JP6573380B2 - X線発生装置及びx線撮影システム - Google Patents
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Description
前記X線発生管を収納し、X線を透過する第二の窓を前記第一の窓に対向する位置に有する外囲器と、
前記外囲器の内部の余空間に充填された絶縁性流体と、
前記第一の窓と第二の窓との間に位置し、前記第一の窓から放出されたX線の照射領域に開口部を有する絶縁部材と、
前記絶縁部材の開口部に脱着可能に嵌合された絶縁性の第三の窓と、を有するX線発生装置であって、
前記第三の窓の線膨張係数は、前記絶縁部材の線膨張係数よりも大きく、
前記第三の窓と前記第一の窓とは、前記絶縁性流体が流動可能な隙間を介して対向していることを特徴とする。
前記X線発生装置から放出され、被検体を透過したX線を検出するX線検出装置と、
前記X線発生装置と前記X線検出装置とを連携制御するシステム制御装置と、を備えたことを特徴とするX線撮影システムである。
本実施例について図3に示したX線発生装置100を作製した。本例では、真空容器11は、内径30mm、外径50mm、長さ80mmの円筒で、アルミナ製である。電子源10は含浸型カソードの熱電子銃で、上記真空容器11の内側に収納し、銀ろう付けで真空容器11に接合した。ターゲット層8としては膜厚5μm、直径4mmのタングステンを選択し、CVD法で第一の窓12の片面に成膜した。また、ターゲット層8と遮蔽部材9との電気的接続をとるために、ターゲット層8の周縁部の一部を第一の窓12の周縁部にまで延設した。第一の窓12は直径6mm、板厚2mmのダイヤモンドを選択した。遮蔽部材9は内径6mm、外径30m、長さ30mmmの円筒で、タングステン製とした。第一の窓12は遮蔽部材9の電子源10側の開口から10mm位置にターゲット層8の面がくるように設置し、遮蔽部材9の内壁と第一の窓12の周縁部を銀ろう付けで接合した。ターゲット層8が電子源10と対向するように遮蔽部材9を真空容器11に収納し、第一の窓12の外側表面が真空容器11の第三の窓7側の外側表面の延長上に位置するように配置して、銀ろう付けで接合した。その後、不図示の排気管より真空容器11内を10-7Paまで排気し排気管を封止した。
図4(a)に示したように第三の窓7の絶縁部材6との接触面に段差を形成する以外は実施例1と同様の構成でX線発生装置を作製した。第三の窓7は、d1を35mm、d2を30mmとし、d1部分の厚さt1、d2部分の厚さt2はそれぞれ2mmずつとした。連続運転条件の管電圧を120kVとし、その他は実施例1と同条件で同様の駆動を行った。その結果、放電の発生は無く、第三の窓7の交換も問題無く実施できた。本実施例では、実施例1より高耐圧の効果を得ることができた。
第三の窓7として、実施例1で絶縁部材6に用いた4mm厚のPMMAを用い、絶縁部材6には4mm厚のガラスエポキシ板を用いた以外は実施例1と同様にしてX線発生装置を作製した。図6に示すように、X線のエネルギーが40keV以上120keV以下の範囲で、本例で用いたPMMAのX線吸収係数はガラスエポキシより小さい。よって、本例では、係る範囲でX線吸収係数の積算値は、第三の窓7が絶縁部材6よりも小さい。また、X線吸収係数と厚さとの積も第三の窓7が絶縁部材6よりも小さい。本例では、第三の窓7からX線を透過し、絶縁部材6で不要X線を吸収する効果が得られる。また第三の窓7のX線吸収係数が、実施例1(PP)より本例(PMMA)の方がより小さいため、より線量を多く取ることができる。
第三の窓7として4mm厚のポリイミドを用いた以外は実施例3と同様にしてX線発生装置を作製した。本例ではX線耐性を確認するため、連続運転を行った。駆動条件は管電圧120kV、管電流を20mA、X線の発生時間と休止時間をそれぞれ1秒、60秒とし、第三の窓7の累積X線量が0.4MGyとなるまで連続運転を行った。連続照射中に放電はカウントされなかった。さらに運転後の第三の窓7を取り出し観察したところ、亀裂やクラックは見られなかった。本実施例では実施例1、実施例3での効果に加えて、X線耐性のある樹脂材料で第三の窓7を形成することで、交換サイクルを延長する効果が得られる。
Claims (17)
- X線を透過する第一の窓を有し、前記第一の窓からX線を放出するX線発生管と、
