JP4220589B2 - X-ray equipment - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、X線エネルギーが相違する複数のX線を用いて被写体を撮影するX線撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
カテーテルを利用した治療などにおいて、患者に対する被爆量を少なくする方法としてパルス透視技術がある。パルス透視技術では、X線イメージ管で得られた画像をCCD素子などによって電気信号として読み出している期間はX線の照射が停止される。したがって、この方法を用いる場合、X線をある時間間隔でパルス状に発生するX線発生装置が用いられる。
【0003】
ところで、パルス透視技術において、高コントラストの画像を得るためには、低エネルギーで吸収線量の多いX線を大量に照射する必要がある。このため、患者や術者の被爆線量が多くなるという問題がある。
【0004】
また、被爆線量を少なくして病巣部分などの画像を高コントラストで得る方法として、エネルギーサブトラクション技術がある。この技術は、X線エネルギーの違いによりX線吸収係数が異なるという性質を利用している。例えば、金属板を挟んでその上下にCRスクリーンを配置し、X線エネルギーが相違する画像を金属板の固有ろ過を利用して各CRスクリーンに写す方法である。そして、CRスクリーンに写された画像を処理し、病巣の診断が行われる。しかし、エネルギーサブトラクション技術を用いた場合、画像の処理に時間がかかるため実時間で画像を観察できないという問題がある。
【0005】
また、CTなどを利用して肺の検診を行なう場合、気管支や肋骨を撮影するためのX線エネルギーの条件と、肺胞や血管を撮影するためのX線エネルギーの条件とが相違する。このため、X線エネルギーの条件を一方だけで撮影すると、十分な画像情報が得られず、早期の肺ガンを見落としたり、あるいは発見が遅れたりすることがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように2つ以上のX線エネルギー条件でX線を発生させ、病巣部分を撮影すると、1つのX線エネルギー条件で撮影した場合に比べ、多くの画像情報が得られる。また、画像情報が多ければ、それら画像情報を処理することによって、パルス透視画像やX線CT画像の画質を向上できる。
【0007】
しかし、2つ以上のX線エネルギーでX線を発生させる場合、従来のX線撮影装置では、X線管の陽極と陰極間に印加される管電圧の大きさを切り替える方法で行われている。このとき、X線管と電源とを接続する高電圧ケーブルに浮遊容量があるため、電源の電圧を切り替える際に電圧波形が乱れるという問題がある。
【0008】
ここで、電圧波形が乱れる様子を図5で説明する。図5の横軸は時間(t)、縦軸は管電圧(kV)を示している。図5(a)は、高い電圧Aと低い電圧Bが正常に切り替えられた状態を示している。しかし、高電圧ケーブルの浮遊容量が影響すると、高い電圧から低い電圧に切り替えた際に、浮遊容量に蓄積した電荷の放電などによって、図5(b)に示すように、低い電圧B部分にスパイクSが発生する。
【0009】
したがって、パルス透視技術などを利用する場合に、発生するX線のエネルギー条件を切り替えるためにX線管に印加する管電圧を変化させると、電圧波形が変化し、正しい電子ビームを発生できないことがある。
【0010】
電圧波形の乱れを防止するために、例えば、スイッチングテトロードなどを使用する方法がある。この方法は、高い電圧から低い電圧に切り替える際に、電源の2次側の充電電流を放電し、その後、X線管に電圧を印加する方法である。しかし、この方法は、エネルギーの損失が多くなるという問題がある。
【0011】
したがって、X線を発生する間隔が短くなると電源の温度が上昇する。そのため、熱を放出するための機構が必要となり、その結果、装置全体が大型化し、またコストが増大する。このため、パルス透視技術などにおいてエネルギーサブトラクション技術の利用が妨げられている。
【0012】
この発明は、上記した欠点を解決するもので、2つ以上のX線エネルギー条件をもつX線を容易に発生できるX線撮影装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この発明は、子を放出する少なくとも2つの第1および第2フィラメント、前記子を収束するための収束電極、前記子の衝突によってX線を発生する陽極、前記フィラメントおよび前記収束電極、前記陽極をそれぞれ内部に収納した真空外囲器を有するX線管と、このX線管の前記陽極と前記フィラメントとの間に印加する電圧を発生する直流電源とを具備したX線撮影装置において、前記第1フィラメントから放出する電子で陽極から第1X線を発生する場合の前記第1フィラメントの電位を、前記第2フィラメントから放出する電子で第2X線を発生する場合の前記第2フィラメントの電位よりも高くまたは低く設定する第1フィラメント用バイアス電源を前記第1フィラメントおよび前記直流電源間に接続し、前記第1X線と前記第2X線でX線エネルギーが相違するようにしたことを特徴としている。
【0014】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態について図1を参照して説明する。図1では、X線管のフィラメントを加熱するための電源や、陽極を回転させる機構、X線管の冷却機構などは発明の説明に必要でないため省略している。
【0015】
