JP2012511235A - 回転アノード式ｘ線管のアノードウオブルの補正 - Google Patents

Abstract

本発明は、X線の扇ビームを発生する、回転アノード式X線管に関する。特に、本発明は、回転アノードのターゲット領域AT上の焦点位置FSに関するシステム関連障害を補正するシステムおよび方法に関し、特に、前述のタイプのX線管XTにおけるアノードウオブルを補正するシステムおよび方法に関する。これは、アノードディスクの回転面の、理想回転面（z＝0）に対する周期的なウオブル傾斜角として生じる。この理想回転面は、製造プロセスの不正確性のため、アノードディスクRAが傾斜して取り付けられた、回転シャフトSの回転軸zに対して垂直に配向される。このため、管状カソードCの熱イオンまたは他のタイプの電子エミッタによって生じた電子ビーム、さらにはアノードディスクのX線発生表面（アノードターゲット）のターゲット領域AT上の焦点位置FSは、焦点FSが中央X線扇ビームCXBの平面P_CXB内に留まるように誘導される。

Description

本発明は、X線の扇ビームを発生する回転アノード式X線管に関する。特に、本発明は、回転アノードのターゲット領域上の焦点位置に関する、一種のシステム関連障害を補正するシステムおよび方法に関し、特に、前述のタイプのX線管におけるアノードウオブルを補正するシステムおよび方法に関する。このアノードウオブルは、アノードディスクの回転面の、理想回転面に対する周期的なウオブル傾斜角として生じる。この理想回転面は、製造プロセス間の不正確性のため、アノードディスクが傾斜して取り付けられた、回転シャフトの回転軸に対して垂直に配向される。このため、管状カソードの熱イオンまたは他のタイプの電子エミッタによって生じた電子ビーム、さらにはアノードディスクのX線発生表面（アノードターゲット）のターゲット領域上の焦点位置は、焦点が中央X線扇ビームの平面内に留まるように誘導される。

従来の高出力作動用のX線管は、通常、真空チャンバ（管状エンベロープ）を有し、この真空チャンバは、熱またはフィラメント電流が流れるカソードフィラメントを保持する。電子放射カソードと管状アノードの間には、通常40kVから160kVの間のオーダーの高電圧電位が印加される。この電圧電位によって、カソードで放射された電子がアノードの方向に加速される。その後、放射電子ビームは、十分な速度エネルギーで、アノード表面の小領域（焦点）に衝突し、高エネルギー光子で構成されたX線ビームが生じる。その後、このX線は、例えば、医療用の画像処理または材料解析に使用される。

初期の回転アノード式のX線管は、1930年代に製造された。静止アノードに比べて、回転アノードでは、アノードターゲットの焦点に設置される熱エネルギーが、焦点リング（「焦点トラック」とも称される）の大表面にわたって分散されるという利点が得られる。この場合、短い操作時間で出力を増大することができる。しかしながら、現在では、アノードディスクは、真空状態で回転しており、管状エンベロープの外側への熱エネルギーの移動は、静止アノードにおいて使用される液体冷却ほど効果的ではない。従って、回転アノードは、焦点トラックの直下で、高熱貯蔵容量となるように設計され、アノードディスクと管状エンベロープの間で良好な放射線交換が得られるように設計される。アノードディスクの最小直径は、80から240mmの間であることが必要であり、これにより、最大約0.05mmの僅かなウオブルが生じる。これは、0.15mm未満の光学焦点サイズに対しては十分である（前記X線管を有するX線システムのX線検出器から見た投影視野の場合）。

今日市場で利用可能な従来の回転アノード式のX線管では、機械的耐久性および製造プロセスの間の不正確性のため、回転アノードは、アノードシャフトに真っ直ぐ取り付けられてはいない。従って、通常、あるウオブル効果が生じ、これによりアノードターゲット上の焦点の周期的な位置変化が生じる。その結果、焦点は、不鮮明になる。従って、本発明の目的は、この問題を解決することである。

