控制用于体层合成和乳房x射线照相术成像的x射线焦斑特性的方法和系统的制作方法

专利名称：控制用于体层合成和乳房x射线照相术成像的x射线焦斑特性的方法和系统的制作方法
控制用于体层合成和乳房X射线照相术成像的X射线焦斑
特性的方法和系统
背景技术：
乳房体层合成(breast tomosynthesis)是涉及在快描期间在多个角度采集静止压缩乳房的图像的三维成像技术。各单独图像然后被重建为一系列薄的高分辨率切片，所述切片可以单独地或在动态电影模式中被显示。重建体层合成切片减小或消除了单切片二维乳房X射线照相术成像中由组织重叠和结构噪声所导致的问题。数字乳房体层合成也提供了乳房压缩简化、诊断和筛查精度提高、复查更少和3D病变定位的可能性。数字体层合成将数字图像捕捉和处理与在计算机体层摄影(CT)中使用的简单的管/检测器运动相结合，但是在比CT中使用的旋转角更小的旋转角上进行。乳房体层合成系统类似于乳房X射线照相术系统，明显的区别在于X射线源在体层合成图像采集期间移动到各种不同的成像位置。为了效率和图像质量，不希望在每个成像位置停止χ射线源，原因是已经示出了这样的停止和启动扫描程序降低了图像质量。许多体层合成系统被布置为在图像扫描期间平滑地穿越路径。当X射线源移动到成像路径中的若干成像位置的每一个时，X射线源被激活短曝光时间(在IOms-IOOms的范围内)并且以200ms-k的循环周期重复曝光。在每次曝光之后χ射线源被停用。当χ射线源继续它朝着下一个成像位置的运动时，数字图像检测器的内容被读出和存储。存在与从数字检测器读取图像相关联的最小时间段，并且体层合成扫描的总速度由检测器读取的最小时间段、在每个位置的曝光时间和曝光的次数确定。在常规χ射线管中焦斑相对于管是静态的，并且由于在每次曝光段(exposure period)期间χ射线源连续地移动通过空间，因此焦斑也移动。结果的焦斑运动导致图像模糊并且降低了诊断精度。希望找到一种机制，其用于减小在体层合成或其他图像扫描期间由χ射线源运动产生的不良图像伪影。

发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种改进的χ射线管，其具有修改焦斑特性以提高体层合成系统中的图像清晰度的能力。焦斑特性由一个或多个方法的组合修改，所述方法包括在体层合成曝光期间移动静态焦斑和/或改变体层合成曝光的静态焦斑的大小。在一个实施例中，在单次曝光段期间沿与X射线管通过空间的定向运动相反的方向移动焦斑使得在整个体层合成曝光期间有效焦斑保持在基本相同位置。可以通过改变阳极上的靶的位置或其他方法来实现这样的焦斑运动。通过这样的布置减小了体层合成图像的模糊。根据另一个实施例，可以根据被执行的成像的类型改变焦斑大小，使得不同的焦斑大小用于获得乳房X射线照片或体层合成图像。备选地可以基于乳房密度选择不同的焦斑大小。可以根据曝光段改变焦斑大小，更大的焦斑通常具有更小的曝光段。在体层合成图像期间以减小的曝光使用更大的焦斑能够允许增加体层合成扫描速度，同时完全利用X射线管能力。对于不同成像模式改变焦斑大小的能力能够完全利用X射线管能力而不牺牲图像质量。


图1示出了包括本发明的χ射线管的乳房体层合成系统1图2是χ射线管的横截面图，示出了现有技术的体层合成系统的有效焦斑；图3A和IBB是χ射线管和乳房压缩板的横截面图，并且用于示出现有技术的和根据本发明的X射线管的静态焦斑的运动；图4A和4B是χ射线管的横截面图，示出了由本发明的X射线管提供的静态焦斑的运动以及得到的有效焦斑；图5A和5B也是χ射线管和乳房压缩板的横截面图，并且用于示出可以通过在减小X射线图像的曝光时间的同时增加静态焦斑而获得的图像模糊减轻；图6是本发明的示例性χ射线管的图示；图7是流程图，用于描述在使用本发明的具有移动焦斑的χ射线管的体层合成图像扫描期间可以遵循的示例性过程；以及图8A和8B包括靶阳极和用于控制阳极上的焦斑的运动的示例性运动控制元件的图示；以及图9A和9B是示出附加细丝(filament)在聚焦杯中用于增加焦斑大小的图示。
