CN111956247A - 剂量调制 - Google Patents
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Abstract
剂量调制。本发明涉及一种用于借助结构化的阳极或借助场发射阴极或借助指状的阴极头来确定X射线辐射的强度的方法,一种相关的X射线装置,一种相关的单X射线管计算机断层扫描仪,一种相关的双X射线管计算机断层扫描仪和一种相关的计算机程序产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于借助结构化的阳极或借助场发射阴极或借助指状阴极头来确定X射线辐射的强度的方法,一种相关的X射线装置,一种相关的单X射线管计算机断层扫描仪,一种相关的双X射线管计算机断层扫描仪和一种相关的计算机程序产品。
背景技术
借助X射线辐射对患者进行成像测量可能会需要对X射线辐射进行剂量调制。所述剂量调制通常对应于在成像测量期间尤其根据患者来调整X射线辐射的强度。通常能够借助于改变发射体的和/或发射体加热装置的加热电流来进行剂量调制。在常规的X射线管中,所述剂量调制的速度尤其受到X射线管的发射体的和/或发射体加热装置的热学特性的限制。例如,常规的扁平发射体能够借助于在发射体加热装置中流过的加热电流通过离开常规的发射体加热装置的加热电子而间接地加热,进而能够激发来自常规的扁平发射体的电子的发射。一种替选的扁平发射体或常规的发射体通常直接被加热电流穿流从而被激发以发射电子。
X射线辐射的强度变化越大,该过程就通常由于相对缓慢的热学特性而持续越长的时间。尤其,在常规的X射线管中,X射线辐射的强度的显著降低可能持续几个十分之一秒。如果例如在计算机断层扫描仪中使用常规的X射线管,那么在计算机断层扫描仪中在常规的X射线管的旋转时间中在亚秒范围内,在这种情况下,所述剂量调制并非始终立即适配于患者。
发明内容
本发明所基于的目的是,提出一种用于借助结构化的阳极或借助场发射阴极或借助指状的阴极头来确定X射线辐射的强度的方法,一种相关的X射线装置,一种相关的单X射线管计算机断层扫描仪,一种相关的双X射线管计算机断层扫描仪和一种相关的计算机程序产品,其中更快地确定X射线辐射的强度。
所述目的通过根据本发明的借助结构化的阳极或借助场发射阴极或借助指状的阴极头来确定X射线辐射的强度的方法,根据本发明的X射线装置,根据本发明的单X射线管计算机断层扫描仪,根据本发明的双X射线管计算机断层扫描仪和根据本发明的计算机程序产品来实现。在下文中描述了有利的设计方案。
根据本发明的用于借助结构化的阳极确定X射线辐射的强度的方法具有下述步骤:
-提供X射线管,所述X射线管具有结构化的阳极,所述结构化的阳极具有第一阳极微结构和第二阳极微结构,
-在控制单元中提供根据第一阳极微结构的第一X射线辐射强度特征数和根据第二阳极微结构的第二X射线辐射强度特征数,
-在控制单元中根据在成像测量时要检查的患者确定X射线辐射强度的第一期望值,
-在控制单元中根据X射线辐射强度的第一期望值,选择第一X射线辐射强度特征数或第二X射线辐射强度特征数作为第一期望值X射线辐射强度特征数,和
-为了生成X射线辐射,根据所选择的第一期望值X射线辐射强度特征数,将X射线管的电子束定向到第一阳极微结构或第二阳极微结构上,由此确定结构化的阳极的X射线辐射的强度。
用于借助结构化的阳极确定X射线辐射的强度的方法尤其提供下述优点:尤其相对于加热电流的变化,能够快速地确定X射线辐射强度。这尤其是由于,相对于常规的发射体的和/或常规的发射体加热装置的加热电流能够改变,和/或相对于电子的由于热学特性所引起的发射率能够根据加热电流的变化来调整,电子束通常能够更快地定向,即移动。相对于电子束的定向,加热电流的改变通常是缓慢的。有利的是,尽管不改变加热电流,但是能够确定或改变X射线辐射的强度,由此所发射的电子的数量通常保持恒定。也就是说,根据本发明的用于确定X射线辐射的强度的方法尤其对应于有利的剂量调制。
剂量调制尤其描述了在下述条件下对X射线辐射的强度的调整:在成像测量期间将用于患者的剂量优选连续减小直至下述水平,在所述水平下确保根据X射线辐射的强度所检测到的医学图像的诊断意义。成像测量尤其包括用X射线辐射照射患者,以便能够重建患者的医学图像。成像测量能够是造影剂辅助的和/或是动态的。医学图像在重建之后能够以DICOM图像格式存在。剂量调制有利地在成像测量期间进行。
