在x射線管的旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極盤的圓周方向上的動(dòng)態(tài)焦斑跳躍期間的電子射束的消隱的制作方法
【專利摘要】一種用于在碰撞在X射線管(110)的旋轉(zhuǎn)靶盤(230)的焦點(diǎn)軌道(FPTR)上的電子射束的圓周方向上的動(dòng)態(tài)焦斑(FP)移動(dòng)的2個(gè)或更多個(gè)位置之間的跳躍期間的電子射束(e)的全部消隱或部分消隱的裝置(210)和方法。備選地，在該短時(shí)間間隔期間能夠增加所述焦斑大小。能夠防止在所述焦斑處的所述陽(yáng)極過(guò)熱。
【專利說(shuō)明】在X射線管的旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極盤的圓周方向上的動(dòng)態(tài)焦斑跳躍期 間的電子射束的消隱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及：一種用于控制具有可移位的焦點(diǎn)能力的X射線管的裝置，所述X射線 管具有可移動(dòng)的陽(yáng)極；一種控制具有可移位的焦點(diǎn)能力的X射線管的方法，所述X射線管具 有可移動(dòng)的陽(yáng)極；一種X射線管；一種醫(yī)學(xué)X射線成像器；一種計(jì)算機(jī)程序單元；以及一種 計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002] -些醫(yī)學(xué)X射線成像器具有X射線管，所述X射線管具有旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極盤以及允許借 助于電場(chǎng)或磁場(chǎng)改變?nèi)肷湓谛D(zhuǎn)陽(yáng)極上的電子射束的方向的又一動(dòng)態(tài)特征。該動(dòng)態(tài)焦斑移 動(dòng)有助于提高圖像質(zhì)量，即，可實(shí)現(xiàn)更少的噪音和更高的分辨率而沒有增加功率或減小焦 斑大小。然而，已經(jīng)觀察到，當(dāng)以相對(duì)高的管功率運(yùn)行時(shí)，這樣的成像器要求頻繁的維護(hù)。在 US2011/0280376中描述了具有可旋轉(zhuǎn)的陽(yáng)極的成像器。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 因此，可以具有使能更加有效地使用所述X射線成像器的裝置的需要。
[0004] 本發(fā)明的目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的主題得以解決，其中，其他實(shí)施例被并入從屬 權(quán)利要求。
[0005] 應(yīng)當(dāng)注意，以下描述的本發(fā)明的各方面同樣應(yīng)用于：控制具有可移位的焦點(diǎn)能力 的X射線管的方法，所述X射線管具有可移動(dòng)的陽(yáng)極；X射線管；醫(yī)學(xué)X射線成像器系統(tǒng)；計(jì) 算機(jī)程序單元；以及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于控制具有可移位的焦點(diǎn)能力的X射線管的 裝置，所述X射線管具有可移動(dòng)的陽(yáng)極，所述焦點(diǎn)由在該點(diǎn)處入射在所述陽(yáng)極上的電子射 束形成，所述裝置包括：
[0007] 焦點(diǎn)移位記錄單元，其用于記錄在所述陽(yáng)極上的焦點(diǎn)移位，所述移位沿著由在移 動(dòng)陽(yáng)極的至少部分上的移位焦點(diǎn)描出的軌跡發(fā)生；
[0008] 電子射束減緩器，其被配置為在經(jīng)移位的焦點(diǎn)描出所述經(jīng)移位的焦點(diǎn)在所述移動(dòng) 陽(yáng)極上的軌跡時(shí)，響應(yīng)于如此記錄的所述焦點(diǎn)移位來(lái)減緩入射電子射束，減緩動(dòng)作取決于 在所述焦點(diǎn)與所述陽(yáng)極之間的相對(duì)速度。
