JP2000040478A

JP2000040478A - Ｘ線管装置

Info

Publication number: JP2000040478A
Application number: JP10222448A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Seki; 善隆関; Koji Akita; 浩二秋田
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1998-07-23
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 2000-02-08

Abstract

(57)【要約】【課題】２つのスライスを同時に撮影できるＸ線ＣＴ
装置に適したＸ線管装置を提供する。【解決手段】回転陽極Ｘ線管では、焦点軌道面（４）
がほぼ平坦な円板状に形成されたターゲット（３）に対
向して、陰極の２個の集束電極（８，９）が配置され、
そのターゲット（３）上のベリリウム窓（１３）に近い
側と遠い側に２つの焦点（６，７）が形成される。Ｘ線
管は管容器内にて、回転陽極の中心軸（２）が管容器の
中心軸（２３）に対して傾き、かつ、２つの焦点（６，
７）からのＸ線（１０，１１）が管容器放射窓（１４）
から２つの平行Ｘ線ビームとして取り出せるような配置
で支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線ＣＴ装置に適
したＸ線管装置に係り、特に複数スライスを同時に撮影
できるＸ線ＣＴ装置に適したＸ線管装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置においては、通常Ｘ線管装
置及びＸ線検出器がガントリに１台ずつ装着されて、画
像診断が行われている。最近、Ｘ線ＣＴ装置の診断効率
を高めるために、被検体への１回のＸ線照射によって、
多くのスライス画像を得る技術が行われている。この技
術は、Ｘ線管装置及びＸ線検出器が取り付けられている
ガントリを回転させながら、Ｘ線を連続して２０〜６０
秒間照射することによって、複数のスライス画像を得る
ものである。しかし、現在の１スライスによる画像再構
成法では、頭頂部のように、特に高い勾配を有する部分
において、アーチファクトが発生しやすいという問題が
ある。この問題は、上記のような部分においては被検体
を透過したＸ線の線量分布が急勾配で変化していること
に起因して発生している。

【０００３】上記の問題を解決するため、一例として、
Ｘ線検出器側に検出器を２台平行に並べて配置する方法
が採用されている。この方法については、一例が特開平
５−１８４５６３号公報が開示されている。この方法で
は、２台の検出器によって同時に２スライスの画像情報
を得ることができる。この方法を頭頂部に適用した場
合、２スライスの画像情報から頭頂部などの勾配を認識
し、線量などの補正を行うことにより、アーチファクト
の抑制を行うことができる。

【０００４】上記解決方法の一つとして、１台のＸ線管
装置と２台のＸ線検出器との組合せでＸ線照射を行った
場合、スライス軸方向のＸ線量分布を見ると、１台のＸ
線管装置から放射されたＸ線は２台のＸ線検出器に対し
スライス厚さが広がったように扇型の分布で入射する。
このため、スライス軸方向のＸ線は検出器素子の長手方
向に対し斜めに入射する部分が多くなり、固体検出器の
如く感度の良い検出器を用いた場合、再構成画像にアー
チファクトが生じてしまうという問題があった。このこ
とから、平行に並べて配置した２台のＸ線検出器に対し
ては、それぞれのＸ線検出器にＸ線が垂直に入射するよ
うにすることが必要であり、現状では２台のＸ線検出器
それぞれにＸ線源を対応させる必要がある。２個のＸ線
源を用意するためには２台のＸ線管装置が必要となる
が、Ｘ線ＣＴ装置に２台のＸ線管装置を搭載することは
搭載スペース上の制約やコスト上昇の問題があり、効率
的でない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した如く、２
台のＸ線検出器に組み合わせるために２台のＸ線管装置
を配置することはＸ線ＣＴ装置への搭載スペースやコス
トの面で問題がある。このため、本発明では、２台のＸ
線検出器に対応する２個のＸ線源を具備するＸ線管装置
を実現することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のＸ線管装置は、ターゲットを有する回転陽
極と、該ターゲットに対向して配置され、該ターゲット
上にＸ線源を形成するための電子線を放出する陰極と、
前記回転陽極と前記陰極とを真空気密に内包し、前記タ
ーゲットの周辺の側面に管球放射窓を有する外囲器とか
ら構成される回転陽極Ｘ線管を、管容器内に支持し、前
記Ｘ線源にて発生したＸ線を前記管容器に設けられた管
容器放射窓より外部に放射するＸ線管装置において、前
記回転陽極Ｘ線管の前記ターゲットの陰極対向面はほぼ
平坦な円板状に形成され、前記陰極は電子線を放出する
２個の集束電極を具備し、一方の集束電極は前記ターゲ
ット上の管球放射窓に近い側にＸ線源を形成するように
配置され、他方の集束電極は前記ターゲット上の管球放
射窓から遠い側にＸ線源を形成するように配置されてお
り、前記回転陽極Ｘ線管は前記回転陽極の中心軸が前記
管容器の中心軸に対して傾き、かつ前記２個のＸ線源か
らのＸ線が２つの平行なＸ線ビームとして前記管容器放
射窓より放射されるように前記管容器内に支持されてい
る（請求項１）。

