JP3677057B2

JP3677057B2 - 陽極を有するレントゲン管

Info

Publication number: JP3677057B2
Application number: JP16009394A
Authority: JP
Inventors: クノットヴィリバルト
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1993-07-12
Filing date: 1994-07-12
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2020-07-27
Also published as: US5511105A; JPH0773832A; DE4410757C2; DE4410757A1

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、陽極を有するレントゲン管に関する。詳細には、陽極の入射面を、異なる材料から成る複数個の領域に分割し、電子送出装置が設けられており、該電子送出装置を用いて、前記の複数個の領域の各々の中に少なくとも１つの焦点スポットが発生され、少なくとも１つの領域の中に複数個の焦点スポットが発生され、複数個の焦点スポットの発生される少なくとも１つの領域の中に、異なる大きさの焦点スポットが発生される形式の、陽極を有するレントゲン管に関する。
【０００２】
【従来技術】
この種のレントゲン管は、例えばマモグラフィ−において用いられている。異なる硬度のレントゲンビ−ムが発生できる様に、異なる材料が選定されている。薄い厚さまたは平均の厚さの胸部のためには硬度の小さい方のビ−ムが用いられ、厚い胸部のためには硬度の大きい方のビ−ムが用いられる。異なる大きさの焦点スポットに関して付言すべきことは、通常の要求と拡大係数とのためには大きい方の焦点スポットが用いられる。その理由は、大きい方の焦点スポットはより大きい負荷を引き受けられるからであり、そのためより短い照射時間を可能とするからである。撮影の解像度に対す特別な要求の場合は、および／または高い拡大係数の場合は、小さい方の焦点スポットが用いられる。
【０００３】
冒頭で述べた形式のレントゲン管は、ＦｉｒｍａＭａｃｈｌｅｔｔの社誌、１９８６に示されている。この公知のレントゲン管は、異なる材料から成る２つの領域に分割された入射面を有し、各々の領域において、大きい方の焦点スポットと小さい方の焦点スポットが発生される。この公知のレントゲン管は、直径方向に対向して配置された２つのビ−ム送出窓を有する。一方のビ−ム送出窓は陽極の一方の領域に対向し、他方のビ−ム送出窓は陽極の他方の領域に対向するように配属されている。この構成は、レントゲン診断装置の中にこの公知のレントゲン管を、次のように１８０°だけ旋回可能に組み込まなければならない欠点を有する。即ち、入射面の両方の領域のうちのどちらを使用すべきかにより、一方のビ−ム送出窓または他方のビ−ム送出窓を、レントゲン撮影の作成に適する位置へ選択的に移行可能に組み込まなければならない欠点を有する。このことは複雑な構成およびそれに伴う高い費用を必要とする。
【０００４】
さらにヨ−ロッパ特許第０３２２２６０号公報に示されているレントゲン管は、その入射面が、異なる材料から成る２つの領域に分割されており、この領域の各々の中に１つの焦点スポットが発生される。収束位置は、両方の焦点スポットに対して実質的に等しい。そのためレントゲン管を変位させることなく、両方の領域を利用できる。両方の領域の各々の中にただ１つの焦点スポットしか発生されないため、１つの領域毎に１つの焦点スポットしか利用出来ない。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許出願公開公報第２２３１９７０号に示されているレントゲン管の場合は、その入射面全体が同じ材料から形成されている。このレントゲン管の場合は、同じ個所に大きい焦点スポットまたは小さい焦点スポットが選択的に発生される。
【０００６】
ドイツ連邦共和国特許出願公開公報第２９４３７００Ｃ２号に示されている立体撮影用のレントゲン管の場合は、同様に、その入射面全体が同じ材料から形成されている。このレントゲン管の場合は、異なる焦点スポット間隔の２つの焦点スポット対が設けられている。この場合、この焦点スポット対は異なる大きさの焦点スポットを有する。通常の撮影のためには、両方の焦点スポット対の中間に設けられる５番目の焦点スポットが用いられる。このレントゲン管の正しい機能のためには、全部の焦点スポットの収束位置が異なることは不可欠であることは理解できる。