符号11は管容器で、管容器11内にX線管12が収納されている。X線管12は全体が真空外囲器13で構成され、真空外囲器13内の一端に回転陽極14が配置されている。真空外囲器13内の他端には、電子ビームを発生する第1および第2の2つのフィラメント15、16が配置されている。フィラメント15、16の前方には電子ビームを収束するための収束電極17が配置されている。
【0016】
フィラメント15、16や収束電極17は陰極構体として一体に構成されている。たとえば陰極構体の2箇所に溝を形成し、その溝をそれぞれ収束電極とし、また、溝の内部にフィラメント15、16が配置される。このような構造において、フィラメント15、16から放出された電子ビームを収束電極17で収束し、陽極14上の同じ領域に電子衝撃面を形成するようにしている。
【0017】
管容器11の外部には直流電源18が配置され、直流電源18の中点Pは接地されている。そして、直流電源18の+端子はX線管12の陽極14に接続されている。直流電源18の−端子は共通接続点Qに接続され、共通接続点Qと第1フィラメント15との間に、正負の極性が逆向きになった第1および第2の2つのバイアス電源19、20が並列に接続されている。また、共通接続点Qは第2フィラメント16と直接接続されている。第2フィラメント16と収束電極17間には、収束電極17側が負の第3バイアス電源21が接続されている。
【0018】
なお、陽極14に印加される電圧を(Ea)、共通接続点Qの電圧を(Eb)とし、対アースに対する高電圧ケーブルの浮遊容量を符号22、23で示している。また、第1〜第3バイアス電源19〜21の出力端間の電圧は同じ大きさ(Ec)に設定されており、その+端子、−端子をそれぞれ符号+、−で表示している。
【0019】
ここで、上記した構成において、2つのフィラメント15、16からX線エネルギーの異なるX線を発生する方法について図2を参照して説明する。図2の縦軸は電圧(−kV)を示している。
【0020】
まず、フィラメント15からX線エネルギーを発生する場合を説明する。共通接続点Qとフィラメント15間に第2バイアス電源20が接続され、第1バイアス電源19は切り離された状態にする。そして、共通接続点Qと収束電極17間に第3バイアス電源21が接続された状態にする。このとき、図2(a)に示すように、フィラメント15の電圧(E1f)および収束電極17の電圧(Eg)は共通接続点Qの電圧(Eb)よりも低くなり、フィラメント16の電圧(E2f)は共通接続点Qの電圧Ebと等しくなる。
【0021】
上記した設定により、フィラメント15から電子が放出し、放出した電子が陽極14を衝撃する。このとき、陽極14から発生するX線のエネルギ一は、アノード電圧(Ea)と共通接続点Qの電圧(Eb)と第2バイアス電源20の電圧(Ec)とが加算された(Ea+Eb+Ec)となる。なお、フィラメント16は第3バイアス電源21の接続によってカットオフとなり電子ビームは放出されない。
【0022】
次に、フィラメント16からX線エネルギーを発生する場合を説明する。フィラメント16と収束電極17間から第3バイアス電源21が切り離され、フィラメント16と収束電極17間が短絡状態にされる。また、共通接続点Qとフィラメント15間に第1バイアス電源19が接続された状態にする。このとき、図2(b)に示すように、フィラメント16の電圧(E2f)と収束電極17の電圧(Eg)は共通接続点Qの電圧(Eb)に等しくなり、フィラメント15の電圧(E1f)は第バイアス電源19の分(Ec)だけ高くなる。
【0023】
上記した設定により、フィラメント16から電子ビームが放出し、放出された電子が陽極14を衝撃する。このとき、陽極14から発生するX線のエネルギーは、アノード電圧(Ea)とフィラメント16の電圧(Eb)が加算された(Ea+Eb)となる。なお、フィラメント15は、第1バイアス電源19の接続でカットオフとなり電子ビームは放出されない。
【0024】
次に、2つのフィラメント15、16がカットオフモードとなり、電子ビームが放出しない場合を説明する。フィラメント15と共通接続点Qの間から第1および第2バイアス電源19、20が切り離され、フィラメント15と共通接続点Qが直接接続される。また、共通接続点Qと収束電極17間に第3バイアス電源21が接続される状態とする。このとき、図2(c)に示すように、共通接続点Qの電圧(Eb)とフィラメント15、16の電圧(E1f)、(E 2f は等しくなり、収束電極17の電圧(Eg)はフィラメント15、16の電圧(E 1f )、(E2f)よりも低くなる。
【0025】
上記した設定により、フィラメント15、16の双方は、カットオフとなり電子ビームは放出されない。
【0026】
上記した構成によれば、直流電源18の電圧を変化させることなく、第1〜第3バイアス電源の接続や切り離しなどにより、2つのフィラメント15、16からX線エネルギーが相違するX線を発生でき、また、X線の発生を停止できる。このような操作を繰り返すようにすれば、高いX線エネルギーのX線の発生、低いX線エネルギーのX線の発生、そしてX線の停止が順に行われる。
【0027】
なお、第1〜第3バイアス電源の接続や切り離しは高速で制御でき、また、電圧波形の乱れもない。このため、X線エネルギーの変更や停止を1ms以下の高速で、正しい値に切り替えることができる。また、第1〜第3バイアス電源の出力電圧を0V〜数千Vの範囲で可変できる構成にすれば、発生するX線のエネルギ一も可変できる範囲内で任意に設定できる。
【0028】
