X射线管的电子焦点对准制造技术

描述了一种将X射线管的中心射线与辐射检测器电子对准的技术。在示例中，X射线系统包括X射线管和管控制单元(TCU)。X射线管包括阴极，其包括被配置成发射电子束的电子发射器、被配置成接收电子束并且从碰撞在阳极的焦点上的电子束的电子中生成具有中心射线的X射线的阳极、以及被配置成从转向信号中产生转向磁场的阴极和阳极之间的转向磁多极。转向磁多极的至少两个极位于电子束的相对侧上。TCU包括至少一个转向驱动器，其被配置成生成转向信号。TCU被配置成将偏移量值转换成转向信号。

Electronic focus alignment of X ray tube

A technique for the electronic alignment of the central rays of the X - ray tube with a radiation detector is described. In the example, the X - ray system includes the X - ray tube and the tube control unit (TCU). The X includes a cathode ray tube, which comprises an electronic transmitter, configured to transmit electron beam is configured to receive the electron beam and the anode, generate X ray radiation from electron collision with center electron beam at the anode of the focus and is configured to turn signal from the magnetic multipole magnetic field generated in turn the cathode and the anode. At least two poles of the steering MAGNETIC MULTIPOLE are located on the opposite side of the electron beam. The TCU includes at least one steering driver, which is configured to generate a steering signal. The TCU is configured to convert the offset value into a steering signal.

