CN111048381A - 一种束流扫描多焦点脉冲x射线光管及ct设备 - Google Patents

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黄文会
靳清秀
唐传祥
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Abstract

本发明提供一种束流扫描多焦点脉冲X射线光管及CT设备，X射线光管包括：阴极、阳极以及设置在阴极和阳极之间的聚焦电极；聚焦电极包括相互分离且呈对称设置的多个电极，多个电极的中心区域形成电子束通道，通过控制所述多个电极的电压，使得通过电子束通道的电子束向多个电极的方向或多个电极中任意两个相邻电极之间的方向发生聚焦和偏转，进而在阳极上得到多个焦点，产生多个焦点的X射线。在本发明中，由于聚焦电极的特殊结构，通过调整聚焦电极中多个分离电极的电压，在电极间形成不同的横向电场，使得电子束穿过聚焦电极后发生聚焦和偏转，进而在阳极上形成多个焦点，从而满足不同的成像应用场合。

Description

一种束流扫描多焦点脉冲X射线光管及CT设备
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种束流扫描多焦点脉冲X射线光管及CT设备。
背景技术
X射线在工业无损检测、安全检查、医学诊断和治疗等领域具有广泛的应用。特别是，利用X射线的高穿透能力制成的X射线透视成像设备在人们日常生活的方方面面发挥着重要作用。这类设备早期的是胶片式的平面透视成像设备，目前的先进技术是数字化、多视角并且高分辨率的立体成像设备，例如CT(computed tomography)设备，可以获得高清晰度的三维立体图形或切片图像，是先进的高端应用。
由于CT设备中装备着直流工作的X射线光管、探测器、冷却系统等，X光管和探测器围绕被检物体高速旋转，从而获取被检物体多个角度的影像信息。
然而，现有的X射线光管只有单个点源，无法满足不同的成像应用场合。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明实施例提供一种束流扫描多焦点脉冲X射线光管及CT设备。
第一方面，本发明实施例提供了一种束流扫描多焦点脉冲X射线光管，包括：
用于发射电子束的阴极、与阴极相对设置的阳极，以及设置在阴极和阳极之间的聚焦电极；
所述聚焦电极包括相互分离且呈对称设置的多个电极，所述多个电极的中心区域形成电子束通道，通过控制所述多个电极的电压，使得通过所述电子束通道的电子束向多个电极的方向或多个电极中任意两个相邻电极之间的方向发生聚焦和偏转，进而在阳极上得到多个焦点，产生多个焦点的X射线；
其中，通过控制所述多个电极的电压来控制多个焦点在阳极上的位置。
进一步地，所述聚焦电极包括相互分离且呈对称设置的四个电极，所述四个电极的中心区域形成电子束通道，通过调整所述四个电极的电压，使得通过所述电子束通道的电子束向四个电极的方向或四个电极中任意两个相邻电极之间的方向发生聚焦和偏转，进而在阳极上得到多个焦点，产生多个焦点的X射线；
其中，通过控制所述四个电极的电压来控制多个焦点在阳极上的位置。
进一步地，所述四个电极分别为逆时针依次设置的第一电极、第二电极、第三电极和第四电极；
所述四个电极的设置位置为：第一电极和第四电极在第一方向上相对设置，第二电极和第三电极在第一方向上相对设置，第一电极和第二电极在第二方向上相对设置，第三电极和第四电极在第二方向上相对设置，其中，第一方向和第二方向为相互垂直的方向。
进一步地，所述四个电极分别为逆时针依次设置的第一电极、第二电极、第三电极和第四电极；
