(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子を放出する陰極と、
電磁力により宙に浮いて回転軸周りに自転し、前記電子を受けてＸ線を発生させる陽極と、
前記陽極に接続され、前記陽極の自転により前記回転軸上の点を中心とする円軌道上を周回する磁石と、
前記陽極を宙に浮いた状態にする前記電磁力として前記磁石との間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる浮上コイルと、
前記陽極を前記回転軸周りに自転させる前記電磁力として前記磁石との間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる推進コイルと、
を備え、
前記磁石、前記浮上コイル及び前記推進コイルが発生させる磁気モーメントは、前記回転軸と平行である、Ｘ線管。
【請求項２】
前記Ｘ線管の位置、前記Ｘ線管の向き、前記Ｘ線管の速度及び前記Ｘ線管内における前記陽極の位置の少なくとも一つに応じて前記浮上コイルに流す電流を制御する浮上コイル制御回路を更に備える、請求項１に記載のＸ線管。
【請求項３】
前記Ｘ線管の位置を検出する第１のセンサ、前記Ｘ線管の向きを検出する第２のセンサ、前記Ｘ線管の速度を検出する第３のセンサ及び前記Ｘ線管内における前記陽極の位置を検出する第４のセンサの少なくとも一つを更に備える、請求項２に記載のＸ線管。
【請求項４】
前記浮上コイルは、導線を８の字に巻くことにより形成されている、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のＸ線管。
【請求項５】
前記浮上コイルは、導線を円形に巻くことにより形成されている第１のコイル及び第２のコイルを含み、前記第１のコイルに流れる電流の方向と前記第２のコイルに流れる電流の方向が反対である、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のＸ線管。
【請求項６】
前記陽極を収納する第１の筐体を更に備え、
前記陽極は、前記第１の筐体に接続されている、請求項１から請求項５のいずれか一つに記載のＸ線管。
【請求項７】
前記陽極を捕捉する捕捉機構を更に備える、請求項１から請求項６のいずれか一つに記載のＸ線管。
【請求項８】
電子を放出する陰極と、電磁力により宙に浮いて回転軸周りに自転し、前記電子を受けてＸ線を発生させる陽極と、前記陽極に接続され、前記陽極の自転により前記回転軸上の点を中心とする円軌道上を周回する磁石と、前記陽極を宙に浮いた状態にする前記電磁力として前記磁石との間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる浮上コイルと、前記陽極を前記回転軸周りに自転させる前記電磁力として前記磁石との間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる推進コイルとを備えるＸ線管と、
前記Ｘ線を検出する検出器と、
を備え、
前記磁石、前記浮上コイル及び前記推進コイルが発生させる磁気モーメントは、前記回転軸と平行である、Ｘ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線管及びＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線管の一種に、回転陽極型Ｘ線管がある。回転陽極型Ｘ線管は、Ｘ線を発生させる陽極を自転させ、回転１軸上の点を中心とする円軌道上を周回する部分に電子を衝突させることによりＸ線を発生させる。通常、回転陽極型Ｘ線管の陽極は、軸受により支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−３０１３９９号公報
【特許文献２】特開平４−３５５０３７号公報
【特許文献３】特開２０１１−１３０９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、Ｘ線管を小型化することができるＸ線管及びＸ線ＣＴ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係るＸ線管は、陰極と、陽極と、磁石と、浮上コイルと、推進コイルとを備える。陰極は、電子を放出する。陽極は、電磁力により宙に浮いて回転軸周りに自転し、前記電子を受けてＸ線を発生させる。磁石は、前記陽極に接続され、前記陽極の自転により前記回転軸上の点を中心とする円軌道上を周回する。浮上コイルは、前記陽極を宙に浮いた状態にする前記電磁力として前記磁石との間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる。推進コイルは、前記陽極を前記回転軸周りに自転させる前記電磁力として前記磁石との間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる。前記磁石、前記浮上コイル及び前記推進コイルが発生させる磁気モーメントは、前記回転軸と平行である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るＸ線管の回転軸Ｚｒを通り、ＹＺ平面に平行な平面により切断し、−Ｘ方向から見たときの図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る浮上コイルを説明するための図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係るＸ線管を図３に示したＡ−Ａ線を通り、ＸＹ平面に平行な平面により切断し、＋Ｚ方向から見たときの図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係るＸ線管が有する磁石、浮上コイル及び推進コイルの位置関係を説明するための図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係るＸ線管が陽極を宙に浮かせるための引力及び斥力を説明するための図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係るＸ線管が陽極を回転軸周りに回転させるための引力及び斥力を説明するための図である。
【図９】図９は、第２の実施形態に係るＸ線管の回転軸Ｚｒを通り、ＹＺ平面に平行な平面により切断し、−Ｘ方向から見たときの図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係るＸ線管を図９に示したＢ−Ｂ線を通り、ＸＹ平面に平行な平面により切断し、＋Ｚ方向から見たときの図である。
【図１１】図１１は、第３の実施形態に係るＸ線管の回転軸Ｚｒを通り、ＹＺ平面に平行な平面により切断し、−Ｘ方向から見たときの図である。
【図１２】図１２は、第３の実施形態に係るＸ線管を図１１に示したＣ−Ｃ線を通り、ＸＹ平面に平行な平面により切断し、＋Ｚ方向から見たときの図である。
【図１３】図１３は、第４の実施形態に係るＸ線管の回転軸Ｚｒを通り、ＹＺ平面に平行な平面により切断し、−Ｘ方向から見たときの図である。
【図１４】図１４は、第４の実施形態に係るＸ線管を図１３に示したＤ−Ｄ線を通り、ＸＹ平面に平行な平面により切断し、＋Ｚ方向から見たときの図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、実施形態に係るＸ線管及びＸ線ＣＴ装置を説明する。なお、以下の実施形態では、重複する説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１を参照しながら、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示す図である。Ｘ線ＣＴ装置１は、図１に示すように、架台２と、寝台２０と、コンソール３０とを備える。なお、Ｘ線ＣＴ装置１の構成は、下記の構成に限定されるものではない。
【０００９】
架台２は、高電圧発生回路３と、コリメータ調整回路４と、架台駆動回路５と、Ｘ線管６ａと、ウェッジ７と、コリメータ８と、検出器９と、データ収集回路１０と、回転フレーム１１と、第１のセンサ１２と、第２のセンサ１３と、第３のセンサ１４と、浮上コイル制御回路１５とを備える。
【００１０】
高電圧発生回路３は、Ｘ線管６ａに管電圧を供給する。コリメータ調整回路４は、コリメータ８の開口度及び位置を調整することにより、Ｘ線管６ａが発生させたＸ線の照射範囲を調整する。架台駆動回路５は、回転フレーム１１を回転させることにより、被検体Ｐを中心とする円軌道上でＸ線管６ａ及び検出器９を旋回させる。
【００１１】
Ｘ線管６ａは、高電圧発生回路３が供給する管電圧によりＸ線を発生させる。Ｘ線管６ａの詳細は、後述する。
【００１２】
ウェッジ７は、Ｘ線管６ａが発生させたＸ線の線量を調節するためのＸ線フィルタである。コリメータ８は、Ｘ線の照射範囲を調整するためのスリットである。コリメータ８の開口度及び位置は、コリメータ調整回路４により調整される。
【００１３】
検出器９は、Ｘ線を検出する。検出器９は、複数の検出素子を有する。検出器９は、Ｘ線管６ａが発生させたＸ線を検出素子により検出する。検出素子は、入射したＸ線を電気信号に変換し、この電気信号をデータ収集回路１０へ出力する。検出器９が有する検出素子の大きさ、形状及び数は、特に限定されない。なお、検出器９は、直接変換型及び間接変換型のいずれでもよい。データ収集回路１０は、検出素子が出力した電気信号に基づいて投影データを生成する。
【００１４】
回転フレーム１１は、円環状のフレームである。回転フレーム１１は、Ｘ線管６ａ及び検出器９を支持する。Ｘ線管６ａと検出器９は、対向している。回転フレーム１１は、架台駆動回路５により駆動され、被検体Ｐを中心として回転する。
【００１５】
第１のセンサ１２は、Ｘ線管６ａの位置を検出する。第１のセンサ１２は、例えば、図１に示すように、架台２に取り付けられる。或いは、第１のセンサ１２は、Ｘ線管６ａに取り付けられる。第１のセンサ１２がＸ線管６ａの位置を検出する方法は、特に限定されない。
