DE102013106940B4

DE102013106940B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer thermisch stabilen Kathode in einer Röntgenröhre

Info

Publication number: DE102013106940B4
Application number: DE102013106940.1A
Authority: DE
Inventors: Sergio Lemaitre
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2023-05-25
Anticipated expiration: 2033-07-03
Also published as: US20140010354A1; JP6230828B2; US8831178B2; JP2014013757A; DE102013106940A1

Abstract

Röntgenbildgebungssystem, aufweisend:einen Detektor, der zum Empfang von Röntgenstrahlen positioniert ist;eine Röntgenröhre, die zum Erzeugen von Röntgenstrahlen in Richtung des Detektors von einer Brennfleckoberfläche eingerichtet ist, wobei die Röntgenröhre aufweist:ein Target mit der Brennfleckoberfläche;einen Kathodenstützarm; undeine an dem Kathodenstützarm befestigte Kathode, aufweisend:einen geteilten Kathodenbecher mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, der von dem ersten Abschnitt getrennt ist, wobei der erste Abschnitt eine erste Emitterbefestigungsoberfläche hat und der zweite Abschnitt eine zweite Emitterbefestigungsoberfläche hat; undeinen Flachemitter, der an der ersten Emitterbefestigungsoberfläche und an der zweiten Emitterbefestigungsoberfläche dergestalt befestigt ist, dass, wenn dem ersten Abschnitt des Kathodenbechers ein elektrischer Strom zugeführt wird, der Strom durch den Flachemitter fließt und zu dem zweiten Abschnitt des Kathodenbechers dergestalt zurückkehrt, dass Elektronen von dem Flachemitter und zu der Brennfleckoberfläche hin emittiert werden.

Description

Hintergrund der Erfindung
Ausführungsformen der Erfindung betreffen allgemein Röntgenbildgebungsvorrichtungen und insbesondere eine Röntgenröhre mit einem verbesserten Kathodenaufbau.
Röntgensysteme enthalten typischerweise eine Röntgenröhre, einen Detektor und eine Stützstruktur für die Röntgenröhre und den Detektor. Im Einsatz befindet sich ein Bildgebungstisch, auf welchem ein Objekt positioniert ist, zwischen der Röntgenröhre und dem Detektor. Die Röntgenröhre emittiert typischerweise Strahlung, wie z.B. Röntgenstrahlen, auf das Objekt. Die Strahlung passiert typischerweise das Objekt auf dem Bildgebungstisch und trifft auf den Detektor auf. Während die Strahlung das Objekt passiert, bewirken interne Strukturen des Objektes räumliche Schwankungen in der bei dem Detektor empfangenen Strahlung. Das Datenerfassungssystem liest dann die in dem Detektor empfangenen Signale aus und das System überträgt dann die Strahlungsschwankungen in ein Bild, welches dazu genutzt werden kann, den Innenaufbau des Objektes zu bewerten. Der Fachmann wird erkennen, dass das Objekt einen Patienten in einer medizinischen Bildgebungsprozedur und ein unbelebtes Objekt wie beispielsweise ein Paket in einem Röntgenscanner oder einem Computertomographie-(CT)-Gepäckscanner beinhalten kann, aber nicht darauf beschränkt ist.
Röntgenröhren enthalten typischerweise eine Anodenstruktur für den Zweck der an einem Brennfleck erzeugten Wärme. Eine Röntgenröhrenkathode liefert einen Elektronenstrahl aus einem Emitter, der unter Verwendung einer über einem Kathoden/Anoden-Vakuumspalt angelegten Hochspannung beschleunigt wird, um Röntgenstrahlen bei dem Aufprall auf der Anode zu erzeugen. Der Bereich, wo der Elektronenstrahl auf die Anode auftrifft, wird oft als der Brennfleck bezeichnet. Typischerweise enthält die Kathode ein oder mehrere zylindrisch gewickelte Heizfäden, die in einem Becher zum Emittieren von Elektronen als ein Strahl positioniert sind, um beispielsweise einen großen Brennfleck für hohe Leistung oder einen kleinen Brennfleck für hohe Auflösung zu erzeugen. Es können Bildgebungsanwendungen konstruiert werden, die eine Auswahl entweder eines kleinen oder großen Brennfleckes mit einer speziellen Form abhängig von der Anwendung beinhalten.
Herkömmliche zylindrisch gewickelte Heizfäden emittieren jedoch Elektronen in einem komplexen Muster, das stark von der Umgebungsposition abhängig ist, von welchem sie zu der Anode emittiert werden. Aufgrund des komplexen Elektronenemissionsmusters von einem zylindrischen Heizfaden können sich daraus ergebende Brennflecke ungleichmäßige Profile haben, die gegenüber der Platzierung in dem Becher hoch empfindlich sind. Somit werden zylindrisch gewickelte auf Heizfäden basierende Kathoden gefertigt, deren Heizfaden mit sehr engen Toleranzen positioniert ist, um die genauen Brennfleckanforderungen in einer Röntgenröhre zu erfüllen.
Um ein gleichmäßigeres Profil von Elektronen zu in Richtung der Anode zur Erzielung eines gleichmäßigeren Brennfleckes zu erzeugen, wurden vor kurzem Kathoden mit einer Flachemitteroberfläche entwickelt. Typischerweise kann ein Flachemitter die Form eines D-förmigen Heizfadens annehmen, der ein gewickelter Heizfaden ist, bei dem die Flachstelle des „D“ zu der Anode zeigt. Eine derartige Konstruktion emittiert ein gleichmäßigeres Muster von Elektronen und emittiert weitaus weniger Elektronen von der gerundeten Oberfläche des Heizfadens, der von der Anode weg zeigt (d.h. der zu dem Becher zeigt). D-förmige Heizfäden sind jedoch teuer in der Herstellung (sie werden typischerweise um einen D-förmigen Dorn geformt) und erfordern typischerweise ebenfalls sehr enge Herstellungstoleranzen und getrennt vorgespannte Fokuselektroden, um Brennfleckanforderungen zu erfüllen.
Somit kann in einem weiteren Beispiel einer flachen Oberfläche zum Erzeugen eines Heizfadens eine Flachemitteroberfläche (oder ein „Flachemitter“) in dem Kathodenbecher mit der flachen Oberfläche rechtwinklig zu der Anode positioniert angeordnet sein. Ein Flachemitter wird typischerweise mit einem sehr dünnen Material mit daran befestigten Elektroden erzeugt, welche deutlich preiswerter im Vergleich zu gewickelten (zylindrischen oder D-förmigen) Heizfäden zu fertigen sein können und eine verringerte Platzierungstoleranz im Vergleich zu einem herkömmlichen gewickelten Heizfaden haben können.