所述四个电极的设置位置为：第二电极和第四电极在第一方向上相对设置，第一电极和第三电极在第二方向上相对设置，第一电极和第四电极在第三方向上相对设置，第二电极和第三电极在第三方向上相对设置，第一电极和第二电极在第四方向上相对设置，第三电极和第四电极在第四方向上相对设置；其中，第一方向与第二方向为相互垂直的方向，第三方向和第四方向为相互垂直的方向，第一方向与第三方向、第一方向与第四方向的夹角均为45°，第二方向与第三方向、第二方向与第四方向的夹角均为45°。
进一步地，当欲在阳极上得到田字形的焦点图案时，周期性地按照a1、b1、c1和d1给定的四组电压值对第一电极A、第二电极B、第三电极C和第四电极D四个电极进行控制，其中，四组电压值分别为：a1＝[v1＝V1，v2＝0，v3＝0，v4＝V1]，b1＝[v1＝0，v2＝V1，v3＝V1，v4＝0]，c1＝[v1＝0，v2＝0，v3＝V2，v4＝V2]，d1＝[v1＝V2，v2＝V2，v3＝0，v4＝0]，其中，v1表示第一电极A的电压值，v2表示第二电极B的电压值，v3表示第三电极C的电压值，v4表示第四电极D的电压值，V1和V2为两个预设电压取值，通过控制V1和V2的大小调节焦点间距。
进一步地，当欲在阳极上得到田字形的焦点图案时，周期性地按照a2、b2、c2和d2给定的四组电压值对第一电极A、第二电极B、第三电极C和第四电极D四个电极进行控制，其中，四组电压值分别为：a2＝[v1＝V1，v2＝0，v3＝0，v4＝0]，b2＝[v1＝0，v2＝0，v3＝V1，v4＝0]，c2＝[v1＝0，v2＝0，v3＝0，v4＝V2]，d2＝[v1＝0，v2＝V2，v3＝0，v4＝0]，其中，v1表示第一电极A的电压值，v2表示第二电极B的电压值，v3表示第三电极C的电压值，v4表示第四电极D的电压值，V1和V2为两个预设电压取值，通过控制V1和V2的大小调节焦点间距。
进一步地，当欲获取米字形的焦点图案时，周期性地按照a1、b1、c1、d1、e1、f1、g1和h1给定的八组电压值对第一电极A、第二电极B、第三电极C和第四电极D四个电极进行控制，其中，八组电压值分别为：a1＝[v1＝V1，v2＝0，v3＝0，v4＝V1]，b1＝[v1＝0，v2＝V1，v3＝V1，v4＝0]，c1＝[v1＝0，v2＝0，v3＝V2，v4＝V2]，d1＝[v1＝V2，v2＝V2，v3＝0，v4＝0]，e1＝[v1＝0，v2＝0，v3＝0，v4＝V1]，f1＝[v1＝V1，v2＝0，v3＝0，v4＝0]，g1＝[v1＝0，v2＝V2，v3＝0，v4＝0]，h1＝[v1＝0，v2＝0，v3＝V2，v4＝0]，其中，v1表示第一电极A的电压值，v2表示第二电极B的电压值，v3表示第三电极C的电压值，v4表示第四电极D的电压值，V1和V2为两个预设电压取值，通过控制V1和V2的大小调节焦点间距。
进一步地，当欲获取米字形的焦点图案时，周期性地按照a2、b2、c2、d2、e2、f2、g2和h2给定的八组电压值对第一电极A、第二电极B、第三电极C和第四电极D四个电极进行控制，其中，八组电压值分别为：a2＝[v1＝V1，v2＝0，v3＝0，v4＝0]，b2＝[v1＝0，v2＝0，v3＝V1，v4＝0]，c2＝[v1＝0，v2＝0，v3＝0，v4＝V2]，d2＝[v1＝0，v2＝V2，v3＝0，v4＝0]，e2＝[v1＝V1，v2＝0，v3＝0，v4＝V1]，f2＝[v1＝V1，v2＝V1，v3＝0，v4＝0]，g2＝[v1＝0，v2＝V2，v3＝V2，v4＝0]，h2＝[v1＝0，v2＝0，v3＝V2，v4＝V2]，其中，v1表示第一电极A的电压值，v2表示第二电极B的电压值，v3表示第三电极C的电压值，v4表示第四电极D的电压值，V1和V2为两个预设电压取值，通过控制V1和V2的大小调节焦点间距。