结构化的阳极能够对应于固定阳极或旋转阳极。旋转阳极尤其能够包括旋转活塞型X射线管和/或旋转阳极X射线管的实施形式。为了生成X射线辐射,结构化的阳极通常至少在朝向电子束定向的表面上具有钨或钼或其它适宜的材料。X射线管通常是抽真空的。X射线管通常具有阴极,所述阴极具有用于提供电子束的发射体。电子束通常在X射线管的真空中尤其根据加速电压将电子从发射体输送至结构化的阳极。发射体尤其能够是场效应发射体、扁平发射体或灯丝发射体。扁平发射体尤其能够构成为具有根据DE 10 2008 011841 A1的阴极。
在制造结构化的阳极时,例如能够产生第一阳极微结构和/或第二阳极微结构,或者能够随后以这种方式加工所述结构化的阳极。第一阳极微结构和/或第二阳极微结构尤其描述局部变化,例如在微米范围内的局部变化,尤其在结构化的阳极的表面上的局部变化。第一阳极微结构例如能够包括多个局部变化,而第二阳极微结构不包括任何局部变化。结构化的阳极例如在尚未公开的申请EP 18196848中公开。
提供X射线管能够包括制造X射线管。替选地或附加地,提供X射线管能够包括起动X射线管,尤其用于成像测量。所述调试能够包括将在成像测量时要检查的患者安置在X射线管附近。提供X射线管尤其包括在成像测量期间使用X射线管。所述调试和/或使用尤其能够由用户和/或医生进行。
第一X射线辐射强度特征数以及第二X射线辐射强度特征数尤其描述了在将电子束的撞击在结构化的阳极的相应的阳极微结构上的电子转换为X射线辐射时的效率。第一X射线辐射强度特征数和/或第二X射线辐射强度特征数能够分别包括X射线辐射强度特征曲线。第一X射线辐射强度特征数以及第二X射线辐射强度特征数尤其与X射线辐射的剂量相关和/或优选不同,使得能够实现剂量调制。通常,第一X射线辐射强度特征数以及第二X射线辐射强度特征数不同,使得X射线辐射的强度优选与所选择的阳极微结构相关。有利地,第一X射线辐射强度特征数和第二X射线辐射强度特征数与电子束的强度无关。通常,对于每个阳极微结构提供单独的X射线辐射强度特征数。例如,X射线辐射强度特征数越高,X射线辐射强度就能够越强。
X射线辐射强度特征数尤其能够与加速电压相关。加速电压尤其能够影响第一X射线辐射强度特征数和第二X射线辐射强度特征数,使得第一X射线辐射强度特征数和第二X射线辐射强度特征数的比率也与加速电压相关。例如,在120kV的加速电压下相对于最大值的比率能够为60/100或在80kV的情况下能够为70/90。X射线辐射强度特征数尤其与阳极微结构的形状相关。X射线辐射强度特征数通常与阳极微结构中的自由程长度和/或电子束的散射系数相关。
提供X射线辐射强度特征数尤其能够包括从存储单元中调用第一X射线辐射强度特征数和/或调用第二X射线辐射强度特征数。原则上可以考虑的是,第一X射线辐射强度特征数以及第二X射线辐射强度特征数由X射线管的,尤其结构化的阳极的制造商来确定并且存储在存储单元中。有利地,第一X射线辐射强度特征数和/或第二X射线辐射强度特征数例如能够由用户和/或医生在参考测量时确定。参考测量能够包括模体的和/或另一患者的另一成像测量。提供X射线辐射强度特征数能够包括对结构化的阳极进行建模或仿真。存储单元能够是X射线管的一部分。所述提供尤其包括提供第一X射线辐射强度特征数以及第二X射线辐射强度特征数作为用于选择第一X射线辐射强度特征数或第二X射线辐射强度特征数的输入参数。
X射线辐射的强度的第一期望值尤其描述在定向电子束之后X射线辐射的强度的预设的目标值。第一期望值尤其预设X射线辐射的强度。第一期望值尤其能够与患者的解剖结构和/或生理机能相关。第一期望值例如能够与患者的生理机能的EKG信号相关。替选地或附加地,第一期望值能够与沿着X射线辐射方向的患者的体型或患者的解剖结构相关。解剖结构尤其描述了器官和/或骨骼和/或血管。通常,根据X射线辐射的定向,解剖结构或患者的辐射透不过的程度越大,第一期望值就越高。例如,与在对患者的腹部进行正面照射的情况下相比,在平行于患者的肩部进行照射的情况下,辐射透不过患者的程度更大。