Ungeachtet, dass sie dünn sind (vielleicht wenige hundert Mikrometer in der Dicke), haben jedoch Elektronen trotzdem die Tendenz, von dem Rand des Flachemitters zu emittieren, was ein ungleichförmiges Emissionsprofil bewirkt, das zu einem ungleichmäßigen Brennfleck führen kann. Demzufolge enthalten Flachemitter typischerweise getrennt vorgespannte Fokuselektroden, um auch Brennfleckanforderungen zu erfüllen.
Ein Flachemitter enthält typischerweise Unterstützungsschenkel, um sowohl eine tragende Unterstützung für den Flachemitter sowie einen Pfad für die Zuführung von elektrischem Strom zu dem Emitter bereitzustellen. Somit kann der Emitter eine deutliche Temperatursteigerung in Bezug auf die umgebende Fokussierungsstruktur (d.h. den Kathodenbecher) haben, was zu einer Wärmeausdehnung der Unterstützungsschenkel und zu einer Veränderung in der Position des Flachemitters in Bezug auf seinen umgebenden Becher führt. Eine derartige Bewegung kann eine Veränderung in der Brennfleckposition und der Form während des Betriebs der Röntgenröhre bewirken, was zu einer Drift der Modulationsübertragungsfunktion (MTF) führt, was das Auftreten von Bildartefakten bewirken kann.
In der Patentanmeldung US 2010/0 195 797 A1 wird eine Röntgenstrahlenquelle mit einem thermionischen Elektronenemitter beschrieben. Der Patentanmeldung DE 40 23 490 A1 ist eine Einrichtung zur Steuerung der Brennpunktposition in einer Röntgenstrahlröhre zu entnehmen. In der US 4,373,144 A wird eine Kathodenanordnung für eine Röntgenvorrichtung beschrieben.
In WO 2009/ 013 677 A1 ist beispielsweise eine Elektronenemitterkonstruktion in 6 dargestellt, die den negativen Einfluss der Wärmeausdehnung der Emitterunterstützungsschenkel reduzieren kann. Dieser Emitter hat einen äußeren Abschnitt, der mechanisch mit dem die Emissionsoberfläche bildenden inneren Abschnitt verbunden ist. Während der Wärmeausdehnung bewegen sich der äußere und innere Abschnitt zusammen und reduzieren damit den negativen Einfluss auf dem Brennfleck.
Jedoch ermöglicht die in WO 2009/ 013 677 A1 beschriebene Emitterkonstruktion immer noch eine relative Verschiebung des Emitters in Bezug auf den Kathodenbecher während einer Wärmeausdehnung der Emitterschenkel und somit eine negative Beeinflussung der Brennfleckposition und -form während des Betriebs der Röntgenröhre.
Daher wäre es wünschenswert, über eine Vorrichtung und ein Verfahren zu verfügen, die in der Lage sind, die Auswirkungen der Wärmeausdehnung der Schenkel eines Flachemitters in einem Röntgenbildgebungssystem zu reduzieren oder zu beseitigen.
Kurzbeschreibung
Ausführungsformen der Erfindung stellen eine Vorrichtung und ein Verfahren bereit, die die vorgenannten Nachteile überwinden, indem sie einen thermisch stabilen Flachemitter in einer Kathodenbaugruppe bereitstellen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält ein Röntgenbildgebungssystem einen Detektor, der zum Empfang von Röntgenstrahlen positioniert ist, eine Röntgenröhre, die zum Erzeugen von Röntgenstrahlen in Richtung des Detektors von einer Brennfleckoberfläche eingerichtet ist, wobei die Röntgenröhre ein Target mit einer Brennfleckoberfläche, einen Kathodenstützarm und eine an dem Kathodenstützarm befestigte Kathode enthält. Die Kathode enthält einen geteilten Kathodenbecher mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, der von dem ersten Abschnitt getrennt ist, wobei der erste Abschnitt eine erste Emitterbefestigungsoberfläche hat und der zweite Abschnitt eine zweite Emitterbefestigungsoberfläche hat, und einen Flachemitter, der an der ersten Emitterbefestigungsoberfläche und an der zweiten Emitterbefestigungsoberfläche so befestigt ist, dass, wenn dem ersten Abschnitt des Kathodenbechers ein elektrischer Strom zugeführt wird, der Strom den Flachemitter passiert und zu dem zweiten Abschnitt des Kathodenbechers so zurückkehrt, dass Elektronen von dem Flachemitter und zu der Brennfleckoberfläche hin emittiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung einer Kathodenbaugruppe für eine Röntgenröhre den Schritt der Bereitstellung eines Emitters mit einer ebenen Oberfläche, aus welcher Elektronen emittiert werden, wenn ein elektrischer Strom hindurchgeleitet wird, wobei der Emitter eine erste Befestigungsoberfläche und eine zweite Befestigungsoberfläche hat, den Schritt der Bereitstellung eines ersten Abschnittes eines Kathodenbechers und eines zweiten Abschnittes des Kathodenbechers, der von dem ersten Abschnitt des Kathodenbechers getrennt ist, den Schritt der Befestigung des ersten und zweiten Abschnittes des Kathodenbechers an einer Kathodenstützstruktur der Röntgenröhre dergestalt, dass der erste und zweite Abschnitt des Kathodenbechers elektrisch von der Kathodenstützstruktur isoliert sind, den Schritt der Verbindung einer Stromzuleitung mit dem ersten Abschnitt des Kathodenbechers, der Verbindung einer Stromrückleitung mit dem zweiten Abschnitt des Kathodenbechers, der Befestigung der ersten Befestigungsoberfläche des Flachemitters an dem ersten Abschnitt des Kathodenbechers und der Befestigung der zweiten Befestigungsoberfläche des Flachemitters an dem zweiten Abschnitt des Kathodenbechers dergestalt, dass, wenn ein Strom durch die Stromzuleitung geliefert wird, Elektronen aus dem Emitter zu einem Target der Röntgenröhre hin emittiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält eine Kathodenbaugruppe für eine Röntgenröhre eine Stützstruktur, eine an der Stützstruktur befestigte erste Kathodenbecherkomponente, eine von der ersten Kathodenbecherkomponente getrennte zweite Kathodenbecherkomponente, die an der Stützstruktur befestigt ist, eine Stromzuleitung, die elektrisch mit der ersten Kathodenbecherkomponente verbunden ist, eine Stromrückleitung, die elektrisch mit der zweiten Kathodenbecherkomponente verbunden ist, und einen Flachemitter, der sowohl an der ersten Kathodenbecherkomponente als auch der zweiten Kathodenbecherkomponente dergestalt befestigt ist, dass, wenn ein elektrischer Strom der ersten Kathodenbecherkomponente zugeführt wird, der Strom durch den Flachemitter fließt und durch die zweite Kathodenbecherkomponente dergestalt zurückfließt, dass Elektronen aus dem Flachemitter und auf die Brennfleckoberfläche der Röntgenröhre hin emittiert werden.