进一步地，所述聚焦电极包括相互分离且呈对称设置的六个电极，所述六个电极的中心区域形成电子束通道，通过调整所述六个电极的电压，使得通过所述电子束通道的电子束向六个电极的方向或六个电极中任意两个相邻电极之间的方向发生聚焦和偏转，进而在阳极上得到多个焦点，产生多个焦点的X射线；
其中，通过控制所述六个电极的电压来控制多个焦点在阳极上的位置。
第二方面，本发明实施例提供了一种CT设备，包括如第一方面所述的束流扫描多焦点脉冲X射线光管。
由上面技术方案可知，本发明实施例提供的束流扫描多焦点脉冲X射线光管及CT设备，由于聚焦电极为包含相互分离且呈对称设置的多个电极这一特殊聚焦电极结构，因此，通过调整多个电极的电压，可以在在多个电极间形成不同的横向电场，使得电子束穿过聚焦电极后发生聚焦和偏转，进而在阳极上形成多个焦点，从而满足不同的成像应用场合。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的包含一个阴极组件的束流扫描多焦点脉冲X射线光管的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的聚焦电极的另一种结构示意图；
图3是现有技术中的X射线光管图的纵切面结构示意图；
图4为本发明一实施例提供的对应于图1中的A、B、C、D四个电极的偏转电压切换电路示意图；
图5为本发明一实施例提供的对应于图2中的A、B、C、D四个电极的偏转电压切换电路示意图；
图6为采用本发明一实施例提供的束流扫描多焦点脉冲X射线光管得到的正田字形焦点图案；
图7为采用本发明一实施例提供的束流扫描多焦点脉冲X射线光管得到的斜田字形焦点图案；
图8为采用本发明一实施例提供的束流扫描多焦点脉冲X射线光管得到的米字形焦点图案。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种束流扫描多焦点脉冲X射线光管，包括：用于发射电子束的阴极、与阴极相对设置的阳极，以及设置在阴极和阳极之间的聚焦电极；所述聚焦电极包括相互分离且呈对称设置的多个电极，所述多个电极的中心区域形成电子束通道，通过控制所述多个电极的电压，使得通过所述电子束通道的电子束向多个电极的方向或多个电极中任意两个相邻电极之间的方向发生聚焦和偏转，进而在阳极上得到多个焦点，产生多个焦点的X射线；
其中，通过控制所述多个电极的电压来控制多个焦点在阳极上的位置。
在本实施例中，所述阴极用于发射电子束，所述聚焦电极用于对所述阴极发射的电子束进行聚焦和偏转，所述阳极用于接收所述聚焦电极偏转和聚焦后的电子束，并把电子束的能量转换为X射线。
在本实施例中，由于聚焦电极为包含相互分离且呈对称设置的多个电极这一特殊结构，因此，通过调整多个电极的电压，可以在在多个电极间形成不同的横向电场，使得电子束穿过聚焦电极后发生聚焦和偏转，进而在阳极上形成多个焦点，从而满足不同的成像应用场合。举例来说，对于图1所示的包含A、B、C、D四个电极的聚焦电极，在所述四个电极的中心区域形成电子束通道，通过调整所述四个电极A、B、C、D的电压，使得通过所述电子束通道的电子束向四个电极的方向或四个电极中任意两个相邻电极之间的方向进行聚焦和偏转，从而使得所述阴极发射的电子束在所述阳极上形成多个焦点。
例如，对于图1所示结构，通过控制四个电极A、B、C、D按照下表周期性变化，则可以在阳极上得到斜“田”字形的焦点。需要说明的是，多个焦点的偏转距离可以通过控制电极的电压来实现。此外，需要说明是，由于受阳极倾角压缩的影响，如果想在XOZ平面获得均匀的“田”字形焦点，那么电子束在Y方向的偏转幅度要大于在X方向的偏转幅度。因此可假设在X、Y方向的偏转电压分别为400V和1200V，那么电子束的偏转状态可通过下面表1展示。
