[发明专利]用于操作电子束系统的方法和系统

说明书

技术领域

本发明的实施例大体上涉及诊断成像，并且更具体地涉及用于在宽动态发射范围中操作电子束系统的方法和系统。

背景技术

计算机断层摄影(CT)在例如临床诊断、工业检查和安全筛选等领域中发现广泛的应用。已经开发若干CT系统例如用于检测乳癌、诊断心血管疾病、进行CT荧光透视和机场行李检查。CT系统需要来自宽观察角范围的大量投影图像用于高质量图像重建。另外，这些CT系统还可能必须控制X射线的电子束强度用于减少患者剂量同时仍然获得期望的图像质量。

为此，常规CT系统采用例如X射线管等装置，其具有用于电子束发射控制的受控灯丝加热。然而，常规的灯丝加热是大约几十毫秒的缓慢过程，从而阻止它在其中例如大约几十微秒等更快的电子束发射控制是可取的应用中的使用。这些X射线管可进一步包括例如静电网格和/或磁性组件等控制工具来控制电子束电流。然而，在这样的X射线管中的电子束电流中的快速变化阻止电子束在靶对象上的适当定位和聚焦。特别地，电子束电流从电子束强度的百分之0至百分之100的调制由于空间电荷力中的变化引起电子互相间的排斥。该空间电荷力中的这些变化进一步影响该X射线管中的电子束的电磁聚焦和偏转，从而影响焦斑大小。

特别地，当用例如大约10毫安培(mA)等低电子束电流和140千伏特(kV)操作X射线管时，电磁力的强烈影响将电子束过度聚焦以在电子束轨迹中形成收缩“腰”。在成像期间将电子束中的该窄化效应反转是富有挑战性的任务。该窄化效应妨碍X射线管精确控制以低电子束电流的电子束在靶位点的定位和聚焦的能力，从而有碍成像系统性能。

开发使X射线管的电子束系统能够在宽动态发射范围中操作的有效方法和系统是可取的。特别地，需要有基于成像要求控制电子束强度来准确地将电子束定位在靶位点的电子束系统。此外，开发控制电子束的聚焦和位置来获得鲁棒的成像系统性能同时保持图像质量和X射线源的耐久性的方法和系统，这也是可取的。

发明内容

根据本技术的方面，呈现用于操作电子束系统的方法。该方法包括在成像系统中的X射线管中产生电子束。另外，识别对应于该成像系统的特定视图的电流配置。如果该识别的电流配置在确定的范围内，使用脉冲宽度调制来调制对于该成像系统的特定视图的电子束的占空因数。此外，该调制的电子束朝靶聚焦。

根据本系统的方面，描述电子束系统。该电子束系统包括产生电子束的发射器，以及关于该发射器维持在正偏置电压或负偏置电压的至少一个电极，其中该电极控制该电子束的强度。此外，该电子束系统包括耦合于该至少一个电极的控制单元。特别地，该控制单元识别对应于X射线管的特定视图的电流配置。当该识别的电流配置在确定的范围内时，该控制单元然后使用脉冲宽度调制来调制对于X射线管的特定视图的电子束的占空因数。

根据本系统的另一个方面，呈现X射线管。该X射线管包括电子束系统。该电子束系统进一步包括产生电子束的发射器，以及关于该发射器维持在正偏置电压或负偏置电压的至少一个电极，其中该电极控制该电子束的强度。此外，该X射线管包括耦合于该至少一个电极的控制单元。特别地，该控制单元识别对应于该X射线管的特定视图的电流配置。当该识别的电流配置在确定的范围内时，该控制单元然后使用脉冲宽度调制来调制对于该X射线管的特定视图的电子束的占空因数。该X射线管还包括当由电子束撞击时产生X射线的靶。

根据本系统的再另一个方面，描述计算机断层摄影系统。该计算机断层摄影系统包括机架和X射线管，该X射线管包括电子束系统。该电子束系统进一步包括产生电子束的发射器，以及关于该发射器维持在正偏置电压或负偏置电压的至少一个电极，其中该电极控制该电子束的强度。此外，该X射线管包括耦合于该至少一个电极的控制单元和引出电极。特别地，该控制单元识别对应于该X射线管的特定视图的电流配置。当该识别的电流配置在确定的范围内时，该控制单元然后使用脉冲宽度调制来调制对于该X射线管的特定视图的电子束的占空因数。该X射线管还包括当由电子束撞击时产生X射线的靶。该计算机断层摄影系统进一步包括用于检测来自对象的衰减电子束的一个或多个检测器元件。

附图说明

当下列详细描述参照附图(其中类似的符号在整个附图中代表类似的部件)阅读时，本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1是CT系统的绘画视图；

图2是成像系统的框示意图；

图3是根据本系统的方面的示范性X射线管的图示；