この課題に関して、本願の第1の一例としての実施例は、
電子ビームの焦点の所望の位置からの実際の位置の反復偏差を測定し補正するシステムであって、
前記電子ビームは、X線管のカソードの電子エミッタにより、前記X線管の回転アノードディスクのターゲット領域に放射され、
当該システムは、少なくとも1周期の間、前記反復偏差を検出する位置センサと、該位置センサから得られる前記測定結果に基づいて、前記電子ビームを偏向する、集積制御器を有するビーム偏向ユニットとを有することを特徴とするシステムに関する。

この実施例の好適態様では、
特に、当該システムは、X線管の回転アノードディスクの傾斜角の、理想回転面に対する周期的なウオブルを測定し補正するように適合され、
前記理想回転面は、回転シャフトに対して垂直に配向され、前記回転シャフトには、製造プロセスの間の不正確性のため、前記回転アノードディスクが傾斜して取り付けられ、
前記位置センサは、時間に対する前記傾斜角の偏差を検出するように適合されても良い。

本発明では、特に、
前記位置センサは、前記偏差を検出する位置感度手段を有し、
これにより、前記焦点の位置は、前記回転アノードディスクの回転シャフトの回転軸の方向にずらされても良い。これに関して、前記位置センサは、容量性または光学式センサとして導入され、前記焦点の前記偏差を得るための情報を提供しても良い。あるいは、前記位置センサは、前記センサの開口スリットを介して飛散する散乱電子の数を測定する電流センサとして導入され、前記焦点の前記偏差は、前記数から導出されても良い。第3の変更例では、前記位置センサは、X線システムによって得られた各X線画像を比較することにより、前記偏差を導出するように構成され、前記X線管は、固定式に取り付けられたカメラの少なくとも一つのカメラ画像を提供し、これにより、前記焦点の前記偏差が得られても良い。

好ましくは、前記ビーム偏向ユニットの前記集積制御器は、前記電子ビームを誘導して、前記回転アノードディスクのX線発生表面上のターゲット領域における前記電子ビームの焦点位置が、中央X線扇ビームの平面内に留まるように構成され、
前記平面は、前記焦点の時間平均位置が属する前記回転シャフトの回転軸に対して実質的に垂直な平面によって与えられても良い。

例えば、前記ビーム偏向ユニットの集積制御器は、前記電子ビームを誘導して、前記電子ビームの焦点トラックが楕円軌道を描くように構成されても良い。あるいは、前記制御器は、前記電子ビームを誘導して、前記電子ビームの焦点トラックが、所定の軌道を描くように構成され、前記回転アノードディスクの傾斜角の周期的ウオブルの補正に加えて、立地振動およびアノードディスクの曲がりの影響が補正されても良い。

同様の方法で焦点位置の成分が補正され、焦点位置の成分は、アノードディスク表面に対して実質的に垂直に（およびアノードの回転シャフトの対称軸zに対して実質的に平行に）誘導される。また、これらの焦点位置の妨害成分が補正され、電子ビームは、これらの成分を測定して、電子ビームをそれぞれの正接方向に偏向させることにより、アノードディスクに正接するように誘導される（すなわち方位方向に配向される）。

本願の第2の一例としての実施例は、前記第1の実施例に関して説明した前述のシステムを有する回転アノード式のX線管に関する。

本願の第3の一例としての実施例は、
電子ビームの焦点の所望の位置からの実際の位置の反復偏差を測定し補正する方法であって、
前記電子ビームは、X線管のカソードの電子エミッタにより、前記X線管の回転アノードディスクのターゲット領域に放射され、
当該方法は、少なくとも1周期の間、前記反復偏差を検出するステップと、該測定ステップから得られる前記測定結果に基づいて、前記電子ビームを偏向するステップと、を有することを特徴とする方法に関する。

