特許 6378473 Ｘ線装置用の放射面

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6378473

(24)【登録日】2018年8月3日

(45)【発行日】2018年8月22日

(54)【発明の名称】Ｘ線装置用の放射面

(51)【国際特許分類】

   H01J 1/16 20060101AFI20180813BHJP

   H05G 1/00 20060101ALI20180813BHJP

   H01J 1/18 20060101ALI20180813BHJP

   H01J 35/06 20060101ALI20180813BHJP

【ＦＩ】

   H01J1/16

   H05G1/00 D

   H01J1/18

   H01J35/06 C

   H01J35/06 Z

【請求項の数】23

【外国語出願】

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-187843(P2013-187843)

(22)【出願日】2013年9月11日

(65)【公開番号】特開2014-63734(P2014-63734A)

(43)【公開日】2014年4月10日

【審査請求日】2016年9月5日

(31)【優先権主張番号】13/619,587

(32)【優先日】2012年9月14日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390041542

【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100113974

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 拓人

(72)【発明者】

【氏名】シー・ツァン

(72)【発明者】

【氏名】ジョセフ・ドナルド・ロバート

(72)【発明者】

【氏名】ケーリー・ショーン・ロジャーズ

(72)【発明者】

【氏名】イーサン・ジェイムズ・ウエストコット

(72)【発明者】

【氏名】マーク・アラン・フロンテラ

(72)【発明者】

【氏名】ヴァンス・スコット・ロビンソン

(72)【発明者】

【氏名】ユン・ゾォ

【審査官】 杉田 翠

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０４０２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／００２５４２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１７６７０８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００９−５３６７７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ１／１５

１／１６

１／１８

３５／０６

３７／０６−３７／０７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子エミッタであって、
加熱されると電子を放射することができる円の丸形放射エリアを有する表面であって、前記丸形放射エリアが、複数のセグメントを互いに分離するとともに電気路を規定する細穴と、前記丸形放射エリアの第１の部分を前記丸形放射エリアの第２の部分から分離するギャップ、溝、またはその組合せであって、前記第１の部分および前記第２の部分を互いに接触させることなく、少なくとも１つのギャップまたは溝内で前記第１の部分および前記第２の部分の熱膨張を可能にするギャップ、溝、またはその組合せとを有し、前記電気路は、前記第１の部分において前記円の外径から始まり、前記第１の部分の経路をたどって、前記第２の部分に入る前に前記円の中心に到達し、前記丸形放射エリアは、前記少なくとも１つのギャップ又は溝に直交する少なくとも第２のギャップ又は溝であって、前記第１の部分および前記第２の部分を、少なくとも４つの部分に分割する少なくとも第２のギャップ又は溝を更に有するように構成された表面と、
前記丸形放射エリアの外側の位置で前記表面に連結され、前記丸形放射エリアに電流を供給することができる２つの導電性レッグと、
導電性ではなく且つ前記電子エミッタに連結された少なくとも一つのレッグであって、前記電子エミッタを面内に保持するための少なくとも一つのレッグと、
を備える電子エミッタ。

【請求項2】

前記第１の部分および前記第２の部分は、四分円を形成する別個のエリアを含む、請求項１に記載の電子エミッタ。

【請求項3】

前記円の直径が少なくとも７ｍｍである、請求項２記載の電子エミッタ。

【請求項4】

前記ギャップはｖ字形ギャップであり、
前記丸形放射エリアが、前記円の中心に向かって狭くなる少なくとも１つのｖ字形ギャップを含む、請求項２記載の電子エミッタ。

【請求項5】

前記ｖ字形ギャップが、最も狭いギャップ長の２倍である最も広いギャップ長から狭くなる、請求項４記載の電子エミッタ。

【請求項6】

前記表面が、ｖ字形ギャップと溝との両方を含む、請求項４記載の電子エミッタ。

【請求項7】

前記ギャップはｖ字形ギャップであり、
前記丸形放射エリアが、少なくとも２つのｖ字形ギャップを含む、請求項１記載の電子エミッタ。

【請求項8】

前記ギャップ、前記溝、又はその組合せは、前記表面を二分するとともに、前記丸形放射エリアを通り過ぎて、前記電子エミッタの最長寸法の端部で終わる切欠きに到達するように設けられている、請求項１記載の電子エミッタ。

【請求項9】

前記丸形放射エリアが、前記丸形放射エリアの中点に穴を含む、請求項１記載の電子エミッタ。

【請求項10】

前記エミッタが、タングステン、炭化ハフニウムまたはその組合せを含む、請求項１記載の電子エミッタ。

【請求項11】

電子エミッタであって、
四分円に分割されるとともに各四分円の蛇行する半径方向の経路を有し、電流が外径から前記半径方向の経路に入り円の中心に到達した後に、別の四分円に入り、前記半径方向の経路に従って再び外径に到達するように流れる円盤状の放射エリアであって、１０Ａ以下の駆動電流で加熱されると電子を放射することができる円盤状の放射エリアを含む表面と、
前記円盤状の放射エリアの外側の位置で前記表面に連結され、前記円盤状の放射エリアに電流を供給することができる２つの導電性レッグであって、前記円盤状の放射エリアに電流が印加されると、前記円盤状の放射エリアは少なくとも摂氏２０００度の温度まで熱くなり、放射面の温度むらが、前記円盤状の放射エリアを加熱するときに達成される最高温度の６％未満となるように、前記円盤状の放射エリアに電流を供給することができる２つの導電性レッグと、
導電性ではなく且つ前記電子エミッタに連結された少なくとも一つのレッグであって、前記電子エミッタを保持するための少なくとも一つのレッグと、
を含む、電子エミッタ。

【請求項12】

前記円盤状の放射エリアが円を含む、請求項１１記載の電子エミッタ。

【請求項13】

前記円の直径が少なくとも７ｍｍである、請求項１２記載の電子エミッタ。

【請求項14】

前記円の直径が、７ｍｍと１１ｍｍの間である、請求項１２記載の電子エミッタ。

【請求項15】

前記エミッタが、前記放射面を囲む環状領域であって、前記放射面の一部ではない環状領域を含む、請求項１２記載の電子エミッタ。

【請求項16】

前記円盤状の放射エリアが楕円を含む、請求項１１記載の電子エミッタ。

【請求項17】

前記円盤状の放射エリアが、少なくとも摂氏２０００度の温度まで熱くなり、前記放射面全体の温度むらは、７．５Ａと９．５Ａとの間の駆動電流で達成される最高温度の６％未満である、請求項１１記載の電子エミッタ。

【請求項18】

電子ビームを放射するように構成された電子エミッタを含む電子ビーム源であって、前記電子エミッタが、
加熱されると電子を放射することができ、少なくとも第１の部分と第２の部分とを有する円盤状の放射エリアであって、前記第１の部分における前記円盤状の放射エリアの外径から、前記第２の部分に入る前に前記円盤状の放射エリアの中心にまで延在するように設けられた蛇行する電気路と、前記放射エリアの第１の部分を前記放射エリアの第２の部分から分離するギャップ、溝、またはその組合せと、前記ギャップ又は溝に直交する少なくとも第２のギャップ又は溝であって、前記第１の部分および前記第２の部分を、少なくとも４つの部分に分割する少なくとも第２のギャップ又は溝とを含む円盤状の放射エリアと、
前記円盤状の放射エリアの外側の位置で前記電子エミッタに連結され、前記円盤状の放射エリアに電流を供給することができる複数の導電性レッグと、
導電性ではなく且つ前記電子エミッタに連結されたレッグと
を備える、電子ビーム源と、
前記電子ビームを受け、前記電子ビームが衝突するとＸ線を放射するように構成されたアノードアセンブリと、
ハウジングであって、前記ハウジング内に前記電子ビーム源および前記アノードアセンブリが配置されるように構成されたハウジングと、
を含む、Ｘ線管。

