JPH08107894A

JPH08107894A - 回転多陰極ｃｔ装置

Info

Publication number: JPH08107894A
Application number: JP6245260A
Authority: JP
Inventors: Toyonari Harada; 豊成原田; Tsuneto Hiramatsu; 恒人平松; Masahiko Ono; 正彦小野; Shigeru Tanaka; 茂田中
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-10-11
Filing date: 1994-10-11
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】剛性の高い大規模なハードウエア構成及び大出
力のアクチエータを必要とせずに、Ｘ線の超高速スキャ
ンを実現する。【構成】複数の陰極と、これらの陰極を回転させる陰極
回転機構部と、陰極を構成するフィラメントへの電力供
給を非接触で行うトランス又はコイル及び磁場を発生さ
せる電磁石を設けたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、陽極と陰極から構成
されたＸ線の発生源を撮影対象、例えば人体の回りを回
転させながらＸ線を照射し、人体を透過したＸ線を検出
して、この人体の内部構造を画像化する回転多陰極ＣＴ
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置においては、撮影対象、例
えば人体の断面画像又は内部立体画像を撮影するために
は、人体を回転させる方法と人体にＸ線を照射するＸ線
発生源を人体の回りに回転させる方法との２つの方法が
ある。

【０００３】撮影時間の短縮を図るためには、Ｘ線のス
キャンを高速化することが考えられるが、人体を回転さ
せる方法では、人体の重量からくる物理的な問題からも
またその生理的な問題からも限界があり、患者の場合に
はなおさら回転の高速化は困難である。

【０００４】これに比べてＸ線発生源を人体の回りに回
転させる方法では、Ｘ線発生源の回転の軌道が大きくな
る問題はあるが、生理的な問題もなく可能性が大きい。
しかもこの方法では、人体を体軸方向にスライドさせる
必要はあるが、人体をほぼ静止させた状態で撮影ができ
るので、アーチファクト等の問題が少なく、良好な撮影
ができるという利点もある。

【０００５】Ｘ線発生源としては陽極、陰極、この陰極
を加熱するフィラメント及びそれらを収納する真空容器
等から構成されるＸ線管が良く知られており、このＸ線
管を、リング状の回転架台に搭載し、人体をこの回転架
台の中心に配置して、回転架台でＸ線管を人体の回りに
回転させる。

【０００６】このＸ線管はその冷却装置を含めて重量が
大きいので、高速化にはかなり剛性の高い、大規模なハ
ードウエア構成及び大出力のアクチュエータが必要にな
る。そこで近年、例えば特開平６−２０８４５号により
示される回転陰極Ｘ線管装置が提案されている。

【０００７】すなわち、ドーナッツ状の真空容器の中
に、環状の陽極とフィラメントを備えた環状の回転陰極
とを対向して配置したもので、回転陰極が電磁マグネッ
ト装置によって磁気浮上されて回転駆動される。この回
転陰極の回転に伴って、陽極上のＸ線の発生部分もまた
回転し、Ｘ線発生源が人体の回りを回転することにな
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した回転陰極Ｘ線
管装置でも、回転陰極の回転速度をより向上するために
は剛性を高くし、ハードウエア構成の規模を大型にする
と共にアクチュエータを大出力にする必要がある。

【０００９】しかし、Ｘ線ＣＴ装置においては、人体の
生理的問題やアーチファクトの問題を解決するため、ま
た、ヘリカルスキャンによるボリューム( ３次元 )の画
像の撮影において、撮影時間を短縮が要望されている。
一方、ハードウエア構成の規模を大型化すること、また
アクチュエータを大出力にすることは、装置の大型化、
高価格化になるという問題があった。

【００１０】そこでこの発明は、剛性の高い、大規模な
ハードウエア構成及び大出力のアクチュエータを必要と
せずに、Ｘ線の超高速スキャンを実現することができる
回転多陰極ＣＴ装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１対応の発明は、
環状に形成された陽極と、この陽極と同一の中心軸を有
する円周上に配置され、陽極にそれぞれ対向する複数個
の陰極と、各陰極をそれぞれ加熱する複数個のフィラメ
ントと、各陰極を円周上で回転させる回転手段と、各フ
ィラメントに非接触で電力を供給する非接触電力供給手
段と、各陰極と陽極との間に電圧を印加し、各フィラメ
ントにより加熱された各陰極から放出された電子がそれ
ぞれ陽極に衝突して放射される各Ｘ線を撮影対象に照射
したときに、この撮影対象を透過した各Ｘ線を検出する
Ｘ線検出手段とを設け、このＸ線検出手段によるＸ線検
出に基づいて撮影対象の内部構造を画像化するものであ
る。

【００１２】請求項２対応の発明は、請求項１対応の発
明において、Ｘ線を放射するために陽極から陰極へと流
れる管電流を検出する管電流検出手段と、この管電流検
出手段による検出に基づいて、管電流を所望の値に制御
するために、非接触電力供給手段による各フィラメント
への電力供給量を制御するフィラメント電力制御手段と
を設けたものである。

【００１３】請求項３対応の発明は、請求項１対応の発
明において、非接触電力供給手段は、複数の陰極が配置
された第１の円周と同一の中心軸を有する第２の円周に
沿って一様でない磁場を発生させる磁場発生手段と、各
陰極のフィラメントに設けられ、第２の円周上を回転す
るコイルとを設け、このコイルのコイル面を磁場の磁束
に対して垂直に形成したものである。

【００１４】請求項４対応の発明は、請求項３対応の発
明において、磁場発生手段により発生される磁場の強さ
を変化させる磁場制御手段を設けたものである。請求項
５対応の発明は、請求項４対応の発明において、磁場制
御手段は、陽極から陰極へと流れる管電流や陰極の回転
速度等のスキャン条件に基づいて、磁場発生手段により
発生される磁場の強さを変化させるものである。

【００１５】請求項６対応の発明は、請求項５対応の発
明において、Ｘ線を放射するために陽極から陰極へと流
れる管電流を検出する管電流検出手段を設け、磁場制御
手段は、この管電流検出手段による検出に基づいて、Ｘ
線量を所望の値に制御するために、磁場発生手段により
発生される磁場の磁場勾配を変化させるものである。

【００１６】請求項７対応の発明は、請求項５対応の発
明において、磁場制御手段は、コイルの回転速度に基づ
いて、Ｘ線量を所望の値に制御するために、磁場発生手
段により発生される磁場の磁場勾配を変化させるもので
ある。

【００１７】請求項８対応の発明は、請求項５対応の発
明において、Ｘ線を放射するために陽極から陰極へと流
れる管電流を検出する管電流検出手段を設け、磁場制御
手段は、管電流検出手段による検出に基づいて、管電流
を所望の値に制御するため、磁場発生手段により発生さ
せる磁場の磁場勾配を変化させるものである。

【００１８】請求項９対応の発明は、請求項５対応の発
明において、Ｘ線を放射するために陽極から陰極へと流
れる管電流を検出する管電流検出手段を設け、磁場制御
手段は、管電流検出手段による検出に基づいて、管電流
を所望の値に制御するため、磁場発生手段により発生さ
せる磁場の強さを時間的に変化させるものである。

【００１９】請求項１０対応の発明は、請求項１対応の
発明において、Ｘ線検出手段は、環状に形成され、陽極
と同一の中心軸上の異なる中心点を有する円周に配置さ
れたものである。

【００２０】請求項１１対応の発明は、請求項１対応の
発明において、Ｘ線検出手段は、陽極の内側で、この環
状の陽極と同一の中心を有する同一円周上に配置された
複数個のＸ線検出器から構成され、これらの各Ｘ線検出
器は、それぞれ中心を介して各陰極と対向し、常にそれ
ぞれ陰極と対向した状態を保持しつつ、陰極と対になっ
て回転すると共に、他の陰極とその対向する他のＸ線検
出器との間には位置しないものである。

【００２１】請求項１２対応の発明は、請求項１１対応
の発明において、陰極の個数が奇数であるものである。
請求項１３対応の発明は、請求項１１対応の発明におい
て、Ｘ線検出手段を構成する各Ｘ線検出器により検出さ
れた検出信号は、光伝送方法により送信されるものであ
る。請求項１４対応の発明は、請求項１対応の発明にお
いて、陽極を回転させる陽極回転手段を設けたものであ
る。

