X射线发射器和用于补偿焦点移动的方法技术

本公开的实施例公开了X射线发射器和用于补偿焦点移动的方法。一种X射线发射器(1)包括布置在真空壳体(4)内部的阳极(3)，其中至少阳极(3)被可旋转地安装，并且可以通过电驱动器(8)被设置成旋转。在焦点(B)的区域中，阳极(3)可以暴露于由阴极(2)发射的电子束(E)。根据本发明专利技术，提出了一种控制单元(7)，该控制单元(7)根据电驱动器的至少一个操作参数来激活使电子束(E)偏转的电磁偏转单元(5)，使得由电驱动器(8)的电磁场引起的焦点(B)的移动可以被至少部分地补偿。本发明专利技术还涉及一种用于补偿当X射线发射器(1)在操作中时的焦点移动的方法。

【技术实现步骤摘要】
X射线发射器和用于补偿焦点移动的方法
本专利技术涉及一种X射线发射器，该X射线发射器具有布置在真空壳体内的阳极，其中至少阳极被可旋转地安装并且可以通过电驱动器被设置为旋转，其中阳极可以在焦点的区域中暴露于由阴极发射的电子束。本专利技术还涉及一种方法，该方法用于当这种X射线发射器正在操作时补偿焦点移动。
技术介绍
X射线装置，特别是诸如计算机断层摄影X射线设备的医学成像X射线装备，例如具有一个或多个X射线发射器，该X射线发射器的用于生成X射线辐射的可旋转安装的旋转阳极可以暴露于可选聚焦的电子束。电子束撞击旋转阳极材料的区域通常称为焦点。利用X射线发射器，该X射线发射器的阳极被设计为旋转阳极，一般地，这些阳极通常借助于电驱动器被设置为旋转，以便将焦点中出现的热量分布在旋转阳极的较大区域上。已经发现，当X射线发射器被操作时，焦点的位置和范围可以变化。这引起所生成的X射线辐射的波动，这可能对所获得的X射线图像的质量产生负面影响。为了解决这个问题，DE10301071A1提出了实施焦点位置的确定并且以传统方式将调节焦点的位置作为控制变量，即，使用控制变量的测量实际值与给定设置值的控制偏差来生成需要用于调节控制变量的可变控制参数的值。这种过程的缺点是控制变量(在这种情况下，即，焦点位置)中的可测量偏差首先必须可用于接下来能够发生的补偿。由于控制动力学，这样的焦点的移动不被包括，该焦点的移动取决于原始的幅度，即，不取决于补偿的焦点移动。此外，通过直接、主动的控制，有必要确定焦点的空间位置和范围，这涉及多个传感器。尽管如此，以控制电路形式实现的这些方法被设计为通过确定焦点位置来检测并在必要时补偿已知和未知来源的破坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供允许焦点移动的有效的补偿的装置和方法。关于该装置，上述目的通过开头提到的类型的具有权利要求1的其他特征的X射线发射器来实现。本专利技术的有利实施例形成从属权利要求的技术方案。X射线发射器包括布置在真空壳体内部的阳极，其中至少阳极可旋转地被安装并且可以通过电驱动器被设置成旋转。在焦点的区域中，阳极可以暴露于由阴极发射的电子束。根据本专利技术，提供了控制单元，该控制单元激活使电子束偏转的电磁偏转单元，使得由电驱动器的电磁场引起的焦点的移动可以根据电驱动器的至少一个操作参数来被至少部分地补偿。因此，本专利技术的基本概念是认识到，焦点的移动至少部分地直接由电磁场引起，当电驱动器在操作中时生成该电磁场。对位置以及某些情况下对焦点的范围的这种可测量的影响可通过电磁偏转单元的控制来补偿，该电磁偏转单元包括例如使电子束偏转的一个或多个线圈，根据针对电驱动器的至少一个操作参数而确定的值来实现。电驱动器的至少一个操作参数与焦点移动之间的关系可以在X射线发射器进入操作之前被确定和记录，并且因此可以被用作控制的基础。以这种方式，例如，在电子束的位置变化可能发生之前，可以在很大程度上补偿由电驱动器引起的对交变场的电子束的周期性影响。因此，焦点移动的补偿直接接着发生并且特别是比传统的控制更快，其中焦点的实际位置与预定设置位置的显著偏差首先必须发生并被确定。控制意味着在此通过开环或闭环来表征，其中被输入值影响的输出值不会再经由相同的输入值对自己产生影响。不受此影响，然而，X射线发射器的控制单元特别地可以在前馈控制的情况下集成在较高级别的控制电路中。这种控制电路需要借助于相应设计的测量设备在X射线发射器的操作期间对焦点进行主动位置检测。在较高级别控制电路中的前馈控制的情况下的控制单元的实现具有以下优点：针对由电驱动器的电磁场引起的焦点移动的部分进行直接补偿可以接着发生，并且此外可以通过控制来消除不同来源特别是未知来源的焦点移动。在其他情况下，提供没有较高级别控制电路的简单补偿控制。此外，在这种情况下，使用电驱动器的至少一个操作参数对焦点移动的主动补偿得以促进，在X射线发射器的操作期间焦点的位置不一定必须被检测到。电磁偏转单元包括例如一个或多个电磁偏转线圈，该一个或多个电磁偏转线圈具有或不具有铁磁芯或静电可充电的偏转板。本专利技术的可能实施例中的阳极被设计为特别是静止的真空壳体内部的可旋转安装的旋转阳极。在这些实施例中，旋转阳极在操作期间相对于静止的真空壳体和阴极被设置成旋转，以便特别地将作用在阳极上的热输入分布在更大的表面上。在其他可能的实施例中，真空壳体可旋转地安装并且可以通过电驱动器被设置成旋转。阴极和阳极不可旋转地连接到真空壳体。换句话说，X射线发射器的构造对应于旋转活塞发射器，在该旋转活塞发射器中在操作期间支撑阳极和阴极二者的真空壳体被移动成旋转或旋转运动。优选地，电驱动器的操作参数是定子电流幅度和/或定子电流相位位置，电磁偏转单元的控制基于该参数。特别优选地，根据上述提到的多个值来实现控制。焦点的移动可以分解为两个几何分量，即，径向分量和切向分量。这些分量对一个或多个操作参数特别是对给定的定子电流幅度和/或定子电流相位位置的依赖性，尤其可以在单个校准步骤中接着发生。确定的依赖性可以存储在与控制单元可操作连接的存储介质中，使得当X射线发射器处于操作中时，该连接可以基于控制来做出。存储介质优选为非易失性数据存储器，诸如例如ROM(只读存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)或闪存。X射线发射器优选地包括测量单元，该测量单元确定电驱动器的至少一个操作参数，该测量单元将测量信号传输到控制单元。本专利技术的进一步发展针对控制单元而做出，以根据X射线发射器的至少一个附加操作参数来激活电磁偏转单元。已经发现，与电驱动器的一个或多个操作参数相关联的焦点移动取决于进一步的值，特别是取决于分配给X射线发射器的操作参数。通过这种方式，可以在控制和/或前馈控制的上下文中考虑实际上可以测量的这些影响。X射线发射器的操作参数例如是管电压。备选地或附加地，通过测量温度，特别是X射线发射器的操作温度，可以考虑与温度有关的电磁效应。在这种上下文中，有利地提供了进一步的测量单元，其检测X射线发射器的至少一个操作参数。例如，在高电压生成器上设置测量单元，该测量单元相应地设计为确定管电压。备选地或附加地，温度传感器被结合在X射线发射器中。关于该方法，开头提到的目的通过具有权利要求8的进一步特征的用于补偿焦点移动的方法来实现。与此相关的优点直接来自前面提到的关于根据本专利技术的X射线发射器的描述。在上述X射线发射器操作时用于补偿焦点移动的方法中，提供了布置在真空壳体内部的阳极，该阳极暴露于电子束以便生成X射线辐射。为此目的，阳极至少被可旋转地安装并且通过电驱动器被设置成旋转。根据本专利技术，控制单元根据电驱动器的至少一个操作参数来激活电磁偏转单元，该电磁偏转单元使电子束偏转，使得由电驱动器中的电磁场引起的焦点的移动被至少部分地补偿。焦点移动对电驱动器的操作参数的依赖性是一种可测量效果，该可测量效果可以在单次校准测量中被确定和记录。这形成了焦点移动的部分的补偿的基础，该焦点移动是由电驱动器运行时产生的电磁场引起。在这方面，偏差的确定是不必要的，也就是说，在操作期间焦点的位置的检测不是绝对必要的。因此，该方法可以在简单的补偿控制中实施。本专利技术提出的方法还可以在具有焦点移动的主动检测的较高级别控制中的前馈控制的上下文中有利地被实施。用以补偿由电驱动器的电磁场引本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种X射线发射器(1)，包括布置在一个真空壳体(4)内部的一个阳极(3)，其中至少所述阳极(3)被可旋转地安装、能够由一个电驱动器(8)设置成旋转并且在焦点(B)的区域中能够暴露于由一个阴极(2)发射的电子束(E)，其特征在于，一个控制单元(7)根据所述电驱动器的至少一个操作参数来激活使所述电子束(E)偏转的电磁偏转单元(5)，使得由所述电驱动器(8)的电磁场引起的所述焦点(B)的移动能够被至少部分地补偿。

