JP6377370B2 - X-ray tube apparatus and X-ray CT apparatus - Google Patents

X-ray tube apparatus and X-ray CT apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP6377370B2
JP6377370B2 JP2014041653A JP2014041653A JP6377370B2 JP 6377370 B2 JP6377370 B2 JP 6377370B2 JP 2014041653 A JP2014041653 A JP 2014041653A JP 2014041653 A JP2014041653 A JP 2014041653A JP 6377370 B2 JP6377370 B2 JP 6377370B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
electron beam
electron
target
ray tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2014041653A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015165874A (en
Inventor
玄 近藤
玄 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Canon Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Medical Systems Corp filed Critical Canon Medical Systems Corp
Priority to JP2014041653A priority Critical patent/JP6377370B2/en
Publication of JP2015165874A publication Critical patent/JP2015165874A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6377370B2 publication Critical patent/JP6377370B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Description

本発明の実施形態は、X線管球装置及びX線CT装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an X-ray tube apparatus and an X-ray CT apparatus.

X線画像発生装置、例えばX線CT装置(X線コンピュータ断層撮影装置)のデュアルエネルギー技術においては、2種のエネルギーのX線をパルス状にばく射/照射できるX線管球装置が用いられる。パルスX線を高速にばく射/照射させる手段として以下の技術が提案されている。   In the dual energy technology of an X-ray image generation apparatus, for example, an X-ray CT apparatus (X-ray computed tomography apparatus), an X-ray tube apparatus capable of irradiating / irradiating two types of energy X-rays in a pulsed manner is used. . The following techniques have been proposed as means for irradiating / irradiating pulsed X-rays at high speed.

(1)X線管球装置の電流を直接オン/オフする。
(2)直流的にばく射されるX線を機械的シャッターでパルス状にオン/オフする。
(3)X線管球装置内電子ビームを高速偏向スイッチングすることにより、X線としての出力をパルス状にする。
(1) The current of the X-ray tube apparatus is directly turned on / off.
(2) X-rays radiated in a direct current are turned on / off in a pulsed manner by a mechanical shutter.
(3) The electron beam in the X-ray tube apparatus is subjected to high-speed deflection switching, so that the X-ray output is changed to pulses.

また、2種のエネルギーのX線を同時に照射する手段として以下の技術が提案、実現されている。
(4)2つのX線管球装置/GeneratorをX線CTスキャナに実装し、異なるエネルギーで照射する。
(5)1つのX線管球装置/Generatorで、発生X線のエネルギーを高/低で切り替えて照射する。
The following techniques have been proposed and realized as means for simultaneously irradiating two types of energy X-rays.
(4) Two X-ray tube devices / Generator are mounted on an X-ray CT scanner and irradiated with different energy.
(5) With one X-ray tube apparatus / Generator, the generated X-ray energy is switched between high and low for irradiation.

2つのエネルギーX線で同一軌道、同時収集でスキャンするために、1管球でエネルギーをスイッチングする方法では、管電圧スイッチング時間が高速応答性に欠ける。すなわち2つのX線エネルギーによる同一軌道・同時収集性能が保たれない。スイッチングが遅いと言うことは、収集時の角度分解能も劣ると言うことになる。また、1管球による管電圧切換えでは、矩形波的に切り替えることは困難であり、実際には切換え中に中途半端なエネルギーでX線が照射されるため、エネルギー分解能が悪くなる。   In order to scan with two energy X-rays in the same trajectory and simultaneous acquisition, the method of switching energy with one tube lacks high-speed response time. That is, the same orbit and simultaneous collection performance by two X-ray energies cannot be maintained. Slow switching means that the angular resolution at the time of collection is also poor. In addition, when switching the tube voltage with one tube, it is difficult to switch in a rectangular wave. Actually, X-rays are irradiated with halfway energy during switching, resulting in poor energy resolution.

特開2013−31645号公報JP 2013-31645 A

目的は、高速(数kHz)にパルス状に2つのエネルギーのX線を切り替えることにある。   The purpose is to switch two energy X-rays in a pulsed manner at high speed (several kHz).

