本发明专利技术提出电子发射器(1)和包括这样的电子发射器(1)的X射线管(100)。电子发射器(1)包括阴极(3)和阳极(5)，其中，阴极(3)包括彼此间隔开的多个局部区域(11)的电子发射图案(9)，每个区域适于在将电场施加于阴极(3)和阳极(5)之间时经由场发射局部地发射电子。从局部区域(11)发射的电子束(15)可以生成特定的几何图案中的若干个X射线源强度最大值。能够通过使用X射线源(100)的特定的强度图案并通过将诸如编码源成像(CSI)的专用解码算法应用于所采集的图像而校正由于探测器上的重叠的图像而导致的空间分辨率的明显的损失。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于X射线管的电子发射器。此外，本专利技术涉及包括这样的电子发射器的X射线管并涉及包括这样的X射线管的X射线图像采集设备。此外，本专利技术涉及例如通过利用χ射线的透射射线摄影而采集对象的图像的方法、适于当在处理器上执行时控制这样的方法的计算机程序单元以及在其上存储这样的计算机程序单元的计算机可读介质。
技术介绍
基于透射射线摄影的常规的X射线成像应用一般依赖于理想的点状X射线源的原理。然而，可能从未实现理想的点状源，并且，实际的X射线源总是具有空间扩展，空间扩展在某种程度上确定成像系统的空间分辨率。因此，成像应用对源尺寸设置约束条件。对于特定的大小的X射线源，除非分辨率不受到诸如探测设备的成像链中的其他部件的累及， 否则可得到的图像质量最终由信噪比确定。结果，在成像应用中总是期望较高的X射线通量，以便将采集时间保持得尽可能地短。用于X射线生成的常规的标准是X射线管，其中，加速的电子撞击到固体靶材料上，由此，产生X射线。在良好近似的情况下，入射在靶上的电子束的空间维度确定所生成的X射线的源的大小。在X射线管中，电子穿透靶并生成X射线的区域被称为焦斑。为了达到特定的光斑大小，需要例如通过利用包括电场和/或磁场的电子光学器件来将电子聚焦到靶来控制焦斑的大小。影响X射线源的大小的另一个方法是使用针对X射线的准直器。X射线的聚焦是高度波长选择性的，因此，强烈地减少X射线管的X射线通量，并且，因此，在大部分情况下是不实际的。然而，当将电子束聚焦于靶上的小焦斑时，必须小心不引起各种问题或限制效果。第一，在X射线管中，可能要求诸如阴极和影响电子束的光学性质的电子光学器件的部件的小心的设计。尤其是对于达到微米范围大小的小焦斑而言，电子光学像差可能提出技术挑战。此外，空间电荷效应在高电流密度的电子束下可能影响焦斑的大小。作为使电子束聚焦以便生成X射线靶上的小焦斑的替代方案，可以通过利用具有足够小的直径的针孔进行准直而提供控制X射线源的大小的又一方法。然而，准直需求例如微米范围内的小直径，因为需要确保准直器有效吸收X射线。这对于频繁地用于医学成像应用的具有例如大约IOOkeV的能量的硬X射线而言尤其如此。第二，在X射线管中，电子能量的主要部分一般转换为热。这导致靶材料中的温度上升，其中，最高温度出现在焦斑中。结果，电子束电流受到防止靶材料的熔融的需要的限制。过量的束电流可能导致靶过热，必须避免靶过热，以便保持X射线源的功能。理论表明， 焦斑中的温度上升与撞击电子束的功率密度成比例。因此，在常规的X射线管中，针对X射线生成在焦斑大小和X射线强度之间进行折衷。对于成像应用而言，这意味着所采集的对象图像的分辨率和信噪比之间的折衷。靶过热可能表示X射线管设计中的巨大的挑战。对于医学成像而言，旋转靶是用于解决焦斑中的热负荷的标准策略。然而，像心脏计算机断层摄影那样的应用可以强烈地得益于具有甚至更高的X射线输出的X射线管。对于具有微米范围内的微小的焦斑的微聚焦X射线管而言，旋转阳极的机械公差对于所要求的X射线源的空间稳定性而言可能太大。 受限的X射线通量可能是造成高分辨率X射线检查设备中的长的采集时间的原因。具有从单个焦斑放射的单个X射线强度最大值的上述X射线源的替代方案可以是所谓的利用X射线的编码源成像(CSI)的方法。CSI的基本理念是使用具有多个强度最大值以代替单个强度最大值的结构化X射线源。当在X射线成像设备中使用时，这样的多个强度最大值可能导致探测屏幕上的重叠的图像，引起所成像的对象的空间分辨率的明显的损失。然而，当已知X射线源的精确的强度图案时，可以使用解码算法来校正来自不同的强度最大值的重叠，并且，可以获得叠合的对象图像。