JPH05121193A - Ｃｔ装置用ｘ線管 - Google Patents
Ｃｔ装置用ｘ線管Info
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- JPH05121193A JPH05121193A JP28496891A JP28496891A JPH05121193A JP H05121193 A JPH05121193 A JP H05121193A JP 28496891 A JP28496891 A JP 28496891A JP 28496891 A JP28496891 A JP 28496891A JP H05121193 A JPH05121193 A JP H05121193A
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- Japan
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- cathode
- subject
- vacuum container
- anode
- ring type
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被検体の体軸方向の長さが短いコンパクト
で、高速走査可能なＣＴ装置用Ｘ線管を提供する。 【構成】 環状真空容器(2) とその真空容器(2) 内に対
向配設されたリング型固定陽極(3) ならびにリング型固
定陰極(4) と、真空容器(2) 内において前記固定陰極
(4) に対し回転可能に配設されたリング状の回転陰極
(5) と、その回転陰極(5) の固定陰極対向面に取付けら
れ、リング型固定陽極(3) の周方向の一部に電子線を照
射するフィラメント(51)と、回転陰極(5) を回転させる
駆動装置とを備えた。
で、高速走査可能なＣＴ装置用Ｘ線管を提供する。 【構成】 環状真空容器(2) とその真空容器(2) 内に対
向配設されたリング型固定陽極(3) ならびにリング型固
定陰極(4) と、真空容器(2) 内において前記固定陰極
(4) に対し回転可能に配設されたリング状の回転陰極
(5) と、その回転陰極(5) の固定陰極対向面に取付けら
れ、リング型固定陽極(3) の周方向の一部に電子線を照
射するフィラメント(51)と、回転陰極(5) を回転させる
駆動装置とを備えた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、Ｘ線ＣＴ装置に用い
るＸ線管に関する。
るＸ線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置では、回転中心軸付近の置
かれる被検体のまわりを、少なくとも１８０度以上の角
度でＸ線を走査し、種々の方向からのＸ線透過データを
Ｘ線検出器によって測定し、得られた多方向のＸ線透過
データを画像再構成処理して被検体の断層像を得る。多
方向からのＸ線透過データを得るために、被検体のまわ
りを回転する回転枠にＸ線管を装着し、このＸ線管自体
を回転させて被検体周囲の種々の方向からＸ線を照射す
るいわゆる第３世代のＣＴ装置が主流であった。ところ
が、このようにＸ線管自体を被検体のまわりに１回転ま
たは半回転回転させるのに１秒程度の時間を要するため
高速のデータ収集ができない。
かれる被検体のまわりを、少なくとも１８０度以上の角
度でＸ線を走査し、種々の方向からのＸ線透過データを
Ｘ線検出器によって測定し、得られた多方向のＸ線透過
データを画像再構成処理して被検体の断層像を得る。多
方向からのＸ線透過データを得るために、被検体のまわ
りを回転する回転枠にＸ線管を装着し、このＸ線管自体
を回転させて被検体周囲の種々の方向からＸ線を照射す
るいわゆる第３世代のＣＴ装置が主流であった。ところ
が、このようにＸ線管自体を被検体のまわりに１回転ま
たは半回転回転させるのに１秒程度の時間を要するため
高速のデータ収集ができない。
【０００３】一方、医療分野におけるＣＴ装置は、これ
までの脳を中心とした診断から、近年心臓や肺などの臓
器を対象にする診断までひろがり、より高速のデータ収
集が望まれている。そこで、特公昭６２−５４４９９
号、特公平２−３４１６０号、特開昭５９−９４３４７
号に示されたような電子ビームを電場や磁場によって偏
向させ機械的に運動する部分をなくし、電気的な制御に
よりリング型ターゲットに電子ビームを衝突させるＸ線
走査法が提案され、この方式の高速走査型Ｘ線ＣＴ装置