【００１６】
第２のセンサ１３は、Ｘ線管６ａの向きを検出する。第２のセンサ１３は、例えば、図１に示すように、架台２に取り付けられる。或いは、第２のセンサ１３は、Ｘ線管６ａに取り付けられる。第２のセンサ１３がＸ線管６ａの向きを検出する方法は、特に限定されない。
【００１７】
第３のセンサ１４は、Ｘ線管６ａの速度を検出する。第３のセンサ１４は、例えば、図１に示すように、架台２に取り付けられる。或いは、第３のセンサ１４は、Ｘ線管６ａに取り付けられる。第３のセンサ１４がＸ線管６ａの速度を検出する方法は、特に限定されない。
【００１８】
浮上コイル制御回路１５は、Ｘ線管６ａの位置、Ｘ線管６ａの向き、Ｘ線管６ａの速度及びＸ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置の少なくとも一つに応じて浮上コイル６１０ａに流す電流を制御する。浮上コイル制御回路１５の詳細は、後述する。
【００１９】
寝台２０は、天板２１と、寝台駆動回路２２とを備える。天板２１は、被検体Ｐが載せられる板状の部材である。寝台駆動回路２２は、被検体Ｐが載せられた天板２１を移動させることにより、被検体Ｐを架台２の撮影口内で移動させる。
【００２０】
コンソール３０は、入力回路３１と、ディスプレイ３２と、投影データ記憶回路３３と、画像記憶回路３４と、記憶回路３５と、処理回路３６とを備える。
【００２１】
入力回路３１は、指示や設定を入力するユーザにより使用される。入力回路３１は、例えば、マウス、キーボードに含まれる。入力回路３１は、ユーザが入力した指示や設定を処理回路３６に転送する。入力回路３１は、例えば、プロセッサにより実現される。
【００２２】
ディスプレイ３２は、ユーザが参照するモニタである。ディスプレイ３２は、例えば、ＣＴ画像、ユーザが指示や設定を入力する際に使用するＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示する旨の指示を処理回路３６から受ける。ディスプレイ３２は、この指示に基づいてＣＴ画像やＧＵＩを表示する。
【００２３】
投影データ記憶回路３３は、後述する前処理機能３６２により生成された生データ（Raw  Data）を記憶する。画像記憶回路３４は、後述する画像生成機能３６３により生成されたＣＴ画像を記憶する。
【００２４】
記憶回路３５は、高電圧発生回路３、コリメータ調整回路４、架台駆動回路５、データ収集回路１０及び浮上コイル制御回路１５が上述した機能を実現するためのプログラムを記憶する。記憶回路３５は、寝台駆動回路２２が上述した機能を実現するためのプログラムを記憶する。記憶回路３５は、処理回路３６が後述するスキャン制御機能３６１、前処理機能３６２、画像生成機能３６３、制御機能３６５及びその他の機能それぞれを実現するためのプログラムを記憶する。したがって、高電圧発生回路３、コリメータ調整回路４、架台駆動回路５、データ収集回路１０、浮上コイル制御回路１５、寝台駆動回路２２及び処理回路３６は、記憶回路３５に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、その機能を実現する。
【００２５】
また、投影データ記憶回路３３、画像記憶回路３４及び記憶回路３５は、記憶されている情報をコンピュータにより読み出すことができる記憶媒体を有する。記憶媒体は、例えば、ハードディスクである。
【００２６】
処理回路３６は、スキャン制御機能３６１、前処理機能３６２、画像生成機能３６３、表示制御機能３６４及び制御機能３６５を有する。これらの機能の詳細は、後述する。処理回路３６は、例えば、プロセッサにより実現される。
【００２７】
図２を参照しながら、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の処理の一例について説明する。図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。
【００２８】
処理回路３６は、図２に示すように、スキャンを実行し、投影データを収集する（ステップＳ１）。ステップＳ１の処理は、例えば、次のようなものである。
【００２９】
処理回路３６は、記憶回路３５からスキャン制御機能３６１に相当するプログラムを読み出して実行する。スキャン制御機能３６１は、スキャンを実行するためにＸ線ＣＴ装置１を制御する機能である。例えば、処理回路３６は、スキャン制御機能３６１を実行することにより、Ｘ線ＣＴ装置１を次のように制御する。
【００３０】
処理回路３６は、寝台駆動回路２２を制御することにより、被検体Ｐを架台２の撮影口内へ移動させる。処理回路３６は、架台２に被検体Ｐのスキャンを実行させる。具体的には、処理回路３６は、高電圧発生回路３を制御することにより、Ｘ線管６ａへ管電圧を供給させる。処理回路３６は、コリメータ調整回路４を制御することにより、コリメータ８の開口度及び位置を調整する。また、処理回路３６は、架台駆動回路５を制御することにより、回転フレーム１１を回転させる。そして、処理回路３６は、データ収集回路１０を制御することにより、データ収集回路１０に投影データを収集させる。Ｘ線ＣＴ装置１が実行するスキャンは、例えば、コンベンショナルスキャン、ヘリカルスキャン、ステップアンドシュートである。
【００３１】
処理回路３６は、図２に示すように、投影データに前処理を施す（ステップＳ２）。ステップＳ２の処理は、例えば、次のようなものである。
【００３２】
処理回路３６は、記憶回路３５から前処理機能３６２に相当するプログラムを読み出して実行する。前処理機能３６２は、データ収集回路１０により生成された投影データを補正する機能である。この補正は、例えば、対数変換、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正、散乱線補正である。前処理機能３６２により補正された投影データは、投影データ記憶回路３３に格納される。なお、前処理機能３６２により補正された投影データは、生データとも呼ばれる。
【００３３】
処理回路３６は、図２に示すように、ＣＴ画像を生成し、表示する（ステップＳ３）。ステップＳ３の処理は、例えば、次のようなものである。
【００３４】
処理回路３６は、記憶回路３５から画像生成機能３６３に相当するプログラムを読み出して実行する。画像生成機能３６３は、投影データ記憶回路３３に格納されている生データを再構成し、ＣＴ画像を生成する機能である。再構成方法は、例えば、逆投影処理、逐次近似法である。処理回路３６は、記憶回路３５から表示制御機能３６４に相当するプログラムを読み出して実行する。表示制御機能３６４は、画像記憶回路３４に格納されているＣＴ画像をディスプレイ３２に表示する機能である。
【００３５】
なお、処理回路３６は、上述した処理を実行する際、適宜、記憶回路３５から制御機能３６５に相当するプログラムを読み出して実行する。制御機能３６５は、架台２、寝台２０及びコンソール３０の各構成要素を目的に応じて適切なタイミングで動作させる機能及びその他の機能を含む。
【００３６】
図３から図８を参照しながら、第１の実施形態に係るＸ線管６ａの構造及び動作を説明する。以下の説明においては、次のように定義されたＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向を使用する。後述する陽極の回転軸Ｚｒと平行な方向をＺ方向と定義する。Ｘ方向及びＹ方向は、Ｚ方向と直交するものとする。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、右手系を形成している。また、この座標系は、Ｘ線管６ａに固定されているものとする。
【００３７】
図３は、第１の実施形態に係るＸ線管の回転軸Ｚｒを通り、ＹＺ平面に平行な平面により切断し、−Ｘ方向から見たときの図である。図４は、第１の実施形態に係る浮上コイルを説明するための図である。図５は、第１の実施形態に係るＸ線管を図３に示したＡ−Ａ線を通り、ＸＹ平面に平行な平面により切断し、＋Ｚ方向から見たときの図である。図６は、第１の実施形態に係るＸ線管が有する磁石、浮上コイル及び推進コイルの位置関係を説明するための図である。図７は、第１の実施形態に係るＸ線管が陽極を宙に浮かせるための引力及び斥力を説明するための図である。図８は、第１の実施形態に係るＸ線管が陽極を回転軸周りに回転させるための引力及び斥力を説明するための図である。
【００３８】
Ｘ線管６ａは、図３に示すように、陽極６０１ａと、断熱材６０２ａと、磁石６０３ａと、スリップリング６０４ａと、捕捉機構６０５ａと、陰極６０６ａと、第１の筐体６０７ａと、第４のセンサ６０８ａと、第２の筐体６０９ａと、浮上コイル６１０ａと、推進コイル６１１ａと、推進コイル６１２ａとを備える。なお、Ｘ線管６ａの構成は、下記の構成に限定されるものではない。
【００３９】
陽極６０１ａは、図３に示すように、陰極６０６ａが放出する電子Ｅを受けてＸ線Ｒを発生させる。陽極６０１ａの形状は、図３に示すように、回転軸Ｚｒを軸とする回転体である。陽極６０１ａは、半径が大きな部分及び半径が小さな部分を有する。半径が大きな部分は、陽極６０１ａの−Ｚ方向側に位置する。半径が小さな部分は、陽極６０１ａの＋Ｚ方向側に位置する。ここでいう半径とは、回転軸Ｚｒに垂直な平面と陽極６０１ａとの交線と回転軸Ｚｒとの距離である。陽極６０１ａは、半径が大きな部分で陰極６０６ａが放出する電子Ｅを受ける。陽極６０１ａが電子Ｅを受ける部分は、図３に示すように、陰極６０６ａに近づくにつれて半径が小さくなっている。
【００４０】
また、陽極６０１ａは、電磁力により宙に浮いて回転軸Ｚｒ周りに自転する。具体的には、陽極６０１ａは、浮上コイル６１０ａが磁石６０３ａとの間に発生させる電磁力により宙に浮く。また、陽極６０１ａは、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａが磁石６０３ａとの間に発生させる電磁力により回転軸Ｚｒ周りに自転する。このため、陽極６０１ａが電子Ｅを受ける部分は、回転軸Ｚｒ上の点を中心とする円軌道上を周回する。また、陽極６０１ａは、電子Ｅを受けることにより発熱する。なお、陽極６０１ａは、接地されている。