表1
Figure BDA0002295591060000061
从上面表1可以看出，通过控制图1中A、B、C、D电极的电压，可以使得电子束不偏转，或者向+X、-X、+Y、-Y等四个方向偏转，从而获得斜“田”字形的焦点，焦点偏转距离可以通过控制电极的电压差来实现。此外，除了可以向+X、-X、+Y、-Y四个方向偏转以外，还可以向+X偏+Y45°、+X偏-Y45°、-X偏-Y45°、-X偏+Y45°等方向偏转，进而得到其他图案类型(如正“田”字形、“米”字形等)的焦点。
可以理解的是，图1所示的包含四个相互分离且呈对称设置电极的聚焦电极只是一种示例，在实际应用中，所述聚焦电极还可以为包含六个、八个或其他数量的相互分离且呈对称设置的电极，本发明对此不作限定。
由上面技术方案可知，本发明实施例提供的束流扫描多焦点脉冲X射线光管，由于聚焦电极为包含相互分离且呈对称设置的多个电极这一特殊聚焦电极结构，因此，通过调整多个电极的电压，可以在在多个电极间形成不同的横向电场，使得电子束穿过聚焦电极后发生聚焦和偏转，进而在阳极上形成多个焦点，从而满足不同的成像应用场合。
此外，需要说明的是，由于多个焦点在阳极上的位置可以通过控制多个电极的电压来控制，因此，可以通过调整多个电极的电压来调整多个焦点之间的间距，这种间距调整方式，简单方便，且能够控制间距缩小到很小。相比于图3所示的传统直线排列的多焦点X光管，由于其结构中阴极和阳极平行排列，受限于阴极、阴极组件、聚焦电极的尺寸，阴极与阴极之间的间距较大，使得在阳极上获得的焦点间距也较大，不能够满足一些对焦点密度要求较高、焦点间距较小的应用场合。而本申请提供的束流扫描多焦点脉冲X射线光管，由于通过调整多个电极的电压来调整多个焦点之间的间距，因此，可以简单方便地满足一些对焦点密度要求较高、焦点间距较小的应用场合。
此外，需要说明的是，本实施例提供的束流扫描多焦点脉冲X射线光管，还包括：设置在阴极发射端方向且与阴极发射端间隔预设距离的栅网结构，所述栅网结构，用于控制阴极是否发射电子束，当栅网电压为正时，阴极发射电子束；当栅网电压为负时，阴极截止，不发射电子束。举例来说，阳极处于80kV～300kV的高压状态，阴极和聚焦电极处于零电位，平时栅网结构处于负电压状态，工作时给栅网结构一个脉冲正电压，阴极的电子在栅网电压的牵引下向阳极漂移，最终与阳极相互作用产生X射线。
此外，需要说明的是，图1只是简单示意出了包含一个阴极结构的束流扫描多焦点脉冲X射线光管的结构示意图，当束流扫描多焦点脉冲X射线光管包括多个阴极结构时，每个阴极结构分别对应一个聚焦电极。
基于上述实施例的内容，在本实施例中，介绍聚焦电极中包含四个电极时四个电极的一种位置分布关系。如图1所示，聚焦电极中四个电极分别为逆时针依次设置的第一电极A、第二电极B、第三电极C和第四电极D；
所述四个电极的设置位置为：第一电极A和第四电极D在第一方向上相对设置，第二电极B和第三电极C在第一方向上相对设置，第一电极A和第二电极B在第二方向上相对设置，第三电极C和第四电极D在第二方向上相对设置，其中，第一方向和第二方向为相互垂直的方向。在本实施例中，如图1所示，所述第一方向为由四个电极组成的平面中的X轴方向，所述第二方向为由四个电极组成的平面中的Y轴方向。
如图1所示，如果A、B、C、D电极均处于零电压，那么电子束穿过聚焦电极后只会被聚焦不会发生偏转，如果A、D电极处于零电压，B、C电极处于一个较小的正电压(比如600V)，此时电子束穿过聚焦电极后会向左(-X方向)偏转。如果控制A、B电极处于零电压，C、D电极处于较小的正电压(比如1000V)，那么电子束会向上(+Y方向)偏转。可见，通过控制图1中的A、B、C、D电极电压，可以使得电子束不偏转，或者向+X、-X、+Y、-Y、+X偏+Y45°、+X偏-Y45°、-X偏-Y45°、-X偏+Y45°等方向偏转，从而形成不同形状的焦点图案。
