DE102012211285B3 - X-ray tube for generating X-ray radiations in computer tomography plant to perform scan process for investigation of patient, has emitter partially projecting into central aperture of control electrode and provided as curved emitter - Google Patents

Abstract

The tube (2) has an emitter and an anode (12) generating an electron beam in operation, where the electron beam forms a focal spot on the anode. A control electrode (6) and a control unit (14) controls electron beam current. An arrangement of electrodes is positioned as an electrical diversion and focusing system (10) between the emitter and the anode. The control electrode comprises a diaphragm type central aperture. The emitter partially projects into the central aperture of the control electrode and provided as a curved emitter, a cylindrical emitter and a helical emitter. An independent claim is also included for a method for operating an X-ray tube.

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre umfassend einen Emitterkopf mit einer Mittellängsachse, einen Emitter und eine Anode, wobei mit Hilfe des Emitters und der Anode im Betrieb ein Elektronenstrahl generiert wird, der auf der Anode einen Brennfleck ausbildet. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Röntgenröhre.The invention relates to an X-ray tube comprising an emitter head having a central longitudinal axis, an emitter and an anode, wherein an electron beam is generated in operation with the aid of the emitter and the anode, which forms a focal spot on the anode. Moreover, the invention relates to a method for operating such an X-ray tube.

Es ist eine ganze Reihe von Lösungen oder Lösungsvarianten, beispielsweise aus der US 6 438 207 B1 , der DE 10 2010 061 584 A1 oder der DE 10 2010 060 869 A1 , bekannt, um eine Generierung und Manipulation eines Elektronenstrahls in einer Röntgenröhre in vorgesehener Art und Weise vorzunehmen.It is a whole series of solutions or solution variants, for example from the US Pat. No. 6,438,207 B1 , of the DE 10 2010 061 584 A1 or the DE 10 2010 060 869 A1 , known to make a generation and manipulation of an electron beam in an X-ray tube in the intended manner.

Bei einigen Röntgenröhren wird der Elektronenstrahlstrom durch Vorgabe der Temperatur am Emitter gesteuert. Auf diese Weise lassen sich Erhöhungen des Wertes des Elektronenstrahlstroms innerhalb von einigen Millisekunden erreichen und Absenkungen des Wertes des Elektronenstrahlstroms lassen sich innerhalb eines Zeitintervalls von etwa 100 Millisekunden erreichen. Für bestimmte Anwendungen, wie beispielsweise für die Dosismodulation der Röntgenstrahlung in einer Computertomographie-Anlage, ist dieses Regelungsprinzip zu träge, da hier Änderungen des Elektronenstrahlstroms innerhalb weniger Mikrosekunden erwünscht und von Nöten sind.In some X-ray tubes, the electron beam current is controlled by setting the temperature at the emitter. In this way, increases in the value of the electron beam current can be achieved within a few milliseconds, and reductions in the value of the electron beam current can be achieved within a time interval of about 100 milliseconds. For certain applications, such as the dose modulation of X-radiation in a computed tomography system, this control principle is too slow, since changes in the electron beam current are desired and needed within a few microseconds.

Einem weiteren Steuerungskonzept entsprechend wird die Steuerung des Elektronenstrahlstroms einer Röntgenröhre mittels eines steuerbaren Wehneltzylinders vorgenommen. Auf diese Weise lassen sich zwar sehr schnelle Änderungen des Elektronenstrahlstroms vornehmen, allerdings weisen die Emitter, die mit Wehneltzylindern kombiniert werden, relativ kleine Emissionsflächen auf, sodass sich mit Hilfe eines solchen Aufbaus nur relativ kleine Elektronenstrahlströme generieren lassen. Darüber hinaus tritt bei entsprechenden Elektronenstrahlen verstärkt Streuung auf, was es sehr schwierig macht, auf der Anode der Röntgenröhre eine gewünschte Form und Größe des Brennfleckes des Elektronenstrahls vorzugeben.According to another control concept, the control of the electron beam current of an X-ray tube is carried out by means of a controllable Wehneltzylinders. Although very rapid changes in the electron beam current can be made in this way, the emitters combined with Wehnelt cylinders have relatively small emission surfaces, so that only relatively small electron beam currents can be generated with the aid of such a structure. In addition, scattering occurs with corresponding electron beams, which makes it very difficult to specify a desired shape and size of the focal spot of the electron beam on the anode of the X-ray tube.

Darüber hinaus ist eine Steuerungsvariante bekannt, bei der ein Gitter als Sperr-Elektrode zwischen dem Emitter und der Anode angeordnet ist, sodass durch Anliegen einer entsprechenden Sperrspannung der Elektronenstrahlstrom gesteuert werden kann. Für derartige Systeme ist in der Regel ein gepulster Betrieb vorgesehen, bei dem der Elektronenstrahl quasi an- und ausgeschalten wird, wodurch einerseits im zeitlichen Mittel ein bestimmter Wert für den Elektronenstrahlstrom vorgegeben wird und wodurch andererseits die thermische Belastung des Gitters gering gehalten wird.In addition, a control variant is known in which a grid is arranged as a blocking electrode between the emitter and the anode, so that by applying a corresponding blocking voltage of the electron beam current can be controlled. For such systems, a pulsed operation is usually provided in which the electron beam is quasi switched on and off, whereby on the one hand in the time average a certain value for the electron beam current is set and on the other hand, the thermal load of the grid is kept low.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Röntgenröhre und ein verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Röntgenröhre anzugeben.Proceeding from this, the object of the invention is to specify an improved x-ray tube and an improved method for operating an x-ray tube.

Bezogen auf die Röntgenröhre wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Röntgenröhre mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die rückbezogenen Ansprüche beinhalten teilweise vorteilhafte und teilweise für sich selbst erfinderische Weiterbildungen dieser Erfindung.Relative to the x-ray tube, the object is achieved by an x-ray tube having the features of claim 1. The dependent claims include in part advantageous and in part self-inventive developments of this invention.

