T2是恒定的，以改变占空比。在一个示例中，T2是变化的，而T1是恒定的，以改变占空比。在一个示例中，改变T1和T2以改变占空比，其中，T1与T2的比率也变化；即，T也是变化的。以此方式，一个阴极可以在两个电压处操作，每个电压与X射线光谱的产生相关联，并且可以通过改变阴极在一个电压(相对于阳极)下保持的时间相对于其在另一电压处保持的时间来定制组合的X射线光谱，并且以此方式，可以相对地改变光谱的相对量，从而能够根据需要调整光谱形状。在示例中，所述至少一个阴极包括至少一个网格切换的阴极头。以此方式，便于独立控制阴极电流(例如管电流)。以此方式，改善了电子发射的控制并因此改善了X射线的产生，使得能够改善光谱形状的定制和控制。在示例中，所述至少一个网格切换的阴极头与占空比同步。在示例中，电源被配置为向所述至少一个阴极供应至少两个电流，并且其中，所述处理单元被配置为控制所述至少两个电流以控制所述第一X射线与所述第二X射线之间的比率。在示例中，所述电源被配置为使得阳极能基本上同时产生所述第一X射线和所述第二X射线。在示例中，所述阳极包括旋转的主体，并且其中，所述电源配置为与所述阳极的旋转频率同步。换句话说，从所述至少一个阴极发射的电子可以与阳极的旋转同步。例如，阳极可以形成为饼状，其中，不同的部分由不同的材料制成。从一个阴极发射的具有由阴极与阳极之间的电压(例如140kV)表征的能量的电子可以通过关于旋转频率控制电源以仅与一种材料相互作用来同步。类似地，从第二阴极发射的具有由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生成X射线的装置(10)，包括：‑至少一个阴极(20)；‑阳极(30)；‑电源(40)；‑处理单元(50)；其中，所述电源被配置为在所述至少一个阴极与所述阳极之间产生至少两个电压，其中，所述至少两个电压包括第一电压和第二电压；其中，所述至少一个阴极和所述阳极能使得从所述至少一个阴极发射的电子以对应于所述至少两个电压的能量与所述阳极相互作用，并且其中，所述电子与所述阳极相互作用以生成X射线；其中，所述至少一个阴极和所述阳极能使得当所述电源产生所述第一电压时生成第一X射线并且当所述电源产生所述第二电压时生成第二X射线；其中，所述处理单元被配置为控制所述电源，使得所述第一X射线与所述第二X射线之间的比率是可控的；并且其中，所述至少一个阴极包括第一阴极(22)和第二阴极(24)，其中，所述电源(40)被配置为在所述第一阴极与所述阳极(30)之间产生所述第一电压，并且所述电源被配置为在所述第二阴极与所述阳极之间产生所述第二电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.12 EP 16164925.6;2016.03.24 US 62/312,5361.一种用于生成X射线的装置(10)，包括：-至少一个阴极(20)；-阳极(30)；-电源(40)；-处理单元(50)；其中，所述电源被配置为在所述至少一个阴极与所述阳极之间产生至少两个电压，其中，所述至少两个电压包括第一电压和第二电压；其中，所述至少一个阴极和所述阳极能使得从所述至少一个阴极发射的电子以对应于所述至少两个电压的能量与所述阳极相互作用，并且其中，所述电子与所述阳极相互作用以生成X射线；其中，所述至少一个阴极和所述阳极能使得当所述电源产生所述第一电压时生成第一X射线并且当所述电源产生所述第二电压时生成第二X射线；其中，所述处理单元被配置为控制所述电源，使得所述第一X射线与所述第二X射线之间的比率是可控的；并且其中，所述至少一个阴极包括第一阴极(22)和第二阴极(24)，其中，所述电源(40)被配置为在所述第一阴极与所述阳极(30)之间产生所述第一电压，并且所述电源被配置为在所述第二阴极与所述阳极之间产生所述第二电压。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电源(40)被配置为向所述第一阴极(22)提供第一电流并向所述第二阴极(24)提供第二电流，并且其中，所述处理单元被(50)配置为控制所述第一电流和所述第二电流以控制所述第一X射线与所述第二X射线之间的比率。3.根据权利要求1-2中的任一项所述的装置，其中，所述装置被配置为确定所述第一X射线的能量并确定所述第二X射线的能量，并且其中，所述第一X射线与所述第二X射线之间的比率包括所述第一X射线的能量与所述第二X射线的能量之间的比率。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第一X射线的能量包括积分的X射线能量，并且所述第二X射线的能量包括积分的X射线能量。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的装置，其中，所述电源(40)被配置为以占空比在所述第一电压与所述第二电压之间改变所述至少两个电压，并且其中，所述处理单元(50)被配置为控制所述占空比以控制所述第一X射线与所述第二X射线之间的比率。6.根据权利要求1-5中的任一项所述的装置，其中，所述至少一个阴极(20)包括至少一个网格切换的阴极头(26)。7.根据在从属于...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·D·米勒，N·索尼，R·K·O·贝林，R·普罗克绍，D·范德芬，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL