JP7299226B2 - 単色x線撮像システム及び方法 - Google Patents
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Description
を備える。
いくつかの実施態様によれば、少なくとも1つのガイドは、トロイダルカソードの外側で同心状に配置される少なくとも1つの第1外側ガイドを備える。
いくつかの実施態様によれば、キャリア1140は、着脱可能(removable)である。着脱可能なキャリア1140を利用することによって、以下でさらに詳細に説明するように、真空シールを破る必要なく、異なる二次ターゲットがX線システム1100で使用されることができる。しかしながら、いくつかの実施態様によれば、キャリア1140は、取り外すことができない。
比Pk /Plow及びPk /Phighは、図18Bの軸外スペクトルについてはそれぞれ29及び68であり、図14Bに示される軸外スペクトルについてはそれぞれ12.9及び22であり、図10Bの軸外スペクトルについては0.9及び2.4である。これらの増加した比は、図14AのX線スペクトルについての軸上単色度0.94(M=0.94)、図14BのX線スペクトルについての軸外単色度0.89(M=0.89)、図10A及び10BのX線スペクトルについての軸上単色度0.33及び軸外単色度0.4と比較して、それぞれ、軸上単色度0.96(M=0.96)及び軸外単色度95(M=0.95)になる。
ファントムの総厚は4.5cmである。
この数は、グレイカウントと呼ばれる)。
位置t/cos(θ)に由来し、二次ターゲットからの脱出に由来する蛍光X線の量は、式(3)及び(4)において以下のように表される:
二次ターゲットは、1:2と1:1との間のアスペクト比(例えば上記の例示的な直径のいずれかを使用して)を有する、いくつかの実施態様によれば、二次ターゲットは、1:1と2:1との間のアスペクト比を有し、いくつかの実施態様によれば、二次ターゲットは、2:1と3:1との間のアスペクト比を有し、いくつかの実施態様によれば、二次ターゲットは、3:1と4:1との間のアスペクト比を有し、いくつかの実施態様によれば、二次ターゲットは、4:1と5:1との間のアスペクト比を有し、いくつかの実施態様によれば、二次ターゲットは、5:1と6:1との間のアスペクト比を有し、いくつかの実施態様によれば、二次ターゲットは、6:1と7:1との間のアスペクト比を有し、いくつかの実施態様によれば、二次ターゲットは、7:1と8:1との間のアスペクト比を有する。態様はこの点で限定されるものではないので、したがって、上記のアスペクト比は例示的なものであり、他のアスペクト比が選択され得ることは、理解されるべきである。
図63A及び63Bは、いくつかの実施形態による、例示的な支持二次ターゲット材料を図示する。図63A及び63Bに示される例では、外側円錐シェル6320aのための外側支持体6322a及び内側円錐シェル6320bのための内側支持体6322bを備える、二次ターゲット材料の入れ子状円錐シェルのための支持体6322が提供される。外側支持体6322aは基板6324aを含み、内側支持体6322bは基板6324bを含み、その上に、二次ターゲット材料(例えば、金属蛍光体)が、それぞれ、内側及び外側入れ子状円錐シェルを形成するために適用され得る。支持体6322(例えば、内側及び外側支持体6322a及び6322b)は、任意の適切な材料、例えば、入射広帯域X線及び二次ターゲットによって生成される蛍光X線の両方に対して十分に透過性である、一般的に原子番号の低い材料で作製され得る。例えば、支持体は、炭素繊維、ナイロン、ポリエチレン、窒化ホウ素、アルミニウム、シリコン、又は任意の他の適当な材料を用いて構成することができる。二次ターゲット材料(例えば、支持体6322)に対する支持体は、任意の適切な技術、例えば、3D印刷、機械加工、材料成長、鋳造、成形などを使用して製造され得る。
1)直径4mmの基部を有するAg中実コーン(線65a、65b及び65cを参照);
2)直径8mmの基部を有するAg中実コーン(線67a、67b及び67cを参照);
3)直径4mmの基部、すなわち、反転シェルの先端における直径を有する「W」成形薄箔ターゲット(線69a、69b及び69cを参照)。
アノードがタングステンの場合、比熱は0.134J/g/Kである。アノードを変形又は溶融させないために、1000℃以下に保つためには、アノード質量は少なくとも370gmである必要がある。金の厚層でコーティングされた銅のアノードは130gmしか有さないであろう。これらのパラメータは、線源のサイズ又は設置スペースを大幅に変更することなく、少なくとも2~3倍に増やすことができる。繰り返し曝露又は長時間曝露のために、このシステムのアノードは能動的に冷却されることができるが、回転アノードシステムは、蓄熱と、スリップリングによる非効率的な冷却と、真空容器からの熱のゆっくりとした放射伝達と、のためにアノード質量に依存しなければならない。上述の単色X線システムは、水で能動的に冷却されることができる。
「から成る(consisting of)」及び「から実質的に成る(consisting essentially of)」の移行句のみは、それぞれ、制限的又は半制限的(closed or semi-closed)移行句であべきである。
Claims (28)
- 単色X線源であって、
電子を生成するように構成された電子源と、
一次ターゲットであって、前記電子源から電子を受け取り、前記一次ターゲットに衝突する電子に応答して広帯域X線放射を発生するように配置された一次ターゲットと、
