X射线源和X射线成像装置制造方法及图纸

提出了一种用于发射X射线射束(101)的X射线源(10)。所述X射线源(10)包括阳极(12)和发射器装置(14)，所述发射器装置包括阴极(16)和电子光学器件(18)，所述阴极用于朝向所述阳极(12)发射电子射束(15)，所述电子光学器件用于将所述电子射束(15)聚焦于所述阳极(12)上的焦斑(20)处。所述X射线源(10)还包括控制器(22)，所述控制器被配置为确定所述发射器装置(14)的切换动作，并且致动所述发射器装置(14)来执行所述切换动作，所述切换动作与所述阳极(12)上的所述焦斑(20)的位置、所述焦斑(20)的尺寸和所述焦斑(20)的形状中的至少一个的改变相关联。所述控制器(22)还被配置为在所述切换动作被执行之前基于所确定的切换动作来预测在所述切换动作之后预期的所述焦斑(20)的所述尺寸和所述形状。此外，所述控制器(22)被配置为致动所述电子光学器件(18)来补偿由所述切换动作引起的所述焦斑(20)的所述尺寸和所述形状的改变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】X射线源和X射线成像装置
本专利技术涉及X射线成像的领域。具体地，本专利技术涉及X射线源，涉及X射线成像装置，涉及用于操作X射线源的方法，涉及程序单元，并且涉及计算机可读介质。
技术介绍
在特定X射线成像应用中，由X射线成像装置的X射线源发射的X射线射束和/或X射线射束的至少一个特性在成像任务期间被修改。X射线射束可以例如在形状、尺寸、撞击方向、强度、脉冲式X射线射束的频率、能量和/或能量分布上被改变。通常，X射线射束通过从阴极发射电子射束并且例如借助于电子光学器件将电子射束聚焦在阳极上的焦斑处而被生成，其中，X射线光子然后被生成并且被发射以形成X射线射束。为了操纵X射线射束，例如向阴极供应的电能、电功率、电流和/或电压能够被改变。而且，滤波器可以在X射线源的操作期间被移入和/或移出X射线射束。此外，网格切换、谱滤波和/或动态焦斑定位技术可以被应用以操纵X射线射束。为了确保在此类成像应用中采集的X射线图像的高质量和/或为了确保用于某些成像的X射线射束的特性得以满足，电子射束在阳极处的焦斑应当被精确地控制。这可能是有挑战的任务，特别是如果要执行X射线射束的大的变化。
技术实现思路
因此会希望提供允许采集高质量X射线图像的改进的X射线源和/或改进的X射线成像装置。这通过独立权利要求的主题得以解决，其中，其他实施例被并入从属权利要求和以下说明中。在下文中参考本专利技术的一个方面描述的特征和/或功能同样适用于在下文中描述的本专利技术的任何其他方面。具体地，在下文中参考X射线源描述的特征和/或功能同样适用于X射线成像装置、用于操作X射线源的方法、程序单元和计算机可读介质，并且反之亦然。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于发射X射线射束的X射线源。所述X射线源包括阳极、发射器装置和控制器。所述发射器装置包括阴极和电子光学器件，所述阴极用于朝向所述阳极发射电子射束，所述电子光学器件用于将所述电子射束聚焦于所述阳极上的焦斑处。所述电子光学器件可以被配置为例如基于生成偏转电子射束的电和/或磁场而聚焦电子射束。因此，电子光学器件一般可以指的是用于电子射束的聚焦器和/或偏转器。所述控制器被配置为例如针对给定的成像任务确定所述发射器装置的切换动作，并且致动所述发射器装置来执行所述切换动作。在其中，所述切换动作与所述阳极上的所述焦斑的位置、所述焦斑的尺寸和所述焦斑的形状中的至少一个的改变相关联。另外，所述控制器被配置为在所述切换动作被执行之前和/或在执行所述切换动作之前基于所确定的切换动作来预测在所述切换动作之后、在执行所述切换动作之后和/或在所述切换动作被执行之后预期的所述焦斑的所述尺寸和所述形状。而且，所述控制器可以被配置为预测在所述切换动作之后预测的所述阳极上的所述焦斑的位置。此外，所述控制器可以例如被配置为致动所述电子光学器件来补偿由所述切换动作诱导(例如基于预测的焦斑的尺寸和形状而预期诱导)的焦斑的尺寸和形状的改变。在其中，所述控制器可以被配置为在所述切换动作被执行之前、期间和/或之后(优选地在所述切换动作被执行之前和/或期间)致动所述电子光学器件来补偿所述焦斑的尺寸和形状的改变。