(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空領域を画定する排気された内部を有し、環状のＸ線透過窓（２０）を有するドーナツ形ハウジング（Ａ）と、
該ドーナツ形ハウジングの内部に取り付けられており、冷却流体によって熱を除去されるように循環冷却流体流路（１２）に対して熱伝達関係をなす環状の陽極（Ｂ）と、
前記ドーナツ形ハウジング（Ａ）の内部に回転自在に設けられたロータ（３０）と、
該ロータ（３０）にそれと共に回転するように取り付けられており、前記陽極（Ｂ）に衝突してＸ線ビームを創生するための電子ビームを発生する電子を放出する電子放出手段（３４）を含む少くとも１つの陰極組立体（Ｃ）と、
電子ビームが前記陽極（Ｂ）の周りに回転されるように前記ロータ（３０）を回転するための回転手段（６０）とから成るＸ線管であって、
前記環状のＸ線透過窓（２０）から放出された放射線を通すように該窓の近くに取り付けられた放射線強度モニター手段（１１０）を有し、該放射線強度モニター手段（１１０）は、該窓からの入射放射線の少量を光に変換するとともに、該光を伝送するシンチレーション光ファイバ（１１２）を含むことを特徴とするＸ線管。
【請求項２】
前記シンチレーション光ファイバを通して搬送された光を放射線強度を表す電気信号に変換するための光−電気トランスジューサ（１１８）を含むことを特徴とする請求項１に記載のＸ線管。
【請求項３】
前記Ｘ線ビームの強度を調節するために前記電子ビームを制御するための電子ビーム調節手段（９２，１００）を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線管。
【請求項４】
前記電子放出手段（３４）は、支持カップ（３２）内に取り付けられたフィラメント（３４）から成り、前記電子ビーム調節手段（９２，１００）は、該フィラメント（３４）と支持カップ（３２）との間に電界を設定するように配置されたバイアス電圧印加手段（９２）と、該バイアス電圧印加手段（９２）を調節するためのバイアス電圧調節手段（１００）を含むことを特徴とする請求項３に記載のＸ線管。
【請求項５】
前記バイアス電圧調節手段（１００）は、前記ロータ（３０）にそれと共に回転するように取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載のＸ線管。
【請求項６】
患者の選択された一部分を検査領域（２４）内に支持するための患者支持体と、請求項１〜５のいずれかに記載のＸ線管と、該Ｘ線管を支持し、選択的に位置づけするガントリー（II）と、該検査領域（２４）を通過した該Ｘ線管の前記Ｘ線透過窓（２０）からの放射線を受け取るための放射線強度検出器（１６０）の環状配列体と、該放射線強度検出器（１６０）の環状配列体からの信号を画像表示として再構成するための画像再構成手段（１６４）から成ることを特徴とするＣＴスキャナ。
【請求項７】
前記シンチレーション光ファイバ（１１２）は、前記Ｘ線透過窓（２０）の外側の周りに環状に延設されていることを特徴とする請求項６に記載のＣＴスキャナ。
【請求項８】
前記請求項２に記載された光−電気トランスジューサ（１１８）が、画像の再構成を放射線強度のモニターされた変動に関して調節するために前記画像再構成手段（１６４）に接続されていることを特徴とする請求項７に記載のＣＴスキャナ。
【請求項９】
前記陽極（Ｂ）に衝突するように前記電子ビームを通す電界を前記電子放出手段（３４）の近くに設定するためのバイアス電圧印加手段（９２）を前記陰極組立体の近くに配置し、該電子ビームを調節自在に制御して該電子ビームによって創生されるＸ線ビームの強度を調節自在に制御するために前記電界を連続的に調節するためのバイアス電圧調節手段（１００）を設けたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線管。
【請求項１０】
