CN107393793A - X射线成像的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种产生X射线的成像系统。所述系统包括一个含有沿着轴向方向延伸的扫描孔的机架；一个位于所述机架上的X射线管。所述X射线管进一步包括：一个用于产生电子束的阴极；一个含有旋转靶面的阳极，所述阳极，响应于所述电子束撞击到所述旋转靶面的一个焦斑轨道，产生X射线；以及一个偏转装置，所述偏转装置被配置于将所述电子束沿轴向方向偏转至所述焦斑轨道的一个或者多个区域。

Description

X射线成像的系统和方法

技术领域

本申请涉及X射线成像，尤其涉及一种在X射线产生管中通过旋转阳极上两个或者多个焦斑产生X射线的系统和方法。

背景技术

一个典型的X射线装置包括具有阴极筒和阳极壳共同形成的真空外壳的X射线管。阴极被放置在阴极筒内。阴极可以包括连接到电源以产生电子的灯丝。阳极被放置在与阴极间隔开的阳极壳中。当X射线管通电时，电子从阴极发射到阳极的目标区域(有时称为“焦斑轨道”)。电子连续撞击在焦斑轨道上相同位置处会产生大量的热量，可能引起焦斑轨道的损坏。

发明内容

根据本申请的一些实施例，提供了一种用于产生X射线的成像设备和方法。

根据本申请的一些实施例，提供了一种成像设备。所述成像设备可以包括一个用于产生电子束的阴极。所述成像设备也可以包括一个含有旋转靶面的阳极。响应于电子束撞击与旋转靶面相关的焦斑轨道，所述阳极可以产生X射线。所述成像设备也可以包括一个偏转装置。偏转设备可以用于在第一时间将电子束偏转至焦斑轨道的第一区域，和在第二时间将电子束偏转至焦斑轨道的第二区域。

在一些实施例中，所述焦斑轨道的第一区域和焦斑轨道的第二区域可以是分离的。

在一些实施例中，所述阴极可以包括用于产生电子束的钨丝。

在一些实施例中，所述焦斑轨道的第二区域可以沿着第一方向偏离所述焦斑轨道的第一区域，所述第一方向为沿着旋转靶面的旋转轴方向。

在一些实施例中，所述焦斑轨道的第一区域可以沿着第一方向偏离所述焦斑轨道的第二区域第一单位距离

在一些实施例中，所述焦斑轨道的第一区域可以沿着第一方向偏离所述焦斑轨道的第二区域第二单位距离。

在一些实施例中，所述焦斑轨道可以由钨铼合金组成。

在一些实施例中，所述成像设备可以进一步包括一个位于阳极和阴极之间的真空罩，所述真空罩中存在加速所述电子束的电压。

在一些实施例中，所述偏转装置可以提供用于偏转电子束的磁场或者电场。

在一些实施例中，所述磁场由磁四极子或者磁偶极子产生。

在一些实施例中，所述成像设备可以进一步包括一个用于吸收阳极产生热量的冷却装置。

本申请的另一方面涉及一种用于产生X射线的方法。所述方法可以包括从阴极向旋转靶面的焦斑轨道发射电子束。所述方法还包括在第一时间将所述电子束偏转至焦斑轨道的第一区域，以及在第二时间将所述电子束偏转至焦斑轨道的第二区域。所述焦斑轨道的第一区域和第二区域是分离的。所述方法进一步包括响应于电子束撞击焦斑轨道的第一区域和第二区域而产生X射线。

本申请的另一方面涉及一种用于产生X射线的系统。所述系统可以包括含有沿着轴向方向延伸的扫描孔的机架。所述系统还可以包括位于机架上的X射线管。所述X射线管可以包括用于产生电子束的阴极。所述X射线管还可以包括含有旋转靶面的阳极。响应于所述电子束撞击到所述阳极的焦斑轨道，所述阳极可以产生X射线。所述X射线管还可以包括偏转装置，用于将电子束沿着轴向方向偏转到焦斑轨道的一个或多个区域上。

