JP2009059695A - 三点偏向を用いた焦点スポット温度の低減 - Google Patents

三点偏向を用いた焦点スポット温度の低減 Download PDF

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Abstract

【課題】X線源の最適性能基準について妥協することなくターゲット・アノードの焦点軌道に沿った焦点スポット温度を低下させる。
【解決手段】X線管(12)が、焦点軌道(63)を含むアノード(56)と、焦点軌道(63)の焦点スポット(65)に向かって電子ビーム(98)を放出するように構成されているカソード・アセンブリ(60)とを含んでいる。X線管(12)はまた、複数の焦点(104)の間で、焦点軌道(63)に対する接線方向に電子ビーム(98)を揺動させるように構成されている制御器(66)を含んでいる。複数の焦点(104)は、一対の境界焦点(108、110)によって画定される少なくとも1個の焦点(106)を含んでいる。制御器(66)はさらに、予め決められた時間量にわたって上述の少なくとも1個の焦点(106)から離隔する電子ビーム(98)の揺動を遅延させるように構成されている。
【選択図】図2

Description

本発明は一般的には、X線イメージング・システムに関する。さらに具体的には、本発明は、撮像用管の内部のターゲットに対して焦点スポット配置を調節するシステム及び方法に関する。
従来のX線イメージング・システムは、X線源及び検出器アレイを含んでいる。X線は、X線源によって発生されて、対象を透過し、検出器アレイによって検出される。検出器アレイによって発生される電気信号は、対象のX線画像を再構成するように調整される。
計算機式断層写真法(CT)イメージング・システムでは、X線源は、ファン形状(扇形)のビームを患者又は手荷物のような被検体又は対象に向かって放出する。本書では以下、「被検体」及び「対象」との用語は、画像化されることが可能な任意の物体を含むものとする。ビームは、被検体によって減弱された後に、放射線検出器のアレイに入射する。検出器アレイによって受光される減弱後のビーム放射線の強度は典型的には、被検体によるX線ビームの減弱に依存する。検出器アレイの各々の検出器素子が、各々の検出器素子によって受光される減弱後のビームを示す別個の電気信号を発生する。これらの電気信号はデータ処理システムへ伝送されて解析され、最終的に画像を形成する。
一般的には、X線源及び検出器アレイは、撮像平面の内部で被検体の周りでガントリを巡って回転する。X線源は典型的には、焦点においてX線ビームを放出するX線管を含んでいる。X線を発生するために、カソードとアノードとの間の真空ギャップに跨がって約150kVの大電圧電位を生成して、電子ビームの形態にある電子をカソードからアノードのターゲット部分に向かって放出させる。電子の放出時には、カソードの内部に収容されているフィラメントを、内部に電流を流すことにより熱して白熱させる。電子は高電圧電位によって加速されて焦点スポットにおいてターゲットに衝突し、これにより急減速されて約90°の衝突角度αに向けられ、CT管壁を通してX線を放出する。
カソード又は電子発生源は典型的には、コイル型タングステン線であって、2600℃に近い温度まで加熱される。電子は、カソードとアノードとの間に印加される電場によって加速される。現行のCT装置用に設計されている高出力X線管内に設けられているアノードはタングステン製ターゲットであって、約120Hz以上の角速度で回転するターゲット面を有する。
焦点スポットは、関連する位置をアノードの表面に有しており、この位置をしばしば焦点軌道と呼ぶ。焦点スポット位置は、CTシステムにおける変調伝達関数(MTF)を改善するのに用いられる二重サンプリング手法を実行するために、X線撮像用管の内部で制御式で平行移動させられる。二重サンプリングは従来のイメージング・システムでは、X線管の内部での偏向コイル又は偏向板の利用を介して機械的な運動を伴わずに電子的にターゲット又はアノードの表面において焦点スポット配置を調節することにより達成されている。偏向コイル及び偏向板は、局所的な磁場又は静電場のいずれかを生成することにより、電子ビームを偏向させる。
米国特許第6181771号 米国特許第6968039号
二重サンプリングを実行するために、焦点スポットは一般的には、ターゲットの2箇所の間で焦点軌道に対する接線方向に揺動させられる。この二点揺動は、得られるCT画像の画質及び分解能を大幅に高めることができるが、アノードの焦点軌道に沿って莫大な熱を発生する。この焦点スポットの揺動によって発生される焦点軌道での熱の蓄積は3000℃を上回る温度を生じ、これにより、例えば焦点軌道の溶融によるX線管性能及びピークパワー性能の低下、高電圧でのX線管の不安定性、又は早期放射線出力低下等を招き得る。
焦点スポットにおいて発生される熱は、焦点スポットの寸法、揺動の方向、並びに二点の間の移行時間及び/又は偏向距離のような多くの要因に依存する。このようなものとして、従来技術では二点揺動によって発生される上述の極めて高い焦点スポット温度を低下させる試みとして様々な方法が用いられている。高い焦点スポット温度から帰結する負の効果を克服するために、多くの現行の設計はX線を発生する出力レベルを大幅に低下させている。他の設計では、ターゲット回転速度を速める、焦点スポット寸法を拡大する、揺動時に二点の間での偏向移行時間を長くする、又はX線管の出力性能を低下させる等によって、焦点軌道での焦点スポット温度を低下させることを試みている。
従って、X線源の最適性能基準について妥協することなくターゲット・アノードの焦点軌道に沿った焦点スポット温度を低下させることが必要とされている。すなわち、X線を発生するための出力レベルを低下させる、ターゲット回転速度を速める、焦点スポット寸法/スポット径を拡大する、又は偏向移行時間を長くするといった現行の関連する必要を伴わずにターゲット・アノードにおける焦点スポット温度を低下させる装置及び方法を設計することが望ましい。
本発明は、電磁エネルギ発生源を動作させて、焦点スポットを形成するための多点焦点パターンを含む電子ビーム揺動方式を提供する方法及び装置を提供することにより、以上に述べた問題点を克服する。
本発明の一観点によれば、X線管が、焦点軌道を含むアノードと、焦点軌道の焦点スポットに向かって電子ビームを放出するように構成されているカソード・アセンブリとを含んでいる。X線管はまた、一対の境界焦点によって画定される少なくとも1個の焦点を含む複数の焦点の間で、焦点軌道に対する接線方向に上述の電子ビームを揺動させるように構成されている制御器を含んでいる。制御器はさらに、予め決められた時間量にわたって上述の少なくとも1個の焦点から離隔する電子ビームの揺動を遅延させるように構成されている。
本発明のもう一つの観点によれば、電磁エネルギ発生源を動作させる方法が、X線をターゲットから放出させるように、カソードからターゲットの焦点スポットまでビーム経路に沿って電子ビームを放出するステップを含んでいる。この方法はまた、焦点スポット範囲内でターゲットの焦点スポットを変位させるために電子ビームを非対称にバイアス(偏圧)するステップを含んでおり、この非対称にバイアスするステップはさらに、焦点スポット範囲の第一の端部に配置された第一の焦点まで電子ビームをバイアスするステップを含んでいる。非対称にバイアスするステップはさらに、第一の焦点から第二の焦点まで電子ビームをバイアスするステップを含んでおり、第二の焦点は、第一の焦点と焦点スポット範囲の第二の端部に配置された第三の焦点との間に配置され、電子ビームは、所定の滞留時間にわたって第二の焦点に静止する。非対称にバイアスするステップはさらにまた、第二の焦点から第三の焦点まで電子ビームをバイアスするステップを含んでいる。
本発明のさらにもう一つの観点によれば、X線源が、真空筐体(エンクロージャ)と、真空筐体の内部に配設された回転式アノードと、真空筐体の内部に配設されており電子ビームを回転式アノードの焦点スポットへ放出するカソード・アセンブリとを含んでおり、カソード・アセンブリは、電子ビームを非対称にバイアスするように構成されている操舵(ステアリング)電極を含んでいる。X線源はまた、操舵電極を制御して偏向範囲内の多点焦点スポット・パターンとして回転式アノードにおいて電子ビームを偏向させるように構成されている制御ユニットを含んでおり、多点焦点スポット・パターンは、偏向範囲の両端の間に配置された静止焦点を含んでおり、制御ユニットはさらに、操舵電極を制御して、所望の時間にわたって電子ビームの偏向を静止焦点に保つように構成されている。
本発明のその他様々な特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかとなろう。
図面は、発明を実施するために現状で思量される一つの好適実施形態を示す。
図1は、原画像データを取得すること、並びに表示及び/又は解析用に画像データを処理することの両方を本発明に従って行なうように設計されているイメージング・システム10の一実施形態のブロック図である。当業者には、本発明がX線システム又はマンモグラフィ・システムのようにX線管を実装した多くの医用イメージング・システムに適用され得ることが認められよう。所定の容積についての画像三次元データを取得する計算機式断層写真法システム及びディジタル・ラジオグラフィ・システムのような他のイメージング・システムも本発明の恩恵を享受する。X線システム10についての以下の議論は一つのかかる具現化形態の一例であるに過ぎず、モダリティに関して制限するものではない。
図1に示すように、X線システム10は、対象16を通してX線ビーム14を投射するように構成されているX線源12を含んでいる。対象16は、人体被検体、手荷物、又は他の走査したい対象を含み得る。X線源12は、典型的には30keV〜200keVにわたるエネルギのスペクトルを有するX線を発生する従来のX線管であってよい。X線は対象14を透過して、対象によって減弱された後に検出器アレイ18に入射する。検出器アレイ18の各々の検出器が、入射したX線ビームの強度従って対象16を透過するときに減弱したビームを表わすアナログ電気信号を発生する。一実施形態では、検出器アレイ18はシンチレーション方式の検出器であるが、直接変換型検出器(例えばCZT検出器等)を具現化し得ることも思量される。
プロセッサ20が検出器アレイ18からアナログ電気信号を受け取って、走査されている対象16に対応する画像を形成する。コンピュータ22がプロセッサ20と交信して、操作者が操作コンソール24を用いて走査パラメータを制御し形成された画像を観察することを可能にする。すなわち、操作コンソール24は、キーボード、マウス、音声作動式制御器、又は操作者がX線システム10を制御して再構成画像又はコンピュータ22からのその他データを表示ユニット26において観察することを可能にするその他任意の適当な入力装置のような何らかの形態の操作者インタフェイスを含んでいる。加えて、コンソール24は、操作者が形成された画像をハード・ドライブ、フロッピィ・ディスク及びコンパクト・ディスク等を含み得る記憶装置28に記憶させることを可能にする。操作者はまた、コンソール24を用いて、電力信号及びタイミング信号をX線源12に供給する線源制御器30を制御する指令及び命令をコンピュータ22に与えることができる。
図2は、X線管の形態にあるX線源12の断面図を示す。X線管12は、内部に放射線放出路52を形成したハウジング50(すなわち真空筐体)を含んでいる。ハウジング50は真空54を封入しており、アノード56(すなわちターゲット)、軸受けアセンブリ58、カソード・アセンブリ60、及び回転子62を収容している。固定子61が回転子62を駆動し、回転子62がアノード56を回転駆動させる。一実施形態では、X線管12はまた、ハウジング50に固着されておりX線管12を計算機式断層写真法(CT)システムの回転式ガントリ(図示されていない)に取り付けるように構成されている装着機構67(例えばブラケット)を含んでいる。
カソード・アセンブリ60は、電子ビームの形態にある電子を発生して真空54を横断して放出し、電子ビームは、焦点スポット65を形成しているアノード56の焦点軌道63へ向かう。電子によるアノード56の過熱を回避するために、アノード56は、例えば90Hz〜250Hzの高速で中心線64の周りを回転する。X線14は、例えばCT応用の場合には6万ボルト以上の電位差を介して電子がカソード・アセンブリ60からアノード56へ向かうにつれて急減速されるときに発生される。X線14は、放射線放出路52を通って、図2の検出器アレイ18のような検出器アレイに向かって放出される。
また、制御器66(すなわち制御ユニット)が、X線管12の一部として含まれる。制御器66は好ましくは、中央処理ユニット、メモリ(RAM及び/又はROM)、並びに付設の入出力バスを有するコンピュータのようなマイクロプロセッサ型のものである。制御器66は、線源制御器30(図1に示す)の一部であってもよいし、図示のような独立型制御器であってもよい。以下で改めて詳述するように、制御器66は、電力信号及びタイミング信号をX線管12の各構成要素に供給して、これら構成要素の動作を制御する。