【請求項19】

前記円盤状の放射エリアが、７ｍｍよりも大きい直径を有する円を含む、請求項１８記載のＸ線管。

【請求項20】

前記ギャップはｖ字形ギャップであり、
前記円盤状の放射エリアが、前記円の中心に向かって狭くなる少なくとも１つのｖ字形ギャップであって、前記円盤状の放射エリアを複数の部分に分けるための少なくとも１つのｖ字形ギャップを含む、請求項１９記載のＸ線管。

【請求項21】

前記円盤状の放射エリアが、温度調整を容易にするために、前記円の中心に、前記ｖ字形ギャップとは別の穴を含む、請求項２０記載のＸ線管。

【請求項22】

前記円盤状の放射エリアが複数のローブを含む、請求項１８記載のＸ線管。

【請求項23】

前記ギャップはｖ字形ギャップであり、
前記複数のローブの少なくとも一部が、１つまたは複数のｖ字形ギャップによって分離され、
前記円盤状の放射エリアは、加熱されると、隣接するローブを互いに接触させることなく前記１つまたは複数のｖ字形ギャップのサイズが減少するように、前記１つまたは複数のｖ字形ギャップ内で膨張する、請求項２２記載のＸ線管。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示する主題は、電子銃に使用されるような、電子放射面に関する。

【背景技術】

【0002】

非侵襲撮像システムでは、様々なＸ線システムおよびコンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムにおいて、Ｘ線照射源としてＸ線管が使用される。放射線は、検査または撮像シーケンス中に制御信号に反応して放射される。一般的にＸ線管は、カソードと、アノードとを含む。カソード内のエミッタが、印加電流から生じる熱、および／または印加電圧から生じる電界に反応して、エミッタの前方の適切に成形された金属板に電子の流れを放射することができる。アノードは、電子の流れが衝突するターゲットを含むことができる。ターゲットは、電子ビームが衝突した結果としてＸ線放射線を生成し、撮像ボリュームに向かって放射されることがある。

【0003】

このような撮像システムでは、放射線は、患者、手荷物、または製造品のような関心の対象を通り抜け、放射線の一部が、デジタル検出器または感光板に衝突し、そこに画像データが集められる。デジタルＸ線システムでは、光検出器が、検出器の表面の個別素子に衝突している放射線の量または強度を表す信号を生成する。次に信号を処理して、画像を生成することができ、これを表示して詳しく調べることができる。ＣＴシステムでは、ガントリが患者の周りで回転するとき、一連の検出素子を含む検出器アレイが、様々な位置を通る同様の信号を生成する。

【0004】

腫瘍放射線治療用システムのような他のシステムでは、Ｘ線の線源を使用して、電離放射線を標的組織に向けることができる。一部の放射線治療の構成では、線源は、Ｘ線管を含むこともできる。放射線治療の目的で使用されるＸ線管もまた、上述のように、熱電子エミッタと、Ｘ線を生成するターゲットアノードとを含むことができる。このようなＸ線管または線源は、放射したＸ線を集中させる、または制限して所望のサイズまたは形状のビームにするための１つまたは複数の視準機能を含むこともできる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１０／０３１６１９２号明細書

【発明の概要】

【0006】

１つの実施形態において、Ｘ線エミッタを提供する。このＸ線エミッタは、加熱されると電子を放射することができる丸形放射エリアを含む。丸形放射エリアは、加熱されると電子を放射することができる丸形放射エリアを備える表面を含み、丸形放射エリアは、ギャップ、溝、またはその組合せのうちの少なくとも１つを含み、丸形放射エリアの第１の部分を丸形放射エリアの第２の部分から分離し、少なくとも１つのギャップまたは溝内で第１の部分と第２の部分とを互いに接触させることなく、第１の部分および第２の部分の熱膨張を可能にする。丸形放射エリアはまた、丸形放射エリアの外側のそれぞれの位置でエミッタの表面に連結され、丸形放射エリアに電流を供給することができる２つの導電性レッグを含む。