が一部実用に供されている。
までの脳を中心とした診断から、近年心臓や肺などの臓
器を対象にする診断までひろがり、より高速のデータ収
集が望まれている。そこで、特公昭６２−５４４９９
号、特公平２−３４１６０号、特開昭５９−９４３４７
号に示されたような電子ビームを電場や磁場によって偏
向させ機械的に運動する部分をなくし、電気的な制御に
よりリング型ターゲットに電子ビームを衝突させるＸ線
走査法が提案され、この方式の高速走査型Ｘ線ＣＴ装置
が一部実用に供されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような電子ビーム偏向型の高速走査型ＣＴ装置に用いら
れるＸ線管は、電子ビームがリング型ターゲットに衝突
する円周がつくる平面に対して直角な方向に電子ビーム
を走行させ、その走行途中で偏向させる構成になってい
るため、リング型ターゲットのつくる平面に直角な方向
に大きい形状を有し、また、電子ビーム源とは反対側に
患者用ベットを配置しなければならないため、ベッドを
含めると被検体の体軸方向に対して非常に長く広い設置
面積を要する。さらに、電子ビーム源側は閉ざされた空
間となるため、被検者に不安を与え、従来の第３世代Ｃ
Ｔ装置のような開放型のＣＴ装置はその構造上、不可能
である。 本発明は、このような事情を鑑みてなされた
ものでありその目的は、従来の第３世代ＣＴ装置のよう
な被検体軸方向に短く設置面積の小さい開放型のＣＴ装
置を実現し、かつ、Ｘ線管自体を回転させる第３世代の
ＣＴ装置くらべ非常に高速なＸ線走査を可能とするＣＴ
装置用Ｘ線管を提供することにある。
ような電子ビーム偏向型の高速走査型ＣＴ装置に用いら
れるＸ線管は、電子ビームがリング型ターゲットに衝突
する円周がつくる平面に対して直角な方向に電子ビーム
を走行させ、その走行途中で偏向させる構成になってい
るため、リング型ターゲットのつくる平面に直角な方向
に大きい形状を有し、また、電子ビーム源とは反対側に
患者用ベットを配置しなければならないため、ベッドを
含めると被検体の体軸方向に対して非常に長く広い設置
面積を要する。さらに、電子ビーム源側は閉ざされた空
間となるため、被検者に不安を与え、従来の第３世代Ｃ
Ｔ装置のような開放型のＣＴ装置はその構造上、不可能
である。 本発明は、このような事情を鑑みてなされた
ものでありその目的は、従来の第３世代ＣＴ装置のよう
な被検体軸方向に短く設置面積の小さい開放型のＣＴ装
置を実現し、かつ、Ｘ線管自体を回転させる第３世代の
ＣＴ装置くらべ非常に高速なＸ線走査を可能とするＣＴ
装置用Ｘ線管を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のＣＴ装置用Ｘ線管は、環状の真空容器内
にリング型固定陽極とリング型固定陰極とを対向配設す
ると共に、前記固定陰極に対向され、かつ、前記真空容
器の軸心周りに回転駆動されるリング状の回転陰極を設
け、さらにこの回転陰極の固定陰極対向面に固定陰極の
周方向の一部に電子線を照射する少なくとも１個の電子
発生源を設けた構成とした。
に、この発明のＣＴ装置用Ｘ線管は、環状の真空容器内
にリング型固定陽極とリング型固定陰極とを対向配設す
ると共に、前記固定陰極に対向され、かつ、前記真空容
器の軸心周りに回転駆動されるリング状の回転陰極を設
け、さらにこの回転陰極の固定陰極対向面に固定陰極の
周方向の一部に電子線を照射する少なくとも１個の電子
発生源を設けた構成とした。
【０００６】
【作用】この発明の構成によれば、環状の真空容器内で
リング状の回転陰極を回転することにより、回転陰極に
設けた電子発生源はリング型固定陰極に沿って熱電子を
放出しながら高速に回転する。固定陰極に衝突した熱電
子は、固定陰極表面で二次電子を放出し、この二次電子
は固定陽極に引き付けられ固定陽極に衝突する際にＸ線
を放出する。回転陰極の回転にともない二次電子の放出
位置が移動しＸ線の放射位置が変化し、被検体の周囲を
高速で走査することができる。
リング状の回転陰極を回転することにより、回転陰極に
設けた電子発生源はリング型固定陰極に沿って熱電子を
放出しながら高速に回転する。固定陰極に衝突した熱電
子は、固定陰極表面で二次電子を放出し、この二次電子
は固定陽極に引き付けられ固定陽極に衝突する際にＸ線
を放出する。回転陰極の回転にともない二次電子の放出
位置が移動しＸ線の放射位置が変化し、被検体の周囲を
高速で走査することができる。
【０００７】
