CN102222593B - X射线管的低偏置mA调制 - Google Patents

Abstract

提供分段式热离子发射体(68)。该分段式热离子发射体(68)除其他特征外还具有大致上跨越该分段式热离子发射体(68)的整个长度并且大致上互相平行排列的多个片段(80、96、98)。在一个实施例中，该分段式热离子发射体(68)可允许在小于大约2kV的电压的X射线管(58)的毫安调制。

Description

X射线管的低偏置mA调制

技术领域

本技术大体上涉及X射线源。特别地，本公开涉及X射线管阴极，例如医疗X射线成像中使用的X射线管中包含的那些阴极等。

背景技术

在非侵入成像系统中，X射线管作为X射线辐射源在X射线系统和计算机断层摄影(CT)系统两者中使用。在检验、检查或成像序列期间响应于控制信号发射辐射。典型地，X射线管包括阴极和阳极。在该阴极内的发射体可通过热离子效应响应于由施加的电流引起的加热而发射电子流。该阳极可包括由该电子流撞击的靶。因此，该靶可产生X射线辐射和热。

辐射范围跨越感兴趣受检者，例如病人，并且辐射的一部分撞击检测器或照相底片，图像数据收集在其中。在一些X射线系统中，照相底片然后被显影以产生可由放射学家或主治医师使用用于诊断目的的图像。在数字X射线系统中光检测器产生代表撞击检测器表面的离散像素区域的辐射量或强度的信号。该信号然后可被处理以产生可显示用于回顾的图像。在CT系统中，当扫描架围绕患者移动时包括一系列检测器元件的检测器阵列通过各种位置产生相似的信号。

在X射线管的操作期间，由X射线管发射的X射线的数量和能量可受施加在X射线管内的阳极和阴极之间的电压影响。另外，流过阴极内的热离子发射体的电流可影响由X射线管产生的X射线辐射量。在一般意义上，施加的电压可影响X射线穿透受检者同时电流和照射时间(exposuretime)可影响所得的X射线图像的对比度。

发明内容

本技术一般针对具有热离子发射体的X射线管。更具体地，根据本实施例，热离子发射体的分段(segmentation)可允许在相对低电压下进行毫安调制以与快速切换X射线技术一起使用。

根据本技术的一个方面，提供成像系统。该成像系统除其他特征外还包括配置成在一个或多个能量生成X射线束的X射线管，该X射线管包括具有分段式热离子发射体的阴极组件。该分段式热离子发射体具有大致上跨越热离子发射体的长度的多个片段，其中该分段式热离子发射体配置成在朝阳极的方向上发射一个或多个电子束以生成X射线束。该成像系统还包括X射线检测器，其配置成检测由该X射线管生成的X射线并且基于检测的X射线生成信号。另外，该成像系统包括数据采集电路，其配置成将由检测器生成的信号转换成感兴趣受检者的一个或多个图像。

根据本技术的另一个方面，提供分段式热离子发射体。该分段式热离子发射体除其他特征外还具有大致上跨越热离子发射体的整个长度并且大致上互相平行排列的多个片段。

根据本技术的另外方面，提供X射线管。该X射线管具有包括分段式热离子发射体的阴极组件。该分段式热离子发射体具有大致上跨越热离子发射体的整个长度并且大致上互相平行排列的二到四个之间的片段。该X射线管还包括阳极，其中该阴极组件和该阳极处于各自电势以形成电压以从该分段式热离子发射体表面提取电子。该二到四个之间的片段配置成在从该阴极组件朝该阳极的焦斑处的方向上发射多个电子束。

