[发明专利]用于确定X 射线阳极的磨损的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于确定以阳极盘构成的X射线阳极的磨损的一种方法和一种装置。 

背景技术

X射线辐射具有从材料测试直至诊断和治疗的医疗使用的广泛的应用领域。为产生X射线辐射，典型地使用称为X射线管的装置。X射线管通过阳极和阴极构成。通过将阴极加热产生自由电子，所述自由电子通过在阳极方向上的加速电压被加速。在到达阳极时，自由电子的能量部分地被转化为X射线辐射。X射线辐射然后通过为其设置的窗射出并且在此对准待检查或待处理的对象。 

将通常所谓的旋转阳极用作阳极，所述旋转阳极在产生射线期间旋转，以便由此反作用于发热或者实现更好的导热。旋转阳极X射线管由于高功率要求（特别是在医疗应用中的高功率要求）是磨损部件。在替换部件方面，具有重要意义的是，在部件的故障前已经确定其状态，以便及时进行更换。除了真空密封和电子发射器以及阴极之外，在X射线管中，阳极盘是主要磨损部件。由于交变热负荷导致阳极表面的粗糙，这导致辐射功率的损失。负荷也可表现为阳极的熔融和裂纹形成。通过该缺陷使X射线剂量率降低。管最后不可使用。 

X射线管磨损进展的速度取决于X射线拍摄的类型或在此出现的负荷。因此，例如高功率拍摄比透射运行中的X射线拍摄导致明显更快的损伤。所使用的旋转阳极的状态因此是为保证及时替换而必须确定的重要信息。阳极状态或磨损现象在已安装的阳极盘中在自身测量技术上不可达到，因为直接测量必须在辐射器的真空壳体内执行。 

检验磨损过程的可能性在于使旋转阳极X射线管经受标准化的负荷程序，并且在此持续测量在使用寿命期间的剂量率。但剂量降低测量非常强烈地由检查结构确定。此外，作为所使用的旋转阳极X射线管的老化值的剂 量率的事后确定不可能进行或仅可不精确地进行。因此，存在对于用于检验X射线阳极的状态的附加的方法的需求。 

在DD 268892A1中因此建议，通过磨蚀方法（例如，磨削）来确定作为老化的度量的焦轨的区域内的裂纹深度，并且从定标曲线（Eichkurven）计算剂量下降。在该方法中将焦轨面的裂纹图像通过入射光显微镜视觉地跟踪。该方法是昂贵的并且要求附加的设备。值得希望的是，提供基本上仅使用对于X射线检查总之已存在的仪器设备的更低开销的方法。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是，实现X射线阳极的磨损的低开销的确定。 

上述技术通过根据本发明的方法和装置来解决。 

本发明利用的是，由X射线管所产生的辐射的角度相关性随着管的老化的增加而改变。因此，从受到借助X射线阳极产生的辐射的角度相关性所影响的特征出发确定老化。角度相关性在此涉及在阳极盘和所产生的射线之间的角度。该角度相关性也称为侧倾效应（Heel-Effekt）。因此，例如辐射的强度和能量谱取决于该角度。典型地，阳极侧的强度下降并且规定向更高的能量的移动（辐射硬化）。该不均匀性或角度相关性取决于阳极盘的状态。随着磨损的增加而发生粗糙，这降低了角度相关性。 

根据本发明使用至少一个参数，所述参数表征了受角度相关性影响的特征。该参数例如可以是在那里发生了明显的削弱的角度区域内的绝对强度或相对强度。在使用相对强度时，该相对强度涉及相对均匀的辐射区域或涉及平均强度。替代地，所考虑的特征是射线在阳极侧的硬化。例如通过确定能量谱的部分的相对强度来获得度量或定量的参数值。为此目的可使用滤波器，所述滤波器例如滤除低能射线。将所透过的辐射的强度与总强度相比较。该比例作为阳极盘老化的结果而改变。在后者情况中，即，使用能量谱的区域的相对强度，可通过挡板将测量限制在阳极侧的区域上，在那里在磨损过程中辐射硬化的改变是最明显的。 

上述至少一个角度相关的参数被考虑为用于确定老化或磨损。例如，在管启动的时该确定参考值，并且随后将其与为检验而记录的值相比较。该参数的改变然后可以通过阳极的磨损状态来校正或表现为对于其磨损状态的度量。 

阳极的老化状态的检验可以以确定的维护间隔进行，所述维护间隔例如依据运行持续时间。在此可灵活地定义运行持续时间，并且例如一般地涉及阳极的老化（制造之后所经历的时间）或表现为用于产生X射线的使用的时间段，其中在第二种情况下也可以考虑根据使用类型的使用时间的权重。 

附图说明

下面在实施例的范围内详细描述本发明。附图中： 

图1示出了X射线管， 

图2示出了旋转阳极， 

图3示出了根据本发明的装置，和 

图4示出了根据本发明的方法的流程图。 

具体实施方式