次に、この発明の他の実施形態について、X線断層撮影などに使用されるCT装置を例にとって図3を参照して説明する。符号31は診台で、診台31に被験者32が載っている。被験者32を中心にして回転する回転テーブル33が設けられており、回転テーブル33には2つのX線装置34、35がある間隔で固定されている。また、被験者31を間に挟んで、X線装置34、35と向き合う位置の回転テーブル33にX線検出器36、37が固定されている。また、2つのX線装置34、35の間に直流電源38が固定され、直流電源38から高圧ケーブル39を通して2つのX線装置34、35に駆動電圧が供給されている。
【0029】
上記した構成において、X線装置34から放射され被験者32を透過したX線はX線検出器36で検出され、また、X線装置35から放射され被験者32を透過したX線はX線検出器37で検出される構成になっている。
【0030】
ここで、直流電源38からX線装置34、35に対して駆動電圧を供給する回路構成について図4を参照して説明する。図4では、図3に対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明を一部省略する。
【0031】
X線装置34、35はいずれもX線管41などから構成され、X線管41内の一端には陽極42が、また、他端にはフィラメント43や収束電極44が設けられている。それぞれの陽極42は直流電源38の+端子に接続され、それぞれのフィラメント43と収束電極44は共通に接続され、さらに直流電源38の−端子に接続されている。なお、X線装置34は、フィラメント43と収束電極44の共通接続点と直流電源38の−端子との間にバイアス電源45が接続されている。
【0032】
上記した構成によれば、X線装置34のX線管41には、X線装置35のX線管41よりもバイアス電源45の分だけ高い電圧が陽極42とフィラメント43間に印加されている。このため、2つのX線装置34、35から相違するX線エネルギ一のX線が得られる。
【0033】
この場合、1台の直流電源と2台のX線装置を用いて、異なるX線エネルギ一のX線による断層画像を1回のスキャンで撮影でき、被写体の動きによるアーチファクトがほとんどどない画像を得ることができる。
【0034】
上記したように、この発明によれば、X線エネルギ一の相違するX線を容易に実現できる。このため、CTを用いて胸部を診断する場合のように、肺胞や血管などの柔らかい組織と、肋骨や気管支などの比較的固い組織とで最適なエネルギ一条件が異なるときでも、これらの画像を確実に得ることができ、正しい診断を行うことができる。また、X線エネルギ一が相違するX線を用いて撮影する場合でも、2回に分ける必要がなくなり診断を迅速化できる。また、エネルギーサブトラクション技術や2方向から撮影するバイプレーンシステムの利用が容易になり、集団検診などの精度を向上できる。
【0035】
例えば、図3の構成において、X線装置34、35から出力されるX線エネルギ一が相違するX線を用いて被験者32を撮影する。そして、被験者32を撮影した画像をX線検出器36、37で検出し、これをテレビカメラなどを用いて電気信号の画像に変換し、その後、X線エネルギ一が相違するX線で得られた画像どうしを減算する方法である。この方法によれば、X線エネルギ一が相違するX線で得られた画像の差成分が強調され、病巣などの検出を容易に行える。
【0036】
この構成では、バイアス電源を利用してX線エネルギ一が相違するX線を得ている。したがって、X線エネルギ一が相違するX線を同時に、あるいは、僅かな時間間隔で発生でき、実質的に時間差のない画像の差成分を検出できる。この結果、検診精度が向上する。また、電気信号などの形で信号を処理するため、実時間で処理でき、検診が迅速化する。
【0037】
この方法において、X線エネルギ一が相違するX線を得る場合、図3の構成だけでなく、図1のような構成を用いることもできる。図1の構成を用いた場合には、X線エネルギ一が相違するX線が所定の時間間隔で発生する。このため、X線エネルギ一が相違するX線で得られた画像どうしを減算する場合は、2つの画像のたとえば一方を遅延回路などを用いて遅らせ、時間を一致させるなどの処理が必要となる。
【0038】
なお、図1の実施形態では、1つのX線管内に2つのフィラメントを設けた場合で説明しているが、3つ以上のフィラメントを設けることもできる。また、図3の実施形態では、X線装置が2つの例で説明している。しかし、この場合も、X線装置を3台以上で構成することもできる。また、X線装置を3台以上で構成した場合、X線装置にそれぞれ異なる出力電圧のバイアス電源を組み込めば、X線装置から多くの種類のX線エネルギ一をもったX線を、たとえば同時に発生させることができる。
【0039】
【発明の効果】
この発明によれば、2つ以上のX線エネルギー条件をもつX線を容易に発生できるX線撮影装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態を説明するための回路構成図である。
【図2】この発明の実施形態に使用されるバイアス電圧を説明するための図である。
【図3】この発明の他の実施形態を説明するための概略の構成図である。
【図4】この発明の他の実施形態を説明するための回路構成図である。
【図5】従来例を説明するためのバイアス電圧を示す図である。
【符号の説明】
11…管容器
12…X線管
13…真空外囲器
14…陽極
15…第1フィラメント
16…第2フィラメント
17…収束電極
18…直流電源
19…第1バイアス電源
20…第2バイアス電源
21…第3バイアス電源
22、23…高電圧ケーブルの対地浮遊容量
