專利名稱：用于電子束的磁控制的設備和方法
技術領域：
一般來說，本發(fā)明的實施例涉及診斷成像，更具體來說，涉及用于磁控制電子束 (e-beam)的設備和方法。
背景技術：
χ射線系統(tǒng)通常包括χ射線管、檢測器以及用于χ射線管和檢測器的支承結構。在操作中，成像臺架位于X射線管與檢測器之間，在成像臺架上定位對象。X射線管通常向對象發(fā)出諸如X射線之類的輻射。輻射通常經(jīng)過成像臺架上的對象并照射到檢測器上。當輻射通過對象時，對象的內(nèi)部結構引起在檢測器接收的輻射的空間變化。然后，檢測器發(fā)射所接收的數(shù)據(jù)，并且系統(tǒng)將輻射變化轉換為圖像，這可用于評估對象的內(nèi)部結構。本領域的技術人員會知道，對象可包括但不限于醫(yī)療成像過程中的患者以及例如X射線掃描儀或計算機斷層掃描(CT)包裹掃描儀中的包裹中的無生命對象。χ射線管包括旋轉陽極結構，用于分配在焦斑產(chǎn)生的熱量。陽極通常通過感應電動機來旋轉，感應電動機具有內(nèi)置于支承盤形陽極靶的懸軸中的鼓形轉子以及帶有圍繞X射線管的伸長頸的銅繞組的鐵定子結構。旋轉陽極組件的轉子由定子驅動。χ射線管陰極提供電子束，電子束使用施加于陰極到陽極的真空間隙上的高電壓來加速，從而在與陽極碰撞時產(chǎn)生X射線。電子束撞擊陽極的區(qū)域往往稱作焦斑。通常，陰極包括定位在杯內(nèi)的一個或多個圓柱的或扁平的燈絲，用于提供電子束以創(chuàng)建例如高功率大焦斑或者高分辨率小焦斑?？稍O計成像應用，包括根據(jù)應用來選擇具有特定形狀的小或大焦斑。通常，電阻發(fā)射器或燈絲定位在陰極杯內(nèi)，并且電流流經(jīng)其中，因而引起發(fā)射器溫度增加，并且在處于真空中時發(fā)射電子。發(fā)射器或燈絲的形狀影響焦斑。為了實現(xiàn)預期焦斑形狀，可考慮燈絲的形狀來設計陰極。但是，通常沒有為圖像質(zhì)量或者為焦斑熱加載優(yōu)化燈絲的形狀。由于制造和可靠性原因，常規(guī)燈絲主要成形為盤繞的或螺旋狀的鎢絲。備選設計選項可包括諸如盤繞D形燈絲之類的替換設計剖面。因此，當考慮電阻材料作為發(fā)射器源時，用于從發(fā)射器形成電子束的設計選項的范圍可能受燈絲形狀限制。電子束(e-beam)擺動常常用于增強圖像質(zhì)量。通常，擺動使用靜電e-beam偏轉來實現(xiàn)。但是，更高的圖像質(zhì)量能夠通過使用磁偏轉來實現(xiàn)。經(jīng)由磁偏轉的擺動可通過確保電子束在停留于預期位置而沒有漂移的同時從一個位置通常盡快移動到下一個位置，來實現(xiàn)高圖像質(zhì)量。但是，執(zhí)行磁擺動的已知系統(tǒng)使用往往包括笨重且昂貴的高電壓部分的復雜拓撲，并且沒有實現(xiàn)為增強圖像質(zhì)量所預期的快速穩(wěn)定的磁擺動。因此，希望開發(fā)克服上述缺點并且實現(xiàn)快速穩(wěn)定e-beam磁擺動的用于磁偏轉的設備和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例針對用于e-beam的磁控制的設備和方法。
