專利名稱：用于產(chǎn)生兩個(gè)焦斑的x射線管和包括這種x射線管的醫(yī)療裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在陽極上產(chǎn)生兩個(gè)焦斑的X射線管。而且，本發(fā)明涉及一種包括這種X射線管的醫(yī)療裝置。
背景技術(shù)：
本發(fā)明和它的技術(shù)背景將在這里結(jié)合用于高質(zhì)量CT掃描儀和同類儀器的大功率X射線管被描述。無論如何，要認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明也應(yīng)用于傳統(tǒng)X射線診斷系統(tǒng)和用于醫(yī)療檢查和非醫(yī)療檢查的其他穿透式X放射系統(tǒng)。典型地，大功率X射線管包括被抽真空的殼層或殼體，所述殼層或殼體容納有加熱電流或燈絲電流由其通過的陰極燈絲，以便用作電子發(fā)射裝置來發(fā)射熱電子。典型地，在陰極和陽極之間施加約為100到200kv的高電位，所述陰極和陽極也位于被抽真空的殼層中。這個(gè)電位導(dǎo)致管電流或電子束經(jīng)過被抽真空的殼層內(nèi)部的被抽真空區(qū)域從陰極向陽極流動(dòng)。電子束以足夠的能量撞擊在陽極的焦斑的小區(qū)域上以產(chǎn)生X射線。然后X射線可以穿透被觀測目標(biāo)，例如病人。盡管X射線的一部分將會(huì)被目標(biāo)吸收，穿透的X射線可以被布置在目標(biāo)相對(duì)一側(cè)的X射線探測器探測到。為了增加CT掃描儀的辨析率，在兩個(gè)或者多個(gè)位置之間調(diào)整焦斑的位置是可取的，從而建立X輻射的兩個(gè)局部不同的點(diǎn)源。高質(zhì)量CT掃描儀可以利用焦斑的運(yùn)動(dòng)來加倍成像系統(tǒng)的辨析率。在傳統(tǒng)的X射線管設(shè)計(jì)中，提供陰極用于朝著旋轉(zhuǎn)的盤狀陽極發(fā)射電子束使得在陽極的傾斜X射線發(fā)射面產(chǎn)生焦斑。產(chǎn)生的X射線沿著大體上垂直于撞擊電子束的方向的方向發(fā)射。在這樣的X射線管中，為了能夠產(chǎn)生兩個(gè)不同的焦斑，提供能夠在陰極旋轉(zhuǎn)軸方向移動(dòng)的焦斑是有利的。這個(gè)方向一般與撞擊電子束的方向一致，并通常被稱作y方向。與y方向垂直的方向，即發(fā)射的X射線從陽極朝著X射線管的X射線窗口并且接著朝向病人的典型方向通常被稱作z方向。與y方向和z方向都垂直的方向，即與陽極旋轉(zhuǎn)盤相切的方向，通常被稱作X方向。在這樣典型的X射線管設(shè)計(jì)中，焦斑和在y方向發(fā)射的X射線束的期望移動(dòng)可以通過z方向上電子束的移動(dòng)得到，即z方向是朝著探測器的方向。常規(guī)地，使用兩種不同方法來控制和移動(dòng)X射線管的焦斑的位置和/或?qū)挾?。焦斑控制的一種方法使用與陰極的單一電子發(fā)射燈絲相連的靜電柵格或者偏轉(zhuǎn)電極。兩個(gè)靜電柵格上的電壓可以變化以改變撞擊在旋轉(zhuǎn)陽極的焦斑軌跡上電子束的位置和寬度。然而，用于控制焦斑位置和寬度的這種靜電柵格可能需要特別復(fù)雜并且昂貴的柵格設(shè)計(jì)。焦斑控制的另一種方法可以使用磁軛以產(chǎn)生影響從陽極發(fā)射的電子束的路徑的磁場。但是，在X射線管殼體內(nèi)設(shè)置磁軛會(huì)需要整個(gè)X射線管的設(shè)計(jì)非常昂貴。例如，磁軛管需要兩個(gè)額外的連接器穿過X射線管殼體，這將使得其與很多CT系統(tǒng)不兼容。另外，用來偏轉(zhuǎn)和聚焦電子束的磁場可能不是以方波形式在兩個(gè)焦斑位置之間移動(dòng)，因此，在收集的X射線探測數(shù)據(jù)中可能產(chǎn)生間隙。