本実施形態に係るX線管球装置は、第1電子ビームを発生する第1電子発生部と、前記第1電子ビームとはエネルギーの異なる第2電子ビームを発生する第2電子発生部と、前記第1又は前記第2電子ビームの照射により第1又は第2X線を発生するターゲットと、前記第1及び第2電子発生部と前記ターゲットとの間に縦列に配置された、電場又は磁場により前記第1及び第2電子ビームを偏向する第1、第2電子ビーム偏向部と、前記第1電子発生部、前記第2電子発生部、前記ターゲット、前記第1電子ビーム偏向部及び前記第2電子ビーム偏向部を封入するX線管球装置と、前記第1又は第2X線を前記X線管球装置から出力するために前記X線管球装置に形成されたX線照射窓とを具備し、前記第1電子ビーム偏向部は、前記第1又は第2電子ビームを選択するために設けられ、前記第2電子ビーム偏向部は、前記選択された第1又は第2電子ビームを前記ターゲット上の特定位置に特定角度で照射させるために設けられ、前記第1、第2電子ビーム偏向部がともにオフ状態のとき前記第1X線が前記X線照射窓を介して出力され、前記第1、第2電子ビーム偏向部がともにオン状態のとき前記第2X線が前記X線照射窓を介して出力される。
The X-ray tube apparatus according to the present embodiment includes a first electron generation unit that generates a first electron beam, a second electron generation unit that generates a second electron beam having energy different from that of the first electron beam, A target that generates first or second X-rays by irradiation of the first or second electron beam, and an electric or magnetic field arranged in a column between the first and second electron generation units and the target. First and second electron beam deflecting units for deflecting the first and second electron beams, the first electron generating unit, the second electron generating unit, the target, the first electron beam deflecting unit, and the second An X-ray tube apparatus that encloses an electron beam deflection unit, and an X-ray irradiation window formed in the X-ray tube apparatus for outputting the first or second X-ray from the X-ray tube apparatus The first electron beam deflecting unit is configured to provide the first or second electron beam deflecting unit. Is provided for selecting a second electron beam, and the second electron beam deflecting unit is provided for irradiating the selected first or second electron beam on a specific position on the target at a specific angle. The first X-ray beam is output through the X-ray irradiation window when both the first and second electron beam deflecting units are in the OFF state, and when both the first and second electron beam deflecting units are in the ON state. Second X-rays are output through the X-ray irradiation window.

本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置のスキャナ本体の回転部の主要部構成を示す図である。It is a figure which shows the principal part structure of the rotation part of the scanner main body of the X-ray computed tomography apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る高/低エネルギーX線の切り替えのためのコントローラを示す図である。It is a figure which shows the controller for switching of the high / low energy X-ray which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るX線管球装置内部のフィラメント、偏向部、ターゲットの配置及び偏向オフ時の電子ビームの軌道を示す図である。It is a figure which shows the track | orbit of the electron beam at the time of the arrangement | positioning of the filament in the X-ray tube apparatus concerning this embodiment, a deflection | deviation part, a target, and deflection | deviation off. 本実施形態に係るX線管球装置内部のフィラメント、偏向部、ターゲットの配置及び偏向オン時の電子ビームの軌道を示す図である。It is a figure which shows the track | orbit of the electron beam at the time of the arrangement | positioning of the filament in the X-ray tube apparatus concerning this embodiment, a deflection | deviation part, a target, and a deflection | deviation ON. 本実施形態において、高/低エネルギーX線のプロファイルを、軌道補正しない電子ビームによる高エネルギーX線のプロファイルと比較して示す図である。In this embodiment, it is a figure which compares the profile of a high / low energy X-ray with the profile of the high energy X-ray by the electron beam which does not carry out an orbit correction | amendment. 図2のコントローラによる高/低エネルギーX線の切り替えのための制御を示す図である。It is a figure which shows the control for switching of the high / low energy X-ray by the controller of FIG.

以下、図面を参照して本発明に係るX線管球装置及びX線CT装置(X線コンピュータ断層撮影装置)の実施形態を説明する。X線管球装置を備える装置には、X線診断装置及びX線コンピュータ断層撮影装置その他の医療用X線画像を発生するための装置が含まれる。ここではX線コンピュータ断層撮影装置を例に説明する。   Embodiments of an X-ray tube apparatus and an X-ray CT apparatus (X-ray computed tomography apparatus) according to the present invention will be described below with reference to the drawings. An apparatus including an X-ray tube apparatus includes an X-ray diagnostic apparatus, an X-ray computed tomography apparatus, and other apparatuses for generating medical X-ray images. Here, an X-ray computed tomography apparatus will be described as an example.