この実施例の好適態様では、当該方法は、X線管の回転アノードディスクの傾斜角の、理想回転面に対する周期的なウオブルを測定し補正するように適合され、
前記理想回転面は、回転シャフトに対して垂直に配向され、前記回転シャフトには、製造プロセスの間の不正確性のため、前記回転アノードディスクが傾斜して取り付けられ、
前記検出ステップは、時間に対する前記傾斜角の偏差を検出するように適合されても良い。

好ましくは、前記電子ビームは、前記回転アノードディスクのX線発生表面上のターゲット領域における前記電子ビームの焦点が、中央X線扇ビームの平面内に留まるように誘導され、前記平面は、前記焦点の時間平均位置が属する前記回転シャフトの回転軸に対して実質的に垂直な平面によって与えられても良い。

前記電子ビームは、該電子ビームの焦点トラックが、楕円軌道を描くように誘導されても良い。あるいは、前記電子ビームは、該電子ビームの焦点トラックが、所定の軌道を描くように誘導され、前記回転アノードディスクの傾斜角の周期的ウオブルの補正に加えて、立地振動およびアノードディスクの曲がりの影響が補正されても良い。

本発明では、さらに、前記測定ステップは、前記方法を行うシステムの製造プロセスの間に実施され、
任意で、作動プロセスの間、繰り返され、前記システムの再校正が可能となっても良い。前記測定ステップでは、焦点位置が回転アノードシャフトの回転軸の方向にずらされる大きさは、ウオブル効果に影響を及ぼし得る各種熱条件に対するアノード段階分解焦点位置測定によって、検出されても良い。

さらに、本願の第4の一例としての実施例は、前記第1の一例としての実施例に関するシステムの処理ユニットを稼働させる際に、前記第3の一例としての実施例に関する方法を実施するためのソフトウェアプログラム製品に関する。

本発明のこれらのおよび他の有意な態様は、以下に示す実施例に関する一例および添付図面によって明らかとなろう。

従来から知られているX線断層撮影に使用される、可動式Cアームをベースとする回転X線走査システムの従来の構成を示した図である。 従来から知られており、図1aのCアームをベースとする回転X線走査システムのX線源として使用され得る、従来の回転アノード式X線管の概略図の断面図である。 断面概略図において、アノードシャフトに傾斜して取り付けられた、従来のX線管の回転アノードの2つの回転段階（ウオブル状態）の一例を示した図である。前記段階は、相互に対して、回転角180゜だけシフトしている。回転アノードの回転面に対する回転アノードディスクの傾斜角は、異なっており、これは、アノードディスクのX線放射表面上の円錐状に傾斜したターゲット領域に衝突する電子ビームの焦点位置が、前記ウオブル効果のため、回転段階で連続的に変化することを示している。 第1の回転段階が示された図2aからの傾斜して取り付けられた回転アノードの断面概略図である。アノードディスクは、回転アノードの回転面に対して左に傾斜しており、アノードディスクのX線放射表面のターゲット領域に衝突する電子ビームの焦点位置は、中央X線扇ビームの平面内にある。 第2の回転段階が示された図2aからの傾斜して取り付けられた回転アノードの断面概略図である。回転シャフトの回転軸の周囲で、回転アノードディスクが1/2回転した後またはその奇数倍回の回転後に得られた図であり、この図は、アノードディスクは、回転アノードの回転面に対して右に傾斜しており、アノードディスクのX線放射表面のターゲット領域に衝突する電子ビームの焦点位置が、もはや中央X線扇ビームの平面内に留まっていないことを示している。 回転面に対するアノードディスクの傾斜角の周期的なウオブルを測定し補正するシステムを示す図である。一例として、図2aに示したような、従来のX線管の傾斜して取り付けられた回転アノードの、前述の2つの回転段階が示されている。 第1の回転段階が示された図3aからの傾斜して取り付けられた回転アノードの断面概略図である。アノードディスクは、回転アノードの回転面に対して左に傾斜しており、アノードディスクのX線放射表面のターゲット領域に衝突する電子ビームの焦点位置は、中央X線扇ビームの平面内にある。 第2の回転段階が示された図3aからの傾斜して取り付けられた回転アノードの断面概略図である。回転シャフトの回転軸の周囲で、回転アノードディスクが1/2回転した後またはその奇数倍回の回転後に得られた図であり、アノードディスクは、回転アノードの回転面に対して右に傾斜しており、電子ビームは、位置センサの検出出力信号に従って左に偏向して、アノードディスクのX線放射表面のターゲット領域に衝突する電子ビームの焦点位置が、中央X線扇ビームの平面内にくるようにする必要があることを示している。

