JP2012104392A - X-ray tube device and x-ray ct device - Google Patents

X-ray tube device and x-ray ct device Download PDF

Info

Publication number
JP2012104392A
JP2012104392A JP2010252416A JP2010252416A JP2012104392A JP 2012104392 A JP2012104392 A JP 2012104392A JP 2010252416 A JP2010252416 A JP 2010252416A JP 2010252416 A JP2010252416 A JP 2010252416A JP 2012104392 A JP2012104392 A JP 2012104392A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
ray tube
anode
tube apparatus
cathode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010252416A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Tsuburaya
喜明 円谷
Hiroshi Takano
博司 高野
Hironori Ueki
広則 植木
Hidefumi Okamura
秀文 岡村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corp filed Critical Hitachi Medical Corp
Priority to JP2010252416A priority Critical patent/JP2012104392A/en
Publication of JP2012104392A publication Critical patent/JP2012104392A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray tube device capable of improving cooling efficiency of the X-ray tube device having a plurality of X-ray generation points in a rotary shaft direction, and capable of preventing overheat in an X-ray tube, and to provide an X-ray CT device with the X-ray tube device mounted.SOLUTION: The X-ray tube device includes: a cathode for generating an electron beam; an anode for radiating an X-ray from X-ray generation points which are points irradiated with the electron beam; and an outer package for retaining the cathode and the anode in a vacuum atmosphere. The X-ray tube device has two pairs each including the cathode and the anode. The two anodes are disposed in such a manner that the rear sides of the surfaces having the X-ray generation points face each other. The X-ray tube device further includes a coolant channel to make a cooling medium flow between the two anodes.

Description

本発明はX線管装置及びX線CT(Computed Tomography)装置に関する。   The present invention relates to an X-ray tube apparatus and an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus.

X線CT装置とは、被検体にX線を照射するX線管装置と、被検体を透過したX線量を投影データとして検出するX線検出器と、を被検体の周囲で回転させることにより取得される複数角度からの投影データを用いて被検体の断層画像を再構成し、再構成された断層画像を表示するものである。X線CT装置で表示される画像は、被検体の中の臓器の形状を描写するものであり、画像診断に使用される。   An X-ray CT device is an X-ray tube device that irradiates a subject with X-rays, and an X-ray detector that detects X-ray dose transmitted through the subject as projection data by rotating the subject around the subject. The tomographic image of the subject is reconstructed using the acquired projection data from a plurality of angles, and the reconstructed tomographic image is displayed. The image displayed by the X-ray CT apparatus describes the shape of an organ in the subject and is used for diagnostic imaging.

近年のX線CT装置の開発では、1回転あたりの投影データ取得範囲を回転軸方向へ拡大するために、回転軸方向へのX線検出器の多列化が図られている。X線検出器の多列化にともない投影データ取得範囲は拡大されるものの、回転軸方向の端部のX線検出器列に近づくにつれて断層画像の面に対し傾いた投影データが取得されることとなる。断層画像の再構成に使用される投影データは、断層画像と同一の面上で取得されることが好ましく、断層画像の面に対して傾いた投影データは、いわゆるコーンビームアーチファクトの原因となり、画質劣化をもたらす。   In recent developments of X-ray CT apparatuses, in order to expand the projection data acquisition range per rotation in the direction of the rotation axis, multiple rows of X-ray detectors in the direction of the rotation axis have been attempted. Although the projection data acquisition range is expanded as the number of X-ray detectors increases, projection data that is tilted with respect to the plane of the tomographic image is acquired as it approaches the X-ray detector array at the end in the rotation axis direction. It becomes. The projection data used for the reconstruction of the tomographic image is preferably acquired on the same plane as the tomographic image, and the projection data tilted with respect to the plane of the tomographic image causes so-called cone beam artifacts, resulting in image quality. Causes deterioration.

そこで、特許文献1には、取得される投影データの傾きを極力小さくするために、X線検出器が多列化されたX線CT装置において、回転軸方向に複数のX線発生点を配置することが開示されている。特に特許文献1の図2には、X線発生点を表面に有する2枚の陽極が、X線発生点を有する面の裏側が対向するように配置されたX線管装置が開示されている。   Therefore, in Patent Document 1, in order to minimize the inclination of the acquired projection data, a plurality of X-ray generation points are arranged in the rotation axis direction in an X-ray CT apparatus in which X-ray detectors are arranged in multiple rows. Is disclosed. In particular, FIG. 2 of Patent Document 1 discloses an X-ray tube device in which two anodes having an X-ray generation point on the surface are arranged so that the back side of the surface having the X-ray generation point faces each other. .

特開2001-346791号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-346791

ところで、特許文献1の図2に開示されたX線管装置では、X線発生点からの発熱により2枚の陽極の間が高温となりやすい。X線管装置内の過熱はX線管装置に様々な弊害、例えば、陽極の回転軸の熱膨張によるX線発生点の位置ずれや、陽極の回転軸受に使用される固体潤滑材の過熱にともなう回転不良、をもたらす。   By the way, in the X-ray tube apparatus disclosed in FIG. 2 of Patent Document 1, the temperature between the two anodes tends to become high due to heat generated from the X-ray generation point. Overheating in the X-ray tube device has various adverse effects on the X-ray tube device, such as misalignment of the X-ray generation point due to thermal expansion of the rotating shaft of the anode and overheating of the solid lubricant used in the rotating shaft bearing of the anode. The resulting rotation failure.