因此，按照本發(fā)明的一個方面，提出一種用于χ射線產(chǎn)生系統(tǒng)的電子束操縱線圈的控制電路?？刂齐娐钒ǖ谝坏蛪涸?、第二低壓源和第一開關裝置，第一開關裝置與第一低壓源串聯(lián)耦合并且配置成在處于閉合位置時與第一低壓源創(chuàng)建第一電流通路。控制電路還包括第二開關裝置，與第二低壓源串聯(lián)耦合，并且配置成在處于閉合位置時與第二低壓源創(chuàng)建第二電流通路；以及電容器，與電子束操縱線圈并聯(lián)耦合，并且沿第一和第二電流通路定位。按照本發(fā)明的另一個方面，一種用于驅動電子束操縱線圈的方法包括步驟(A) 閉合第一開關裝置，使第一極性的第一電流通過諧振電路并且通過第一能量存儲裝置沿第一電流通路流動，諧振電路包括電子束操縱線圈和諧振電容器。該方法還包括下列步驟 (B)在閉合第一開關裝置之后斷開第一開關裝置，從而發(fā)起諧振電路中的第一諧振循環(huán)； 以及(C)在已經(jīng)發(fā)起第一諧振循環(huán)之后閉合第二開關裝置，從而使第二極性的第二電流通過諧振電路并且通過第二能量存儲裝置沿第二電流通路流動。按照本發(fā)明的另一個方面，計算機斷層掃描(CT)系統(tǒng)包括掃描架，其中具有用于接納待掃描對象的開口 ；以及臺架，定位在可旋轉掃描架的開口之內(nèi)，并且可移動通過開口。該CT系統(tǒng)還包括x射線管，耦合到可旋轉掃描架并且配置成向靶發(fā)射電子流，靶定位成將X射線束導向檢測器；以及偏轉線圈，安裝在X射線管上，并且定位成使電子流在第一方向偏轉。在CT系統(tǒng)中還包含控制電路，并且控制電路電耦合到偏轉線圈?？刂齐娐钒ǖ谝坏蛪涸?、第二低壓源和第一開關，第一開關耦合到第一低壓源并且配置成在第一開關閉合時與第一低壓源創(chuàng)建第一電流通路?？刂齐娐愤€包括第二開關，第二開關耦合到第二低壓源，并且配置成在第二開關閉合時與第二低壓源創(chuàng)建第二電流通路；以及諧振電容器， 諧振電容器與偏轉線圈并聯(lián)耦合，并且沿第一和第二電流通路定位?？刂破麟婑詈系娇刂齐娐?，并且被編程為控制第一和第二開關的開/關。通過以下詳細描述和附圖，使其它各種特征和優(yōu)點顯而易見。


附圖示出當前考慮用于執(zhí)行本發(fā)明的優(yōu)選實施例。附圖中圖1是成像系統(tǒng)的繪畫視圖。圖2是圖1所示系統(tǒng)的示意框圖。圖3是按照本發(fā)明的一個實施例并且可與圖1所示成像系統(tǒng)配合使用的χ射線管組件的截面圖。圖4是按照本發(fā)明的一個實施例的諧振電路的電路圖。圖5是示出使用圖4的電路所形成的電壓和電流的一對示范圖表。圖6是按照本發(fā)明的另一個實施例的諧振電路的電路圖。圖7是按照本發(fā)明的另一個實施例的諧振電路的電路圖。圖8是按照本發(fā)明的一個實施例并且可與圖1所示的成像系統(tǒng)配合使用的χ射線管組件的多控制電路組件的側視圖。圖9是可與圖8所示的多控制電路組件配合使用的部分線圈組件的一個示范實施例。
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圖10A-10D示出用于圖8的多控制電路組件的示范控制方案。圖11是按照本發(fā)明的一個實施例、與非侵入式包裹檢查系統(tǒng)配合使用的χ射線系統(tǒng)的繪畫視圖。
具體實施例方式針對64-切片計算機斷層掃描(CT)系統(tǒng)來描述本發(fā)明的實施例的操作環(huán)境。但是，本領域的技術人員會理解，本發(fā)明的實施例同樣可適合與其它多切片配置配合使用。此外，將針對X射線的檢測和轉換來描述本發(fā)明的實施例。但是，本領域的技術人員還會理解，本發(fā)明的實施例同樣可適用于其它高頻電磁能量的檢測和轉換。本發(fā)明的實施例將針對“第三代” CT掃描儀來描述，但是同樣可適用于其它CT系統(tǒng)、外科C臂系統(tǒng)和其它X射線斷層掃描系統(tǒng)，以及諸如X射線或乳房X射線照相系統(tǒng)之類的實現(xiàn)X射線管的許多其它醫(yī)療成像系統(tǒng)。