前記放射線強度モニター手段（１１０）は、前記バイアス電圧調節手段（１００）に実際のＸ線ビームの強度のデータを供給するために該バイアス電圧調節手段（１００）に接続されていることを特徴とする請求項９に記載のＸ線管。
【請求項１１】
前記陽極（Ｂ）に対して前記陰極組立体（Ｃ）に電位を設定するために前記ドーナツ形ハウジング（Ａ）から前記ロータ（３０）へバイアス電位を転送するための第１電力転送手段（７０）と、前記陰極組立体（Ｃ）の電子放出手段（３４）を加熱するための加熱電流を供給するために前記ドーナツ形ハウジング（Ａ）から前記ロータ（３０）へ電流を転送するための第２電力転送手段（８２）と、前記ドーナツ形ハウジング（Ａ）から前記バイアス電圧印加手段（９２）へ電力を転送するための第３電力転送手段（９０）を含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載のＸ線管。
【請求項１２】
前記ロータ（３０）に複数の陰極組立体（Ｃ）が取り付けられており、該各陰極組立体（Ｃ）と前記第２電力転送手段（８２）との間に帯域通過回路（１０２）が接続されており、該各帯域通過回路（１０２）は、どの陰極組立体（Ｃ）にその電子放出手段のための加熱電流を供給するかが、前記第２電力転送手段（８２）により転送される電力の周波数によって決定されるように明確に異なる周波数帯域を有していることを特徴とする請求項１１に記載のＸ線管。
【請求項１３】
前記バイアス電圧調節手段（１００）は、真空密容器内に密封され、前記ロータ（３０）にそれと共に回転するように取り付けられたバイアス電圧印加回路を含むことを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載のＸ線管。
【請求項１４】
患者の選択された一部分を検査領域（２４）内に支持するための支持体と、請求項９〜１３のいずれかに記載のＸ線管と、該Ｘ線管を支持し、前記検査領域（２４）の周りに選択的に位置づけするガントリー（II）と、該検査領域（２４）を通過した該Ｘ線管の前記Ｘ線透過窓（２０）からの放射線を受け取るための放射線強度検出器（１６０）の環状配列体と、該放射線強度検出器（１６０）の環状配列体からの信号を画像表示として再構成するための画像再構成手段（１６４）から成るＣＴスキャナ。
【請求項１５】
前記ロータにそれと共に回転するように取り付けられており、各々、前記陽極（Ｂ）に衝突してＸ線ビームを創生するための電子ビームを発生する電子を放出する電子放出手段（３４）を含む複数の陰極組立体（Ｃ）と、
陰極組立体の選択自在の周波数の電力を前記ハウジング（Ａ）からロータ（３０）へ転送するための陰極組立体電力転送手段（８２）と、
各々、異なる周波数帯域を有し、前記陰極組立体（Ｃ）の１つが前記転送される電力の周波数によって電力を受けるように選択されるように、前記陰極組立体電力転送手段（８２）と前記陰極組立体（Ｃ）の１つとの間に接続された複数の帯域通過回路を含むことを特徴とする請求項１に記載のＸ線管。
【請求項１６】
真空領域を画定する排気された内部を有し、環状のＸ線透過窓（２０）を有するほぼドーナツ形のハウジング（Ａ）と、
該ドーナツ形ハウジング（Ａ）の内部に取り付けられた陽極（Ｂ）と、
前記ハウジング（Ａ）内に取り付けられており、前記陽極（Ｂ）に衝突してＸ線ビームを創生し、前記Ｘ線透過窓（２０）を通す電子ビームを発生するための陰極組立体（Ｃ）と、
前記環状のＸ線透過窓（２０）に近接して取り付けられており、該窓を通して入射した入射放射線の一部分を光に変換し、その光を搬送するためのシンチレーション光ファイバ（１１０）と、
該シンチレーション光ファイバ（１１０）に沿って搬送された光を受け取り、その受け取った光を放射線強度基準信号に変換する光トランスジューサ（１１８）とから成ることを特徴とするＸ線管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、Ｘ線管に関し、特に、ＣＴ（コンピュータ断層撮影）スキャナのためのＸ線管に適用するのに適しており、以下にそれに関連したものとして説明する。ただし、本発明は、他の用途のためのＸ線管にも適用することができることを理解されたい。
【０００２】
【従来の技術】
通常、患者は、ＣＴスキャナの中心孔に配置された水平な寝椅子の上にあおむけに寝かされる。Ｘ線管は、回転自在のガントリー部分に取り付けられ、患者の周りに高速度で回転される。走査速度を高めるには、Ｘ線管の回転速度を高くするが、Ｘ線管の回転速度を高くすると、１画像当りの正味放射線量が減少する。ＣＴスキャナの回転速度が高速化されるにつれて、より高い速度で所望の放射線量維持するために単位時間当りの発生放射線量の高いより大型のＸ線管が開発されてきている。もちろん、Ｘ線管が大型であるほど、慣性力が大きい。
【０００３】
ＣＴスキャナ等のための高性能のＸ線管は、一般に、いずれも排気された（真空）ハウジング内に密閉された静止陰極と、回転陽極ディスクを備えている。創生されるＸ線ビームが強くなればなるほど、陽極ディスクが強く加熱される。陽極ディスクが真空空間を通して周囲流体へ熱を放出することによって冷却するのに十分な時間を与えるために、益々大きな陽極ディスクを備えたＸ線管が作られるようになっている。
【０００４】
しかしながら、陽極ディスクを大きくすれば、それだけＸ線管を大きくしなければならず、従って、Ｘ線管が、既存のＣＴスキャナのガントリーの狭いスペースに嵌合させにくくなってきている。特に、大型のＸ線管と、大型の支持構造体を組み入れた第４世代のスキャナは、放射線検出器の移動直径を大きくする必要がある。その結果、Ｘ線管と検出器との間の放射線経路の長さを長くしなければならない。放射線経路の長さを長くすると、放射線検出器が所要の立体角をカバーするように物理的に大きくしなければならない。放射線検出器を大型化すれば、それだけコスト高になる。又、より多量の発生熱量を除去するために、Ｘ線管を大きくしなければならないだけでなく、熱交換構造体も大きくしなければならない。
【０００５】
固定（静止）陽極と固定（静止）陰極を備えた、又は回転陽極と固定陰極を備えたＸ線管の場合、患者に放射させれる放射線量の正確な制御は比較的簡単であった。復元画像の品質は放射線検出器によって捕捉されるＸ線光子の数に依存しているので、発生するＸ線光子の数を正確に制御することが、良好なＣＴ画像を得る上で重要である。発生する放射線の量を制御するために、通常、Ｘ線管の電流をモニターし、それに従って陰極の電流を制御する。一般に、陰極は、ハウジングに対して高い負電圧に固定されており、陽極も、高い正電圧に固定されている。陽極と陰極の間のＸ線管電流（実際は、陰極から陽極への電子の流れ）の制御は、直接的に加熱される陰極フィラメントの温度を制御することによって行われる。詳述すれば、フィラメント表面からの電子密度は、温度と、印加される陽極／陰極電圧の大きさ、陰極構造体の形状・寸法、及び陰極から陽極までの距離の関数である。フィラメントの温度は、従来の技法では、フィラメントか熱電流を制御することによって制御される。
【０００６】
検体（患者）の周りに単一のＸ線管を回転させる方式に代えて、検体の周りにリング状に配列された、例えば５、６本の切換可能なＸ線管の配列体を用いる方式が、例えば米国特許第４，２７４，００５号等によって提案されている。しかしながら、それらの管を回転させない限り、限られたデータしか創生されず、限られた画像解像度しか得られない。多数のＸ線管を回転させる場合、すべての管を迅速に回転させ、発生する熱をすべて除去しようとすると、やはり上述したのと同じ機械的な問題に遭遇する。
【０００７】
更に、患者をＸ線管の凹部内に限られた深さにまでく受け入れることができるように十分な大きさとした口を有する、実質的にベル（釣り鐘）形の排気（真空）Ｘ線管が、例えば、米国特許第４，１２２，３４６号及び４，１３５，０９５号等によって提案されている。Ｘ線ビーム源は、ベルの頂部に配置されており、ベルへの口のところで陽極リングに衝突する電子ビームを発生する。Ｘ線ビームを排気（真空）ベル形外囲器の周りに走査させるための電子装置が設けられている。この構成の問題の１つは、約２７０°しか走査することができないことである。
【０００８】
更に別のタイプのＸ線管として、例えば米国特許第５，１２５，０１２号、５，１７９，５８３号等によって開放孔形Ｘ線管が提案されている。これらの大径Ｘ線管は、ガラス製ハウジングと密閉された真空チャンバーを有する従来のＸ線管に類似した構造である。このタイプのＸ線管は、製造費が高く、管が破損した場合、修理又は修復に大きな費用を要する。
【０００９】
回転するＸ線管の１つの問題は、Ｘ線管電流をモニターすることが困難なことにある。Ｘ線管電流は、一般に、Ｘ線管の陽極部分で測定する方が容易である。しかし、一端を設置した陽極でＸ線管電流を測定するのは困難である。又、Ｘ線管のフィラメント電流を真空内で回転する陰極側で測定するのも、困難である。なぜなら、フィラメントが回転しており、電流を直接測定する手段がないからである。
【００１０】
もう１つの問題は、陰極フィラメントの温度を正確に制御することである。フィラメントの電流は、変成器、容量結合等によって真空空間を横断して回転陰極へ供給される。変成器又は容量結合素子間のギャップのぶれや変動があると、Ｘ線管電流を変化させることになる。その結果、回転陰極組立体のぢらめ電流を制御することが困難になる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述したいろいろな問題を克服するＸ線管を提供することを課題とする。従って、本発明の目的は、Ｘ線の強度測定及び、又は制御を改善したドーナツ形Ｘ線管及びＣＴスキャナを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１側面によれば、真空領域を画定する排気された内部を有し、環状のＸ線透過窓（２０）を有するドーナツ形ハウジング（Ａ）と、
該ドーナツ形ハウジングの内部に取り付けられており、冷却流体によって熱を除去されるように循環冷却流体流路（１２）に対して熱伝達関係をなす環状の陽極（Ｂ）と、
前記ドーナツ形ハウジング（Ａ）の内部に回転自在に設けられたロータ（３０）と、
該ロータ（３０）にそれと共に回転するように取り付けられており、前記陽極（Ｂ）に衝突してＸ線ビームを創生するための電子ビームを発生する電子を放出する電子放出手段（３４）を含む少くとも１つの陰極組立体（Ｃ）と、
電子ビームが前記陽極（Ｂ）の周りに回転されるように前記ロータ（３０）を回転するための回転手段（６０）とから成るＸ線管であって、
前記環状のＸ線透過窓（２０）から放出された放射線を通すように該窓の近くに取り付けられた放射線強度モニター手段（１１０）を有し、該放射線強度モニター手段（１１０）は、該窓からの入射放射線の少量を光に変換するとともに、該光を伝送するシンチレーション光ファイバ（１１２）を含むことを特徴とするＸ線管が提供される。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記Ｘ線管において、前記陽極に衝突するように前記電子ビームを通す電界を前記電子放出手段の近くに設定するためのバイアス電圧印加手段を前記陰極組立体の近くに配置し、該電子ビームを調節自在に制御して該電子ビームによって創生されるＸ線ビームの強度を調節自在に制御するために前記電界を連続的に調節するためのバイアス電圧調節手段を設けることができる
【００１４】
本発明の別の実施形態によれば、前記Ｘ線管において、前記ロータにそれと共に回転するように取り付けられており、各々、前記陽極に衝突してＸ線ビームを創生するための電子ビームを発生する電子を放出する電子放出手段を含む複数の陰極組立体と、陰極組立体の選択自在の周波数の電力を前記ハウジングからロータへ転送するための陰極組立体電力転送手段と、各々、異なる周波数帯域を有し、前記陰極組立体の１つが前記転送される電力の周波数によって電力を受けるように選択されるように、前記陰極組立体電力転送手段と前記陰極組立体の１つとの間に接続された複数の帯域通過回路を含むことを特徴とするＸ線管が提供される。
