(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生させるための回転陽極を備えるＸ線管において、
前記陽極は、回転駆動する支持体に固定して取り付けられる陽極板を有し、前記支持体はベアリング機構によって回転可能に支持され、並びに
前記陽極は、当該陽極の重心を調節するために少なくとも１つのバランス空洞を有し、前記バランス空洞は、Ｘ線管の動作温度では固体であり、それより高い温度では液体であるバランス材料で一部が満たされている、
Ｘ線管。
【請求項２】
前記バランス空洞を有するバランス要素が設けられる請求項１に記載のＸ線管。
【請求項３】
前記少なくとも１つのバランス空洞は、前記陽極の回転部分と一体化して形成される請求項１に記載のＸ線管。
【請求項４】
少なくとも２つの平面に対し、アンバランスが検出された各々の平面が分散したアンバランスを調節するための少なくとも１つのバランス空洞が設けられる請求項１乃至３の何れか一項に記載のＸ線管。
【請求項５】
アンバランスが検出された複数の平面が複数の重心を調節するための少なくとも１つのバランス空洞が設けられる請求項４に記載のＸ線管。
【請求項６】
前記支持体は回転子本体を有し、少なくとも１つのバランス空洞は、前記回転子の平面及び陽極板の平面各々が回転子に関連する重心及び陽極板に関連する重心を調節するための設けられる請求項４又は５に記載のＸ線管。
【請求項７】
前記少なくとも１つのバランス空洞は環状である請求項１乃至６の何れか一項に記載のＸ線管。
【請求項８】
前記少なくとも１つのバランス空洞は複数の独立／分離したサブボリュームを有する請求項１乃至７の何れか一項に記載のＸ線管。
【請求項９】
前記陽極は振動の位相を測定するためのマーカーを具備する請求項１乃至８の何れか一項に記載のＸ線管。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一項に記載のＸ線管を備えるＸ線装置。
【請求項１１】
Ｘ線管の回転陽極のバランスを取る方法において、
ａ）前記陽極のアンバランスを決定するステップ、
ｂ）少なくとも１つのバランス空洞の内部に配されるバランス材料を加熱するステップであり、前記バランス材料は、Ｘ線管の動作温度では固体であり、前記バランス材料が液体になるような高い温度では液体であるステップ、
ｃ）前記陽極のアンバランスが少なくとも部分的に補償されるように、少なくとも前記バランス空洞の内部にある前記バランス材料の一部を転位させるステップ、並びに
ｄ）前記バランス材料が固体となるように、前記バランス材料を冷却するステップ
を有する方法。
【請求項１２】
前記液体のバランス材料を転位させる前記ステップｃ）は、重力によって転位した材料の量により、決められたアンバランスの量が説明される、重力に対し前記Ｘ線管を傾けることにより達成される請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記陽極は、回転駆動する支持体に固定して取り付けられる陽極板を有し、前記支持体はベアリング機構によって回転可能に支持され、前記支持体は回転子本体を有し、
前記陽極のアンバランスを決定するステップａ）は、回転子に関連する重心を決定するステップ、及び陽極板に関連する重心を決定するステップを有し、並びに
前記バランス材料を加熱するステップｂ）、転位させるステップｃ）及び冷却するステップｄ）は、前記回転子に割り当てられるバランス空洞の内部にあるバランス材料、及び前記陽極板に割り当てられるバランス空洞の内部にあるバランス材料に連続して作用する、
請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１１乃至１３の何れか一項に記載の方法のステップを行う請求項１乃至９の何れか一項に記載のＸ線管を制御するためのコンピュータプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンピュータプログラムを記憶しているコンピュータ読み取り可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を発生させるための回転陽極を備えるＸ線管、このようなＸ線管を備えるＸ線装置、及びＸ線管の回転陽極のバランスを取る(balancing)ための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転陽極を備えるＸ線管は、異なるＸ線システム、例えばＣＴシステムに用いられる。Ｘ線を発生させるために、陽極はこのＸ線管の内部で回転する。このＸ線管を組み立てる前に、例えば回転部分から材料を切り取ることにより、静的なバランスが達成される。静的なバランスが取れたとしても、動作中、熱機械及び材料の経年劣化の影響がＸ線管の陽極及び例えば同様にＸ線管の回転子の静的なバランスの歪みを引き起こす。場合によっては、これはＸ線管が交換されなければならないほど許容可能レベルを超えていることがある。さらに例として、ＣＴシステムにおいて、Ｘ線管は患者の周りを回転すると共に、扇形のＸ線ビームを発生させる。減衰したＸ線を電気信号に変換する検出器システムは、ガントリの反対側にあり、Ｘ線管と一緒に回転する。次いで、コンピュータシステムは、関心領域における患者の身体の画像を再構成する。陽極のアンバランスは、Ｘ線管を収容している組立体の激しい振動の原因となり、それにより低い画像データの品質となる検出器の故障の原因になる。このアンバランスはさらに、ベアリングの寿命を縮めさせ、さらに音響ノイズを増大させる。通常、これらをＸ線管に取り付ける前に、陽極の回転子が組み立てられ、次いで、振動の試験が行われ、所定の場所にドリルで穴を開けたり、又は材料を切り取ったりすることによりバランスが取られる。この後、回転子は、真空気密管のフレーム内に封入されるので、これ以上バランスを取ることは不可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