【０００７】
【発明の解決すべき課題】
本発明の課題は、レントゲン管を変位させることなく、異なる材料から成る入射面領域を利用できて、それにもかかわらず、少なくとも１つの領域において、異なる大きさの焦点スポットを供給できるように、冒頭に述べた形式のレントゲン管を構成することである。
【０００８】
【課題を解決すべき手段】
本発明によりこの課題は次の構成により解決されている。即ち、レントゲン管の陽極の入射面が、異なる材料から成る複数個の領域に分割されており、電子送出装置が設けられており、該電子送出装置を用いて、前記の複数個の領域の各々の中に少なくとも１つの焦点スポットが発生され、少なくとも１つの領域の中に複数個の焦点スポットが発生され、複数個の焦点スポットの発生される少なくとも１つの領域の中に、異なる大きさの焦点スポットが発生される形式の、陽極を有するレントゲン管において、複数個の焦点スポットの発生される少なくとも１つの領域の中に、異なる大きさの焦点スポットが発生され、入射面において相互に隣接している、異なる領域に所属する焦点スポットも、１つの領域に所属する異なる個所における異なる大きさの焦点スポットも、半径方向に走行する１つの直線上に位置し、全部の焦点スポットのために１つの共通のビーム送出窓が設けられている構成により解決されている。この構成により、入射面の全部の領域と全体の焦点スポットとのために、同じビ−ム送出窓を使用可能となることが保証される。同時に、入射面の１つの領域に所属する異なる大きさの焦点スポットがそれぞれ異なる個所に位置する構成により、大きい方の焦点スポットが小さい方の焦点スポットにより“損傷”されなくなる。通常は小さい方の焦点スポットのより大きい熱負荷に起因して、入射面の損傷が生ずるおそれがあるが、この損傷は本発明のレントゲン管においては、大きい方の焦点スポットに対して作用しない。
【０００９】
本発明の構成によれば、陽極が旋回形陽極として構成されており、焦点スポットが、この該旋回陽極のそれぞれ異なる半径の上に位置する。焦点スポットが、旋回形陽極の周方向と交差する直線上に、少なくとも近似的に位置する構成により、旋回陽極は著しく有利になる。何故ならばこの構成は、少なくとも実質的に半径方向に走行する直線が、互いに著しく密に相並ぶ焦点スポットの配置を可能にするからである。
【００１０】
本発明の構成によれば、２つの領域の中に、それぞれ少なくとも１つの大きい焦点スポットと、少なくとも１つの小さい焦点スポットが発生され、異なる領域の中に位置する２つの大きい焦点スポットが直接隣り合う構成により、通常使用される大きい焦点スポットのための収束位置が実質的に同一になる。
【００１１】
本発明の構成によれば、陽極が、異なる材料から成る２つの領域に分割されている。さらに全部の収束スポットのために１つの共通のビ−ム送出窓２４が設けられている。
【００１２】
本発明の実施例を添付の図面を用いて説明する。
【００１３】
【実施例】
図１において、１でレントゲン管のバルブが示されている。バルブはこの実施例の場合は公知のように、金属とセラミック−その他の材料でも良い−の使用のもとに製造されている。バルブ１の内部において、支持部材２に陰極装置３が取り付けられている。この陰極装置は、１つの共通の陰極カップ４の中に収容されている全部で４つの熱陰極５ａ，５ｂならびに６ａ，６ｂを有する。熱陰極５ａ，５ｂならびに６ａ，６ｂに対向して、全体が７で示された旋回陽極装置が設けられている。この旋回陽極装装置は、軸８を介して回転子９と結合されている陽極皿状体１０を有する。回転子９は、図１に示されていない形式でバルブ１と結合されている軸１１に、旋回可能に支承されている。回転子９の領域において、バルブ１の外壁へ固定子１２が取付けられている。固定子１２は、旋回陽極の駆動のために用いられる電気モ−タを構成する目的で、回転子９と共働する。
【００１４】