例如，当欲在阳极上得到田字形的焦点图案时，周期性地按照a1、b1、c1和d1给定的四组电压值对第一电极A、第二电极B、第三电极C和第四电极D四个电极进行控制，其中，四组电压值分别为：a1＝[v1＝V1，v2＝0，v3＝0，v4＝V1]，b1＝[v1＝0，v2＝V1，v3＝V1，v4＝0]，c1＝[v1＝0，v2＝0，v3＝V2，v4＝V2]，d1＝[v1＝V2，v2＝V2，v3＝0，v4＝0]，其中，v1表示第一电极A的电压值，v2表示第二电极B的电压值，v3表示第三电极C的电压值，v4表示第四电极D的电压值，V1和V2为两个预设电压取值，通过控制V1和V2的大小调节焦点间距。例如，V1可以取值400V，V2可以取值1200V。这种情况下，四组电压值的具体取值情况可对应参见上面表1所示的例子。
需要说明的是，对于图1中的A、B、C、D电极电压而言，每个电极都对应0V、400V、1200V三种高压状态，因此，需要两个MOSFET管子进行高压切换，图4所示。
需要说明的是，在本实施例中，在阳极上得到田字形的焦点图案如图6所示，本实施例得到的田字形图案为斜田字形图案，当然通过调整各个电极的电压还可以获得正田字形图案，本实施例对此不再详述。
又如，当欲获取米字形的焦点图案时，周期性地按照a1、b1、c1、d1、e1、f1、g1和h1给定的八组电压值对第一电极A、第二电极B、第三电极C和第四电极D四个电极进行控制，其中，八组电压值分别为：a1＝[v1＝V1，v2＝0，v3＝0，v4＝V1]，b1＝[v1＝0，v2＝V1，v3＝V1，v4＝0]，c1＝[v1＝0，v2＝0，v3＝V2，v4＝V2]，d1＝[v1＝V2，v2＝V2，v3＝0，v4＝0]，e1＝[v1＝0，v2＝0，v3＝0，v4＝V1]，f1＝[v1＝V1，v2＝0，v3＝0，v4＝0]，g1＝[v1＝0，v2＝V2，v3＝0，v4＝0]，h1＝[v1＝0，v2＝0，v3＝V2，v4＝0]，其中，v1表示第一电极A的电压值，v2表示第二电极B的电压值，v3表示第三电极C的电压值，v4表示第四电极D的电压值，V1和V2为两个预设电压取值，通过控制V1和V2的大小调节焦点间距。
需要说明的是，对于图1所示的聚焦电极来说，在获取田字形的焦点图案时，可以将电子束向+X、-X、+Y、-Y四个方向偏转，在此基础之上，若想进一步获取米字形的焦点图案时，还需要使得电子束向+X偏+Y45°、+X偏-Y45°、-X偏-Y45°、-X偏+Y45°这四个方向偏转。对于图1所示的聚焦电极结构，只要依次分别控制电极D、A、B、C处于正电压，即可实现电子束按照上述方向偏转。
需要说明的是，在本实施例中，在阳极上得到米字形的焦点图案如图8所示。
基于上述实施例的内容，在本实施例中，介绍聚焦电极中包含四个电极时四个电极的另一种位置分布关系。该实施例中四个电极的位置分布关系与图1中四个电极的位置分布关系不同，如图2所示，在本实施例中，聚焦电极中四个电极分别为逆时针依次设置的第一电极A、第二电极B、第三电极C和第四电极D；
所述四个电极的设置位置为：第二电极B和第四电极D在第一方向上相对设置，第一电极A和第三电极C在第二方向上相对设置，第一电极A和第四电极D在第三方向上相对设置，第二电极B和第三电极C在第三方向上相对设置，第一电极A和第二电极B在第四方向上相对设置，第三电极C和第四电极D在第四方向上相对设置；其中，第一方向与第二方向为相互垂直的方向，第三方向和第四方向为相互垂直的方向，第一方向与第三方向、第一方向与第四方向的夹角均为45°，第二方向与第三方向、第二方向与第四方向的夹角均为45°。如图2所示，所述第一方向为由四个电极组成的平面中的X轴方向，所述第二方向为由四个电极组成的平面中的Y轴方向。