發(fā)明內(nèi)容
因此，需要一個(gè)改進(jìn)的X射線管設(shè)計(jì)，允許來克服現(xiàn)有方法中的上述不足中的至少一些。尤其是，需要X射線管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，同時(shí)允許產(chǎn)生兩個(gè)不同的焦斑。而且，需要這種改進(jìn)的X射線管設(shè)計(jì)，它與多數(shù)傳統(tǒng)的X射線系統(tǒng)兼容，并且因此只需要小的改動(dòng)就能集成到這些X射線系統(tǒng)中。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出包括陰極和陽極的X射線管。陰極包括適合發(fā)射第一電子束以用于在陽極上產(chǎn)生第一焦斑的第一電子發(fā)射裝置，和適合發(fā)射第二電子束以用于在陽極上產(chǎn)生第二焦斑的第二電子發(fā)射裝置。而且，每一電子發(fā)射裝置包括它自己的相關(guān)可切換柵格，用于阻斷相應(yīng)的發(fā)射電子束。本發(fā)明的第一方面基于以下觀點(diǎn)取代了提供用于從陰極向陽極發(fā)射單一電子束的單一電子發(fā)射裝置，并且通過磁性或靜電偏轉(zhuǎn)裝置使單一電子束暫時(shí)地偏轉(zhuǎn)到不同的焦斑位置，本發(fā)明提出提供兩個(gè)獨(dú)立的電子發(fā)射裝置，以便能夠產(chǎn)生撞擊在陽極上不同焦斑處的兩個(gè)獨(dú)立電子束。由于從不同焦斑處發(fā)射的X射線束通常不會(huì)同時(shí)被發(fā)射，而是每次從一個(gè)焦斑只發(fā)射一個(gè)X射線束，陰極的每個(gè)電子發(fā)射裝置包括它相關(guān)的可切換柵格。有時(shí)候也被稱作柵格開關(guān)的該可切換柵格適合于阻擋從相應(yīng)電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子束到達(dá)陽極。例如，每個(gè)可切換柵格可以適合于使得一旦柵格被靜電充電，建立一個(gè)電場使得否則存在在陽極和陰極間的電加速場被局部地阻斷，即被阻止到達(dá)相應(yīng)的電子發(fā)射裝置。因此，當(dāng)可切換柵格被切換到阻斷狀態(tài)或打開狀態(tài)時(shí)，沒有電子從相關(guān)電子發(fā)射裝置朝著陽極上相應(yīng)焦斑被加速。因此，提供了一種簡單的X射線管設(shè)計(jì)，在所述設(shè)計(jì)中，通過從多個(gè)電子發(fā)射裝置中的一個(gè)發(fā)射的每個(gè)電子束可以在陽極的X射線發(fā)射面上產(chǎn)生不同焦斑。其中，通過利用相關(guān)可切換柵格非阻斷(OFF狀態(tài))或阻斷(0N狀態(tài))由相應(yīng)電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子束，每個(gè)焦斑可以被激活或失效。由于可切換柵格可以被快速激活或失效，可以在來自于第一焦斑的X射線束和來自于第二焦斑的X射線束之間快速切換。在例如旋轉(zhuǎn)式CT掃描儀獲取圖像過程中，通過在兩個(gè)不同射線束之間的快速切換，通過在稍微移位的投射方向交替地將X射線束投射穿過病人，可以獲得病人平面的兩幅不同圖像。因此，通過多像素X射線探測器獲得的X射線圖像的總的辨析率可以得到顯著提高。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的X射線管的可能的特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面進(jìn)行描述。