[0009] 所述裝置可以被投入使用在具有X射線管的X射線成像器中，所述X射線管具有 旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極盤，在所述旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極盤中，使電子射束借助于在旋轉(zhuǎn)的圓周方向上的至少兩個(gè)位 置之間的電場(chǎng)或磁場(chǎng)進(jìn)行"跳躍"。盡管該動(dòng)態(tài)焦斑移動(dòng)允許提高圖像質(zhì)量（更少的噪音和 更高的分辨率）而沒有增加功率或減小焦斑大小，但是已經(jīng)觀察到該特征的負(fù)作用。動(dòng)態(tài) 焦點(diǎn)移位可以被定向在陽(yáng)極盤的徑向方向上，或其可以被定向在陽(yáng)極盤的圓周方向上（旋 轉(zhuǎn)），或被定向在其組合的方向上。在焦點(diǎn)與陽(yáng)極表面之間的相對(duì)速度是以下速度分量的矢 量和：i)(由電子射束改變方向引起的）移位焦點(diǎn)軌跡，以及ii)陽(yáng)極盤的運(yùn)動(dòng)。具體地， 在兩個(gè)速度分量是平行的，即，在兩者正指向相同方向的瞬間，相對(duì)速度發(fā)生下降。更具體 地并且根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，陽(yáng)極盤的運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)，并且焦點(diǎn)軌跡沿著大體上在盤的外輪緣上 的線，因此切向于盤的旋轉(zhuǎn)速度。在該實(shí)施例中，速度減小，同時(shí)焦點(diǎn)在陽(yáng)極盤旋轉(zhuǎn)的方向 上的在所述焦點(diǎn)的直線軌跡上行進(jìn)或移位。在更低的速度或者甚至零速度的這些瞬間（和 /或點(diǎn)），已經(jīng)觀察到高的陽(yáng)極表面溫度。由于歸因于焦點(diǎn)軌道材料的蒸發(fā)的焦點(diǎn)軌道的粗 化和電弧放電，該溫度劇增導(dǎo)致X射線劑量輸出退化。具體地，已經(jīng)注意到關(guān)于劑量退化在 旋轉(zhuǎn)方向上的焦點(diǎn)移位的負(fù)作用。因此，盡管焦點(diǎn)移位有助于提高圖像質(zhì)量，但是當(dāng)使用焦 點(diǎn)移位時(shí)，焦點(diǎn)移位的速度在旋轉(zhuǎn)方向上的分量實(shí)際上可以意味著更短的管壽命，或者當(dāng) 不減少焦點(diǎn)移位X射線管的壽命時(shí)必須使用針對(duì)給定的管設(shè)計(jì)的經(jīng)減小的功率規(guī)格。
[0010] 由于裝置的記錄單元在記錄在旋轉(zhuǎn)方向上的焦點(diǎn)移位之后就減緩電子射束，并且 在該方向上的焦點(diǎn)移位中始終維持所述減緩，因此提出的裝置有助于保全焦點(diǎn)移位特征的 優(yōu)點(diǎn)而不對(duì)功率規(guī)格和管壽命做出讓步。
[0011] 也預(yù)期涉及更加復(fù)雜的電子射束和/或動(dòng)力學(xué)的情況的處理，在這樣的情況下， 陽(yáng)極和/或焦點(diǎn)沿著更多涉及的曲線路徑行進(jìn)。在該實(shí)施例中，記錄單元被配置為拾取速 度分量是平行的那些瞬間，并且然后指導(dǎo)減緩器在這樣的臨界瞬間之后開始并且在這樣的 臨界瞬間始終維持射束減緩，以如此預(yù)防陽(yáng)極盤的表面的溫度劇增。
[0012] 在X射線成像器的工作周期期間，獲得"有用的"投影圖像。由于工作周期投影圖 像實(shí)際用在切片圖像的斷層重建中，因此工作周期投影圖像是有用的。獲得有用的圖像，同 時(shí)電子射束是不變的，即，它不改變方向。該情況與在焦點(diǎn)跳躍或電子射束的方向改變期間 可獲得的"不可用的"投影圖像暴露形成對(duì)比。由于消除了在焦點(diǎn)軌道上的溫度爆發(fā)，所述 溫度爆發(fā)由焦點(diǎn)速度分量和陽(yáng)極旋轉(zhuǎn)速度分量的甚至瞬間平行的對(duì)齊引起，因此裝置允許 通過(guò)增加 X射線管的壽命來(lái)使具有可移位的焦點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X射線掃描器的能力最大化， 并且同時(shí)允許在成像器的工作周期期間以最大功率操作管。
[0013] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在記錄到相對(duì)速度下降到閾值以下之后，減緩動(dòng)作就開始。
[0014] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，減緩動(dòng)作保持有效，直到相對(duì)速度反彈到閾值或超過(guò)閾值。