【0007】

別の実施形態において、Ｘ線エミッタを提供する。このＸ線エミッタは、１０Ａ以下の駆動電流で加熱されると電子を放射することができる円盤状の放射エリアを含む。円盤状の放射エリアは、円盤状の放射エリアの外側のそれぞれの位置で表面に連結された２つの導電性レッグを含み、このレッグは、円盤状の放射エリアに電流を供給することができ、円盤状の放射エリアに電流が印加されると、円盤状の放射エリアは少なくとも摂氏２０００度の温度まで熱くなり、放射面全体の温度むら（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）は達成される最高温度の６％未満となる。

【0008】

さらなる実施形態において、Ｘ線管を提供する。このＸ線管は、電子ビーム源を含む。電子ビーム源は、電子ビームを放射するように構成された電子エミッタを含む。電子エミッタは、加熱されると電子を放射することができ、蛇行する半径方向の電気路（ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ ｒａｄｉａｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐａｔｈ）を備えた円盤状の放射エリアを含み、蛇行する半径方向の電気路は、円盤状の放射エリアの外径から円盤状の放射エリアの中心へ、および逆へ伸びる。電子エミッタはまた、円盤状の放射エリアの外側のそれぞれの位置で電子エミッタに連結され、円盤状の放射エリアに電流を供給することができる複数の導電性レッグを含む。Ｘ線管はまた、電子ビームを受け、電子ビームが衝突するとＸ線を放射するように構成されたアノードアセンブリと、電子ビーム源およびアノードアセンブリを中に配置したハウジングとを含む。

【0009】

本開示のこれらのおよび他の特徴、態様、および利点は、図面全体にわたって同様の文字が同様の部分を表す添付の図面を参照して次の詳細な説明を読むと、よりよく理解されるようになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の一実施形態を組み込むＣＴ撮像システムの概観図である。

【図2】図１に示すシステムのブロック概略図である。

【図3】本開示の一実施形態に従ったＸ線源の概略図である。

【図4】本開示の一実施形態に従ったエミッタの上面図である。

【図5】本開示の一実施形態に従った図４のエミッタの透視図である。

【図6】本開示の一実施形態に従って放射面に印を付けた図５のエミッタの上面図である。

【図7】軸方向の電流路を有する放射面の代替的実施形態の上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本明細書では、Ｘ線管のカソードアセンブリと併せて使用するための電子エミッタを提供する。この電子エミッタは、電子銃の構成で使用するのに適している既存の電子エミッタと比べると比較的大きい直径を有する（例えば、１つの実施形態では約７ｍｍから約１１ｍｍの直径を有する）電子放射面となる構造的特徴を組み込む。本明細書に開示するようなより大型のエミッタは、所望の駆動電流でより高い電子放射を生じる。駆動電流とは、エミッタを通過してこれを加熱する電流のことを言う。１つの例では、放射は、１２５０ｍＡよりも大きい。さらに、電子エミッタは、電子放射面全体にわたって比較的均一な温度を維持することができ、その結果として撮像のための堅牢な焦点が得られる。さらに、放射面にホットスポットがないことは、電子放射中に比較的均一な温度が維持されることの利点であり、結果としてエミッタの使用期間をより長くし、ひいてはＸ線デバイスの保守のための費用効果が高くなる場合がある。したがって、提供するエミッタは、高放射および長い使用期間を提供するより大きい直径のエミッタとすることができる。

【0012】

そのために、本明細書に開示する電子エミッタは、いかなる好適なＸ線デバイスと併せて使用することもできる。開示の動作環境は、６４スライスのコンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムに関して説明する。ＣＴスキャナの一実施形態について説明するが、本技術は、透視、マンモグラフィ、血管造影、および標準的な放射線撮像システムならびに放射線治療システムを含む、他のＸ線によるシステムにも等しく適用できる。さらに、開示する諸実施形態は、Ｘ線放射であろうと、他のものであろうと、電子銃および／または電子エミッタが実装される他の用途での使用に適していることは当業者には理解されるであろう。