X射線的陰極包括至少一個(gè)第一電子發(fā)射裝置和至少一個(gè)第二電子發(fā)射裝置，每個(gè)電子發(fā)射裝置作為可加熱燈絲被提供，所述可加熱燈絲可以被加熱到超過1000°c的實(shí)體溫度以至于以熱離子形式發(fā)射電子?？商娴?，其他類似的電子發(fā)射裝置可以被使用，例如基于電場發(fā)射的電子發(fā)射裝置。電子發(fā)射裝置可以例如由于它們的幾何結(jié)構(gòu)、由于它們的幾何布置、和/或由于施加在陰極和陽極之間的電場適合于在y方向朝著陽極的X射線發(fā)射面發(fā)射相應(yīng)的電子束。因此，在X射線發(fā)射面可以產(chǎn)生焦斑。 陽極可以以圓盤的形狀被提供，并適合于繞y方向旋轉(zhuǎn)。在這樣的旋轉(zhuǎn)陽極上，焦斑將會(huì)在盤狀陽極的圓周上沿著焦斑軌跡行進(jìn)。因此，由于撞擊電子在焦斑內(nèi)吸收的熱能將會(huì)沿著焦斑軌跡分布，從而減少了對(duì)于陽極的焦斑區(qū)域的任何冷卻要求。陽極可以具有X射線發(fā)射面，所述X射線發(fā)射面被布置成一旦電子束入射到焦斑上使得大體在與y方向垂直的z方向上發(fā)射X射線。X射線發(fā)射面可以是傾斜的，S卩在相對(duì)y方向成78°和84°之間的角度被布置。優(yōu)選地，第一和第二電子發(fā)射裝置在z方向相對(duì)彼此是移位的。換句話說，當(dāng)在z方向上投影時(shí)第一電子發(fā)射裝置的幾何中心和第二電子發(fā)射裝置的幾何中心彼此隔開。由于第一和第二電子發(fā)射裝置在z方向的這種移位或間隔布置，在y方向上從第一和第二電
子發(fā)射裝置發(fā)射的電子束將會(huì)在z方向上以一定的移位撞擊在陽極的傾斜X射線發(fā)射面上。由于X射線發(fā)射面的傾斜布置，在z方向上的這種移位將會(huì)導(dǎo)致從第一和第二焦斑發(fā)射的相應(yīng)X射線束在y方向上的移位。因此，在z方向移位的兩個(gè)獨(dú)立的電子發(fā)射裝置的隔開設(shè)置允許沿著在y方向上稍微移位的路徑產(chǎn)生在z方向上發(fā)射的X射線。每個(gè)X射線束可以產(chǎn)生穿過目標(biāo)到達(dá)探測器的X射線投影，所述探測器被布置在目標(biāo)的相對(duì)側(cè)。擁有兩個(gè)X射線束路徑可以使X射線探測器探測的信息加倍，這將顯著地增加獲得的X射線圖像的辨析率。優(yōu)選地，第一和第二電子發(fā)射裝置適合于使得第一和第二焦斑在X方向?qū)R。其中，X方向與y方向和z方向都垂直。換句話說，盡管第一和第二焦斑在z方向移位,優(yōu)選地它們在X方向?qū)R即不移位。X方向上的這種對(duì)齊可以通過特定地布置第一和第二電子發(fā)射裝置以及它們相關(guān)的可切換柵格來得到。例如，每個(gè)電子發(fā)射裝置可以作為在z方向上延伸的縱向可加熱燈絲提供。第一和第二電子發(fā)射裝置的燈絲可以在X方向上以指定的距離和Z方向上以指定的移位彼此平行布置。為了補(bǔ)償X方向上燈絲之間的距離，第一電子發(fā)射裝置的燈絲和它相關(guān)的可切換柵格相對(duì)于第二電子發(fā)射裝置的燈絲和它相關(guān)的可切換柵格成角度布置。因此，第一電子束相對(duì)第二電子束成角度發(fā)射。所述角度可以被選擇使得第一和第二電子束沿著在X方向上的直線撞擊在陽極的X射線發(fā)射面上，使得第一和第二焦斑在X方向上對(duì)齊。優(yōu)選地，第一和第二電子發(fā)射裝置適合于使得第一和第二焦斑在z方向上重疊。換句話說，盡管第一和第二焦斑的中心在z方向上可能相對(duì)彼此移位，然而第一和第二焦斑的區(qū)域可以在Z方向上重疊，就像這些焦斑在Z方向上的延伸大于這些焦斑之間在Z方向上的移位的情況。