[发明专利]具有靶标温度传感器的X射线管

说明书

技术领域

本发明涉及：X射线管以及包括这种X射线管的医学设备，用于控制这种X射线管的程序要素和计算机可读介质。具体而言，本发明涉及包括靶标温度传感器的X射线管。

背景技术

X射线管例如用于CT系统，在该CT系统中X射线管围绕患者旋转，生成X射线扇束，其中探测器系统与该X射线管相对并与该X射线管一起在扫描架转子上旋转，该探测器系统将探测到的X射线转换为电信号。基于这些电信号，计算机系统可以重建患者身体的图像。

在X射线管中，从阴极发射的初级电子束碰撞靶标的焦斑并产生X射线。在那里，入射电子能量的主要部分转换为热能。

当前的大功率X射线管通常可在其材料相关限度下工作。尤其是靶标可能一直处于由过热引起损坏的风险中。

通常为了防止靶标和X射线管的损坏，不断地监视靶标的温度是有益的。这种监视将有助于对患者、放射线医生和成像装置的保护。

一些传统的管设计适于借助于，例如热辐射探测器或者红外光探测器来测量靶标的温度。

然而，这种测量技术在构造方面是复杂的并且很昂贵。此外，尤其是在电噪声环境中，或者当由于管寿命期间的气相淀积导致诸如玻璃窗的光学元件的质量恶化时，很难获得鲁棒性信号。

发明内容

可能需要提供一种至少部分克服以上提及的问题的X射线管。具体而言，可能需要提供一种其中可以有效地测量靶标温度的X射线管。此外，可能需要提供一种构造简单的X射线管，从而减少制造和维护的费用。

可以通过根据独立权利要求的主题来满足这些需要。在从属权利要求中描述了本发明的有利实施例。

根据本发明的第一方面，提供一种X射线管，该X射线管包括当电子束撞击到焦斑上时适于生成X射线的靶标，和附加电极。其中，该附加电极被布置为并适于测量来自该加热靶标的热离子电子发射。

提供一种适于间接测量靶标的局部温度的X射线管可视为是本发明第一方面的要点。因此该X射线管可以适于借助于另外的电极来测量电子，其中当该靶标被电子束轰击以便生成X射线辐射时由于热离子电子发射效应导致可能从靶标热发射所述电子。

换言之，本发明的第一方面可视为基于以下观念：提供一种X射线管，其适于通过测量由于热离子电子发射效应导致从靶标发射的电子来间接测量例如靶标的温度。由于来自靶标本身的电子热发射可能依赖于该靶标的温度，因此可以从由附加电极探测到的电子流来导出靶标的温度。

根据本发明的X射线管可以用于常规X射线装置、计算机断层摄影系统或者任意其他需要X射线管的装置、系统或者设备。

根据本发明的X射线管可以用于医院或者医学实践以及用于非破坏性的测试。

以下将详细地说明根据本发明第一方面的X射线管的可能细节、特征和优点。

X射线管可以是阳极接地管，这意味着在该X射线管中所包含的阳极可以是接地的，阴极则可以被施加负高电压。该负高电压的范围可以优选为-40kV到-150kV。

术语“电子束”可以表示例如可以通过用于在X射线管内部产生电子的热阴极生成的多个电子。由于热阴极和阳极之间的电势差导致这些电子可以向着例如阳极加速。

可以如此放置靶标以使得被加速的电子撞击到该靶标上。

该靶标通常可以是包括或者涂有诸如钨的靶标材料的固体。该靶标可是旋转的。该靶标和阳极可是一个并且是同一个设备，并且通常被称为靶标阳极。然而，具有单独的阳极和单独的靶标也是可能的。

电子束可以撞击到靶标上的焦斑处。术语“焦斑”可以表示当X射线管工作时被聚焦电子束轰击的靶标表面的特定区域。在焦斑处，该束通常具有最高的集中功率水平。因此在焦斑处，该靶标可以被强烈加热至远高于2000℃的温度。

在旋转靶标的情况下，该焦斑可以位于靶标的边缘。由于旋转，由电子束撞击引起的来自焦斑的热量可以被分散在靶标的整个边缘上。

由于电子与靶标材料的相互作用导致可以生成X射线。此外，由于热离子电子发射效应导致可能从靶标发射电子，尤其在靠近焦斑的具有超过例如1900℃高温的区域。此外，反冲电子或者背向散射电子可能从该靶标发射，尤其在焦斑的直接邻近区域处或者之内。

优选的，可以由附加电极探测由于热离子电子发射效应导致发射的电子。其中，电子的热离子发射率可能主要依赖于靶标的温度，例如，随着靶标温度的增高而指数增长。

附加电极可以是简单的导线或者板，例如，包括诸如金属的导电材料。该附加电极可以布置在X射线管之内的位置处，从而使得从靶标发射的电子可以撞击该附加电极。