JPH04212334A - 回転陰極ｘ線管装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被検体の全周からＸ
線を照射できるように構成したＸ線ＣＴ用の回転陰極Ｘ
線管装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転陰極Ｘ線管装置としては、例
えば特開昭５５−１２９０４３　号公報に示されるよう
に、中心に被検体挿入用の凹部を備えた中空の真空容器
の内部に、前記凹部の軸心を中心として回転可能な円筒
を装備し、この円筒の周方向３箇所に取付けた電子銃か
ら発した電子線を真空容器内に固設したリング状の陽極
ターゲットに照射し、陽極ターゲットから発生したＸ線
を凹部内の被検体に周方向３箇所から照射し、円筒を１
２０　°回転することで被検体の全周断層像を撮影する
ように構成したものがあった。

【０００３】また、他の従来例として、特公昭５９−２
３２０６号公報に示されるように、同じく中心に被検体
挿入用凹部を備えた中空の真空容器の内部にリング状の
陽極ターゲットを配備し、真空容器の内奥中心部に備え
た電子銃からの電子線を偏向コイル、偏向板で陽極ター
ゲット全周に照射して、発生したＸ線で被検体の全周断
層像を撮影するように構成したものもあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述従
来装置では、いずれも被検体が真空容器に形成された凹
部に挿入されるものであったために、真空容器の強度の
関係上あまり深い凹部を形成することができず、一度挿
入したままで撮影できる被検体の長さに限界があり、そ
の長さを超える場合には被検体の挿入方向を変える必要
があり、撮影に手間取ることがあった。

【０００５】また、この種の真空容器の容積は相当大き
くなるために、メンテナンス時や運転終了時に、一旦真
空度を下げてしまうと、運転開始や再開のために使用可
能な真空度を得るまでに長い時間を要し、撮影に手間取
る欠点があった。

【０００６】また、被検体が頭部から真空容器の凹部に
挿入されるために、精神的圧迫を受けやすく、体調に悪
影響を及ぼす虞もあった。

【０００７】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、請求項１項に係る発明は、真空容器
に改良を加え、被検体の長さの制約を受けずに、かつ、
使用可能な真空度を早期に得られるようにして、手間少
なく迅速に撮影できるようにすることを目的とし、また
、請求項２項に係る発明は、跳ね返り電子による二次Ｘ
線に起因する画質の低下を回避できるようにすることを
目的とし、更に、請求項３項に係る発明は、検出器に入
射されるＸ線量を均一化して撮影された被検体の全周断
層像の精度を向上できるようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１項に係る発明は
、前述のような目的を達成するために、中心に被検体挿
通孔が形成された中空リング状の真空容器と、その真空
容器内に設置固定されたリング状の陽極ターゲットと、
真空容器内において陽極ターゲットに対向され、かつ、
被検体挿通孔の軸心周りに回転可能に装備されたリング
状の回転体と、その回転体のターゲット対向面に取付け
られ、陽極ターゲットの周方向の一部に電子線を照射す
る少なくとも一個の電子銃と、回転体を被検体挿通孔の
軸心を中心として回転させる駆動手段とを備えて構成す
る。

【０００９】また、請求項２項に係る発明は、前述のよ
うな目的を達成するために、上述した請求項１項の回転
体に、陽極ターゲットよりも被検体挿通孔の軸心側に位
置させて、跳ね返り電子による二次Ｘ線を遮蔽する遮蔽
部材を一体回転するように設け、その遮蔽部材に陽極タ
ーゲットの焦点から被検体挿通孔の軸心側に向かうＸ線
を通す開口を設けて構成する。

【００１０】また、請求項３項に係る発明は、前述のよ
うな目的を達成するために、上述した請求項２項の遮蔽
部材の開口を覆って、その開口の中心から回転体の周方
向両側程透過長さが大になるように厚みを異ならせたＸ
線照射量調整部材を設けて構成する。

【００１１】

【作用】請求項１項に係る発明の回転陰極Ｘ線管装置の
構成によれば、リング状の真空容器内で回転体を回転す
ることにより、回転体に備えた電子銃からの電子線をリ
ング状の陽極ターゲットの全周に照射し、これによって
発生したＸ線を真空容器の中心に位置する被検体の全周
に照射することができる。