レントゲン管の作動の際に固定子１２に、線路１３と１４を介して交流電流が導かれる。そのため、軸１１を介して回転子９と結合されている陽極皿状体１０が回転する。レントゲン管電圧は線路１５と１６ａ，１６ｂを介して加えられる。線路１６ａは熱陰極５ａ，５ｂのそれぞれ一方の端子と接続されており、線路１６ｂは熱陰極６ａ，６ｂのそれぞれ一方の端子と接続されている。熱陰極５ｂと６ｂのそれぞれ他方の端子は線路１７と接続されている。熱陰極５ａ，６ａのそれぞれ他方の端子は、線路１８ａまたは１８ｂと接続されている。熱陰極５ａ、５ｂの線路１６ａ、１８ａ、１７を介して加熱電流が導かれるか，または熱陰極６ａ、６ｂの線路１６ｂ、１８ｂ，１７を介して加熱電流が導かれるかに応じて、熱陰極５ａ、５ｂから、または６ａ、６ｂから、電子ビ−ムが送出される。その都度に活性化された熱陰極５ａ，５ｂまたは６ａ、６ｂから送出された電子ビ−ムは、図１に破線で示されている様に、陽極皿状体１０の入射面１９へ入射する。熱陰極５ａから送出された電子ビ−ムは第１の焦点スポットＢＦ１ａにおいて、熱陰極５ｂから送出された電子ビ−ムは第２の焦点スポットＢＦ１ｂにおいて、熱陰極６ａから送出された電子ビ−ムは第３の焦点スポットＢＦ２ａにおいて、熱陰極６ｂから送出された電子ビ−ムは第４の焦点スポットＢＦ２ｂにおいて、それぞれ入射面１９へ入射する。レントゲン管の作動中は、陽極皿状体の回転のため、リング状の焦点スポット帯状体ＢＦＢ１ａ，ＢＦＢ１ｂ，ＢＦＢ２ａおよびＢＦＢ２ｂが入射面１９に形成される。これらの焦点スポット帯状体は異なる半径を有するため、互いに重ならない。
【００１５】
陽極皿状体１０は少なくともその入射面１９の領域において、種々異なる材料から成る。この入射面は２つのリング状の領域２０と２１に分割されている。領域２０−この上に、熱陰極５ａと５ｂに所属する焦点スポット帯状体ＢＦＢ１ａとＢＦＢ１ｂが位置する−においては、入射面はルテニウムまたはタングステンから成る。熱陰極６ａと６ｂに所属する焦点スポットＢＦＢ２ａとＢＦＢ２ｂが位置する領域２１においては、入射面１９はモリブデンから成る。それぞれの材料はその層の厚さが、それぞれの熱陰極５ａ，５ｂ、６ａ、６ｂから送出される電子の進入の深さに少なくとも等しくすれば、十分である。
【００１６】
熱陰極５ａまたは５ｂの一方の活性化の際に、ルテニウムまたはタングステンの特性ビ−ムに相応する第１硬度のレントゲンビ−ムが発生されることは明らかである。
【００１７】
焦点スポットＢＦ１ａ，ＢＦ１ｂ，ＢＦ２ａまたはＢＦ２ｂから送出されるレントゲンビ−ムのために、例えばベリリウムから形成できるただ１つのビ−ム出力窓２４が設けられている。
【００１８】
ただ１つのビ−ム出力窓２４の使用は次の構成により可能となる。即ち、焦点スポットＢＦ１ａ，ＢＦ１ｂ，ＢＦ２ａまたはＢＦ２ｂを、図３に一点鎖線で記入されている、陽極皿状体１０の周方向と交差する直線−これは少くとも実質的に半径方向に走行する−上に少なくとも近似的に位置させることにより、可能となる。この構成により、図３に示されている様に、著しく密に相並んで設けられる焦点スポットＢＦ１ａ，ＢＦ１ｂ，ＢＦ２ａおよびＢＦ２ｂの配置が得られる。陽極皿状体１０の中心はＺで示されている。
【００１９】
熱陰極５ａ，５ｂ、６ａ、６ｂは、陰極カップ４の１つの共通の直線状の収束溝２５の中に収容されている。この場合、熱陰極５ａと６ａは、熱陰極５ｂと６ｂよりも小さくて、この収束溝２５の外側端部に設けられている。そのため図３に示されているように、焦点スポットＢＦ１ａとＢＦ２ａもＢＦ１ｂとＢＦ２ｂより小さい。
【００２０】
収束溝２５における熱陰極５ａ，５ｂ、６ａ、６ｂの前述の配置により、両方の大きい方の焦点スポットＢＦ１ｂとＢＦ２ｂは互いに直接隣合う。
【００２１】
レントゲン管に制御ユニット２２が配属されている。この制御ユニットは、レントゲン管の作動のために必要とされる全部の電圧と電流を発生し、さらに焦点スポットの切り換えを引き受ける。焦点スポットの切り換えは、操作者により、制御ユニット２２と接続されているスイッチ２３を用いて実施される。このスイッチ２３は、焦点スポットの各々のために、相応に記号の付されている切り換え位置を有する。切り換えは、検査対象の体格（肥満体／痩せ形）を入力する操作部材に依存して、または、焦点スポットとフィルムとの間の、またはフィルムと検査対象との間のその都度に入力される、その都度の拡大係数の尺度である間隔に依存して、自動的に行なうこともできる。
【００２２】
この実施例は、その入射面が異なる材料から成る２つの領域に分割されているレントゲン管を対象とする。本発明の範囲において、異なる材料から成る２つよりも多い領域を設けることもできる。
【００２３】