附图说明

图1是根据本申请的一些实施例所示的X射线成像系统的框图；

图2是根据本申请的一些实施例所示的示例性图像获取过程的流程图；

图3是根据本申请的一些实施例所示的X射线管的框图；

图4是根据本申请的一些实施例所示的示例性X射线管的横截面视图；

图5是根据本申请的一些实施例所示的在X射线成像系统中产生一束或者多束X射线过程的流程图；

图6-A和6-B是根据本申请的一些实施例所示的示例性焦斑轨道上焦斑的示意图；

图7是根据本申请的一些实施例所示的第一焦斑和第二焦斑之间偏转的示意图；

图8-A和8-B是根据本申请的一些实施例所示的焦斑轨道上两个焦斑之间的偏转；

图9-A是图8-A所示的焦斑轨道的温度分布图；

图9-B是图8-B所示的焦斑轨道的温度分布图。

具体实施方式

为了解决电子持续性存在于焦斑轨道上可能产生大量热量的缺点，本申请提供了机制(可以包括方法，系统，计算机可读介质等)，所述机制可以利用X射线管中旋转阳极上的两个或者多个焦斑产生X射线。例如，当电子在不同时间撞击在旋转阳极上两个分离的焦斑时，所述机制可以在产生X射线。

本申请通过示例性实施例进行进一步描述。示例性实施例将通过附图做更加细节的描述。所述附图未按照比例绘制。所述实施例为非限制性示例性实施例，图中相同的标号代表相同的结构，其中：

在以下详细描述中，为了提供关于本发明更加透彻的理解，将通过实施例提供了较多具体细节。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，没有本申请的细节也可以实施本申请的内容。在其他情况下，为了避免不必要地模糊当前披露的某些方面，在相对较高的级别(没有细节)描述了众所周知的方法，程序，系统，组件和/或电路。本申请实施例的修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且在不脱离本申请的精神和范围的情况下，本申请所定义的普遍原理可以应用于其他实施例和应用。因此，本申请不限于所示的实施例，而是与权利要求的最广范围保持一致。

应当理解，本文使用的术语“系统”，“引擎”，“单位”，“模块”和/或“块”是区分不同组件，元件，部件，部分或组件的一种方法，并且按照不同级别的升序排列。然而，如果可以达到相同的目的，则这些术语可能被其他表述方法所取代。

应当理解，当单元，引擎，模块或块被称为“接通”，“连接到”或“耦合到”另一个单元，发动机，模块或块时，其可以直接，接通或者耦合，或者和另外的单元，引擎，模块或者块，或者干预单元，引擎，模块或者块交流，除非上下文另有明确指出，否则可能存在引导，连接或耦合到或与其他单元通信的发动机，模块或块或中间单元，发动机，模块或块。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的条目的任何和所有组合。

本文使用的术语仅用于描述具体实施例和实施方案的目的，而不是限制性的。除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”和/或“该”等词也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”在本申请中使用时，指定整数，设备，行为，所述特征，步骤，元件，操作和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他整体，设备，行为，特征，步骤，元素，操作，组件和/或其组合。

本申请涉及利用电子束撞击在阳极的焦斑轨道上产生X射线。更具体地，电子束可以在不同时间被偏转以撞击焦斑轨迹的第一区域和第二区域。

图1是根据本申请的一些实施例所示的X射线成像系统的框图。仅仅作为例子，X射线成像系统100可以是一个X射线计算机断层扫描(CT)系统，一个数字X射线摄影(DR)系统，一个多模态医学成像系统，或者类似的，或者其任何组合。为了更好地理解，将X射线成像系统100作为典型放射成像系统作为示例进行说明。X射线成像系统100可以在例如医学或工业的不同领域中实现应用。在一些实施例中，X射线成像系统100可用于，例如，缺陷检测，所述缺陷检测可以包括探伤检验，安全扫描，故障分析，计量学，组装分析，失效分析，壁厚分析，或者类似的，或其任何组合。在一些实施例中，X射线成像系统100可用于，例如，研究晶体的结构和形态。在一些实施例中，X射线成像系统100可以应用于其它非侵入性成像环境，例如行李检查，包装检查和/或制造零件的工业无损评估。应当注意，以下描述的X射线成像系统100仅用于说明放射成像系统的示例，并不限制本申请的范围。