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray imaging apparatus that images a subject using a plurality of X-rays having different X-ray energies.
[0002]
[Prior art]
In a treatment using a catheter or the like, there is a pulse fluoroscopy technique as a method for reducing the exposure dose to a patient. In the pulse fluoroscopy technique, X-ray irradiation is stopped during a period in which an image obtained by an X-ray image tube is read as an electrical signal by a CCD element or the like. Therefore, when this method is used, an X-ray generator that generates X-rays in pulses at certain time intervals is used.
[0003]
By the way, in the pulse fluoroscopy technique, in order to obtain a high contrast image, it is necessary to irradiate a large amount of X-rays having a low energy and a large absorbed dose. For this reason, there exists a problem that the exposure dose of a patient or an operator increases.
[0004]
Further, there is an energy subtraction technique as a method for obtaining an image of a lesion portion or the like with high contrast by reducing the exposure dose. This technique utilizes the property that the X-ray absorption coefficient differs depending on the X-ray energy. For example, CR screens are arranged above and below a metal plate, and images with different X-ray energies are projected onto each CR screen using the inherent filtration of the metal plate. Then, the image captured on the CR screen is processed to diagnose the lesion. However, when the energy subtraction technique is used, there is a problem that the image cannot be observed in real time because it takes time to process the image.
[0005]
In addition, when performing lung examination using CT or the like, the X-ray energy conditions for imaging the bronchi and ribs are different from the X-ray energy conditions for imaging the alveoli and blood vessels. For this reason, if imaging is performed with only one X-ray energy condition, sufficient image information may not be obtained, and early lung cancer may be overlooked or discovery may be delayed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when X-rays are generated under two or more X-ray energy conditions and a lesion portion is imaged, a larger amount of image information can be obtained than when imaged under one X-ray energy condition. If there is a lot of image information, the image quality of the pulse fluoroscopic image and the X-ray CT image can be improved by processing the image information.