【００１５】
本発明の別の側面によれば、真空領域を画定する排気された内部を有し、環状のＸ線透過窓を有するほぼドーナツ形のハウジングと、該ドーナツ形ハウジングの内部に取り付けられた陽極と、前記ハウジング内に取り付けられており、前記陽極に衝突してＸ線ビームを創生し、前記Ｘ線透過窓を通す電子ビームを発生するための陰極組立体と、前記Ｘ線透過窓に近接して取り付けられており、該窓からの入射Ｘ放射線の一部分を光に変換し、その光を搬送するためのシンチレーション光ファイバと、該シンチレーション光ファイバに沿って搬送された光を受け取り、その受け取った光を放射線強度基準信号に変換する光トランスジューサとから成るＸ線管が提供される。
本発明は、又、本発明による上記Ｘ線管を組み入れたＣＴスキャナを提供する。
【００１６】
本発明の１つの利点は、外来のノイズをＸ線受け取りサブシステム内へ導入したり、その結果としてＣＴ画像を劣化させることなく、実際のＸ線強度を極めて速い応答時間でモニターすることである。
本発明のもう１つの利点は、Ｘ線強度の変動を補償するために画像再構成アルゴリズムにリアルタイムの調節を実施することを可能にすることによって優れた画像を創生することである。
【００１７】
本発明の他の利点は、Ｘ線管電流を正確に制御することである。
本発明の更に他の利点は、Ｘ線管電流をフィラメントの電流とは独立して相対的に制御することを可能にすることである。
【００１８】
【実施例】
図１を参照すると、本発明によるＣＴスキャナが示されている。このＣＴスキャナは、ガントリー即ち取付組立体ＩＩと、ガントリーＩＩに取り付けられたドーナツ形Ｘ線管Ｉ  と  、電子装置部ＩＩＩ  を備えている。電子装置部ＩＩＩ  はＸ線管Ｉ  のための高電圧電源８０を有しており、ガントリーからデータを受け取り、受け取ったガントリーを電子画像表示として再構成する。
【００１９】
図２を参照して説明すると、ドーナツ形Ｘ線管Ｉ  は、大きいほぼドーナツ形の内部空間を画定するドーナツ形ハウジングＡを有する。ドーナツ形ハウジングＡの内部空間に、その円周方向に延長する陽極組立体（以下、単に「陽極」とも称する）Ｂが取り付けられている。又、電子の少くとも１つのビームを創出するための陰極組立体（以下、単に「陰極」とも称する）Ｃがドーナツ形ハウジングＡの内部空間に配設されている。電子ビームは、回転手段Ｄによって陽極Ｂの周りに選択的に回転される。
【００２０】
詳述すれば、陽極Ｂは、電子ビームが衝突するタングステン面（陽極面）１０を有するタングステンリングである。陽極組立体Ｂは、陽極の反対側の表面に沿って、陽極面１０に対して緊密な熱伝達関係をなす環状の循環冷却流体流路又はチャンネル１２を画定する。随意選択として、陽極には、冷却流体との熱伝達を促進するための追加の内部通路やフィン等を設けることができる。
【００２１】
ハウジングＡには、電子ビームを衝突させるターゲットである陽極のタングステン面１０に対して半径方向に整列したＸ線透過窓（単に「窓」とも称する）２０が取り付けられている。この窓２０は、電子ビームとタングステン製のターゲット陽極面１０との相互作用によって創生されたＸ線が、Ｘ線管のドーナツ形ハウジングＡの孔即ち検査領域２４の中心軸線２２に対して横断方向に向けられている。
【００２２】
ドーナツ形ハウジングＡの内部にその円周方向に延長する環状リング又はロータ３０が配置されている。ロータ３０は、複数の陰極組立体Ｃを支持する。各陰極組立体Ｃは、陰極フィラメント又はその他の電子源３４を収容する陰極支持カップ陰極支持カップ３２と陰極制御回路３６を備えている。陰極フィラメント３４と陽極は、互いに例えば１５０ＫＶの高い電圧に維持される。ハウジングＡとロータ３０は、共通の電位、好ましくは接地電位に維持される。好ましい実施例では、陽極も、接地電位に維持され、陰極支持カップ３２は、ロータ３０から絶縁され、約−１５０ＫＶに維持される。別法として、陽極をほぼ＋７５ＫＶに維持し、陰極を接地に対してほぼ−７５ＫＶに維持するようにしてもよい。
