本发明专利技术涉及具有高速射束操纵电磁体的X射线管。本实施例涉及X射线管(例如在CT成像中使用的X射线管)内的高效电子束操纵。在一个实施例中，提供具有提高的电子束操纵的X射线管。该X射线管包括电子束源、配置成当受到来自该电子束源的电子束撞击时产生X射线的靶，以及操纵磁体组件，该操纵磁体组件具有多个铁氧体芯和多个缠绕在这些铁氧体芯上的绞合线线圈。
【技术实现步骤摘要】
本文公开的主旨涉及X射线管，并且具体地涉及X射线管内的电子束操纵。
技术介绍
在非侵入性成像系统中，X射线管作为X射线辐射的源在荧光透视、投影X射线、 层析摄影合成和计算机断层摄影(CT)系统中使用。典型地，该X射线管包括阴极和靶。在该阴极内的热离子丝极响应于由施加的电流产生的热朝靶发射电子流，最终电子撞击靶。X 射线管内的操纵磁体组件可当电子流击中靶时控制电子流的大小和位点。一旦用电子流轰击靶，该靶产生X射线辐射。X射线辐射穿越感兴趣对象，例如人类患者或行李，并且辐射的一部分撞击检测器或照相底片(图像数据收集在其中)。在医疗诊断背景中，有差异地吸收通过感兴趣对象的 X射线光子流或使该光子流衰减的组织在所得的图像中产生对比。在一些X射线系统中， 照相底片然后显影来产生可由放射科医师或主治医师使用用于诊断目的的图像。在其他背景中，可使部件、行李、包裹和其他对象成像来评估它们的内含物以及用于其他目的。在数字X射线系统中，数字检测器产生代表撞击检测器表面的分离像素区的接收的X射线辐射的信号。然后可处理这些信号来产生可用于回顾而显示的图像。在CT系统中，当机架围绕患者移位时，包括一系列检测器元件的检测器阵列通过各种位置产生相似的信号。在CT系统中成像的一个方法包括双能成像。在双能成像应用中，使用X射线源的两个操作电压从物体采集数据以使用不同的X射线谱获得两组测量的强度数据，其代表在给定的暴露时间期间撞击检测器元件的X射线通量。因为必须采集对应于两个单独能谱的投影数据集，X射线管的操作电压典型地快速切换，使得在高和低X射线能两者处对相同的解剖结构采样来防止由于物体运动而引起的图像退化。对于使用快速电压切换方法的X射线系统以及具有摆动能力的X射线系统，涡流可感应进入电子束穿过的射束管道、用于操纵射束的磁体的芯以及操纵磁体组件的绕组。 这样的感应可使电子流偏转的响应时间减慢，并且从而可导致过渡时间增加以及以需要的功率水平的暴露减少。因此，存在需要在操纵磁体组件内提高响应时间。
技术实现思路
在一个实施例中，提供X射线管。该X射线管包括电子束源、配置成当受到来自该电子束源的电子束撞击时产生X射线的靶，和设置在该电子束源和该靶之间的操纵磁体组件。该操纵磁体组件具有多个铁氧体芯和多个缠绕在这些铁氧体芯上的绞合线线圈(IitZ wire coil)。在另一个实施例中，提供用于制造X射线管的方法。该方法包括形成操纵磁体组件，其包括四个大体上相同的铁氧体芯，这些铁氧体芯包括两个阴极侧芯和两个靶侧芯。另外，包括绞合线的多个阴极侧四极线圈缠绕在这些阴极侧芯上并且串联耦合。而且，包括绞合线的多个靶侧四极线圈缠绕在这些靶侧芯上并且串联耦合。该操纵磁体组件设置在电子束源和靶之间。另外，线圈耦合于电源，其配置成以至少IOOkHz的频率切换线圈中的电流。 附图说明当下列详细说明参照附图(其中所有图中相似的符号代表相似的部件)阅读时， 本专利技术的这些和其他的特征、方面和优势将变得更好理解，其中图I是根据本专利技术的实施例的X射线管的透视图；图2是在图I中描绘的X射线管的一部分的横截面侧视图；图3是操纵磁体子组件的透视图；以及图4是射束管道、磁极和电磁体线圈在X射线管内的位置的示意图。具体实施方式本实施例针对用于提高操纵磁体组件的响应时间的系统和方法。例如，在X射线管的实施例中，其中操纵磁体组件通过使用电磁体控制电子流的操纵和摆动，感应进入射束管道、磁芯和磁体绕组中的涡流可通过选择适当的芯材料、选择用于电磁体线圈绕组的适当材料以及相对于电子束管道限定磁极的正确定位而减少。