附图说明

当下列详细说明参照附图(其中相似的符号在整个附图中代表相似的部件)阅读时，本方式的这些和其他的特征、方面和优势将变得更好理解，其中：

图1描绘根据本公开的方面的包含X射线管的数字X射线成像系统的图解表示；

图2是根据本公开的一个方面的具有分段式热离子发射体的X射线管的分解透视图；

图3是根据本公开的一个方面的具有分段式热离子发射体的X射线阴极的实施例的分解透视图；

图4是包含图2和3的阴极组件的图2的X射线管的一部分的实施例的横截面视图；

图5是根据本公开的一个方面的具有设置在顶面上的分段电极的大致上平整的丝极(filament)的实施例的透视图；

图6是根据本公开的一个方面的与分段电极交叉以形成分段式热离子发射体的一系列大致上平整的丝极的实施例的透视图；

图7是根据本公开的一个方面的与分段电极交叉以形成分段式热离子发射体的一系列绕圈丝极(coiledfilament)的实施例的透视图。

具体实施方式

本方式针对在X射线管阴极内的分段式热离子发射体。热离子发射体可分割成允许在操作期间的电子发射的毫安(mA)调制。即，采用本方式的X射线管可以在适合(mA)调制的电压、在之前不可获得的时帧中被操作和/或调制(切换)。例如，在一些成像序列中，将X射线管的阳极和阴极之间电压偏置并且改变流过热离子发射体的电流可调制从热离子发射体表面的电子的发射。由热离子发射体发射的电子的范围(extent)可对应于由X射线管发射的X射线辐射的数量。

根据本方式，由X射线管发射的X射线辐射的数量可使用相对低的电流和/或低电压在热离子发射体处调制。例如，在常规配置中，置于热离子发射体上的相对大的偏置电压可导致由热离子发射体发射的电子束的更低安培调制。然而，允许这样的mA调制的更高驱动电压常常高于大约20kV(例如，80至120kV)。这样的驱动电压可能不适合与快速切换技术(其可采用低于大约2kV的电压)一起使用。本方式通过将热离子发射体分段来允许在mA电流调制。例如，大致在长度方向上的热离子发射体的分段允许在大范围温度、电压和/或电流上操作。在一些实施例中，热离子发射体可分割为两段、三段、四段或五或更多段，其取决于热离子发射体的尺寸。在一个实施例中，增加热离子发射体的片段数目可降低适合mA调制的偏置电压。在一些实施例中，热离子发射体的片段数目可选择成用于避免由于加热和/或离子轰击引起的损伤。例如，采用非常小的分段尺寸(例如网状物等)的其他热离子发射体技术可遭受例如热机械退化等问题。

考虑到这一点，并且现在转向附图，图1是图示用于采集并且处理图像数据的成像系统10的图。在图示的实施例中，系统10是计算机断层摄影(CT)系统，其设计成采集X射线投影数据，将该投影数据重建成断层摄影图像，并且处理图像数据用于显示和分析。虽然成像系统10在医疗成像的环境中论述，本文论述的技术和配置可在其他非侵入成像环境中应用，例如行李或包裹筛选或制造部件的工业无损鉴定。在图1中图示的实施例中，CT成像系统10包括X射线源12。如在本文中详细论述的，该源12可包括例如X射线管等一个或多个X射线源。例如，该源12可包括具有阴极组件14和阳极16的X射线管，如下文关于图2更详细描述的。阴极组件14使电子流18(即，电子束)朝靶阳极16加速。根据本实施例，阴极组件14可配置成允许电子流18的mA调制。电子流18在阳极16上的撞击引起X射线束20的发射。因此，电子流18的调制可允许X射线束20的伴生调制(concomitantmodulation)，例如快速切换(微秒切换)。

源12可放置在准直仪22附近，准直仪22用于限定一个或多个X射线束20(其穿入受检者24或对象所放的区域)的尺寸和形状。X射线束的一些部分由受检者24衰减并且衰减的X射线26撞击由多个检测器元件形成的检测器阵列28。当射束照在检测器28上时，每个检测器元件产生代表检测器元件位置处入射的X射线束强度的电信号。采集并且处理电信号以生成一个或多个扫描数据集。

系统控制器30命令成像系统10的操作以执行检查和/或校准规程并且处理采集的数据。关于X射线源12，系统控制器30为X射线检查序列供给电力、焦斑位置、控制信号等等。检测器28耦合于系统控制器30，其命令采集该检测器28所生成的信号。另外，系统控制器30通过马达控制器36可控制线性定位子系统32和/或旋转子系统34的操作，定位子系统32和/或旋转子系统34用于移动成像系统10的部件和/或受检者24。系统控制器30可包括信号处理电路和关联的存储器电路。在这样的实施例中，存储器电路可存储由系统控制器30执行的程序、例程和/或编码算法以操作包括X射线源12的成像系统10并且处理由检测器28采集的数据。在一个实施例中，系统控制器30可实现为例如通用或专用计算机系统等基于处理器的系统的全部或部分。