【実施例】以下この発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１において、この実施例にかかる
ＣＴ装置用Ｘ線管(1) は、被検体挿入孔を形成した環状
の真空容器(2) を備え、その内部にそれぞれリング型の
形状をもつ固定陽極(3) と固定陰極(4) とが対向して配
置されている。リング状の回転陰極(5) は、固定陰極
(4) の外周側で回転駆動装置(6) により電磁気方式で回
転させられる。
しながら説明する。図１において、この実施例にかかる
ＣＴ装置用Ｘ線管(1) は、被検体挿入孔を形成した環状
の真空容器(2) を備え、その内部にそれぞれリング型の
形状をもつ固定陽極(3) と固定陰極(4) とが対向して配
置されている。リング状の回転陰極(5) は、固定陰極
(4) の外周側で回転駆動装置(6) により電磁気方式で回
転させられる。
【０００８】Ｘ線(7) は、Ｘ線管(1) からコリメータ
(8)を通して内側に向けて円周上に放射される。被検体
(9) を透過したＸ線は環状真空容器２の内側にリング型
に配設された検出器(10)により検出され電気信号に変換
される。この電気信号は図示していないデータ処理装置
で処理されて断層像が再構成される。また、被検体への
余分な被爆を防ぐためにシャッター(11)が設けられてい
て、このシャッターに前記検出器(10)が保持されてい
る。
(8)を通して内側に向けて円周上に放射される。被検体
(9) を透過したＸ線は環状真空容器２の内側にリング型
に配設された検出器(10)により検出され電気信号に変換
される。この電気信号は図示していないデータ処理装置
で処理されて断層像が再構成される。また、被検体への
余分な被爆を防ぐためにシャッター(11)が設けられてい
て、このシャッターに前記検出器(10)が保持されてい
る。
【０００９】次に、環状真空容器(2) 内部についてさら
に詳しく説明する。図２は真空容器(2) をその半径方向
の断面で切断した図である。この図２に示すように、回
転陰極(5) は、熱電子を放出するためのフィラメント(5
1)、電源(52)を備え、回転駆動装置(6) によって回転陰
極(5) すなわちフィラメント(51)は高速に回転する。こ
の回転駆動装置(6) として例えば磁気浮上方式の駆動方
法を用いれば毎秒１０ないし２０回転の回転駆動が可能
であり、電源(52)にはいわゆるバッテリーが使用でき
る。また、フィラメント(51)の材料には一般にタングス
テンが用いられるが、より多くの熱電子を効率よく放出
するためには仕事関数の小さい材料、すなわちトリウム
を添加したタングステン（トリエーテッドタングステ
ン）やバリウムを含侵させたタングステン（インプレグ
ネーテッドカソード）などが好ましく、酸化物陰極やほ
う化ランタンなども好ましい。
に詳しく説明する。図２は真空容器(2) をその半径方向
の断面で切断した図である。この図２に示すように、回
転陰極(5) は、熱電子を放出するためのフィラメント(5
1)、電源(52)を備え、回転駆動装置(6) によって回転陰
極(5) すなわちフィラメント(51)は高速に回転する。こ
の回転駆動装置(6) として例えば磁気浮上方式の駆動方
法を用いれば毎秒１０ないし２０回転の回転駆動が可能
であり、電源(52)にはいわゆるバッテリーが使用でき
る。また、フィラメント(51)の材料には一般にタングス
テンが用いられるが、より多くの熱電子を効率よく放出
するためには仕事関数の小さい材料、すなわちトリウム
を添加したタングステン（トリエーテッドタングステ
ン）やバリウムを含侵させたタングステン（インプレグ
ネーテッドカソード）などが好ましく、酸化物陰極やほ
う化ランタンなども好ましい。
【００１０】フィラメント(51)から放出された熱電子
は、固定陰極(4) に衝突し二次電子を放出する。一般の
金属は二次電子放出率は1.3から1.5 程度であるがより
大きな二次電子放出率をもつ銀−マグネシウム合金や銅
−ベリリウム合金、また塩化カリウム、酸化マグネシウ
ム、フッ化マグネシウムなども固定陰極(4) の材料とし
て考えられる。固定陰極(4) と固定陽極(3) との間に
は、図示していない高圧電源により高電圧が印加されて
おり、固定陰極(4) から発した二次電子は固定陽極(3)
に引きつけられる。この印加電圧の値は医療用ＣＴ装置
では１００ｋＶから１５０ｋＶ程度である。
は、固定陰極(4) に衝突し二次電子を放出する。一般の
金属は二次電子放出率は1.3から1.5 程度であるがより
