发明内容

本发明所基于的目的在于，提出一种用于在空间上影响生成X射线辐射的X射线源的焦斑的方法、一种相关的X射线源、一种相关的系统以及一种相关的计算机程序产品，其中对抗由于内部和/或外部交互作用所产生的移动。

所述目的通过本发明的特征来实现。有利的设计方案在下面的说明书中描述。

根据本发明的用于在空间上影响生成X射线辐射的X射线源的焦斑的方法具有以下步骤：

-借助于电子发射器在阳极上产生焦斑，其中电子发射器具有对于发射电子可单独操控的多个发射器区段，

-确定所产生的焦斑的空间扩展和/或位置的至少一个实际值，

-将至少一个实际值与焦斑的预设的期望值进行比较，

-根据至少一个实际值与期望值的比较来操控发射器区段，使得至少一个实际值逼近期望值，由此在空间上影响生成X射线辐射的X射线源的焦斑。

所述方法是尤其有利的，因为通过至少一个实际值逼近期望值能够至少部分地补偿尤其由于内部和/或外部交互作用而引起的不期望的运动。所述逼近有利地能够通过操控电子发射器的发射器区段来实现。典型地，至少一个实际值与预设的期望值之间的差越小，图像质量就越好。

根据本发明的X射线源具有电子发射器和阳极。X射线源能够是固定阳极X射线源、旋转活塞X射线源或旋转阳极X射线源。典型地，X射线源具有X射线源壳体，在所述X射线源壳体中设置有抽真空的X射线管壳体。X射线源壳体能够具有位置固定的X射线源出射窗和/或液态的或气态的冷却介质。X射线源优选地构成用于临床成像或生产成像。临床成像尤其包括医学成像。生产成像尤其包括材料检查。

抽真空的X射线管壳体尤其包括阳极、电子发射器和/或内部空间，所述内部空间优选地具有高真空。在抽真空的X射线管壳体之内，典型地使所发射的电子从电子发射器朝向阳极加速。典型的加速电压处于40kV和150kV之间的范围内。X射线管壳体典型地具有金属和/或玻璃。

阳极典型地相对于旋转活塞X射线源或旋转阳极X射线源的旋转轴线是旋转对称的。阳极尤其具有钨、金和/或钼。阳极原则上能够与冷却体连接。冷却体例如能够构成为X射线管壳体的一部分。冷却体能够形成阳极的后侧，而电子射在阳极的前侧上。冷却体例如可借助于X射线源壳体的冷却介质冷却。冷却体例如能够通过如下方式冷却：尤其由于X射线源壳体的旋转在冷却体的表面上发生热交换。

典型地根据预设的期望值产生焦斑。期望值尤其预设焦斑的空间扩展和/或位置。空间扩展尤其包括形状和/或所述形状的尺寸。所述形状能够是圆、四边形和/或多边形。所述形状能够替选地或附加地包括半圆形的和/或直的区段。所述形状的尺寸尤其包括周长、面积、边长和/或直径。焦斑的位置尤其描述空间扩展的中点和/或边界点、和/或电子在焦斑中的分布的重心。

电子典型地在X射线源的运行期间射在阳极上。焦斑的产生尤其包括，电子在焦斑中射在阳极上。射中的电子典型地与阳极交互作用，使得生成X射线辐射。X射线辐射典型地在所产生的焦斑中生成。在旋转活塞X射线源或旋转阳极X射线源的实施方式中，焦斑典型地是在阳极上旋转对称的焦点轨迹的一部分和/或相对于旋转轴线分散。分散尤其意味着与参考点、例如旋转轴线相距大于0的半径或距离。焦斑典型地是时间可变的和/或关于在运行中可旋转的焦点轨迹是位置可变的。阳极在旋转活塞X射线源的实施方式中例如借助于紧固机构、尤其螺栓和/或焊接部位，或在旋转阳极X射线源的实施方式中借助于旋转轴承设置在X射线管壳体内。阳极典型地在旋转活塞X射线源的实施方式中随着X射线管壳体一起旋转。阳极和X射线管壳体在这种情况下尤其形成结构上固定地彼此连接的单元。