源12可由包含在系统控制器30内的X射线控制器38控制。该X射线控制器38可配置成提供电力和定时信号给源12。另外，在一些实施例中，X射线控制器38可配置成选择性地激活源12使得在系统10内不同位点处的管或发射体可互相同步或互相独立操作。根据本文描述的方式，X射线控制器38可调制包含在阴极组件14内的分段式热离子发射体(下文描述的)的一、二、三或更多段的激活(activation)或操作。此外，X射线控制器38可提供例如在微秒时帧上的电流调制等定时信号以调制X射线源12。例如，X射线控制器38可配置成执行代码以用于在小于大约1毫秒中切换源12。

系统控制器30可包括数据采集系统(DAS)40。该DAS40接收由检测器28的读出电子仪器收集的数据，例如从检测器28采样的模拟信号。该DAS40然后可将数据转换成数字信号用于由例如计算机42等基于处理器的系统后续处理。在其他实施例中，检测器28可将采样的模拟信号在传输到数据采集系统40之前转换成数字信号。计算机42可包括或与一个或多个适合的存储器装置46通信，存储器装置46可以存储由计算机42处理的数据、将由计算机42处理的数据或将由计算机42执行的例程和/或算法。计算机42可适应于例如响应于由操作员通过操作员工作站48提供的命令和扫描参数来控制由系统控制器30实现的特征(即，扫描操作和数据采集)。操作员可从工作站48输入各种成像例程，例如可在小于大约1毫秒内调制X射线源12的例程等。

系统10可还包括耦合于操作员工作站48的显示器50，其允许操作员查看相关的系统数据、成像参数、原始成像数据、重建数据等等。另外，系统10可包括耦合于操作员工作站48并且配置成打印任何期望的测量结果的打印机52。该显示器50和打印机52还可直接或通过操作员工作站48连接到计算机42。此外，操作员工作站48可包括或耦合于图片存档和通信系统(PACS)54。PACS54可耦合于远程系统56、放射科信息系统(RIS)、医院信息系统(HIS)或内部或外部网络，使得在不同地点的其他人可以获得对图像数据的访问。

考虑到前面所述，图2是X射线管组件58的实施例的分解透视图，其包括在图1中描述的阴极组件14和阳极16的实施例。在图示的实施例中，阴极组件14和靶阳极16置于彼此相距的阴极-靶距离d处并且面朝彼此。阴极组件14图示为包括一组可选偏置电极(即，偏转电极)60、62、64、66，其可控制电子流18的尺寸和/或形状。根据本方式，阴极组件14包括分段式热离子发射体68，其配置成允许在处于或低于大约2kV的电压的电子流18的mA调制。在图示的实施例中，阴极组件14还包括引出电极70和护罩72。阴极组件14和它的相应部件在下文关于图3更详细描述。阳极16可用包括钨、钼或铜的任何适合的金属或复合材料制造。阳极的表面材料典型地选择成具有相对高的耐火率(refractoryvalue)以便承受由撞击阳极16的电子生成的热。在某些实施例中，例如图示的实施例等，阳极16可以是旋转盘。在X射线管58的操作期间，阳极16可以高速(例如每分钟1,000至10,000转)旋转以使由通过开口74的电子流18引起的热能散开并且获得更高的耐热性。阳极16的旋转引起焦斑76(即，由电子冲击的阳极上的位点)的温度保持在比当阳极16不旋转时要低的值，从而允许高通量X射线实施例的使用。

阴极组件14，即电子源，放置在距离阳极16的阴极-靶距离d处使得由阴极组件14生成的电子流18聚焦在阳极16上的焦斑76上。阴极组件14和阳极16之间的空间可被抽空以便最小化与其他原子的电子碰撞并且最大化电势。在常规X射线管中，例如使用非分段式热离子发射体的那些X射线管，超过20kV的电压典型地在阴极组件14和阳极16之间形成，使得由热离子发射体发射的电子变得被吸引至阳极16。典型地，由热离子发射体发射的电子通量可由流过热离子发射体的电流和/或阴极组件14和引出电极70之间的电压调制。

