CN102483638B - 提高/消退x射线管的灯丝电流 - Google Patents

Abstract

为了提高/消退X射线管的阴极的灯丝电流，测量所述X射线管的管电流的时域变化并将所述时域变化存储在第一存储器中。之后执行迭代的提高/消退，其中在短的时间间隔(Δt)内向灯丝施加提高/消退电流，基于所存储的管电流的时域变化，确定在所述短的时间间隔(Δt)之后的管电流，并且将所述管电流存储在第二存储器中。基于所存储的管电流的时域变化，确定管电流(IE)是否小于其目标值(IE2)，如果是的话，在另外的时间间隔(Δt)内向灯丝施加提高/消退电流，否则确定所述管电流(IE)等于目标值(IE2)。因此，每个时间间隔(Δt)之后的管电流(IE)是已知的(可从存储在第二存储器中的管电流数据确定)，从而在任何时间中断迭代的提高/消退。

Description

提高/消退X射线管的灯丝电流

技术领域

本发明涉及X射线系统，更具体的，涉及X射线管。

背景技术

参考文献US5546441涉及一种X射线系统，该X射线系统包括X射线发生器，该X射线发生器用于操作具有能够被灯丝电流加热的阴极的X射线管，包括：用于在提高时间的持续时间内将灯丝电流提高到提高值的在曝光模式下操作的装置；以及在该曝光模式下操作以降低灯丝电流并接通管电压的装置。所述X射线发生器具有特殊模式，在该模式中，在接通管电压的同时将灯丝电流提高到提高值，提供用于测量在特殊模式下流过的管电流的装置，提供用于存储所测量的管电流的时域变化的第一存储器，以及提供用于从在第一存储器中存储的时域变化中导出提高时间的装置。可提供第二存储器，在第二存储器中存储针对各种管电压和管电流的灯丝电流的固定值，并且用于导出提高时间的装置执行对第一存储器和第二存储器的访问。

发明内容

在所述参考文献中描述的X射线发生器提供了提高时间，在按照上述确定该提高时间之后，提高时间被固定，从而在提高时间的整个持续时间内施加提高电流。

如果能够中断提高时间将是有利的，之后可以执行立即切换至提供新的管电流所需的新的提高时间。然而，当中断提高时间时，在中断发生时的时间点处的管电流(或灯丝温度，即灯丝电流)却是未知的。

换句话说，当执行从之前的管电流值切换到新的管电流值时，如果能够缩短X射线管的反应时间，将是有利的。

本发明基于上述提到的认识。

本发明的目的是缩短X射线管的反应时间。

独立权利要求限定了本发明。从属权利要求表明了本发明的有利的实施例。

根据本发明，在一系列的步骤中向灯丝迭代地施加提高/消退电流，在每个步骤中仅在短的时间间隔内施加。在每次在这种短的时间间隔内向灯丝施加提高/消退电流到之后，基于所存储的管电流的时域变化，确定该短的时间间隔后的管电流，并且将该管电流存储在第二存储器中。因此，在短的时间间隔内施加提高/消退电流之后的管电流是已知的。

之后，基于所存储的管电流的时域变化，确定在短的时间间隔内施加提高/消退电流之后的管电流是否小于管电流的目标值。如果是，在另一短的时间间隔内向灯丝重复施加提高/消退电流，如果否，确定管电流等于目标值。

以这种方式，执行迭代方法达到管电流的目标值。在向灯丝迭代施加提高/消退电流的每个步骤中，可基于所存储的管电流的时域变化，即基于所述短的时间间隔的次数来确定实际的管电流。可以在任意时间点处中断该提高/消退过程，并且在中断发生时的时间点处，管电流是已知的。之后，可从已知的管电流开始，换句话说，从已知的灯丝电流，即已知的灯丝的温度开始，立即执行切换到新的提高/消退时间。

根据本发明的实施例，与管电流的开始值和目标值之间的持续时间相比，时间间隔是短的。以这种方式，提高/消退过程迭代包括了大量的迭代步骤，从而提高/消退时间被精细分割。

如果管电流的时域变化由作为参数的管电压来测量，并且如果相应的多个时域变化被存储在第一存储器中，是有利的。对管电流的时域变化的测量可通过或者在制造所述X射线管的工厂处，或者在安装新的X射线管的地点处，对新的X射线管的校准过程来执行。也可定期执行这种校准过程以考虑X射线管的老化效应。

用于提高/消退X射线管的阴极的灯丝的灯丝电流的X射线发生器包括：电流测量单元，其用于测量X射线管的管电流；第一存储器，其用于存储管电流的时域变化；管电流控制单元，其用于生成规律的提高/消退灯丝电流；第二存储器，其用于存储在多个短的时间间隔的提高/消退电流的每个之后的管电流；以及控制单元，其用于控制X射线发生器和X射线管。

