DE19832972A1 - Röntgenstrahler - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Röntgenstrahler mit einer Röntgenröhre, aufweisend Ablenkmittel, die den Elektronenstrahl (10) der Röntgenröhre in Abhängigkeit von einem Steuersignal derart ablenken, daß die Position des Brennflecks (BF) auf der Anode (2) einer sich als Funktion der Zeit ändernden Sollposition entspricht. Dabei sind Detektormittel (45, 46), welche die Ist-Position des Brennflecks erfassen, und eine Regeleinrichtung (44) vorgesehen, der das Istwert-Signal und ein Sollwert-Signal zugeführt sind und die das Steuersignal erzeugt.
Description
Die Erfindung betrifft einen Röntgenstrahler, aufweisend eine
Röntgenröhre, welche in einem Vakuumgehäuse eine Kathode und
eine Anode aufweist, wobei im Betrieb der Röntgenröhre von
der Kathode ein Elektronenstrahl ausgeht, der in einem Brenn
fleck, von dem im Betrieb der Röntgenröhre Röntgenstrahlung
ausgeht, auf die Anode auftrifft, und Ablenkmittel, die den
Elektronenstrahl derart ablenken, daß sich die Position des
Brennflecks auf der Anode als Funktion der Zeit ändert.
Ein derartiger Röntgenstrahler ist in der US-PS 4 458 180 als
Bestandteil eines Computertomographie (CT)-Gerätes beschrie
ben. Dabei erfolgt die Ablenkung des Elektronenstrahls der
art, daß der Brennfleck abwechselnd eine von zwei diskreten
Positionen einnimmt.
Aus der DE 41 29 926 A1 ist es bekannt, eine Ablenkspule ent
haltende Ablenkmittel zu verwenden, die ein Magnetfeld zur
Ablenkung des Elektronenstrahls erzeugen. Dabei wird der Ab
lenkspule ein Strom zugeführt, dessen zeitlicher verlauf der
gewünschten Ablenkbewegung des Brennflecks bzw. des Elektro
nenstrahls entspricht. Im Falle dieses Röntgenstrahlers ist
die Geschwindigkeit, mit der die Position des Brennflecks ge
ändert werden kann, durch die Induktivität der als Tiefpaß
wirkenden Ablenkspule begrenzt. Dies hat zur Folge, daß auch
die Frequenz, mit der die Position des Brennflecks geändert
werden kann, begrenzt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgenstrah
ler der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Ände
rung der Position des Brennflecks mit hoher Geschwindigkeit
und damit hoher Frequenz erfolgen kann.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch einen
Röntgenstrahler, aufweisend
- - eine Röntgenröhre, welche in einem Vakuumgehäuse eine Kathode und eine Anode aufweist, wobei im Betrieb der Rönt genröhre von der Kathode ein Elektronenstrahl ausgeht, der in einem Brennfleck, von dem im Betrieb der Röntgenröhre Röntgenstrahlung ausgeht, auf die Anode auftrifft,
- - Ablenkmittel, die den Elektronenstrahl in Abhängigkeit von einem Steuersignal derart ablenken, daß die Position des Brennflecks auf der Anode einer sich als Funktion der Zeit ändernden Sollposition entspricht,
- - Detektormittel, welche die Ist-Position des Brennflecks er fassen und ein der Ist-Position des Brennflecks entspre chendes Ist-Signal liefern,
- - Mittel zum Erzeugen eines der Soll-Position des Brennflecks entsprechenden Sollwert-Signals, und
- - eine Regeleinrichtung, der das Istwert-Signal und das Soll wert-Signal zugeführt sind und die das Steuersignal er zeugt.
