JP2007095631A - Ｘ線イメージ管 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線像の絞り寸法と視野寸法とが不一致でも画質が低下しないＸ線イメージ管を提供する。
【解決手段】陽極17の電子捕獲部23の内壁面を、視野外電子ｅの捕獲角度が４５゜以上の電子捕獲面24とする。入力部12でＸ線像から変換した電子像中の出力像の形成に寄与しない視野外電子ｅを電子捕獲面24で遮蔽できる。Ｘ線像の絞り寸法とＸ線イメージ管４の視野寸法とが不一致でも視野外電子ｅの陽極17内での弾性散乱を防止できる。陽極17からの不要な電子の発生を防止できる。視野外電子ｅにて生じるハーレーションを防止できる。出力部13で変換した出力像に基づく画質の低下を抑制できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力部にてＸ線像を変換した電子像を出力部で出力像に変換するＸ線イメージ管に関する。

一般に、この種のＸ線イメージ管は、入射するＸ線像を電子像に変換する入力部と、この電子像を加速集束する集束電極および陽極と、加速集束された電子像を可視光像に変換する出力部と、これら入力部、集束電極、陽極および出力部のそれぞれが収納された真空外囲器とで形成されている。そして、このＸ線イメージ管の出力部にＸ線画像を可視光像として出力させるための電子レンズ電界形成電圧を変更することによって、Ｘ線像を拡大できる。このとき、拡大視野寸法外の入力部の領域から発生する電子は、出力像の形成に寄与せず、陽極の内壁面に捕獲される(例えば、特許文献１参照。)。

そして、この種のＸ線イメージ管を使用する医療装置は、一般にＸ線像の拡大に伴いＸ線管のＸ線放射口の絞りが各視野寸法に設定されるため、Ｘ線像が拡大されても、拡大視野寸法外の入力部の領域から電子が発生すること無く、出力像の形成に寄与しない電子が陽極の内壁面で捕獲されることは無い。ところが、Ｘ線管のＸ線放射口絞り寸法がＸ線イメージ管の視野寸法より大きく設定される、例えばステレオＸ線管を適用した装置や、Ｘ線放射口絞り寸法が普通視野寸法固定の装置などでは、Ｘ線像の拡大時に拡大視野寸法外の入力部の領域から電子が発生し、この電子が陽極の内壁面に捕獲される。

このとき、この陽極の内壁面に対する電子軌道の角度が、例えば５度などの低角度で電子が陽極の内壁面にあたると、電子が弾性散乱を起こしＸ線像の不要電子となって出力面に捕獲される。この不要電子が出力面の被写体像部に捕獲されると、被写体の色合いが白っぽくなる。画像としては、不要電子の捕獲される位置によって、被写体の一部が白っぽい画像となってハーレーションを発生する。Ｘ線像の絞り寸法とイメージ管の視野寸法とが不一致となることにより、画質が低下する。
特開平９−２３１９２７号公報

上述のように、上記Ｘ線イメージ管の陽極の内壁面が、拡大視野外電子軌道に対して低角度形状である場合には、Ｘ線像の絞り寸法とＸ線イメージ管の視野寸法とが不一致となるときに、拡大視野寸法外の入力部の領域から発生した電子が陽極の内壁面で散乱され、不要電子となって出力面に捕獲され、画質を著しく低下させるという問題を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、Ｘ線像の絞り寸法と視野寸法とが不一致でも画質が低下しないＸ線イメージ管を提供することを目的とする。

本発明は、Ｘ線像を電子像に変換する入力部と、前記電子像を加速集束する複数の集束電極および陽極と、前記電子像を出力像に変換する出力部とこの出力部にて変換される前記電子像中の出力像の形成に寄与しない電子を遮蔽する遮蔽部とを具備したものである。

そして、入力部にてＸ線像から変換された電子像中の出力像の形成に寄与しない電子が遮蔽部にて遮蔽されるので、入力部にて電子像に変換されるＸ線像の絞り寸法とＸ線イメージ管の視野寸法とが不一致の場合でも、出力部にて変換された出力像に基づく画質が低下しない。

本発明によれば、入力部にてＸ線像から変換された電子像中の出力像の形成に寄与しない電子を遮蔽部で遮蔽できるので、入力部にて電子像に変換されるＸ線像の絞り寸法とＸ線イメージ管の視野寸法とが不一致の場合でも、出力部にて変換された出力像に基づく画質が低下しなくなる。

以下、本発明のＸ線イメージ管の第１の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１に示すように、１はＸ線撮影装置である。このＸ線撮影装置１は、モバイル性に優れており、人体などの被写体ＡのＸ線像を撮影して可視光像となる出力像を出力するものである。そして、このＸ線撮影装置１は、Ｘ線を発生させるＸ線管としてのＸ線発生器２を備えている。このＸ線発生器２は、このＸ線発生器２から発生させたＸ線を被写体Ａに照射させる。さらに、このＸ線発生器２と被写体Ａとの間には、Ｘ線発生器２にて発生させたＸ線の絞り寸法を調整して、このＸ線による視野寸法を設定するＸ線絞り装置３が設置されている。

そして、このＸ線絞り装置３にて絞り寸法が調整され被写体Ａを透過したＸ線像が照射される位置には、このＸ線像を電子像に変換してから出力像として出力させるＸ線イメージ管４が設置されている。このＸ線イメージ管４は、一端側が径大で他端側が径小に閉塞された円筒状の真空外囲器11を有している。この真空外囲器11は、径大側をＸ線絞り装置３およびＸ線発生器２側に向けた状態で、これらＸ線絞り装置３およびＸ線発生器２のそれぞれに対して同心状に設置されている。

また、この真空外囲器11の径大側には、入射するＸ線像を電子像に変換する入力部12が設けられている。さらに、この真空外囲器11の径小側には、電子像を出力像に変換して出力する出力部13が形成されている。

そして、この真空外囲器11内の入力部12と出力部13との間には、円筒状の第１の低電圧集束電極14と、円筒状の第２の低電圧集束電極15と、円筒状の高電圧集束電極16と、略円筒状の陽極17とが順次に同心状に配設されている。ここで、第１の低電圧集束電極14は、最も入力部12側に設けられている。また、第２の低電圧集束電極15は、第１の低電圧集束電極14より出力部13側に設けられており、この第１の低電圧集束電極14より小径な円筒状に形成されている。さらに、高電圧集束電極16は、第２の低電圧集束電極15より出力部13側に設けられており、この第２の低電圧集束電極15より小径な円筒状に形成されている。なお、これら第１の低電圧集束電極14、第２の低電圧集束電極15および高電圧集束電極16によって、集束電極群として電子レンズ18が構成されており、この電子レンズ18は、電子像を加速集束させて、この電子像の光電子のフォーカスを調整する。

さらに、陽極17は、高電圧集束電極16より出力部13側である、これら高電圧集束電極16と出力部13との間に設けられている。また、この陽極17は、高電圧集束電極16より小径であって、出力部13に略等しい円筒状に形成されている。さらに、この陽極17は、出力部13の一端面に対して所定の間隔を介して離間されて設けられている。

具体的に、この陽極17は、入力部12側から出力部13側に向けてテーパ状に拡開した本体部21を備えている。この本体部21の入力部12側である一端部には、入力部12側から出力部13側に向けてテーパ状に拡開した入射規制部22が一体的に形成されている。この入射規制部22は、本体部21の傾斜角度より大きな傾斜角度を有している。さらに、この本体部21の出力側である他端部には、出力部13側から入力部12側に向けてテーパ状に拡開した電子捕獲部23が形成されている。この電子捕獲部23は、入射規制部22の傾斜角度より大きな傾斜角度を有している。