[0007]
However, when X-rays are generated with two or more X-ray energies, the conventional X-ray imaging apparatus uses a method of switching the magnitude of the tube voltage applied between the anode and cathode of the X-ray tube. . At this time, since the high voltage cable connecting the X-ray tube and the power supply has stray capacitance, there is a problem that the voltage waveform is disturbed when the voltage of the power supply is switched.
[0008]
Here, how the voltage waveform is disturbed will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the horizontal axis represents time (t), and the vertical axis represents tube voltage (kV). FIG. 5A shows a state where the high voltage A and the low voltage B are normally switched. However, if the stray capacitance of the high-voltage cable is affected, when switching from a high voltage to a low voltage, a spike is generated in the low voltage B portion as shown in FIG. S is generated.
[0009]
Therefore, when using a pulse fluoroscopy technique or the like, if the tube voltage applied to the X-ray tube is changed in order to switch the energy condition of the generated X-ray, the voltage waveform changes and a correct electron beam cannot be generated. is there.
[0010]
In order to prevent the disturbance of the voltage waveform, for example, there is a method using a switching tether. In this method, when switching from a high voltage to a low voltage, the charging current on the secondary side of the power supply is discharged, and then the voltage is applied to the X-ray tube. However, this method has a problem that energy loss increases.
[0011]
Therefore, the temperature of the power source increases when the interval for generating X-rays is shortened. For this reason, a mechanism for releasing heat is required, and as a result, the entire apparatus is increased in size and cost. This hinders the use of energy subtraction technology in pulse fluoroscopy technology and the like.
[0012]
An object of the present invention is to solve the above-described drawbacks, and to provide an X-ray imaging apparatus that can easily generate X-rays having two or more X-ray energy conditions.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, at least two first and second filament emits electronic convergence electrodes for converging the electron, an anode for generating X-rays by collision of the conductive element, the filament and the focusing electrode, An X-ray imaging apparatus comprising: an X-ray tube having a vacuum envelope in which each of the anodes is housed; and a DC power source for generating a voltage to be applied between the anode of the X-ray tube and the filament. The potential of the first filament when the first X-ray is generated from the anode by the electrons emitted from the first filament, and the potential of the second filament when the second X-ray is generated by the electrons emitted from the second filament. It connects the first bias power supply for the filament to be set higher or lower than the potential between the first filament and said DC power source, the first 1X line before X-ray energy at the 2X line is characterized in that so as to differ.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a power source for heating the filament of the X-ray tube, a mechanism for rotating the anode, a cooling mechanism for the X-ray tube, and the like are omitted because they are not necessary for the description of the invention.
[0015]
Reference numeral 11 denotes a tube container, and an X-ray tube 12 is accommodated in the tube container 11. The X-ray tube 12 is entirely composed of a vacuum envelope 13, and a rotating anode 14 is disposed at one end in the vacuum envelope 13. At the other end in the vacuum envelope 13, first and second filaments 15 and 16 for generating an electron beam are disposed. A converging electrode 17 for converging the electron beam is disposed in front of the filaments 15 and 16.
[0016]
The filaments 15 and 16 and the focusing electrode 17 are integrally formed as a cathode structure. For example, grooves are formed in two places of the cathode structure, the grooves are used as focusing electrodes, and filaments 15 and 16 are disposed inside the grooves. In such a structure, the electron beams emitted from the filaments 15 and 16 are converged by the focusing electrode 17 to form an electron impact surface in the same region on the anode 14.
[0017]
A DC power supply 18 is disposed outside the tube container 11, and a midpoint P of the DC power supply 18 is grounded. The + terminal of the DC power supply 18 is connected to the anode 14 of the X-ray tube 12. The negative terminal of the DC power supply 18 is connected to the common connection point Q, and between the common connection point Q and the first filament 15, first and second bias power supplies 19 having positive and negative polarities in opposite directions, 20 are connected in parallel. The common connection point Q is directly connected to the second filament 16. Between the second filament 16 and the converging electrode 17, a third bias power source 21 having a negative converging electrode 17 side is connected.
[0018]
Note that the voltage applied to the anode 14 is (Ea), the voltage at the common connection point Q is (Eb), and the stray capacitance of the high-voltage cable with respect to ground is indicated by reference numerals 22 and 23. Moreover, the voltage between the output terminals of the first to third bias power supplies 19 to 21 is set to the same magnitude (Ec), and the + terminal and the − terminal are indicated by the signs + and −, respectively.