圖1是按照本發(fā)明的實施例、設計成獲取原始圖像數(shù)據(jù)以及處理該圖像數(shù)據(jù)以供顯示和/或分析的成像系統(tǒng)10的一個實施例的框圖。本領域的技術人員會理解，本發(fā)明的實施例可適用于諸如χ射線或乳房χ射線照相系統(tǒng)之類的實現(xiàn)χ射線管的許多醫(yī)療成像系統(tǒng)。諸如計算機斷層掃描系統(tǒng)和數(shù)字放射線照相系統(tǒng)之類的獲取體積的三維圖像數(shù)據(jù)的其它成像系統(tǒng)也獲益于本發(fā)明的實施例。對X射線系統(tǒng)10的以下論述只是一種這類實現(xiàn)的示例，而不是要在醫(yī)療器械方面進行限制。參照圖1，計算機斷層掃描(CT)成像系統(tǒng)10被示為包括代表“第三代” CT掃描儀的掃描架12。掃描架12具有χ射線管組件或χ射線源組件14，它向掃描架12的相對側的檢測器組件或準直儀16投射χ射線的錐形束。現(xiàn)在參照圖2，檢測器組件16由多個檢測器 18和數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)(DAS) 20構成。多個檢測器18感測經(jīng)過內(nèi)科病人24的所投射χ射線 22，并且DAS 20將數(shù)據(jù)轉換成數(shù)字信號以供后續(xù)處理。各檢測器18產(chǎn)生模擬電信號，該信號表示照射χ射線束以及當它經(jīng)過患者24時由此產(chǎn)生的衰減射束的強度。在獲取χ射線投影數(shù)據(jù)的掃描期間，掃描架12和其上安裝的部件繞旋轉中心26旋轉。掃描架12的旋轉和χ射線源組件14的操作由CT系統(tǒng)10的控制機構28來管理。 控制機構28包括χ射線控制器30，它向χ射線源組件14提供電力和定時信號；以及掃描架電動機控制器32，它控制掃描架12的轉速和位置。圖像重構器34從DAS 20接收經(jīng)過抽樣和數(shù)字化的χ射線數(shù)據(jù)，并且執(zhí)行高速重構。重構圖像作為輸入施加到計算機36，計算機36將圖像存儲在大容量存儲裝置38中。計算機36還具有存儲在其中的與電子束定位和磁場控制對應的軟件，下面詳細描述。計算機36還經(jīng)由控制臺40接收來自操作員的命令和掃描參數(shù)，控制臺40具有諸如鍵盤、鼠標、語音激活控制器或者任何其它適當?shù)妮斎朐O備之類的某種形式的操作員接口。關聯(lián)的顯示器42允許操作員觀看來自計算機36的重構圖像和其它數(shù)據(jù)。操作員提供的命令和參數(shù)由計算機36用于向DAS 20,χ射線控制器30和掃描架電動機控制器32提供控制信號和信息。另外，計算機36操作臺架電動機控制器44，臺架電動機控制器44控制電動臺架46以定位患者24和掃描架12。具體來說，臺架46使患者24移動從而整個地或部分地通過圖1的掃描架開口 48。圖3示出按照本發(fā)明的一個實施例的χ射線管組件14的截面圖。χ射線管組件14包括其中包含真空室或框架52的χ射線管50，真空室或框架52具有定位在其中的陰極組件54和靶或旋轉陽極56。陰極組件54由多個分開的元件組成，包括陰極杯(未示出)，陰極杯支承燈絲(未示出)，并且用作把從加熱燈絲發(fā)射的電子束58聚焦到靶56的表面60 的靜電透鏡。線圈62安裝在χ射線管組件14中靠近電子束58的通路的位置。按照一個實施例，線圈62卷繞成螺線管，并且定位在真空室52上方和周圍，使得所創(chuàng)建的磁場作用于電子束58，使電子束58偏轉并且在一對焦斑或位置64、66之間移動。