【００４１】
断熱材６０２ａは、陽極６０１ａで発生した熱が磁石６０３ａに伝わることを抑制する。これにより、磁石６０３ａが発生させる磁極の強さが低下することが抑制される。断熱材６０２ａの形状は、円盤状である。断熱材６０２ａは、図３に示すように、孔６０２１ａ及び孔６０２２ａを有する。孔６０２１ａには、陽極６０１ａのうち半径が小さい部分の一部が挿入されている。孔６０２２ａには、磁石６０３ａが挿入されている。
【００４２】
磁石６０３ａは、磁極を発生させる。すなわち、磁石６０３ａは、磁気モーメントを発生させる。磁石６０３ａが発生させる磁気モーメントは、回転軸Ｚｒと平行となる。磁石６０３ａは、例えば、永久磁石、電磁石である。また、電磁石は、芯を有していなくてもよい。ただし、永久磁石を備えるＸ線管６ａは、電磁石を備えるＸ線管６ａより構成が簡易なものとなる。なぜなら、永久磁石は、電流を流すための配線や電源を必要としないからである。
【００４３】
磁石６０３ａは、陽極６０１ａに接続されている。すなわち、磁石６０３ａは、断熱材６０２ａが有する孔６０２２ａに挿入されている。磁石６０３ａは、図６に示すように、回転軸Ｚｒを取り囲むように配置されている。磁石６０３ａは、陽極６０１ａの自転により回転軸Ｚｒ上の点を中心とする円軌道上を周回する。
【００４４】
スリップリング６０４ａは、陽極６０１ａを陰極６０６ａと電気的に接続する。すなわち、スリップリング６０４ａは、陽極６０１ａと陰極６０６ａを電気的に接続し、一つの閉回路を形成している。これにより、陽極６０１ａと陰極６０６ａとの間に電位差が設けられる。この電位差が大きい場合、陰極６０６ａが放出した電子Ｅは、図３に示すように、陽極６０１ａに向かってＺ方向に略平行に飛行する。
【００４５】
また、上述したように、陽極６０１ａは、電子Ｅを受けることにより発熱する。このため、スリップリング６０４ａは、熱に強い材料で作製されていることが好ましい。また、陽極６０１ａは、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａが磁石６０３ａとの間に発生させる引力及び斥力の少なくとも一方により、回転軸Ｚｒ周りに回転する。このため、スリップリング６０４ａは、摩擦に強い構造であることが好ましい。摩擦に強い構造とは、例えば、ファイバーブラシである。
【００４６】
捕捉機構６０５ａは、陽極６０１ａを捕捉する。具体的には、捕捉機構６０５ａは、例えば、瞬時停電時、Ｘ線管６ａの立ち上げ時、Ｘ線管６ａの立ち下げ時に、回転する陽極６０１ａの半径が小さな部分を捕捉する。捕捉機構６０５ａの構造は、回転する陽極６０１ａの捕捉及び解放が可能な構造であれば、特に限定されない。また、捕捉機構６０５ａは、陽極６０１ａの回転を妨げない構造であることが好ましい。例えば、捕捉機構６０５ａは、陽極６０１ａと接触する部分に、ボールや円筒コロを備える。これにより、捕捉機構６０５ａは、陽極６０１ａの回転を妨げることなく、陽極６０１ａを捕捉した状態を保つことができる。また、捕捉機構６０５ａは、例えば、Ｘ線管６ａが運搬される場合、陽極６０１ａを捕捉する。捕捉機構６０５ａは、例えば、専用の電源や瞬時停電時用のコンデンサから供給される電力により稼働する。
【００４７】
陰極６０６ａは、図３に示すように、電子Ｅを放出する。陰極６０６ａは、例えば、タングステンで作製されたフィラメントである。フィラメントは、熱電子を放出する。熱電子とは、フィラメントに流れる電流により発生した熱により励起され、フィラメントの外に飛び出す電子である。陰極６０６ａが放出した電子Ｅは、陽極６０１ａと陰極６０６ａとの間に印加された電圧により加速され、陽極６０１ａに衝突する。
【００４８】
第１の筐体６０７ａは、図３に示すように、陽極６０１ａ、断熱材６０２ａ、磁石６０３ａ、捕捉機構６０５ａ、陰極６０６ａ及び第４のセンサ６０８ａを収納する。第１の筐体６０７ａは、例えば、ガラスで作製されている。また、第１の筐体６０７ａは、第１のＸ線窓６０７１ａを有する。第１のＸ線窓６０７１ａは、陽極６０１ａが発生させたＸ線Ｒを通過させる。なお、第１の筐体６０７ａは、インサートとも呼ばれる。
【００４９】
第４のセンサ６０８ａは、Ｘ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置を検出する。すなわち、第４のセンサ６０８ａは、Ｘ線管６ａ内における陽極６０１ａのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の位置を検出する。第４のセンサ６０８ａは、図３に示すように、第１の筐体６０７ａの内壁に複数取り付けられている。第４のセンサ６０８ａが検出した結果は、浮上コイル制御回路１５へ送られる。なお、第４のセンサ６０８ａが陽極６０１ａのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の位置を検出する方法は、特に限定されない。
【００５０】
第２の筐体６０９ａは、図３に示すように、第１の筐体６０７ａ、浮上コイル６１０ａ、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａを収納する。第２の筐体６０９ａは、陽極６０１ａが発生させたＸ線Ｒを遮蔽することができる材料で作製されている。Ｘ線Ｒを遮蔽することができる材料は、例えば、鉛である。また、第２の筐体６０９ａは、第２のＸ線窓６０９１ａを有する。第２のＸ線窓６０９１ａは、陽極６０１ａが発生させたＸ線Ｒを通過させる。なお、第２の筐体６０９ａは、ハウジングとも呼ばれる。
【００５１】
浮上コイル６１０ａは、図３に示すように、第１の筐体６０７ａと第２の筐体６０９ａの間に設けられている。浮上コイル６１０ａは、図３に示すように、第１の筐体６０７ａ、磁石６０３ａ及び断熱材６０２ａを挟んで対向するように配置されている。また、浮上コイル６１０ａは、図５及び図６に示すように、回転軸Ｚｒを取り囲むように配置されている。
【００５２】
浮上コイル６１０ａは、導線を８の字に巻くことにより形成されている。具体的には、浮上コイル６１０ａは、次のようにして作製される。まず、導線の一端を図４に示した点Ｐに固定し、導線を矢印Ａに沿って点Ｐから点Ｑまで巻く。導線を矢印Ｂに沿って点Ｑから点Ｒまで巻く。導線を矢印Ｃに沿って点Ｒから点Ｑまで巻く。導線を矢印Ｄに沿って点Ｑから点Ｐまで巻く。すなわち、浮上コイル６１０ａは、導線を矢印Ａ、矢印Ｂ、矢印Ｃ、矢印Ｄの順番で繰り返し巻くことにより作製される。
【００５３】
浮上コイル６１０ａは、導線を８の字に巻くことにより形成されている。具体的には、浮上コイル６１０ａは、次のようにして作製される。まず、導線の一端を図４に示した点Ｑに固定する。次に、導線を矢印Ｄに沿って点Ｑから点Ｐまで巻き、導線を矢印Ａに沿って点Ｐから点Ｑまで巻く作業を繰り返す。そして、導線を矢印Ｂに沿って点Ｑから点Ｒまで巻き、導線を矢印Ｃに沿って点Ｒから点Ｑまで巻く作業を繰り返す。すなわち、浮上コイル６１０ａは、導線を矢印Ａ、矢印Ｄの順番で繰り返し巻いた後、導線を矢印Ｂ、矢印Ｃの順番で繰り返し巻くことにより作製される。
【００５４】
なお、浮上コイル６１０ａは、図４に示した点Ｑで接触する二つの単純閉曲線を含む形状でもよい。ここで、単純閉曲線とは、自身と交わらない閉じた曲線である。また、導線の一端を固定する場所は、いずれかの単純閉曲線上であればよい。
【００５５】
浮上コイル６１０ａは、通電されることにより、磁極を発生させる。すなわち、浮上コイル６１０ａは、通電されることにより、磁気モーメントを発生させる。浮上コイル６１０ａが発生させる磁気モーメントは、回転軸Ｚｒと平行となる。なぜなら、浮上コイル６１０ａは、図３、図５及び図６に示すように、コイル面が回転軸Ｚｒと直交するように配置されているからである。なお、磁気モーメントとは、Ｓ極を始点とし、Ｎ極を終点とするベクトルに、Ｓ極及びＮ極の磁極の強さを掛けたベクトル量である。
【００５６】
浮上コイル６１０ａが発生させた磁気モーメントの磁極の一方は、磁石６０３ａとの間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる。この電磁力は、陽極６０１ａを宙に浮かせる。つまり、浮上コイル６１０ａは、陽極６０１ａを宙に浮いた状態にする電磁力として磁石６０３ａとの間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる。
【００５７】
図７を参照しながら、浮上コイル６１０ａが陽極６０１ａを宙に浮かせる方法について具体的に説明する。以下の説明では、Ｘ線管６ａが架台２内において最も下方に位置している時を例に挙げて説明する。この時、Ｘ線管６ａは、真上に向かってＸ線を発生させる。
【００５８】
図７に示した磁石６０３ａは、図６において回転軸Ｚｒから見て＋Ｙ方向の位置にある磁石６０３ａである。図７に示した浮上コイル６１０ａ、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａは、図６に示すように、回転軸Ｚｒから見て＋Ｙ方向の位置にある磁石６０３ａと重なっている浮上コイル６１０ａ、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａである。図７は、Ｘ線管６ａが架台２内において最も下方に位置している時に、磁石６０３ａと浮上コイル６１０ａとの間に発生する電磁力を示している。
【００５９】
Ｘ線管６ａが架台２内において最も下方に位置している時、陽極６０１ａに働く力は、＋Ｙ方向に働く重力及び＋Ｙ方向に働く遠心力である。したがって、Ｘ線管６ａは、陽極６０１ａを宙に浮かせるため、これらの力を打ち消す力を陽極６０１ａに作用させる必要がある。
【００６０】
浮上コイル６１０ａは、図７に示すように、磁石６０３ａ及び断熱材６０２ａの＋Ｚ方向側及び−Ｚ方向側に一つずつ配置されている。＋Ｚ方向側の浮上コイル６１０ａが磁石６０３ａに向かって発生させる磁極は、＋Ｙ方向側がＳ極であり、−Ｙ方向側がＮ極である。−Ｚ方向側の浮上コイル６１０ａが磁石６０３ａに向かって発生させる磁極は、＋Ｙ方向側がＮ極であり、−Ｙ方向側がＳ極である。磁石６０３ａが＋Ｚ方向側の浮上コイル６１０ａに向かって発生させる磁極は、Ｓ極である。磁石６０３ａが−Ｚ方向側の浮上コイル６１０ａに向かって発生させる磁極は、Ｎ極である。