図1には本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置のスキャナ本体の回転部の主要部構成を示す図である。X線コンピュータ断層撮影装置はX線管球装置1を有する。X線管球装置1の照射窓17から被検体の体軸(回転フレーム5の回転軸)の方向に広がりを有するコーンビーム形でX線が放射される。X線管球装置1は、コーンビーム形X線に対応するマルチスライス型又は二次元アレイ型のDAS/X線検出器4とともに回転フレーム5に搭載される。DAS/X線検出器4は、X線管球装置1に対向する。スキャンに際しては、被検体はX線管球装置1とDAS/X線検出器4との間に配置される。回転フレーム5にはジェネレータ2及びコントローラ3が搭載される。ジェネレータ2は、コントローラ3の制御のもとで、X線管球装置1の両極間に印加される管電圧、X線管球装置1の陰極フィラメントに供給されるフィラメント電流、偏向部に供給される偏向電圧を発生する。コントローラ3は、図示しないスキャン動作全体を制御するためのスキャンコントローラの制御にしたがってジェネレータ2を制御してX線を発生させ、またX線の発生に同期してDAS/X線検出器4による検出処理及びアナログ/ディジタル変換処理を実行させる。DAS/X線検出器4の出力は前処理部でチャンネル間感度不均一等の補正を受けて投影データとして再構成プロセッサに供給される。再構成プロセッサは投影データに基づいて断層像データ又はボリュームデータを再構成する。断層像はディスプレイに表示される。   FIG. 1 is a diagram showing a main part configuration of a rotating part of a scanner main body of the X-ray computed tomography apparatus according to the present embodiment. The X-ray computed tomography apparatus has an X-ray tube apparatus 1. X-rays are emitted from the irradiation window 17 of the X-ray tube apparatus 1 in the form of a cone beam having a spread in the direction of the body axis of the subject (the rotation axis of the rotating frame 5). The X-ray tube apparatus 1 is mounted on a rotating frame 5 together with a multi-slice type or two-dimensional array type DAS / X-ray detector 4 corresponding to cone beam X-rays. The DAS / X-ray detector 4 faces the X-ray tube apparatus 1. When scanning, the subject is placed between the X-ray tube apparatus 1 and the DAS / X-ray detector 4. A generator 2 and a controller 3 are mounted on the rotating frame 5. The generator 2 is supplied to the deflection unit under the control of the controller 3, the tube voltage applied between both electrodes of the X-ray tube apparatus 1, the filament current supplied to the cathode filament of the X-ray tube apparatus 1. Generating a deflection voltage. The controller 3 controls the generator 2 according to the control of the scan controller for controlling the entire scanning operation (not shown) to generate X-rays, and the detection by the DAS / X-ray detector 4 in synchronization with the generation of X-rays. Processing and analog / digital conversion processing are executed. The output of the DAS / X-ray detector 4 is subjected to correction such as non-channel sensitivity non-uniformity in the preprocessing unit, and is supplied as projection data to the reconstruction processor. The reconstruction processor reconstructs tomographic image data or volume data based on the projection data. The tomographic image is displayed on the display.

図3、図4には図1のX線管球装置1の管球内部の主要部の構成を示している。X線管球装置1はその管球内部に傘形状を有する回転陽極(陽極ターゲット、以下単にターゲットという)11と、そのターゲット11に対向配置される複数、ここでは2種類の陰極フィラメント(電子発生部)15,16を有する。2種類の陰極フィラメント15、16は、ターゲット11の半径方向に沿って並列される。ジェネレータ2は、陰極フィラメント15とターゲット11との間に第1の電位差(第1の管電圧)を発生させる。ジェネレータ2は、陰極フィラメント16とターゲット11との間に第2の電位差(第2の管電圧)を発生させる。ジェネレータ2により、第1の電位差は、第2の電位差よりも低値に設定される。陰極フィラメント15を以下、ローフィラメントと称する。陰極フィラメント16を以下、ハイフィラメントと称する。ローフィラメント15で発生された低エネルギーの電子ビーム(L)がターゲット11に照射することにより発生されるX線は、ハイフィラメント16で発生された高エネルギーの電子ビーム(H)がターゲット11に照射することにより発生されるX線よりも、エネルギーが低い。   3 and 4 show the configuration of the main part inside the tube of the X-ray tube apparatus 1 of FIG. The X-ray tube apparatus 1 includes a rotating anode (anode target, hereinafter simply referred to as a target) 11 having an umbrella shape inside the tube, and a plurality of, in this case, two types of cathode filaments (electron generation) opposed to the target 11. Part) 15,16. The two types of cathode filaments 15 and 16 are juxtaposed along the radial direction of the target 11. The generator 2 generates a first potential difference (first tube voltage) between the cathode filament 15 and the target 11. The generator 2 generates a second potential difference (second tube voltage) between the cathode filament 16 and the target 11. The generator 2 sets the first potential difference to a lower value than the second potential difference. The cathode filament 15 is hereinafter referred to as a low filament. The cathode filament 16 is hereinafter referred to as a high filament. X-rays generated by irradiating the target 11 with the low energy electron beam (L) generated by the low filament 15 irradiate the target 11 with the high energy electron beam (H) generated by the high filament 16. The energy is lower than the X-rays generated by doing so.