図3には、本発明の一実施形態によるカソード・アセンブリ60の遠近図を示す。カソード・アセンブリ60は、放出器74の第一の側72に電気的に配設された前面部材70を含むことができ、また放出器74の第二の側78に電気的に配設された背面部材76を含んでいる。前面部材70は、内部に結合された開口80を有する。放出器74は、電子ビームを焦点スポット65に向けて放出する。開口80及び背面部材76は、ビームを焦点スポット65(図2に示す)に対して整形して収束させるように、異なるようにバイアスされる。偏向電極82(すなわち操舵電極)が、電極対として示されており、背面部材76と前面部材70との間に電気的に配設されている。偏向電極82は、アノード56(図2に示す)における焦点スポットの配置を調節する。尚、図示のように、カソード・アセンブリ60は対称に設計されていることを特記しておく。カソード・アセンブリ60の対称型設計は単純化及び電子ビーム整形のためには望ましいが、本発明の要件ではない。
カソード・アセンブリ60はまた、前面部材70、背面部材76及び偏向電極82を分離する多数の隔離体を含んでいる。第一の側方操舵電極絶縁体84が、前面部材70と第一の側方操舵電極86との間に結合され、第二の側方操舵電極絶縁体88が、前面部材70と第二の側方操舵電極90との間に結合され得る。第一の絶縁体84及び第二の絶縁体88は、前面部材70から偏向電極82を隔離している。一対の背面絶縁体92が、偏向電極82と背面部材76との間に結合されて、背面部材76から偏向電極82を隔離している。一対のフィラメント絶縁体94が、放出器電極96に結合されて、放出器74を背面部材76から隔離された電位に保つ。言うまでもなく、偏向電極82並びに絶縁体84、86、88及び92は様々な位置に位置していてよいし、様々な組み合わせで用いられてよい。
図4には、本発明の一実施形態によるカソード・アセンブリ60及びアノード56の模式図が示されている。カソード・アセンブリ60及びアノード56は、間に双極子場97を生成する。放出器74は、前面部材70の開口80を通して双極子場97を横断して焦点軌道63の焦点スポット65へ電子ビーム98を放出する。電子ビーム98は、放出器74及び開口80の中心を通って延在する放出器中心線100に関して対称であってよい。焦点スポット位置調節時すなわち揺動時に、偏向電極82は非対称にバイアスされて、アノード56の焦点スポット65の位置を焦点軌道63に対する接線方向に調節することができる。例えば、偏向電極82は非対称にバイアスされて、図示のように焦点スポット65を放出器中心線100の左側又は右側に変位させることができる。偏向電極82に印加されるバイアス電圧は、特定の応用に依存する。揺動時には、偏向電極82のバイアス電圧は典型的には、放出器74のバイアス電圧に比較して電極の一方の側では小さく反対側では大きい。偏向電極82のバイアス電圧は、背面部材76のバイアス電圧よりも大きい。
制御器66は、放出器74、偏向電極82、並びに前面部材70及び背面部材76を含めたカソード・アセンブリ60の様々な構成要素に印加されるバイアス電圧を監視して調節するように構成される。制御器66によって偏向電極82に印加されるバイアス電圧は、アノード56の所望の焦点スポット65への電子ビーム98の偏向を制御する。偏向範囲102が、偏向電極82に非対称に印加されるバイアス電圧の最大差によって決定される。さらに正確に述べると、電子ビーム98、及び焦点軌道63に形成される関連する焦点スポット65は、放出器中心線100から第一の偏向電極対第二の偏向電極に印加される最大非対称バイアス電圧に基づいていずれかの方向に最大距離だけ偏向する。
焦点軌道63に沿った温度及び焦点スポット65における温度を最低限に抑える試みとして、制御器66は、偏向電極82を制御して電子ビーム98を偏向させて、一対の境界焦点108、110によって画定される少なくとも1個の焦点106を含む偏向範囲102(すなわち焦点スポット範囲)の範囲内で焦点軌道63に多点焦点スポット・パターン104を生成するように構成される(すなわちプログラムされる)。多点焦点スポット・パターン104は、標準的な二点揺動と比較して電子ビーム98の揺動時に焦点軌道63の改善された冷却が生ずることを可能にする。すなわち、電子ビームは、標準的な二点揺動パターンでは焦点スポット範囲の全長にわたってアノードの回転の方向に一致した方向に連続して偏向することが可能であるので、この連続した偏向が中断される多点焦点スポット・パターンと比較して大きい熱を焦点スポットに蓄積させる。