如图1所示，X射线成像系统100可以包括一个机架119，一个载物台116，一个控制器114，一个位于机架119上的X射线管，一个位于机架119上的探测器118，一个高压发生器110，一个图像生成器115，一个操作台112，一个显示设备111和一个存储设备113，和/或X射线成像系统100所需的其他模块。

机架119可以包括一个孔(也称为“扫描孔”)，用于容纳由载物台116传送的物体(例如，患者)。所述扫描孔可以沿着轴向方向(例如，如图4所示的z方向)延伸。在一些实施例中，所述物体可以包括一个物质，一个组织，一个器官，一个物体，一个样本，一个身体等，或其任何组合。X射线管117可以用于向所述物体发射X射线束，同时检测器118可以用于接收穿过所述物体的X射线(也称为投影数据)。X射线管117可以包括一个阴极和一个阳极(图1中未示出)。由X射线管117发射的X射线束可以是线状，细光束状，窄扇形状，扇形状，圆锥状，楔形物状，不规则形状等多种形状，或其任何组合。在一些实施例中，探测器118可以用于产生模拟电信号，所述模拟电信号代表通过物体时所接收的X射线(包括衰减的光束)的强度。在一些实施例中，探测器118可以包括多个检测器单元，每个检测器单元对应于一个闪烁体，光电元件等。探测器118的像素可以由最小检测器单元的数量来表示，例如，检测器单元的数量。探测器118的检测器单元可以布置成单行，两行或另外数目的多行。X射线检测器的排布可以是一维的，二维的或三维。

高压发生器110可以用于产生高电压，所述高电压可以被施加到X射线管117上。由高压发生器110产生的电压可以在80kV至140kV之间，或120kV至140kV之间。高压发生器产生的电流可以在20mA到500mA的范围内。在本申请可替代的实施例中，由高压发生器203产生的电压可以在0至75kV，或75至150kV的范围内。高压发生器110可以提供用于产生X射线的电压。例如，高压发生器110可以提供用于加速X射线管117中的电子束的电压。

控制器114可以用于控制其他部件的操作，例如，机架119，射线管117，高压发生器110，载物台116，图像生成器115和/或显示设备111。在一些实施例中，控制器114可以控制机架119以一定的速度旋转到操作者预期的位置。控制器114还可以控制图像生成器115处理图像(例如，由图像生成器115生成的图像)，并进一步控制存储设备113存储经过处理的图像。在一些实施例中，图像生成器115可以通过，例如几何处理，算术处理，图像增强，图像恢复，图像重建，图像编码，图像解析等方式处理图像。控制器114可以使操作台112在扫描对象期间或之后调整扫描参数。控制器114可以通过显示设备113控制图像的显示。例如，整个图像或部分图像可以被显示，或者图像的不同子部分可以同时或者按一定的顺序显示在屏幕上。

操作台112可以用于控制扫描过程。一个操作者可以通过界面访问操作台112，并通过多种输入方法调整扫描参数，例如扫描时间，施加于X射线管117的电压值。在一些实施例中，操作台112的界面可以包括一个鼠标，一个键盘，一个屏幕，一个操作臂，一个开关，一个调节旋钮，一个语音识别器，一个文本识别器等，或其任何组合。在一些实施例中，操作台112可以用于向X射线成像系统100中的其他部件，例如，图像发生器115，控制器114等发送命令。

显示设备111可以包括向操作者展示信息的一个或多个显示设备。所述信息可以包括与被扫描的物体有关的数据。示例显示设备可以包括液晶显示器(LCD)，基于发光二极管(LED)的显示器，平板显示器，曲面屏，电视设备，阴极射线管(CRT)，或类似的，或其任何的组合。在一些实施例中，一个或多个显示设备可以具有呈现三维场景的功能。一个或多个显示设备可以包括触摸屏。

存储设备113可以存储诸如由控制器114提供的数据和/或X射线成像系统100中的任何其他组件提供的数据。存储在存储器设备113中的示例性数据类型可以包括本申请多个实施例中所出现的图像，操作参数(例如，X射线管的电压)，和/或可以在X射线成像系统100的多个实施例中使用的任何其他类型的数据。存储设备113可以包括一个或多个组件，包括硬盘驱动器，磁带，可移动存储驱动器(例如，相变可重写光盘驱动器，磁光驱动器，USB可移动硬盘等)，微驱动器等，或其任何组合。