Verschiedene weitere Merkmale und Vorteile werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich.
Figurenliste
Die Zeichnungen stellen eine oder mehrere Ausführungsformen dar, die derzeit für die Ausführung von Ausführungsformen der Erfindung in Betracht gezogen werden.
In den Zeichnungen ist:

1 eine Blockdarstellung eines Bildgebungssystems, das von einem Einbau einer Ausführungsform der Erfindung profitieren kann.
2 eine Querschnittsansicht einer Röntgenröhre, die Ausführungsformen der Erfindung enthält.
3 die Ansicht eines Endes einer Kathode gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
4 eine perspektivische Ansicht eines Flachemitters, der in einer Kathodenbaugruppe gemäß Ausführungsformen der Erfindung positioniert werden kann.
5 eine Kathodenbaugruppe, die x-Wobbelelektroden einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.
6 eine bildliche Darstellung eines Röntgensystems zur Verwendung mit einem nicht-invasiven Gepäckinspektionssystem, das von dem Einbau einer Ausführungsform der Erfindung profitieren kann.

Detaillierte Beschreibung
1 ist eine Blockdarstellung einer Ausführungsform eines Bildgebungssystems 10, das sowohl dafür ausgelegt ist, Ursprungsbilddaten zu erfassen sowie die Bilddaten zur Darstellung und/oder Analyse gemäß Ausführungsformen der Erfindung zu verarbeiten. Der Fachmann erkennt, dass Ausführungsformen der Erfindung auf zahlreiche, eine Röntgenröhre implementierende, medizinische Bildgebungssysteme, wie z.B. Röntgen- oder Mammographiesysteme anwendbar sind. Weitere Bildgebungssysteme, wie z.B. Computertomographie-(CT)-Systeme und digitale Radiographie-(RAD)-Systeme, welche dreidimensionale Daten des Bildes für ein Volumen erfassen, profitieren ebenfalls von Ausführungsformen der Erfindung. Die nachstehende Diskussion eines Röntgensystems 10 ist lediglich ein Beispiel einer derartigen Implementation und soll keine Einschränkung bezüglich der Modalität darstellen.
Gemäß Darstellung in 1 enthält das Röntgensystem 10 eine Röntgenquelle 12, die dafür eingerichtet ist, ein Bündel von Röntgenstrahlen 14 durch ein Objekt 16 zu projizieren. Das Objekt 16 kann eine menschliche Person, Gepäckstücke oder andere Objekte beinhalten, die gescannt werden sollen. Die Röntgenquelle 12 kann eine herkömmliche Röntgenröhre sein, die Röntgenstrahlen mit einem Energiespektrum erzeugt, das typischerweise von 30 keV bis 200 keV reicht. Die Strahlen 14 passieren das Objekt 16 und treffen nach der Abschwächung durch das Objekt auf einen Detektor 18 auf. Jeder Detektor in dem Detektor 18 erzeugt ein analoges elektrisches Signal, das die Intensität eines auftreffenden Röntgenstrahlbündels repräsentiert, und somit das abgeschwächte Strahlbündel, während es das Objekt 16 passiert. In einer Ausführungsform ist der Detektor 18 ein Szintillations-basierender Detektor, wobei jedoch auch vorstellbar ist, dass Direktumwandlungsdetektoren (z.B. CZT-Detektoren usw.) ebenfalls implementiert sein können.
Ein Prozessor 20 empfängt die Signale aus dem Detektor 18 und erzeugt ein dem gescannten Objekt 16 entsprechendes Bild. Ein Computer 22 kommuniziert mit einem Prozessor 20, um einem Bediener zu ermöglichen, unter Anwendung einer Bedienerkonsole 24, die Scanparameter zu steuern und das erzeugte Bild zu betrachten. D.h. die Bedienerkonsole 24 enthält eine bestimmte Form einer Benutzerschnittstelle, wie z.B. eine Tastatur, Maus, sprachaktivierte Steuerung oder irgendeine andere geeignete Eingabevorrichtung, die es einem Bediener ermöglicht, das Röntgensystem zu steuern und das rekonstruierte Bild oder andere Daten aus dem Computer 22 auf einer Anzeigeeinheit 26 zu betrachten. Zusätzlich ermöglicht es die Konsole 24 einem Bediener, das erzeugte Bild in einer Speichervorrichtung 28 zu speichern, welche Festplattenlaufwerke, einen Flash-Speicher, Compact Discs usw. enthalten kann. Der Bediener kann auch die Konsole 24 verwenden, um Befehle und Instruktionen an den Computer 22 zum Steuern einer Quellensteuerung 30 auszugeben, die Energie und Zeittaktsignale an die Röntgenquelle 12 liefern.
2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer Röntgenröhre 12, welche Ausführungsformen der Erfindung verkörpert. Die Röntgenröhre 12 enthält ein Gehäuse 50, das einen Vakuumbereich 54 einschließt und eine Anode 56 und eine Kathodenbaugruppe 60 sind darin positioniert. Die Anode 56 enthält ein Target 57 mit einer Targetspur 86 und eine daran angebrachte Targetnabe 59. Die Begriffe „Anode“ und „Target“ sind voneinander zu unterscheiden, wobei das Target typischerweise eine Stelle, wie z.B. einen Brennfleck, enthält, wo Elektronen auf ein hitzefestes Metall mit hoher Energie auftreffen, um Röntgenstrahlen zu erzeugen, und sich der Begriff Anode typischerweise auf einen Aspekt einer elektrischen Schaltung bezieht, welche eine Beschleunigung der Elektronen auf diese hin bewirken kann. Das Target 56 ist auf einer Welle 61 befestigt, die von einem vorderen Lager 63 und einem hinteren Lager 65 gelagert wird. Die Welle 61 ist an einem Rotor 62 befestigt. Die Kathodenbaugruppe 60 enthält einen Kathodenbecher 73 und einen Flachemitter oder Heizfaden 55, der mit einer Stromzuführungsleitung 71 und einer Stromrückführungsleitung 75 verbunden ist, die jeweils durch einen mittigen Pfosten 51 verlaufen.
