JP2018089067A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心力による陽極の変形の影響を緩和すること。【解決手段】実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管と、回転部と、補正部とを備える。Ｘ線管は、電子を放出する陰極と、電磁力を発生させるコイルと、前記電磁力を受けて回転軸周りに自転し、前記電子を受けてＸ線を発生させる陽極とを有する。回転部は、前記Ｘ線管を保持し、前記Ｘ線管と共に被検体の周囲を回転する。補正部は、前記回転部の回転数に基づいて、前記回転部の回転により発生する遠心力による前記陽極の傾きを補正する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、例えば、陽極が転がり軸受又は液体金属軸受で支持されたＸ線管、回転陽極型Ｘ線管を有する。Ｘ線ＣＴ装置は、被検体を中心とする円軌道上でＸ線管を旋回させる。このため、陽極は、遠心力により変形し、ターゲット角が変化することがある。この変形は、陽極が転がり軸受又は液体金属軸受で支持されていても起こる。また、磁気浮上型Ｘ線管の場合、Ｘ線管が機械的に支持されていないため、この変形が起こり易い。陽極が遠心力により変形すると、陽極のうちＸ線が透過する領域が変化する。このため、Ｘ線の線質が変化し、ＣＴ画像の画質に影響を与えてしまうことがある。さらに、近年では、被ばく量を低減させ、時間分解能を向上させるため、Ｘ線ＣＴ装置の架台回転数は、増加する傾向にある。このため、この変形による影響を緩和することが望まれている。

特開２０１４−１５４４９７号公報

本発明が解決しようとする課題は、磁気浮上型Ｘ線管において遠心力による陽極の変形の影響を緩和することができるＸ線ＣＴ装置を提供することである。

実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管と、回転部と、補正部とを備える。Ｘ線管は、電子を放出する陰極と、電磁力を発生させるコイルと、前記電磁力を受けて回転軸周りに自転し、前記電子を受けてＸ線を発生させる陽極とを有する。回転部は、前記Ｘ線管を保持し、前記Ｘ線管と共に被検体の周囲を回転する。補正部は、前記回転部の回転数に基づいて、前記回転部の回転により発生する遠心力による前記陽極の傾きを補正する。

図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。 図３は、第１の実施形態に係るＸ線管の回転軸を通り、ＹＺ平面に平行な平面により切断し、−Ｘ方向から見たときの図である。 図４は、第１の実施形態に係るＸ線管を図３に示したＡ−Ａ線を通り、ＸＹ平面に平行な平面により切断し、＋Ｚ方向から見たときの図である。 図５は、第１の実施形態に係るＸ線管が有する磁石、浮上コイル及び推進コイルの位置関係を説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係るＸ線管が陽極を宙に浮かせるための引力及び斥力を説明するための図である。 図７は、第１の実施形態に係るＸ線管が陽極を回転軸周りに回転させるための引力及び斥力を説明するための図である。 図８は、陽極が遠心力により変形し、ターゲット角が変化した場合の例を示す図である。 図９は、遠心力による陽極の傾きを補正する電磁力の例を示す図である。 図１０は、図９に示した電磁力、この電磁力のうち陽極を浮上させる力及びこの電磁力のうち遠心力による陽極の傾きを補正する力の関係を示す図である。 図１１は、遠心力により変形した陽極の傾きを補正した場合の例を示す図である。 図１２は、第２の実施形態に係るＸ線管の回転軸を通り、ＹＺ平面に平行な平面により切断し、−Ｘ方向から見たときの図である。 図１３は、第２の実施形態に係るＸ線管を図１２に示したＢ−Ｂ線を通り、ＸＹ平面に平行な平面により切断し、＋Ｚ方向から見たときの図である。

以下、図面を参照して、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置を説明する。なお、以下の実施形態では、重複する説明は適宜省略する。

（第１の実施形態）
図１を参照しながら、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。Ｘ線ＣＴ装置１は、図１に示すように、架台２と、寝台２０と、コンソール３０とを備える。なお、Ｘ線ＣＴ装置１の構成は、下記の構成に限定されるものではない。

架台２は、高電圧発生回路３と、コリメータ調整回路４と、架台駆動回路５と、Ｘ線管６ａと、ウェッジ７と、コリメータ８と、検出器９と、データ収集回路１０と、回転部１１と、コイル制御回路１２とを備える。

高電圧発生回路３は、第１の整流回路と、インバータ回路と、変圧器と、第２の整流回路とを備える。第１の整流回路は、交流電源に接続されている。第１の整流回路は、交流を整流し、直流に変換する。インバータ回路は、第１の整流回路が出力した直流を交流に変換する。変圧器は、インバータ回路が出力した交流を昇圧する。第２の整流回路は、変圧器が昇圧した交流を直流に変換し、Ｘ線管６ａに直流電圧を供給する。この直流電圧は、管電圧と呼ばれる。

コリメータ調整回路４は、コリメータ８の開口度及び位置を調整することにより、Ｘ線管６ａが発生させたＸ線の照射範囲を調整する。コリメータ調整回路４は、コリメータ８に接続され、開口度及び位置を調整する機構と、この機構を制御する回路とを含む。この機構は、例えば、モータと、このモータが発生させた動力をコリメータ８に伝達する機械要素とを含む。また、上述した回路は、例えば、モータに電力や制御信号を供給する回路と、この回路を制御するプロセッサとを含む。

架台駆動回路５は、回転部１１を回転させることにより、被検体Ｐを中心とする円軌道上でＸ線管６ａ及び検出器９を旋回させる。架台駆動回路５は、回転部１１に接続され、これを回転させる機構と、この機構を制御する回路とを含む。この機構は、例えば、モータと、このモータが発生させた動力を回転部１１に伝達する機械要素とを含む。また、上述した回路は、例えば、モータに電力や制御信号を供給する回路と、この回路を制御するプロセッサとを含む。

Ｘ線管６ａは、高電圧発生回路３が供給する管電圧によりＸ線を発生させる。Ｘ線管６ａの詳細は、後述する。

ウェッジ７は、Ｘ線管６ａが発生させたＸ線の線量を調節するためのＸ線フィルタである。

コリメータ８は、Ｘ線の照射範囲を調整するためのスリットである。コリメータ８は、Ｘ線管６ａが発生させたＸ線を遮蔽することができる材料で作製されている。このような材料は、例えば、鉛である。コリメータ８の開口度及び位置は、コリメータ調整回路４により調整される。

検出器９は、Ｘ線を検出する。検出器９は、複数の検出素子を有する。検出器９は、Ｘ線管６ａが発生させたＸ線を検出素子により検出する。検出素子は、入射したＸ線を電気信号に変換し、この電気信号をデータ収集回路１０へ出力する。検出器９が有する検出素子の大きさ、形状及び数は、特に限定されない。なお、検出器９は、直接変換型及び間接変換型のいずれでもよい。データ収集回路１０は、検出素子が出力した電気信号に基づいて投影データを生成する。