故に、Ｘ線管の内部に取り付けられた陽極に利用可能な回転陽極のバランスを取ることを提供する必要がある。
【０００４】
本発明の例示的な実施例に従って、Ｘ線を発生させるための回転陽極を備えるＸ線管が設けられ、この陽極は、回転駆動する支持体に固定して取り付けられる陽極板を有し、この支持体はベアリング機構によって回転可能に支持される。前記陽極は、陽極の重心を調節するために少なくとも１つのバランス空洞を有し、このバランス空洞は、Ｘ線管の動作温度では固体であり、それよりも高い温度では液体であるバランス材料で一部が満たされている。
【０００５】
利点の一つは、例えば既に組み立てられた管の場合、陽極がこの管の内部で静止できるように、この陽極はバランス材料の状態に作用する温度の影響によってバランスを取ることができることである。これはさらに、既に使用された及びアンバランスが上記使用の結果であるＸ線管にある陽極のバランスを取ることも提供する。従って、適切にバランスが取られた回転に対して、これらＸ線管の実際の使用可能時間は増大する。
【０００６】
例示的な実施例に従って、前記Ｘ線管は、陰極並びにこれら陽極及び陽極を封入している容器を有する。さらに動作中に陽極板を冷却するための冷却装置が設けられる。
【０００７】
例示的な実施例に従って、前記バランス材料は、管を焼く温度では液体であり、又は冷却時、完全に冷却して動作する間、この材料は還元及び凝固する、言い換えると固体である。
【０００８】
例示的な実施例に従って、前記材料は１５０℃より下の温度では固体状態であり、１５０℃より上の温度では液体状態である。
【０００９】
これは、簡単に取り扱うことができると共に、例えばＣＴシステムにおいてＸ線管の通常の動作条件を考慮する温度で回転陽極のバランスを取る又は再びバランスを取ること(rebalancing)を行う可能性を与える。
【００１０】
例示的な実施例に従って、前記バランス材料は金属である。
【００１１】
幾つかある利点の中において、金属は可能な高い相対密度によって、かなり小さなバランス空洞だけが必要であり、依然として効率的なバランス効果を提供する利点を持つ。
【００１２】
例示的な実施例に従って、特に良好な微調整を達成するために、例えばわずかな初期のアンバランスの場合、調節可能な流体の分配が可能であるような様々な形状のバランス空洞が提供される。
【００１３】
例えば、製造労力を最少にする一方、平衡(counter balancing)を最適化するために、三角形、矩形若しくは円形の断面により及び/又はサブ空洞等により、可能な形状が説明される。これは特に、例えばＣＴシステムにおいて管を再びバランスを取るために、この管の組立体が上に位置決められない場合に恩恵がある。
【００１４】
例示的な実施例に従って、バランス空洞は、熱を加えたために液体状態であるバランス材料の流体粘性を向上させるために、ざらつき(textured)があってもよい。
【００１５】
例示的な実施例に従って、バランス液体の材料及びバランス空洞を形成する材料に対する様々な材料の組み合わせ、例えばガリウム・インジウム・錫合金（ＧａＩｎＳｎ）と鋼鉄、インジウム・錫合金（ＩｎＳｎ）と鋼鉄、カーボン、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）が供給される。
【００１６】
例示的な実施例に従って、例えば約３００℃のような高温で例えば１０−４Ｐａのような低い蒸気圧が好ましい。
【００１７】
開いているバランス空洞に対する例示的な実施例に従って、脱ガス(degassing)チャンネルが設けられる。
【００１８】
例示的な実施例に従って、真空気密空洞が設けられ、このとき蒸気圧は制限されない。
【００１９】
例示的な実施例に従って、少なくとも１つのバランス空洞を有するバランス要素が設けられる。
【００２０】
別々のバランス要素は、これら要素が既存の管構造に加えられるように適合され得るので、陽極板又は陽極が組み立てられる他の要素の製造は影響を受ける必要はないという利点を持つ。他の利点として、前記バランス要素は、他の態様を考慮する必要がなく、その要素の機能及び製造コストだけを考慮するために設計されることができ、一体化して形成される空洞となる。
【００２１】
例えば、バランス要素は、バランスユニットとも呼ばれることができる。
【００２２】
例示的な実施例に従って、前記バランス要素は、陽極に取り付けられる又は固定される。
【００２３】
他の例示的な実施例に従って、前記バランス要素は、２つ以上のバランス空洞を有する。それに加えて又はその代わりとして、２つ以上のバランス要素が設けられてもよい。