图2是根据本申请的一些实施例所示的示例性图像获取过程的流程图。在一些实施例中，流程200中至少一部分可以通过图1所示X射线成像系统100的一个或者多个部件实现。

在201，设置X射线管的一个或者多个参数。所述X射线管的参数可以包括电压，电流，旋转速度，偏转场，时间信号，或类似的，或其任何的组合。所述每个参数的值与被扫描物体相关。所给定参数的值在扫描不同的物体时可能相同或者不相同。所述参数可以通过控制器114来确定或者通过操作台112的操作人员来设置。

在203，基于所述一个或者多个参数，通过从X射线管阴极向旋转阳极发射电子束产生一束或者多束X射线。所述发射的电子束可以有规则的形状(例如是线状，细光束状，窄扇形状，扇形状，圆锥状，楔形物状等，或者类似的)或者任何不规则的形状。

在205，通过所述一束或者多束X射线扫描物体。作为例子，所述物体可以包括头，胸部，肺，胸膜，纵隔，腹部，长肠，小肠，膀胱，胆囊，盆腔，骨骼，四肢，骨骼，血管，病人的任何其他部分，行李等，或类似的，或其任何的组合。在一些实施例中，所述物体可以通过载物台116输送到机架119中进行扫描。

在207，基于所述扫描产生物体的图像。在一些实施例中，一个或多个探测器可以在扫描期间接收X射线，并且产生数据用于在扫描期间和/或之后生成与物体相关的X射线图像。所述一个或多个探测器可以用于测量X射线的辐射量，空间分布，光谱和/或X射线的其他性质。所述一个或多个探测器可以是半导体探测器，充气探测器，闪烁晶体探测器等，或类似的，或其任何的组合。所述一个或多个探测器可以具有任何形状(例如，扁平状，弧形，圆形等)。所述用于检测X射线的一个或多个X射线探测器可以具有固定或可调节的扇形角度。仅作为示例，弧形探测器的扇形角度可以在0°至360°的范围内。扇形角度可根据不同的情况固定或调节，所述不同情况包括，例如图像的期望分辨率，图像的尺寸，探测器的灵敏度，探测器的稳定性等，或类似的，或其任何的组合。所述X射线探测器可以包括图1中的一个或多个X射线探测器。

由一个或多个探测器收集的数据可以被处理并用于产生扫描物体的图像。所述图像可以是四维(4D)图像，三维(3D)图像，二维(2D)图像等，或类似的，或任何的组合。可以通过执行一个或者多个数据处理过程，例如，数据滤波，数据分类，数据归一化，数据计算等，来处理所述数据。在一些实施例中，可以使用一个或多个图像重建技术生成图像。示例性图像重建方法可以包括滤波反投影(FBP)重建方法，同时迭代重建技术(SIRT)，矩阵反演层析合成(MITS)，迭代最大后验统计重建方法，基于贝叶斯的交互重建方法，或类似的，或其任何的组合。在一些实施例中，数据处理和/或图像生成可以由图像生成器115实施。

图3是根据本申请的一些实施例所示的X射线管的框图。X射线管117可以包括电子发射装置310，电子接收装置320，控制电路330，偏转装置340，温度传感器350，散热装置360，和/或用于X射线成像的任何其它设备。

电子发射装置310可以用于发射电子束。电子接收装置320可以用于吸收，减慢，和/或停止电子束。在一些实施例中，电子接收装置320可以包括旋转靶面。所述旋转靶面可以包括一个或多个表面。电子束可以以特定角度撞击旋转靶面的表面。电子束可以以相同或不同的角度撞击在旋转靶面的不同表面上。所述撞击角度可以是任何合适的值(例如，在0度到90度的范围内的值)。每个表面可以具有任何规则形状(例如，矩形，正方形，三角形等)或不规则形状。电子接收装置320的旋转靶面能能够承受高温(例如，1000度，1200度，2500度等)。例如，旋转靶面可以由石墨制成。

