CN109429418B

CN109429418B - X射线发生装置以及使用其的x射线多能成像系统

Info

Publication number: CN109429418B
Application number: CN201710719488.7A
Authority: CN
Inventors: 奚岩; 何贵川
Original assignee: Shanghai Yiying Information Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Yiying Medical Equipment Co ltd
Priority date: 2017-08-21
Filing date: 2017-08-21
Publication date: 2020-12-01
Anticipated expiration: 2037-08-21
Also published as: CN109429418A

Abstract

本发明提供一种X射线发生装置以及使用其的X射线多能成像系统，属于X射线发射技术领域。本发明的X射线发生装置包括：高压发生装置，其用于输出第一工作电压和第二工作电压；对应于所述高压发生装置而设置的第一X射线管和第二X射线管；以及选择开关，其用于将所述第一工作电压和第二工作电压交替地分别施加在所述第一X射线管和第二X射线管上。本发明的X射线发生装置帧频高、使用寿命长、整体体积减小、成本低，并且实现简单。

Description

X射线发生装置以及使用其的X射线多能成像系统

技术领域

本发明属于X射线发射技术领域，涉及一种X射线发生装置以及使用其的X射线多能成像系统。

背景技术

X射线又称伦琴射线，具有穿透性、荧光效应和摄影效应，当X射线透过人体各种不同组织结构时，由于人体组织有密度和厚度的差别，X射线被人体组织吸收的程度不同，所以，穿透人体组织后到达成像装置（荧屏、胶片或者探测器等）的X射线的量就有差异，这样在成像装置上就形成黑白对比不用的影像。

X射线断层成像（CT）是一种利用数位几何处理后重建的三维放射线医学影像。该技术主要通过单一轴面的X射线旋转照射人体，由于不同的生物组织对X射线的吸收力（或称阻射率（Radiodensity））不同，可以用计算机的三维技术重建出断层面影像，经由窗值、窗位处理，可以得到相对的灰阶影像，如果将影像用计算机软件进行堆叠，即可形成立体影像。

X射线发射的原理是通过高速运动的电子轰击靶材产生韧制辐射，即X射线。其中，X射线的能谱由驱动电子运动的电压（也称为X射线源的“工作电压”）决定。因此，当该工作电压确定时，X射线的能谱也确定。

传统X射线源由一个高压发生器和一个X射线管构成，其基本只能发射基本单一能量的X射线束，例如80kVp的X射线，其是由单个工作电压下产生的X射线，其能量分布是一个连续的谱带，具有一个中心值（例如80kVp）。单能X射线成像就只能通过射线不同衰减来成像，无法很好的区别出物质的密度差异，物质区分能力弱。

双能或多能X射线发射是指一种X射线源技术，即通过改变工作电压来交替发射不同能量的X射线束，可以称之为“双能或多能X射线”。用两种或多种能量的X射线成像时，通过算法可以很好区别出物质的密度差异，物质区分能力强。

现有双能/多能X射线源的实现方式有以下两种：

第一种，通过交替改变工作电压，实现发射出的X射线束具有不同能谱；

第二种，通过使用两个/多个分离式的X射线源来分别发射不同能谱的X射线束，从而实现双能/多能X射线发射。

以上第二种方式虽然实现简单，但需要至少两套X射线源，在成像应用时需要两套成像系统，因此成本翻倍；以上第二种方式的潜在缺点是在多能成像应用时会使成像速度受限，以一体式射线源（mono block）为例，脉冲式X射线发射的最高频率是30fps，如果需要交替发射不同能谱的高能X射线和低能X射线，那么高能X射线的频率为15fps，低能X射线的频率为15fps，成像速率将变为原来的约二分之一。