控制单元尤其构成为用于确定第一期望值,尤其根据期望值算法来确定。例如,在确定第一期望值时,控制单元能够考虑生理测量系统的信号。生理测量系统能够有利地检测患者的生理机能,尤其是EKG信号和/或呼吸。替选地或附加地,控制单元例如能够借助于医用X射线平片来确定强度的第一期望值。医用X射线平片能够对应于患者的定位器图像或较旧的医学图像和/或优选展现患者的解剖结构。原则上可以考虑的是,第一期望值例如与X射线管的旋转角度相关。能够在减少用于患者的剂量的条件下确定第一期望值。
选择第一X射线辐射强度特征数或第二X射线辐射强度特征数尤其包括将X射线辐射的强度的第一期望值与第一X射线辐射强度特征数和第二X射线辐射强度特征数比较,其中例如计算两个差值,并且选择绝对值较小的差值。第一期望值X射线辐射强度特征数优选可通过绝对值较小的差值来辨识。换言之,优选选择下述X射线辐射强度特征数,所述X射线辐射强度特征数优选在绝对值上最接近X射线辐射的强度的期望值,特别有利地对应于X射线辐射强度的期望值。如果差值相同,那么例如能够选择先前未照射的阳极微结构的X射线辐射强度特征数,以便确保均匀的热分布。第一期望值X射线辐射强度特征数通常对应于所选择的第一X射线辐射强度特征数或所选择的第二X射线辐射强度特征数。通常,控制单元构成为用于选择期望值X射线辐射强度特征数。
控制单元尤其与X射线管的用于定向电子束的偏转单元连接。电子束的定向尤其描述了对电子束在结构化的阳极上的焦点的确定。焦点有利地与第一阳极微结构和/或第二阳极微结构相交。焦点尤其包围第一阳极微结构和/或第二阳极微结构。电子束通常能够选择性地定向到第一阳极微结构上或第二阳极微结构上,由此电子优选撞击在第一阳极微结构上或第二阳极微结构上。原则上可以考虑的是,将电子束的地点分布选择为,使得电子束至少部分地或完全地包围第一阳极微结构或第二阳极微结构,或者电子束至少部分地或完全地一起包围第一阳极微结构和第二阳极微结构。电子束能够撞击第一阳极微结构和/或第二阳极微结构外部的结构化的阳极上的区域。电子束借助于偏转单元的定向与加热电流的变化相比优选是快速的。
通常,在电子束的电子撞击时,产生具有根据相应的X射线辐射强度特征数的强度的X射线辐射。通过电子束的定向,尤其确定X射线辐射的强度,因为X射线辐射的强度通常与相应的X射线辐射强度特征数相关。
一个实施形式提出,在控制单元中根据在成像测量时要检查的患者来确定X射线辐射的强度的第二期望值,其中在控制单元中根据X射线辐射的强度的第二期望值选择第二期望值X射线辐射强度特征数,并且其中根据所选择的第二期望值X射线辐射强度特征数,将X射线管的电子束重新定向到第一阳极微结构或第二阳极微结构上。所述实施形式就此而言是有利的,因为能够通过重新确定来改变X射线辐射的强度。尤其,如果应在成像测量期间根据所生成的X射线辐射来检测多个医学图像和/或多个X射线投影,那么该实施形式是有利的,因为能够针对每个医学图像和/或每个X射线投影来调整X射线辐射的强度。通常,在时间上在根据所选择的第一期望值X射线辐射强度特征数对电子束进行定向之后,根据所选择的第二期望值X射线辐射强度特征数对电子束进行重新定向。对第二期望值的确定能够在确定第一期望值时或之后进行。第二期望值X射线辐射强度特征数通常对应于所选择的第一X射线辐射强度特征数或所选择的第二X射线辐射强度特征数。原则上可以考虑的是,电子束多次定向或保持不变。
一个实施形式提出,在根据所选择的第一期望值X射线辐射强度特征数定向电子束之后,在小于1s的电子束定向时间内,根据所选择的第二期望值X射线辐射强度特征数重新定向所述电子束。所述实施形式通常能够实现在同一成像测量期间的重新定向。
一个实施形式提出,电子束定向时间小于1ms。电子束定向时间尤其能够位于1μs至900μs之间,优选位于10μs至100μs之间。该实施例是尤其有利的,因为电子束定向时间与X射线检测器读取时间位于同一数量级中。X射线检测器读取时间例如小于1ms,或者尤其在100μs至300μs之间。