ここで、この電子捕獲部23の内側面としての内壁面は、入力部にて変換された電子像中の出力像の形成に寄与しない電子である視野外電子ｅを遮断する遮蔽部としての電子捕獲面24として構成されている。すなわち、この電子捕獲面24は、入射する視野外電子ｅの弾性散乱を防止させて、陽極17からの不要な電子の発生を防止させる。言い換えると、この電子捕獲面24は、入力部12で発生し陽極17にて捕獲される視野外電子ｅを捕獲する捕獲面であるとともに、この視野外電子ｅを反射させにくい反射防止面である。さらに、この電子捕獲面24は、例えば４５゜以上の高角度で出力部近傍に視野外電子ｅが捕獲されるような形状に形成されている。すなわち、この電子捕獲面24は、視野外電子ｅの捕獲角度が少なくとも４５゜以上となるように構成されている。

次に、上記第１の実施の形態の動作について説明する。

まず、Ｘ線発生器２から発生させたＸ線の絞り寸法をＸ線絞り装置３にて調整して、このＸ線による視野寸法を調整する。

そして、このＸ線絞り装置３にて視野寸法が調整されたＸ線を被写体Ａに投影させて、このＸ線をＸ線像としてＸ線イメージ管４の入力部12に入力させる。

このとき、この入力部12に入力されたＸ線像は、この入力部12にて電子像に変換される。

そして、この入力部12で発生した電子像の光電子は、第１の低電圧集束電極14、第２の低電圧集束電極15および高電圧集束電極16にて電子レンズ18として加速集束されて、電子レンズ18の電界分布にしたがって移動するとともに、光電面を形成させて電子像のフォーカスが調整される。

この後、この電子レンズ18にて調整された電子像は、陽極17へと入射し、この電子像中の出力像の形成に寄与しない視野外電子ｅが陽極17の電子捕獲面24にて捕獲されてから、出力部13へと入力される。

そして、この陽極17の電子捕獲面24にて視野外電子ｅが捕獲された電子像は、出力部13にて出力像に変換されてから出力される。

上述したように、上記第１の実施の形態によれば、陽極17の出力部13側に位置する電子捕獲部23の内壁面を、視野外電子ｅの捕獲角度が少なくとも４５゜以上である電子捕獲面24としたことにより、入力部12にてＸ線像から変換された電子像中の出力像の形成に寄与しない視野外電子ｅを、陽極17の電子捕獲面24で捕獲して遮蔽できる。

したがって、入力部12にて電子像に変換されるＸ線像の絞り寸法とＸ線イメージ管４の視野寸法とが不一致の場合であっても、拡大視野寸法外の入力領域から発生した視野外電子ｅの陽極17内での弾性散乱を防止でき、この陽極17からの不要な電子の発生を防止できる。よって、この視野外電子ｅによって生じる出力像の一部が部分的に白っぽい画像となるハーレーションの発生を防止できるとともに、コントラストの低下を防止できるから、出力部13にて変換された出力像に基づく画質の低下を抑制できる。このため、画質を低下させない機能を有するＸ線イメージ管４を実現できる。

なお、上記第１の各実施の形態では、陽極17の電子捕獲部23の内壁面に設けた電子捕獲面24で、視野外電子ｅの弾性散乱を防止させて、陽極17からの不要な電子の発生を防止させる構成としたが、この電子捕獲面24を、電子像中の出力像の形成に寄与しない視野外電子ｅを積極的に反射させる反射面としても、電子像中の出力像の形成に寄与しない視野外電子ｅを電子捕獲面24で遮蔽できるから、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、図２に示す第２の実施の形態のように、Ｘ線イメージ管４の陽極17の内壁面に電子捕獲部として遮蔽部である出っ張り部25を設けて、この出っ張り部25にて視野外電子ｅを積極的に高角度で捕獲する構成とすることもできる。この出っ張り部25は、陽極17の本体部21の内周面としての内壁面に周方向に沿って取り付けられており、円環状に形成されている。すなわち、この出っ張り部25は、この出っ張り部25の外周縁を陽極17の本体部21の内壁面に一体的に接続されて、この本体部21の内側面に取り付けられている。さらに、この出っ張り部25は、陽極17の本体部21の入力部12寄りの位置に取り付けられている。また、この陽極17の本体部21の他端部は、出力部13に当接されて、この出力部13の内側面に接続されている。