【技术实现步骤摘要】
X射线管的电子焦点对准
技术介绍
除非本文中另有说明，否则本节中所描述的途径不是本公开的权利要求的现有技术，并且不被承认是通过包括在本节中的现有技术。X射线系统通常包括X射线管和成像器(或检测器)。X射线管的功率和信号可以通过高压发生器提供。X射线管朝向对象发射诸如X射线之类的辐射。对象位于X射线管和成像器之间。通常，辐射穿过对象并且撞击在成像器上。当辐射通过对象时，对象的内部结构导致衰减在成像器处接收的辐射。然后，成像器基于所检测到的辐射生成数据，并且系统将辐射衰减转化为或重建为具有空间方差的图像，其可以用于评估对象的内部结构，诸如医学成像过程中的患者或检查扫描中的无生命对象。X射线管包括阴极和阳极。通过对位于阴极内的细丝施加电流而在X射线管中产生X射线，以通过热离子发射从阴极发射电子。在真空中，由于阴极和阳极之间的电压差，电子朝向阳极加速，然后碰撞到阳极上。当电子与阳极上的靶碰撞时，一些能量作为X射线发射，并且大部分能量作为热量释放。电子碰撞所在的阳极上的区域通常被称为焦点，并且所发射的X射线可以具有从焦点发出的中心射线(即，中心射线束、中心X射线束、中心射线束、中心X射线束或中心射线)，而中心射线表示高强度的X射线束中的点区域。焦点大小可以通过X射线系统设计、X射线管结构、管电压(例如，以千伏特[kV]为单位)和管电流(例如，以毫安为单位[mA]])确定。因为当电子束碰撞靶(特别地，焦点)时生成的高温，阳极可以包括将在焦点处生成的热分布在靶上的特征，诸如以高转动速度转动盘形阳极靶。转动阳极通常包括盘形阳极靶，其经由轴承组件通过感应电动机转动。辐射成像器(例如，X射线检测器、X射线成像器或辐射检测器)可以包括将入射辐射束转换成电信号的转换元件，其可以用于生成关于辐射束的数据，而该数据又可以用于表征被检查对象(例如，患者或无生命对象)。在一个示例中，转换元件包括将辐射束转换成光的闪烁体、以及响应于光而生成电信号的传感器。成像器还可以包括处理电路，其处理电信号以生成关于辐射束的数据。X射线管和辐射成像器可以是X射线系统中的部件，诸如计算机断层摄影(CT)系统或扫描仪，其包括转动X射线管和成像器两者的台架以生成对象在不同角度下的各种图像。CT扫描仪还可以包括限制所发射的X射线的暴露区域的准直器。准直器是使粒子或波(例如，X射线)的束变窄以使该束的方向在特定方向上变得更加对准或者导致该束的空间横截面变得更小的设备。X射线管、辐射成像器、准直器和发生器可以是附接至台架的独立部件。传统地，为了确保图像质量、良好的精确度和高分辨率，X射线管与台架和准直器机械对准，以使X射线管的中心射线位于检测器上的指定位置的中心(例如，检测器上的中心点)。对台架上的X射线管的机械对准可能是耗时的、麻烦的和迭代的，尤其是对于微调调整(例如，亚毫米范围)。例如，为了实现X射线管的正确定位，可以拍摄一系列图像，并且可以从图像中确定表示焦点位置的中心射线。随后，可以调整X射线管，并且可以拍摄另一系列的图像以确定焦点位置(或中心射线)。调整X射线管，并且再次重复该顺序，直到实现X射线管相对于检测器的令人满意的对准为止。本文中所描述的技术(系统、设备和方法)提供机械对准的备选方案，尤其是对于焦点位置并且因此的中心射线的微调调整。
技术实现思路
电子焦点对准(或中心射线对准)是指本文中所描述的提供机械对准的备选方案的技术(系统、设备和方法)，尤其是对于焦点位置并且因此的中心射线的微调调整。在执行粗略的机械对准之后，与仅机械对准相比，电子焦点对准可以提供对X射线管到辐射检测器的自动化和更准确的调整。电子焦点对准可以降低使X射线管与台架和辐射检测器对准的时间，以及提供更准确的对准。电子焦点对准使用X射线管磁性元件和管控制单元(TCU)电子元件的转向线圈来调整阳极上的焦点轨迹上的焦点，其生成中心射线可以与X射线系统的成像系统(例如，辐射检测器)对准的X射线。在示例中，焦点可以利用作用在电子束上的2D束转向或偏转机构在二维(2D)空间中移动。通过将偏移量值添加到生成转向方向的信号，可以调整焦点以使中心射线与成像系统对准。另一示例提供了一种使用管控制单元(TCU)使X射线管的中心射线与辐射检测器对准的方法。该方法包括：从X射线管中的发射器发射电子的操作。该方法的下一操作可以包括：从碰撞在X射线管的阳极的焦点上的电子中生成具有中心射线的X射线。该方法还可以包括：在TCU处接收表示中心射线与指定成像器位置的距离的偏移量值。该方法的下一操作可以包括：基于施加到X射线管上的发射器和阳极之间的转向磁多极的偏移量值从TCU的至少一个转向驱动器中生成转向信号。该方法还可以包括：使用转向磁多极使焦点在阳极上移动以使中心射线与指定成像器位置对准。转向磁多极的至少两个极在电子的路径的相对侧上。在配置中，指定成像器位置表示辐射成像器的对准位置。在示例中，生成转向信号的操作包括：对偏移量值和转向位置校准数据进行加和，以及组合偏移量值和转向位置校准数据的加和与转向驱动器校准数据。该转向位置校准数据表示使用转向磁多极生成至少一个转向位置的管电压和管电流组合的当前值。该转向驱动器校准数据表示至少一个转向驱动器的当前值。在另一示例中，生成转向信号的操作包括：从指定成像器位置确定中心射线的位置改变，使用转向位置校准数据来计算偏转值，以及对表示中心射线的静态位置改变的偏移量值和表示中心射线的动态位置改变的偏转值进行加和。该方法还可以包括：在偏移量表中保存偏移量值。在配置中，该方法还可以包括：从TCU的至少一个聚焦驱动器生成聚焦信号，其被施加到X射线管上的发射器和阳极之间的聚焦磁多极；以及利用聚焦磁多极使阳极上的焦点的区域变窄。生成聚焦信号的操作还可以包括：从X射线管接收管校准数据，以及组合管校准数据和聚焦驱动器校准数据。管校准数据表示生成X射线管的指定焦点大小的当前值。聚焦驱动器校准数据表示至少一个聚焦驱动器的当前值。在另一配置中，在接收到偏移量值之前，该方法还可以包括：在系统控制单元处从辐射成像器接收图像数据，该图像数据包括辐射成像器上的中心射线位置；基于相对于指定成像器位置的中心射线位置计算偏移量值；以及将偏移量值发送到TCU。还有，在接收到偏移量值之前，该方法还可以包括：检测X射线，将所检测到的X射线转换成包括中心射线位置的图像数据，以及将图像数据发送到系统控制单元。在另一示例中，X射线系统包括X射线管和管控制单元(TCU)。该X射线管包括阴极，其包括被配置成发射电子束的电子发射器；阳极，其被配置成接收电子束并且从碰撞在阳极的焦点上的电子束的电子中生成具有中心射线的X射线；以及阴极和阳极之间的转向磁多极，其被配置成从转向信号中产生转向磁多极场。转向磁多极的至少两个极在电子束的相对侧上。转向磁多极场使电子束的焦点在阳极上移动。TCU包括至少一个转向驱动器，其被配置成生成转向信号。TCU被配置成将偏移量值转换成转向信号。该偏移量值表示中心射线与指定检测器位置的距离。在示例中，X射线系统包括系统控制单元，其被配置成：从辐射成像器接收图像数据，该图像数据包括中心射线位置；基于相对于指定成像器位置的中心射线位置计算偏移量值；以及将偏移量值发送到TCU。在另一示例中，X射线系统包括X射线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用管控制单元(TCU)使X射线管的中心射线与辐射成像器对准的方法，所述方法包括：从X射线管中的发射器发射电子；从碰撞在所述X射线管的阳极的焦点上的所述电子中生成具有中心射线的X射线；在所述TCU处接收偏移量值，所述偏移量值表示所述中心射线与指定成像器位置的距离；以及基于施加到所述X射线管上的所述发射器和所述阳极之间的转向磁多极的所述偏移量值，从所述TCU的至少一个转向驱动器中生成转向信号；以及利用所述转向磁多极使所述焦点在所述阳极上移动以使所述中心射线与所述指定成像器位置对准，其中所述转向磁多极的至少两个极在所述电子的路径的相对侧上。