電子束58的移動方向由通過偏轉線圈62的電流的方向來確定，偏轉線圈62經(jīng)由耦合到線圈62的控制電路68 來控制，這會針對圖4-7更詳細地描述。圖4示出用于χ射線管組件的控制電路70，例如圖3的χ射線管組件14中設置的控制電路68?？刂齐娐?0包括電壓源72，它將電源電壓提供給第一電容器或低壓電源74 以及第二電容器或低壓電源76。阻塞二極管78定位在電源源72與第一低壓源74之間， 以便防止電流逆流到電壓源72中?？刂齐娐?0還包括第一和第二二極管80、82以及諧振電路84，諧振電路84包括與諸如例如圖3的偏轉線圈62之類的負載88并聯(lián)定位的諧振電容器86。在控制電路70中還設置可閉合以形成第一電流通路92的第一開關90以及可閉合以形成第二電流通路96的第二開關94。在操作中，開關90、94選擇性地斷開和閉合， 以便在線圈88中產(chǎn)生磁場以控制電子束的偏轉。按照一個實施例，開/關時間固定在大約 10微秒?，F(xiàn)在共同參照圖4和圖5，圖5的電流和電壓波形98、100示出當圖4的開關90、 94選擇性地斷開和閉合時在負載88上的相應電壓和電流。僅為了說明而在圖5中包含示范數(shù)值的電壓和電流值。本領域的技術人員會知道，電壓源72可基于控制電路70的預期電流來選擇。在t (0) 102，第一開關90閉合，而第二開關94保持斷開，從而產(chǎn)生通過負載88的5A電流。在t (1) 104，第一開關90斷開，并且諧振電容器86中存儲的能量開始放電。當諧振電容器86放電時，電壓和電流下降，并且諧振在諧振電容器86與負載88之間形成。在諧振循環(huán)中，諧振電容器86恢復部分電荷。參照電壓波形100，第二開關94在電壓到達t (3) 106之前基于預期電壓條件而閉合。按照一個實施例，第二開關94在電壓在 t (2) 108變?yōu)樨摰闹箝]合。當通過負載88的電流達到-5A時，諧振循環(huán)在t (3) 106結束。 在t (4) 110，第二開關94斷開，諧振電容器86中存儲的能量開始放電，從而觸發(fā)第二諧振循環(huán)。在t(5)112，在電壓變?yōu)檎闹螅谝婚_關90閉合，并且開關循環(huán)重復。t(l)104與 t(3) 106之間的時間定義諧振周期114的一半。電流和電壓波形98、100呈現(xiàn)周期和占空比。按照各種實施例，周期可具有大于由負載88和諧振電容器86確立的諧振周期的一半的任何值。同樣，占空比可以是大約1-2%與100%之間的任何值，只要波形的各部分大于諧振周期的一半。諧振周期由線圈88的電感的值和電容86來定義。因此，控制電路70通過利用當電容器與偏轉線圈并聯(lián)連接時并且當一對開關被控制成在電壓和電流圖上的指定點斷開和閉合時觸發(fā)的諧振循環(huán)，使用低壓源來實現(xiàn)快速電流倒置(current inversion)。此外，控制電路70能夠以受控或最小化電阻損耗來實現(xiàn)快速電流倒置。在電流倒置期間開/關損耗因諧振通信而是有限的，并且總傳導損耗是有限的，因為在控制電路中僅使用兩個開關。此外，如圖5所示，在負載88中形成的電壓是非常正弦的，從而引起低電磁干擾(EMI)。另外，線圈電流具有極少變化(例如小于)，這在數(shù)據(jù)收集期間產(chǎn)生非常穩(wěn)定的擺動和恒定的e-beam位置。按照一個實施例，控制電路70的操作基于對諸如圖2的操作員控制臺40之類的操作員控制臺的輸入來確定?；谒鶊?zhí)行檢查的類型，加載到諸如圖2的計算機36之類的計算機的軟件確定電子束的預期焦斑位置，并且計算把電子束導向預期焦斑位置要施加的磁場。