[发明专利]用于对X射线生成设备的焦斑进行负荷相关尺寸调整的方法和设备

说明书

技术领域

本发明大致涉及X射线生成技术。

背景技术

X射线生成设备例如在用于医学应用的X射线系统中采用。X射线生成设备，也称为例如X射线管，用于生成可例如用于医学成像应用的电磁辐射。

通常，电子在X射线生成设备的抽真空壳体之内的阴极元件和阳极元件之间被加速，以产生X射线。该电子撞击阳极元件上被称为焦斑的部分，从而引起电磁辐射。

阳极元件可是静态的或者可实现为旋转阳极元件。

通过采用旋转阳极，靶，也即电子的撞击区域或者焦斑，可被认为是旋转阳极盘的表面上的静止区域，其中靶的移动元件通过固定的电子束。因而，通过旋转阳极，在焦斑上以及因而在阳极上作用的热负荷可分布于更大的圆形区域，极大地增加了X射线生成设备的可能额定功率。

生成X射线的进一步要素是焦斑的温度。通常，在X射线生成设备的操作期间焦斑被加热到大约2000至3000℃。

为了增加X辐射的输出，将要增加撞击在阳极元件焦斑上的电子通量。

另一方面，需要限制焦斑的尺寸以实现期望的X射线图像空间分辨率。

由于电子流的相应增加以及给定有限的焦斑的尺寸，因此焦斑的温度也可能增加。

因而，预定图像分辨率，也即焦斑尺寸和期望的X辐射输出，也即焦斑的功率负荷的组合，可导致焦斑的过热，这可导致阳极元件过早劣化或者甚至X射线生成设备的即刻灾难性故障。

发明内容

因而，可能需要一种可防止X射线生成设备的焦斑过热，尤其是分别避免阳极元件和X射线生成设备的劣化或者故障的方法和设备。

为了抵消由于电子撞击导致的焦斑温度增加，可扩大焦斑的尺寸以将撞击在阳极元件上的电子分布于更大的区域。

然而，由于更大的焦斑，因而更大的X辐射生成区域，可能导致较差的X射线图像，特别是在X射线生成设备即将发生灾难性故障的情况下，只能扩大焦斑的尺寸。

相应的灾难性故障可能尤其取决于X射线生成设备的电流负荷，也即所生成的X辐射量，尤其是考虑到撞击在具有已定义尺寸的焦斑上的电子通量。

通常，设计并指定X射线装备在指定负荷条件下的某个使用寿命。如果操作者选择以比预期程度更小的来使用该系统，那么可有利于给操作者提供图像分辨率改进的益处，也即更小的焦斑，而不危害系统的可靠性。

在下文中，提供根据独立权利要求的一种用于对X射线生成设备的焦斑进行负荷相关尺寸调整的方法，一种X射线生成设备，一种X射线系统，一种计算机可读介质和一种程序元件。

根据本发明的示例性实施例，提供一种用于对X射线生成设备的焦斑进行负荷相关尺寸调整的方法，该方法包括确定负荷条件，其中该焦斑的尺寸能够至少部分基于该负荷条件而自动调整。

根据本发明的另一示例性实施例，提供一种X射线生成设备，包括阴极元件和阳极元件，其中可操作地耦合该阴极元件和该阳极元件以用于生成X射线，并且其中焦斑的尺寸能够至少部分基于第一温度和/或负荷条件而调整，尤其是自动调整。

根据本发明的进一步示例性实施例，提供一种X射线系统，包括根据本发明的X射线生成设备和X射线探测器，其中对象能够安置于该X射线生成设备和该X射线探测器之间，其中可操作地耦合该X射线生成设备和该X射线探测器从而能够获得该对象的X射线图像，并且其中该X射线系统适于执行根据本发明的方法。

根据本发明的进一步示例性实施例，提供一种计算机可读介质，其中存储着用于对X射线生成设备的焦斑进行负荷相关尺寸调整的计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，该计算机程序适于执行或者控制根据本发明的方法。

根据本发明的进一步示例性实施例，提供一种用于对X射线生成设备的焦斑进行负荷相关尺寸调整的程序元件，当程序元件被处理器执行时，该程序元件适于执行或者控制根据本发明的方法。

本发明涉及对X射线生成设备的焦斑进行负荷相关尺寸调整。是否调整焦斑尺寸的决定可尤其取决于，例如布置在如X射线管的X射线生成设备的阳极元件上的焦斑的第一温度和/或取决于其负荷条件。

负荷条件可尤其与X射线生成设备的某个操作或者操作模式有关。操作模式例如可是，例如骨折骨头的单一X射线图像的次秒级采集、几秒持续时间的计算机断层摄影体积扫描采集、例如在操作期间的若干毫秒长的系列图像采集，或者甚至可是在心脏应用中使用造影剂的人类心脏的电影序列采集(例如在长时间期间(如20秒)中具有每秒大约30幅图像)。