JP5809806B2

JP5809806B2 - 広いカバー範囲のｘ線装置

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Publication number: JP5809806B2
Application number: JP2011007396A
Authority: JP
Inventors: ケアリー・ショーン・ロジャース; リチャード・マイケル・ロッファーズ; エドウィン・エル・リーガル; ロン・ケント・ホッカースミス; イーサン・ウェストコット; ケンウッド・デイトン
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-01-20
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2015-11-11
Anticipated expiration: 2031-01-18
Also published as: EP2347710B1; US9271689B2; CN102157323A; US20110176659A1; CN102157323B; JP2011151021A; EP2347710A1

Description

本発明の実施形態は、一般的に云えば、Ｘ線管に関し、より具体的には、広いカバー範囲のコンピュータ断層撮影法用の装置及びその製造方法に関するものである。

コンピュータ断層撮影法用のＸ線源イメージング・システムは、典型的には、Ｘ線管と、検出器と、Ｘ線管及び検出器を支持するガントリ組立体とを含む。動作時に、その上に対象物が配置されているイメージング用テーブルが、Ｘ線管と検出器との間に位置決めされる。Ｘ線管は、典型的には、Ｘ線のような放射線を対象物へ向けて放出する。放射線は、典型的には、イメージング用テーブル上の対象物を通過して、検出器に衝突する。放射線が対象物を通過するとき、対象物の内部構造が、検出器で受ける放射線に空間的変化を引き起こす。検出器は、受けた放射線を電気信号に変化して、受け取ったデータを伝送する。システムは放射線の変化を画像に変換し、該画像は対象物の内部構造を評価するために使用することができる。当業者には認められるように、対象物としては、限定するものではないが、医用イメージング法における患者、並びに、例えば、Ｘ線スキャナ又はコンピュータ断層撮影（ＣＴ）パッケージ・スキャナにおける荷物のような無生物が挙げられる。

典型的なＸ線管は、集束した高エネルギの電子ビームを供給する陰極を含み、該電子ビームは陰極−陽極間ギャップを横切って加速されて、設けられた活物質又はターゲットに衝突したときにＸ線を発生させる。電子ビームがターゲットに衝突したときに高い温度が発生するので、典型的には、ターゲットを冷却するためにターゲット組立体を高い回転速度で回転させる。

このような場合、Ｘ線管はまた、ターゲット上の焦点で発生した熱を分散させるためにターゲットを回転させる回転システムを含む。回転サブシステムは典型的には誘導電動機によって回転させられ、該誘導電動機は、円板形ターゲットを支持する車軸内に組み込まれた円筒形回転子を持つと共に、Ｘ線管の細長の首部の周りに銅巻線を持つ鉄製固定子構造を持つ。回転サブシステム組立体の回転子は固定子によって駆動される。

コンピュータ断層撮影システムは、器官（例えば、心臓、脳）全体をガントリの一回転で撮像できるように、患者身体又はＺ軸に沿った検出器の寸法が次第に大きくなってきている。その結果、Ｘ線管内のＸ線透過窓の垂直方向の開口角度が、典型的には、Ｚ軸に沿ってより広い範囲をカバーする検査対象物の照射を行えるように更に広げられている。Ｚ軸カバー範囲が増大するにつれ、より広いＺ軸に沿ったＸ線ビームの扇形の広がりは、画像再構成におけるデータの不足に起因した画像アーティファクト又はいわゆる円錐ビーム・アーチファクトを引き起こす。更に、Ｘ線管のターゲット角度が、典型的には、より大きな垂直方向開口角度に対処し且つ検出器を完全にカバーするために大きくされる。このより大きなターゲット角度は、（周知の「線状焦点原理」によって決定されるように光学的焦点寸法を一定に保持して）回転ターゲットについての温度限界に起因して発生することのできるＸ線束を有意に低減する。

これらの問題に対する理論的解決策は、Ｚ軸に沿って互いに相隔たっていて且つ逐次的にオン／オフ動作させる２つ以上の焦点を設けることである。この光学的な構成は、視野の中心の幾分かの範囲にわたって各々の焦点からのＸ線ビームのオーバーラップを可能にして、円錐ビーム角度を低減し、これによって円錐ビーム・アーティファクトを大幅に低減することができる。この構成はまた、ターゲット角度を低減し、その結果としてＸ線出力をより高くすることができる。問題に対する可能な１つの解決策は、唯一のターゲットの代わりに２つのターゲットを持つＸ線管を製作して、２つの焦点をＺ軸又は軸方向寸法に沿ってずらすようにすることである。しかしながら、その解決策に伴う障害は、２つの軸方向にずれたターゲットを使用すると、異常に大きく且つ複雑なＸ線管が必要になることである。すなわち、このような管は、１つの真空室内に２つのターゲット、２つの陰極、及び陰極に給電するために各端部に１つずつの２つの高電圧絶縁体を持つことがある。このような管は非常に高価であり且つ信頼性に問題ある。すなわち、陰極又はターゲットの１つが故障した場合、完全な機能を維持するために管全体を交換する必要があり、従って交換コストが高くなる。

上記の問題に対する別の解決策は、２つの通常のＸ線管を突合せ配置にする、すなわち端部と端部を隣接するように構成することである。しかしながら、典型的なＣＴ用Ｘ線管は単純に物理的に長すぎて該解決策を実用化することはできない。現在のＸ線管では、管は陰極と、絶縁体と、高エネルギ電子をターゲットに集束するための他のシステムを含んでおり、該装置は回転陽極のターゲット面と向かい合うように位置決めされる。同時に、陽極を回転させるための回転システムもまた複雑であり、また該システムは陽極の反対側、すなわち非ターゲット側の表面と向かい合うように位置決めされる。２つの通常のＸ線源を一緒にしてそれらの回転軸に沿って端部同士を隣接して配置すると、それらの焦点が互いから離れ過ぎて、所望のシステムのための有用な線源とすることができない。例えば、２焦点システムにおけるＺ軸上の所望の軸方向間隔はシステム・アイソセンタで１２０ｍｍのカバー範囲であり、典型的には、６０〜１２０ｍｍの範囲内にある。従って、２つの焦点が存在することにより得られる利点が、通常のＸ線管では実現可能ではない。

以上のことから、別のＸ線管と突合せ配置にすることのできるＸ線管であって、焦点の相隔たる距離が所望の範囲内あり、これにより２つのＸ線管及び２つの焦点を持つ組合せ装置を使用する利点を得ることのできるＸ線管を提供することは有利であろう。

米国特許第７３３３５８７号

本発明の実施形態では、２つのＸ線管を突合せ配置にすることができると共に、個々の管の焦点の間の距離を所望の距離範囲内にすることのできる装置及び該装置を構成するため方法を提供する。

本発明の一面によれば、Ｘ線を発生するための管を提供し、該管は、電子を放出するように構成された陰極と、自身の表面上に陰極からの電子を受け取るように配置されたターゲットと、陰極とターゲットとの間に配置されて、ターゲットへ向かって電子を加速するように構成された、開口を持つ陽極と、軸を中心にしてターゲットを回転させるように構成されていて、ターゲットの前記表面に面している位置に位置決めされた回転システムとを含む。

本発明の別の面によれば、２つのＸ線放射線ビームを発生するための装置を提供し、該装置は第１のＸ線管を含み、該第１のＸ線管は、第１の陽極へ向かって第１の電子ビームを放出するように構成された第１の陰極と、第１の陰極から放出された第１の電子ビームを受けて第１のＸ線ビームを発生する第１の表面を持つ第１のターゲットと、第１の軸を中心にして第１のターゲットを回転させるように構成されていて、第１の表面に面している位置に位置決めされた第１の回転システムとを含む。また前記装置は第２のＸ線管を含み、該第２のＸ線管は、第２の陽極へ向かって第２の電子ビームを放出する第１の陰極と、第２の陰極から放出された第２の電子ビームを受けて第２のＸ線ビームを発生する第２の表面を持つ第２のターゲットと、第２の軸を中心にして第２のターゲットを回転させるように構成されていて、第２の表面に面している位置に位置決めされた第２の回転システムとを含む。更に、第１及び第２のＸ線管は互いに密に接近していて、イメージング対象物へ向かって第１及び第２のＸ線ビームを放出するように構成される。

本発明の更に別の面では、Ｘ線管を製造する方法を提供し、該方法は、電子を放出するように構成された陰極を設ける工程と、陰極から放出されたの電子を受け取ったときにＸ線放射線を放出するように構成された表面を持つターゲットを設ける工程と、ターゲットへ向かって電子を加速するように構成された陽極を陰極とターゲットとの間に配置する工程と、軸を中心にしてターゲットを回転させるように構成された回転システムを設ける工程と、ターゲットをケーシング内に配置する工程と、ターゲット上の焦点の方へ電子ビームを方向付けるようにケーシングの中のターゲットの表面に面している位置に陰極を配置する工程と、ケーシングの中のターゲットの表面に面している位置に回転システムを配置する工程とを含む。

本発明のまた更に別の面では、第１及び第２のＸ線放射線流を供給する組合せ装置を構成する方法を提供し、該方法は、第１の回転軸を中心にして回転する第１のターゲットであって、第１のＸ線放射線流を発生するために自身の第１の面上に第１の焦点を持つ第１のターゲットを第１のＸ線管内に設ける工程と、第２の回転軸を中心にして回転する第２のターゲットであって、第２のＸ線放射線流を発生するために自身の第２の面上に第１の焦点を持つ第２のターゲットを第２のＸ線管内に設ける工程と、第１のターゲットの第１の面が第２のＸ線管から離れる方へ向くように且つ第２のターゲットの第２の面が第１のＸ線管から離れる方へ向くように、第１のＸ線管を第２のＸ線管に近接した突合せ配置位置に配置する工程とを含む。

本発明の様々な他の特徴及び利点が下記の詳しい説明及び図面から明らかになろう。

図面は、本発明を実施するための現在考えられる１つの好ましい実施形態を例示する。

図１は、本発明の一実施形態を取り入れることによる利益を受けることのできるイメージング・システムのブロック図である。図２は、本発明の一実施形態に従って構成されたＸ線管の切断斜視図である。図３は、本発明の２Ｘ線管装置の切断側面図である。図４は、非侵襲性荷物検査システムに使用するためのＣＴシステムの絵画的略図である。

図１は、本発明に従って原画像データを取得すると共に表示及び／又は分析のために画像データを処理するように設計された一実施形態のイメージング・システム１０のブロック図である。当業者には、ＣＴシステム、Ｘ線システム、血管イメージング・システム及びマンモグラフィ・システムのような、Ｘ線管を備えている多様な医用イメージング・システムに本発明が適用可能であることが理解されよう。コンピュータ断層撮影システム及びディジタル放射線撮影システムのような、体積のある物体について３次元画像データを取得する他のイメージング・システムもまた、本発明による利益が得られる。Ｘ線システム１０についての以下の記述は単にこのような実施の一例に過ぎず、モダリティに関して制限しようとするものではない。

図１に示されているように、Ｘ線システム１０は、Ｘ線源１２及び１２’を含むコンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムの要素を表しており、Ｘ線源１２及び１２’は対象物又は患者１７内の心臓のような器官又は手荷物内の物品１６を通るそれぞれのＸ線ビーム１４及び１４’を投射するように構成されている。対象物１７としては、人体、手荷物、又は走査するのが望ましい他の物体を挙げることができる。Ｘ線源１２，１２’は、典型的には３０ｋｅＶ〜２００ｋｅＶのエネルギ・スペクトルを持つＸ線を発生する通常のＸ線管であってよい。Ｘ線１４，１４’は器官１６及び対象物１７を通過して、減衰した後、患者又はＺ軸１９に沿って延在する検出器組立体１８に衝突する。コンピュータ断層撮影システムの場合、検出器が再構成用イメージング時間中に１つの線源からのみＸ線を受け取るように、Ｘ線ビーム１４及び１４’は交互にオン・オフするように制御される。検出器組立体１８内の各々の検出器モジュールは、入射するＸ線ビーム、従って器官１６を通過したときのような減衰したビームの強度を表すアナログ電気信号を発生する。一実施形態では、検出器組立体１８はシンチレーション利用の検出器組立体であるが、また直接変換型検出器（例えば、ＣＺＴ検出器など）も使用できると想定される。