Durchführungen verlaufen durch einen Isolator 79 und sind elektrisch mit den elektrischen Leitern 71 und 75 verbunden. Die Röntgenröhre 12 enthält ein Fenster 58, das typischerweise aus einem Metall mit niedriger Atomzahl, wie z.B. Beryllium, besteht, um den Durchtritt von Röntgenstrahlen dadurch mit minimaler Abschwächung zu ermöglichen. Die Kathodenbaugruppe 60 enthält einen Stützarm 81, die den Kathodenbecher 73, einen Flachemitter 55, sowie weitere Komponenten davon unterstützt. Der Stützarm 81 stellt auch einen Durchlass für die Leiter 71 und 75 bereit. Die Kathodenbaugruppe 60 enthält Z-Ablenkungselektroden 85, die elektrisch von dem Kathodenbecher 73 isoliert sind und elektrisch mit (nicht dargestellten) Leitern durch den Stützarm 81 und durch den Isolator 79 hindurch in einer ähnlichen Weise wie der in den Durchführungen 77 dargestellten verbunden sind.
In Betrieb wird das Target 56 über einen (nicht dargestellten) Stator außerhalb des Rotors 62 angetrieben. Ein elektrischer Strom wird an den Flachemitter 55 über die Durchführungen 77 angelegt, um den Emitter 55 zu erhitzen und Elektronen 67 davon zu emittieren. Ein elektrisches Hochspannungspotential wird zwischen der Anode 56 und der Kathode 60 angelegt und der Unterschied dazwischen beschleunigt die emittierten Elektronen 67 von der Kathode 60 zur Anode 56. Die Elektronen 67 treffen auf das Target 57 bei der Targetspur 86 auf und Röntgenstrahlen 69 werden davon auf einen Brennfleck 89 emittiert und passieren das Fenster 58.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine rasch wechselnde Vorspannung (z.B. wenige kHz oder mehr) an die Z-Elektroden 85 angelegt, die eine Ablenkung von Elektronen (im Fachgebiet als „Wobbelung“ oder „schwebender Brennfleck“ bezeichnet) bewirken, was dementsprechend eine Verschiebung der Lage des Brennfleckes 89 bewirkt. Die sich rasch verschiebende Position des Brennfleckes 89 kann vorteilhaft zur Verbesserung der Auflösung und Bildqualität genutzt werden, wie es im Fachgebiet bekannt ist. Ferner sind die Z-Elektroden 85 in einer Position dargestellt, dass, wenn die Vorspannung abwechselnd daran angelegt wird, die Verschiebung des Brennfleckes entlang der radialen Richtung des Targets 57 stattfindet, was eine rasche Änderung in der Position des Brennfleckes 89 auf der Targetspur 86 und eine Emission von wechselnden Stellen entlang einer Scheibe oder Z-Richtung 66, wie im Fachgebiet bekannt, bewirkt. In einer alternativen Ausführungsform können anstelle von oder zusätzlich zu den Z-Elektroden 85, auch (nicht dargestellte) Breitenelektroden enthalten sein, welche vor und hinter dem Flachemitter 55 in 2 positioniert sind. Die vorderen und hinteren Elektroden können in gleicher Weise schnell vorgespannt werden, um den Brennfleck 89 entlang der Breitenrichtung des Brennfleckes 89 (in die oder aus der Blattseite) zu wobbeln, was vorteilhaft zum Verbessern der Auflösung und Bildqualität, wie ebenfalls im Fachgebiet bekannt, genutzt werden kann.
In 3 ist ein Abschnitt der Kathodenbaugruppe 60 dargestellt. Die in 3 dargestellte ist aus einem anderen Sichtwinkel als die in 2 dargestellte dargestellt. D.h., die Breitenrichtung 196 von 3 entspricht einer Breite des Brennfleckes 89 von 2, welcher wie festgestellt, in die und aus der Blattseite von 2 verläuft. Die Kathodenbaugruppe 60 enthält den Kathodenstützarm 81 und einen geteilten Kathodenbecher 200, der einen ersten Abschnitt 202 und einen zweiten Abschnitt 204 enthält, die mit dem Kathodenstützarm 81 verbunden sind und ein Isolationsmaterial 206 haben, das zum Isolieren der Becherabschnitte 202, 204 von dem Kathodenstützarm 81 positioniert ist. Der Flachemitter 55 ist darin positioniert und elektrisch mit den Becherabschnitten 202, 204 an einer entsprechenden ersten und zweiten Befestigungsoberfläche 208, 210 befestigt. Gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist der Flachemitter 55 an der ersten und zweiten Befestigungsoberfläche beispielsweise unter Anwendung von Laserhartlötung oder Laserschweißung befestigt. Gemäß einer Ausführungsform enthalten der erste und zweite Abschnitt des geteilten Kathodenbechers 202, 204 einen abgestuften oder ausgeschnittenen Abschnitt 212 mit einer Tiefe 214, die mit einer Dicke 216 des Flachemitters 55 vergleichbar ist. Auf diese Weise wird, wenn eine Emission von Elektronen von einer ebenen Oberfläche des Flachemitters 55, wie z.B. der in 2 dargestellten Elektronen 67 bewirkt wird, eine Emission der Elektronen 67 gemäß dieser Ausführung von den Rändern 218 verhindert.
Elektrischer Strom wird zu dem Flachemitter 55 über eine Stromzuführungsleitung 220 und von dem Flachemitter 55 weg über eine Stromrückführungsleitung 222 geleitet, welche elektrisch mit der Quellensteuerung 30 verbunden sind und durch den Computer 22 des Systems 10 in 1 gesteuert werden. Im Übrigen entsprechen die Zuführungs- und Rückführungsleitungen 220 und 222 dem in 2 dargestellten Stromführungsleiter 71 und Stromrückführungsleiter 75. Außerdem können, obwohl die Zuführungs- und Rückführungsleitungen 220, 222 als außerhalb des Kathodenstützarms 81 dargestellt sind, die Zuführungs- und Rückführungsleitungen 220, 222 gemäß weiteren Ausführungsformen durch den Kathodenstützarm 81 und das isolierende Material 206 verlaufen.