为此目的，所述控制器可以被配置为将控制信号例如前馈到电子光学器件以便致动所述电子光学器件来补偿所述焦斑的尺寸和形状的改变。所述控制器可以被配置为在切换动作被开始、执行、结束和/或终止之前(即在时间上在其之前)预测、估计和/或确定在切换动作被执行、结束和/或终止之后预期的焦斑的尺寸和形状。因此，术语“在切换动作被执行之前”可以指的是直接在切换动作被开始之前，当切换动作被执行时和/或在切换动作被终止和/或结束之前。同样地，术语“在切换动作之后”和/或“在切换被执行之后”可以指的是在切换动作结束之后和/或在切换动作被终止之后。焦斑的尺寸可以指的是焦斑沿至少一个空间方向(优选地沿两个空间方向)的尺寸。一般来说，焦斑可以指的是电子射束撞击到阳极上的阳极的外表面的区域。因此，焦斑的尺寸可以指的是阳极上的所述区域的尺寸。此外，焦斑的形状可以指的是焦斑和/或所述区域的几何形状和/或几何图形。一般来说，预测在切换动作之后预期的焦斑的尺寸和形状允许焦斑的前瞻性和/或精确控制，例如基于致动电子光学器件与预测的焦斑的尺寸和形状相对应。因此，所述控制器可以被配置为基于在切换动作之后预期的预测的焦斑的尺寸和形状(例如基于根据预测的焦斑的形状和尺寸致动电子光学器件)来控制和/或前瞻性地控制焦斑的尺寸和形状。换言之，所述控制器可以被配置为在这些改变实际发生之前确定和/或补偿由切换动作引起的焦斑的任何改变。这可以允许精确地控制在X射线成像任务期间从阳极发射的X射线射束。例如，形状、尺寸、撞击方向、强度、脉冲式X射线射束的频率、X射线射束的能量和/或能量分布可以基于控制焦斑的尺寸和形状而被精确地控制。此外，通过精确地控制X射线射束，所采集的X射线图像的图像质量可以被改善，尤其是通过降低噪声和/或增加图像的分辨率。而且，例如被递送到患者的剂量可以被有利地降低。通过范例，所述控制器可以被配置为在切换动作被执行之前、在切换动作被执行时和/或当切换动作结束时向电子光学器件提供指示和/或表示预测的焦斑的尺寸和形状的预测性控制信号。借助于预测性控制信号，电子射束可以被调整、修改和/或调节，使得在切换动作被执行和/或结束之后，焦斑具备预测的尺寸和形状。此外，所述控制器可以被配置为响应于确定切换动作和/或响应于确定切换动作要被执行而预测焦斑的尺寸和形状。此外，所述控制器可以被配置为响应于预测在切换动作之后预测的焦斑的尺寸和形状而例如通过提供预测性控制信号来致动电子光学器件。此外，所述控制器可以被配置为响应于预测在切换动作之后预期的焦斑的尺寸和形状和/或响应于基于提供预测性控制信号致动电子光学器件而例如基于致动发射器装置来开始切换动作。具体地，所述控制器可以被配置为在切换动作被执行之前、期间或之后基于预测的焦斑的尺寸和形状来致动电子光学器件。一般来说，切换动作可以指的是影响和/或修改阳极上的焦斑的尺寸、形状和位置中的至少一个的X射线源的任何调整和/或致动。根据一实施例，所述切换动作包括改变向所述阴极供应的电压、改变向所述阴极供应的电流、改变向所述阴极供应的电功率、改变所述阳极与所述阴极之间的电场、通过利用所述电子光学器件偏转所述电子射束而改变所述阳极上的所述焦斑的位置、和/或打开所述X射线射束中的至少一个。此外，将用于谱滤波的滤波器移入和/或移出X射线射束结合X射线源的另一调整和/或致动(例如向阴极供应的电压和/或电流的改变)也可以被称为切换动作。那些种类的切换动作可以具体地在应用kV-峰值切换(也被称为kVp切换)、网格切换、谱滤波和/或动态焦斑定位技术时被执行。此外，术语“确定切换动作”可以意味着控制器被配置为确定用于操作X射线源的一个或多个参数。通过范例，所述控制器可以被配置为根据切换动作和/或占空比来确定向阴极供应的电压、向阴极供应的电流。此外，所述控制器可以被配置为X射线射束被打开和/或关闭的一个或多个时间段。而且，这种时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于发射X射线射束(101)的X射线源(10)，所述X射线源(10)包括：/n阳极(12)；/n发射器装置(14)，其包括阴极(16)和电子光学器件(18)，所述阴极用于朝向所述阳极(12)发射电子射束(15)，所述电子光学器件用于将所述电子射束(15)聚焦于所述阳极(12)上的焦斑(20)处；以及/n控制器(22)，其被配置为确定所述发射器装置(14)的切换动作并且被配置为致动所述发射器装置(14)来执行所述切换动作，所述切换动作与所述阳极(12)上的所述焦斑(20)的位置、所述阳极(12)上的所述焦斑(20)的尺寸以及所述阳极(12)上的所述焦斑(20)的形状中的至少一个的改变相关联；/n其中，所述控制器(22)被配置为在所述切换动作被执行之前基于所确定的切换动作来预测在所述切换动作之后预期的所述焦斑(20)的所述尺寸和所述形状；并且/n其中，所述控制器(22)被配置为致动所述电子光学器件(18)来补偿由所述切换动作引起的所述焦斑(20)的所述尺寸和所述形状的改变。