JP2731803B2 - モリブデンターゲットを有するx線管 - Google Patents

モリブデンターゲットを有するx線管

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JP2731803B2
JP2731803B2 JP63287498A JP28749888A JP2731803B2 JP 2731803 B2 JP2731803 B2 JP 2731803B2 JP 63287498 A JP63287498 A JP 63287498A JP 28749888 A JP28749888 A JP 28749888A JP 2731803 B2 JP2731803 B2 JP 2731803B2
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ドゥレール ジャック
ペイレ オリヴィエ
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JENERARU EREKUTORITSUKU SEE JEE EERU SA
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00X-ray tubes
    • H01J35/02Details
    • H01J35/04Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/08Anodes; Anti cathodes
    • H01J35/10Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、X線管、特にマンモグラフィー用のX線管
に関するものであり、さらに詳細には、モリブデンから
なるアノードターゲットに関する。
従来の技術 X線管では、アノード上に支持されている、あるいは
アノード自体で形成されているターゲットを電子で叩く
ことによりX線が得られる。ターゲット上では、小さな
面積が電子により叩かれてX線源を形成する。X線の特
徴は、入射電子ビームと、ターゲットを形成している材
料の性質とに依存して決まる。
モリブデンターゲットは、マンモグラフィー用のX線
管のアノードに広く使用されている。
マンモグラフィーにおけるモリブデンターゲットの有
効性は、発生するX線のエネルギスペクトルが特にこの
ような検査に適している点にある。というのは、乳房は
X線をあまり吸収しない性質があり、しかも探している
異常は密度がその周囲の組織の密度と極めて似通ってい
るからである。X線像において異常とその周囲の組織の
間に現れるコントラストは、使用するX線がモリブデン
の特性X線を含む狭いエネンルギバンドを有する場合に
著しく向上する。
一般に、モリブデンターゲットはモリブデン粉末を焼
結することによって得られる。最も多いのは、アノード
自体が焼結させたモリブデン粉末からなる場合である。
ターゲットはこのアノードの一部である。アノードは、
固定タイプと回転タイプがある。CVD法や電着を始めと
する他の標準的な方法を利用すると、モリブデン層をア
ノード上に堆積させてアノードの全表面上、または回転
アノードの場合には、例えば焦点線に沿ってアノード表
面その一部の上にターゲットを形成することができる。
発明が解決しようとする課題 モリブデンターゲットが電子によって繰り返し叩かれ
ると、ターゲットに熱機械的応力が発生してモリブデン
に亀裂が入る。この亀裂は、電子線に曝されるほど数が
増え、しかもサイズが大きくなる。亀裂が存在している
とX線管のX線の効率が低下する。このことは、亀裂内
に入る電子がX線を発生させるが、その大部分がアノー
ド自体に吸収されることによって説明がつく。
X線の効率が低下すると、特に、以下の2つの問題点
が現れる。この2つの問題点は、マンモグラフィーでは
特に重要である。
1.画像の質の低下。これは、X線の効率が低下する結果
として、必要な露出時間が長くなるために動きのぼけが
大きくなることと、X線照射範囲内で像の密度が不均一
になることで説明される。
2.マンモグラフィーで使用されるフィルム/スクリーン
対のいわゆる相反関係からのずれに起因して患者が受け
る被爆線量が増加する。実際、被爆物(フィルム/スク
リーン)の非相反性のために、フィルムを感光させるの
に必要とされるフォトンの量が露出時間の増加とともに
多くなる。
例えば、X線強度が最大の方向に近い方向では、X線
強度はX線管を3ヵ月正常動作させた後には約20%以下
し、アノード面に近い面内では約40%低下する。
本発明は、固定タイプまたは回転タイプのアノードを
備えており、このアノードは上記の亀裂の問題がない
か、この問題があっても従来のモリブデンターゲットを
用いる場合と比べてはるかに長い動作時間の後にはるか
に小さな程度しかこの問題が現れない、特にマンモグラ
フィーに使用されるが用途がこれには限定されない、X
線管に関する。
課題を解決するための手段 これは、モリブデンにドーピングを施すことによって
得られる。このドーピングは、粒子間とモリブデン粒子
自体の結合を強化し、モリブデンをより弾性的なものに
するという効果を有すると考えられる。
本発明によれば、電子ビームを発生させるカソード
と、この電子ビームによって表面を叩かれてX線源を構
成するモリブデンターゲットを有するアノードとを備え
るX線管であって、モリブデンターゲットがバナジウム
を含むモリブデン合金で形成されていることを特徴とす
るX線管が提供される。
作用 さらに、モリブデンにタングステンをドープすること
には、マンモグラフィーに用いられるX線管の場合に大
きな利点があることを確認した。この利点は、電子の衝
撃によって発生するバナジウムの特性X線を、X線管か
ら発生するX線用の標準的なフィルタで完全に除去する
ことができることにある。この結果、X線スペクトルは
バナジウムが存在していても変化しない。
本発明は、添付の図面を参照した以下の説明によりさ
らによく理解できよう。なお、図面は単に実施例を示し
たものであって、本発明を限定することはない。
実施例 図面は、特にマンモグラフィーに用いられる本発明の