【００２２】

【作用】請求項１対応の発明において、複数個の陰極は
回転手段により回転し、各陰極は、それぞれ非接触電力
供給手段により非接触で電力が供給されたフィラメント
により加熱される。各陰極と陽極との間には電圧が印加
され、加熱された各陰極から電子が放出される。この電
子は対向する陽極に衝突して各Ｘ線が放射される。

【００２３】放射されたＸ線は、撮影対象に照射され、
この撮影対象を透過した各Ｘ線がＸ線検出手段により検
出される。このＸ線検出手段によるＸ線検出に基づいて
撮影対象の内部構造が画像化される。

【００２４】請求項２対応の発明においては、陽極から
陰極へ流れる管電流が管電流検出手段により検出され、
この検出に基づいて、管電流を所望の値に制御するため
に、フィラメント電力制御手段により、非接触電力供給
手段による各フィラメントへの電力供給量が制御され
る。

【００２５】請求項３対応の発明においては、磁場発生
手段により、複数の陰極が配置された第１の円周と同一
の中心軸を有する第２の円周に沿って一様でない磁場が
発生される。各陰極のフィラメントに設けられたコイル
は、そのコイル面が磁場の磁束に垂直に、その磁場の中
を回転する。従って、コイル面を通過する磁束が変化す
るので、電磁誘導によりコイルには起電力が発生し、フ
ィラメントに電力が供給される。

【００２６】請求項４対応の発明においては、磁場発生
手段により発生される磁場の強さが、磁場制御手段によ
り変化される。従って、コイルからフィラメントへ供給
される電力が変化して、陰極の加熱量が変化する。すな
わちＸ線量が変化する。

【００２７】請求項５対応の発明においては、陽極から
陰極へと流れる管電流や陰極の回転速度等のスキャン条
件に基づいて、磁場発生手段により発生される磁場の強
さが、磁場制御手段により変化される。従って、スキャ
ン条件によって磁場の強さが変化し、コイルからフィラ
メントへ供給される電力が変化して、陰極の加熱量が変
化する。すなわち、スキャン条件に基づいてＸ線量が変
化する。

【００２８】請求項６対応の発明においては、陽極から
陰極へ流れる管電流が管電流検出手段により検出され、
この検出に基づいて、Ｘ線量を所望の値に制御するため
に、磁場発生手段により発生される磁場の磁場勾配が、
磁場制御手段により変化される。従って、管電流によっ
て磁場勾配が変化し、フィラメントに供給される電力が
変化し、陰極の加熱量が変化する。すなわち、管電流に
基づいてＸ線量が所望の値に制御される。

【００２９】請求項７対応の発明においては、コイルの
回転速度に基づいて、Ｘ線量を所望の値に制御するため
に、磁場発生手段により発生される磁場の磁場勾配が、
磁場制御手段により変化される。従って、コイルの速度
によって磁場勾配が変化し、フィラメントに供給される
電力が変化し、陰極の加熱量が変化する。すなわち、コ
イルの回転速度に基づいてＸ線量が所望の値に制御され
る。

【００３０】請求項８対応の発明においては、陽極から
陰極へ流れる管電流が管電流検出手段により検出され、
この検出に基づいて、管電流を所望の値に制御するた
め、磁場発生手段により発生させる磁場の磁場勾配が、
磁場制御手段により変化される。従って、管電流によっ
て磁場勾配が変化し、フィラメントに供給される電力が
変化し、陰極の加熱量が変化する。すなわち、管電流に
基づいて管電流が所望の値に制御される。

【００３１】請求項９対応の発明においては、陽極から
陰極へ流れる管電流が管電流検出手段により検出され、
この検出に基づいて、管電流を所望の値に制御するた
め、磁場発生手段により発生させる磁場の強さが、磁場
制御手段により時間的に変化される。従って、管電流に
より磁場の強さが時間的に変化し、静止したコイルから
でもフィラメントへ電力が供給され、陰極が加熱され
る。すなわち、管電流に基づいて管電流が所望の値に制
御される。

【００３２】請求項１０対応の発明においては、環状に
形成されたＸ線検出手段は、環状の陽極の同一の中心軸
上の異なる中心点を有する円周に配置される。従って、
陽極から放射されたＸ線は、陽極の中心を通らずに、撮
影対象を透過してＸ線検出手段により検出される。

【００３３】請求項１１対応の発明においては、Ｘ線検
出手段は、複数個のＸ線検出器から構成され、各Ｘ線検
出器は、陽極と同一の中心を有する同一円周上に配置さ
れ、それぞれ中心を介して各陰極と対向し、この対向し
た状態を保持しつつ、陰極とついになって回転する。し
かも他の陰極とその対応する他のＸ線検出機との間には
位置しない。

【００３４】従って、陰極から放出された電子が陽極に
衝突して放射されるＸ線は、中心を介してＸ線検出器の
方向に放射される。この中心付近に配置される撮影対象
にＸ線が照射され、この撮影対象を透過したＸ線がＸ線
検出器により検出される。

【００３５】例えば、撮影対象が人体の場合には、人体
の体軸に対して垂直にＸ線が照射・投影される。請求項
１２対応の発明においては、陰極の個数は奇数であるの
で、各陰極を等しい角度間隔で配置し、この各陰極に対
向して各Ｘ線検出器を配置しても、各Ｘ線検出器が他の
Ｘ線検出器とその対向する他の陰極との間に位置するこ
とはない。

【００３６】請求項１３対応の発明においては、各Ｘ線
検出器により検出された検出信号は、光伝送方式により
送信され、この送信された信号に基づいて撮影対象の内
部構造が画像化される。請求項１４対応の発明において
は、陽極回転手段により、陽極が回転される。

【００３７】

【実施例】以下、この発明の第１実施例を図１及び図２
を参照して説明する。図１及び図２は、この発明を適用
した回転多陰極ＣＴ装置の要部構成を示す図である。な
お、この回転多陰極ＣＴ装置は、図示しないが、図１に
示す構成の他に、図１で示す構成により得られたＸ線像
を解析してモニタ等に表示させる画像データ処理装置を
備えている。

【００３８】図１( ａ )は、回転多陰極ＣＴ装置の側面
の断面図であり、図１( ｂ )は、回転多陰極ＣＴ装置の
陰極のフィラメントへの電力供給回路を示すである。図
２( ａ )は、回転多陰極ＣＴ装置の陰極の配置を示す図
であり、図２( ｂ )は、回転多陰極ＣＴ装置の陰極のフ
ィラメントへの電力供給の構成を示す図である。

【００３９】１は、ドーナッツ状に形成されたＸ線管で
ある。そのドーナッツ状の真空容器２は、セラミックス
またはガラス等の絶縁材料を使用して形成されている。
この真空容器２内には、この真空容器２の内部形状に沿
ってリング状に形成された陽極３が固定して配置され、
この陽極３には前記真空容器２の外部の高電圧電源４の
正極が接続されている。

【００４０】前記真空容器２内に前記陽極３に対向して
所定個数( ４個 )の陰極５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが設け
られ、この各陰極５ａ〜５ｄには、加熱のためのフィラ
メント( 図示せず )及び電子の放出方向を制御するため
の電界レンズ( 図示せず )が設けられている。この各陰
極５ａ〜５ｄはそれぞれ、前記真空容器２内に設けられ
たボール軸受のリング状のスライダー６に固定されたド
ラム７上に所定間隔(９０°間隔 )に固定されている。
このドラム７は、導電体で、前記真空容器２の内部形状
に沿って円筒状に形成されている。

【００４１】前記スライダー６の軌道としてのボール軸
受のカイドレール８は、前記真空容器２の内部形状に沿
ってリング状に形成されて前記真空容器２内に固定され
ており、前記高電圧電源４のグラウンド( 負極 )に接続
されている。

【００４２】前記真空容器２の外側に配置された複数個
のステータコイル９ａ〜９ｘ〜に交流電流を流すことに
より発生する回転磁界により、前記ドラム７は、その表
面に渦電流が発生してロータとして回転する。