【００６１】
−Ｚ方向側の浮上コイル６１０ａが発生させるＳ極は、磁石６０３ａが発生させるＮ極との間に引力ＡＴ１を発生させる。−Ｚ方向側の浮上コイル６１０ａが発生させるＮ極は、磁石６０３ａが発生させるＮ極との間に斥力ＲＥ１を発生させる。引力ＡＴ１と斥力ＲＥ１の合力ＮＥ１は、−Ｙ方向に働く力である。
【００６２】
＋Ｚ方向側の浮上コイル６１０ａが発生させるＮ極は、磁石６０３ａが発生させるＳ極との間に引力ＡＴ２を発生させる。＋Ｚ方向側の浮上コイル６１０ａが発生させるＳ極は、磁石６０３ａが発生させるＳ極との間に斥力ＲＥ２を発生させる。引力ＡＴ２と斥力ＲＥ２の合力ＮＥ２は、−Ｙ方向に働く力である。
【００６３】
架台２内でＸ線管６ａが最も下方に位置する場合に、陽極６０１ａに働く重力及び遠心力は、合力ＮＥ１及び合力ＮＥ２により打ち消される。このため、Ｘ線管６ａは、陽極６０１ａを宙に浮かせることができる。
【００６４】
上述した説明では、図６において回転軸Ｚｒから見て＋Ｙ方向の位置にある磁石６０３ａと、当該磁石６０３ａと重なっている浮上コイル６１０ａとの間に発生する電磁力が陽極６０１ａを宙に浮かせる場合について述べたが、これに限定されない。図６において回転軸Ｚｒから見て＋Ｙ方向の位置にある磁石６０３ａ以外の磁石６０３ａと、当該磁石６０３ａと重なっている浮上コイル６１０ａとの間に発生する電磁力が陽極６０１ａを宙に浮かせてもよい。いずれの場合も、磁石６０３ａと、当該磁石６０３ａと重なっている浮上コイル６１０ａとの間に発生する電磁力の合力が、陽極６０１ａに働く重力及び遠心力を打ち消す。
【００６５】
また、磁石６０３ａと、当該磁石６０３ａと重なっている浮上コイル６１０ａとの間に発生する電磁力の合力は、Ｘ線管６ａの位置、Ｘ線管６ａの向き及びＸ線管６ａの速度に関係無く、陽極６０１ａに働く重力及び遠心力を打ち消す。浮上コイル制御回路１５は、このような電磁力を発生させ続けるため、Ｘ線管６ａの位置、Ｘ線管６ａの向き及びＸ線管６ａの速度に応じて浮上コイル６１０ａに流す電流を制御する。
【００６６】
さらに、磁石６０３ａと、当該磁石６０３ａと重なっている浮上コイル６１０ａとの間に発生する電磁力の合力は、Ｘ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置を調整することができる。Ｘ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置の調整は、陽極６０１ａを宙に浮かせたままにすることを含む。また、Ｘ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置の調整は、Ｘ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置を所定の範囲内に収めた状態を維持することを含む。
【００６７】
Ｘ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置は、第４のセンサ６０８ａにより検出される。第４のセンサ６０８ａが検出した結果は、浮上コイル制御回路１５に送信される。浮上コイル制御回路１５は、第４のセンサ６０８ａが検出した結果に基づいて浮上コイル６１０ａに流す電流を制御する。これにより、浮上コイル制御回路１５は、Ｘ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置を調整することができる。
【００６８】
なお、浮上コイル制御回路１５は、Ｘ線管６ａの位置、Ｘ線管６ａの向き、Ｘ線管６ａの速度及びＸ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置の少なくとも一つに応じて浮上コイル６１０ａに流す電流を制御してもよい。具体的には、浮上コイル制御回路１５は、第１のセンサ１２、第２のセンサ１３、第３のセンサ１４及び第４のセンサ６０８ａの少なくとも一つが検出した結果に基づいて浮上コイル６１０ａに流す電流を制御する。
【００６９】
これにより、浮上コイル制御回路１５は、Ｘ線管６ａの位置、Ｘ線管６ａの向き、Ｘ線管６ａの速度及びＸ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置に関らず、陽極６０１ａを宙に浮かせたままにすることができる。また、浮上コイル制御回路１５は、Ｘ線管６ａの位置、Ｘ線管６ａの向き、Ｘ線管６ａの速度及びＸ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置に関らず、Ｘ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置を所定の範囲内に収めた状態を維持することができる。
【００７０】
推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａは、図３に示すように、第１の筐体６０７ａと第２の筐体６０９ａの間に設けられている。推進コイル６１１ａは、図３に示すように、第１の筐体６０７ａ、磁石６０３ａ、断熱材６０２ａ及び浮上コイル６１０ａを挟んで互いに対向するように配置されている。推進コイル６１２ａは、図３に示すように、第１の筐体６０７ａ、磁石６０３ａ、断熱材６０２ａ、浮上コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａを挟んで互いに対向するように配置されている。また、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａは、図５及び図６に示すように、回転軸Ｚｒを取り囲むように配置されている。推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａは、図５及び図６に示すように、導線を長方形の四つの角を丸めた形状に巻くことにより形成されている。
【００７１】
推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａは、通電されることにより、磁極を発生させる。すなわち、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａは、通電されることにより、磁気モーメントを発生させる。推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａが発生させる磁気モーメントは、回転軸Ｚｒと平行となる。なぜなら、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａは、図３、図５及び図６に示すように、コイル面が回転軸Ｚｒと直交するように配置されているからである。
【００７２】
推進コイル６１１ａが発生させた磁気モーメントの磁極の一方は、磁石６０３ａとの間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる。推進コイル６１２ａが発生させた磁気モーメントの磁極の一方は、磁石６０３ａとの間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる。この電磁力は、陽極６０１ａを回転軸Ｚｒ周りに回転させる。つまり、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａは、陽極６０１ａを回転軸Ｚｒ周りに回転させる電磁力として磁石６０３ａとの間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる。
【００７３】
図８を参照しながら、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａが陽極６０１ａを回転させる方法について具体的に説明する。
【００７４】
図８は、磁石６０３ａ、浮上コイル６１０ａ、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａを＋Ｙ方向から見たときの図である。図８に示した磁石６０３ａは、図６において回転軸Ｚｒから見て＋Ｙ方向の位置にある磁石６０３ａである。図７に示した浮上コイル６１０ａ、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａは、図６において回転軸Ｚｒから見て＋Ｙ方向の位置にある磁石６０３ａと重なっている浮上コイル６１０ａ、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａである。
【００７５】
推進コイル６１１ａは、図８に示すように、磁石６０３ａ、断熱材６０２ａ及び浮上コイル６１０ａの＋Ｚ方向側及び−Ｚ方向側に一つずつ配置されている。＋Ｚ方向側の推進コイル６１１ａが磁石６０３ａに向かって発生させる磁極は、Ｓ極である。−Ｚ方向側の推進コイル６１１ａが磁石６０３ａに向かって発生させる磁極は、Ｎ極である。
【００７６】
推進コイル６１２ａは、図８に示すように、磁石６０３ａ、断熱材６０２ａ、浮上コイル６１０ａ及び推進コイル６１１ａの＋Ｚ方向側及び−Ｚ方向側に一つずつ配置されている。＋Ｚ方向側の推進コイル６１２ａが磁石６０３ａに向かって発生させる磁極は、Ｎ極である。−Ｚ方向側の推進コイル６１２ａが磁石６０３ａに向かって発生させる磁極は、Ｓ極である。
【００７７】
磁石６０３ａが＋Ｚ方向側の推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａに向かって発生させる磁極は、Ｎ極である。磁石６０３ａが−Ｚ方向側の推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａに向かって発生させる磁極は、Ｓ極である。
【００７８】
＋Ｚ方向側の推進コイル６１１ａが発生させるＳ極は、磁石６０３ａが発生させるＮ極との間に引力ＡＴ３を発生させる。＋Ｚ方向側の推進コイル６１２ａが発生させるＮ極は、磁石６０３ａが発生させるＮ極との間に斥力ＲＥ３を発生させる。引力ＡＴ３と斥力ＲＥ３の合力ＮＥ３は、−Ｘ方向に働く力である。
【００７９】
−Ｚ方向側の推進コイル６１１ａが発生させるＮ極は、磁石６０３ａが発生させるＳ極との間に引力ＡＴ４を発生させる。−Ｚ方向側の推進コイル６１２ａが発生させるＳ極は、磁石６０３ａが発生させるＳ極との間に斥力ＲＥ４を発生させる。引力ＡＴ４と斥力ＲＥ４の合力ＮＥ４は、−Ｘ方向に働く力である。
【００８０】
合力ＮＥ３及び合力ＮＥ４は、右ネジが＋Ｚ方向に進む際に回転する方向へ陽極６０１ａを回転させる。また、磁石６０３ａと、当該磁石６０３ａと重なっている推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａとの間に発生する電磁力の合力も、右ネジが＋Ｚ方向に進む際に回転する方向へ陽極６０１ａを回転させる。
【００８１】
陽極６０１ａの回転速度を上げる場合、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａは、上述した電磁力を発生させるように通電される。一方、陽極６０１ａの回転速度を下げる場合、上述した電磁力と反対方向の電磁力を発生させるように通電される。
【００８２】
第１の筐体６０７ａと第２の筐体６０９ａの間の領域は、図３に示すように、冷却オイルＬで満たされている。冷却オイルＬは、熱輻射により陽極６０１ａで発生した熱を吸収する。このため、冷却オイルＬは、陽極６０１ａで発生した熱がＸ線管６ａの他の部分に伝わることを抑制することができる。また、冷却オイルＬは、熱伝導により浮上コイル６１０ａ、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａを冷却することができる。
【００８３】
さらに、冷却オイルＬは、第１の筐体６０７ａと第２の筐体６０９ａの間の領域に接続されたポンプにより循環している。したがって、上述した冷却オイルＬの効果は、一層強くなる。なお、ポンプは、第１の筐体６０７ａと第２の筐体６０９ａの間の領域以外の領域に設けられている。
【００８４】
上述したように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、Ｘ線管６ａを備える。Ｘ線管６ａは、陽極６０１ａを電磁力により宙に浮かせるため、回転軸Ｚｒを中心軸とし、陽極６０１ａと第１の筐体６０７ａとの間に配置される軸受を必要としない。
【００８５】
このため、Ｘ線管６ａは、陽極６０１ａの回転速度を向上させることができる。これにより、Ｘ線管６ａは、陽極６０１ａが電子Ｅを受ける部分の面積を小さくすることができる。また、Ｘ線管６ａは、動作音を抑制することができる。さらに、Ｘ線管６ａは、摩擦による軸受の劣化により使用できなくなることが無くなる。
【００８６】
また、Ｘ線管６ａが軸受を必要としないことに加え、浮上コイル６１０ａ、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａは、コイル面が回転軸Ｚｒと直交するように配置されている。このため、Ｘ線管６ａの回転軸Ｚｒを中心とする動径方向の寸法は、小さくなる。したがって、Ｘ線管６ａは、動径方向の寸法を小さくする必要があるＸ線ＣＴ装置１にとって好適である。
【００８７】
Ｘ線管６ａは、浮上コイル制御回路１５を備える。浮上コイル制御回路１５は、Ｘ線管６ａの位置、Ｘ線管６ａの向き、Ｘ線管６ａの速度及びＸ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置の少なくとも一つに応じて浮上コイル６１０ａに流す電流を制御する。このため、浮上コイル制御回路１５は、陽極６０１ａを宙に浮かせたままにすることができる。したがって、Ｘ線ＣＴ装置１は、架台２内におけるＸ線管６ａの位置に関らず、上述した効果を得ることができる。
【００８８】
さらに、Ｘ線管６ａは、浮上コイル６１０ａにより、Ｘ線管６ａ内における陽極６０１ａの位置を調整することができる。これにより、Ｘ線管６ａは、陽極６０１ａが熱膨張することにより、陽極６０１ａが電子Ｅを受ける部分がずれることを抑制することができる。また、上述した通り、Ｘ線管６ａは、陽極６０１ａが電子Ｅを受ける部分の面積を小さくすることができる。このため、Ｘ線管６ａは、Ｘ線Ｒを安定的に発生させることができる。したがって、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、高精細なＣＴ画像を生成することができる。
【００８９】
架台２は、第１のセンサ１２を有していなくてもよい。この場合、架台２は、例えば、スキャン開始時におけるＸ線管の位置、スキャン中のＸ線管の速度に基づいてＸ線管の位置を算出する。
【００９０】
架台２は、第２のセンサ１３を有していなくてもよい。この場合、架台２は、例えば、Ｘ線管の位置からＸ線管の向きを特定する。
【００９１】
架台２は、第３のセンサ１４を有していなくてもよい。この場合、架台２は、例えば、スキャン開始時におけるＸ線管の位置及びスキャン開始から経過した時間に基づいてＸ線管の速度を算出する。
【００９２】
浮上コイル６１０ａは、導線を円形に巻くことにより形成されている第１のコイル及び第２のコイルを含んでいてもよい。この場合、第１のコイルに流れる電流の方向と第２のコイルに流れる電流の方向は、反対となる。これにより、図７を参照しながら説明した磁極の配置が実現する。
【００９３】
浮上コイル６１０ａ、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａの少なくとも一つは、第１の筐体６０７ａの内側に配置されてもよい。ただし、浮上コイル６１０ａ、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａを第１の筐体６０７ａの外側に配置した方が、ユーザは、容易にＸ線管６ａの修理や手入れをすることができる。
【００９４】
浮上コイル６１０ａ、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａの少なくとも一つは、第２の筐体６０９ａの外側に配置されてもよい。この場合、第２の筐体６０９ａの外側に配置され浮上コイル６１０ａ、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａは、冷却オイルＬと接触しない。しかし、冷却オイルＬは、第２の筐体６０９ａを介して第２の筐体６０９ａの外側に配置され浮上コイル６１０ａ、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａから発生する熱を吸収することができる。このため、冷却オイルＬは、第２の筐体６０９ａの外側に配置され浮上コイル６１０ａ、推進コイル６１１ａ及び推進コイル６１２ａを冷却することができる。
【００９５】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、陽極６０１ａ、断熱材６０２ａ及び磁石６０３ａは、第１の筐体６０７ａから離れている。一方、第２の実施形態では、陽極６０１ｂ、断熱材６０２ｂ及び磁石６０３ｂは、第１の筐体６０７ｂに接続されている。以下、第２の実施形態に係るＸ線管６ｂについて説明する。なお、第１の実施形態と重複する内容については、同一の符号を使用し、詳細な説明を省略する。
【００９６】
第１のセンサ１２は、Ｘ線管６ｂの位置を検出する。第１のセンサ１２は、例えば、架台２に取り付けられる。或いは、第１のセンサ１２は、Ｘ線管６ｂに取り付けられる。第１のセンサ１２がＸ線管６ｂの位置を検出する方法は、特に限定されない。
【００９７】
第２のセンサ１３は、Ｘ線管６ｂの向きを検出する。第２のセンサ１３は、例えば、Ｘ線管６ｂに取り付けられる。第２のセンサ１３がＸ線管６ｂの向きを検出する方法は、特に限定されない。
【００９８】
第３のセンサ１４は、Ｘ線管６ｂの速度を検出する。第３のセンサ１４は、例えば、架台２に取り付けられる。或いは、第３のセンサ１４は、Ｘ線管６ｂに取り付けられる。第３のセンサ１４がＸ線管６ｂの速度を検出する方法は、特に限定されない。
【００９９】
図９及び図１０を参照しながら、第２の実施形態に係るＸ線管６ｂの構造及び動作を説明する。図９は、第２の実施形態に係るＸ線管の回転軸Ｚｒを通り、ＹＺ平面に平行な平面により切断し、−Ｘ方向から見たときの図である。図１０は、第２の実施形態に係るＸ線管を図９に示したＢ−Ｂ線を通り、ＸＹ平面に平行な平面により切断し、＋Ｚ方向から見たときの図である。第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管６ａの代わりにＸ線管６ｂを備える。
【０１００】
Ｘ線管６ｂは、図９に示すように、陽極６０１ｂと、断熱材６０２ｂと、磁石６０３ｂと、スリップリング６０４１ｂと、スリップリング６０４２ｂと、捕捉機構６０５ｂと、陰極６０６ｂと、第１の筐体６０７ｂと、第４のセンサ６０８ｂと、第２の筐体６０９ｂと、浮上コイル６１０ｂと、推進コイル６１１ｂと、推進コイル６１２ｂと、Ｘ線漏洩防止カバー６１３１ｂと、Ｘ線漏洩防止カバー６１３２ｂと、偏向用電極６１４ｂとを備える。なお、Ｘ線管６ｂの構成は、下記の構成に限定されるものではない。
【０１０１】
陽極６０１ｂは、図９に示すように、陰極６０６ｂが放出する電子Ｅを受けてＸ線Ｒを発生させる。陽極６０１ｂの形状は、図９に示すように、回転軸Ｚｒを軸とする回転体である。陽極６０１ｂは、陰極６０６ｂが放出する電子Ｅを受ける。陽極６０１ｂが電子Ｅを受ける部分は、図９に示すように、陰極６０６ｂに近づくにつれて半径が小さくなっている。また、陽極６０１ｂは、第１の筐体６０７ｂに接続されている。具体的には、陽極６０１ｂは、第１の筐体６０７ｂの＋Ｚ方向側の側面に接続されている。
【０１０２】