具体实施例方式图1示出了体层合成系统1体层合成系统包括χ射线管110，上和下压缩板130， 135，防散射滤线栅140和检测器160。χ射线管110包括阴极112，安装在轴116上并由电机118旋转的阳极114，管口 120。还显示了附连到χ射线管的滤波器122和准直器124。χ射线管是真空玻璃管。加热细丝在阴极112内。当打开χ射线管时，电流通过细丝，加热细丝并且导致高能电子从细丝移出。阴极与阳极之间的高电压导致电子朝着阳极上的靶位置125加速。阳极例如由钨制成并且由电机118旋转以避免阳极上的靶位置125 的局部过热。电子借助于聚焦杯(未显示)聚焦到特定靶位置。聚焦杯是独立控制电极，其是圆柱形的并且附连到阴极，部分围绕阴极的细丝。移出的电子与阳极的钨原子碰撞，并且生成具有韧致辐射和特征线发射光谱的χ 射线光子。X射线光子沿所有方向从靶位置125发射。离开端口 120的X射线光子用于成像。为了本申请的目的，离开端口的χ射线光子限定静态焦斑127。相比于有限时间段的χ 射线曝光期间的时间平均焦斑大小(其在本文中被称为χ射线曝光的有效焦斑大小)，静态焦斑大小指的是在任何指定瞬时的焦斑大小。静态焦斑127的大小显著影响χ射线管的热负荷能力。焦斑越大，热负荷可能越大，允许安全地提供更高的管电流mA。焦斑的大小由包括细丝的尺寸和形状以及聚焦杯的形状和偏置电压在内的因素的组合确定。靶表面的角度还沿着所谓的长度方向限定焦斑大小。所以静态焦斑127是当它从χ射线管正下方出现时在患者的胸壁位置附近由乳房看到的焦斑。
焦斑特性由国际标准CEI IEC 60336限定。焦斑为大体矩形，并且规定两个正常参考方向(normal direction of evaluation)，被称为长度和宽度方向。长度方向大体平行于χ射线系统的纵轴，并且宽度方向大体垂直于纵轴。在图1中显示了示例性体层合成系统的纵轴。焦斑的大小是诊断χ射线管中的很重要因素，原因是它影响放射线摄影系统的分辨率；具有更小焦斑的系统具有更佳的分辨率。因此设计目标常常是最小化静态焦斑大小。 例如，乳房X射线照相术系统可以被设计为提供0. 3mm焦斑用于成像(0. Imm焦斑用于高倍放大图像)。根据本发明的一个方面实现了图像曝光期间χ射线源的移动有效地拉伸静态焦斑的宽度，导致远远宽于静态焦斑并且减小图像锐度的有效焦斑。有效焦斑的大小因此由静态焦斑的大小和曝光期间静态焦斑的运动确定。有效焦斑因此是静态焦斑随着时间的累积，并且也可以被称为动态焦斑。例如，在示例性体层合成图像扫描期间，χ射线管可以从-7.5°的位置移动到 +7.5°的位置。在管运动期间，总共执行15次曝光，每次具有30-60ms的持续时间。在每次曝光段期间，χ射线管继续沿着它的路径移动，由此在曝光期间有效地‘拉伸’静态焦斑的宽度以提供大小增大的有效焦斑。图2是图1的χ射线管110的横截面并且示出了所述体层合成曝光段中的一个曝光段期间X射线管110的移动。X射线管的静态焦斑127由宽度Ws和长度Ls限定并且由虚线框127指示。在T=曝光开始，χ射线管处于位置X'。在曝光段期间，管移动到位置 X"。时间平均有效焦斑190由宽度We和长度Le限定。尽管有效焦斑的长度对应于静态焦斑的长度，但是宽度增加了。例如，在带有0. 