以下、添付図面を参照して、本発明の解決課題および好適実施例について、より詳しく説明する。

図1aには、従来から知られるX線断層撮影法に使用される可動式Cアームをベースとした回転X線走査システムの従来の構成を示す（例えば米国特許出願第2002／0168053A1号）。示されたCTシステムは、X線源SOおよびX線検出器Dを有し、X線検出器Dは、CアームCAの反対端部に配置される。CアームCAは、水平プロペラ軸PAの周囲で回転可能となり、さらにCアームマウントMによって、前記プロペラ軸に垂直な水平Cアーム軸CAAの周囲で、回転可能となるように取り付けられる。従って、前記X線源およびX線検出器は、直交座標x、y、ｚによって表された静止3Dデカルト座標システムのｙおよび／またはｚ軸の周りを、回転角（それぞれ、θ₁またはθ₂）で回転することができる。ここで、x軸は、Cアーム軸CAAの方向を有し、y軸は、患者テーブルの平面（z-x平面）に直交する垂直軸であり、z軸は、プロペラ軸PAの方向を有する。Cアーム軸CAAは、描かれた平面（y-z平面）に対して垂直な方向を示し、このため、Cアーム組立体の等中心（isocenter）ICを通過する。X線源SOの焦点位置とX線検出器Dの中心位置と間を結ぶ直線は、等中心ICの座標で、プロペラ軸PAおよびCアーム軸CAAによって横断される。CアームCAは、LアームLAを経由して、Lアーム軸LAAの周囲で回転可能となるように接続される。Lアーム軸LAAは、ｙ軸の方向を有し、等中心ICの座標で、プロペラ軸PAおよびCアーム軸CAAと交差する。少なくとも2つのモータの動作を連続的に制御するため、制御ユニットCUが提供され、これらのモータは、関心対象の周囲の指定の軌道に沿った、X線源SOおよびX線検出器Dの移動に使用される。関心対象は、Lアーム軸LAAまたはプロペラ軸PAの周囲で回転すると、CアームCAによって覆われた周囲軌道（検査領域）内の、等中心ICの領域に配置される。図1aから、X線検出器DおよびX線源SOを有するCアームCAが、Cアーム軸CAAの周りを回転すると同時に、CアームマウントMがプロペラ軸PAの周囲を回転することにより、被検査関心対象の投影画像が取得されることは、容易に理解される。

従来から知られる従来の回転アノード式X線管の概略断面図を、図1bに示す。X線管は、静止カソードC、および回転支持アノードターゲットATを有し、後者は、ガラスまたは金属ガラス容器で提供された真空チャンバCH内で、回転シャフトSに固定され取り付けられる。アノードターゲットの傾斜表面の焦点トラック領域に入射する、十分なエネルギーの電子ビームEBに暴露されると、カソードと前記アノードの間に印加された高電圧により、アノードターゲット材料から前記電子が放射され、回転アノードターゲットATにより、円錐状X線ビームXBが生じ、これが真空チャンバを収容するケーシングCSの窓Wを介して放射される。