【００４３】従って、このドラム７の回転により、前記
各スライダー６に固定された前記各陰極５ａ〜５ｄが、
前記真空容器２内を回転する。前記各陰極５ａ〜５ｄの
フィラメントは、直列に前記真空容器２の内部形状に沿
ってリング状に形成され固定された２次コイル１０と接
続されており、前記真空容器２の外側には前記２次コイ
ル１０の内側を通るコア１１が１か所又は数箇所に設け
られている。このコア１１には１次コイル１２が設けら
れている。すなわち、前記２次コイル１０、前記コア１
１及び前記１次コイル１２によりトランスが構成されて
いる。

【００４４】従って、この１次コイル１２に交流電流を
供給することにより、前記２次コイル１０に交流電流が
発生して、前記各陰極５ａ〜５ｄのフィラメントに電力
が供給され、この各陰極５ａ〜５ｄが加熱される。

【００４５】１３は、前記ドラム７の表面にストライプ
的に設けられた反射部からの反射光を検出する反射型光
学式センサからなる角度位置検出器であり、検出した反
射光のパルス数から前記各陰極５ａ〜５ｄの位置を計測
する。

【００４６】このように前記各陰極５ａ〜５ｄが加熱さ
れた状態で、前記高電圧電源４より高電圧が前記陽極３
に印加されると、グラウンドに前記ガイドレール８及び
前記スライダー６を介して接続された前記各陰極５ａ〜
５ｄから放出された電子が前記陽極３に衝突し、Ｘ線が
放射される。このとき前記ドラム７の回転に伴って、前
記各陰極５ａ〜５ｄもまた回転しているので、その放射
されるＸ線の放射方向もまた回転する。

【００４７】このＸ線の放射方向には、Ｘ線を検出する
Ｘ線検出器１４が配置されている。このＸ線検出器１４
は、前記真空容器２の内部形状に対応してリング状に形
成され、全ての放射方向にわたってＸ線を検出できるよ
うになっている。

【００４８】図３は、回転多陰極ＣＴ装置の要部回路構
成を示すブロック図である。前記Ｘ線管１は、上述した
ように、前記陽極３及び前記陰極５ａ〜５ｄから構成さ
れ、さらに前記陰極５ａ〜５ｄを回転させるための陰極
回転機構部１ａ及び後述する第２実施例において説明す
る前記陽極３を回転させる陽極回転機構部１ｂが設けら
れている。

【００４９】前記陰極回転機構部１ａは、前記スライダ
ー６及び前記ガイドレール８からなるボール軸受、前記
ドラム７及び前記ステータコイル９ａ〜９ｘ〜から構成
され、前記陽極回転機構部１ｂは、後述する第２実施例
において説明されるが、基本的には、前記陰極回転機構
部１ａと同様にスライダー及びガイドレールからなるボ
ール軸受と、ドラム及びステータコイルから構成されて
いる。

【００５０】制御部１５は、前記角度位置検出器１３か
らの信号を入力して、前記Ｘ線管１の前記陽極３と前記
陰極５ａ〜５ｄとに印加する電圧、前記ステータコイル
９ａ〜９ｘ〜への通電制御等を行うと共に、前記２次コ
イル１０、前記コア１１及び前記１次コイル１２からな
るトランス部１６の１次コイルへの交流電流の通電制御
を行うようになっている。

【００５１】前記Ｘ線管１から放射されたＸ線を検出す
る前記Ｘ線検出器１４は、Ｘ線を検出すると、Ｘ線のエ
ネルギーを電気信号に変換して検出信号として出力す
る。この検出信号は、前記制御部１５からの制御信号を
入力したＤＡＳ( データ収集装置 )１７により収集さ
れ、この収集されたＸ線検出データ( 投影データ )が画
像再構成部１８に入力される。

【００５２】この画像再構成部１８では、前記制御部１
５からの制御信号に基づいてＸ線検出データを画像デー
タに再構成し、この再構成された画像データがモニタ１
９に供給され、その画像( Ｘ線投影画像 )がモニタ１９
に表示される。

【００５３】このような構成の第１実施例においては、
制御部１５は、陰極回転機構部１ａのステータコイル９
ａ〜９ｘ〜への通電を制御してドラム７を回転させる。
すると、ボール軸受のスライダー６がガイドレール８上
を駆動して、ドラム７上に固定された複数の陰極５ａ〜
５ｄが回転する。

【００５４】また制御部１５は、１次コイル１２への通
電を制御して２次コイル１０を介して陰極５ａ〜５ｄの
フィラメントへ交流電流が供給される。ここで、フィラ
メントへの交流電流の供給により陰極５ａ〜５ｄが十分
加熱され、陽極３と陰極５ａ〜５ｄとの間に高電圧電源
４からの電圧を印加すると、陰極５ａ〜５ｄから電子が
陽極３に向かって放出され、電子が陽極３に衝突する。
この時Ｘ線が放射され、撮影対象( 例えば人体 )に照射
される。

【００５５】陰極５ａ〜５ｄの回転に伴って、各Ｘ線の
照射方向が撮影対象の回りに回転する。従って、この第
１実施例のように４個の陰極５ａ〜５ｄを９０°間隔に
配置すれば、陰極５ａ〜５ｄを角度位置検出器１３によ
る検出信号に基づいて１／４回転させれば、撮影対象の
１断面の撮影が完了する。

【００５６】撮影対象を透過したＸ線は、Ｘ線検出器１
４により検出され、その検出信号がＤＡＳ１７に入力さ
れる。このＤＡＳ１７で収集されたデータは、画像再構
成部１８に供給され、画像が再構成されてモニタ１９に
表示される。

【００５７】このように第１実施例によれば、複数の陰
極５ａ〜５ｄと、これらの陰極５ａ〜５ｄを回転させる
陰極回転機構部１ａとを設けたことにより、剛性の高
い、大規模なハードウエア構成及び大出力のアクチュエ
ータを必要とせずに、Ｘ線の超高速スキャンを実現する
ことができる。さらに、回転させる陰極の個数を増やす
ことにより、Ｘ線のスキャン速度を陰極の個数倍で高速
化を実現することができる。

【００５８】また、陰極５ａ〜５ｄを構成するフィラメ
ントへの電力供給を、２次コイル１０、コア１１及び１
次コイル１２からなるトランス部１６で行うことによ
り、従来、電気的接点にブラシを接触させ、このブラシ
を介してフィラメントへ電力を供給していた場合、電気
的接点及びブラシの磨耗による寿命が問題になっていた
が、この第１実施例によれば、そのような寿命の問題は
ない。

【００５９】この発明の第２実施例を図４を参照して説
明する。上述した第１実施例が、陰極５ａ〜５ｄのみを
回転するものであったのに対して、この第２実施例は、
陰極５ａ〜５ｄと同様に陽極も回転すると共にＸ線の線
量を制御できるようにしたものである。ここでは、上述
した第１実施例と同一部材には同一符号を付してその説
明は省略する。

【００６０】Ｘ線管２１の真空容器２２内には、この真
空容器２２の内部形状に沿ってリング状に形成された陽
極２３が、前記真空容器２２の内部形状に沿って円筒状
に形成されたドラム２４に固定され、さらにボール軸受
のガイドレール２５ａが、前記真空容器２２の内部形状
に沿ってリング状に形成されて前記真空容器２２内に固
定されており、このボール軸受のリング状のスライダー
２５ｂに前記ドラム２４が固定されている。前記ガイド
レール２５ａには、高電圧電源４の正極が接続されてい
る。

【００６１】前記前記真空容器２２の外側に配置された
１個又は複数個のステータコイル２６ａ〜２６ｘ〜に交
流電流を流すことにより発生する回転磁界により、前記
ドラム２４は、その表面に渦電流が発生してロータとし
て回転する。

【００６２】従って、このドラム２４の回転により、前
記陽極２３が前記真空容器２２内を回転する。前記陽極
２３が前記ドラム２４に固定される角度は、前記陰極５
ａ〜５ｄから放出された電子がこの陽極２３に衝突して
放射されるＸ線が、このドーナッツ状のＸ線管２１の内
側の中心を通過するように設定される。すなわち、撮影
対象を人体としたときに、人体の体軸に対して直角にＸ
線を照射できるようになっている。

