Tubo de rayos X.

Fuente de rayos X (700) para un escáner de rayos X que comprende una fuente de electrones que comprende medios de emisión de electrones que definen una pluralidad de regiones de fuente de electrones,

una rejilla de extracción (614a) que define una pluralidad de regiones de rejilla asociadas cada una con al menos una respectiva de las regiones de fuente, un ánodo en el que se producen rayos X, y medios de control dispuestos para controlar el potencial eléctrico relativo entre cada una de las regiones de rejilla y la respectiva región de fuente de modo que la posición desde la que se extraen electrones de los medios de emisión puede moverse entre dichas regiones de fuente, caracterizada por que los medios de control están dispuestos para controlar los potenciales eléctricos de las regiones de fuente para extraer electrones de una pluralidad de agrupamientos sucesivos de dichas regiones de fuente produciendo cada agrupamiento una iluminación de rayos X que tiene un patrón de onda cuadrada de una longitud de onda diferente.

Tubo de rayos X

La presente invención se refiere a tubos de rayos X y a sistemas de obtención de imágenes por rayos X.

Los tubos de rayos X incluyen una fuente de electrones, que puede ser un emisor termoiónico o una fuente de cátodo frío, alguna forma de dispositivo de extracción, tal como una rejilla, que puede conmutarse entre un potencial de extracción y un potencial de bloqueo para controlar la extracción de electrones del emisor, y un ánodo que produce los rayos X cuando los electrones impactan contra el mismo. Ejemplos de tales sistemas se dan a conocer en los documentos US 4.274.005 y US 5.259.014.

El documento US2002/0094064 da a conocer una estructura para generar rayos X, que tiene una pluralidad de fuentes de electrones emisoras de campo eléctricamente direccionables de manera estacionaria e individual con un sustrato compuesto de un material emisor de campo. La conmutación eléctrica de las fuentes de electrones emisoras de campo a un campo de frecuencia predeterminada emite electrones en una secuencia programable hacia un punto de incidencia en un objetivo. Los rayos X generados se corresponden en frecuencia y posición con los de la fuente de electrones emisora de campo.

Con el uso creciente de escáneres de rayos X, por ejemplo con fines médicos y de seguridad, cada vez es más deseable producir tubos de rayos X que sean relativamente económicos y que tengan una vida útil larga.

Por consiguiente la presente invención proporciona una fuente de rayos X para un escáner de rayos X que comprende una fuente de electrones que comprende medios de emisión de electrones que definen una pluralidad de regiones de fuente de electrones, una rejilla de extracción que define una pluralidad de regiones de rejilla asociadas cada una con al menos una respectiva de las regiones de fuente, un ánodo en el que se producen rayos X, y medios de control dispuestos para controlar el potencial eléctrico relativo entre cada una de las regiones de rejilla y la respectiva región de fuente de modo que la posición desde la que se extraen electrones de los medios de emisión puede moverse entre dichas regiones de fuente, en la que los medios de control están dispuestos para controlar los potenciales eléctricos de las regiones de fuente para extraer electrones de una pluralidad de agrupamientos sucesivos de dichas regiones de fuente produciendo cada agrupamiento una iluminación de rayos X que tiene un patrón de onda cuadrada de una longitud de onda diferente.

La rejilla de extracción puede comprender una pluralidad de elementos de rejilla separados a lo largo de los medios de emisión. En este caso cada región de rejilla puede comprender uno o más de los elementos de rejilla.

Los medios de emisión pueden comprender un elemento emisor alargado y los elementos de rejilla pueden estar separados a lo largo del elemento emisor de manera que las regiones de fuente están cada una en una posición respectiva a lo largo del elemento emisor.

Preferiblemente los medios de control están dispuestos para conectar cada uno de los elementos de rejilla a o bien un potencial eléctrico de extracción que es positivo con respecto a los medios de emisión o bien un potencial eléctrico de inhibición que es negativo con respecto a los medios de emisión. Más preferiblemente los medios de control están dispuestos para conectar los elementos de rejilla al potencial de extracción de manera sucesiva en pares adyacentes para dirigir un haz de electrones entre cada par de elementos de rejilla. Aún más preferiblemente cada uno de los elementos de rejilla puede conectarse al mismo potencial eléctrico que cualquiera de los elementos de rejilla que son adyacentes al mismo, de modo que puede formar parte de dos diferentes de dichos pares.