一个实施形式提出,电子束定向时间与成像测量的X射线检测器读取时间相匹配。在该实施形式中,电子束例如能够与X射线检测器的读取同步地定向。因此,在检测到多个医学图像和/或多个X射线投影时,所述实施形式尤其提供优点。也就是说,通常,检测单个X射线投影所持续的时间与X射线检测器读取时间一样长。医学图像通常具有大量的X射线投影。与此相应地,检测单个医学图像所持续的时间通常为多个X射线检测器读取时间。
一个实施形式提出,第一阳极微结构与第二阳极微结构的区别在于下述参数中的至少一个参数:
-槽深,
-槽宽,
-中心点间距,
-在槽的打点(Punktierung)中。该实施形式尤其描述了在结构化的阳极,尤其第一阳极微结构和第二阳极微结构的表面上塑造易于实施的局部变化。在表面上的局部变化尤其能够描述阳极微结构的形状。槽深例如在0.1μm和1000μm之间,优选在1μm至100μm之间,特别有利地在10μm至15μm之间的范围中。槽宽例如在0.1μm和1000μm之间的范围中,优选在1μm和100μm之间的范围中,特别有利地在10μm至15μm之间的范围内。在中心点间距方面的差异尤其在结合电子束的不同的入射角时是有利的。中心点间距尤其描述了距结构化的阳极的中心点或参考点的距离。如果结构化的阳极对应于旋转阳极,那么所述中心点例如是旋转阳极的旋转轴线点。如果结构化的阳极替选地对应于固定阳极,那么参考点例如对应于由第一阳极微结构和第二阳极微结构限定的直线上的点,其中所述点不位于第一阳极微结构和第二阳极微结构之间,从而通常改变电子束的入射角。通常,打点越强地显现,生成X射线辐射的效率就越低。因此,所述打点尤其能够实现简单地调整X射线辐射的强度。所述打点例如能够包括槽宽或槽长度的1%至50%,有利地在10%至20%之间。例如,第一阳极微结构能够是平坦的,而第二阳极微结构能够具有一个和/或多个槽。每个槽能够具有相同的槽宽或相同的槽深,或者替选地具有不同的槽宽和/或不同的槽深。第一阳极微结构的槽数量能够对应于第二阳极微结构的槽数量。
一个实施形式提出,电子束借助于电磁偏转单元或借助于韦纳尔圆柱体定向。电磁偏转单元尤其能够包括磁四极。在这种情况下,X射线管有利地具有电磁偏转单元或韦纳尔圆柱体。所述实施形式是尤其有利的,因为根据电子束定向时间能够实现电子束的快速偏转。电磁偏转单元或韦纳尔圆柱体尤其与控制单元连接。
一个实施形式提出,提供具有第三阳极微结构和第四阳极微结构的另一结构化的阳极作为另一X射线管的一部分,其中在控制单元中提供根据第三阳极微结构的第三X射线辐射强度特征数和根据第四阳极微结构的第四X射线辐射强度特征数,其中在控制单元中以与第一期望值互补的方式确定另一结构化的阳极的X射线辐射的强度的另一期望值,其中在控制单元中根据X射线辐射的强度的另一期望值选择第三X射线辐射强度特征数或第四X射线辐射强度特征数作为另一期望值X射线辐射强度特征数,并且其中为了生成X射线辐射,根据所选择的另外的期望值X射线辐射强度特征数,将另一X射线管的另一电子束定向到第三阳极微结构或第四阳极微结构上,由此确定另一结构化的阳极的X射线辐射的强度。该实施形式由于另一期望值的互补的确定尤其描述了另一X射线管与X射线管交替地(im Gegentakt)运行。因此基本上,X射线管和另一X射线管优选是结构相同的和/或尤其同步地运行。X射线管和另一X射线管尤其分开地构成,以例如在控制单元中确定X射线辐射的强度。该实施形式的特征尤其在于,在控制单元中以与第一期望值互补的方式确定另一结构化的阳极的X射线辐射的强度的另一期望值。互补地确定尤其表示,如果提高另一X射线管的X射线辐射的强度,那么X射线管的X射线辐射的强度减小。由此能够有利地积极影响X射线管和另一X射线管的散射射束与初级射束比,因为所述交替减少了散射射束的量,尤其在不改变加热电流的情况下。由此处于交替中的X射线管的功率储备保持不变,因为电子束仅定向到相对强度较小的阳极微结构上,以便降低X射线辐射的强度,而不必向下调节加热电流。
根据本发明的X射线装置尤其具有X射线管和控制单元。控制单元通常与X射线管连接,尤其与用于定向电子束的偏转单元连接。X射线装置具有X射线检测器,所述X射线检测器具有X射线检测器读取时间。有利的是,在成像测量期间,借助于控制单元使X射线管和X射线检测器相互匹配。X射线管尤其能够具有电磁偏转单元或韦纳尔圆柱体作为偏转单元。