フィラメント15、16と、ターゲット11との間には電子ビーム偏向部12が配置される。電子ビーム偏向部12は電場又は磁場により電子ビームを偏向する。ここでは対向電極による電場による偏向を例に説明するが、対向コイルによる磁場による偏向を採用してもよい。電子ビーム偏向部12は、複数、ここでは2つの偏向電極13,14を有する。各偏向電極13,14は、電子ビーム軌道を挟んで対向配置される一対の電極からなる。偏向電極13,14は、フィラメント15、16とターゲット11との間に電子ビームの軌道に沿って縦列に配置される。フィラメント15側の偏向電極13は照射窓17を介して外部に出されるX線のソースとなる電子ビームを発生するフィラメント15、16のいずれかを選択するためのソース選択用として機能する。偏向電極13はそのオン/オフにより、フィラメント15、16のいずれか一方に由来する電子ビームがターゲット11に照射することにより発生するX線が直接的に照射窓17を介して被検体に照射され、フィラメント15、16の他方に由来する電子ビームがターゲット11に照射することにより発生するX線は直接的には照射窓17を介して外部に出されない。   An electron beam deflecting unit 12 is disposed between the filaments 15 and 16 and the target 11. The electron beam deflecting unit 12 deflects the electron beam by an electric field or a magnetic field. Here, a description will be given by taking an example of deflection by an electric field by a counter electrode, but deflection by a magnetic field by a counter coil may be adopted. The electron beam deflecting unit 12 has a plurality of, here two, deflection electrodes 13 and 14. Each of the deflection electrodes 13 and 14 is made up of a pair of electrodes arranged opposite to each other with the electron beam trajectory in between. The deflection electrodes 13 and 14 are arranged in a column along the trajectory of the electron beam between the filaments 15 and 16 and the target 11. The deflection electrode 13 on the side of the filament 15 functions as a source for selecting one of the filaments 15 and 16 that generate an electron beam that becomes an X-ray source emitted outside through the irradiation window 17. By turning on / off the deflection electrode 13, X-rays generated by irradiating the target 11 with an electron beam derived from one of the filaments 15 and 16 are directly irradiated to the subject via the irradiation window 17. X-rays generated by irradiating the target 11 with the electron beam derived from the other of the filaments 15 and 16 are not directly emitted to the outside through the irradiation window 17.

軌道補正用偏向電極14は、ソース選択用偏向電極13とターゲット11との間に配置される。ソース選択用偏向電極13及び軌道補正用偏向電極14がともにオフのとき(図3参照)、ローフィラメント15で発生した電子ビームは直線的に飛翔してターゲット11にその表面上の特定位置において特定角度で照射する。ここでいう角度とはターゲット11の回転軸に垂直な面に対する電子ビームのターゲット11への入射角度として規定される。ソース選択用偏向電極13及び軌道補正用偏向電極14がともにオフの状態で、ローフィラメント15で発生した電子ビームがターゲット11の特定位置に特定角度でローフィラメント15から直線的に飛翔する経路の中心線をここでは軌道センタ軸と称する。当該特定位置で発生した低エネルギーのX線(L)は照射窓17を介して管球から放射される。ハイフィラメント16で発生した電子ビームはターゲット11に特定位置以外の他の位置において他の角度で照射する。当該位置で発生した高エネルギーのX線(H)は照射窓17以外の方向に発生される。   The trajectory correcting deflection electrode 14 is disposed between the source selecting deflection electrode 13 and the target 11. When the source selection deflection electrode 13 and the trajectory correction deflection electrode 14 are both off (see FIG. 3), the electron beam generated by the low filament 15 flies linearly and is specified at a specific position on the surface of the target 11. Irradiate at an angle. The angle here is defined as the angle of incidence of the electron beam on the target 11 with respect to a plane perpendicular to the rotation axis of the target 11. The center of the path where the electron beam generated by the low filament 15 linearly flies from the low filament 15 at a specific angle to a specific position of the target 11 with both the source selection deflection electrode 13 and the trajectory correction deflection electrode 14 turned off. The line is here referred to as the trajectory center axis. Low energy X-rays (L) generated at the specific position are emitted from the tube through the irradiation window 17. The electron beam generated by the high filament 16 irradiates the target 11 at other angles other than the specific position. High-energy X-rays (H) generated at the position are generated in directions other than the irradiation window 17.

ソース選択用偏向電極13及び軌道補正用偏向電極14がともにオンのとき(図4参照)、ハイフィラメント16で発生した電子ビームはソース選択用偏向電極13で軌道センタ軸に交差する向きに偏向される。偏向された電子ビームは軌道補正用偏向電極14によりソース選択用偏向電極13によるものとは逆方向に変更される。軌道補正用偏向電極14に印加される電圧は、ハイフィラメント16で発生され、ソース選択用偏向電極13で軌道センタ軸に交差する向きに偏向された電子ビームが、軌道補正用偏向電極14により逆向きに偏向されて軌道センタ軸に沿ってターゲット11に向かって飛翔するよう調整されている。ソース選択用偏向電極13と軌道補正用偏向電極14とにより偏向されたハイフィラメント16からの電子ビーム(H)は、偏向部12がオフの状態でローフィラメント15からの電子ビーム(L)と同じターゲット11上の特定位置において特定角度でターゲット11に照射する。   When both the source selection deflection electrode 13 and the trajectory correction deflection electrode 14 are on (see FIG. 4), the electron beam generated by the high filament 16 is deflected by the source selection deflection electrode 13 in a direction crossing the trajectory center axis. The The deflected electron beam is changed by the trajectory correcting deflection electrode 14 in the direction opposite to that by the source selecting deflection electrode 13. The voltage applied to the trajectory correction deflection electrode 14 is generated by the high filament 16, and the electron beam deflected in the direction intersecting the trajectory center axis by the source selection deflection electrode 13 is reversed by the trajectory correction deflection electrode 14. It is deflected in the direction and adjusted to fly toward the target 11 along the trajectory center axis. The electron beam (H) from the high filament 16 deflected by the source selection deflection electrode 13 and the trajectory correction deflection electrode 14 is the same as the electron beam (L) from the low filament 15 when the deflection unit 12 is off. The target 11 is irradiated at a specific angle at a specific position on the target 11.