前記一次ターゲットによって放出される入射広帯域X線放射を吸収することに応答して単色X線放射を生成することができる少なくとも1つの材料層を含む二次ターゲットと、
を有し、
前記二次ターゲットは、少なくとも1つの層によって、少なくとも部分的に形成される少なくとも1つの円錐形状又は截頭円錐形状のシェルを備える、単色X線源。 - 前記少なくとも1つの材料層は、複数の材料層を備える、
請求項1記載のX線源。 - 前記複数の材料層は、少なくとも3つの材料層を備える、
請求項2記載のX線源。 - 前記複数の材料層は、少なくとも4つの材料層を備える、
請求項3記載のX線源。 - 前記複数の材料層は、少なくとも6つの材料層を備える、
請求項4記載のX線源。 - 前記少なくとも1つの円錐形状又は截頭円錐形状のシェルは、前記二次ターゲットの先端において、少なくとも部分的に開口している、
請求項1記載のX線源。 - 前記少なくとも1つの円錐形状又は截頭円錐形状のシェルは、前記二次ターゲットの基端において、少なくとも部分的に開口している、
請求項1記載のX線源。 - 前記少なくとも1つの円錐形状又は截頭円錐形状のシェルは、前記二次ターゲットの先端に向かってその頂点を有するように配向されている、
請求項1記載のX線源。 - 前記少なくとも1つの円錐形状又は截頭円錐形状のシェルは、前記二次ターゲットの基端に向かってその頂点を有するように配向されている、
請求項1記載のX線源。 - 前記少なくとも1つの円錐形状又は截頭円錐形状のシェルは、複数の円錐形状又は截頭円錐形状のシェルを備え、
前記複数の円錐形状又は截頭円錐形状のシェルのうちの少なくとも1つは、前記二次ターゲットの先端に向かってその頂点を有するように配向されており、
前記複数の円錐形状又は截頭円錐形状のシェルのうちの少なくとも1つは、前記二次ターゲットの基端に向かってその頂点を有するように配向されている、
請求項1記載のX線源。 - 前記二次ターゲットは、複数の入れ子状のシェルを備える、
請求項1記載のX線源。 - 前記複数の入れ子状のシェルは、前記二次ターゲットが前記単色X線源の長手軸に直交する軸に沿った少なくとも2つの層を有するように配置されている、
請求項11記載のX線源。 - 前記複数の入れ子状のシェルは、前記二次ターゲットが前記単色X線源の長手軸に直交する軸に沿った少なくとも4つの層を有するように配置されている、
請求項12記載のX線源。 - 前記少なくとも1つの材料層は、15ミクロンと30ミクロンとの間の厚さを有する、
請求項1記載のX線源。 - 前記少なくとも1つの材料層は、20ミクロンと25ミクロンとの間の厚さを有する、
請求項1記載のX線源。 - 前記二次ターゲットは、8mm以下かつ4mm以上の最大直径を有する、
請求項1記載のX線源。 - 前記二次ターゲットは、4mm以下かつ2mm以上の最大直径を有する、
請求項1記載のX線源。 - 前記二次ターゲットは、2mm以下かつ1mm以上の最大直径を有する、
請求項1記載のX線源。 - 少なくとも1つのシェルが、少なくとも1:1の高さ対基部アスペクト比及び/又は45度以下の頂点角度を有する、
請求項1記載のX線源。 - 少なくとも1つのシェルが、少なくとも2:1の高さ対基部アスペクト比及び/又は30度以下の頂点角度を有する、
請求項19記載のX線源。 - 少なくとも1つのシェルが、少なくとも4:1の高さ対基部アスペクト比及び/又は15度以下の頂点角度を有する、
請求項20記載のX線源。 - 前記少なくとも1つの材料層は、銀、スズ、モリブデン、パラジウム、アンチモン、ジスプロシウム、ホルミウム、タンタル、タングステン、金、プラチナ及び/又はウランを含む、
請求項1記載のX線源。 - 前記少なくとも1つの材料層は、少なくとも1つの箔層を備える
請求項1記載のX線源。 - 前記少なくとも1つの材料層は、少なくとも1つの堆積された材料層を備える、
請求項1記載のX線源。 - 前記少なくとも1つの堆積された材料層は、スパッタリングプロセス、蒸着プロセス又は電気めっきプロセスを介して提供される、
請求項24記載のX線源。 - 前記単色X線源はさらに、
前記少なくとも1つの材料層を支持するように構成された少なくとも1つの基板を備え、
前記少なくとも1つの基板は、X線放射を実質的に透過する材料を含む、
請求項1記載のX線源。 - 単色X線源であって、
電子を生成するように構成された電子源と、
一次ターゲットであって、前記電子源から電子を受け取り、前記一次ターゲットに衝突する電子に応答して広帯域X線放射を発生するように配置された一次ターゲットと、
前記一次ターゲットによって放出される入射広帯域X線放射を吸収することに応答して単色X線放射を生成することができる少なくとも1つの材料層を含む二次ターゲットと、
を有し、
前記二次ターゲットは、少なくとも一つの層によって、少なくとも部分的に形成される少なくとも1つの円筒形状のスパイラルシェルを備える、
単色X線源。 - 単色X線源であって、
電子を生成するように構成された電子源と、
一次ターゲットであって、前記電子源から電子を受け取り、前記一次ターゲットに衝突する電子に応答して広帯域X線放射を発生するように配置された一次ターゲットと、
前記一次ターゲットによって放出される入射広帯域X線放射を吸収することに応答して単色X線放射を生成することができる少なくとも1つの材料層を含む二次ターゲットと、
を有し、
前記二次ターゲットは、少なくとも1つの層によって、少なくとも部分的に形成される少なくとも1つの円錐形状のスパイラルシェルを備える、
単色X線源。
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