Die Röntgenröhre umfasst einen Emitterkopf mit einer Mittellängsachse, einen Emitter und eine Anode, wobei mit Hilfe des Emitters und der Anode im Betrieb ein Elektronenstrahl generiert wird, der auf der Anode einen Brennfleck ausbildet. Zudem weist die Röntgenröhre eine Steuerelektrode und eine Steuerungseinheit zur Steuerung des Elektrodenstrahlstroms auf und darüber hinaus ist zwischen dem Emitter und der Anode eine Anordnung von Elektroden als elektrisches Ablenk- und Fokussiersystem positioniert. Eine derart gestaltete Röntgenröhre erlaubt eine Steuerung des Elektronenstrahlstroms derart, dass einerseits Änderungen des Elektronenstrahlstroms innerhalb weniger Mikrosekunden vorgenommen werden kann und das andererseits die Steuerung des Elektronenstrahlstroms erfolgt, ohne dass sich dabei die Form und/oder die Ausdehnung des Brennfleckes auf der Anode wesentlich ändert.The X-ray tube comprises an emitter head having a central longitudinal axis, an emitter and an anode, wherein an electron beam is generated in operation with the aid of the emitter and the anode, which forms a focal spot on the anode. In addition, the X-ray tube has a control electrode and a control unit for controlling the electron beam current and, moreover, an array of electrodes is positioned between the emitter and the anode as an electric deflection and focusing system. Such a designed X-ray tube allows control of the electron beam current such that on the one hand changes in the electron beam current can be made within a few microseconds and on the other hand, the control of the electron beam current without the shape and / or the extent of the focal spot changes significantly on the anode.

Hierzu wird der Elektronenstrahlstrom durch Variation des Potentials an der Steuerelektrode variiert. Die durch das Variieren des Potentials an der Steuerelektrode hervorgerufene unerwünschte Beeinflussung des Elektronenstrahls wird im Wesentlichen zeitgleich durch Variation der Potentiale an den Elektroden des Ablenk- und Fokussiersystems soweit kompensiert, dass die Form und/oder die Ausdehnung des Brennfleckes auf der Anode in guter Näherung erhalten bleibt. Die Steuerungseinheit ist dementsprechend derart eingerichtet, dass in zumindest einem Betriebsmodus die Röntgenröhre derart betrieben wird, dass die Form und/oder die Ausdehnung des Brennfleckes auf der Anode vorgegeben wird und in der Folge unabhängig vom Wert des Elektronenstrahlstroms konstant bleibt/bleiben. Die Vorgabe der Form und/oder der Ausdehnung des Brennfleckes auf der Anode erfolgt dabei entweder basierend auf einer Voreinstellung der Steuerungseinheit durch den Hersteller oder aber ein Bediener gibt über Regelelemente an der Steuerungseinheit die gewünschten Parameter vor.For this purpose, the electron beam current is varied by varying the potential at the control electrode. The undesired influence of the electron beam caused by the variation of the potential at the control electrode is substantially compensated for at the same time by varying the potentials at the electrodes of the deflection and focusing system so that the shape and / or the extent of the focal spot on the anode are approximated remains. Accordingly, the control unit is set up in such a way that in at least one operating mode the x-ray tube is operated in such a way that the shape and / or extent of the focal spot is predetermined on the anode and consequently remains constant independent of the value of the electron beam current. The specification of the shape and / or the extent of the focal spot on the anode takes place either based on a presetting of the control unit by the manufacturer or else an operator provides the desired parameters via control elements on the control unit.

Größe, Form und Position des Brennfleckes werden dabei mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes vorgegeben, welches durch die Elektroden des Ablenk- und Fokussiersystems und daran angelegte Spannungen generiert wird. Eine jede erwünschte Änderung der Größe, der Form und/oder der Position wird durch eine entsprechende Änderung der angelegten Spannungen und damit durch eine Änderung des elektrischen Feldes bewirkt. Die Nutzung eines elektrischen Ablenk- und Fokussiersystems erlaubt eine im Vergleich zu einem magnetischen Ablenk- und Fokussiersystem kompaktere Bauweise und eine wesentlich flexiblere Ausnutzung des Bauraumes der Röntgenröhre. Das Ablenk- und Fokussiersystem der Röntgenröhre dient jedoch nicht nur zur einfachen Fokussierung und/oder Ablenkung des Elektronenstrahls, ähnlich dem Konzept bei einigen Kathodenstrahlröhren, sondern wie zuvor erwähnt auch zur Kompensation der unerwünschten Beeinflussung des Elektronenstrahls durch die Variation des Potentials an der Steuerelektrode. Als unerwünschte Beeinflussung, auch Defokussierung oder Überfokussierung genannt, sind hierbei zum Beispiel Effekte wie Änderungen der Strahldivergenz, Streueffekte, Verzerrungen oder die randseitige Aufspaltung des Elektronenstrahls in mehrere Elektronenstrahlen (sog. Schweifbildung) zu verstehen. Derartige Effekte werden für die nachfolgende Beschreibung unter dem Begriff Überfokussierung zusammengefasst.The size, shape and position of the focal spot are thereby using an electrostatic Field, which is generated by the electrodes of the deflection and focusing and voltages applied thereto. Any desired change in size, shape and / or position is effected by a corresponding change in the applied voltages and thus by a change in the electric field. The use of an electric deflection and focusing system allows a more compact compared to a magnetic deflection and focusing system and a much more flexible utilization of the installation space of the X-ray tube. However, the deflection and focusing system of the X-ray tube is not only for easy focusing and / or deflection of the electron beam, similar to the concept in some cathode ray tubes, but as previously mentioned also to compensate for the undesired influence of the electron beam by the variation of the potential at the control electrode. As an undesirable influence, also called defocusing or overfocusing, this includes, for example, effects such as changes in the beam divergence, scattering effects, distortions or the edge-side splitting of the electron beam into a plurality of electron beams (so-called tailing). Such effects are summarized for the following description under the term overfocussing.

Weiter weist die Steuerelektrode der Röntgenröhre nach Art einer Blende eine zentrale Öffnung auf, wobei die zentrale Öffnung bevorzugt symmetrisch zur Mittellängsachse angeordnet ist. Zudem ragt der Emitter zumindest teilweise in die zentrale Öffnung der Steuerelektrode hinein. Auf diese Weise lässt sich eine sehr kompakte Bauweise für die Röntgenröhre realisieren.Next, the control electrode of the X-ray tube in the manner of a diaphragm on a central opening, wherein the central opening is preferably arranged symmetrically to the central longitudinal axis. In addition, the emitter projects at least partially into the central opening of the control electrode. In this way, a very compact design for the X-ray tube can be realized.

