JPH06290721A

JPH06290721A - 回転陽極ｘ線管

Info

Publication number: JPH06290721A
Application number: JP9653993A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Fujimoto; 貴央藤本
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1993-04-01
Filing date: 1993-04-01
Publication date: 1994-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｘ線管のフィラメントの加熱前と加熱後で焦点
位置および焦点重なりがほとんど変化しない陰極構造を
提供する。【構成】集束体の中央部に幅約０.２〜０.３mmの溝を切
ることによって集束体中央部の剛性を弱め、フィラメン
トを加熱することで生じる集束体の熱膨張のしわ寄せが
中央部の溝に来るようにし、集束体角度の変化を抑制す
る。【効果】本発明によれば、フィラメントが加熱される前
と加熱後で焦点位置および焦点重なりがほとんど変わら
ないので、ＣＴ画像におけるアーチファクトを激減する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転陽極Ｘ線管に係り、
特に陰極の集束体構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術の一例を図３に示す。図３は
Ｘ線管の陰極の集束体部分の断面（集束溝の長手方向に
対し垂直方向）を陽極に対向する部分を下にして示した
ものである。図３において、集束体１には集束溝７が穿
かれており、その中にフィラメント３のコイル部３ａが
配置されている。フィラメント３はアンカー４に接続・
支持され、絶縁物５を介して集束体１に固定されてい
る。集束体１の外周には集束体カバー２が取り付けら
れ、両者はＸ線管の陰極（図示せず）に固定・保持され
ている。集束体１と集束体カバー２との結合は、集束体
１の基部の端部１ａと集束体カバー２の大径内周部２ａ
とを溶接して行っているが、集束体１の前面（集束溝
側）の端部１ｂと集束体カバー２の小径内周部の端部２
ｂとの間は特に固定せず、組立ての都合上若干のすき間
(約０.１mm）があいている。

【０００３】Ｘ線管では一般に複数のフィラメント３を
もち、これらのフィラメント３から放射された熱電子が
Ｘ線管内で陰陽極間に印加される高電圧により加速され
て回転陽極のターゲット（図示せず）上に衝突し、Ｘ線
発生源としての焦点を形成する。図３にはフィラメント
３が２個の場合の例を示してあり、各フィラメント３は
別個に加熱され、前記ターゲット上の焦点も別個に形成
される。Ｘ線管において、ターゲット上に２個の焦点を
形成した場合、各焦点の中心位置が一致していることが
望ましい。何故ならば、焦点を切り替えてＸ線曝射を行
ったとき、両焦点の中心位置がずれていると、Ｘ線を検
知する受光系が受けるＸ線量分布もずれたものになり、
さらに焦点を受光系の間に絞り(Ｘ線の曝射範囲を制限
するもの)が挿入されるとＸ線量分布のずれの影響は拡
大されたものとなり、Ｘ線の受光が適正に行われなくな
る。

【０００４】また、フィラメント３から放射された熱電
子の電子軌道は集束溝７の形状・寸法，集束体１の前面
の集束体角度８などの影響を受けるので、焦点位置を適
正にするためには集束溝７の形状・寸法や集束体角度８
を適正に組み合わせることが行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のＸ線管をＸ線Ｃ
Ｔ装置と組み合わせて使用した場合、使用時間経過と共
にＸ線管の焦点の中心位置が移動し、焦点とＸ線検出器
との位置関係がずれて、Ｘ線検出器が受光するＸ線量が
経時変化し、その結果としてＣＴ画像にアーチファクト
を生ずる場合がある。

【０００６】この原因を明らかにするために、２個の焦
点をもつＸ線管で焦点重なりの経時変化を調べてみた。
その結果を示したのが図４（ａ）である。図４（ａ）に
おいては、横軸には集束体角度、縦軸には焦点重なりを
示している。グラフは集束体が冷状態の場合（黒丸）と
熱状態の場合（白丸）について示してある。集束体が冷
状態の場合とは、Ｘ線管への負荷印加の初期に、集束体
が未だ高温になっていない状態での焦点重なりを示した
もので、集束体温度の初期状態を示すものである。集束
体が加熱状態の場合とは、Ｘ線管への負荷を継続して印
加した後に集束体が十分に高温に達した状態での焦点重
なりを示したもので、集束体温度の飽和状態を示すもの
である。