根据本发明的单X射线管计算机断层扫描仪尤其具有X射线装置。在这种情况下,X射线装置通常至少部分地围绕患者旋转。尤其在这种情况下,第一期望值能够与X射线管的旋转角度相关。
除了X射线管以外,根据本发明的双X射线管计算机断层扫描仪的X射线装置通常具有另一X射线管。X射线管和另一X射线管原则上能够结构相同地构造,并且尽管如此仍能够交替地运行。如果交替地调整这两个X射线管的强度以便优化散射射束与初级射束比,那么这是尤其有利的。
根据本发明的用于借助场发射阴极确定X射线辐射的强度的方法具有下述步骤:
-提供场发射阴极,
-在控制单元中提供X射线辐射强度特征曲线作为在场发射阴极处的发射体电压的函数,
-在控制单元中根据在成像测量时要检查的患者确定X射线辐射的强度的期望值,
-从根据X射线辐射的强度的期望值的X射线辐射强度特征曲线中选择发射体电压,和
-将所选择的发射体电压施加在场发射阴极上,由此确定X射线辐射的强度。
场发射阴极通常具有场发射阴极纳米小管,所述场发射阴极纳米小管例如具有硅或碳。场发射阴极的电子束通常生成为,使得将相对低的发射体电压(40至100V)施加在场发射阴极上,由此在场发射阴极内,尤其在场发射阴极纳米小管之间会产生强电场,其中发射电子。该方法就此而言是有利的,因为能够快速地施加或切断相对低的发射体电压。相对于用于借助结构化的阳极确定X射线辐射的强度的方法相比,通常不定向电子束,而是调整电子束的强度。这能够是尤其有利的,因为对电子束的强度的调节与电子束的聚焦是解耦的。
根据本发明的用于借助指状的阴极头确定X射线辐射的强度的方法具有下述步骤:
-提供具有指状的阴极头的曲折的扁平发射体,
-在控制单元中提供X射线辐射强度特征曲线作为在指状的阴极头上的反向电压的函数,
-在控制单元中根据在成像测量时要检查的患者确定X射线辐射的强度的期望值,
-从X射线辐射强度特征曲线中根据X射线辐射的强度的期望值选择反向电压,和
-将所选择的反向电压施加在指状的阴极头上,由此确定X射线辐射的强度。
尤其,如果曲折的扁平发射体根据DE 10 2008 011 841 A1构成,那么能够借助于施加在阴极头上的反向电压来快速抑制电子的发射,所述反向电压例如位于10V和5kV之间,有利地位于100V和2kV之间。例如在DE 10 2012 211 285 B3中公开了将反向电压施加在具有拱曲的发射体的常规的阴极头上。该实施形式是尤其有利的,因为具有指状的阴极头的曲折的扁平发射体能够在反向电压相对低时被阻断。优选地,由于绝对值小的反向电压,电子束,尤其电子束的范围保持恒定。例如,所述实施形式能够与反向电压无关地实现平行电子束发射。原则上可以考虑的是,在施加所选择的反向电压之后,借助于偏转单元重建电子束的之前的范围。该实施形式尤其关于图像质量方面是有利的。对反向电压的选择尤其能够包括电子束的部分阻断和/或完全阻断。对电子束的部分阻断尤其能够对应于电子束的调暗。
根据本发明的计算机程序产品可直接加载到计算单元的存储器中并且具有程序代码机构,以便当在计算单元中执行计算机程序产品时执行用于确定X射线辐射的强度的方法。控制单元能够具有计算单元。
计算机程序产品能够是计算机程序,或者能够包括计算机程序。计算机程序产品尤其具有程序代码机构,所述程序代码机构描绘根据本发明的方法步骤。由此能够以限定的和可重复的方式执行根据本发明的方法,以及能够经由根据本发明的方法的转用来实施控制。计算机程序产品优选配置为,使得计算单元能够借助于计算机程序产品来执行根据本发明的方法步骤。程序代码机构尤其能够加载到计算单元的存储器中并且通常能够借助于计算单元的处理器随着对存储器的访问来执行。如果在计算单元中执行计算机程序产品,尤其是程序代码机构,那么通常能够执行所描述的方法的所有根据本发明的实施形式。计算机程序产品例如存储在物理的、计算机可读介质上和/或数字地存储在计算机网络中作为数据包。计算机程序产品能够展现物理的、计算机可读介质和/或在计算机网络中的数据包。因此,本发明还能够基于物理的、计算机可读介质和/或在计算机网络中的数据包。物理的、计算机可读介质通常可直接与计算单元连接,其方式例如为:将物理的、计算机可读介质插入DVD驱动器或USB端口中,由此计算单元尤其能够以可读的方式访问物理的、计算机可读介质。数据包能够优选从计算机网络中调用。计算机网络能够具有计算单元,或者可借助于广域网(WAN)或(无线)局域网连接(WLAN或LAN)与计算单元间接连接。计算机程序产品例如能够以数字方式存储在计算机网络的存储位置处的云服务器上,借助于WAN经由Internet和/或借助于WLAN或LAN尤其通过调用下载链接传输到计算单元上,所述下载链接指向计算机程序产品的存储位置。