发明内容

本发明的目标是公开一种解决方案，该解决方案消除或至少减轻现有技术方案中出现的如上所述的缺陷。本发明的目的也是实现下面的优点的一个或多个：

- 降低多能X射线源的成本；

- 减小多能X射线源的体积；

- 提高多能X射线源发射X射线束的帧频；

- 提高多能X射线源中的X射线管的使用寿命；

- 提高X射线多能成像系统的成像速度，提高成像质量和效果；

- 降低X射线多能成像系统的成本。

为实现以上目的一个，本发明提供以下技术方案。

根据本发明的一方面，提供一种X射线发生装置，其包括：

高压发生装置，其用于输出第一工作电压和第二工作电压；

对应于所述高压发生装置而设置的第一X射线管和第二X射线管；以及

选择开关，其用于将所述第一工作电压和第二工作电压交替地分别施加在所述第一X射线管和第二X射线管上。

按照本发明一实施例的X射线发生装置，其中，所述选择开关包括第一模拟开关和第二模拟开关，所述第一模拟开关和第二模拟开关在射线管选择信号的驱动下交替地导通。

按照本发明一实施例的X射线发生装置，其中，所述高压发生装置包括：

逆变器；

并行的分别对应所述第一X射线管和第二X射线管而设置的第一倍压整流电路和第二倍压整流电路；和

隔离变压器，其输入端与所述逆变器的输出端耦接，其并行的第一输出端和第二输出端分别与并行的所述第一倍压整流电路和第二倍压整流电路耦接。

按照本发明一实施例的X射线发生装置，其中，所述隔离变压器的输入端对应设置并行的第一初级绕组和第二初级绕组，所述隔离变压器的第一输出端对应设置并行的第一次级绕组和第二次级绕组，所述隔离变压器的第二输出端对应设置并行的第三次级绕组和第四次级绕组；

其中，所述第一初级绕组与并行的第一次级绕组和第二次级绕组分别耦合，所述第二初级绕组与并行的第三次级绕组和第四次级绕组分别耦合。

按照本发明一实施例的X射线发生装置，其中，所述第一倍压整流电路包括对应第一次级绕组和第二次级绕组分别设置的倍压整流单元，所述第二倍压整流电路包括对应第三次级绕组和第四次级绕组分别设置的倍压整流单元。

按照本发明一实施例的X射线发生装置，其中，设置所述第一初级绕组与第一次级绕组或第二次级绕组的匝数比不同于所述第二初级绕组与第三次级绕组或第四次级绕组的匝数比，以至于使所述高压发生装置分别输出第一工作电压和第二工作电压。

按照本发明一实施例的X射线发生装置，其中，其还包括：

PWM控制器，其用于控制所述高压发生装置分别交替地输出所述第一工作电压和第二工作电压。

按照本发明一实施例的X射线发生装置，其中，其还包括：

PID调节器，其用于基于接收到的不同的工作电压设置信号驱动控制所述PWM控制器。

按照本发明一实施例的X射线发生装置，其中，其还包括：

用于采集所述第一工作电压的第一分压电阻；

用于采集所述第二工作电压的第二分压电阻；和

第三模拟开关；

其中，所述第三模拟开关受射线管选择信号控制，在所述第一工作电压施加在所述第一X射线管时使能所述第三模拟开关接通所述第一分压电阻和所述PID调节器，在所述第二工作电压施加在所述第二X射线管时使能所述第三模拟开关接通所述第二分压电阻和所述PID调节器。

按照本发明一实施例的X射线发生装置，其中，所述射线管选择信号包括第一射线管选择信号和第二射线管选择信号，所述选择开关交替地接收所述第一射线管选择信号和第二射线管选择信号并受其控制，在接收到所述第一射线管选择信号时所述选择开关使所述第一工作电压施加在所述第一X射线管上，在接收到所述第二射线管选择信号时所述选择开关使所述第二工作电压施加在所述第二X射线管上。

按照本发明一实施例的X射线发生装置，其中，所述工作电压设置信号包括第一工作电压设置信号和第二工作电压设置信号，所述PID控制器交替地接收所述第一工作电压设置信号和第二工作电压设置信号并受其控制。