しかしながら、特許文献1ではX線管装置の冷却に関して配慮はなされていない。   However, Patent Document 1 does not consider the cooling of the X-ray tube apparatus.

そこで本発明の目的は、回転軸方向に複数のX線発生点が配置されたX線管装置の冷却効率を向上させ、X線管内の過熱を防止できる構造のX線管装置を提供すること、及びそのX線管装置を搭載するX線CT装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an X-ray tube apparatus having a structure capable of improving the cooling efficiency of an X-ray tube apparatus in which a plurality of X-ray generation points are arranged in the rotation axis direction and preventing overheating in the X-ray tube. And an X-ray CT apparatus equipped with the X-ray tube apparatus.

上記目的を達成するために本発明は、X線発生点を表面に有する2枚の陽極が、X線発生点を有する面の裏側が対向するように配置されたX線管装置であって、2枚の陽極の間に冷却媒体を流すための冷媒流路が設けられている。   In order to achieve the above object, the present invention is an X-ray tube device in which two anodes having X-ray generation points on the surface are arranged so that the back side of the surface having the X-ray generation points faces each other. A coolant channel for flowing a cooling medium is provided between the two anodes.

具体的には、電子線を発生する陰極と、前記電子線が照射された点であるX線発生点からX線を放射する陽極と、前記陰極と前記陽極を真空雰囲気内に保持する外囲器と、を備えたX線管装置であって、前記陰極と前記陽極からなる対を2つ有し、2つの陽極はX線発生点を有する面の裏側が対向するように配置されており、2つの陽極の間に冷却媒体を流すための冷媒流路をさらに備えたことを特徴とするX線管装置である。   Specifically, a cathode that generates an electron beam, an anode that emits X-rays from an X-ray generation point that is the point irradiated with the electron beam, and an envelope that holds the cathode and the anode in a vacuum atmosphere An X-ray tube device comprising two pairs of the cathode and the anode, the two anodes being arranged so that the back side of the surface having the X-ray generation point faces each other The X-ray tube apparatus further includes a refrigerant flow path for flowing a cooling medium between the two anodes.

また、前記X線管装置と、前記X線管装置に対向配置され被検体を透過したX線を検出する多列型のX線検出器と、前記X線管装置と前記X線検出器を搭載し前記被検体の周囲を回転する回転円盤と、前記X線検出器により検出された複数角度からの透過X線量に基づき前記被検体の断層画像を再構成する画像再構成装置と、前記画像再構成装置により再構成された断層画像を表示する画像表示装置と、を備えたX線CT装置であって、前記X線管装置は2つのX線発生点が前記回転円盤の回転軸方向に並ぶように配置されたことを特徴とするX線CT装置である。   Further, the X-ray tube device, a multi-row X-ray detector that is disposed opposite to the X-ray tube device and detects X-rays transmitted through the subject, the X-ray tube device and the X-ray detector are provided. A rotating disk that is mounted and rotates around the subject, an image reconstruction device that reconstructs a tomographic image of the subject based on transmitted X-ray doses from a plurality of angles detected by the X-ray detector, and the image An X-ray CT apparatus comprising an image display device for displaying a tomographic image reconstructed by a reconstruction device, wherein the X-ray tube device has two X-ray generation points in the rotational axis direction of the rotating disk. An X-ray CT apparatus characterized by being arranged side by side.

本発明によれば、回転軸方向に複数のX線発生点が配置されたX線管装置の冷却効率を向上させ、X線管内の過熱を防止できる構造のX線管装置を提供すること、及びそのX線管装置を搭載するX線CT装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to improve the cooling efficiency of an X-ray tube device in which a plurality of X-ray generation points are arranged in the rotation axis direction, and to provide an X-ray tube device having a structure capable of preventing overheating in the X-ray tube, And an X-ray CT apparatus equipped with the X-ray tube apparatus can be provided.

本発明のX線CT装置の全体構成を示すブロック図The block diagram which shows the whole structure of the X-ray CT apparatus of this invention 第一の実施形態のX線管装置の全体構成を示すブロック図Block diagram showing the overall configuration of the X-ray tube device of the first embodiment 第一の実施形態の冷媒流路の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the refrigerant | coolant flow path of 1st embodiment. 第二の実施形態のX線管装置の全体構成を示すブロック図The block diagram which shows the whole structure of the X-ray tube apparatus of 2nd embodiment. 第三の実施形態のX線管装置の全体構成を示すブロック図The block diagram which shows the whole structure of the X-ray tube apparatus of 3rd embodiment.

以下、添付図面に従って本発明に係るX線CT装置の好ましい実施形態について説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。   Hereinafter, preferred embodiments of an X-ray CT apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description and the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the constituent elements having the same functional configuration, and redundant description will be omitted.

図1を用いて本発明を適用したX線CT装置1の全体構成を説明する。X線CT装置1はスキャンガントリ部100と操作卓120とを備える。   The overall configuration of the X-ray CT apparatus 1 to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. The X-ray CT apparatus 1 includes a scan gantry unit 100 and a console 120.