回転部１１は、円環状のフレームである。回転部１１は、Ｘ線管６ａ及び検出器９を支持する。Ｘ線管６ａと検出器９は、対向している。回転部１１は、架台駆動回路５により駆動され、被検体Ｐを中心とする円軌道上でＸ線管６ａ及び検出器９を旋回させる。つまり、回転部１１は、Ｘ線管６ａを保持し、Ｘ線管６ａと共に被検体Ｐの周囲を回転する。なお、回転部１１は、回転フレームとも呼ばれる。

コイル制御回路１２は、コイルに流す電流を制御する。ここで、コイルとは、浮上コイル６０９ａ、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａである。コイル制御回路１２の詳細は、後述する。

寝台２０は、天板２１と、寝台駆動回路２２とを備える。天板２１は、被検体Ｐが載せられる板状の部材である。寝台駆動回路２２は、被検体Ｐが載せられた天板２１を移動させることにより、被検体Ｐを架台２の撮影口内で移動させる。

コンソール３０は、入力回路３１と、ディスプレイ３２と、投影データ記憶回路３３と、画像記憶回路３４と、記憶回路３５と、処理回路３６とを備える。

入力回路３１は、指示や設定を入力するユーザにより使用される。入力回路３１は、例えば、マウス、キーボードである。入力回路３１は、ユーザが入力した指示や設定を処理回路３６に転送する。

ディスプレイ３２は、ユーザが参照するモニタである。ディスプレイ３２は、例えば、液晶ディスプレイである。液晶ディスプレイは、偏光フィルタ、ガラス基板、透明電極、配向膜、液晶層、カラーフィルタ及びバックライトを積層したディスプレイである。ディスプレイ３２は、例えば、ＣＴ画像、ユーザが指示や設定を入力する際に使用するＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示する旨の指示を処理回路３６から受ける。ディスプレイ３２は、この指示に基づいてＣＴ画像やＧＵＩを表示する。

投影データ記憶回路３３は、後述する前処理機能３６３により生成された生データ（Raw Data）を記憶する。画像記憶回路３４は、後述する画像生成機能３６４により生成されたＣＴ画像を記憶する。

記憶回路３５は、高電圧発生回路３、コリメータ調整回路４、架台駆動回路５、データ収集回路１０及びコイル制御回路１２が上述した機能を実現するためのプログラムを記憶する。記憶回路３５は、寝台駆動回路２２が上述した機能を実現するためのプログラムを記憶する。記憶回路３５は、処理回路３６が後述するスキャン制御機能３６１、補正機能３６２、前処理機能３６３、画像生成機能３６４、表示制御機能３６５、制御機能３６６及びその他の機能それぞれを実現するためのプログラムを記憶する。したがって、高電圧発生回路３、コリメータ調整回路４、架台駆動回路５、データ収集回路１０、コイル制御回路１２、寝台駆動回路２２及び処理回路３６は、記憶回路３５に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、その機能を実現する。

また、投影データ記憶回路３３、画像記憶回路３４及び記憶回路３５は、記憶されている情報をコンピュータにより読み出すことができる記憶媒体を有する。記憶媒体は、例えば、ハードディスクである。

処理回路３６は、スキャン制御機能３６１、補正機能３６２、前処理機能３６３、画像生成機能３６４、表示制御機能３６５及び制御機能３６６を有する。これらの機能の詳細は、後述する。処理回路３６は、例えば、プロセッサにより実現される。

図２を参照しながら、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の処理の一例について説明する。図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。

処理回路３６は、図２に示すように、スキャンを実行し、投影データを収集する（ステップＳ１）。ステップＳ１の処理は、例えば、次のようなものである。

処理回路３６は、記憶回路３５からスキャン制御機能３６１に相当するプログラムを読み出して実行する。スキャン制御機能３６１は、スキャンを実行するためにＸ線ＣＴ装置１を制御する機能である。例えば、処理回路３６は、スキャン制御機能３６１を実行することにより、Ｘ線ＣＴ装置１を次のように制御する。

処理回路３６は、寝台駆動回路２２を制御することにより、被検体Ｐを架台２の撮影口内へ移動させる。ここで、撮影口とは、Ｘ線管６ａ及び回転フレーム１１が旋回する軌道の内側に設けられた空洞である。処理回路３６は、架台２に被検体Ｐのスキャンを実行させる。具体的には、処理回路３６は、高電圧発生回路３を制御することにより、Ｘ線管６ａへ管電圧を供給させる。処理回路３６は、コリメータ調整回路４を制御することにより、コリメータ８の開口度及び位置を調整する。また、処理回路３６は、架台駆動回路５を制御することにより、回転部１１を回転させる。そして、処理回路３６は、データ収集回路１０を制御することにより、データ収集回路１０に投影データを収集させる。Ｘ線ＣＴ装置１が実行するスキャンは、例えば、コンベンショナルスキャン、ヘリカルスキャン、ステップアンドシュートである。

処理回路３６は、図２に示すように、投影データに前処理を施す（ステップＳ２）。ステップＳ２の処理は、例えば、次のようなものである。

処理回路３６は、記憶回路３５から前処理機能３６３に相当するプログラムを読み出して実行する。前処理機能３６３は、データ収集回路１０により生成された投影データを補正する機能である。この補正は、例えば、対数変換、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正、散乱線補正である。前処理機能３６３により補正された投影データは、投影データ記憶回路３３に格納される。なお、前処理機能３６３により補正された投影データは、生データとも呼ばれる。

処理回路３６は、図２に示すように、ＣＴ画像を生成し、表示する（ステップＳ３）。ステップＳ３の処理は、例えば、次のようなものである。

処理回路３６は、記憶回路３５から画像生成機能３６４に相当するプログラムを読み出して実行する。画像生成機能３６４は、投影データ記憶回路３３に格納されている生データを再構成し、ＣＴ画像を生成する機能である。再構成方法は、例えば、逆投影処理、逐次近似法である。処理回路３６は、記憶回路３５から表示制御機能３６５に相当するプログラムを読み出して実行する。表示制御機能３６５は、画像記憶回路３４に格納されているＣＴ画像をディスプレイ３２に表示する機能である。

なお、処理回路３６は、上述した処理を実行する際、適宜、記憶回路３５から制御機能３６６に相当するプログラムを読み出して実行する。制御機能３６６は、架台２、寝台２０及びコンソール３０の各構成要素を目的に応じて適切なタイミングで動作させる機能及びその他の機能を含む。

図３から図７を参照しながら、第１の実施形態に係るＸ線管６ａの構造及び動作を説明する。以下の説明においては、次のように定義されたＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向を使用する。後述する陽極の回転軸Ｚｒと平行な方向をＺ方向と定義する。Ｘ方向及びＹ方向は、Ｚ方向と直交するものとする。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、右手系を形成している。また、この座標系は、Ｘ線管６ａに固定されているものとする。