Darüber hinaus kommt ein gewölbter Emitter und bevorzugt ein zylindrischer oder wendelförmiger Emitter zum Einsatz. Vorgegeben wird dabei insbesondere die Wölbung oder Krümmung der Emissionsfläche des Emitters, also diejenige Oberfläche des Emitters, aus der im Betrieb der Hauptanteil der Elektronen, die den Elektronenstrahl ausbilden, austritt. Durch eine geeignete Wahl der Wölbung bzw. Krümmung der Emissionsfläche sowie einer geeigneten Positionierung der Emissionsfläche innerhalb des mittels des Ablenk- und Fokussiersystems generierten elektrischen Feldes lässt sich die Effektivität der Kompensation der Überfokussierung signifikant steigern. Dabei lassen sich insbesondere randseitige Ausfransungen des Elektronenstrahls und eine randseitige Abspaltung von Teilstrahlen, sogenannter Schweife, vermeiden.In addition, a domed emitter and preferably a cylindrical or helical emitter is used. In particular, the curvature or curvature of the emission surface of the emitter, that is to say that surface of the emitter from which the majority of the electrons which form the electron beam during operation, is predefined. By a suitable choice of the curvature or curvature of the emission surface as well as a suitable positioning of the emission surface within the electric field generated by means of the deflection and focusing system, the effectiveness of the overfocussing compensation can be significantly increased. In particular edge-sided fraying of the electron beam and edge-side splitting off of partial beams, so-called tails, can be avoided.

Die Anordnung der Elektroden des elektrischen Ablenk- und Fokussiersystems ist vorzugsweise aus einem ersten Elektrodenpaar und einem zweiten Elektrodenpaar aufgebaut, wobei bevorzugt jeweils die Elektroden eines Elektrodenpaares identisch gestaltet sind und wobei die Elektroden des ersten Elektrodenpaares und des zweiten Elektrodenpaares unterschiedlich gestaltet sind. Hierdurch wird ein sehr einfacher und kompakter Aufbau für die Röntgenröhre ermöglicht.The arrangement of the electrodes of the electrical deflection and focusing system is preferably made up of a first pair of electrodes and a second pair of electrodes, wherein preferably each of the electrodes of a pair of electrodes are designed identically and wherein the electrodes of the first pair of electrodes and the second pair of electrodes are designed differently. This allows a very simple and compact structure for the X-ray tube.

Außerdem sind die Elektroden des zweiten Elektrodenpaares als gerade Zylinder mit einem Kreissegment als Grundfläche ausgestaltet, wobei die beiden Ebenen Zylindermantel-Teilflächen einander zugewandt angeordnet sind. Hierdurch wird das Fokussier- und Ablenksystem besonders einfach gehalten. Die Gestaltung der Elektroden, insbesondere des zweiten Elektrodenpaares, wird dabei vorzugsweise an den jeweiligen Anwendungszweck, zum Beispiel die Form des Emitterkopfes, angepasst. Dementsprechend sind auch abweichende Grundformen für die Elektroden vorgesehen, wie beispielsweise ein Zylinder mit einer Ellipse als Grundfläche oder ein Prisma.In addition, the electrodes of the second pair of electrodes are designed as a straight cylinder with a circular segment as the base surface, wherein the two levels cylinder jacket partial surfaces are arranged facing each other. As a result, the focusing and deflection system is kept very simple. The design of the electrodes, in particular of the second electrode pair, is thereby preferably adapted to the particular application, for example the shape of the emitter head. Accordingly, deviating basic shapes are also provided for the electrodes, such as, for example, a cylinder with an ellipse as a base or a prism.

Günstig ist zudem eine Ausgestaltungsvariante der Röntgenröhre, bei der die Elektroden des ersten Elektrodenpaares balkenförmig mit einem rechteckigen Querschnitt ausgestaltet sindAlso favorable is a design variant of the x-ray tube, in which the electrodes of the first electrode pair are designed in the shape of a bar with a rectangular cross section

Zweckdienlich ist darüber hinaus eine Gestaltungsvariante, bei der die Elektroden symmetrisch zur Mittellängsachse angeordnet sind und bei der jede Elektrode in ihrer jeweiligen Längsrichtung die größte Ausdehnung aufweist, wobei die Längsrichtungen der Elektroden eines Elektrodenpaares parallel zueinander ausgerichtet sind und wobei die Längsrichtungen der Elektroden des ersten Elektrodenpaares senkrecht zu den Längsrichtungen des Elektroden des zweiten Elektrodenpaares ausgerichtet sind.In addition, a design variant is expedient in which the electrodes are arranged symmetrically with respect to the central longitudinal axis and in which each electrode has the greatest extent in its respective longitudinal direction, wherein the longitudinal directions of the electrodes of an electrode pair are aligned parallel to one another and wherein the longitudinal directions of the electrodes of the first electrode pair are aligned perpendicular to the longitudinal directions of the electrodes of the second electrode pair.

Dabei ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Steuerungseinheit zur Ansteuerung der Elektroden derart eingerichtet ist, dass die Ausdehnung des Brennfleckes in Längsrichtung der Elektroden des zweiten Elektrodenpaares durch Vorgabe der Potentiale an den Elektroden des ersten Elektrodenpaares bezogen auf ein am Emitter anliegendes Bezugspotential variiert wird und/oder dass die Ausdehnung des Brennfleckes in Längsrichtung der Elektroden des ersten Elektrodenpaares sowie weiter bevorzugt zudem die Kompensation der durch das Variieren des Potentials an der Steuerelektrode hervorgerufenen unerwünschten Beeinflussung des Elektronenstrahls durch Vorgabe der Potentiale an den Elektroden des zweiten Elektrodenpaares bezogen auf das Bezugspotential vorgegeben wird.It is preferably provided that the control unit for controlling the electrodes is set up such that the extent of the focal spot in the longitudinal direction of the electrodes of the second electrode pair is varied by specifying the potentials at the electrodes of the first electrode pair relative to a reference potential applied to the emitter and / / or that the expansion of the focal spot in the longitudinal direction of the electrodes of the first electrode pair and more preferably also the compensation of the caused by the variation of the potential at the control electrode undesired influence of the electron beam by specifying the potentials at the electrodes of the second electrode pair based on the reference potential is specified.

Bevorzugt wird außerdem eine Ausgestaltung der Röntgenröhre, bei der der Emitterkopf eine Stirnfläche aufweist, welche als Steuerelektrode dient und welche die zentrale Öffnung aufweist, bei der der Emitter durch die Öffnung in Richtung der Anode hindurchragt und bei der beide Elektroden des ersten Elektrodenpaares und beide Elektroden des zweiten Elektrodenpaares an der Stirnfläche anliegen. Der Emitterkopf ist dabei weiter bevorzugt zylinderförmig ausgestaltet, wodurch sich eine besonders einfache und kompakte Bauweise der Röntgenröhre realisieren lässt. Dabei ist der Emitter weiter bevorzugt zylinderförmig oder wendelförmig gestaltet mit einer Emitter-Mittellängsachse, welche parallel zu den Längsachsen des zweiten Elektrodenpaares ausgerichtet ist. Es hat sich gezeigt, dass bei dieser speziellen Ausgestaltung die zu erwartende Überfokussierung des Elektronenstrahls relativ gering ausfällt und daher relativ einfach gut kompensiert werden kann. Insbesondere die Ausbildung von Schweifen im Randbereich des Elektronenstrahls wird hierbei vermieden.Also preferred is an embodiment of the x-ray tube in which the emitter head has an end face which serves as a control electrode and which has the central opening, wherein the emitter protrudes through the opening in the direction of the anode and in which both electrodes of the first electrode pair and both electrodes of the second electrode pair abut against the end face. The emitter head is further preferably designed cylindrical, whereby a particularly simple and compact design of the X-ray tube can be realized. In this case, the emitter is further preferably cylindrical or helical in shape with an emitter central longitudinal axis, which is aligned parallel to the longitudinal axes of the second electrode pair. It has been shown that in this particular embodiment, the expected overfocussing of the electron beam is relatively small and therefore can be easily compensated relatively easily. In particular, the formation of tails in the edge region of the electron beam is avoided.