【０００７】図４（ｂ）は陰極の２個のフィラメントか
ら放射された熱電子が集束体で集束されて陽極のターゲ
ットに衝突して焦点を形成する様子を示したものであ
る。フィラメントからの電子ビームの例としてａ，ｂ，
ｃの３種類を示している。電子ビームａの場合の焦点重
なりは図示の焦点重なりＡとなり、フィラメント大，小
から放射された電子ビームはターゲットに衝突する前に
交叉しており、大，小焦点の重なりが過大になっている
ことを示している。このような状態の場合の焦点重なり
を＋（プラス）寸法で示している。電子ビームの場合は
フィラメント大，小から放射された電子ビームはターゲ
ット上で同一点に衝突しているので、理想的な焦点重な
りを示すものである。従って、この時の焦点重なり寸法
は０で示している。電子ビームｃの場合の焦点重なりは
図示の焦点重なりｃとなり、フィラメント大，小から放
射された電子ビームはターゲットに衝突する前には交叉
せず（ターゲット面を通り過ぎてから交叉する）、また
ターゲット上で一致することもなく、大小焦点の重なり
が不足になっていることを示している。このような状態
の場合の焦点重なりを−（マイナス）寸法で示してい
る。

【０００８】図４（ａ）において、焦点重なりが集束体
の冷・熱状態の変化に従って変化していることが判る。
同一集束体角度の場合、集束体の熱状態における焦点重
なりは冷状態における値よりも小さくなっており、これ
を冷状態のグラフ上で見ると集束体角度８の大きい場合
のものと一致している。この結果は、集束体が冷状態か
ら熱状態に変化するにつれて、集束体角度８が大きくな
り、それによって焦点重なりが小さくなることを示唆し
ている。このことは、集束体の寸法の熱的変化を考えた
場合にも言えることである。Ｘ線管に負荷を印加する
と、フィラメント点火することによって生ずる熱が集束
体１を加熱し、集束体１は温度上昇する。フィラメント
からの熱は集束体１のフィラメント周辺部（図３の集束
体１の下部側）に入り、集束体１のフィラメントから離
れた部分(図３の集束体１の上部側)に熱伝導して行く。
このため、集束体１が加熱された状態では、集束体１の
下部側が高温となり、集束体１の上部側が低温となり、
両者の間に温度差が生じる。その結果、集束体１の下部
側が集束体１の上部側より熱膨張が大きくなるために、
集束体１の下部側が拡がり、集束体角度８が大きくな
る。

【０００９】以上のことから、本発明では、集束体が熱
状態になっても集束体角度が大きくならないようにし
て、Ｘ線管の負荷を長時間印加しても焦点位置の変化し
ないＸ線管を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するため、複数の焦点を形成する複数のフィラメン
トと、フィラメントより放射された熱電子を集束させる
複数の集束溝を有する集束体と、前記熱電子をフィラメ
ントの長さ方向に集束させる集束体カバーとを備えた陰
極と、フィラメントからの熱電子を受けてＸ線を放射
し、かつ軸受によって回転自在に支持つれるターゲット
を備えた陽極とを、バルブで気密封止した回転陽極Ｘ線
管において、前記集束体の集束溝の中間に、前記集束溝
の長さ方向にほぼ平行に、集束溝面側から切り欠き溝を
設けて、集束溝相互間に隙間を作ると共に、集束溝相互
間の剛性を弱めたものである。

【００１１】また、上記に加えて、前記集束体の外周
で、該集束体と前記集束体カバーとの間の隙間のうち、
前記集束溝面側の、集束溝に直角方向の部分に、複数個
の熱伝導の良い薄板片を挿入して該部分の熱伝導を向上
させたものである。

【００１２】

【作用】本発明の作用を図１および図２で説明する。図
１，図２において集束体１の中央部に切ってある溝９に
よって、集束体中央部の剛性が弱まっており、集束体１
の平面Ａが曲がりやすくなっている。又、集束体下部の
熱膨張は１ｃに伸びる構造になっているので、集束体１
の熱膨張による集束体角度の変化はほとんど無い。