【0013】

図１を参照すると、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システム１０が、ガントリ１２を含んで示されている。ガントリ１２は、Ｘ線源１４を有し、Ｘ線源が、ガントリ１２の反対側にある検出器アセンブリに向かってＸ線のビーム１６を投射する。検出器アセンブリ１８は、コリメータ１８、複数の検出器２０、およびデータ取得システム３２によって形成される。複数の検出器２０（図２参照）は、内科患者２２を通過する投射されたＸ線を検知し、データ取得システム３２は、次の処理に備えてデータをデジタル信号に変換する。各検出器２０は、当たっているＸ線ビーム、およびその後患者２２を通過するとき減衰されるビームの強度を表す電気信号を生成する。Ｘ線投射データを取得するためのスキャン中に、ガントリ１２およびガントリ１２に取り付けられた構成要素は、回転の中心２４を中心にして回転する。

【0014】

図２を参照すると、ガントリ１２の回転およびＸ線源１４の向きが、ＣＴシステム１０の制御機構２６によって統制される。制御機構２６は、Ｘ線源１４に電力およびタイミング信号を提供するＸ線コントローラ２８と、ガントリ１２の回転速度および位置を制御するガントリモータコントローラ３０とを含む。画像再構成器３４が、データ取得システム３２から、サンプリングされてデジタル化されたＸ線データを受け取り、高速再構成を行う。再構成された画像は、コンピュータ３６への入力として適用され、コンピュータ３６は画像を大容量記憶装置３８に格納する。

【0015】

コンピュータ３６はまた、キーボード、マウス、音声作動型コントローラ、または任意の他の好適な入力装置のような、ある種の操作者インタフェースを有するコンソール４０を介して操作者からコマンドおよびスキャンパラメータを受け取る。関連ディスプレイ４２により、操作者はコンピュータ３６からの再構成された画像および他のデータを観察することができる。操作者が提供するコマンドおよびパラメータはコンピュータ３６によって使用されて、制御信号および情報が、データ取得システム３２、Ｘ線コントローラ２８、およびガントリモータコントローラ３０に提供される。さらに、コンピュータ３６は、患者２２およびガントリ１２の位置を定めるために電動式台４６を制御する台モータコントローラ４４を操作する。具体的には台４６は、全体的にまたは部分的に、図１のガントリ開口部４８の中を通して、患者２２を移動させる。

【0016】

次に図３を参照すると、ＣＴシステム１０に組み込まれたＸ線源１４を詳細に示している。Ｘ線源１４は、Ｐｉｅｒｃｅ電子銃として構成することができる電子銃５０を含むＸ線発生管１４と、ハウジング５４に入れられたアノードアセンブリ５２とを含む。アノードアセンブリ５２は、回転アノードディスク５８（すなわちターゲット）を回すように構成された回転子５６を含む。電子銃５０からの電子電流６０が当たると、アノード５８はＸ線ビーム６２を放射する。