大きな二次電子放出率をもつ銀−マグネシウム合金や銅
−ベリリウム合金、また塩化カリウム、酸化マグネシウ
ム、フッ化マグネシウムなども固定陰極(4) の材料とし
て考えられる。固定陰極(4) と固定陽極(3) との間に
は、図示していない高圧電源により高電圧が印加されて
おり、固定陰極(4) から発した二次電子は固定陽極(3)
に引きつけられる。この印加電圧の値は医療用ＣＴ装置
では１００ｋＶから１５０ｋＶ程度である。
【００１１】固定陽極(3) に電子が衝突することによ
り、その衝突位置からＸ線が発生し被検体(9) に向け照
射できる。Ｘ線照射時に固定陽極(3) で生じる熱を除去
するためには、冷却油などの冷却材(31)の循環が効果的
である。また、Ｘ線管の管電流は、フィラメント電流を
変化させることによるか、または、図３に示すような環
状グリッド電極(12)をフィラメント(51)と固定陰極(4)
との間に設けることにより制御することも可能である。
さらに、図４に示すような電子集束用の電極(13)をフィ
ラメント(51)近傍に設け、フィラメント(51)から四方に
放出される電子を固定陰極側へ集束させるようにすると
より好ましい。
り、その衝突位置からＸ線が発生し被検体(9) に向け照
射できる。Ｘ線照射時に固定陽極(3) で生じる熱を除去
するためには、冷却油などの冷却材(31)の循環が効果的
である。また、Ｘ線管の管電流は、フィラメント電流を
変化させることによるか、または、図３に示すような環
状グリッド電極(12)をフィラメント(51)と固定陰極(4)
との間に設けることにより制御することも可能である。
さらに、図４に示すような電子集束用の電極(13)をフィ
ラメント(51)近傍に設け、フィラメント(51)から四方に
放出される電子を固定陰極側へ集束させるようにすると
より好ましい。
【００１２】なお、上記の実施例では、回転陰極(5) に
１８０度隔てて２個のフィラメントを設けたが、１個ま
たは２個以上設けてもよい。例えば１２０度ピッチで３
個設ければ、回転陰極(5) を１２０°回転するのみで被
検体の全周を走査してデータを得ることができ、より高
速走査によるデータ収集が可能となる。
１８０度隔てて２個のフィラメントを設けたが、１個ま
たは２個以上設けてもよい。例えば１２０度ピッチで３
個設ければ、回転陰極(5) を１２０°回転するのみで被
検体の全周を走査してデータを得ることができ、より高
速走査によるデータ収集が可能となる。
【００１３】
【効果】この発明のＣＴ装置用Ｘ線管によれば、軽量な
陰極の一部を回転させる構成となっており、固定側の陰
極とは非接触であるので高速に回転でき、Ｘ線の発生位
置を被検体周囲の円周上で高速に走査することができ
る。しかも、ＣＴ装置用Ｘ線管は被検体の体軸方向の長
さが短いコンパクトなものであるので、このＸ線管を備
えたＣＴ装置自体も小型にすることが可能である。
陰極の一部を回転させる構成となっており、固定側の陰
極とは非接触であるので高速に回転でき、Ｘ線の発生位
置を被検体周囲の円周上で高速に走査することができ
る。しかも、ＣＴ装置用Ｘ線管は被検体の体軸方向の長
さが短いコンパクトなものであるので、このＸ線管を備
えたＣＴ装置自体も小型にすることが可能である。
【００１４】また、Ｘ線管としての真空容器が中心に被
検体の挿入通孔を形成したリング状の開放型であるた
め、被検体の長さに制約がなく、一度挿入した被検体の
任意の部位を能率よく高速走査でき、且つ挿入孔が軸心
方向に短い貫通孔であるので、頭から挿入されても被検
体に圧迫感を与えることがなく、被検体は安心して診断
を受けることができる。
検体の挿入通孔を形成したリング状の開放型であるた
め、被検体の長さに制約がなく、一度挿入した被検体の
任意の部位を能率よく高速走査でき、且つ挿入孔が軸心
方向に短い貫通孔であるので、頭から挿入されても被検
体に圧迫感を与えることがなく、被検体は安心して診断
を受けることができる。
【図１】この発明の一実施例を側面からみた模式的な断
面図である。
面図である。
【図２】図１の環状真空容器の拡大断面図である。
【図３】この発明の他の実施例を示す断面図である。
【図４】この発明のさらに他の実施例を示す要部模式図
である。
である。
(1) …ＣＴ装置用Ｘ線管 (6) …回転駆動
装置 (2) …環状真空容器 (7) …Ｘ線 (3) …リング型固定陽極 (8) …コリメー
タ (31)…冷却材 (9) …被検体 (4) …リング型固定陰極 (10)…検出器 (5) …回転陰極 (11)…シャッタ