優(yōu)選地，與第一和第二電子發(fā)射裝置中的每個(gè)電子發(fā)射裝置相關(guān)的可切換柵格適合于彼此獨(dú)立運(yùn)行。換句話說，當(dāng)與第一電子發(fā)射裝置相關(guān)的可切換柵格被切換到“關(guān)閉”狀態(tài)，從而允許電子從第一電子發(fā)射裝置向陽極發(fā)射，而與第二電子發(fā)射裝置相關(guān)的可切換柵格可以獨(dú)立地運(yùn)行到例如“打開”狀態(tài)，在這種“打開”狀態(tài)下，從第二電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子被阻擋行進(jìn)到陽極。因此，通過將可切換柵格切換到ON狀態(tài)或OFF狀態(tài)，相應(yīng)的焦斑可以被獨(dú)立地切換到ON或者OFF。
與第一和第二電子發(fā)射裝置中之一相關(guān)的可切換柵格適合于可靜電充電以至于局部屏蔽陽極和陰極之間的電場，以免到達(dá)相應(yīng)電子發(fā)射裝置。換句話說，可以施加電壓到可切換柵格以建立一個(gè)電位，所述電位至少補(bǔ)償了陽極和陰極之間的電場，使得電子發(fā)射裝置的附近沒有朝著陽極的方向加速電子的電場。通過特定地影響電場而選擇性地屏蔽電子或使電子通過的這種功能可以這樣實(shí)現(xiàn)，即通過特別地調(diào)整每個(gè)可切換柵格的柵格板的幾何形狀和布置、以及通過特定地選擇施加到柵格板上的電壓。例如，與第一和第二電子發(fā)射裝置中之一相關(guān)的可切換柵格包括兩塊可靜電充電的柵格板，所述兩塊柵格板布置在相應(yīng)的電子發(fā)射裝置的相反側(cè)。通過控制器提供給可切換柵格的電壓可以用作控制X-偏轉(zhuǎn)和/或相關(guān)的焦斑的寬度。施加的電壓可以被控制以影響可切換柵格附近的電場，從而控制電子發(fā)射裝置發(fā)射的相應(yīng)電子束的路徑和聚焦。例如，分別與第一和第二電子發(fā)射裝置相關(guān)的相應(yīng)柵格相對(duì)彼此成角度布置，以便以相應(yīng)X-偏轉(zhuǎn)發(fā)射第一個(gè)和第二電子束，使得產(chǎn)生的第一和第二焦斑沿X方向?qū)R。優(yōu)選地，X射線管包括控制器，所述控制器適合于施加阻斷電壓到第一和第二電子發(fā)射裝置的可切換柵格中的至少一個(gè)。換句話說，在一個(gè)給定的時(shí)間點(diǎn)，與第一和第二電子發(fā)射裝置相關(guān)的可切換柵格中的至少一個(gè)被切換到ON狀態(tài)以阻斷來自相應(yīng)電子發(fā)射裝置的電子束。因此，在一個(gè)給定的時(shí)間點(diǎn)，第一和第二焦斑中最多一個(gè)被輻射，并且第一和第二焦斑不會(huì)被同時(shí)輻射。優(yōu)選地，控制器適合于施加阻斷電壓到第一電子發(fā)射裝置的可切換柵格或施加阻斷電壓到第二電子發(fā)射裝置的可切換柵格。例如，控制器周期性交替地施加阻斷電壓到第一電子發(fā)射器的可切換柵格和到第二電子發(fā)射裝置的可切換柵格。這種阻斷電壓可以以一定的切換頻率交替地施加，所述的頻率例如大于4kHZ，優(yōu)選地最好大于lOkHZ。通過周期性交替地施加阻斷電壓到相應(yīng)可切換柵格，第一焦斑和第二焦斑可以交替運(yùn)行，使得X射線束沿著第一 X射線束路徑和沿著第二 X射線束路徑交替地發(fā)射，所述第二 X射線束路徑相對(duì)于第一 X射線束稍微移位。因此，相對(duì)彼此稍微移位的兩個(gè)不同X射線源交替產(chǎn)生和運(yùn)行，使得沿著交替投射面的X射線投射可以發(fā)射到被檢測的目標(biāo)，然后被X射線探測器探測至IJ。例如，在旋轉(zhuǎn)式CT掃描儀的例子中，不同X射線束交替地運(yùn)行的切換頻率可以選擇的盡量高，以產(chǎn)生由于穿過目標(biāo)的兩個(gè)不同投射的另外成像信息，從而增大CT掃描系統(tǒng)的總的辨析率。