また、陽極６０１ｂは、電磁力により宙に浮いて回転軸Ｚｒ周りに自転する。具体的には、陽極６０１ｂは、浮上コイル６１０ｂが磁石６０３ｂとの間に発生させる電磁力により、第１の筐体６０７ｂと共に宙に浮く。また、陽極６０１ｂは、推進コイル６１１ｂ及び推進コイル６１２ｂが磁石６０３ｂとの間に発生させる電磁力により、第１の筐体６０７ｂと共に回転軸Ｚｒ周りに自転する。
【０１０３】
断熱材６０２ｂは、陽極６０１ｂで発生した熱が磁石６０３ｂに伝わることを抑制する。断熱材６０２ｂは、図９に示すように、第１の筐体６０７ｂの＋Ｚ方向側の側面を挟んで陽極６０１ｂと対向するように配置されている。
【０１０４】
磁石６０３ｂは、磁極を発生させる。すなわち、磁石６０３ｂは、磁気モーメントを発生させる。磁石６０３ｂが発生させる磁気モーメントは、回転軸Ｚｒと平行となる。磁石６０３ｂは、陽極６０１ｂに接続されている。すなわち、磁石６０３ｂは、図９に示すように、断熱材６０２ｂを挟んで第１の筐体６０７ｂの＋Ｚ方向側の側面と対向するように配置されている。磁石６０３ｂは、回転軸Ｚｒを取り囲むように配置されている。磁石６０３ｂは、陽極６０１ｂの自転により回転軸Ｚｒ上の点を中心とする円軌道上を周回する。
【０１０５】
スリップリング６０４１ｂは、陽極６０１ｂを陰極６０６ｂと電気的に接続する。スリップリング６０４２ｂは、陰極６０６ｂを陽極６０１ｂと電気的に接続する。
【０１０６】
捕捉機構６０５ｂは、陽極６０１ｂを捕捉する。すなわち、捕捉機構６０５ｂは、第１の筐体６０７ｂを捕捉することにより、陽極６０１ｂを捕捉する。ここで、陽極６０１ｂ、断熱材６０２ｂ、磁石６０３ｂ及び第１の筐体６０７ｂ全体の重心は、陽極６０１ｂ側に位置している。したがって、捕捉機構６０５ｂは、図９に示すように、第１の筐体６０７ｂのうち陽極６０１ｂに近い部分を捕捉する。これにより、捕捉機構６０５ｂは、陽極６０１ｂを安定的に捕捉することができる。
【０１０７】
陰極６０６ｂは、図９に示すように、電子Ｅを放出する。陰極６０６ｂが放出した電子Ｅは、陽極６０１ｂと陰極６０６ｂとの間に印加された電圧により加速される。また、陰極６０６ｂが放出した電子Ｅの軌道は、図９に示すように、偏向用電極６１４ｂにより調整される。
【０１０８】
第１の筐体６０７ｂは、図９に示すように、陽極６０１ｂ及び陰極６０６ｂを収納する。第１の筐体６０７ｂは、例えば、ガラスで作製されている。また、第１の筐体６０７ｂは、第１のＸ線窓６０７１ｂを有する。なお、第１の筐体６０７ｂは、インサートとも呼ばれる。
【０１０９】
第４のセンサ６０８ｂは、Ｘ線管６ｂ内における陽極６０１ｂの位置を検出する。すなわち、第４のセンサ６０８ｂは、Ｘ線管６ｂ内における第１の筐体６０７ｂの位置を検出することにより、陽極６０１ｂの位置を検出する。ここで、Ｘ線管６ｂ内における第１の筐体６０７ｂ及び陽極６０１ｂの位置とは、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の位置を意味する。第４のセンサ６０８ｂは、図９に示すように、第２の筐体６０９ｂの内壁に複数取り付けられている。第４のセンサ６０８ｂが検出した結果は、浮上コイル制御回路１５へ送られる。
【０１１０】
偏向用電極６１４ｂは、電場を発生させることにより、陰極６０６ｂが放出した電子Ｅの軌道を調整する。これにより、陰極６０６ｂが放出した電子Ｅは、陽極６０１ｂの所定の位置に衝突する。なお、Ｘ線管６ｂは、偏向用電極６１４ｂの代わりに偏向用コイルを備えていてもよい。偏向用コイルは、磁場を発生させることにより、陰極６０６ｂが放出した電子Ｅの軌道を調整する。
【０１１１】
第２の筐体６０９ｂは、図９に示すように、断熱材６０２ｂ、磁石６０３ｂ、スリップリング６０４１ｂ、スリップリング６０４２ｂ、捕捉機構６０５ｂ、第１の筐体６０７ｂ、第４のセンサ６０８ｂ及び偏向用電極６１４ｂを収納する。また、第２の筐体６０９ｂは、第２のＸ線窓６０９１ｂを有する。さらに、第２の筐体６０９ｂは、浮上コイル６１０ｂと等しい数の電磁力窓６０９２ｂを有する。
【０１１２】
電磁力窓６０９２ｂは、図９に示すように、全ての浮上コイル６１０ｂの＋Ｚ方向側又は−Ｚ方向側のコイル面全体を覆っている。また、電磁力窓６０９２ｂは、磁石６０３ｂと浮上コイル６１０ｂとの間に発生する電磁力と、磁石６０３ｂと推進コイル６１１ｂとの間に発生する電磁力と、磁石６０３ｂと推進コイル６１２ｂとの間に発生する電磁力とを遮蔽しない材料で作製されている。このような材料は、例えば、ガラス、樹脂である。
【０１１３】
第１の筐体６０７ｂと第２の筐体６０９ｂの間の領域は、図９に示すように、冷却オイルＬで満たされている。冷却オイルＬは、熱伝導により陽極６０１ｂで発生した熱を吸収する。このため、冷却オイルＬは、陽極６０１ｂで発生した熱がＸ線管６ｂの他の部分に伝わることを抑制することができる。また、陽極６０１ｂが熱伝導により冷却されるため、Ｘ線管６ｂは、冷却待ちの時間を短縮することができる。冷却オイルＬは、第１の筐体６０７ｂと第２の筐体６０９ｂの間の領域に接続されたポンプにより循環している。したがって、上述した冷却オイルＬの効果は、一層強くなる。
【０１１４】
Ｘ線漏洩防止カバー６１３１ｂは、図９に示すように、第２の筐体６０９ｂの−Ｚ方向側の面に設けられた電磁力窓６０９２ｂ、浮上コイル６１０ｂ、推進コイル６１１ｂ及び推進コイル６１２ｂの全体を覆っている。同様に、Ｘ線漏洩防止カバー６１３２ｂは、第２の筐体６０９ｂの＋Ｚ方向側の面に設けられた電磁力窓６０９２ｂ、浮上コイル６１０ｂ、推進コイル６１１ｂ及び推進コイル６１２ｂの全体を覆っている。また、Ｘ線漏洩防止カバー６１３１ｂ及びＸ線漏洩防止カバー６１３２ｂは、Ｘ線を遮蔽することができる材料で作製されている。Ｘ線を遮蔽することができる材料は、例えば、鉛である。したがって、Ｘ線漏洩防止カバー６１３１ｂ及びＸ線漏洩防止カバー６１３２ｂは、陽極６０１ａで発生し、電磁力窓６０９２ｂを透過したＸ線がＸ線管６ｂの外側へ漏洩することを防止することができる。
【０１１５】
浮上コイル６１０ｂは、図９に示すように、電磁力窓６０９２ｂと推進コイル６１１ｂの間に設けられている。浮上コイル６１０ｂのコイル面の一方は、図９に示すように、第２の筐体６０９ｂの＋Ｚ方向側又は−Ｚ方向側の側面に設けられた電磁力窓６０９２ｂと接触している。また、浮上コイル６１０ｂのコイル面のもう一方は、図９に示すように、推進コイル６１１ｂのコイル面の一方と接触している。浮上コイル６１０ｂは、導線を８の字に巻くことにより形成されている。また、浮上コイル６１０ｂは、図１０に示すように、回転軸Ｚｒを取り囲むように配置されている。
【０１１６】
浮上コイル制御回路１５は、Ｘ線管６ｂの位置、Ｘ線管６ｂの向き、Ｘ線管６ｂの速度及びＸ線管６ｂ内における陽極６０１ｂの位置の少なくとも一つに応じて浮上コイル６１０ｂに流す電流を制御する。具体的には、浮上コイル制御回路１５は、第１のセンサ１２、第２のセンサ１３、第３のセンサ１４及び第４のセンサ６０８ｂの少なくとも一つが検出した結果に基づいて浮上コイル６１０ｂに流す電流を制御する。これにより、陽極６０１ｂは、常に宙に浮いていることができる。ただし、第２の実施形態では、陽極６０１ｂが第１の筐体６０７ｂに接続されているため、陽極６０１ｂと共に第１の筐体６０７ｂも常に宙に浮いていることになる。
【０１１７】
推進コイル６１１ｂ及び推進コイル６１２ｂは、図９に示すように、第２の筐体６０９ｂの−Ｚ方向側の面とＸ線漏洩防止カバー６１３１ｂの間に設けられている。或いは、推進コイル６１１ｂ及び推進コイル６１２ｂは、図９に示すように、第２の筐体６０９ｂの＋Ｚ方向側の面とＸ線漏洩防止カバー６１３２ｂの間に設けられている。
【０１１８】
推進コイル６１１ｂは、図９に示すように、第１の筐体６０７ｂ、浮上コイル６１０ｂを挟んで第２の筐体６０９ｂの−Ｚ方向側の側面と対向するように配置されている。推進コイル６１２ｂは、図９に示すように、浮上コイル６１０ｂ及び推進コイル６１１ｂを挟んで第２の筐体６０９ｂの−Ｚ方向側の側面と対向するように配置されている。また、推進コイル６１１ｂ及び推進コイル６１２ｂは、図１０に示すように、回転軸Ｚｒを取り囲むように配置されている。推進コイル６１１ｂ及び推進コイル６１２ｂが陽極６０１ｂを回転軸Ｚｒ周りに自転させる方法は、第１の実施形態と同様である。ただし、第２の実施形態では、陽極６０１ｂが第１の筐体６０７ｂに接続されているため、陽極６０１ｂと共に第１の筐体６０７ｂも回転軸Ｚｒ周りに自転する。
【０１１９】
上述したように、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管６ｂを備える。Ｘ線管６ｂは、第１の実施形態に係るＸ線管６ａが奏する効果と同様の効果を奏する。また、Ｘ線管６ｂは、冷却オイルＬにより陽極６０１ｂを冷却する。このため、Ｘ線管６ｂは、陽極６０１ｂの温度の上昇を抑制することができる。また、Ｘ線管６ｂは、陽極６０１ｂで発生した熱がＸ線管６ｂの他の部分に伝わることを抑制することができる。さらに、Ｘ線管６ｂは、冷却待ちの時間を短縮することができる。
【０１２０】
（第３の実施形態）
第１の実施形態では、陽極６０１ａ、断熱材６０２ａ及び磁石６０３ａのみが回転軸Ｚｒ周りに回転する。第１の実施形態と同様、第３の実施形態でも、陽極６０１ｃ、断熱材６０２ｃ及び磁石６０３ｃのみが回転軸Ｚｒ周りに回転する。以下、第３の実施形態に係るＸ線管６ｃについて説明する。なお、上述した実施形態と重複する内容については、同一の符号を使用し、詳細な説明を省略する。
【０１２１】
第１のセンサ１２は、Ｘ線管６ｃの位置を検出する。第１のセンサ１２は、例えば、架台２に取り付けられる。或いは、第１のセンサ１２は、Ｘ線管６ｃに取り付けられる。第１のセンサ１２がＸ線管６ｃの位置を検出する方法は、特に限定されない。
【０１２２】
第２のセンサ１３は、Ｘ線管６ｃの向きを検出する。第２のセンサ１３は、例えば、Ｘ線管６ｃに取り付けられる。第２のセンサ１３がＸ線管６ｃの向きを検出する方法は、特に限定されない。
【０１２３】
第３のセンサ１４は、Ｘ線管６ｃの速度を検出する。第３のセンサ１４は、例えば、架台２に取り付けられる。或いは、第３のセンサ１４は、Ｘ線管６ｃに取り付けられる。第３のセンサ１４がＸ線管６ｃの速度を検出する方法は、特に限定されない。
【０１２４】
図１１及び図１２を参照しながら、第３の実施形態に係るＸ線管６ｃの構造及び動作を説明する。図１１は、第３の実施形態に係るＸ線管の回転軸Ｚｒを通り、ＹＺ平面に平行な平面により切断し、−Ｘ方向から見たときの図である。図１２は、第３の実施形態に係るＸ線管を図１１に示したＣ−Ｃ線を通り、ＸＹ平面に平行な平面により切断し、＋Ｚ方向から見たときの図である。
【０１２５】
Ｘ線管６ｃは、図１１に示すように、陽極６０１ｃと、断熱材６０２ｃと、磁石６０３ｃと、スリップリング６０４ｃと、捕捉機構６０５ｃと、陰極６０６ｃと、第１の筐体６０７ｃと、第４のセンサ６０８ｃと、第２の筐体６０９ｃと、浮上コイル６１０ｃと、推進コイル６１１ｃとを備える。なお、Ｘ線管６ｃの構成は、下記の構成に限定されるものではない。
【０１２６】
陽極６０１ｃは、図１１に示すように、陰極６０６ｃが放出する電子Ｅを受けてＸ線Ｒを発生させる。陽極６０１ｃの形状は、図１１に示すように、回転軸Ｚｒを軸とする回転体である。陽極６０１ｃは、半径が大きな部分及び半径が小さな部分を有する。半径が大きな部分は、陽極６０１ｃの−Ｚ方向側に位置する。半径が小さな部分は、陽極６０１ｃの＋Ｚ方向側に位置する。陽極６０１ｃは、半径が大きな部分で陰極６０６ｃが放出する電子Ｅを受ける。陽極６０１ｃが電子Ｅを受ける部分は、図１１に示すように、陰極６０６ｃに近づくにつれて半径が小さくなっている。
【０１２７】
また、陽極６０１ｃは、電磁力により宙に浮いて回転軸Ｚｒ周りに自転する。具体的には、陽極６０１ｃは、浮上コイル６１０ｃが磁石６０３ｃとの間に発生させる電磁力により宙に浮く。また、陽極６０１ｃは、推進コイル６１１ｃが磁石６０３ｃとの間に発生させる電磁力により回転軸Ｚｒ周りに自転する。
【０１２８】
断熱材６０２ｃは、陽極６０１ｃで発生した熱が磁石６０３ｃに伝わることを抑制する。断熱材６０２ｃの形状は、図１１及び図１２に示すように、円筒状である。断熱材６０２ｃは、図１１及び図１２に示すように、孔６０２１ｃを有する。孔６０２１ｃには、磁石６０３ｃが挿入されている。
【０１２９】
磁石６０３ｃは、磁極を発生させる。すなわち、磁石６０３ｃは、磁気モーメントを発生させる。磁石６０３ｃが発生させる磁気モーメントは、回転軸Ｚｒに対して垂直となる。磁石６０３ｃは、陽極６０１ｃに接続されている。すなわち、磁石６０３ｃは、断熱材６０２ｃが有する孔６０２１ｃに挿入されている。磁石６０３ｃは、図１２に示すように、回転軸Ｚｒを取り囲むように配置されている。磁石６０３ｃは、陽極６０１ｃの自転により回転軸Ｚｒ上の点を中心とする円軌道上を周回する。
【０１３０】
スリップリング６０４ｃは、陽極６０１ｃを陰極６０６ｃと電気的に接続する。
【０１３１】
捕捉機構６０５ｃは、陽極６０１ｃを捕捉する。具体的には、捕捉機構６０５ｃは、例えば、瞬時停電時、Ｘ線管６ｃの立ち上げ時、Ｘ線管６ｃの立ち下げ時に、回転する陽極６０１ｃの半径が小さな部分を捕捉する。捕捉機構６０５ｃは、図１１及び図１２に示すように、二つの半円筒を含む。捕捉機構６０５ｃは、陽極６０１ｃを捕捉する場合、この二つの半円筒を閉じる。捕捉機構６０５ｃは、陽極６０１ｃを解放する場合、閉じた二つの半円筒を開く。図１１は、捕捉機構６０５ｃが陽極６０１ｃを解放した状態を示している。なお、捕捉機構６０５ｃは、陽極６０１ｃの回転を妨げない構造であることが好ましい。
【０１３２】
陰極６０６ｃは、図１１に示すように、電子Ｅを放出する。
【０１３３】
第１の筐体６０７ｃは、図１１に示すように、陽極６０１ｃ、断熱材６０２ｃ、磁石６０３ｃ、スリップリング６０４ｃ、捕捉機構６０５ｃ、陰極６０６ｃ及び第４のセンサ６０８ｃを収納する。また、第１の筐体６０７ｃは、第１のＸ線窓６０７１ｃを有する。
【０１３４】
第４のセンサ６０８ｃは、Ｘ線管６ｃ内における陽極６０１ｃの位置を検出する。すなわち、第４のセンサ６０８ｃは、Ｘ線管６ｃ内における陽極６０１ｃのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の位置を検出する。第４のセンサ６０８ｃは、図１１に示すように、第１の筐体６０７ｃの内壁に複数取り付けられている。
【０１３５】
第２の筐体６０９ｃは、図１１に示すように、第１の筐体６０７ｃ、浮上コイル６１０ｃ及び推進コイル６１１ｃを収納する。また、第２の筐体６０９ｃは、第２のＸ線窓６０９１ｃを有する。
【０１３６】
浮上コイル６１０ｃは、図１１に示すように、第１の筐体６０７ｃと第２の筐体６０９ｃの間に設けられている。浮上コイル６１０ｃは、図１１及び図１２に示すように、第１の筐体６０７ｃのうち回転軸Ｚｒと平行な側面に配置されている。また、浮上コイル６１０ｃは、図１２に示すように、回転軸Ｚｒを取り囲むように配置されている。浮上コイル６１０ｃは、導線を円形に巻くことにより形成されている。或いは、浮上コイル６１０ｃは、導線が単純閉曲線を形成するように巻かれることにより形成される。
【０１３７】
浮上コイル６１０ｃは、通電されることにより、磁極を発生させる。すなわち、浮上コイル６１０ｃは、通電されることにより、磁気モーメントを発生させる。浮上コイル６１０ｃが発生させる磁気モーメントは、回転軸Ｚｒに対して垂直となる。なぜなら、浮上コイル６１０ｃは、図１１及び図１２に示すように、コイル面を回転軸Ｚｒがある方向へ向けて配置されているからである。
【０１３８】
浮上コイル６１０ｃが発生させた磁気モーメントの磁極の一方は、磁石６０３ｃとの間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる。この電磁力は、陽極６０１ｃを宙に浮かせる。つまり、浮上コイル６１０ｃは、陽極６０１ｃを宙に浮いた状態にする電磁力として磁石６０３ｃとの間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる。
【０１３９】
浮上コイル制御回路１５は、Ｘ線管６ｃの位置、Ｘ線管６ｃの向き、Ｘ線管６ｃの速度及びＸ線管６ｃ内における陽極６０１ｃの位置の少なくとも一つに応じて浮上コイル６１０ｃに流す電流を制御する。具体的には、浮上コイル制御回路１５は、第１のセンサ１２、第２のセンサ１３、第３のセンサ１４及び第４のセンサ６０８ｃの少なくとも一つが検出した結果に基づいて浮上コイル６１０ｃに流す電流を制御する。これにより、陽極６０１ｃは、常に宙に浮いていることができる。
【０１４０】
推進コイル６１１ｃは、図１１に示すように、第１の筐体６０７ｃと第２の筐体６０９ｃの間に設けられている。推進コイル６１１ｃは、図１１に示すように、浮上コイル６１０ｃを挟んで第１の筐体６０７ｃのうち回転軸Ｚｒと平行な側面に対向するように配置されている。また、推進コイル６１１ｃは、図１２に示すように、回転軸Ｚｒを取り囲むように配置されている。推進コイル６１１ｃは、導線を円形に巻くことにより形成されている。或いは、推進コイル６１１ｃは、導線が単純閉曲線を形成するように巻かれることにより形成される。
【０１４１】
推進コイル６１１ｃは、通電されることにより、磁極を発生させる。すなわち、推進コイル６１１ｃは、通電されることにより、磁気モーメントを発生させる。推進コイル６１１ｃが発生させる磁気モーメントは、回転軸Ｚｒに対して垂直となる。なぜなら、推進コイル６１１ｃは、図１１及び図１２に示すように、コイル面を回転軸Ｚｒがある方向へ向けて配置されているからである。
【０１４２】
推進コイル６１１ｃが発生させた磁気モーメントの磁極の一方は、磁石６０３ｃとの間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる。この電磁力は、陽極６０１ｃを回転軸Ｚｒ周りに回転させる。つまり、推進コイル６１１ｃは、陽極６０１ｃを回転軸Ｚｒ周りに回転させる電磁力として磁石６０３ｃとの間に引力及び斥力の少なくとも一方を発生させる。
【０１４３】
第１の筐体６０７ｃと第２の筐体６０９ｃの間の領域は、図１１に示すように、冷却オイルＬで満たされている。冷却オイルＬは、第１の筐体６０７ｃと第２の筐体６０９ｃの間の領域に接続されたポンプにより循環している。
【０１４４】
上述したように、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管６ｃを備える。Ｘ線管６ｃは、陽極６０１ｃを電磁力により宙に浮かせる。このため、Ｘ線管６ｃは、回転軸Ｚｒを中心軸とし、陽極６０１ｃと第１の筐体６０７ｃとの間に配置される軸受を必要としない。したがって、Ｘ線管６ｃの回転軸Ｚｒを中心とする動径方向の寸法は、小さくなる。また、浮上コイル６１０ｃ、推進コイル６１１ｃは、コイル面を回転軸Ｚｒがある方向へ向けて配置されている。したがって、Ｘ線管６ｃのＺ方向の寸法は、小さくなる。このため、Ｘ線管６ｃは、動径方向の寸法やＺ方向の寸法を小さくする必要があるＸ線ＣＴ装置にとって好適である。また、Ｘ線管６ｃは、第１の実施形態に係るＸ線管６ａが奏する他の効果も奏する。
【０１４５】
（第４の実施形態）
第１の実施形態では、陽極６０１ａ、断熱材６０２ａ及び磁石６０３ａのみが回転軸Ｚｒ周りに回転する。第１の実施形態と同様、第４の実施形態でも、陽極６０１ｄ、断熱材６０２ｄ及び磁石６０３ｄのみが回転軸Ｚｒ周りに回転する。以下、第４の実施形態に係るＸ線管６ｄについて説明する。なお、上述した実施形態と重複する内容については、同一の符号を使用し、詳細な説明を省略する。
【０１４６】
第１のセンサ１２は、Ｘ線管６ｄの位置を検出する。第１のセンサ１２は、例えば、架台２に取り付けられる。或いは、第１のセンサ１２は、Ｘ線管６ｄに取り付けられる。第１のセンサ１２がＸ線管６ｄの位置を検出する方法は、特に限定されない。
【０１４７】
第２のセンサ１３は、Ｘ線管６ｄの向きを検出する。第２のセンサ１３は、例えば、Ｘ線管６ｄに取り付けられる。第２のセンサ１３がＸ線管６ｄの向きを検出する方法は、特に限定されない。
【０１４８】
第３のセンサ１４は、Ｘ線管６ｄの速度を検出する。第３のセンサ１４は、例えば、架台２に取り付けられる。或いは、第３のセンサ１４は、Ｘ線管６ｄに取り付けられる。第３のセンサ１４がＸ線管６ｄの速度を検出する方法は、特に限定されない。