在一些实施例中，电子束可以撞击在旋转靶面一个或多个表面的至少一部分。如本文所使用的，在本申请中，电子束在一个或多个表面上的撞击所形成的点或区域可以被称为焦斑。所述一个或多个表面可以包括一个或多个轨道。当被电子束撞击时，所述一个或多个轨道可以吸收、散射和/或停止电子束。所述能够吸收、散射和/或停止电子束的一个或多个轨道可以被称为焦斑轨道。当电子束撞击在旋转靶面的一个或多个表面上时，可以产生一个或多个辐射束(例如，X射线辐射等)。所述旋转靶面可以以均匀的速度(例如，800转/分钟等)或变化的速度绕轴线旋转。随着旋转靶面的旋转，电子束撞击在旋转靶面上的焦斑可以改变并形成目标轨道。

控制电路330可以用于控制X射线管117中的一个或多个部件的操作，例如，电子发射装置310，电子接收装置320，偏转装置340，温度传感器350，散热装置360等。例如，控制电路330可以向偏转装置340发送指令以产生磁场和/或电场。另外地或可替代地，控制电路330可以设置与磁场和/或电场相关的一个或多个参数，例如场的方向或场的强度。作为另一示例，控制电路330可以控制施加到电子发射装置310和/或电子接收装置320的电压。

控制电路330可以处理与X射线管117有关的数据。例如，控制电路330可以从温度传感器350获得温度数据，并且确定所获得的温度是否大于预设温度阈值。一旦确定温度大于预设阈值时，控制电路330可以向散热装置360发送指令以降低X射线管117的温度。

偏转装置340可以用于偏转由所述电子发射装置310产生的电子束。例如，偏转装置340可以向电子束施加磁场和/或电场。磁场和/或电场可以具有任何场方向或强度。在一些实施例中，磁场可以由磁偶极子或磁四极子产生。电子束的路径方向可能由于磁场和/或电场的变化而变化。电子束撞击在电子接收装置320上的对应的焦斑会相应地偏转。

在一些实施例中，所述高压发生器110可以给偏转装置340提供电压。电压的方向和/或大小可能会对偏转装置340产生的磁场和/或电场产生影响。例如，所提供的电压的大小可能对磁场强度和/或电场强度产生影响。电压方向和/或大小可以由X射线成像系统100的一个或多个部件(例如，控制器114等)来确定，或由操作员通过操作台112来设定。

温度传感器350可以用于获取或处理与X射线管117相关的温度信息。所述温度信息可以包括X射线管117中的一个或多个部件的温度，例如，电子发射装置310，电子接收装置320的旋转靶面等。另外地或可替代地，所述温度信息可以包括电子撞击在旋转靶面的焦斑轨道上形成的一个或多个焦斑的温度。为了防止X射线管117过热，一个或多个焦斑的温度不能超过旋转靶面材料的熔化温度。

在一些实施例中，当温度传感器350测量的温度超过预设值时，它可以给控制电路330发送信号。一旦控制电路330接收到信号，可以向散热装置360发送指令以对X射线管117进行散热。另外地或可替代地，控制电路330可以通知操作台112显示过热警告。

散热装置360可以用于散热以降低X射线管117的温度。所述散热设装置360可以包括冷却剂，冷却片等，或类似的，或其任何的组合。所述冷却剂可以包括水，乙二醇，化学反应物，或者类似的。在一些实施例中，散热装置360包括可以吸收电子接收装置320产生的热量的冷却装置。

图4是根据本申请的一些实施例所示的示例性X射线管的横截面视图。所述X射线管可以包括阴极401，阳极403，壳体405，偏转电极407-1和407-2，旋转装置413，或者其他任何相关的部件。

阴极401可以发射一个或多个电子束。所述电子束可以穿过壳体405的内部空间向阳极403移动。阳极403可以围绕旋转轴线(例如，如图4所示的z轴)旋转。阳极403的旋转可以通过旋转装置413驱动。图4中的x方向可以是垂直于z方向的。电子束可以在一个或多个焦斑处撞击阳极403的表面。一个或多个焦斑可以位于焦斑轨道411上。