Der Flachemitter 55 ist in 3 mit Unterbrechungen 224 darin dargestellt. Gemäß Darstellung in 4 ist jedoch der Flachemitter 55 ein in solcher Weise hergestelltes einteiliges Stück, dass Strom von einem Rand entlang seiner Länge zum anderen Rand fließt. D.h. 3 veranschaulicht einen Querschnitt der Kathodenbaugruppe 60 und ist beispielsweise an der Stelle „A“ in 4 dargestellt. Wie man sehen kann, erstrecken sich die Unterbrechungen 224 entlang eines Längsverlaufs 226 des Flachemitters 55, jedoch in einer Weise, die den Flachemitter 55 als einteiliges Stück hinterlässt. Der Flachemitter 55 enthält eine Länge 226 und eine Breite 228. Die Länge 226 entspricht der Profilansicht des Flachemitters 55 gemäß Darstellung in 2 und die Breite 228 erstreckt sich entlang der Breitenrichtung 198, und die Länge 226 ist größer als die Breite 228.
Der Flachemitter enthält ein ausgeschnittenes Muster, das ein bandförmiges hin- und herverlaufendes Muster von Schenkeln enthält, entlang welchen Strom fließt, wenn diesem ein Strom zugeführt wird. Der Flachemitter enthält einen ersten und zweiten Kontaktbereich 232, 234, die durch Abgrenzungen 236 begrenzt sind, und befindet sich an einer ersten und zweiten Stelle entlang der Breite 228. Der erste und zweite Kontaktbereich 232, 234 entsprechen der ersten und zweiten Befestigungsoberfläche 208 und 210 der geteilten Kathode 200 und können daran unter Verwendung von Schweißpunkten, Schweißnähten. Hartlötung oder andere bekannten Verfahren befestigt sein. Wie unter Bezugnahme auf 3 und 4 festgestellt, wird ein Strom an einen ersten Abschnitt 202 angelegt, welcher dadurch zu dem Flachemitter 55 durch die Oberfläche 208 und zu dem ersten Kontaktbereich 232 und dann entlang dem hin- und herverlaufenden Muster 230 fließt, bevor er zu dem zweiten Abschnitt 204, durch den zweiten Kontaktbereich 234 und die Befestigungsoberfläche zurückkehrt und dann die Stromrückführungsleitung 222 passiert.
Das Muster enthält eine Anzahl von Sprossen oder Schenkeln, die hin- und herverlaufen und entlang welchen Strom fließt. Der Flachemitter hat eine Dicke im Bereich von 200 bis 500 Mikrometer, ist jedoch nicht darauf beschränkt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dicke 300 Mikrometer oder weniger, wobei jedoch dem Fachmann bekannt ist, dass die bevorzugte Dicke auch von der Breite der Schenkel 2380 abhängig ist. Das heißt, dass, wie im Fachgebiet bekannt, der elektrische Widerstand sowohl als Funktion der Breite der Schenkel als auch der Dicke des Flachemitters (d.h. als Funktion der seiner Querschnittsfläche) variiert. Gemäß der Erfindung kann die Breite jedes Schenkels 238 dieselbe innerhalb aller Schenkel sein, oder kann abhängig von Emissionscharakteristik und Leistungsanforderungen von Schenkel zu Schenkel variieren.
Der Flachemitter 55 ist in der Kathodenbaugruppe 60 wie in 3 dargestellt und wie es auch in der Röntgenröhre 10 von 2 dargestellt positioniert. Somit wird, wenn dem Flachemitter 55 Strom zugeführt wird, der Strom veranlasst, entlang der Schenkel 238 hin und her zu fließen und die zwischen der Kathodenbaugruppe 60 und der Anode 56 angelegte Hochspannung bewirkt dadurch, dass Elektronen 67 von den Schenkeln 238 und zu dem Brennfleck 89 hin emittiert werden. Wie im Fachgebiet allgemein bekannt, hängt das Emissionsmuster der Elektronen 67 von einer Anzahl von Faktoren ab, welche, jedoch nicht darauf beschränkt, die Breite der Schenkel 238, die Dicke des Emitters 55, die Menge des zugeführten Stroms und die Größe der zwischen der Kathodenbaugruppe 60 und der Anode angelegten Hochspannung beinhalten. D.h., dass, wie im Fachgebiet bekannt, die Emission von der von dem Heizfaden, wie z.B. dem flachen Heizfaden 50, erreichten Temperatur abhängt. Somit versteht sich, dass, wenn Strom in den Heizfaden 55 eingegeben wird, obwohl die höheren Temperaturen in den Pfaden erreicht werden, die die Schenkel 238 enthalten, auch andere Abschnitte des flachen Heizfadens eine hohe Temperatur erreichen, die in einigen Ausführungsformen auch eine Emission von Elektronen von den anderen Abschnitten bewirken können. Beispielsweise können Elektronen aus dem ersten und zweiten Kontaktbereich 232 und 234 oder von den Rändern 218 des Flachemitters 55 emittiert werden.
Um eine Elektronenemission von den Rändern 240 (auch dem Rand 218 von 3 entsprechend) zu vermeiden oder zu reduzieren, können die Ränder 240 absichtlich so verdeckt werden, dass eine Emission minimiert wird. Somit ist, wie in 3 dargestellt, der Flachemitter 55 in Abstufungen oder Ausschnitten 212 in einer Tiefe 214 positioniert, die gleich der Dicke 216 des flachen Heizfadens 575 ist oder diese überschreitet. Somit stellt die Elektronenoptik der offengelegten Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Positionieren eines Flachemitters in einer Kathodenbaugruppe für Zwecke bereit, die den Umstand beinhalten, aber nicht darauf beschränkt sind, dass der Flachemitter fest mit dem geteilten Kathodenbecher verbunden ist, damit, sobald sich der Kathodenbecher während der Nutzung (Erwärmung und Abkühlung) ausdehnt und schrumpft, der Flachemitter 55 damit bewegt, was verhindert, dass sich seine relative Lage in Bezug auf den umgebenden Kathodenbecher verändert. Wie im Fachgebiet bekannt, ist die Fokussierung ein Ergebnis teilweise des Heizfadens und seiner Position in Bezug auf die umgebenden vorgespannten Komponenten, womit, sobald sich der flache Heizfaden zusammen mit dem Kathodenbecher bewegt, die relativen Feldänderungen minimiert werden und die Emission von Elektronen minimiert wird.