根据本文描述的方式，丝极78具有由一系列分段电极构成的片段80。这样的电极可包括端部电极82和中间电极84，并且应该注意到丝极78可由更多或更少的电极分段，例如大约一、二、三、四个电极或更多。这些片段80可一起形成分段式热离子发射体68。在这样的实施例中，由分段式热离子发射体68产生的电子流18的mA调制可以在小于大约2kV的电压实现。例如，由丝极78的分段所引起的较小片段80可单独地工作，使得更低大小的电压可用于调制分段式热离子发射体68的片段中的一个、一个以上或全部。因此，适合于调制分段式热离子发射体68的总电压和/或电流可小于采用常规的、非分段式热离子发射体的情况。在一些实施例中，由于电压变化引起的X射线管58的静电切换是比使用热切换(其是电流变化的结果)切换X射线管58更快的过程。从而，X射线管58可在微秒时段而不是由热调制引起的毫秒时帧中可控地切换。

应该注意到在一些实施例中，每个片段80可发射电子流。如此，电子流18可包括由片段80产生的一个或多个复合电子束。阴极组件14和它的特征，包括分段式热离子发射体68，在下文进一步详细论述。如上文指出的，由分段式热离子发射体68产生的电子流18被引向阳极16。因而发生的对焦斑76的电子轰击将通过韧致辐射效应(Bremsstrahlungeffect)(即制动辐射)生成X射线束20。在一个实施例中，距离d是确定例如长度和宽度等焦斑76的特性和相应地确定生成的X射线束20的成像能力的因素。

在某些实施例中，包括引出电极70并且其位于阴极组件14和阳极16之间。在其他实施例中，不包括引出电极70。当被包括在其中时，引出电极可保持处于阳极16电势，在某些情况下，其处于高达大约140kV。如提到的，开口74允许电子通过引出电极70而穿过其中。在描绘的实施例中，引出电极70放置在距离阴极组件14的阴极-电极距离e处。采用与距离d相似的方式，阴极-电极距离e也是确定例如长度和宽度等焦斑76的特性和相应地确定生成的X射线束20的成像能力的因素。电子在距离e上朝阳极16加速并且在距离d-e上不加速地漂移。电子流18与距离d和e的关系在下文进一步详细讨论。

转向图3，图示X射线阴极组件14的实施例，其中丝极78是绕圈热离子丝极。如上文指出的，在图示的实施例中，分段电极82和84使丝极78分段以形成分段式热离子发射体68。尽管在图3中图示的实施例利用绕圈丝极78，可使用包括平整热离子丝极的其他配置。此外，分段式热离子发射体68可采用与分段电极(例如电极82、84)交叉的一系列小的绕圈丝极的形式。在其他实施例中，分段电极82、84可置于平整丝极的表面上，其可形成分段电极68。实际上，在另外的实施例中，分段式热离子发射体68可包括与分段电极交叉的一系列小的平整丝极。这样的配置在下文参照图5-7更详细地描述。

根据本实施例，分段电极80、82可配置成共同调制一些或所有丝极78。即，在一些实施例中，每对电极可调制大约一个或多个丝极片段80。在一个实施例中，每个片段80的调制可使用电压水平调制使得每个片段80可以在与常规发射体配置(例如，非分段式发射体)相比降低的水平发射具有发射电子电流密度(即，涉及丝极的每表面面积发射的电子数目和密度的测量)的电子流。另外，分段式热离子发射体68(例如，分段电极80、82)可比为偏置电压降低配置的其他特征(例如网状物)更能抵抗热退化和离子背面轰击。在一个实施例中，这可由于与网状物(其可包括几十、几百或几千个偏置区域)的相对小的横截面面积相比的分段电极的较大尺寸引起。此外，在大致上仅一个方向(例如，长度方向或宽度方向)上的热离子发射体68的分段可还提供鲁棒的平台(即，与网状物结构相比具有增加的抗退化能力)用于实现由热离子发射体68的电子束发射。