【００１３】又、図２に示すように、集束体１と集束体
カバー２を上部，下部両面で固定するので集束体下部に
流入したフィラメントからの輻射熱は、シム６や溶接部
によって集束体カバーへ放出され、集束体下部において
は、従来より温度が下がり、集束体全体はより均一な熱
膨張をするので、集束体上部と集束体下部において膨張
の度合は偏らない結果となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付の図１，
図２を用いて説明する。図１は本発明の一実施例の陰極
頭部の断面を示した図である。図において、下部が陽極
に対向する側である。集束体１は下部に２個の集束溝７
をもち、集束溝７にはアンカー４に支持されたコイル状
のフィラメント３が配置されている。アンカー４は絶縁
物６を介して集束体１に支持されている。集束体１の集
束溝７は２個のフィラメント３から放射された熱電子を
陽極のターゲット面（図示せず）の同一点に集束させる
ために集束体角度８だけ傾斜させてある。２個の集束溝
７の中間には集束溝７と平行に狭い溝９を設ける。溝９
の幅は０.２〜０.３mmとし、深さは集束体１の平面Ａ部
から０.５mm 以上離れた位置までとし、この溝９を設け
ることにより、集束体１のこの溝９に垂直方向の剛性を
弱めることができる。集束体１の外側を集束体カバー２
がおおい、両者は図示の下部には嵌合すきまを設け、図
示の上部では点溶接などで固定している（例えば１ａと
２ａとの接する点）。上記の嵌合すきまは約０.１mm と
する（１ｂと２ｂとの間のすきま）。上記の如く構成し
たＸ線管の陰極頭において、フィラメント３に通電して
加熱すると、図１に示す集束体１の下部が熱せられ（さ
らにＸ線管への負荷印加によりターゲットが加熱される
と、その輻射熱によっても加熱される）、その熱によっ
て集束体１の集束溝７の周辺が熱膨張する。本発明の場
合、２個の集束溝７の間に溝９を設けてこの部分の剛性
を弱めているために、前記の熱膨張による伸び分は溝９
側に伸びて、集束体１の平面Ａ部は矢印方向に曲がるこ
とになり、その結果集束体角度８の変化は非常に小さく
なる。

【００１５】図２は本発明の他の実施例を示したもので
ある。上記の実施例と同様に集束体１の集束溝７の中間
に狭い溝９を設けた上で、集束体１の下部と集束体カバ
ー２の下部との間（１ｂと２ｂとの間のすきま）にシム
６を挿入し固定したものである。シム６は０.１〜０.２
mmの厚さで熱伝導の良い材料で作り、ろう付け，溶接，
圧入などにより固定する。上記の如く構成することによ
り、集束体１の下部に流入した熱はシム６を通って集束
体カバー２に熱伝導して行くため、集束体１の下部の温
度上昇が抑制され、その熱膨張も緩和され、図１の構成
のものよりも集束体角度８の変化を抑制する効果は大き
くなる。

【００１６】図２の場合、集束体１の下部と集束体カバ
ー２の下部との間にシム６を挿入した例を記載したが、
同様な効果は図２の１ｂと２ｂとの間を溶接することに
よっても得られる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、Ｘ線管の実働直後で集
束体が加熱されていない状態と実働後で集束体が加熱さ
れて熱膨張した状態において、焦点の位置や焦点重なり
が殆んど変化しない集束体を提供することができるの
で、Ｘ線ＣＴ画像におけるアーチファクトを激減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に関わる陰極頭部の断面図を
示す。

【図２】本発明の他の実施例に関わる陰極頭部の断面図
を示す。

【図３】従来型の陰極頭部の断面図を示す。

【図４】集束体角度と焦点重なりの関係を示した図であ
る。

【符号の説明】

１集束体２集束体カバー３フィラメント６シム７集束溝８集束体角度９溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の焦点を形成する複数のフィラメント
と、フィラメントより放射された熱電子を集束させる複
数の集束溝を有する集束体と、前記熱電子をフィラメン
トの長さ方向に集束させる集束体カバーとを備えた陰極
と、フィラメントからの熱電子を受けてＸ線を放射し、
かつ軸受によって回転自在に支持つれるターゲットを備
えた陽極とを、バルブで気密封止した回転陽極Ｘ線管に
おいて、前記集束体の集束溝の中間に、前記集束溝の長
さ方向にほぼ平行に、集束溝面側から切り欠き溝を設け
て、集束溝相互間に隙間を作ると共に、集束溝相互間の
剛性を弱めたことを特徴とする回転陽極Ｘ線管。
【請求項２】前記集束体の外周で、該集束体と前記集束
体カバーとの間の隙間のうち、前記集束溝面側の、集束
溝に直角方向の部分に、複数個の熱伝導の良くする手段
を挿入したことを特徴とする請求項１記載の回転陽極Ｘ
線管。