多点焦点スポット・パターンによって提供される改善された冷却の説明として、図5は、二点揺動方式109を例えば三点揺動方式111と比較して、焦点スポットの温度の測定を時間の関数として示す。例えば、100kWで動作しているX線管について、二点揺動方式109は指数関数的温度上昇を生じ、焦点スポットに3000℃の最高温度を存在させる。しかしながら、三点揺動方式111の場合には、焦点において経験される温度は最高2747℃まで低下する。図示のように、三点揺動方式111が最高温度を低下させて、偏向範囲内の電子ビームの偏向時の焦点スポット温度の若干の低下を生ずる。この偏向時の温度低下及び焦点スポットでの相対的に低い最高温度は、多点焦点スポット・パターンに存在するビーム偏向の中断に起因する。
図4に戻り、本発明の一実施形態では、三点焦点スポット・パターン104が用いられる。第一の焦点又は初期焦点108が、焦点スポット範囲102の第一の端部を形成する。第二の焦点又は中心焦点106が、第一の焦点108から、アノード56の回転の方向112に一致した方向(すなわち前方向)に離隔して配置されている。第二の焦点106は、第一の焦点108と、焦点スポット範囲102の第二の端部を形成する第三の焦点又は最終焦点110との間の中心点を形成するように配置される。このように、制御器66は、偏向電極82への電圧バイアスを制御することにより、第一、第二及び第三の焦点108、106、110の各々への電子ビーム98の偏向を制御するように構成される。
制御器66はまた、電子ビーム98が各々の画定された焦点から次の焦点まで移行するときの速度、及びこのときのパターンを決定するように構成される。すなわち、電子ビーム98が前方向112に偏向されているときに、制御器66は、ビームを中間焦点としての第二の焦点106まで偏向させた後に、続けて第三の焦点110まで偏向させる。次いで、制御器66は、電子ビーム98の偏向を偏向電極82によって制御して、ビームをアノード56の回転方向112に対する反対(すなわち戻り)方向114に偏向させる。反対方向114に偏向されているときに、制御器66は、電子ビーム98を第三の焦点110から第一の焦点108まで直接偏向させて第二の焦点106は通過させ、これに伴って電子ビーム98によって焦点軌道63に生ずる衝突温度及び焦点スポット温度は反対方向114への偏向時に低下する。
制御器66はさらに、選択された時間量にわたって電子ビーム98が焦点スポットに静止する滞留時間を設定するように構成される。一実施形態では、制御器66は、偏向が前方向112に生ずるときには電子ビーム98を第二の焦点106に保持するようにプログラムされる。予め決められた時間量にわたって静止焦点スポットを第二の焦点106に形成することにより、電子ビームが第三の焦点110まで直接偏向した場合に比較して焦点軌道63に沿った温度低下が達成される。予め選択された時間にわたって静止焦点スポットを第二の焦点106に保つ以外に、電子ビーム98を偏向させて、静止焦点スポットを所望に応じて第一の焦点108又は第三の焦点110のいずれかに形成するように制御器66をプログラムすることもできる。
第一、第二及び第三の焦点108、106、110の間での電子ビーム98の揺動及び偏向を制御することに加えて、制御器66が焦点スポット65の寸法を変化させ得ることも思量される。放出器74に印加されるバイアスと異なる可変バイアス電圧を前面部材70及び背面部材76に印加することにより、制御器66は、双極子場97を変化させて、電子ビーム98によってアノード56に形成される焦点スポット65の寸法を調節することができる。一実施形態では、制御器66は、第一、第二及び第三の焦点108、106、110の各々の間での電子ビーム98の移行時に焦点スポット65の寸法を増大させるように構成される。これらの移行時に焦点スポット65の寸法を増大させることにより、最適な焦点スポット寸法から変化させることによる画質への影響を伴わずに、焦点軌道63の温度の低下が可能になる。