【０００７】この構成では、Ｘ線管装置のＸ線放射方向
から見て２個のＸ線源が管容器中心軸方向に並んで配置
され、２つの平行なＸ線ビームを放射することが可能で
ある。従って、このＸ線管装置をＸ線ＣＴ装置のガント
リ上で２台のＸ線検出器と対向して配置し、２つの平行
なＸ線ビームが２台の平行に配列したＸ線検出器に入射
するように整列することにより、一度に２スライスの画
像データの収集が可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
に基づいて説明する。図１に本発明のＸ線管装置の一実
施例の基本構成を示す要部断面図を、図２に本発明のＸ
線管装置の一実施例の全体構成の概要を示す断面図を示
す。図１は、本発明のＸ線管装置の基本構成の要部を示
したもので、Ｘ線管装置はＸ線管装置の中心軸（管容器
軸）２３の方向に２つの焦点６，７を有する。図１にお
いて、Ｘ線管の中心軸（管軸）２と管容器軸２３とが角
度θだけ傾くように、Ｘ線管が管容器内に配置されてい
る。矢印で示したＸ線照射方向５は管容器軸２３とほぼ
直交するように配列されている。Ｘ線管は１つの陽極１
と２つの集束電極８，９を持つ陰極とから構成され、２
つの焦点６，７を有する。

【０００９】陽極１は回転陽極形のもので、ほぼ円板状
の焦点軌道面４を有するターゲット３を具備し、その軸
（管軸に同じ）２が管容器軸２３に対し角度θだけ傾く
ように配列されている。その結果、ターゲット３の焦点
軌道面４も同じ角度θだけ傾くことになる。陰極の２つ
の集束電極８，９は、Ｘ線照射方向５から見て、同じ方
向に配列され、その結果、ターゲット３の焦点軌道面４
に形成される焦点６，７もＸ線照射方向５から見て同じ
方向に形成される。２つの焦点６，７から放射されたＸ
線は外囲器１２の側面に設けられたベリリウム窓（管球
放射窓）１３を通過して、Ｘ線管の外部に放射される。

【００１０】２つの焦点は、ベリリウム窓１３に遠い側
の第１焦点６とベリリウム窓１３に近い側の第２焦点７
とから成る。第１焦点６は対向して配置された第１集束
電極８のフィラメントから放出された電子線によって形
成され、第２焦点７は同様に第２集束電極９から放出さ
れた電子線によって形成される。図示の例では、第１の
焦点６と第２焦点７とは同一の焦点軌道面４上にある
が、別々の焦点軌道面上にあってもよい。

【００１１】第１焦点６と第２焦点７から放射されたＸ
線は、ベリリウム窓１３を通過後、Ｘ線管装置の管容器
放射窓１４及びスリット１５と、Ｘ線管装置の外部に設
けられたコリメータ３１の２つの穴３２を通過すること
により、第１Ｘ線ビーム１０と第２Ｘ線ビーム１１を形
成する。両Ｘ線ビーム１０と１１とは、被検体を透過
後、２台のＸ線検出器に入射することになるので、両Ｘ
線ビーム１０と１１との間隔Ｄは、平行に配列された２
台のＸ線検出器の間隔に等しくするのがよい。このた
め、この間隔Ｄは、１５〜４５ｍｍの寸法に設定され
る。

【００１２】本実施例について数値例を上げると、ター
ゲット３の外径を１４０ｍｍ，焦点軌道の直径を１２０
ｍｍ，傾き角度θを約１０°とした場合、第１Ｘ線ビー
ム１０と第２Ｘ線ビーム１１との間隔Ｄは約２０ｍｍと
なる。また、上記の間隔Ｄを大きくしたい場合には、傾
き角度θを大きくするとか、ターゲツト３の外径を大き
くするとかすればよい。

【００１３】本発明のＸ線管において、ターゲット３の
焦点軌道面４は円板状であるが、Ｘ線照射方向５に対し
て平行ではなく、角度θだけ傾けてあるので、Ｘ線照射
方向５へのＸ線の取り出しは十分に行うことができる。
ターゲット３の焦点軌道面４の耐負荷性は、焦点６，７
の大きさに依存する。大線量を取り出したい場合には第
１焦点６と第２焦点７の焦点軌道を別々にすることによ
り耐負荷性を向上することができる。この場合、第１焦
点６と第２焦点７の間隔Ｄは若干小さくなる。

【００１４】ベリリウム窓１３に近い側の第２焦点７と
第２集束電極９との間の距離は従来のＸ線管より長目に
設定する必要がある。ベリリウム窓１３から遠い側の第
１焦点６からのＸ線が第２集束電極９の方向を経由して
外部に放射されるため、このＸ線を第２集束電極９が遮
ぎらないようにするためである。第１焦点６と第２焦点
７の間隔Ｄを１５ｍｍ以上にすることから、第２焦点７
と第２集束電極９との間隔は１５ｍｍ以上にする必要が
ある。第１焦点６と第１集束電極８との間隔について
は、特に広げる必要はなく、従来のＸ線管と同等でもよ
い。

【００１５】Ｘ線管装置でのＸ線の取り出し口となるベ
リリウム窓（管球放射窓）１３，管容器放射窓１４及び
スリット１５については、第１焦点６と第２焦点７から
のＸ線を有効に取り出すために、管容器軸２３の方向に
長目に形成されている。ベリリウム窓（管球放射窓）１
３については、例えば管容器軸２３の方向に長軸を有す
る楕円形にするとか、スペース的に余裕がある場合には
大きな円形にする。管容器放射窓１４についても同様で
ある。スリット１５については、２つの平行な扇状Ｘ線
ビームを形成するために、鉛板などの重金属板に２個の
平行な長方形の穴が設けられている。このスリット１５
の穴は、漏洩Ｘ線を遮蔽するのが主目的であるので、ス
リット１５の照射野は、コリメータ３１の穴３２の大き
さよりも大きくなるように形成されている。

【００１６】コリメータ３１はＸ線ＣＴ装置に取り付け
られており、このコリメータ３１によってＸ線管から放
射されたＸ線のうちの余分のＸ線は遮断され、コリメー
タ３１の２個の穴３２を通して、ほぼ平行な２本の扇状
Ｘ線ビーム１０，１１のみがＸ線ＣＴ装置のガントリに
照射される。２本のＸ線ビーム、すなわち、第１Ｘ線ビ
ーム１０と第２Ｘ線ビーム１１は間隔Ｄを保持して、被
検体を透過後、２台のＸ線検出器に入射され、検知され
る。

【００１７】図２は、本発明のＸ線管装置の一実施例の
全体構成の概要を示したものである。図２において、
Ｘ線管１６は、図１に示した構成のもので、円板状のタ
ーゲット３を有する陽極１と第１集束電極８と第２集束
電極９とを有する陰極１７を外囲器１２内に真空封入し
た構造をしている。このＸ線管１６は管軸２が管容器軸
２３に対し角度θだけ傾くようにＸ線管装置２６の管容
器１８内に取り付けられている。Ｘ線管１６の陰極側は
陰極側支持具２４にて、その陽極側は陽極側支持具２５
にて、それぞれ管容器１８の内壁に絶縁支持されてい
る。Ｘ線管１６の周囲には絶縁油１９を充填して絶縁し
ている。管容器１８の陰極側および陽極側には、陰極側
ケーブルレセプタクル２０および陽極側ケーブルレセプ
タクル２１が取り付けられ、これらを通して、Ｘ線管１
６の陰極１７および陽極１に高電圧が供給される。Ｘ線
管１６の陽極１の周囲には、陽極１を回転駆動するため
のステータ２２が配設されている。

【００１８】Ｘ線管１６の外囲器１２に取り付けられて
いる管球放射窓１３と、管容器１８に取り付けられる管
容器放射窓１４およびスリット１５とは、Ｘ線放射方向
５から見て、Ｘ線管１６の２つの焦点６，７の位置とス
リット１５の穴の位置との方向が一致するように位置合
わせが行われる。

【００１９】図３に本発明のＸ線管装置をＸ線ＣＴ装置
に取り付けたときの要部断面図を示す。図３はＸ線ＣＴ
装置のガントリの部分の断面図で、上側に本発明のＸ線
管装置２６が、下側に２台のＸ線検出器３０が示してあ
る。Ｘ線ＣＴ装置２７のガントリ２８には、回転軸２９
を中心にして対向する位置にＸ線管装置２６と２台のＸ
線検出器３０が取り付けられ、ガントリ２８がその回転
軸２９の周りを回転するとき、Ｘ線管装置２６とＸ線検
出器３０とは、回転軸２９の周りを回転する。Ｘ線ＣＴ
装置２７による検査時には、ガントリ２８内に被検体が
挿入され、ガントリ２８の回転によりＸ線管装置２６と
Ｘ線検出器３０とが被検体の周りを回転して、画像デー
タの収集が行われる。

【００２０】Ｘ線管装置２６の２つの焦点，第１焦点６
と第２の焦点７とから放射された２本のＸ線ビーム，第
１Ｘ線ビーム１０と第２Ｘ線ビーム１１とは、コリメー
タ３１の穴３２で２本の平行Ｘ線ビームとなり、被検体
を透過した後に、２台のＸ線検出器３０の第１Ｘ線検出
器３０Ａと第２Ｘ線検出器３０Ｂに入射する。コリメー
タ３１によって２本の平行Ｘ線ビームの幅は任意のスラ
イス厚さに絞られることになるが、Ｘ線管装置２６の２
つの焦点から放射された平行Ｘ線ビームであるため、２
台のＸ線検出器３０Ａ，３０Ｂの入射面にほぼ垂直に入
射することになる。

【００２１】この結果、１つの焦点から放射したＸ線ビ
ームを使用した場合のような、Ｘ線検出器３０の入射面
に斜めに入射するＸ線が格段に減少するので、高感度の
固体検出器を使用した場合でも、再構成画像にアーチフ
ァクトが生ずるという問題をなくすることができる。ま
た、頭頂部のように特に高い勾配を有する部分の撮影に
おいては、２スライスの画像データを用いて画像データ
の補正を行うことができるので、透過したＸ線の線量分
布の急勾配に基づくアーチファクトを低減することがで
きる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、１
台のＸ線管装置にて、２つのほぼ平行なＸ線ビームを発
生させることができるので、Ｘ線ＣＴ装置にて平行に並
べた２台のＸ線検出器と組み合わせて使用することによ
り、一度に２スライスの画像撮影が可能となる。この結
果、Ｘ線ＣＴ装置の診断効率が向上し、コスト低減に寄
与すると共に、頭頂部などの撮影の際には２スライスの
画像データに基づき画像の補正を行うことによりアーチ
ファクトを抑制することができ、鮮明な画像を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線管装置の一実施例の基本構成を示
す要部断面図。

【図２】本発明のＸ線管装置の一実施例の全体構成の概
要を示す断面図。

【図３】本発明のＸ線管装置をＸ線ＣＴ装置に取り付け
たときの要部断面図。

【符号の説明】

１陽極２Ｘ線管の中心軸（管軸）３ターゲット４焦点軌道面５Ｘ線照射方向６第１焦点７第２焦点８第１集束電極９第２集束電極１０第１Ｘ線ビーム１１第２Ｘ線ビーム１２外囲器１３ベリリウム窓（管球放射窓）１４管容器放射窓１５スリット１６Ｘ線管１７陰極１８管容器１９絶縁油２０陰極側ケーブルレセプタクル２１陽極側ケーブルレセプタクル２２ステータ２３Ｘ線管装置の中心軸（管容器軸）２４陰極側支持具２５陽極側支持具２６Ｘ線管装置２７Ｘ線ＣＴ装置２８ガントリ２９回転軸３０Ｘ線検出器３０Ａ第１Ｘ線検出器３０Ｂ第２Ｘ線検出器３１コリメータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ターゲットを有する回転陽極と、該ター
ゲットに対向して配置され、該ターゲット上にＸ線源を
形成するための電子線を放出する陰極と、前記回転陽極
と前記陰極とを真空気密に内包し、前記ターゲットの周
辺の側面に管球放射窓を有する外囲器とから構成される
回転陽極Ｘ線管を、管容器の内部に支持し、前記Ｘ線源
にて発生したＸ線を前記管容器に設けられた管容器放射
窓より外部に放射するＸ線管装置において、前記回転陽
極Ｘ線管の前記ターゲットの陰極対向面はほぼ平坦な円
板状に形成され、前記陰極は電子線を放出する２個の集
束電極を具備し、一方の集束電極は前記ターゲット上の
管球放射窓に近い側にＸ線源を形成するように配置さ
れ、他方の集束電極は前記ターゲット上の管球放射窓か
ら遠い側にＸ線源を形成するように配置されており、前
記回転陽極Ｘ線管は前記回転陽極の中心軸が前記管容器
の中心軸に対して傾き、かつ、前記２個のＸ線源からの
Ｘ線が２つの平行なＸ線ビームとして管容器放射窓より
放射されるように前記管容器内に支持されていることを
特徴とするＸ線管装置。