Un sistema de formación de imágenes por rayos X, que comprende:

un tubo de rayos X que incluye: un cátodo para emitir electrones; un ánodo dinámico que recibe los electrones desde el cátodo y genera un haz de rayos X que es no estacionario; caracterizado por un colimador giratorio, en el que el movimiento relativo del colimador giratorio y el ánodo dinámico está vinculado

Sistema y procedimiento para formación de imágenes por rayos X en campo de visión mejorado usando un ánodo no estacionario

Antecedentes

La presente invención se refiere a la formación de imágenes por rayos X, y más en particular, a un sistema de formación de imágenes por rayos X que tiene un ánodo no estacionario para formación de imágenes en campo de visión mejorado.

Los tubos de vacío que incluyen ánodos giratorios que se bombardean por electrones energéticos están bien desarrollados y se usan de forma extensiva, en particular como tubos de rayos X en los que el ánodo incluye una pista de emisión de rayos X giratoria que se bombardea por electrones a partir de un cátodo. El ánodo se hace rotar de tal modo que, en cualquier instante, sólo una pequeña parte del mismo se bombardea por los electrones. Por lo tanto, debido a que los electrones energéticos se distribuyen a lo largo de un área superficial relativamente grande.

No obstante, hasta el presente el uso de un ánodo giratorio se llevó a cabo meramente para evitar que el ánodo se pusiera demasiado caliente. Además, en el sistema de rayos X convencional, en el que el tubo de rayos X puede alimentarse durante largos periodos de tiempo, se puede necesitar que el ánodo se enfríe usando un líquido en movimiento que elimina el calor a partir del ánodo.

En cualquier caso, el ánodo giratorio de un sistema de rayos X típico proporciona meramente un haz estacionario; lo que equivale a decir que el haz de rayos X está siempre apuntado a una ubicación particular sobre el objetivo. El uso de un ánodo giratorio en el interior del tubo de rayos X no se ha usado, hasta el presente, para ampliar el campo de visión de formación de imágenes, a la vez que se mantienen unos requisitos de potencia bajos.

Lo que se necesita es un sistema de formación de imágenes por rayos X que tenga un campo de visión ampliado de formación de imágenes, a la vez que requiere menos potencia de forma simultánea.

Sumario

Un sistema y procedimiento asociado mejorados tal como se define en las reivindicaciones 1 y 7, se prevé para aumentar el campo de visión de un sistema de formación de imágenes por rayos X, a la vez que se mantienen unos requisitos de potencia bajos. La divulgación prevé un aumento del campo de visión en un sistema de formación de imágenes por rayos X usando un tubo de rayos X que tiene un ánodo dinámico, que proporciona un haz no estacionario de rayos X. El ánodo dinámico de la presente divulgación, que proporciona un haz no estacionario de rayos X, permite un área de inspección o campo de visión más uniforme y más amplio (en comparación con los sistemas que usan ánodos, que proporcionan unos haces de rayos X estacionarios) .

En un aspecto, se proporciona un sistema de formación de imágenes por rayos X. El sistema incluye un tubo de rayos X que incluye, un cátodo para emitir electrones; y un ánodo dinámico. El ánodo dinámico recibe los electrones desde el cátodo y genera un haz de rayos X que es no estacionario. El ánodo dinámico rota entre una primera posición en la que el haz de rayos X se dirige a una primera ubicación sobre un objeto y una segunda posición en la que el haz de rayos X se dirige a una segunda ubicación sobre el objeto para generar el haz no estacionario.

En otro aspecto, se proporciona un procedimiento para la formación de imágenes. El procedimiento incluye proporcionar un tubo de rayos X que tiene un ánodo móvil; y desplazar el ánodo móvil entre una primera posición en la que el ánodo móvil dirige un haz de rayos X a una primera ubicación sobre un objeto hasta una segunda posición en la que el ánodo móvil dirige un haz de rayos X a una segunda ubicación sobre el objeto.

Ventajosamente, el bombardeo de electrones y la generación de rayos X distribuidos usando ánodos dinámicos crea menos calor, lo que a su vez requiere de menos refrigeración que un sistema de formación de imágenes por rayos X típico. Al requerir menos refrigeración y un sistema de refrigeración más pequeño, el tamaño del tubo de rayos X puede reducirse lo que permite un sistema de formación de imágenes por rayos X portátil más pequeño. Además, los ánodos dinámicos pueden funcionar a aproximadamente 1/10 del vataje de un sistema de formación de imágenes por rayos X convencional; esto también mejora la vida útil del ánodo dinámico.

Además, el uso de un ánodo dinámico puede reducir el tamaño del tubo de rayos X, lo que puede dar como resultado un tubo de rayos X menos peligroso, que es más respetuoso con el medio ambiente debido a que se emite menos radiación y se pierde una parte menor del haz de rayos X cuando se compara con un tubo de rayos X típico con un ánodo estacionario. Los tubos de rayos X más pequeños requieren de menos apantallamiento, de tal modo que el sistema de formación de imágenes por rayos X resultante puede ser más ligero, más pequeño y más portátil. El uso de un tubo de rayos X más pequeño para irradiar objetos limita el enfoque de las emisiones, por lo tanto se pierde menos potencia en la forma de calor y de rayos X que no se están usando para crear una imagen.