【００６３】２７ａ，２７ｂは、それぞれ前記Ｘ線管２
１から放射されたＸ線を検出するＸ線検出器であり、前
記Ｘ線管２１の内側形状に沿ってリング状に形成され、
このドーナッツ状のＸ線管２１の内側に、前記Ｘ線管２
１からのＸ線の放射路を避けて配置されている。さらに
このＸ線検出器２７ａ，２７ｂと前記Ｘ線管２１との間
には、Ｘ線を遮蔽するコリメータ２８ａ，２８ｂが前記
Ｘ線管２１からのＸ線の放射路をあけて配置されてい
る。このコリメータ２８ａ，２８ｂは、それぞれ前記Ｘ
線管２１の内側形状に沿ってリング状に形成され、この
Ｘ線検出器２７ａ，２７ｂが前記Ｘ線管２１側から直接
Ｘ線が照射されないようにしている。

【００６４】また、ガイドレール８は、電流検出用の抵
抗２９を介して前記高電圧電源４のグラウンドに接続さ
れ、前記ガイドレール８と前記抵抗２９との接続点か
ら、検出信号( 電圧信号 )が交流電流制御部３０へ供給
され、この交流電流制御部３０は、この供給された検出
信号に基づいて、１次コイル１２へ供給する交流電流を
制御し、各陰極５ａ〜５ｄのフィラメントへの電流を制
御し、各陰極５ａ〜５ｄの加熱量を制御して、放射され
るＸ線量を制御する。

【００６５】なお、この第２実施例における要部回路構
成は、前述した第１実施例の図３で説明したものと同様
であるので、ここではその説明は省略する。陽極回転機
構部１ｂは、前記ガイドレール２５ａ及び前記スライダ
ー２５ｂからなるボール軸受と前記ドラム２４及び前記
ステータコイル２６ａ〜２６ｘ〜とから構成されてい
る。

【００６６】このような構成の第２実施例においては、
制御部１５は、陰極回転機構部１ａのステータコイル９
ａ〜９ｘ〜への通電を制御してドラム７を回転させると
共に、陽極回転機構部１ｂのステータコイル２６ａ〜２
６ｘ〜への通電を制御して前記ドラム７とは反対の回転
方向にドラム２４を回転させる。するとボール軸受のス
ライダー６がガイドレール８上を駆動して、ドラム７上
に固定された複数の陰極５ａ〜５ｄが回転すると共に、
ボール軸受のスライダー２５ｂがガイドレール２５ａ上
を駆動して、ドラム２４上に固定された陽極３が回転す
る。

【００６７】また、抵抗２９により陰極５ａ〜５ｄから
陽極３へ電子が放出されることにより陽極３から陰極５
ａ〜５ｄに流れる電流が検出される。この抵抗２９から
出力される検出電圧に基づいて、制御部１５は交流電流
制御部３０を介して１次コイル１２への通電を制御し、
２次コイル１０を介して陰極５ａ〜５ｄのフィラメント
へ交流電流が供給制御される。

【００６８】例えば、制御部１５が交流電流制御部３０
を介して行う交流電流の供給制御は、抵抗２９により出
力される検出電圧が所定の検出電圧より高ければ１次コ
イル１２へ供給する交流電流の電力を下げ、検出電圧が
所定の検出電圧より低ければ１次コイル１２へ供給する
交流電流の電力を上げる。

【００６９】フィラメントへの交流電流の供給により陰
極５ａ〜５ｄが十分加熱され、陽極３と陰極５ａ〜５ｄ
との間に高電圧電源４からの電圧を印加すると、陰極５
ａ〜５ｄから電子が陽極３に向かって放出され、電子が
陽極３に衝突する。この時Ｘ線が放射され、撮影対象(
例えば人体 )に照射される。

【００７０】陰極５ａ〜５ｄの回転に伴って、各Ｘ線の
照射方向が撮影対象の回りに回転する。従って、この第
１実施例のように４個の陰極５ａ〜５ｄを９０°間隔に
配置すれば、陰極５ａ〜５ｄを角度位置検出器１３によ
る検出信号に基づいて１／４回転させれば、撮影対象の
１断面の撮影が完了する。

【００７１】また、この撮影中陽極３は陰極５ａ〜５ｄ
の回転とは反対の回転方向に回転しているので、陽極３
上の所定の箇所における電子が衝突している時間が短縮
される。

【００７２】撮影対象を透過したＸ線は、Ｘ線検出器１
４により検出され、その検出信号がＤＡＳ１７に入力さ
れる。このＤＡＳ１７で収集されたデータは、画像再構
成部１８に供給され、画像が再構成されてモニタ１９に
表示される。

【００７３】このように第２実施例によれば、上述した
第１実施例と同様な効果を得るこができる。さらに、陽
極３を回転させる陽極回転機構部１ｂを設けたことによ
り、撮影中( Ｘ線の放射時 )に、陽極３上の所定の箇所
における電子が衝突している時間が短縮され、陽極３の
溶解を防止することができる。

【００７４】また、陰極５ａ〜５ｄから陽極３へ電子が
放出されることにより、陽極３から陰極５ａ〜５ｄへ流
れる電流( 管電流 )を検出する抵抗２９と、この抵抗２
９の出力電圧により１次コイル１２への交流電流を制御
するための交流電流制御部３０を設けたことにより、管
電流を適性に制御することができ、その結果撮影対象に
照射するＸ線量を適正な値に制御することができ、撮影
対象が人体のときには、Ｘ線の被曝量を最小限に抑制す
ることができる。

【００７５】この発明の第３実施例を図５を参照して説
明する。上述した第１実施例及び第２実施例において、
陰極５ａ〜５ｄの各フィラメントを直列に２次コイル１
０に接続されていたものであるのに対して、この第３実
施例は、各フィラメントを並列に接続したものである。

【００７６】図５( ａ )は、この発明を適用した回転多
陰極ＣＴ装置の要部構成の一部を示す図である。図５(
ｂ )は、陰極５ａ〜５ｄのフィラメントへの電力供給回
路を示す図である。

【００７７】真空容器２の外側には、所定個数のコア１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが所定間隔( ９０°間隔
)に配置されており、前記真空容器２により前記コア１
１ａ〜１１ｄの欠落してい部分を補うように、前記真空
容器２内にはコア補間部４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１
ｄが、前記ドラム７の一端に固定されている。この各コ
ア補間部４１を周回するように、各陰極５ａ〜５ｄのフ
ィラメントの一端からの導線ａ，ｂ，ｃ，ｄが順番に配
線され、これらの６導線は１本に接続され、再び各陰極
のフィラメントの他端に分岐される。

【００７８】前記各コア１１ａ〜１１ｄには、それぞれ
１次コイル１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが設けられ
ている。このような構成の第３実施例においては、陰極
５ａ〜５ｄのフィラメントへの電力供給方法としては、
コア１１ａ〜１１ｄとコア補間部４１ａ〜４１ｄとによ
り、より完全な磁気回路が形成され、このコアに設けら
れた２次巻線として導線に対して陰極のフィラメントが
並列に接続される。

【００７９】このように第３実施例によれば、上述した
第１実施例と同様の効果を得ることができる。この発明
の第４実施例を図６乃至図１３を参照して説明する。

【００８０】上述した第１実施例乃至第３実施例におい
て、陰極５ａ〜５ｄのフィラメントへの電力供給をトラ
ンス結合により行うものであるのに対して、この第４実
施例は、コアを使用しない電磁誘導により電力供給を行
うものである。

【００８１】図６は、この発明を適用した回転多陰極Ｃ
Ｔ装置の要部構成を示す図であり、図７は、その変形例
を示す図である。なお、図６と図７との例の違いは、磁
石(電磁石 )の配置方法が異なるという点である。図８
及び図９は上述した２つの例のそれぞれの磁石( 電磁石
)の配置を示す図である。

【００８２】基本的な回転多陰極ＣＴ装置としての構成
は、上述した実施例と同様であるが、ここでは簡単のた
め、同一部材には第１実施例で使用した同一の符号を付
してその説明は省略する。

【００８３】図６に示す例は、Ｘ線管１の真空容器２の
外側に、それぞれ互いに対向する１対の磁石( 電磁石 )
を１組として複数組の磁石( 電磁石 )５１ａ，５１ｂ〜
６２ａ，６２ｂを円形に配置する。その円形配置方法
は、図６及び図８に示すように、各組の前記磁石( 電磁
石 )５１ａ，５１ｂ〜６２ａ，６２ｂを、それぞれドー
ナッツ状の前記Ｘ線管１の外形状に沿って平行かつ放射
状に配列するもので、このとき、これらの各組の前記磁
石( 電磁石 )間( 例えば磁石５１ａと磁石５１ｂとの間
)に発生する磁束は、放射状に前記Ｘ線管１が作る面に
平行となる。

【００８４】陰極５ａ〜５ｄの各フィラメントにはコイ
ル６３ａ〜６３ｄ( ６３ｂ及び６３ｄは図示せず )が接
続され、この各コイル６３ａ〜６３ｄの作る面は、ドー
ナッツ状の前記Ｘ線管１の接線方向に平行かつ前記Ｘ線
管１の作る面に垂直に形成される。前記各コイル６３ａ
〜６３ｄは、各組の前記磁石( 電磁石 )５１ａ，５１ｂ
〜６２ａ，６２ｂ間に位置し、前記陰極５ａ〜５ｄの回
転に応じて回転して、この各コイル６３ａ〜６３ｄの作
る面は、前記磁石( 電磁石 )５１ａ，５１ｂ〜６２ａ，
６２ｂ間に発生する磁束を鎖交するようにする。

【００８５】また、図７に示す例は、Ｘ線管１の真空容
器２の外側に配置する複数組の磁石( 電磁石 )７１ａ，
７１ｂ〜７８ａ，７８ｂの円形配置方法として、図７及
び図９に示すように、複数組の前記磁石( 電磁石 )７１
ａ，７１ｂ〜７８ａ，７８ｂをドーナッツ状の前記Ｘ線
管１の作る面に垂直に配列するもので、このとき、これ
らの各組の前記磁石( 電磁石 )間( 例えば磁石７１ａと
磁石７１ｂとの間 )に発生する磁束は、互いに平行に前
記Ｘ線管１の作る面に垂直となる。

【００８６】陰極５ａ〜５ｄの各フィラメントに接続さ
れた各コイル７９ａ〜７９ｄの作る面は、ドーナッツ状
の前記Ｘ線管１の作る面に平行に形成される。前記各コ
イル７９ａ〜７９ｄは、各組の前記磁石( 電磁石 )７１
ａ，７１ｂ〜７８ａ，７８ｂ間に位置し、前記陰極５ａ
〜５ｄの回転に応じて回転して、この各コイル７９ａ〜
７９ｄの作る面は、前記磁石( 電磁石 )７１ａ，７１ｂ
〜７８ａ，７８ｂ間に発生する磁束を鎖交するようにす
る。

【００８７】上述した２つの例で磁石( 電磁石 )は円形
に配置されているが、その基本的な設計は、例えば図１
０に示すように、互いに対向する１対１組の磁石( 電磁
石 )８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂ
…を、その磁石( 電磁石 )の配列方向の長さａ間隔で配
置する。陰極のフィラメントに接続するコイル８４は、
前記磁石８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８
３ｂ…間に発生する磁束を鎖交するように移動する。前
記磁石( 電磁石 )８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８
３ａ，８３ｂ…の配列方向の長さと陰極のフィラメント
に接続するコイル８４の移動方向の幅とを等しくする。

【００８８】もちろん、これは一例であって他の設計方
法も可能である。図１１は、回転多陰極ＣＴ装置の要部
回路構成を示すブロック図である。図１１においても基
本的には第１実施例の図３と同様な構成になっている。
図３の構成と異なるのは、トランス部１６がない点であ
る。

【００８９】すなわち、制御部８５は、図３における前
記制御部１５と同様に、前記角度位置検出器１３からの
信号を入力して、前記Ｘ線管１の前記陽極３と前記陰極
５ａ〜５ｄとに印加する電圧、前記ステータコイル９ａ
〜９ｘ〜への通電制御等を行うと共に、電磁石５１ａ，
５１ｂ〜６２ａ，６２ｂから構成される磁場制御部８６
の通電制御を行うようになっている。

【００９０】このような構成の第４実施例において、図
１０に示す構成において、コイル８４に発生する起電力
Ｕは、磁石( 電磁石 )８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２
ｂ，８３ａ，８３ｂ…が作る磁場の磁束密度Ｂ、この磁
石( 電磁石 )が作る磁場を横切るコイル８４の長さＬ、
コイル８４の面積Ｓ、コイル８４の移動速度ｖ、コイル
８４を鎖交する磁束Φにより、電磁誘導の法則に基づい
て、Ｕ＝ｄΦ／ｄｔ・・・・・( １ ) という微分式( １ )で求められる。すなわち、単位時間
当りの磁束Φの変化量により起電力Ｕが決定される。こ
こで、Φ＝Ｂ×Ｓ、Ｓ＝Ｌｖｔであるから、Ｕ＝ＢｖＬ・・・・・( ２ ) という式( ２ )が求められる。すなわち、起電力Ｕの大
きさは、磁場を横切るコイルの長さＬを固定値とする
と、磁束密度Ｂ及び移動速度ｖに比例する。

【００９１】図７及び図９の例については、磁石( 電磁
石 )５１ａ，５１ｂ〜６２ａ，６２ｂ又は磁石( 電磁石
)７１ａ，７１ｂ〜７８ａ，７８ｂにより発生される磁
場の強さ( 磁束密度Ｂ )は、図１２に示すような分布Ｆ
になる。なお、図１２中のＧは、フィラメントに接続さ
れたコイル６３ａ〜６３ｄ又はコイル７９ａ〜７９ｄの
軌道を示している。従って、このコイルの軌道Ｇ上にお
いて、磁束密度の高い領域と磁束密度の低い( 理想的に
は磁束密度Ｂが０ )領域とが交互に分布する。磁束密度
の高い領域は、一対の磁石( 電磁石 )間を通過する部分
であり、磁束密度の低い領域が１組の磁石( 電磁石 )と
他の１組の磁石( 電磁石 )との間の部分である。

【００９２】この磁束密度の高い領域と磁束密度の低い
領域とを交互にコイル６３ａ〜６３ｄ又は７９ａ〜７９
ｄが通過することにより、このコイル６３ａ〜６３ｄ又
は７９ａ〜７９ｄを鎖交する磁束Φは時間的に変化する
ことになる。このとき、高い領域と低い領域との磁束密
度Ｂの差及びコイル６３ａ〜６３ｄ又は７９ａ〜７９ｄ
の移動速度ｖ( 陰極５ａ〜５ｄ( フィラメント )の回転
速度ｖ )が、単位時間当りの磁束Φの変化量を決定す
る。

【００９３】ここで、磁石として永久磁石を採用すれ
ば、その発生する磁場の強さ( 磁束密度Ｂ )を制御する
ことはできず、図１２に示す分布Ｆの定常磁場となる。
従って、フィラメントへの電力供給を制御するには、陰
極５ａ〜５ｄ( フィラメント )の回転速度ｖを制御し
て、コイル６３ａ〜６３ｄ又は７９ａ〜７９ｄを鎖交す
る単位時間当りの磁束Φの変化量を制御する。

【００９４】しかし、磁石として電磁石を採用すれば、
磁場の強さ( 磁束密度Ｂ )を制御することができるの
で、コイル６３ａ〜６３ｄ又は７９ａ〜７９ｄを鎖交す
る単位時間当りの磁束Φの変化量を制御することがで
き、フィラメントへの電力供給を制御することができ
る。従って、この電磁石を採用した場合には、陰極５ａ
〜５ｄ( フィラメント )の回転速度ｖを制御する以外
に、電磁石への通電を制御して磁場の強さを制御するこ
とにより、フィラメントへの電力供給の制御を行うこと
ができる。もちろん、陰極５ａ〜５ｄの回転速度ｖと共
に電磁石への通電を制御して、フィラメントへの電力供
給の制御を行っても良い。

【００９５】制御部８５は、磁場制御部８６を介して、
例えば、陰極回転機構部１ａへの制御から得られる陰極
５ａ〜５ｄの回転速度ｖに基づいて、電磁石５１ａ，５
１ｂ〜６２ａ，６２ｂ( 電磁石７１ａ，７１ｂ〜７８
ａ，７８ｂについてもまったく同様な議論となるので、
以下電磁石７１ａ，７１ｂ〜７８ａ，７８ｂについての
説明は省略する )により発生させる磁場の強さ( 磁束密
度Ｂ )を制御し、コイル６３ａ〜６３ｄを鎖交する単位
時間当りの磁束Φの変化量を制御して、陰極５ａ〜５ｄ
のフィラメントへの電力供給を最適化する。