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種包括上述X射線管的醫(yī)療裝置。醫(yī)療裝置可以是任何醫(yī)用X射線裝置裝置，例如高質(zhì)量CT X射線掃描儀。值得注意的是，本發(fā)明的各方面和實(shí)施例已經(jīng)結(jié)合不同的主題被描述。尤其是，一些實(shí)施例結(jié)合提出的X射線管被描述，而裝置其他的實(shí)施例結(jié)合使用這種X射線管的醫(yī)療X射線裝置或結(jié)合運(yùn)行這種X射線管的方法被描述。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將從上述的和下列的描述中推斷出，除非特別指出，除了屬于一種主題的特征的任意組合之外，與不同主題相關(guān)的特征之間的任意組合也被認(rèn)為公開在本申請(qǐng)中。
本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合顯示在附圖中的具體實(shí)施例被進(jìn)一步描述，但本發(fā)明不應(yīng)被限制于這些關(guān)于特定的實(shí)施例。圖I顯示了 CT掃描儀；圖2顯示了在CT掃描儀內(nèi)X射線發(fā)射的示意性表示，所述CT掃描儀使用了依照本發(fā)明實(shí)施例的X射線管；圖3顯示了依照本發(fā)明實(shí)施例的X射線管的陰極組件的透視圖；圖4顯示了圖3中的陰極組件的俯視圖；圖5顯示了依照本發(fā)明實(shí)施例的X射線管中的陰極-陽極組件的透視圖；圖6顯示了圖5中所示組件的陽極的俯視圖。所有的圖都只是示意性的表示并且不是按規(guī)定比例。圖片中相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同或相似的特征。
具體實(shí)施例方式圖I顯示了以醫(yī)療機(jī)構(gòu)中使用的計(jì)算機(jī)X線斷層掃描儀形式的示例性醫(yī)療裝置100的基本部件。CT掃描儀包括檢查臺(tái)130，所述檢查臺(tái)130適合定位例如病人的目標(biāo)，該目標(biāo)的投影圖像將被采集。CT掃描儀還包括可旋轉(zhuǎn)的托架105，所述托架105適合繞檢查臺(tái)130旋轉(zhuǎn)。檢查臺(tái)130大體被布置在托架105的中心。CT掃描儀還包括X射線源120和探測器110。X射線管和探測器110在直徑方向布置在托架105上。在圖像獲取階段，托架105繞檢查臺(tái)130旋轉(zhuǎn)而X射線源120發(fā)射X射線。發(fā)射的X射線與放置在檢查臺(tái)130上的目標(biāo)相互作用，并且相互作用的X射線然后入射到探測器110上。入射的X射線限定了不同強(qiáng)度的點(diǎn)的圖案，這些不同強(qiáng)度的點(diǎn)被數(shù)字地轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的像素圖案。像素圖案隨后作為被檢查目標(biāo)的投影圖像是可獲取的。然后數(shù)字投影圖像能夠被存儲(chǔ)并/或被適合的軟件后處理，并在顯示器上是看得見的。例如，從托架旋轉(zhuǎn)一周獲得的檢查結(jié)果中得到的片段可以用于計(jì)算目標(biāo)的三維圖像。圖2顯示了用作X射線源120的X射線管I的布置的示意性表示，病人躺在檢查臺(tái)130上并且X射線探測器被布置在相反的一側(cè)。X射線管I包括殼體3。殼體3圍住真空室5，陰極7和陽極9被布置在真空室5內(nèi)。陽極是盤狀并可以繞著旋轉(zhuǎn)軸11旋轉(zhuǎn)，并且可以被馬達(dá)13驅(qū)動(dòng)。