按照本发明一实施例的X射线发生装置，其中，所述第一工作电压设置信号和第二工作电压设置信号的交替变化与所述第一射线管选择信号和第二射线管选择信号的交替变化同步。

按照本发明一实施例的X射线发生装置，其中，所述高压发生装置还包括：对应所述逆变器的直流输入端而设置的直流电源。

根据本发明的又一方面，提高一种X射线多能成像系统，其包括：

以上任一所述的X射线发生装置，其中，所述第一X射线管和第二X射线管交替地发射第一能量的X射线和第二能量的X射线；以及

对应于所述第一X射线管和第二X射线管而设置的单个探测器，其用于交替地接收所述第一能量的X射线和第二能量的X射线并分别成像。

按照本发明一实施例的X射线多能成像系统，其中，其还包括：

对应所述第一X射线管而固定地设置的第一滤过部件；以及

对应所述第二X射线管而固定地设置的第二滤过部件。

本发明的X射线发生装置使用一个高压发生装置和两个X射线管，能低成本地实现多能X射线发射，并且体积小；同时，X射线发生装置的工作帧频可以提高至2倍，用于多能成像时，成像速度快，提高图像的质量和准确性，可以减少了患者的检查时间；而且，相比于单个X射线管持续工作，减少了每个X射线管的负载，也减少了每个X射线管的阳极的温升，有利于提高每个X射线管的使用寿命；并且，X射线发生装置的控制原理简单，实现简单。

附图说明

从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。

图1是按照本发明一实施例的X射线发生装置的示意图。

图2是按照本发明又一实施例的X射线发生装置的示意图。

图3是按照本发明一实施例的X射线多能成像系统的示意图。

具体实施方式

下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解，并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

下面的描述中，为描述的清楚和简明，并没有对图中所示的所有多个部件进行详细描述。附图中示出了本领域普通技术人员为完全能够实现本发明的多个部件，对于本领域技术人员来说，许多部件的操作都是熟悉而且明显的。

图1所示为按照本发明一实施例的X射线发生装置的示意图。如图1所示实施例的X射线发生装置100使用一个高压发生装置10和两个X射线管30a和30b，X射线管30a和30b是对应于高压发生装置10而设置的，高压发生装置10输出的第一工作电压V1和第二工作电压V2交替地分别施加在X射线管30a和X射线管30b上，从而，X射线管30a和X射线管30b在不同工作电压偏置下，分别发射出不同能量的X射线，即第一能量的X射线和第二能量的X射线。因此，X射线发生装置100可以作为双能X射线源。

X射线管30a和X射线管30b可以为相同类型的球管，各自具有相应的工作电压，在该工作电压下，电子运动撞击靶材，从而发射出相应能量的X射线。根据需要获得的双能X射线的能量或能谱差异，可以选择X射线管30a和X射线管30b的工作电压大小及其差值。具体，例如，发射出的第一能量的X射线和第二能量的X射线分别为80kVp和100kVp能量的X射线。

继续如图1所示，X射线发生装置100中还设置有选择开关20，其一端接入高压发生装置10的输出电压信号，另一端可选择地连接X射线管30a和X射线管30b，射线管选择信号K_select施加在选择开关20上，其用来控制选择开关20的动作，具体地，射线管选择信号K_select可以包括K_select1和K_select2，K_select1和K_select2按频率f切换，从而交替地施加在选择开关20上，在施加K_select1时，高压发生装置10控制输出第一工作电压V1并且选择开关20接通高压发生装置10和X射线管30a，在施加K_select2时，高压发生装置10控制输出第二工作电压V2并且选择开关20接通高压发生装置10和X射线管30b，这样，选择开关20可以实现将第一工作电压V1和第二工作电压V2交替地分别施加在X射线管30a和X射线管30b上。

基于上述交替原理可知，X射线管30a将以频率f/2发射出第一能量的X射线，X射线管30b将以频率f/2发射出第二能量的X射线，因此，X射线发生装置100发射X射线的频率将为f，X射线管30a和X射线管30b交替工作，帧频相对于单个X射线管工作，可以提高至2倍。