Ferner können wie im Fachgebiet bekannt, von dem flachen Heizfaden 55 emittierte Elektronen unter Verwendung von Ablenkungselektroden abgelenkt werden, um eine Wobbelung des Brennfleckes bei einer hohen Geschwindigkeitsrate zu bewirken, um die Bildauflösung zu verbessern. Somit können Elektroden in der Nähe des flachen Heizfadens 55 vorgesehen sein, die eine Ablenkungsfähigkeit für die Elektronen 67 entweder in einer Z-Richtung, einer X-Richtung oder beiden bereitstellen. Gemäß Darstellung in 2 und wie vorstehend diskutiert, sind Elektronen 85 an beiden Enden der Kathodenbaugruppe 60 und entlang deren Länge positioniert, welche abwechselnd zum Bewirken einer Ablenkung des Brennfleckes 89 so vorgespannt werden können, dass eine Wobbelung des Brennfleckes entlang der Z-Richtung 66 erfolgt. Jedoch können Ablenkungselektroden in der anderen Ebene in die und aus der Blattseite von 1 vorgesehen sein, um eine Wobbelungsfähigkeit auch in der X-Richtung bereitzustellen.
In 5 wird nun die Kathodenbaugruppe von 3 veranschaulicht. Wie festgestellt, enthält die Kathodenbaugruppe 60 Stromzuführungs- und Rückführungsleitungen, um Strom an den (in 5 nicht dargestellten) Flachemitter 55 zu liefern. Es stehen jedoch, wie ebenfalls festgestellt, weitere Verfahren gemäß der Erfindung zur Verfügung, um Strom an den Flachemitter 55 beispielsweise durch die Bereitstellung einer Durchführung im Stützarm 81 zu liefern. Auch die Kathodenbaugruppe 60 kann eine Möglichkeit zum Wobbeln des Brennfleckes in einer X-Richtung 242 in der Röntgenröhre 12 enthalten. Somit kann die Kathodenbaugruppe 60 auch x-Elektroden 244 enthalten, die von dem Kathodenstützarm (Isolation nicht dargestellt) isoliert sind und abwechselnd vorgespannt werden (die Vorspannungsleitungen sind nicht dargestellt), um die Elektronen 67 schnell zu wobbeln.
Somit ist der Emitter 55 auf einem größeren Wärmesenkenmaterial (d.h. auf dem ersten Abschnitt 202 und dem zweiten Abschnitt 204 des geteilten Kathodenbechers 200) montiert, welcher aufgrund der thermischen Masse der Abschnitte 202, 204 im Vergleich zu herkömmlichen Schenkeln, die zum Befestigen von Kathodenheizfäden benutzt werden, weniger beeinflusst ist. Ferner ist der Flachemitter 55 an der Fokussierungsstruktur arretiert, was eine Bewegung des Flachemitters 55 zusammen mit dem Kathodenbecher bewirkt, sobald sich der Kathodenbecher während des Betriebs erwärmt und abkühlt, was eine Bewegung des Flachemitters 55 in Bezug auf die umgebende Fokussierungsstruktur reduziert oder eliminiert.
6 ist eine bildliche Ansicht eines Röntgensystems 500 zur Verwendung bei einem nicht-invasiven Gepäckinspektionssystem. Das Röntgensystem 500 enthält ein Portal 502 mit einer Öffnung 504, durch welches Pakete oder Gepäckstücke passieren können. Das Portal 502 beherbergt eine Quelle hochfrequenter elektromagnetischer Energie, wie z.B. eine Röntgenröhre 506, und eine Detektorbaugruppe 508. Ein Transportsystem 510 ist ebenfalls vorgesehen und enthält ein von einer Struktur 514 gelagertes Förderband 512, um automatisch und kontinuierlich Pakete oder Gepäckstücke 516 zum Scannen durch die Öffnung 504 zu transportieren. Die Objekte 516 werden durch das Förderband 512 durch die Öffnung 504 geführt, dann Bildgebungsdaten erfasst und dann entfernt das Förderband 512 die Pakete 516 in einer gesteuerten und kontinuierlichen Weise aus der Öffnung 504. Demzufolge können Postinspektoren, Gepäckpersonal und anderes Sicherheitspersonal die Inhalte der Pakete 516 nicht-invasiv auf Sprengstoffe, Messer, Pistolen, Kontrabande usw. untersuchen. Der Fachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass das Portal 502 stationär oder drehbar sein kann. Im Falle eines drehbaren Portals 502 kann das System 500 dafür eingerichtet sein, als ein CT-System zum Scannen von Gepäck oder für andere industrielle oder medizinische Anwendungen eingerichtet sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält ein Röntgenbildgebungssystem einen zum Aufnehmen von Röntgenstrahlen positionierten Detektor, eine Röntgenröhre, die zum Erzeugen von Röntgenstrahlen in Richtung des Detektors von einer Brennfleckoberfläche eingerichtet ist, die Röntgenröhre enthält ein Target mit einer Brennfleckoberfläche, einen Kathodenstützarm und eine an dem Kathodenstützarm befestigte Kathode. Die Kathode enthält einen geteilten Kathodenbecher mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, der von dem ersten Abschnitt getrennt ist, wobei der erste Abschnitt eine erste Emitterbefestigungsoberfläche hat und der zweite Abschnitt eine zweite Emitterbefestigungsoberfläche hat, und einen Flachemitter, der an der ersten Emitterbefestigungsoberfläche und an der zweiten Emitterbefestigungsoberfläche so befestigt ist, dass, wenn ein elektrischer Strom an den ersten Abschnitt des Kathodenbechers geliefert wird, der Strom durch den Flachemitter fließt und zu dem zweiten Abschnitt des Kathodenbechers dergestalt zurückkehrt, dass Elektronen aus dem Flachemitter und zu der Brennfleckoberfläche hin emittiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung einer Kathodenbaugruppe für eine Röntgenröhre den Schritt der Bereitstellung eines Emitters mit einer ebenen Oberfläche, aus welcher Elektronen emittiert werden, wenn ein elektrischer Strom hindurchgeleitet wird, wobei der Emitter eine erste Befestigungsoberfläche und eine zweite Befestigungsoberfläche hat, den Schritt der Bereitstellung eines ersten Abschnittes eines Kathodenbechers und eines zweiten Abschnittes des Kathodenbechers, der von dem ersten Abschnitt des Kathodenbechers getrennt ist, den Schritt der Befestigung des ersten und zweiten Abschnittes des Kathodenbechers an einer Kathodenstützstruktur der Röntgenröhre dergestalt, dass der erste und zweite Abschnitt des Kathodenbechers elektrisch von der Kathodenstützstruktur isoliert sind, den Schritt der Verbindung einer Stromzuleitung mit dem ersten Abschnitt des Kathodenbechers, der Verbindung einer Stromrückleitung mit dem zweiten Abschnitt des Kathodenbechers, der Befestigung der ersten Befestigungsoberfläche des Flachemitters an dem ersten Abschnitt des Kathodenbechers und der Befestigung der zweiten Befestigungsoberfläche des Flachemitters an dem zweiten Abschnitt des Kathodenbechers dergestalt, dass, wenn ein Strom durch die Stromzuleitung geliefert wird, Elektronen aus dem Emitter zu einem Target der Röntgenröhre hin emittiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält eine Kathodenbaugruppe für eine Röntgenröhre eine Stützstruktur, eine an der Stützstruktur befestigte erste Kathodenbecherkomponente, eine von der ersten Kathodenbecherkomponente getrennte zweite Kathodenbecherkomponente, die an der Stützstruktur befestigt ist, eine Stromzuleitung, die elektrisch mit der ersten Kathodenbecherkomponente verbunden ist, eine Stromrückleitung, die elektrisch mit der zweiten Kathodenbecherkomponente verbunden ist, und einen Flachemitter, der sowohl an der ersten Kathodenbecherkomponente als auch der zweiten Kathodenbecherkomponente dergestalt befestigt ist, dass, wenn ein elektrischer Strom der ersten Kathodenbecherkomponente zugeführt wird, der Strom durch den Flachemitter fließt und durch die zweite Kathodenbecherkomponente dergestalt zurückfließt, dass Elektronen aus dem Flachemitter und auf die Brennfleckoberfläche der Röntgenröhre hin emittiert werden.
