JPH0428154A - 高速走査型x線発生装置 - Google Patents

高速走査型x線発生装置

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JPH0428154A
JPH0428154A JP13208290A JP13208290A JPH0428154A JP H0428154 A JPH0428154 A JP H0428154A JP 13208290 A JP13208290 A JP 13208290A JP 13208290 A JP13208290 A JP 13208290A JP H0428154 A JPH0428154 A JP H0428154A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vacuum tube
electron beam
grid
shaped
anode
Prior art date
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Pending
Application number
JP13208290A
Other languages
English (en)
Inventor
Shiro Oikawa
四郎 及川
Masatoshi Asari
浅利 正敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Priority to US07/692,849 priority patent/US5172401A/en
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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】
X1iCT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X線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&iCT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。 ところで、このようにX線管自体を回転させる場合には
1回転(360’ または180”)させるのに1秒程
度の時間を要するため、高速にデータ収集することがで
きない。 一方、人体内には、心臓のように1秒間に30フレ一ム
程度の高速度な画像でしかその動きを捉えられない臓器
が存在していることが、X線透視などで分かっている。 そのため、近年、X線発生位置を円周上で非常に高速に
走査させることのてきるX線発生装置(米国イマトロン
社製高速走査型CT装置用X線管)が用いられるように
なってきている。これは、1つの真空容器内でターゲッ
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ビームを発
生し、その電子ビームをリング型ターゲットに向かう走
行途中で偏向することによってこの電子ビームをリング
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
、その偏向手段(I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ビームの衝突位
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て1フレームの画像
の撮像時間を50 m5ec程度とするようにしたもの
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CT装置用X線管では
、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
約4mと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X線管を用いたX1iCT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室から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
きるものでありながら、1秒間に30フレ一ム程度の、
心臓の静止像が得られるような高速撮像を可能とする、
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線発生装置においては、ドーナツ状真空管と、該ドー
ナツ状真空管に加速電子ビームを入射する電子銃部と、
この電子ビームが上記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ヒ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を形成する
磁場発生装置と、上記ドーナツ状真空管の内部において
該真空管に沿ってそれぞれ配置された、リンク型固定陰
極、印加電圧が変化させられるリング型固定グリッド、
及びリング型固定陽極とが備えられることが特徴となっ
ている。
【作  用】
電子銃部から発生した加速電子ビームがドーナツ状真空
管の中に入射される。 ドーナツ状真空管の内部には、磁場発生装置によって磁
場が形成されている。この磁場は、ドーナツ状真空管の
なす平面に直角な方向となっている。 このようなドーナツ状真空管のなす平面に直角な方向の
磁場中に電子ビームが進行すると、その電子ビームには
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。 一方、このドーナツ状真空管の内部には、該真空管に沿
うような形状のリング型とされた固定陰極、固定グリッ
ド、及び固定陽極が配置されている。 これら電極により形成された静電界により、ドーナツ状
真空管の内部を走行する電子ビームが偏向されて固定陽
極へ向かうことになる。電子ビームが固定陽極に衝突す
るとそこからX線が発生する。 そこで、グリッドに印加する電圧を変化させれば、¥p
電偏向により電子ビームに加わる力が変化することにな
り、電子ビームの固定陽極へ向がう軌道が変わって、電
子ビームが固定陽極に衝突する位置が変化する。 そのため、このグリッドに印加する電圧を連続的に変化
させていくことにより、電子ビームの固定陽極に衝突す
る位置つまりX線発生位置を、リング型の固定陽極の円
周方向に連続的に移動させることができる。 このようにグリッド印加電圧を掃引するだけで、−切の
機械的運動なしにX線発生位置を移動させることができ
るため、X線発生位置の非常に高速なスキャンが可能と
なる。 このX線発生装置は、ドーナツ状真空管の外部にはスペ
ースをとるような構成部分がないため、全体としてはド
ーナツ状真空管とほぼ同じ程度の外形となって平面的で
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。この実施例にががる高速走査型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
備える。X線CT装置の場き、このドーナツ状真空管1
の中央の中空部に被検者8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2つの電子銃部2が連
結されている。この電子銃部2には、電子発生用フィラ
メント21と、このフィラメント21がら発生した電子
を加速するための、高電圧をがけな加速電極22とが備
えられている。 この加速された電子ビームはドーナツ状真空管1に入射
され、ただちに偏向磁石5の磁場の作用で偏向される。 この偏向磁石5は、電子ビームをドーナツ状真空管1に
沿った周回軌道上に乗せるための偏向用の磁場を発生す
るもので、第5図に示すように強磁性体ヨーク51で連
結されている。 この偏向磁石5によって第1図の紙面に直角な裏面から
表面へと向がう方向の磁場(この磁場は第5図の偏向磁
石5.5間の点線で示されているようなものとなる)が
形成されるため、電子ビームは進行方向左側に偏向され
て軌道4のように曲がってドーナツ状真空管1に沿った
円周方向に向がう、二とになる。 一方、このドーナツ状真空管1には、第2図ないし第6
図に示すように、円運動磁場生成コイル3が、このドー
ナツ状真空管1に沿って配設されている。このコイル3
によって第2図ないし第6図の点線で示すような、第1
図の紙面に直角な紙面の表面から裏面へ向かう方向の磁
場が、ドーナツ状真空管1の周方向に一様に形成される
ことになる。そのため電子ビームは進行方向右側(第2
図ないし第6図では下側)への力を一様に受ける。 その結果、コイル3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ば、電子ビームはドー
ナツ状真空管1とほぼ同心円の円軌道4上に走行するこ
とになる6 ドーナツ状真空管1の内部には、第2図ないし第6図に
示すようにリング型固定陰極11と、リング型グリッド
12と、リング型固定陽極13が配置される(第7図も
参照)。これらはすべてドーナツ状真空管1に沿うよう
な、ドーナツ状真空管1とほぼ同心円のリング型となっ
ており、この実施例ではドーナツ状真空管1のなす平面
に直角な方向つまり被検者8の体軸方向に並べられる。 すなわち、第1図の紙面に垂直な方向に、手前側から奥
の方へ、固定陰極11、グリッド12、固定陽極13の
順に並べられる。グリッド12は、第7図に示すように
その中央部にメツシュ部を有する。第1図及び第6図に
示すようにこれらの電極11.12.13には電圧供給
部6においてケーブル61.62が接続され、それぞれ
に電圧か印加される。 これら固定陰極11、グリッド12、固定陽極13、及
び電子銃部2でのフィラメント21、加速電極22の電
気的な接続関係は第8図に示す通りである。固定陰極1
1、グリッド12間には鋸歯状偏向電圧発生電源71が
接続され、固定陰極11、固定陽極13間にはX線発生
用高電圧電源72が接続される。このグリッド12に加
えられる鋸歯状偏向電圧は、第9図のようになっている
。 このグリッド電圧が高いと、電子銃部2により入射され
偏向磁石5で偏向されて固定陰極11とグリ・ソド12
との間の空間に走行するようにされた電子と−ムは、よ
り強い静電力でグリ・ラド12側に吸引されるので、よ
り早い時点でつまり電子銃部2からより近い位置でグリ
ッド12を通過し、固定陽極13に入射することになる
。これに対して、グリッド電圧が低い場合には、電子ビ
ームをグリッド12に吸引する静電力は弱いので、電子
銃部2から遠い位置でグリッド12を通過して固定陽極
13に到達する6第4図に示すように電子ビームが固定
陽極13に衝突すると、その位置からX線がドーナツ状
真空管1の中心方向つまり被検者8の方向に発生する。 この実施例では、2つの電子銃部2が180゜間隔で設
けられているため、それぞれの電子銃部2から入射した
電子ビームは180°の範囲で固定陽!1Bに衝突する
よう構成すれは、360゜の範囲でX線発生位置を移動
させることができる。 ここでは、第1図のa点−d点の右上側の範囲を左側の
電子銃部2から入射された電子ビームの受持ち範囲とし
、a点−d点の左下側の範囲を右側の電子銃部2から入
射された電子ビームの受持ち範囲としている。そのため
、第9図に示すグリ・ンド電圧の最大電圧Vaは、左側
の電子銃部2から入射された電子ビームがa点で、右側
の電子銃部2から入射された電子ビームがd点で、それ
ぞれ固定陽極13に到達する大きさとされ、最小電圧V
dは、左側の電子銃部2から入射された電子ビームがd
点で、右側の電子銃部2から入射された電子ビームがa
点で、それぞれ固定陽極13に到達する大きさとされる
。グリッド電圧vbのとき、左側の電子銃部2から入射
された電子ビームはb点で固定陽極13に到達し、グリ
ッド電圧Vcのとき、左側の電子銃部2から入射された
電子ビームは0点で固定陽極13に到達し、右側の電子
銃部2から入射された電子ビームはC′点で固定陽[!
13に到達する。 第10図は、このグリッド電圧をVa、VbVc、Vd
とした各場合の、電子ビーム軌道Ta。 Tb、Tc、Tdを表したものである。この図で横軸は
ドーナツ状真空管1の周方向位置に対応し、縦軸はドー
ナツ状真空管1の軸方向(被検者8の体軸方向)、つま
り固定陰極11から固定陽極13へ至る方向の位置を表
す。このようにグリッド電圧をVdからVaにまで変化
させることにより、第10図に示すように電子ビーム軌
道を変化させ、X線発生位置をd −+ (→l) −
+ aと180°の範囲で移動させることができる。第
9図のように鋸歯状グリッド電圧の周期をl□+++s
ecとすれば、180°の範囲内のX線発生位置走査は
lQmsecで終了することになる。 なお、上記のドーナツ状真空管1における固定陰8ii
llグリッド12及び固定陽極13の位置関係は例示に
過ぎず、他の位置関係も考えられることはもちろんであ
る。また、電子銃部2の数も2個に限定されず、1個で
もあるいは3個以上とすることもできる。これら複数個
の電子銃部から同時に電子ビームを発生して複数箇所か
ら同時にX線を発生することもできるし、時差的に発生
することもできる。
【発明の効果】
この発明の高速走査型X線発生装置によれば、被検者周
囲の円周上でX線発射位置を5 Q m5ecという高
速に走査させることができ、しかも機械的な動きが一切
ないため耐久性も高く、騒音も生じない。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
さが比較的薄い平らな平面的な形状となり、非常にコン
パクトなものとなる。そのため、被検者を狭い空間内に
閉じ込めて騒音にさらすことがないので、被検者に無用
な不安感を与えず、安心感を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例にかかる高速走査型X線発
生装置を正面から見た模式図、第2図は第1図の■−■
線矢視断面図、第3図は第1図の■−■線矢視断面図、
第4図は第1図のIV−TV線矢視断面図、第5図は第
1図の■−v線矢視断面図、第6図は第1図のVl−V
l線矢視断面図、第7図はグリッドと固定陽極とを模式
的に示す部分斜視図、第8図は電気的接続関係を示す回
路図、第9図はグリッド電圧波形を示す波形図、第10
図は各グリッド電圧における電子軌道を表す模式図であ
る。 1・・・ドーナツ状真空管、11・・・固定陰極、12
・・・グリッド、13・・・固定陽極、2・・・電子銃
部、21・・・電子発生用フィラメント、22・・・加
速電極、3・・・円運動用磁場生成コイル、4・・・電
子軌道、5・・・周回軌道入射用偏向磁石、6・・・電
圧供給部、61.62・・・ケーブル、71・・・鋸歯
状偏向電圧発生電源、72・・・X線発生用高電圧電源
、8・・・被検者。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ドーナツ状真空管と、該ドーナツ状真空管に加速
    電子ビームを入射する電子銃部と、この電子ビームが上
    記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を形成する磁場発生装置と、上
    記ドーナツ状真空管の内部において該真空管に沿ってそ
    れぞれ配置された、リング型固定陰極、印加電圧が変化
    させられるリング型固定グリッド、及びリング型固定陽
    極とを備えることを特徴とする高速走査型X線発生装置
JP13208290A 1990-04-30 1990-05-22 高速走査型x線発生装置 Pending JPH0428154A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13208290A JPH0428154A (ja) 1990-05-22 1990-05-22 高速走査型x線発生装置
EP19910106874 EP0455177A3 (en) 1990-04-30 1991-04-27 High-speed scan type x-ray generator
US07/692,849 US5172401A (en) 1990-04-30 1991-04-29 High-speed scan type x-ray generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13208290A JPH0428154A (ja) 1990-05-22 1990-05-22 高速走査型x線発生装置

Publications (1)

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JPH0428154A true JPH0428154A (ja) 1992-01-30

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ID=15073085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13208290A Pending JPH0428154A (ja) 1990-04-30 1990-05-22 高速走査型x線発生装置

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JP (1) JPH0428154A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2392947A3 (en) * 2005-07-05 2014-02-12 L-3 Communications Security and Detection Systems, Inc. Methods and apparatus for e-beam scanning

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2392947A3 (en) * 2005-07-05 2014-02-12 L-3 Communications Security and Detection Systems, Inc. Methods and apparatus for e-beam scanning

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