ー (51)…フィラメント (12)…環状グリ
ッド電極 (52)…電源 (13)…電子集束
用電極
装置 (2) …環状真空容器 (7) …Ｘ線 (3) …リング型固定陽極 (8) …コリメー
タ (31)…冷却材 (9) …被検体 (4) …リング型固定陰極 (10)…検出器 (5) …回転陰極 (11)…シャッタ
ー (51)…フィラメント (12)…環状グリ
ッド電極 (52)…電源 (13)…電子集束
用電極
Claims (1)
- 【請求項１】 環状真空容器と、前記真空容器内に対向
配設されたリング型固定陽極ならびにリング型固定陰極
と、前記真空容器内において前記固定陰極に対向され、
かつ、前記真空容器の軸心周りに回転可能に配設された
リング状の回転陰極と、前記回転陰極の固定陰極対向面
に取付けられ、前記固定陰極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発生源と、前記回転陰極
を回転させる駆動手段とを備えたことを特徴とするＣＴ
装置用Ｘ線管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28496891A JPH05121193A (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | Ｃｔ装置用ｘ線管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28496891A JPH05121193A (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | Ｃｔ装置用ｘ線管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121193A true JPH05121193A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17685416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28496891A Pending JPH05121193A (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | Ｃｔ装置用ｘ線管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05121193A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2446505A (en) * | 2008-02-05 | 2008-08-13 | Gen Electric | X-ray generation using a secondary emission electron source |
| KR100940287B1 (ko) * | 2007-09-07 | 2010-02-05 | 주식회사 쎄크 | Ｘ선 ｃｔ 촬영 장치 |
| JP2013504365A (ja) * | 2009-09-15 | 2013-02-07 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 分散型ｘ線源及びそれを有するｘ線イメージングシステム |
-
1991
- 1991-10-30 JP JP28496891A patent/JPH05121193A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100940287B1 (ko) * | 2007-09-07 | 2010-02-05 | 주식회사 쎄크 | Ｘ선 ｃｔ 촬영 장치 |
| GB2446505A (en) * | 2008-02-05 | 2008-08-13 | Gen Electric | X-ray generation using a secondary emission electron source |
| JP2013504365A (ja) * | 2009-09-15 | 2013-02-07 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 分散型ｘ線源及びそれを有するｘ線イメージングシステム |
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