【００２３】
ロータ３０は、ハウジングＡ内に軸受４０、図２の実施例では磁気浮揚式軸受によって回転自在に支持されている。磁気浮揚式軸受（単に「磁気軸受」又は「軸受」とも称する）４０は、ロータ３０の内径に沿って取り付けられた、真空内で安定な珪素鋼のリング４２を含む。永久磁石（即ち受動素子）４４と電磁石（即ち能動素子）４６のリングが、珪素鋼のリング４２に近接して、しかし真空領域の外側に配置されている。ハウジングＡは、真空領域を電磁石４６から分離する磁気窓４８を有する。この磁気窓４８は、磁束を通すことができるが、コイルに通常用いられているエポキシ又はその他のポリマー材が真空領域内へガスを放出するのを防止する。
【００２４】
ロータ３０の心合を維持するために、１対の対向した磁気浮揚式軸受（単に「磁気軸受」又は「軸受」とも称する）５０が、ロータ３０の両側に配置されている。各軸受５０は、ロータ３０に対して互いに対抗する力を与える珪素鋼のリング５２と永久磁石５４（受動素子）を有する。ロータの一方の側の磁気浮揚式軸受５０は、又、前記対抗する力を調節するための電磁コイル５６（能動素子）を有する。ロータ３０の位置を正確に維持するように電磁コイル５６を制御するための斯界において周知の位置センサ（図示せず）が設けられている。
【００２５】
回転手段Ｄは、大直径のブラシなし誘導モータ６０を含む。モータ６０は、真空領域内でロータ３０に取り付けられた好ましくは永久磁石のロータ６２と、ロータ６２に対向し磁気窓４８を挟んで真空領域の外側に配置された電磁巻線を含むステータ６４とから成る。磁気浮揚式軸受系４０，５０が損傷した場合にロータ３０を支持するための機械的ころ軸受６６が、常態ではロータ３０に接触しないようにして設けられている。これらの機械的ころ軸受６６は、ロータ３０が静止ハウジングＡ及びそれに連結したその他の構造体と相互作用するのを防止する。角度位置モニター６８は、ロータ３０の回転角度位置をモニターし、従って、陰極組立体Ｃの角度位置及びＸ線ビームの頂部を正確にモニターする。
【００２６】
各陰極組立体Ｃは、それをロータ３０から絶縁するための絶縁材を有している。フィラメント３４の一端から第１電力転送手段７０へ電気導体７２が延長している。第１電力転送手段７０は、静止ハウジングＡから陰極組立体Ｃへ陰極バイアス電位を転送するための手段であり、一連の取付ブラケット７６を介してロータ３０によって支持されているがロータから絶縁されているドーナツ形リング又はチャンネル７４と、高電圧電源（単に「電源」とも称する）８０に接続された熱陰極フィラメント（環状電極）７８から成る。熱陰極フィラメント７８は、仕事関数の低いタイプであることが好ましい。ドーナツ形チャンネル７４は、熱陰極フィラメント７８を部分的に囲繞しており、熱陰極フィラメント７８との間の電子の移転によって熱陰極フィラメントの電位に近い電位に維持される。
【００２７】
第２電力転送手段８２は、フィラメント制御回路８４と、馬蹄形一次巻線コイル（単に「一次コイル」又は「一次巻線」とも称する）８６と、環状の二次巻線コイル（単に「二次コイル」又は「二次巻線」とも称する）８８から成り、フィラメント電流を各陰極組立体Ｃへ転送する。
【００２８】
第３電力転送手段９０は、陰極バイアスを調節自在に制御するためにバイアス電位を転送するためのものであり、選択されたバイアスを指定するためにロータ３０から引き出された第１バイアス制御回路（単に「バイアス電圧印加手段」とも称する）９２と、そのバイアス電位を環状の二次巻線コイル９６へ転送する馬蹄形の一次巻線コイル９４を備えている。
【００２９】
引続き図２を参照し、図３を参照して説明すると、陰極制御回路３６は、フィラメント電流を第２電力転送手段即ちフィラメント電力転送手段８２の二次コイル８８からフィラメント３４へ転送する。随意選択として、陰極制御回路３６には、フィラメント電流を制流するための整流回路を含めてもよい。
【００３０】