処理装置２０は検出器１８からの信号を受け取って、走査している器官１６又は対象物１７に対応する画像を生成する。コンピュータ２２は処理装置２０と通信して、オペレータがオペレータ・コンソール２４を使用して、走査パラメータを制御し且つ生成された画像を観察することができるようにする。すなわち、オペレータ・コンソール２４は、キーボード、マウス、音声作動制御装置、或いはオペレータがＸ線システム１０を制御し且つコンピュータ２２からの再構成された画像又は他のデータを表示装置２６で観察するのを可能にする任意の他の適当な入力装置のような、或る形態のオペレータ・インターフェースを含む。更に、コンソール２４は、オペレータが生成された画像を記憶装置２８に記憶させることができるようにする。記憶装置２８としては、ハードディスク・ドライブ、フロッピー（商標）ディスク、コンパクトディスクなどが挙げられる。オペレータはまた、コンソール２４を使用して、Ｘ線源１２に電力及びタイミング信号を供給する線源制御装置３０を制御するための指令及び命令をコンピュータ２２に供給することができる。

図示のように、各々のＸ線源１２、１２’は対象物１７を通過するＸ線を供給し、また組み合わさって、各々の線源１２、１２’から検出器組立体１８へ通るＸ線を供給する。このような場合、本発明の実施形態は、例えば心臓又は脳を含むような器官を完全にカバーするためにＺ軸１９に沿って充分なカバー範囲を提供する。このような場合、Ｘ線源１２，１２’は、Ｚ軸カバー範囲が限られていることに関連した円錐ビーム・アーティファクト又は他のアーティファクトを生じることなく心臓のような器官全体を１回転で撮像することができるように充分な速度で対象物１７の周りを検出器組立体１８と共に回転することができる。更に、システム１０は、別々の交換可能な線源１２，１２’を設けることによって他のシステムに比べてコストを改善する。このような態様では、一線源が故障するか、さもなければ交換を必要とする場合、線源１２，１２’の内の１つを交換すればよく、従って交換が簡単化され且つシステムの全体の運転及び保守コストが低減される。更に、線源１２，１２’の内の１つが故障した場合、システム１０は、故障していない残りの線源１２又は１２’を使用して動作させることができる。このように、システム１０は、線源１２，１２’の内の１つが故障した後に、線源１２，１２’の内の１つのみからにも拘わらず、有用な情報を供給するように動作して、線源故障に拘わらす有用なデータが得られるようにすることができる。システム１０は事実上、本発明の実施形態に従って、線源１２，１２’の１つ又は両方を使用することのできる多数の動作モードを作動可能にする。

図２は、本発明に従って構成されたＸ線源又は管３２の切断斜視図を示す。図から分かるように、Ｘ線管３２は、自身の中に放射線放出通路３６が形成されているケーシング３４を含む。ケーシング３４は内部が真空にされていて、ターゲット４０及び陰極４２を収容する。電子を通すための開口５２を設けた陽極４３が、陰極４２とターゲット４０との間に配置される。陰極４２と陽極４３との間に印加される電位差（例えば、ＣＴ用途の場合には６万ボルト以上）により陰極４２からターゲット４０へ差し向けられた高速の電子が、突然に減速されたときに、Ｘ線４４が発生される。