【0017】

Ｘ線管５０は、比較的低圧のエリア（例えば、真空）を定めるハウジング５４内でアノードおよびカソードアセンブリによって支持される。例えばハウジング５４は、ガラス、セラミックス、またはステンレス鋼、または他の適切な材料を含むことができる。アノード５８は、タングステン、モリブデン、銅のような任意の金属もしくは複合材料、または電子で衝撃を与えられるとき制動放射（Ｂｒｅｍｓｓｔｒａｈｌｕｎｇ）（すなわち、減速放射）に寄与する任意の材料から製造することができる。アノードの表面材料は、一般に、アノード５８に衝突する電子により発生する熱に耐えるように、比較的熱拡散率を有するように選択される。カソードアセンブリ６６とアノード５８との間の空間は、電子が他の原子と衝突するのを最小限にし、高電圧の安定性を増大させるために、排気することができる。さらに、このような排気により、有利には磁束が電子ビーム６２と急速に相互作用する（すなわち、進路を決めるまたは集中させる）ことができるようになる。一部のＸ線管では、カソードアセンブリ６６とアノード５８との間に２０ｋＶを超える静電電位差が生じ、カソードアセンブリ６６によって放射された電子をアノード５８に向かって加速させる。図４は、電子を放射するためにカソードアセンブリ６６の一部として組み込むことができるエミッタ１００の上面図である。エミッタ１００は、電子放射面１１０が形成され、加熱されると電子を放射する上面１０６を含む。放射面１１０全体に電圧が印加され、電流が４つの四分円のそれぞれの蛇行する半径方向の経路を通って流れるようにすると、ジュール加熱がエミッタ１００の温度を上昇させる。エミッタ１００に複数の別個のエリア（例えば、四分円）を設けることによって、より大きいエミッタを形成することができる。例えば、図示した４つの四分円パターンでは、追加の折り返し点を所望の幅に保ちながらも、駆動電流を維持することができる。

【0018】

矢印１１４で電気路を示している。経路は半径方向であり、矢印１１４は、外径から円に入り、進路に従って円の中心に到達した後に、別の四分円に入り、経路にしたがって再び外径に到達する。上面１０６は、襞またはセグメント１２０を互いから分離する細穴１１６を含んで、単一の蛇行する半径方向の電気路を定める。細穴は、電気路を定めて、隣接する襞またはセグメント１２０の間で短絡することなく半径方向の熱膨張を可能にするサイズにされる。１つの実施形態では、細穴は約６０μｍの幅であり、セグメント１２０は約３２０μｍの幅である。セグメント１２０のサイズおよび数は、放射面１１０の特性に影響を及ぼすように選択することができる。例えば、セグメント１２０は、各折り返し点１２２で方向を変える半径方向の経路を設け、各折り返し点１２２は、細穴１１６および隣接するセグメント１２０からの任意の他の物理的分離によって定められる。電気路は、折り返し点１２２で方向を変えながら、セグメント１２０に沿って放射面１１０を曲がって進む。より多くの折り返し点１２２（およびより多くのセグメント１２０）を有する電気路が、結果として上昇温度の均一性およびより小さい駆動電流をもたらすことができる。しかしながら、より多くの折り返し点１２２を有するエミッタ１００は、製造がより複雑となる可能性がある。さらに、折り返し点１２２の幅は、任意のホットスポットを補うように調整することができ、それによって作動時の放射面の温度均一性を向上させる。

【0019】

上面１０６全体および放射面１１０内の電気の流れは、エミッタ１００が十分に高温に到達すると、放射面１１０の加熱、および結果として起こる電子放射をもたらす。一部の実施形態では、エミッタ１００は、タングステン、炭化ハフニウム（ＨｆＣ）、または他の材料を含む、電子放射を容易にする任意の適切な材料を含むことができる。さらに、エミッタ１００は、平らな上面１０６（および放射面１１０）を特徴として有するものとして示しているが、エミッタ１００は、一部の実施形態では、湾曲している、または他の場合は非平面状である可能性があることを理解されよう。

【0020】

エミッタ１００はまた、端子１１２ａを他の端子（例えば、端子１１２ｂ）から電気的に分離する通路１２４などの、電気路を定める追加の特徴を含むことができる。溝１３０が、放射面１１０の上半分１３２を下半分１３４から分離し、さらにセグメント１２０が放射面内で複数の経路を有することを避ける。図のように、溝１３０は、放射面１１０を二分する。溝１３０は、放射面の形状に応じて、放射面を実質的に等しい部分に分けることができる。溝１３０はまた、放射面１１０を通り越して、エミッタ１００の最長寸法の端部１３８で終わるより広い切り欠き１３６まで伸びることができる。

