JPH0412441A - 高速走査型ｘ線発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、Ｘ線ＣＴ装置に用いられるのに好適な、Ｘ
線発射位置を被検者の周囲の円周上で高速に走査させる
ことのできる高速走査型Ｘ線発生装置に関する。

【従来の技術】

Ｘ線ＣＴ装置は、被検者周囲の３６０”　　（または１
８０°）の種々の方向からＸ線を照射して収集した多方
向のＸＩ！透過データを画像再構成処理して被検者を横
切る断面におけるＸ線吸収率分布画像を得るものである
。このＸ線ＣＴ装置では多方向のＸ線透過データを収集
するため、従来では、通常、Ｘ線管自体を回転機構によ
り回転させて被検者周囲の種々の方向からＸ線を照射す
るようにしている。 ところが、このようにＸＲ管管体体回転させる場合には
１回転（３６０°または１８０”）させるのにある程度
の時間を要するため、高速にデータ収集することができ
ず、心臓などの動きの速い臓器の画像を得ることができ
なかった。 そこで、近年、Ｘ線発生位置を円周上で非常に高速に走
査させることのできるＸ線発生装置（米国イツトロン社
製高速走査型Ｘ線発生装置）が用いられるようになって
きている。これは、１つの真空管内でターゲットを細長
いリング型にするとともに、このリング型ターゲットが
形成する平面に直角な方向から電子を発生し、そのリン
グ型ターゲットに向かう走行途中で電子を偏向すること
によってこの電子をリング型ターゲットの所望の位置に
衝突させるようにしており１、その偏向手段（偏向コイ
ル、偏向電極）を制御することによってリング型ターゲ
ットへの電子の衝突位置をそのリング型ターゲットに沿
って円周方向に高速に走査し、これによりＸ線発生位置
をリング型ターゲットに沿って円周方向に高速に移動さ
せるようにしたものである。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の高速走査型Ｘｌ！発生装置では、
リング型ターゲットつまりＸ線発生位置が移動する円周
がつくる平面に対して直角な方向に電子ビームを走行さ
せてその走行途中で偏向するという構成となっているた
め、リング型ターゲットのつくる平面に直角な方向に非
常に大きな形状となってしまうという問題がある。この
高速走査型Ｘ線発生装置を用いたＸ線ＣＴ装置では、被
検者はリング型ターゲットの中に入れられてその周囲各
位置からＸ線照射されるようにするため、Ｘ線ＣＴ装置
としては、被検者を載せるベツドをも含めて考えなけれ
ばならないので、被検者の体軸（身長）方向にきわめて
長大なものとなってしまい、広い設置面積を必要とする
。 この発明は、被検者の体軸方向に短いコンパクトな形状
とすることができ、Ｘ線ＣＴ装置の設置面積を小さくで
きる、高速走査型Ｘ線発生装置を提供することを目的と
する。

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、この発明による高速走査型
Ｘ＆！発生装置においては、ドーナツ状真空管と、該真
空管中に、該真空管に沿って配置されたリング型ターゲ
ットと、上記ドーナツ状真空管の接線方向に連結された
、電子発生用フィラメントと電子加速用電極とを具備し
た電子ビーム入射管と、上記ドーナツ状真空管に沿って
配置された、多数の磁場発生用コイルと、これら多数の
コイルのそれぞれに流す電流量及び極性を制御すること
によって、上記電子ビームが該ドーナツ状真空管に沿っ
た円軌道上を走行するように電子ビームを偏向させるた
めのドーナツ状真空管のなす平面に直角な方向の磁場と
、該円軌道からそれて上記リング型ターゲットに向かう
軌道上を走行するように電子ビームを偏向させるための
磁場とを選択的に形成させる電流制御装置とが備えられ
ることが特徴となっている。

【作　　用】

電子ビーム入射管には、電子発生用のフィラメントと、
電子加速用の電極とが備えられており、フィラメントで
発生した電子が電極によって加速される。 この電子ビーム入射管は、ドーナツ状真空管に対し、そ
の接線方向に連結されており、そのため、加速された電
子がこのドーナツ状真空管の中に、接線方向から入射さ
れることになる。 ドーナツ状真空管には、それに沿って多数の磁場発生用
コイルが配置されており、それぞれに流す電流量及び極
性が電流制御装置によって制御される。この制御により
、各磁場発生用コイルから、ドーナツ状真空管のなす平
面に直角な方向の磁場と、他の方向の磁場とが選択的に
形成される。 このドーナツ状真空管のなす平面に直角な方向の磁場が
形成されている場合、入射された電子ビームにはドーナ
ツ状真空管の中心方向に向かう力が加わることになり、
その磁場強度を電流量の制御によって調整することによ
り、電子ビームをドーナツ状真空管に沿った円軌道上に
走行させることができる。この場合、電子ビームはリン
ク型ターゲットに衝突することはない。 これに対して、他の方向の磁場が形成されている場合に
は、電子ビームは円軌道からそれてリング型ターゲット
に向かう軌道上を走行するよう偏向され、その結果電子
ビームがリング型ターゲ・ントに衝突し、その衝突位置
からＸ線が発生する。 ここで、この磁場を形成するためのコイルに流す電流量
を調整すると、リング型ターゲットに向かう電子ビーム
軌道を制御てき、タープ・ントへの衝突位置つまりＸ線
発生位置のコントロールが可能である。 この高速走査型Ｘ線発生位置では、磁場発生用コイルに
流す電流の量と極性とを調整してそこから発生する磁場
を制御することにより、−切の機械的な運動なしにＸ線
発生位置を切り換えることかでき、高速にＸ線発生位置
を移動させることかできる。 また、ドーナツ状真空管には、その接線方向に電子ビー
ム入射管が連結されているため、全体として平面的であ
り、ドーナツ状真空管のなす平面に直角な方向にはそれ
ほどの厚さとならず、きわめてコンパクトである。被検
者はドーナツ状真空管の中央部に入れられることになり
、被検者の体軸方向での長さは短いものとなる。

【実　施　例】

以下、この発明の一実施例について図面を参照しながら
詳細に説明する。この実施例にかかる高速走査型Ｘ線発
生装置は第１図に示すように、ドーナツ状の真空管１を
備え、その内部にそれに沿ってリング型とされたタープ
・ント２が配置されている。ドーナツ状真空管１には、
その接線方向に電子ビーム入射管３が連結されている。 この電子ビーム入射管３には、電子発生用フィラメント
４と、このフィラメント４から発生した電子を加速する
ための、高圧をかけた電子加速用型Ｖｊ！５とか備えら
れている。この電子ビーム入射管３において発生し、加
速された電子ビーム８は、ドーナツ状真空管１に、その
接線方向より入射される。Ｘ線ＣＴ装置の場合、ドーナ
ツ状真空管１の中央の中空部には被検者９が、その体軸
がドーナツ状真空管１のなす平面に略直角となるように
して、挿入される。 このドーナツ状真空管１には、多数の磁場発生用コイル
６．６、・・が、ドーナツ状真空管１に沿って、電子ビ
ーム入射部を除く全周にわたってリング型に配列されて
いる。この磁場発生用コ、イル６はそれぞれ、ドーナツ
状真空管１の円周方向１箇所につき４個からなり、この
４個のコイル６の各々は第２図及び第３図に示すように
ドーナツ状真空管１を９０’間隔で取り囲む位置に配置
される。この磁場発生用コイル６に流す電流の量と極性
は、電流制御装置７により、各磁場発生用コイル６ごと
に独立に制御される。 この電流制御装置７により、第３図及び第４図に示すよ
うに各組における各コイル６に流す電流の量と極性が調
整され、第３図の点線で示すような、ドーナツ状真空管
１のなす平面に直角な方向（第１図の紙面に直角な方向
）の磁場と、第４図の点線で示されるようなドーナツ状
真空管１のなす平面方向（第１図の紙面と平行な方向）
の磁場とが選択的に形成される。 各磁場発生用コイル６の組に流される電流の極性がすべ
て第３図のようになっていて、第３図の点線で示される
ような磁場がドーナツ状真空管１の円周方向の全領域で
形成されている場合、電子ヒーム入射管３よりドーナツ
状真空管１に入射してきた電子ビーム８は、第３図に示
すようにその磁場中を、磁場の方向に対して直角に進行
することになり、第３図の下側方向くつまりリンク型タ
ーゲント２の中心方向）に力を受け、円軌道を描いて進
行する。したかつて、コイル６に流す電流を調整するこ
とによりこの磁場の強度を適切なものにすれは、電子ビ
ーｊ８８にドーナツ状真空管１と同心円の軌道を描かせ
ることかできる。この場合、電子ビーム８はドーナツ状
真空管１の内部をリング型ターゲット２に衝突すること
なく円運動する。 つぎに、すべての組の磁場発生用コイル６に流す電流極
性を上記第３図のようにするのでなく、このような第３
図の極性の電流は電子ヒーム８の入射位置からある位置
までとし、それ以降の区間では各組の４個の磁場発生用
コイル６に第４図のような方向の電流を流した場合につ
いて説明する。 このとき、この組の４個の磁場発生用コイル６により第
４図の点線で示されるようなドーナツ状真空管１のなす
平面方向の磁場が形成され、この磁場によって進行する
電子ビーム８は進行方向と磁場の方向の両方に直角な方
向に力を受けてこの例では第４図に示すようにドーナツ
状真空管１のなす平面に直角な方向に移動し、この方向
に配置されたリング型ターゲット２に向い、これに衝突
する。したがって、この衝突位置よりＸ線が発生し、ド
ーナツ状真空管１の中空部に位置決めされた被検者９に
向かってＸ線が照射される。 このとき、単なる電流極性の制御だけでなく、電流量を
微調整することにより、円軌道から外れてリング型ター
ゲット２に向かう電子ビーム８の軌道を細かく調整でき
、これによってリング型ターゲット２の任意の位置より
Ｘ線を発生させることができる。 したがって、多数の磁場発生用コイル６の各々から発生
する磁場の方向と強さを、それらのコイル６に流す電流
の量と極性とを電流制御装置７で制御することにより、
微調整することによって、リング型ターゲット２の周方
向における任意の位置に電子ビーム８を衝突させてその
位置よりＸ線を発生させることができる。このＸ線発生
位置の移動は、電流制御によって行うため、なんら機械
的動きを要することなく、きわめて高速に行うことがで
きる。 上記のようにＸ線ＣＴ装置ては、被検者９はこのドーナ
ツ状真空管１の中央の中空部に、体軸がドーナツ状真空
管１のなす平面（紙面に平行な面）に直角となるように
して挿入され、上記のようにドーナツ状真空管１の周方
向にＸ線発生位置が高速に移動するということは、Ｘ線
ＣＴ装置における投影方向が高速に切り換えられるとい
うことであり、・被検者９の周囲３６０°　（あるいは
１８０）方向での投影データの収集がきわめて短時間で
終了することを意味する。 なお、上記のドーナツ状真空管１に対するリング型ター
ゲット２の位置関係、及び磁場発生用コイル６の位置関
係は例示に過ぎず、他の位置関係及びそれらの組合せも
考えられることはもちろんである。

【発明の効果】

この発明の高速走査型ｘｉ発生装置によれば、被検者周
囲の円周上の種々の位置からＸ線を発射することができ
るとともに、その発射位置を高速に走査させることので
き、しかも機械的な動きが一切ないため耐久性も高い。 さらにこの高速走査型Ｘ線発生装置は、ドーナツ状真空
管を含む、厚さが比較的薄い平べったい平面的な形状と
なり、非常にコンパクトなものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかがる高速走査型Ｘ線発
生装置を正面から見た模式図、第２図はドーナツ状真空
管と磁場発生用コイルとの位置関係を示すための部分的
な模式図、第３図及び第４図は第１図の■−■線断面図
である。 １・・・ドーナツ状真空管、２・・・リング型ターゲッ
ト、３・・・電子ビーム入射管、４・・・電子発生用フ
ィラメント、５・・・電子加速用電極、６・・・磁場発
生用コイル、７・・・電流制御装置、８・・・電子ビー
ム、−９・・・被検者。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ドーナツ状真空管と、該真空管中に、該真空管に
   沿って配置されたリング型ターゲットと、上記ドーナツ
   状真空管の接線方向に連結された、電子発生用フィラメ
   ントと電子加速用電極とを具備した電子ビーム入射管と
   、上記ドーナツ状真空管に沿って配置された、多数の磁
   場発生用コイルと、これら多数のコイルのそれぞれに流
   す電流量及び極性を制御することによって、上記電子ビ
   ームが該ドーナツ状真空管に沿った円軌道上を走行する
   ように電子ビームを偏向させるためのドーナツ状真空管
   のなす平面に直角な方向の磁場と、該円軌道からそれて
   上記リング型ターゲットに向かう軌道上を走行するよう
   に電子ビームを偏向させるための磁場とを選択的に形成
   させる電流制御装置とを備えることを特徴とする高速走
   査型Ｘ線発生装置。