焦点４８の材料層又はターゲット材料４６に電子が衝突すると、そこからＸ線４４が放出される。衝突点は，典型的には、工業の分野では「焦点」と呼ばれており、焦点はターゲット材料４６の表面上に円形領域又は軌道を形成し、Ｘ線管３２の動作後にはターゲット表面上に視覚的にはっきりと分かる。図から分かるように、ターゲット材料４６はターゲット４０の１つの表面５０上に設けられており、また陰極４２は、高エネルギの電子が陰極４２から陽極４３の開口５２を通ってターゲット材料４６に焦点４８で衝突することができるように、表面５０と同じ側にある位置に位置決めされる。Ｘ線４４が、放射線放出通路３６を通って、図１の検出器１８のような検出器アレイへ向かって放出される。焦点におけるターゲットの角度を付けた構成により、半径方向の通路３６へ向かう放射線の放出が生じる。その角度は、回転軸５４に対するターゲット材料４６の直角な向きに対して９度〜１２度である。電子によるターゲット４０の過熱を防止するために、ターゲット４０は回転軸又は中心線５４を中心にして高速度で、例えば９０〜２５０Ｈｚで回転させる。

ターゲット４０を回転させるために回転システム５６が設けられていて、回転システム５６は中心シャフト５８を含む。中心シャフト５８は、中実又は中空のシャフトであってよく、第１の端部６２で回転子６０に取り付けられ且つ第２の端部６４でターゲット４０に取り付けられる。中心シャフト５８がケーシング３４内で自由に回転できるようにするために、一対の軸受６６，６８が中心シャフト５８の周りに設けられる。固定子（図示せず）が回転子６０の半径方向外側に配置されていて、中心シャフト５８を駆動し、これにより中心シャフト５８がターゲット４０を回転駆動する。この代わりに、一実施形態では回転サブシステム（図示せず）を含み、この回転サブシステムでは、中心シャフトが静止しており、またターゲット材料４６を支持し且つ回転子６０に取り付けられた外側シリンダが、静止したシャフトの中心軸を中心にして静止したシャフトの周りを回転する。図２に示されているように、黒鉛のような蓄熱材７０を使用することにより、ターゲット材料４６付近に蓄積した熱を放出及び／又は散逸させることができる。Ｘ線管３２の更に別の構成要素として、ケーブル・コネクタ７２及び高電圧絶縁体７４、並びに陰極４２からターゲット４０の焦点４８へ電子を流れさせるための開口７６を持つ電子コレクタ７５が含まれている。

図から分かるように、回転システム５６は陰極４２とターゲット４０の表面５０の同じ側でケーシング３４内に位置決めされる。すなわち、陰極４２及び回転システム５６の両方は大体整列していて、ターゲット材料４６及び焦点４８を含んでいるターゲット４０の同じ表面５０に面しており、従って、Ｘ線管の全長が大幅に短縮されて比較的コンパクトである。陰極の長手方向軸は基本的に中心シャフト５８の中心線５４及びターゲット４０の回転軸と平行である。記載している実施形態では、陰極４２からターゲット４０へ放出された電子に高電圧が陽極４３を介して印加される。一実施形態では、陽極４３が接地され、高電圧（例えば、６０ｋｅＶ以上）は陰極４２に印加される。しかしながら、本発明はそのように制限するべきではなく、別の実施形態では、ターゲット４０が陽極として作用して、同様に接地される。更に別の実施形態では、負の電圧が陰極４２に印加され、且つ正の電圧が陽極４３及び／又はターゲット４０に印加される。

次に、図２も参照して、図３について説明すると、２つのＸ線管３２及び３２’を組み合わせて作られた装置を例示する切断側面図が示されている。これらの２つのＸ線管は、両方とも、図２に図示して説明した単一のＸ線管３２に従って構成される。Ｘ線管３２及び３２’は、本発明の一実施形態によれば、互いに対して突合せ配置にされる。

