JPH09245701A - Method and device for forming cycling x-ray beam used for high-speed computer tomogarphy - Google Patents

Method and device for forming cycling x-ray beam used for high-speed computer tomogarphy

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JPH09245701A
JPH09245701A JP5064496A JP5064496A JPH09245701A JP H09245701 A JPH09245701 A JP H09245701A JP 5064496 A JP5064496 A JP 5064496A JP 5064496 A JP5064496 A JP 5064496A JP H09245701 A JPH09245701 A JP H09245701A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
guiding channel
magnetic field
beam guiding
electron beam
spiral
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5064496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Gustav Adolf Voss
フォス グスタフ−アードルフ
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of JPH09245701A publication Critical patent/JPH09245701A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for forming X-ray beam, and to perform the high-speed sampling over a polar coordinate angle of 2π for computer tomography. SOLUTION: This device forms a cycling X-ray beam used for high-speed computer tomography. A solenoid coil 40 is provided to extend into a beam guiding channel and follows this beam guiding channel in a negative direction. Thereby, an electron beam e' is focused inside the solenoid coil 40 in the beam guiding channel so that an anode device 30 is contained inside the solenoid coil 40.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高速コンピュータ
トモグラフィー用の循環X線ビームの形成装置および形
成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for forming a circulating X-ray beam for high speed computer tomography.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のコンピュータトモグラフィー装置
では、可動のX線源およびX線検出器が使用され、これ
らは被検領域を中心に旋回可能に設けられている。これ
は漸次、被検領域を中心に旋回し、順次連続する観察角
度による走査を旋回平面での極角度で得るためである。
この種の装置は機械的調整を行うため比較的緩慢であっ
た。機械的調整は循環のためにだけ必要であった。この
ことは欠点である。なぜなら、多数の順次連続する断層
を撮影しなければならない患者では、撮影時間が不快な
ほど長くなるからである。
2. Description of the Related Art In a conventional computer tomography apparatus, a movable X-ray source and an X-ray detector are used, and these are provided so as to be rotatable around a region to be inspected. This is because the scanning is gradually performed around the region to be inspected, and scanning at successive observation angles is obtained at the polar angle on the rotation plane.
This type of device was relatively slow due to mechanical adjustments. Mechanical adjustment was needed only for circulation. This is a drawback. This is because the imaging time becomes uncomfortably long in a patient who has to image a large number of consecutive slices.

【0003】さらに、比較的に高速のサンプリング時間
に対する必要性もある。なぜなら、運動経過もコンピュ
ータトモグラフィーで結像すべきだからである。しかし
このことは、サンプリング時間が、検出すべき運動の典
型的な時間単位よりも小さい場合にのみ可能である。
There is also a need for relatively fast sampling times. This is because the movement process should be imaged by computer tomography. However, this is only possible if the sampling time is smaller than the typical time unit of motion to be detected.

【0004】トモグラフィックな画像の撮影を促進する
ことはすでにいわゆる電子ビームトモグラフィーで達成
されている。この装置では、ビーム源と検出器の機械的
旋回が省略されている。公知の装置は電子ビーム源を有
し、この電子ビーム源は水平に経過する、所定のエネル
ギーの電子ビームを形成し、制御可能な偏向装置を有す
る。この偏向装置は電子ビームを漸次、順次連続するポ
イントへ、半リング状のアノードへ偏向する。アノード
ハーフリングに対向して、検出器ハーフリングが配置さ
れている。電子ビームは電磁偏向装置によってアノード
ハーフリング上に案内され、順次連続する記録がΦの極
角度領域にわたって検出器ハーフリングによって行われ
る。
The promotion of the acquisition of tomographic images has already been achieved with so-called electron beam tomography. In this device, mechanical swiveling of the beam source and the detector is omitted. The known device has an electron beam source, which forms a horizontally traversing electron beam of a predetermined energy and has a controllable deflection device. This deflecting device gradually deflects the electron beam to successive points at a semi-ring shaped anode. A detector half ring is arranged opposite the anode half ring. The electron beam is guided on the anode half ring by means of an electromagnetic deflection device, and successive recordings are made by the detector half ring over the polar angular region of Φ.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高速
サンプリング用のX線ビームの形成装置を提供すること
であり、この装置はコンピュータトモグラフィーに対し
て2πの極角度領域にわたって高速サンプリングするよ
うにする。また本発明の別の課題は相応する方法をであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an X-ray beam forming apparatus for high speed sampling, which apparatus for high speed sampling over a 2π polar angle region for computer tomography. To Another subject of the invention is also a corresponding method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、高速コンピュータトモグラフィー用の循環X線ビー
ムの形成装置であって、ビーム案内チャネルと、案内磁
界形成手段と、放出磁界形成手段と、制御手段とを有
し、前記ビーム案内チャネルは、螺旋状に1平面内を少
なくとも2πの極角度にわたって延在し、前記案内磁界
形成手段は、ビーム案内チャネル内を、前記平面に対し
て垂直に延在する軸方向磁界を形成し、該軸方向磁界の
強度は、所定のエネルギーの電子ビームがビーム案内チ
ャネル内の実質的に中央に導かれるように螺旋状のビー
ム案内チャネルに沿って増大し、前記放出磁界形成手段
によって、ビーム案内チャネルのΦ−方向で選択可能な
領域内に、実質的に前記平面内を半径方向に延在する磁
界が形成され、これにより、ビーム案内チャネル内を通
過する電子ビームが前記平面から偏向され、Φ−方向に
アノード装置へフォーカシングされ、該アノード装置は
実質的にリング状であり、かつビーム案内チャネルに対
して同心であり、当該アノード装置にて電子ビームの衝
突個所にX線ビームが形成され、前記制御手段は、放出
磁界形成手段を、半径方向磁界の形成される選択可能な
領域がΦ−方向にビーム案内チャネルに沿って循環する
ように制御する、循環X線ビームの形成装置により解決
される。
According to the present invention, there is provided an apparatus for forming a circulating X-ray beam for high speed computer tomography, comprising a beam guiding channel, a guiding magnetic field forming means, an emission magnetic field forming means and a control means. Means for extending the beam guiding channel spirally in one plane over a polar angle of at least 2π, and the guiding magnetic field forming means extends in the beam guiding channel perpendicular to the plane. Forming an existing axial magnetic field, the intensity of said axial magnetic field increasing along the helical beam guiding channel such that an electron beam of a given energy is directed substantially centrally within the beam guiding channel, The emission field forming means forms a magnetic field in the Φ-direction selectable region of the beam guiding channel, the magnetic field extending substantially radially in the plane. The electron beam passing through the beam guiding channel is deflected from the plane and is focused in the Φ-direction onto the anode device, which is substantially ring-shaped and concentric with the beam guiding channel. In the anode device, an X-ray beam is formed at a collision position of an electron beam, and the control unit causes the emission magnetic field forming unit to direct a selectable region in which a radial magnetic field is formed to a beam guide channel in the Φ-direction. The problem is solved by a circulating X-ray beam forming device that controls to circulate along.

【0007】また本発明の方法は、コンピュータトモグ
ラフィー用のX線ビームの形成方法であって、該X線ビ
ームは中心に向けられており、かつ2πの極角度にわた
って循環する方法において、 −所定のエネルギーの電子ビームを形成するステップ
と、 −該電子ビームをビーム案内部に入射するステップと、 該ビーム案内部は電子ビームを軸方向磁界によって螺旋
軌道に導き、 −電子ビームを平面から、方向の選択された個所で、ビ
ーム案内部の上部に配置された実質的にリング状のアノ
ード装置へ偏向させ、電子ビームの衝突個所から、実質
的にリング状のアノード装置の中心に向けられたX線ビ
ームを形成するステップと、 −電子ビームが平面から偏向される選択された個所を螺
旋軌道に沿って変化させ、電子ビームの実質的にリング
状のアノード装置への衝突個所を相応に変化させるステ
ップとを有するように構成される。
The method of the invention is also a method of forming an X-ray beam for computer tomography, wherein the X-ray beam is centered and circulates over a polar angle of 2π. Forming an electron beam of energy; -injecting the electron beam into a beam guide, the beam guide guiding the electron beam into a spiral orbit by an axial magnetic field; At a selected location, the X-rays are deflected from the impingement point of the electron beam toward the center of the substantially ring-shaped anode device by deflecting them toward the substantially ring-shaped anode device arranged above the beam guide portion. Forming the beam, and-changing a selected location along the spiral trajectory at which the electron beam is deflected out of the plane, so that the electron beam is substantially phosphorous. Correspondingly changing the point of impact on the rugged anode device.

【0008】本発明の有利な実施例は従属請求項に記載
されている。
[0008] Advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の方法によれば、所定のエ
ネルギーの電子ビームが形成され、この電子ビームは螺
旋軌道上に軸方向の磁界を有するビーム案内部によって
1平面内を案内され、その際に少なくとも2πの極角度
を通過することができる。螺旋状のビーム案内部に沿っ
て選択可能な位置で、半径方向の磁界が形成される。こ
の磁界は螺旋軌道の平面内に延在し、ビーム案内部を通
る電子ビームを垂直に前記平面から偏向させ、Φ−方向
にフォーカシングし、実質的にリング状で、螺旋軌道に
対して同心のアノード装置に向ける。このアノード装置
は電子ビームの衝突個所でX線ビームを形成する。ここ
で絞りは実質的にリング状のアノード装置の中心に向け
られたビーム束を選別する。引き続き、半径方向の磁界
が形成される個所は螺旋軌道に沿って移動される。これ
により相応して、電子ビームが螺旋軌道から偏向される
個所、および相応して偏向された電子ビームがアノード
装置に衝突する個所も変化される。偏向個所の循環走査
によって、すなわち半径方向の磁界の個所を螺旋軌道に
沿って循環走査することによって、偏向された電子ビー
ムの衝突個所も相応に極角度Φにわたって変化しなが
ら、実質的にリング状のアノード装置内を走査される。
これによって電子ビームの衝突個所も実質的にリング状
のアノード装置上を移動し、選別されたビーム束は相応
に中心を向いて、アノード装置の極角度にわたって旋回
しながら循環する。
According to the method of the present invention, an electron beam having a predetermined energy is formed, and the electron beam is guided in one plane by a beam guide portion having an axial magnetic field on a spiral orbit, At that time, a polar angle of at least 2π can be passed. A radial magnetic field is created at selectable locations along the helical beam guide. This magnetic field extends in the plane of the spiral orbit and deflects the electron beam through the beam guide vertically from said plane, focusing in the Φ-direction, substantially ring-shaped and concentric with the spiral orbit. Aim at the anode device. This anode device forms an X-ray beam at the point of collision of the electron beam. The diaphragm here selects a beam bundle which is directed towards the center of the substantially ring-shaped anode device. Subsequently, the location where the radial magnetic field is formed is moved along the spiral trajectory. This correspondingly changes where the electron beam is deflected from the spiral trajectory and where the correspondingly deflected electron beam strikes the anode device. By circular scanning of the deflecting points, i.e. circular scanning of the radial magnetic field along a spiral trajectory, the impinging points of the deflected electron beam also change correspondingly over a polar angle .PHI. The inside of the anode device is scanned.
As a result, the impingement point of the electron beam also moves on the substantially ring-shaped anode device, so that the sorted beam bundle is correspondingly centered and circulates swirling over the polar angle of the anode device.

【0010】本発明の装置は、ビーム案内チャネルを有
し、このビーム案内チャネルは1平面内を少なくとも2
πの極角度Φにわたって延在する。案内磁界形成手段が
設けられており、この手段はビーム案内チャネル内で、
前記平面に対して垂直に延在する軸方向の磁界を形成す
る。この軸方向磁界の強度は螺旋状のビーム案内チャネ
ルに沿って次のように増大する。すなわち、所定のエネ
ルギーの電子ビームが螺旋軌道に沿って、実質的にビー
ム案内チャネルの中心に導かれるように増大する。さら
に放出磁界形成手段が設けられており、この手段によっ
てΦ位置に関し、ビーム案内チャネルの選択可能な領域
内で半径方向の磁界が形成される。この磁界は実質的に
螺旋平面内を延在し、ビーム案内チャネル内を延在する
電子ビームを前記平面から偏向し、Φ−方向にフォーカ
シングしてアノード装置に向ける。アノード装置は実質
的にリング状であり、ビーム案内チャネルに対して同心
である。このアノード装置は電子ビームの衝突個所にX
線ビームを形成する。放出磁界形成手段は制御手段によ
って次のように制御される。すなわち、半径方向磁界が
形成される所定の領域の位置が螺旋軌道に沿って走査し
ながら移動するように制御される。螺旋軌道に沿って移
動される電子ビームの偏向に相応して、偏向された電子
ビームの、実質的にリング状のアノード装置への衝突個
所も移動し、これによりX線ビームの発生点も、実質的
にリング状のアノード装置を中心に循環しながら移動さ
れる。これによって、選択されたビーム束はアノード装
置の中心をすべての側から循環しながら照射する。
The device according to the invention comprises a beam guiding channel, which is at least two in one plane.
It extends over a polar angle Φ of π. Guide field forming means are provided, which means in the beam guide channel,
An axial magnetic field is formed that extends perpendicular to the plane. The strength of this axial magnetic field increases along the spiral beam guiding channel as follows. That is, the electron beam of a given energy is enhanced to be directed along the spiral trajectory substantially at the center of the beam guiding channel. Emission field forming means are also provided, by means of which a radial magnetic field is formed in the selectable region of the beam guiding channel with respect to the Φ position. This magnetic field extends substantially in the plane of the helix and deflects the electron beam, which extends in the beam guiding channel, from said plane and focuses it in the Φ-direction towards the anode device. The anode device is substantially ring-shaped and concentric with the beam guiding channel. This anode device has X at the collision point of the electron beam.
Form a line beam. The emission magnetic field forming means is controlled by the control means as follows. That is, the position of a predetermined region where the radial magnetic field is formed is controlled so as to move while scanning along the spiral trajectory. Corresponding to the deflection of the electron beam moved along the spiral trajectory, the impinging point of the deflected electron beam on the substantially ring-shaped anode device also moves, so that the generation point of the X-ray beam also changes. It is moved while circulating around a substantially ring-shaped anode device. This causes the selected beam bundle to circulate and illuminate the center of the anode device from all sides.

【0011】本発明の方法および装置によって、X線ビ
ームによる非常に高速のサンプリングが、2Φの極角度
にわたって可能であり、それぞれの機械的移動を省略す
ることができる。
The method and apparatus of the invention enable very fast sampling by the X-ray beam over a polar angle of 2Φ, eliminating the mechanical movement of each.

【0012】有利な実施例では、案内磁界形成手段は螺
旋状に配置された2つの金属板と、この金属板にΦ−方
向で巻回された導体巻線を有する。この金属板はビーム
案内チャネルを取り囲む。ここで内部螺旋状金属板に配
置された導体巻線と、外部金属板に配置された導体巻線
には反対方向の電流を供給することができる。これは、
ビーム案内チャネルに金属板の間で軸方向の磁界を形成
するためである。
In a preferred embodiment, the guide field forming means comprises two metal plates arranged in a spiral and conductor windings wound around the metal plates in the Φ-direction. This metal plate surrounds the beam guiding channel. Here, it is possible to supply electric currents in opposite directions to the conductor windings arranged on the inner spiral metal plate and the conductor windings arranged on the outer metal plate. this is,
This is for forming an axial magnetic field between the metal plates in the beam guiding channel.

【0013】別の有利な実施例では、磁界の強度が螺旋
軌道に沿って外側から内側へ次のようにして高められ
る。すなわち、金属板の高さが螺旋の循環に沿って外側
から内側へ向かって減少するようにするのである。これ
により、軸方向の磁界が、電流が一定の場合、外側から
内側に向かって増大する。
In another advantageous embodiment, the strength of the magnetic field is increased along the spiral trajectory from outside to inside as follows. That is, the height of the metal plate is reduced from the outside to the inside along the spiral circulation. This causes the magnetic field in the axial direction to increase from the outside to the inside when the current is constant.

【0014】別の有利な実施例では、導体巻線が次のよ
うに構成される。すなわち、内側金属板には、外側金属
板におけるよりも比較的に高い電流占有密度が存在する
ように構成される。これによって軸方向磁界が半径方向
では内側から外側へ向かって減少する。この半径方向の
磁界勾配により、弱いフォーカシングの方式に従って、
循環する電子ビームのフォーカシングが得られる。
In another advantageous embodiment, the conductor winding is constructed as follows. That is, the inner metal plate is configured to have a relatively higher current occupancy density than that of the outer metal plate. This causes the axial magnetic field to decrease radially from the inside to the outside. Due to this radial magnetic field gradient, according to the weak focusing method,
Focusing of the circulating electron beam is obtained.

【0015】択一的実施例では、電子ビームの拡大がソ
レノイドコイルによって対抗される。ソレノイドコイル
はビーム案内チャネルの螺旋体に従い、このチャネル内
に届くように配置されている。これは磁界をΦ−方向で
形成するためである。ソレノイドコイルはビーム案内チ
ャネルを越えて突出しており、アノード装置も取り囲
む。このことによって、偏向された電子ビームがアノー
ド装置に達するためにソレノイドコイルを通過する必要
がなくなる。このことによって、ビームの多大な障害
と、ソレノイドコイルの操作不能の加熱がなくなる。偏
向された電子ビームが障害を受けずにアノードに達する
代わりに、アノードの衝突個所で形成されたX線ビーム
がソレノイドコイルを通過しなければならない。これは
アノード装置の中心に当たるようにするためである。こ
の構成が有利なのは、X線ビームが電子ビームのエネル
ギーのほんの一部しか含んでおらず、ソレノイドコイル
の材料におけるまたX線ビームの作用横断面が比較的に
小さいからである。
In an alternative embodiment, the expansion of the electron beam is counteracted by a solenoid coil. The solenoid coil follows the helix of the beam guiding channel and is arranged to reach within this channel. This is because the magnetic field is formed in the Φ− direction. The solenoid coil projects beyond the beam guiding channel and also surrounds the anode device. This eliminates the need for the deflected electron beam to pass through the solenoid coil to reach the anode device. This eliminates significant beam obstruction and inoperable heating of the solenoid coil. Instead of the deflected electron beam reaching the anode unimpeded, the X-ray beam formed at the impact point of the anode must pass through the solenoid coil. This is so as to hit the center of the anode device. This configuration is advantageous because the X-ray beam contains only a small part of the energy of the electron beam and the working cross section of the material of the solenoid coil and also of the X-ray beam is relatively small.

【0016】アノード装置に対しては基本的に、2つの
択一的実施例がある。アノード装置はビーム案内チャネ
ルの螺旋体によって覆い、これの上部にこれに対して同
心に配置することができる。この実施例の場合、アノー
ド装置はテープ状の金属表面を形成する。この金属表面
もビーム案内チャネルと同じように螺旋形であり、これ
の上部に配置される。この場合、電子ビームはアノード
装置の金属テープに当たるために上方へ偏向しなければ
ならない。実質的にリング状のアノードはこの実施例で
は閉鎖されておらず、その外周囲の1点に割れ目を有す
る。択一的実施例では、アノード装置が閉じた円形リン
グとして構成されている。この場合はとくに補正磁界が
必要である。これは、螺旋状ビーム案内チャネルの所定
の個所から偏向された電子ビームが円形リング状のアノ
ード面に当たるようにするためである。これは例えば、
ビーム案内チャネルとアノード装置との間に形成された
補正磁界によって行うことができる。
There are basically two alternative embodiments for the anode device. The anode device can be covered by a spiral of beam guiding channels and arranged on top of it and concentric to it. In this embodiment, the anode device forms a tape-shaped metal surface. This metal surface, like the beam guiding channel, is also helical and is located on top of it. In this case, the electron beam has to be deflected upwards in order to hit the metal tape of the anode device. The substantially ring-shaped anode is not closed in this example and has a crack at one point on its outer circumference. In an alternative embodiment, the anode device is constructed as a closed circular ring. In this case, a correction magnetic field is especially necessary. This is so that the electron beam deflected from the predetermined position of the spiral beam guiding channel hits the circular ring-shaped anode surface. This is for example
This can be done by a compensating magnetic field created between the beam guiding channel and the anode device.

【0017】いずれの場合でも、アノード装置のテープ
状金属表面は有利には、実質的にリング状のアノード装
置の平面に対して軽く傾いている。これにより、金属表
面はアノード装置の中心から見て非常に小さな作用広が
りをアノード装置の平面に対して有する。これによっ
て、X線ビームの発生源を広がりの点で非常に小さくす
ることができる。絞りによってアノード装置の中心に向
けられたビームが選択される。しかしこのビームはアノ
ード装置の平面に対して軽く傾いている。これによって
ビームはアノード装置に隣接して配置された検出リング
に達する。
In either case, the tape-shaped metal surface of the anode device is preferably slightly tilted with respect to the plane of the substantially ring-shaped anode device. Thereby, the metal surface has a very small working extent with respect to the plane of the anode device, as seen from the center of the anode device. This allows the source of the X-ray beam to be very small in terms of divergence. A diaphragm selects a beam that is directed toward the center of the anode device. However, this beam is slightly tilted with respect to the plane of the anode device. This causes the beam to reach a detector ring located adjacent to the anode device.

【0018】電子ビームを偏向させるための放出磁界は
有利には次のようにして形成される。すなわち、ビーム
案内チャネルの両側でこの案内チャネルの全長にわたっ
て多数の導体巻線を配置するのである。このことは例え
ば、導体巻線を金属板に巻き付けることによって達成さ
れる。これにより、各巻線の面法線が実質的にe方向に
延在する。導体巻線には個別にかつ選択的に電流を供給
することができる。これは例えば、かく導体巻線に1つ
のトランジスタを接続して行う。ビーム案内チャネルの
片側では、1つまたは複数の隣接する導体巻線に電流が
供給される。相応する導体巻線は対向している。ビーム
案内チャネルの他方の側では電流が反対方向で供給され
る。これによって半径方向磁界がビーム案内チャネルに
形成される。Φ−方向に順次連続する複数の導体巻線に
電流が供給される場合、半径方向の磁界は項の導体巻線
の領域では線形に上昇する。半径方向磁界のΦ位置は制
御手段により螺旋軌道に沿って移動される。これは導体
巻線の給電点と取り出し点を順次接続することによって
行う。これにより、半径方向磁界は螺旋軌道に沿って循
環し、相応して電子ビームが螺旋平面から偏向される点
も循環する。
The emission field for deflecting the electron beam is preferably formed as follows. That is, a large number of conductor windings are arranged on both sides of the beam guiding channel along the entire length of this guiding channel. This is achieved, for example, by winding the conductor winding around a metal plate. As a result, the surface normal of each winding extends substantially in the e direction. The conductor windings can be individually and selectively supplied with current. This is done, for example, by connecting one transistor to the conductor winding. On one side of the beam guiding channel, current is supplied to one or more adjacent conductor windings. The corresponding conductor windings are opposite. Current is supplied in the opposite direction on the other side of the beam guiding channel. This creates a radial magnetic field in the beam guiding channel. When a current is supplied to a plurality of conductor windings that are consecutive in the Φ-direction, the radial magnetic field rises linearly in the region of the conductor windings of the term. The Φ position of the radial magnetic field is moved along the spiral trajectory by the control means. This is done by sequentially connecting the feeding point and the take-out point of the conductor winding. This causes the radial magnetic field to circulate along the spiral trajectory and correspondingly at the point where the electron beam is deflected from the spiral plane.

【0019】[0019]

【実施例】本発明を以下、詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.

【0020】図1には、螺旋軌道が概略的に示されてい
る。この螺旋軌道上を電子ビームeがビーム案内チャネ
ルによって導かれる。ビーム案内チャネルへの入射点で
は、螺旋軌道の初期半径はR+Wである。この半径は軌
道に沿った1周回後にはR−Wに減少する。ここでは典
型値はRに対しては0.5から1mであり、Wに対して
は約2.5cmである。電子ビームのエネルギーは例え
は140keVとすることができ、ビームの電流強度は
1Aである。電子ビームeは、ビーム案内チャネル内の
軸方向磁界Bによって図示の螺旋軌道を導かれる。
A spiral trajectory is schematically shown in FIG. The electron beam e is guided by the beam guiding channel on the spiral orbit. At the point of incidence on the beam guiding channel, the initial radius of the spiral trajectory is R + W. This radius decreases to RW after one revolution along the orbit. Typical values here are 0.5 to 1 m for R and about 2.5 cm for W. The energy of the electron beam can be, for example, 140 keV, and the current intensity of the beam is 1A. The electron beam e is guided in the illustrated spiral trajectory by an axial magnetic field B in the beam guiding channel.

【0021】磁気方向磁界Bは、ビーム案内チャネル内
で、Φ−方向に循環する導体巻線1、3によって形成さ
れる。ビーム案内チャネルは螺旋軌道の両側に続く鉄板
2、4により閉じられている。鉄板2、4の内側でそれ
ぞれ循環する導体巻線1ないし3には対向する方向の電
流が給電される。これにより、鉄板2、4の間には軸方
向の磁界Bが形成される。この磁界の経過は図2に概略
的に示されている。内側の鉄板4における電流占有密度
と外側の鉄板2における電流占有密度とが異なるため、
形成された磁界は一定ではなく、図2の下に示すように
半径方向で減少する。この磁界勾配は、弱いフォーカシ
ングの方式に従って、電子ビームeの広がりに対抗的に
作用する。内側鉄板と外側鉄板での前記の電流占有密度
の相違は、例えば次のように形成することができる。す
なわち図2に示すように、外側鉄板2が比較的に大きな
高さを有するようにするのである。これによって、導体
巻線の数が同じ場合、比較的に小さな電流密度が生じ
る。
The magnetic field B is formed by the conductor windings 1, 3 circulating in the Φ-direction in the beam guiding channel. The beam guiding channel is closed by iron plates 2, 4 which follow the spiral track on both sides. Electric currents in opposite directions are supplied to the conductor windings 1 to 3 which circulate inside the iron plates 2 and 4, respectively. As a result, an axial magnetic field B is formed between the iron plates 2 and 4. The course of this magnetic field is shown schematically in FIG. Since the current occupation density in the inner iron plate 4 is different from the current occupation density in the outer iron plate 2,
The magnetic field created is not constant and decreases radially as shown at the bottom of FIG. This magnetic field gradient counteracts the spread of the electron beam e according to the weak focusing method. The difference in the current occupation density between the inner iron plate and the outer iron plate can be formed as follows, for example. That is, as shown in FIG. 2, the outer iron plate 2 has a relatively large height. This results in a relatively small current density for the same number of conductor windings.

【0022】電子ビームeを螺旋軌道上に導くために
は、軸方向の案内磁界Bは螺旋軌道に沿って増大しなけ
ればならない。このことは例えば、金属板2、4の高さ
が螺旋軌道に沿って徐々に低減することにより行うこと
ができる。これにより、電流占有密度の相応の上昇と、
軸方向案内磁界Bの相応の上昇が生じる。
In order to guide the electron beam e on the spiral orbit, the axial guiding magnetic field B must increase along the spiral orbit. This can be done, for example, by gradually reducing the height of the metal plates 2, 4 along a spiral trajectory. As a result, a corresponding increase in the current occupation density,
A corresponding increase in the axial guidance field B occurs.

【0023】電子ビームeを任意の個所Φで螺旋軌道か
ら上方へ偏向させることができるようにするため、放出
磁界形成手段が設けられている。この放出磁界形成手段
は図3に概略的に示されている。図示されているのはビ
ーム案内チャネルの断面である。このビーム案内チャネ
ルでは鉄板2、4にビーム案内チャネルの両側で電流巻
線ターン10、12が設けられている。電流巻線ターン
10、12の平面は実質的に螺旋軌道に対して垂直であ
る。電流巻線ターン10、12は局所的に駆動すること
ができ、これによりΦ−方向に非常に小さな電流巻線タ
ーン10、12の領域に選択的に電流を給電することが
できる。極端な場合は、ただ1つの電流巻線ターンに給
電することができる。この図示の実施例では、所定のΦ
位置において電流巻線ターン10ないし12に、iない
し−iの電流が給電され、いくつかの電流巻線ターンに
さらにΦ−方向で、反対方向の電流−iないしiが給電
される。したがって、この閉じた電流巻線ターンを介し
てだけ電流が流れ、それ以外の他の電流巻線ターンには
流れない。この対向する電流巻線ターン10、12は反
対方向の電流によって磁界Brを形成する。この磁界は
実質的に螺旋平面に対して半径方向に延在し、その振幅
が図3の下に概略的に示されている。半径方向の磁界B
rは、電流の給電される電流巻線ターンの領域で線形の
上昇する。鉄板のΦ−方向で磁界が比較的に大きくなる
ことを回避するために、外周囲の離れた個所で半径方向
の磁界Brを反対方向の極性によって形成すると有利で
ある。この磁界は図3では、外周囲の離れた位置での反
対方向の電流によって形成される。
An emission magnetic field forming means is provided so that the electron beam e can be deflected upward from the spiral orbit at an arbitrary point Φ. This emission field forming means is shown schematically in FIG. Shown is a cross section of the beam guiding channel. In this beam guiding channel, the iron plates 2, 4 are provided with current winding turns 10, 12 on either side of the beam guiding channel. The plane of the current winding turns 10, 12 is substantially perpendicular to the spiral trajectory. The current winding turns 10, 12 can be driven locally, which makes it possible to selectively supply current in the region of the very small current winding turns 10, 12 in the Φ-direction. In the extreme case, only one current winding turn can be supplied. In the illustrated embodiment, the predetermined Φ
In position, the current winding turns 10 to 12 are supplied with currents i to -i and some of the current winding turns are further supplied with currents i to i in the opposite direction in the Φ-direction. Therefore, the current flows only through the closed current winding turn, and does not flow in the other current winding turns. The opposing current winding turns 10, 12 form a magnetic field Br by currents in opposite directions. This magnetic field extends substantially radially with respect to the plane of the helix and its amplitude is shown diagrammatically at the bottom of FIG. Radial magnetic field B
r rises linearly in the region of the current winding turns fed with current. In order to avoid a relatively large magnetic field in the Φ-direction of the iron plate, it is advantageous to form the radial magnetic field Br at a remote location on the outer circumference with opposite polarities. This magnetic field is formed in FIG. 3 by currents in opposite directions at remote locations on the outer circumference.

【0024】図3に示したように形成された放出磁界の
作用が図4のaに示されている。半径方向Brの個所で
は、電子ビームeが螺旋平面から非常に短い区間で(b
−方向、Z−方向へ偏向される。このような偏向を達成
するためには、半径方向磁界の振幅は典型的には軸方向
磁界の振幅よりも明確に大きくなければならない。例え
ば軸方向磁界Bzは30Gであり、半径方向の放出磁界
Brは110Gである。Br磁界からの出射の際には、
ビームe’がΦ−方向にフォーカスされ(エッジフォー
カシング)、アノードに偏向される。アノード装置30
の金属表面(ここに電子ビームe’が偏向される)は軽
くアノード平面に対して傾いている。これにより金属面
30は、実質的にリング状のアノード装置の中心から見
て非常に小さなZ−広がりを有する。このようにして、
X線ビームの発生源の大きさは、Z−方向の小さな広が
りと、電子ビームe’のΦ−方向での良好なフォーカシ
ングによって非常に良好に定められる。
The effect of the emission magnetic field formed as shown in FIG. 3 is shown in FIG. At a position in the radial direction Br, the electron beam e is (b
It is deflected in the − direction and the Z- direction. In order to achieve such deflection, the radial magnetic field amplitude must typically be significantly larger than the axial magnetic field amplitude. For example, the axial magnetic field Bz is 30 G and the radial emission magnetic field Br is 110 G. When emitting from the Br magnetic field,
The beam e'is focused in the Φ-direction (edge focusing) and is deflected to the anode. Anode device 30
The metal surface of which the electron beam e'is deflected is slightly tilted with respect to the anode plane. This causes the metal surface 30 to have a very small Z-spread when viewed from the center of the substantially ring shaped anode device. In this way,
The source size of the X-ray beam is very well defined by the small spread in the Z-direction and the good focusing of the electron beam e'in the Φ-direction.

【0025】図3に示したように電流の給電される電流
巻線ターンの領域を移動することによって、螺旋軌道に
沿って電子ビームeの偏向点がΦ−方向に変化される。
相応して、偏向された電子ビームe’の、アノードの金
属表面への衝突個所が変化し、相応してX線ビームの発
生個所も(b−方向で変化する。電流巻線ターン10、
12のターン間隔は1mmよりも小さくすることができ
る。これによりアノード上の焦点を相応する精度でΦ−
方向に移動することができる。電流巻線ターン10、1
2の局所的電流供給のためには、基本的に各電流巻線タ
ーン10、12に電流供給のための制御可能な装置を設
けなければならない。このことは例えば、トランジスタ
によって達成することができる。
By moving in the region of the current winding turn to which the current is fed as shown in FIG. 3, the deflection point of the electron beam e is changed in the Φ-direction along the spiral orbit.
Correspondingly, the point of impact of the deflected electron beam e'on the metal surface of the anode changes, and the point of generation of the X-ray beam also changes (b-direction).
The 12 turn spacing can be less than 1 mm. This allows the focus on the anode to be
You can move in any direction. Current winding turns 10, 1
For two local current supplies, each current winding turn 10, 12 must basically be provided with a controllable device for current supply. This can be achieved, for example, by means of transistors.

【0026】アノード装置に対する構成には基本的に2
つの実施例がある。1つの実施例では、テープ状の金属
表面がビーム案内チャネルの螺旋形のアノード30に従
う。この場合、テープ状の金属表面30は螺旋形を有
し、その外周囲の相応の一点で値2Wだけ跳躍する。し
かしこれは典型的な寸法では半径の10%より小さく対
した問題ではない。
The configuration for the anode device is basically 2
There are two examples. In one embodiment, the tape-shaped metal surface follows the helical anode 30 of the beam guiding channel. In this case, the tape-shaped metal surface 30 has a spiral shape and jumps by a value of 2 W at a corresponding point on the outer periphery thereof. However, this is not a problem for typical dimensions less than 10% of the radius.

【0027】択一的実施例では、円形リング状の金属表
面を有するアノード30が使用される。この場合は、螺
旋状の電子軌道に沿った電子ビームeの各偏向個所に対
して、偏向された電子ビームe’がアノードリングに当
たることを保証するために、Φに依存する半径方向のビ
ーム偏向が必要である。このことは例えば、補正磁界に
よって達成される。補正磁界は専用に構成された電流巻
線ターン11、13を螺旋軌道に沿って設けることによ
り達成される。これは図6に示されている。択一的に、
図3に示された電流巻線ターン10、12の傾きをΦに
依存して、所要の補正を得るために変化させることがで
きる。これは図5に示されている。このような補正の結
果が図6に概略的に示されている。ここではビーム案内
チャネルが開始領域と終端領域とのオーバーラップ領域
に横断面で示されている。ここでビーム案内チャネルの
開始領域は半径R+Wであり、終端領域では半径R−W
である。またリング状のアノードは半径Rを有する。補
正磁界形成手段101、121または11、13によっ
て、偏向された電子ビームe’がいずれの場合でのアノ
ードリングに当たるようになる。
In an alternative embodiment, an anode 30 having a circular ring-shaped metal surface is used. In this case, for each deflection point of the electron beam e along the spiral electron orbit, a radial beam deflection depending on Φ is ensured in order to ensure that the deflected electron beam e ′ hits the anode ring. is necessary. This is achieved, for example, by a correction field. The correction field is achieved by providing specially configured current winding turns 11, 13 along the spiral trajectory. This is shown in FIG. Alternatively,
The slope of the current winding turns 10, 12 shown in FIG. 3 can be varied to obtain the required correction, depending on Φ. This is shown in FIG. The result of such a correction is schematically shown in FIG. Here, the beam guiding channel is shown in cross section in the region of overlap of the start and end regions. Here, the starting region of the beam guiding channel has a radius R + W and the ending region has a radius R−W.
It is. The ring-shaped anode has a radius R. The deflected electron beam e ′ is caused to hit the anode ring in any case by the correction magnetic field forming means 101, 121 or 11, 13.