【００１２】この場合、被検体は、Ｘ線撮影を受ける部
位付近のみを真空容器の被検体挿通孔内に位置するだけ
で、他の部分は外部に露出することになる。

【００１３】請求項２項に係る発明の回転陰極Ｘ線管装
置の構成によれば、陽極ターゲットへの照射に伴い、一
部の電子が陽極ターゲットから跳ね返った後に陽極ター
ゲットの焦点の周囲に照射され、その跳ね返り電子によ
って焦点の周囲から発生した二次Ｘ線がＸ線検出器に入
射されることを遮蔽部材によって抑制できる。

【００１４】請求項３項に係る発明の回転陰極Ｘ線管装
置の構成によれば、陽極ターゲットの焦点から発生した
Ｘ線がＸ線検出器に入射されるときに、被検体挿通孔の
軸心を通る仮想直線で結んだ焦点とＸ線検出器との距離
よりも、その入射範囲中央のＸ線検出器に周方向で隣合
うＸ線検出器と焦点との距離が短くなるために、入射範
囲中央側のＸ線検出器程、そこに入射されるＸ線量が減
少するが、陽極ターゲットの焦点から発生したＸ線をＸ
線照射量調整部材を通して減衰することにより、各Ｘ線
検出器に入射されるＸ線量を均一化することができる。

【００１５】

【実施例】次に、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１６】図７は、この発明に係る回転陰極Ｘ線管装
置を利用した高速Ｘ線ＣＴの全体概略斜視図であり、こ
の図において、１はガントリを示し、このガントリ１に
、被検体挿通孔２が前後に貫通形成されるとともに、後
述する回転陰極Ｘ線管装置Ａが被検体挿通孔２を囲むよ
うに組み込まれている。３は被検体Ｍを載せる上下動可
能なベッドであり，その天板４が前後に水平スライドし
て被検体挿通孔２に進出するようになっている。

【００１７】次に、回転陰極Ｘ線管装置Ａの第１実施例
を図１の縦断側面図、図２の要部の拡大断面図、および
、図３の断面図に基づいて説明する。

【００１８】これらの図において、５は中心に前記被検
体挿通孔２が形成された中空リング状の真空容器であり
、真空ポンプ６によって減圧されるようになっている。 この真空容器５はガラス等の非磁性材からなる前部容器
部分５ａと後部容器部分５ｂとを内外２個のＯ−リング
７を介して気密状に接合連結して構成されるとともに、
後部容器部分５ｂの後壁５ｃと、フィラメント端子１５
の周囲部のみが絶縁材で形成されている。

【００１９】８は、前記後部容器部分５ｂの後壁５ｃ内
面に固定装備されたリング状の陽極ターゲットであり、
その表面が被検体挿通孔２の軸心Ｘ側に向けてやや傾斜
されている。

【００２０】９は、前記前部容器部分５ａ内に回転自在
に組み込まれたリング状の回転体であり、多数のフェラ
イト磁石片を周方向に接続してリング状に構成され、そ
の前端部（図では左端部）に各磁石片のＮ極とＳ極とが
交互に配列されている。

【００２１】１０は、前部容器部分５ａの前面に近接し
て配備された駆動手段としてのリング状のステータであ
り、このステータ１０への通電制御によって回転体９が
１０〜１００Ｈｚ　で回転駆動される。

【００２２】１１は、回転体９を回転自在に浮上支持す
る磁気軸受用コイルであり、前部容器部分５ａの外周面
および外周近くに形成した段差部の前後外面の周方向複
数箇所に装備されている。なお、回転体９の半径方向位
置および軸心方向位置がそれぞれ近接スイッチ等からな
る軸受センサ１２、１３で検知され、回転体９が容器中
心と同心状に浮上支持されるよう各磁気軸受用コイル１
１が通電制御されるようになっている。

【００２３】１４は、回転体９の後面に前記陽極ターゲ
ット８に対向して装備された電子銃としての陰極フィラ
メントであり、前部容器部分５ａの内周面に備えた一対
のフィラメント端子１５にスリップリング１６を介して
導通接続され、交流電源１７から給電される。なお、こ
の陰極フィラメント１４は周方向に１２０　°ピッチで
３個設けられている。

【００２４】１８は、直流高圧電源であり、そのプラス
側が陽極ターゲット８に、また、マイナス側が陰極フィ
ラメント１４にそれぞれ接続され、陰極フィラメント１
４から発した電子線（ａ）が陽極ターゲット８の前面に
照射されることで、ターゲット前面からＸ線（ｂ）が被
検体挿通孔２内に居る被検体Ｍに３方向から照射される
ようになっている。