【００２４】
例示的な実施例に従って、前記少なくとも１つのバランス空洞は、陽極の回転部分により一体化して形成される。
【００２５】
これは、例えばバランス空洞は陽極又は他の回転部分の製造中に形成されてもよいという利点を提供する。
【００２６】
さらに、例えば陽極を焼結するために、前記空洞は取り除くことができる材料で一時的に満たされてもよい。
【００２７】
例示的な実施例に従って、少なくとも２つの平面に対し、例えばその平面に対しアンバランスが検出される各々の平面が分散したアンバランスを調節するために、少なくとも１つのバランス空洞が設けられる。
【００２８】
これは、前記管の微調整又はバランスを取るため、及びそれ故に前記管を良好に再びバランスを取るために設けられる。さらに、例えば別々のベアリング又は支持領域の場合、前記バランスを取ることは、異なるベアリング状態から生じる要件に対し調節可能である。
【００２９】
例示的な実施例に従って、少なくとも１つのバランス空洞は、アンバランスが検出される多数の平面が多数の重心を調節するために設けられる。
【００３０】
例示的な実施例に従って、支持体は、回転子本体を有し、少なくとも１つのバランス空洞は、この回転子の平面及び陽極の平面各々が回転子に関連する重心及び陽極に関連する重心を調節するために設けられる。
【００３１】
これは、例えば管を使用することで引き起こされる影響によって、陽極板を平衡させるために、及び管を使用することで引き起こされもするが、回転子本体の部分において異なる重心の転位を導く他の影響によって、回転子本体に起こるアンバランスを考慮するために設けられる。言い換えると、陽極のバランスを取ることのさらなる微調整が与えられる。
【００３２】
例示的な実施例に従って、前記少なくとも１つのバランス空洞は環状(toroidal)である。
【００３３】
環状、すなわち円形又はリング形状の空洞は、管の寿命にわたり必要である、異なる方向に調整する可能性を与える微調整を可能にする。
【００３４】
例示的な実施例に従って、前記少なくとも１つのバランス空洞は、複数の独立したサブボリュームを有する。言わば、バランス空洞を幾つかの独立した又は別々のサブボリュームに分割することにより、例えば陽極板の構造上の剛性又は安定性への影響を減らすことが達成され、従ってより耐性のある構造の回転部分をもたらす。
【００３５】
例示的な実施例に従って、前記陽極は振動の位相を測定するためのマーカーを具備する。
【００３６】
振動の位相の測定は、様々な手段及びマーカー、例えばＸ線、磁気、光学、機械又は他の手段により可能である。
【００３７】
例示的な実施例に従って、バランスを取るのを目的に、陽極の休止中、この陽極の位置に関してアンバランスを位置特定するために、コーストダウン(coast-down)曲線が監視される。
【００３８】
例えば、前記マーカーは、穴付き(slotted)陽極のＸ線出力である。
【００３９】
例示的な実施例に従って、容器は真空を封入し、回転子本体は、この容器の外側に取り付けられた固定子(stator)により駆動する。
【００４０】
温度が前記空洞の内部にあるバランス材料に与える影響によりバランスを取ることがもたらされるので、真空であるにもかかわらず陽極のバランスを取ることも可能である。それ故に、バランスを取ることは、陽極板の一部を削り取ることにより陽極板のバランスを取る場合ならそうであるが、前記バランスを取るステップに続く真空の破損並びに封止及び排気を必要としない。
【課題を解決するための手段】
【００４１】
本発明の例示的な実施例に従って、Ｘ線装置は、上述した実施例の１つに従うＸ線管を具備する。
【００４２】
さらに、本発明の例示的な実施例に従って、Ｘ線管の回転陽極のバランスを取る方法が提供され、この方法は、
ａ）陽極のアンバランスを決定するステップ、
ｂ）少なくとも１つのバランス空洞の内部に配されるバランス材料を加熱するステップであり、このバランス材料は、Ｘ線管の動作温度では固体であり、バランス材料が液体になるような高い温度では液体であるステップ、
ｃ）前記管のアンバランスが少なくとも部分的に補償されるように、少なくとも前記バランス空洞の内部にあるバランス材料の一部を転位させるステップ、並びに
ｄ）前記バランス材料が固体となるように、このバランス材料を冷却するステップ、
を有する。
【００４３】
例えば、アンバランスを補償することは、平衡と呼ばれることもできる。
【００４４】
本発明の方法は、バランスを取ることは、温度がバランス空洞の内部にあるバランス材料に与える影響を用いることに基づいているので、前記管を解体するという意味の介入はこのバランスを取ることには必要ないという利点を提供する。
【００４５】
例示的な実施例に従って、前記アンバランスは、前記管の回転軸に対しオフセットされた重心により引き起こされ、このアンバランスを補償した後、最終的な重心はこの回転軸上に位置決められる。
【００４６】
例えば、加熱−冷却のサイクルは、要求される正確さに従って、多数のステップにおいて、前記平衡の微調整のために繰り返されることができる。
【００４７】