【0021】

エミッタ１００はまた、放射面１１０の一部を互いから部分的に分離する１つまたは複数のｖ字形のギャップ１３８を含むことができる。例えば、図示した実施形態は、放射面１１０の、左の四分円（１４０ａおよび１４０ｂ）を右の四分円（１４２ａおよび１４２ｂ）から分離する２つのｖ字形、すなわちテーパ状のギャップ１３８を示す。図のように、ｖ字形のギャップ１３８は、左四分円１４０と右四分円１４２との間に単一の電気路を残している。１つの実施形態では、ｖ字形ギャップ１３８は、軸（例えば、直径の軸）に沿って並んでいる。別の実施形態では、ｖ字形ギャップ１３８は、溝１３０と直交している。

【0022】

エミッタ１００はまた、放射面全体にわたって熱を冷却するまたは分散することを容易にする温度均一機能を含むことができる。例えば、熱を分散するように、通路１２４のサイズおよび形状を選択することができる。この目的のために、エミッタ１００に通路１４６を形成することもできる。通路１４６は、エミッタ１００をカソードアセンブリ６６内に配置するための位置合わせ穴として使用することもできる。さらに、溝１３０は、放射面１１０の中心に形成された穴１４８のような、熱分散機能を含むことができる。穴１４８は、温度を調節すること、または平滑化することを容易にする任意の好適な形状とすることができる。１つの実施形態では、穴１４８は、約５５０μｍの直径を有する。

【0023】

図５は、支柱１６０を示すエミッタ１００の透視図である。支柱１６０ａは、端子１１２ａに電気的に連結され、電流を提供する。同様に支柱１６０ｂは、端子１１２ｂに連結される。支柱１６０ｃは、導電性ではなく、接合部１６４でエミッタ１００に連結される。この連結は、固定式であれ、スライド式であれ、エミッタを面内（ｉｎ−ｐｌａｎｅ）に保持するための構造的支持を提供する。支柱１６０および端子１１２の位置を交換できることは理解されよう。さらにエミッタ１１０は、３つの支柱の配置ではなく、２つの支柱の配置で構成することができる。支柱は、任意の好適な方法でエミッタ１００に取り付けることができる。１つの実施形態では、支柱１６０は、エミッタ１００にレーザ溶接される。１つの実施形態では、支柱１６０は、放射面１１０の外側の位置でエミッタ１００に連結される。

【0024】

支柱１６０は、放射面１１０を定めるエリアの外側でエミッタ１００に連結される。図６は放射面１１０を、点線１７０で定められた円内であるとして示す。図示した実施形態では、放射面の直径ｄ₁は、少なくとも約７ｍｍ、または少なくとも約１０ｍｍとすることができる。エミッタ１００は、放射面１１０の外側に伸びる直径ｄ₂を有する円を形成し、最長のセグメント１２０は、少なくとも一部が放射面１１０の外側にある。一部の実施形態では、直径ｄ₁は約１０ｍｍであって、直径ｄ₂は約１１．５ｍｍである。

【0025】

上記のように、エミッタは、概ね丸形のエミッタ１００を異なるセクションまたは四半円に分離する１つまたは複数の機能を含むことができる。例えば、このような機能は、１つまたは複数のｖ字形ギャップ１３８を含むことができる。ｖ字形ギャップ１３８のサイズおよび形状は、セグメント１２０の熱膨張を可能にするように選択することができる。エミッタ１００は、加熱されると、１つまたは複数のｖ字形ギャップ１３８内で膨張し、１つまたは複数のｖ字形ギャップ１３８が、隣接するローブまたはセクションを互いに接触させることなくサイズにおいて減少するように構成される。具体的には、ｖ字形ギャップは一般に、エミッタ１００の中心から半径方向に伸びるにつれてより広がるものとすることができる。これにより、エミッタ１００の外周の方に位置するより長いセグメント１２０が、より短いセグメント１２０に比べてより大きく膨張することができる。より短いセグメント１２０はあまり膨張しない可能性があり、比較的狭いギャップを促す。ｖ字形ギャップ１３８のサイズは、膨張を可能にするが、さらに放射エリアの損失を最小限にするように選択することができる。

【0026】

ｖ字形のギャップ１３８は、ギャップ長が変化して、穴１４８に向かって最も狭くなるように、放射面１１０の中心に向かって先細になる。もっとも広い箇所で、ギャップ長ｌ₁は２６０μｍ以下とすることができる。１つの実施形態では、ｖ字形ギャップ１３８は、約１２０μｍと約２４０μｍとの間で変化するギャップ長を有することができる。さらに、ｖ字形ギャップ１３８は、約２以上の、最も広いギャップ長ｌ₁と最も狭いギャップ長の比によって、特徴付けることができる。すなわち、ｖ字形ギャップ１３８の最も広い箇所は、最も狭い箇所の２倍以上とすることができる。溝１３０は、概ね一定のサイズであるギャップ長ｌ₂を有することができる。１つの実施形態では、溝１３０のギャップ長ｌ₂は、約２４０μｍ未満である。別の実施形態では、溝１３０のギャップ長ｌ₂は、約１２０μｍと約２４０μｍの間である。

【0027】

エミッタ１００のサイズおよび形状は、カソードアセンブリ６６と併せて使用されるように好適な寸法に基づいて選択することができる。特定の実施形態では、エミッタ１００のより長い寸法ｌ₃は、放射面１１０の直径の約２倍とすることができる。１つの実施形態では、より長い寸法ｌ₃は、放射面１１０の直径の２倍よりも、１〜２ｍｍ長い、または短い範囲内とすることができる。別の実施形態では、エミッタ１００のより短い寸法ｌ₄は、放射面１１０のおよそ直径とすることができる。

【0028】

図７は、エミッタ１００の代替実施形態であり、代替実施形態では放射面１１０は、電気路が一般に軸方向となるように構成され、図示した実施形態では、概ね楕円形の放射面１１０となる。セグメント１２０は、各折り返し点１２２で約１８０度方向を転換する電気路を定める折り返し点１２２を含む。

【0029】

エミッタ１００は、約７〜９．５アンペアの駆動電流で比較的大きい放射面直径（例えば、少なくとも７ｍｍ）を有して放射温度を達成することができる。この配置は、関連する駆動電流の望ましくない増大なしに、放射面の直径を増大し、電子放射特性を向上させる。１つの実施形態では、放射面１１０は、この効果を達成する任意の好適な形状または構成とすることができる。例えば、放射面１１０は、一般に、丸形、円盤形、円形、環形、楕円形、または矩形とすることができる。

【0030】

エミッタ１００の形成に使用されるパターンにかかわらず、放射面１００全体にわたる温度分布は、運用駆動電流において比較的均一である。表１は、温度モデル化ソフトウェアを使用してモデル化される、放射（１０ｍｍの直径）設計および軸設計についての予想される温度プロフィールの結果を示す。

【0031】

【表1】

図のように、放射パターンの温度均一性は、最大駆動電流でも一貫していた。１つの実施形態では、エミッタ１００は、放射面１１０全体にわたって最高温度から約１０％未満、または約６％未満の温度差の温度均一性を維持する。

【0032】

記載した説明は、最良の方式を含み、さらに当業者が、任意のデバイスまたはシステムを作成して使用し、組み込まれた任意の方法を行うことなど、この技術を実践できるようにするための例を使用している。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲により定義するが、当業者であれば思い付く他の例も含むことができる。このような他の例は、特許請求の範囲の文字通りの言葉と違わない構造的要素を有する場合、または、特許請求の範囲の文字通りの言葉とはわずかな違いを有する等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内であるものとする。

【符号の説明】

【0033】

１０ コンピュータ断層撮影撮像システム
１２ ガントリ
１４ Ｘ線源
１８ コリメータ
２２ 患者
３２ データ取得システム
４６ 電動式台
４８ ガントリ開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】