[发明专利]X射线生成装置的阳极电势的切换

说明书

技术领域

本发明总体上涉及X射线辐射生成技术。更特别地，本发明涉及X射线生成装置、X射线系统、X射线生成装置在X射线系统和CT系统的至少一个中的使用以及用于切换电子收集元件电势的方法。特别地，本发明涉及具有用于加速电子的可切换电势的X射线生成装置。

背景技术

可以采用也已知为X射线管的X射线生成装置来生成用于医学成像应用、检查成像应用或安全成像应用的电磁辐射。

X射线生成装置可以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。通过所述两个元件之间的电势来从电子发射元件到电子收集元件加速电子以产生X射线辐射。

从电子发射元件发出的电子行进到电子收集元件并且到达被称为焦斑的区域，从而通过电子轰击例如盘状元件的电子收集元件来产生电磁辐射。电子收集元件或阳极元件可以是静态性质(static nature)的或者可以实施为旋转元件。

X射线管的一个应用例如是在计算机断层摄影系统或CT系统中。当生成X射线的扇形束时，X射线管围绕例如病人的对象旋转。将X射线检测器元件设置在X射线管的对面，然而使其在台架上，X射线检测器元件随着X射线管围绕对象旋转。检测器将X辐射，尤其是由对象衰减的X辐射转换为用于随后的重建以及借助于例如计算机系统的对象内部形态的图像的显示的电信号。

当生成X射线图像来区分例如病人的单独组织时，多个X射线辐射光子能量可以是有利的。

发明内容

从而，可能存在提供能生成具有多个、单独的以及区别的光子能量的X辐射的X射线生成装置的需求。可以将X辐射的光子能量认为是取决于用于加速电子的电子发射元件与电子收集元件之间的电压或电势差。

在下文中，提供了根据独立权利要求的X射线生成装置、X射线系统、X射线生成装置在X射线系统和CT系统的至少一个中的使用以及用于切换电子收集元件电势的方法。

根据本发明的一个范例性实施例，提供了X射线生成系统，其包括电子发射元件和电子收集元件。电子发射元件和电子收集元件操作地耦合来生成X辐射。在电子发射元件与电子收集元件之间设置电势来从电子发射元件到电子收集元件加速电子。如此加速的电子构成电子束。电子束还适合于影响电势。

根据本发明的另一范例性实施例，提供了X射线生成系统，其包括X射线检测器和根据本发明的X射线生成装置。对象可设置在X射线生成装置与X射线检测器之间，并且X射线生成装置和X射线检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，将根据本发明的X射线生成装置用在X射线系统和CT系统的至少一个中。

根据本发明的另一范例性实施例，提供了用于切换电子收集元件电势的方法，其包括提供从电子发射元件到电子收集元件的第一碰撞区域的电子束来生成X辐射，其中，至少部分地向第二碰撞区域提供了电子束，来改变电子发射元件与电子收集元件之间的电势。

如已经指出的，采用多个用于生成图像的X辐射光子能量可以帮助区分待检查的对象的内部结构，例如病人的单独(individual)类型的组织。可以要求具有高能量的时段和具有低能量的时段的脉冲时间小于X射线检测器的积分时段，其在CT扫描器的情况下可以例如是200微秒。可以要求高能量与低能量时段之间的过渡时间为更短。

可以采用例如X射线管的X射线生成装置所连接至的高电压生成器来改变管电压，从而阴极元件与阳极元件之间的电势。然而，在生成器的输出端、高电压电缆和/或阳极处可能存在电容，其可以阻碍以一速度放电，该速度允许电压生成器内的或由电压生成器进行的高能量时段与低能量时段之间的优选的切换。

可以将一种减小高能量与低能量时段之间的过渡时间的解决方案看作改变电势，从而电子发射元件与电子收集元件之间的电压差。

X射线生成装置可以实施为单极或双极X射线生成装置。在单极配置中，可以将负电压提供到电子发射元件，同时将电子收集元件连接至地电势。在双极配置中，甚至可以给电子收集元件提供正电压。

可以将本发明的一个方面看作提供电子收集元件的正电压电势与地电势之间的切换。随着提供到电子发射元件的电压基本上保持恒定，可以影响电子发射元件与电子收集元件之间的电压差，从而电势，例如使其增大来在具有提供到电子收集元件的正电压的高能量时段中以及在电子收集元件基本上连接至地电势的情况下在低能量时段中提供增大的光子能量。

为了允许电子收集元件电势的相应的快速调整，可以要求将可以定期(regularly)连接至地电势的电子收集元件从地电势电去耦，从而从高压供应或高压生成器的电容电去耦。