JPH0584302U - X-ray tube - Google Patents

X-ray tube

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JPH0584302U
JPH0584302U JP2668492U JP2668492U JPH0584302U JP H0584302 U JPH0584302 U JP H0584302U JP 2668492 U JP2668492 U JP 2668492U JP 2668492 U JP2668492 U JP 2668492U JP H0584302 U JPH0584302 U JP H0584302U
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JP
Japan
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ray
anode
tube
filament
ray tube
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JP2668492U
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Japanese (ja)
Inventor
治夫 黒地
Original Assignee
横河メディカルシステム株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 X線焦点とコリメータとの距離を変えずにX
線管の位置を回転中心に近付けて設定することのできる
X線管を実現することである。 【構成】 陽極41はX線管1の管軸に対して僅か傾け
て設置され、その前面部は回転軸42に対して垂直な平
面とされている。この陽極41の前面の平面の全面又は
一部にターゲット24を設け、電子線26を放出するフ
ィラメント23を管の上部に設置し、前記陽極41の上
部のターゲット24に電子線26を衝突させてX線を照
射させる。
(57) [Summary] [Purpose] X without changing the distance between the X-ray focal point and the collimator.
To realize an X-ray tube in which the position of the tube can be set close to the center of rotation. [Arrangement] The anode 41 is installed at a slight inclination with respect to the tube axis of the X-ray tube 1, and the front surface thereof is a plane perpendicular to the rotation axis 42. A target 24 is provided on the whole or a part of the flat surface of the front surface of the anode 41, a filament 23 that emits an electron beam 26 is installed on the upper part of the tube, and the electron beam 26 is made to collide with the target 24 on the upper part of the anode 41. Irradiate with X-rays.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案はX線CTに用いられるX線管の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of an X-ray tube used for X-ray CT.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

人体の内部における病変等を知るために、X線を照射して、その透過X線を検 出して透過率の相違から人体内部の構造,病変等を検知する方法が用いられてお り、特に、人体の断層像を得るための装置としてX線CTが用いられている。 In order to know lesions and the like inside the human body, a method of irradiating X-rays, detecting the transmitted X-rays, and detecting structures and lesions inside the human body from differences in transmittance is used. X-ray CT is used as an apparatus for obtaining a tomographic image of a human body.

【0003】 X線CTの構成の一例を図2に示す。図において、1はX線を発生するX線管 で、X線管1から出射されるX線はコリメータ2を経て被検体3を透過し、検出 器4で検出される。検出器4で検出されて得たデータはデータ収集装置5で増幅 ,積分等の処理を受け、AD変換された後、データ処理装置6で処理され画像再 構成される。7はX線管1,コリメータ2,検出器4を搭載し、中央の開口に被 検体3を収容するガントリである。FIG. 2 shows an example of the configuration of the X-ray CT. In the figure, reference numeral 1 denotes an X-ray tube that generates X-rays, and the X-rays emitted from the X-ray tube 1 pass through a subject 3 through a collimator 2 and are detected by a detector 4. The data acquired by the detector 4 is subjected to processing such as amplification and integration by the data collection device 5, AD-converted, and then processed by the data processing device 6 to reconstruct an image. Reference numeral 7 denotes a gantry that mounts the X-ray tube 1, the collimator 2, and the detector 4, and accommodates the subject 3 in the central opening.

【0004】 8は画像再構成されたデータによる断層像等を画像表示する表示装置である。 9は被検体3を載置するテーブル(図示せず)の位置制御や、ガントリ7の姿 勢制御及び運動の制御を行うテーブル・ガントリ制御器,10は高圧発生器11 を制御してX線管1に高圧を供給させるX線制御器である。Reference numeral 8 denotes a display device for displaying a tomographic image or the like based on the image-reconstructed data. Reference numeral 9 is a table / gantry controller for controlling the position of a table (not shown) on which the subject 3 is placed, and for controlling the posture and movement of the gantry 7, and 10 is an X-ray controller for controlling the high voltage generator 11. It is an X-ray controller for supplying high pressure to the tube 1.

【0005】 12は操作器13によりオペレータとのコミュニケーションを行い、データ処 理装置6の動作を制御し、テーブル・ガントリ制御器9及びX線制御器10の動 作を制御する等、断層撮影に関する統一的な制御を行うシステム制御器である。Reference numeral 12 relates to tomography, such as communicating with an operator through an operating device 13, controlling the operation of the data processing device 6 and controlling the operation of the table / gantry controller 9 and the X-ray controller 10. It is a system controller that performs unified control.

【0006】[0006]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

このX線CTにおいて、外形寸法及び重量の最も大きなものはガントリ7であ るため、このガントリ7を軽量にし、小形化したいという市場の要求がある。と ころが、ガントリ7の中央の開口は、体の大きな被検体3を収容する必要から大 きくしたいという小形化に反する要求がある。 In this X-ray CT, the gantry 7 has the largest external dimensions and weight, so there is a market demand to make the gantry 7 lightweight and compact. However, the central opening of the gantry 7 is required to accommodate the subject 3 having a large body, which is contrary to the miniaturization that is desired to be large.

【0007】 中央開口を一定とすれば、ガントリ7の外形寸法を決めるのは殆どの場合被検 体3の周囲を回転するX線管1のガントリ7内における位置である。従って、ガ ントリ7の小型化の要求に対してはX線管1を回転軸に近く設置する必要がある 。If the central opening is fixed, the outer dimensions of the gantry 7 are almost always determined by the position of the X-ray tube 1 rotating around the object 3 in the gantry 7. Therefore, it is necessary to install the X-ray tube 1 close to the rotation axis to meet the demand for miniaturization of the gantry 7.

【0008】 図3はX線管1の一例の構造図である。以下に主要部のみの説明を行う。 図において、21は高電圧が印加されて、陰極22に取り付けられているフィ ラメント23からの熱電子を吸引する陽極である。24はフィラメント23から の電子の衝突によりX線を放出するターゲットで、電子の衝突によるターゲット 24の過熱を防止するために、陽極21は回転陽極になっている。25は上記の 各部を収容して気密を保たせるためのガラス管である。FIG. 3 is a structural diagram of an example of the X-ray tube 1. Only the main part will be described below. In the figure, 21 is an anode to which a high voltage is applied and which attracts thermoelectrons from the filament 23 attached to the cathode 22. Reference numeral 24 is a target that emits X-rays by collision of electrons from the filament 23, and the anode 21 is a rotating anode in order to prevent overheating of the target 24 due to collision of electrons. Reference numeral 25 is a glass tube for accommodating the above-mentioned respective parts and maintaining airtightness.

【0009】 フィラメント23から放出される熱電子による電子線26がターゲット24に 衝突し、ターゲット24はX線を図の下方のX線管1の回転中心の方に照射する 。An electron beam 26 generated by thermoelectrons emitted from the filament 23 collides with the target 24, and the target 24 irradiates X-rays toward the center of rotation of the X-ray tube 1 in the lower part of the figure.

【0010】 図4はフィラメント23から放出される電子線26とターゲット24から照射 されるX線27との関係を示す図である。図において、図3と同等の部分には同 一の符号を付してある。図中、31は集束された電子が衝突するターゲット24 上の焦点である。焦点31を極力小さくしないとX線像に幾何学的なぼけを発生 する。併し、焦点の温度上昇が激しいため、冷却効率から単位面積当たりの負荷 が決まってしまう。従って、焦点31の面積を大きくし、照射X線の面積を小さ くするために、ターゲット24は管軸垂直方向に対して傾斜させて実効焦点を小 さくしている。傾斜角度をθ、実焦点面積をS1 、実効焦点面積をS2 とすれば 、次式が成立する。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the electron beam 26 emitted from the filament 23 and the X-ray 27 emitted from the target 24. In the figure, the same parts as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals. In the figure, 31 is a focal point on the target 24 on which the focused electrons collide. If the focal point 31 is not made as small as possible, geometric blurring occurs in the X-ray image. At the same time, since the temperature of the focal point rises sharply, the cooling efficiency determines the load per unit area. Therefore, in order to increase the area of the focal point 31 and reduce the area of the irradiated X-ray, the target 24 is inclined with respect to the direction perpendicular to the tube axis to reduce the effective focal point. When the tilt angle is θ, the actual focal area is S 1 , and the effective focal area is S 2 , the following equation is established.

【0011】 S2 =S1 sinθ・・・(1) 即ち、θを小さくする程照射X線は細くなる。 実際には被検体3とX線管1との間に細隙を持つコリメータ2が設けられてい て、照射X線の幅を制限している。図5に実効焦点の幅と照射X線の幅のコリメ ータ2の位置による影響を示す図である。図において、コリメータ2のスリット をピンホールと仮定し、実効焦点の幅をF1 、照射X線の幅をF2 とし、X線焦 点31からコリメータ2までの距離をd1 、コリメータ2から回転中心32まで の距離をd2 とすると、 F2 =F1 ×(d2 /d1 )・・・(2) (2)式から、X線管1と回転中心までの距離d1 が大きい程小さな幅のX線が 得られることが分かる。S 2 = S 1 sin θ (1) That is, the smaller the θ, the thinner the irradiated X-ray. Actually, a collimator 2 having a slit is provided between the subject 3 and the X-ray tube 1 to limit the width of the irradiation X-ray. FIG. 5 is a diagram showing the influence of the position of the collimator 2 on the width of the effective focus and the width of the irradiation X-ray. In the figure, it is assumed that the slit of the collimator 2 is a pinhole, the effective focus width is F 1 , the irradiation X-ray width is F 2 , the distance from the X-ray focal point 31 to the collimator 2 is d 1 , and the collimator 2 is Assuming that the distance to the rotation center 32 is d 2 , F 2 = F 1 × (d 2 / d 1 ) ... (2) From the formula (2), the distance d 1 between the X-ray tube 1 and the rotation center is It can be seen that the larger the size, the smaller the width of X-ray obtained.

【0012】 以上説明したように、ガントリ7に要求される条件は次に示す通りである。 照射点におけるX線の大きさを小さくする。 ガントリ7の中央開口の直径を大きくする。 を満足させるために焦点31とコリメータ2との距離を大きくする。As described above, the conditions required for the gantry 7 are as follows. The size of the X-ray at the irradiation point is reduced. The diameter of the central opening of the gantry 7 is increased. In order to satisfy the above condition, the distance between the focal point 31 and the collimator 2 is increased.

【0013】 本考案は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、X線焦点31とコリ メータ2との距離を変えずにX線管の位置を回転中心に近付けて設置することを 可能とするX線CT用のX線管を実現することである。The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to install the X-ray tube close to the center of rotation without changing the distance between the X-ray focal point 31 and the collimator 2. It is to realize an X-ray tube for X-ray CT that makes it possible.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

前記の課題を解決する本考案は、熱電子による電子線を放出するフィラメント と、前記電子線を受けてX線を回転中心方向に照射するターゲットを有する陽極 とを具備するX線管において、電子線の幅より狭いX線を得るために、管軸に対 して僅か傾けて設置され、前記フィラメントに対する側の面が回転軸に対して垂 直な平面である陽極と、該陽極の矩形断面の前記フィラメントに対する面の全面 若しくは一部に設けたターゲットとを具備し、前記回転軸の回転に伴い傾斜面の まま前記陽極を回転させ、前記フィラメントを管の上方に設けて前記電子線のパ スを長くしたことを特徴とするものである。 The present invention, which solves the above-mentioned problems, provides an X-ray tube including an filament that emits an electron beam of thermoelectrons, and an anode that has a target that receives the electron beam and irradiates the X-ray toward a rotation center. In order to obtain an X-ray narrower than the width of the wire, an anode is installed which is slightly inclined with respect to the tube axis, and the surface on the side of the filament is a plane perpendicular to the rotation axis, and a rectangular cross section of the anode. A target provided on all or part of the surface for the filament, the anode is rotated while keeping the inclined surface with the rotation of the rotating shaft, and the filament is provided above the tube and the electron beam It is characterized by a long length.

【0015】[0015]

【作用】[Action]

フィラメントから放出された電子線に対して傾けて設けられた陽極を、陽極の 裏面に陽極面に垂直に取り付けられた回転軸により回転させる。上方に取り付け られたフィラメントから放出された電子線は、前記陽極の上部面のターゲットに 衝突してX線を照射させる。電子線の衝突するターゲット面を管軸から離れた上 部に設定することにより、X線管の位置を下げることができる。 The anode, which is tilted with respect to the electron beam emitted from the filament, is rotated by a rotary shaft that is attached to the back surface of the anode perpendicularly to the anode surface. The electron beam emitted from the filament mounted above collides with the target on the upper surface of the anode to irradiate X-rays. The position of the X-ray tube can be lowered by setting the target surface on which the electron beam collides to an upper part apart from the tube axis.

【0016】[0016]

【実施例】【Example】

以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明する。 図1は本考案の一実施例のX線管の回転陽極の図である。図において、図2と 同等の部分には同一の符号を用いてある。(イ)図は本考案の一実施例の回転陽 極とフィラメントとの関係を示す図で、(ロ)図は従来の回転陽極を用いた図で ある。図中、41は本考案による陽極である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram of a rotating anode of an X-ray tube according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals are used for the same parts as in FIG. (A) is a diagram showing the relationship between the rotating anode and the filament of one embodiment of the present invention, and (b) is a diagram using a conventional rotating anode. In the figure, 41 is an anode according to the present invention.

【0017】 (ロ)図の従来の陽極21は薄い円筒型の陽極の周辺部をθの角度を持たせて 削った形状であるが、(イ)図の陽極41は薄い円筒型の陽極の周辺をそのまま にして削ることなく、全体を管軸に垂直な面に対し角度θだけ傾けて設けたもの である。このように傾けた陽極41を、管軸の周り、延いては回転中心32の周 りに角度θを保ちながら回転させるのは、陽極41に垂直に取り付けられた回転 軸42を傘歯車を結合して回転させることにより行われる。The conventional anode 21 shown in (b) has a shape obtained by cutting the peripheral portion of a thin cylindrical anode at an angle of θ, but the anode 41 shown in (a) is a thin cylindrical anode. The entire structure is provided by inclining it by an angle θ with respect to a plane perpendicular to the pipe axis without cutting the periphery as it is. Rotating the tilted anode 41 around the tube axis, and thus around the rotation center 32 while maintaining the angle θ, is achieved by connecting the bevel gear to the rotation shaft 42 that is vertically attached to the anode 41. It is performed by rotating it.

【0018】 陽極41の表面は一様な平面なので、この平面上のどの点を焦点としてフィラ メント23から熱電子を当てても図のように下方にX線が照射される。(ロ)図 の従来例の場合はターゲット24の下方に出現する面でしかX線を照射させるこ とができない。Since the surface of the anode 41 is a uniform plane, no matter which point on the plane is used as a focal point and the thermoelectrons are applied from the filament 23, the X-ray is irradiated downward as shown in the figure. In the case of the conventional example shown in (b), X-rays can be irradiated only on the surface appearing below the target 24.

【0019】 (イ)図において、焦点31を図に示す上方からの距離L1 に選ぶことができ 、(ロ)図の従来のX線管1の焦点31の上方からの距離L2 に対しX線管1を (L2 −L1 )だけ中心部に近付けることができるようになって、ガントリ6の 外形寸法を縮小することができる。In the figure (a), the focal point 31 can be selected to be the distance L 1 from the upper side shown in the figure, and for the distance L 2 from the upper side of the focal point 31 of the conventional X-ray tube 1 in the figure (b). Since the X-ray tube 1 can be brought closer to the center by (L 2 −L 1 ), the outer dimensions of the gantry 6 can be reduced.

【0020】 以上説明したように本実施例によれば、ガントリの最も外側に設置されるX線 管を同一の幾何学的な配置ではあるが、上記の寸法だけ内側に配置することがで きるようになり、よりコンパクトなガントリが実現できる。従って、回転時のモ ーメントバランスを保つためのカウンターウエイトも軽くでき、少ない電力でガ ントリを回転させることができるようになる。As described above, according to this embodiment, the X-ray tubes installed on the outermost side of the gantry have the same geometrical arrangement, but the X-ray tubes can be arranged on the inner side by the above dimensions. As a result, a more compact gantry can be realized. Therefore, the counterweight for maintaining the moment balance during rotation can be lightened, and the gantry can be rotated with less electric power.

【0021】 更に、陽極に6〜10°のターゲット角を設けて精密加工をするという工程は 必要なく、只の平面でよいため、コストダウンが可能である。Further, there is no need for a step of providing a target angle of 6 to 10 ° on the anode for precision processing, and since it is only a flat surface, the cost can be reduced.

【0022】[0022]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上詳細に説明したように本考案によれば、X線管を回転中心に近付けて設置 しても、X線焦点とコリメータとの間の距離を変える必要はなく、却って大きく 取ることができるようになり、実用上の効果は大きい。 As described in detail above, according to the present invention, even if the X-ray tube is installed close to the center of rotation, it is not necessary to change the distance between the X-ray focal point and the collimator, and it is possible to take a large distance. Therefore, the practical effect is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の一実施例のX線管の陽極の概略構造図
である。
FIG. 1 is a schematic structural diagram of an anode of an X-ray tube according to an embodiment of the present invention.

【図2】X線CTの概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an X-ray CT.

【図3】従来のX線管の概略構造図である。FIG. 3 is a schematic structural diagram of a conventional X-ray tube.

【図4】電子線と照射X線との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an electron beam and an irradiation X-ray.

【図5】コリメータの位置と照射X線の幅との関係を示
す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship between a position of a collimator and a width of an irradiation X-ray.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

23 フィラメント 24 ターゲット 26 電子線 27 X線 41 陽極 42 回転軸 23 filament 24 target 26 electron beam 27 X-ray 41 anode 42 rotating shaft

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 熱電子による電子線を放出するフィラメ
ントと、前記電子線を受けてX線を回転中心方向に照射
するターゲットを有する陽極とを具備するX線管におい
て、 電子線(26)の幅より狭いX線(27)を得るため
に、管軸に対して僅か傾けて設置され、前記フィラメン
ト(23)に対する側の面が回転軸(42)に対して垂
直な平面である陽極(41)と、 該陽極(41)の矩形断面の前記フィラメント(23)
に対する面の全面若しくは一部に設けたターゲット(2
4)とを具備し、前記回転軸(42)の回転に伴い傾斜
面のまま前記陽極(41)を回転させ、前記フィラメン
ト(23)を管の上方に設けて前記電子線(26)のパ
スを長くしたことを特徴とするX線管。
1. An X-ray tube comprising a filament that emits an electron beam of thermoelectrons and an anode having a target that receives the electron beam and irradiates the X-ray toward the center of rotation. In order to obtain an X-ray (27) narrower than the width, the anode (41) is installed at a slight inclination with respect to the tube axis, and the surface on the side with respect to the filament (23) is a plane perpendicular to the rotation axis (42). ) And the filament (23) of rectangular cross section of the anode (41)
The target (2
4), the anode (41) is rotated with the inclined surface according to the rotation of the rotating shaft (42), and the filament (23) is provided above the tube to pass the electron beam (26). X-ray tube characterized by having a long length.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3346484A4 (en) * 2015-08-31 2019-05-01 Bruker Japan K.K. X-ray generation device and method, and sample measurement system

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