Otra ventaja del uso de los ánodos dinámicos es que permite un abanico de rayos X mayor y más paralelo sin pérdida en la densidad de fotones de rayos X o un aumento en la falta de nitidez geométrica. La falta de nitidez geométrica se produce cuando un abanico de rayos X que emana a partir de un ánodo es demasiado amplio. Esto también da como resultado una reducción en el contraste en el borde del abanico. La presente divulgación prevé el uso de un tamaño de punto focal pequeño, que se equipara a una imagen más nítida y a una resolución más alta.

En ciertas realizaciones, el sistema es compacto y de peso ligero de tal modo que éste puede transportarse y usarse fácilmente en el interior de espacios confinados o en entornos en los que el peso es una consideración, tal como en el interior de o por debajo de aeronaves. Debido a que los sistemas y las estructuras en los entornos de aeronaves tienen varias orientaciones y limitaciones de acceso, el sistema es portátil y adaptable.

Este breve resumen se ha previsto de tal modo que la naturaleza de la divulgación pueda entenderse rápidamente. Una comprensión más completa de la divulgación puede obtenerse por referencia a la siguiente descripción detallada de las realizaciones de la misma, en conexión con los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

Las características anteriores y otras características de la divulgación se describirán a continuación con referencia a los dibujos de varios objetos de la divulgación. Se pretende que la realización ilustrada ilustre, pero no que limite, la divulgación. Los dibujos incluyen lo siguiente:

la figura 1 es una vista desde arriba esquemática simplificada de un tubo de rayos X típico conocido que tiene un ánodo que entrega un haz estacionario de rayos X; las figuras 2A, 2B y 2C son unas vistas desde arriba esquemáticas simplificadas de un tubo de rayos X que tiene un ánodo que entrega un haz no estacionario de rayos X, de acuerdo con una realización de la divulgación; la figura 3 es una vista lateral esquemática simplificada del tubo de rayos X de la figura 2A; la figura 4 es una vista desde arriba esquemática simplificada de un sistema de dispersión de retorno de rayos X típico que tiene un ánodo que entrega un haz estacionario de rayos X; la figura 5 es una vista desde arriba esquemática simplificada de un sistema de dispersión de retorno de rayos X que tiene un ánodo que entrega un haz no estacionario de rayos X, de acuerdo con una realización de la divulgación; la figura 6 es una vista esquemática simplificada de la estructura interna de un tubo de rayos X que tiene un ánodo oscilante, de acuerdo con una realización de la divulgación; y la figura 7 es una vista esquemática simplificada de la estructura interna de un tubo de rayos X que tiene un ánodo giratorio, de acuerdo con una realización de la divulgación.

Descripción detallada

El presente sistema se describe en el presente documento con referencia a dos realizaciones a modo de ejemplo. Los expertos en la técnica apreciarán, no obstante, que las presentes realizaciones son meramente ejemplos. Unas configuraciones alternativas a las que se muestran en las figuras adjuntas pueden también realizar las características ventajosas que se describen anteriormente. Estas configuraciones alternativas están dentro del alcance del... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de formación de imágenes por rayos X, que comprende:

un tubo de rayos X que incluye:

un cátodo para emitir electrones; un ánodo dinámico que recibe los electrones desde el cátodo y genera un haz de rayos X que es no estacionario; caracterizado por un colimador giratorio, en el que el movimiento relativo del colimador giratorio y el ánodo dinámico está vinculado.

2. El sistema de la reivindicación 1, en el que el ánodo dinámico rota entre una primera posición en la que el haz de rayos X se dirige a una primera ubicación sobre un objeto y una segunda posición en la que el haz de rayos X se dirige a una segunda ubicación sobre el objeto para generar el haz no estacionario.

3. El sistema de la reivindicación 2, en el que el ánodo dinámico rota entre aproximadamente 5 y 25 rev/s.

4. El sistema de la reivindicación 1, en el que el ánodo dinámico comprende un ánodo oscilante para generar el haz no estacionario.

5. El sistema de la reivindicación 1, en el que el ánodo dinámico comprende un ánodo de múltiples facetas giratorio para generar el haz no estacionario.

6. El sistema de la reivindicación 1, en el que el haz de rayos X generado por dicho ánodo dinámico se dirige de forma continua hacia una abertura definida sobre el colimador giratorio a medida que el colimador giratorio se desplaza desde una primera ubicación hasta una segunda ubicación.

7. Un procedimiento para la formación de imágenes, que comprende:

proporcionar un tubo de rayos X que tiene un ánodo móvil; desplazar el ánodo móvil entre una primera posición en la que el ánodo móvil dirige un haz de rayos X a una primera ubicación sobre un objeto hasta una segunda posición en la que el ánodo móvil dirige un haz de rayos X a una segunda ubicación sobre el objeto; caracterizado por hacer que rote un colimador alrededor del tubo de rayos X, teniendo el colimador una abertura que permite que una parte del haz de rayos X que se desplaza se emita a través del mismo.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, que además comprende desplazar un colimador alrededor del tubo de rayos X, en el que el movimiento relativo del colimador y el ánodo móvil está vinculado.

9. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que el ánodo móvil comprende un ánodo oscilante.

10. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que el ánodo móvil comprende un ánodo de múltiples facetas.

11. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que el ánodo móvil comprende un ánodo de múltiples facetas giratorio.