3mm的静态焦斑宽度的示例性体层合成系统中，在曝光期间有效焦斑宽度可以增加到1.5mm，原因是χ射线管在曝光段期间已经移动了 1. 2mm。图3A-;3B也示出了曝光段上χ射线源110的运动，并且还突出显示了增加的有效焦斑宽度对图像检测器平面的影响。如图3Α中所示，可以在成像平面160中看到焦斑宽度增加的结果，其中位置X'到X"的Δ(Δ_ )转化为曝光期间阴影元2示的量的焦斑位移 (A_d)使得乳房表面上的点目标将伸长到的的大小。本发明认识到在χ射线曝光时间与用于体层合成成像的焦斑大小的增加之间有直接关系。该关系是有问题的，至少是因为乳房越致密图像采集需要的曝光时间越长，而曝光时间的增加导致有效焦斑大小的增加以及由于焦斑模糊导致的图像清晰度的降低。本发明还认识到有效焦斑大小是静态焦斑大小和曝光段的函数。曝光段不能总是被充分缩短以减轻管运动的影响并最小化有效焦斑的大小，原因是管电流不能任意增加。可以采用若干方法来减小有效焦斑大小。根据图IBB中所示的第一种方法，静态焦斑在曝光段期间沿与χ射线源的定向移动相反的方向并且大体同步移动。静态焦斑的移动基本上补偿X射线管的移动，使得在整个曝光持续时间期间的一个位置内，有效焦斑看上去相对于乳房和/或检测器中的一个在空间中是固定的。通过这样的布置可以减轻图像模糊。根据第二种方法，增加静态焦斑的大小。这允许更高的X射线管电流并且由此允许曝光段的减小。这样的布置减小了有效焦斑的宽度，同时增加了体层合成扫描的速度并且能够完全利用X射线管的能力。
第三方法组合以上两种方法，使用相对更大焦斑与更短曝光段的组合，并且在曝光段期间移动更大焦斑。使用任何以上方法设计的χ射线管可以适于支持在单个系统中提供组合乳房X射线照相术和体层合成成像能力的用于系统的2D和3D成像两者。对于2D采集，χ射线管可以提供更小的焦斑以提供标准乳房X射线照片或放大图像。在3D模式中，静态焦斑大小、 位置或两者可以在成像期间或响应乳房密度被控制以获得清晰度增加的图像。下面更详细地描述了上述方法。然而重要的是将这些方法与历史上用于计算机体层摄影中的飞焦技术加以区分。例如，美国专利6，256，369描述了一种系统，通过该系统使焦斑沿纵向方向振荡以提高扫描处理量。在一个优选实施例中，焦斑沿着预定路径移动，所述预定路径包括沿纵向方向成每个连续旋转角彼此移位的多个位置的集合。实际上管提供第一和第二扇束平面。通过在两个纵向位置之间交替焦斑，在两个不同ζ位置使用两个不同扇束有效地采样数据，由此加倍扫描器的处理量速率。美国专利6，四2，538也描述了一种带有飞焦的χ射线管。‘538专利的飞焦技术以高速在两个位置之间快速跳转焦点，有效地使图像移位半像素，以尝试在CT扫描期间提高分辨率。与之相比，本发明在曝光期间并不将焦斑移动到不同离散位置以获得多个图像； 相反地，目标是在曝光的持续时间期间通过焦点的缓慢受控连续运动相对于乳房和/或检测器之一或两者将有效焦斑保持在空间中的固定位置以增强单幅图像的清晰度。静态焦斑沿与χ射线管移动通过空间的方向相反的方向移动。由于X射线管和管的静态焦斑的相反运动，在每次体层合成曝光期间得到的有效焦斑相对于乳房和/或检测器保持在固定位置，从而最小化有效焦斑的大小并且增加图像清晰度。图4A示出了一次曝光期间χ射线管110内的静态焦斑的移动。在该图中为了清楚起见未示出χ射线管的运动，尽管在该例子的曝光段期间管从左向右移动。在曝光开始时，静态焦斑处于位置Y'。在该曝光期间，静态焦斑以匹配或以其他方式与χ射线管的速度相关的速率沿与Χ射线管的定向运动相反并且由箭头111指示的方向移动，直到静态焦斑处于位置Y"。