JPH0541191A

JPH0541191A - 環状ｘ線管

Info

Publication number: JPH0541191A
Application number: JP21580591A
Authority: JP
Inventors: Yutaro Kimura; 雄太郎木村
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1991-07-31
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 1993-02-19

Abstract

(57)【要約】【目的】環状Ｘ線管において、Ｘ線発生量の変動を抑
制するとともに、母材に対する電子ビームの直撃を防止
する。【構成】各ターゲット片12の隙間Ｇの長手方向ｈが電
子ビームの走査方向と略直交する方向ｎに対して傾斜す
るように各ターゲット片12を配する。電子ビームの断面
積に対する隙間Ｇの面積の割合が減少し、電子ビームの
断面積に応じたＸ線発生量の変動が抑制される。そし
て、各ターゲット片12の厚み方向も陽極ターゲット10に
対する垂直方向に対して傾斜した姿勢に構成して、隙間
Ｇから入射する電子ビームを遮蔽する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、Ｘ線ＣＴ装置に用い
られる環状Ｘ線管に係り、特に、Ｘ線管の陰極部から発
射された電子ビームをＸ線に変換する陽極部のターゲッ
ト構造に関する。この発明の環状Ｘ線管としては、例え
ば、陰極部を回転させて電子ビームをターゲットの全周
に照射する回転陰極Ｘ線管や、偏向コイルを用いて電子
ビームをターゲットの全周に照射する環状Ｘ線管などが
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の環状Ｘ線管のターゲット
構造の一例を図８の正面図に示す。ターゲット１は被検
体Ｍの周囲を取り囲むような、直径が約１ｍ程度のドー
ナツ型に形成されており、紙面に向かって垂直方向から
照射される電子ビームをＸ線に変換する。図中、符号Ｓ
はターゲット１上における電子ビームの衝突点、すなわ
ち、電子ビームの断面形状を示している。以下では、こ
の符号Ｓを電子ビームの呼称とする。また、符号Ｂは前
記衝突点から発生したＸ線を図示しない絞り機構などで
扇状に整形したＸ線ビームを示している。電子ビームＳ
を図中の矢印で示すように、ターゲット１の周方向に沿
って走査していけば、被検体Ｍの全周方向からＸ線ビー
ムＢが曝射される。そして、被検体Ｍを透過したＸ線ビ
ームＢを図示しないＸ線検出器で検出し、画像構成する
ことで被検体Ｍの断層像が得られるようになっている。

【０００３】図９にターゲット１の一部を拡大した正面
図を、図10にそのａ−ａ矢視断面図を示す。これらの図
と、先の図８から判るように、ターゲット１は環状の母
材２に複数個のターゲット片３を取り付けて構成され
る。ターゲット片３はＸ線を発生する高融点材料（例え
ば、タングステン・レニウム合金など）で形成され、母
材２は銅やアルミニュウムなどの材質で形成されてい
る。これは、ターゲット１全体を前記の高融点材料で形
成するとコスト高になってしまうからで、電子ビームＳ
が照射される表面部分だけを高融点材料で形成する構成
としている。この場合、母材２と同じ環状に高融点材料
を成形し、これを母材２に取り付けてターゲット１を構
成すればよいのであるが、その成形が非常に難しいた
め、通常は複数個のターゲット片３に分割し、これらを
母材２に取り付けている。

【０００４】複数個のターゲット片３を母材に取り付け
るにあたっては、図10に示すように、互いに隣接するタ
ーゲット片３を若干の隙間Ｇを隔てて取り付けている。
これは、ターゲット片３の加工誤差を考慮して組み立て
を容易にするためと、各ターゲット片３の熱膨張の対策
を兼ねてのことである。周知のとおり、ターゲット１に
衝突する電子ビームＳの殆どは熱となって消費され、Ｘ
線に変換されるのはわずか１％以下である。電子ビーム
Ｓの衝突点での瞬間温度は摂氏数千度にまで及び、これ
は撮影時間にもよるが、ターゲット１は撮影中、およそ
摂氏数百度まで温度上昇する。

【０００５】この温度上昇によって各ターゲット片３は
熱膨張するが、もし、各ターゲット片３の隙間Ｇがな
く、各ターゲット片３の長手方向（周方向）の端部が互
いに拘束されていれば、各ターゲット片３の熱膨張の方
向は放射状に延びるＨ方向（図９参照）や紙面に垂直な
方向に向かう。紙面に垂直な方向は、すなわち、電子ビ
ームＳの入射方向であるから、電子ビームＳの衝突点位
置が変動することになって、断層像の画質低下をもたら
す要因となる。そこで、図10に示したように各ターゲッ
ト片３を隙間Ｇを設けることにより、熱膨張の方向を各
ターゲット片３の長手方向（周方向）に逃がす構造とな
っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように隙間Ｇを設けて各ターゲット片３を母材２に取り
付けたターゲット１には次のような欠点がある。以下、
図９に示したターゲット１の一部正面図を参照しながら
説明する。図に示すように、電子ビームＳが矢印の方向
に走査されて、各ターゲット片３の隙間Ｇを横切る場
合、このときの電子ビームを符号Ｓ’で表すと、電子ビ
ームＳの位置から発生するＸ線量と、電子ビームＳ’の
位置から発生するＸ線量とが異なったものになる。すな
わち、Ｘ線の発生量は電子ビームＳとターゲット片３と
の衝突点の面積に比例し、隙間Ｇの存在の有無によって
その衝突点での面積に差が生じるためである。