Im Falle des erfindungsgemäßen Röntgenstrahlers ist also eine
Regeleinrichtung vorhanden, die auf der Basis eines durch
Detektormittel gewonnenen Istwert-Signals und eines Sollwert-
Signals ein Steuersignal erzeugt, das sicherstellt, daß sich
die Position des Brennfleckes mit hoher Geschwindigkeit und
damit mit hoher Frequenz ändern kann. Anders als im Falle des
Standes der Technik werden also die Ablenkmittel nicht mit
einem Steuersignal beaufschlagt, das dem zeitlichen Verlauf
der Position des Brennflecks entspricht, sondern mit einem
Signal, das in seinem zeitlichen Verlauf von dem gewünschten
zeitlichen Verlauf der Position des Brennfleckes erheblich
abweichen kann, letztlich aber sicherstellt, daß der Brenn
fleck zu jedem Zeitpunkt eine durch das Sollwert-Signal vor
gegebene Soll-Position einnimmt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die
Ablenkmittel eine mit einem Ablenksignal versorgte Ablenk
spule auf, die ein Magnetfeld zur Ablenkung des Elektronen
strahls erzeugt. Eine solche Ablenkspule kann sich in vor
teilhafter Weise außerhalb des dann im Bereich der Ablenk
spule aus unmagnetischem Werkstoff aufgebauten Vakuumgehäuses
der Röntgenröhre befinden, so daß Beeinträchtigungen des
Vakuums der Röntgenröhre vermieden sind und bei Bedarf eine
leichte Austauschbarkeit gewährleistet ist, was beispiels
weise im Falle von innerhalb der Röntgenröhre angeordneten
Ablenkelektroden problematisch ist.
Falls die Ablenkmittel eine Ablenkspule aufweisen, sieht eine
Variante der Erfindung vor, daß die Ablenkmittel in Abhängig
keit von dem Steuersignal der Ablenkspule in einem ersten Be
triebszustand Energie zuführen und in einem zweiten Betriebs
zustand Energie entziehen. Infolge des Vorhandenseins der
Regeleinrichtung ist es also nicht erforderlich, die Ablenk
spule mit einem Signal zu versorgen, dessen zeitlicher Ver
lauf letztlich dem gewünschten zeitlichen Verlauf der Posi
tion des Brennflecks entspricht; vielmehr genügt es, der Ab
lenkspule entweder Energie zuzuführen oder zu entziehen, mit
der Folge, daß die Ablenkmittel keinen kostspieligen Verstär
ker enthalten müssen, sondern lediglich Schaltstufen.
Da die mit einer bestimmten Spannung erzielbare Ablenkung des
Elektronenstrahls von der Energie der Elektronen und damit
der Röhrenspannung abhängt, sieht eine besonders bevorzugte
Ausführungsform der Erfindung vor, daß die Ablenkmittel die
Spannung des Ablenksignals in Abhängigkeit von der Röhren
spannung der Röntgenröhre einstellen. Hierdurch wird er
reicht, daß die in den Ablenkmitteln anfallende Verlustlei
stung nicht höher ist als dies zur Ablenkung des Elektronen
strahls bei der jeweils vorliegenden Röhrenspannung erforder
lich ist. Vorzugsweise liegt die Spannung des Ablenksignals
unterhalb von 100 V, so daß die Ablenkmittel aus kostengün
stigen Bauteilen aufgebaut werden können.
Die Ablenkmittel verändern also die Höhe des Stromflusses
durch die Ablenkspule durch Pulsweitenmodulation, wobei eine
Ausführungsform der Erfindung vorsieht, daß die Ablenkmittel
die Frequenz des durch die Ablenkspule fließenden Stromes in
Abhängigkeit von der durch Vergleich des Istwert-Signals mit
dem Sollwert-Signal ermittelten Regelabweichung verändern.
Die Detektormittel erfassen die Position des Brennflecks vor
zugsweise elektrooptisch. Vorzugsweise weisen die Detektor
mittel in diesem Zusammenhang eine Blende auf, durch die ein
räumlich begrenztes, von dem Brennflecks ausgehendes Röntgen
strahlenbündel auf einen Strahlungsdetektor fällt, der ein
der Position des Auftreffortes des Röntgenstrahlenbündels auf
dem Strahlungsdetektor entsprechendes Ausgangssignal liefert.
Geeignete Strahlungsdetektoren sind auf dem Bauteilmarkt er
hältlich.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Sollwert-Signal um ein
periodisches Signal. Dieses kann einen zeitlich konstanten
Signalanteil enthalten, der es gestattet, die Neutralposition
des Brennflecks, d. h. diejenige Position, die dieser bei Ab
wesenheit des periodischen Signalanteils einnimmt, einge
stellt werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten
schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 in blockschaltbildartiger Darstellung einen erfin
dungsgemäßen Röntgenstrahler,
Fig. 2 die Röntgenröhre des Röntgenstrahlers gemäß Fig. 1 im
Längsschnitt, und
Fig. 3 in vergrößerter, teilweiser Darstellung einen Schnitt
gemäß der Linie III-III in Fig. 4.
Fig. 4 in vergrößerter, teilweiser Darstellung einen Schnitt
gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3.