図３は、第１の実施形態に係るＸ線管の回転軸を通り、ＹＺ平面に平行な平面により切断し、−Ｘ方向から見たときの図である。図４は、第１の実施形態に係るＸ線管を図３に示したＡ−Ａ線を通り、ＸＹ平面に平行な平面により切断し、＋Ｚ方向から見たときの図である。図５は、第１の実施形態に係るＸ線管が有する磁石、浮上コイル及び推進コイルの位置関係を説明するための図である。図６は、第１の実施形態に係るＸ線管が陽極を宙に浮かせるための引力及び斥力を説明するための図である。図７は、第１の実施形態に係るＸ線管が陽極を回転軸周りに回転させるための引力及び斥力を説明するための図である。

Ｘ線管６ａは、図３に示すように、陽極６０１ａと、断熱材６０２ａと、磁石６０３ａと、スリップリング６０４ａと、捕捉機構６０５ａと、陰極６０６ａと、第１の筐体６０７ａと、第２の筐体６０８ａと、浮上コイル６０９ａと、推進コイル６１０ａと、推進コイル６１１ａとを備える。なお、Ｘ線管６ａの構成は、下記の構成に限定されるものではない。

陽極６０１ａは、図３に示すように、陰極６０６ａが放出する電子Ｅを受けてＸ線Ｒを発生させる。陽極６０１ａの形状は、図３に示すように、回転軸Ｚｒを軸とする回転体である。陽極６０１ａは、半径が大きな部分及び半径が小さな部分を有する。半径が大きな部分は、陽極６０１ａの−Ｚ方向側に位置する。半径が小さな部分は、陽極６０１ａの＋Ｚ方向側に位置する。ここでいう半径とは、回転軸Ｚｒに垂直な平面と陽極６０１ａとの交線と回転軸Ｚｒとの距離である。陽極６０１ａは、半径が大きな部分で陰極６０６ａが放出する電子Ｅを受ける。陽極６０１ａが電子Ｅを受ける部分は、図３に示すように、陰極６０６ａに近づくにつれて半径が小さくなっている。

また、陽極６０１ａは、電磁力により宙に浮いて回転軸Ｚｒ周りに自転する。具体的には、陽極６０１ａは、浮上コイル６０９ａが磁石６０３ａとの間に発生させる電磁力により宙に浮く。また、陽極６０１ａは、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａが磁石６０３ａとの間に発生させる電磁力により回転軸Ｚｒ周りに自転する。このため、陽極６０１ａが電子Ｅを受ける部分は、回転軸Ｚｒ上の点を中心とする円軌道上を周回する。なお、陽極６０１ａは、接地されている。

断熱材６０２ａは、陽極６０１ａで発生した熱が磁石６０３ａに伝わることを抑制する。これにより、磁石６０３ａが発生させる磁極の強さが低下することが抑制される。断熱材６０２ａの形状は、円盤状である。断熱材６０２ａは、図３に示すように、孔６０２１ａ及び孔６０２２ａを有する。孔６０２１ａには、陽極６０１ａのうち半径が小さい部分の一部が挿入されている。孔６０２２ａには、磁石６０３ａが挿入されている。また、断熱材６０２ａは、非磁性の材料で作製されている。

磁石６０３ａは、磁極を発生させる。すなわち、磁石６０３ａは、磁気モーメントを発生させる。磁石６０３ａが発生させる磁気モーメントは、回転軸Ｚｒと平行となる。磁石６０３ａは、例えば、永久磁石、電磁石である。また、電磁石は、芯を有していなくてもよい。ただし、永久磁石を備えるＸ線管６ａは、電磁石を備えるＸ線管６ａより構成が簡易なものとなる。なぜなら、永久磁石は、電流を流すための配線や電源を必要としないからである。

磁石６０３ａは、陽極６０１ａに接続されている。すなわち、磁石６０３ａは、断熱材６０２ａが有する孔６０２２ａに挿入されている。磁石６０３ａは、図５に示すように、回転軸Ｚｒを取り囲むように配置されている。磁石６０３ａは、陽極６０１ａの自転により回転軸Ｚｒ上の点を中心とする円軌道上を周回する。

スリップリング６０４ａは、陽極６０１ａを陰極６０６ａと電気的に接続する。すなわち、スリップリング６０４ａは、陽極６０１ａと陰極６０６ａを電気的に接続し、一つの閉回路を形成している。これにより、陽極６０１ａと陰極６０６ａとの間に電位差が設けられる。この電位差が大きい場合、陰極６０６ａが放出した電子Ｅは、図３に示すように、陽極６０１ａに向かってＺ方向に略平行に飛行する。

また、陽極６０１ａは、電子Ｅを受けることにより発熱する。このため、スリップリング６０４ａは、熱に強い材料で作製されていることが好ましい。また、陽極６０１ａは、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａが磁石６０３ａとの間に発生させる引力及び斥力の少なくとも一方により、回転軸Ｚｒ周りに回転する。このため、スリップリング６０４ａは、摩擦に強い構造であることが好ましい。摩擦に強い構造とは、例えば、ファイバーブラシである。

捕捉機構６０５ａは、陽極６０１ａを捕捉する。具体的には、捕捉機構６０５ａは、例えば、瞬時停電時、Ｘ線管６ａの立ち上げ時、Ｘ線管６ａの立ち下げ時に、回転する陽極６０１ａの半径が小さな部分を捕捉する。捕捉機構６０５ａの構造は、回転する陽極６０１ａの捕捉及び解放が可能な構造であれば、特に限定されない。また、捕捉機構６０５ａは、陽極６０１ａの回転を妨げない構造であることが好ましい。例えば、捕捉機構６０５ａは、陽極６０１ａと接触する部分に、ボールや円筒コロを備える。これにより、捕捉機構６０５ａは、陽極６０１ａの回転を妨げることなく、陽極６０１ａを捕捉した状態を保つことができる。また、捕捉機構６０５ａは、例えば、Ｘ線管６ａが運搬される場合、陽極６０１ａを捕捉する。捕捉機構６０５ａは、例えば、専用の電源や瞬時停電時用のコンデンサから供給される電力により稼働する。

陰極６０６ａは、図３に示すように、電子Ｅを放出する。陰極６０６ａは、例えば、タングステンで作製されたフィラメントである。フィラメントは、熱電子を放出する。熱電子とは、フィラメントに流れる電流により発生した熱により励起され、フィラメントの外に飛び出す電子である。陰極６０６ａが放出した電子Ｅは、陽極６０１ａと陰極６０６ａとの間に印加された電圧により加速され、陽極６０１ａに衝突する。

第１の筐体６０７ａは、図３に示すように、陽極６０１ａ、断熱材６０２ａ、磁石６０３ａ、捕捉機構６０５ａ及び陰極６０６ａを収納する。第１の筐体６０７ａは、例えば、ガラスで作製されている。また、第１の筐体６０７ａは、第１のＸ線窓６０７１ａを有する。第１のＸ線窓６０７１ａは、陽極６０１ａが発生させたＸ線Ｒを通過させる。なお、第１の筐体６０７ａは、インサートとも呼ばれる。