陰極制御回路３６は又、第１電力転送手段即ち陰極電力転送手段７０の熱陰極フィラメント７８から陰極フィラメント３４へバイアス電位を接続する。それによって、陰極フィラメント３４を陽極に対して例えば約１５０ＫＶの負電圧にする。
【００３１】
陰極制御回路３６は、更に、第１バイアス制御回路９２によって指定されるバイアス電位により陰極支持カップ３２をフィラメント３４に対してバイアスさせるための第２バイアス制御回路（単に「バイアス電圧調節手段」とも称する）１００を有している。陰極支持カップ３２をフィラメント３４に対して一定の電位範囲に亙って連続的にバイアスさせることにより、グリッド上ででにをバイアスさせるのに類似した態様でフィラメント３４から陽極への電子の流れを制御する。従って、フィラメント３４に対する陰極支持カップ３２の電位のバイアスは、「グリッドバイアス」と称されることもある。
【００３２】
陰極組立体Ｃのうちどの陰極組立体を作動させてＸ線を発生させるかを制御するために、二次巻線コイル８８とフィラメント３４の間に帯域通過回路即ちフィルタ１０２が接続されている。陰極組立体Ｃの各々に関連した帯域通過回路１０２の周波数帯域は、明確に異なるものとされている。従って、操作者は、一次巻線８６に付与される信号の周波数を調節することによって、その信号をどの帯域通過回路１０２が通すかを、従って、どの陰極フィラメントを加熱するかを選択することができる。
【００３３】
引続き図２を参照し、図４を参照して説明すると、窓２０を横切って静止した放射線強度検出器（「Ｘ線強度検出手段」又は「放射線強度モニター手段」とも称する）１１０が取り付けられている。好ましい実施例では、放射線強度検出器は、シンチレーション光ファイバのバンド又はストライプを備えたものとする。図４の実施例では、例として、断面円形の３つの光ファイバが示されている。好ましい実施例では、各光ファイバは、シンチレーションファイバのリボンで構成し、全体の太さを１ｍｍ未満とする。ここのファイバは、断面円形又は正方形とすることができる。各ファイバは、光透過性の内部コア１１２と、外側クラッディング即ち外側鞘１１４を有している。内部コア１１２と外側鞘１１４との相対的屈折率は、慣用の光ファイバ又は光導管におけるのと同様に、外側鞘１１４に衝突した内部コア１１２内の光が内部コア１１２内へ反射して戻されるように定められている。
【００３４】
内部コア１１２は、Ｘ線をある特性波長の光に変換する蛍光ドーパント１１６を有している。かくして、Ｘ線は、窓２０を透過するときシンチレーション光ファイバ内を通り、該光ファイバの内部コアによってＸ線の少部分が、該光ファイバに沿って光−電気トランスジューサ１１８へ搬送される光に変換される。周囲の光が光ファイバに進入して読取りのエラーやノイズを生じないように、ファイバに光遮蔽鞘１２０を被覆することが好ましい。図４に示された実施例では、シンチレーションファイバは、折り返されて窓２０から中心軸線２２に平行に導出されている。窓２０を選択的に閉鎖するための環状の放射線不透過シャッタ１２２がハウジングＡの孔２４内に摺動自在に取り付けられている好ましい実施例では、シンチレーションファイバを窓２０とシャッタ１２２の間に通す。
【００３５】
図２及び３を参照して説明すると、光−電気トランスジューサ１１８の出力は、検出された光の量、従って放射線の強度を選択（された）放射線強度メモリ１２６からの所定の放射線強度と比較する比較手段１２４に接続されている。比較手段１２４は、この比較に基づいて第１バイアス制御回路即ちグリッドバイアス制御回路９２によりバイアスを、従ってＸ線強度を増減させる。選択される放射線強度は、患者の角度位置によって決定される陰極の角度位置に応じて定められるようにすることができる。即ち、放射線強度は、検体（患者）の分厚い部分を通すところでは増大し、薄い部分を通すところでは減少させることができる。選択放射線強度メモリ１２６は、Ｘ線ビームの頂点の現行の角度位置に対応する選択放射線強度を研削するために回転（角度位置）モニター６８によって割出され又はアドレス指定されるルックアップ（検索）テーブルの形とすることができる。
【００３６】