偏转电极407-1和407-2可以向电子束施加磁场以偏转电子束。在一些实施例中，所述磁场可以随时间改变(例如，以周期方式)。所述电子束可以根据磁场的变化而偏转。例如，最初电子束可以通过阴极401沿着z方向向阳极403发射。由于偏转电极407-1和407-2所施加或者改变的磁场和/或电场，电子束可能偏离初始路线。阳极403上电子束撞击的焦斑可以相应地随之改变。例如，如果电子束沿着初始路径移动，则可能产生初始焦斑417。作为另一示例，当电子束被偏转电极407-1和407-2施加的磁场和/或电场偏转时，可能产生焦斑415。偏转电极407-1和407-2可以沿着第一方向(例如，如图4所示的z轴)或垂直于第一方向或第二方向(例如，如图4所示的x轴或y轴)分开放置。

应当注意，图4所示的示例仅供说明意图，而不限制本申请的范围。对于具有本领域普通技能的人，可以在本申请的指导下进行各种变化和修改，这些变化和修改并不脱离本申请的范围。例如，阴极401，阳极403，壳体405和偏转电极407-1和407-2可以被配置为任何形状和排布。作为另一示例，电子束可以在任何方向上移动。作为另一示例，偏转电极407-1和407-2可以被配置为产生电场的电力装置代替，并且电子束可以被电场偏转。此外，所述电场可能随时间而改变(例如，以周期的方式)。所述电子束可以根据电场的变化而偏转。

电子束通过阴极403和阳极407之间的真空时被约100千伏的电位差被加速，并撞击到阳极的焦斑轨道。电子撞击高速旋转的阳极上的焦斑轨道的焦斑时产生X射线。所述阳极包括由熔点较高的金属形成的可旋转盘。在一些实施例中，阳极403可以高速旋转以扩散电子束的撞击产生的热量。所述阳极403包括如图6所示的焦斑轨道607。图6是旋转阳极上包含焦斑的全视图。X射线光束撞击在旋转阳极上的点即为焦斑603。所述焦斑位于倾斜面。作为电子的快速减的结果，X射线从焦斑603发射出去，产生辐射。当阳极开始旋转时，出现目标轨道(图6中未示出)。

阴极401产生并在真空中发射电子束，所述电子束指向阳极403上的焦斑轨道411，从而产生焦斑。为了避免阳极403过热，阳极403以大约90-250Hz频率进行高速旋转。X射线417通过发射通道朝向探测器阵列，例如图1所示的探测器118发射。

图5是根据本申请的一些实施例所示的X射线成像系统产生一束或者多束X射线过程的流程图。

在503，可以由阴极产生一个电子束。电子束的产生的相关描述可以在本申请的其他地方找到，例如图4及其描述。

在505，可以在第一时间将所述电子束偏转至焦斑轨道的第一区域。第一焦斑可以位于如本申请内容中其他地方所述的焦斑轨道的第一部分。当电子束在第一时间撞击到焦斑轨道上时，可以形成第一目标轨道。在一些实施例中，电子束的偏转可以包括在不改变电子束的路径的情况下将电子束直接照射在第一焦斑上。在一些实施例中，电子束的偏转可以包括通过，例如偏转装置340产生的第一磁场，使电子束偏转。关于第一焦斑的详细描述可以在例如图9-A和图9-B中找到。

在507，可以在第二时间将所述电子束偏转至焦斑轨道的第二区域。第二焦斑可以位于如本申请内容中其他地方所述焦斑轨道的第二部分。当电子束在第二时间撞击到焦斑轨道上时，可以形成第二目标轨道。所述偏转装置340可以偏转所述电子束。在一些实施例中，第二焦斑可以至少部分地和第一焦斑重叠。例如，如图9-A所示，第一焦斑FS1和第二焦斑FS2重叠。在一些实施例中，第二焦斑可以和第一焦斑分离。例如，如图9-B所示，第一焦斑FS1和第二焦斑FS2分离。在一些实施例中，第一焦斑和第二焦斑的位置可以通过偏转装置340控制。当偏转装置340在不同的时间施加不同大小和/或方向的磁场时，电子束的路径会被改变，从而电子束在不同时间撞击焦斑轨道的位置也不相同。