【技术特征摘要】
2017.03.09 DE 102017203932.91.一种X射线发射器(1)，包括布置在一个真空壳体(4)内部的一个阳极(3)，其中至少所述阳极(3)被可旋转地安装、能够由一个电驱动器(8)设置成旋转并且在焦点(B)的区域中能够暴露于由一个阴极(2)发射的电子束(E)，其特征在于，一个控制单元(7)根据所述电驱动器的至少一个操作参数来激活使所述电子束(E)偏转的电磁偏转单元(5)，使得由所述电驱动器(8)的电磁场引起的所述焦点(B)的移动能够被至少部分地补偿。2.根据权利要求1所述的X射线发射器，其特征在于，所述阳极(3)被设计为一个旋转阳极，所述旋转阳极可旋转地安装在所述真空壳体(4)的内部，所述真空壳体(4)特别是静止的。3.根据权利要求2所述的X射线发射器，其特征在于，所述真空壳体(4)被可旋转地安装并且能够由所述电驱动器(8)设置成旋转，其中所述阴极(2)和所述阳极(3)被不可旋转地连接到所述真空壳体(4)。4.根据前述权利要求中的一项所述的X射线发射器(1)，其特征在于，所述电驱动器(8)的所述操作参数是定子电流幅度(A)和/或定子电流相位位置(Ph)。5.根据前述权利要求中的一项所述的X射线发射器(1)，其特征在于，一个测量单元(16)确定所述电驱动器(8)的所述至少一个操作参数。6.根据前述权利要求中的一项所述的X射线发射器(1)，其特征在于，所述控制单元(7)根据所述X射线发射器(1)的至少一个附加操作参数来激活所述电磁偏转单元(5)。7.根据权利要求6所述的X射线发射器(1)，其特征在于，所述X射线发射器(1)的所述操作...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·霍尔赫，KU·陶贝罗伊特，T·魏丁格尔，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE