X射线成像系统的X射线聚焦的位置的自动调节的制作方法

x射线成像系统的x射线聚焦的位置的自动调节
技术领域
1.本发明涉及一种用于x射线成像系统的扫描单元的x射线束源的阳极上的x射线聚焦的位置的调节的方法。此外，本发明涉及一种调节设备。此外，本发明涉及一种x射线成像系统。


背景技术：

2.在现代成像方法的帮助下，通常生成二维或三维图像数据，该二维或三维图像数据可以用于可视化要成像的患者，例如人或动物，并且还可以用于其他应用。
3.使用计算机断层扫描来实现特殊类型的医学成像。在计算机断层扫描系统(也简称为ct系统)中，借助于二维图像检测处理来生成要检查的对象的内部的三维切片图像。为此目的，使用成像系统从不同的立体角生成患者的各个图像，即基于其确定图像的体积计算(图像)，该成像系统通常具有围绕要检查的对象旋转的x射线源和与其一起旋转的x射线探测器。提到的功能元件围绕系统轴可旋转地被支承在机架壳体(也称为机架框架)中，该机架壳体围绕检查对象接收空间被布置成环形。电子从x射线源中的阴极发射，并被加速到阳极(也称为阳极板)。在阳极板上，电子被聚焦在所谓的焦斑(也称为x射线聚焦)上，并且其引起x射线束的发射。图1示出了计算机断层扫描系统的一般示意图，以便阐明其一般结构。
4.当旋转成像系统时，将旋转角分配给成像系统。探测器平面中的旋转方向被称为方向。在成像系统的旋转轴的方向上取向的垂直于该方向的方向被称为z方向，即平行于z轴或系统轴的方向。
5.当焦斑在x射线源的阳极板上的固定位置处时，关于旋转角和z方向的最大可能光学分辨率受限于x射线探测器的物理分辨率。为了更进一步增加该分辨率，开发了跳转聚焦(也被称为“飞行焦斑”，缩写为“ffs”)的方法。在这种情况下，根据x射线源中的焦斑的不同位置以时间顺序进行记录，由此阳极上的焦斑的位置从探测器的视点在方向上和在z方向上偏移了分辨率的一半距离。因此，在方向上和在z方向上的成像的分辨率可以在每种情况下加倍。阳极上的焦斑的偏移也可以分两个以上的阶段进行，使得可以根据阶段的数目更进一步增加分辨率。对于这种方法，必须从一个记录到下一个记录动态地改变x射线源中的阳极板上的焦斑位置。各个记录的记录时间有时在几百μs的范围内，例如250μs。由于通过缩短的记录时间改进成像的潜力，在新开发的背景下，记录时间正在更进一步缩短，例如到100μs的时间。当x射线束的位置在x射线探测器上改变时，图像变得模糊。运动模糊越小，位置改变的时间与在跳转位置处的记录的总时间相比就越短。通过减少每个跳转位置的记录时间，有必要缩短改变跳转位置所需的时间，以便不增加运动模糊。
6.另外，以下效应导致运动模糊：
[0007]-阳极板中的机械公差，以及
[0008]-由于阳极驱动器的杂散场引起的电子束的偏转效应。
[0009]
此外，为了减少这样的效应，焦斑位置或x射线聚焦的位置通常由位置检测单元检
测，并且在闭合控制环路中调节。
[0010]
经由主x射线出口外部的x射线屏蔽件中的狭缝来记录阳极上的x射线聚焦的位置。x射线光通过狭缝撞击位置检测元件，该狭缝确定x射线聚焦在方向和z方向上的位置。由于狭缝位于主x射线出口外部，因此获得测量值以测量位置，该位置包含在图9中示出的位置与z位置的耦合。因此，首先，所确定的位置不是在阳极上的x射线聚焦的实际位置，并且因此必须转换所确定的位置。
[0011]
到目前为止，通过在方向上和在z方向上的x射线聚焦的磁偏转和因此此外在方向上和在z方向上的x射线束的偏转来实现跳转聚焦的动态位置。x射线聚焦的位置经由闭合控制环路调节。传统上，控制环路可以设计为例如具有内部电流控制环路和外部位置控制环路的级联控制环路。在这种情况下，控制环路的动态基本上由位置检测的动态确定，并且特别是由位置检测的死区时间和位置的测量值的传输确定。由于模拟和数字电子信号处理的处理时间，位置检测的死区时间和位置的测量值的传输不能显著地减少。由于诸如噪声的干扰信号的必要抑制，位置检测的动态无法进一步增加。因此，在级联控制环路中，动态无法再显著地增加。
[0012]
因此，存在一个问题，即开发一种控制跳转聚焦的位置的调节装置，以改善动态性。


技术实现要素：

[0013]
通过根据本专利的用于调节在x射线成像系统的扫描单元的x射线源的阳极上的x射线聚焦的位置的方法，通过根据本专利的调节设备并且通过根据本专利的x射线成像系统来实现该目的。
[0014]
在根据本发明的用于调节在x射线成像系统(优选地计算机断层扫描系统)的扫描单元的x射线源的阳极上的x射线聚焦的位置的方法中，在扫描单元的x射线束源中的x射线聚焦的偏转电流的调节和x射线聚焦的位置的调节是经由公共控制环路中的公共控制单元和公共控制系统执行的。阳极上的电子束或x射线源中的电子束在阳极板上的冲击点应被称为x射线聚焦。
[0015]
在该方法中，通过组合x射线聚焦的测量位置和x射线聚焦的基于模型的位置来确定x射线聚焦的组合实际位置，x射线聚焦的基于模型的位置基于偏转电流的测量值确定。基于组合实际位置和阳极上的x射线聚焦的目标位置，确定操纵变量，优选地电压，以生成用于从x射线源偏转电子束的偏转电流。基于确定的操纵变量，执行调节以校正x射线聚焦的位置与目标位置的任何偏差。为了确定x射线聚焦的测量位置和目标位置，单个坐标值例如x射线聚焦的坐标(也称为位置)和x射线聚焦的z坐标(也称为z位置)可以被确定，并用于校正x射线聚焦的位置的相应坐标。
[0016]
与用于调节跳转聚焦的位置的常规调节方法相比，根据本发明，没有执行级联调节，而是执行基于测量电流利用基于动态模型的位置计算的x射线聚焦的位置的单环路调节。以这种方式，可以有利地至少减少在位置检测期间出现的空闲时间的问题。因此，实现了对x射线聚焦和尤其是跳转聚焦的位置的更为动态的控制。这导致控制动态的显著改善和对位置控制中的干扰的易感性的减少，尤其是高度动态跳转聚焦，并且因此导致改善的图像品质。由于较高的控制动态，可以更好地调节x射线聚焦的目标位置。从x射线聚焦的一
个位置到下一个位置的跳转转变在时间上更短，并且转变时间具有显著增加的再现性。
[0017]
根据本发明的调节设备包括控制环路，用于调节和控制x射线成像系统(优选地计算机断层扫描系统)的扫描单元的x射线源的阳极上的x射线聚焦的位置。控制环路包括装置模型单元，用于通过组合x射线聚焦的测量位置和x射线聚焦的基于模型的位置来确定x射线聚焦的组合实际位置，x射线聚焦的基于模型的位置基于偏转电流的测量值确定。控制环路的一部分也是调节单元，用于基于组合实际位置和目标位置生成操纵变量，优选地，用于生成用于控制生成x射线聚焦的电子束的磁体的偏转电流的电压。另外，控制环路还包括装置(plant)，用于基于所确定的操纵变量校正x射线聚焦的位置与目标位置的偏差。
[0018]
根据本发明的调节设备共享根据本发明的用于调节在x射线成像系统的扫描单元的x射线源的阳极上的x射线聚焦的位置的方法的优点。
[0019]
根据本发明的x射线成像系统，优选地计算机断层扫描系统，具有带有x射线源和x射线探测器的扫描单元。x射线源和x射线探测器优选地是旋转成像系统的一部分。根据本发明的x射线成像系统还具有：用于控制旋转成像系统或x射线源和x射线探测器的控制单元；以及根据本发明的调节设备，用于控制在x射线源的阳极上的x射线聚焦的位置。根据本发明的x射线成像系统共享根据本发明的调节设备的优点。
[0020]
根据本发明的调节设备的部件中的一些大多可以以软件组件的形式设计。这尤其适用于装置模型单元、调节单元和装置的部分。然而，原则上，这些部件中的一些也可以以软件支持的硬件例如fpga等的形式实现，尤其是在其涉及特别快速的计算时。同样地，所需的接口例如如果其只是事关从其他软件组件传送数据则可以设计为软件接口。然而，其也可以设计为由合适的软件控制的基于硬件的接口。
[0021]
主要基于软件的实现具有如下优点，已经使用的x射线成像系统的计算机单元或控制单元可以通过软件更新容易地改装，以便以根据本发明的方式工作。在这方面，该目的还通过具有计算机程序的相应计算机程序产品来实现，该计算机程序可以直接加载到x射线成像系统的计算机单元或控制单元的存储器设备中，并且包括程序部分，以在计算机程序在x射线成像系统的计算机单元或控制单元中执行时，执行用于执行根据本发明的方法的所有步骤。
[0022]
除了计算机程序之外，这种计算机程序产品可以可选地包括诸如文档和/或附加组件的其他组件，包括用于使用软件的硬件部件，例如硬件密钥(软件狗等)。
[0023]
存储可以读入和执行的计算机程序的程序部分的计算机可读介质，例如记忆棒、硬盘或者一些其他可传输或永久安装的数据载体可以用于传输到x射线成像系统的计算机单元的存储设备和/或用于存储在x射线成像系统的计算机单元上。例如，计算机单元可以具有一个或更多个协作的微处理器，或者类似于此目的。
[0024]
此外，本发明的特别有利的配置和开发来自从属权利要求以及以下描述和附图，由此一个权利要求类别的独立权利要求还可以类似于另一个权利要求类别的从属权利要求及其描述部分来开发。
[0025]
在根据本发明的用于调节在x射线成像系统的扫描单元的x射线源的阳极上的x射线聚焦的位置的方法中，优选地，x射线聚焦的位置的检测和用于x射线聚焦的位置的检测的死区时间由装置模型基于作为输入值的偏转电流来建模。因此，模拟了x射线聚焦的基于模型的位置。另外，还模拟了x射线聚焦的基于模型的测量位置和在测量测量位置时出现的
死区时间。两个基于模型的量被优选地彼此组合。在基于模型的测量位置的情况下，还包括有关测量过程本身的信息。
[0026]
装置模型用于基于偏转电流来对x射线聚焦的位置优选地位置进行建模。另外，狭缝中的位置和/或z位置的测量用测量动态并且用死区时间来建模。将以这种方式确定的两个模型变量与位置和/或z位置的测量值进行比较。测量位置、模型位置和用测量的模型调整的模型位置的负值的和被用作调节单元的实际值。模型值的确定有利地及时适用于实际值测量。如果测量值可用，则将其与由死区时间生成延迟的模型值进行比较。如果不存在测量值，则模型值仍可以用于维持调节。以这种方式，实现了加速调节和在跳转聚焦中的跳转期间缩短的转变时间。该过程类似于史密斯预测器工作的方式。
[0027]
在根据本发明的用于调节在x射线成像系统的扫描单元的x射线源的阳极上的x射线聚焦的位置的方法中，调节单元的路径增益和装置的路径增益特别优选适应于装置中的公差和测量偏转电流的实际值和x射线聚焦的位置的公差。对于系统模型的正确参数化，路径增益和调节单元的增益必须适应于真实的装置，原因是实际上在装置中存在公差。这种适应如下进行：在第一测量中，测量值和模型值的大小在方向和z方向的跳转聚焦的两个不同位置处确定。两个位置处的各自的测量值与模型值之间的差给出了跳转距离。路径增益现在被调整，使得测量值和模型值的跳转距离是相同的。
[0028]
另外，在根据本发明的方法中，可以使用滤波器来抑制高频干扰对调节单元的影响。如稍后详细解释的，滤波器仅抑制高频干扰，其不基于跳转聚焦的位置的任何实际变化。例如，由于阳极板的不规则性或由于测量噪声，可能出现这种扰动。在滤波器实现中，从x射线聚焦的测量位置(优选地位置和/或z位置的测量值)中减去模型值或基于模型的测量位置的值，由此形成差信号。然后，经由高通滤波器提取该差信号的高频分量，并且然后从装置模型的模型值即x射线聚焦的组合实际位置中减去该差信号的高频分量。以这种方式，还由调节单元的操纵变量产生和经由模型映射的测量信号的高频分量对调节单元可见，因为其在测量中同时出现，并且由于在由高通滤波器滤波和提取之前从测量值中减去模型值，其不会被高通滤波器捕获。这意味着只有非调节单元生成的高频分量被滤除。高频干扰，例如由阳极板中的狭缝或在低辐射剂量下的位置测量中的高频噪声产生的高频干扰被显著地减少。因此，在单个记录期间，聚焦位置在阳极板上的期望位置处保持明显地更稳定和可再现。因此，由于跳转转变和扰动而由x射线聚焦的移动引起的成像中的任何模糊都被显著地减少。
[0029]
在根据本发明的方法中，x射线聚焦被非常特别优选地控制为具有在x射线源的阳极上的x射线聚焦的位置的预定轨迹的跳转聚焦。在跳转期间，优选地存在跳转聚焦的位置的变化或z位置的变化。非常特别优选的是，交替改变跳转聚焦的位置和跳转聚焦的z位置。跳转聚焦还优选地在四个位置之间来回跳转。
[0030]
还优选地，在根据本发明的方法中，x射线聚焦的位置包括位置和z位置，并且执行位置和z位置的检测的几何解耦。耦合问题是z位置的变化导致检测系统中的位置的变化。在解耦期间，基于测量的位置和测量的z位置来计算x射线聚焦的实际位置，其中，几何耦合被补偿。该函数可以用于确定位置的目标值以及用于确定位置的实际值。位置的偏移值被确定为解耦的校正值。这可以在调整步骤中计算。为此目的，测量位置和模型位置的值针对两个位置和两个z位置确定。可以从位置的平均值和z方向上的距离的差
来计算调整的偏移值。因此，由z方向上的跳转组成的x射线聚焦的位置的扰动被显著地减少或消除。
[0031]
在解耦期间，从x射线聚焦的位置中减去校正的偏移值。另外，x射线聚焦的两个z位置之间的距离通过校正函数被校正为校正的z距离，并乘以x射线聚焦的z位置。最后，该结果乘以从位置中减去偏移值的结果，解耦位置是最终结果。
[0032]
根据本发明的方法被非常特别优选地设计成如下方式，在x射线探测器上的x射线聚焦的位置的控制的操作与x射线聚焦的位置的调节的操作之间动态地切换。在我们的命名法则中，位置的“控制”是指开环控制。与此相对，“调节”是指闭环控制。因此，提到的跳转聚焦的调节的有利改善也延伸到开环受控模式。装置模型也用于这种混合调节/受控操作，因为其描绘了动态和静止的装置的行为。例如，在所谓的束消隐的情况下，可以在没有管电流流动的时间范围内继续对位置进行预控制，并且因此不能测量x射线聚焦的位置，使得当随后接通x射线束时可以很快调整。受控模式也可以用于具有非常低的x射线剂量的记录。在这种情况下，x射线剂量可能不足以捕获x射线聚焦的位置。当从调节操作切换到开环操作时，仅使用位置和/或z位置的模型值作为调节单元的位置信号。位置和/或z位置的测量值和相应的建模测量值被各自设置为值0。另外，必须添加位置的模型值的静止偏移值。在两种不同模式之间切换时，该偏移值对应于位置的测量值与位置的建模测量值之间的差值。如果要切换回调节操作，则必须切换回原始结构。这意味着在控制操作期间，仅在闭环操作期间确定的x射线聚焦的位置的测量值和基于模型的测量值被设置为值“0”。为了计算位置的正确偏移值，在改变为调节即闭环操作时再次需要这些测量值。因此，在转变为调节操作期间重置测量值和基于模型的测量值的零值。
[0033]
在受控操作的情况下，即使位置测量暂时不可用，也可以有利地保持跳转聚焦的位置相对稳定。当结合根据本发明的位置调节使用束消隐时，由于在关闭x射线束时的受控操作，在再次接通电子束之后，可以再次很快地实现x射线聚焦的稳定位置。因此，这两种选择都导致在几乎没有运动模糊的情况下实现最佳成像。
[0034]
为了确定x射线聚焦的基于模型的位置，优选地，上面提到的根据本发明的调节设备的装置模型单元被设置成基于偏转电流由调节路径的装置模型即装置来模拟和/或组合x射线聚焦的基于模型的位置和/或x射线聚焦的基于模型的测量位置和x射线聚焦的基于模型的测量位置的测量的死区时间。
[0035]
如已经结合相应的方法说明的，装置模型被用于基于偏转电流来对x射线聚焦的位置优选地位置进行建模。另外，狭缝中的位置的测量使用测量动态和死区时间来建模。将以这种方式确定的两个模型变量与位置的测量值进行比较。测量位置、模型位置和用测量的模型调整的模型位置的负值的和被用作调节单元的实际值。
[0036]
如已经结合相应的方法说明的，模型值的确定有利地在时间方面适应于实际值测量。如果测量值可用，则将这与由死区时间生成延迟的模型值进行比较。如果没有可用测量值，则模型值仍可以用于维持调节。以这种方式，实现了加速调节和在跳转聚焦的跳转期间缩短的转变时间。
附图说明
[0037]
下面基于示例性实施方式，参照附图更详细地说明本发明。在各个图中，相同的部
件被设置有相同的附图标记。
[0038]
图1示出了计算机断层扫描系统的示意图，
[0039]
图2示出了计算机断层扫描系统的x射线源的示意图，
[0040]
图3示出了用于测量x射线束的分量和z分量的装置，
[0041]
图4示出了平面中的跳转聚焦的表示，
[0042]
图5示出了根据本发明的示例性实施方式的调节设备的示意图，
[0043]
图6示出了图5中所示的装置模型的示意图，
[0044]
图7详细示出了图5中已经示出的狭缝滤波器(slot filter)，
[0045]
图8详细示出了图5中所示的解耦单元，
[0046]
图9示出了在方向上和在z方向上的x射线束的耦合的详细说明，
[0047]
图10示出了示出根据本发明的示例性实施方式的用于调节医学成像设备的x射线源的x射线聚焦的位置的控制的方法的流程图，
[0048]
图11示出了测量曲线、x射线聚焦的坐标和z坐标的测量值和模型值的差曲线的表示。
具体实施方式
[0049]
图1示出了计算机断层扫描系统1的示意图，以便阐明其一般结构。该装置包括机架2，该机架2具有固定部分3(也称为机架框架)，并且具有可以旋转或围绕系统轴z旋转的部分4(也称为转子或滚筒)。旋转部分4具有包括x射线源6和x射线探测器7的成像系统(x射线系统)4a，上述x射线源6和x射线探测器7彼此相对布置在旋转部分4上。x射线源6和x射线辐射探测器7一起形成成像系统4a。当计算机断层扫描系统1在操作时，x射线源6在x射线探测器7的方向上发射x射线8，穿透测量对象p(例如患者p)，并且由x射线探测器7以测量数据或测量信号的形式检测。
[0050]
在图1中，还可以看到用于定位患者p的患者床9。患者床9包括床底座10，在该床底座10上布置有被设置成用于实际定位患者p的患者支承板11。患者支承板11可以相对于床底座10在系统轴z的方向上(即在z方向上)以这样的方式进行调整，以使得其可以与患者p一起被引入开口12，即机架2的患者接收区域12，以用于记录患者p的x射线投影。用成像系统4a记录的x射线投影的计算处理或者基于x射线投影的测量数据或测量信号的切片图像、3d图像或3d数据集的重新构造在计算机断层扫描系统1的图像计算机13中进行，其中，切片图像或3d图像可以显示在显示设备14上。图像计算机13也可以被设计为控制用于控制机架2和尤其是成像系统4a的成像处理的控制单元。
[0051]
图2示出了成像系统4a的布置的截面图，成像系统4a具有用虚线框选的x射线源6和x射线探测器7。x射线源6包括阴极22，从该阴极22以z方向发射电子束e。电子束e通过偏转单元25聚焦并偏转，该偏转单元25被设计为电磁偏转线圈。此外，电子束e撞击可旋转安装的阳极23，该阳极23可以围绕z轴旋转。当x射线源6在操作时，阳极23通过电驱动器(未示出)设置为旋转。当x射线源6在操作时，在阴极22与阳极23之间施加电高电压，使得前述电子束e从阴极22发出，并作用在阳极23上。因此，阳极23在预定位置pf、x射线聚焦ffs的位置处由电子束e作用于其边缘区域中，该位置可以用坐标和z坐标清楚地描述，电子束e适当地由偏转单元25偏转。电子束e撞击阳极23的材料，并且在那里形成已经提到的焦斑或x射
线聚焦ffs。
[0052]
得到的x射线辐射8经由出口窗口从x射线源6横向出现。x射线源6与探测器7之间的对象o也在图2中示出。对象o由x射线束8作用并在x射线探测器7上投射阴影。电焦斑ffs的位置通常在操作期间受到不同扰动变量的影响。为了补偿由这些扰动变量引起的焦斑移动，电磁偏转单元25生成相应的相反指向、时变的偏转场。为此目的，电磁或静电偏转单元25被连接到控制单元(未示出)，该控制单元提供根据先前记录的相关性所产生的控制信号，该相关性将焦斑移动表征为图2中未示出的电驱动器的操作参数的函数。如已经提到的，如果要生成所谓的跳转聚焦，也可以期望和有意控制焦点的移动。在这种情况下，控制单元控制在方向上和在z方向上的x射线聚焦ffs的位置pf的变化作为时间的函数。
[0053]
在图3中，示意性地示出了用于测量x射线束8的x射线聚焦ffs的分量和z分量的装置30。装置30包括阳极23(也称为板)。由阳极23反射的x射线束8的二次分量被引导穿过x射线束屏蔽件中的狭缝31，并由所谓的位置元件32检测。为了实现跳转聚焦ffs，改变x射线束8的入射点(即x射线聚焦ffs)的坐标和z。
[0054]
在图4中，示出了跳转聚焦ffs的移动。跳转聚焦ffs在定义的时间间隔中改变其在阳极上的位置pf。x射线聚焦ffs的位置或z位置posz或者两个坐标posz同时改变。方向上的跳转幅度表示在跳转期间x射线聚焦ffs的位置的变化，z距离z
dist
表示在跳转期间z位置的变化。
[0055]
图5示出了根据本发明的示例性实施方式的位置调节设备50的示意图。位置调节设备50包括具有单个装置即调节路径的单环路控制环路。控制环路包括装置模型单元51，该装置模型单元51记录用于在方向上偏转x射线束8的电流和解耦位置两者作为输入变量。通过装置模型单元51处理输入变量，电流和解耦位置基于输入变量装置模型单元51生成可能建模的实际变量该实际变量然后通过狭缝滤波器52。
[0056]
狭缝滤波器52用于抑制高频干扰对以下位置调节单元53的影响，结合图7详细说明。
[0057]
除了滤波的输入变量之外，位置调节单元53还从解耦单元54接收两个目标值pos
z_soll
，该解耦单元54根据等式(2)(参见下文)执行解耦。两个目标值pos
z_soll
表示x射线束的目标位置和x射线束的目标z位置pos
z_soll
。位置调节单元53基于目标值pos
z_soll
和解耦实际值pos
z_ist
的处理来确定操纵变量，即必要的线圈电压该线圈电压被施加到电磁偏转单元25(参见图2)的磁线圈，以实现目标值pos
z_soll
。
[0058]
现在在装置55上校正跳转聚焦ffs的位置
[0059]
然后，位置元件32(请参照图3)执行x射线聚焦ffs的位置的测量，测量的位置被确定，该位置尚未解耦。
[0060]
该尚未解耦的位置与测量的z位置pos
z_ist
一起被输入到解耦单元54中，该解耦单元54使用上述的位置和z位置pos
z_ist
根据等式(2)来确定解耦测量位置
[0061]
解耦测量位置被发送到装置模型单元51，该装置模型单元51以上述方式处理该解耦测量位置和偏转线圈的电流解耦测量位置还被直接发送到狭缝滤波器52。
[0062]
图6详细示出了图5中所示的装置模型单元51。首先，基于偏转电流使用装置模型51a计算基于模型的位置另外，通过测量装置模型51b和死区时间模拟单元51c来模拟具有死区时间的狭缝中的测量，并且确定位置的模拟测量的变量(也称为基于模型的测量位置)。这两个变量以下面的方式对测量和已经解耦的位置值进行偏移：
[0063][0064]
计算方法类似于经典史密斯预测器。在图7中示出的滤波之后，将结果(即实际位置)以滤波形式用作位置调节单元53的实际值。对于信号的低频或恒定分量，基于模型的位置与基于模型的测量位置相同。在这种情况下，仅解耦测量位置在等式(1)中保持作为实际位置对于高频信号分量，由于位置检测中的滤波器特性，这些分量在测量中被减少。这意味着其在基于模型的测量位置中也会被减少。在这种情况下，基于模型的位置中的比例被直接传送到实际位置
[0065]
图7示出了装置70，该装置70详细示出了与相邻或上游装置模型单元51协作的在图5中已经示出的狭缝滤波器52。如结合图6说明的，装置模型单元51生成实际位置值并且还输出位置值或解耦测量位置以及位置的模拟测量变量在x射线聚焦ffs的位置的测量值处，由于阳极板结构中的狭缝，出现规则的跌落(dip)和过冲(overshoot)。这些充当对控制环路的高频干扰。即使在x射线强度较低的情况下，测量噪声也会导致高频干扰，这种高频干扰并非基于x射线聚焦ffs的位置的任何实际变化。在进行不滤波的情况下，这种干扰将导致控制环路的反应，控制环路的这些反应然后将导致x射线聚焦ffs的位置的实际移动，从而产生移动伪影。
[0066]
因此，由装置模型单元51生成的实际值和可能建模以及解耦测量的位置值和位置的模拟测量的变量被传送至狭缝滤波器52。在狭缝滤波器52中，将两个值即测量和解耦位置值和位置的模拟测量的变量相减。结果diff
mess_mod
对应于模型与现实的偏差，并且包括低频分量和高频分量两者。利用测量信号的高频分量，差信号diff
mess_mod
包括由于旋转阳极的不规则性而导致的实际误差或由于测量噪声而导致的高频干扰。经由高通滤波
器52a从该变量diff
mess_mod
提取高频分量diff
mess_mod_hf
，该高通滤波器52a是狭缝滤波器52的一部分，并且将该高频分量diff
mess_mod_hf
从可能建模的实际值中减去。然后，对于已经校正了高频干扰效应的可能建模的实际值被发送到位置调节单元53。
[0067]
图8详细示出了图5中所示的解耦单元54。通过补偿几何耦合来从测量的或作为目标位置预定的位置和x射线聚焦ffs的测量或预定z位置posz计算实际解耦位置该解耦单元54被用于目标值路径和实际值路径两者。对于解耦，从位置中减去以结合图9描述的方式计算的偏移
[0068]
另外，计算两个z位置之间的测量或预定距离z
dist
的倒数值z
dist_rec
，并且将该倒数值z
dist_rec
乘以被测量或作为目标位置预定的z位置posz。然后，将该结果乘以从位置中减去偏移的结果，解耦位置是最终结果。
[0069]
因此，需要位置的偏移值作为解耦函数的校正值。可以在调整步骤中计算该偏移值为此目的，对于两个位置和两个z位置，再次确定测量位置和模型位置的值。然后，可以从位置的平均值与z方向上的距离之间的差来计算偏移值(也参见图9)。
[0070]
图9示出了在方向上和在z方向上的x射线束的耦合的详细图示90。在图9中，示出了x射线聚焦的四个跳转位置ffs。这些跳转位置在z位置、r位置和位置方面彼此不同。由于在方向上和在z方向上的偏转的耦合，由位置元件32错误地检测x射线束的坐标。该错误解耦在图9中由四个错误解耦的跳转位置ffsfd1、ffsfd2、ffsfd3、ffsfd4符号化。为了比较，还在图9中示出了四个正确解耦的位置ffscd1、ffscd2、ffscd3、ffscd4。此外，在图9中，还绘制了跳转聚焦的两个未解耦的位置ffsnd1、ffsnd2。
[0071]
校正，所谓的由以下等式产生：
[0072][0073]
通过如下方式计算新的在最后跳转位置处的旧减少在错误解耦的跳转位置ffsfd1、ffsfd2、ffsfd3、ffsfd4与正确解耦的跳转位置ffscd1、ffscd2、ffscd3、ffscd4之间的偏差aw
pz_1234
和跳转聚焦的r幅度amplr的商乘以到x射线屏蔽件中的狭缝31的跳转聚焦ffs的距离r
dist
。r幅度由结合图4和图8说明的z跳转z
dist
即两个z位置之间的距离产生。由于阳极23的几何形状是已知的，因此r幅度amplr以明确的方式由z跳转z
dist
产生。公式(2)由第二组射线产生，其中，r幅度amplr和到狭缝31的跳转聚焦ffs的距离r
dist
的商等于偏差aw
pz_1234
和新的的商。
[0074]
图10示出了示出根据本发明的示例性实施方式的用于调节医疗技术成像设备的x射线源的x射线聚焦的位置的控制的方法的流程图1000。在步骤10.i中，首先基于测量的偏转电流和已经解耦的测量位置来对实际变量进行建模。在步骤10.ii中，抑制了高频干扰对调节过程的影响，滤波的实际变量被确定。有关滤波的细节，参考图6的描述。在步骤10.iii中，以结合图8和图9描述的方式解耦期望变量
pos
z_soll
。
[0075]
在步骤10.iv中，基于实际变量和位置的解耦期望变量来执行位置调节，即操纵变量，用于生成偏转电流的电压被计算，并在步骤10.v中作用于装置55上。在步骤10.vi中，执行位置测量，并确定测量的位置在步骤10.vii中，然后，基于测量的位置和测量的z位置pos
z_ist
来执行解耦，如结合图8和图9说明的。在步骤10.viii中，解耦测量的位置可用于步骤10.i和10.ii。然后，调节过程继续进行步骤10.i。
[0076]
图11示出了测量曲线pos
z_mess
以及关于x射线聚焦的位置的测量值与模型值之间的差的差曲线diff
z_mess_mod
的表示110。
[0077]
当测量x射线聚焦的位置的测量值pos
z_mess
时，对x射线聚焦的位置调节以及对图8和图9中所示的解耦具有相关影响的以下参数受公差的影响：
[0078]-线性误差为》＝+-10％的位置的增益，
[0079]-线性误差为》＝+-10％的z位置posz的增益，以及
[0080]-对于电流安培，x射线源中的位置到零位置的偏移值
[0081]
为了补偿参数变化的影响，应由装置模型单元51和调节单元53调整以下参数：
[0082]-偏移值
[0083]-装置模型单元51和调节单元53相对于位置的增益，以及
[0084]-装置模型单元51和调节单元53相对于z位置posz的增益。
[0085]
调整可以在成像过程之前在单个调整步骤中进行，或者在成像过程期间通过连续自适应进行。
[0086]
在装置模型单元51(参见图6)中，从测量值与模型值或模型测量值之间的差计算中间变量，差反映了测量与模型之间的差。当x射线聚焦的位置改变时，可以根据该变量确定模型的准确性。调节的一个目的在于，使模型与测量的该偏差最小化，使得完全适应模型。图11示出了所谓的跳转扫描的曲线，其中，接近跳转聚焦的所有四个位置。
[0087]
在确定上面提到的参数时，经由差曲线diff
z_mess_mod
在平稳状态的和时间t
sum_p
、t
sum_z
确定和值sum
p_1
、sum
p_2
、sum
p_3
、sum
p_4
、sum
z_1
、sum
z_2
。“p”是“phi”或的缩写。和也可以直接转换为平均值，通过将相应的和除以测量值的相应数目来确定平均值。在和时间t
sum_p
、t
sum_z
之间存在等待时间t
wt
，在t
wt
期间发生在跳转聚焦的位置与z位置之间的转变。可以在几个读出序列上对差进行求和并取平均。适应的目的是差曲线diff
z_mess_mod
除去外部扰动变量而变得平滑。然后，模型与测量之间的差就很小了，并且系统最佳地适应。
[0088]
首先，从和值计算平均值：
[0089]
mw
p_x
＝sum
p_x
/t
sum_p
，
[0090]
mw
z_x
＝sum
z_x
/t
sum_z
。
[0091]
在该上下文中，x为1与4或1与2之间的整数。此外，x是反映所示序列中的和z的位置的数字。
[0092]
其次，计算读出序列的平均值：
[0093]
mw
p_12
＝(mw
p_1
+mw
p_2
)/2，
[0094]
mw
p_34
＝(mw
p_3
+mw
p_4
)/2，
[0095]
mw
p_1234
＝(mw
p_1
+mw
p_2
+mw
p_3
+mw
p_4
)/4，
[0096]
mw
z_12
＝(mw
z_1
+mw
z_2
)/2。
[0097]
第三，计算平均值的偏差：
[0098]
aw
p_12
＝(mw
p_1-mw
p_12
)/2+(mw
p_12-mw
p_2
)/2，
[0099]
aw
p_34
＝(mw
p_3-mw
p_34
)/2+(mw
p_34-mw
p_4
)/2，
[0100]
aw
p_1234
＝(aw
p_12
+aw
p_34
)/2，
[0101]
aw
pz_1234
＝(mw
p_12-mw
p_1234
)/2+(mw
p_1234-mw
p_34
)/2，
[0102]
aw
z_12
＝(mw
z_1-mw
z_12
)/2+(mw
z_12-mw
z_2
)/2。
[0103]
在第四步骤中，用于装置模型单元51和调节单元53的增益的校正变量sppgain
p_korr
、k
p_korr
以来计算：
[0104]
为此，存在以下参数：
[0105]
跳转幅度
[0106]
的装置模型单元51的增益的校正因子：sppgain
p_korr
，
[0107]
的调节单元53的增益的校正因子：k
p_korr
。
[0108]
然后，得到的装置模型单元51的增益的校正因子：
[0109][0110]
得到的调节单元53的增益的校正因子：
[0111][0112]
第五，针对z计算用于装置模型单元51和调节单元53的放大的校正变量sppgain
z_korr
、z
p_korr
：
[0113]
为此，存在以下参数：
[0114]-跳转幅度amplz，
[0115]-z的装置模型单元51的增益的校正因子：sppgain
z_korr
，
[0116]-z的调节单元53的增益的校正因子：k
z_korr
。
[0117]
然后，如下得到z的装置模型单元51的放大的校正因子：
[0118]
sppgain
z_korr
＝(aw
z_12
+amplz)/amplz。
[0119]
得到z的调节单元53的增益的校正因子：
[0120]kz_korr
＝amplz/(aw
z_12
+amplz)＝1/sppgain
z_korr
。
[0121]
第六，现在根据等式(2)计算新的偏移值
[0122]
最后，再次指出，上面详细描述的方法和调节设备仅是示例性实施方式，其在不脱
离本发明的范围的情况下可以由本领域技术人员以各种方式进行修改。此外，不定冠词“一”或“一种”的使用并不排除相关特征不止一次出现的可能性。同样地，术语“单元”并不排除相关部件由还可以在空间分布的几个相互作用的子部件组成的事实。