示例地说明，假设仅使用一个X射线管，由于高压发生装置的工作电压输出具有电容，当切换X射线能量时，工作电压不能发生突变，下降沿需要一定的时间，这样，X射线管工作的最大帧频不能超过30fps；当使用两个X射线管（例如30a和30b）时，两个射线管可以交替工作，帧频相对于单个X射线管工作提高到60fps；在双能成像应用时，成像速度也可以由30fps提升到60fps，这样，就可提高图像的质量和准确性，以及减少了患者的检查时间。

还需要说明的是，X射线管30a和X射线管30b交替工作，相比于单个X射线管持续工作，减少了每个X射线管的负载，也减少了每个X射线管的阳极的温升，有利于提高每个X射线管的使用寿命。

还需要说明的是，可以实现两个或多个X射线管一个高压发生装置10，相对于采用两套X射线管以及高压发生装置的双能X射线源系统来说，大大降低了成本，并且体积减小。

还需要说明的是，以上通过选择开关切换实现交替分别施加第一工作电压V1和第二工作电压V2于X射线管30a上和X射线管30b上，控制原理简单，实现简单，可以通过相应控制电路实现，不存在机械同步性的问题。

继续如图1所示，X射线发生装置100还包括PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）控制器60，其通过PWM方式控制高压发生装置10，从而使其分别交替地输出第一工作电压V1和第二工作电压V2。脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制X射线发生装置100中的晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现X射线发生装置100的输出电压的改变。

具体地，PWM控制器60至少受工作电压设定信号控制V_set驱动来调整脉宽，从而控制高压发生装置10的输出的工作电压的大小。工作电压设定信号V_set可以包括V_set1和V_set2，其与射线管选择信号K_select1和K_select2一样，同步地按频率f切换，PWM控制器60在接收到V_set1时控制高压发生装置10输出第一工作电压V1，PWM控制器60在接收到V_set2时控制高压发生装置10输出第二工作电压V2。

需要说明的是，在其他实施例中，还可以通过调频的方式控制X射线发生装置100，从而使其分别交替地输出第一工作电压V1和第二工作电压V2。

继续如图1所示，为提高高压发生装置10输出的第一工作电压V1和第二工作电压V2的稳定性，还设置有反馈回路40a和反馈回路40b；其中，反馈回路40a对应于X射线管30a设置，并采集实际偏置的第一工作电压V1并反馈反映第一工作电压V1的电压反馈信号V_f1；反馈回路40b对应于X射线管30b设置，并采集实际偏置的第二工作电压V2并反馈反映第二工作电压V2的电压反馈信号V_f2。PWM控制器60交替地能够接收到电压反馈信号V_f1和V_f2，电压反馈信号V_f1和V_f2将分别与工作电压设定信号V_set1和V_set2比较，PWM控制器60根据比较结果调整其输出的PWM信号的占空比，从而，使高压发生装置10分别输出的第一工作电压V1和第二工作电压V2基本稳定或恒定。这样，X射线管30a和X射线管30b可以在相应的稳定的工作电压下工作，发射的X射线的能量更稳定。

图2所示为按照本发明又一实施例的X射线发生装置的示意图。对比如图1和图2所示实施例，图2所示实施例的X射线发生装置200更详细地示出了其高压发生装置的内部结构、反馈回路的电路结构等。

如图2所示，X射线发生装置200中的高压发生装置包括电源110、逆变器120、隔离变压器130、和并行设置的倍压整流电路30a和倍压整流电路30b。

其中，电源110为高压直流电源，或者是由电网电源整流得到的高压直流电源，其对应逆变器120的直流输入端而设置，电源110与逆变器120可以通过例如直流总线连接，电容C1跨接在直流总线之间，逆变器120从而可以从电源110接收稳定的直流信号。

逆变器120可以将输入的直流信号转换为高压方波电压信号。逆变器120的具体内部电路结构不是限制性的，内部例如使用的功率开关管受PWM控制器60输出的PWM信号驱动控制，从而逆变器120可以交替地输出不同的高压方波电压信号。

逆变器120的输出端可以对应串联地设置电感LS和电容CS，二者形成串联谐振回路，其能够将高压方波电压信号形成相应的交流信号。逆变器120的输出端耦接于隔离变压器130的输入端。隔离变压器130能够把逆变器120和其输出端的串联谐振回路形成的交流信号进行升压，同时起到低压与高压隔离的作用。