在509，响应于所述电子束被偏转至焦斑轨道的第一区域和/或所述电子束被偏转至焦斑轨道的第二区域，可以产生一束或者多束X射线。如本申请中其他地方所提到的，所述一束或者多束X射线可以被用于扫描物体。

对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。本领域技术人员可能会对本申请进行各种变化和修改。该类变化和修改并不背离本申请的范围。例如，流程500可以进一步包括在第三时间将电子束偏转至第三焦斑。第三焦斑可以位于焦斑轨道的第三部分。第三焦斑可以与第一焦斑分离，和/或与第二焦斑分离。

图6-A和6-B是根据本申请的一些实施例所示的示例性焦斑轨道上焦斑的示意图。如图6-A所示，焦斑603位于焦斑轨道607上。焦斑轨道607位于旋转靶面601的表面上。旋转靶面601可以沿着旋转轴线605在z方向上旋转。旋转靶面601的旋转可以在焦斑轨道607上形成目标轨道。目标轨道可以是环形的。图6-B所示为旋转靶面601的部分侧视图。点a和点d之间的距离表示焦斑603沿着斜边610在y-z平面的尺寸。斜边610和y方向形成的角度为θ。在一些实施例中，角度θ可以不大于10度。特别地，角度θ可以在7度到10度的范围内。在点a到点d的范围内，点b和点c之间的距离表示焦斑603沿着斜边610在y-z平面的尺寸。如本申请的其他部分所述，可能存在由焦斑轨道上的点m和点n表示的另一焦斑(图6-A中未示出)。点m和点n可以位于点a和点d之间的范围内。此外，当两个焦斑彼此分离时，点m和点n可以位于点c和点d之间的范围内。两个焦斑之间的偏移(例如，点m和点b之间的距离，点n和点c，或两个焦斑的中心点沿某一特定方向的距离)可以参考图7及其描述。

图7是根据本申请的一些实施例所示的第一焦斑和第二焦斑之间偏转的示意图。如图所示水平方向的坐标代表时间，垂直方向的坐标代表焦斑在第一方向的位置(也称为z方向)。焦斑沿着z轴方向的位置可以用焦斑中心的z坐标值表示。如图所示，从第一时刻t1到第二时刻t2的第一时间间隔内，第一焦斑位于对应于第一坐标(例如，z_0+Δz/2)的第一位置。从第二时刻t2到第三时刻t3的第二时间间隔内，第二焦斑位于对应于第二坐标(例如，z_0-Δz/2)的第二位置。第一位置和第二位置之间的差值(例如，第一坐标和第二坐标之间的差值，例如Δz)可以与探测X射线的探测器单元的尺寸相关。例如，Δz可以等于0.5单位距离，1.5单位距离，2.5单位距离偏移或任何其它半整数的单位距离。如本文所示，一个单位距离可以对应于检测器单元(例如，结合图1所述的探测器118的探测器单元)的边长。

所述Δz的值和焦斑尺寸相关。焦斑尺寸越大，所需的分离第一焦斑和第二焦斑的Δz的值越大。在一些实施例中，在偏离第一单位距离(例如，0.5单位距离)时，第一焦斑和第二焦斑可能会重叠。在一些实施例中，在偏离第二单位距离(例如，1.5单位距离)时，第一焦斑和第二焦斑可能会分离。

在一些实施例中，当电子束在存在第一偏转场的情况下发射时，第一焦斑位于对应于第一坐标的第一位置(例如，z_0+Δz/2)时，而当电子束在存在第二偏转场的情况下发射时，第二焦斑位于对应于第二坐标的第二位置(例如，z_0-Δz/2))。所述第一偏转场和第二偏转场可以具有不同的大小和/或方向。具体地，电子束可以发射在对应于初始坐标的初始位置处(例如，z_0，当不施加偏转场时)。这样，第一偏转场可以使焦斑轨道上的电子束偏转第一距离(例如，+Δz/2)。类似地，第二偏转场可以使焦斑轨道上的电子束偏转第二距离(例如，-Δz/2)。在一些实施例中，当电子束在无偏转场的情况下发射时，第一焦斑位于对应于第一坐标的第一位置(例如，z_0+Δz/2)时，当电子束在存在第三偏转场的情况下发射时，第二焦斑位于对应于第二坐标的第二位置(例如，z_0-Δz/2)。从第一时刻t1到第二时刻t2的时间间隔可以等于从第三时刻t3到第四时刻t4的时间间隔。