ロータ３０には、又、Ｘ線ビームコリメーター手段、好ましくはボックス形コリメーター（「コリメーターボックス」とも称する）１３０が取り付けられている。コリメーターボックス１３０の、中心軸線に平行な互いに対向した両側壁は、Ｘ線ビームの幅即ち厚みを制御する。一方、コリメーターボックス１３０の、中心軸線に対して横断方向の互いに対向した両側壁は、Ｘ線ビームの扇形拡開角度を制御する。コリメーター手段１３０は、又、散乱したＸ線がＸ線ビームと合流するのを防止する。
【００３７】
ハウジングＡの真空領域内に真空を維持するために、例えばイオンポンプのような能動真空ポンプ手段１４０が設けられている。
【００３８】
ハウジングの孔２４の内部の周りに放射線強度検出器１６０の環状配列体が配置されている。これらの検出器１６０は、窓２０に近接して、しかし、窓から僅かににずらせて配置されており、受け取った放射線強度を表す信号を発する。放射線強度検出器１６０からの信号と、窓２０の患者側に取り付けられた基準放射線強度検出器１１０からの信号は、放射線強度補償回路１６２に接続されている。放射線強度補償回路１６２は、光−電気トランスジューサ１１８の出力によって表示される放射線強度の変動に従って検出器の信号を調節する。放射線強度補償機能は又、画像再構成モジュールのソフトウエアによっても実施することができる。放射線強度検出器１６０からの信号即ち放射線強度のデータは、デジタル化され、ボリューム画像再構成手段１６４によって画像表示に再構成される。このボリューム画像表示は、ボリューム画像メモリ１６６によって記憶され、ボリューム画像メモリ１６６から選択された情報が引き出されて、モニター１６８にディスプレーするために適当なビデオフォーマットに変換される。
【００３９】
別法として、複数個の個別放射線強度検出器を放出されるビームの周縁近くに実質的に等間隔に配置することができる。これらの個別放射線強度検出器は、Ｘ線源と環状のスライドコリメーターとの間に配置し、入射Ｘ線ビーム内に完全に埋入され、所定のスライス（断層撮影すべき部分）内へ突出しないようにする。このコリメーターに入射するＸ線のバンドの厚みの方がコリメーターの幅より大きいので、この状態は確保される。
【００４０】
以上、本発明を実施例に関連して説明したが、本発明は、ここに例示した実施例の構造及び形態に限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び改変を加えることができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を組み入れたＣＴスキャナの透視図である。
【図２】図２は、図１のＣＴスキャナの回転するドーナツ形陰極Ｘ線管の断面図である。
【図３】図３は、図２のＸ線管の陰極のバイアス電位を調節制御するための回路の回路図である。
【図４】図４は、ＣＴスキャナの放射線強度モニター手段の概略図である。
【符号の説明】
Ｉ  ：Ｘ線管
ＩＩ：ガントリー（取付組立体）
Ａ：ドーナツ形ハウジング
Ｂ：環状の陽極（陽極組立体）
Ｃ：陰極（陰極組立体）
Ｄ：回転手段
１０：陽極面
１２：循環冷却流体流路
２０：Ｘ線透過窓
２４：孔（検査領域）
３０：ロータ
３２：陰極支持カップ
３４：電子源（陰極フィラメント）
６０：モータ（回転手段）
８２：第２電力転送手段
９０：第３電力転送手段
９２：第１バイアス制御回路（バイアス電圧印加手段）
１００：第２バイアス制御回路（バイアス電圧調節手段）
１０２：帯域通過回路（フィルタ）
１１０：放射線強度検出器（放射線強度モニター手段）（シンチレーション光ファイバ）
１１６：蛍光ドーパント
１１８：光−電気トランスジューサ
１６０：放射線強度検出器
１６２：放射線強度補償回路
１６４：画像再構成手段
【図１】
0003610375.tif 000002
【図２】
0003610375.tif 000003
【図３】
0003610375.tif 000004
【図４】
0003610375.tif 000005