例示的な実施例に従って、液体のバランス材料を転位させるステップｃ）は、重力によって転位した材料の量により、決められたアンバランスの量が説明されるように、重力に対し前記管を傾ける(angulating)ことにより達成される。
【００４８】
例示的な実施例に従って、初期のアンバランスの量は、凝固処理の間に、（重力に関して）水平面に対し前記管を傾けることにより説明される。流体は、大体底に集結して集まる。平衡のレベルは、管が垂直である０から、管が水平である最大までの間で調節される。
【００４９】
例示的な実施例に従って、バランス材料は、少なくとも一部は磁性を持ち、前記転位は、前記バランス材料に磁場を当てることにより達成される。
【００５０】
これは、管自身を動かさずに、適正量の再バランス効果を設定する可能性を提供する。
【００５１】
例示的な実施例に従って、液体状態で磁場に反応する液体を用いて、前記管を傾けるのに加え、磁力が使用される。
【００５２】
例示的な実施例に従って、前記冷却は、前記管を通常の状態又は部屋の状態に冷ますことにより受動的である。
【００５３】
例示的な実施例に従って、前記冷却は管を冷却することにより動的に達成される。
【００５４】
例えば、冷却装置は、動作中に陽極板を冷却するために設けられ、この冷却装置は、バランス材料を動的に冷却するために用いられる。
【００５５】
例示的な実施例に従って、前記陽極は、回転駆動する支持体に固定して取り付けられる陽極板を有し、この支持体は、ベアリング機構により回転可能に支持され、前記支持体は、回転子本体を有する。ここで陽極のアンバランスを決定するステップａ）は、回転子に関連する重心を決定するステップ、及び陽極板に関連する重心を決定するステップを有し、前記バランス材料を加熱するステップｂ）、転位させるステップｃ）及び冷却するステップｄ）は、回転子に割り当てられるバランス空洞の内部にあるバランス材料及び陽極板に割り当てられるバランス空洞の内部にあるバランス材料に連続して作用する。
【００５６】
これは、別々に利用可能な再バランスステップによって、アンバランスの位置及び重心に対して、別々のアンバランス量が説明されるという利点を提供する。
【００５７】
例示的な実施例に従って、陽極板に関連するバランス材料の加熱は、陰極からの電子ビームにより達成される。
【００５８】
他の例示的な実施例に従って、回転子は、陽極板が加熱される間、この回転子に関連する空洞を冷却する冷却装置を具備する。
【００５９】
例示的な実施例に従って、回転子に割り当てられるバランス空洞の内部にあるバランス材料を加熱する、転位する及び冷却する間、管全体は、陽極板に割り当てられるバランス空洞の内部にあるバランス材料も加熱する、転位する及び冷却されるように影響を受ける。
【００６０】
例えば、前記管は焼かれる又は減少した冷却若しくは全く冷やさずに操作される。
【００６１】
例示的な実施例に従って、前記材料は流体又は液体であるのに対し、陽極におけるアンバランスは、２つのクレームにおいてこのアンバランスの位置及び大きさを測定することにより決められる。
【００６２】
例えば、これは全体として、管の組立体の真空管で行われる。
【００６３】
例示的な実施例に従って、回転子の位相信号は、マーカーから、例えば穴付き陽極のＸ線出力から得られる。
【００６４】
他の例示的な実施例に従って、バランスを取る第１のステップは、前記管を焼くこと又は回転子のバランスが上を指すような位置において、減少した冷却で前記管を操作することにより行われる。このために、管全体は、例えばその中心軸の周りを回転する。回転子に関連する空洞及び陽極板に関連する空洞の場合、両方のバランス空洞にある材料は、融解し、各々底に集まる。冷却すると、これらバランス材料は両方の空洞において凝固する。バランスを取る第２のステップは、前記管は、上を指しているアンバランスに関連する陽極と共に回転する。前記陽極は静止したままで、例えば電子ビームを用いて加熱される。この陽極内における適切な温度勾配は、陽極板に関連するバランス空洞がバランス流体の溶融温度よりも高くなる一方で、回転子に関連する空洞は依然として冷えたままであるように設定される。そして、陽極板に関連する空洞にある液体の材料が再び底に集まる。冷却すると、前記液体材料は再び凝固し、固体になる。
【００６５】
他の例示的な実施例に従って、前記管は回転の下で加熱され、次いで依然として回転の下で冷却される。他のステップにおいて、アンバランスの陽極の振動及びその位相が測定される。次いで、回転が止まる一方、冷却は依然として続けられ、重心（ＣＯＧ）が上を指すように回転又は回される。測定されるアンバランスの量に従って、前記管は傾けられる。従って、この管の回転軸は、この軸が水平面に対し傾斜するように傾けられる又は調整される。言い換えると、この回転軸は水平線の周りを旋回する。次いで、バランス空洞を有する回転体は、バランス材料が融解し、重力によって前記空洞の内部に流れるように、加熱される一方、冷却はオフになる。これは、重心が回転軸上にあるように、陽極のバランスを取る又は再びバランスを取ることにつながる。バランス材料をその材料の融点より下に冷却した後、すなわちバランス材料が一度固体になり、それ故に所定の場所にある場合、前記管は動作の準備ができている。通常の動作中、温度は、バランス材料が液体になるときの臨界値又はしきい値より下のままなので、管のバランスは、もちろん、上述したように次の再バランスが要求及び行われるまで、管の他の動作中にわたり達成される。
