用于医学X射线应用的包括发射体损坏情况下的紧急运行模式的发射体设计制造技术

本发明专利技术涉及Ｘ射线管的电子发射体领域。更具体而言，本发明专利技术涉及用于具有可变焦斑大小和形状的Ｘ射线系统的平面热离子发射体。所述发射体提供两个主终端（３、５），所述两个主终端形成电流导体并且支撑至少两个发射部分（７、９）。所述发射部分以如下方式进行构造：使得它们在电子光学方面相同或接近相同，这增加了发射体损坏情况下的紧急运行选项。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于医学X射线应用的包括发射体损坏情况下的紧急运行模式的发射体设计本专利技术涉及x射线管电子发射体领域。更具体而言，本专利技术涉及用于 具有可变焦斑大小和形状的x射线系统的平面热离子发射体。用于心血管应用的传统X射线管包括至少两个分离的电子发射体。由于在这些管中阴极和阳极之间的距离小，无法实现光束整形透镜。只有阴极杯(cathode cup)能影响焦斑大小和形状。在阴极杯内，发射体在几何学 上分离，从而与光轴不在同一线内。因此，每个发射体只能产生一个焦斑。 如果一个发射体因通过蒸发到达寿命终点或由热机械应力引起开裂而失 效，向其他发射体中的一个的转换(例如用于放射线透视)将有可能在例 如心脏导管检査期间安全去除该导管。US 6,464，551B1描述了具有三个终端或附着柱的发射丝。将两个发射 灯丝安装在一个由该终端支撑并与该终端电连接的纵向结构中。发射丝的 每端由一个终端支撑。另外的终端在中部支撑该发射丝。所产生的发射面 在电子光学方面是不同的。因此，这种结构的发射丝不能成功地用于需要 发射体有接近相同的电子发射特性的X射线系统。现代医学治疗需要高度完善的X射线系统以便支持例如用于心血管应 用的有效诊断。传统定焦X射线系统在过去起了主要作用，但其性能和特 征不再支持现代医疗应用的需求。下一代X射线管需要提供可变焦斑大小 和形状的可能性。这些管阴极和阳极之间的距离大，且在阴极和阳极之间 有不同光束整形透镜。为达到X射线系统的最佳聚焦性质，有必要在透镜 系统的光轴上放置电子发射体。因此，两个发射体的设计不适用于具有可 变焦点大小和形状、阴极/发射体和阳极之间的距离大且其间有不同光束整 形透镜的现代X射线系统，。用于具有可变焦斑大小和形状的X射线系统的传统热离子发射体包括 线圈或具有相对高电阻的精细结构平面部分，当对该线圈或平面部分施加电流时，其通过焦耳热发热并发射电子。这种现有技术结构由两个更大的导电终端固定(图la、 lb)。如果该精细结构的小部分由任意影响导致损坏 时，电路被切断，系统失效，且不存在多余的电子源，并且医疗检查变得 危急。对于X射线管有可能需要如下发射体即使在发射体部分损坏的情况 下，仍可以在现代多焦点X射线系统中结合连续运行选项使用。为满足上述需要，提供了如根据独立权利要求1的主题所描述的新型 热离子发射体设计。根据本专利技术的另一方面，提供了包括所专利技术的发射体的X射线管。并且，根椐本专利技术的又一方面，提供了x射线系统，尤其是包括所专利技术的x射线管的计算机断层摄影系统。本专利技术的有利实施方式由从属权利要求进行描述。根据本专利技术的第一方面，提供了用于x射线系统的具有两个主要终端的发射体，该终端形成电流导体并支撑至少两个发射部分。由热离子平面发射体直接加热的发射部分以如下方式进行构造使得发射部分在电子光 学方面相同或接近相同。通过这种发射体设计，该新型发射体可以替代X射线管中的传统发射体。这些X射线管在单个部分发射体失效(例如当传统发射体烧穿时)的条件下也可以运行。因此，具有了这种在光轴上具有多于一个发射体部分并且使焦斑大小和形状可变的新型x射线管，心血管应用中的最新需求得以满足。传统发射体即使发射体的一部分损坏也将不能满足这些继续运行 的需求。新专利技术的x射线系统，特别是计算机断层摄影系统，具有即使在检查 期间发射体的一部分失效也能够完成肿瘤检査的优势。这是对x射线系统的安全性和可靠性的主要贡献。通过发射体或发射体部分处于同一几何平面内的设计，如果运行期间发射体部分中的一个损坏时，不需要对x射线系统进行机械调整。通过将发射体部分建造成曲回形状，由此在有两个发射体部分的情况 下，每个发射体部分与另外一个发射体部分以梳状方式相缠结，所述两个发射体部分被看作在电子光学方面相同或接近相同。这样，将具有两个发 射部分的整个发射体放置到X射线系统的光轴上变得容易。在电设置中，每个发射体部分在主终端之间形成电通路。在这种设置 中， 一个支路中电通路的断开将导致所有其他电部分或支路中电流的增加， 并因此引起温度升高。其结果是，这些支路将烧穿并且导致发射体完全失 效。通过控制每个支路中的电流的选项，在一个发射部分损坏的情况下， 有可能通过将施加的总电流降低至对所有其他支路供给其正常施加电流的 水平而避免这种连锁反应。这种设置和运行模式导致电子发射减少和X射 线图像强度/质量下降，但例如在心血管应用中可以安全去除导管。