第２の筐体６０８ａは、図３に示すように、第１の筐体６０７ａ、浮上コイル６０９ａ、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａを収納する。第２の筐体６０８ａは、陽極６０１ａが発生させたＸ線Ｒを遮蔽することができる材料で作製されている。Ｘ線Ｒを遮蔽することができる材料は、例えば、鉛である。また、第２の筐体６０８ａは、第２のＸ線窓６０８１ａを有する。第２のＸ線窓６０８１ａは、陽極６０１ａが発生させたＸ線Ｒを通過させる。なお、第２の筐体６０８ａは、ハウジングとも呼ばれる。

浮上コイル６０９ａは、図３に示すように、第１の筐体６０７ａと第２の筐体６０８ａの間に設けられている。浮上コイル６０９ａは、図３に示すように、第１の筐体６０７ａ、磁石６０３ａ及び断熱材６０２ａを挟んで対向するように配置されている。また、浮上コイル６０９ａは、図４及び図５に示すように、回転軸Ｚｒを取り囲むように配置されている。浮上コイル６０９ａは、互いに独立した二つのコイルを含む。これら二つのコイルの形状は、例えば、円形である。また、これら二つのコイルの形状は、任意の単純閉曲線でもよい。

浮上コイル６０９ａは、通電されることにより、磁極を発生させる。すなわち、浮上コイル６０９ａは、通電されることにより、磁気モーメントを発生させる。浮上コイル６０９ａが発生させる磁気モーメントは、回転軸Ｚｒと平行となる。なぜなら、浮上コイル６０９ａは、図３、図４及び図５に示すように、コイル面が回転軸Ｚｒと直交するように配置されているからである。なお、磁気モーメントとは、Ｓ極を始点とし、Ｎ極を終点とするベクトルに、Ｓ極及びＮ極の磁極の強さを掛けたベクトル量である。

浮上コイル６０９ａが発生させた磁気モーメントの磁極の一方は、磁石６０３ａとの間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる。この電磁力は、陽極６０１ａを宙に浮かせる。つまり、浮上コイル６０９ａは、陽極６０１ａを宙に浮いた状態にする電磁力として磁石６０３ａとの間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる。

図６を参照しながら、浮上コイル６０９ａが陽極６０１ａを宙に浮かせる方法について具体的に説明する。以下の説明では、Ｘ線管６ａが架台２内において最も下方に位置している時を例に挙げて説明する。この時、Ｘ線管６ａは、真上に向かってＸ線を発生させる。

図６の下方に示した磁石６０３ａは、図５において回転軸Ｚｒから見て＋Ｙ方向の位置にある磁石６０３ａである。図６の上方に示した磁石６０３ａは、図５において回転軸Ｚｒから見て−Ｙ方向の位置にある磁石６０３ａである。図６に示した浮上コイル６０９ａ、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａは、図５に示すように、回転軸Ｚｒから見て＋Ｙ方向又は−Ｙ方向の位置にある磁石６０３ａと重なっている浮上コイル６０９ａ、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａである。図６は、Ｘ線管６ａが架台２内において最も下方に位置している時に、磁石６０３ａと浮上コイル６０９ａとの間に発生する電磁力を示している。

Ｘ線管６ａが架台２内において最も下方に位置している時、陽極６０１ａは、＋Ｙ方向に働く重力及び＋Ｙ方向に働く遠心力を受け、＋Ｙ方向へ並進しようとする。したがって、Ｘ線管６ａは、陽極６０１ａを宙に浮かせるため、これらの力を打ち消す力を陽極６０１ａに作用させる必要がある。

浮上コイル６０９ａは、図５及び図６に示すように、それぞれの磁石６０３ａの＋Ｚ方向側及び−Ｚ方向側に一つずつ配置されている。＋Ｚ方向側の浮上コイル６０９ａが磁石６０３ａに向かって発生させる磁極は、＋Ｙ方向側がＳ極であり、−Ｙ方向側がＮ極である。−Ｚ方向側の浮上コイル６０９ａが磁石６０３ａに向かって発生させる磁極は、＋Ｙ方向側がＮ極であり、−Ｙ方向側がＳ極である。磁石６０３ａが＋Ｚ方向側の浮上コイル６０９ａに向かって発生させる磁極は、Ｓ極である。磁石６０３ａが−Ｚ方向側の浮上コイル６０９ａに向かって発生させる磁極は、Ｎ極である。

−Ｚ方向側の浮上コイル６０９ａが発生させるＳ極は、磁石６０３ａが発生させるＮ極との間に引力ＡＴ１０を発生させる。−Ｚ方向側の浮上コイル６０９ａが発生させるＮ極は、磁石６０３ａが発生させるＮ極との間に斥力ＲＥ１０を発生させる。引力ＡＴ１０と斥力ＲＥ１０の合力ＮＥ１０は、−Ｙ方向に働く力である。

＋Ｚ方向側の浮上コイル６０９ａが発生させるＮ極は、磁石６０３ａが発生させるＳ極との間に引力ＡＴ２０を発生させる。＋Ｚ方向側の浮上コイル６０９ａが発生させるＳ極は、磁石６０３ａが発生させるＳ極との間に斥力ＲＥ２０を発生させる。引力ＡＴ２０と斥力ＲＥ２０の合力ＮＥ２０は、−Ｙ方向に働く力である。

架台２内でＸ線管６ａが最も下方に位置する場合に、陽極６０１ａに働く重力及び遠心力は、二つの合力ＮＥ１０及び二つの合力ＮＥ２０により打ち消される。このため、Ｘ線管６ａは、陽極６０１ａを宙に浮かせることができる。

上述した説明では、図５において回転軸Ｚｒから見て＋Ｙ方向の位置にある磁石６０３ａと、当該磁石６０３ａと重なっている浮上コイル６０９ａとの間に発生する電磁力及び図５において回転軸Ｚｒから見て−Ｙ方向の位置にある磁石６０３ａと、当該磁石６０３ａと重なっている浮上コイル６０９ａとの間に発生する電磁力が陽極６０１ａを宙に浮かせる場合について述べたが、これに限定されない。図５において回転軸Ｚｒから見て＋Ｙ方向の位置にある磁石６０３ａ及び図５において回転軸Ｚｒから見て−Ｙ方向の位置にある磁石６０３ａ以外の磁石６０３ａと、当該磁石６０３ａと重なっている浮上コイル６０９ａとの間に発生する電磁力が陽極６０１ａを宙に浮かせてもよい。いずれの場合も、磁石６０３ａと、当該磁石６０３ａと重なっている浮上コイル６０９ａとの間に発生する電磁力の合力が、陽極６０１ａに働く重力及び遠心力を打ち消す。