既に説明したように、機械的耐久性および製造プロセスの間の不正確性のため、回転アノードは、アノードシャフトに真っ直ぐは取り付けられていない。従って、通常、あるウオブル効果が生じ、これによりアノードターゲット上の焦点の周期的な位置変化が生じ、焦点は、不鮮明になる。図2aには、一例として、従来のX線管の回転アノードRAの2つの顕著な回転段階を示す。回転アノードは、断面概略図において、回転アノードシャフトSに傾斜して取り付けられる。この図に示すように、これらの回転段階は、相互に対して回転角180゜だけシフトし、回転アノードの回転面に対する回転アノードディスクRAの傾斜角は、異なっている。従って、図2aには、前記ウオブル効果により、アノードディスクのX線放射表面上の円錐状の傾斜ターゲット領域ATに衝突する電子ビームEBの焦点位置FSが、回転段階で連続的に変化することが示されている。焦点FSの半径寸法が小さい場合、ウオブルの大きさの絶対値は、少なくとも顕著な割合となる（特に、大きなアノードディスクの場合）。暴露時間は、アノード回転期間またはそれ以上の範囲である。その結果、焦点FSは、不鮮明となり、得られた画像は、低品質となり、または時間平均の焦点FSの寸法を、所定の設計限界内に留めるようにするため、出力定格および電子ビームの最適サイズ（焦点FSの直径を意味する）を抑制しなければならなくなる。

図2bには、図2aに示した傾斜して取り付けられた回転アノードRAの、第1の回転段階（「第1のウオブル状態」とも称する）における断面概略図を示す。回転角φ＝φ₀である（φ₀∈[0゜，360゜]）。ここで、アノードディスクは、回転アノードRAの回転面に対して左に傾斜しており、アノードディスクのX線放射表面のターゲット領域ATに衝突する電子ビームEBの焦点FSは、中央X線扇ビームCXBの平面P_CXB内にある。後者は、アノードの回転シャフトSの回転軸に対して実質的に垂直な平面によって与えられ、そこには、焦点FSの時間平均位置が存在する。理想的には、P_CXBは、アノードディスクの回転面のヘッセン（Hessian）一般式z＝0で表される。一方、図2cには、第2の回転段階（「第2のウオブル状態」）が描かれた図2aからの傾斜して取り付けられた回転アノードRAの断面概略図を示す。回転角φ＝φ₀＋（2ｋ+1）・180゜（ｋ∈／）である。これは、回転アノードディスクRAが、回転シャフトSの回転軸の周りを半回転、またはこれの奇数倍回、回転したことを意味する。この図において、アノードディスクRAは、回転アノードの回転面に対して右に傾斜しており、アノードディスクのX線放射表面のターゲット領域ATに衝突する電子ビームEBの焦点位置FSは、もはや中央X線扇ビームCXBの平面P_CXB内には存在しない。

図2bに示した状態から図2cに示した状態に、回転アノードディスクRAが、+φまたは−φの方向に180゜回転すると、アノードターゲットATのX線放射表面における焦点FSの位置は、−z方向に偏差Δzだけずれる。ここで、zは、アノードシャフトの回転軸の方向を表す。逆に、図2cに示した状態から図2bに示した状態に、アノードディスクRAが+φまたは−φの方向に180゜回転すると、アノードターゲットATのX線放射表面における焦点FSの位置は、+zの方向に、偏差Δzだけずれる。これは、回転アノードが、アノードディスクの回転面（後者は、回転アノードシャフトSの回転軸ｚに垂直に配向される）に、傾斜して取り付けられており、電子ビームEBは、通常、この回転軸に平行であるためである。

偏差Δｚは、30μｍ（新しい管の場合）から数百μm（使用管の場合）の範囲にあっても良い。Δｚが投射焦点直径Δlの大きな割合に達し、およびX線パルス幅がアノード回転周期の半分以上のオーダーになると、X線画像が不鮮明になる。なお、投射焦点直径Δlは、図2aに示すアノードディスクRAの右側における中央X線ビームCXBの平面P_CXBにある視点から見たときの、z方向における短縮遠近法（perspectively foreshortened）の寸法である。この不鮮明化の影響を避けるため、焦点寸法を抑制して、出力定格を抑制する必要がある。