可达到的分辨率仍然可以由单独的X射线强度最大值的大小确定，而非由X射线源强度分布的包络确定。CSI的理念受已应用于X射线天文学和放射性核素成像的所谓的编码孔成像 (CAI)启发。简而言之，CAI是X射线的针孔摄像机的扩展，其中，使用编码孔罩代替单个针孔。与单针孔准直器相对，编码罩允许记录具有更高的信号强度的图像。该理念能够传递至编码源成像。在Antonio L. Damato的“Coded source imaging for neutrons and X-rays",2006IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, 第199-203页中提出了用于X射线检查的编码源成像的原理。简而言之，编码源成像的理念是将可以由针孔实现的单个近似点状的X射线辐射源与另一个更明亮的X射线辐射源交换。一个目标可以是通过增大信噪比而改进成像特性。通过增大针孔的透射面积，因而增大用于成像的X射线的通量，从而可以达到该目标。然而，由于可达到的分辨率总是取决于单个X射线源的几何扩展，因而源大小的这样的增大将导致可达到的分辨率的恶化。增大信噪比的另一个简单的理念可以是以两个针孔代替单个针孔。直接看出，在成像中实际使用的光子的数量可以加倍。检查对象的两个图像投射在探测器上。如果选择针孔距离，从而两个图像不重叠，那么，包含结合两个图像的重建将给出比单个针孔更好的计数统计。代替两个针孔，能够提供一组若干针孔，以获得编码源。对于多个针孔的特定的几何布置而言， 可达到的空间分辨率不受使用若干源的影响，而是由单个针孔的大小确定。因此，在使用若干针孔，即编码源以便增大X射线通量优于增大单个针孔的大小，因为编码源可以不使可达到的成像分辨率恶化而增大信噪比。两个针孔的编码源的示例可以强调CSI的两个基本特征(a)编码源中的图案的重要性和(b)对所探测到的图像的随后的解码的需要。编码源图案的具体的选择在系统的信噪比的优化中可能是最重要的。所探测到的图像的解码也可能取决于图案。
技术实现思路
可能存在着对电子发射器、包括这样的电子发射器的X射线管以及包括这样的X 射线管的X射线图像采集设备的需要，其中，可以减少或克服在常规的X射线管的背景下描述的上述缺陷中的至少一些。尤其是，可能存在着对电子发射器、X射线管以及X射线图像采集设备的需要，其中，X射线图像采集设备可以有利地适于编码源成像。此外，可能存在着对采集对象的图像的方法、用于当在处理器上执行时控制这样的方法的计算机程序单元以及在其上存储这样的计算机程序单元的计算机可读介质的需要，其中，该方法允许克服上述现有技术的缺陷中的至少一些，并且，可以特别适于编码源成像。可以由根据独立权利要求的主旨满足这些需要。在从属权利要求中描述本专利技术的有利的实施例。根据本专利技术的第一方面，提出了一种用于X射线管的电子发射器。电子发射器包括阴极和阳极。其中，阴极包括彼此间隔开的多个局部区域的电子发射图案，每个区域适于在将电场施加于阴极和阳极之间时经由场发射而局部地发射电子。根据本专利技术的第二方面，提出了一种X射线管，该X射线管包括根据本专利技术的第一方面的电子发射器，并且，还包括靶区，该靶区适于在加速电子的碰撞时进行X射线发射。 其中，调整X射线管，使得从电子发射器的阴极的电子发射图案的区域发射的电子以与电子发射图案相对应的图案撞击到靶区上。根据本专利技术的第三方面，提出了一种X射线采集设备。该设备包括根据上面的本专利技术的第二方面的X射线管，并且，还包括X射线探测器和图本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于Ｘ射线管（１００）的电子发射器（１），所述发射器包括：阴极（３）；和阳极（５）；其中，所述阴极（３）包括彼此间隔开的多个局部区域（１１）的电子发射图案（９），每个区域适于在将电场施加于所述阴极（３）和所述阳极（５）之间时经由场发射局部地发射电子。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·K·迪尔，
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
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。