Los medios de control, mientras que cada uno de dichos pares adyacentes está conectado al potencial de extracción, pueden estar dispuestos para conectar los elementos de rejilla a cualquier lado del par, o incluso todos los elementos de rejilla que no pertenecen al par, al potencial de inhibición.

Los elementos de rejilla comprenden preferiblemente elementos alargados paralelos, y el elemento de emisión, cuando también es un elemento alargado, se extiende preferiblemente de manera sustancialmente perpendicular a los elementos de rejilla.

Los elementos de rejilla pueden comprender alambres, y más preferiblemente son planos y se extienden en un plano sustancialmente perpendicular al elemento emisor para proteger al elemento emisor del bombardeo iónico inverso procedente del ánodo. Los elementos de rejilla están preferiblemente separados de los medios de emisión una distancia aproximadamente igual a la distancia entre elementos de rejilla adyacentes.

La fuente de rayos X preferiblemente comprende además una pluralidad de elementos de enfoque, que también pueden ser alargados y son preferiblemente paralelos a los elementos de rejilla, dispuestos para enfocar los haces de electrones después de que hayan pasado por los elementos de rejilla. Más preferiblemente los elementos de enfoque están alineados con los elementos de rejilla de manera que los electrones que pasan entre cualquier par de los elementos de rejilla pasarán entre un par correspondiente de elementos de enfoque.

Preferiblemente los elementos de enfoque están dispuestos para conectarse a un potencial eléctrico que es negativo

con respecto al emisor. Preferiblemente los elementos de enfoque están dispuestos para conectarse a un potencial eléctrico que es positivo con respecto a los elementos de rejilla.

Preferiblemente los medios de control están dispuestos para controlar el potencial aplicado a los elementos de enfoque para controlar de ese modo el enfoque de los haces de electrones.

Los elementos de enfoque pueden comprender alambres, y pueden ser planos, extendiéndose en un plano sustancialmente perpendicular al elemento emisor para proteger al elemento emisor del bombardeo iónico inverso procedente de un ánodo.

Los elementos de rejilla están preferiblemente separados del emisor de manera que si un grupo de uno o más elementos de rejilla adyacentes se conmuta al potencial de extracción, se extraerán electrones de una longitud del elemento emisor que es más larga que la anchura de dicho grupo de elementos de rejilla. Por ejemplo los elementos de rejilla pueden estar separados del elemento emisor una distancia que es al menos sustancialmente igual a la distancia entre elementos de rejilla adyacentes, que puede ser del orden de 5 mm.

Preferiblemente los elementos de rejilla están dispuestos para, al menos parcialmente, enfocar los electrones extraídos a un haz.

Preferiblemente el al menos un ánodo comprende un ánodo alargado dispuesto de manera que los haces de electrones producidos por elementos de rejilla diferentes chocarán contra partes diferentes del ánodo.

Un escáner de rayos X puede comprender una fuente de rayos X según la invención y medios de detección de rayos X, en el que los medios de control están dispuestos para producir rayos X desde puntos de fuente de rayos X respectivos sobre dicho al menos un ánodo, y recopilar conjuntos de datos respectivos desde los medios de detección. Preferiblemente los medios de detección comprenden una pluralidad de detectores. Los medios de control están dispuestos para controlar los potenciales eléctricos de las regiones de fuente o las regiones de rejilla para extraer electrones de una pluralidad de agrupamientos sucesivos de dichas regiones de fuente, produciendo cada agrupamiento una iluminación que tiene un patrón de onda cuadrada de una longitud de onda diferente y, preferiblemente, para registrar una lectura de los medios de detección para cada una de las iluminaciones. Aún más preferiblemente los medios de control están dispuestos además para aplicar una transformada matemática a las lecturas registradas para reconstruir características de un objeto situado entre el tubo de rayos X y el detector.