涡流的减少可相当大地降低操纵磁体组件的响应时间。本文描述的电磁体操纵技术可在X射线管中使用，例如在数字和摄影投影X射线系统、荧光透视成像系统、层析摄影合成成像系统、CT成像系统等中使用的X射线管。图I 图示这样的X射线管10，用于获得对于设计成采集X射线数据的成像系统有用的X射线，来基于数据重构图像并且来处理图像数据用于显示和分析。在图I中图示的实施例中，X射线管10包括阴极组件。该阴极组件12使电子流加速通过X射线管10，其包括通过操纵磁体组件14，该操纵磁体组件14设计成控制电子流的操纵和大小。操纵磁体组件可包括两个子组件，其中多个四极和二极磁体配置成提供对 X射线管10内的电子流操纵和摆动的能力。由于电子与X射线管10内的靶碰撞，产生了 X 射线。聚焦的X射线辐射发射通过窗口 16，这在获得X射线成像数据方面有用。为了更清楚地解释当前的技术，图2描绘图I的X射线管实施例的横截面图。如先前论述的，阴极组件12可使电子流18加速通过X射线管10。该电子流18可穿过操纵磁体组件14的喉道或电子束管道20。当该电子流18穿过电子束管道20时，操纵磁体组件 14可提供通过电磁体22的电磁场，从而控制电子流18的大小和位置。从而，操纵磁体组件 14提供电子流的操纵以及为了摆动而快速改变电子流的位置的能力。电磁体22可包裹在环氧树脂中，来形成围绕操纵磁体组件14的电子束管道20的路径以及提供对于操纵磁体组件14的结构完整性。接着，电子流可穿过电子集电极24并且与靶26碰撞。电子流18 与靶碰撞可导致一些电子或二次辐射反弹回到射束管道。如图示的，电子集电极24可与靶 26处于面对关系而设置，这允许电子集电极24捕获并且包含从靶26引导回到电子集电极 24的电子和辐射。聚焦的X射线辐射被产生并且发射通过窗口 16。偏焦的X射线辐射28 可向内往回引导，通过X射线管10，到达操纵磁体组件14。偏焦的X射线辐射28可通过X 射线屏蔽材料而衰减。操纵磁体组件14可通过处于支撑底座30中而获得结构支撑，该支撑底座30延伸到外壁32。该支撑底座30可设计成收容并且耦合构成操纵磁体组件14的磁性子组件。图3图示在操纵磁体组件14中使用的一个磁体子组件36或全磁体组件的一半的实施例。该全磁体组件可由两个大体上相同的磁体子组件36组成。该磁体子组件36可包括能够接合磁体组件36的各种元件的框架38。该磁体子组件36可包括多个芯(S卩，阴极侧芯40和靶侧芯42)。专利技术者已经发现，选择适当的芯材料可对操纵磁体组件14内的操纵响应时间具有相当大的影响。例如，具有较低磁导率和较高体电阻率的芯材料可减小芯材料中的涡流，从而降低响应时间。这样的芯材料的示例可包括铁氧体。更具体地，使用例如镍锌(Ni-Zn)或(Mn-Zn)等软铁氧体可以是有保证的。阴极侧芯40和靶侧芯42可包括径向延伸部分44，其可充当磁体子组件36的极。阴极侧芯40和靶侧芯42可包括通过将导线缠绕在阴极侧芯40和靶侧芯42的部分上而形成的若干线圈。通过使用绞合线来代替绕组的实心导体，线圈中的电感可减小，从而减少响应时间。如图示的，阴极侧芯可包括沿着阴极侧芯40的径向延伸部分44形成的绞合线线圈。以不同的大小来制造绞合线，其中该导线内导体的数量不同。在优选实施例中，绞合线可以是近似18线规导线(18gauge wire)并且可包括至少100个导体。祀侧芯 42还可包括多个线圈(S卩，内靶侧四极线圈48、外靶侧四极线圈50和附加靶侧线圈52)。 内靶侧四极线圈48可在靶侧芯42的径向延伸部分44上形成。外靶侧四极线圈50可在内靶侧四极线圈48之上形本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·科皮塞蒂，E·J·韦斯特科特，C·S·罗杰斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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