Bezogen auf Verfahren wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Die darauf rückbezogenen Ansprüche beinhalten teilweise vorteilhafte und teilweise für sich selbst erfinderische Weiterbildungen dieser Erfindung.Relative to the method, the stated object is achieved by a method having the features of claim 5. The claims appended hereto include in part advantageous and in part self-inventive developments of this invention.

Das Verfahren dient zum Betrieb einer Röntgenröhre gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausgestaltungsvarianten, wobei mit Hilfe eines Emitters und einer Anode im Betrieb ein Elektronenstrahl generiert wird, der auf der Anode einen Brennfleck ausbildet, wobei mittels einer Steuerelektrode und einer Steuerungseinheit ein Elektronenstrahlstrom generiert wird und wobei in zumindest einem Betriebsmodus der Elektronenstrahlstrom durch Variieren des Potentials an der Steuerelektrode während eines Messvorgangs variiert wird. Derartige Röntgenröhren sind insbesondere für den Einsatz in Computertomographie-Anlagen vorgesehen, sodass es sich bei einem entsprechenden Messvorgang beispielsweise um einen Scan-Vorgang zur Untersuchung eines Patienten handelt. In einigen Fällen wird während des Scan-Vorgangs die Dosis der Röntgenstrahlung variiert und diese Modulation der Dosis der Röntgenstrahlung wird gemäß dem hier vorgestellten Verfahren durch Variation des Elektronenstrahlstroms vorgenommen. Dies erlaubt eine Anpassung der Dosis der Röntgenstrahlung mit vergleichbarer Schnelligkeit, die auch bei der Anpassung des Elektronenstrahlstroms erreicht wird.The method is used to operate an X-ray tube according to one of the embodiments described above, wherein with the aid of an emitter and an anode in operation an electron beam is generated, which forms a focal spot on the anode, wherein by means of a control electrode and a control unit, an electron beam current is generated and in at least one mode of operation, the electron beam current is varied by varying the potential at the control electrode during a measurement operation. Such X-ray tubes are provided in particular for use in computed tomography systems, so that a corresponding measuring process is, for example, a scanning process for examining a patient. In some cases, during the scanning process, the dose of X-radiation is varied and this modulation of the dose of X-radiation is made according to the method presented here by varying the electron beam current. This allows an adaptation of the dose of X-ray radiation with comparable speed, which is also achieved in the adjustment of the electron beam current.

Bevorzugt wird dabei eine Variante des Verfahrens, bei der eine durch das Variieren des Potentials an der Steuerelektrode hervorgerufene Überfokussierung des Elektronenstrahls durch Variation der Potentiale an den Elektroden des ersten und/oder des zweiten Elektrodenpaares zumindest teilweise kompensiert wird. Auf diese Weise wird die Ausdehnung und/oder die Form des Brennfleckes auf der Anode im Wesentlichen unabhängig von der Variation des Elektronenstrahlstroms konstant gehalten, was der Bildqualität der hierdurch realisierbaren Bilddaten bei einer entsprechenden Computertomographie-Anlage zugute kommt.A variant of the method is preferred in which an overfocussing of the electron beam caused by the variation of the potential at the control electrode is at least partially compensated for by variation of the potentials at the electrodes of the first and / or the second electrode pair. In this way, the extent and / or the shape of the focal spot on the anode is kept constant substantially independently of the variation of the electron beam current, which benefits the image quality of the image data that can be realized thereby in a corresponding computer tomography system.

Von Vorteil ist des Weiteren eine Verfahrensvariante, bei der für den Elektronenstrahlstrom mehrere diskrete Werte durch die Vorgabe von Potentialwerten an der Steuerelektrode einstellbar sind und bei der durch Variieren der Werte auch während eines Belichtungszeitraums im zeitlichen Mittel Zwischenwerte für den Elektronenstrahlstrom realisiert werden. Unter dem Begriff Belichtungszeitraum ist dabei ein Zeitintervall zu verstehen, das zum Beispiel durch den Auslesetakt eines Röntgenstrahlungsdetektors vorgegeben ist, welcher zusammen mit einer Röntgenröhre der zuvor beschriebenen Art Teil einer Mess- oder Untersuchungsvorrichtung, wie zum Beispiel einer Computertomographie-Anlage, ist. Der entsprechende Röntgenstrahlungsdetektor, oder vielmehr dessen einzelne Sensoreinheiten, erfassen Röntgenstrahlung jeweils während eines entsprechenden Zeitintervalls und geben dann einen zeitlich gemittelten Wert für die Intensität der Röntgenstrahlung während dieses Zeitintervalls wieder. Durch Variieren des Elektronenstrahlstroms, und damit der Intensität der Röntgenstrahlung, während eines solchen Zeitintervalls lassen sich somit auch zeitliche Verläufe für den Elektronenstrahlstrom realisieren, bei denen aufgrund der zeitlichen Mittelung die Sensoreinheiten des Röntgenstrahlungsdetektors Werte erfassen, die zwischen den einstellbaren diskreten Werten für den Elektronenstrahlstrom und damit die Intensität der Röntgenstrahlung liegen.A variant of the method in which a plurality of discrete values can be set for the electron beam current by specifying potential values on the control electrode and in which intermediate values for the electron beam current are also realized by varying the values during an exposure period on average over time, is advantageous. The term exposure period is to be understood as meaning a time interval which is predetermined, for example, by the read-out clock of an X-ray detector which, together with an X-ray tube of the type described above, is part of a measuring or examination device, such as a computed tomography system. The corresponding X-ray detector, or rather its individual sensor units, detect X-radiation in each case during a corresponding time interval and then reproduce a time-averaged value for the intensity of the X-radiation during this time interval. By varying the electron beam current, and thus the intensity of the X-ray radiation, during such a time interval, it is thus also possible to realize time profiles for the electron beam current in which the sensor units of the X-ray detector detect values between the adjustable discrete values for the electron beam current and time due to the time averaging so that the intensity of the X-rays are.