需要说明的是，图2中的偏转原理与图1类似，只是结构有少许不同。图2中，如果A、B、C、D电极的电压均为零，则电子束流不发生偏转，如果A电极电压为+400V，其余电极电压为零，那么电子束流向+X方向偏转。如果D电极的电压为+1200V，其余电极电压为零，那么电子束流向+Y方向偏转。可见，通过控制图2中的A、B、C、D电极电压，可以使得电子束不偏转，或者向+X、-X、+Y、-Y、+X偏+Y45°、+X偏-Y45°、-X偏-Y45°、-X偏+Y45°等方向偏转，从而形成不同形状的焦点图案。
对于图2所示的聚焦电极来说，当欲在阳极上得到田字形的焦点图案时，周期性地按照a2、b2、c2和d2给定的四组电压值对第一电极A、第二电极B、第三电极C和第四电极D四个电极进行控制，其中，四组电压值分别为：a2＝[v1＝V1，v2＝0，v3＝0，v4＝0]，b2＝[v1＝0，v2＝0，v3＝V1，v4＝0]，c2＝[v1＝0，v2＝0，v3＝0，v4＝V2]，d2＝[v1＝0，v2＝V2，v3＝0，v4＝0]，其中，v1表示第一电极A的电压值，v2表示第二电极B的电压值，v3表示第三电极C的电压值，v4表示第四电极D的电压值，V1和V2为两个预设电压取值，通过控制V1和V2的大小调节焦点间距。例如，V1可以取值400V，V2可以取值1200V。这种情况下，四组电压值的具体取值情况可对应参见下面表2所示的例子。需要说明的是，由于受阳极倾角压缩的影响，如果想在XOZ平面获得均匀的“田”字形焦点，那么电子束在Y方向的偏转幅度要大于在X方向的偏转幅度。因此使得在X、Y方向的偏转电压分别为400V和1200V，那么电子束的偏转状态可通过下面表2表示。
表2
Figure BDA0002295591060000111
其中，图2中的A、C电极对应0V、400V两种状态，B、D电极对应0V、1200V两种状态，只需要一个MOSFET管进行高压切换即可，如图5所示，比图4的偏转结构所需的控制MOSFET要少一半。
需要说明的是，在本实施例中，在阳极上得到田字形的焦点图案如图7所示，本实施例得到的田字形图案为正田字形图案，当然通过调整各个电极的电压还可以获得斜田字形图案，本实施例对此不再详述。
又如，对于图2所示的聚焦电极来说，当欲获取米字形的焦点图案时，周期性地按照a2、b2、c2、d2、e2、f2、g2和h2给定的八组电压值对第一电极A、第二电极B、第三电极C和第四电极D四个电极进行控制，其中，八组电压值分别为：a2＝[v1＝V1，v2＝0，v3＝0，v4＝0]，b2＝[v1＝0，v2＝0，v3＝V1，v4＝0]，c2＝[v1＝0，v2＝0，v3＝0，v4＝V2]，d2＝[v1＝0，v2＝V2，v3＝0，v4＝0]，e2＝[v1＝V1，v2＝0，v3＝0，v4＝V1]，f2＝[v1＝V1，v2＝V1，v3＝0，v4＝0]，g2＝[v1＝0，v2＝V2，v3＝V2，v4＝0]，h2＝[v1＝0，v2＝0，v3＝V2，v4＝V2]，其中，v1表示第一电极A的电压值，v2表示第二电极B的电压值，v3表示第三电极C的电压值，v4表示第四电极D的电压值，V1和V2为两个预设电压取值，通过控制V1和V2的大小调节焦点间距。
需要说明的是，对于图2所示的聚焦电极来说，在获取田字形的焦点图案时，可以将电子束向+X、-X、+Y、-Y四个方向偏转，在此基础之上，若想进一步获取米字形的焦点图案时，还需要使得电子束向+X偏+Y45°、+X偏-Y45°、-X偏-Y45°、-X偏+Y45°这四个方向偏转。对于图2所示的聚焦电极结构，只要依次分别控制电极(D、A)；(A、B)；(B、C)；(C、D)处于正电压，即可实现电子束按照上述方向偏转。