[0015] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，X射線減緩器起作用，以便避免焦點(diǎn)正在移位時(shí)在焦斑處的溫度 增加到臨界溫度閾值以上。
[0016] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，軌跡描述在陽(yáng)極上的兩個(gè)靜止位置之間的焦點(diǎn)的振蕩，在兩個(gè) 靜止位置中的任一處的焦斑的駐留時(shí)間的大約1% -20%或更具體地大約10%的時(shí)間段， 減緩動(dòng)作保持有效。
[0017] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，減緩動(dòng)作包括消隱掉電子射束，以如此避免電子射束到達(dá)陽(yáng)極， 具體為通過(guò)使用網(wǎng)格轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)消隱。
[0018] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，減緩動(dòng)作是部分消隱的，并且包括根據(jù)在i)在移位期間焦點(diǎn)的 最小相對(duì)速度與ii)陽(yáng)極移動(dòng)的平均速度之間的比率的平方根來(lái)減小電子射束功率。
[0019] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，減緩動(dòng)作包括增加焦斑的大小或面積。
[0020] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，減緩動(dòng)作包括根據(jù)在i)陽(yáng)極移動(dòng)的平均速度與ii)在移位期間 焦點(diǎn)的最小相對(duì)速度之間的比率或所述比率的平方根來(lái)增加垂直于（或，對(duì)于陽(yáng)極旋轉(zhuǎn)的 情況，徑向于）焦點(diǎn)軌道的焦斑的長(zhǎng)度和沿著（切向于）焦點(diǎn)軌道的焦斑的寬度中的至少 一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)該函數(shù)來(lái)增加長(zhǎng)度和寬度兩者。在該實(shí)施例中，如此增加焦斑 大小/面積以便恰好抵消相對(duì)（切向于旋轉(zhuǎn)或焦點(diǎn)軌道）焦點(diǎn)速度的減小，以如此基本上 防止陽(yáng)極溫度增加并且仍然維持相對(duì)小的焦點(diǎn)。然而，在其他更加簡(jiǎn)單的備選實(shí)施例中，在 任一個(gè)或兩個(gè)維度中，焦斑大小/面積能夠被增加更小或更大的（在合理裕量之內(nèi)的）固 定量或隨機(jī)量。
[0021] 簡(jiǎn)言之，所提出的裝置實(shí)現(xiàn)在碰撞在焦點(diǎn)軌道上的電子射束的圓周方向上的動(dòng)態(tài) 焦斑移動(dòng)的2個(gè)或更多個(gè)位置之間跳躍所需時(shí)間期間的電子射束的全部消隱或部分消隱， X射線管的旋轉(zhuǎn)靶盤的目的在于防止焦斑材料的過(guò)熱。對(duì)消隱（或結(jié)合部分消隱）備選地， 在該短時(shí)間間隔期間能夠增加焦斑大小。
[0022]
[0023] 術(shù)語(yǔ)"減緩"意指包括當(dāng)電子射束撞擊在陽(yáng)極盤上時(shí)，減少?gòu)?qiáng)度或使電子射束較不 劇烈的動(dòng)作。如本文中所理解的減緩具體包括：消隱、部分消隱、切斷陰極以及當(dāng)入射在陽(yáng) 極表面上時(shí)擴(kuò)大焦點(diǎn)的面積（從而減少在該點(diǎn)處的功率密度）。
[0024] 術(shù)語(yǔ)"消隱"意指包括在X射線管上或在X射線管中的操縱或控制動(dòng)作，所述操縱 或控制動(dòng)作基本上防止或抑制電子射束到達(dá)陽(yáng)極而沒有切斷X射線電源。
[0025] 術(shù)語(yǔ)"部分消隱"是"消隱"的弛豫，因?yàn)樗?部分消隱"包括在X射線管上或在 X射線管中的控制動(dòng)作，所述控制動(dòng)作引起每單位時(shí)間到達(dá)陽(yáng)極的電子數(shù)目的減少，并且具 體包括X射線功率的減少。
[0026] 術(shù)語(yǔ)"焦點(diǎn)軌道"是歸因于陽(yáng)極的運(yùn)動(dòng)，具體為陽(yáng)極的旋轉(zhuǎn)的在陽(yáng)極上描出的焦點(diǎn) 的路徑。