スキャンガントリ部100は、X線管装置101と、回転円盤102と、コリメータ103と、X線検出器106と、データ収集装置107と、寝台105と、ガントリ制御装置108と、寝台制御装置109と、X線制御装置110と、を備えている。X線管装置101は寝台105上に載置された被検体にX線を照射する装置である。なお、X線管装置の詳細構成については図2を用いて後述する。コリメータ103はX線管装置101から照射されるX線の放射範囲を制限する装置である。   The scan gantry unit 100 includes an X-ray tube device 101, a rotating disk 102, a collimator 103, an X-ray detector 106, a data collection device 107, a bed 105, a gantry control device 108, and a bed control device 109. An X-ray control device 110. The X-ray tube device 101 is a device that irradiates a subject placed on a bed 105 with X-rays. The detailed configuration of the X-ray tube apparatus will be described later with reference to FIG. The collimator 103 is a device that limits the radiation range of X-rays emitted from the X-ray tube device 101.

回転円盤102は、寝台105上に載置された被検体が入る開口部104を備えるとともに、X線管装置101とX線検出器106を搭載し、被検体の周囲を回転するものである。X線検出器106は、X線管装置101と対向配置され被検体を透過したX線を検出することにより透過X線の空間的な分布を計測する装置であり、多数のX線検出素子を回転円盤102の回転方向と回転軸方向との2次元に配列したものである。データ収集装置107は、X線検出器106で検出されたX線量をデジタルデータとして収集する装置である。ガントリ制御装置108は回転円盤102の回転を制御する装置である。寝台制御装置109は、寝台105の上下前後左右動を制御する装置である。X線制御装置110はX線管装置101に入力される電力を制御する装置である。   The rotating disk 102 includes an opening 104 into which the subject placed on the bed 105 enters, and is equipped with an X-ray tube device 101 and an X-ray detector 106, and rotates around the subject. The X-ray detector 106 is a device that measures the spatial distribution of transmitted X-rays by detecting X-rays that are disposed opposite to the X-ray tube device 101 and transmitted through the subject. These are two-dimensionally arranged in the direction of rotation of the rotating disk 102 and the direction of the rotation axis. The data collection device 107 is a device that collects the X-ray dose detected by the X-ray detector 106 as digital data. The gantry control device 108 is a device that controls the rotation of the rotary disk 102. The bed control device 109 is a device that controls the vertical and horizontal movements of the bed 105. The X-ray control device 110 is a device that controls electric power input to the X-ray tube device 101.

操作卓120は、入力装置121と、画像演算装置122と、表示装置125と、記憶装置123と、システム制御装置124とを備えている。入力装置121は、被検体氏名、検査日時、撮影条件などを入力するための装置であり、具体的にはキーボードやポインティングデバイスである。画像演算装置122は、データ収集装置107から送出される計測データを演算処理してCT画像再構成を行う装置である。表示装置125は、画像演算装置122で作成されたCT画像を表示する装置であり、具体的にはCRT(Cathode-Ray Tube)や液晶ディスプレイ等である。記憶装置123は、データ収集装置107で収集したデータ及び画像演算装置122で作成されたCT画像の画像データを記憶する装置であり、具体的にはHDD(Hard Disk Drive)等である。システム制御装置124は、これらの装置及びガントリ制御装置108と寝台制御装置109とX線制御装置110を制御する装置である。   The console 120 includes an input device 121, an image arithmetic device 122, a display device 125, a storage device 123, and a system control device 124. The input device 121 is a device for inputting a subject's name, examination date and time, imaging conditions, and the like, specifically a keyboard or a pointing device. The image computation device 122 is a device that performs CT processing on the measurement data sent from the data collection device 107 and performs CT image reconstruction. The display device 125 is a device that displays the CT image created by the image calculation device 122, and is specifically a CRT (Cathode-Ray Tube), a liquid crystal display, or the like. The storage device 123 is a device that stores data collected by the data collection device 107 and image data of a CT image created by the image calculation device 122, and is specifically an HDD (Hard Disk Drive) or the like. The system control device 124 is a device that controls these devices, the gantry control device 108, the bed control device 109, and the X-ray control device 110.

入力装置121から入力された撮影条件、特にX線管電圧やX線管電流などに基づきX線制御装置110がX線管装置101に入力される電力を制御することにより、X線管装置101は撮影条件に応じたX線を被検体に照射する。X線検出器106は、X線管装置101から照射され被検体を透過したX線を多数のX線検出素子で検出し、透過X線の分布を計測する。回転円盤102はガントリ制御装置108により制御され、入力装置121から入力された撮影条件、特に回転速度などに基づいて回転する。寝台105は寝台制御装置109によって制御され、入力装置121から入力された撮影条件、特にらせんピッチなどに基づいて動作する。   The X-ray tube device 101 is controlled by the X-ray controller 110 controlling the power input to the X-ray tube device 101 based on the imaging conditions input from the input device 121, in particular, the X-ray tube voltage and the X-ray tube current. Irradiates the subject with X-rays according to imaging conditions. The X-ray detector 106 detects X-rays irradiated from the X-ray tube apparatus 101 and transmitted through the subject with a large number of X-ray detection elements, and measures the distribution of transmitted X-rays. The rotating disk 102 is controlled by the gantry control device 108, and rotates based on the photographing conditions input from the input device 121, particularly the rotation speed. The couch 105 is controlled by the couch controller 109 and operates based on the photographing conditions input from the input device 121, particularly the helical pitch.