諸如圖2的控制器32之類的控制器被編程為向控制電路70傳送開關命令，以便產(chǎn)生預期磁場?，F(xiàn)在參照圖6，示出按照本發(fā)明的一個備選實施例的控制電路116。控制電路116 包括第一電壓電源(voltage supply) 118、阻塞二極管120、第二電壓電源122、電容器124、 與線圈128并聯(lián)的諧振電容器126、一對二極管130和132以及一對開關134和136。因此， 控制電路116與圖4的控制電路70的差別在于，圖4的兩個串聯(lián)電容器74、76其中之一由低壓電源122取代。圖7示出按照本發(fā)明的另一個實施例的控制電路138?？刂齐娐?38包括第一低壓電源140、第二低壓電源142、與負載146并聯(lián)的諧振電容器144、一對二極管148和150 以及一對開關152和154。按照一個實施例，第一和第二低壓電源140、142各提供大約2V 的電壓。但是，電壓電源140、142可基于所施加電流的預期量值來選擇。以上所述的本發(fā)明的實施例使用單個線圈和對應控制電路使電子束在兩個焦斑之間偏轉。本領域的技術人員易于理解，這種配置可用于使電子束相對于陽極沿預期方向在分隔了預期距離的兩個焦斑之間偏轉。例如，耦合到偏轉線圈的控制電路可配置成使電子束沿X軸(即，在X方向)在兩個點之間偏轉。按照本發(fā)明的另一個實施例，χ射線管組件可包括多個偏轉線圈，各偏轉線圈具有其自己的控制電路。在這種多偏轉線圈實施例中，兩個或更多偏轉線圈及其相應控制電路可配置成使電子束在多個方向偏轉。例如，第一偏轉線圈/控制電路組件可使電子束在第一方向(例如沿X軸)在兩個點之間偏轉，而第二偏轉線圈/控制電路組件可使電子束在第二方向(例如沿Z軸)在兩個點之間偏轉。本文所述的本發(fā)明的實施例還可在控制電路中用于采用聚焦線圈對電子束進行動態(tài)磁聚焦。當諸如例如在雙能量成像中，陰極與靶之間的加速電壓在兩個值之間迅速改變時，使用動態(tài)磁聚焦。當加速電壓迅速改變時，電子束理想地保持聚焦在靶上，而不改變焦斑的幾何特征。為了保持焦斑的幾何特征，在兩個值、即用于低電壓的值和用于高電壓的值之間調(diào)整聚焦磁場，并且從而調(diào)整通過聚焦線圈的電流。圖8示出按照本發(fā)明的另一個實施例、利用以上詳細描述的控制電路來提供電子束的動態(tài)磁偏轉和聚焦的、用于χ射線管158的多功能控制電路組件156的側視圖?？刂齐娐方M件156包括圍繞真空室或框架164定位的一對部分線圈組件160、162。按照一個實施例，部分線圈組件160、162按照與圖9所示的示范線圈結構166相似的方式來配置。如圖所示，示范線圈結構166包括安裝在軛184上的多個部分線圈168、 170、172、174、176、178、180、182。部分線圈168-182按組進行電連接以形成整體線圈，整體線圈使用多個控制電路186、188、190經(jīng)由相應控制器192、194、196來控制，從而產(chǎn)生偶極子和四極子磁場?？刂破?92-196被編程為控制相應控制電路186-190的開/關。備選地， 可提供通用控制器來控制控制器192-196的開/關。在這種實施例中，通用控制器可采用主/從邏輯來編程，并且例如可為各控制電路提供邏輯控制。