需要说明的是，在本实施例中，在阳极上得到米字形的焦点图案如图8所示。
根据上面描述可知，对于图1或图2所示的聚焦电极结构，通过控制其中一个或者两个电极处于正电压进而可以获得电子束向八个方向偏转，从而在所述阳极上形成1～8个不同的焦点，产生多个焦点的X射线，从而满足不同的成像应用场合。此外，由于通过对电极电压的控制可以实现对焦点距离的控制，从而能够比较简单方便地满足一些对光源焦点密度要求较高、光源焦点间距较小的应用场合。
本发明另一实施例提供了一种CT设备，包括如上面实施例提供的束流扫描多焦点脉冲X射线光管。
由于本实施例提供的CT设备包括上述实施例提供的束流扫描多焦点脉冲X射线光管，因此，本实施例提供的CT设备具有和上述实施例类似的有益效果，故这里不再赘述。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种束流扫描多焦点脉冲X射线光管，其特征在于，包括：
用于发射电子束的阴极、与阴极相对设置的阳极，以及设置在阴极和阳极之间的聚焦电极；
所述聚焦电极包括相互分离且呈对称设置的多个电极，所述多个电极的中心区域形成电子束通道，通过控制所述多个电极的电压，使得通过所述电子束通道的电子束向多个电极的方向或多个电极中任意两个相邻电极之间的方向发生聚焦和偏转，进而在阳极上得到多个焦点，产生多个焦点的X射线；
其中，通过控制所述多个电极的电压来控制多个焦点在阳极上的位置。
2.根据权利要求1所述的束流扫描多焦点脉冲X射线光管，其特征在于，所述聚焦电极包括相互分离且呈对称设置的四个电极，所述四个电极的中心区域形成电子束通道，通过调整所述四个电极的电压，使得通过所述电子束通道的电子束向四个电极的方向或四个电极中任意两个相邻电极之间的方向发生聚焦和偏转，进而在阳极上得到多个焦点，产生多个焦点的X射线；
其中，通过控制所述四个电极的电压来控制多个焦点在阳极上的位置。
3.根据权利要求2所述的束流扫描多焦点脉冲X射线光管，其特征在于，所述四个电极分别为逆时针依次设置的第一电极、第二电极、第三电极和第四电极；
所述四个电极的设置位置为：第一电极和第四电极在第一方向上相对设置，第二电极和第三电极在第一方向上相对设置，第一电极和第二电极在第二方向上相对设置，第三电极和第四电极在第二方向上相对设置，其中，第一方向和第二方向为相互垂直的方向。
4.根据权利要求2所述的束流扫描多焦点脉冲X射线光管，其特征在于，所述四个电极分别为逆时针依次设置的第一电极、第二电极、第三电极和第四电极；
所述四个电极的设置位置为：第二电极和第四电极在第一方向上相对设置，第一电极和第三电极在第二方向上相对设置，第一电极和第四电极在第三方向上相对设置，第二电极和第三电极在第三方向上相对设置，第一电极和第二电极在第四方向上相对设置，第三电极和第四电极在第四方向上相对设置；其中，第一方向与第二方向为相互垂直的方向，第三方向和第四方向为相互垂直的方向，第一方向与第三方向、第一方向与第四方向的夹角均为45°，第二方向与第三方向、第二方向与第四方向的夹角均为45°。
5.根据权利要求3所述的束流扫描多焦点脉冲X射线光管，其特征在于，当欲在阳极上得到田字形的焦点图案时，周期性地按照a1、b1、c1和d1给定的四组电压值对第一电极A、第二电极B、第三电极C和第四电极D四个电极进行控制，其中，四组电压值分别为：a1＝[v1＝V1，v2＝0，v3＝0，v4＝V1]，b1＝[v1＝0，v2＝V1，v3＝V1，v4＝0]，c1＝[v1＝0，v2＝0，v3＝V2，v4＝V2]，d1＝[v1＝V2，v2＝V2，v3＝0，v4＝0]，其中，v1表示第一电极A的电压值，v2表示第二电极B的电压值，v3表示第三电极C的电压值，v4表示第四电极D的电压值，V1和V2为两个预设电压取值，通过控制V1和V2的大小调节焦点间距。