したがって、上記第２の実施の形態の構成によれば、入力部12にてＸ線像から変換された電子像中の出力像の形成に寄与しない視野外電子ｅを、陽極17の出っ張り部25で捕獲して遮蔽できるから、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、従来の陽極17の本体部21の内側面に出っ張り部25を取り付けるだけで、視野外電子ｅを効率良く捕獲できるので、この視野外電子ｅを捕獲するための構成が簡略になるから、出力部13にて変換された出力像に基づく画質の低下をより簡単な構成で抑制できる。

さらに、図３に示す第３の実施の形態のように、陽極17の本体部21の内側面をコーティングして遮蔽部であるコーティング層26を形成して、このコーティング層26で視野外電子ｅを捕獲する構成とすることもできる。このコーティング層26は、例えば酸化クロムや窒化チタンなどの２次電子が発生しにくい２次電子発生抑制物質を陽極17の本体部21の内側面にコーティングして形成されている。このコーティング層26は、陽極17内で視野外電子ｅを低角度で捕獲して、この視野外電子ｅの弾性散乱をしにくくさせる。

したがって、上記第３の実施の形態によれば、入力部12にてＸ線像から変換された電子像中の出力像の形成に寄与しない視野外電子ｅを、陽極17のコーティング層26で捕獲して遮蔽できるから、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、従来の陽極17の形状を変化させることなく、この陽極17の内壁面に設けたコーティング層26で視野外電子ｅを捕獲できるので、この視野外電子ｅを捕獲するための構成が簡略になるから、出力部13にて変換された出力像に基づく画質の低下をより簡単な構成で確実に抑制できる。

なお、上記各実施の形態では、モバイル性に優れたＸ線撮影装置１に用いられるＸ線イメージ管４について説明したが、入射するＸ線像を電子像に変換してから出力像に変換して出力させるＸ線イメージ管４であれば、どのような構成のＸ線撮影装置１であっても対応させて用いることができる。

本発明のＸ線イメージ管の第１の実施の形態を示す説明図である。 本発明のＸ線イメージ管の第２の実施の形態を示す説明図である。 本発明のＸ線イメージ管の第３の実施の形態を示す説明図である。

符号の説明

４ Ｘ線イメージ管
12 入力部
13 出力部
14 集束電極としての第１の低電圧集束電極
15 集束電極としての第２の低電圧集束電極
16 集束電極としての高電圧集束電極
17 陽極
24 遮蔽部としての電子捕獲面
25 遮蔽部としての出っ張り部
26 遮蔽部としてのコーティング層

Claims (5)

1. Ｘ線像を電子像に変換する入力部と、
   前記電子像を加速集束する複数の集束電極および陽極と、
   前記電子像を出力像に変換する出力部と
   この出力部にて変換される前記電子像中の出力像の形成に寄与しない電子を遮蔽する遮蔽部と
   を具備したことを特徴としたＸ線イメージ管。
2. 遮蔽部は、反射により遮蔽する
   ことを特徴とした請求項１記載のＸ線イメージ管。
3. 遮蔽部は、電子像中の出力像の形成に寄与しない電子の捕獲角度が少なくとも４５゜以上である
   ことを特徴とした請求項２記載のＸ線イメージ管。
4. 遮蔽部は、電子像中の出力像の形成に寄与しない電子を反射させにくい
   ことを特徴とした請求項１記載のＸ線イメージ管。
5. 遮蔽部は、陽極の内側面に形成されたコーティング層である
   ことを特徴とした請求項２記載のＸ線イメージ管。

Images