【０００７】例えば、電子ビームＳの断面寸法が幅
（Ｗ）＝１mm, 長さ（Ｌ）＝10mmで、隙間Ｇの幅が0.5m
m であるとする。電子ビームＳとターゲット片３との衝
突点における面積は10平方ミリメートル、これに対し、
隙間Ｇを横切るときの電子ビームＳ’とターゲット片３
との衝突点の面積は５平方ミリメートルと半減してしま
う。これに連れてＸ線の発生量も、電子ビームＳの位置
と電子ビームＳ’の位置とでは、100 ％〜50％くらいの
差がでる。このように、電子ビームＳが各ターゲット片
３の隙間Ｇを横切るたびに、Ｘ線の発生量が変動し、安
定したコントラストの断層像が得られないという欠点が
ある。

【０００８】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、Ｘ線発生量の変動を抑制することが
できる環状Ｘ線管を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために次のような構成をとる。すなわち、この
発明は、電子ビームによって走査される複数個のターゲ
ット片を環状の母材上に所要の隙間を隔てて取り付けて
なるターゲットを備えた環状Ｘ線管において、前記ター
ゲットの隙間の長手方向が、電子ビームの走査方向と略
直交する方向に対して傾斜するように前記各ターゲット
片を配したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】この発明の構成による作用は、次のとおりであ
る。すなわち、各ターゲット片の隙間の長手方向を、電
子ビームの走査方向と略直交する方向に対して傾斜させ
ているので、電子ビームがこの隙間を横切るときの、電
子ビームの断面積に対する隙間面積の割合は、隙間の長
手方向が電子ビームの走査方向と略直交しているときに
比べて減少する。これに伴い、隙間を横切るときの電子
ビームとターゲット片との衝突面積の減少の割合も減
り、Ｘ線の発生量の変動が抑制される。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１はこの発明の第１実施例に係るターゲッ
ト構造の一部正面図を示し、図２はそのｂ−ｂ矢視断面
図を示している。ターゲット10は、環状の母材11に多数
のターゲット片12を取り付けて構成されている。この点
においては従来のものと同様であるが、図１に示すよう
に、各ターゲット片12の隙間Ｇの長手方向ｈが電子ビー
ムの走査方向と略直交する方向ｎに対して傾斜するよう
に各ターゲット片12を配して構成している。また、図２
に示すように、各ターゲット片12の厚み方向ｉもターゲ
ット10に対する垂直方向Ｎ（電子ビームＳの入射方向）
に対して傾斜した姿勢となるように構成している。

【００１２】このようなターゲット10に向けて電子ビー
ムを走査させたときの、電子ビームの軌跡を離散的に斜
線部分の符号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３で示している。これらの
電子ビームＳ１，Ｓ２，Ｓ３のいずれかと、図９に示し
た電子ビームＳ’とを比べても判るように、隙間Ｇの長
手方向ｈを前記の直交方向ｎから傾斜させることによ
り、電子ビームの断面積に対する隙間Ｇの面積の割合は
減少する。これによっても、各ターゲット片12から発生
するＸ線量の変動はかなり抑えられる。

【００１３】大体、隙間Ｇの長手方向ｈと前記の直交方
向ｎとの傾斜角度を30°くらいに設定し、隙間Ｇが介在
しないときのターゲット片12から発生するＸ線量を100
％とすると、隙間Ｇが介在されたときのＸ線の発生量は
およそ90％程度で、Ｘ線発生量の変動は高々10％くらい
に留まる。ただし、これは電子ビームの断面寸法および
隙間Ｇの幅寸法を図９と同じに設定した場合に、計算に
よって求めた値である。繰り返すが、この場合の従来の
Ｘ線発生量は50％程度変動していた。

【００１４】さらに、図１に示したように、隙間Ｇの間
隔を適宜に設定することで、Ｘ線発生量の変動を全く抑
制することも可能になる。すなわち、各電子ビームＳ
１，Ｓ２，Ｓ３が常に互いに同じ割合だけ隙間Ｇと交差
するように、隙間Ｇの間隔を設定するのである。この場
合、各電子ビームＳ１，Ｓ２，Ｓ３とターゲット片12と
の衝突によって発生するＸ線量は常に100 ％とはならな
いが、例えば、電子ビームＳ１の位置から発生するＸ線
量を90％とすれば、その他の電子ビームＳ２，Ｓ３の位
置から発生するＸ線量も90％となり、Ｘ線発生量の変動
はなくなる。