従って、Ｘ線管３２，３２’の各々は焦点４８，４８’を持ち、それぞれの焦点４８，４８’はＸ線管３２，３２’の独特の構成の結果として互いに密に近接している。模範的な実施形態では、焦点４８，４８’間の距離Ｄは約６０〜１２０ｍｍの範囲内にある。従って、陰極４２，４２’並びに回転システム５６，５６’の独特の配置によって、Ｘ線管３２，３２’の全体の軸方向長さが短縮される。より具体的に述べると、焦点４８，４８’とそれぞれの端部８０，８０’との間の軸方向距離７８，７８’が、焦点４８，４８’間の距離Ｄを所望の範囲内に収める点まで短かくされる。このような場合、Ｘ線管３２，３２’は、それらの焦点４８，４８’が図１のシステム１０のようなシステム内で整列できるように、例えばそれぞれの回転軸５４、５４’に沿って、互いに軸方向に整列させることができる。焦点間の最適な距離Ｄは、限定するものではないが、システムのアイソセンタにおけるイメージング用視野、及びＸ線源３２、３２’と患者１６と検出器１８との間の相対的な距離を含めて、幾つかのＣＴシステム変数に依存する。

図３の実施形態では、図１に例示した制御システム３０を用いて、点火時にＸ線ビームを発生させる陰極４２，４２’を交互に点火することができる。すなわち、各々の陰極４２，４２’は、陰極４２の点火と陰極４２’の点火とを交互に行うように個別に点火することができる。更に、図３の実施形態では、また図１の制御システム３０を用いて、１つのＸ線管が他のＸ線管とは異なるエネルギで動作するような二重エネルギ・システムを構成することができる。このような場合、二重エネルギ又は多重エネルギ走査では、１つの陰極を例えば８０ｋｅＶで動作させることできると共に、他の陰極を例えば１４０ｋｅＶで動作させることできる。このような場合、図１のイメージング・システム１０のようなイメージング・システムで、二重又は多重エネルギＸ線を発生することができ、これは、例えば、母材の分解において多重エネルギ画像を形成するために用いることができる。更に、交互に点火することのできる陰極４２，４２’を持つ図３に例示の二重線源システムでは、ほぼ５０％のデューティーサイクルでこのような動作を行えることにより、ターゲットのような構成要素の寿命を増大させることができると云う性能上の利益を実現することができる。従って、１つの線源を用いるシステムと比べて、ピーク出力及びその結果のそれぞれのターゲットから放出されるＸ線束の大きさを同様に増大させることができる。更に、例示した２線源システムの場合のターゲット角度は、当該技術分野で理解されているように、１つの線源を用いるシステムと比べて、かなり小さくすることができる。従って、図３に例示した２線源システムは、単一線源システムよりも遙かに大きいＸ線束を発生することができ、またより大きいＺ軸カバー範囲を持つことができる。

次に図４について説明すると、本発明のＸ線管（１つ又は複数）を使用することができ且つ荷物又は手荷物を通すことのできる開口５０４を持つ回転可能なガントリ５０２を含んでいる荷物／手荷物検査システム５００が示されている。回転可能なガントリ５０２は、１つ以上のＸ線エネルギ源５０６を収容すると共に、複数のシンチレータ素子で構成されたシンチレータ・アレイを持つ検出器組立体５０８を収容している。またコンベア・システム５１０も設けられていて、このコンベア・システム５１０は、走査すべき荷物又は手荷物５１６を開口５０４に自動的に且つ連続的に通すために、構体５１４によって支持されたコンベア・ベルト５１２を含む。対象物５１６がコンベア・ベルト５１２によって開口５０４を通るように供給され、そのときイメージング・データが取得され、次いでコンベア・ベルト５１２は荷物５１６を制御された連続的な態様で開口５０４から運び去る。結果として、郵便物検査官、手荷物取扱者及び他の警備担当者が、爆発物、ナイフ、銃、禁制品などの荷物５１６の中味を非侵襲的に検査することができる。