在如图2所示实施例中，隔离变压器130对应设置有两个铁芯T1和T2，隔离变压器130的输入端对应设置并行的初级绕组T11和初级绕组T22，初级绕组T11和初级绕组T22可以同时接收逆变器120输出的相同的交流信号；隔离变压器130的第一输出端对应设置并行的次级绕组T12和次级绕组T13，隔离变压器130的第二输出端对应设置并行的次级绕组T22和次级绕组T23；其中，初级绕组T11通过铁芯T1与并行的次级绕组T12和次级绕组T12分别耦合，初级绕组T21通过铁芯T2与并行的次级绕组T22和次级绕组T23分别耦合。

进一步地，如图2所示，倍压整流电路140a和倍压整流电路140b的每个是由若干倍压整流单元组成，具体地，倍压整流电路140a包括对应次级绕组T12和次级绕组T13分别设置的倍压整流单元D1和D2，倍压整流电路140b包括对应次级绕组T22和次级绕组T23分别设置的倍压整流单元D3和D4。每个倍压整流单元由电容和二极管形成，从而整流输出直流高压信号。

在一实施例中，可以通过配置初级绕组T11的匝数N11、次级绕组T12的匝数N12和次级绕组T13的匝数N13，从而使倍压整流电路140a输出第一工作电压V1，同样地，可以通过配置初级绕组T12的匝数N21、次级绕组T22的匝数N22和次级绕组T23的匝数N23，从而使倍压整流电路140b输出第二工作电压V2；此时，（N11:N12）不等于（N21:N22），（N11:N13）不等于（N21:N23），从而实现V1不等于V2。在此实施例中，高压发生装置能够同时输出不同的第一工作电压V1和第二工作电压V2，而不是交替地输出第一工作电压V1和第二工作电压V2。

在又一实施例中，初级绕组T11与初级绕组T21的配置完全相同，次级绕组T12与次级绕组T22的配置完全相同，次级绕组T13与次级绕组T23的配置完全相同，高压发生装置的倍压整流电路140a和倍压整流电路140b可以同时输出相同的第一工作电压V1或第二工作电压V2，第一工作电压V1和第二工作电压V2按频率f交替地切换。

继续如图2所示，X射线发生装置200同样地对应于同一高压发生装置设置了两个并行的X射线管，即X射线管30a和30b，X射线管30a通过模拟开关K1连接至倍压整流电路140a的直流输出端，X射线管30b通过模拟开关K2连接至倍压整流电路140b的直流输出端。其中，模拟开关K1和K2受射线管选择信号K_select驱动控制，具体地，射线管选择信号K_select包括射线管选择信号K_select1和K_select2，K_select1和K_select2按频率f切换；施加K_select1时，模拟开关K1导通、模拟开关K2关断，施加K_select2时，模拟开关K2导通、模拟开关K1关断，从而，第一工作电压V1和第二工作电压V2交替地分别施加在X射线管30a X射线管30b上，类似于图1所示实施例的X射线发生装置100，X射线管30a X射线管30b分别交替地发射第一能量的X射线和第二能量的X射线，形成双能X射线。

继续如图2所示，X射线发生装置200同样设置有PWM控制器60，并且，还设置有PID（比例（proportion）、积分（integral）、导数（derivative））调节器50。其中，PID调节器50基于接收到的不同的工作电压设置信号例如V_set1和V_set2驱动控制PWM控制器60，从而调节PWM控制器60输出的PWM信号的占空比，进而控制逆变器120的输出。其中，PID控制器可以根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量来进行控制。