Der erfindungsgemäße, zum Einsatz in einem CT-Gerät vorge
sehene Röntgenstrahler gemäß Fig. 1 weist eine Röntgenröhre
auf, von der in Fig. 1 nur der Anodenteller der Drehanode 2
mit dem Brennfleck BF und eine insgesamt mit 31 bezeichnete
Ablenkspule dargestellt sind.
Die Röntgenröhre des Röntgenstrahlers weist gemäß den Fig. 2
bis 4 eine feststehende Kathode 1 und die insgesamt mit 2 be
zeichnete Drehanode auf, die in einem vakuumdichten, evaku
ierten Vakuumgehäuse 3 angeordnet sind, das seinerseits in
einem mit einem elektrisch isolierenden, flüssigen Kühl
medium, z. B. Isolieröl, gefüllten Schutzgehäuse 4 aufgenommen
ist. Die Drehanode 2 ist mittels zweier Wälzlager 6, 7 und
einer Lagerhülse 8 auf einer feststehenden Achse 5 in dem
Vakuumgehäuse 3 drehbar gelagert.
Die zu der Mittelachse M der Achse 5 rotationssymmetrisch
ausgebildete Drehanode 2 weist eine beispielsweise mit einer
Schicht einer Wolfram-Rhenium-Legierung versehene Auftreff
fläche 9 auf, auf die ein von der Kathode 1 ausgehender Elek
tronenstrahl 10 zur Erzeugung von Röntgenstrahlung auftrifft.
In den Fig. 2 bis 4 ist nur die Mittelachse des Elektronen
strahls 10 strichliert dargestellt. Das entsprechende Nutz
röntgenstrahlenbündel, von dem in Fig. 2 nur der Zentral
strahl Z dargestellt ist, tritt durch in dem Vakuumgehäuse 3
und dem Schutzgehäuse 4 vorgesehene, miteinander fluchtend
angeordnete Strahlenaustrittsfenster 11 und 12 aus.
Zum Antrieb der Drehanode 2 ist ein insgesamt mit 13 bezeich
neter, als Kurzschlußläufermotor ausgebildeter Elektromotor
vorgesehen, der einen auf das Vakuumgehäuse 3 aufgesetzten
Stator 15 und einen innerhalb des Vakuumgehäuses 3 befind
lichen, drehfest mit der Drehanode 2 verbundenen Rotor 16
aufweist.
An das Erdpotential führende, abgesehen von einem die Kathode
1 tragenden Isolator 20 und zwei die Achse 5 aufnehmenden
Isolatoren 22 und 24 aus metallischem Werkstoff gebildete
Vakuumgehäuse 3 ist ein trichterförmiger Gehäuseabschnitt 18
angesetzt, der über ein schachtförmiges Gehäuseteil 18a mit
dem übrigen Vakuumgehäuse 3 verbunden ist.
Die Kathode 1 ist an dem trichterförmigen Gehäuseabschnitt 18
mittels des Isolators 20 angebracht. Die Kathode 1 befindet
sich somit sozusagen in einer besonderen Kammer des Vakuumge
häuses 3, die mit diesem über das schachtförmige Gehäuseteil
18a verbunden ist.
Die positive Hochspannung +U für die Drehanode 2 liegt an der
Achse 5 an, die vakuumdicht in dem Isolator 22 aufgenommen
ist. Der Röhrenstrom fließt also über die Wälzlager 6 und 7.
Wie aus der schematischen Darstellung der Fig. 2 ersichtlich
ist, liegt an dem einen Anschluß der Kathode 1 die negative
Hochspannung -U an. Zwischen den beiden Anschlüssen der
Kathode 1 liegt die Heizspannung UH. Die zu der Kathode 1,
der Achse 5, dem Vakuumgehäuse 3 und dem Stator 15 führenden
Leitungen stehen mit einer außerhalb des Schutzgehäuses 4 be
findlichen, nicht dargestellten Spannungsversorgung an sich
bekannter Art in Verbindung, die die zum Betrieb der Röntgen
röhre erforderlichen Spannungen liefert. Aus den vorstehenden
Ausführungen wird deutlich, daß die Röntgenröhre gemäß Fig. 2
zweipolig ausgeführt ist. Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, daß
der von der Kathode 1 ausgehende Elektronenstrahl auf seinem
Weg zur Drehanode 2 durch das schachtförmige Gehäuseteil 18
verläuft. Das schachtförmige Gehäuseteil 18a begrenzt also
eine Blendenöffnung 27. Deren Abmessungen sind derart ge
wählt, daß sie die für einen ungehinderten Durchtritt des
Elektronenstrahls 10 erforderlichen Abmessungen nicht wesent
lich überschreitet.