この実施例においては、入射面１９の領域の各々の中に２つ焦点スポットが発生される。本発明の範囲において、１つ、複数個、または複数個の各領域の中に複数個の焦点スポットを発生させるか、または個々の領域の中にただ１つの焦点スポットを発生させることも出来る。焦点スポットは、選択的にまたは必要に応じて同時に活性化することもできる。
【００２４】
前述のレントゲン管は旋回形陽極レントゲン管を対象とする。しかし本発明は、固定形陽極を有するレントゲン管に使用することもできる。
【００２５】
この実施例においては、電子送出装置は、直接加熱される熱陰極により構成されており、この熱陰極は入射面へそれぞれの焦点スポットにおいて入射する電子ビ−ムを発生する。しかし熱陰極ではなく別の電子送出装置たとえば間接的に加熱される陰極または電子銃を使用することもできる。電子送出装置として直接加熱される熱陰極を使用する場合は、この熱陰極は必ずしも前述の実施例のように螺旋として構成する必要はない。そうではなくて、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開公報第２７２７９０７号に示されている蛇行状の帯状体エミッタを使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるレントゲン管の長手方向断面図である。
【図２】図１に示されたレントゲン管の陰極装置の端面図である。
【図３】図１および図２に示されたレントゲン管の、陰極装置に対向する旋回陽極の入射面の領域の端面図である。
【符号の説明】
１バルブ、２支持体、３陰極装置、４陰極カップ、５ａ，５ｂ、６ａ、６ｂ熱陰極、７旋回陽極、８軸、９回転子、１０陽極皿状体、１１軸、１２固定子、１３，１４，１５，１６ａ，１６ｂ，１７，１８ａ，１８ｂ線路、１９入射面、２０，２１領域、２２制御ユニット、２３スイッチ、２４ビ−ム送出窓、２５収束溝、ＢＦ１ａ，ＢＦ１ｂ，ＢＦ２ａ，ＢＦ２ｂ焦点スポット、ＢＦＢ１ａ，ＢＦＢ１ｂ，ＢＦＢ２ａ，ＢＦＢ２ｂ焦点スポット路、Ｚ中心

Claims

陽極を有するレントゲン管において、
ａ）陽極の入射面（１９）を、異なる材料から成る複数個の領域（２０，２１）に分割し、
ｂ）電子送出装置が設けられており、該電子送出装置を用いて、前記の複数個の領域（２０，２１）の各々の中に少なくとも１つの焦点スポット（ＢＦ１ａ，ＢＦ１ｂ，ＢＦ２ａ，ＢＦ２ｂ）が発生され、
ｃ）少なくとも１つの領域（２０，２１）の中に複数個の焦点スポット（ＢＦ１ａ，ＢＦ１ｂ，ＢＦ２ａ，ＢＦ２ｂ）が発生され、
ｄ）複数個の焦点スポット（ＢＦ１ａ，ＢＦ１ｂ，ＢＦ２ａ，ＢＦ２ｂ）の発生される少なくとも１つの領域（２０，２１）の中に、異なる大きさの焦点スポット（ＢＦ１ａ，ＢＦ１ｂ，ＢＦ２ａ，ＢＦ２ｂ）が発生され、
ｅ）前記入射面（１９）において相互に隣接している、異なる領域（２０，２１）に所属する焦点スポット（ＢＦ１ａ，ＢＦ１ｂ，ＢＦ２ａ，ＢＦ２ｂ）も、１つの領域（２０，２１）に所属する異なる個所における異なる大きさの焦点スポット（ＢＦ１ａ，ＢＦ１ｂ，ＢＦ２ａ，ＢＦ２ｂ）も、半径方向に走行する１つの直線上に位置し、
ｆ）全部の焦点スポット（ＢＦ１ａ，ＢＦ１ｂ，ＢＦ２ａ，ＢＦ２ｂ）のために１つの共通のビーム送出窓（２４）が設けられていることを特徴とする、陽極を有するレントゲン管。
陽極が旋回形陽極として構成されており、焦点スポット（ＢＦ１ａ，ＢＦ１ｂ，ＢＦ２ａ，ＢＦ２ｂ）が、該旋回形陽極のそれぞれ異なる半径の上に位置する、請求項１に記載のレントゲン管。
焦点スポット（ＢＦ１ａ，ＢＦ１ｂ，ＢＦ２ａ，ＢＦ２ｂ）が、旋回形陽極の周方向と交差する直線上に、少なくとも近似的に位置する、請求項１または２に記載のレントゲン管。
前記の直線が少なくとも実質的に半径方向へ走行する、請求項３に記載のレントゲン管。
２つの領域（２０，２１）の中に、それぞれ少なくとも１つの大きい焦点スポット（ＢＦ１ｂ，ＢＦ２ｂ）と、少なくとも１つの小さい焦点スポット（ＢＦ１ａ，ＢＦ２ａ）が発生され、異なる領域（２０，２１）の中に位置する２つの大きい焦点スポット（ＢＦ１ｂ、ＢＦ２ｂ）が直接隣り合う、請求項１から４のいずれか１項に記載のレントゲン管。
陽極が、異なる材料から成る２つの領域（２０，２１）に分割されている、請求項１から５のいずれか１項に記載のレントゲン管。
選択的に、領域（２０，２１）の各々の中に、焦点スポット（ＢＦ１ａ，ＢＦ１ｂまたはＢＦ２ａ，ＢＦ２ｂ）が発生される、請求項１から６のいずれか１項に記載のレントゲン管。