0度与230度之间的更大角度范围a通过射线出射窗5输出耦合。在该情况下，也可以从射线路径侧面布置的电子源借助控制电极向阳极方向引导电子，从而使电子源不位于待输出耦合的辐射的范围。或者可以将电子源7中间区域的开口选择很大，或者可以将电子源7离阳极13很近地布置，使得在130度与230度之间的角度范围a的辐射也通过射线出射窗输出耦合。
[0036]通过给出的输出耦合几何结构和输出耦合的X射线辐射与电子射线方向11的所选择的角度范围Ct1实现了，从X射线源I射出的辐射具有尽可能高比例的特征X射线辐射25和尽可能低比例的轫致辐射27，即X射线辐射基本上是准单色的。
[0037]在图2中解释了输出耦合几何结构对X射线辐射成分的影响。图2对比示出了对于优选实施例的阳极13的以上给出的材料和层厚，特征X射线辐射25和轫致辐射的模拟X射线通量密度和与电子射线方向11的角度的函数关系。在辐射强度的模拟中，附加假设对于所有角度，辐射都穿过由30 μπι厚的钼层组成的射线滤波器35。图2中的模拟结果明显示出，在90度与270度之间的角度范围，即按照电子射线的前进方向，对于所有角度，轫致辐射27比特征X射线辐射25明显更强。
[0038]相反，在特定角度范围内的反向方向上，特征X射线辐射25的通量密度超过轫致辐射27。在130度与230度之间的角度范围a中，特征X射线辐射25的通量密度明显更高，从而使连续轫致辐射27仅形成特征发射带下的弱底色。对于产生准单色辐射特别有利的是在170度与190度之间的角度范围a 10通过模拟显示的在特征X射线辐射25与轫致辐射27之间的良好的强度关系不仅是受输出耦合角度a选择的影响，还很大程度上受阳极材料和厚度的影响，以及通过在集电极19中收集穿过阳极的电子并在此使附加发射的轫致辐射最少的可能性影响。
[0039]图3示出了具有按照本发明上述优选实施例的X射线源I的成像系统30的示意横截面。成像系统30在此是乳房成像设备，其用于放射性检查女性胸部。在乳房成像中特别希望使用尽可能单色的X射线辐射，因为在该检查方法中主要涉及非常弱和小空间的软组织对比度的成像。在此，需要特别高的图像质量主要用于识别和诊断乳房肿瘤。另外，女性胸部非常易受离子辐射的负面作用影响。因为乳房成像也被用作筛选方法，所以在此将所取得的图像质量与所使用的X射线剂量的关系最优化特别重要。
[0040]成像系统30包括在图中详细示出的X射线源I，其通过支撑臂33悬挂在支撑柱31上。在支撑柱31上安装了高度可调的载体38和同样高度可调的挤压板37，它们共同形成用于容纳待检查对象40 (这里是女性胸部)的装置39。由X射线源I产生的准单色X射线辐射9通过射线出射窗5输出耦合，并且穿过在X射线源I下面布置的射线滤波器35。射线滤波器35由30 μ m厚的钼层组成，其用于在X射线辐射9到达待检查的胸部40之前过滤一部分低能的连续轫致辐射。随后，X射线辐射9穿过挤压板37到达被挤压的胸部40。穿过胸部40的X射线辐射9部分在此被布置在载体38内的X射线探测器41测量，并且被在此未示出的在后连接的读取电子器件处理以得到可用于诊断的X射线图像。
【主权项】
1.一种X射线源(1)，具有: -可抽真空的外壳(3)，包括至少一个使X射线透过的射线出射窗(5)， -电子源(7)，用于沿着电子射线方向(11)发射电子， -阳极(13)，用于产生X射线辐射(9)， -以及集电极(19)，用于收集穿过所述阳极(13)的电子， -其中，所述集电极(19)是用于在集电极上建立相对于阳极(13)的电势的负电势的电路的一部分， -并且其中，所述射线出射窗(5)被布置为，使得至少在相对于电子射线方向(11)从130度到230度的角度范围(α)的子范围内从阳极(13)射出的X射线辐射(9)能够通过射线出射窗(5)而输出親合。2.按照权利要求1所述的X射线源(I)，其特征在于，所述集电极(19)沿着电子射线方向(11)比在电子动能为150keV时电子在集电极(19)的材料中的平均穿透深度更厚。3.按照权利要求2所述的X射线源(I)，其特征在于，所述集电极(19)的材料包括不锈钢和/或铜，并且沿着电子射线方向(11)具有至少1_的厚度。4.按照上述权利要求中任一项所述的X射线源(I)，其特征在于，所述集电极(19)在电子射线方向(11)具有凹陷。5.按照权利要求4所述的X射线源(I)，其特征在于，所述凹陷是梯形的和/或具有至少3cm的深度。6.按照上述权利要求中任一项所述的X射线源(I)，其特征在于，所述射线出射窗(5)被布置为，使得至少在相对电子射线方向(11)从170度到190度的角度范围(Ci1)的子范围内从阳极(13)射出的X射线辐射(9)能够穿过射线出射窗(5)输出耦合。7.按照权利要求6所述的X射线源(I)，其特征在于，所述电子源(7)在中间区域具有孔，用于使待输出耦合的X射线辐射(9)穿过。8.按照上述权利要求中任一项所述的X射线源(I)，具有至少一个控制电极(23，24)，用于将电子加速和/或聚集到阳极(13)。9.按照上述权利要求中任一项所述的X射线源(I)，其特征在于，所述阳极(13)具有金属层(15)，其包含核电荷数至少为40的材料，并且其层厚小于在电子动能为150keV时电子在金属层(15)的材料中的平均穿透深度。10.按照上述权利要求中任一项所述的X射线源(I)，其特征在于，所述阳极(13)具有阳极载体(17)，其包含核电荷数最大为15的材料，并且其层厚小于在电子动能为150keV时电子在所述阳极载体(17)的材料中的平均穿透深度。11.按照上述权利要求中任一项所述的X射线源(I)，其特征在于，所述电路被构造为，在所述X射线源运行时能够将所述集电极(19)带到一电势，该电势至少低于阳极电势的一半。12.按照上述权利要求中任一项所述的X射线源(I)，其特征在于，所述电子源(7)是场发射阴极或热阴极。13.按照上述权利要求中任一项所述的X射线源(I)，其特征在于，所述阳极(13)是固定阳极、旋转阳极和/或液体阳极。14.一种成像系统(30)，具有按照上述权利要求中任一项所述的X射线源(1)、用于容纳待检查对象(40)的装置(39)和X射线探测器(41)。15.按照权利要求14所述的成像系统(30)，具有布置在射线出射窗(5)与用于容纳检查对象(40)的装置(39)之间的射线滤波器(35)。
【专利摘要】本发明涉及一种X射线源(1)，具有包括至少一个使X射线透过的射线出射窗(5)的可抽真空的外壳(3)、电子源(7)、阳极(13)和用于收集穿过阳极的电子的集电极(19)。集电极是用于在阳极上形成负电势的电路的一部分，并且辐射窗被布置为使得按照相对于电子射线方向从130度到230度的角度(α)从阳极射出的X射线辐射能够穿过射线出射窗而输出耦合。另外，本发明涉及一种成像系统，具有根据本发明的X射线源、用于容纳待检查对象的装置和X射线探测器。
【IPC分类】H01J35/16, H01J35/04
【公开号】CN105164784
【申请号】CN201480024854
【发明人】S.戈斯曼, O.海德, T.休斯
【申请人】西门子公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2014年3月7日
【公告号】DE102013208103A1, WO2014177308A1