JPH01281644A - モリブデンターゲットを有するｘ線管 - 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 本発明は、Ｘ線管、特にマンモグラフィー用のＸ線管に
関するものであり、さらに詳細には、モリブデンからな
るアノードターゲットに関する。

従来の技術 Ｘ線管では、アノード上に支持されている、あるいはア
ノード自体で形成されているターゲットを電子で叩くこ
とによりＸ線が得られる。ターゲット上では、小さな面
積が電子により叩かれてＸ線源を形成する。Ｘ線の特徴
は、入射電子ビームと、ターゲットを形成している材料
の性質とに依存して決まる。

モリブデンターゲットは、マンモグラフィー用のＸ線管
のアノードに広く使用されている。

マンモグラフィーにおけるモリブデンターゲットの有効
性は、発生するＸ線のエネルギスペクトルが特にこのよ
うな検査に適している点にある。

というのは、***はＸ線をあまり吸収しない性質があり
、しかも探している異常は密度がその周囲の組織の密度
と極めて似通っているからである。

Ｘ線像において異常とその周囲の組織の間に現れるコン
トラストは、使用するＸ線がモリブデンの特性Ｘ線を含
む狭いエネンルギバンドを有する場合に著しく向上する
。

一般に、モリブデンターゲットはモリブデン粉末を焼結
することによって得られる。最も多いのは、アノード自
体が焼結させたモリブデン粉末からなる場合である。タ
ーゲットはこのアノードの一部である。アノードは、固
定タイプと回転夕不ブがある。ＣＶＤ法や電着を始めと
する他の標準的な方法を利用すると、モリブデン層をア
ノード上に堆積させてアノードの全表面上、または回転
アノードの場合には、例えば焦点線に沿ってアノード表
面その一部の上にターゲットを形成するこができる。

発明が解決しようとする課題 モリブデンターゲットが電子によって繰り返し叩かれる
と、ターゲットに熱機械的応力が発生してモリブデンに
亀裂が入る。この亀裂は、電子線に曝されるほど数が増
え、しかもサイズが大きくなる。亀裂が存在していると
Ｘ線管のＸ線の効率が低下する。このことは、亀裂内に
入る電子がＸ線を発生させるが、その大部分がアノード
自体に吸収されることによって説明がつく。

Ｘ線の効率が低下すると、特に、以下の２つの問題点が
現れる。この２つの問題点は、マンモグラフィーでは特
に重要である。

１、画像の質の低下。これは、Ｘ線の効率が低下する結
果として、必要な露出時間が長くなるために動きのぼけ
が大きくなることと、Ｘ線照射範囲内で像の密度が不均
一になることで説明される。

２、マンモグラフィーで使用されるフィルム／スクリー
ン対のいわゆる相反関係からのずれに起因して患者が受
ける被爆線量が増加する。実際、被爆物（フィルム／ス
クリーン）の非相反性のために、フィルムを感光させる
のに必要とされるフォトンの債が露出時間の増加ととも
に多くなる。

例えば、Ｘ線強度が最大の方向に近い方向では、Ｘ線強
度はＸ線管を３力月正常動作させた後には約２０％低下
し、アノード面に近い面内では約４０％低下する。

本発明は、固定タイプまたは回転タイプのアノードを備
えており、このアノードは上記の亀裂の問題がないか、
この問題があっても従来のモリブデンターゲットを用い
る場合と比べてはるかに長い動作時間の後にはるかに小
さな程度しかこの問題が現れない、特にマンモグラフィ
ーに使用されるが用途がこれには限定されない、Ｘ線管
に関する。

課題を解決するための手段 これは、モリブデンにドーピングを施すことによって得
られる。このドーピングは、粒子間とモリブデン粒子自
体の結合を強化し、モリブデンをより弾性的なものにす
るという効果を有すると考えられる。

本発明によれば、電子ビームを発生させるカソ−ドと、
この電子ビームによって表面を叩かれてＸ線源を構成す
るモリブデンターゲットを有するアノードとを備えるＸ
線管であって、モリブデンターゲットがバナジウムを含
むモリブデン合金で形成されていることを特徴とするＸ
線管が提供される。

作用 さらに、モリブデンにタングステンをドープすることに
は、マンモグラフィーに用いられるＸ線管の場合に大き
な利点があることを確認した。この利点は、電子の衝撃
によって発生するバナジウムの特性Ｘ線を、Ｘ線管から
発生するＸ線用の標準的なフィルタで完全に除去するこ
とができることにある。この結果、Ｘ線スペクトルはバ
ナジウムが存在していても変化しない。

本発明は、添付の図面を参照した以下の説明によりさら
によく理解できよう。なお、図面は単に実施例を示した
ものであって、本発明を限定することはない。

実施例 図面は、特にマンモグラフィーに用いられる本発明のＸ
線管１の一例を示している。しかし、実施例がこれだけ
に限定されることはない。

Ｘ線管ｌは、従来と同様にしてケーシング２内に収容さ
れている。このＸ線管１は、例えばガラスからなる閉じ
たエンベロープ３を備えており、その中にはカソード４
とアノード５が含まれている。本実施例では、アノード
５は全体の形状が円板である回転アノードであり、回転
子８に固定された支持シャフト７によって円板の中央に
支持されている。回転子８は、円板状アノード５の対称
軸線９に沿って配置されている。この回転子８は、エン
ベロープ３に固定された支持体ｌＯによって従来と同様
にして支持されている。固定子１１はエンベロープ３の
外側に配置されていて回転子８を回転させ、その結果と
してアノード５を対称軸線９のまわりに回転させる。カ
ソード４もエンベロープ３に従来と同様にして支持され
て、円板状アノード５の端部１２と対向している。

カソード４は電子ビーム１３を発生させ、本実施例では
この電子ビーム１３が端部１２の上に形成されたターゲ
ット３０を叩く。アノード５は回転アノードであるため
、ターゲット３０は端部１２に沿って対称軸線９のまわ
りに焦点線を構成する。電子ビーム１３はターゲットの
限定された部分１５を叩く。この部分１５は焦点と呼ば
れ、Ｘ線源を構成する。

本発明の１つの特徴によれば、電子ビーム１３で叩かれ
るターゲット３０は、少なくとも０．５重量％のバナジ
ウムと合金した、またはバナジウムをドープされたモリ
ブデンからなる。このようにすると、ターゲット３０が
電子ビーム１３で叩かれることによる先に説明した劣化
および亀裂を著しく遅らせたり減らしたりすることがで
きる。バナジウムの量が０．５重量％を越えると大きな
改善が観察される。最適条件は、バナジウムがモリブデ
ンに対して２．５〜３．５重量％の割合で混合されるこ
とである。バナジウムが過剰（例えば７重量％以上）に
なると、Ｘ線のエネルギスペクトルがモリブデンの特性
Ｘ線を含む比較的狭いバンドをカバーするようにするた
めにＸ線管１から放射されるＸ線をフィルタした後には
、Ｘ線の強度が無視できない程度に低下する可能性があ
る。

本実施例では、このフィルタ操作は、出力窓３３におい
てなされる。Ｘ線は、まずＸ線をほとんど吸収しない第
１の出力窓３２を通ってＸ線管１から外に出た後、ケー
シング２からは出力窓３３を通って外に出る。第１の出
力窓３２は、例えば従来と同様にベリリウムからなり、
第２の出力窓３３はモリブデンからなる。

ターゲットとなる端部１２は様々な方法で製造される。

−ターゲット３０は、例えばアノード５そのもので直接
に構成することができる。このアノード５は、モリブデ
ンにバナジウムを上記の割合でドープしたものである。

この場合には、アノード５は例えばバナジウムを混合し
たモリブデンを焼結するという公知の方法で製造するこ
とができる。

−しかし、ターゲット３０は、モリブデン−バナジウム
混合物の層４０の形態にすることもできる。

この層４０は、本実施例において例えばモリブデンで形
成された基体を構成する円板状アノード５の所望の位置
に堆積される。モリブデン−バナジウム層４０は、公知
の方法、例えば電着法またはＣＶＤ法によって数ミクロ
ンの厚さＥに堆積される。

ＣＶＤ法では、反応の運動特性（温度、圧力、ガスの導
入速度など）を考慮して、モリブデンとバナジウムの気
相混合物を、堆積がなされる位置で所望の割合になるよ
うに構成する。