また、磁石６０３ａと、当該磁石６０３ａと重なっている浮上コイル６０９ａとの間に発生する電磁力の合力は、Ｘ線管６ａの位置、Ｘ線管６ａの向き及びＸ線管６ａの速度に関係無く、陽極６０１ａに働く重力及び遠心力を打ち消す。コイル制御回路１２は、このような電磁力を発生させ続けるため、Ｘ線管６ａの位置、Ｘ線管６ａの向き及びＸ線管６ａの速度に応じて浮上コイル６０９ａに流す電流を制御する。

さらに、磁石６０３ａと、当該磁石６０３ａと重なっている浮上コイル６０９ａとの間に発生する電磁力の合力は、Ｘ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置を調整することができる。Ｘ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置の調整は、陽極６０１ａを宙に浮かせたままにすることを含む。また、Ｘ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置の調整は、Ｘ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置を所定の範囲内に収めた状態を維持することを含む。

Ｘ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置は、位置ずれセンサにより検出される。この位置ずれセンサは、例えば、第１の筐体６０７ａの内壁に取り付けられる。また、この位置ずれセンサは、例えば、静電容量変位センサである。位置ずれセンサが検出した結果は、コイル制御回路１２に送信される。コイル制御回路１２は、位置ずれセンサが検出した結果に基づいて浮上コイル６０９ａに流す電流を制御する。これにより、コイル制御回路１２は、Ｘ線管６ａ内における陽極６０１ａのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の位置を調整することができる。

なお、コイル制御回路１２は、Ｘ線管６ａの位置、Ｘ線管６ａの向き、Ｘ線管６ａの速度及びＸ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置の少なくとも一つに応じて浮上コイル６０９ａに流す電流を制御してもよい。

これにより、コイル制御回路１２は、Ｘ線管６ａの位置、Ｘ線管６ａの向き、Ｘ線管６ａの速度及びＸ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置に関らず、陽極６０１ａを宙に浮かせたままにすることができる。また、コイル制御回路１２は、Ｘ線管６ａの位置、Ｘ線管６ａの向き、Ｘ線管６ａの速度及びＸ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置に関らず、Ｘ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置を所定の範囲内に収めた状態を維持することができる。

推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａは、図３に示すように、第１の筐体６０７ａと第２の筐体６０８ａの間に設けられている。推進コイル６１０ａは、図３に示すように、第１の筐体６０７ａ、磁石６０３ａ、断熱材６０２ａ及び浮上コイル６０９ａを挟んで互いに対向するように配置されている。推進コイル６１１ａは、図３に示すように、第１の筐体６０７ａ、磁石６０３ａ、断熱材６０２ａ、浮上コイル６０９ａ及び推進コイル６１０ａを挟んで互いに対向するように配置されている。また、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａは、図４及び図５に示すように、回転軸Ｚｒを取り囲むように配置されている。推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａは、図４及び図５に示すように、導線を長方形の四つの角を丸めた形状に巻くことにより形成されている。

推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａは、通電されることにより、磁極を発生させる。すなわち、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａは、通電されることにより、磁気モーメントを発生させる。推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａが発生させる磁気モーメントは、回転軸Ｚｒと平行となる。なぜなら、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａは、図３、図４及び図５に示すように、コイル面が回転軸Ｚｒと直交するように配置されているからである。

推進コイル６１０ａが発生させた磁気モーメントの磁極の一方は、磁石６０３ａとの間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる。推進コイル６１１ａが発生させた磁気モーメントの磁極の一方は、磁石６０３ａとの間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる。この電磁力は、陽極６０１ａを回転軸Ｚｒ周りに回転させる。つまり、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａは、陽極６０１ａを回転軸Ｚｒ周りに回転させる電磁力として磁石６０３ａとの間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる。

図７を参照しながら、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａが陽極６０１ａを回転させる方法について具体的に説明する。

図７は、磁石６０３ａ、浮上コイル６０９ａ、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａを＋Ｙ方向から見たときの図である。図７に示した磁石６０３ａは、図５において回転軸Ｚｒから見て＋Ｙ方向の位置にある磁石６０３ａである。図６に示した浮上コイル６０９ａ、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａは、図５において回転軸Ｚｒから見て＋Ｙ方向の位置にある磁石６０３ａと重なっている浮上コイル６０９ａ、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａである。

推進コイル６１０ａは、図７に示すように、磁石６０３ａ、断熱材６０２ａ及び浮上コイル６０９ａの＋Ｚ方向側及び−Ｚ方向側に一つずつ配置されている。＋Ｚ方向側の推進コイル６１０ａが磁石６０３ａに向かって発生させる磁極は、Ｓ極である。−Ｚ方向側の推進コイル６１０ａが磁石６０３ａに向かって発生させる磁極は、Ｎ極である。

推進コイル６１１ａは、図７に示すように、磁石６０３ａ、断熱材６０２ａ、浮上コイル６０９ａ及び推進コイル６１０ａの＋Ｚ方向側及び−Ｚ方向側に一つずつ配置されている。＋Ｚ方向側の推進コイル６１１ａが磁石６０３ａに向かって発生させる磁極は、Ｎ極である。−Ｚ方向側の推進コイル６１１ａが磁石６０３ａに向かって発生させる磁極は、Ｓ極である。

磁石６０３ａが＋Ｚ方向側の推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａに向かって発生させる磁極は、Ｎ極である。磁石６０３ａが−Ｚ方向側の推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａに向かって発生させる磁極は、Ｓ極である。

＋Ｚ方向側の推進コイル６１０ａが発生させるＳ極は、磁石６０３ａが発生させるＮ極との間に引力ＡＴ５０を発生させる。＋Ｚ方向側の推進コイル６１１ａが発生させるＮ極は、磁石６０３ａが発生させるＮ極との間に斥力ＲＥ５０を発生させる。引力ＡＴ５０と斥力ＲＥ５０の合力ＮＥ５０は、−Ｘ方向に働く力である。

−Ｚ方向側の推進コイル６１０ａが発生させるＮ極は、磁石６０３ａが発生させるＳ極との間に引力ＡＴ６０を発生させる。−Ｚ方向側の推進コイル６１１ａが発生させるＳ極は、磁石６０３ａが発生させるＳ極との間に斥力ＲＥ６０を発生させる。引力ＡＴ６０と斥力ＲＥ６０の合力ＮＥ６０は、−Ｘ方向に働く力である。

合力ＮＥ５０及び合力ＮＥ６０は、右ネジが＋Ｚ方向に進む際に回転する方向へ陽極６０１ａを回転させる。また、磁石６０３ａと、当該磁石６０３ａと重なっている推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａとの間に発生する電磁力の合力も、右ネジが＋Ｚ方向に進む際に回転する方向へ陽極６０１ａを回転させる。

陽極６０１ａの回転数を上げる場合、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａは、上述した電磁力を発生させるように通電される。一方、陽極６０１ａの回転数を下げる場合、上述した電磁力と反対方向の電磁力を発生させるように通電される。

第１の筐体６０７ａと第２の筐体６０８ａの間の領域は、図３に示すように、冷却オイルＬで満たされている。冷却オイルＬは、熱輻射により陽極６０１ａで発生した熱を吸収する。