[0027] 術(shù)語(yǔ)"焦點(diǎn)軌跡"是在至少兩個(gè)靜止點(diǎn)之間的路徑，通過(guò)電子射束改變方向來(lái)描出 所述路徑。
[0028] 術(shù)語(yǔ)"（一個(gè)或多個(gè)）靜止點(diǎn)"包括在電子射束不變的焦點(diǎn)軌跡上的（一個(gè)或多 個(gè)）點(diǎn)，而且還包括速度在陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)的方向上沒有分量，例如沿著陽(yáng)極的焦點(diǎn)的純徑向運(yùn) 動(dòng)的軌跡上的多個(gè)點(diǎn)。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0029] 現(xiàn)在將參考以下附圖來(lái)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，其中：
[0030] 圖1示出了具有X射線管的X射線成像器；
[0031] 圖2是圖1的X射線管和本文中所提出的控制器的更加詳細(xì)的視圖；
[0032] 圖3是在圖2的X射線管中所使用的陽(yáng)極盤的視圖；
[0033] 圖4A-C是示出了當(dāng)控制圖2的X射線管的操作時(shí)涉及的時(shí)間安排、位置以及速度 的圖形；
[0034] 圖5是本文中所提出的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 參考圖1，示出了具有剛性機(jī)架102的X射線成像器，X射線傳感器105和X射線 管110以相對(duì)的關(guān)系附著到所述剛性機(jī)架102。圖1示出了在X射線管110和探測(cè)器105 的相應(yīng)的外罩或外殼中的X射線管110和探測(cè)器105。X射線110朝向探測(cè)器105投射X 射線P的射束。在圖1中，成像器是"C型臂"型的，但是應(yīng)當(dāng)理解，以下同樣可應(yīng)用于具有 不同構(gòu)造的其他X射線成像器。
[0036] 圖2更加詳細(xì)地示出了在圖1中的X射線成像器100,具體為X射線管110的特定 部件。X射線管110被布置為發(fā)射X射線P，所述X射線P通過(guò)對(duì)象290 (例如經(jīng)受檢查同 時(shí)駐留在介于X射線管110與探測(cè)器105之間的檢查臺(tái)上的患者）的組織而衰減。衰減的 X射線（在圖2中用虛線示出）與探測(cè)器105的探測(cè)器單位相互作用。通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) DAS將相互作用轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，并且如此獲得的投影圖像被存儲(chǔ)在中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)C上。 機(jī)架102在圍繞患者的平面中是可旋轉(zhuǎn)的，因此從對(duì)象290采集在不同的投影方向上的一 系列不同的投影圖像。計(jì)算機(jī)C運(yùn)行圖像重建算法，所述圖像重建算法讀入一系列的投影 圖像，并且產(chǎn)生示出穿過(guò)在旋轉(zhuǎn)平面中的對(duì)象290的解剖結(jié)構(gòu)的橫截面的切片圖像，在所 述旋轉(zhuǎn)平面中，機(jī)架102圍繞主體290旋轉(zhuǎn)。計(jì)算機(jī)C連接到操作者控制臺(tái)295,所述操作 者控制臺(tái)295允許由成像器100的操作者進(jìn)行操作。然后在同樣地連接的屏幕297上能夠 觀察重建的切片圖像。
[0037] 現(xiàn)在將進(jìn)一步參考圖2來(lái)更加詳細(xì)地說(shuō)明X射線110的操作。
[0038] X射線管包括：在真空管罩270之內(nèi)的，陰極220和被安置在距離所述陰極220 - 段距離的陽(yáng)極230。陽(yáng)極230在軸承232中是可旋轉(zhuǎn)的，并且包括陽(yáng)極盤234。X射線控制 器XR被配置為向X射線管110發(fā)出功率并時(shí)間安排對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)間安排。具體地，在陰極 220和陽(yáng)極230兩端施加高電壓U。電子被從陰極220發(fā)射為電子射束％并且通過(guò)由電壓 U提供的電動(dòng)勢(shì)朝向陽(yáng)極230加速。經(jīng)加速的電子得到高動(dòng)能，經(jīng)如此加速的多個(gè)電子形成 撞擊在陽(yáng)極盤234上的電子射束e'所述電子在撞擊之后就經(jīng)受減速，并且然后凈動(dòng)能被 釋放為X射線射束P，如圖2所示并在以上說(shuō)明的，所述X射線射束p射出真空管270,并且 然后經(jīng)過(guò)對(duì)象290。陽(yáng)極盤234在其外輪緣處成斜角，使得X射線射束p能夠以期望的角度 偏離陽(yáng)極盤234,從而促進(jìn)X射線射束p的射出。