【0028】非相対論的粒子ビームの場合、ビーム電流
が大きいと軸方向および半径方向にデフォーカスされた
空間電荷作用が生じる。この作用は、ビーム横断面が小
さければ小さいほど大きくなる。ここで最初に説明した
弱いフォーカシングは、ビーム電流が1A、ビームエネ
ルギーが140KeV、丸いビーム横断面が1cmの半
径を有するときに空間電荷作用を補償する。エネルギー
とビーム横断面が比較的に小さい場合は電流を低減しな
ければならない。
In the case of non-relativistic particle beams, large beam currents result in axially and radially defocused space charge effects. This effect is greater the smaller the beam cross section. The weak focusing initially described here compensates for space charge effects when the beam current is 1 A, the beam energy is 140 KeV and the round beam cross section has a radius of 1 cm. If the energy and beam cross section are relatively small, the current must be reduced.

【0029】上に説明した空間電荷作用は、真空が完全
であるか、または人工的イオン汲み出しの場合にのみ完
全な強度で発生する。ここに説明した装置では、ビーム
の空間電荷電界に基づき、案内磁界と共に有意なイオン
作用は生じない。万が一そうでない場合でも、イオン蓄
積は付加的な半径方向電界によって容易に回避できる。
The space charge effect described above occurs at full intensity only when the vacuum is complete or artificial ion pumping. In the device described here, due to the space-charge electric field of the beam, no significant ionic action occurs with the guiding magnetic field. In the unlikely event that ion accumulation can be easily avoided by the additional radial electric field.

【0030】ここまで説明した装置は、循環する電子ビ
ームの空間電荷作用と、その作用を制限する弱いフォー
カシングのため、上に述べたように電流が制限される。
The device described thus far is current limited as described above because of the space charge effect of the circulating electron beam and the weak focusing that limits the effect.

【0031】この制限は、電子ビームのビームフォーカ
シングに弱い勾配磁界(図2参照)を使用するのではな
く、縦方向ソレノイド磁界を使用すればほとんどなくな
る。本発明の装置の実施例では、電子ビームeが縦方向
ソレノイド磁界によってフォーカシングされる。これは
図8に示されている。ビーム案内チャネルの鉄板2、4
の間に螺旋軌道をたどるソレノイド40が配置されてい
る。これの横断面には、電子ビームeとアノードとが配
置されている。このことにより、アノードも同じように
ソレノイド40の内側に存在し、電子ビームe’をソレ
ノイドの巻線ターンを通して抽出するという問題がなく
なる。そのかわりに、アノードの金属表面に形成された
X線ビームがソレノイドの非常に細いワイヤを通過しな
ければならない。しかしワイヤの熱的負荷は許容するこ
とができる。
This limitation is almost eliminated by using a longitudinal solenoid field rather than using a weak gradient field (see FIG. 2) for beam focusing of the electron beam. In an embodiment of the device according to the invention, the electron beam e is focused by a longitudinal solenoid field. This is shown in FIG. Beam guide channel steel plates 2, 4
A solenoid 40 that follows a spiral orbit is disposed between the two. An electron beam e and an anode are arranged in the cross section of this. This eliminates the problem of the anode also being inside the solenoid 40 and extracting the electron beam e'through the winding turns of the solenoid. Instead, the x-ray beam formed on the metal surface of the anode must pass through the very thin wire of the solenoid. However, the thermal loading of the wire can be tolerated.

【0032】図8に示された実施例でも、放出磁界を図
3、図4a,bに示したようにして形成することができ
る。他方、図2に示した半径方向に変化する案内磁界B
rの代わりに一定の磁界を使用することができる。なぜ
なら、弱いフォーカシングがもはや必要ないからであ
る。
Also in the embodiment shown in FIG. 8, the emission magnetic field can be formed as shown in FIGS. 3, 4a and 4b. On the other hand, the guide magnetic field B changing in the radial direction shown in FIG.
A constant magnetic field can be used instead of r. Because weak focusing is no longer needed.

【0033】本発明の基本思想は、高速コンピュータト
モグラフィー用の循環X線ビームを形成する装置におい
て、ビーム案内チャネルに達するソレノイドコイル40
を設け、このソレノイドコイルがΦ−方向でビーム案内
チャネルに追従し、これによって電子ビームe’を、ビ
ーム案内チャネル内のソレノイドコイル40の内側でフ
ォーカシングさせ、アノード装置30がソレノイドコイ
ル40の内側にあるようにすることである。
The basic idea of the present invention is that in a device for forming a circulating X-ray beam for high speed computer tomography, a solenoid coil 40 reaching a beam guiding channel.
And the solenoid coil follows the beam guiding channel in the Φ-direction, thereby focusing the electron beam e ′ inside the solenoid coil 40 in the beam guiding channel, and the anode device 30 inside the solenoid coil 40. To be there.

【0034】本発明の装置は螺旋形のビーム案内チャネ
ルだけでなく、円形または近似的に円形のビーム案内チ
ャネルを有することができる。
The device according to the invention can have circular or approximately circular beam guiding channels as well as helical beam guiding channels.

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

【図1】ビーム案内チャネル内の電子ビームの軌道を示
す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the trajectory of an electron beam in a beam guiding channel.

【図2】ビーム案内チャネルの横断面を示す概略図であ
る。
FIG. 2 is a schematic view showing a cross section of a beam guiding channel.

【図3】ビーム案内チャネルの一部斜視図である。FIG. 3 is a partial perspective view of a beam guiding channel.

【図4】aはビーム案内チャネルの側面図であり、bは
そのR−Z−平面の断面図である。
FIG. 4a is a side view of the beam guiding channel and b is a cross-sectional view of its RZ-plane.

【図5】ビーム案内チャネルの変形実施例の斜視図であ
る。
FIG. 5 is a perspective view of a modified embodiment of the beam guiding channel.

【図6】ビーム案内チャネルとアノード装置の択一的実
施例の横断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of an alternative embodiment of a beam guiding channel and anode device.

【図7】螺旋形のビーム案内チャネルの開始領域と終端
領域とがオーバーラップした領域におけるビーム案内チ
ャネルの横断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the beam guiding channel in the region where the starting region and the ending region of the spiral beam guiding channel overlap.

【図8】本発明の別の実施例での概略図である。FIG. 8 is a schematic view of another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、3 導体巻線 2、4 鉄板 10、12 電流巻線ターン 30 アノード 1, 3 Conductor winding 2, 4 Iron plate 10, 12 Current winding turn 30 Anode

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高速コンピュータトモグラフィー用の循
環X線ビームの形成装置であって、ビーム案内チャネル
と、案内磁界形成手段(1、2、3、4)と、放出磁界
形成手段(10、12)と、制御手段とを有し、 前記ビーム案内チャネルは、螺旋状に1平面内を少なく
とも2πの極角度にわたって延在し、 前記案内磁界形成手段は、ビーム案内チャネル内を、前
記平面に対して垂直に延在する軸方向磁界(Bz)を形
成し、 該軸方向磁界(Bz)の強度は、所定のエネルギーの電
子ビーム(e)がビーム案内チャネル内の実質的に中央
に導かれるように螺旋状のビーム案内チャネルに沿って
増大し、 前記放出磁界形成手段によって、ビーム案内チャネルの
Φ−方向で選択可能な領域内に、実質的に前記平面内を
半径方向に延在する磁界(Br)が形成され、 これにより、ビーム案内チャネル内を通過する電子ビー
ムが前記平面から偏向され、Φ−方向にアノード装置へ
フォーカシングされ、 該アノード装置は実質的にリング状であり、かつビーム
案内チャネルに対して同心であり、当該アノード装置に
て電子ビーム(e’)の衝突個所にX線ビームが形成さ
れ、 前記制御手段は、放出磁界形成手段を、半径方向磁界の
形成される選択可能な領域がΦ−方向にビーム案内チャ
ネルに沿って循環するように制御する、ことを特徴とす
る、循環X線ビームの形成装置。
1. An apparatus for forming a circulating X-ray beam for high speed computer tomography, comprising a beam guiding channel, a guiding magnetic field forming means (1, 2, 3, 4) and an emission magnetic field forming means (10, 12). And a control means, wherein the beam guiding channel spirally extends in one plane over a polar angle of at least 2π, and the guiding magnetic field forming means defines a beam guiding channel in the beam guiding channel with respect to the plane. Forming a vertically extending axial magnetic field (Bz), the intensity of said axial magnetic field (Bz) is such that an electron beam (e) of a given energy is directed substantially centrally within the beam guiding channel. A magnetic field which increases along the helical beam guiding channel and extends substantially radially in said plane into the Φ-selectable region of the beam guiding channel by said emission field forming means ( r) is formed, whereby the electron beam passing in the beam guiding channel is deflected from said plane and is focused in the Φ-direction onto the anode device, said anode device being substantially ring-shaped and beam guiding. An X-ray beam is formed concentrically with the channel, where the anode device collides with the electron beam (e ′), and the control means can select the emission magnetic field forming means to form a radial magnetic field. An apparatus for forming a circulating X-ray beam, characterized in that the different regions are controlled to circulate along the beam guiding channel in the Φ-direction.
【請求項2】 案内磁界形成手段は、螺旋平面に対して
垂直に、Φ−方向に螺旋状に延在する2つの金属板
(2、4)と、当該金属板(2、4)においてΦ−方向
に延在する導体巻線(1、3)を有し、 前記金属板はビーム案内チャネルをその中に取り囲み、 内側螺旋状金属板(4)に配置された導体巻線と外側螺
旋状金属板(2)に配置された導体巻線とには反対方向
に電流が供給され、 これにより磁気方向磁界(Bz)がビーム案内チャネル
内に形成される、請求項1記載の装置。
2. The guide magnetic field forming means comprises two metal plates (2, 4) spirally extending in the Φ-direction perpendicular to the spiral plane, and Φ in the metal plates (2, 4). A conductor winding (1, 3) extending in the negative direction, said metal plate enclosing a beam guiding channel therein, a conductor winding arranged on an inner spiral metal plate (4) and an outer spiral Device according to claim 1, characterized in that a current is supplied in the opposite direction to the conductor windings arranged on the metal plate (2), whereby a magnetic directional magnetic field (Bz) is formed in the beam guiding channel.
【請求項3】 金属板(2、4)の高さは、螺旋形の外
周囲に沿って外側から内側へ減少し、これにより軸方向
磁界(Bz)の強度は、導体巻線(1、3)内の電流が
一定の場合、外側から内側へ螺旋形に沿って増大する、
請求項2記載の装置。
3. The height of the metal plates (2, 4) decreases from the outer side to the inner side along the outer circumference of the spiral, whereby the strength of the axial magnetic field (Bz) is reduced by the conductor windings (1, 3) If the current in is constant, it increases along the spiral from the outside to the inside,
An apparatus according to claim 2.
【請求項4】 Φ−方向に延在する導体巻線(1、3)
は、内側金属板(4)における電流占有密度が外側金属
板における電流占有密度よりも大きいように構成されて
おり、これにより軸方向磁界(B)は半径方向に内側か
ら外側へ、ビーム案内チャネル内で減少する、請求項2
または3記載の装置。
4. Conductor windings (1, 3) extending in the Φ-direction.
Are configured such that the current occupancy density in the inner metal plate (4) is greater than the current occupancy density in the outer metal plate, so that the axial magnetic field (B) is radially from the inside to the outside, the beam guiding channel. Claim 2 which decreases within
Or the apparatus according to 3.
【請求項5】 ビーム案内チャネルに達するソレノイド
コイル(40)が設けられており、 該ソレノイドコイルは、Φ−方向に螺旋状にビーム案内
チャネルに追従し、これにより電子ビーム(e)が、ビ
ーム案内チャネルの中のソレノイドコイル(40)の内
側にフォーカスされ、 アノード装置(30)はソレノイドコイル(40)の中
に配置されている、請求項1から3までのいずれか1項
記載の装置。
5. A solenoid coil (40) is provided reaching the beam guiding channel, the solenoid coil spirally following the beam guiding channel in the Φ-direction, whereby the electron beam (e) is directed to the beam. Device according to any one of the preceding claims, wherein the anode device (30) is focused inside the solenoid coil (40) in the guide channel and the anode device (30) is arranged in the solenoid coil (40).
【請求項6】 アノード装置(30)は、テープ状の金
属表面を有し、 該金属表面は、ビーム案内チャネルの螺旋形に従って、
ビーム案内チャネルの上部にこれに対して同心に配置さ
れている、請求項1から5までのいずれか1項記載の装
置。
6. The anode device (30) has a tape-shaped metal surface, said metal surface according to the spiral shape of the beam guiding channel.
Device according to any one of claims 1 to 5, arranged concentrically to the upper part of the beam guiding channel.
【請求項7】 アノード装置(30)は、円形リング状
の金属表面を有し、 該金属表面の直径は、螺旋形のビーム案内チャネルの平
均直径にほぼ相応し、 前記金属表面はビーム案内チャネルの上部にこれに対し
て同心に配置されており、 補正磁界形成手段(11、13)が、ビーム案内チャネ
ルから偏向された電子ビーム(e’)をアノード装置
(30)の円形リング状の金属表面に向けるために設け
られている、請求項1から5までのいずれか1項記載の
装置。
7. The anode device (30) has a circular ring-shaped metal surface, the diameter of the metal surface approximately corresponding to the mean diameter of the spiral beam guiding channel, the metal surface being the beam guiding channel. The correction field forming means (11, 13), which is arranged concentrically with respect to this on the upper part of the electron beam deflecting electron beam (e ') from the beam guiding channel, forms a circular ring-shaped metal of the anode device (30). 6. A device according to any one of claims 1 to 5, provided for directing to a surface.
