[发明专利]X射线系统中的动态阻尼

说明书

在X射线发生器中，X射线管包含阳极和阴极，并且通过至少第一高压电位通电。具有频率相关阻抗的动态阻尼器置于在X射线管与高压电位源之间。动态阻尼器的阻抗随着与管吐关联的频率中的增大而增大。在通过谐振切换以提供第一kV级和第二kV级到X射线管的X射线发生器中，动态阻尼器的阻抗在谐振开关的操作频率是低的，以在谐振开关操作时促进能量恢复以提供第一kV级到X射线管。

背景技术

本公开涉及X射线成像领域。更具体地说，本公开涉及到X射线源的高压输入功率的动态阻尼。

在常规计算断层摄影(CT) X射线成像系统中，X射线源向诸如患者或一件行李的主体或对象发射锥形X射线束。射束在由主体衰减后，撞击在辐射检测器阵列上。在检测器阵列处接收的衰减的射束辐射的强度取决于由主体对X射线束的衰减。检测器阵列的每个检测器元素产生指示由那个特定检测器元素接收的X射线强度的单独电信号。电信号被量化和传送到数据处理系统用于分析，这通常导致图像的呈现。

CT成像系统可包括能量区分(ED)、多能量(ME)和/或双能量(DE) CT成像系统，其可称为EDCT、MECT和/或DECT成像系统。。EDCT、MECT和/或DECT成像系统配置成测量能量敏感投影数据。通过修改X射线管的操作电压，或者利用X射线束滤波技术（例如，能量敏感X射线生成技术）或者通过由检测器使用能量区分或者通过光子计数检测器或双层检测器进行能量敏感数据采集能量（例如，能量敏感X射线检测技术），可使用多个应用的X射线光谱来采集能量敏感投影数据。

通过X射线生成技术，各种系统配置利用X射线管的操作电压的修改，包含：(1)使用X射线管的不同操作电压，从对象的两个有序扫描中进行投影数据的采集，(2)利用X射线管的操作电压的快速切换以采集用于投影视图的交替子集的低能量和高能量信息，进行投影数据的采集，或者(3)使用具有X射线管的不同操作电压的多个成像系统，进行能量敏感信息的同时采集。

EDCT/MECT/DECT提供允许物质表征的能量区分能力。例如，在没有对象散射的情况下，系统利用来自两个应用的光子光谱(即，低能量和高能量入射X射线光谱)的信号。低能量和高能量入射X射线光谱通常由应用的X射线束的平均能量来表征。例如，相对于高能量X射线光谱，低能量X射线光谱包括具有更低能量光子的X射线光子，从而导致更低的平均能量。根据两个不同应用的光谱（X射线生成技术）或者通过相同应用的光谱的区域（X射线检测技术），来自低能量和高能量X射线光谱的检测到的信号提供用来估计在成像的物质的有效原子序数的充分信息。通常，两种基本物质（对于患者扫描，一般为水和钙）的X射线衰减机制（康普顿散射或光电吸收）或能量敏感衰减属性用来实现估计有效原子序数。

双能量扫描能够通过利用能量敏感测量，获得在图像内增强对比分离的诊断CT图像。为促进能量敏感测量的处理，应用的X射线光谱应在结合期期间是恒定的。例如，采集低能量和高能量投影数据的交错子集（对两个单独扫描）的此类CT系统应操作以保持加速电压在采集间隔期间稳定。而且，从一个电压级到另一电压级的改变应极快进行。不太稳定的X射线管操作电压和/或更慢的操作电压切换时间导致应用的X射线光谱的有效平均能量（时变X射线光谱的平均能量的平均值）中的差别减小，这降低了在表征不同物质中系统的保真度(fidelity)。

术语“管吐”(tube spit)表示有时在X射线管内发生的暂时电气短路。通常，在管吐发生时，暂时中断到X射线管的功率的供应以防止形成电弧。在例如大约一毫秒的时间间隔后，功率恢复到管。在管吐恢复期间，没有从x射线管发射x射线光子。因此，在恢复期间进行的检测器测量是无效的。

发明内容

X射线发生器的示范实施例包含具有阳极和阴极的X射线管。高压发生器可操作以提供至少第一kV级到X射线管和第二kV级到X射线管。第二kV级高于第一kV级。动态阻尼器具有频率相关阻抗。动态阻尼器置于在X射线管的阴极与高压发生器之间。动态阻尼器的阻抗随着频率中的增大而增大。