Bevorzugt wird der Elektronenstrahlstrom entsprechend einem vorgegebenen Sollstromverlauf variiert. Hierzu ist es zum Beispiel vorgesehen, dass ein zeitlicher Sollstromverlauf in einem Datenspeicher hinterlegt ist und dass dieser Sollstromverlauf in einem Betriebsmodus mit Hilfe der Steuerungseinheit automatisch durch den generierten zeitlichen Verlauf des Elektronenstrahlstroms nachgebildet wird.The electron beam current is preferably varied in accordance with a predetermined desired current profile. For this purpose, it is provided, for example, that a desired time current profile is stored in a data memory and that this nominal current profile is automatically reproduced in an operating mode with the aid of the control unit by the generated time profile of the electron beam current.

Die Variation des Elektronenstrahlstroms erfolgt beispielsweise, um die Intensität der Röntgenstrahlung, die mittels des Elektronenstrahlstroms generiert wird, an die Länge einer Wegstrecke für die Röntgenstrahlung durch ein Untersuchungsobjekt oder einen Patienten anzupassen. Wenn zum Beispiel das Untersuchungsobjekt bzw. der Patient im Rahmen einer Untersuchung aus verschiedenen Richtungen mit Röntgenstrahlung durchstrahlt werden soll, dann ist üblicherweise die Länge der Wegstrecke von der Richtung, aus der die Bestrahlung erfolgt, abhängig. Je länger die Wegstrecke ist, desto geringer ist die Intensität der Röntgenstrahlung, die nach dem Durchdringen des Untersuchungsobjekts bzw. des Patienten den Detektor erreicht. Zur Kompensation lässt sich dann eine Anpassung des Elektronenstrahlstroms vornehmen. Alternativ wird der Elektronenstrahlstrom so geregelt, dass die Intensität der Röntgenstrahlung, die nach dem Durchdringen des Untersuchungsobjekts bzw. des Patienten den Detektor erreicht, konstant ist. Der Elektronenstrahlstrom ist dann ein Maß für die die Länge der Wegstrecke.The variation of the electron beam current takes place, for example, in order to adapt the intensity of the X-radiation, which is generated by means of the electron beam current, to the length of a path for the X-radiation through an examination object or a patient. If, for example, the examination object or the patient is to be irradiated with X-ray radiation from different directions during an examination, then usually the length of the distance depends on the direction from which the irradiation takes place. The longer the distance, the lower the intensity X-ray radiation, which reaches the detector after penetrating the examination object or the patient. For compensation, an adjustment of the electron beam current can then be carried out. Alternatively, the electron beam current is controlled so that the intensity of the X-radiation, which reaches the detector after penetrating the examination object or the patient, is constant. The electron beam current is then a measure of the length of the path.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a schematic drawing. Show:

1 in einer Seitenansicht eine Röntgenröhre mit einem Emitterkopf und einer Anode, 1 in a side view of an X-ray tube with an emitter head and an anode,

2 in einer perspektivischen Draufsicht den Emitterkopf, 2 in a perspective top view of the emitter head,

3 in einer vergrößerten perspektivischen Draufsicht den Emitterkopf, 3 in an enlarged perspective plan view of the emitter head,

4 in einer perspektivischen Seitenansicht den Emitterkopf und die Anode, 4 in a perspective side view of the emitter head and the anode,

5 in einer vergrößerten perspektivischen Seitenansicht den Emitterkopf und die Anode und 5 in an enlarged perspective side view of the emitter head and the anode and

6 in einem Diagramm den zeitlichen Verlauf eines Elektronenstrahlstroms. 6 in a diagram, the time course of an electron beam current.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

Die nachfolgend exemplarisch beschriebene Röntgenröhre 2 dient zur Generierung von Röntgenstrahlung in einer nicht dargestellten Computertomographie-Anlage, mittels derer ein bildgebendes Verfahren nach an sich bekannter Art und Weise realisiert wird. Dazu umfasst die Röntgenröhre 2, wie in 1 angedeutet, einen Emitterkopf 4 mit einem Steuerelektrode 6, einen Emitter 8, ein Ablenk- und Fokussiersystem 10, eine Anode 12, sowie eine Steuerungseinheit 14.The X-ray tube described below by way of example 2 serves to generate X-radiation in a computed tomography system, not shown, by means of which an imaging method is realized in a conventional manner. This includes the X-ray tube 2 , as in 1 implied an emitter head 4 with a control electrode 6 , an emitter 8th , a deflection and focusing system 10 , an anode 12 , as well as a control unit 14 ,

Der Emitterkopf 4 weist eine zylindrische Grundform auf, deren Mittellängsachse 16 als eine Art Hauptsymmetrieachse für den Aufbau der Röntgenröhre 2 angesehen werden kann. Die der Anode 10 zugewandte und in 2 gezeigte Stirnseite oder Stirnfläche des Emitterkopfes 4 dient als Steuerelektrode 6. In die Steuerelektrode 6 ist eine rechteckige zentrale Öffnung 18 eingearbeitet, welche mittig um die Mittellängsachse 16 positioniert ist und durch welche der ebenfalls zylinderförmige Emitter 6 in Richtung Anode 12 hindurchragt.The emitter head 4 has a cylindrical basic shape whose central longitudinal axis 16 as a kind of main axis of symmetry for the construction of the X-ray tube 2 can be viewed. The anode 10 facing and in 2 shown end face or end face of the emitter head 4 serves as a control electrode 6 , In the control electrode 6 is a rectangular central opening 18 incorporated, which centered around the central longitudinal axis 16 is positioned and through which the likewise cylindrical emitter 6 in the direction of the anode 12 protrudes.

Das Ablenk- und Fokussiersystem 10 wird durch ein erstes Elektrodenpaar 20 und ein zweites Elektrodenpaar 22 gebildet, welche beide am Emitterkopf 4, genauer an der Steuerelektrode 6, befestigt sind, wobei die Elektroden der Elektrodenpaare 20, 22 gegen die Steuerelektrode 6 isoliert sind und mittels der Steuerungseinheit 14 einzeln angesteuert werden.The deflection and focusing system 10 is through a first pair of electrodes 20 and a second electrode pair 22 formed, both at the emitter head 4 , more precisely at the control electrode 6 , are attached, wherein the electrodes of the electrode pairs 20 . 22 against the control electrode 6 are isolated and by means of the control unit 14 individually controlled.