【００１５】また、図２に示すように各ターゲット片12
の厚み方向ｉを、ターゲット10面の垂直方向Ｎに対して
傾斜させた姿勢に構成すると、隙間Ｇから入射する電子
ビームＳが母材11に直接衝突しなくなって、母材11の寿
命向上が図れる。すなわち、垂直方向Ｎ（電子ビームＳ
の照射方向）から見て、母材11の地肌が視界に入らない
ように、各ターゲット片12の厚み方向ｉを傾斜させる。
言い換えれば、隙間Ｇに入射する電子ビームＳを各ター
ゲット片12で遮るようにこれらの厚み方向ｉを傾斜させ
るのである。

【００１６】さて、図２に示した構成にすると、隙間Ｇ
に入射した電子ビームＳはターゲット片12の傾斜面に衝
突することになり、その傾斜面からＸ線が発生する。Ｘ
線は四方八方に発生するが、隙間Ｇの中を通ってその延
長線、すなわち、図１の隙間Ｇの長手方向ｈに沿って発
生するＸ線もある。これはターゲット片12の正面に衝突
した電子ビームからの発生Ｘ線（正規のＸ線）ではない
ため、ターゲット10の中心に位置する被検体を通過しな
いようにこれを遮蔽する必要がある。

【００１７】これは、図１の隙間Ｇの長手方向ｈの傾斜
角度を適宜に設定することで可能になる。すなわち、図
３に示すように、図１の隙間Ｇの長手方向ｈの延長線
ｈ’が被検体Ｍの領域（スキャンエリアともいう）と交
わらないように隙間Ｇの長手方向を設定する。なお、こ
の図３には簡単のため、隙間Ｇを４箇所だけ記載してい
る。また、これ以外にも以下のような構成としてもよ
い。

【００１８】[1]図４に示すように、隙間Ｇのターゲッ
ト10の中心に向かう出口に、Ｘ線遮蔽部材13を取り付け
る。Ｘ線遮蔽部材13はステンレス鋼, タングステン鋼,
モリブデン鋼等で形成される。 [2]図５に示すように、隙間Ｇのターゲット10の中心に
向かう出口を塞ぐように各ターゲット片12の形状を設定
する。[1] の例に比べ、安価に実施できるという利点が
ある。

【００１９】＜変形例＞ (1) この変形例に係るターゲット10の一部断面図を図６
に示す。各ターゲット片12の隙間Ｇの位置に相当する母
材11の上にターゲット片12と同じ高融点材料で形成され
る遮蔽物14を取り付けて構成し、その遮蔽物14で電子ビ
ームの直撃から母材11を保護する。 (2) この変形例に係るターゲット10の一部断面図を図７
に示す。これは図６に示した遮蔽物14を母材11に埋設し
て構成した例である。

【００２０】また、上記の実施例では隙間Ｇを直線状に
形成した例を示したが、これ以外にも曲線状や折れ線状
に形成して構成してもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明に係る環状Ｘ線管は、ターゲットの母材に取り付けら
れる各ターゲット片の隙間の長手方向を、電子ビームの
走査方向と略直交する方向に対して傾斜させているの
で、従来のものと比べて電子ビームの断面積に対する隙
間面積の割合を減少させることができる。これに伴って
Ｘ線の発生量の変動を抑制することができ、高画質な断
層像を得ることができる。また、実施例に示したよう
に、隙間の部分に高融点材料を介在させるか、各ターゲ
ット片の厚み方向をターゲット面の垂直方向に対して傾
斜した姿勢に構成すると、隙間から入射した電子ビーム
が母材に直撃するのを避けることができ、母材の寿命を
向上させて、ターゲットの信頼性を増すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るターゲット構造の一
部正面図である。

【図２】図１のｂ−ｂ矢視断面図である。

【図３】各ターゲット片の隙間から発生するＸ線を遮蔽
する構造を示したターゲットの正面図である。

【図４】各ターゲット片の隙間から発生するＸ線を遮蔽
する構造のその他の例を示したターゲットの一部正面図
である。

【図５】Ｘ線遮蔽構造のその他の例を示したターゲット
の一部正面図である。

【図６】隙間に入射する電子ビームの位置に高融点材料
を介在させたターゲットの一部断面図である。

【図７】隙間に入射する電子ビームの位置に高融点材料
を介在させたターゲットのその他の例を示したターゲッ
トの一部断面図である。

【図８】従来のターゲットの正面図である。

【図９】従来のターゲットの一部を拡大した正面図であ
る。

【図１０】図９のａ−ａ矢視断面図である。

【符号の説明】

10・・・ターゲット 11・・・母材 12・・・ターゲット片Ｇ・・・隙間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子ビームによって走査される複数個の
ターゲット片を環状の母材上に所要の隙間を隔てて取り
付けてなるターゲットを備えた環状Ｘ線管において、前記ターゲットの隙間の長手方向が、電子ビームの走査
方向と略直交する方向に対して傾斜するように前記各タ
ーゲット片を配したことを特徴とする環状Ｘ線管。