6.根据权利要求4所述的束流扫描多焦点脉冲X射线光管，其特征在于，当欲在阳极上得到田字形的焦点图案时，周期性地按照a2、b2、c2和d2给定的四组电压值对第一电极A、第二电极B、第三电极C和第四电极D四个电极进行控制，其中，四组电压值分别为：a2＝[v1＝V1，v2＝0，v3＝0，v4＝0]，b2＝[v1＝0，v2＝0，v3＝V1，v4＝0]，c2＝[v1＝0，v2＝0，v3＝0，v4＝V2]，d2＝[v1＝0，v2＝V2，v3＝0，v4＝0]，其中，v1表示第一电极A的电压值，v2表示第二电极B的电压值，v3表示第三电极C的电压值，v4表示第四电极D的电压值，V1和V2为两个预设电压取值，通过控制V1和V2的大小调节焦点间距。
7.根据权利要求3所述的束流扫描多焦点脉冲X射线光管，其特征在于，当欲获取米字形的焦点图案时，周期性地按照a1、b1、c1、d1、e1、f1、g1和h1给定的八组电压值对第一电极A、第二电极B、第三电极C和第四电极D四个电极进行控制，其中，八组电压值分别为：a1＝[v1＝V1，v2＝0，v3＝0，v4＝V1]，b1＝[v1＝0，v2＝V1，v3＝V1，v4＝0]，c1＝[v1＝0，v2＝0，v3＝V2，v4＝V2]，d1＝[v1＝V2，v2＝V2，v3＝0，v4＝0]，e1＝[v1＝0，v2＝0，v3＝0，v4＝V1]，f1＝[v1＝V1，v2＝0，v3＝0，v4＝0]，g1＝[v1＝0，v2＝V2，v3＝0，v4＝0]，h1＝[v1＝0，v2＝0，v3＝V2，v4＝0]，其中，v1表示第一电极A的电压值，v2表示第二电极B的电压值，v3表示第三电极C的电压值，v4表示第四电极D的电压值，V1和V2为两个预设电压取值，通过控制V1和V2的大小调节焦点间距。
8.根据权利要求4所述的束流扫描多焦点脉冲X射线光管，其特征在于，当欲获取米字形的焦点图案时，周期性地按照a2、b2、c2、d2、e2、f2、g2和h2给定的八组电压值对第一电极A、第二电极B、第三电极C和第四电极D四个电极进行控制，其中，八组电压值分别为：a2＝[v1＝V1，v2＝0，v3＝0，v4＝0]，b2＝[v1＝0，v2＝0，v3＝V1，v4＝0]，c2＝[v1＝0，v2＝0，v3＝0，v4＝V2]，d2＝[v1＝0，v2＝V2，v3＝0，v4＝0]，e2＝[v1＝V1，v2＝0，v3＝0，v4＝V1]，f2＝[v1＝V1，v2＝V1，v3＝0，v4＝0]，g2＝[v1＝0，v2＝V2，v3＝V2，v4＝0]，h2＝[v1＝0，v2＝0，v3＝V2，v4＝V2]，其中，v1表示第一电极A的电压值，v2表示第二电极B的电压值，v3表示第三电极C的电压值，v4表示第四电极D的电压值，V1和V2为两个预设电压取值，通过控制V1和V2的大小调节焦点间距。
9.根据权利要求1所述的束流扫描多焦点脉冲X射线光管，其特征在于，所述聚焦电极包括相互分离且呈对称设置的六个电极，所述六个电极的中心区域形成电子束通道，通过调整所述六个电极的电压，使得通过所述电子束通道的电子束向六个电极的方向或六个电极中任意两个相邻电极之间的方向发生聚焦和偏转，进而在阳极上得到多个焦点，产生多个焦点的X射线；
其中，通过控制所述六个电极的电压来控制多个焦点在阳极上的位置。
10.一种CT设备，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的束流扫描多焦点脉冲X射线光管。
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