X線管1の一例を示している。しかし、実施例がこれだ
けに限定されることはない。
X線管1は、従来と同様にしてケーシング2内に収容
されている。このX線管1は、例えばガラスからなる閉
じたエンベロープ3を備えており、その中にはカソード
4とアノード5が含まれている。本実施例では、アノー
ド5は全体の形状が円板である回転アノードであり、回
転子8に固定された支持シャフト7によって円板の中央
に支持されている。回転子8は、円板状アノード5の対
称軸線9に沿って配置されている。この回転子8は、エ
ンベロープ3に固定された支持体10によって従来と同様
にして支持されている。固定子11はエンベロープ3の外
側に配置されていて回転子8を回転させ、その結果とし
てアノード5を対称軸線9のまわりに回転させる。カソ
ード4もエンベロープ3に従来と同様にして支持され
て、円板状アノード5の端部12と対向している。
カソード4は電子ビーム13を発生させ、本実施例では
この電子ビーム13が端部12の上に形成されたターゲット
30を叩く。アノード5は回転アノードであるため、ター
ゲット30は端部12に沿って対称軸線9のまわりに焦点線
を構成する。電子ビーム13はターゲットの限定された部
分15を叩く。この部分15は焦点と呼ばれ、X線源を構成
する。
本発明の1つの特徴によれば、電子ビーム13で叩かれ
るターゲット30は、少なくとも0.5重量%のバナジウム
と合金した、またはバナジウムをドープされたモリブデ
ンからなる。このようにすると、ターゲット30が電子ビ
ーム13で叩かれることによる先に説明した劣化および亀
裂を著しく遅らせたり減らしたりすることができる。バ
ナジウムの量が0.5重量%を越えると大きな改善が観察
される。最適条件は、バナジウムがモリブデンに対して
2.5〜3.5重量%の割合で混合されることである。バナジ
ウムが過剰(例えば7重量%以上)になると、X線のエ
ネルギスペクトルがモリブデンの特性X線を含む比較的
狭いバンドをカバーするようにするためにX線管1から
放射されるX線をフィルタした後には、X線の強度が無
視できない程度に低下する可能性がある。
本実施例では、このフィルタ操作は、出力窓33におい
てなされる。X線は、まずX線をほとんど吸収しない第
1の出力窓32を通ってX線管1から外に出た後、ケーシ
ング2からは出力窓33を通って外に出る。第1の出力窓
32は、例えば従来と同様にベリリウムからなり、第2の
出力窓33はモリブデンからなる。
ターゲットとなる端部12は様々な方法で製造される。
− ターゲット30は、例えばアノード5そのもので直接
に構成することができる。このアノード5は、モリブデ
ンにバナジウムを上記の割合でドープしたものである。
この場合には、アノード5は例えばバナジウムを混合し
たモリブデンを焼結するという公知の方法で製造するこ
とができる。
− しかし、ターゲット30は、モリブデン−バナジウム
混合物の層40の形態にすることもできる。この層40は、
本実施例において例えばモリブデンで形成された基体を
構成する円板状アノード5の所望の位置に堆積される。
モリブデン−バナジウム層40は、公知の方法、例えば電
着法またはCVD法によって数ミクロンの厚さEに堆積さ
れる。CVD法では、反応の運動特性(温度、圧力、ガス
の導入速度など)を考慮して、モリブデンとバナジウム
の気相混合物を、堆積がなされる位置で所望の割合にな
るように構成する。
ケーシング2から出たX線は、従来と同様にしてコリ
メータ41を通過し、境界45、46の範囲内の有効X線43を
構成する。カソード4側に位置する第1の境界45は、マ
ンモグラフィーにおいては一般に患者(図示せず)の胸
郭の側に位置する。これに対してアノード5側の第2の
境界46は、検査する乳房の先端すなわち乳頭の側に位置
する。第2の境界46は、端部12により構成されるアノー
ド面との間に比較的小さな約2度という角度αをなす。
先に説明した効率の低下は、境界45と46の間でのX線の
特徴である。すなわち、X線の強度は、第2の境界46か
ら第1の境界45まで増加して乳頭と胸郭の間で乳房(図
示せず)の厚さに違いがあるのを相殺する。
曲線50は、2つの境界45、46の間のX線の強度変化の
一例である。この曲線50は、第1の境界45に沿った方向
のX線の最大強度の変化率を表す。この曲線50をたどる
と、第1の境界45において100%であるX線の強度は、
次第に減少速度を増しながら第2の境界46の位置で約65
%に達する。
これは、ターゲットが本発明に従ってバナジウムをド
ープされたモリブデンで構成されているために、あるい
はこのターゲットがほとんど電子で叩かれていないモリ
ブデンで製造されているためにこのターゲットがほとん
ど亀裂をもたない場合に対応している。
点線で示した第2の曲線51は、上記したのと同じ条件
ではあるが従来のモリブデン製ターゲットの場合のX線
の強度の変化を示している。このターゲットは、電子で
叩かれて劣化すると亀裂が入る。第1の境界45でのX線
の強度が約80%であること、すなわち強度が約20%減少
することがわかる。第2の曲線51は、X線の強度が第1
の場合よりもより急激に減少して第2の境界46で25%に
達することを示している。
発明の効果 これは、本発明に従ってバナジウムと合金した、また
はバナジウムがドープされたモリブデンからなるターゲ
ット30を用いると、繰り返される電子の衝撃に起因する
ターゲットの亀裂を防ぐと同時に、マンモグラフィーに
使用されるX線管にとっては特に重要な問題であるX線
強度が大きく低下することとX線照射範囲内でのX線強
度の変化を防ぐことができることを示している。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明のX線管の概略図である。 (主な参照番号) 1……X線管、2……ケーシング、 3……エンベロープ、4……カソード、 5……アノード、7……支持シャフト、 8……回転子、10……支持体、 11……固定子、12……端部、 13……電子ビーム、30……ターゲット、 32、33……出力窓、 40……モリブデン−バナジウム層、 41……コリメータ、43……有効X線、 45、46……境界

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子ビームを発生させるカソードと、この
    電子ビームによって表面を叩かれてX線源を構成するモ
    リブデンターゲットを有するアノードとを備えるX線管
    であって、前記モリブデンターゲットが、少なくとも0.
    5重量%の割合のバナジウムを含むモリブデン合金で形
    成されていることを特徴とするX線管。
  2. 【請求項2】前記モリブデン合金は、2.5〜3.5重量%の
    バナジウムを含有していることを特徴とする請求項1に
    記載のX線管。
  3. 【請求項3】上記ターゲットが直接上記アノードによっ
    て形成されており、このアノードは、バナジウムを混合
    したモリブデン粉末の焼結により製造されていることを
    特徴とする請求項1または2に記載のX線管。
  4. 【請求項4】上記アノードが基体を備え、この基体上に
    上記ターゲットが層の形態で堆積されていることを特徴
    とする請求項1または2に記載のX線管。
  5. 【請求項5】上記ターゲットを形成する層の堆積がCVD
    法により実施されていることを特徴とする請求項1〜4
    のいずれか1項に記載のX線管。
  6. 【請求項6】上記アノードが回転アノードであることを
    特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のX線
    管。
  7. 【請求項7】マンモグラフィー用の装置のX線管を構成
    することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記
    載のX線管。
JP63287498A 1987-11-13 1988-11-14 モリブデンターゲットを有するx線管 Expired - Lifetime JP2731803B2 (ja)

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FR8715671A FR2623331A1 (fr) 1987-11-13 1987-11-13 Tube a rayons x ayant une cible en molybdene
FR8715671 1987-11-13

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JPH01281644A JPH01281644A (ja) 1989-11-13
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AT (1) ATE77176T1 (ja)
DE (1) DE3871913T2 (ja)
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US4876705A (en) 1989-10-24
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