【技术特征摘要】
2016.04.28 US 15/141,1911.一种使用管控制单元(TCU)使X射线管的中心射线与辐射成像器对准的方法，所述方法包括：从X射线管中的发射器发射电子；从碰撞在所述X射线管的阳极的焦点上的所述电子中生成具有中心射线的X射线；在所述TCU处接收偏移量值，所述偏移量值表示所述中心射线与指定成像器位置的距离；以及基于施加到所述X射线管上的所述发射器和所述阳极之间的转向磁多极的所述偏移量值，从所述TCU的至少一个转向驱动器中生成转向信号；以及利用所述转向磁多极使所述焦点在所述阳极上移动以使所述中心射线与所述指定成像器位置对准，其中所述转向磁多极的至少两个极在所述电子的路径的相对侧上。2.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述转向信号还包括：对所述偏移量值和转向位置校准数据进行加和，其中所述转向位置校准数据表示使用所述转向磁多极生成至少一个转向位置的管电压和管电流组合的当前值；以及将所述偏移量值和所述转向位置校准数据的加和与转向驱动器校准数据进行组合，其中所述转向驱动器校准数据表示所述至少一个转向驱动器的当前值。3.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述转向信号还包括：从所述指定成像器位置确定所述中心射线的位置改变；使用转向位置校准数据计算偏转值；以及对表示所述中心射线的静态位置改变的所述偏移量值和表示所述中心射线的动态位置改变的所述偏转值进行加和。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：从所述TCU的至少一个聚焦驱动器中生成聚焦信号，所述聚焦信号被施加到所述X射线管上的所述发射器和所述阳极之间的聚焦磁多极；以及利用所述聚焦磁多极使所述焦点在所述阳极上的区域变窄。5.根据权利要求4所述的方法，其中生成所述聚焦信号还包括：从所述X射线管中接收管校准数据，其中所述管校准数据表示生成所述X射线管的指定焦点大小的当前值；以及组合所述管校准数据和聚焦驱动器校准数据，其中所述聚焦驱动器校准数据表示至少一个聚焦驱动器的当前值。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：在接收到所述偏移量值之前：在系统控制单元处从辐射成像器中接收图像数据，所述图像数据包括所述辐射成像器上的中心射线位置；基于相对于所述指定成像器位置的所述中心射线位置计算所述偏移量值；以及将所述偏移量值发送到所述TCU。7.根据权利要求6所述的方法，还包括：在接收到所述偏移量值之前：检测X射线；将所检测到的X射线转换成包括所述中心射线位置的图像数据；以及将所述图像数据发送到所述系统控制单元。8.根据权利要求1所述的方法，还包括：在偏移量表中保存所述偏移量值。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述指定成像器位置表示所述辐射成像器的对准位置。10.一种X射线系统，包括：X射线管，包括：阴极，包括被配置成发射电子束的电子发射器；阳极，被配置成接收所述电子束，并且从碰撞在所述阳极的焦点上的所述电子束的电子中生成具有中心射线的X射线；以及所述阴极和所述阳极之间的转向磁多极，被配置成从转向信号中产生转向磁场，并且所述转向磁多极的至少两个极在所述电子束的相对侧上，其中所述转向磁场使所述电子束的所述焦点在所述阳极上移动；以及管控制单元(TCU)，被配置成将偏移量值转换成所述转向信号，其中所述偏移量值表示所述中心射线与指定成像器位置的距离，并且所述TCU包括：至少一个转向驱动器，被配置成生成所述转向信号。11.根据权利要求10所述的X射线系统，还包括系统控制单元，被配置成：从辐射成像器中接收图像数据，所述图像数据包括中心射线位置；基于相对于所述指定成像器位置的中心射线位置计算所述偏移量值；以及将所述偏移量值发送到所述TCU。12.根据权利要求11所述的X射线系统，还包括X射线成像器，被配置成：检测X射线；将所检测到的X射线转换成包括所述中心射线位置的图像数据；以及将所述图像数据发送到所述系统控制单元。13.根据权利要求10所述的X射线系统，其中所述转向磁多极具有转向轭，所述转向轭具有从所述转向轭延伸并且朝向所述转向轭的中心轴定向的至少两个均匀分布的极突起，并且所述至少两个极突起中的每个极突...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·D·坎菲尔德，M·迈勒，C·B·伍德曼，尹仁宇，
申请(专利权)人：万睿视影像有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US