Ausführungsformen der Erfindung wurden in Form der bevorzugten Ausführungsform(en) beschrieben, und es ist erkennbar, dass Äquivalente, Alternativen und Modifikationen neben den ausdrücklich dargestellten möglich sind und innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche liegen.
Ein Röntgenbildgebungssystem enthält einen Detektor, der zum Empfang von Röntgenstrahlen positioniert ist, eine Röntgenröhre, die zum Erzeugen von Röntgenstrahlen in Richtung des Detektors von einer Brennfleckoberfläche eingerichtet ist, wobei die Röntgenröhre ein Target mit der Brennfleckoberfläche, einen Kathodenstützarm und eine an dem Kathodenstützarm befestigte Kathode enthält. Die Kathode enthält einen geteilten Kathodenbecher mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, der von dem ersten Abschnitt getrennt ist, wobei der erste und zweite Abschnitt jeweils eine entsprechende erste und zweite Emitterbefestigungsoberfläche haben, und einen Flachemitter, der an der ersten und zweiten Emitterbefestigungsoberfläche dergestalt befestigt ist, dass, wenn dem ersten Abschnitt des Kathodenbechers ein elektrischer Strom zugeführt wird, der Strom den Flachemitter passiert und zu dem zweiten Abschnitt des Kathodenbechers dergestalt zurückkehrt, dass Elektronen von dem Flachemitter und zu der Brennfleckoberfläche hin emittiert werden.

Claims

Röntgenbildgebungssystem, aufweisend: einen Detektor, der zum Empfang von Röntgenstrahlen positioniert ist; eine Röntgenröhre, die zum Erzeugen von Röntgenstrahlen in Richtung des Detektors von einer Brennfleckoberfläche eingerichtet ist, wobei die Röntgenröhre aufweist: ein Target mit der Brennfleckoberfläche; einen Kathodenstützarm; und eine an dem Kathodenstützarm befestigte Kathode, aufweisend: einen geteilten Kathodenbecher mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, der von dem ersten Abschnitt getrennt ist, wobei der erste Abschnitt eine erste Emitterbefestigungsoberfläche hat und der zweite Abschnitt eine zweite Emitterbefestigungsoberfläche hat; und einen Flachemitter, der an der ersten Emitterbefestigungsoberfläche und an der zweiten Emitterbefestigungsoberfläche dergestalt befestigt ist, dass, wenn dem ersten Abschnitt des Kathodenbechers ein elektrischer Strom zugeführt wird, der Strom durch den Flachemitter fließt und zu dem zweiten Abschnitt des Kathodenbechers dergestalt zurückkehrt, dass Elektronen von dem Flachemitter und zu der Brennfleckoberfläche hin emittiert werden.
Bildgebungssystem nach Anspruch 1, wobei: der Flachemitter ein ausgeschnittenes Muster dergestalt aufweist, dass ein hin und her verlaufender Strompfad in dem Flachemitter ausgebildet ist.
Bildgebungssystem nach Anspruch 2, wobei: der Flachemitter an der ersten Emitterbefestigungsoberfläche befestigt ist, die sich entlang einer Länge und einer ersten Breitenstelle des Flachemitters erstreckt; der Flachemitter an der zweiten Emitterbefestigungsoberfläche befestigt ist, die sich entlang der Länge an einer zweiten Breitenstelle des Flachemitters erstreckt; und wenn der elektrische Strom zugeführt wird und durch den Flachemitter fließt, der Strom entlang dem hin und her verlaufenden Strompfad des Flachemitters fließt.
Bildgebungssystem nach Anspruch 2, wobei der Flachemitter eine Dicke hat, die weniger als 300 um ist.
Bildgebungssystem nach Anspruch 1, wobei die Röntgenröhre ferner in der Nähe der Kathode angeordnete Elektroden aufweist, um wenigstens eines von einer Richtung und Intensität der Elektronen zu steuern, die aus dem Flachemitter emittiert werden, wenn eine Vorspannung an die Elektroden angelegt ist.
Bildgebungssystem nach Anspruch 1, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt des geteilten Kathodenbechers jeweils an dem Kathodenstützarm so befestigt sind, dass sie elektrisch davon isoliert sind.
Bildgebungssystem nach Anspruch 1, wobei der erste und zweite Abschnitt des geteilten Kathodenbechers jeweils eine erste und zweite ausgeschnittene Stufe aufweisen, die angenähert eine Tiefe haben, die dieselbe wie die Dicke des Flachemitters dergestalt ist, dass: die erste Emitterbefestigungsoberfläche von der ersten Stufe in dem ersten Abschnitt des geteilten Kathodenbechers gebildet wird; und die zweite Emitterbefestigungsoberfläche von der zweiten Stufe in dem zweiten Abschnitt des geteilten Kathodenbechers gebildet wird.
