X射线管、X射线装置和乳房X射线摄影装置的制作方法

本发明涉及一种x射线管，一种x射线装置和一种乳房x射线摄影装置。

背景技术：

为借助x射线辐射的成像检查通常使用x射线管。x射线装置典型地具有x射线管和x射线探测器，用于执行成像检查。成像检查尤其可以是成像乳房x射线摄影检查，尤其是乳房x射线摄影扫描。理想地，x射线管能够实现具有高的图像质量且同时优选地通过调整x射线辐射的发射光谱而具有尽可能低的x射线辐射剂量的成像检查。优选地，x射线辐射或发射光谱、尤其其能量分布关于最大图像对比度协调。关于此已知的是，x射线辐射或发射光谱越是单色的，x射线辐射剂量就越小。

例如，常规的x射线辐射借助于过滤器调整，其中同样地图像质量和x射线辐射剂量应优化。通常，过滤器减少对于图像质量有用的x射线辐射，由此为了补偿必须提高x射线辐射的强度。调整发射光谱的另一可能性是，改变生成x射线辐射的阳极材料。

从还没有公开的申请ep18196848.8中已知具有至少部段地周期性地交替的阳极表面结构的x射线管。

us2019/0030363a1公开了两种彼此间隔开的阳极材料，其中第一阳极材料生成轫致辐射并且第二阳极材料借助于轫致辐射生成单色的x射线辐射。

技术实现要素：

本发明基于如下目的，提出一种x射线管，一种x射线装置和一种乳房x射线摄影装置，其中提高单色x射线辐射的份额。

所述目的通过根据本发明的x射线管、x射线装置和乳房x射线摄影装置来实现。有利的设计方案在下文中描述。

根据本发明的x射线管具有：

-发射电子束的电子发射器，和

-多层阳极，

-其中多层阳极具有朝向电子束的第一阳极层和背离电子束的第二阳极层，

-其中第一阳极层具有用于借助于射入的电子束生成轫致辐射的第一阳极材料，

-其中第二阳极层具有用于借助于轫致辐射生成另外的x射线辐射的第二阳极材料，

-其中所述另外的x射线辐射比所述轫致辐射更单色，和

-其中第一阳极层和第二阳极层面状地彼此邻接。

x射线管尤其是有利的，因为由于第一阳极层在空间上靠近第二阳极层，更多的轫致辐射穿透第二阳极层，由此优选地在x射线管的发射光谱中的单色x射线辐射的份额提高。换言之，更少的轫致辐射在第二阳极材料之外损失。另外的优点可以是，第二阳极层优选地不由初级电子、而是由次级电子射中。优选地，在患者的成像检查时的图像质量和/或x射线辐射剂量可优化。例如，成像检查可以包括成像乳房x射线摄影检查、透视、血管造影、计算机断层扫描和/或显影剂辅助检查。

x射线管尤其可以根据静止阳极x射线管、旋转阳极x射线管或旋转活塞x射线管构成。典型地，x射线管是抽真空的。电子束典型地具有多个电子，所述电子由电子发射器朝向多层阳极优选加速。电子束例如由x射线管的偏转单元、尤其由磁性偏转单元朝向多层阳极定向。电子发射器尤其可以具有螺旋发射器、面状发射器或场效应发射器。

多层阳极尤其具有不同的阳极材料的多个阳极层。第一阳极层与第二阳极层的区别可以在于扩展和/或体积和/或重量。第一阳极层例如可以涂覆到第二阳极层上或者相反。涂覆尤其可以包括喷射、浇注、固定、蒸镀、溅射、选择性电化学覆层和/或掩蔽。原则上能够考虑的是，在涂覆之后，将第一阳极层和/或第二阳极层至少部分地再次去除，尤其当无掩蔽地进行涂覆时如此。通过涂覆，尤其第一阳极层和第二阳极层面状地彼此邻接。典型地，在第一阳极层和第二阳极层之间不存在材料和/或间距。第一阳极层和第二阳极层尤其共享共同的面状的接触区域。共同的面状的接触区域可以是二维的，例如是平坦的，或者是三维成型的，例如波形地或l形地或u形地。如果共同的面状的接触区域三维地成型，那么第一阳极层至少部分地尤其环绕第二阳极层或者相反。根据一个特定的实施方式，第二阳极层环绕第一阳极层，尤其l形地或u形地，因为由此更多的轫致辐射可以射到第二阳极层上。