在描述设备时提到的特征、优点或替选的实施形式同样能够转移到该方法上,并且反之亦然。换言之,能够借助所述设备的特征来改进所述方法,并且反之亦然。尤其,根据本发明的设备能够在该方法中使用。
附图说明
下面,借助在附图中示出的实施例详细描述和阐述本发明。原则上,在下面的附图说明中,基本上保持相同的结构和单元用与在首次出现相应的结构或单元时相同的附图标记来表示。
附图示出:
图1示出在第一实施例中用于借助结构化的阳极确定X射线辐射的强度的方法的流程图,
图2示出在第二实施例中用于借助结构化的阳极确定X射线辐射的强度的方法的流程图,
图3示出在第三实施例中用于借助场发射阴极确定X射线辐射的强度的方法的流程图,
图4示出在第四实施例中用于借助指状的阴极头确定X射线辐射的强度的方法的流程图,
图5示出一种X射线装置,和
图6示出一种X射线管。
具体实施方式
图1示出在第一实施例中用于借助结构化的阳极确定X射线辐射的强度的方法的流程图。
方法步骤S100表示提供X射线管,所述X射线管具有结构化的阳极,所述结构化的阳极具有第一阳极微结构和第二阳极微结构。
方法步骤S101表示在控制单元中提供根据第一阳极微结构的第一X射线辐射强度特征值和根据第二阳极微结构的第二X射线辐射强度特征值。
方法步骤S102表示在控制单元中根据在成像测量时要检查的患者来确定X射线辐射的强度的第一期望值。
方法步骤S103表示在控制单元中根据X射线辐射的强度的第一期望值来选择第一X射线辐射强度特征数或第二X射线辐射强度特征数作为第一期望值X射线辐射强度特征数。
方法步骤S104表示,为了生成X射线辐射,根据所选择的第一期望值X射线辐射强度特征数,将X射线管的电子束定向到第一阳极微结构或第二阳极微结构上,由此确定结构化的阳极的X射线辐射的强度。
图2尤其以另外的方法步骤S105至S107进行补充的方式示出根据图1的第一实施例,由此得出第二实施例。
方法步骤S105表示,在控制单元中根据在成像测量时要检查的患者确定X射线辐射的强度的第二期望值,其中在控制单元中根据X射线辐射的强度的第二期望值选择第二期望值X射线辐射强度特征数,并且其中根据所选择的第二期望值X射线辐射强度特征数,将X射线管的电子束定向到第一阳极微结构或第二阳极微结构上。
方法步骤S106表示,在根据所选择的第一期望值X射线辐射强度特征数定向电子束之后,在小于1s的电子束定向时间内,根据所选择的第二期望值X射线辐射强度特征数重新定向电子束。在一个特别有利的实施例中,所述电子束定向时间小于1ms。
方法步骤S107表示,电子束定向时间与成像测量的X射线检测器读取时间相匹配。
图3示出在第三实施例中用于借助场发射阴极确定X射线辐射的强度的方法的流程图。
方法步骤S200表示提供场发射阴极。
方法步骤S201表示在控制单元中提供X射线辐射强度特征曲线作为在场发射阴极处的发射体电压的函数。
方法步骤S202表示在控制单元中根据在成像测量时要检查的患者确定X射线辐射的强度的期望值。
方法步骤S203表示根据X射线辐射的强度的期望值从X射线辐射强度特征曲线中选择发射体电压。
方法步骤S204表示,将所选择的发射体电压施加在场发射阴极上,由此确定X射线辐射的强度。
图4示出在第四实施例中用于借助指状的阴极头确定X射线辐射的强度的方法的流程图。
方法步骤S300表示提供具有指状的阴极头的曲折的发射体。
方法步骤S301表示在控制单元中提供X射线辐射强度特征曲线作为在指状的阴极头处的反向电压的函数。
方法步骤S302表示在控制单元中根据在成像测量时要检查的患者确定X射线辐射的强度的期望值。
方法步骤S303表示根据X射线辐射强度的期望值从X射线辐射强度特征曲线中选择反向电压。
方法步骤S304表示将所选择的反向电压施加在指状的阴极头上,由此确定X射线辐射的强度。