Un escáner de rayos X puede comprender una fuente de rayos X que tiene una pluralidad de puntos de fuente de rayos X, medios de detección de rayos X y medios de control dispuestos para controlar la fuente para producir rayos X de una pluralidad de agrupamientos sucesivos de los puntos de fuente, produciendo cada agrupamiento una iluminación que tiene un patrón de onda cuadrada de una longitud de onda diferente, y para registrar una lectura de los medios de detección para cada una de las iluminaciones. Preferiblemente los puntos de fuente están dispuestos en una formación lineal. Preferiblemente los medios de detección comprenden una formación lineal de detectores que se extienden en una dirección sustancialmente perpendicular a la formación lineal de puntos... [Seguir leyendo]

1. Fuente de rayos X (700) para un escáner de rayos X que comprende una fuente de electrones que comprende medios de emisión de electrones que definen una pluralidad de regiones de fuente de electrones, una rejilla de extracción (614a) que define una pluralidad de regiones de rejilla asociadas cada una con al menos una respectiva de las regiones de fuente, un ánodo en el que se producen rayos X, y medios de control dispuestos para controlar el potencial eléctrico relativo entre cada una de las regiones de rejilla y la respectiva región de fuente de modo que la posición desde la que se extraen electrones de los medios de emisión puede moverse entre dichas regiones de fuente, caracterizada por que los medios de control están dispuestos para controlar los potenciales eléctricos de las regiones de fuente para extraer

electrones de una pluralidad de agrupamientos sucesivos de dichas regiones de fuente produciendo cada agrupamiento una iluminación de rayos X que tiene un patrón de onda cuadrada de una longitud de onda diferente.

2. Fuente de rayos X según la reivindicación 1, en la que las regiones de fuente de electrones están formadas en elementos de emisión respectivos que están aislados eléctricamente entre sí y los medios de control

están dispuestos para variar el potencial eléctrico de los elementos de emisión para controlar dichos potenciales eléctricos relativos.

3. Fuente de rayos X según la reivindicación 2, en la que la rejilla está dispuesta para mantenerse a un potencial constante.

4. Fuente de rayos X según la reivindicación 3, que comprende además elementos de enfoque (616a) que 20 también están dispuestos para mantenerse a un potencial constante.

5. Fuente de rayos X según la reivindicación 4, en la que los elementos de enfoque (616a) están dispuestos para mantenerse al mismo potencial que la rejilla.

6. Fuente de rayos X según la reivindicación 4 o reivindicación 5, en la que los elementos de enfoque (616a)

están dispuestos de manera que hay un elemento de enfoque entre, aunque separado hacia delante de, 25 cada par de elementos emisores adyacentes.

7. Fuente de rayos X según cualquier reivindicación anterior, en la que los medios de control están dispuestos para activar cada una de las regiones de fuente cada vez.

8. Fuente de rayos X según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, en la que los elementos de emisión comprenden placas emisoras (603a) soportadas sobre un bloque emisor aislante (600a, 600b, 600c) con

una capa de material conductor formada sobre el bloque aislante para proporcionar una conexión eléctrica a las placas emisoras.

9. Fuente de rayos X según la reivindicación 8, en la que las placas emisoras se aplican sobre las capas de material conductor.

10. Fuente de rayos X según cualquiera de las reivindicaciones 8 y 9, que comprende además un elemento de 35 calefacción adyacente al bloque emisor.

11. Fuente de rayos X según la reivindicación 10, en la que el elemento de calefacción comprende un bloque de material aislante con una capa de material conductor aplicada sobre el mismo formando un elemento de calefacción.

12. Fuente de rayos X según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, que comprende además un elemento de

conexión que proporciona conexiones eléctricas para cada una de las placas emisoras y resortes (926) que proporcionan conexiones eléctricas entre el elemento de conexión y el bloque emisor.

13. Fuente de rayos X según la reivindicación 12, en la que los resortes están dispuestos para absorber el movimiento relativo del elemento de conexión y la placa emisora provocado por expansión térmica.