Die beiden Elektroden des ersten Elektrodenpaares 20 sind balkenförmig gestaltet und weisen einen quadratischen Querschnitt auf, wobei die größte Ausdehnung der Elektroden in einer ersten Längsrichtung 24 senkrecht zur Mittellängsachse 16 gegeben ist und wobei die beiden Elektroden symmetrisch um die Mittellängsachse 16 und zum Emitter 8 angeordnet sind. Dabei überspannen die Elektroden des ersten Elektrodenpaares 20 die zentrale Öffnung 18 in der ersten Längsrichtung 24. Die größte Ausdehnung der zentralen Öffnung 18 ist in einer zweiten Längsrichtung 26 senkrecht zur ersten Längsrichtung 24 und senkrecht zur Mittellängsachse 16 gegeben. Parallel zur zweiten Längsrichtung 26 ist die Emitter-Mittellängsachse 28 des zylinderförmigen Emitters 8 positioniert.The two electrodes of the first electrode pair 20 are bar-shaped and have a square cross section, wherein the largest dimension of the electrodes in a first longitudinal direction 24 perpendicular to the central longitudinal axis 16 is given and wherein the two electrodes are symmetrical about the central longitudinal axis 16 and the emitter 8th are arranged. The electrodes of the first pair of electrodes span over this 20 the central opening 18 in the first longitudinal direction 24 , The largest extension of the central opening 18 is in a second longitudinal direction 26 perpendicular to the first longitudinal direction 24 and perpendicular to the central longitudinal axis 16 given. Parallel to the second longitudinal direction 26 is the emitter center longitudinal axis 28 of the cylindrical emitter 8th positioned.

Der Emitter 8 ist aus einem Material gefertigt, welches eine günstige Austrittsarbeit für die Elektronen aufweist, hierdurch wird sichergestellt, dass der Hauptanteil der Elektronen im Betrieb aus der der Anode 12 zugewandten Oberfläche des Emitters 8 austritt. Alternativ ist der Emitter 8 wie in 3 angedeutet lediglich mit einem entsprechenden Material beschichtet, wodurch sich z. B. vermeiden lässt, dass Elektronen in größerer Anzahl im Bereich der Zuleitungen für die Ansteuerung des Emitters 8 austreten.The emitter 8th is made of a material which has a favorable work function for the electrons, this ensures that the majority of the electrons in operation from that of the anode 12 facing surface of the emitter 8th exit. Alternatively, the emitter 8th as in 3 indicated merely coated with a corresponding material, causing z. B. can avoid that electrons in larger numbers in the supply lines for the control of the emitter 8th escape.

Eine weitere alternative Ausgestaltungsvariante ist in 4 und 5 angedeutet. Hier ist der Emitter 8 wendelförmig oder helixartig gestaltet, wobei die Emitter-Mittellängsachse 28 des wendelförmig Emitters 8 wiederum parallel zur zweiten Längsrichtung 26 ausgerichtet ist.Another alternative embodiment variant is in 4 and 5 indicated. Here is the emitter 8th helically or helically shaped, the emitter central longitudinal axis 28 of the helical emitter 8th again parallel to the second longitudinal direction 26 is aligned.

Die beiden Elektroden des zweiten Elektrodenpaares 22 sind genau wie die Elektroden des ersten Elektrodenpaares 20 identisch gestaltet, weisen jedoch im Gegensatz zu diesen die Form eines geraden Zylinders auf, dessen Grundfläche durch ein Kreissegment gegeben ist. Sie sind ebenfalls symmetrisch zur Mittellängsachse 16 angeordnet, allerdings in einem größeren Abstand zur Mittellängsachse 16 als die beiden Elektroden des ersten Elektrodenpaares 20. Die Ebenen Zylindermantel-Teilflächen der Elektroden des zweiten Elektrodenpaares 22 sind einander zugewandt und die größte Ausdehnung der beiden Elektroden ist in der zweiten Längsrichtung 24 gegeben. Die die ebenen Zylindermantel-Teilflächen ergänzenden gekrümmten Zylindermantel-Teilflächen der Elektroden des zweiten Elektrodenpaares 22 weisen dieselbe Krümmung auf, wie die Zylindermantelfläche des Emitterkopfes 4, sodass, aufgrund der Anordnung der beiden Elektroden des zweiten Elektrodenpaares 22, die Zylindermantelfläche des Emitterkopfes 4 in Richtung der Mittellängsachse 16 zumindest über einen begrenzten Bereich des Umfanges durch die Elektroden des zweiten Elektrodenpaares 22 nahezu nahtlos fortgesetzt ist.The two electrodes of the second electrode pair 22 are just like the electrodes of the first electrode pair 20 However, in contrast to these have the shape of a straight cylinder, whose base is given by a circular segment. They are also symmetrical to the central longitudinal axis 16 arranged, but at a greater distance to the central longitudinal axis 16 as the two electrodes of the first electrode pair 20 , The levels of cylinder jacket partial surfaces of the electrodes of the second electrode pair 22 are facing each other and the largest dimension of the two electrodes is in the second longitudinal direction 24 given. The curved cylinder jacket partial surfaces of the electrodes of the second electrode pair which complement the flat cylinder jacket partial surfaces 22 have the same curvature as the cylindrical surface of the emitter head 4 so that, due to the arrangement of the two electrodes of the second electrode pair 22 , the cylinder surface of the emitter head 4 in the direction of central longitudinal axis 16 at least over a limited area of the circumference through the electrodes of the second electrode pair 22 has continued almost seamlessly.

Der Steuerelektrode 6 des Emitterkopfes 4 gegenüberliegend ist eine Anodenstirnfläche der ebenfalls zylinderförmig gestalteten Anode 12 angeordnet, welche parallel zur Steuerelektrode 6 ausgerichtet ist und auf welcher sich im Betrieb ein durch den Elektronenstrahl hervorgerufener Brennfleck ausbildet. Durch Vorgabe von Spannungen zwischen Steuerelektrode 6, dem Emitter 8, der Anode 12 und jeder Elektrode des ersten Elektrodenpaares 20 sowie jeder Elektrode des zweiten Elektrodenpaares 22 wird mittels der Steuerungseinheit 14 der durch den Elektronenstrahl gegebene Strom I, die Form und die Ausdehnung des Brennfleckes vorgegeben.The control electrode 6 of the emitter head 4 opposite is an anode end face of the also cylindrical shaped anode 12 arranged, which are parallel to the control electrode 6 is aligned and on which forms a caused by the electron beam focal spot during operation. By specifying voltages between the control electrode 6 , the emitter 8th , the anode 12 and each electrode of the first electrode pair 20 and each electrode of the second electrode pair 22 is by means of the control unit 14 the given by the electron beam current I, the shape and the extent of the focal spot specified.