当該特定位置で発生した高エネルギーのX線(H)は照射窓17を介して管球から放射される。ローフィラメント15で発生した電子ビーム(L)はターゲット11に特定位置以外の他の位置において他の角度で照射する。当該位置で発生した低エネルギーのX線(L)は照射窓17以外の方向に発生される。   High energy X-rays (H) generated at the specific position are emitted from the tube through the irradiation window 17. The electron beam (L) generated by the low filament 15 irradiates the target 11 at other angles other than the specific position. Low energy X-rays (L) generated at the position are generated in directions other than the irradiation window 17.

このようにローフィラメント15で発生した電子ビーム(L)もハイフィラメント16で発生した電子ビーム(H)も、ターゲット11の表面上の同じ位置に同じ角度で照射する。それにより低エネルギーのX線(L)のX線プロファイルと高エネルギーのX線(H)のX線プロファイルとは図5に示すようにする。なお、X線プロファイルとは照射窓から出されるX線束の中心軸に対する角度の変化に対する強度分布をいう。   Thus, both the electron beam (L) generated by the low filament 15 and the electron beam (H) generated by the high filament 16 are irradiated to the same position on the surface of the target 11 at the same angle. Thereby, the X-ray profile of the low energy X-ray (L) and the X-ray profile of the high energy X-ray (H) are as shown in FIG. The X-ray profile refers to an intensity distribution with respect to a change in angle with respect to the central axis of the X-ray flux emitted from the irradiation window.

電子ビームの軌道補正をしないとき、電子ビーム(H)がターゲット11に照射する角度及び位置は、電子ビーム(L)がターゲット11に照射する角度及び位置と相違する。したがって電子ビームの軌道補正をしないときには、低エネルギーのX線(L)のX線プロファイルに対して高エネルギーのX線(H)のX線プロファイルは図5に破線で示すように変形する。   When the trajectory correction of the electron beam is not performed, the angle and position at which the electron beam (H) irradiates the target 11 are different from the angle and position at which the electron beam (L) irradiates the target 11. Therefore, when the electron beam trajectory is not corrected, the X-ray profile of the high energy X-ray (H) is deformed as shown by the broken line in FIG. 5 with respect to the X-ray profile of the low energy X-ray (L).

周知のとおりデュアルエネルギー技術は、物質の減弱係数がX線エネルギーによって異なることを利用して異なる管電圧のX線を照射して得られたデータから骨や軟部組織などを分離した画像化を可能とする技術である。したがって低エネルギーのX線(L)のX線プロファイルに対する高エネルギーのX線(H)のX線プロファイルの変形はデュアルエネルギー技術の実現を阻害してしまう。本実施形態では、電子ビームの軌道補正をすることで、高エネルギーの電子ビーム(H)がターゲット11に照射する角度及び位置が低エネルギーの電子ビーム(L)がターゲット11に照射する角度及び位置が同じになるので、X線プロファイルの変形は原理的に解消され、それにより単独のX線管球装置によるデュアルエネルギー技術の実現性を大きく向上させることができる。   As is well known, the dual energy technology makes it possible to separate bones and soft tissues from the data obtained by irradiating X-rays with different tube voltages using the fact that the attenuation coefficient of a substance varies depending on the X-ray energy. Technology. Therefore, deformation of the X-ray profile of the high energy X-ray (H) relative to the X-ray profile of the low energy X-ray (L) hinders the realization of the dual energy technology. In the present embodiment, by correcting the trajectory of the electron beam, the angle and position at which the target 11 is irradiated with the high energy electron beam (H) is the angle and position at which the target 11 is irradiated with the low energy electron beam (L). Therefore, the deformation of the X-ray profile is eliminated in principle, thereby greatly improving the feasibility of the dual energy technology with a single X-ray tube device.

図6には図2のコントローラ3による高/低エネルギーX線の切り替えのための制御を示している。コントローラ3には図示しないスキャンコントローラからデータ収集/ばく射同期用のトリガ信号が供給される。ジェネレータ2からローフィラメント15とハイフィラメント16との両方に対するフィラメント電流の供給は検査期間中常に継続される。   FIG. 6 shows control for switching high / low energy X-rays by the controller 3 of FIG. The controller 3 is supplied with a trigger signal for data collection / radiation synchronization from a scan controller (not shown). The supply of filament current from the generator 2 to both the low filament 15 and the high filament 16 is always continued during the inspection period.