本発明では、管状カソードCの熱イオンまたは他のタイプの電子エミッタによって生じた電子ビームEBが回転アノードディスクのターゲット領域ATに照射する前に、電子ビームを半径方向に偏向させることにより、前記ウオブル効果が補正される。このため、前記電子ビームEBは、アノードターゲットATのX線発生（通常円錐状傾斜）表面に配置された焦点位置FSの位置が、中央X線扇ビームCXBの平面P_CXB内に留まるように誘導される。通常、この結果、焦点トラックは、楕円軌道の形状となる。しかしながら、電子ビームEBは、それがいかなる他の焦点トラック軌道に従うような方法で、誘導されても良く、これにより、傾斜して取り付けられた回転アノードディスクRAの傾斜角の連続的な変化によって生じる周期的なウオブル効果に加えて、いかなる他の機械的な歪みも補正され得る。

このように、本発明では、図3aに示すように、回転面（回転シャフトSの回転軸に対して垂直に配向される）に対するアノードディスクの傾斜角の周期的なウオブルを測定し補正するシステムが提供される。このシステムは、図2aに示すような、従来のX線管の傾斜して取り付けられたアノードの、前述のような2つの回転段階の一例として示されている。前記測定は、製造プロセスの間、位置センサWSによって実施され、（必要な場合）X線管XTの作動プロセスの間、繰り返されても良い。これにより、前記測定は、歪んだウオブル効果（例えばアノードディスクの曲げを介した効果）に影響を及ぼし得る、各種熱条件用のアノード段階分解焦点位置測定として実現することができる。この測定に基づいて、前記位置センサWSの測定結果から得られた制御データが、前記X線管XTの集積ビーム偏向ユニットBDに供給される。前記ビーム偏向ユニットを使用して、管状カソードの熱イオンまたは他のタイプの電子エミッタから放射された電子ビームEBが誘導される。動作の間、前記測定は、繰り返され、システムの再校正が行われても良い。前述のウオブル効果に加えて、前述のシステムおよび方法を適用して、他のシステム関連歪み（例えば、立地振動およびアノードディスクの曲がり）が少なくとも部分的に補正されても良い。

本発明の方法を示すため、図3bには、前述の第1の回転段階が示された図3aからの傾斜して取り付けられた回転アノードRAの断面概略図を示す。アノードディスクは、回転アノードRAの回転面に対して左に傾斜しており、アノードディスクのX線放射表面のターゲット領域に衝突する電子ビームEBの焦点位置FSは、中央X線扇ビームの平面P_CXB内にある。この図からわかるように、焦点位置FSの偏差Δzは、この理想のケースでは、ゼロに等しくなる。

比較のため、図3cには、前述の第2の回転段階が描かれた図3aからの傾斜して取り付けられた回転アノードRAの断面概略図を示す。これは、回転アノードディスクを、回転シャフトSの回転軸の周りに半回転した後、またはその奇数倍回回転した後に得られるものである。従って、図3cには、アノードディスクは、回転アノードRAの回転面に対して右に傾斜しており、管状カソードの熱イオンまたは他のタイプの電子エミッタにより放射される電子ビームEBは、前記位置センサWSの検出された出力信号に応じて、左に偏向させて、アノードディスクのX線放射表面のターゲット領域ATに衝突する電子ビームEBの焦点位置FSが、中央X線扇ビームCXBの平面P_CXBに来るようにする必要があることが示されている。

提案されたシステムおよび方法によって、改良された出力負荷が得られ、焦点位置の精度が高まるとともに、画質が向上する。一方、前述の補正は、中央X線扇ビームCXB内においてのみ、正確に作用することに留意する必要がある。しかしながら、焦点FSは、通常、この方向に特定されており、X線画像の最も重要な領域は、通常、この中心である。

（本発明の適用例）
本発明は、特に、良好な画質の、改良された出力定格を有するX線画像を形成する必要がある、X線に基づく医療用および非医療用の用途に使用される、回転アノード式のX線管に適用することができる。本発明は、さらに、前述のタイプのX線管に有意に適用することができる。このようなX線管では、焦点の不鮮明化の結果、得られる画質がかなり劣る。焦点の不鮮明化は、アノードウオブル効果によって、ならびに、例えば立地振動およびアノードディスクの曲がりのような他の種類の機械的歪みによって生じる。

図面および前述の記載において、本発明について詳細に説明したが、そのような説明および記載は、一例であって、限定的なものではなく、これは、本発明が示された実施例に限定されるものではないことを意味する。示された実施例に対する他の変形例は、図面、開示、および添付の特許請求の範囲の研究から、本発明を実施する際に、当業者に理解され達成される。特許請求の範囲において、「有する」と言う用語は、他の素子またはステップを排斥するものではない。また、「一つの」という用語は、複数の存在を否定するものではない。また、特許請求の範囲におけるいかなる参照符号も、本発明の範囲を限定するものと解してはならないことに留意する必要がある。

AB：耐熱材料（例えばSiC層）で構成されたアノード本体（物質）、AT：耐熱材料（例えばSiC層）で構成されたアノードターゲット、B：ボールベアリング、BD：ビーム偏向ユニット、C：電子放射フィラメントカソード、CA：Cアーム、CAA：プロペラ軸PAに垂直な水平Cアーム軸、CH真空チャンバ、CS：X線管ケーシング（管状エンベロープ）、CoS：冷却システム、CU：制御ユニット、CXB：中央X線扇ビーム、D：X線検出器、EB：電子ビーム、FS：焦点（また、その位置を表す）、HVG：高電圧発生器、IC：Cアーム組立体の等中心、LA：Lアーム、LAA：Lアーム軸、LSH：鉛シールド、M：Cアームマウント、MF：機械的固定、O：オイル、OC：オイル接続、P：高電圧プラグ、PA：水平プロペラ軸、P_CXB：中央X線扇ビームCXBの平面、PT：患者テーブル、RA：前記アノード本体ABおよびアノードターゲットATを有する、回転アノード（アノードディスクとも称する）、RO：ロータ、S：ロータリシャフト、SO：X線源、ST：ステータ、VC：真空、W：窓、WS：位置センサ、XB：X線ビーム、XT：X線管、ｈ：平面P_CXBを超えるシャフトSの突出高さ、Δl：図2aおよび3aに示すアノードディスクRAの右側における中央X線ビームCXBの平面P_CXBにある視点から見た、z方向に短縮遠近投射された、焦点FSの投射直径、ｚ：回転軸（＝回転アノードディスクRAの対称軸）、Δｚ：回転アノードディスクRAのウオブル効果による、±ｚ方向における焦点位置FSの反復偏差（偏差）、±φ：回転アノードディスクRAの回転角（正または負）、φ₀：所与の回転段階（φ₀∈[0゜，360゜]）、θ₁：直交座標軸x、y、およびzによって定められる静止3Dデカルト座標系のy軸の周りの回転角、θ₂：静止3Dデカルト座標系のｚ軸の周りの回転角、ｘ：静止3Dデカルト座標系のx軸であり、Cアーム軸CAAの方向を示す軸、ｙ：静止3Dデカルト座標系のy軸であり、Lアーム軸LAAの方向を示す軸、ｚ：静止3Dデカルト座標系のz軸であり、プロペラ軸PAの方向を示す軸。

Claims (15)