图8-A和8-B是根据本申请的一些实施例所示的第一焦斑和第二焦斑之间的偏转。如图8-A所示，第一焦斑FS1和第二焦斑FS2重叠。在一些实施例中，第一焦斑和第二焦斑可以分别对应于第一目标轨道和第二目标轨道。焦斑FS1和焦斑FS2之间沿着z方向的距离(也称为“第一距离”)为Δz1，所述第一距离可以是第一单位距离(例如，0.5单位距离或者其他合适的值)。

如图8-B所示，第一焦斑FS1和第二焦斑FS2可以分离。第一焦斑FS1和第二焦斑FS2沿z方向的距离为Δz2(也称为“第二距离”)。第二距离可以是第二单位距离(例如，1.5单位距离，2.5单位距离或任何其他半整数单位距离)。

多种焦斑的分布(例如，重叠焦斑，不重叠焦斑)可以引起焦斑轨道温度的不同。图9-A是本申请中图8-A的焦斑轨道的温度分布图。图9-B是本申请中图8-B的焦斑轨道的温度分布图。如图9-A所示，第一焦斑和第二焦斑的重叠可能引起重叠区域的温度相对于其他非重叠区域升高。在图9-B，第一焦斑和第二焦斑的分离可以避免第一焦斑和第二焦斑的温度峰值。所以，第一焦斑和第二焦斑的分离可以允许，例如，电子发射装备310的能量的增大。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

此外，本领域技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。

计算机可读信号介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读信号介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读信号介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、RF、或类似介质、或任何上述介质的组合。

本申请各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常规程序化编程语言如C语言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP，动态编程语言如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，比如局域网(LAN)或广域网(WAN)，或连接至外部计算机(例如通过因特网)，或在云计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。

此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档、物件等，特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。

最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (10)

1.一种成像系统，包括：

一个含有沿着轴向方向延伸的扫描孔的机架；

一个位于所述机架上的X射线管，所述X射线管包括：

一个用于产生电子束的阴极；

一个含有旋转靶面的阳极，所述阳极，响应于所述电子束撞击到所述旋转靶面的一个焦斑轨道，产生X射线；以及

一个偏转装置，所述偏转装置被配置于将所述电子束沿轴向方向偏转至所述焦斑轨道的一个或者多个区域。

2.权利要求1所述的成像系统，所述一个或者多个区域包括所述焦斑轨道的第一区域和第二区域，所述电子束在第一时间被偏转至所述第一区域，以及在第二时间被偏转至所述第二区域。

3.权利要求2所述的成像系统，所述焦斑轨道的第一区域和焦斑轨道的第二区域是分离的。

4.权利要求3所述的成像系统，所述第一区域沿着所述轴向方向偏离第二区域第一单位距离。

5.权利要求3所述的成像系统，所述第一区域沿着所述轴向方向偏离第二区域第二单位距离。

6.权利要求1所述的成像系统，所述轴向方向沿着所述旋转靶面的旋转轴方向。

7.权利要求1所述的成像系统，所述偏转装置包括偏转电极或者一个电力装置，所述偏转电极或者电力装置包括沿着与轴向方向垂直的方向的彼此分开的两个部分，并且至少部分所述X射线管在所述两个部分之间。

8.权利要求1所述的成像系统，进一步包括一个用于吸收阳极产生热量的冷却装置。

9.一种成像方法，包括：

从一个阴极向一个旋转靶面的焦斑轨道发射电子束，所述电子束落在所述焦斑轨道的第一区域；

将所述电子束偏转至所述焦斑轨道的第二区域，所述焦斑轨道的第一区域和焦斑轨道的第二区域是分离的；

将所述电子束偏转回到所述焦斑轨道的第一区域；以及

响应于所述电子束落在所述焦斑轨道的第一区域或者所述焦斑轨道的第二区域，所述第一区域或第二区域产生X射线。

10.权利要求9所述的成像方法，所述电子束偏转是通过控制一个磁场或/和电场来实现的。