【００９６】例えば、陰極５ａ〜５ｄの回転速度が所定
の回転速度より速ければ、電磁石５１ａ，５１ｂ〜６２
ａ，６２ｂへの電力供給レベルを下げてその発生させる
磁場の強さ( 磁束密度Ｂ )を下げることにより、磁場の
強さの分布的( 位置的 )変化を小さくし、陰極５ａ〜５
ｄの回転速度が所定の回転速度より遅ければ、電磁石５
１ａ，５１ｂ〜６２ａ，６２ｂへの電力供給レベルを上
げてその発生させる磁場の強さ( 磁束密度Ｂ )を上げる
ことにより、その磁場の強さの分布的( 位置的)変化を
大きくする。

【００９７】また、上述した第２実施例で説明した抵抗
２９を使用して、陽極３から陰極５ａ〜５ｄに流れる管
電流を検出し、この抵抗２９の出力電圧に基づいて、制
御部８５は磁場制御部８６を介して、電磁石５１ａ，５
１ｂ〜６２ａ，６２ｂにより発生させる磁場の強さ( 磁
束密度Ｂ )を制御し、コイル６３ａ〜６３ｄを鎖交する
単位時間当りの磁束Φの変化量を制御して、陰極５ａ〜
５ｄのフィラメントへの電力供給を最適化する。

【００９８】例えば、抵抗２９の出力電圧が所定の電圧
より高ければ、電磁石５１ａ，５１ｂ〜６２ａ，６２ｂ
への電力供給レベルを下げてその発生させる磁場の強さ
( 磁束密度Ｂ )を下げることにより、その磁場の強さの
分布的( 位置的 )変化を小さくし、抵抗２９の出力電圧
が所定の電圧より低ければ、電磁石５１ａ，５１ｂ〜６
２ａ，６２ｂへの電力供給レベルを上げて、その発生さ
せる磁場の強さ( 磁束密度Ｂ )を上げることにより、そ
の磁場の強さの分布的( 位置的 )変化を大きくする。

【００９９】また、図１３に示すように、架台を固定し
てＸ線を曝射するスキャノグラム撮影においては、電磁
石が配置された固定点Ｍに、所定の１つのコイル８７を
位置させて静止させ、制御部８５は磁場制御部８６を介
して、固定点Ｍに配置された電磁石のみへの通電を時間
的に周期的に変化させる。この時、この固定点Ｍに配置
された電磁石により発生する磁場の強さ( 磁束密度Ｂ )
が時間的に周期的に変化し、固定点Ｍに静止させたコイ
ル８７を鎖交する磁束Φが時間的に周期的に変化するの
で微分式( １ )により明らかなように、起電力Ｕが発生
し、このコイルに接続されたフィラメントに電力が供給
され、陰極を加熱することができる。これにより、この
陰極から放出される電子によりＸ線が放射され、Ｄの領
域が撮影でき、この１回の撮影後、図１３( ｂ )に示す
ように、寝台８８を移動させて順次スキャノグラム撮影
が行なわれる。

【０１００】このスキャノグラム撮影については他の方
法もある。すなわち、制御部８５は磁場制御部８６を介
して電磁石を制御し、また、高電圧電源４から陽極と陰
極との間に供給する電力を制御することにより、陰極の
回転に伴って回転するコイルが固定点Ｍに位置したとき
にのみ、Ｘ線を放射させてスキャノグラム撮影を行う。
この１回の撮影でＤの領域が撮影でき、寝台を移動させ
て次にコイルが固定点Ｍに位置したときにＸ線を放射さ
せて、順次スキャノグラム撮影を行っていく。

【０１０１】このように第４実施例によれば、前述した
第１実施例と同様な効果を得ることができる。さらに、
磁場を発生させる磁石又は電磁石と、陰極のフィラメン
トに接続され、この磁場の中を移動するコイル６３ａ〜
６３ｄ又は７９ａ〜７９ｄとを設けたことにより、非接
触でフィラメントに電力を供給することができると共
に、磁石により発生する磁場の強さ( 磁束密度Ｂ )又は
電磁石により発生して制御される磁場( 磁束密度Ｂ )及
び陰極( フィラメント )の回転速度ｖによって、フィラ
メントへの供給電力量を決定することができる。

【０１０２】また、電磁石を使用した場合には、管電流
や陰極の回転速度等のスキャン条件により、電磁石に供
給する電力を制御して、その発生する磁場の強さ( 磁束
密度Ｂ )を制御して、コイル６３ａ〜６３ｄ又は７９ａ
〜７９ｄを鎖交する単位時間当りの磁束Φの変化量を制
御することにより、フィラメントによる陰極の加熱量を
制御することができ、その結果所望のＸ線量を得ること
ができる。

【０１０３】さらに、電磁石により発生させる磁場の強
さ( 磁束密度Ｂ )を時間的に周期的に変化させることに
より、陰極のフィラメントに接続されたコイルを回転さ
せずに静止させた状態でも、コイル６３ａ〜６３ｄ又は
７９ａ〜７９ｄを鎖交する単位時間当りの磁束Φの変化
量を制御することができ、このコイル６３ａ〜６３ｄ又
は７９ａ〜７９ｄを介してフィラメントへ電力を供給・
制御することができるので、スキャノグラム撮影が簡単
にできる。

【０１０４】この発明の第５実施例を図１５乃至図１８
を参照して説明する。上述した第１実施例においては、
ドーナッツ状のＸ線管１を使用し、Ｘ線検出器１４をこ
のＸ線管１の側面に配置したため、Ｘ線管１から放射さ
れるＸ線が、このＸ線管１の回転の中心から外れて、Ｘ
線検出器１４に到達する。すなわち、例えば人体等を撮
影した場合に、図１４に示すようにＸ線が人体の体軸に
対して垂直ではなく斜めに投影することになる。そのた
め、第２実施例においては、撮影対象を人体としたとき
に、その体軸に垂直にＸ線を照射するため、Ｘ線管２１
からＸ線を通すため、Ｘ線検出器２７ａ，２７ｂを２つ
に分かれた構造にし、このＸ線検出器２７ａ，２７ｂの
背後にＸ線管１から直接Ｘ線を照射されないようにコリ
メータ２８ａ，２８ｂを設けている。この第５実施例で
は、撮影対象としての人体の体軸に垂直にＸ線を照射す
るための他の方法を提示する。

【０１０５】図１５は、Ｘ線管９１の３個の陰極( フィ
ラメント )９２，９３，９４と３個のＸ線検出器９５，
９６，９７の配置位置を示す図である。図１５( ａ )は
断面図であり、図１５( ｂ )は陰極とＸ線検出器との配
置を示す図である。

【０１０６】前記各陰極９２，９３，９４は、それぞれ
１２０°間隔で配置されており、この各陰極に対向して
各Ｘ線検出器９５，９６，９７が配置されている。これ
らの各Ｘ線検出器９５，９６，９７の間には、前記各陰
極９２，９３，９４から放出された電子が陽極９８に衝
突して放射されるＸ線が通れるように隙間が設けられて
いる。これらのＸ線検出器９５，９６，９７は、前記各
陰極９２，９３，９４の回転と同一方向に一致して回転
するようになっている。すなわち、図１５( ｂ)に示す
前記陰極９２，９３，９４と前記Ｘ線検出器９５，９
６，９７との配置関係は固定維持される。

【０１０７】図１５に示した構成により、基本的には撮
影対象としての例えば人体の体軸に直角にＸ線を照射す
る方法を説明することもできるが、この第５実施例では
撮影時間の短縮等の点でより有利な次の図１６に示す構
成に基づいて説明する。

【０１０８】図１６は、５個の陰極と５個のＸ線検出器
との配置位置を示す図である。陰極( フィラメント )１
０１〜１０５は、それぞれ７２°ピッチで配置されてお
り、この各陰極１０１〜１０５に対向して各Ｘ線検出器
１０６〜１１０が配置されている。これらの各Ｘ線検出
器１０６〜１１０の間にも、前記各陰極１０１〜１０５
から放出された電子が陽極３に衝突して放射されるＸ線
が通れるように隙間が設けられている。