【００６６】
例示的な実施例に従って、例えば、ただ１つの平面において平衡である場合、ここで単一のバランス空洞だけが正しい方法で満たされる必要がある場合、管又さらに管の組立体全体がその主軸の周りを回転することは、自動的な試行錯誤の手続きによって置き換えられる。ベアリングの複数のランディング(landing)、言わばスタート・ブレーキ(start-break)手続きは、陽極の休止位置が偶然上を指しているアンバランスとなるまで始められる。より多くの時間を費やすにもかかわらず、この簡単な手順は特にその場では有用である。
【００６７】
本発明の他の例示的な実施例において、適切なシステムにおいて上述した実施例の１つに従う方法の方法ステップを実行するのに適していることを特徴とするコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が提供される。
【００６８】
コンピュータプログラム要素はそれ故に、コンピュータユニット上に記憶され、このユニットは本発明の一部でもある。このコンピュータユニットは、上述した方法のステップを行う又は行わせるのに適する。その上、このユニットは上述した装置の構成要素を操作するのに適する。前記コンピュータユニットは、自動的に動作する及び/又はユーザの命令を実行するのに適応することができる。コンピュータプログラムは、データ処理器の作業メモリ内にロードされてもよい。このデータ処理器は従って、本発明の方法を実行するために装備されてもよい。
【００６９】
本発明の例示的な実施例は、本発明を最初から使用するコンピュータプログラム及び更新によって、現在のプログラムを、本発明を使用するプログラムに変えるコンピュータプログラムの両方に及んでいる。
【００７０】
これより先、コンピュータプログラム要素は、上述したような方法の例示的な実施例の手続きを遂行するための全ての必要なステップを提供することができる。
【００７１】
本発明の他の例示的な実施例に従って、例えばＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータ読み取り可能媒体が示され、このコンピュータ読み取り可能媒体は、この媒体に記憶されるコンピュータプログラム要素を有し、このコンピュータプログラム要素は、上記段落により説明される。
【００７２】
しかしながら、このコンピュータプログラムは、WWW(World Wide Web)のようなネットワークを介して与えられてもよいし、このようなネットワークからデータ処理器の作業メモリにロードされることができる。本発明の他の例示的な実施例に従って、コンピュータプログラム要素をダウンロードするのに利用可能にする媒体が設けられ、このコンピュータプログラム要素は、本発明の上述した実施例の１つに従う方法を行うために配される。
【００７３】
本発明の実施例は、異なる内容を参照して説明されることに注意されなければならない。特に、幾つかの実施例は、方法形式の請求項を参照して説明されるのに対し、他の実施例は、装置形式の請求項を参照して説明される。しかしながら、他に知らせない限り、ある形式の内容に属する特徴の如何なる組み合わせに加え、異なる内容に関連する特徴間の如何なる組み合わせも本出願を用いて開示されると考えられることは、当業者が上記及び以下の説明から推測するだろう。しかしながら、全ての特徴が組み合わされることができ、これら特徴の単純な合計よりも多くの相乗効果を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】Ｘ線装置を本発明によるＸ線管を備えるＣＴシステムの形式で概略的に示す。
【図２】回転陽極を備えるＸ線管を概略的に示す。
【図３】Ｘ線管の回転陽極のバランスを取るための方法のステップを概略的に示す。
【図４】陽極のアンバランスを測定するための機構を概略的に示す。
【図５】本発明のよる再びバランスを取る手順を概略的に示す。
【図６】取り付けられたバランス要素を備える陽極板を概略的に示す。
【図７】少なくともバランス材料の一部が転位している間の図６の陽極板を示す。
【図８】図３の方法の実施例の方法ステップを示す。
【図９】アンバランス状態にある陽極を概略的に示す。
【図１０】バランスが取れた状態にある図９の陽極を概略的に示す。
【図１１】分離したバランス要素を備える陽極の他の実施例を概略的に示す。
【図１２】陽極における一体化したバランス空洞の実施例を概略的に示す。
【図１３】アンバランス状態にある独立したサブボリュームを有するバランス空洞の実施例を示す。
【図１４】バランスが取れた状態の図１３のバランス空洞を示す。
【発明を実施するための形態】
【００７５】
本発明の上述した態様、並びに他の態様、特徴及び利点は、以下に説明される実施例から得られると共に、これら実施例を参照して説明されることができるが、本発明はこれらに限定されない。本発明は図面を参照して以下に詳細に説明される。
【００７６】