前記X線発生管を収納し、X線を透過する第二の窓を前記第一の窓に対向する位置に有する外囲器と、
前記外囲器の内部の余空間に充填された絶縁性流体と、
前記第一の窓と第二の窓との間に位置し、前記第一の窓から放出されたX線の照射領域に開口部を有する絶縁部材と、
前記絶縁部材の開口部に脱着可能に嵌合された絶縁性の第三の窓と、を有するX線発生装置であって、
前記第三の窓の線膨張係数は、前記絶縁部材の線膨張係数よりも大きく、
前記第三の窓と前記第一の窓とは、前記絶縁性流体が流動可能な隙間を介して対向していることを特徴とするX線発生装置。 - 前記第三の窓及び前記絶縁部材の、前記X線の透過方向における断面において、前記第三の窓の厚さが、前記第三の窓と前記絶縁部材とが対向する領域の長さよりも短いことを特徴とする請求項1に記載のX線発生装置。
- 前記第三の窓の線膨張係数と前記絶縁部材の線膨張係数との差が、1×10-5/℃以上20×10-5/℃以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のX線発生装置。
- 前記第三の窓が、前記第二の窓と対向する側において、前記絶縁性流体と接することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のX線発生装置。
- 前記第三の窓のX線吸収係数と厚みとの積が、前記絶縁部材のX線吸収係数と厚みとの積よりも小さいことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のX線発生装置。
- 前記第三の窓のX線吸収係数が、前記絶縁部材のX線吸収係数よりも小さいことを特徴とする請求項5に記載のX線発生装置。
- 前記第三の窓の厚みが、前記絶縁部材の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項5に記載のX線発生装置。
- 前記X線のエネルギーが40keV以上120keV以下の範囲において、前記第三の窓のX線吸収係数の積算値が、前記絶縁部材のX線吸収係数の積算値よりも小さいことを特徴とする請求項5に記載のX線発生装置。
- 前記X線のエネルギーが70keV以上120keV以下の範囲において、前記第三の窓のX線吸収係数の積算値が、前記絶縁部材のX線吸収係数の積算値よりも小さいことを特徴とする請求項5に記載のX線発生装置。
- 前記X線のエネルギーが70keVにおいて、前記第三の窓のX線吸収係数が、前記絶縁部材のX線吸収係数と厚みとの積よりも小さいことを特徴とする請求項5に記載のX線発生装置。
- 前記X線のエネルギーが120keVにおいて、前記第三の窓のX線吸収係数が、前記絶縁部材のX線吸収係数と厚みとの積よりも小さいことを特徴とする請求項5に記載のX線発生装置。
- 前記第三の窓の破断強度が半減するX線照射量が、0.2MGy以上であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載のX線発生装置。
- 前記第三の窓の破断強度が半減するX線照射量が、0.4MGy以上であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載のX線発生装置。
- 前記第三の窓及び前記絶縁部材が樹脂からなることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項の記載のX線発生装置。
- 前記第三の窓が、ポリイミドであり、前記絶縁部材が、アクリル樹脂、ポリプロピレン、ガラスエポキシのいずれかであることを特徴とする請求項14に記載のX線発生装置。
- 前記X線発生管が透過型であり、前記第一の窓の内側にターゲット層を備え、駆動時に前記ターゲット層が前記外囲器に対して正の電位に規定されることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか一項に記載のX線発生装置。
- 請求項1乃至16のいずれか一項に記載のX線発生装置と、
前記X線発生装置から放出され、被検体を透過したX線を検出するX線検出装置と、
前記X線発生装置と前記X線検出装置とを連携制御するシステム制御装置と、を備えたことを特徴とするX線撮影システム。
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