继续如图2所示，X射线发生装置200的反馈电路中包括分压电阻410a、分压电阻410b和模拟开关420。其中，分压电阻410a可以采集倍压整流电路140a输出的第一工作电压V1，从而得到电压反馈信号V_f1；分压电阻410b可以采集倍压整流电路140b输出的第一工作电压V2，从而得到电压反馈信号V_f2。电压反馈信号V_f1和V_f2均输入至模拟开关420，模拟开关420同样也受射线管选择信号K_select控制；在第一工作电压V1施加在X射线管30a时，即施加K_select1于模拟开关K1，K_select1使能模拟开关420接通分压电阻410a和PID调节器50；在第二工作电压V2施加在X射线管30b时，即施加K_select2于模拟开关K2，使能模拟开关420接通分压电阻410b和PID调节器50，从而同步于第一工作电压V1和第二工作电压V2的交替变化，交替反馈电压反馈信号V_f1或V_f2至PID调节器50。

V_f1或V_f2反馈到PID调节器50后，将分别工作电压设定信号V_set1和V_set2比较，形成误差放大信号，经过PID调解，形成PID的输出信号PID_OUT，PID_OUT输入到PWM控制器60中，由PWM控制器60产生不同占空比的PWM信号，从而调整输出的第一工作电压V1或第二工作电压V2的大小，使它们分别稳定地保持在预先设定的值。这样，X射线管30a和X射线管30b可以在相应的稳定的工作电压下工作，发射的X射线的能量更稳定。

将理解到，图2所示实施例的X射线发生装置200具有图1所示实施例的X射线发生装置100的基本相同的优点，例如，帧频高，成像应用时成像速度快、图像质量好和准确性高，使用时每个X射线管的温升小、使用寿命长，整体体积减小、成本低，并且实现简单。

图3所示为按照本发明一实施例的X射线多能成像系统的示意图。以上图1和图2所示实施例的X射线发生装置100和200实际上为一种多能X射线源，其可以作为X射线源应用于如图3所示实施例的X射线双能成像系统800中。鉴于X射线发生装置100或200是交替地发射第一能量的X射线和第二能量的X射线，可以对应于X射线管30a和X射线管30b设置的单个探测器820。因此，X射线双能成像系统中的探测器90方面的成本高也可以降低。

本发明实施例的X射线双能成像系统中，探测器820具体可以为平板探测器，但是，探测器820的具体类型在本发明中不是限制性的。探测器可以交替地接收从X射线管30a投射过来的第一能量的X射线和从X射线管30b投射过来的第二能量的X射线，并分别进行成像数据采集，并将该成像数据上送至X射线多能成像系统800中CT成像处理装置830中的图像重构模块进行3D图像重构（在X射线双能成像系统具体为CT成像系统时）。

X射线双能成像系统800在使用时，受验者90全部或者部分地置于X射线发生装置100或200投射过来的X射线的范围中并受相应的X射线辐射。受验者90具体可以为人或者人的某一器官或身体部位，也可以为其他受验对象，其可以根据本发明的X射线多能成像系统800的应用领域不同而发生变化。

在一实施例中，X射线双能成像系统800中，对应X射线发生装置100或200中的X射线管30a和X射线管30b，可以分别固定地设置相应的滤过部件810a和810b，从而分别对X射线管30a投射过来的第一能量的X射线和X射线管30b投射过来的第二能量的X射线分别进行滤过。滤过部件810a和810b固定设置，不需要根据上述交替切换而转动，控制简单，实现成本低。

需要说明的是，以上实施例中，X射线发生装置是以两个X射线管对应于一个高压发生装置设置来进行示例说明的，可以类推得到，三个或三个以上的X射线管也可以同时对应于一个高压发生装置而设置，高压发生装置交替地输出三个或三个以上的不同的工作电压，并交替地分别施加在三个或三个以上的X射线管上，从而生成三个或三个以上的不同能量的X射线束，也即，形成多能X射线。同样地，将该能产生多能X射线的X射线发生装置可以应用于X射线多能成像系统中。

应当理解，三种或更多不同能谱或能量的X射线中，其中任意两种也可以理解为两种不同能谱或能量的X射线。因此，在本发明中，“双能成像”并不限于两种不同能量的X射线进行成像，其也可以理解为“多能成像”。本发明实施例的多能成像系统优选基于两种不同能谱的X射线成像，但是不限于两种。