按照一個實施例，部分線圈170、174可連接以形成一個整體線圈，并且電耦合到控制電路186，以便創(chuàng)建偶極子場來控制在第一方向上的偏轉。同樣，部分線圈168、172可連接以形成第二整體線圈，第二整體線圈電耦合到控制電路188，以便創(chuàng)建第二偶極子場來控制在第二方向上的偏轉。備選地，部分線圈168-172可全部連接在一起以形成單個整體線圈，它由控制電路186、190中的任一個來控制，以便創(chuàng)建四極子場。部分線圈176-182也可連接在一起以形成由控制電路188控制的整體線圈。本領域的技術人員會知道，通過按照各種方式將部分線圈176-182相互連接，可產(chǎn)生不同偶極子和四極子磁場，這會針對圖 10A-D更詳細地說明。此外，雖然圖9中提供三個控制電路，但是本領域的技術人員會知道， 給定部分線圈組件160、162基于其功能性可包括少于三個控制電路。圖10A-D示出諸如圖8的部分線圈組件160、162之類的具有多個部分線圈198、 200、202、204、206、208、210、212的部分線圈組件的示范控制方案。如圖IOA所示，部分線圈組件162可使用連接到部分線圈198、200的控制電路214在第一方向216產(chǎn)生偶極子磁場。備選地，可通過連接部分線圈206-212以引起在第一方向216的偏轉來創(chuàng)建類似的偶極子場?，F(xiàn)在參照圖10B，部分線圈198-212的子集可被連接并且經(jīng)由控制電路218控制， 以便引起在第二方向220的偏轉。例如，部分線圈202、204可連接在一起以產(chǎn)生如圖所示的偶極子磁場。備選地，可通過按照與用于產(chǎn)生圖IOA所示偶極子場的方式不同的方式連接部分線圈206-212，來創(chuàng)建類似的偶極子場。電子束的聚焦的磁控制通過產(chǎn)生四極子磁場來實現(xiàn)，如圖IOC和圖IOD所示。按照一個實施例，部分線圈組件160、162的部分線圈198-212中的小組或者部分線圈組件160 的所有部分線圈198-212可連接在一起，并且使用控制器222來控制，以便產(chǎn)生圖IOC所示的四極子場，該四極子場控制在第一方向(例如χ方向)的聚焦。例如，部分線圈206-212 或者部分線圈198-204可按照這種方式連接在一起以產(chǎn)生預期場。備選地，所有部分線圈 198-212可連接在一起，并且由共同的控制電路222來控制以獲得預期場。圖IOD示出用于控制在第二方向(例如ζ方向)的電子束的聚焦的備選四極子磁場。這種控制使用控制電路224來實現(xiàn)，以便使用未被用于控制在第一方向的聚焦的部分線圈組件來產(chǎn)生四極子磁場。例如，如果部分線圈組件160用于控制在χ方向的聚焦，則部分線圈組件162會被用于控制在ζ方向的聚焦。為了產(chǎn)生四極子磁場，部分線圈198-204或者部分線圈206-210可按照與用于產(chǎn)生圖IOC的四極子場的方式不同的方式連接在一起。本領域的技術人員會知道，針對圖10A-D所述的控制方案可按照各種方式在部分線圈組件106、162上組合和實現(xiàn)，以便實現(xiàn)預期電子束控制策略。此外，本領域的技術人員會知道，雖然本文使用八個部分線圈來描述實施例，但是可對部分線圈組件添加附加的部分線圈，以便增加部分線圈選擇的靈活性，以及增加所產(chǎn)生磁場的控制和量值?，F(xiàn)在參照圖11，包裹/行李檢查系統(tǒng)226包括可旋轉掃描架228，其中具有開口 230，包裹或各件行李可通過其中?？尚D掃描架228容納高頻電磁能源232以及具有與圖 2所示那些檢測器相似的檢測器的檢測器組件234。還提供傳送系統(tǒng)236，它包括由結構240 支承的傳送帶238，以便自動且連續(xù)地使包裹或各件行李242通過開口 230，以便進行掃描。 對象242由傳送帶238饋送而通過開口 230，然后獲取成像數(shù)據(jù)，并且傳送帶238以受控且連續(xù)的方式從開口 230中移出包裹242。