已知直接加热的电子发射设备可能因如蒸发、离子轰击、形成电弧或 热-机械应力等不同效应而失效。电线的小损坏通常导致因该部分中的电能 释放增加而引起的局部高温，这将通过蒸发或熔化增加而加速损坏过程， 直至切断电路。如果只有单个电通路可用，损坏会影响整个电子源。有可能确定该结构的电阻以检测出这种损坏，但为了避免热点(hot spot)并因此避免整个系统的失效，有必要以如下方式降低所施加的电流使得损坏 区具有低于临界值的温度。从而，其余的发射部分具有更低的温度并因此 急剧减少发射。在医学检查中，这种运行条件不满足紧急模式。将单个电通路分成并联的至少两个电流通路， 一根电线中的故障将导 致那条通路中的电流下降，而其他通路中的电流增加(自我调节)。对于将 两个发射体部分以并联方式电连接到主终端的设计，通过以下方程式1-9 描述了该效果/ _ ,/ _ ^ /通过增加电阻所描述的故障0 W《1《=《 (1+3)7 ， == 7 (方程式i)(方程式2)(方程式3) (方程式4) (方程式5)<formula>formula see original document page 8</formula>(方程式6) (方程式7)(方程式8) (方程式9)由此，使用了以下符号I,是通过一个发射体部分的一个通路的电流；12是通过其他发射体部分的其他通路的电流；&是一个发射体部分中的一个通路的电阻值；R2是其他发射体部分中的其他通路的电阻值；3代表电阻值中的小变化因子；R」是变化后的R,的值；ir是^发生变化后的ii的新值；12*是R,发生变化后的12的新值；通过监测发射体上的电压降，有可能检测出结构的所有变化并控制加 热电流。如果电压变化快于只针对蒸发效果的估计，可能会产生小的危急 故障，并且可以启动具有降低的电流的紧急模式。因为上述自我调节行为， 必须将总电流降低到小于在单个通路发射体情况下的电流。例如， 一个支 路中电阻增加10%将使通过该支路的电流减少近5%。这将不足以避免熔化 和断开电路。因此，必须降低总电流，使其与紧急模式管电流相符合。即 使故障使那个电流支路断开，仍对余下功能完整的平行发射体部分施加受 控的正常支路电流，并且因此该发射体部分发射电子。对于具有两个平行 发射体部分的设置，所产生的管电流将是必需的施加电流的一半，并且对 于安全紧急模式是足够的。在一个支路中出现短路的情况下，总电阻减少，并且因此功率降低。 必须有更高的施加电流以达到足够的管电流，由于电流供应有限而只对于 小的短路才有可能达到该足够的管电流。对于高质量的X射线图像，需要有良好定义的小的焦点，其通过复合 电子光学器件而在高端X射线系统中实现。那些光学器件对于发射体在光轴上的精确位置有高的要求。不本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于Ｘ射线系统的发射体（１），包括两个主终端（３、５），所述两个主终端形成电流导体并且支撑至少两个发射部分（７、９），由此，所述发射部分（７、９）以如下方式进行构造：使得所述发射部分（７、９）在电子光学方面接近相同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2006-5-11 06113802.01、用于X射线系统的发射体(1)，包括两个主终端(3、5)，所述两个主终端形成电流导体并且支撑至少两个发射部分(7、9)，由此，所述发射部分(7、9)以如下方式进行构造使得所述发射部分(7、9)在电子光学方面接近相同。2、 根据权利要求1所述的发射体(1)，由此，所述发射体(1)是被 直接加热的热离子平面发射体。3、 根据权利要求2所述的发射体(1)，由此，所述发射部分(7、 9) 的发射表面在同一平面内。4、 根据权利要求3所述的发射体(1)，由此，所述至少两个发射部分 (7、 9)以并联方式电连接至所述两个主终端(3、 5)。5、 根据权利要求4所述的发射体(1)，由此，所述两个发射部分(7、 9)具有曲回结构(15、 17)。6、 根据权利要求5所述的发射体(1)，由此，所述发射部分的所述两 个曲回结构以梳状方式相缠结。7、 根据权利要求3所述的发射体(1)，由此，两个发射部分(7、 9) 在所述主终端(3、 5)之间以串联方式电连接，在所述发射部分(7、 9) 之间建立起电中点，并且具有电连接至所述电中点的第三终端(23)，由此， 所述第三终端(23)形成中点电流导体。8、 根据权利要求7所述的发射体(1)，由此，所述发射部分(7、 9) 每个均具有位于彼此之中的螺旋形状(19、 21)，这建立起双螺旋，其电连 接的中点位于所述双螺旋的中部，而其另外的端点在所述双螺旋的外部端点处连接至所述主终端(3、 5)。9、 根据权利要求3所述的发射体(1)，由此，至少两个发射部分(7、 9...

【专利技术属性】
技术研发人员：S胡特曼，JP克斯特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]