[0039] 陽(yáng)極盤234在電子射束入射的側(cè)面上攜帶涂層。所述涂層由諸如鎢的材料形成， 所述涂層使盤234符合目的，這是因?yàn)楸P234被暴露到歸因于高能電子的入射射束的高熱 機(jī)械磨損和撕裂。由于電子射束撞擊相同，從而引起陽(yáng)極盤材料噴濺并且甚至蒸發(fā)相同，因 此陽(yáng)極盤234并且具體為其涂層被逐漸削掉。在暴露到電子射束期間，通過(guò)將盤旋轉(zhuǎn)（如 圖2所示）能夠緩解盤的磨損。撞擊的電子射束具有在圖2中以理想化的方式被示出為線 的特定橫截面。在盤上的撞擊的電子射束定義具有寬度W和長(zhǎng)度L的焦點(diǎn)FP。不是使電子 射束在所有時(shí)間以單個(gè)點(diǎn)撞擊盤234,而是通過(guò)盤旋轉(zhuǎn)從而在盤的表面上分散磨損。當(dāng)盤正 在旋轉(zhuǎn)時(shí)，焦點(diǎn)FP在被涂有涂層的陽(yáng)極盤表面上描出明顯的焦點(diǎn)軌道FPTR。
[0040] X射線管110還包括由適當(dāng)?shù)目刂破?65控制的磁性或靜電聚焦元件260。聚焦 元件260有助于將電子射束聚焦在陽(yáng)極盤234上。
[0041] 由偏轉(zhuǎn)器245控制的偏轉(zhuǎn)元件240也被布置在管中。偏轉(zhuǎn)元件240和其控制器 245大體上形成焦點(diǎn)移位器，所述焦點(diǎn)移位器允許改變電子射束的方向，從而在陽(yáng)極盤234 的表面上將焦點(diǎn)FP移位。
[0042] 偏轉(zhuǎn)元件被布置為底部一個(gè)，頂部一個(gè)以及每個(gè)側(cè)面一個(gè)地環(huán)繞電子射束（在圖 2中用虛線在側(cè)視圖中指示）。在一個(gè)實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)元件是由控制器245選擇性地供能的 電磁體，使得能夠?qū)崿F(xiàn)沿著x/_x和或z/_z方向的偏轉(zhuǎn)，從而使電子射束描出其在陽(yáng)極盤 234的表面上的軌跡。在另一實(shí)施例中，以靜電方式實(shí)現(xiàn)對(duì)偏轉(zhuǎn)元件240的偏轉(zhuǎn)，所述偏轉(zhuǎn) 元件240包括適當(dāng)布置的接線以建立與所期待的取向中的每個(gè)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)。
[0043] 現(xiàn)在將參考圖3來(lái)更加詳細(xì)地說(shuō)明焦點(diǎn)移位器的作用。示出了在入射電子射束的 方向上的陽(yáng)極盤234上的示意性視圖。左邊示出了在沒有可移位的焦點(diǎn)fp能力的常規(guī)X 射線管中的情況。右邊示出了在具有焦點(diǎn)移位能力的圖2的X射線管中的情況。焦點(diǎn)FP 的橫截面被圖解性地示出為矩形，但是這可以不是如此。焦點(diǎn)FP的橫截面能夠呈現(xiàn)任何形 狀?？尚D(zhuǎn)的陽(yáng)極盤234定義兩個(gè)取向，S卩，徑向方向Z和切向（于旋轉(zhuǎn)）方向X。能夠分 別定義焦點(diǎn)FP的寬度W和長(zhǎng)度L，每個(gè)方向一個(gè)，因此焦點(diǎn)FP能夠被說(shuō)成具有寬度和長(zhǎng)度。 焦點(diǎn)FP定義在旋轉(zhuǎn)盤上的多個(gè)點(diǎn)的面積，所述多個(gè)點(diǎn)被同時(shí)暴露到電子射束。焦點(diǎn)移位器 245/240是可操作的，以將焦點(diǎn)在焦點(diǎn)軌跡FPTR上從一個(gè)靜止位置Pl移位到另一靜止位置 P2。借助于非旋轉(zhuǎn)固定坐標(biāo)系來(lái)定義靜止點(diǎn)的位置Pl和P2。虛線示出了被描出的焦點(diǎn)軌 道FPT，這是因?yàn)楫?dāng)FP處于靜止點(diǎn)P1、P2中的任一個(gè)時(shí)陽(yáng)極相對(duì)于射束移動(dòng)。根據(jù)一個(gè)實(shí) 施例，旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極引起焦點(diǎn)軌道FPTR呈現(xiàn)如在圖3中用虛線指示的圓形形狀。然而，預(yù)期其 他配置，在所述其他配置中，陽(yáng)極的運(yùn)動(dòng)（其可以是或不是盤）不是旋轉(zhuǎn)，但是能夠是任何 類型的運(yùn)動(dòng)，在這種情況下，焦點(diǎn)軌道可以呈現(xiàn)其他曲線形狀，或者可以與沿著線性線的振 蕩一樣簡(jiǎn)單。