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180219 EP 18157305.61.一种用于发射X射线射束(101)的X射线源(10)，所述X射线源(10)包括：
阳极(12)；
发射器装置(14)，其包括阴极(16)和电子光学器件(18)，所述阴极用于朝向所述阳极(12)发射电子射束(15)，所述电子光学器件用于将所述电子射束(15)聚焦于所述阳极(12)上的焦斑(20)处；以及
控制器(22)，其被配置为确定所述发射器装置(14)的切换动作并且被配置为致动所述发射器装置(14)来执行所述切换动作，所述切换动作与所述阳极(12)上的所述焦斑(20)的位置、所述阳极(12)上的所述焦斑(20)的尺寸以及所述阳极(12)上的所述焦斑(20)的形状中的至少一个的改变相关联；
其中，所述控制器(22)被配置为在所述切换动作被执行之前基于所确定的切换动作来预测在所述切换动作之后预期的所述焦斑(20)的所述尺寸和所述形状；并且
其中，所述控制器(22)被配置为致动所述电子光学器件(18)来补偿由所述切换动作引起的所述焦斑(20)的所述尺寸和所述形状的改变。


2.根据权利要求1所述的X射线源(10)，
其中，所述控制器(22)被配置为预测由所述切换动作引起的所述焦斑(20)的所述尺寸和所述形状的改变。


3.根据前述权利要求中的任一项所述的X射线源(10)，
其中，所述切换动作包括改变以下中的至少一个：向所述阴极(16)供应的电压、改变向所述阴极(16)供应的电流、通过利用所述电子光学器件(18)偏转所述电子射束(15)而改变所述阳极(12)上的所述焦斑(20)的位置、以及打开所述X射线射束(101)。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的X射线源(10)，
其中，所述控制器(22)被配置为基于预测所述焦斑(20)的宽度和高度来预测所述焦斑(20)的所述尺寸和所述形状。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的X射线源(10)，
其中，所述控制器(22)被配置为基于将所述焦斑(20)的宽度和高度建模为向所述阴极(16)供应的电流、向所述阴极(16)供应的电压和所述阳极(12)的热负荷的函数的模型来预测所述焦斑(20)的所述尺寸和所述形状。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的X射线源(10)，
其中，所述控制器(22)被配置为基于预测所述阳极(12)的热负荷来预测所述焦斑(20)的所述尺寸和所述形状；和/或
其中，所述控制器(10)被配置为基于所述阳极(12)的预定冷却速率来确定在所述切换动作之后预期的所述阳极(12)的热负荷。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的X射线源(10)，
其中，所述发射器装置(14)还包括被插设在所述阴极(16)与所述阳极(12)之间的网格(26)，
其中，所述网格(26)被配置为在所述网格(26)的开启状态下取消所述电子射束(15)，并且在所述网格(26)的关闭状态下透射所述电子射束(15)；并且
其中，所述控制器(22)被配置为通过向所述网格(26)提供网格切换信号来在所述开启状态与所述关闭状态之间切换所述网格(26)。


8.根据权利要求7所述的X射线源，
其中，所述控制器(22...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·斯特德曼布克，G·福格特米尔，
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