图3还图示分段式热离子发射体68，其由四个偏置电极环绕。偏置电极可包括长度内侧(L-ib)偏置电极60、宽度左(W-1)偏置电极62、长度外侧(L-ob)偏置电极64和宽度右(W-r)偏置电极66。在一些实施例中，偏置电极可用作电子流18(和/或它的分束)的聚焦透镜。护罩72可放置成环绕偏置电极60、62、64、66并且处于阴极电势。护罩72可辅助例如降低由于电极几何形状的尖锐特征引起的峰值电场并且从而提高在相对提高的管电压(例如，电压接近140kV)的稳定性。在图示的实施例中，护罩72还围绕分段式热离子发射体68。因此，大部分电子可在大致上垂直于由丝极78限定的平坦区域的方向上离开阴极组件14。从而，在图示的实施例中，所得的电子流18由偏置电极60、62、64和66环绕。虽然使用主动射束操纵(activebeammanipulation)，偏置电极60、62、64和66可辅助将电子流18聚焦到在阳极16上的焦斑76上。在一些实施例中，偏置电极60、62、64和66可各自形成偶极子场以便使电子流18电偏转。电子流18的偏转然后可用于辅助电子流18的焦斑瞄准。宽度偏置电极62、66可用于帮助限定所得的焦斑76的宽度，而长度偏置电极60、64可用于帮助限定所得的焦斑76的长度。此外，在每个片段80发射电子束的实施例中，偏置电极60、62、64和66可还调节、瞄准和/或偏转每个电子束以将所得的电子束聚焦至期望尺寸的焦斑。

关于相对于偏置电极60、62、64和66的分段电极82、84的位置，分段电极82、84大致上平行于连接宽度电极62和66的大约中点的直线86并且大致上垂直于连接长度电极60和64的大约中点的直线88设置。这样的配置可允许丝极78的分段同时保持偏置电极60、62、64和66的电子束加速/转向功能。因此，在一些实施例中，常规的X射线管可改装成具有分段式热离子发射体，例如分段式热离子发射体68等。例如，在小于大约1毫秒(ms)的时帧上切换X射线管58是可取的情况下，用户可重新配置现有的X射线管以包含分段式热离子发射体68。这样的改装可牵涉具有分段式热离子发射体68的X射线管阴极转换套件的使用。作为一个示例，用户可从X射线管去除常规热离子发射体并且用分段式热离子发射体68代替它。因此，具有根据本公开的分段式热离子发射体的改装的X射线管可包含或不包括本文描述的一个或多个特征，例如偏置电极60、62、64和66。

图4是X射线管58的一部分在操作期间的实施例的横截面视图。更具体地，图4图解图示从分段式热离子发射体68的每段80的电子发射的性质的实施例。如上文指出的，从阴极组件14放射的电子流18可包含由片段80的一个或多个发射的许多复合电子束。在图示的实施例中，分段式热离子发射体68包含三个片段80。片段80包括设置在一个端部电极82和一个中间电极84之间的一对外部片段96。片段80还包括在这两个中间电极84之间设置的一个内部片段98。外部片段96可产生外部电子束100，而内部片段98产生内部电子束102。电子束100和102一起形成电子流18的复合电子束，其被引向阳极16的焦斑76处。应该注意到电子束可表现出在分段式热离子发射体68的表面附近的交叉点，并且通过分段电极82和84随后聚焦成期望的电子束形状。此外，分段电极82、84可用公共电压或用个体电压偏置。在一个实施例中，当电子流18的通量(即，电流)被调制时，单独偏置每个组合可允许焦斑76的尺寸(凭借电子束100、102的圆锥或扇形尺寸)以及焦斑76的位点的精细控制。再次，根据本公开，电流可使用大约2kV或之下的分段电极82、84处的偏置电压来在mA水平调制。

如可以从图4的图示意识到的，电子束102可不必须平行或大致平行于标定距离d的直线传播。此外，电子束100、102可以是扇形或圆锥形的。因此，在一个实现中，在图2和3中描绘的偏置电极60、62、64和66可用于调节、加速和/或使电子束100、102朝焦点76转向。例如，偏置电极60、62、64和66中的一个或多个可至少部分将电子束100、102朝阳极16加速(例如，转向)通过距离e。另外或备选地，偏置电极60、62、64和66(图3)中的一个或多个可将电子束100、102朝阴极组件14的近似中心加速，可由中间电子束100接近该近似中心。在另外的实施例中，偏置电极60、62、64和66可控制每个电子束100、102在处于由距离e代表的加速/转向区域中时的尺寸和形状。在这样的实施例中，与偏置电极60、62、64和/或66中的一个或多个组合的丝极78可用于限定一个或多个焦斑76。另外，偏置电极60、62、64和66中的一个或多个可主动将电子束100、102偏转至一个或多个焦斑76。例如，偏置电极60、62、64和66中的一个或多个可通过最小化由距离e限定的区域中的偶极子场来限定第一宽焦斑76。第二较窄的焦斑76可通过加强该偶极子场限定。实际上，任何数目和类型的焦斑可通过该偶极子场的主动操纵来限定。作为示例，距离e可在大约20和30毫米之间。在图示的实施例中，电子束100、102在由距离d-e代表的漂移区域中合并或会聚以形成电子束18。应该注意到除偏置电极60、62、64和66外或代替偏置电极60、62、64和66，可存在X射线管12的其他特征，其配置成执行偶极子场的转向、加速和/或主动操纵。例如，电子流18可由距离d-e限定的区域中的外部磁场和/或由靠近丝极78表面的区域中的分段电极82、84转向。