以上に述べた制御器66及びカソード・アセンブリ60は、静電場によって電子ビーム98を偏向させるように動作するが、制御器66及びカソード・アセンブリ60はまた、他の手段によってビームを偏向させ得ることも思量される。すなわち、制御器66はまた、磁場を生成することにより電子ビーム98を偏向させる偏向板を内部に含むカソード・アセンブリと共に動作するように構成されてもよい。加えて、制御器66が、上述した三点焦点スポット・パターンよりも多い複数の焦点を設定するようにプログラムされ得ることも思量される。四点又は五点焦点スポット・パターンを具現化することもでき、この場合には、制御器66を、操作者の所望に応じてこれらの焦点パターンの範囲内の所望の数の点に静止点を形成するように構成する。
開示された方法及び装置の技術的な寄与は、電磁エネルギ発生源を動作させて、焦点スポットのための多点焦点パターンを含む揺動方式を生成する制御器具現化型の方法及び装置を提供することである。
従って、本発明の一実施形態によれば、X線管が、焦点軌道を含むアノードと、焦点軌道の焦点スポットに向かって電子ビームを放出するように構成されているカソード・アセンブリとを含んでいる。X線管はまた、一対の境界焦点によって画定される少なくとも1個の焦点を含む複数の焦点の間で、焦点軌道に対する接線方向に上述の電子ビームを揺動させるように構成されている制御器を含んでいる。制御器はさらに、予め決められた時間量にわたって上述の少なくとも1個の焦点から離隔する電子ビームの揺動を遅延させるように構成されている。
本発明のもう一つの実施形態によれば、電磁エネルギ発生源を動作させる方法が、X線をターゲットから放出させるように、カソードからターゲットの焦点スポットまでビーム経路に沿って電子ビームを放出するステップを含んでいる。この方法はまた、焦点スポット範囲内でターゲットの焦点スポットを変位させるために電子ビームを非対称にバイアスするステップを含んでおり、この非対称にバイアスするステップはさらに、焦点スポット範囲の第一の端部に配置された第一の焦点まで電子ビームをバイアスするステップを含んでいる。非対称にバイアスするステップはさらに、第一の焦点から第二の焦点まで電子ビームをバイアスするステップを含んでおり、第二の焦点は、第一の焦点と焦点スポット範囲の第二の端部に配置された第三の焦点との間に配置され、電子ビームは、所定の滞留時間にわたって第二の焦点に静止する。非対称にバイアスするステップはさらにまた、第二の焦点から第三の焦点まで電子ビームをバイアスするステップを含んでいる。
本発明のさらにもう一つの実施形態によれば、X線源が、真空筐体と、真空筐体の内部に配設された回転式アノードと、真空筐体の内部に配設されており電子ビームを回転式アノードの焦点スポットへ放出するカソード・アセンブリとを含んでおり、カソード・アセンブリは、電子ビームを非対称にバイアスするように構成されている操舵電極を含んでいる。X線源はまた、操舵電極を制御して偏向範囲内の多点焦点スポット・パターンとして回転式アノードにおいて電子ビームを偏向させるように構成されている制御ユニットを含んでおり、多点焦点スポット・パターンは、偏向範囲の両端の間に配置された静止焦点を含んでおり、制御ユニットはさらに、操舵電極を制御して、所望の時間にわたって電子ビームの偏向を静止焦点に保つように構成されている。
好適実施形態について本発明を説明しており、明示的に記載した以外の均等構成、代替構成及び改変が可能であり、特許請求の範囲内に含まれることを認められよう。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
X線イメージング・システムのブロック模式図である。 図1に示すシステムと共に利用可能なX線管の断面図である。 本発明の一実施形態による図2のX線管と共に利用可能なカソード・アセンブリの遠近図である。 本発明の一実施形態による多点焦点スポット・パターンを示すカソード・アセンブリ及びアノードの模式図である。 本発明の一実施形態による二点揺動方式対三点揺動方式についての焦点スポットにおける温度プロファイルのグラフ図である。
符号の説明
10 X線イメージング・システム
12 X線源
14 X線ビーム
16 対象
18 検出器アレイ
20 プロセッサ
22 コンピュータ
24 操作者コンソール
26 表示ユニット
28 記憶装置
50 ハウジング
52 放射線放出路
54 真空
56 アノード
58 軸受けアセンブリ
60 カソード・アセンブリ
61 固定子
62 回転子
63 焦点軌道
64 中心線
65 焦点スポット
66 制御器
67 装着機構
70 前面部材
72 第一の側
74 放出器