如果控制单元确定灯丝电流控制单元生成的灯丝电流，和/或控制单元确定短的时间间隔的持续时间，是有利的。

这种控制单元典型地包括处理器(或微处理器)。那么控制单元的操作可以容易地由其上存储有计算机程序产品的存储介质来确定，该计算机程序产品能够使得处理器执行根据本发明的方法。

包括根据本发明的X射线发生器和X射线管的X射线系统具有减少的反应时间，这是因为即使中断提高/消退过程，也可以立即执行切换至新的管电流值。

总的来说，为了提高/消退X射线管的阴极的灯丝电流，测量所述X射线管的管电流的时域变化并将所述时域变化存储在第一存储器中。之后执行迭代的提高/消退，其中在短的时间间隔内向灯丝施加提高/消退电流，基于所存储的管电流的时域变化，确定短的时间间隔后的管电流，并且将所述管电流存储在第二存储器中。基于所存储的管电流的时域变化，确定管电流是否小于其目标值，如果是的话，在另外的时间间隔内向灯丝施加提高/消退电流，否则，确定管电流等于目标值。因此，在每个时间间隔后的管电流是已知的(可由在第二存储器中存储的管电流数据确定)，从而可在任何时间中断迭代的提高/消退。

参考下面描述的实施例，本发明的这些和其他方面将会显而易见并得到说明。

附图说明

图1示出了根据本发明的X射线发生器和X射线管的示意性电路图；

图2示出了X射线管的发射电流的时域变化，即提高时间特性的示例；以及

图3示出了根据本发明的迭代的提高/消退过程。

具体实施方式

图1示出了用于提高/消退X射线管的阴极的灯丝的灯丝电流的X射线发生器和X射线管1的实施例的示意性电路图。

图1示意性示出了X射线管1，该X射线管包括阳极和具有灯丝的阴极，对该灯丝施加提高/消退电流。

图1所示的X射线发生器包括：第一高电压生成单元2，其用于生成针对X射线管1的阳极的正的高电压；以及第二高电压生成单元3，其用于生成针对X射线管1的阴极的负的高电压。所述X射线管1是双极X射线管。如果X射线管是单极X射线管，仅使用一个高电压生成单元。

两个高电压生成单元2、3通过电阻器4串联，电阻器4的一端接地。电阻器4用于测量流经X射线管1的管电流IE。将电阻器4两端的压降施加到模数转换器6，该模数转换器将与电阻器4两端的压降成比例的值，即，与管电流IE成比例的值供应至控制单元5。电阻器4和模数转换器6构成电流测量单元。

控制单元5确定针对X射线管1的阴极的由灯丝电流控制单元7生成的灯丝电流IF。

控制单元5与第一存储器8、第二存储器10以及另一存储器9配合，在第一存储器8中按照如下解释地存储动态数据，在第二存储器10中按照如下解释地存储在迭代提高/消退过程期间的管电流的值，在另一存储器9中存储静态或固定数据。

控制单元5，按照下面更详述的方式将具有针对X射线曝光给出的管电流IE值和管电压U值的数据组合。

关于图1中所示的X射线发生器的常规操作和功能的进一步的细节，可从以上提到的参考文献US5546441中获得。

图2示出了提高时间特性，即典型的X射线管1的发射电流的时域变化。

对于多个管电压U，针对特定的X射线管1测量提高时间特性，即发射电流的时域变化曲线，并将其存储在第一存储器8中。

图2所示的情况为在时间t1时从发射电流的开始值IE1开始，发射电流将在时间t2被提高至发射电流的目标值IE2。类似的考虑也适用于“消退”，其中发射电流IE从较高值减少到较低值，消退电流具有相当小但不可忽略值或非零值的值。

在根据本发明的迭代的提高过程的每一步骤中，如图2所示，在短的时间间隔Δt内向X射线管的阴极的灯丝施加提高电流。

在图2中示意性示出了根据本发明的迭代的提高过程。在迭代过程开始时，管电流(发射电流)IE1在时间点t1流经X射线管1。提高过程的目标值是图2所示的时间点t2的管电流IE2。因此，整个提高过程具有(t2-t1)的持续时间。

根据本发明，从时间t1开始，在短的时间间隔Δt内施加提高电流。之后，基于在第一存储器8中存储的管电流的时域变化确定(计算)在时间点(t1+Δt)的发射电流IE是否小于目标值IE2。如果否，在另外的时间间隔Δt内再次施加提高电流。这意味着，已经在(t1+2(Δt))的时间内施加了提高电流。