X線管装置101からのX線照射とX線検出器106による透過X線分布の計測が回転円盤102の回転とともに繰り返されることにより、様々な角度からの投影データが取得される。取得された様々な角度からの投影データは画像演算装置122に送信される。画像演算装置122は送信された様々な角度からの投影データを逆投影処理することによりCT画像を再構成する。再構成して得られたCT画像は表示装置125に表示される。   By repeating the X-ray irradiation from the X-ray tube device 101 and the measurement of the transmitted X-ray distribution by the X-ray detector 106 along with the rotation of the rotating disk 102, projection data from various angles is acquired. The acquired projection data from various angles is transmitted to the image calculation device 122. The image calculation device 122 reconstructs the CT image by performing back projection processing on the transmitted projection data from various angles. The CT image obtained by the reconstruction is displayed on the display device 125.

(第一の実施形態)
図2を用いて、第一の実施形態のX線管装置101の構成について説明する。なお、図2は回転円盤102の回転軸が左右方向になるように描かれている。X線管装置101は、X線を発生するX線管2a、2bと、X線管2a、2bを収納する容器3とを備える。
(First embodiment)
The configuration of the X-ray tube apparatus 101 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is drawn so that the rotation axis of the rotating disk 102 is in the left-right direction. The X-ray tube device 101 includes X-ray tubes 2a and 2b that generate X-rays, and a container 3 that stores the X-ray tubes 2a and 2b.

X線管2aとX線管2bとは、同じ構造であるので、以下、X線管2aの構造について説明し、X線管2bの説明については省略する。X線管2aは、電子線を発生する陰極8aと、陰極8aに対し正の電位が印加される陽極6aと、陰極8aと陽極6aを真空雰囲気中に保持する外囲器4aとを備える。   Since the X-ray tube 2a and the X-ray tube 2b have the same structure, the structure of the X-ray tube 2a will be described below, and the description of the X-ray tube 2b will be omitted. The X-ray tube 2a includes a cathode 8a that generates an electron beam, an anode 6a to which a positive potential is applied to the cathode 8a, and an envelope 4a that holds the cathode 8a and the anode 6a in a vacuum atmosphere.

陰極8aはフィラメントもしくは冷陰極と、集束電極とを備える。フィラメントはタングステンなどの高融点材料をコイル状に巻いたものであり、電流が流されることにより加熱され、熱電子を放出する。冷陰極はニッケルやモリブデンなどの金属材料を鋭利に尖らせてなるもので、陰極表面に電界が集中することで電界放出により電子を放出する。集束電極は、放出された電子を陽極6a上のX線発生点へ向けて集束させるための集束電界を形成する。フィラメントもしくは冷陰極と、集束電極とは同電位である。   The cathode 8a includes a filament or a cold cathode and a focusing electrode. The filament is formed by winding a high melting point material such as tungsten in a coil shape, and is heated when a current is passed to emit thermoelectrons. A cold cathode is formed by sharpening a metal material such as nickel or molybdenum, and emits electrons by field emission when an electric field is concentrated on the cathode surface. The focusing electrode forms a focusing electric field for focusing the emitted electrons toward the X-ray generation point on the anode 6a. The filament or cold cathode and the focusing electrode are at the same potential.

陽極6aはターゲットと陽極母材とを備える。ターゲットはタングステンなどの高融点で原子番号の大きい材質で構成される。ターゲット上のX線発生点に陰極8aから放出された電子が衝突することにより、X線発生点からX線11aが放射される。陽極母材はターゲットを保持し、銅などの熱伝導率の高い材質からなる。ターゲットと陽極母材とは同電位である。   The anode 6a includes a target and an anode base material. The target is made of a material having a high melting point and a large atomic number, such as tungsten. When electrons emitted from the cathode 8a collide with the X-ray generation point on the target, X-rays 11a are emitted from the X-ray generation point. The anode base material holds the target and is made of a material having high thermal conductivity such as copper. The target and the anode base material are at the same potential.

外囲器4aは陰極8aと陽極6aの間を電気的に絶縁するために、陰極8aと陽極6aを真空雰囲気中に保持する。外囲器4aにはX線11aをX線管2a外へ放射するための放射窓が備えられる。放射窓218は、X線透過率が高いベリリウムなどの原子番号の小さい材質で構成される。外囲器4aの電位は接地電位である。   The envelope 4a holds the cathode 8a and the anode 6a in a vacuum atmosphere in order to electrically insulate between the cathode 8a and the anode 6a. The envelope 4a is provided with a radiation window for radiating the X-ray 11a to the outside of the X-ray tube 2a. The radiation window 218 is made of a material having a small atomic number such as beryllium having a high X-ray transmittance. The potential of the envelope 4a is the ground potential.

陰極8aから放出された電子は、陰極と陽極との間に印加される100kV前後の電圧により加速され電子線となる。電子線が集束電界により集束されてターゲット上のX線発生点に衝突すると、X線発生点からX線11aが発生する。発生するX線のエネルギーは、陰極と陽極との間に印加される高電圧、いわゆる管電圧によって決まる。発生するX線の線量は、陰極から放出される電子の量、いわゆる管電流と、管電圧によって決まる。   Electrons emitted from the cathode 8a are accelerated by a voltage of about 100 kV applied between the cathode and the anode to become an electron beam. When the electron beam is focused by the focusing electric field and collides with the X-ray generation point on the target, X-rays 11a are generated from the X-ray generation point. The energy of the generated X-ray is determined by a high voltage applied between the cathode and the anode, so-called tube voltage. The dose of X-rays generated depends on the amount of electrons emitted from the cathode, the so-called tube current and the tube voltage.