【０１０９】これらのＸ線検出器１０６〜１１０は、回
転機構により前記各陰極１０１〜１０５の回転に同一方
向に一致して回転するようになっている。すなわち、前
記陰極１０１〜１０５と前記Ｘ線検出器１０６〜１１０
との配置関係は固定維持される。

【０１１０】図１７は、前記Ｘ線検出器１０６〜１１０
の光伝送を行うための構成を示す図である。図１５( ａ
)に示すように、前記各Ｘ線検出器１０６〜１１０に
は、図示しないが、シンチレータやフォトダイオードの
他に、増幅器、マルチプレクサ等の検出信号を処理する
回路が設けられている。これらの各Ｘ線検出器１０６〜
１１０の一方の側面には、光信号を送信する発光素子１
１１〜１１５，１１６〜１２０と前記回路からの検出信
号に基づいてこの発光素子を駆動するための付随回路と
からなる発光送信部が設けられている。なお発光素子と
しては、例えばＬＥＤ(light emitting diode )があ
る。

【０１１１】この各Ｘ線検出器１０６〜１１０の最初(
回転方向における最初 )の各発光素子１１１，１１６，
１２１，１２６，１３１はチャンネル切換用の発光素子
であり、チャンネルを切換えるための信号を送信する。
その他の各４個の発光素子１１２〜１１５，１１７〜１
２０，１２２〜１２５，１２７〜１３０，１３２〜１３
５がデータ送信用の発光素子で、この４個の発光素子は
全て同一のデータを送信する。

【０１１２】図１７( ｂ )に示すように、前記各Ｘ線検
出器に付属する各発光送信部に対向して、固定された受
光受信部１４０( 他の４個の受光受信部は図示せず )が
設けられている。この受光受信部１４０は、光信号を受
信する受光素子１４１〜１４５とこの受光素子からの信
号を処理するための付随回路とから構成されている。す
なわち、これらの固定された受光受信部に対向する位置
に、それぞれ回転する前記Ｘ線検出器１０６〜１１０が
順次通過するようになっている。なお受光素子として
は、例えばＰＤ(photo diode) がある。

【０１１３】前記各受光受信部の最初の受光素子( 最初
にＸ線検出器のチャンネル切換用の発光素子が対向する
)は、チャンネル切換用の受光素子であり、他の各４個
の受光素子はデータ受信用の受光素子である。

【０１１４】図１８は、回転多陰極ＣＴ装置の要部回路
構成を示すブロック図である。前記Ｘ線管１５１は、前
記陽極３及び前記陰極１０１〜１０５から構成され、さ
らに前記陰極１０１〜１０５を回転させるための陰極回
転機構部１５２及び前記陽極３を回転させる陽極回転機
構部１５３が設けられている。

【０１１５】回転側制御部１５４は、前記角度位置検出
器１３からの信号を入力して、前記Ｘ線管１５１の前記
陽極３と前記陰極１０１〜１０５とに印加する電圧、前
記陰極回転機構部１５２及び前記陽極回転機構部１５３
への通電制御を行うと共に、電磁石から構成される磁場
回転側制御部１５５の通電制御を行うようになってい
る。

【０１１６】前記Ｘ線管１５１から放射されたＸ線を検
出する前記各Ｘ線検出器１０６〜１１０から出力される
検出信号は、前記回転側制御部１５４からの制御信号を
それぞれ入力した第１ＤＡＳ( データ収集装置 )１５６
〜第５ＤＡＳ１６０により収集され、この収集された各
Ｘ線検出データ( 投影データ、パラレルのデジタルデー
タ )は、それぞれ第１Ｐ／Ｓ( parallel／serial )変換
部１６１〜第５Ｐ／Ｓ変換部１６５に入力されてシリア
ルのデジタルデータに変換される。この変換された各シ
リアルデータは、それぞれ第１発光送信部１６６〜第５
発光送信部１７０に入力され、この各発光送信部１６６
〜１７０では入力されたシリアルデータを発光送信す
る。

【０１１７】この各発光送信部１６６〜１７０から送信
された光信号は、それぞれ第１受光受信部１７１〜第５
受光受信部１７５のうち、その受信時に対向している１
個の受光受信部により受信される。

【０１１８】この各受光受信部１７１〜１７５で受信さ
れたシリアルデータはそれぞれ、第１のＳ／Ｐ( serial
／parallel )変換部１７６〜第５のＳ／Ｐ変換部１８０
に入力され、パラレルデータに変換される。この変換さ
れた各パラレルデータは、画像再構成部１８１へ入力さ
れると共に、パラレルデータの中のチャンネル切換信号
等のデータが固定側制御部１８２へ入力される。

【０１１９】この固定側制御部１８２は、前記各Ｓ／Ｐ
変換部１７６〜１８０からのデータに基づいて前記画像
再構成部１８１を制御する。この画像再構成部１８１で
は、前記固定側制御部１５からの制御信号に基づいてパ
ラレルデータ( Ｘ線検出データ )を画像データに再構成
し、この再構成された画像データがモニタ１８３に供給
され、その画像( Ｘ線投影画像 )がモニタ１８３に表示
される。

【０１２０】このような構成の第５実施例においては、
環状の陽極３の作る面内に、Ｘ線検出器１０６〜１１０
は各陰極１０１〜１０５に対向して配置される。そして
各Ｘ線検出器１０６〜１１０は、各陰極１０１〜１０５
の回転と共に回転する。各陰極１０１〜１０５から放出
された電子が陽極３に衝突して、Ｘ線が放射される。こ
の各Ｘ線は、それぞれ環状の陽極３の作る面内をＸ線検
出器１０６〜１１０の間を通って、対向するＸ線検出器
の方向に放射される。

【０１２１】従って、このＸ線は陽極３の中心に配置さ
れた撮影対象としての人体に照射され、この人体を透過
したＸ線が対向するＸ線検出器で検出される。従って、
人体の体軸を環状の陽極の作る面に対して、すなわちド
ーナッツ状のＸ線管の作る面に対して垂直に配置すれ
ば、Ｘ線は人体の体軸に対して垂直に照射される。

【０１２２】Ｘ線検出器１０６〜１１０で検出されたデ
ータは、発光送信部及び受光受信部を介して光伝送によ
り送受信される。このように第５実施例によれば、上述
した第１実施例と同様な効果を得ることができる。

【０１２３】さらに、各陰極１０１〜１０５に対向して
配置されたＸ線検出器１０６〜１１０を、陰極１０１〜
１０５と共に回転させ、各陰極１０１〜１０５から放出
された電子が衝突して陽極から発生するＸ線が陽極３の
中心を通って対向するＸ線検出器に放射されるように、
各Ｘ線検出器１０６〜１１０の間に隙間を設けたことに
より、Ｘ線管１の中心に配置された撮影対象としての人
体の対軸に対して垂直にＸ線を照射させることができ
る。すなわち、通常「やぶにらみ」と称される体軸に対
して斜めにＸ線が照射される現象を防止することができ
る。

【０１２４】また、回転するＸ線検出器１０６〜１１０
からデータを光伝送により送受信しているので、正確に
Ｘ線の検出データを送受信することができる。また、こ
の第５実施例では、陰極が３個と５個の例について説明
したが、このように陰極の個数を奇数にすることによ
り、陰極及びこの各陰極に対して対向するＸ線検出器を
等角度間隔で配置したときに、ちょうどＸ線検出器の間
に陰極が配置され、Ｘ線検出器の間から中心を介して対
向するＸ線検出器にＸ線を放射することができる。

【０１２５】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
剛性の高い、大規模なハードウエア構成及び大出力のア
クチュエータを必要とせずに、Ｘ線の超高速スキャンを
実現することができる回転多陰極ＣＴ装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例の回転多陰極ＣＴ装置の
側面を示す断面図及びフィラメントへの電力供給回路を
示す図。