[0019]
Here, a method for generating X-rays having different X-ray energies from the two filaments 15 and 16 in the above configuration will be described with reference to FIG. The vertical axis in FIG. 2 represents voltage (−kV).
[0020]
First, the case where X-ray energy is generated from the filament 15 will be described. The second bias power source 20 is connected between the common connection point Q and the filament 15, and the first bias power source 19 is disconnected. Then, the third bias power source 21 is connected between the common connection point Q and the convergence electrode 17. At this time, as shown in FIG. 2A, the voltage (E1f) of the filament 15 and the voltage (Eg) of the convergence electrode 17 are lower than the voltage (Eb) of the common connection point Q, and the voltage (E2f) of the filament 16 ) Is equal to the voltage Eb at the common connection point Q.
[0021]
With the above setting, electrons are emitted from the filament 15 and the emitted electrons strike the anode 14. At this time, the energy of X-rays generated from the anode 14 is (Ea + Eb + Ec) obtained by adding the anode voltage (Ea), the voltage (Eb) of the common connection point Q, and the voltage (Ec) of the second bias power supply 20. Become. The filament 16 is cut off by the connection of the third bias power source 21 and no electron beam is emitted.
[0022]
Next, the case where X-ray energy is generated from the filament 16 will be described. The third bias power source 21 is disconnected from between the filament 16 and the focusing electrode 17, and the filament 16 and the focusing electrode 17 are short-circuited. Further, the first bias power source 19 is connected between the common connection point Q and the filament 15. At this time, as shown in FIG. 2B, the voltage (E2f) of the filament 16 and the voltage (Eg) of the focusing electrode 17 are equal to the voltage (Eb) of the common connection point Q, and the voltage (E1f) of the filament 15 Increases by the amount (Ec) of the first bias power source 19 .
[0023]
With the above setting, an electron beam is emitted from the filament 16, and the emitted electrons strike the anode 14. At this time, the energy of the X-ray generated from the anode 14 is (Ea + Eb) obtained by adding the anode voltage (Ea) and the voltage (Eb) of the filament 16. The filament 15 is cut off when the first bias power source 19 is connected, and no electron beam is emitted.
[0024]
Next, the case where the two filaments 15 and 16 are in the cut-off mode and the electron beam is not emitted will be described. The first and second bias power supplies 19 and 20 are disconnected from between the filament 15 and the common connection point Q, and the filament 15 and the common connection point Q are directly connected. Further, the third bias power source 21 is connected between the common connection point Q and the convergence electrode 17. At this time, as shown in FIG. 2 (c), the common connecting point Q of the voltage (Eb) and the filaments 15, 16 of the voltage (E1f), (E 2f) are equal, the voltage of the focusing electrode 17 (Eg) is The voltage is lower than the voltages (E 1f ) and ( E 2f ) of the filaments 15 and 16.
[0025]
With the above setting, both the filaments 15 and 16 are cut off and no electron beam is emitted.
[0026]
According to the configuration described above, X-rays having different X-ray energies can be generated from the two filaments 15 and 16 by connecting or disconnecting the first to third bias power sources without changing the voltage of the DC power source 18. In addition, the generation of X-rays can be stopped. If such an operation is repeated, generation of X-rays with high X-ray energy, generation of X-rays with low X-ray energy, and stop of X-rays are sequentially performed.
[0027]
The connection and disconnection of the first to third bias power sources can be controlled at high speed, and there is no disturbance in the voltage waveform. For this reason, the change or stop of the X-ray energy can be switched to a correct value at a high speed of 1 ms or less. Further, if the output voltage of the first to third bias power supplies can be varied within the range of 0V to several thousand volts, the generated X-ray energy can be arbitrarily set within the variable range.
[0028]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 taking a CT apparatus used for X-ray tomography as an example. Reference numeral 31 is an examination table, and a subject 32 is placed on the examination table 31. A rotary table 33 that rotates about the subject 32 is provided, and the two X-ray devices 34 and 35 are fixed to the rotary table 33 at a certain interval. In addition, X-ray detectors 36 and 37 are fixed to a rotary table 33 at a position facing the X-ray devices 34 and 35 with the subject 31 interposed therebetween. A DC power supply 38 is fixed between the two X-ray devices 34 and 35, and a driving voltage is supplied from the DC power supply 38 to the two X-ray devices 34 and 35 through the high-voltage cable 39.