図８から図１１を参照しながら、第１の実施形態に係るＸ線管６ａが有する陽極６０１ａの傾き及びこの傾きの影響を解消する方法を説明する。

図８は、陽極が遠心力により変形し、ターゲット角が変化した場合の例を示す図である。図９は、遠心力による陽極の傾きを補正する電磁力の例を示す図である。図１０は、図９に示した電磁力、この電磁力のうち陽極を浮上させる力及びこの電磁力のうち遠心力による陽極の傾きを補正する力の関係を示す図である。図１１は、遠心力により変形した陽極の傾きを補正した場合の例を示す図である。

上述したように、陽極６０１ａは、電磁力により宙に浮いて回転軸Ｚｒ周りに自転する。同時に、陽極６０１ａは、回転部１１が被検体Ｐを中心とする円軌道上でＸ線管６ａを旋回させるため、＋Ｙ方向の遠心力を受ける。また、陽極６０１ａのうち半径が小さな部分は、磁石６０３ａと浮上コイル６０９ａ、推進コイル６１０ａ又は推進コイル６１１ａとの間に発生する電磁力により拘束される。一方、陽極６０１ａのうち半径が大きな部分は、陽極６０１ａのうち半径が小さな部分ほどこの電磁力により拘束されない。

したがって、陽極６０１ａは、Ｘ線管６ａが被検体Ｐを中心とする円軌道上を周回している間、図８に示すように、＋Ｙ方向に曲がった状態を保ちながら自転する。すなわち、陽極６０１ａは、Ｘ線管６ａが被検体Ｐを中心とする円軌道上を周回している間、−Ｚ方向に進むにつれて半径が大きな部分の中心軸が回転軸Ｚｒから＋Ｙ方向にずれるように変形した状態を保ちながら自転する。また、この時、ターゲット角は、常に一定となる。ここで、ターゲット角とは、回転軸Ｚｒを通り、ＹＺ平面に平行な平面と陽極６０１ａが電子Ｅを受ける部分との交線と、回転軸Ｚｒを通り、ＹＺ平面に平行な直線とがなす角である。

しかし、ターゲット角は、遠心力の影響を受けない場合に比べ、小さくなってしまう。ターゲット角が変化すると、陽極６０１ａのうちＸ線Ｒが透過する領域が変化する。このため、Ｘ線Ｒの線質が変化し、ＣＴ画像の画質に影響が出てしまうことがある。そこで、補正機能３６２は、回転部１１の回転数に基づいて、回転部１１の回転により発生する遠心力による陽極６０１ａの傾きを補正する。

具体的には、補正機能３６２は、回転部１１の回転数に基づいて、陽極６０１ａが受ける遠心力を算出する。或いは、補正機能３６２は、回転部１１の回転数に加え、陽極６０１ａの形状、重量及び材質の少なくとも一つに基づいて、陽極６０１ａが受ける遠心力を算出する。

次に、補正機能３６２は、例えば、回転部１１の回転数に基づいて、この遠心力による陽極６０１ａの各点の変位を算出する。或いは、補正機能３６２は、回転部１１の回転数に加え、陽極６０１ａの形状、重量及び材質の少なくとも一つに基づいて、この遠心力による陽極６０１ａの各点の変位を算出する。

補正機能３６２は、上述したステップＳ１において、これらを算出する。或いは、補正機能３６２は、上述した少なくともステップＳ１が実行される前にこれらを算出する。

そして、補正機能３６２は、上述したステップＳ１において、コイル制御回路１２を制御し、次のような電磁力が発生するように、浮上コイル６０９ａに流す電流を制御する。ただし、補正機能３６２が上述した二つのコイルに流す電流の方向は、反対となる。また、この場合、補正機能３６２が上述した二つのコイルに流す電流の絶対値は、異なる。

図９の下方に示した磁石６０３ａは、図５において回転軸Ｚｒから見て−Ｙ方向の位置にある磁石６０３ａである。図９の上方に示した磁石６０３ａは、図５において回転軸Ｚｒから見て＋Ｙ方向の位置にある磁石６０３ａである。図９に示した浮上コイル６０９ａ、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａは、図５に示すように、回転軸Ｚｒから見て＋Ｙ方向又は−Ｙ方向の位置にある磁石６０３ａと重なっている浮上コイル６０９ａ、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａである。図９は、Ｘ線管６ａが架台２内の任意の位置において、磁石６０３ａと浮上コイル６０９ａとの間に発生する電磁力を示している。

陽極６０１ａは、上述したように、Ｘ線管６ａが架台２内で旋回している時、＋Ｙ方向に曲がる。したがって、Ｘ線ＣＴ装置１は、ターゲット角が変化しないようにする必要がある。すなわち、Ｘ線ＣＴ装置１は、＋Ｙ方向の遠心力による陽極６０１ａの傾きを補正する必要がある。

＋Ｚ方向側の浮上コイル６０９ａが磁石６０３ａに向かって発生させる磁極は、＋Ｙ方向側がＳ極であり、−Ｙ方向側がＮ極である。−Ｚ方向側の浮上コイル６０９ａが磁石６０３ａに向かって発生させる磁極は、＋Ｙ方向側がＮ極であり、−Ｙ方向側がＳ極である。磁石６０３ａが＋Ｚ方向側の浮上コイル６０９ａに向かって発生させる磁極は、Ｓ極である。磁石６０３ａが−Ｚ方向側の浮上コイル６０９ａに向かって発生させる磁極は、Ｎ極である。

＋Ｚ方向側かつ＋Ｙ方向側の浮上コイル６０９ａが発生させるＮ極は、磁石６０３ａが発生させるＳ極との間に引力ＡＴ１を発生させる。＋Ｚ方向側かつ＋Ｙ方向側の浮上コイル６０９ａが発生させるＮ極は、磁石６０３ａが発生させるＮ極との間に斥力ＲＥ１を発生させる。引力ＡＴ１と斥力ＲＥ１の合力ＮＥ１は、＋Ｙ方向成分及び−Ｚ方向成分を有する力である。

−Ｚ方向側かつ＋Ｙ方向側の浮上コイル６０９ａが発生させるＳ極は、磁石６０３ａが発生させるＮ極との間に引力ＡＴ２を発生させる。−Ｚ方向側かつ＋Ｙ方向側の浮上コイル６０９ａが発生させるＳ極は、磁石６０３ａが発生させるＳ極との間に斥力ＲＥ２を発生させる。引力ＡＴ２と斥力ＲＥ２の合力ＮＥ２は、＋Ｙ方向成分及び−Ｚ方向成分を有する力である。

＋Ｚ方向側かつ−Ｙ方向側の浮上コイル６０９ａが発生させるＮ極は、磁石６０３ａが発生させるＳ極との間に引力ＡＴ３を発生させる。＋Ｚ方向側かつ−Ｙ方向側の浮上コイル６０９ａが発生させるＮ極は、磁石６０３ａが発生させるＮ極との間に斥力ＲＥ３を発生させる。引力ＡＴ３と斥力ＲＥ３の合力ＮＥ３は、＋Ｙ方向成分及び＋Ｚ方向成分を有する力である。