图5示出X射线装置10的立体图。在该实施例中,X射线装置10构成为双X射线管计算机断层扫描仪。X射线装置10具有X射线管11和X射线检测器12。此外,X射线装置10具有另一X射线管13和另一X射线检测器14。X射线装置10具有控制单元15,所述控制单元与X射线管11的偏转单元16以及另一X射线管13的偏转单元17连接。偏转单元16和/或偏转单元17能够分别构成为电磁偏转单元或根据韦纳尔圆柱体构成。
在成像测量期间,患者P支承在检查床18上。
X射线管11具有结构化的阳极19,所述结构化的阳极具有第一阳极微结构20和第二阳极微结构21。另一X射线管13具有另一结构化的阳极22,所述另一结构化的阳极具有第三阳极微结构23和第四阳极微结构24。
X射线管11和X射线管13交替地运行。尤其,除了根据在图1中示出的实施例的方法步骤以外,具有第三阳极微结构23和第四阳极微结构24的另一结构化的阳极22被提供作为另一X射线管13的一部分,其中在控制单元15中提供根据第三阳极微结构23的第三X射线辐射强度特征数和根据第四阳极微结构24的第四X射线辐射强度特征数,其中在控制单元15中以与第一期望值互补的方式确定另一结构化的阳极22的X射线辐射的强度的另一期望值,其中在控制单元15中选择第三X射线辐射强度特征数或第四X射线辐射强度特征数作为根据X射线辐射的强度的另一期望值的另一期望值X射线辐射强度特征数,并且其中,为了生成X射线辐射,根据所选择的另一期望值X射线辐射强度特征数,将另一X射线管13的另一电子束定向到第三阳极微结构23或第四阳极微结构24上,由此确定另一结构化的阳极22的X射线辐射的强度。
图6示出在另一实施例中的X射线管11的横截面视图。
X射线管11具有壳体25。壳体25通常具有X射线辐射透射窗口,借助于撞击在结构化的阳极19上的电子束生成的X射线辐射优选能够通过所述X射线辐射透射窗口射出。X射线辐射和X射线辐射透射窗口在图6中未示出。在壳体25内部是真空。在壳体25内设置有阴极26,所述阴极具有用于借助于加热电流I发射电子束的发射体。偏转单元16设置在阴极26和结构化的阳极19之间并且施加加速电压。偏转单元16能够是电磁偏转单元或韦纳尔圆柱体。在该实施例中,第一阳极微结构20与第二阳极微结构21的区别在于槽宽和槽深。替选地或附加地,第一阳极微结构20第二阳极微结构21的区别在于下述参数之一:
-中心点间距,
-在槽的打点中。
在该实施例中,控制单元15设置在壳体25外部。箭头表示电子束方向。结构化的阳极19具有旋转轴线27并且例如旋转对称地构成。
虽然通过优选的实施例详细图解说明和描述本发明,但是本发明尽管如此并不受公开的示例的限制,并且本领域技术人员能够从中推导出其它变型形式,而不会脱离本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种用于借助结构化的阳极(19)来确定X射线辐射的强度的方法,所述方法具有下述步骤:
-提供X射线管(11),所述X射线管具有结构化的阳极(19),所述结构化的阳极具有第一阳极微结构(20)和第二阳极微结构(21),
-在控制单元(15)中提供根据所述第一阳极微结构(20)的第一X射线辐射强度特征数和根据所述第二阳极微结构(21)的第二X射线辐射强度特征数,
-在所述控制单元(15)中根据在成像测量时要检查的患者(P)确定所述X射线辐射的强度的第一期望值,
-在所述控制单元(15)中根据所述X射线辐射的强度的所述第一期望值,选择所述第一X射线辐射强度特征数或所述第二X射线辐射强度特征数作为第一期望值X射线辐射强度特征数,和
-为了生成所述X射线辐射,根据所选择的所述第一期望值X射线辐射强度特征数,将所述X射线管(11)的电子束定向到所述第一阳极微结构(20)上或定向到所述第二阳极微结构(21)上,由此确定所述结构化的阳极(19)的所述X射线辐射的强度。
2.根据权利要求1所述的方法,其中在所述控制单元(15)中根据在成像测量时要检查的患者(P)来确定所述X射线辐射强度的第二期望值,其中在所述控制单元(15)中根据所述X射线辐射的强度的第二期望值选择第二期望值X射线辐射强度特征数,并且其中根据所选择的所述第二期望值X射线辐射强度特征数,将所述X射线管(11)的电子束重新定向到所述第一阳极微结构(20)或所述第二阳极微结构(21)上。