电子发射器能够中心地、例如在旋转轴线上设置，其中所发射的电子优选地借助偏转单元定向和/或聚焦到焦斑上。替选地，电子发射器尤其相对于焦斑设置成，使得所发射的电子优选地无需偏转单元就射在焦斑中。电子发射器能够在X射线管壳体内尤其相对于X射线源壳体基本上位置固定地支承，优选地在固定阳极X射线源和旋转阳极X射线源的实施方式中如此。电子发射器在旋转阳极X射线源的实施方式中在X射线管壳体内相对于旋转轴线和/或相对于X射线源壳体支承或设置成，使得电子发射器在X射线源的运行期间不随着阳极相对于X射线源壳体旋转。随着阳极旋转例如对抗固定单元。

发射器区段能够尤其在z或r方向上关于旋转轴线错开地、尤其并排地设置。电子尤其由对于发射电子可单独操控的多个发射器区段发射。多个发射器区段包括对于发射电子可单独操控的多个发射器区段。发射器区段的单独的可控制性尤其包括：例如通过调控单元尤其根据至少一个实际值与期望值的比较来单独地开关、例如接通或关断多个发射器区段中的至少一个发射器区段，使得至少一个实际值逼近期望值。接通能够分级地进行，以便能够调控电子流的强度。

电子发射器典型地构成为，使得根据预设的期望值以预期焦斑的空间扩展和/或位置的方式发射电子。这尤其意味着，优选地根据预设的期望值聚焦和/或定向地发射电子。因此，在这种情况下，有利地在X射线源中对此不设置偏转单元或聚焦单元。替选地或附加地，在X射线源中对此设有偏转单元或聚焦单元，使得电子如对于焦斑根据期望值预设的那样射在阳极上。

在X射线源的运行中，旋转活塞X射线源的X射线管壳体典型地旋转，与此同时，尤其X射线源壳体是位置固定的并且电子发射器是基本上位置固定的。替选地或附加地，在X射线源的运行中，阳极例如旋转。旋转是如下类型的交互作用：所述交互作用能够负面地影响焦斑的空间扩展和/或位置的至少一个实际值。至少一个实际值例如通过作用于阳极和/或电子发射器的由结构和/或机械引起的运动来影响。通过影响至少一个实际值，典型地焦斑运动和/或在预设的期望值与至少一个实际值之间的差变大或变小。由结构和/或机械引起的运动能够是晃动、振动和/或惯性运动，和/或典型地在X射线源的运行中出现。在X射线源的运行中出现的对至少一个实际值的影响典型地是不期望的。对焦斑的在空间上的影响尤其就此而言基于电子发射器的运动，因为焦斑典型地直接与所发射的电子相关。X射线辐射、尤其X射线辐射的质量典型地直接与焦斑的空间扩展和/或位置相关。焦斑和/或电子发射器和/或阳极的空间运动尤其在所有空间方向上是可能的。在X射线源的运行中电子发射器和/或阳极的由结构和/或机械引起的运动典型地传递给焦斑。

确定尤其包括：检测所产生的焦斑的空间扩展和/或位置的至少一个实际值。所确定的至少一个实际值尤其描述所产生的焦斑的瞬时空间扩展和/或瞬时位置。确定至少一个实际值尤其包括对所产生的焦斑的空间扩展和/或位置进行建模和/或计算。确定尤其在X射线源的调控单元中进行。优选地，能够以高于旋转活塞X射线源或旋转阳极X射线源的旋转频率的确定频率来确定至少一个实际值。确定频率能够低于旋转频率。确定频率优选地以因数10、有利地以因数100、特别有利地以因数1000高于旋转频率。确定频率优选地大于1Hz，有利地大于10Hz，特别有利地大于100Hz。

典型地，比较在X射线源的调控单元中进行。在比较时尤其确定比较结果，其中根据比较结果来操控发射器区段。特别有利地，在X射线源的运行中，至少一个实际值与预设的期望值相等。在这种情况下，至少一个实际值不必进一步逼近期望值。典型地，因此不在空间上影响焦斑。如果在至少一个实际值与预设的期望值之间的差大于零，则操控发射器区段，使得至少一个实际值逼近期望值。调控单元尤其构成用于操控发射器区段。发射器区段的单独的可控制性有利地能够实现，影响、优选地减小焦斑的基于电子发射器和/或阳极的运动的空间运动，其方式为：至少一个实际值逼近期望值。发射器区段的电子发射优选地可控制成，使得对焦斑的基于电子发射器和/或阳极的运动、尤其晃动、振动和/或惯性运动的空间运动进行影响。电子发射尤其可控制成，使得发射电子，以对抗运动，尤其晃动、振动和/或惯性运动。尤其地，对于发射电子可单独操控的多个发射器区段构成为，使得发射电子，以对抗电子发射器和/或阳极的运动，尤其晃动、振动和/或惯性运动。空间影响包括改变、尤其增大和优选减小。减小尤其对应于至少部分地补偿。通过影响焦斑优选地使焦斑稳定。

一个实施方式提出，在操控发射器区段时接通或关断至少一个发射器区段。单独开关尤其包括在如下时刻接通或关断多个发射器区段中的至少一个发射器区段，在所述时刻，多个发射器区段中的另一发射器区段接通。单独开关替选地或附加地尤其包括在如下另一时刻接通或关断多个发射器区段中的另一发射器区段，在所述另一时刻，多个发射器区段中的至少一个发射器区段接通。发射器区段的开关频率优选地高于旋转频率。

一个实施方式提出，在产生焦斑之前提供预设期望值的成像协议。期望值典型地是成像协议的一部分或由成像协议的至少一个成像参数预设。成像协议的期望值能够与另一成像协议的期望值不同。成像协议能够与另一成像协议在检查体积、动态和/或X射线剂量方面不同。成像协议典型地具有与焦斑中的电子速率相关联的管电流。管电流能够是随时间可变的和/或与预设的或最大的X射线剂量相关地，尤其与患者相关地可变的。例如，期望值能够与管电流、尤其管电流的强度相关。

一个实施方式提出，在操控发射器区段期间发射电子，并且基于焦斑中的电子生成X射线辐射，其中借助于X射线辐射检测至少一个衰减轮廓，并且其中利用至少一个衰减轮廓来重建图像。原则上可考虑，借助于在确定焦斑之前所生成的X射线辐射以及在操控发射器区段之后所生成的X射线辐射来发射至少一个衰减轮廓。根据比较结果，能够丢弃在确定至少一个实际值之前检测到的衰减轮廓。有利地，图像具有与另一传统的重建图像相比更高的质量，在所述另一传统的重建图像中，未在空间上影响焦斑。

一个实施方式提出，在比较之后根据至少一个实际值与期望值的比较，对人工神经网络的边缘和/或人工神经网络的边缘的权重进行适配调整。有利地，由此能够至少部分地减小、尤其避免另一实际值与更新的期望值的将来的偏差。例如，人工神经网络能够根据至少一个实际值与期望值的比较来操控发射器区段，使得至少一个实际值逼近期望值。人工神经网络典型地具有带有输入节点的输入层、带有输出节点的输出层以及带有中间节点的中间层，其中输出层经由中间层与输入层连接。连接例如能够经由输入节点、输出节点与中间节点之间的加权的边缘进行。通常并非所有节点相互间彼此连接。人工神经网络能够尤其是递归人工神经网络，其优选地构成用于连续学习。

一个实施方式提出，借助于传感器单元确定至少一个实际值。传感器单元例如能够是相机，尤其是热成像相机，和/或激光设备。替选地或附加地，传感器单元能够包括设置在电子的光路中或X射线辐射的光路中的传感器窗。传感器窗优选地具有电子或X射线辐射的低吸收。传感器窗优选地基本上对于电子或X射线辐射是透明的。传感器窗能够包括玻璃、塑料或织物。传感器单元能够包括电子探测器和/或X射线辐射探测器。传感器单元尤其与调控单元连接，以传递至少一个实际值。传感器单元能够是X射线源的一部分。

一个实施方式提出，确定至少一个实际值包括：检测所生成的X射线辐射，以及将检测到的所生成的X射线辐射换算成至少一个实际值。所述实施方式尤其在如下情况下是有利的：在焦斑中生成X射线辐射时，至少部分地出现至少一个实际值与预设的期望值的偏差，例如由于阳极的损坏和/或不规则。

一个实施方式提出，电子发射器是场效应发射器。场效应发射器尤其是分区段的场效应发射器，所述分区段的场效应发射器具有对于发射电子可单独操控的多个发射器区段。场效应发射器典型地基于硅或碳。场效应发射器通常具有用于发射电子的多个场效应发射器针。原则上可考虑，分区段的场效应发射器的每个区段仅仅具有单个场效应发射器针。典型地，分区段的场效应发射器的第一区段和/或第二区段至少具有多个场效应发射器针，使得X射线源的运行能够以大于等于0.1A/cm^2、优选地大于等于1A/cm^2、特别有利地大于等于10A/cm^2的电子流密度在至少1h、优选地100h、特别有利地10000h的运行持续时间中进行。分区段的场效应发射器能够是封闭的结构单元。分区段的场效应发射器的分区段能够根据笛卡尔坐标系或极坐标系构成。分区段的场效应发射器的分区段能够借助于场效应发射器的例如电的不可逆的物理布线实现，或借助于场效应发射器的优选地在场效应发射器的运行持续时间期间可变的逻辑布线实现或进行。场效应发射器例如能够具有两个层，即带有场效应发射器针的第一层以及带有物理布线或逻辑布线的第二层，其中布线预设分区段。至少一个区段的场效应发射器针的扩展和/或数量能够与多个场效应发射器区段的另一区段的场效应发射器针的扩展和/或数量不同。替选地，电子发射器能够是平面发射器或螺旋发射器或具有不同发射器类型的组合。

一个实施方式提出，发射器区段至少部分地在两个彼此正交的方向上设置。所述实施方式尤其是有利的，因为通过电子发射在多于一个方向上、例如在三个方向z、r的例如两个方向上相对于旋转轴线的可控制性能够减小焦斑的空间运动。所述实施方式特别有利地与上文的实施方式组合，其中电子发射器是分区段的场效应发射器。

根据本发明的系统具有X射线源和人工神经网络。人工神经网络能够是X射线源的一部分。

计算机程序产品能够是计算机程序或包括计算机程序。计算机程序产品尤其具有描绘根据本发明的方法步骤的程序代码机构。由此，能够定义和可重复地实施根据本发明的方法以及执行关于根据本发明的方法的转发的控制。计算机程序产品优选地配置成，使得调控单元能够借助于计算机程序产品实施根据本发明的方法步骤。程序代码机构能够尤其加载到调控单元的存储器中并且典型地借助于调控单元的处理器通过访问存储器来运行。当在调节单元中运行计算机程序产品、尤其程序代码机构时，能够典型地执行所述方法的所有根据本发明的实施方式。计算机程序产品例如存储在物理的计算机可读的介质上和/或以数字方式作为数据包储存在计算机网络中。计算机程序产品能够是物理的计算机可读的介质和/或计算机网络中的数据包。因此，本发明也能够基于物理的计算机可读的介质和/或计算机网络中的数据包。物理的计算机可读的介质通常可直接与调控单元连接，其方式例如为：将物理的计算机可读的介质置入到DVD驱动器中或插到USB端口中，由此调控单元能够尤其读取地访问物理的计算机可读的介质。数据包能够优选地从计算机网络中调用。计算机网络能够具有调控单元或借助于广域网(WAN)或(无线)局域网连接(WLAN或LAN)与调控单元间接连接。例如，计算机程序产品能够以数字的方式在计算机网络的存储位置处存储在云服务器上，借助于WAN经由因特网和/或借助于WLAN或LAN尤其通过调用下载链接而传输给调控单元，所述下载链接指向计算机程序产品的存储位置。

在描述设备时提到的特征、优点或替选的实施方式同样可转用于方法，并且反之亦然。换言之，针对方法的实施例能够借助设备的特征改进，并且反之亦然。根据本发明的设备尤其能够在方法中使用。