第一阳极层朝向电子束并且第二阳极层背离电子束尤其表示，电子束优选首先射到第一阳极层上。电子束的初级电子优选地射到第一阳极层上。初级电子优选地是如下电子，所述电子还未与第一阳极材料或第二阳极材料交互作用。已经与第一阳极材料或第二阳极材料交互作用的电子典型地是次级电子。交互作用可以是散射、发荧光、偏转、吸收和/或减弱。典型地，电子束由第一阳极层完全地或至少部分地吸收和/或减弱。如果电子束部分地吸收，那么电子束在第一阳极层之后原则上可以射到第二阳极层上。第一阳极层尤其设置在电子发射器和第二阳极层之间。多层阳极优选地相对于电子束定向成，使得电子束首先射在第一阳极层上。

第一电极层尤其可以由第一阳极材料构成。第一阳极材料尤其构成为，使得可以从射入的电子束中生成轫致辐射。生成轫致辐射典型地通过射入的电子与第一阳极材料的原子核的如下交互作用进行：使得射入的电子偏转从而以差值能量(deltaenergie)减弱，其中具有差值能量的光子作为轫致辐射的一部分出现。轫致辐射典型地是宽带的和/或连续的x射线辐射。

第二阳极层尤其可以由第二阳极材料构成。第二阳极材料尤其可以是转换材料。第二阳极材料尤其构成为，使得从由第二阳极材料吸收的轫致辐射中可以生成另外的x射线辐射。尤其，通过第二阳极材料根据射入的轫致辐射光子发荧光，可以生成另外的x射线辐射。替选地或附加地，由第一阳极材料向回散射的电子、尤其次级电子可以射到第二阳极材料上，其中另外的x射线辐射例如通过荧光生成。另外的x射线辐射尤其可以具有荧光光子。第二阳极材料的荧光速率典型地高于第一阳极材料的荧光速率。

第一阳极材料与第二阳极材料的区别尤其在于，另外的x射线辐射比轫致辐射更单色。优选地，第一阳极材料优选适合于从光子中生成轫致辐射，并且优选地，第二阳极材料优选适合于从轫致辐射中生成另外的x射线辐射。另外的x射线辐射比轫致辐射更单色尤其表示，轫致辐射的发射光谱与另外的x射线辐射的发射光谱相比是更宽带的。如果另外的x射线辐射是更单色的，那么另外的x射线辐射的发射光谱典型地特征在于特征性的x射线辐射的更高的份额，尤其在于与轫致辐射的发射光谱相比第二阳极材料的k线的更高的光子份额。另外的x射线辐射的发射光谱尤其可以比轫致辐射的发射光谱具有更多的和/或更强的特征线。

一个实施方式提出，第一阳极材料与第二阳极材料的区别在于发射光谱的特征线。该实施方式就此而言是有利的，因为第一阳极材料可以优化，以生成轫致辐射，并且第二阳极材料可以优化，以生成另外的x射线辐射。

一个实施方式提出，第一阳极材料具有如下列表的材料中的至少一种：

-钨，

-金。

该实施方式是有利的，因为钨是尤其耐热的，和/或金具有尤其有利的发射光谱。

一个实施方式提出，第二阳极材料具有如下列表的材料中的至少一种：

-锌，

-银，

-钼，

-钯。

该实施方式是尤其有利的，因为具有上述材料的特定混合的发射光谱具有在20kev至34kev之间的能量范围中的特征线，这尤其可以对于成像乳房x射线摄影检查是有利的。原则上，材料的另外的混合是可考虑的，所述混合典型地区别在于相应的发射光谱，尤其在于其特征线。

一个实施方式提出，第一阳极层连同第二阳极层形成阳极微结构，其中阳极微结构沿着多层阳极的表面周期性重复地设置，并且其中电子束以小于90°的入射角射在表面上。电子束尤其以锐角射到表面上。入射角尤其可以在10°和60°之间，优选在20°和50°之间和/或特别有利地为45°。入射角典型地是在电子束和多层阳极的尤其宏观的表面之间的角度。入射角尤其与阳极微结构的设置和/或构成无关。