ローフィラメント15とハイフィラメント16との両方にフィラメント電流が常時供給されている検査期間中に、トリガ信号の立ち上がりに同期してジェネレータ2から偏向部12のソース選択用偏向電極13及び軌道補正用偏向電極14に対する偏向電圧の印加のオン/オフが交互に切り替えられる。それによりX線管球の照射窓から高/低エネルギーX線が交互に出力される。   During the inspection period in which the filament current is constantly supplied to both the low filament 15 and the high filament 16, the source selection deflection electrode 13 and the trajectory correction deflection of the deflection unit 12 are synchronized with the rising edge of the trigger signal. The application of deflection voltage to the electrode 14 is alternately switched on / off. Thereby, high / low energy X-rays are alternately output from the irradiation window of the X-ray tube.

複数のフィラメントへのフィラメント電流の継続的供給のもと偏向部への電圧印加を一定時間ごとにオン/オフを切り替えることにより1つのX線管球装置からエネルギーの異なるX線を交互に高速にパルス状に照射することが可能になる。パルスは高速スイッチング制御されるため、2エネルギー収集データの同時性・角度分解能は向上する。エネルギー分解能も向上する。1つの偏向部により換え時間に誤差がない。1つの偏向部への電気的なオンオフにより高/低エネルギーX線の切り替えを制御できるため、データ収集系との同期性が確保し易い。   Under continuous supply of filament currents to a plurality of filaments, voltage application to the deflection unit is switched on / off at regular intervals to alternately and rapidly transmit X-rays having different energies from one X-ray tube apparatus. Irradiation in a pulsed manner becomes possible. Since the pulse is controlled by high-speed switching, the simultaneity and angular resolution of the two energy collection data are improved. Energy resolution is also improved. There is no error in changing time due to one deflecting unit. Since switching of high / low energy X-rays can be controlled by electrical on / off to one deflection unit, it is easy to ensure synchronism with the data collection system.

さらに電子ビームの軌道補正により、高/低の電子ビームをターゲットに対して同一角度でかつターゲット上の同一焦点位置に照射させ、高/低エネルギーX線のX線プロファイルを適当にしてデュアルエネルギー技術の精度を向上させることができる。   Furthermore, by correcting the trajectory of the electron beam, a dual energy technology is applied by irradiating a high / low electron beam at the same angle with respect to the target and at the same focal position on the target, and appropriately adjusting the X-ray profile of the high / low energy X-ray Accuracy can be improved.

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。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…X線管球装置、2…ジェネレータ、3…コントローラ、11…回転陽極、12…電子ビーム偏向部、13…ソース選択用偏向電極、14…軌道補正用偏向電極、15,16…陰極フィラメント(電子発生部)、17…照射窓。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray tube apparatus, 2 ... Generator, 3 ... Controller, 11 ... Rotary anode, 12 ... Electron beam deflection | deviation part, 13 ... Source selection deflection electrode, 14 ... Orbit correction deflection electrode, 15, 16 ... Cathode filament (Electron generator), 17... Irradiation window.

Claims (12)