【図２】同実施例の回転多陰極ＣＴ装置の陰極の配置を
示す図及びフィラメントへの電力供給の構成を示す図。

【図３】同実施例の回転多陰極ＣＴ装置の要部回路構成
を示すブロック図。

【図４】この発明の第２実施例の回転多陰極ＣＴ装置の
側面を示す断面図。

【図５】この発明の第３実施例の回転多陰極ＣＴ装置の
側面を示す断面図及びフィラメントへの電力供給回路を
示す図。

【図６】この発明の第４実施例の回転多陰極ＣＴ装置の
要部構成を示す図。

【図７】同実施例の回転多陰極ＣＴ装置の要部構成の変
形例を示す図。

【図８】同実施例の図６に示す回転多陰極ＣＴ装置の磁
石( 電磁石 )の配置を示す図。

【図９】同実施例の図７に示す回転多陰極ＣＴ装置の磁
石( 電磁石 )の配置を示す図。

【図１０】同実施例の回転多陰極ＣＴ装置の磁石( 電磁
石 )配置の基本的な設計方法の一例を示す図。

【図１１】同実施例の回転多陰極ＣＴ装置の要部回路構
成を示すブロック図。

【図１２】同実施例の回転多陰極ＣＴ装置の電磁石が形
成する磁場の分布を示す図。

【図１３】同実施例の回転多陰極ＣＴ装置によるスキャ
ノグラム撮影への応用を説明するための図。

【図１４】ドーナッツ状のＸ線管が作る面の外にＸ線検
出器を配置したときの、Ｘ線の投影状態を示す図。

【図１５】この発明の第５実施例の回転多陰極ＣＴ装置
のＸ線管( 陰極 )とＸ線検出器との配置を示す図。

【図１６】同実施例の回転多陰極ＣＴ装置の陰極とＸ線
検出器との配置の変形例を示す図。

【図１７】同実施例の図１６に示す回転多陰極ＣＴ装置
のＸ線検出器の光伝送を行うための構成を示す図。

【図１８】同実施例の回転多陰極ＣＴ装置の要部回路構
成を示すブロック図。

【符号の説明】

１，２１，９１，１５１…Ｘ線管、３，２３，９８…陽極、５ａ〜５ｄ，９２〜９４，１０１〜１０５…陰極、６，２５ｂ…スライダー、７，２４…ドラム、８，２５ａ…ガイドレール、９ａ〜９ｘ〜，２６ａ〜２６ｘ〜…ステータコイル、１０…２次コイル、１１，１１ａ〜１１ｄ…コア、１２，１２ａ〜１２ｄ…１次コイル、１４，２７ａ，２７ｂ，９５〜９７，１０６〜１１０…
Ｘ線検出器、１８…画像再構成部、１９…モニタ、２９…抵抗、５１ａ・５１ｂ〜６２ａ・６２ｂ，７１ａ・７１ｂ〜７
８ａ・７８ｂ……磁石( 電磁石 )、６３ａ〜６３ｄ，７９ａ〜７９ｄ…コイル、８６…磁場制御部、１１１〜１１５…発光素子、１４１〜１４５…受光素子、１５４…回転側制御部、１６６〜１７０…発光送信部、１７１〜１７５…受光受信部、１８２…固定側制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中茂栃木県大田原市下石上1385番の１株式会社東芝那須工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】環状に形成された陽極と、この陽極と同
一の中心軸を有する円周上に配置され、前記陽極にそれ
ぞれ対向する複数個の陰極と、各陰極をそれぞれ加熱す
る複数個のフィラメントと、前記各陰極を前記円周上で
回転させる回転手段と、前記各フィラメントに非接触で
電力を供給する非接触電力供給手段と、前記各陰極と前
記陽極との間に電圧を印加し、前記各フィラメントによ
り加熱された前記各陰極から放出された電子がそれぞれ
前記陽極に衝突して放射される各Ｘ線を撮影対象に照射
したときに、この撮影対象を透過した各Ｘ線を検出する
Ｘ線検出手段とを設け、このＸ線検出手段によるＸ線検
出に基づいて前記撮影対象の内部構造を画像化すること
を特徴とする回転多陰極ＣＴ装置。
【請求項２】前記請求項１記載の回転多陰極ＣＴ装置
において、Ｘ線を放射するために陽極から陰極へと流れ
る管電流を検出する管電流検出手段と、この管電流検出
手段による検出に基づいて、管電流を所望の値に制御す
るために、非接触電力供給手段による各フィラメントへ
の電力供給量を制御するフィラメント電力制御手段とを
設けたことを特徴とする回転多陰極ＣＴ装置。
【請求項３】前記請求項１記載の回転多陰極ＣＴ装置
において、非接触電力供給手段は、複数の陰極が配置さ
れた第１の円周と同一の中心軸を有する第２の円周に沿
って一様でない磁場を発生させる磁場発生手段と、前記
各陰極のフィラメントに設けられ、前記第２の円周上を
回転するコイルとを設け、このコイルのコイル面を前記
磁場の磁束に対して垂直に形成したことを特徴とする回
転多陰極ＣＴ装置。
【請求項４】前記請求項３記載の回転多陰極ＣＴ装置
において、磁場発生手段により発生される磁場の強さを
変化させる磁場制御手段を設けたことを特徴とする回転
多陰極ＣＴ装置。
【請求項５】前記請求項４記載の回転多陰極ＣＴ装置
において、磁場制御手段は、陽極から陰極へと流れる管
電流や陰極の回転速度等のスキャン条件に基づいて、磁
場発生手段により発生される磁場の強さを変化させるこ
とを特徴とする回転多陰極ＣＴ装置。
【請求項６】前記請求項５記載の回転多陰極ＣＴ装置
において、Ｘ線を放射するために陽極から陰極へと流れ
る管電流を検出する管電流検出手段を設け、磁場制御手
段は、この管電流検出手段による検出に基づいて、Ｘ線
量を所望の値に制御するために、磁場発生手段により発
生される磁場の磁場勾配を変化させることを特徴とする
回転多陰極ＣＴ装置。
【請求項７】前記請求項５記載の回転多陰極ＣＴ装置
において、磁場制御手段は、コイルの回転速度に基づい
て、Ｘ線量を所望の値に制御するために、磁場発生手段
により発生される磁場の磁場勾配を変化させることを特
徴とする回転多陰極ＣＴ装置。
【請求項８】前記請求項５記載の回転多陰極ＣＴ装置
において、Ｘ線を放射するために陽極から陰極へと流れ
る管電流を検出する管電流検出手段を設け、磁場制御手
段は、前記管電流検出手段による検出に基づいて、管電
流を所望の値に制御するため、磁場発生手段により発生
させる磁場の磁場勾配を変化させることを特徴とする回
転多陰極ＣＴ装置。
【請求項９】前記請求項５記載の回転多陰極ＣＴ装置
において、Ｘ線を放射するために陽極から陰極へと流れ
る管電流を検出する管電流検出手段を設け、磁場制御手
段は、前記管電流検出手段による検出に基づいて、管電
流を所望の値に制御するため、磁場発生手段により発生
させる磁場の強さを時間的に変化させることを特徴とす
る回転多陰極ＣＴ装置。
【請求項１０】前記請求項１記載の回転多陰極ＣＴ装
置において、Ｘ線検出手段は、環状に形成され、陽極と
同一の中心軸上の異なる中心点を有する円周に配置され
たことを特徴とする回転多陰極ＣＴ装置。
【請求項１１】前記請求項１記載の回転多陰極ＣＴ装
置において、Ｘ線検出手段は、陽極の内側で、この環状
の陽極と同一の中心を有する同一円周上に配置された複
数個のＸ線検出器から構成され、これらの各Ｘ線検出器
は、それぞれ前記中心を介して各陰極と対向し、常にそ
れぞれ前記陰極と対向した状態を保持しつつ、前記陰極
と対になって回転すると共に、他の陰極とその対向する
他のＸ線検出器との間には位置しないことを特徴とする
回転多陰極ＣＴ装置。
【請求項１２】前記請求項１１記載の回転多陰極ＣＴ
装置において、陰極の個数が奇数であることを特徴とす
る回転多陰極ＣＴ装置。
【請求項１３】前記請求項１１記載の回転多陰極ＣＴ
装置において、Ｘ線検出手段を構成する各Ｘ線検出器に
より検出された検出信号は、光伝送方法により送信され
ることを特徴とする回転多陰極ＣＴ装置。
【請求項１４】前記請求項１記載の回転多陰極ＣＴ装
置において、陽極を回転させる陽極回転手段を設けたこ
とを特徴とする回転多陰極ＣＴ装置。