阳极微结构可以是锥形的，尤其当周期性重复的阳极微结构的单个阳极微结构在剖面中示出时如此。典型地，单个阳极微结构宏观观察形成槽或波状部。尤其地，周期性重复的阳极微结构形成多层阳极的波形的或正弦形的表面。换言之，多层阳极的表面典型地开槽。阳极微结构例如可以具有小于1mm、优选小于100μm、尤其有利地小于10μm的最大扩展。最大扩展例如可以对应于锥的高度。阳极微结构周期性重复地设置，尤其包括阳极微结构沿着表面的多次重复。多个周期性重复的阳极微结构尤其形成多层阳极的波形的或正弦形的表面。该实施方式是尤其有利的，因为电子束和/或轫致辐射和/或另外的x射线辐射尤其可以在通过x射线辐射出射窗口射出之前多次与多层阳极、优选与周期性重复的阳极微结构交互作用。在该实施方式中，优选地，单色x射线辐射的份额通过周期性重复的阳极微结构提高。另外的优点可以是，在阳极微结构的锥上向回散射的电子射到阳极微结构的另外的锥上，以便生成另外的x射线辐射。换言之，单色x射线辐射的份额通过如下方式提高：多层阳极具有多个锥，尤其阳极层，所述锥具有用于生成另外的x射线辐射的第二阳极材料。另一优点可以是，多层阳极的、尤其第一阳极材料的朝向电子束的面增大。

一个实施方式提出，多层阳极具有朝向电子束的第三阳极层和背离电子束的第四阳极层，其中第三阳极层具有用于借助于射入的电子束生成轫致辐射的第三阳极材料，其中第四阳极层具有用于借助于轫致辐射生成另外的x射线辐射的第四阳极材料，其中第三阳极层和第四阳极层面状地彼此贴靠，并且其中第二阳极材料与第四阳极材料的区别在于发射光谱的特征线。第三阳极层和第四阳极层相对于电子束尤其在第一阳极层和第二阳极层旁边设置。第二阳极材料和第四阳极材料原则上可以具有相同的材料并且典型地区别在于材料的混合。替选地可以考虑的是，第二阳极材料具有如下材料，所述材料不具有第四阳极材料并且反之亦然。原则上，第二阳极材料可以具有与第四阳极材料部分相同的特征线。第一阳极材料可以对应于第三阳极材料或者替选地与第三阳极材料的区别在于特征线。该实施方式尤其是有利的，因为多层阳极可以提供具有多个特征线的发射光谱。优选地，x射线管因此可以用于不同的成像检查。

前述实施方式的一个尤其有利的设计方案是，电子束朝向第一电极层或朝向第二电极层定向。该实施方式是尤其有利的，因为多层电极可以提供不同的发射光谱。例如，在该情况下，成像检查可以借助第二阳极层的另外的x射线辐射或借助第四阳极层的另外的x射线辐射执行。替选地或附加地，根据双能测量协议，在成像测量期间的能谱能够交替地确定，尤其通过将电子束朝向第一阳极层或朝向第二阳极层定向。

一个实施方式提出，阳极微结构尤其如在上文中描述的那样周期性重复地设置，并且阳极微结构的第一锥具有第一阳极层以及第二阳极层，并且阳极微结构的第二锥具有第三阳极层以及第四阳极层。该实施方式就此而言是有利的，因为提供具有紧凑的多层阳极的x射线管，所述阳极优选地生成不同的发射光谱。

x射线装置具有x射线管和x射线探测器。x射线探测器尤其可以检测在透视患者之后的另外的x射线辐射。借助于检测的另外的x射线辐射，优选地可以重建患者的医学图像和/或在存储器单元中和/或在显示单元上提供。