陰極7包括用于發(fā)射第一電子束17的第一電子發(fā)射裝置15和用于發(fā)射第二電子束21的第二電子發(fā)射裝置19。第一電子束17和第二電子束21撞擊到陽極9的傾斜X射線發(fā)射面23，并因此產(chǎn)生相應(yīng)的第一焦斑25和第二焦斑27。第一電子發(fā)射裝置15和第二電子發(fā)射裝置19在z方向上相對(duì)彼此是移位的，并在y方向上發(fā)射電子束17和21。由于X射線發(fā)射面23相對(duì)于y方向成在45°和85°之間的角度布置，在z方向上被隔開的第一電子束17和第二電子束21撞擊到相應(yīng)的第一焦斑25和第二焦斑27，所述的第一焦斑25和第二焦斑27在y方向上相對(duì)彼此是移位的。當(dāng)在z方向即盤狀陽極的徑向方向上第一電子束17和第二電子束21之間的距離例如可能是
4.5mm時(shí),產(chǎn)生的焦斑25和27在y方向即盤狀陽極的軸向方向上的距離可能大約是0. 7mm。因此，當(dāng)?shù)谝浑娮邮?7撞擊到第一焦斑25上時(shí),第一 X射線29在z方向被發(fā)射。該X射線29被傳輸穿過病人，并且所形成的影像在一維X射線探測器110的映像點(diǎn)或各個(gè)層(slices) 112中被探測到。
如果，可替地，第二電子束21撞擊到第二焦斑27上時(shí)，第二 X射線束31在z方向被發(fā)射，傳輸穿過病人，并被探測器110探測到。因?yàn)榈谝唤拱?5和第二焦斑27在y方向上是移位大約0. 7mm的距離，可能產(chǎn)生大約0. 35mm的病人圖像移位。因此，通過獲取兩套圖像，一套通過傳輸?shù)谝?X射線束29穿過病人獲取，第二套通過傳輸?shù)诙?X射線束31穿過病人獲取，可以獲得穿過病人的另外的斷面投影。如同傳統(tǒng)的CT掃描儀，獲得的斷面投影的距離或者厚度可能大約在0. 7mm，通過以y方向上大約0. 35mm的移位提供另外的斷面投影，這種CT掃描儀的辨析率可以被加倍。圖3和圖4顯示了被用在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的X射線管I中的陰極7的透視圖和頂視圖。陰極7包括兩個(gè)可加熱的燈絲33，35，用作第一電子發(fā)射裝置15和第二電子發(fā)射裝置19。燈絲33，35被沿著平行方向布置并且在z方向上相對(duì)彼此移位大約d = 4. 5mm的距離。每一個(gè)燈絲33，35有一個(gè)相關(guān)的可切換柵格37，39。每一個(gè)可切換柵格包括柵格切
換板41，43和45，47，分別布置在燈絲33，35的相反側(cè)。柵格切換板41，43，45，47是由諸如金屬的導(dǎo)電材料制成，并且可以充電到這個(gè)電位以至于阻斷或屏蔽陰極7和陽極9之間的電場而以免到達(dá)電子發(fā)射裝置15，19。如同圖3和圖4中所示，并且結(jié)合顯示了按照本發(fā)明實(shí)施例的X射線管的陽極-陰極布置的透視圖和頂視圖的圖5和圖6，第一電子發(fā)射裝置15和第二電子發(fā)射裝置19發(fā)射的電子束17，21撞擊到陽極9的傾斜的X射線發(fā)生面23上的第一焦斑25和第二焦斑27，兩個(gè)焦斑25和27相對(duì)彼此在z方向上是移位的。其中，焦斑25，27相對(duì)于x方向?qū)R。盡管如圖3和圖4所示第一電子發(fā)射裝置15和第二電子發(fā)射裝置19在X方向是彼此隔開的，焦斑25和27的這種對(duì)齊可以這樣實(shí)現(xiàn)；通過將第一電子發(fā)射裝置15和它相關(guān)的可切換柵格37布置在陰極7的表面49上，陰極7的表面49相對(duì)陰極7的表面51成大約20°到50°的角P傾斜，第二電子發(fā)射裝置19和它相關(guān)的可切換柵格39被布置在所述表面51上。因此，第一電子束17和第二電子束21在相對(duì)彼此成角P的方向上被發(fā)射，使得電子束17，21撞擊在沿著X方向?qū)R的焦斑25，27上。如圖6所示，焦斑25，27具有矩形縱向形狀并沿z方向重疊。但是，用于供給能量和控制電子發(fā)射裝置15和19以及可切換柵格37，39的控制器53適合在任何時(shí)間點(diǎn)施加阻斷電壓至少到可切換柵格37，39中的一個(gè)，使得焦斑25，27中只有一個(gè)在給定時(shí)間點(diǎn)由電子輻射?？刂破?3可以周期性地以例如IOkhz的頻率將可切換柵格37，39中的一個(gè)在OFF狀態(tài)和ON狀態(tài)之間切換，同時(shí)交替地將可切換柵格39，37中的另一個(gè)在ON狀態(tài)和OFF狀態(tài)之間切換。值得注意的是用語“包括”不排斥其他部件或步驟并且用語“一個(gè)”不排斥多個(gè)部件。也值得注意的是，權(quán)利要求中的參考標(biāo)號(hào)不應(yīng)解釋為限制權(quán)利要求的范圍。參考標(biāo)號(hào)列表I X射線管3 殼體5真空室7 陰極9 陽極11旋轉(zhuǎn)軸
13 馬達(dá)15第一電子發(fā)射裝置17第一電子束19第二電子發(fā)射裝置21第二電子束23 X射線發(fā)射面25第一焦斑27第二焦斑29第一 X射線束31第二 X射線束33 燈絲35 燈絲37第一可切換柵格39第二可切換柵格41柵格切換板43柵格切換板45柵格切換板47柵格切換板49陰極的傾斜表面51陰極的傾斜表面53控制器100 CT 掃描儀105 托架110 X射線探測器120 X 射線源130檢查臺(tái)
權(quán)利要求
1.一種X射線管(1)，包括 陰極(7)； 陽極(9)； 其中，所述陰極(7)包括適合發(fā)射第個(gè)電子束(17)以便在所述陽極(9)上產(chǎn)生第一焦斑(25)的第一電子發(fā)射裝置(15)、和適合發(fā)射第二電子束(21)以便在所述陽極(9)上產(chǎn)生第二焦斑(27)的第二電子發(fā)射裝置(19)； 其中，每個(gè)電子發(fā)射裝置(15，19)包括相關(guān)的可切換柵格(37，39)，用于阻斷相應(yīng)的發(fā)射電子束(17，21)。
2.如權(quán)利要求I所述的X射線管，其特征在于 其中，所述第一和第二電子發(fā)射裝置(15，19)適合在y方向上朝著所述陽極(9)發(fā)射相應(yīng)的電子束(17，19)； 其中，所述陽極(9)有X射線發(fā)射面(23)，用于在所述電子束(17，19)中的一個(gè)入射時(shí)大體上在垂直于所述y方向的z方向上發(fā)射X射線(29，31)，所述X射線發(fā)射面(23)相對(duì)所述y方向以角U)傾斜；以及 其中，所述第一和第二電子發(fā)射裝置(15，19)在所述z方向上相對(duì)彼此是移位的。
3.如權(quán)利要求I或2所述的X射線管，其特征在于 其中，所述第一和第二電子發(fā)射裝置(15，19)適合于使得所述第一和第二焦斑(25，27)在與所述y方向垂直以及與所述z方向垂直的X方向上對(duì)齊。
4.如權(quán)利要求3所述的X射線管，其特征在于 其中，所述第一和第二電子發(fā)射裝置(15，19)適合于使得所述第一和第二焦斑(25，27)沿所述z方向重疊。
5.如權(quán)利要求2至4其中之一所述的X射線管，其特征在于 其中，所述陽極具有盤狀形狀并適合繞著所述I方向旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求I至5其中之一所述的X射線管，其特征在于 其中，所述第一和第二電子發(fā)射裝置(15，19)，包括分別相互平行布置的第一和第二可加熱的燈絲(33，35)。