Dabei wird zunächst der Arbeitspunkt (z. B.: 40 mA, 70 kV an der Anode, Masse als Bezugspotential am Emitter, 0 V an der Steuerelektrode) für die Röntgenröhre 2 und damit auch die Spannung zwischen dem Emitter 8 und der Anode 12 festgelegt. Dann wird über die Potentiale an den Elektroden des Ablenk- und Fokussiersystems 10 (z. B.: 150 V an den Elektroden des ersten Elektrodenpaars, 800 V an den Elektroden des zweiten Elektrodenpaars) die Form und die Ausdehnung des Brennfleckes vorgegeben. Dadurch ist quasi eine Basiseinstellung für den Elektronenstrahl und für einen bestimmten Betriebsmodus gegeben. Zur Modulation der Intensität der Röntgenstrahlung beispielsweise während eines Scans, also einer Untersuchung eines Patienten mittels der Computertomographie-Anlage, wird dann das Potential an der Steuerelektrode 6 (z. B.: –3 kV an der Steuerelektrode für eine Sperrung von etwa 25%) variiert, sodass hierdurch der Elektronenstrahlstrom I und damit die Intensität der Röntgenstrahlung geregelt und moduliert wird. Durch das gleichzeitige Variieren der Potentiale an den Elektroden an den Elektroden des zweiten Elektrodenpaars 22 in Abhängigkeit der Potentialänderungen an der Steuerelektrode 6 (zusätzlich +5 kV an den Elektroden des zweiten Elektrodenpaars bei Sperrung von etwa 25%) wird die Form und die Ausdehnung des Brennfleckes während der Modulation des Elektronenstrahlstroms I konstant gehalten.First, the operating point (for example: 40 mA, 70 kV at the anode, ground as reference potential at the emitter, 0 V at the control electrode) for the X-ray tube 2 and hence the voltage between the emitter 8th and the anode 12 established. Then, the potentials at the electrodes of the deflection and focusing system 10 (For example: 150 V at the electrodes of the first pair of electrodes, 800 V at the electrodes of the second pair of electrodes) given the shape and the extent of the focal spot. As a result, there is virtually a basic setting for the electron beam and for a specific operating mode. To modulate the intensity of the X-ray radiation, for example during a scan, ie an examination of a patient by means of the computed tomography system, then the potential at the control electrode 6 (For example: -3 kV at the control electrode for a blocking of about 25%) varies, so that thereby the electron beam current I and thus the intensity of the X-radiation is controlled and modulated. By simultaneously varying the potentials at the electrodes at the electrodes of the second pair of electrodes 22 depending on the potential changes at the control electrode 6 (In addition +5 kV at the electrodes of the second pair of electrodes with blocking of about 25%), the shape and the extent of the focal spot during the modulation of the electron beam current I is kept constant.

Im Ausführungsbeispiel ist die Steuerungseinheit 14 außerdem derart eingerichtet, dass sich an die Steuerelektrode 6 mehrere diskrete Spannungswerte, bezogen auf das Massepotential, anlegen lassen und somit mehrere diskrete Werte für den Elektronenstrahlstrom I einstellen lassen. Dabei erfolgt ein Wechsel zwischen diesen diskreten Werten in einem Betriebsmodus der Computertomographie-Anlage auch während eines durch den Auslesetakt des Röntgenstrahlungsdetektors der Computertomographie-Anlage gegebenen Zeitintervalls Δt, sodass der Röntgenstrahlungsdetektor, der stets einen zeitlichen Mittelwert für die während eines Zeitraums Δt absorbierte Röntgenstrahlung als Messwert erfasst, auch Zwischenwerte zwischen den diskreten vorgebbaren Werten für den Elektronenstrahlstrom I und somit für die Intensität der Röntgenstrahlung messtechnisch erfasst.In the embodiment, the control unit 14 also arranged such that to the control electrode 6 can create several discrete voltage values, based on the ground potential, and thus can set several discrete values for the electron beam current I. In this case, a change between these discrete values in an operating mode of the computed tomography system also takes place during a time interval Δt given by the readout pulse of the X-ray detector of the computed tomography system, so that the X-ray detector always uses a time average for the X-radiation absorbed during a period Δt as the measured value also detects intermediate values between the discrete predefinable values for the electron beam current I and thus for the intensity of the X-ray radiation.

Da sich ein Wechsel zwischen den diskreten Werten aufgrund der elektrischen Ansteuerung mittels der Steuerelektrode 6 sehr schnell vornehmen lässt, ist es zudem möglich, mehrere Zwischenwerte zu generieren, sodass sich, wie in 6 gezeigt, ein gewünschter zeitlicher Verlauf S für den Elektronenstrahlstrom I, kurz ein Sollstromverlauf S, mit relativ wenigen vorgebbaren diskreten Werten für den Elektronenstrahlstrom I simulieren lässt. Dabei gilt es zu bedenken, dass der Röntgenstrahlungsdetektor lediglich zeitliche Mittelwerte für die Intensität der Röntgenstrahlung während eines Zeitintervalls Δt messtechnisch erfasst, sodass auch der Sollstromverlauf S vom Röntgenstrahlungsdetektor als Abfolge von diskreten Mittelwerten, also als Mittelwertabfolge M, wiedergegeben wird. Bezüglich der vom Röntgenstrahlungsdetektor erfassten Messwerte spielt es also keine Rolle, ob der Sollstromverlauf S exakt nachgebildet wird, oder ob mittels der Steuerungseinheit 14 die Mittelwertabfolge M nachgebildet wird. Deshalb wird mittels der Steuerungseinheit 14 durch Wechseln zwischen den diskreten vorgebbaren Werten des Elektronenstrahlstroms I auch während eines Zeitintervalls Δt ein zeitlicher Verlauf des Elektronenstrahlstroms I, also ein Realstromverlauf R, vorgegeben, derart, dass das zeitliche Mittel des Realstromverlauf R für jedes Zeitintervall Δt genau dem Wert der Mittelwertabfolge M des entsprechenden Zeitintervalls Δt entspricht.Because there is a change between the discrete values due to the electrical control by means of the control electrode 6 It is also possible to generate several intermediate values, so that, as in 6 2, a desired time curve S for the electron beam current I, in short a desired current profile S, can be simulated with relatively few predefinable discrete values for the electron beam current I. It is to be considered that the X-ray detector only measures temporal average values for the intensity of the X-radiation during a time interval Δt, so that the setpoint current profile S is also reproduced by the X-ray radiation detector as a sequence of discrete mean values, ie as an average sequence M. With regard to the measured values detected by the X-ray detector, it therefore does not matter whether the desired current profile S is reproduced exactly or whether by means of the control unit 14 the mean value sequence M is reproduced. Therefore, by means of the control unit 14 by changing between the discrete predefinable values of the electron beam current I during a time interval .DELTA.t a time course of the electron beam current I, so a real current profile R, such that the time average of the real current profile R for each time interval .DELTA.t exactly the value of the average sequence M of the corresponding Time interval .DELTA.t corresponds.