−Ｚ方向側かつ−Ｙ方向側の浮上コイル６０９ａが発生させるＳ極は、磁石６０３ａが発生させるＮ極との間に引力ＡＴ４を発生させる。−Ｚ方向側かつ−Ｙ方向側の浮上コイル６０９ａが発生させるＳ極は、磁石６０３ａが発生させるＳ極との間に斥力ＲＥ４を発生させる。引力ＡＴ４と斥力ＲＥ４の合力ＮＥ４は、＋Ｙ方向成分及び＋Ｚ方向成分を有する力である。

四つの合力ＮＥ１、合力ＮＥ２、合力ＮＥ３及び合力ＮＥ４は、図１０に示すように、＋Ｙ方向の力ＮＥ（Ｙ）と＋Ｚ方向又は−Ｚ方向の力ＮＥ（Ｚ）とに分解することができる。力ＮＥ（Ｙ）は、陽極６０１ａを浮上させる力である。力ＮＥ（Ｚ）は、陽極６０１ａの傾きを補正する力である。

補正機能３６２は、上述した力を発生させることにより、図１１に示すように、＋Ｙ方向の遠心力による陽極６０１ａの傾きを補正することができる。すなわち、補正機能３６２は、図１１に示すように、＋Ｙ方向の遠心力により陽極６０１ａが変形しても、適切なターゲット角を維持することができる。また、補正機能３６２は、＋Ｙ方向の遠心力により陽極６０１ａが変形し、ターゲット角が変化しても、上述した力により、適切なターゲット角に補正することができる。

上述したように、第１の実施形態に係る補正機能３６２は、回転部１１の回転数に基づいて、回転部１１の回転により発生する遠心力による陽極６０１ａの傾きを補正する。具体的には、補正機能３６２は、回転部１１の回転数に基づいて、コイルに流す電流を制御することにより、陽極６０１ａの傾きを補正する。このため、Ｘ線ＣＴ装置１は、＋Ｙ方向の遠心力により陽極６０１ａが曲がり、Ｘ線Ｒの線質が変化し、ＣＴ画像の画質に影響が出ることを抑制することができる。また、補正機能３６２は、回転部１１の回転数に基づいて、回転部１１の回転により発生する遠心力による陽極６０１ａの傾きを算出することができる。このため、Ｘ線ＣＴ装置１は、陽極６０１ａの各点の変位を計測するセンサを有する必要が無い。

浮上コイル６０９ａ、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａの少なくとも一つは、第１の筐体６０７ａの内側に配置されてもよい。ただし、浮上コイル６０９ａ、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａを第１の筐体６０７ａの外側に配置した方が、ユーザは、容易にＸ線管６ａの修理や手入れをすることができる。

浮上コイル６０９ａ、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａの少なくとも一つは、第２の筐体６０８ａの外側に配置されてもよい。この場合、第２の筐体６０８ａの外側に配置され浮上コイル６０９ａ、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａは、冷却オイルＬと接触しない。しかし、冷却オイルＬは、第２の筐体６０８ａを介して第２の筐体６０８ａの外側に配置され浮上コイル６０９ａ、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａから発生する熱を吸収することができる。このため、冷却オイルＬは、第２の筐体６０８ａの外側に配置され浮上コイル６０９ａ、推進コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａを冷却することができる。

（第２の実施形態）
図１２及び図１３を参照しながら、第２の実施形態に係るＸ線管６ｂの構造及び動作を説明する。図１２は、第２の実施形態に係るＸ線管の回転軸を通り、ＹＺ平面に平行な平面により切断し、−Ｘ方向から見たときの図である。図１３は、第２の実施形態に係るＸ線管を図１２に示したＢ−Ｂ線を通り、ＸＹ平面に平行な平面により切断し、＋Ｚ方向から見たときの図である。

第１の実施形態では、陽極６０１ａ、断熱材６０２ａ及び磁石６０３ａのみが回転軸Ｚｒ周りに回転する。第１の実施形態と同様、第２の実施形態でも、陽極６０１ｂ、断熱材６０２ｂ及び磁石６０３ｂのみが回転軸Ｚｒ周りに回転する。なお、第１の実施形態と重複する内容については、同一の符号を使用し、詳細な説明を省略する。

Ｘ線管６ｂは、図１２に示すように、陽極６０１ｂと、断熱材６０２ｂと、磁石６０３ｂと、スリップリング６０４ｂと、捕捉機構６０５ｂと、陰極６０６ｂと、第１の筐体６０７ｂと、第２の筐体６０８ｂと、浮上コイル６０９ｂと、推進コイル６１０ｂと、推進コイル６１１ｂとを備える。なお、Ｘ線管６ｂの構成は、下記の構成に限定されるものではない。

陽極６０１ｂは、図１２に示すように、陰極６０６ｂが放出する電子Ｅを受けてＸ線Ｒを発生させる。陽極６０１ｂの形状は、図１２に示すように、回転軸Ｚｒを軸とする回転体である。陽極６０１ｂは、陰極６０６ｂが放出する電子Ｅを受ける。陽極６０１ｂが電子Ｅを受ける部分は、図１２に示すように、陰極６０６ｂに近づくにつれて半径が小さくなっている。

また、陽極６０１ｂは、電磁力により宙に浮いて回転軸Ｚｒ周りに自転する。具体的には、陽極６０１ｂは、浮上コイル６０９ｂが磁石６０３ｂとの間に発生させる電磁力により宙に浮く。また、陽極６０１ｂは、推進コイル６１０ｂ及び推進コイル６１１ｂが磁石６０３ｂとの間に発生させる電磁力により回転軸Ｚｒ周りに自転する。

断熱材６０２ｂは、陽極６０１ｂで発生した熱が磁石６０３ｂに伝わることを抑制する。断熱材６０２ｂの形状は、円盤状である。断熱材６０２ｂは、図１２に示すように、孔６０２１ｂ及び孔６０２２ｂを有する。孔６０２１ｂには、陽極６０１ｂの一部が挿入されている。孔６０２２ｂには、磁石６０３ｂが挿入されている。なお、断熱材６０２ｂは、Ｚ方向において陽極６０１ｂと重なっていない。

磁石６０３ｂは、磁極を発生させる。すなわち、磁石６０３ｂは、磁気モーメントを発生させる。磁石６０３ｂが発生させる磁気モーメントは、回転軸Ｚｒと平行となる。磁石６０３ｂは、陽極６０１ｂに接続されている。すなわち、磁石６０３ｂは、断熱材６０２ｂが有する孔６０２２ｂに挿入されている。また、磁石６０３ｂは、＋Ｚ方向側と−Ｚ方向側とに分けて配置されている。磁石６０３ｂは、回転軸Ｚｒを取り囲むように配置されている。磁石６０３ｂは、陽極６０１ｂの自転により回転軸Ｚｒ上の点を中心とする円軌道上を周回する。