【００２５】１９は真空容器５の後側に近接して配備し
たリング状のＸ線検出器であり、被検体Ｍを通過したＸ
線量を検知して図外の解析装置に送信する。

【００２６】この回転陰極Ｘ線管装置Ａは以上のように
構成されたものであり、回転体９を１２０　°回転する
ことで被検体Ｍの全周断層像を撮影することができる。 因みに、３個の陰極フィラメント１４を備えた回転体９
を２０Ｈｚで駆動回転させると、１７ｍｓで全周撮影が
行えることになる。

【００２７】図４は、回転陰極Ｘ線管装置の第２実施例
を示す縦断側面図、図２は要部の拡大断面図、および、
図６は図４のＺ−Ｚ線断面図である。この第２実施例に
よれば、前部容器部分５ａに組み込まれた回転体９は、
固定外輪２０にボール２１を介して回動自在に支持され
た外側リング９ａと、固定内輪２２にボール２３を介し
て回動自在に支持された内側リング９ｂとをリングプレ
ート９ｃで連結したものとして構成され、この回転体９
の後面に備えた陰極フィラメント１４とフィラメント端
子１５とが、固定外輪２０とボール２１、及び固定内輪
２２とボール２３を介して接続されている。そして、こ
の回転体９もステータ１０によって回転駆動される。

【００２８】図８は、回転陰極Ｘ線管装置の第３実施例
を示す要部の断面図であり、回転体９に、陽極ターゲッ
ト８よりも被検体挿通孔２の軸心Ｘ側に位置させて、跳
ね返り電子による二次Ｘ線を遮蔽する遮蔽部材２４が一
体回転可能に連接され、その遮蔽部材２４に、陽極ター
ゲット８の焦点２５から被検体挿通孔２の軸心Ｘ側に向
かうＸ線を通す開口２６が形成されている。図中、２７
は、被検体Ｍに対して照射するＸ線の幅、すなわち、被
検体Ｍの全周断層像を撮影するスライス幅を調整するコ
リメータを示している。

【００２９】次に、上記遮蔽部材２４による作用を図９
の概略正面図に基づいて説明する。回転体９の周方向に
おける開口２６の幅は、焦点２５で発生したＸ線を所定
範囲内のＸ線検出器１９に入射するように設定されてい
る。そして、陽極ターゲット８への照射に伴い、一部の
電子が陽極ターゲット８から跳ね返った後に陽極ターゲ
ット８の焦点２５の周囲に照射され、その跳ね返り電子
によって焦点２５の周囲から二次Ｘ線が発生したときに
、領域Ｓ１を越える箇所からの二次Ｘ線を遮蔽部材２４
で遮蔽し、Ｘ線検出器１９に入射する二次Ｘ線の量を減
少して画質の低下を回避できる。

【００３０】上記遮蔽部材２４を設ける位置としては、
図９に二点鎖線２４ａで示すように、Ｘ線検出器１９に
入射する範囲が設定されることから、焦点２５から離れ
る程、その開口２６ａの幅が大きくならざるを得ず、そ
れに伴い、遮蔽部材２４で遮蔽できない領域Ｓ２が大き
くなるため、焦点２５に近い位置の方が望ましい。

【００３１】また、図１０の概略正面図に示すように、
遮蔽部材２４には、その開口２６を覆って、開口２６の
中心から回転体９の周方向両側程透過長さが大になるよ
うに厚みを異ならせた、アルミニウムなどを材料にした
Ｘ線照射量調整部材２８が設けられ、Ｘ線検出器１９に
入射されるＸ線量を均一化するように構成されている。

【００３２】すなわち、陽極ターゲット８の焦点２５か
ら発生したＸ線がＸ線検出器１９に入射されるときに、
被検体挿通孔２の軸心Ｘを通る仮想直線Ｌ１で結んだ焦
点２５とＸ線検出器１９との距離よりも、その入射範囲
中央のＸ線検出器１９に周方向で隣合うＸ線検出器１９
と焦点２５との距離（入射範囲両端のＸ線検出器１９と
焦点２５とを結んだ仮想直線をＬ２で示す）が短くなる
（Ｌ１＞Ｌ２）ために、入射範囲中央側のＸ線検出器１
９程、そこに入射されるＸ線量が減少するが、陽極ター
ゲット８の焦点２５から発生したＸ線をＸ線照射量調整
部材２８を通し、開口２６の中央から離れる程Ｘ線の減
衰量を多くし、各Ｘ線検出器１９に到達した時点でのＸ
線量が互いに等しくなるようにするのである。