図１は、Ｘ線管１２を備えるＸ線装置１０をＸ線放射線源として概略的に示す。このＸ線装置はさらに、検出器モジュール１４及び関心物体、例えば患者１８を収容するための装置１６を有する。検査テーブル１６は、Ｘ線管１２を備えるＸ線放射線源と検出器モジュール１４との間に配される。単なる例として、前記Ｘ線放射線源及び前記検出器１４を関心物体の周りで回転させるのに使用されるガントリ２０を有するＣＴシステムのためのＸ線管１２が示される。さらに、前記検出器モジュール及びＸ線放射線源に接続される処理ユニット２２が設けられる。この処理ユニット２２はさらに、例えばユーザによる命令又は他のデータの入力を可能にするためのインタフェース２４を具備する。さらに前記処理ユニット２２に接続される表示ユニット２６が設けられ、例えばＸ線画像のような情報をユーザに表示する。
【００７７】
前記Ｘ線放射線源は、ライン２８で示される扇形のＸ線ビームを発生させ、それ故に、関心領域における患者の身体に関する情報を提供する。
【００７８】
Ｘ線管１２は、図２を参照してさらに詳細に説明される回転陽極３０を有する。この陽極３０は、回転駆動する支持体３４に固定して取り付けられる陽極板３２を有し、この支持体は、これ以上は示されないベアリング機構により回転可能に支持されている。さらに、矢印３８で示される、前記陽極板の表面に衝突する電子ビームを発生させるために、高電流が与えられる陰極３６が設けられる。これら陰極３６及び陽極３０は、真空４２を封入している容器４０の内部に配される。支持体３４は、陽極板３２を支持する軸(stem)４６を具備する回転子本体４４を有する。この回転子本体は、外包材料(envelope)４０に取り付けられた固定子４８により駆動する。固定子４８は、前記回転子本体４４に電磁力を及ぼし、それ故に陽極３０を回転駆動させる。
【００７９】
さらに、外包材料４０の内部に入るために、回転体４４及び軸４６の内部に設けられる冷却流路内を夫々流れる、ライン５２で示される冷却流体が入ることを可能にする陽極支持軸５０が設けられる。しかしながら、この冷却流体５２は、外包材料４０の内部にある陽極の組立体の冷却を与える。さらに、外包材料４０を封入している管のハウジング５４が設けられ、ここで管のハウジングは、前記外包材料４０を取り囲んでいる絶縁油を有する。
【００８０】
陽極３０が回転するので、Ｘ線管１２の動作にとって、バランスを取ることは重要な態様である。例えば回転部品から材料を切り取ることにより前記管１２を組み立てる前に静的なバランスが取られる。しかしながら、操作手順によって、バランスの状態は通常、熱機械及び材料の老化の影響によって歪められる。このようなアンバランスは許容可能なレベルを超えることが起こる。陽極のアンバランスは、管のハウジング５４、すなわち管の組立体１２全体の激しい振動の原因となり、同様にこの振動による検出器１４の故障の原因になる。さらに、この陽極のアンバランスは、ベアリング組立体３４のベアリングの寿命を減らし、さらに音響ノイズを増大させ、それ故にユーザ及び患者１８の両方に引き起こす深刻な影響を持つ。しかしながら、結果として、このような管は交換されなければならない。
【００８１】
本発明に従って、陽極３０は、この陽極の重心を調節するために少なくとも１つのバランス空洞を有し、このバランス空洞は、Ｘ線管の動作温度では固体であり、それより高い温度では液体である材料で一部が満たされている。このバランス空洞及びバランス材料は、図２ではこれ以上示されないが、以下においてより詳細に説明される。
【００８２】
最初に、Ｘ線管１２の回転陽極のバランスを取るための方法ステップが図３を参照して説明される。第１のステップ１１２において、陽極３０のアンバランスが決定される。次に、少なくとも１つのバランス空洞の内部に配されるバランス材料が加熱される１１４。このバランス材料は、Ｘ線管の動作温度では固体であり、それよりも高い温度では液体である。故に、この加熱は、バランス材料が液体となるように行われる。この材料を加熱した後、少なくともバランス空洞の内部にあるバランス材料の一部は、陽極３０のアンバランスが少なくとも部分的に補償されるように転位する１１６。次いで、前記バランス材料は、このバランス材料が固体になるように冷却される１１８。
【００８３】
前記管１２の一例が図４に示され、ここで固定子に関連する第１の重心５６は、陽極３０の回転軸５８に対しオフセットして示される。陽極の回転は、矢印６０でも示されている。さらに、陽極板３２に関する第２の重心６２も回転軸５８に対しオフセットして示されている。しかし、これら２つの重心５６及び６２は、回転軸５８に対して異なる方向にオフセットしていることに注意されなければならない。結果生じるアンバランスは、矢印６４で示され、振動プローブ６６を利用することで測定されるが、これ以上は示されない又は詳細には説明されない。
【００８４】
図５は、再びバランスを取る手順の方法ステップの例示的な実施例を示す。如何なるバランス空洞又は他の細部も明瞭性を理由に示されていないことに注意されたい。第１のステップ１２０において、アンバランスの陽極が回転中に加熱され、これは例えば図２に示されるような冷却をオフに切り替え、陽極を加熱することにより達成される。第２のステップ１２２において、アンバランスの陽極の振動及びその位相が測定される。次に、ステップ１２４において、回転は止まり、冷却をオンにして、それ故に陽極が冷却される。前記管は、黒点１２５により示される、重心が上を指すように回転される。
【００８５】
