[发明专利]X射线阳极

说明书

技术领域

本发明涉及用于X射线管装置的可转动阳极和主阴极，其中所述主阴极适于与阳极相互作用。此外，本发明还涉及适于与阳极相互作用的辅助阴极、X射线系统、用于确定电位的装置、用于调整辅助阴极发热的装置、用于转换电位的装置以及用于偏转X射线系统的电子束的装置。

背景技术

利用多重X射线光子能量(“X射线色”)提高X射线图像的诊断价值。通常使用常规的X射线管并且高电压被改变。

发明内容

理想地，高能与低能周期的脉冲时间应在检测器的整体周期范围之内，例如在CT扫描器情况下为200μs。过渡时间须为其一小部分，以获得足够高的占空比和光子通量。但实践中高电压线缆的电容使放电成为缓慢过程。以合理手段很难实现短时脉冲。此外，X射线过滤器应同步转换。

根据本发明的阳极包括大块阳极材料，该材料具有例如用碳化硅陶瓷制成的径向开槽绝缘体。碳化硅在T＜1000C时具有高电阻率，其重量轻并具有高屈服强度。因此，碳化硅适合作为阳极材料。其替代物是例如SiN。每一节段的焦点轨迹均涂覆例如钨或铼，以在主电子束的电子撞击下产生X射线并承载其自身高电压电位。狭缝和大块材料被布置成用于绝缘。某些节段产生高能光子并通过阳极轴承与高电压发生器的正极相连。其他节段也互相连接(“印制电路”)。它们的电位浮动并更加接近阴极电位。所述电位由主电子束和可控导体中例如利用热离子发射器对正极自充电而赋予，所述热离子发射器由电子束加热，所述电子束在节段过渡期间暂时被偏转朝向所述热离子发射器。

根据本发明第一方面提供一种用于X射线管的可转动阳极，其中，所述阳极包括：适于被第一电子束击中的第一单元；适于被至少第二电子束击中的至少第二单元，其中所述第一单元和所述至少第二单元相互电绝缘。

根据本发明，所述阳极被电隔离成不同部分，这些部分具有不同的电位，以产生具有不同能量的X射线辐射。由于本发明布置，可以提供具有不同能量的X射线辐射，而无需在不同电位之间转换阳极。这种可能性产生的效果是不同X射线辐射可非常迅速改变。因此可在一个确定时段内产生更多图像，这将提高接受检查的患者的诊断的可能性。

根据本发明，阳极节段的产生X射线的顶层由材料A和B或其混合物组成。这些材料具有不同原子序数Z，并在带电粒子(如电子)的撞击下产生不同特性的X射线光谱。

根据本发明第二方面提供一种主阴极，其中所述主阴极适于与如权利要求1至6任一所述的阳极相互作用，其中所述主阴极适于产生所述第一电子束和所述第二电子束，所述主阴极包括用于偏转所述第一电子束以产生所述第二电子束的装置。

本发明X射线管的主阴极具有将始自主阴极的电子束偏转的装置。这提供引导电子束朝向阳极的不同部分的可能性。因此，阳极的相分隔的不同部分可以被击中以发射不同的X射线辐射。

根据本发明第三方面提供一种辅助阴极，其中所述辅助阴极适于与如权利要求1至6任一所述的阳极相互作用，所述辅助阴极适于影响第二电位，所述辅助阴极适于由所述第二电子束加热，所述辅助阴极适于与如权利要求7所述的主阴极相互作用，所述第二电子束由所述主阴极通过偏转所述第一电子束而产生。

本发明概念包括覆盖在导热环上并由部分偏转的主电子束加热的辅助阴极，所述主电子束由主阴极发射。(偏转量控制辅助阴极的温度和发射)。

根据本发明第四方面提供X射线系统，其中

如权利要求1至6任一所述的阳极；用于产生电子束的主阴极，其中所述主阴极适于产生第一电位；用于影响第二电位的辅助阴极，其中所述主阴极适于偏转所述电子束以加热所述辅助阴极。

根据本发明第五方面提供一种用于确定电位的装置，所述电位通过检测电子束对如权利要求1至6任一所述的阳极上的撞击点和/或通过检测始自如权利要求1至6任一所述阳极的辐射的X射线光谱而确定，其中所述电子束由阴极产生，所述电子束在所述撞击点击中所述阳极的第一单元，所述电子束可被偏转，其中所述偏转电子束在所述撞击点击中所述阳极的第二单元，其中所述第一单元和/或所述第二单元发出辐射。

当从一个节段跳变到下一节段时，所述焦点暂时方位角地偏转(节段之间的电场)。偏转量是对电场的量度，因此也是对低能量节段电位的量度。该信息可用于控制辅助阴极的发射，并由此控制其电位。另一种可能量度是低能量节段所发射的主X射线的光谱(强过滤与弱过滤的X射线强度的比率)。