【００３３】上述した実施例では、回転体９を外部から
ステータ１０によって回転駆動しているが、ブラシレス
モータによって駆動することもできる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１項に係る
発明の回転陰極Ｘ線管装置によれば、次のような効果が
得られる。■　　Ｘ線管としての真空容器が、中心に被
検体挿通孔を貫通形成したリング状であるために、被検
体の長さに制約がなく、一度の挿入で被検体の任意の部
位を能率良く撮影できるようになった。■　　リング状
の真空容器は容積が小さく、真空度を下げても、使用で
きる真空度を得るまでの時間が短くて済み、運転開始時
やメンテナンス後の運転再開後等における撮影開始を迅
速に行えるようになった。■　　被検体挿通孔が軸心方
向に短い貫通孔であるために、頭から挿入されても圧迫
感がなく、安心して撮影を受けることができる。

【００３５】請求項２項に係る発明の回転陰極Ｘ線管装
置によれば、跳ね返り電子によって焦点の周囲から発生
した二次Ｘ線がＸ線検出器に入射されることを遮蔽部材
によって抑制できるから、撮影した被検体の全周断層像
の画質が跳ね返り電子による二次Ｘ線に起因して低下す
ることを回避できる。

【００３６】請求項３項に係る発明の回転陰極Ｘ線管装
置によれば、陽極ターゲットの焦点から各Ｘ線検出器に
入射されるＸ線量を均一化するから、隣合うＸ線検出器
間での濃淡の違いを無くし、撮影された被検体の全周断
層像の精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転陰極Ｘ線管装置の第１実施例を示す縦断側
面図である。

【図２】図１の要部の拡大断面図である。

【図３】図１におけるＹ−Ｙ線断面図である。

【図４】回転陰極Ｘ線管装置の第２実施例を示す縦断側
面図である。

【図５】図４の要部の拡大断面図である。

【図６】図４におけるＺ−Ｚ線断面図である。

【図７】この発明の回転陰極Ｘ線管装置を使用したＸ線
ＣＴの外観斜視図である。

【図８】回転陰極Ｘ線管装置の第３実施例を示す縦断側
面図である。

【図９】遮蔽部材の作用を説明する概略正面図である。

【図１０】Ｘ線照射量調整部材の作用を説明する概略正
面図である。

【符号の説明】

２…被検体挿通孔 ５…真空容器 ８…陽極ターゲット ９…回転体 １０…駆動手段としてのステータ １４…電子銃としての陰極フィラメント２４…遮蔽部材 ２５…焦点 ２６…開口 ２８…Ｘ線照射量調整部材 ｂ…電子線 Ｘ…被検体挿通孔の軸心

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　中心に被検体挿通孔が形成された中空
   リング状の真空容器と、前記真空容器内に設置固定され
   たリング状の陽極ターゲットと、前記真空容器内におい
   て前記陽極ターゲットに対向され、かつ、前記被検体挿
   通孔の軸心周りに回転可能に装備されたリング状の回転
   体と、前記回転体のターゲット対向面に取付けられ、前
   記陽極ターゲットの周方向の一部に電子線を照射する少
   なくとも一個の電子銃と、前記回転体を被検体挿通孔の
   軸心を中心として回転させる駆動手段とを備えたことを
   特徴とする回転陰極Ｘ線管装置。
2. 【請求項２】　　請求項１の回転体に、陽極ターゲット
   よりも被検体挿通孔の軸心側に位置させて、跳ね返り電
   子による二次Ｘ線を遮蔽する遮蔽部材を一体回転するよ
   うに設け、その遮蔽部材に前記陽極ターゲットの焦点か
   ら被検体挿通孔の軸心側に向かうＸ線を通す開口を設け
   てある回転陰極Ｘ線管装置。
3. 【請求項３】　　請求項２の遮蔽部材の開口を覆って、
   その開口の中心から回転体の周方向両側程透過長さが大
   になるように厚みを異ならせたＸ線照射量調整部材を設
   けてある回転陰極Ｘ線管装置。