Das hier beschriebene Ablenk- und Fokussiersystem 10 basiert auf dem Konzept hoch liegender Elektroden und ermöglicht zusammen mit der Steuerungseinheit (14) eine weitgehende Unabhängigkeit zwischen der Steuerung des Elektronenstrahlstroms (I) und dem Fokussierungsprozess für den Elektronenstrahl. Zudem ist eine sehr kompakte Bauweise gegeben, bei der die Elektroden des Ablenk- und Fokussiersystems 10 direkt am Emitterkopf 4 sitzen.The deflection and focusing system described here 10 is based on the concept of high-lying electrodes and, together with the control unit ( 14 ) a substantial independence between the control of the electron beam current (I) and the focusing process for the electron beam. In addition, a very compact design is given, in which the electrodes of the deflection and focusing 10 directly at the emitter head 4 to sit.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the embodiment described above. Rather, other variants of the invention can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all the individual features described in connection with the exemplary embodiment can also be combined with each other in other ways, without departing from the subject matter of the invention.

Claims (9)

Röntgenröhre (2) umfassend einen Emitterkopf (4) mit einer Mittellängsachse (16), einen Emitter (8) und eine Anode (12), wobei mit Hilfe des Emitters (8) und der Anode (12) im Betrieb ein Elektronenstrahl generiert wird, der auf der Anode (12) einen Brennfleck ausbildet, dadurch gekennzeichnet, – dass eine Steuerelektrode (6) und eine Steuerungseinheit (14) zur Steuerung des Elektronenstrahlstroms (I) vorgesehen sind, – dass zwischen Emitter (8) und Anode (12) eine Anordnung von Elektroden als elektrisches Ablenk- und Fokussiersystem (10) positioniert ist, – dass die Steuerelektrode (6) nach Art einer Blende eine zentrale Öffnung (18) aufweist, – dass der Emitter (8) zumindest teilweise in die zentrale Öffnung (18) der Steuerelektrode (6) hineinragt und – dass ein gewölbter Emitter (8) vorgesehen ist.X-ray tube ( 2 ) comprising an emitter head ( 4 ) with a central longitudinal axis ( 16 ), an emitter ( 8th ) and an anode ( 12 ), with the aid of the emitter ( 8th ) and the anode ( 12 ) is generated in operation an electron beam on the anode ( 12 ) forms a focal spot, characterized in that - a control electrode ( 6 ) and a control unit ( 14 ) are provided for controlling the electron beam current (I), - that between emitter ( 8th ) and anode ( 12 ) an arrangement of electrodes as an electric deflection and focusing system ( 10 ), that the control electrode ( 6 ) in the manner of a diaphragm, a central opening ( 18 ), - that the emitter ( 8th ) at least partially into the central opening ( 18 ) of the control electrode ( 6 ) and that - that a vaulted emitter ( 8th ) is provided. Röntgenröhre (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylindrischer Emitter (8) vorgesehen ist.X-ray tube ( 2 ) according to claim 1, characterized in that a cylindrical emitter ( 8th ) is provided. Röntgenröhre (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein wendelförmiger Emitter (8) vorgesehen ist.X-ray tube ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that a helical emitter ( 8th ) is provided. Röntgenröhre (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung aus einem ersten Elektrodenpaar (20) und einem zweiten Elektrodenpaar (22) aufgebaut ist, wobei die Elektroden des zweiten Elektrodenpaares (22) als gerade Zylinder mit einem Kreissegment als Grundfläche ausgestaltet sind und dass die beiden ebenen Zylindermantel-Teilflächen einander zugewandt angeordnet sind.X-ray tube ( 2 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the arrangement consists of a first pair of electrodes ( 20 ) and a second pair of electrodes ( 22 ), wherein the electrodes of the second electrode pair ( 22 ) are designed as a straight cylinder with a circle segment as the base surface and that the two planar cylinder jacket partial surfaces are arranged facing each other. Verfahren zum Betrieb der Röntgenröhre (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe des Emitters (8) und der Anode (12) im Betrieb der Elektronenstrahl generiert wird, der auf der Anode (12) den Brennfleck ausbildet, dass mittels der Steuerelektrode (6) und der Steuerungseinheit (14) der Elektronenstrahlstrom (I) generiert wird und dass in einem Betriebsmodus der Elektronenstrahlstrom (I) durch Variieren des Potentials an der Steuerelektrode (6) während eines Messvorgangs variiert wird.Method for operating the x-ray tube ( 2 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that by means of the emitter ( 8th ) and the anode ( 12 ) in operation, the electron beam is generated on the anode ( 12 ) forms the focal spot, that by means of the control electrode ( 6 ) and the control unit ( 14 ) the electron beam current (I) is generated and that in one operating mode the electron beam current (I) is varied by varying the potential at the control electrode ( 6 ) is varied during a measuring operation. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronenstrahlstrom (I) entsprechend einem vorgegebenen Sollstromverlauf variiert wird.A method according to claim 5, characterized in that the electron beam current (I) is varied according to a predetermined desired current profile. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektronenstrahlstrom (I) zur Anpassung an die Länge einer Wegstrecke durch ein Untersuchungsobjekt variiert wird.A method according to claim 5 or 6, characterized in that the electron beam current (I) is varied to adapt to the length of a path through an examination subject. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch das Variieren des Potentials an der Steuerelektrode (6) hervorgerufene Überfokussierung des Elektronenstrahls durch Variation der Potentiale an den Elektroden eines ersten (20) und/oder eines zweiten (22) Elektrodenpaares zumindest teilweise kompensiert wird.Method according to one of claims 5 to 7, characterized in that a by varying the potential at the control electrode ( 6 ) overfocussing of the electron beam by varying the potentials at the electrodes of a first ( 20 ) and / or a second ( 22 ) Electrode pair is at least partially compensated. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für den Elektronenstrahlstrom (I) mehrere diskrete Werte durch die Vorgabe von Potentialwerten an der Steuerelektrode (6) einstellbar sind und dass durch Variieren der Werte auch während eines Belichtungszeitraumes (Δt) im zeitlichen Mittel Zwischenwerte für den Elektronenstrahlstrom (I) realisiert werden.Method according to one of claims 5 to 8, characterized in that for the electron beam current (I) a plurality of discrete values by the specification of potential values at the control electrode (I) 6 ) are adjustable and that by varying the values even during an exposure period (.DELTA.t) intermediate values for the electron beam current (I) can be realized on average over time.

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