Verfahren zum Herstellen einer Kathodenbaugruppe für eine Röntgenröhre, mit den Schritten: Bereitstellen eines Emitters mit einer ebenen Oberfläche, aus welcher Elektronen emittiert werden, wenn ein elektrischer Strom hindurchgeleitet wird, wobei der Emitter eine erste Befestigungsoberfläche und eine zweite Befestigungsoberfläche hat; Bereitstellen eines ersten Abschnittes eines Kathodenbechers und eines zweiten Abschnittes des Kathodenbechers, der von dem ersten Abschnitt des Kathodenbechers getrennt ist; Befestigen des ersten und zweiten Abschnittes des Kathodenbechers an einer Kathodenstützstruktur der Röntgenröhre dergestalt, dass der erste und zweite Abschnitt des Kathodenbechers elektrisch von der Kathodenstützstruktur isoliert sind; Verbinden einer Stromzuleitung mit dem ersten Abschnitt des Kathodenbechers; Verbinden einer Stromrückleitung mit dem zweiten Abschnitt des Kathodenbechers; Befestigen der ersten Befestigungsoberfläche des Flachemitters an dem ersten Abschnitt des Kathodenbechers; und Befestigen der zweiten Befestigungsoberfläche des Flachemitters an dem zweiten Abschnitt des Kathodenbechers dergestalt, dass, wenn ein Strom durch die Stromzuleitung zugeführt wird, Elektronen aus dem Emitter zu einem Target der Röntgenröhre hin emittiert werden.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner mit den Schritten: Befestigen der ersten Befestigungsoberfläche des Flachemitters an dem ersten Abschnitt des Kathodenbechers mittels einem von Laserhartlöten oder Laserschweißen; und Befestigen der zweiten Befestigungsoberfläche des Flachemitters an dem zweiten Abschnitt des Kathodenbechers mittels einem von Laserhartlöten oder Laserschweißen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Emitter aufweist: ein bandförmiges ausgeschnittenes Muster mit hin und her verlaufenden Schenkeln, die sich entlang der Breite des Emitters erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei: sich die erste Befestigungsoberfläche entlang einer Länge des Emitters an einer ersten Breitenstelle des Emitters erstreckt; sich die zweite Befestigungsoberfläche entlang einer Länge des Emitters an einer zweiten Breitenstelle des Emitters erstreckt; und wenn Strom durch die Stromzuleitung zugeführt wird, der Strom von dem ersten Abschnitt des Kathodenbechers zu der ersten Befestigungsoberfläche des Flachemitters, durch die hin und her verlaufenden Schenkel des bandförmigen ausgeschnittenen Musters, durch die zweite Befestigungsoberfläche des Flachemitters und zu dem zweiten Abschnitt des Kathodenbechers als der Rückführungsstrom fließt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Emitter eine Dicke hat, die weniger als 300 um ist.
Verfahren nach Anspruch 8, mit dem Schritt der Befestigung von Elektroden an der Kathodenbaugruppe und in der Nähe des ersten und zweiten Abschnittes des Kathodenbechers dergestalt, dass die von dem Flachemitter emittierten Elektronen in eine von einer Längsrichtung und einer Breitenrichtung des Flachemitters abgelenkt werden, wenn eine Vorspannung an die Elektroden angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner mit dem Schritt der Ausbildung eines ersten Ausschnittes in dem ersten Abschnitt des Kathodenbechers und eines zweiten Ausschnittes in dem zweiten Abschnitt des Kathodenbechers, wobei sowohl der erste als auch der zweite Ausschnitt eine Tiefe haben, die mit einer Dicke des Emitters dergestalt vergleichbar ist, dass: die erste Befestigungsoberfläche von dem ersten Ausschnitt gebildet wird; und die zweite Befestigungsoberfläche von dem zweiten Ausschnitt gebildet wird.
Kathodenbaugruppe für eine Röntgenröhre, aufweisend: eine Stützstruktur; eine an der Stützstruktur befestigte erste Kathodenbecherkomponente; eine von der ersten Kathodenbecherkomponente getrennte zweite Kathodenbecherkomponente, die an der Stützstruktur befestigt ist; eine Stromzuleitung, die elektrisch mit der ersten Kathodenbecherkomponente verbunden ist; eine Stromrückleitung, die elektrisch mit der zweiten Kathodenbecherkomponente verbunden ist, und einen Flachemitter, der sowohl an der ersten Kathodenbecherkomponente als auch der zweiten Kathodenbecherkomponente dergestalt befestigt ist, dass, wenn ein elektrischer Strom der ersten Kathodenbecherkomponente zugeführt wird, der Strom durch den Flachemitter fließt und durch die zweite Kathodenbecherkomponente dergestalt zurückfließt, dass Elektronen aus dem Flachemitter und auf die Brennfleckoberfläche der Röntgenröhre hin emittiert werden.
Kathodenbaugruppe nach Anspruch 15, wobei: der Flachemitter ein ausgeschnittenes Muster dergestalt aufweist, dass ein hin und her verlaufender Strompfad in dem Flachemitter ausgebildet ist.
Kathodenbaugruppe nach Anspruch 16, wobei: der Flachemitter an der ersten Kathodenbecherkomponente befestigt ist, die sich entlang einer Länge und einer ersten Breitenstelle des Flachemitters erstreckt; der Flachemitter an der zweiten Kathodenbecherkomponente befestigt ist, die sich entlang der Länge an einer zweiten Breitenstelle des Flachemitters erstreckt; und wenn der elektrische Strom zugeführt wird, und durch den Flachemitter fließt, der Strom entlang dem hin und her verlaufenden Strompfad des Flachemitters fließt.
Kathodenbaugruppe nach Anspruch 15, wobei der Flachemitter eine Dicke hat, die weniger als 300 um ist.
Kathodenbaugruppe nach Anspruch 15, wobei die Kathodenbaugruppe ferner in der Nähe des ersten und zweiten Kathodenbechers angeordnete Ablenkelektroden dergestalt aufweist, dass die Elektronen, die von dem Flachemitter emittiert werden, entlang einem von einer Länge und einer Breite des Flachemitters abgelenkt werden, wenn eine Vorspannung an die Ablenkelektroden angelegt wird.
Kathodenbaugruppe nach Anspruch 15, wobei der erste Kathodenbecherkomponente und die zweite Kathodenbecherkomponente jeweils an der Stützstruktur dergestalt befestigt sind, dass sie elektrisch davon isoliert sind.
Kathodenbaugruppe nach Anspruch 15, wobei die erste und zweite Kathodenbecherkomponente jeweils eine erste und zweite ausgeschnittene Stufe dergestalt haben, dass: der Flachemitter an der ersten Kathodenbecherkomponente innerhalb der ersten ausgeschnittenen Stufe befestigt ist und an der zweiten Kathodenbecherkomponente innerhalb der zweiten ausgeschnittenen Stufe befestigt ist.