因此，郵政檢查人員、行李處理人員和其它安全人員可通過非侵入方式來檢查包裹242的內(nèi)含物中是否有炸藥、刀、槍支、違禁品等。所公開的方法和設備的一個技術貢獻在于，它提供用于磁控制電子束的計算機實現(xiàn)的設備和方法。因此，按照一個實施例，提出一種用于χ射線產(chǎn)生系統(tǒng)的電子束操縱線圈的控制電路?？刂齐娐钒ǖ谝坏蛪涸础⒌诙蛪涸春偷谝婚_關裝置，所述第一開關裝置與第一低壓源串聯(lián)耦合并且配置成在處于閉合位置時與第一低壓源創(chuàng)建第一電流通路?？刂齐娐愤€包括第二開關裝置，所述第二開關裝置與第二低壓源串聯(lián)耦合，并且配置成在處于閉合位置時與第二低壓源創(chuàng)建第二電流通路；以及電容器，所述電容器與電子束操縱線圈并聯(lián)耦合，并且沿第一和第二電流通路定位。按照另一個實施例，一種用于驅動電子束操縱線圈的方法包括步驟㈧閉合第一開關裝置，使第一極性的第一電流通過諧振電路并且通過第一能量存儲裝置沿第一電流通路流動，諧振電路包括電子束操縱線圈和諧振電容器。該方法還包括下列步驟(B)在閉合第一開關裝置之后斷開第一開關裝置，以便發(fā)起諧振電路中的第一諧振循環(huán)；以及(C) 在已經(jīng)發(fā)起第一諧振循環(huán)之后閉合第二開關裝置，以便使第二極性的第二電流通過諧振電路并且通過第二能量存儲裝置沿第二電流通路流動。按照又一個實施例，計算機斷層掃描(CT)系統(tǒng)包括掃描架，其中具有用于接納待掃描對象的開口 ；以及臺架，定位在可旋轉掃描架的開口之內(nèi)，并且可移動通過開口。該 CT系統(tǒng)還包括X射線管，耦合到可旋轉掃描架并且配置成向靶發(fā)射電子流，靶定位成將X 射線束導向檢測器；以及偏轉線圈，安裝在X射線管上，并且定位成使電子流在第一方向偏轉。在CT系統(tǒng)中還包含控制電路，并且控制電路電耦合到偏轉線圈。控制電路包括第一低壓源、第二低壓源和第一開關，所述第一開關耦合到第一低壓源并且配置成在第一開關閉合時與第一低壓源創(chuàng)建第一電流通路?？刂齐娐愤€包括第二開關，所述第二開關耦合到第二低壓源，并且配置成在第二開關閉合時與第二低壓源創(chuàng)建第二電流通路；以及諧振電容器，所述諧振電容器與偏轉線圈并聯(lián)耦合，并且沿第一和第二電流通路定位?？刂破麟婑詈系娇刂齐娐?，并且被編程為控制第一和第二開關的開/關。本書面描述使用示例來公開本發(fā)明，其中包括最佳模式，并且還使任何本領域的技術人員能夠實施本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何結合的方法。本發(fā)明的可專利范圍由權利要求來定義，并且可包括本領域的技術人員想到的其它示例。如果這類其它示例具有與權利要求的文字語言完全相同的結構要素，或者如果它們包括具有與權利要求的文字語言的非實質(zhì)差異的等效結構要素，則它們意在落入權利要求的范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種用于χ射線產(chǎn)生系統(tǒng)的電子束操縱線圈(62)的控制電路(68)，包括第一低壓源(74)；第二低壓源(76)；第一開關裝置(90)，所述第一開關裝置(90)與所述第一低壓源(74)串聯(lián)耦合，并且配置成在處于閉合位置時與所述第一低壓源(74)創(chuàng)建第一電流通路(92)；第二開關裝置(94)，所述第二開關裝置(94)與所述第二低壓源(76)串聯(lián)耦合，并且配置成在處于閉合位置時與所述第二低壓源(76)創(chuàng)建第二電流通路(96)；以及電容器(86)，所述電容器(86)與電子束操縱線圈(62)并聯(lián)耦合，并且沿所述第一電流通路和第二電流通路(92，96)定位。