现在转到图5，图示图4的分段式热离子发射体68的透视图。在图示的实施例中，分段式热离子发射体68包括丝极78，分段电极82、84设置在其上。更具体地，分段电极82、84位于丝极78的表面108的顶部。因此，在每对分段电极82、84之间的每个片段96、98发射它们的相应电子束100、102。例如，在X射线管58操作期间，外部片段96每个发射电子流100。相似地，内部片段98发射电子束102。在根据本公开的实施例中，分段式热离子发射体68的每个片段80可使用小于大约2kV的电压调制。例如，电压可在大约全发射的0kV、减少的发射的-0.5kV和大致上完全切断mA的-2kV之间。片段80可单独(即，每个用大致上唯一的电压)或用公共电压调制。

在其他实施例中，多个丝极78可用于限定一个或多个焦斑76。一个这样的实施例在图6中描绘，其是与分段电极82、84交叉以形成分段式热离子发射体68的一系列大致上平整的丝极110、112和114的透视图。如描绘的，丝极110、112和114发射电子束100和102。因此，如果丝极中的一个故障则可以提供冗余测量。

丝极110、112和114中的每个可至少部分基于丝极78的特性(其包括尺寸、形状、热离子温度等)限定焦斑76。如此，若干丝极110、112和114可用于限定不同类型的焦斑76，例如具有不同表面积的焦斑76。另外，利用多个丝极110、112和114的实施例可结合偏置电极60、62、64、66中的一个或多个的使用以辅助如上文描述的多个焦斑76的限定和形成。

图7是与分段电极82、84交叉以形成分段式热离子发射体68的一对绕圈丝极120和122的实施例的透视图。采用与在图6中描绘的实施例相似的方式，而不是设置在丝极的表面上，分段电极82、84直接将一个绕圈片段120与另一个绕圈片段122分开。如上文指出的，分段式热离子发射体68的mA调制可以在小于大约2kV的电压实现。另外，尽管图5-7描绘了具有两个或三个片段80的分段式热离子发射体68，也考虑其他配置，例如四、五、六、七或更多片段80和/或片段80的小部分(即，不同尺寸和形状的片段)等。因此，分段电极82、84的数目也可变化。例如，可不包括端部分段电极82(即，零个端部分段电极)，或可存在两个或更多。同样地，中间分段电极84的数目可变化，例如在大约0和10之间。在一些实施例中，分段电极的数目可在大约0和6之间、2和4之间或3。实际上，除了其他以外，片段80、电极82、84的数目和偏置电压和/或调制电流可取决于丝极78的尺寸、X射线管58的尺寸和将在其中采用X射线管58的应用。

该书面说明使用示例以公开本发明，其包括最佳模式，并且还使本领域内技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统和执行任何包含的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域内技术人员想到的其他示例。这样的其他示例如果它们具有不与权利要求的书面语言不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的书面语言无实质区别的等同结构元件则规定在权利要求的范围内。

部件列表

10	成像系统	12	X射线源
				14	阴极组件	16	阳极
18	电子	20	X射线束
				22	准直仪	24	受检者
26	衰减的X射线	28	检测器阵列
				30	系统控制器	32	线性定位子系统
34	旋转子系统	36	马达控制器
				38	X射线控制器	40	DAS
42	计算机	46	适合的存储装置
				48	操作员工作站	50	显示器
52	打印机	54	PACS
				56	远程系统	58	X射线管组件
60	偏置电极	62	偏置电极
				64	偏置电极	66	偏置电极

68	分段式热离子发射体	70	引出电极
				72	护罩	74	开口
76	焦斑	78	丝极
				80	片段	82	端部电极
84	中间电极	86	直线
				88	直线	96	外部片段
98	一个内部片段	100	外部电子束
				102	内部电子束	108	表面
110	大致上平整的丝极	112	大致上平整的丝极
				114	大致上平整的丝极	120	绕圈丝极
122	绕圈丝极