图4B示出了在体层合成曝光期间当静态焦斑以图4A中所示的方式移动时静态焦斑127的位置。可以看到当χ射线管110从位置X'移动到位置X"时，得到的有效焦斑190 相对于检测器160或成像对象保持在固定或相对固定的大小和位置；因此，尽管χ射线管在移动，有效焦斑190看上去保持相对固定并且大小最小化。因此，在检测器没有焦位移，并且体层合成图像的清晰度增加。返回参考图3B，可以看到由于运动控制焦斑产生的乳房上的点图像将不经历现有技术的严重模糊效应。因此显示和描述了一种在存在移动χ射线源的情况下用于增加χ射线图像清晰度的方法。尽管以上描述叙述了 X射线管和静态焦斑在单个平面内的相反移动，但是应当理解本发明的原理可以适合便于焦斑从X射线管沿任何方向的相反运动。另外，本发明并不限于X射线管和焦斑以相同速度或在相同距离上移动的实施例；能够理解可以通过静态焦斑相对于X射线管的任何相反运动(其最小化X射线曝光期间焦斑的累积)实现图像清晰度的好处；因此，本发明并不被限制于焦斑移动的特定范围或定向速度。
如上所述，用于减小有效焦斑大小的第二种方法涉及增加静态焦斑的大小，但是减小曝光段。例如，图5A类似于图3A，其中提供了相对较小的静态焦斑320。为了获得图像的预期曝光，χ射线管必须被激活持续时间D1，导致在检测器平面160的模糊效应3图 5B中所示，如果提供相对更大的焦斑330，可以缩短总曝光时间D2，导致图像模糊310的伴随减小。提供更大焦斑的好处在于它允许完全利用χ射线管发生器。例如，当前的体层合成X射线管使用200mA发生器，但是发生器并不总是在200mA下操作，原因是期望的、更小的静态焦斑(为了图像清晰度)在^kV仅仅允许160mA。本发明认识到可以在不牺牲图像清晰度的情况下增加体层合成图像的焦斑，原因是增加焦斑大小的影响由曝光时间的减小抵消，使得‘得到的’有效焦斑小于以前获得的现有技术中的有效焦斑。由于焦斑移动的物理限制，第二种方法也可以有益于有效焦斑大于Icm的系统。 在这样的实施例中，扩大焦斑和减小曝光可以产生用于成像的最小焦斑。各种技术可以用于扩大焦斑大小。所述技术包括但不限于散焦聚焦杯以允许沿着长度或宽度方向或在所述两个方向的更大的焦斑大小，结合附加电极以允许焦斑大小沿一个或两个方向变化，以及结合第三细丝或若干细丝的组合。另外，复杂电子或X射线光学技术可以被用于扩大焦斑大小。因此，显示和描述了在存在移动χ射线源的情况下用于增加X射线图像清晰度的两种方法，其中第一种方法涉及移动焦斑，而第二种方法涉及增加焦斑的大小。应当理解任一方法可以单独或组合使用；例如，认识到为X射线管提供更大、可移动有效焦斑将导致一种系统，该系统完全利用X射线管发射器，提供高质量图像，并且由于曝光时间的减小可以更快速地扫描患者。在一些实施例中可能希望能够自动或手动选择使用任一方法或它们的组合。可以通过修改现有的X射线管，例如通过提供移动靶、调节阴极的聚焦杯、利用不同细丝或以其他方式聚焦X射线光子的能力，实现任一方法。例如，图6示出了本发明的χ射线管110，该χ射线管包括容纳阳极114，阴极112 和阳极转子410的真空管400。根据本发明的一个方面，χ射线管还包括焦斑位置控制器 600。焦斑控制器可以耦接到阴极112以沿‘宽度’方向偏转电子轨迹。在它的最简单形式中，控制器包括紧靠聚焦杯定位的两个平行金属板，将可以移位电子运动方向和因此移位阳极上的靶位置的偏置电压施加于板上。因此通过在板上施加偏置电压控制焦斑的位移。 在若干实施例中，可以在χ射线曝光之前动态地或静态地配置偏置电压。简单地参考图8A和8B，现在将描述用于控制焦斑的移动的示例性机构。在现有技术中，从细丝和阴极112发射的电子沿着路径620行进并且在位置a撞击阳极114。