Das trichterförmige Gehäuseteil 18 und die in Fig. 2 obere
Wand des Vakuumgehäuses 2, zumindest diese Teile, vorzugs
weise jedoch alle metallischen Teile des Vakuumgehäuses 3,
sind aus unmagnetischen Materialien, z. B. Edelstahl, gebildet
begrenzen somit einen außerhalb des Vakuumgehäuses 3 be
findlichen, radial nach außen offenen Ringraum, in dem eine
in Fig. 1 schematisch angedeutete Ablenkspule 31 angeordnet
ist, die dazu dient, ein magnetisches Ablenkfeld für den
Elektronenstrahl 10 zu erzeugen, das diesen wie aus Fig. 3
ersichtlich in einer senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig. 2
verlaufenden Ebene ablenkt.
Die Ablenkspule 31 weist ein U-förmiges Joch 33 mit zwei
durch einen Basisabschnitt 34 verbundenen Schenkeln 35, 36
und eine den Basisabschnitt 34 umgebende Wicklung 37 auf. Die
Ablenkspule 31 ist derart angeordnet, daß sich das schacht
förmige Gehäuseteil 18a zwischen den beiden Schenkeln 35, 36
des Joches 33 befindet.
Die Wicklung 37 der Ablenkspule 31 steht mit ihren mit IA be
zeichneten Anschlüssen mit der in Fig. 1 blockschaltbildartig
veranschaulichten Schaltung in Verbindung, die im Betrieb der
Röntgenröhre einen Strom IA als Ablenksignal durch die Wick
lung 37 fließen läßt.
Wenn es sich bei dem durch die Wicklung 37 Ablenksignal um
einen Gleichstrom handelt, wird der Elektronenstrahl 10 sta
tisch abgelenkt, so daß die statische Lage des Brennfleckes
BF auf der Drehanode 1 über die Stromstärke des Ablenksignals
justiert werden kann. Auf diese Weise ist es bei der Verwen
dung des Röntgenstrahlers in einem CT-Gerät möglich, die Lage
des Brennfleckes BF relativ zu dem Drehzentrum der Gantry des
CT-Gerätes und zu dem dem Röntgenstrahler gegenüberliegend an
der Gantry angebrachten Strahlendetektor zu justieren.
Um eine sich als Funktion der Zeit ändernde Position des
Brennflecks zu realisieren, wird der Wicklung 37 ein Ab
lenksignal zugeführt, bei dem es sich um einen Wechselstrom
handelt, der gegebenenfalls einem der statischen Verlagerung
des Brennflecks dienenden Gleichstrom überlagert ist.
Das Joch 33 ist in an sich bekannter Weise aus dünnen
Blechlamellen aufgebaut und mittels eines mit dem Vakuumge
häuse 3 verschraubten Klemmteiles 38 an dem Vakuumgehäuse 3
fixiert.
Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, ist die Wicklung 37 der
Ablenkspule 31 mit einem Leistungsteil 40 einer insgesamt mit
39 bezeichneten Ablenkschaltung verbunden, das einerseits
eine Schalteinheit 41 und andererseits einen Pulsweitenmodu
lator 42 enthält.
Mittels der Schalteinheit 42 kann die Wicklung 37 wahlweise
an eine Spannungsversorgung 43 oder gegen Masse geschaltet
werden, so daß entweder ein Energiezufluß in die Wicklung 37
oder ein Energieabfluß aus der Wicklung 37 erfolgt. Für wel
che Dauer jeweils ein Energiezufluß oder Energieabfluß er
folgt, bestimmt der Pulsweitenmodulator 42.
Das Puls/Pausen-Verhältnis des Pulsweitenmodulators 42 und
damit der durch die Wicklung 37 der Ablenkspule 31 fließende
Strom IA wird durch ein Steuersignal bestimmt, das dem Puls
breitenmodulator 42 von einer Regeleinrichtung 44 zugeführt
wird.
Der Regeleinrichtung 44 wird einerseits ein Sollwert-Signal
und andererseits ein Istwert-Signal für die Position des
Brennfleckes BF zugeführt.
