[发明专利]具有高速射束操纵电磁体的X射线管

说明书

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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(litz 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100kHz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，本发明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是根据本发明的实施例的X射线管的透视图；

图2是在图1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1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。