測定したアンバランスに従って、他のステップ１２６において、前記管は、図５における夫々のピクトグラムにより容易に理解され得る水平線の周りを回転軸が旋回するように傾ける又は傾斜する。次のステップ１２８において、回転体又は陽極２３０が加熱される一方、もちろん冷却はオフに切り替わる。これは、バランス材料が液体になり、重力によって重心１２５が再配置され、ここでは回転軸上に位置決められるように、これ以外に示されていないバランス空洞の内部にバランス材料が転位することを与える。次いで、例えばバランス材料が液体になり、所定の位置に留まるように、陽極は冷却をオンに切り替えることにより冷却され、前記管は、最終ステップ１３０において本来の位置に移され、動作の準備ができ、しかしバランスが取れている管を提供する。
【００８６】
例示的な実施例として、図６は、管１２の陽極板３２、及びこの陽極３２に取り付けられる又はそうでなければ固定されるバランス要素６８を概略的に示す。このバランス要素は少なくとも１つのバランス空洞７０を有する。このバランス空洞７０は、環状又は言い換えるとリング形状である。図６は、丸又は円形形状である陽極板を通る断面を示しているので、前記空洞７０は、バランス要素６８の内部に２つの窪みで示され、これら窪みは円形の開口７０ａ及び７０ｂで示される。
【００８７】
バランス空洞７０は、バランス材料７２で一部が満たされている。このバランス材料はＸ線管１２の動作温度では固体であり、それより高い温度では液体である。例えば、前記材料７２は、１５０℃より下の温度では固体状態であり、１５０℃より上の温度、例えば２００℃では液体状態である。さらに、図２において、陽極板３２は、最初の重力７４が回転軸５８からオフセットして示される。
【００８８】
回転軸５８上に位置決められる重心を再びバランスを取る又は再配置するために、バランス空洞の内部にあるバランス材料７２は、熱エネルギーをこのバランス材料７２に加えることにより、液体状態にされる。再びバランスを取るために、陽極板３２は、取り付けられたバランス要素６８と一緒に、予め測定したアンバランスの量に従って、傾いた状態にされる。これは図７に示され、ここで第２の点線７６は水平面を示している。一旦バランス材料が液体状態に達すると、この材料は、重力による力に従って、環状のバランス空洞７０の内部に流れる。一旦バランス材料が液体であると、その表面は、図７の断面に示される空洞７０の２つの部分を比べることで分かるように、水平面に略従うように材料が流れる。
【００８９】
バランス材料を転位することにより、最初の重心７４は、最後の重心７８が回転軸５８上に略位置決められるように移動又はシフトされる。
【００９０】
前記バランスを取る手順は、上記の記載において１つの空洞だけに関して説明されていたとしても、本発明に従って、前記アンバランスは、図４と関連して既に示されたように、回転子に関連する重力及び陽極板に関連する重力に対し決められることが与えられる。
【００９１】
例示的な実施例に従って、２つの異なる重心及びこれらのアンバランスを考慮している上記方法は、図８を参照して説明されている。第１のステップ２１２において、陽極３０のアンバランスの決定は、回転子に関連する重心を決めるステップ、及び陽極板に関連する重心を決めるステップを有する。他のステップ２１４において、回転子に割り当てられたバランス空洞の内部にあるバランス材料は、図３を参照して基本的に説明されたように、加熱される２１６、転位される２１８、及び冷却される。他のステップの組において、加熱するステップ２２０、位置するステップ２２４及び冷却するステップ２２４は、陽極板に割り当てられるバランス空洞の内部にあるバランス材料に及ぼされる。
【００９２】
それ故に、陽極のバランスを取る又は再びバランスを取ることは、陽極の構造物内にある重心に対し２つの異なるオフセットを考慮することを提供する。
【００９３】
図９において、陽極２３０は、第１のバランス要素２３１が陽極板２３２に取り付けられて示される。第２のバランス要素２３４は、回転子２４４に割り当てられて示されている。第１及び第２のバランス要素３２１及び２３４は共に、環状のバランス空洞２７０を各々具備している。これらバランス空洞２７０は、各々バランス材料２７２で満たされている。さらに、回転子に関連する第１の重心２５６及び陽極板に関連する第２の重心２６２が特定される。両方の重心２５６及び２６２は、回転軸２５８からオフセットされ、それ故に陽極のアンバランスにつながる。
【００９４】
重心を再び位置決めるために、バランス空洞２７０の内部にある材料２７２は、この材料を液体状態にするために材料を加熱することにより転位される。次いで、この材料は、空洞２７０の内部に転位されることができる。材料が転位した結果が図１０に示され、ここでは単なる例として、陽極板に関連するバランス要素２３１の空洞２７０は、リング状の形式で示される。図１０に見られるように、空洞２７０の内部にある材料２７２は、バランス材料の転位が回転軸２５８上の重心２６２の位置に導くような充填パターンで配される。同じことが回転子に関連する重心１５６の再位置決めに当てはまる。これら２つの重心２５６及び２６２の以前の位置は、よく理解するために、各々点線で示されることに注意されたい。
【００９５】