スリップリング６０４ｂは、陽極６０１ｂを陰極６０６ｂと電気的に接続する。捕捉機構６０５ｂは、陽極６０１ｂを捕捉する。陰極６０６ｂは、図１２に示すように、電子Ｅを放出する。

第１の筐体６０７ｂは、図１２に示すように、陽極６０１ｂ、断熱材６０２ｂ、磁石６０３ｂ、捕捉機構６０５ｂ及び陰極６０６ｂを収納する。また、第１の筐体６０７ｂは、第１のＸ線窓６０７１ｂを有する。

第２の筐体６０８ｂは、図１２に示すように、第１の筐体６０７ｂ、浮上コイル６０９ｂ、推進コイル６１０ｂ及び推進コイル６１１ｂを収納する。また、第２の筐体６０８ｂは、第２のＸ線窓６０８１ｂを有する。

浮上コイル６０９ｂは、図１２に示すように、第１の筐体６０７ｂと第２の筐体６０８ｂの間に設けられている。浮上コイル６０９ｂは、図１２に示すように、第１の筐体６０７ｂ、磁石６０３ｂ及び断熱材６０２ｂを挟んで対向するように配置されている。また、浮上コイル６０９ｂは、図１３に示すように、回転軸Ｚｒを取り囲むように配置されている。浮上コイル６０９ｂは、互いに独立した二つのコイルを含む。

コイル制御回路１２は、Ｘ線管６ｂの位置、Ｘ線管６ｂの向き、Ｘ線管６ｂの速度及びＸ線管６ｂ内における陽極６０１ｂの位置の少なくとも一つに応じて浮上コイル６０９ｂに流す電流を制御する。これにより、陽極６０１ｂは、常に宙に浮いていることができる。

推進コイル６１０ｂ及び推進コイル６１１ｂは、図１２に示すように、第１の筐体６０７ｂと第２の筐体６０８ｂの間に設けられている。推進コイル６１０ｂは、図１２に示すように、第１の筐体６０７ｂ、磁石６０３ｂ、断熱材６０２ｂ及び浮上コイル６０９ｂを挟んで互いに対向するように配置されている。推進コイル６１１ｂは、図１２に示すように、第１の筐体６０７ｂ、磁石６０３ｂ、断熱材６０２ｂ、浮上コイル６０９ｂ及び推進コイル６１０ｂを挟んで互いに対向するように配置されている。また、推進コイル６１０ｂ及び推進コイル６１１ｂは、図１３に示すように、回転軸Ｚｒを取り囲むように配置されている。

第１の筐体６０７ｂと第２の筐体６０８ｂの間の領域は、図１２に示すように、冷却オイルＬで満たされている。

陽極６０１ｂは、回転部１１が被検体Ｐを中心とする円軌道上でＸ線管６ｂを旋回させるため、＋Ｙ方向の遠心力を受ける。また、陽極６０１ｂの＋Ｚ方向側は、磁石６０３ｂと浮上コイル６０９ｂ、推進コイル６１０ｂ又は推進コイル６１１ｂとの間に発生する電磁力により拘束される。一方、陽極６０１ｂの−Ｚ方向側は、陽極６０１ｂの＋Ｚ方向側ほどこの電磁力により拘束されない。したがって、陽極６０１ｂは、＋Ｙ方向に曲がる。すなわち、陽極６０１ｂは、−Ｚ方向に進むにつれて陽極６０１ｂの−Ｚ方向側の中心軸が回転軸Ｚｒから＋Ｙ方向にずれるように変形する。

これにより、ターゲット角は、小さくなってしまう。ターゲット角が変化すると、陽極６０１ｂのうちＸ線Ｒが透過する領域が変化する。このため、Ｘ線Ｒの線質が変化し、ＣＴ画像の画質に影響が出てしまうことがある。そこで、補正機能３６２は、第１の実施形態で述べたように動作する。

すなわち、第２の実施形態に係る補正機能３６２は、回転部１１の回転数に基づいて、回転部１１の回転により発生する遠心力による陽極６０１ｂの傾きを補正する。このため、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１と同様の効果を奏することができる。

上述したプロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（Programmable Logic Device：ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）である。また、プログラマブル論理デバイス（Programmable Logic Device：ＰＬＤ）は、例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）である。

上述した実施形態では、高電圧発生回路３、コリメータ調整回路４、架台駆動回路５、データ収集回路１０、コイル制御回路１２、寝台駆動回路２２及び処理回路３６は、記憶回路３５に保存されたプログラムを読み出して実行することにより、その機能を実現したが、これに限定されない。記憶回路３５にプログラムを保存する代わりに、これらの回路それぞれにプログラムを直接組み込んでもよい。この場合、これらの回路は、直接組み込まれたプログラムを読み出して実行することにより、その機能を実現する。

図１に示した各回路は、適宜分散又は統合されてもよい。例えば、処理回路３６は、スキャン制御機能３６１、補正機能３６２、前処理機能３６３、画像生成機能３６４、表示制御機能３６５及び制御機能３６６それぞれの機能を実行するスキャン制御回路、補正回路、前処理回路、画像生成回路、表示制御回路及び制御回路に分散されてもよい。また、例えば、高電圧発生回路３、コリメータ調整回路４、架台駆動回路５、データ収集回路１０、コイル制御回路１２、寝台駆動回路２２及び処理回路３６は、任意に統合されてもよい。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、遠心力による陽極の変形の影響を緩和することができるＸ線ＣＴ装置を提供することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

６ａ、６ｂ Ｘ線管
１１ 回転部
３６２ 補正機能

Claims (4)

1. 電子を放出する陰極と、電磁力を発生させるコイルと、前記電磁力を受けて回転軸周りに自転し、前記電子を受けてＸ線を発生させる陽極とを有するＸ線管と、
   前記Ｘ線管を保持し、前記Ｘ線管と共に被検体の周囲を回転する回転部と、
   前記回転部の回転数に基づいて、前記回転部の回転により発生する遠心力による前記陽極の傾きを補正する補正部と、
   を備える、Ｘ線ＣＴ装置。
2. 前記補正部は、前記回転部の回転数に基づいて、前記コイルに流す電流を制御することにより、前記陽極の傾きを補正する、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 前記陽極に接続され、前記陽極の自転により前記回転軸上の点を中心とする円軌道上を周回する磁石を更に備え、
   前記コイルは、前記陽極を宙に浮いた状態にする前記電磁力として前記磁石との間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる浮上コイルと、前記陽極を前記回転軸周りに自転させる前記電磁力として前記磁石との間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる推進コイルとを有し、
   前記補正部は、前記回転部の回転数に基づいて、前記浮上コイルに流す電流を制御することにより、前記陽極の傾きを補正する、請求項１又は請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記磁石、前記浮上コイル及び前記推進コイルが発生させる磁気モーメントは、前記回転軸と平行である、請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。

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