Das Istwert-Signal wird gewonnen, indem in der in Fig. 1 ver
anschaulichten Weise mittels einer Schlitzblende 45 ein fei
ner Röntgenstrahl aus dem Nutzröntgenstrahlenbündel ausge
blendet und auf einen strahlenelektrischen Wandler 46 gelei
tet wird, der ein dem Auftreffort der Röntgenstrahlung auf
seine Meßfläche entsprechendes elektrisches Signal abgibt,
das somit der Position des Brennflecks BF auf der Drehanode 2
entspricht. Geeignete strahlenelektrische Wandler sind unter
der Bezeichnung PSD (Position Sensitiv Device) im Handel er
hältlich.
Das Ausgangssignal des strahlenelektrischen Wandlers 46 ge
langt zu einer Signalaufbereitungsschaltung 47, die dieses
derart aufbereitet, daß es der Regeleinrichtung 44 als Ist
wert-Signal zugeführt werden kann. Das Sollwert-Signal wird
der Regeleinrichtung 44 von einer Sollwert-Erzeugungsschal
tung 48 zugeführt. Diese weist zwei Eingänge 49, 50 auf, wo
bei dem Eingang 49 ein die Amplitude der Verlagerung des
Brennfleckes BF entsprechendes Signal und dem Eingang 50 ein
in seiner Signalform dem zeitlichen Verlauf der Verlagerung
des Brennflecks BF entsprechendes, vorzugsweise periodisches,
Signal zuführbar ist.
Die Regeleinrichtung 44 weist einen Eingang 51 auf, dem ein
Offset-Signal zuführbar ist, das die statische Position des
Brennflecks BF auf der Drehanode 2 bestimmt.
Es wird also deutlich, daß im Falle des erfindungsgemäßen
Röntgenstrahlers ein Regelsystem vorhanden ist, das dafür
sorgt, daß die Position des Brennflecks BF auf der Drehanode
2 unter Berücksichtigung der jeweiligen Ist-Position des
Brennflecks BF mit der jeweiligen Soll-Position des Brenn
flecks BF in Einklang gebracht wird.
Durch diese Maßnahme ist es möglich, Ablenkbewegungen des
Brennflecks BF zu realisieren, die praktisch nicht zu ver
wirklichen wären, wenn versucht würde, die Ablenkspule 31 mit
einem Strom IA zu versorgen, dessen zeitlicher Verlauf dem
gewünschten zeitlichen Verlauf der Verlagerung Brennflecks
entspricht. So ist es im Falle des erfindungsgemäßen Röntgen
strahlers beispielsweise möglich, einen zeitlichen Verlauf
der Verlagerung des Brennflecks zu realisieren, der einer
periodischen Trapezfunktion mit einer Anstiegs- und Abfall
zeit von jeweils 40 ms entspricht.
Die Spannungsversorgung 43 weist einen Eingang 52 auf, über
den ihr ein der eingestellten Röhrenspannung UR = +U + -U
entsprechendes Signal zugeführt ist. In Abhängigkeit von die
sem Signal ändert die ihrerseits mit einer Betriebsspannung
UB versorgte Spannungsversorgung 43 ihre der Schalteinheit 41
des Leistungsteils 40 zugeführte Ausgangsspannung UA, um dem
Umstand Rechnung zu tragen, daß der mit einer bestimmten
Spannung an der Wicklung 37 der Ablenkspule 31 erzielbare Ab
lenkung des Elektronenstrahls 10 von der Energie der Elektro
nen und damit der Röhrenspannung UR abhängt.
Die Spannung des der Wicklung 37 der Ablenkspule 31 zugeführ
ten Ablenksignals liegt unterhalb von 100 V, vorzugsweise
zwischen 10 und 40 V. Auf diese Weise treten anders als bei
spielsweise bei einer elektrostatischen Ablenkung des Elek
tronenstrahls keine Hochspannungsprobleme auf.
Die den Eingängen 49 und 50 der Sollwert-Erzeugungsschaltung
48, dem Eingang 51 der Regeleinrichtung 44 und dem Eingang 5s
der Spannungsversorgung 43 zugeführten Signale stammen bei
spielsweise von der Steuereinheit eines CT-Gerätes, in dem
der erfindungsgemäße Röntgenstrahler eingesetzt ist.
Im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispiels ist eine
magnetische Ablenkung des Elektronenstrahls vorgesehen.
Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, anstelle
der elektromagnetischen Ablenkung eine elektrostatische Ab
lenkung vorzusehen.
Bei der Röhre des vorstehend beschriebenen Ausführungsbei
spiels handelt es sich um eine zweipolige Röntgenröhre. Auch
einpolige Röntgenröhren können aber in erfindungsgemäßen
Röntgenstrahlern eingesetzt werden.