【０１４９】
図１３及び図１４を参照しながら、第４の実施形態に係るＸ線管６ｄの構造及び動作を説明する。図１３は、第４の実施形態に係るＸ線管の回転軸Ｚｒを通り、ＹＺ平面に平行な平面により切断し、−Ｘ方向から見たときの図である。図１４は、第４の実施形態に係るＸ線管を図１３に示したＤ−Ｄ線を通り、ＸＹ平面に平行な平面により切断し、＋Ｚ方向から見たときの図である。
【０１５０】
Ｘ線管６ｄは、図１３に示すように、陽極６０１ｄと、断熱材６０２ｄと、磁石６０３ｄと、スリップリング６０４ｄと、捕捉機構６０５ｄと、陰極６０６ｄと、第１の筐体６０７ｄと、第４のセンサ６０８ｄと、第２の筐体６０９ｄと、浮上コイル６１０ｄと、推進コイル６１１ｄと、推進コイル６１２ｄとを備える。なお、Ｘ線管６ｄの構成は、下記の構成に限定されるものではない。
【０１５１】
陽極６０１ｄは、図１３に示すように、陰極６０６ｄが放出する電子Ｅを受けてＸ線Ｒを発生させる。陽極６０１ｄの形状は、図１３に示すように、回転軸Ｚｒを軸とする回転体である。陽極６０１ｄは、陰極６０６ｄが放出する電子Ｅを受ける。陽極６０１ｄが電子Ｅを受ける部分は、図１３に示すように、陰極６０６ｄに近づくにつれて半径が小さくなっている。
【０１５２】
また、陽極６０１ｄは、電磁力により宙に浮いて回転軸Ｚｒ周りに自転する。具体的には、陽極６０１ｄは、浮上コイル６１０ｄが磁石６０３ｄとの間に発生させる電磁力により宙に浮く。また、陽極６０１ｄは、推進コイル６１１ｄ及び推進コイル６１２ｄが磁石６０３ｄとの間に発生させる電磁力により回転軸Ｚｒ周りに自転する。
【０１５３】
断熱材６０２ｄは、陽極６０１ｄで発生した熱が磁石６０３ｄに伝わることを抑制する。断熱材６０２ｄの形状は、円盤状である。断熱材６０２ｄは、図１３に示すように、孔６０２１ｄ及び孔６０２２ｄを有する。孔６０２１ｄには、陽極６０１ｄの一部が挿入されている。孔６０２２ｄには、磁石６０３ｄが挿入されている。なお、断熱材６０２ｄは、Ｚ方向において陽極６０１ｄと重なっていない。
【０１５４】
磁石６０３ｄは、磁極を発生させる。すなわち、磁石６０３ｄは、磁気モーメントを発生させる。磁石６０３ｄが発生させる磁気モーメントは、回転軸Ｚｒと平行となる。磁石６０３ｄは、陽極６０１ｄに接続されている。すなわち、磁石６０３ｄは、断熱材６０２ｄが有する孔６０２２ｄに挿入されている。また、磁石６０３ｄは、＋Ｚ方向側と−Ｚ方向側とに分けて配置されている。磁石６０３ｄは、回転軸Ｚｒを取り囲むように配置されている。磁石６０３ｄは、陽極６０１ｄの自転により回転軸Ｚｒ上の点を中心とする円軌道上を周回する。
【０１５５】
スリップリング６０４ｄは、陽極６０１ｄを陰極６０６ｄと電気的に接続する。捕捉機構６０５ｄは、陽極６０１ｄを捕捉する。陰極６０６ｄは、図１３に示すように、電子Ｅを放出する。
【０１５６】
第１の筐体６０７ｄは、図１３に示すように、陽極６０１ｄ、断熱材６０２ｄ、磁石６０３ｄ、捕捉機構６０５ｄ、陰極６０６ｄ及び第４のセンサ６０８ｄを収納する。また、第１の筐体６０７ｄは、第１のＸ線窓６０７１ｄを有する。
【０１５７】
第４のセンサ６０８ｄは、Ｘ線管６ｄ内における陽極６０１ｄの位置を検出する。
【０１５８】
第２の筐体６０９ｄは、図１３に示すように、第１の筐体６０７ｄ、浮上コイル６１０ｄ、推進コイル６１１ｄ及び推進コイル６１２ｄを収納する。また、第２の筐体６０９ｄは、第２のＸ線窓６０９１ｄを有する。
【０１５９】
浮上コイル６１０ｄは、図１３に示すように、第１の筐体６０７ｄと第２の筐体６０９ｄの間に設けられている。浮上コイル６１０ｄは、図１３に示すように、第１の筐体６０７ｄ、磁石６０３ｄ及び断熱材６０２ｄを挟んで対向するように配置されている。浮上コイル６１０ｄは、導線を８の字に巻くことにより形成されている。また、浮上コイル６１０ｄは、図１４に示すように、回転軸Ｚｒを取り囲むように配置されている。
【０１６０】
浮上コイル制御回路１５は、Ｘ線管６ｄの位置、Ｘ線管６ｄの向き、Ｘ線管６ｄの速度及びＸ線管６ｄ内における陽極６０１ｄの位置の少なくとも一つに応じて浮上コイル６１０ｄに流す電流を制御する。具体的には、浮上コイル制御回路１５は、第１のセンサ１２、第２のセンサ１３、第３のセンサ１４及び第４のセンサ６０８ｄの少なくとも一つが検出した結果に基づいて浮上コイル６１０ｄに流す電流を制御する。これにより、陽極６０１ｄは、常に宙に浮いていることができる。
【０１６１】
推進コイル６１１ｄ及び推進コイル６１２ｄは、図１３に示すように、第１の筐体６０７ｄと第２の筐体６０９ｄの間に設けられている。推進コイル６１１ｄは、図１３に示すように、第１の筐体６０７ｄ、磁石６０３ｄ、断熱材６０２ｄ及び浮上コイル６１０ｄを挟んで互いに対向するように配置されている。推進コイル６１２ｄは、図１３に示すように、第１の筐体６０７ｄ、磁石６０３ｄ、断熱材６０２ｄ、浮上コイル６１０ｄ及び推進コイル６１１ｄを挟んで互いに対向するように配置されている。また、推進コイル６１１ｄ及び推進コイル６１２ｄは、図１４に示すように、回転軸Ｚｒを取り囲むように配置されている。推進コイル６１１ｄ及び推進コイル６１２ｄは、図１４に示すように、導線を長方形の四つの角を丸めた形状に巻くことにより形成されている。
【０１６２】
第１の筐体６０７ｄと第２の筐体６０９ｄの間の領域は、図１３に示すように、冷却オイルＬで満たされている。
【０１６３】
上述したように、第４の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管６ｄを備える。Ｘ線管６ｄは、陽極６０１ｄを電磁力により宙に浮かせる。このため、Ｘ線管６ｄは、回転軸Ｚｒを中心軸とし、陽極６０１ｄと第１の筐体６０７ｄとの間に配置される軸受を必要としない。また、浮上コイル６１０ｄ、推進コイル６１１ｄ及び推進コイル６１２ｄは、コイル面が回転軸Ｚｒと直交するように配置されている。したがって、Ｘ線管６ｄの回転軸Ｚｒを中心とする動径方向の寸法は、小さくなる。また、断熱材６０２ｄは、Ｚ方向において陽極６０１ｄと重なっていない。したがって、Ｘ線管６ｄのＺ方向の寸法は、小さくなる。このため、Ｘ線管６ｄは、動径方向の寸法やＺ方向の寸法を小さくする必要があるＸ線ＣＴ装置にとって好適である。さらに、Ｘ線管６ｄは、陽極６０１ｄの回転速度を向上させ、動作音を抑制することができる。Ｘ線管６ｄは、第１の実施形態に係るＸ線管６ａが奏する他の効果も奏する。
【０１６４】
上述したＸ線管は、Ｘ線診断装置にも適用することができる。また、上述したＸ線管は、医療分野以外の用途にも使用することができる。
【０１６５】
上述したプロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）、特定用途向け集積回路（Application  Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（Programmable  Logic  Device：ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field  Programmable  Gate  Array：ＦＰＧＡ）である。また、プログラマブル論理デバイス（Programmable  Logic  Device：ＰＬＤ）は、例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple  Programmable  Logic  Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex  Programmable  Logic  Device：ＣＰＬＤ）である。
【０１６６】
上述した実施形態では、高電圧発生回路３、コリメータ調整回路４、架台駆動回路５、データ収集回路１０、浮上コイル制御回路１５、寝台駆動回路２２及び処理回路３６は、記憶回路３５に保存されたプログラムを読み出して実行することにより、その機能を実現したが、これに限定されない。記憶回路３５にプログラムを保存する代わりに、これらの回路それぞれにプログラムを直接組み込んでもよい。この場合、これらの回路は、直接組み込まれたプログラムを読み出して実行することにより、その機能を実現する。
【０１６７】
図１に示した各回路は、適宜分散又は統合されてもよい。例えば、処理回路３６は、スキャン制御機能３６１、前処理機能３６２、画像生成機能３６３、表示制御機能３６４及び制御機能３６５それぞれの機能を実行するスキャン制御回路、前処理回路、画像生成回路、表示制御回路及び制御回路に分散されてもよい。また、例えば、高電圧発生回路３、コリメータ調整回路４、架台駆動回路５、データ収集回路１０、浮上コイル制御回路１５、寝台駆動回路２２及び処理回路３６は、任意に統合されてもよい。
【０１６８】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、Ｘ線管を小型化することができるＸ線管及びＸ線ＣＴ装置を提供することができる。
【０１６９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１７０】
６０６ａ  陰極
６０１ａ  陽極
【図１】
0006571501.tif 000002
【図２】
0006571501.tif 000003
【図３】
0006571501.tif 000004
【図４】
0006571501.tif 000005
【図５】
0006571501.tif 000006
【図６】
0006571501.tif 000007
【図７】
0006571501.tif 000008
【図８】
0006571501.tif 000009
【図９】
0006571501.tif 000010
【図１０】
0006571501.tif 000011
【図１１】
0006571501.tif 000012
【図１２】
0006571501.tif 000013
【図１３】
0006571501.tif 000014
【図１４】
0006571501.tif 000015