【請求項8】 アノード装置(30)の金属表面は、実
質的にリング状のアノード装置の平面に対して傾いてお
り、これにより金属表面をアノード装置の中心から見る
ことができる、請求項6または7記載の装置。
8. The metal surface of the anode device (30) is tilted with respect to the plane of the substantially ring-shaped anode device, whereby the metal surface is visible from the center of the anode device. Or the device according to 7.
【請求項9】 放出磁界形成手段は、ビーム案内チャネ
ルの両側で当該チャネルの全長にわたって多数の導体巻
線ターン(10、12)と、該導体巻線ターンにΦ−方
向に選択的に電流を供給するための手段とを有してお
り、 前記導体巻線ターンはそれぞれ、その面法線が実質的に
Φ−方向に延在するようにそれぞれ配置されている、請
求項1から8までのいずれか1項記載の装置。
9. The emission magnetic field forming means comprises a large number of conductor winding turns (10, 12) on both sides of the beam guiding channel over the entire length of the channel, and selectively supplies a current to the conductor winding turns in the Φ-direction. Means for supplying, each said conductor winding turn being arranged respectively such that its surface normal extends substantially in the Φ-direction. The device according to claim 1.
【請求項10】 放出磁界形成手段の導体巻線ターン
(10、12)は金属板(2、4)の周囲に巻回されて
いる、請求項9記載の装置。
10. Device according to claim 9, characterized in that the conductor winding turns (10, 12) of the emission field forming means are wound around the metal plates (2, 4).
【請求項11】 導体巻線ターン(10、12)の各々
にトランジスタが接続されており、各導体巻線ターンに
選択的に電流が供給される、請求項9または10記載の
装置。
11. A device according to claim 9, wherein a transistor is connected to each of the conductor winding turns (10, 12), and a current is selectively supplied to each conductor winding turn.
【請求項12】 放出磁界形成手段は、ビーム案内チャ
ネルの両側で当該チャネルの全長にわたって多数の導体
巻線ターン(10、12)と、該導体巻線ターンにΦ−
方向に選択的に電流を供給するための手段とを有してお
り、 前記導体巻線ターンはそれぞれ、その面法線が螺旋平面
に対して傾いているように配置されており、 これにより同時に補正磁界形成手段として使用され、か
つ軸方向にビーム案内チャネルから偏向された電子ビー
ム(e’)がアノード装置(30)の円形リング状金属
表面に向けられる、請求項7記載の装置。
12. The emission magnetic field forming means comprises a large number of conductor winding turns (10, 12) on both sides of the beam guiding channel over the entire length of the channel and Φ− on the conductor winding turns.
Means for selectively supplying an electric current in a direction, the conductor winding turns each being arranged such that their surface normals are inclined with respect to the spiral plane, whereby at the same time Device according to claim 7, characterized in that an electron beam (e '), which is used as a correction field forming means and which is axially deflected from the beam guiding channel, is directed onto the circular ring-shaped metal surface of the anode device (30).
【請求項13】 コンピュータトモグラフィー用のX線
ビームの形成方法であって、該X線ビームは中心に向け
られており、かつ2πの極角度にわたって循環する方法
において、 −所定のエネルギーの電子ビーム(e)を形成するステ
ップと、 −該電子ビーム(e)をビーム案内部に入射するステッ
プと、 該ビーム案内部は電子ビームを軸方向磁界(Br)によ
って螺旋軌道に導き、−電子ビームを平面から、方向の
選択された個所で、ビーム案内部の上部に配置された実
質的にリング状のアノード装置へ偏向させ、電子ビーム
(e’)の衝突個所から、実質的にリング状のアノード
装置の中心に向けられたX線ビームを形成するステップ
と、 −電子ビームが平面から偏向される選択された個所を螺
旋軌道に沿って変化させ、電子ビーム(e’)の実質的
にリング状のアノード装置(30)への衝突個所を相応
に変化させるステップとを有することを特徴とするX線
ビームの形成方法。
13. A method of forming an X-ray beam for computer tomography, wherein the X-ray beam is directed to the center and circulates over a polar angle of 2π: an electron beam of a predetermined energy ( e) forming: -injecting the electron beam (e) into a beam guide, the beam guide directing the electron beam into a spiral orbit by an axial magnetic field (Br); To a substantially ring-shaped anode device disposed at the upper part of the beam guide portion at a selected position in the direction from the collision point of the electron beam (e ′) to the substantially ring-shaped anode device. Forming an X-ray beam directed at the center of the electron beam, e.g. Substantially X-ray beam forming method characterized by having a step of changing accordingly the collision point to the ring-shaped anode (30) of.
【請求項14】 高速コンピュータトモグラフィー用の
循環X線ビームの形成装置であって、ビーム案内チャネ
ルと、案内磁界形成手段(1、2、3、4)とを有し、 前記ビーム案内チャネルは、少なくとも2πの極角度に
わたって延在し、 前記案内磁界形成手段は、ビーム案内チャネル内に磁界
(Bz)を形成し、これにより電子ビーム(e)が所定
のエネルギーで実質的にビーム案内チャネルの中央に導
かれ、 ビーム案内チャネルに達するソレノイドコイル(40)
が設けられており、 該ソレノイドコイルはビーム案内チャネルに追従し、 アノード装置(30)がソレノイドコイル(40)の内
側に配置されている、ことを特徴とする形成装置。
14. An apparatus for forming a circulating X-ray beam for high speed computer tomography, comprising a beam guiding channel and a guiding magnetic field forming means (1, 2, 3, 4), said beam guiding channel comprising: Extending over a polar angle of at least 2π, said guiding field forming means forms a magnetic field (Bz) in the beam guiding channel such that the electron beam (e) is substantially centered in the beam guiding channel at a given energy. Solenoid coil guided to the beam guiding channel (40)
A solenoid coil follows the beam guiding channel, and the anode device (30) is arranged inside the solenoid coil (40).
【請求項15】 ビーム案内チャネルは螺旋形に構成さ
れている、請求項14記載の装置。
15. The device according to claim 14, wherein the beam guiding channels are configured in a spiral shape.
【請求項16】 ビーム案内チャネルは螺旋形に構成さ
れており、1平面に延在する、請求項14記載の装置。
16. The apparatus of claim 14, wherein the beam guiding channels are helically configured and extend in one plane.
【請求項17】 ビーム案内チャネルは少なくとも近似
的に円形リング状に構成されており、少なくとも2πの
極角度にわたって延在する、請求項14記載の装置。
17. The apparatus according to claim 14, wherein the beam guiding channel is configured at least approximately in the shape of a circular ring and extends over a polar angle of at least 2π.
JP5064496A 1996-03-07 1996-03-07 Method and device for forming cycling x-ray beam used for high-speed computer tomogarphy Withdrawn JPH09245701A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113921357A (en) * 2021-09-30 2022-01-11 中国人民解放军国防科技大学 Strong current diode and gradient magnetic field device based on gradient magnetic field
CN113921357B (en) * 2021-09-30 2024-06-11 中国人民解放军国防科技大学 Strong current diode and gradient magnetic field device based on gradient magnetic field

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