本発明の一実施形態によれば、Ｘ線を発生するための管が、電子を放出するように構成された陰極と、自身の表面上に陰極からの電子を受け取るように配置されたターゲットと、陰極とターゲットとの間に配置されて、ターゲットへ向かって電子を加速するように構成された、開口を持つ陽極と、軸を中心にしてターゲットを回転させるように構成されていて、ターゲットの前記表面に面している位置に位置決めされた回転システムとを含む。

本発明の別の実施形態によれば、２つのＸ線放射線ビームを発生するための装置が、第１のＸ線管を含み、該第１のＸ線管は、第１の陽極へ向かって第１の電子ビームを放出するように構成された第１の陰極と、第１の陰極から放出された第１の電子ビームを受けて第１のＸ線ビームを発生する第１の表面を持つ第１のターゲットと、第１の軸を中心にして第１のターゲットを回転させるように構成されていて、第１の表面に面している位置に位置決めされた第１の回転システムとを含む。前記装置は第２のＸ線管を含み、該第２のＸ線管は、第２の陽極へ向かって第２の電子ビームを放出するように構成された第２の陰極と、第２の陰極から放出された第２の電子ビームを受けて第２のＸ線ビームを発生する第２の表面を持つ第２のターゲットと、第２の軸を中心にして第２のターゲットを回転させるように構成されていて、第２の表面に面している位置に位置決めされた第２の回転システムとを含む。更に、第１及び第２のＸ線管は互いに密に接近していて、イメージング対象物へ向かって第１及び第２のＸ線ビームを放出するように構成される。

本発明の更に別の実施形態は、Ｘ線管を製造する方法を含み、該方法は、電子を放出するように構成された陰極を設ける工程と、陰極から放出されたの電子を受け取ったときにＸ線放射線を放出するように構成された表面を持つターゲットを設ける工程と、ターゲットへ向かって電子を加速するように構成された陽極を陰極とターゲットとの間に配置する工程と、軸を中心にしてターゲットを回転させるように構成された回転システムを設ける工程と、ターゲットをケーシング内に配置する工程と、ターゲット上の焦点の方へ電子ビームを方向付けるようにケーシングの中のターゲットの表面に面している位置に陰極を配置する工程と、ケーシングの中のターゲットの表面に面している位置に回転システムを配置する工程とを含む。

本発明のまた更に別の実施形態は、第１及び第２のＸ線放射線流を供給する組合せ装置を構成する方法を含み、該方法は、第１の回転軸を中心にして回転する第１のターゲットであって、第１のＸ線放射線流を発生するために自身の第１の面上に第１の焦点を持つ第１のターゲットを第１のＸ線管内に設ける工程と、第２の回転軸を中心にして回転する第２のターゲットであって、第２のＸ線放射線流を発生するために自身の第２の面上に第１の焦点を持つ第２のターゲットを第２のＸ線管内に設ける工程と、第１のターゲットの第１の面が第２のＸ線管から離れる方へ向くように且つ第２のターゲットの第２の面が第１のＸ線管から離れる方へ向くように、第１のＸ線管を第２のＸ線管に近接した突合せ配置位置に配置する工程とを含む。

以上、本発明を好ましい実施形態に関して説明したが、明示したもの以外の等価な実施形態、代替実施形態及び修正実施形態が特許請求の範囲内で可能であることが認められよう。

１０イメージング・システム
１４Ｘ線ビーム
１４’ Ｘ線ビーム
１９Ｚ軸
３２Ｘ線源
３２’ Ｘ線管
３４ケーシング
３６放射線放出通路
４０ターゲット
４２陰極
４２’ 陰極s
４３陽極
４３’ 陽極
４４Ｘ線
４４’ Ｘ線
４６ターゲット材料
４８焦点
４８’ 焦点
５０表面
５２開口
５４回転軸
５４’ 回転軸
５６回転システム
５６’ 回転システム
５８中心シャフト
６０回転子
６２第１の端部
６４第２の端部
６６軸受
６８軸受
７０蓄熱材
７２ケーブル・コネクタ
７４高電圧絶縁体
７５電子コレクタ
７６開口
７８軸方向距離
７８’ 軸方向距離
８０端部
８０’ 端部
５００荷物／手荷物検査システム
５０２回転可能なガントリ
５０４開口
５０６Ｘ線エネルギ源
５０８検出器組立体
５１０コンベア・システム
５１２コンベア・ベルト
５１４構体
５１６対象物