Anstelle einer im Falle des beschriebenen Ausführungsbei
spiels vorgesehenen Röntgenröhre mit Drehanode kann in einem
erfindungsgemäßen Röntgenstrahler auf einer Röntgenröhre mit
Festanode Verwendung finden.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich
auf die Verwendung eines erfindungsgemäßen Röntgenstrahlers
in einem CT-Gerät. Andere medizinische und nichtmedizinische
Anwendungen des erfindungsgemäßen Röntgenstrahlers sind mög
lich.
Claims (11)
1. Röntgenstrahler, aufweisend
- - eine Röntgenröhre, welche in einem Vakuumgehäuse (3) eine Kathode (1) und eine Anode (2) aufweist, wobei im Betrieb der Röntgenröhre von der Kathode (2) ein Elek tronenstrahl (10) ausgeht, der in einem Brennfleck (BF), von dem im Betrieb der Röntgenröhre Röntgenstrah lung ausgeht, auf die Anode (2) auftrifft,
- - Ablenkmittel, die den Elektronenstrahl (10) in Abhän gigkeit von einem Steuersignal derart ablenken, daß die Position des Brennflecks (BF) auf der Anode (2) einer sich als Funktion der Zeit ändernden Sollposition ent spricht,
- - Detektormittel (45, 46), welche die Ist-Position des Brennflecks erfassen und ein der Ist-Position des Brennflecks entsprechendes Istwert-Signal liefern,
- - Mittel (48) zum Erzeugen eines der Sollposition des Brennflecks (BF) entsprechenden Sollwert-Signals, und
- - eine Regeleinrichtung (44), der das Istwert-Signal und das Sollwert-Signal zugeführt sind und die das Steuer signal erzeugt.
2. Röntgenstrahler nach Anspruch 1, bei welchem die Ablenk
mittel eine mit einem Ablenksignal versorgte Ablenkspule (31)
aufweisen, die ein Magnetfeld zur Ablenkung des Elektronen
strahls (10) erzeugt.
3. Röntgenstrahler nach Anspruch 1 oder 2, bei welche die Ab
lenkmittel der Ablenkspule (31) in einem ersten Betriebszu
stand Energie zuführen, in einem zweiten Betriebszustand
Energie entziehen.
4. Röntgenstrahler nach Anspruch 2 oder 3, bei welchem die
Ablenkmittel die Spannung des Ablenksignals in Abhängigkeit
von der Röhrenspannung der Röntgenröhre einstellen.
5. Röntgenstrahler nach Anspruch 4, bei welchem die Spannung
des Ablenksignals unterhalb von 100V liegt.
6. Röntgenstrahler nach einem der Ansprüche 2 bis 5 bei wel
chem die Ablenkmittel zur Einstellung des Stromflusses durch
die Ablenkspule (31) einen Pulsweitenmodulator (42) aufwei
sen.
7. Röntgenstrahler nach Anspruch 6, bei welchem die Ablenk
mittel die Frequenz des durch die Ablenkspule (31) fließenden
Stromes in Abhängigkeit von der durch Vergleich des Istwert-
Signals mit dem Sollwert-Signal ermittelten Regelabweichung
verändern.
8. Röntgenstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dessen
Detektormittel (45, 46) die Position des Brennflecks (BF)
mittels eines strahlenelektrischen Wandlers (46) erfassen.
9. Röntgenstrahler nach Anspruch 8, dessen Detektormittel
(45, 46) eine Blende (45) aufweisen, durch die ein räumlich
begrenztes, von dem Brennfleck (BF) ausgehendes Röntgenstrah
lenbündel auf den strahlenelektrischen Wandler (46) fällt, der
ein der Position des Auftreffortes des Röntgenstrahlenbündels
auf dem strahlenelektrischen Wandler (46) entsprechendes Aus
gangssignal liefert.
10. Röntgenstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem
das Sollwert-Signal ein periodisches Signal ist.