電子線のエネルギーの内、X線に変換される割合は1%程度に過ぎず、残りのほとんどのエネルギーは熱となる。X線CT装置1に用いられるX線管装置101では、管電圧は百数十kV、管電流は数百mAであるので、陽極6aは数十kWの熱量で加熱される。このような加熱により陽極6aが過熱溶融することを防止するため、陽極6aはステータコイル5aが発生する磁界により回転させられる。陽極6aを回転させることで、電子線が衝突する部分であるX線発生点が常に移動するので、X線発生点の温度をターゲットの融点より低く保つことができ、陽極6aが過熱溶融することを防止できる。   Only about 1% of the energy of the electron beam is converted to X-rays, and most of the remaining energy is heat. In the X-ray tube apparatus 101 used in the X-ray CT apparatus 1, the tube voltage is hundreds of tens kV and the tube current is several hundreds mA, so the anode 6a is heated with a heat quantity of several tens kW. In order to prevent the anode 6a from being overheated and melted by such heating, the anode 6a is rotated by a magnetic field generated by the stator coil 5a. By rotating the anode 6a, the X-ray generation point where the electron beam collides always moves, so the temperature of the X-ray generation point can be kept lower than the melting point of the target, and the anode 6a is overheated and melted Can be prevented.

以上、説明したX線管2aと、X線管2aと同じ構造であるX線管2bとが、陽極6a、6bのX線発生点を有する面の裏側が対向するように並べられて配置され、容器3の中に収納される。X線管2a、2bが収納される容器3の中には、X線管2a、2bを電気的に絶縁するとともに冷却媒体となる絶縁油10が充填される。   As described above, the X-ray tube 2a described above and the X-ray tube 2b having the same structure as the X-ray tube 2a are arranged so that the back sides of the surfaces having the X-ray generation points of the anodes 6a and 6b face each other. And stored in the container 3. The container 3 in which the X-ray tubes 2a and 2b are stored is filled with an insulating oil 10 that electrically insulates the X-ray tubes 2a and 2b and serves as a cooling medium.

前述したように、陽極6a及び陽極6bは数十kWの熱量で加熱されるので、陽極6aと陽極6bとの間は高温となりやすい。そこで本実施形態では、X線管2aとX線管2bとの間に冷却媒体を流すための冷媒流路7を設け、陽極6aと陽極6bとの間を効率良く冷却する。冷媒流路7には、X線管装置101の容器3外に備えられた冷却器で冷やされた冷却媒体、例えば冷却水や冷却油が流入口3a及び配管9aを通じて流入させられる。冷媒流路7に流入した冷却媒体は、X線管2aとX線管2bとの間で吸熱した後、配管9b及び流出口3bを通じて冷却器に戻される。なお、図2では、X線11aと配管9aが重なって描かれているが、配管9aはX線11aの放射経路と重ならないように配置されることが好ましい。   As described above, since the anode 6a and the anode 6b are heated with a heat quantity of several tens of kW, the temperature between the anode 6a and the anode 6b tends to be high. Therefore, in the present embodiment, the refrigerant flow path 7 for flowing the cooling medium is provided between the X-ray tube 2a and the X-ray tube 2b, and the space between the anode 6a and the anode 6b is efficiently cooled. A cooling medium cooled by a cooler provided outside the container 3 of the X-ray tube device 101, for example, cooling water or cooling oil, is introduced into the refrigerant flow path 7 through the inlet 3a and the pipe 9a. The cooling medium flowing into the refrigerant flow path 7 absorbs heat between the X-ray tube 2a and the X-ray tube 2b and then returns to the cooler through the pipe 9b and the outlet 3b. In FIG. 2, the X-ray 11a and the pipe 9a are drawn so as to overlap each other, but the pipe 9a is preferably arranged so as not to overlap the radiation path of the X-ray 11a.

流入口3a、配管9a、冷媒流路7、配管9b、流出口3bとからなる経路と、容器3とは別経路として仕切られているので、容器3内に充填する絶縁油と、冷媒流路7内を流れる冷却媒体とを異なる種類にすることができる。例えば、容器3内には電気絶縁に適した絶縁油を充填し、冷媒流路7内には冷却に適した冷却媒体を流すようにすることができる。   Since the path composed of the inlet 3a, the pipe 9a, the refrigerant flow path 7, the pipe 9b, and the outlet 3b is separated from the container 3, the insulating oil that fills the container 3 and the refrigerant flow path The cooling medium flowing through 7 can be of different types. For example, the container 3 can be filled with insulating oil suitable for electrical insulation, and a cooling medium suitable for cooling can flow in the refrigerant flow path 7.

図3を用いて、冷媒流路7の構造について説明する。なお、図3は図2中のA-A断面である。冷媒流路7は冷却媒体が流入する流入口7aと冷却媒体が流出する流出口7bとを有する。冷媒流路7の内部は、陽極6a、6bの回転軸を中心とした同心円状の複数の円環で形成された壁で仕切られており、さらに流入口7aから流出口7bに向かう直線上に循環口が設けられている。循環口の大きさは、流入口7aから冷媒流路7の中心に向かうにつれて小さくなっている。このような形状にすることで、流入口7aから流入した冷却媒体の一部は冷媒流路7の中心に向かい、冷媒流路7の中心に向かわない冷却媒体は円環に沿って循環することになり、陽極6aと陽極6bとの間を全体的に冷却することが可能となる。   The structure of the refrigerant flow path 7 will be described with reference to FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The refrigerant flow path 7 has an inlet 7a into which the cooling medium flows and an outlet 7b from which the cooling medium flows out. The interior of the refrigerant flow path 7 is partitioned by a wall formed of a plurality of concentric rings around the rotation axes of the anodes 6a and 6b, and further on a straight line from the inlet 7a to the outlet 7b. A circulation port is provided. The size of the circulation port is reduced from the inlet 7a toward the center of the refrigerant flow path 7. By adopting such a shape, a part of the cooling medium flowing in from the inlet 7a is directed to the center of the refrigerant flow path 7, and the cooling medium not directed to the center of the refrigerant flow path 7 is circulated along the ring. As a result, the entire space between the anode 6a and the anode 6b can be cooled.

冷媒流路7の材質は、熱伝導率の高いものが好ましく、外囲器4a、4bに応じて適宜選択される。例えば、外囲器4a、4bがガラス製であれば冷媒流路7を窒化アルミニウムで構成し、外囲器4a、4bが金属製であれば冷媒流路7を銅やアルミニウムで構成する。   The material of the refrigerant flow path 7 is preferably a material having high thermal conductivity, and is appropriately selected according to the envelopes 4a and 4b. For example, if the envelopes 4a and 4b are made of glass, the refrigerant flow path 7 is made of aluminum nitride, and if the envelopes 4a and 4b are made of metal, the refrigerant flow path 7 is made of copper or aluminum.

また、陽極6a、6bのX線発生点が最も高温になることから、流入口7aをX線発生点の近傍に配置することが好ましい。具体的には、陽極2a、2bの回転中心とX線発生点を結んだ直線の方向に冷却媒体が流入するように流入口7aが配置される。   Further, since the X-ray generation point of the anodes 6a and 6b becomes the highest temperature, it is preferable to arrange the inlet 7a in the vicinity of the X-ray generation point. Specifically, the inlet 7a is arranged so that the cooling medium flows in a direction of a straight line connecting the rotation centers of the anodes 2a and 2b and the X-ray generation point.

さらに、陽極6aと陽極6bとを逆方向に回転させることにより、陽極6aと陽極6bとの間の温度分布を、流入口7aと流出口7bとを結ぶ直線に対し左右対称にできるので、部分的に高温になることを防止できる。なお、陽極6aと陽極6bとの逆方向への回転とは、陽極6a上のX線発生点が図2の紙面奥方向に向かうように回転するときには、陽極6b上のX線発生点が図2の紙面手前方向に向かうように回転させることである。   Furthermore, by rotating the anode 6a and the anode 6b in the opposite directions, the temperature distribution between the anode 6a and the anode 6b can be made symmetrical with respect to the straight line connecting the inlet 7a and the outlet 7b. Can be prevented. Note that the rotation in the opposite direction of the anode 6a and the anode 6b means that the X-ray generation point on the anode 6b is a figure when the X-ray generation point on the anode 6a is rotated in the direction toward the back of FIG. It is to rotate in the direction toward the front of the paper.

(第二の実施形態)
図4を用いて、第二の実施形態のX線管装置101の構成について説明する。第一の実施形態と異なる点は、冷媒流路から流出した冷却媒体の経路である。以下、各構成について説明する。なお、第一の実施形態と同じ構成については、同じ符号とし、説明を省略する。
(Second embodiment)
The configuration of the X-ray tube apparatus 101 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The difference from the first embodiment is the path of the cooling medium that has flowed out of the refrigerant flow path. Each configuration will be described below. In addition, about the same structure as 1st embodiment, it is set as the same code | symbol and description is abbreviate | omitted.

本実施形態では、冷媒流路7から流出した冷却媒体は、容器3内に放出され、容器3内を循環した後、流出口3bを通じて冷却器に戻される。すなわち本実施形態では、容器3内に充填される絶縁油10と、冷媒流路7内を流れる冷却媒体とを共通にすることができる。また、容器3内の絶縁油10も循環され、冷却器により冷却されるので、容器3内の冷却効率の向上を図ることができる。   In the present embodiment, the cooling medium flowing out from the refrigerant flow path 7 is discharged into the container 3, circulates through the container 3, and then returns to the cooler through the outlet 3b. That is, in this embodiment, the insulating oil 10 filled in the container 3 and the cooling medium flowing in the refrigerant flow path 7 can be made common. Further, since the insulating oil 10 in the container 3 is also circulated and cooled by the cooler, the cooling efficiency in the container 3 can be improved.

(第三の実施形態)
図5を用いて、第三の実施形態のX線管装置101の構成について説明する。第一の実施形態と異なる点は、X線管の構造である。以下、各構成について説明する。なお、第一の実施形態と同じ構成については、同じ符号とし、説明を省略する。
(Third embodiment)
The configuration of the X-ray tube apparatus 101 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. The difference from the first embodiment is the structure of the X-ray tube. Each configuration will be described below. In addition, about the same structure as 1st embodiment, it is set as the same code | symbol and description is abbreviate | omitted.