Claims

別々の交換可能な第１及び第２のＸ線管（３２、３２’）を備えるＸ線装置であって、
前記第１及び第２のＸ線管（３２、３２’）の各々が、
電子を放出するように構成された陰極（４２）と、
自身の表面（４８）上に前記陰極（４２）からの電子を受け取るように配置されたターゲット（４０）と、
前記陰極（４２）と前記ターゲット（４０）との間に配置されて、前記ターゲット（４０）の焦点（４８）へ向かって電子を加速するように構成された、開口（５２）を持つ陽極（４３）と、
軸（５４）を中心にして前記ターゲット（４０）を回転させるように構成されていて、前記ターゲット（４０）の前記表面に面している位置に位置決めされた回転システム（５６）と、
前記陰極（４２）と前記回転システム（５６）との間に配置された高電圧絶縁体（７４）と、
を有し、
前記陽極（４３）が接地され、
前記陽極（４３）が前記陰極（４２）を囲み、
前記陰極（４２）が前記軸（５４）に沿った方向に延び、
前記高電圧絶縁体（７４）が、前記陰極（４２）と前記陽極（４３）との間に配置され、
前記第１及び第２のＸ線管（３２、３２’）の回転システム（５６）が、前記第１及び第２のＸ線管（３２、３２’）のターゲット（４０）の両側に配置され、
前記第１のＸ線管（３２）の焦点と前記第２のＸ線管（３２’）の焦点との距離が１２０ｍｍ以下である、
Ｘ線装置。
前記第１及び第２のＸ線管（３２、３２’）の各々の前記回転システム（５６）、陰極（４２）及びターゲット（４０）はケーシング（３４）内に収容されており、前記第１及び第２のＸ線管（３２、３２’）の各々の前記ケーシング（３４）は、前記ターゲット（４０）によってその半径方向に放出されたＸ線放射線（４４）を通すための放射線放出通路（３６）を持っている、請求項１記載のＸ線装置。
前記第１及び第２のＸ線管（３２、３２’）の各々の前記回転システム（５６）は、回転子（６０）、軸受システム（６６）、及び前記ターゲット（４０）を回転させるために前記回転子（６０）と前記ターゲット（４０）との間に接続されたシャフト（５８）を含んでおり、前記第１及び第２のＸ線管（３２、３２’）の前記シャフト（５８）の長手方向軸（５４）が前記第１及び第２のＸ線管（３２、３２’）の前記陰極（４２）の長手方向軸と平行である、請求項１または２に記載のＸ線装置。
前記第１及び第２のＸ線管（３２、３２’）からのＸ線ビーム（１４、１４’）が交互にオン・オフするように前記第１及び第２のＸ線管（３２、３２’）に電力及びタイミング信号を供給する線源制御装置（３０）と、
前記線源制御装置（３０）を制御するための指令及び命令を供給するコンピュータ（２２）と、
対象物（１７）を通過した前記Ｘ線ビーム（１４、１４’）を受ける検出器（１８）と、
前記検出器（１８）からの信号を受け取って、前記対象物（１７）に対応する画像を生成する処理装置（２０）と、
を備える、請求項１乃至３のいずれかに記載のＸ線装置。
前記第１及び第２のＸ線管（３２、３２’）の前記陽極（４３）は、電子を通過させるように配置された開口（５２）を有している、請求項１乃至４のいずれか記載のＸ線装置。
前記第１及び第２のＸ線管（３２、３２’）が手荷物検査システム（５００）に組み入れられている、請求項１乃至５のいずれか記載のＸ線装置。