1. 電子ビームの焦点の所望の位置からの実際の位置の反復偏差を測定し補正するシステムであって、
   前記電子ビームは、X線管のカソードの電子エミッタにより、前記X線管の回転アノードディスクのターゲット領域に放射され、
   当該システムは、少なくとも1周期の間、前記反復偏差を検出する位置センサと、該位置センサから得られる前記測定結果に基づいて、前記電子ビームを偏向する、集積制御器を有するビーム偏向ユニットとを有することを特徴とするシステム。
2. 当該システムは、X線管の回転アノードディスクの傾斜角の、理想回転面に対する周期的なウオブルを測定し補正するように適合され、
   前記理想回転面は、回転シャフトに対して垂直に配向され、前記回転シャフトには、製造プロセスの間の不正確性のため、前記回転アノードディスクが傾斜して取り付けられ、
   前記位置センサは、時間に対する前記傾斜角の偏差を検出するように適合されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
3. 前記位置センサは、前記偏差を検出する位置感度手段を有し、
   これにより、前記焦点の位置は、前記回転アノードディスクの回転シャフトの回転軸の方向にずらされることを特徴とする請求項2に記載のシステム。
4. 前記位置センサは、容量性または光学式センサとして導入され、
   前記焦点の前記偏差を得るための情報を提供することを特徴とする請求項3に記載のシステム。
5. 前記位置センサは、前記センサの開口スリットを介して飛散する散乱電子の数を測定する電流センサとして導入され、前記焦点の前記偏差は、前記数から導出されることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
6. 前記位置センサは、X線システムによって得られた各X線画像を比較することにより、前記偏差を導出するように構成され、
   前記X線管は、固定式に取り付けられたカメラの少なくとも一つのカメラ画像を提供し、これにより、前記焦点の前記偏差が得られることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
7. 前記ビーム偏向ユニットの前記集積制御器は、前記電子ビームを誘導して、前記回転アノードディスクのX線発生表面上のターゲット領域における前記電子ビームの焦点位置が、中央X線扇ビームの平面内に留まるように構成され、
   前記平面は、前記焦点の時間平均位置が属する前記回転シャフトの回転軸に対して実質的に垂直な平面によって与えられることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載のシステム。
8. 請求項1乃至7のいずれか一つに記載のシステムを有する、回転アノード式のX線管。
9. 電子ビームの焦点の所望の位置からの実際の位置の反復偏差を測定し補正する方法であって、
   前記電子ビームは、X線管のカソードの電子エミッタにより、前記X線管の回転アノードディスクのターゲット領域に放射され、
   当該方法は、少なくとも1周期の間、前記反復偏差を検出するステップと、該測定ステップから得られる前記測定結果に基づいて、前記電子ビームを偏向するステップと、を有することを特徴とする方法。
10. 当該方法は、X線管の回転アノードディスクの傾斜角の、理想回転面に対する周期的なウオブルを測定し補正するように適合され、
    前記理想回転面は、回転シャフトに対して垂直に配向され、前記回転シャフトには、製造プロセスの間の不正確性のため、前記回転アノードディスクが傾斜して取り付けられ、
    前記検出ステップは、時間に対する前記傾斜角の偏差を検出するように適合されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
11. 前記電子ビームは、前記回転アノードディスクのX線発生表面上のターゲット領域における前記電子ビームの焦点が、中央X線扇ビームの平面内に留まるように誘導され、
    前記平面は、前記焦点の時間平均位置が属する前記回転シャフトの回転軸に対して実質的に垂直な平面によって与えられることを特徴とする請求項10に記載の方法。
12. 前記電子ビームは、該電子ビームの焦点トラックが、楕円軌道を描くように誘導されることを特徴とする請求項11に記載の方法。
13. 前記電子ビームは、該電子ビームの焦点トラックが、所定の軌道を描くように誘導され、
    前記回転アノードディスクの傾斜角の周期的ウオブルの補正に加えて、立地振動およびアノードディスクの曲がりの影響が補正されることを特徴とする請求項11に記載の方法。
14. 前記測定ステップは、前記方法を行うシステムの製造プロセスの間に実施され、
    任意で、作動プロセスの間、繰り返され、前記システムの再校正が可能となることを特徴とする請求項9乃至13のいずれか一つに記載の方法。
15. 請求項1乃至6のいずれか一つに記載のシステムの処理手段を稼働させる際に、請求項9乃至14のいずれか一つに記載の方法を実施するためのコンピュータプログラム製品。

Images