本実施形態では、陰極8aと陽極6aとの対と、陰極8bと陽極6bとの対とが、一つの外囲器4内に保持される。すなわち、本実施形態のX線管装置101は、二つのX線発生点を有するX線管2を一つ備えることとなる。なお、冷媒流路7は外囲器4の一部を構成しても良いし、外囲器4の外側に配置されるようにしても良い。なお、図5では冷媒流路7と配管9bとが接続されていないように描かれているが、配管9bは外囲器4を避けるように冷媒流路7と接続される。   In the present embodiment, a pair of the cathode 8a and the anode 6a and a pair of the cathode 8b and the anode 6b are held in one envelope 4. That is, the X-ray tube apparatus 101 of this embodiment includes one X-ray tube 2 having two X-ray generation points. The refrigerant flow path 7 may constitute a part of the envelope 4 or may be disposed outside the envelope 4. In FIG. 5, the refrigerant flow path 7 and the pipe 9b are drawn so as not to be connected, but the pipe 9b is connected to the refrigerant flow path 7 so as to avoid the envelope 4.

冷媒流路7が外囲器4の一部を構成する場合、あるいは外囲器4が透明な材質、例えばガラスであって、冷媒流路7が外囲器4の外側に配置される場合、冷媒流路7が陽極6a、6bと対向する面を黒化処理しておくことが好ましい。陽極6a、6bと対向する面を黒化処理することにより、冷媒流路7は陽極6a、6bからの輻射熱を効率良く吸熱することができ、冷却率を向上させることができる。   When the refrigerant flow path 7 constitutes a part of the envelope 4, or when the envelope 4 is a transparent material, for example, glass, and the refrigerant flow path 7 is disposed outside the envelope 4, It is preferable that the surface of the coolant channel 7 facing the anodes 6a and 6b is blackened. By blackening the surfaces facing the anodes 6a and 6b, the refrigerant flow path 7 can efficiently absorb the radiant heat from the anodes 6a and 6b, and the cooling rate can be improved.

なお、本発明は実施形態で説明した形態に限定されない。例えば第一の実施形態乃至第三の実施形態のX線管装置を回転円盤の回転軸方向に複数並べて配置することにより、X線発生点を偶数個備えたX線CT装置としても良い。   In addition, this invention is not limited to the form demonstrated by embodiment. For example, an X-ray CT apparatus having an even number of X-ray generation points may be provided by arranging a plurality of the X-ray tube apparatuses of the first embodiment to the third embodiment in the rotation axis direction of the rotating disk.

また、実施形態で開示した複数の構成要素を適宜に組み合わせて実施しても良い。例えば、第三の実施形態のX線管に対し、第二の実施形態で説明したように冷却媒体を循環させても良い。   Moreover, you may implement combining the some component disclosed by embodiment suitably. For example, as described in the second embodiment, a cooling medium may be circulated in the X-ray tube of the third embodiment.

1 X線CT装置、100 スキャンガントリ部、101 X線管装置、102 回転円盤、103 コリメータ、104 開口部、105 寝台、106 X線検出器、107 データ収集装置、108 ガントリ制御装置、109 寝台制御装置、110 X線制御装置、120 操作卓、121 入力装置、122 画像演算装置、123 記憶装置、124 システム制御装置、125 表示装置、2、2a、2b X線管、3、容器、4、4a、4b 外囲器、5a、5b ステータコイル、6a、6b 陽極、7 冷媒流路、7a 流入口、7b 流出口、8a、8b 陰極、9a、9b 配管、10 絶縁油、11a、11b X線   1 X-ray CT device, 100 scan gantry unit, 101 X-ray tube device, 102 rotating disk, 103 collimator, 104 opening, 105 bed, 106 X-ray detector, 107 data collection device, 108 gantry control device, 109 bed control Device, 110 X-ray control device, 120 console, 121 input device, 122 image processing device, 123 storage device, 124 system control device, 125 display device, 2, 2a, 2b X-ray tube, 3, container, 4, 4a , 4b Envelope, 5a, 5b Stator coil, 6a, 6b Anode, 7 Refrigerant flow path, 7a Inlet, 7b Outlet, 8a, 8b Cathode, 9a, 9b Piping, 10 Insulating oil, 11a, 11b X-ray

Claims (6)

電子線を発生する陰極と、前記電子線が照射された点であるX線発生点からX線を放射する陽極と、前記陰極と前記陽極を真空雰囲気内に保持する外囲器と、を備えたX線管装置であって、
前記陰極と前記陽極からなる対を2つ有し、2つの陽極はX線発生点を有する面の裏側が対向するように配置されており、
2つの陽極の間に冷却媒体を流すための冷媒流路をさらに備えたことを特徴とするX線管装置。
A cathode that generates an electron beam; an anode that emits X-rays from an X-ray generation point that is the point irradiated with the electron beam; and an envelope that holds the cathode and the anode in a vacuum atmosphere. X-ray tube device,
Two pairs of the cathode and the anode are provided, and the two anodes are arranged so that the back side of the surface having the X-ray generation point faces each other.
An X-ray tube apparatus further comprising a refrigerant flow path for flowing a cooling medium between two anodes.
請求項1に記載のX線管装置において、
前記陽極は円板形状であり、
前記冷媒流路の内部は、前記陽極の円板の中心を中心とする同心円状の複数の円環で形成された壁で仕切られており、前記冷却媒体が流入する流入口から前記冷却媒体が流出する流出口に向かう直線上に循環口が設けられていることを特徴とするX線管装置。
The X-ray tube apparatus according to claim 1,
The anode is disc-shaped,
The inside of the refrigerant flow path is partitioned by a wall formed of a plurality of concentric rings centering on the center of the anode disk, and the cooling medium flows from the inlet into which the cooling medium flows. An X-ray tube device characterized in that a circulation port is provided on a straight line toward an outflow port that flows out.
請求項2に記載のX線管装置において、
前記循環口の大きさは前記流入口から前記冷媒流路の中心に向かうにつれて小さくなっていることを特徴とするX線管装置。
The X-ray tube apparatus according to claim 2,
The X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein the size of the circulation port decreases from the inflow port toward the center of the refrigerant flow path.
請求項2に記載のX線管装置において、
前記冷媒流路は前記流入口を前記X線発生点の近傍に備えたことを特徴とするX線管装置。
The X-ray tube apparatus according to claim 2,
The X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein the refrigerant flow path is provided with the inlet near the X-ray generation point.
請求項2に記載のX線管装置において、
前記陽極は回転陽極であり、2つの陽極を逆方向に回転させることを特徴とするX線管装置。
The X-ray tube apparatus according to claim 2,
The X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein the anode is a rotating anode, and the two anodes are rotated in opposite directions.
請求項1乃至5のいずれか一項に記載のX線管装置と、前記X線管装置に対向配置され被検体を透過したX線を検出する多列型のX線検出器と、前記X線管装置と前記X線検出器を搭載し前記被検体の周囲を回転する回転円盤と、前記X線検出器により検出された複数角度からの透過X線量に基づき前記被検体の断層画像を再構成する画像再構成装置と、前記画像再構成装置により再構成された断層画像を表示する画像表示装置と、を備えたX線CT装置であって、
前記X線管装置は2つのX線発生点が前記回転円盤の回転軸方向に並ぶように配置されたことを特徴とするX線CT装置。
The X-ray tube apparatus according to any one of claims 1 to 5, a multi-row X-ray detector arranged to face the X-ray tube apparatus and detecting X-rays transmitted through a subject, and the X-ray detector A tomographic image of the subject is reproduced based on a rotating disk mounted with the X-ray tube device and the X-ray detector and rotating around the subject, and transmitted X-ray doses from a plurality of angles detected by the X-ray detector. An X-ray CT apparatus comprising: an image reconstructing device that configures; and an image display device that displays a tomographic image reconstructed by the image reconstructing device,
2. The X-ray CT apparatus according to claim 1, wherein the X-ray tube apparatus is arranged such that two X-ray generation points are arranged in a direction of a rotation axis of the rotating disk.
JP2010252416A 2010-11-11 2010-11-11 X-ray tube device and x-ray ct device Pending JP2012104392A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010252416A JP2012104392A (en) 2010-11-11 2010-11-11 X-ray tube device and x-ray ct device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010252416A JP2012104392A (en) 2010-11-11 2010-11-11 X-ray tube device and x-ray ct device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012104392A true JP2012104392A (en) 2012-05-31

Family

ID=46394544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010252416A Pending JP2012104392A (en) 2010-11-11 2010-11-11 X-ray tube device and x-ray ct device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012104392A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2313907A1 (en) Multi-segment anode target for an x-ray tube of the rotary anode type with each anode disk segment having its own anode inclination angle with respect to a plane normal to the rotational axis of the rotary anode and x-ray tube comprising a rotary anode with such a multi-segment anode target
US6594341B1 (en) Liquid-free x-ray insert window
JP7005534B2 (en) Cathode assembly for use in X-ray generation
JP4585195B2 (en) X-ray CT system
US6980628B2 (en) Electron collector system
JP5893927B2 (en) X-ray tube apparatus and X-ray CT apparatus
JP5890309B2 (en) X-ray tube apparatus and X-ray CT apparatus
JP2012104392A (en) X-ray tube device and x-ray ct device
JP2000340149A (en) X-ray tube device
JP5766128B2 (en) X-ray tube apparatus and X-ray CT apparatus
JP2018018642A (en) X-ray tube device and x-ray ct apparatus
RU178295U1 (en) Rotating Anode Multipath X-ray Tube
JP5865249B2 (en) X-ray tube apparatus, manufacturing method thereof, and X-ray diagnostic imaging apparatus
JP5468911B2 (en) X-ray tube apparatus and X-ray CT apparatus using the same
JP6798941B2 (en) X-ray tube device and X-ray CT device
JP6318147B2 (en) X-ray tube apparatus and X-ray imaging apparatus
JP5959866B2 (en) X-ray tube apparatus and X-ray CT apparatus
JP2013093102A (en) X-ray tube device and x-ray ct device
US20240105415A1 (en) X-ray tube assembly and x-ray ct equipment
JP6777526B2 (en) X-ray tube device and X-ray CT device
JP4665055B2 (en) X-ray CT system
JP7433274B2 (en) X-ray tube equipment and X-ray CT equipment
JP6008634B2 (en) X-ray tube apparatus and X-ray CT apparatus
JP6021338B2 (en) Radiation generator and radiation imaging apparatus using the same
JP2018037144A (en) X-ray tube device and x-ray imaging system