第1電子ビームを発生する第1電子発生部と、
前記第1電子ビームとはエネルギーの異なる第2電子ビームを発生する第2電子発生部と、
前記第1又は前記第2電子ビームの照射により第1又は第2X線を発生するターゲットと、
前記第1及び第2電子発生部と前記ターゲットとの間に縦列に配置された、電場又は磁場により前記第1及び第2電子ビームを偏向する第1、第2電子ビーム偏向部と、
前記第1電子発生部、前記第2電子発生部、前記ターゲット、前記第1電子ビーム偏向部及び前記第2電子ビーム偏向部を封入するX線管球装置と、
前記第1又は第2X線を前記X線管球装置から出力するために前記X線管球装置に形成されたX線照射窓とを具備し、
前記第1電子ビーム偏向部は、前記第1又は第2電子ビームを選択するために設けられ、
前記第2電子ビーム偏向部は、前記選択された第1又は第2電子ビームを前記ターゲット上の特定位置に特定角度で照射させるために設けられ、
前記第1、第2電子ビーム偏向部がともにオフ状態のとき前記第1X線が前記X線照射窓を介して出力され、
前記第1、第2電子ビーム偏向部がともにオン状態のとき前記第2X線が前記X線照射窓を介して出力される、
ことを特徴とするX線管球装置。
A first electron generator for generating a first electron beam;
A second electron generator that generates a second electron beam having a different energy from the first electron beam;
A target that generates first or second X-rays by irradiation of the first or second electron beam;
First and second electron beam deflecting units arranged in tandem between the first and second electron generating units and the target and deflecting the first and second electron beams by an electric field or a magnetic field;
An X-ray tube apparatus enclosing the first electron generation unit, the second electron generation unit, the target, the first electron beam deflection unit, and the second electron beam deflection unit;
An X-ray irradiation window formed in the X-ray tube apparatus for outputting the first or second X-ray from the X-ray tube apparatus;
The first electron beam deflection unit is provided to select the first or second electron beam,
The second electron beam deflecting unit is provided to irradiate the selected position on the target with a specific angle with the selected first or second electron beam,
When both the first and second electron beam deflecting units are in an off state, the first X-ray is output through the X-ray irradiation window,
The second X-rays are output through the X-ray irradiation window when both the first and second electron beam deflecting units are in an ON state;
An X-ray tube apparatus characterized by that.
前記第1、第2電子ビームは前記第1、第2電子発生部から撮影期間中常時発生されることを特徴とする請求項1記載のX線管球装置。   2. The X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein the first and second electron beams are constantly generated from the first and second electron generators during an imaging period. 前記第1、第2電子ビーム偏向部のオフ状態とオン状態とが交互に切り替えられることにより、前記第1電子ビームと前記第2電子ビームとが前記X線照射窓から交互にパルス出力されることを特徴とする請求項1又は2記載のX線管球装置。   The first and second electron beam deflecting units are alternately switched between an off state and an on state, whereby the first electron beam and the second electron beam are alternately pulsed from the X-ray irradiation window. The X-ray tube apparatus according to claim 1 or 2, wherein 前記第2X線は前記第1X線よりも高エネルギーであることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載のX線管球装置。   The X-ray tube apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the second X-ray has higher energy than the first X-ray. 前記第1、第2電子発生部は前記ターゲットの半径方向に並列されることを特徴とする請求項4記載のX線管球装置。   The X-ray tube apparatus according to claim 4, wherein the first and second electron generators are arranged in parallel in a radial direction of the target. 前記ターゲットは多面体形状を有することを特徴とする請求項5記載のX線管球装置。   The X-ray tube apparatus according to claim 5, wherein the target has a polyhedral shape. X線管球装置と、
前記X線管球装置に対して被検体を挟んで配置されるX線検出器と、
前記X線検出器の出力に基づいて画像を再構成する画像再構成部とを具備するX線CT装置において、
前記X線管球装置は、
第1電子ビームを発生する第1電子発生部と、
前記第1電子ビームとはエネルギーの異なる第2電子ビームを発生する第2電子発生部と、
前記第1又は前記第2電子ビームの照射により第1又は第2X線を発生するターゲットと、
前記第1及び第2電子発生部と前記ターゲットとの間に縦列に配置された、電場又は磁場により前記第1及び第2電子ビームを偏向する第1、第2電子ビーム偏向部と、
前記第1電子発生部、前記第2電子発生部、前記ターゲット、前記第1電子ビーム偏向部及び前記第2電子ビーム偏向部を封入するX線管球装置と、
前記第1又は第2X線を前記X線管球装置から出力するために前記X線管球装置に形成されたX線照射窓とを有し、
前記第1電子ビーム偏向部は、前記第1又は第2電子ビームを選択するために設けられ、
前記第2電子ビーム偏向部は、前記選択された第1又は第2電子ビームを前記ターゲット上の特定位置に特定角度で照射させるために設けられ、
前記第1、第2電子ビーム偏向部がともにオフ状態のとき前記第1X線が前記X線照射窓を介して出力され、
前記第1、第2電子ビーム偏向部がともにオン状態のとき前記第2X線が前記X線照射窓を介して出力される、
ことを特徴とするX線CT装置。
An X-ray tube device;
An X-ray detector arranged with a subject sandwiched between the X-ray tube apparatus;
In an X-ray CT apparatus comprising an image reconstruction unit that reconstructs an image based on the output of the X-ray detector,
The X-ray tube device
A first electron generator for generating a first electron beam;
A second electron generator that generates a second electron beam having a different energy from the first electron beam;
A target that generates first or second X-rays by irradiation of the first or second electron beam;
First and second electron beam deflecting units arranged in tandem between the first and second electron generating units and the target and deflecting the first and second electron beams by an electric field or a magnetic field;
An X-ray tube apparatus enclosing the first electron generation unit, the second electron generation unit, the target, the first electron beam deflection unit, and the second electron beam deflection unit;
An X-ray irradiation window formed in the X-ray tube device for outputting the first or second X-ray from the X-ray tube device;
The first electron beam deflection unit is provided to select the first or second electron beam,
The second electron beam deflecting unit is provided to irradiate the selected position on the target with a specific angle with the selected first or second electron beam,
When both the first and second electron beam deflecting units are in an off state, the first X-ray is output through the X-ray irradiation window,
The second X-rays are output through the X-ray irradiation window when both the first and second electron beam deflecting units are in an ON state;
An X-ray CT apparatus characterized by that.
前記第1、第2電子ビームを撮影期間中常時発生するために前記第1、第2電子発生部を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項7記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 7, further comprising a control unit that controls the first and second electron generation units in order to constantly generate the first and second electron beams during an imaging period. 前記第1、第2電子ビーム偏向部のオフ状態とオン状態とが交互に切り替えられることにより、前記第1電子ビームと前記第2電子ビームとが前記X線照射窓から交互にパルス出力されることを特徴とする請求項7又は8記載のX線CT装置。   The first and second electron beam deflecting units are alternately switched between an off state and an on state, whereby the first electron beam and the second electron beam are alternately pulsed from the X-ray irradiation window. The X-ray CT apparatus according to claim 7 or 8, wherein 前記第2X線は前記第1X線よりも高エネルギーであることを特徴とする請求項9記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 9, wherein the second X-ray has higher energy than the first X-ray. 前記第1、第2電子発生部は前記ターゲットの半径方向に並列されることを特徴とする請求項10記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 10, wherein the first and second electron generation units are arranged in parallel in a radial direction of the target. 前記ターゲットは多面体形状を有することを特徴とする請求項11記載のX線CT装置。   The X-ray CT apparatus according to claim 11, wherein the target has a polyhedral shape.
JP2014041653A 2014-03-04 2014-03-04 X-ray tube apparatus and X-ray CT apparatus Expired - Fee Related JP6377370B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014041653A JP6377370B2 (en) 2014-03-04 2014-03-04 X-ray tube apparatus and X-ray CT apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014041653A JP6377370B2 (en) 2014-03-04 2014-03-04 X-ray tube apparatus and X-ray CT apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015165874A JP2015165874A (en) 2015-09-24
JP6377370B2 true JP6377370B2 (en) 2018-08-22