ケーシング２から出たＸ線は、従来と同様にしてコリメ
ータ４１を通過し、境界４５．４６の範囲内の有効Ｘ線
４３を構成する。カソード４側に位置する第１の境界４
５は、マンモグラフィーにおいては一般に患者（図示せ
ず）の胸郭の側に位置する。これに対してアノード５側
の第２の境界４６は、検査する***の先端すなわち乳頭
の側に位置する。第２の境界４６は、端部１２により構
成されるアノード面との間に比較的小さな約２度という
角度αをなす。先に説明した効率の低下は、境界４５と
４６の間でのＸ線の特徴である。すなわち、Ｘ線の強度
は、第２の境界４６から第１の境界４５まで増加して乳
頭と胸郭の間で***（図示せず）の厚さに違いがあるの
を相殺する。

曲線５０は、２つの境界４５．４６の間のＸ線の強度変
化の一例である。この曲線５０は、第１の境界４５に沿
った方向のＸ線の最大強度の変化率を表す。

この曲線５０をたどると、第１の境界４５において１０
０％であるＸ線の強度は、次第に減少速度を増しながら
第２の境界４６の位置で約６５％に達する。

これは、ターゲットが本発明に従ってバナジウムをドー
プされたモリブデンで構成されているために、あるいは
このターゲットがほとんど電子で叩かれていないモリブ
デンで製造されているためにこのターゲットがほとんど
亀裂をもたない場合に対応している。

点線で示した第２の曲線５１は、上記したのと同じ条件
ではあるが従来のモリブデン製ターゲットの場合のＸ線
の強度の変化を示している。このターゲットは、電子で
叩かれて劣化すると亀裂が入る。第１の境界４５でのＸ
線の強度が約８０％であること、すなわち強度が約２０
％減少することがわかる。第２の曲線５１は、Ｘ線の強
度が第１の場合よりもより急激に減少して第２の境界４
６で２５％に達することを示している。

発明の効果 これは、本発明に従ってバナジウムと合金した、または
バナジウムがドープされたモリブデンからなるターゲッ
ト３０を用いると、繰り返される電子の衝撃に起因する
ターゲットの亀裂を防ぐと同時に、マンモグラフィーに
使用されるＸ線管にとっては特に重要な問題であるＸ線
強度が大きく低下することとＸ線照射範囲内でのＸ線強
度の変化を防ぐことができることを示している。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明のＸ線管の概略図である。 （主な参照番号） １・・Ｘ線管、　　　　　２・・ケーシング、３・・エ
ンベロープ、　　　４・・カソード、５・・アノード、
　　　　　７・・支持シャフト、８・・回転子、　　　
　　１０・・支持体、１１・・固定子、　　　　　１２
・・端部、１３・・電子ビーム、　　　３０・・ターゲ
ット、３２．３３・・出力窓、 ４０・・モリブデン−バナジウム層、 ４１・・コリメータ、　　　４３・・有効Ｘ線、４５．
４６・・境界 特許出願人　　ジェネラル　エレクトリックセージニー
エール　ニス、アー。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子ビームを発生させるカソードと、この電子ビ
   ームによって表面を叩かれてＸ線源を構成するモリブデ
   ンターゲットを有するアノードとを備えるＸ線管であっ
   て、前記モリブデンターゲットが、少なくとも０．５重
   量％の割合のバナジウムを含むモリブデン合金で形成さ
   れていることを特徴とするＸ線管。
2. （２）前記モリブデン合金は、２．５〜３．５重量％の
   バナジウムを含有していることを特徴とする請求項１に
   記載のＸ線管。
3. （３）上記ターゲットが直接上記アノードによって形成
   されており、このアノードは、バナジウムを混合したモ
   リブデン粉末の焼結により製造されていることを特徴と
   する請求項１または２に記載のＸ線管。
4. （４）上記アノードが基体を備え、この基体上に上記タ
   ーゲットが層の形態で堆積されていることを特徴とする
   請求項１または２に記載のＸ線管。
5. （５）上記ターゲットを形成する層の堆積がＣＶＤ法に
   より実施されていることを特徴とする請求項１〜４のい
   ずれか１項に記載のＸ線管。
6. （６）上記アノードが回転アノードであることを特徴と
   する請求項１〜４のいずれか１項に記載のＸ線管。
7. （７）マンモグラフィー用の装置のＸ線管を構成するこ
   とを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のＸ
   線管。