7.如權(quán)利要求I至6其中之一所述的X射線管，其特征在于 其中，與所述第一和第二電子發(fā)射裝置(15，19)相關(guān)的所述可切換柵格(37，39)適合于彼此獨(dú)立運(yùn)行。
8.如權(quán)利要求I至7其中之一所述的X射線管，其特征在于 其中，與所述第一和第二電子發(fā)射裝置(15，19)中的一個(gè)相關(guān)的每個(gè)可切換柵格(37，39)適合于被靜電地充電，以便局部地屏蔽所述陰極(7)和所述陽極(9)之間的電場而以防到達(dá)相應(yīng)的電子發(fā)射裝置(15，19)。
9.如權(quán)利要求I至8其中之一所述的X射線管，其特征在于 其中，與所述第一和第二電子發(fā)射裝置(15，19)中的一個(gè)相關(guān)的每個(gè)可切換柵格(37，39)包括布置在相應(yīng)電子發(fā)射裝置(15,19)的相反側(cè)上的兩個(gè)可靜電充電的柵格板(41,43，45，47)。
10.如權(quán)利要求I至9其中之一所述的X射線管，其特征在于 其中，與所述第一電子發(fā)射裝置(15)相關(guān)的可切換柵格(37)相對(duì)于與所述第二電子發(fā)射裝置(19)相關(guān)的可切換柵格(39)成一個(gè)角度布置。
11.如權(quán)利要求I至10其中之一所述的X射線管，其特征在于 還包括控制器(53)，所述控制器(53)適合于給所述第一和第二電子發(fā)射裝置(15，19)的可切換柵格(37，39)中的至少一個(gè)施加阻斷電壓。
12.如權(quán)利要求11所述的X射線管，其特征在于 其中，所述控制器(53)適合于給所述第一電子發(fā)射裝置(15)的所述可切換柵格(37)以及給所述第二電子發(fā)射裝置(19)的所述可切換柵格(39)周期性交替地施加阻斷電壓。
13.如權(quán)利要求12所述的X射線管，其特征在于 其中，所述控制器(53)適合于以大于4kHZ的切換頻率給所述第一和第二電子發(fā)射裝置(15，19)的所述可切換柵格(37，39)周期性交替地施加阻斷電壓。
14.如權(quán)利要求I至13其中之一所述的X射線管，其特征在于 其中，所述控制器(53)適合于給所述可切換柵格(37，39)施加特定電壓，從而控制X-偏差和相關(guān)的焦斑(25，27)的寬度中的至少一個(gè)。
15.一種醫(yī)療裝置(100)，包括按照權(quán)利要求I至14其中之一所述的X射線管。
全文摘要
提出一種用于產(chǎn)生相對(duì)彼此移位的兩個(gè)焦斑的X射線管和使用這種X射線管的醫(yī)療裝置。X射線管(1)包括陰極(7)和陽極(9)，其中陰極(7)包括適合發(fā)射第一電子束(17)以用于在陽極(9)上產(chǎn)生第一焦斑(25)的第一電子發(fā)射裝置(15)和適合發(fā)射第二電子束(21)以用于在陽極(9)上產(chǎn)生第二焦斑(27)的第二電子發(fā)射裝置(19)。其中，每個(gè)電子發(fā)射裝置(15，19)包括用于阻斷相應(yīng)發(fā)射電子束(17，21)的相關(guān)可切換柵格(37，39)。為了實(shí)現(xiàn)第一和第二焦斑(25，27)在y方向上所希望的移位，第一和第二電子發(fā)射裝置(15，19)可以在z方向上移位。由于焦斑(25，27)在y方向上的移位，例如高質(zhì)量CT掃描儀的總辨析率可以顯著地提高。
文檔編號(hào)H01J35/06GK102804325SQ201080027182
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月17日
發(fā)明者V·翁肯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司