将理解，当据称将部件“连接”或“耦接”到另一个部件时，它可以直接连接或耦接到另一个部件或可以存在中间部件。相反，当据称将部件“直接耦接”或“直接连接”到另一个部件时，则不存在中间部件。

以上例子主要说明了本发明的X射线发生装置以及使用其的X射线多能成像系统。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims

1.一种X射线发生装置，其特征在于，包括：

高压发生装置，其单个地能够输出第一工作电压和第二工作电压；

对应于所述高压发生装置而设置的第一X射线管和第二X射线管；

选择开关，其用于将所述第一工作电压和第二工作电压交替地分别施加在所述第一X射线管和第二X射线管上；

PWM控制器，其用于控制所述高压发生装置分别交替地输出所述第一工作电压和第二工作电压；

PID调节器，其用于基于接收到的不同的工作电压设置信号驱动控制所述PWM控制器；

用于采集所述第一工作电压的第一分压电阻；

用于采集所述第二工作电压的第二分压电阻；以及

第三模拟开关；

其中，所述选择开关包括第一模拟开关和第二模拟开关，所述第一模拟开关和第二模拟开关在射线管选择信号的驱动下交替地导通；所述第三模拟开关受所述射线管选择信号控制，在所述第一工作电压施加在所述第一X射线管时使能所述第三模拟开关接通所述第一分压电阻和所述PID调节器，在所述第二工作电压施加在所述第二X射线管时使能所述第三模拟开关接通所述第二分压电阻和所述PID调节器。

2.如权利要求1所述的X射线发生装置，其特征在于，所述高压发生装置包括：

逆变器；

3.如权利要求2所述的X射线发生装置，其特征在于，所述隔离变压器的输入端对应设置并行的第一初级绕组和第二初级绕组，所述隔离变压器的第一输出端对应设置并行的第一次级绕组和第二次级绕组，所述隔离变压器的第二输出端对应设置并行的第三次级绕组和第四次级绕组；

4.如权利要求3所述的X射线发生装置，其特征在于，所述第一倍压整流电路包括对应第一次级绕组和第二次级绕组分别设置的倍压整流单元，所述第二倍压整流电路包括对应第三次级绕组和第四次级绕组分别设置的倍压整流单元。

5.如权利要求3所述的X射线发生装置，其特征在于，设置所述第一初级绕组与第一次级绕组或第二次级绕组的匝数比不同于所述第二初级绕组与第三次级绕组或第四次级绕组的匝数比，以至于使所述高压发生装置分别输出第一工作电压和第二工作电压。

6.如权利要求1所述的X射线发生装置，其特征在于，所述射线管选择信号包括第一射线管选择信号和第二射线管选择信号，所述选择开关的第一模拟开关和第二模拟开关交替地分别接收所述第一射线管选择信号和第二射线管选择信号并受其控制，在接收到所述第一射线管选择信号时所述选择开关的第一模拟开关使所述第一工作电压施加在所述第一X射线管上，在接收到所述第二射线管选择信号时所述选择开关的第二模拟开关使所述第二工作电压施加在所述第二X射线管上。

7.如权利要求6所述的X射线发生装置，其特征在于，所述工作电压设置信号包括第一工作电压设置信号和第二工作电压设置信号，所述PID控制器交替地接收所述第一工作电压设置信号和第二工作电压设置信号并受其控制。

8.如权利要求7所述的X射线发生装置，其特征在于，所述第一工作电压设置信号和第二工作电压设置信号的交替变化与所述第一射线管选择信号和第二射线管选择信号的交替变化同步。

9.如权利要求2所述的X射线发生装置，其特征在于，所述高压发生装置还包括：对应所述逆变器的直流输入端而设置的直流电源。

10.一种X射线多能成像系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任一所述的X射线发生装置，其中，所述第一X射线管和第二X射线管交替地发射第一能量的X射线和第二能量的X射线；以及

11.如权利要求10所述的X射线多能成像系统，其特征在于，还包括：

对应所述第一X射线管而固定地设置的第一滤过部件；以及

对应所述第二X射线管而固定地设置的第二滤过部件。