如果执行了足够次数的Δt的提高，达到管电流的目标值IE2，那么提高过程结束。

在整个提高过程期间的任何时间(从提高电流的开始值IE1到目标值IE2，即从时间t1到时间t2)，发射电流IE是已知的，这是因为对于迭代提高过程的每一步骤，对应的步骤数量，换句话说，时间间隔Δt的数量，被存储在第二存储器10中。因此，可以在t1和t2之间的任何时间点处中断提高过程，以及可以从自之前的提高/消退过程中获得的发射电流的已知值开始新的提高/消退过程。

虽然在附图和前述描述中已经详细地图示和描述了本发明，但这种图示和描述被视为图示性的或示范性的，而非限制性的；本发明不仅限于所公开的实施例。

例如，可能从发射电流测量或者从基于所存储的管电流的时域变化的模拟来确定在提高/消退过程的开始处的实际灯丝温度(管电流)。

本领域技术人员在实践所保护的发明时，从对附图、公开和从属权利要求的研究中，可以理解并实现所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，词语“包括”并不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”并不排除多个。单个过程或其他单元也可实现权利要求中引用的多项功能。在互不相同的从属权利要求中引用某些措施这一事实并不表明使用这些措施的组合是不利的。计算机程序(产品)可以被存储/分布在适当的介质中，例如光学存储介质或与其他硬件一起供应或作为其他硬件的部分供应的固态介质，但也可能以其他形式分布，例如互联网或其他有线或无线通信系统。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

Claims (8)

1.一种用于提高X射线管(1)的阴极的灯丝的灯丝电流(IF)的提高方法，包括如下步骤：

a)测量所述X射线管(1)的管电流(IE)的时域变化(IE(t))；

b)将时域变化(IE(t))存储在第一存储器(8)中；

c)在短的时间间隔(Δt)内向灯丝施加提高电流；

d.1)基于所存储的管电流的时域变化(IE(t))，确定在所述短的时间间隔(Δt)之后的管电流(IE)，并将管电流存储在第二存储器(10)中，

d.2)基于所存储的管电流的时域变化(IE(t))，确定管电流(IE)是否小于管电流(IE)的目标值(IE2)，并且

d.3)如果是的话，返回到步骤c)

d.4)否则，确定管电流(IE)等于所述目标值(IE2)。

2.如权利要求1所述的方法，其中，与管电流(IE)的开始值(IE1)和所述目标值(IE2)之间的持续时间(t2-t1)相比，所述时间间隔(Δt)是短的。

3.如权利要求1所述的方法，其中，管电流的时域变化由作为参数的管电压(U)来测量，并且将多个时域变化(IE(t)；U)存储在所述第一存储器(8)中。

4.一种用于提高/消退X射线管(1)的阴极的灯丝的灯丝电流(IF)的X射线发生器，所述X射线发生器包括：

-电流测量单元(4，6)，其用于测量所述X射线管(1)的管电流(IE)；

-第一存储器(8)，其用于存储管电流(IE)的时域变化(IE(t))；

-灯丝电流控制单元(7)，其用于生成作为灯丝电流(IF)的提高/消退电流；

-第二存储器(10)，其用于存储基于所存储的管电流的时域变化(IE(t))而确定的在多个短的时间间隔(Δt)的每个之后的管电流(IE)，其中在所述短的时间间隔(Δt)内所述提高/消退电流被施加给灯丝；以及

-控制单元(5)，其用于控制所述X射线发生器和所述X射线管(1)。

5.如权利要求4所述的X射线发生器，其中，所述控制单元(5)确定由所述灯丝电流控制单元(7)生成的灯丝电流(IF)。

6.如权利要求4所述的X射线发生器，其中，所述控制单元(5)确定所述短的时间间隔(Δt)的持续时间。

7.一种X射线系统，其包括如权利要求4所述的X射线发生器和X射线管(1)。

8.一种用于提高X射线管(1)的阴极的灯丝的灯丝电流(IF)的提高装置，包括：

测量模块，用于测量所述X射线管(1)的管电流(IE)的时域变化(IE(t))；

存储模块，用于将时域变化(IE(t))存储在第一存储器(8)中；

施加模块，用于在短的时间间隔(Δt)内向灯丝施加提高电流；

第一确定模块，用于基于所存储的管电流的时域变化(IE(t))，确定在所述短的时间间隔(Δt)之后的管电流(IE)，并将管电流存储在第二存储器(10)中；

第二确定模块，用于基于所存储的管电流的时域变化(IE(t))，确定管电流(IE)是否小于管电流(IE)的目标值(IE2)；

重复模块，用于如果管电流(IE)小于所述目标值(IE2)，则重复所述施加模块、所述第一确定模块和所述第二确定模块的操作；以及

第三确定模块，用于如果管电流(IE)不小于所述目标值(IE2)则确定管电流(IE)等于所述目标值(IE2)。