[0029]
In the configuration described above, X-rays emitted from the X-ray device 34 and transmitted through the subject 32 are detected by the X-ray detector 36, and X-rays emitted from the X-ray device 35 and transmitted through the subject 32 are detected by the X-ray detector. 37 is detected.
[0030]
Here, a circuit configuration for supplying a drive voltage from the DC power supply 38 to the X-ray devices 34 and 35 will be described with reference to FIG. In FIG. 4, parts corresponding to those in FIG.
[0031]
Each of the X-ray devices 34 and 35 includes an X-ray tube 41 and the like, and an anode 42 is provided at one end in the X-ray tube 41 and a filament 43 and a focusing electrode 44 are provided at the other end. Each anode 42 is connected to the + terminal of the DC power supply 38, each filament 43 and the focusing electrode 44 are connected in common, and further connected to the − terminal of the DC power supply 38. In the X-ray device 34, a bias power supply 45 is connected between a common connection point of the filament 43 and the focusing electrode 44 and a negative terminal of the DC power supply 38.
[0032]
According to the above configuration, a voltage higher than the X-ray tube 41 of the X-ray device 35 by the bias power supply 45 is applied between the anode 42 and the filament 43 to the X-ray tube 41 of the X-ray device 34 . . Therefore, different X-ray energies having the same X-ray energy can be obtained from the two X-ray devices 34 and 35 .
[0033]
In this case, using one DC power source and two X-ray devices, a tomographic image of X-rays with different X-ray energies can be taken in one scan, and an image with little artifact due to the movement of the subject is obtained. Obtainable.
[0034]
As described above, according to the present invention, X-rays having different X-ray energies can be easily realized. For this reason, even when optimal energy conditions differ between soft tissues such as alveoli and blood vessels and relatively hard tissues such as ribs and bronchi, as in the case of diagnosing the chest using CT. Can be obtained reliably and a correct diagnosis can be made. Further, even when imaging is performed using X-rays having different X-ray energies, it is not necessary to divide into two times and diagnosis can be speeded up. In addition, the energy subtraction technology and the biplane system that captures images from two directions can be easily used, and the accuracy of group screening can be improved.
[0035]
For example, in the configuration of FIG. 3, the subject 32 is imaged using X-rays having different X-ray energies output from the X-ray apparatuses 34 and 35 . And the image which image | photographed the test subject 32 is detected with the X-ray detectors 36 and 37 , this is converted into the image of an electric signal using a television camera etc., and it is obtained with the X-ray from which X-ray energy differs after that. This is a method of subtracting images. According to this method, a difference component of an image obtained by X-rays having different X-ray energies is emphasized, and a lesion or the like can be easily detected.
[0036]
In this configuration, X-rays having different X-ray energies are obtained using a bias power source. Therefore, X-rays having different X-ray energies can be generated simultaneously or at a slight time interval, and a difference component of an image having substantially no time difference can be detected. As a result, the screening accuracy is improved. In addition, since the signal is processed in the form of an electrical signal or the like, it can be processed in real time, thereby speeding up the examination.
[0037]
In this method, when obtaining X-rays having different X-ray energies, not only the configuration shown in FIG. 3 but also the configuration shown in FIG. 1 can be used. When the configuration shown in FIG. 1 is used, X-rays having different X-ray energies are generated at predetermined time intervals. For this reason, when subtracting images obtained with X-rays having different X-ray energies, processing such as delaying one of the two images using a delay circuit or the like and making the times coincide with each other is required. .
[0038]
In the embodiment of FIG. 1, the case where two filaments are provided in one X-ray tube has been described. However, three or more filaments may be provided. In the embodiment of FIG. 3, the X-ray apparatus is described as two examples. However, also in this case, three or more X-ray apparatuses can be configured. Further, when three or more X-ray apparatuses are configured, if a bias power source having a different output voltage is incorporated in each X-ray apparatus, X-rays having many types of X-ray energy can be simultaneously transmitted from the X-ray apparatus. Can be generated.