11. Röntgenstrahler nach Anspruch 10, bei dem das Sollwert-
Signal einen zeitlich konstanten Signalanteil enthält.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1211917A1 (de) * | 2000-12-01 | 2002-06-05 | Marconi Medical Systems, Inc. | Bildgebende Vorrichtung und bildgebendes Verfahren |
US7266179B2 (en) | 2004-05-21 | 2007-09-04 | Siemens Aktiengesellschaft | X-ray radiator with collimated focal spot position detector |
EP2827135A1 (de) | 2013-07-19 | 2015-01-21 | GE Sensing & Inspection Technologies GmbH | Röntgenprüfungsvorrichtung zum Materialprüfen und Verfahren zur Erzeugung hochauflösender Projektionen eines Messobjekts mittels Röntgenstrahlen |
US10553389B2 (en) | 2017-03-09 | 2020-02-04 | Siemens Healthcare Gmbh | X-ray emitter and method for compensating for a focal spot movement |
DE102020206938A1 (de) | 2020-06-03 | 2021-12-09 | Siemens Healthcare Gmbh | Beeinflussung eines Brennflecks |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6744493B1 (en) * | 2000-07-05 | 2004-06-01 | Euv Llc | In-vacuum exposure shutter |
FR2829286B1 (fr) * | 2001-09-03 | 2008-04-04 | Ge Med Sys Global Tech Co Llc | Dispositif et procede d'emission de rayons x |
US6968039B2 (en) * | 2003-08-04 | 2005-11-22 | Ge Medical Systems Global Technology Co., Llc | Focal spot position adjustment system for an imaging tube |
US6977991B1 (en) * | 2004-01-13 | 2005-12-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Cooling arrangement for an X-ray tube having an external electron beam deflector |
US7257194B2 (en) | 2004-02-09 | 2007-08-14 | Varian Medical Systems Technologies, Inc. | Cathode head with focal spot control |
DE102004052911B4 (de) * | 2004-11-02 | 2010-04-08 | Siemens Ag | Röntgenstrahler mit einem Strahlergehäuse, Röntgeneinrichtung mit einem derartigen Röntgenstrahler und Computertomographiegerät mit einer derartigen Röntgeneinrichtung |
JP4579679B2 (ja) * | 2004-12-28 | 2010-11-10 | 浜松ホトニクス株式会社 | X線源 |
US7623272B2 (en) * | 2005-03-22 | 2009-11-24 | General Electric Company | Method and system for diagnosing an imaging system |
WO2007135614A1 (en) * | 2006-05-22 | 2007-11-29 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | X-ray tube whose electron beam is manipulated synchronously with the rotational anode movement |
US7447297B2 (en) * | 2006-08-04 | 2008-11-04 | General Electric Company | X-ray source focal spot deflection methods and apparatus |
WO2008056299A1 (en) | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Multiple focal spot x-ray tube with multiple electron beam manipulating units |
JP5366419B2 (ja) * | 2008-03-25 | 2013-12-11 | 株式会社東芝 | X線装置 |
US8457282B2 (en) | 2008-11-24 | 2013-06-04 | Hologic, Inc. | Method and system for controlling X-ray focal spot characteristics for tomosynthesis and mammography imaging |
JP2011019802A (ja) * | 2009-07-17 | 2011-02-03 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | X線ct装置 |
US9504135B2 (en) * | 2010-07-28 | 2016-11-22 | General Electric Company | Apparatus and method for magnetic control of an electron beam |
US8295442B2 (en) * | 2010-07-28 | 2012-10-23 | General Electric Company | Apparatus and method for magnetic control of an electron beam |
US8284900B2 (en) * | 2010-10-26 | 2012-10-09 | General Electric Company | Apparatus and method for improved transient response in an electromagnetically controlled X-ray tube |
JP2013137987A (ja) * | 2011-11-28 | 2013-07-11 | Toshiba Corp | X線管装置 |
US9524845B2 (en) | 2012-01-18 | 2016-12-20 | Varian Medical Systems, Inc. | X-ray tube cathode with magnetic electron beam steering |
JP2014061273A (ja) * | 2012-08-30 | 2014-04-10 | Toshiba Corp | X線コンピュータ断層撮影装置 |
US11282668B2 (en) * | 2016-03-31 | 2022-03-22 | Nano-X Imaging Ltd. | X-ray tube and a controller thereof |
EP3445247B1 (de) | 2016-04-22 | 2021-03-10 | Hologic, Inc. | Tomosynthese mit röntgensystem mit variablem brennfleck unter verwendung eines adressierbaren arrays |
EP3413691A1 (de) * | 2017-06-08 | 2018-12-12 | Koninklijke Philips N.V. | Vorrichtung zur erzeugung von röntgenstrahlen |