乳房x射线摄影装置尤其具有x射线装置和胸部支承设备。在胸部支承设备上在成像乳房x射线摄影检查期间优选地可以支承患者的、例如女性患者的胸部。

附图说明

下面，本发明根据在图中示出的实施例详细描述和阐述。原则上，在下面的附图描述中，基本上保持不变的结构和单元以与在相应的结构或单元首次出现时相同的附图标记已知。

附图示出：

图1示出第一实施例的x射线管，

图2示出第二实施例的多层阳极，

图3示出第三实施例的多层阳极，和

图4示出第四实施例的x射线装置。

具体实施方式

图1示出第一实施例的x射线管10。x射线管10具有发射电子束11的电子发射器12和多层阳极13。电子发射器12尤其在成像检查期间与热电流i相关地发射电子束11。电子束11的电子尤其由电压供应装置20朝向多层阳极13加速。加速电压典型地在20kev和150kev之间。

多层阳极13具有朝向电子束11的第一阳极层14和背离电子束11的第二阳极层15。第一阳极层14和第二阳极层15面状地彼此邻接。共同的面状的接触区域25在该实施例中是二维的，尤其是平坦的。

第一阳极层14具有用于借助于射入的电子束11生成轫致辐射的第一阳极材料16。第一阳极材料16例如具有如下列表的材料中的至少一种材料：

-钨，

-金。

第二阳极层15具有用于借助于轫致辐射生成另外的x射线辐射的第二阳极材料17。第一阳极材料16与第二阳极材料17的区别尤其在于发射光谱的特征线。第二阳极材料17例如具有如下列表的材料中的至少一种材料：

-锌，

-银，

-钼，

-钯。

另外的x射线辐射比轫致辐射更单色。另外的x射线辐射例如可以通过x射线辐射出射窗口18从x射线管10的壳体19中射出。在壳体19之内典型地存在真空。

图2示出第二实施例的多层阳极13。在该实施例中，电子束11用箭头表示。

第一阳极层14与第二阳极层15共同地形成阳极微结构21。阳极微结构21沿着多层阳极13的表面22周期性重复地设置。如果单独地在剖面中观察，阳极微结构21是锥形的。周期性重复的阳极微结构优选彼此相邻地设置成，使得第一阳极材料16和第二阳极材料17交替。

电子束11以小于90°的入射角射到表面22上。表面22是波形的和/或正弦形的。多层阳极13的表面22的下侧26典型地具有钨或者替选的耐热的和/或导热的冷却材料。优选地，电子束11的电子射中第一阳极层14，并且少量地射中，乃至根本不射中第二阳极层15。

图3示出第三实施例的多层阳极13。

多层阳极13具有朝向电子束11的第三阳极层23和背离电子束11的第四阳极层24。第三阳极层23具有用于借助于射入的电子束11生成轫致辐射的第三阳极材料31。第四阳极层24具有用于借助于轫致辐射生成另外的x射线辐射的第四阳极材料32。第三阳极层23和第四阳极层24面状地彼此邻接。第二阳极材料17与第四阳极材料32的区别在于发射光谱的特征线。

与在图2中示出的实施例相比，第一阳极层14和第二阳极层15形成第一阳极微结构33并且第三阳极层23和第四阳极层24形成第二阳极微结构34。基本上可以得出波形的表面，所述表面尤其具有带有不同的发射光谱的周期性重复的阳极微结构，典型地与如下内容无关：第一阳极微结构33和/或第二阳极微结构34是锥形还是矩形地构成。

在该实施例中，第一阳极层14、第二阳极层15、第三阳极层23和第四阳极层24相对于电子束成大约90°的角度，其中电子束11关于宏观表面的入射角小于90°。原则上，可以考虑更小的或更大的角度。

此外能够考虑的是，电子束11朝向第一阳极层14或朝向第三阳极层23例如借助于x射线管10的磁性偏转单元定向。在该情况下，轫致辐射和所属的另外的x射线辐射尤其大多数、优选大于75％、尤其有利地大于95％由第一阳极微结构33或由第二阳极微结构34生成。

图4示出第四实施例的x射线装置27。x射线装置27具有x射线管10和x射线探测器28。患者29支承在检查床30上。在该实施例中，x射线装置27构成为计算机断层扫描仪。替选地，x射线装置27可以是乳房x射线摄影装置或c型臂血管造影系统的一部分。

尽管本发明的细节通过优选的实施例详细说明和描述，本发明然而不通过公开的实例限制并且其他变型形式可以由本领域技术人员从中导出，而不脱离本发明的保护范围。