Claims (19)

1.一种分段式热离子发射体，其包括：

多个发射体片段，其跨越所述分段式热离子发射体的长度并且互相平行排列；

具有所述多个发射体片段的表面；

其中多个分段电极成对设置在所述表面上以形成每个发射体片段，并且每对配置成单独调制每个发射体片段。

2.如权利要求1所述的分段式热离子发射体，包括：

配置成将所述表面分段的一个或多个分段电极，其中所述一个或多个分段电极互相平行设置。

3.如权利要求2所述的分段式热离子发射体，其中所述多个发射体片段配置成允许使用小于2kV的电压进行所述分段式热离子发射体的静电调制。

4.如权利要求2所述的分段式热离子发射体，其中所述热离子发射体配置成代替X射线管阴极的非分段式热离子发射体。

5.如权利要求1所述的分段式热离子发射体，其包括设置在所述多个发射体片段中的每个之间的一个或多个分段电极，其中所述一个或多个分段电极配置成调制从所述多个发射体片段发射的电子束的电流。

6.如权利要求1所述的分段式热离子发射体，其中所述发射体片段每个配置成发射电子束。

7.一种X射线管，其包括：

阴极组件，其包括：

分段式热离子发射体，其具有跨越所述分段式热离子发射体的长度并且互相平行排列的二至四个发射体片段；以及

阳极；

其中所述阴极组件和所述阳极能够处于从所述分段式热离子发射体的表面提取电子的电势，并且每个片段配置成朝所述阳极发射一个或多个电子束；

具有多个发射体片段的表面；

其中，多个分段电极成对设置在所述表面上以形成每个发射体片段，并且每对配置成单独调制每个发射体片段。

8.如权利要求7所述的X射线管，其中所述分段式热离子发射体包括：

配置成将所述表面分段成二至四个发射体片段的三至五个分段电极，所述三至五个分段电极配置成通过跨每个片段放置偏置电压来调制从所述二至四个发射体片段发射的电子束电流，其中所述三至五个分段电极互相平行设置。

9.如权利要求8所述的X射线管，其中当所述偏置电压小于-2kV时，来自所述二至四个发射体片段的电子束停止。

10.一种成像系统，包括：

配置成在一个或多个能量生成X射线束的X射线管，该X射线管包括：

具有分段式热离子发射体的阴极组件，该分段式热离子发射体具有跨越分段式热离子发射体的长度的多个片段，其中该分段式热离子发射体配置成在朝阳极的方向上发射一个或多个电子束以生成X射线束；

X射线检测器，其配置成检测由该X射线管生成的X射线并且基于检测的X射线生成信号；以及

数据采集电路，其配置成将由检测器生成的信号转换成感兴趣受检者的一个或多个图像；

具有所述多个发射体片段的表面；

其中，多个分段电极成对设置在所述表面上以形成每个发射体片段，并且每对配置成单独调制每个发射体片段。

11.如权利要求10所述的成像系统，其中所述多个发射体片段配置成允许使用mA调制分段式热离子发射体。

12.如权利要求11所述的成像系统，其中所述多个发射体片段配置成允许使用相对于丝极电势的0V和-2kV之间切换分段式热离子发射体。

13.如权利要求10所述的成像系统，其中所述分段式热离子发射体包括其上相邻地设置多个分段电极的表面，其中所述多个分段电极限定所述分段式热离子发射体的多个发射体片段。

14.如权利要求13所述的成像系统，其中所述表面是平坦表面。

15.如权利要求13所述的成像系统，其中所述表面是绕圈式表面。

16.如权利要求13所述的成像系统，其中所述多个分段电极包括一对端部电极和一到四个中间电极。

17.如权利要求10所述的成像系统，其中所述多个发射体片段中的每个发射体片段在激活时发射对应电子束，并且所述电子束全部会聚在所述阳极上的聚焦斑点。

18.如权利要求10所述的成像系统，其中所述多个发射体片段配置成允许在微秒时段内切换所述分段式热离子发射体。

19.如权利要求10所述的成像系统，包括X射线控制电路，配置成执行代码以用于在小于1毫秒内切换X射线管。