[0039]
【The invention's effect】
According to the present invention, an X-ray imaging apparatus capable of easily generating X-rays having two or more X-ray energy conditions can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram for explaining an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram for explaining a bias voltage used in the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit configuration diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a bias voltage for explaining a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Tube container 12 ... X-ray tube 13 ... Vacuum envelope 14 ... Anode 15 ... 1st filament 16 ... 2nd filament 17 ... Converging electrode 18 ... DC power supply 19 ... 1st bias power supply 20 ... 2nd bias power supply 21 ... Third bias power source 22, 23 ... Stray capacitance of high voltage cable

Claims (7)

子を放出する少なくとも2つの第1および第2フィラメント、前記子を収束するための収束電極、前記子の衝突によってX線を発生する陽極、前記フィラメントおよび前記収束電極、前記陽極をそれぞれ内部に収納した真空外囲器を有するX線管と、このX線管の前記陽極と前記フィラメントとの間に印加する電圧を発生する直流電源とを具備したX線撮影装置において、前記第1フィラメントから放出する電子で陽極から第1X線を発生する場合の前記第1フィラメントの電位を、前記第2フィラメントから放出する電子で第2X線を発生する場合の前記第2フィラメントの電位よりも高くまたは低く設定する第1フィラメント用バイアス電源を前記第1フィラメントおよび前記直流電源間に接続し、前記第1X線と前記第2X線でX線エネルギーが相違するようにしたことを特徴とするX線撮影装置。At least two first and second filaments, focusing electrode for focusing the electron, an anode for generating X-rays by collision of the conductive element, the filament and the focusing electrode, the anode, respectively to release the electronic An X-ray imaging apparatus comprising: an X-ray tube having a vacuum envelope housed therein; and a DC power source that generates a voltage to be applied between the anode and the filament of the X-ray tube . The potential of the first filament when the first X-ray is generated from the anode by electrons emitted from the filament is higher than the potential of the second filament when the second X-ray is generated by electrons emitted from the second filament. or a first bias power supply for filament set low connected between the first filament and said DC power supply, with the first 2X line and the second 1X line X-ray imaging apparatus, wherein a linear energy was so different. 記第2フィラメントと前記収束電極との間に接続される第2フィラメント用バイアス電源を設けた請求項1記載のX線撮影装置。 Before Symbol X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the bias supply for the second filament is connected is provided between the second filament and the focusing electrode. 第1フィラメント用バイアス電源が、極性の向きが逆で、並列に接続された2つの電源から構成されている請求項1または請求項2記載のX線撮影装置。  The X-ray imaging apparatus according to claim 1 or 2, wherein the first filament bias power source is composed of two power sources connected in parallel with opposite polarities. 第2フィラメント用バイアス電源が、直流電源の極性の向きと同じ向きで接続されている請求項2記載のX線撮影装置。A bias power supply for the second filament, X-rays imaging apparatus polarity orientation connected in the same direction as which do that請 Motomeko 2 wherein the DC power source. それぞれが、子を放出するフィラメント、前記子を収束するための収束電極、前記子の衝突によってX線を発生する陽極、前記フィラメントおよび前記収束電極、前記陽極をそれぞれ内部に収納した真空外囲器を有する少なくとも2つのX線管と、この少なくとも2つのX線管それぞれの前記陽極と前記フィラメント間に印加する電圧を発生する直流電源とを具備したX線撮影装置において、前記少なくとも2つのX線管のうちの少なくとも1つのX線管の前記フィラメントと前記直流電源との間にバイアス電源を接続したことを特徴とするX線撮影装置。Vacuum, each of the filaments, which emits electronic, housed focusing electrode for focusing the electron, an anode for generating X-rays by collision of the conductive element, the filament and the focusing electrode, the anode inside each An X-ray imaging apparatus comprising: at least two X-ray tubes having an envelope; and a DC power source for generating a voltage to be applied between the anode and the filament of each of the at least two X-ray tubes. An X-ray imaging apparatus, wherein a bias power source is connected between the filament and the DC power source of at least one of the X-ray tubes. 少なくとも2つのX線管と対向する位置にそれぞれX線検出器を設けた請求項5記載のX線撮影装置。  6. The X-ray imaging apparatus according to claim 5, wherein an X-ray detector is provided at a position facing at least two X-ray tubes. 請求項1または請求項5のX線撮影装置が発生するX線エネルギーが相違する第1および第2のX線で撮影された被写体の画像を画像信号として出力する出力装置と、この出力装置から出力される前記第1のX線による画像信号と前記第2のX線による画像信号との差を求める演算装置とを具備したX線撮影装置。An output device for outputting, as an image signal, an image of a subject imaged by first and second X- rays having different X-ray energies generated by the X-ray imaging device according to claim 1 or 5, and the output device An X-ray imaging apparatus comprising: an arithmetic unit that obtains a difference between an image signal output from the first X-ray and an image signal output from the second X-ray.
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