该位置 a是焦斑的位置。在本发明的一个实施例中，增加了运动控制单元600。运动控制单元包括金属板 601和由控制器603控制的电压源602。改变板601间的电压使电子行进到靶的路径改变； 例如，电子将沿着路径620中的一个行进并且取决于施加于601的电压在不同位置a和b 撞击阳极114，其中位置a和b表示阳极114上的不同焦斑位置。在图8B中，板被显示为沿着Y轴对齐，并且改变板的电压使电子沿着Y轴的路径变化。然而在本发明中，期望改变Z平面(垂直于纸面)中的电子的路径，并且在这样的实施例中，运动控制器将包括沿着Z轴对齐的板。可以这样说，板601可以位于不同于图中所
7示的几何位置，并且可以有一组以上的板。板的数量和布置以及施加于板上的电压的选择可以由焦斑的预期位置确定。控制器603将随着时间以适当方式与管运动和图像接收器采集序列同步改变电压以产生期望的有效焦斑分布。在备选实施例中，焦斑控制器控制阳极的倾斜以改变来自阴极的电子束撞击阳极靶的角度。在另一个实施例中，控制器移动阴极聚焦杯使得电子在不同靶位置撞击阳极或通过施加正交于电子轨迹的偏置电压电子地偏转电子轨迹。改变电子与阳极的接触角是可以用于控制静态焦斑大小的一种技术，尽管改变电子束接触阳极的角的任何方法可以在本文中作为等效方案进行代替。例如可以预见可以通过阴极细丝的移动或通过其他手段实现类似结果。改变阳极和阴极之间的相对角和因此改变电子撞击靶的角方向也可以实现在体层合成曝光期间移动焦斑的位置的任务。存在各种其他方法可以用于移动X射线焦斑。在一个实施例中，可以使用管内的 X射线透镜或通过调节端口 120的大小和/或位置来移动焦斑。电子束焦斑的移位可以通过将电子束电子地转向到χ射线靶上的不同点，电子地移位靶来实现，或者可以通过使用带有一个或多个电子束源和分布在一个或多个χ射线靶上的焦斑的χ射线管来实现。例如，为了移位χ射线束焦斑，瞄准χ射线靶上的第一斑的第一电子束可以被关闭并且瞄准第一或第二 X射线靶上的不同的第二斑的第二电子束被打开。由于电子束撞击X 射线靶上的不同点，因此X射线束将从靶上的不同点被发射，于是移位X射线束焦斑的位置。备选地，通过使射束穿过管束的不同光纤股线(股线朝着略微不同的方向定向)， 光纤X射线透镜也可以用于移位X射线束焦斑。光闸可以用于将射束转向到特定股线或股线组中。如上所述，也可以预见焦斑的大小可以改变以适应不同的成像模式。在一个示例性实施例中，X射线管可以设有三个焦斑大小小焦斑大小0. 1X0. 1mm2，大焦斑大小 0. 3X0. 3mm2，和超大焦斑大小0. 5X0. 5mm2或0. 6X0. 3mm2(宽度X长度)。小焦斑和大焦斑可以用于支持各种2D成像模式。当需要时χ射线管焦斑大小可以在3D脉冲模式中被配置为超大焦斑大小。通过这样的布置，在阳极轨道上设置超大焦斑大小，允许比静态2D模式远远更高的管电流mA。与超大焦斑关联的有效焦斑大小预期为0. 5X0. 5mm2或 0. 6X0. 3mm2。改变焦斑大小的一种方法涉及将细丝加入聚焦杯中。图9A和9B示出了带有不同数量的细丝910和920的聚焦杯的两个实施例。当一个细丝被点亮时，它提供现有的 0.3X0. 3mm焦斑。当两个细丝被点亮时，得到的细丝发射能力被加倍，因此管电流被加倍， 同时焦斑大小变为0. 6 X 0.3(宽度X长度)。如上所述，本发明的χ射线管可以设在同时包括2D和3D成像能力的成像系统中。 在这样的系统中，静态焦斑的运动和静态焦斑的大小可以在两个成像模式之间不同。例如， 对于每次体层合成曝光或在整个扫描期间，焦斑大小可以增加，而对于需要增加分辨率并且不受X射线源运动影响的模式，例如乳房X射线照相术，焦斑大小则可以减小。