76 背面部材
78 第二の側
80 開口
82 偏向電極
84 第一の側方操舵電極絶縁体
86 第一の側方操舵電極
88 第二の側方操舵電極絶縁体
90 第二の側方操舵電極
92 背面絶縁体
94 フィラメント絶縁体
96 放出器電極
97 双極子場
98 電子ビーム
100 放出器中心線
102 偏向範囲
104 多点焦点スポット・パターン
106 焦点
108 境界焦点
109 二点揺動方式
110 境界焦点
111 三点揺動方式
112 回転方向
114 反対方向

Claims (10)

  1. 焦点軌道(63)を含むアノード(56)と、
    前記焦点軌道(63)の焦点スポット(65)に向かって電子ビーム(98)を放出するように構成されているカソード・アセンブリ(60)と、
    一対の境界焦点(108、110)により画定される少なくとも1個の焦点(106)を含む複数の焦点(104)の間で、前記焦点軌道(63)に対する接線方向に前記電子ビーム(98)を揺動させるように構成されている制御器(66)と
    を備えたX線管(12)であって、
    前記制御器(66)は、予め決められた時間量にわたって前記少なくとも1個の焦点(104)から離隔する前記電子ビーム(98)の揺動を遅延させるようにさらに構成されている、
    X線管(12)。
  2. 前記一対の境界焦点(108、110)は、初期焦点(108)及び最終焦点(110)をさらに含んでおり、前記少なくとも1個の焦点(106)は、前記初期焦点(108)と前記最終焦点(110)との間の中心の前記焦点軌道(65)の一点に位置する中心焦点(106)を含んでいる、請求項1に記載のX線管(12)。
  3. 前記制御器(66)は、偏向の方向が前記アノード(56)の回転方向(112)と同じであるときにのみ前記予め決められた時間量にわたって前記中心焦点(106)まで前記電子ビーム(98)を揺動させるようにさらに構成されている、請求項2に記載のX線管(12)。
  4. 前記制御器(66)は、前記アノード(56)の前記回転方向の反対の方向(114)に、前記中心焦点(106)に前記電子ビーム(98)を偏向させずに前記最終焦点(110)から前記初期焦点(108)まで直接前記電子ビーム(98)を揺動させるようにさらに構成されている、請求項2に記載のX線管(12)。
  5. 前記制御器(66)は、予め決められた時間量にわたって、前記電子ビーム(98)を前記初期焦点(108)及び前記最終焦点(110)まで偏向させる揺動信号を発生するようにさらに構成されている、請求項2に記載のX線管(12)。
  6. 前記カソード・アセンブリ(60)は、
    電子ビーム(98)を放出する放出器要素(74)と、
    前記放出器要素(74)と前記アノード(56)との間に電気的に配設されている一対の偏向電極(82)であって、当該偏向電極(82)の少なくとも一方がバイアスされたときに前記焦点軌道(63)における前記焦点スポット(65)の配置を調節する一対の偏向電極(82)と
    をさらに含んでいる、請求項1に記載のX線管(12)。
  7. 前記制御器(66)は、前記電子ビーム(98)を偏向させるために、前記一対の偏向電極(82)へ送られるバイアス電圧を制御するようにさらに構成されている、請求項6に記載のX線管(12)。
  8. 前記カソード・アセンブリ(60)は、前記電子ビーム(98)の形成に寄与するように前記放出器要素(74)に対して異なるようにバイアスされる前面部材(70)及び背面部材(76)をさらに含んでいる、請求項6に記載のX線管(12)。
  9. 前記制御器(66)は、前記焦点軌道(63)における前記焦点スポット(65)の寸法を制御するために、前記前面部材(70)及び前記背面部材(76)へ送られるバイアス電圧を制御するようにさらに構成されている、請求項8に記載のX線管(12)。
  10. 前記焦点スポット(65)の前記寸法は、前記初期焦点(108)から前記中心焦点(106)への前記電子ビーム(98)の移行時、前記中心焦点(106)から前記最終焦点(110)への前記電子ビーム(98)の移行時、及び前記最終焦点(110)から前記初期焦点(108)への前記電子ビーム(98)の移行時に増大させられる、請求項9に記載のX線管(12)。
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