2.如權利要求1所述的控制電路(68)，還包括電壓電源，所述電壓電源耦合到所述第一低壓源和第二低壓源(74，76)，并且配置成將電壓提供給所述第一低壓源和第二低壓源 (74，76)；以及其中所述第一低壓源(74)包括第一電容器，并且所述第二低壓源(76)包括第二電容ο
3.如權利要求2所述的控制電路(68)，還包括與所述電壓電源串聯(lián)耦合的阻塞二極管。
4.如權利要求1所述的控制電路(68)，還包括第一低壓電源，所述第一低壓電源耦合到所述第二低壓源(76)，并且配置成將電壓提供給所述第二低壓源(76)；其中，所述第二低壓源(76)包括電容器；以及其中，所述第一低壓源(74)包括第二低壓電源。
5.如權利要求1所述的控制電路(68)，其中，所述第一低壓源和第二低壓源(74，76) 構造成提供大約RXI伏特的電壓，其中R表示所述控制電路(68)的總寄生電阻，并且I表示提供給所述電子束操縱線圈(62)的預期穩(wěn)態(tài)電流。
6.如權利要求1所述的控制電路(68)，還包括與所述第一開關裝置(90)串聯(lián)連接的第一二極管(80)；以及與所述第二開關裝置(94)串聯(lián)連接的第二二極管(82)。
7.如權利要求1所述的控制電路(68)，其中，所述第一低壓源(74)、所述電容器(86) 和所述第一開關裝置(90)設置成產(chǎn)生穿過所述電子束操縱線圈(62)的具有第一極性的電流；以及其中，所述第二低壓源(76)、所述電容器(86)和所述第二開關裝置(94)設置成產(chǎn)生穿過所述電子束操縱線圈(62)、具有與所述第一極性相反的第二極性的電流。
8.如權利要求7所述的控制電路(68)，其中，所述第一低壓源(74)、所述電容器(86) 和所述第一開關裝置(90)可操作以使電子束沿軸在第一方向偏轉；以及其中，所述第二低壓源(76)、所述電容器(86)和所述第二開關裝置(94)可操作以使所述電子束沿所述軸在第二方向偏轉。
9.如權利要求7所述的控制電路(68)，其中，所述第一低壓源(74)、所述電容器(86) 和所述第一開關裝置(90)可操作以產(chǎn)生第一焦斑幾何特征；以及其中，所述第二低壓源(76)、所述電容器(86)和所述第二開關裝置(94)可操作以產(chǎn)生第二焦斑幾何特征。
10.如權利要求1所述的控制電路(68)，其中，所述第一低壓源和第二低壓源(74，76) 各提供大約2V的電壓。
全文摘要
本發(fā)明名稱是“用于電子束的磁控制的設備和方法”。用于x射線產(chǎn)生系統(tǒng)的電子束操縱線圈的設備和方法包括控制電路(68)的使用?？刂齐娐?68)包括第一低壓源(74)、第二低壓源(76)和第一開關裝置(90)，所述第一開關裝置(90)與第一低壓源(74)串聯(lián)耦合并且配置成在處于閉合位置時與第一低壓源(74)創(chuàng)建第一電流通路(92)。控制電路還包括第二開關裝置(94)，與第二低壓源(76)串聯(lián)耦合，并且配置成在處于閉合位置時與第二低壓源(76)創(chuàng)建第二電流通路(96)；以及電容器(86)，與電子束操縱線圈(62)并聯(lián)耦合，并且沿第一和第二電流通路(92，96)定位。
文檔編號H01J35/30GK102347188SQ201110221688
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權日2010年7月28日
發(fā)明者A·凱亞法, J·L·雷諾, M·H·托多羅維克 申請人:通用電氣公司