因此X射线管可基于成像模式配置。现在参考图7，现在将描述在支持2D和3D成像的系统中使用本发明的χ射线管的过程500。在示例性实施例中，体层合成系统从_7. 5度扫描到+7. 5度。在体层合成扫描之后拍摄乳房X射线照片。在步骤510将体层合成机器的机架定位在-7. 5度位置并且初始体层合成扫掠。在步骤512x射线管到达初始成像位置，并且在步骤514激活χ射线管。在一个实施例中，每次曝光耗时小于60ms。在曝光期间，机架继续朝着+7. 5度位置移动，并且 χ射线管焦斑运动控制器将焦斑设置在阳极上的开始位置(其基于χ射线技术和预期体层合成扫描的机架速度被预先计算)，沿相反方向移动静态焦斑(在该例子中，顺时针体层合成扫描)。 在步骤516，当曝光完成并且同时焦斑到达预先计算的停止位置时，关闭χ射线管并且将静态焦斑重新居中于X射线管内。在步骤518确定是否到达了顺时针扫描的端点 (机架在+7. 5度位置)。如果没有，重复步骤512-516直到获得所有体层合成投影图像。 在步骤520将机架返回到零度位置并且优化焦斑以用于乳房X射线照相术成像。如果用于体层合成成像的焦斑大小已被增加，则将它减小到提供期望乳房X射线照片分辨率的范围。在步骤522获得2D图像并且完成过程。应当注意的是上文描述了 χ射线管被“打开” 或“关闭”的系统。然而，应当注意的是本发明并不限于这样的系统。实际上，许多系统具有在扫描期间连续打开的χ射线管，图像捕捉由在扫描期间的选择“曝光时间”时间在检测器χ射线的捕捉进行控制。在这样的情况下，可以理解焦斑运动与曝光开始时间和曝光结束时间同步，与χ射线管处于开或关循环还是连续打开无关。因此，已经示出并描述了在χ射线曝光期间通过焦斑大小和位置的静态或动态管理提高体层合成图像清晰度的本发明的系统、方法和过程。应当注意的是尽管描述集中于用于乳房成像的体层合成系统的使用，但是本发明的X射线管并不被限制用于任何特定的成像模态。而是可以预见本发明的X射线管可以用于在X射线源处于运动中的同时获得图像的任何系统。例如，计算机体层摄影(CT)系统经历焦斑模糊。本发明的改进X射线管可以有利地用于CT系统以减小FS模糊，使视野上的调制传递函数(MTF)各向同性。在乳房 CT系统中，这样的改进的一个好处在于在水平面中在乳房边缘的MTF将与乳房中心的一样好。以上具体例子和实施例是示例性的，并且可以对这些例子和实施例进行许多变化而不脱离本公开的精神或附带权利要求的范围。例如，在本公开和附带权利要求的范围内不同示例性实施例的要素和/或特征可以彼此组合和/或彼此代替。本发明的各种实施例包括被布置为在曝光段期间移动的χ射线管。χ射线管包括用于提供电子束的阴极；包括用于接收电子束的靶的阳极，所述阳极用于生成光子束； 在该曝光段期间将电子束聚焦到阳极上的聚焦杯；用于使光子束通过以离开X射线管的端口，其中阴极、阳极和端口一起限定X射线管的静态焦斑；和控制器，其耦接到阳极、阴极和聚焦杯中的至少一个以用于在曝光段期间通过执行关于X射线管的移动修改静态焦斑位置或大小中的至少一个来修改静态焦斑的特性。χ射线管可以在曝光段期间沿第一方向移动并且控制器可以在该曝光段期间沿与第一方向相反的第二方向移动静态焦斑使得在曝光段期间有效焦斑相对于乳房和/或检测器在空间中保持相对固定以减轻图像模糊。静态焦斑的大小可以增加以减小曝光段和产生的图像模糊。根据本发明的另一个方面，一种使用在曝光段期间沿第一方向移动的χ射线管采集X射线图像的方法包括以下步骤在曝光段期间沿与第一方向相反的第二方向移动X射线管的焦斑以在该曝光段期间减小有效焦斑的大小。根据本发明的再一个方面，一种通过能够在两个模式中操作的成像系统采集χ射线图像的方法，所述方法包括响应成像系统的操作模式改变X射线管的焦斑的大小的步骤。所述方法可以包括改变焦斑的大小的步骤在使用在曝光段期间移动的X射线管采集图像的成像模式中增加焦斑的大小。另外，改变焦斑的大小的步骤可以在使用在曝光段期间相对于乳房和/或检测器保持在固定位置的X射线管采集图像的成像模式中减小焦斑的大小。

上述优选实施例作为示例被提供，而非旨在是穷尽的或将所要求的发明限制到具体例子。那些例子旨在描述本领域的技术人员可以使用适合于特定环境的公开例子的变化和修改来实施所要求的发明的原理。本发明的范围应当由附带权利要求及其等效方案限定。
权利要求
1.一种被布置为在曝光段期间移动的X射线管，包括 用于提供电子束的阴极；阳极，其包括用于接收电子束的靶并且响应电子束的接收生成光子束； 聚焦杯，其在所述曝光段期间将电子束聚焦到阳极上；和用于使光子束通过以离开X射线管的端口，其中阴极、阳极和端口一起限定X射线管的静态焦斑；和耦接到阳极、阴极和聚焦杯中的至少一个的控制器，用于在所述曝光段期间修改静态焦斑的至少一个特性。
2.根据权利要求1所述的X射线管，其中所述至少一个特性从包括静态焦斑位置和静态焦斑大小的组中选出。
3.根据权利要求2所述的χ射线管，其中χ射线管在所述曝光段期间沿第一方向移动， 并且其中控制器在所述曝光段期间沿着与所述第一方向不同的第二方向移动静态焦斑。
4.根据权利要求3所述的χ射线管，其中控制器移动第一方向和第二方向是相反的方向。
5.一种使用包括焦斑的χ射线管采集χ射线图像的方法，所述方法包括在χ射线图像的采集期间修改所述焦斑的特性以减轻所述X射线图像中的模糊效应的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，包括在图像采集的曝光段期间沿第一方向移动χ射线管和在所述曝光段期间沿着与所述第一方向相反的第二方向移动χ射线管的焦斑的步骤。
7.根据权利要求5所述的方法，包括在图像采集期间修改焦斑的大小的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，包括在图像采集期间增加焦斑的大小以及在图像采集期间缩短曝光段的步骤。
9.一种由能够在两个模式中操作的成像系统采集χ射线图像的方法，所述方法包括响应所述成像系统的操作模式改变χ射线管的焦斑的大小的步骤。
10.根据权利要求9所述的方法，包括对于其中在曝光段期间χ射线管移动的图像采集模式，增加焦斑大小的大小以及缩短曝光段的步骤。
11.根据权利要求11所述的方法，包括对于其中X射线管相对于成像对象保持在固定位置的成像模式，减小焦斑的大小以及延长曝光段的步骤。
全文摘要
描述了一种x射线管，其包括在存在移动x射线源的情况下通过修改包括焦斑大小和焦斑位置在内的焦斑特性增加x射线图像清晰度的部件。在第一布置中静态焦斑沿与x射线源的移动相反的方向移动使得在体层合成曝光期间有效焦斑的位置相对于成像对象和/或检测器中的一个在空间中基本固定。在第二布置中，增加静态焦斑的大小，并且管电流的所得的增大缩短曝光段并减轻伴随的模糊效应。所述方法可以单独或组合使用；例如带有更大、可移动静态焦斑的x射线管将得到一种完全利用x射线管发射器、提供模糊减轻的高质量图像、并且由于曝光时间的缩短可以更快速地扫描患者的系统。
文档编号H01J35/24GK102176866SQ200980138628
公开日2011年9月7日 申请日期2009年11月23日 优先权日2008年11月24日
发明者A·史密斯, B·仁, J·斯坦恩, 井真雪 申请人:霍罗吉克公司