CN110664420B (zh) * | 2019-10-11 | 2023-04-07 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 焦点校正方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质 |
US11493650B2 (en) | 2020-05-11 | 2022-11-08 | Arcam Ab | Methods for detecting a position of an energy beam spot and apparatuses for performing the same |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0150364A2 (de) * | 1984-01-19 | 1985-08-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Röntgenröhre |
EP0224786A1 (de) * | 1985-11-28 | 1987-06-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Röntgenstrahler |
US4827494A (en) * | 1987-12-16 | 1989-05-02 | Gte Laboratories Incorporated | X-ray apparatus |
DE4023490A1 (de) * | 1989-07-26 | 1991-01-31 | Elscint Ltd | Einrichtung zur steuerung der brennpunktposition in einer roentgenstrahlroehre |
DE3632811C2 (de) * | 1985-09-26 | 1992-01-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa, Jp | |
DE4125926C1 (en) * | 1991-08-05 | 1992-08-27 | Siemens Ag, 8000 Muenchen, De | X=ray tube for computer tomography - has vacuum housing with anode and cathode to emit and focus electron beam |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4637040A (en) | 1983-07-28 | 1987-01-13 | Elscint, Ltd. | Plural source computerized tomography device with improved resolution |
US5550889A (en) * | 1994-11-28 | 1996-08-27 | General Electric | Alignment of an x-ray tube focal spot using a deflection coil |
DE19830349A1 (de) * | 1997-07-24 | 1999-01-28 | Siemens Ag | Röntgenröhre |
DE19731982C1 (de) * | 1997-07-24 | 1998-12-10 | Siemens Ag | Röntgenröhre mit Mitteln zur magnetischen Ablenkung |
DE19743163C2 (de) * | 1997-09-30 | 1999-11-11 | Siemens Ag | Röntgenröhre |
-
1998
- 1998-07-22 DE DE19832972A patent/DE19832972A1/de not_active Ceased
-
1999
- 1999-07-19 JP JP11204780A patent/JP2000048748A/ja not_active Abandoned
- 1999-07-22 US US09/359,577 patent/US6252935B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0150364A2 (de) * | 1984-01-19 | 1985-08-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Röntgenröhre |
DE3632811C2 (de) * | 1985-09-26 | 1992-01-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa, Jp | |
EP0224786A1 (de) * | 1985-11-28 | 1987-06-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Röntgenstrahler |
US4827494A (en) * | 1987-12-16 | 1989-05-02 | Gte Laboratories Incorporated | X-ray apparatus |
DE4023490A1 (de) * | 1989-07-26 | 1991-01-31 | Elscint Ltd | Einrichtung zur steuerung der brennpunktposition in einer roentgenstrahlroehre |
DE4125926C1 (en) * | 1991-08-05 | 1992-08-27 | Siemens Ag, 8000 Muenchen, De | X=ray tube for computer tomography - has vacuum housing with anode and cathode to emit and focus electron beam |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1211917A1 (de) * | 2000-12-01 | 2002-06-05 | Marconi Medical Systems, Inc. | Bildgebende Vorrichtung und bildgebendes Verfahren |
US7266179B2 (en) | 2004-05-21 | 2007-09-04 | Siemens Aktiengesellschaft | X-ray radiator with collimated focal spot position detector |
DE102004025119B4 (de) * | 2004-05-21 | 2012-08-02 | Siemens Ag | Röntgenstrahler |
EP2827135A1 (de) | 2013-07-19 | 2015-01-21 | GE Sensing & Inspection Technologies GmbH | Röntgenprüfungsvorrichtung zum Materialprüfen und Verfahren zur Erzeugung hochauflösender Projektionen eines Messobjekts mittels Röntgenstrahlen |
DE102013107736A1 (de) | 2013-07-19 | 2015-01-22 | Ge Sensing & Inspection Technologies Gmbh | Röntgenprüfvorrichtung für die Materialprüfung und Verfahren zur Erzeugung hochaufgelöster Projektionen eines Prüflings mittels Röntgenstrahlen |
US10553389B2 (en) | 2017-03-09 | 2020-02-04 | Siemens Healthcare Gmbh | X-ray emitter and method for compensating for a focal spot movement |
DE102020206938A1 (de) | 2020-06-03 | 2021-12-09 | Siemens Healthcare Gmbh | Beeinflussung eines Brennflecks |
DE102020206938B4 (de) | 2020-06-03 | 2022-03-31 | Siemens Healthcare Gmbh | Beeinflussung eines Brennflecks |
US11457521B2 (en) | 2020-06-03 | 2022-09-27 | Siemens Healthcare Gmbh | Influencing a focal spot |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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