3.根据权利要求2所述的方法,其中在根据所选择的所述第一期望值X射线辐射强度特征数定向所述电子束之后,在小于1s的电子束定向时间内,根据所选择的所述第二期望值X射线辐射强度特征数重新定向所述电子束。
4.根据权利要求3所述的方法,其中所述电子束定向时间小于1ms。
5.根据权利要求3或4所述的方法,其中所述电子束定向时间与所述成像测量的X射线检测器读取时间相匹配。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中所述第一阳极微结构(20)与所述第二阳极微结构(21)的区别在于下述参数中的至少一个参数:
-槽深,
-槽宽,
-中心点间距,
-在槽的打点中。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中所述电子束借助于电磁偏转单元或借助于韦纳尔圆柱体定向。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其中提供具有第三阳极微结构(23)和第四阳极微结构(24)的另一结构化的阳极(22)作为另一X射线管(13)的一部分,其中在所述控制单元(15)中提供根据所述第三阳极微结构(23)的第三X射线辐射强度特征数和根据所述第四阳极微结构(24)的第四X射线辐射强度特征数,其中在所述控制单元(15)中以与所述第一期望值互补的方式确定所述另一结构化的阳极(22)的X射线辐射的强度的另一期望值,其中在所述控制单元(15)中选择所述第三X射线辐射强度特征数或所述第四X射线辐射强度特征数作为根据所述X射线辐射的强度的另一期望值的另一期望值X射线辐射强度特征数,并且其中为了生成所述X射线辐射,根据所选择的所述另一期望值X射线辐射强度特征数,将所述另一X射线管(13)的另一电子束定向到所述第三阳极微结构(23)或所述第四阳极微结构(24)上,由此确定所述另一结构化的阳极(22)的X射线辐射的强度。
9.一种用于借助场发射阴极确定X射线辐射的强度的方法,所述方法具有下述步骤:
-提供场发射阴极,
-在控制单元(15)中提供X射线辐射强度特征曲线作为在所述场发射阴极处的发射体电压的函数,
-在所述控制单元(15)中根据在成像测量时要检查的患者(P)确定所述X射线辐射的强度的期望值,
-从所述X射线辐射强度特征曲线中根据所述X射线辐射的强度的期望值选择所述发射体电压,和
-将所选择的发射体电压施加在所述场发射阴极上,由此确定所述X射线辐射的强度。
10.一种用于借助指状的阴极头确定X射线辐射的强度的方法,所述方法具有下述步骤:
-提供具有指状的阴极头的曲折的扁平发射体,
-在控制单元中提供X射线辐射强度特征曲线作为在所述指状的阴极头上的反向电压的函数,
-在所述控制单元中根据在成像测量时要检查的患者确定所述X射线辐射的强度的期望值,
-从所述X射线辐射强度特征曲线中根据所述X射线辐射的强度的期望值的选择反向电压,和
-将所选择的反向电压施加在所述指状的阴极头上,由此确定所述X射线辐射的强度。
11.一种X射线装置(10),所述X射线装置具有:
-X射线管(11),
-X射线检测器(12),和
-控制单元(15),其中所述X射线装置(10)按照根据上述权利要求中任一项所述的用于确定X射线辐射的强度的方法构成。
12.一种单X射线管计算机断层扫描仪,所述单X射线管计算机断层扫描仪具有
-根据权利要求11所述的X射线装置(10)。
13.一种双X射线管计算机断层扫描仪,所述双X射线管计算机断层扫描仪具有:
-根据权利要求11所述的X射线装置(10),其中所述X射线装置具有另一X射线管,并且所述X射线装置按照根据权利要求8所述的确定X射线辐射的强度的方法构成。
14.一种计算机程序产品,所述计算机程序产品能够直接加载到计算单元的存储器中并且具有程序代码机构,以便当在所述计算单元中执行所述计算机程序产品时执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。
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