Family

ID=54257090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014041653A Expired - Fee Related JP6377370B2 (en) 2014-03-04 2014-03-04 X-ray tube apparatus and X-ray CT apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6377370B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6822807B2 (en) * 2015-09-30 2021-01-27 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 X-ray computed tomography equipment
WO2019105775A1 (en) * 2017-11-28 2019-06-06 Koninklijke Philips N.V. Spectral imaging using a rotating spectral filter

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002324507A (en) * 2001-04-24 2002-11-08 Hitachi Medical Corp X-ray generator and x-ray device using it
US8208600B2 (en) * 2007-07-19 2012-06-26 Hitachi Medical Corporation X-ray generating apparatus and X-ray CT apparatus using the same
DE102007035177A1 (en) * 2007-07-27 2009-02-05 Siemens Ag Computer tomography system with fixed anode ring
US7792241B2 (en) * 2008-10-24 2010-09-07 General Electric Company System and method of fast KVP switching for dual energy CT
CN103430630B (en) * 2011-06-28 2016-01-20 株式会社东芝 X-ray tube ball and X ray CT device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015165874A (en) 2015-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10405813B2 (en) Panoramic imaging using multi-spectral X-ray source
US7949102B2 (en) Multiple focal spot X-ray tube with multiple electron beam manipulating units
US20090154649A1 (en) X-ray tube whose electron beam is manipulated synchronously with the rotational anode movement
JP5877985B2 (en) Method and system for operating an electron beam system
CN102222593B (en) The low biased mA modulation of X-ray tube
US8340250B2 (en) System and method for generating X-rays
WO2010113415A1 (en) X-ray imaging device, control method therefor, and computer program
US20110075802A1 (en) Field emission x-ray source with magnetic focal spot screening
US9517043B2 (en) Multi-source radiation generator and radiography system
JP2005245559A (en) X-ray ct apparatus and x-ray device
JP6104526B2 (en) X-ray tube and X-ray CT apparatus
EP3103394B1 (en) X-ray imaging device
JP6377370B2 (en) X-ray tube apparatus and X-ray CT apparatus
US7643606B2 (en) X-ray computed tomography apparatus with light beam-controlled x-ray source
RU2578675C1 (en) Multibeam x-ray tube
WO2014034909A1 (en) X-ray computed tomography apparatus
JP2005168712A (en) X-ray ct apparatus
JP2020115975A (en) X-ray ct apparatus and imaging planning device
JP5823178B2 (en) X-ray CT system
JP2010063758A (en) X-ray ct apparatus and data collection method for x-ray ct apparatus
JP2014007085A (en) Rotary anode x-ray tube and x-ray ct device using the same
JP7175602B2 (en) X-ray CT device and X-ray generation system
JP2011167465A (en) X-ray ct apparatus
JP2013093102A (en) X-ray tube device and x-ray ct device
JP2019092584A (en) X-ray CT apparatus and X-ray generation system

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20160512

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170131

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171025

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171107

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180410

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180611

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180626

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180725

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6377370

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees