JPH06335477A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のフィラメントに対して、Ｘ線検出器で
検出されるＸ線量の分布状態に変動を与えないようなＸ
線ＣＴ装置を提供する。 【構成】 陰極２２には、２個のフィラメント２８ａ、
２８ｂが、回転陽極Ｘ線管２０の回転軸ＲＪを中心とし
て所定角度回転されたように配置され、各フィラメント
２８ａ、２８ｂから放出される熱電子の軌道は、陰極−
陽極方向に対して平行になるように構成されている。回
転陽極Ｘ線管２０は、回転枠３に、回転軸ＲＪを中心と
して回転可能に取り付けられている。各フィラメント２
８ａ、２８ｂから放出される熱電子が形成する焦点の中
心から放射されるＸ線をＸ線検出器の所定チャネルで検
出するように回転陽極Ｘ線管を回転させて、フィラメン
トの切替えを行なう。

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装置に係
り、特に、Ｘ線を発生させるＸ線発生装置の構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のＸ線ＣＴ装置は、図１３
に示すように、Ｘ線発生装置１とＸ線検出器２とが回転
枠３に対向して取り付けられて構成されている。このＸ
線ＣＴ装置では、被検体Ｍを挟んだ状態で、Ｘ線発生装
置１とＸ線検出器２とを被検体Ｍの体軸Ｊ回りで回転さ
せ、被検体Ｍを透過したＸ線Ｂを検出して、検出したデ
ータに基づいて断層像を得る。

【０００３】このようなＸ線ＣＴ装置のＸ線発生装置と
しては、例えば、回転陽極Ｘ線管が用いられている。回
転陽極Ｘ線管は、周知のように、陰極に設けられたフィ
ラメントから放出された熱電子を高電圧で加速して、回
転駆動されるターゲット（回転陽極）面に衝突させてＸ
線を発生させている。ターゲット面に収束される熱電子
が衝突する領域がいわゆる焦点である。この焦点は、Ｘ
線像の幾何学的ぼけを少なくするために、Ｘ線撮影条件
に耐えうる最小の寸法に設定されている。

【０００４】一方、Ｘ線照射の条件としての例えば、Ｘ
線強度は被検体の大きさ、例えば成人の場合と子供の場
合とでは異なり、また、同一被検体であっても、その撮
影部位によって異なってくる。Ｘ線強度を強くするため
には、フィラメントに流す電流値を多くする必要がある
ので、それに耐えうる大きさのフィラメントが用いられ
る。

【０００５】このように、焦点をできるだけ小さくした
いという要望と、Ｘ線撮影条件に応じて、これに耐えう
るフィラメントを用いる必要性とから、従来の回転陽極
Ｘ線管は、高真空に保たれたガラスバルブ内に形状の異
なる２個のフィラメントを固定配置し、撮影条件に応じ
て、これらのフィラメントを使い分けている。

【０００６】この構成を図１４ないし図１６を参照して
説明する。図１４は、従来例に係る回転陽極Ｘ線管の概
略構成を示す図であり、図１５は、図１４のＤ−Ｄ矢視
図、図１６は、Ｘ線ＣＴ装置の断面図である。

【０００７】図１４において、符号１１は真空排気され
たガラスバルブであり、このガラスバルブ１１内に、熱
電子Ａを発生させる陰極１２と、この陰極１２から放出
された熱電子Ａを受けてＸ線Ｂを発生する回転陽極であ
るターゲット１３と、このターゲット１３に連結された
モータロータ１４とが配備されている。モータロータ１
４は、ガラスバルブ１１の外側に配置されたモータステ
ータ１５により高速回転される。これらのガラスバルブ
１１やモータステータ１５等は、Ｘ線を遮蔽するための
鉛が内張りされたケーシング１６に外囲され、発生する
Ｘ線Ｂは、ケーシング１６に設けられた放射窓１７から
放射される。

【０００８】また、図１５に示すように、陰極１２は、
２個のフィラメント１８（１８ａ、１８ｂ）を有し、各
フィラメント１８から放出される熱電子Ａは集束電極に
よってその軌道が、陰極−陽極方向ＩＹに対して曲げら
れて、中心を同じ位置ＣＰにした焦点が形成される。

【０００９】このような回転陽極Ｘ線管１０から放射さ
れたＸ線Ｂは、図１６に示すように、被検体Ｍを透過し
た後、複数のチャネルを有するＸ線検出器２でＸ線量が
検出される。

【００１０】ここで、被検体Ｍを置かずに、回転陽極Ｘ
線管１０から照射されたＸ線ＢをＸ線検出器２で検出し
たときの各チャネルでのＸ線量の分布状態（回転陽極Ｘ
線から放出されるＸ線量の分布と同じ）を図１７に示
す。図に示すように最大Ｘ線量（焦点の中心ＣＰから放
射されるＸ線ＢｃのＸ線量に相当する）を検出するチャ
ネルが特定のチャネル（図ではＣＨｃ）となるように、
回転陽極Ｘ線管１０の焦点（の中心）と、Ｘ線検出器２
との位置が合わされて装置が組み立てられている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、従来の回転陽極Ｘ線管においては、各
フィラメント１８から放出される熱電子Ａが、同じ位置
に焦点を形成するように、熱電子Ａの軌道を陰極−陽極
方向ＩＹに対して曲げる必要がある。このため、例え
ば、図１８に示すように、ターゲット１３が熱膨張して
ターゲット面１３ａが、図の実線から二点鎖線に示すよ
うに変化したとき、フィラメント１８ａから放出される
熱電子Ａが形成する焦点の中心ＣＰはＣａにずれてしま
うし（図１８（ａ）参照）、フィラメント１８ｂから放
出される熱電子Ａが形成する焦点の中心ＣＰはＣｂにず
れる（図１８（ｂ）参照）。このとき、図１９に示すよ
うに、Ｘ線検出器２で検出されるＸ線量の分布の中心位
置がずれることになる。

【００１２】なお、図１９（ａ）は、フィラメント１８
ａから放出される熱電子が発生させるＸ線のＸ線量の分
布のずれ状態を示す図であり、図１９（ｂ）は、フィラ
メント１８ｂから放出される熱電子が発生させるＸ線の
Ｘ線量の分布のずれ状態を示す図である。また、各図に
おいて、実線は、焦点の中心がＣＰのときのＸ線量の分
布状態を示し、二点鎖線は、焦点の中心がＣａ、Ｃｂに
ずれたときのＸ線量の分布状態を示す。

【００１３】図１９に示すように、Ｘ線検出器２で検出
されるＸ線量の分布の中心位置がずれた状態で画像構成
を行なうと、構成した画像にアーティファクトが発生す
るという問題がある。

【００１４】また、陰極１２とターゲット１３とをガラ
スバルブ１１内に組み込む作業は、ガラスバルブ１１を
熱して軟らかくした状態で行なわれるが、その後のガラ
スバルブ１１の熱収縮によって、陰極１２とターゲット
１３との間の距離が変動して設計通りの距離とならない
ことがある。このような場合には、上述したターゲット
１３の熱膨張により、フィラメント１８とターゲット１
３と間の距離が変動したのと同様に、焦点の中心位置が
ずれることになるので、Ｘ線検出器２で検出されるＸ線
量の分布の中心がずれ、構成した画像にアーテファクト
が発生する。

【００１５】さらに、上述では、回転陽極Ｘ線管を例に
採ったが、固定陽極Ｘ線管においても、陰極とターゲッ
トとの間の距離が変動することによって、Ｘ線検出器で
検出されるＸ線量の分布状態が変動するので、上述と同
様の問題が発生する。

【００１６】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、複数のフィラメントに対して、陰極
とターゲットとの間の距離が変動することによって、Ｘ
線検出器で検出されるＸ線量の分布状態に変動を与えな
いようなＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明は、このような
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、被検体を挟んでＸ線発生装置とＸ線検
出器とを対向配置し、前記Ｘ線発生装置と前記Ｘ線検出
器とを回転可能に構成し、また、前記Ｘ線発生装置は、
陰極に２個以上のフィラメントを有し、かつ、前記フィ
ラメントから放出された熱電子を陽極に衝突させてＸ線
を発生させるように構成されたＸ線ＣＴ装置において、
前記各フィラメントから放出される熱電子の軌道が、陰
極−陽極方向に対して平行になるように構成し、かつ、
前記各フィラメントから放出される熱電子が形成する各
焦点の中心から放射されるＸ線を、前記Ｘ線検出器の所
定チャネルで検出するように、前記Ｘ線発生装置を前記
Ｘ線検出器に対して移動自在に構成したものである。

【００１８】

【作用】この発明の作用は次のとおりである。各フィラ
メントから放出される熱電子は、陰極−陽極方向に対し
て平行になるような軌道を採って、陽極にそれぞれの焦
点を形成する。各フィラメントから放出される熱電子が
形成する各焦点の中心から放射されるＸ線をＸ線検出器
の同じチャネルで検出するように、Ｘ線発生装置を移動
させ、Ｘ線発生装置とＸ線検出器との位置を合わせるこ
とにより、フィラメントの切替えを行なう。

【００１９】各フィラメントから放出される熱電子は、
陰極−陽極方向に対して平行になるような軌道を採るの
で、陰極と陽極との間の距離が変動しても、焦点の中心
は変動しない。従って、Ｘ線検出器で検出されるＸ線量
の分布の中心はずれない。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１は、この発明の第一実施例に係るＸ線Ｃ
Ｔ装置の回転陽極Ｘ線管の概略構成を示す図であり、図
２は、図１のＡ−Ａ矢視図、図３は、図１のＢ−Ｂ矢視
図である。なお、この第一実施例装置では、Ｘ線ＣＴ装
置のＸ線発生装置として、回転陽極Ｘ線管を例に採り説
明する。また、図１３ないし図１７と同一符号で示す部
分は、従来例と同一構成であるので、ここでの詳述は省
略する。

【００２１】この第一実施例装置の特徴は、回転陽極Ｘ
線管２０の陰極２２の各フィラメント２８（２８ａ、２
８ｂ）から放出される熱電子Ａの軌道が、陰極−陽極方
向ＩＹに平行になるように構成したことと、回転陽極Ｘ
線管２０を回転軸ＲＪ回りに回転自在となるように、Ｘ
線ＣＴ装置に取り付けたことにある。

【００２２】陰極２２には、２個のフィラメント２８
ａ、２８ｂが設けられている。各フィラメント２８ａ、
２８ｂは、図２に示すように、陰極−陽極方向ＩＹに平
行になるように陰極２２に設けられ、また、図３に示す
ように、回転軸ＲＪを中心として所定角度（θ）回転さ
せたように配置されている。フィラメント２８ａから放
出される熱電子Ａは、ターゲット１３に中心をＣＰａと
した焦点を形成し、フィラメント２８ｂから放出される
熱電子Ａは、ターゲット１３に中心をＣＰｂとした焦点
を形成する。

【００２３】このように構成することにより、図４に示
すように、ターゲット１３の熱膨張や、ターゲット１３
と陰極２２とをガラスバルブ１１に組み込む際のガラス
バルブ１１の熱収縮等による陰極２２とターゲット１３
との間の距離の変動があっても、各フィラメント２８
ａ、２８ｂから放出される熱電子Ａが形成する各焦点の
中心（ＣＰａ、ＣＰｂ）は変動しない。

【００２４】次に、上述のような回転陽極Ｘ線管２０を
Ｘ線ＣＴ装置に取り付けた構成を図５、図６を参照して
説明する。図５は、Ｘ線ＣＴ装置の構成を示す断面図で
あり、図６は、図５のＣ−Ｃ矢視断面図である。

【００２５】図に示すように、回転陽極Ｘ線管２０は、
回転枠３に固設された「コ」の字状の支持部材３０に、
回転軸ＲＪ回りに回転自在に支持されている。支持部材
３０は、底板３１と、底板３１の両端に立設された側板
３２、３３で構成されている。底板３１の上面は、回転
軸ＲＪを中心とした円弧形状に構成され、回転陽極Ｘ線
管２０の底部に固設された支持部２１ａ、２１ｂを支持
している。なお、支持部２１ａ、２１ｂの先端部は、底
板３１の上面の円弧部を摺動可能となるように、円弧形
状に構成されている。側板３２には、回転陽極Ｘ線管２
０の側面に固設された軸２３ａが、回転自在に嵌め付け
られている。また、側板３３には、回転陽極Ｘ線管２０
の側面に固設された軸２３ｂが、モータ３４によって回
転されるように取り付けられている。モータ３４を回転
することによって、回転陽極Ｘ線管２０は、回転軸ＲＪ
回りに回転する。

【００２６】例えば、陰極２２の各フィラメント２８
ａ、２８ｂが、図６に示すような状態にあるとき、モー
タ３４を回転させ、回転陽極Ｘ線管２０を回転軸ＲＪを
中心としてθ／２分だけ左方向に回転してやると、図７
に示すような状態となる。この状態で、フィラメント２
８ａから放出される熱電子Ａが形成する焦点の中心（Ｃ
Ｐａ）から放射されるＸ線Ｂｃが、Ｘ線検出器２の特定
のチャネル（例えば、ＣＨｃ）で検出されるように、回
転陽極Ｘ線管２０とＸ線検出器２とが組み立てられてい
る。このとき、フィラメント２８ａから放出される熱電
子Ａが形成する焦点から照射されるＸ線ＢのＸ線量の分
布は、図１７に示すようになる。

【００２７】また、図７に示す状態から、回転陽極Ｘ線
管２０を、回転軸ＲＪを中心としてθ分だけ右方向に回
転してやると、図８に示すような状態となる。この状態
で、フィラメント２８ｂから放出される熱電子Ａが形成
する焦点の中心（ＣＰｂ）から放射されるＸ線Ｂｃが、
Ｘ線検出器２の特定のチャネル（例えば、ＣＨｃ）で検
出される。このとき、フィラメント２８ｂから放出され
る熱電子Ａが形成する焦点から照射されるＸ線ＢのＸ線
量の分布は、図１７に示すようになり、図７の状態で、
フィラメント２８ａから放出される熱電子Ａが形成する
焦点から照射されるＸ線ＢのＸ線量の分布と同じにな
る。

【００２８】すなわち、モータ３４を回転し、回転陽極
Ｘ線管２０を、回転軸ＲＪを中心として所定角度、左右
方向に回転してやることにより、各フィラメント２８
ａ、２８ｂの切替えを行なうことができる。

【００２９】ところで、上述したように、ターゲット１
３と陰極２２との間の距離が変動した場合であっても、
各フィラメント２８ａ、２８ｂから放出される熱電子Ａ
が形成する焦点の中心（ＣＰａ、ＣＰｂ）は変動しない
（図４参照）。従って、図７の状態において、陰極２２
とターゲット１３との間の距離が変動しても、フィラメ
ント２８ａから放出される熱電子Ａが形成する焦点から
照射されるＸ線ＢのＸ線量の分布は、常に図１７に示す
状態となり、Ｘ線量の分布の中心はずれないし、図８の
状態において、陰極２２とターゲット１３との間の距離
が変動しても、フィラメント２８ｂから放出される熱電
子Ａが形成する焦点から照射されるＸ線ＢのＸ線量の分
布の中心はずれない。よって、Ｘ線量の分布の中心のず
れによる画像のアーティファクトをなくすことができ
る。

【００３０】次に、この発明の第二実施例装置の構成を
図９、図１０を参照して説明する。図９は、第二実施例
の回転陽極Ｘ線管の陰極の概略構成を示す図であり、図
１０は、回転陽極Ｘ線管の移動機構の構成を示す平面図
である。

【００３１】上述した第一実施例の回転陽極Ｘ線管２０
の陰極２２に設けられた各フィラメント２８ａ、２８ｂ
は、図３に示すように、回転軸ＲＪを中心としてθ回転
させたように配置されているが、この第二実施例では、
陰極４２の各フィラメント４８ａ、４８ｂを、図９に示
すように、所定距離（Ｌ）だけ隔てて平行に配置されて
いる。なお、これらの各フィラメント４８ａ、４８ｂか
ら放出される熱電子Ａは、上述した第一実施例と同様
に、陰極−陽極方向ＩＹに平行になる軌道を採る。

【００３２】そして、このような陰極４２を備えた回転
陽極Ｘ線管２０は、Ｘ線検出器２のチャネルの並び方向
ＣＮに平行に移動できるように、回転枠３に取り付けら
れている。この回転陽極Ｘ線管２０の移動機構として
は、例えば、図１０（ａ）に示すように、回転陽極Ｘ線
管２０の一端側がガイド軸５１にガイドされ、他端側が
モータ６１によって回転されるネジ軸６２に螺合させて
構成してもよいし、図１０（ｂ）に示すように、回転陽
極Ｘ線管２０の一端側がガイド軸５１にガイドされ、他
端側がモータ７１によって回転されるピニオン７２とそ
れに噛合するラック７３で構成してもよい。なお、図
中、符号５０は、回転陽極Ｘ線管２０を回転枠３に固定
するための取り付け板を示す。

【００３３】次に、フィラメント４８ａ、４８ｂの切替
えの手順を図１１、図１２を参照して説明する。図１１
に示す状態では、フィラメント４８ａから放出される熱
電子Ａが形成する焦点の中心から照射されるＸ線Ｂｃ
が、Ｘ線検出器２の特定チャネル（例えば、ＣＨｃ）で
検出される。

【００３４】また、図１２に示す状態では、フィラメン
ト４８ｂから放出される熱電子Ａが形成する焦点の中心
から照射されるＸ線Ｂｃが、Ｘ線検出器２の特定チャネ
ル（例えば、ＣＨｃ）で検出される。

【００３５】すなわち、この第二実施例では、回転陽極
Ｘ線管２０をＸ線検出器２のチャネルの並び方向ＣＮに
平行に移動させることにより、フィラメント４８ａ、４
８ｂの切替えを行なうことができる。

【００３６】また、この第二実施例でも、上述した第一
実施例と同様に、ターゲット１３と陰極４２との間の距
離が変動しても、焦点の中心がずれることがないので、
回転陽極Ｘ線管２０から照射されるＸ線ＢのＸ線量の分
布の中心がずれることがない。

【００３７】なお、上述の各実施例では、陰極にフィラ
メントを２個設ける場合について説明したが、３個以上
のフィラメントを設けたものであってもよい。

【００３８】また、上述の各実施例では、Ｘ線発生装置
として回転陽極Ｘ線管を用いた場合について説明した
が、固定陽極Ｘ線管を用いた場合にも、固定陽極Ｘ線管
内の陰極の各フィラメントから放出される熱電子の軌道
が、陰極−陽極方向に対して平行になるように構成し、
フィラメントの切替えを行なえるように固定陽極Ｘ線管
を回転枠に取り付けるようにすれば、回転陽極Ｘ線管の
場合と同様の効果が得られる。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、各フィラメントから放出される熱電子の軌
道を、陰極−陽極方向に対して平行になるように構成
し、各フィラメントの切替えを行なえるように、Ｘ線発
生装置をＸ線検出器に対して移動自在に構成したことに
より、複数個のフィラメントを、撮影条件に応じて使い
分けることができるとともに、陰極と陽極との間の距離
の変動に対しても、各フィラメントから放出される熱電
子が形成する焦点の中心は変動せず、画像のアーティフ
ァクトの原因であるＸ線検出器で検出されるＸ線量の分
布の中心のずれをなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例に係るＸ線ＣＴ装置の回
転陽極Ｘ線管の概略構成を示す図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。

【図４】陰極とターゲットとの間の距離の変動に対す
る、各フィラメントからの熱電子が形成する焦点の中心
を示す図である。

【図５】Ｘ線ＣＴ装置の構成を示す断面図である。

【図６】図５のＣ−Ｃ矢視断面図である。

【図７】フィラメントを切替えた状態を説明するための
図である。

【図８】フィラメントを切替えた状態を説明するための
図である。

【図９】第二実施例の回転陽極Ｘ線管の陰極の概略構成
を示す図である。

【図１０】回転陽極Ｘ線管の移動機構の構成を示す平面
図である。

【図１１】フィラメントを切替えた状態を説明するため
の図である。

【図１２】フィラメントを切替えた状態を説明するため
の図である。

【図１３】Ｘ線ＣＴ装置の概略構成を示す正面図であ
る。

【図１４】従来例に係る回転陽極Ｘ線管の概略構成を示
す図である。

【図１５】図１４のＤ−Ｄ矢視図である。

【図１６】Ｘ線ＣＴ装置の断面図である。

【図１７】Ｘ線発生装置から照射されるＸ線のＸ線量の
分布状態を示す図である。

【図１８】従来例の問題点を説明するための図である。

【図１９】従来例の問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

１ … Ｘ線発生装置 ２ … Ｘ線検出器 １３ … ターゲット（陽極） ２０ … 回転陽極Ｘ線管 ２２、４２ … 陰極 ２８ａ、２８ｂ、４８ａ、４８ｂ … フィラメント Ａ … 熱電子 Ｂ … Ｘ線 Ｍ … 被検体 ＩＹ … 陰極−陽極方向 ＣＰａ、ＣＰｂ … 焦点の中心 Ｂｃ … 焦点の中心から放射されるＸ線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体を挟んでＸ線発生装置とＸ線検出
   器とを対向配置し、前記Ｘ線発生装置と前記Ｘ線検出器
   とを回転可能に構成し、また、前記Ｘ線発生装置は、陰
   極に２個以上のフィラメントを有し、かつ、前記フィラ
   メントから放出された熱電子を陽極に衝突させてＸ線を
   発生させるように構成されたＸ線ＣＴ装置において、前
   記各フィラメントから放出される熱電子の軌道が、陰極
   −陽極方向に対して平行になるように構成し、かつ、前
   記各フィラメントから放出される熱電子が形成する各焦
   点の中心から放射されるＸ線を、前記Ｘ線検出器の所定
   チャネルで検出するように、前記Ｘ線発生装置を前記Ｘ
   線検出器に対して移動自在に構成したことを特徴とする
   Ｘ線ＣＴ装置。