[发明专利]具有背散射电子捕集器的X射线管

说明书

技术领域

本发明涉及一种X射线管，包括至少一个用于产生一电子束的阴极、一阳极、一射出窗口和一背散射电子捕集器。所述电子束撞击所述阳极并在所述阳极上形成一焦斑，使得从所述焦斑发出一X射线束。所述X射线束经所述射出窗口从所述X射线管射出。所述背散射电子捕集器用于捕集在所述阳极上发生背散射的电子。这种X射线管公开自公开案US 2008/0112538A1。本发明还涉及一种包括具有相应的X射线管的X射线装置。

背景技术

X射线管通常包括阴极和位于该阴极对面的阳极，二者布置在真空壳体内。阴极具有用于发射电子的灯丝，通过在阳极与阴极之间施加电压使电子朝阳极方向加速。电子撞击阳极上被称作焦斑的区域，在该处，电子的动能转化为热量和X射线辐射(初级辐射)。由此产生的X射线辐射以X射线束(有用X射线)的形式经射出窗口从真空壳体射出。撞击阳极的电子在阳极中的原子上发生散射。在此过程中，电子不但会改变运动方向，还会释放能量。当电子动能下降一定程度后，它就会被阳极吸收。

但是，散射电子也有可能重新离开阳极，即一部分电子重新从阳极表面射出。这部分电子称作背散射电子。这些背散射电子中的一部分再度撞击阳极或X射线管的其他组件并在那里将其能量转化为辐射或热量。背散射电子所产生的X射线辐射产生于初级电子束的撞击区以外，因而被称为焦点外X射线辐射(焦点外辐射)。焦点外辐射分量越高，光学焦斑就越模糊，这会影响图像质量。

X射线管(特别是计算机断层摄影所使用的现代“单极”高功率X射线管)需要用所谓的背散射电子捕集器(RSE捕集器)来捕集在阳极上发生背散射的电子。这种部件的主要任务是捕集储存于背散射电子中的能量并使这部分能量远离阳极，因为阳极更难以冷却。RSE捕集器还提供在距离所用X射线辐射的产生位置最近处用吸收滤片滤除不想要的焦点外辐射的可能性，即对有用辐射进行准直处理。人们不希望出现但从物理学角度无法避免的一种情形是，电子撞击RSE捕集器时会产生焦点外辐射。焦点外辐射会让图像质量变差。而且，患者在X射线检查过程中的受照剂量增大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种系统，这种系统能避免所产生的焦点外辐射进入从阳极上的焦斑发出的初级有用X射线束。

本发明用以达成该目的的解决方案为一种具有权利要求1所述特征的X射线管。

根据本发明，所述背散射电子捕集器至少基本上不包括相对所述X射线束并面向所述X射线束的表面区域，所述表面区域的至少一个表面分区无论从所述X射线管外部的X射线束中的任意一点还是从所述焦斑上的任意一点观测都是可见的。

本发明具体涉及的是背散射电子捕集器或者背散射电子捕集器上的一个区域，这个区域位于X射线管的在射出窗口界定的平面与电子束所在平面(该平面与前一平面平行)之间的区域内。

本发明具体还涉及沿阴极所发出的电子束方向的投影落在有用X射线束8上的背散射电子捕集器或背散射电子捕集器区域。

不重要的表面区域——例如具有上述特征的表面分区与不具有上述特征的表面分区之间的连接线上的表面区域——不在本发明考虑范围内。

“可见”在本发明范围内的意思是，上述点之间或上述面之间的最短连接线不穿过——至少部分地——吸收X射线辐射的至少一个介质。

本发明所提供的关于背散射电子捕集器的特别设计可以防止在阳极表面发生背散射的电子直接(即击中前无散射现象发生)击中背散射电子捕集器并在撞击过程中产生X射线辐射(焦点外辐射)，该辐射会进入有用X射线，从而对X射线辐射质量和图像质量造成不良影响或者导致患者受到不必要的射线照射。这一点尤指从背散射电子捕集器沿有用X射线辐射方向(即存在于有用X射线束(有用X射线)中的辐射方向)穿过射出窗口的焦点外辐射而言。其他辐射方向的焦点外辐射虽然是在与X射线管相隔一定距离的位置上离开有用X射线束，但有些情况下可能会在使用本发明X射线管的X射线检测器的检查区或检测区之后才离开有用X射线束。然而在常规的医用X射线装置中，检测器与X射线管的焦斑之间至少间隔50cm，因而在此之前离开有用X射线束的焦点外辐射至多对图像质量造成轻微的负面影响。因此，本发明认为背散射电子捕集器上需要加以避免的表面区域或表面分区主要是那些会被背散射电子直接击中并且从X射线管外部的X射线束中任意一个距离焦斑至少50cm的点观测都可见的表面区域或表面分区。