[0044] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例并且如圖3所示，焦點(diǎn)FP在兩個(gè)靜止點(diǎn)Pl與P2之間振蕩，并且在 其中的任一個(gè)處駐留短時(shí)間段，所述短時(shí)間段被稱為駐留時(shí)間RT。在轉(zhuǎn)移時(shí)間期間描出焦 點(diǎn)軌跡FPT，所述轉(zhuǎn)移時(shí)間是當(dāng)焦點(diǎn)從靜止位置Pl移動(dòng)到靜止位置P2或從靜止位置P2移 動(dòng)到靜止位置Pl時(shí)焦點(diǎn)移位器245的動(dòng)作期間。在圖3中示出的幾何形狀中，焦點(diǎn)移位和 陽(yáng)極旋轉(zhuǎn)的速度的相對(duì)運(yùn)動(dòng)被大體重疊，從而引起在焦點(diǎn)FP與陽(yáng)極盤表面之間的相對(duì)速 度v，所述相對(duì)速度V由相應(yīng)的至少瞬時(shí)速度分量的矢量和給出。在圖3中的特定范例中， 焦點(diǎn)軌跡FPTR是圓周地或切向于盤234的旋轉(zhuǎn)，即切向于圓形焦點(diǎn)軌道描出的直線。換言 之，當(dāng)焦點(diǎn)從P2移位到Pl ("P2->P1"）時(shí)，相應(yīng)的速度分量是平行的（即，矢量分量是幾何 平行的，并且它們具有相同的方向），然而，當(dāng)焦點(diǎn)從Pl移位到P2( "P1->P2"）時(shí)，速度分 量是反平行的（即，矢量分量是幾何平行的，但是具有相反的方向）。在具有可移位的焦點(diǎn) 能力的X射線管110中，（對(duì)于給定管功率水平和焦斑大小）成像器傳送更高的圖像質(zhì)量， 即，在高圖像分辨率中具有更少的圖像噪音信號(hào)而沒有增加功率或減小焦斑大小。
[0045] 通過(guò)碰撞在盤134上的焦點(diǎn)FP處的電子射束撞擊引起在該點(diǎn)處的陽(yáng)極表面溫度 Tfs根據(jù)以下公式成比例地增加：
[0046]
【權(quán)利要求】
1. 一種用于控制具有可移位的焦點(diǎn)能力的X射線管（110)的裝置（210)，所述X射線 管（110)具有可移動(dòng)的陽(yáng)極（230)，所述焦點(diǎn)（FP)由在該點(diǎn)處入射在所述陽(yáng)極上的電子射 束（e〇形成，所述裝置（210)包括： 焦點(diǎn)移位記錄單元（211)，其用于記錄在所述陽(yáng)極上的焦點(diǎn)移位，所述移位沿著由在移 動(dòng)陽(yáng)極的至少部分上的移位焦點(diǎn)描出的軌跡發(fā)生； 電子射束減緩器（212)，其被配置為在經(jīng)移位的焦點(diǎn)（FP)描出所述經(jīng)移位的焦點(diǎn)（FP) 在所述移動(dòng)陽(yáng)極上的軌跡（FPT)時(shí)，響應(yīng)于如此記錄的所述焦點(diǎn)移位來(lái)減緩入射電子射束 (e〇,減緩動(dòng)作取決于在所述焦點(diǎn)（FP)與所述陽(yáng)極（230)之間的相對(duì)速度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，在記錄到所述相對(duì)速度下降到閾值以下之后，所 述減緩動(dòng)作就開始。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中，所述減緩動(dòng)作保持有效，直到所述相對(duì)速度 反彈到所述閾值或超過(guò)所述閾值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的裝置，所述X射線減緩器（212)起作用，以便避 免所述焦點(diǎn)正在移位時(shí)在所述焦斑（FP)處的溫度增加到臨界溫度閾值以上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述軌跡（FPT)描述在所述陽(yáng)極 (230)上的兩個(gè)靜止位置（P1、P2)之間的所述焦點(diǎn)（FP)的振蕩，所述減緩動(dòng)作保持有效， 只要所述相對(duì)速度被定向在所述陽(yáng)極的旋轉(zhuǎn)方向上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，對(duì)于在所述兩個(gè)靜止位置（P1、P2)中 的任一處的所述焦斑（FP)的駐留時(shí)間（RT)的1%至20%，所述減緩動(dòng)作保持有效。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述減緩動(dòng)作包括消隱掉所述電 子射束（e〇,以如此避免所述電子射束（e〇到達(dá)所述陽(yáng)極（230)，具體地，通過(guò)使用網(wǎng)格 (250、255)開關(guān)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)消隱。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述減緩動(dòng)作包括根據(jù)在i)所述 移位期間所述焦點(diǎn)的最小相對(duì)速度與ii)所述陽(yáng)極（230)移動(dòng)的平均速度之間的比率的平 方根來(lái)減少所述電子束功率。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述減緩動(dòng)作包括增加所述焦斑 (FP)的大小或面積。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述減緩動(dòng)作包括根據(jù)在i)所述 陽(yáng)極移動(dòng)的所述平均速度與ii)在所述移位期間所述焦點(diǎn)的所述最小相對(duì)速度之間的比 率或所述比率的平方根來(lái)增加垂直于所述焦點(diǎn)軌道（FPT)的焦斑（FP)的長(zhǎng)度和沿著所述 焦點(diǎn)軌道的所述焦斑（FP)的寬度中的至少一個(gè)。
11. 一種控制具有可移位的焦點(diǎn)能力的X射線管（110)的方法，所述X射線管（110)具 有可移動(dòng)的陽(yáng)極（230)。所述焦點(diǎn)（FP)由在該點(diǎn)處入射在所述陽(yáng)極（230)上的電子射束 (e〇形成，所述方法包括： 記錄（S505、S520)在所述陽(yáng)極上的焦點(diǎn)移位，所述移位沿著由在移動(dòng)陽(yáng)極的至少部分 上的移位焦點(diǎn)描出的軌跡發(fā)生； 在經(jīng)移位的焦點(diǎn)描出所述經(jīng)移位的焦點(diǎn)在所述移動(dòng)陽(yáng)極上的軌跡時(shí)，響應(yīng)于如此記錄 的所述焦點(diǎn)移位，減緩（S510)入射電子束（e〇,所述減緩動(dòng)作取決于在所述焦點(diǎn)與所述陽(yáng) 極之間的相對(duì)速度。
12. 所述X射線管（110)具有根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任一項(xiàng)所述的裝置。
13. -種X射線成像器（100)，包括所述X射線管（110)和根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任 一項(xiàng)所述的裝置（210)。
14. 一種用于控制根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任一項(xiàng)所述的裝置（210)的計(jì)算機(jī)程序單 元，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序單元由處理單元（C)運(yùn)行時(shí)適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法步 驟。
15. -種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，具有被存儲(chǔ)在所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的如權(quán)利要求14所述 的程序元件。
【文檔編號(hào)】H01J35/14GK104335318SQ201380026735
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月22日
【發(fā)明者】C·H·巴特, T·雷佩寧 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司