[发明专利]具有增大的热载荷能力的电子收集元件、X射线生成装置以及X射线系统

说明书

技术领域

本发明大体上涉及X辐射生成技术。

更特别地，本发明涉及电子收集元件、X射线生成装置、X射线系统以及电子收集元件在X射线生成装置、X射线系统和CT系统中的一个中的使用。特别地，本发明涉及具有增大的热载荷能力的电子收集元件。

背景技术

X射线系统经常包括用于生成电磁辐射的X射线生成装置，例如X射线管，来在例如医学成像应用、检测成像应用或安全成像应用中获取X射线图像。

X射线生成装置经常包括例如阴极元件的电子发射元件和例如阳极元件的电子收集元件。通过加速电子发射元件与电子收集元件之间的电子，来在电子发射元件与电子收集元件之间形成电子束。

电子收集元件可以通过电子轰击来生成电磁辐射或X辐射。例如，电子束可以撞击在电子收集元件的区域上，从而构成焦斑，X辐射在该焦斑上生成。

X射线系统可以采用单个X射线源来生成围绕例如病人的对象旋转的X射线的扇形束或锥形束，来获取X射线图像。

因此，在断层摄影X射线成像系统中，可以获取一系列X射线投影图像或感兴趣的区域的视图，该图像或视图可以用于重构例如病人内的组织分布的三维图像。可以将相应的图像获取称为计算机断层摄影。

此外，可以获取在一个方向上可能具有有限分辨率的准三维图像，该方向可以例如不需要X射线生成装置围绕待检查对象的完全绕转而仅需要部分绕转，例如40°。可以将相应的图像获取称为层析X射线照相组合。

利用X射线焦点的不同位置拍摄投影图像，即X射线生成装置的取向依X射线探测器为转移，这可以由均可能位于台架上的X射线生成装置和X射线探测器围绕对象的机械运动或旋转来实现。

由于X射线生成装置的机械运动可能需要庞大且昂贵的台架并且可能减慢X射线图像的总的获取时间，因此可以认为X射线生成装置的机械运动是不便利的。由于减小获取时间也可以减小例如来自于呼吸或由例如心脏的器官运动的动作假象(motion artefact)并且增加病人的舒适感，因此可以认为减小获取时间是有利的。

用于断层摄影成像系统的X射线生成装置还可以采用旋转的电子收集元件盘或旋转的阳极盘，而非静止的电子收集元件或静止的目标，来提供充足的X射线生成装置功率输出。

因此，能够提供X射线系统的单独部分的机械运动的减小可以是有利的，例如对于减小获取时间。

发明内容

可能存在对减小X射线收集元件和X射线生成装置两者围绕待检查的对象的机械移动并同时保持X射线生成装置的功率输出以及图像分辨率的需求。

因此，可能存在对提供具有增大的热载荷能力的电子收集元件，特别是静止的电子收集元件的需求。

在下文中，提供了根据独立权利要求的电子收集元件、X射线生成装置、X射线系统以及电子收集元件在X射线生成装置、X射线系统和CT系统之一中的使用。

根据本发明的范例性实施例，提供了具有增大的热载荷能力的电子收集元件，其包括表面元件和导热元件。导热元件包括第一方向上的第一热导率以及至少第二方向上的至少第二热导率。第一热导率大于第二热导率并且第一方向基本上垂直于表面元件。

根据本发明的另一范例性实施例，提供了X射线生成装置，其包括根据本发明的电子收集元件和电子发射元件。电子发射元件和电子收集元件操作地耦合来生成X辐射。

根据本发明的另一范例性实施例，提供了X射线系统，其包括X射线探测器和根据本发明的X射线生成装置。对象可布置在X射线生成装置与X射线探测器之间，并且X射线生成装置和X射线探测器操作地耦合，使得可获得对象的X射线图像。

根据本发明的另一范例性实施例，根据本发明的电子收集元件在X射线系统、X射线生成装置和CT系统之一中的使用。

可以将本发明的一个方面视为采用具有沿所需的焦点轨迹的空间分布的多个X射线焦点的分布式X射线源，而不是具有单个X射线源的单个移动X射线生成装置。

相应的X射线生成装置可以包含在附有静止的电子收集元件的单个抽真空封套内的多个电子发射元件或电子源，例如冷场发射器、碳纳米管发射器或热电子发射器。多个源和目标也可以布置在其自身的真空封套内。

为了改善包括多个焦点的分布式X射线源的热载荷能力，本发明提出了具有高热载荷能力的静止的电子收集元件。

由于分布式X射线源采用相互邻近或贴近排列的焦点，可以采用静止的目标或静止的电子收集元件，而不是旋转的电子收集元件盘。