バランス要素の他の実施例が異なる断面及び形状のバランス空洞と共に図１１に示される。このバランス空洞３７０は、陽極板３３２に取り付けられたバランス要素３３１内に開いた状態で設けられる。このバランス空洞３７０は、バランス要素３３１を陽極板３３２に取り付けることにより閉じられる。もちろん、同じことがこの要素を回転子本体又はベアリング軸等に取り付けることにより可能である。バランス空洞３７０は、この空洞の内部にある液体が漏れるのを防ぐために、減少した動水圧のための、参照番号３７１で示される減少した半径Ｒを備える。さらに、脱ガスチャンネル３７３が設けられ、高温で蒸気圧差がある場合、脱ガスを可能にする。
【００９６】
図１２は、一体化したバランス空洞、言い換えると一体形成されたバランス空洞４７０が例えば陽極板又はベアリング軸若しくは回転子本体のような回転体４３０の内部に設けられた実施例を示す。このバランス空洞４７０の断面は、正方形又は長方形の形式を持つが、円形の断面を持つように設けられることもできる。バランス空洞４７０は、バランス材料４７２で一部が満たされている。このバランス空洞４７０は、例えば陽極又は他の部品の製造中に形成される。芯出し(centering)するために、このバランス空洞４７０が除去可能な材料で一時的に満たされてもよい。
【００９７】
蒸気圧を抜くことを可能にするために、脱ガスチャンネル４７１が設けられる。
【００９８】
図１３及び図１４に示される例示的な実施例に従って、複数の独立したサブボリューム５７０ａ、５７０ｂ、５７０ｃ及び５７０ｄを有するバランス空洞５７０が設けられる。これらサブボリュームの各々は、バランス材料５７２で一部が満たされている。図１３において、重心５６２は、回転軸５５８からオフセットして示されている。バランスを取るために、バランス空洞のサブボリューム内にある材料５７２が図１４に示されるように変位され、従って回転軸５５８上にあるように位置決められた重心５６２となる。この重心の変位は、この重心の以前の位置を破線の円で示すことによっても表示される。
【００９９】
示される空洞に加え、この空洞の形状は、三角形、矩形又は円形の断面により説明されることが可能である。もちろん、例えば製造労力を最小にする一方、平衡を最適化するために、他の形式のサブ空洞が可能である。さらに、このバランス空洞は、流体の粘性を向上させるためにざらつきがあってもよい。
【０１００】
図面にこれ以上示されていなくても、バランス流体の材料及びバランス空洞を形成する材料に対する様々な材料の組み合わせ、例えばガリウム・インジウム・錫合金（ＧａＩｎＳｎ）と鋼鉄、インジウム・錫合金（ＩｎＳｎ）と鋼鉄、カーボン、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）が供給される。
【０１０１】
本発明に従って、バランス要素は、２つ以上のバランス空洞を有する。さらに、２つ以上のバランス要素を陽極に付けることも可能であり、これはこれ以上詳細には示されない。
【０１０２】
前記陽極は、振動の位相を測定するためのマーカー（図示せず）を具備する。
【０１０３】
本発明が図面及び上記の記載において詳細に説明及び開示されているが、このような説明及び開示は、説明的又は例示的であり、限定的ではないと考えるべきである。本発明は開示される実施例に限定されない。開示される実施例以外の変更例は、図面、本開示及び添付の特許請求の範囲の研究から本発明を実施する当業者によって理解及び行われることができる。
【０１０４】
請求項において、"有する"という言葉は、それ以外の要素又はステップを排除するものではなく、複数あることを述べないことはそれらが複数あることを排除するものではない。単一の処理器又は他のユニットが請求項において列挙した幾つかのアイテムの機能を実行してもよい。幾らかの方法が互いに異なる従属請求項において列挙されるという単なる事実は、これらの方法の組み合わせが有利に使用されることができないことを示しているのではない。
【０１０５】
コンピュータプログラムは、例えば他のハードウェアと一緒に又はその一部として供給される適切な記憶媒体、例えば光学記憶媒体又はソリッドステート媒体に記憶及び/又は分配されてもよいが、他の形式、例えばインターネット又は他の有線若しくはワイヤレス通信システムを介して分配されてもよい。
【０１０６】
請求項における参照符号は、その範囲を限定すると考えるべきではない。
【図１】
0005616454.tif 000002
【図２】
0005616454.tif 000003
【図３】
0005616454.tif 000004
【図４】
0005616454.tif 000005
【図５】
0005616454.tif 000006
【図６】
0005616454.tif 000007
【図７】
0005616454.tif 000008
【図８】
0005616454.tif 000009
【図９】
0005616454.tif 000010
【図１０】
0005616454.tif 000011
【図１１】
0005616454.tif 000012
【図１２】
0005616454.tif 000013
【図１３】
0005616454.tif 000014
【図１４】
0005616454.tif 000015