特開 2024-118389 Ｘ線源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024118389

(43)【公開日】2024-08-30

(54)【発明の名称】Ｘ線源装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 35/16 20060101AFI20240823BHJP

   H01J 35/18 20060101ALI20240823BHJP

   H05G 1/02 20060101ALI20240823BHJP

   H05G 1/00 20060101ALI20240823BHJP

【ＦＩ】

H01J35/16

H01J35/18

H05G1/02 S

H05G1/00 G

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2023036964

(22)【出願日】2023-02-20

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-10-25

(71)【出願人】

【識別番号】516260800

【氏名又は名称】株式会社エム・ディ・インスツルメンツ

(72)【発明者】

【氏名】並木 啓行

(72)【発明者】

【氏名】中山 幸祐

(72)【発明者】

【氏名】土肥 元達

【テーマコード（参考）】

4C092

【Ｆターム（参考）】

4C092AB18

4C092BD01

4C092BD12

(57)【要約】      （修正有）

【課題】漏洩線遮蔽用の鉛使用量を減らし、Ｘ線源装置の軽量化を課題とする。
【解決手段】Ｘ線源装置が、絶縁媒体で満たされたＸ線管容器と、Ｘ線管容器内に配置されたＸ線管２と、Ｘ線管２から照射されるＸ線束を遮蔽するためＸ線管２外周囲に配置され開口部から照射領域を制限した一次Ｘ線束を放射できる管球減弱鉛６と、絶縁媒体が一次Ｘ線束中の軟Ｘ線を減弱させるためのＸ線管２との距離にＸ線管容器から一次Ｘ線束を取り出すため置かれたＸ線透過窓１０と、管球減弱鉛６とＸ線透過窓１０の間に設けられ管球減弱鉛開口部と合同または相似形状な筒状で管球減弱鉛開口部から放射される一次Ｘ線束の照射領域を管球減弱鉛開口部近傍で制限する照射口フランジ７と、Ｘ線透過窓１０から放射される一次Ｘ線束の照射領域を制限し定められた照射野でＸ線束を得る遮蔽コーンと、を有することで、照射野以外の一次Ｘ線を遮蔽し装置周囲の遮蔽用の鉛を減らす。
【選択図】図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁媒体で満たされた第一の密度を有する金属からなるＸ線管容器と、
Ｘ線管容器内に配置されたＸ線管と、
Ｘ線管から照射される一次Ｘ線束及び高次Ｘ線束を遮蔽するためにＸ線管外周囲に配置され、開口部から照射領域を制限した一次Ｘ線束を取り出すことができ、第一の密度より大きい第二の密度を有する金属からなる管球周囲遮蔽体と、
Ｘ線管から照射されるＸ線の内、絶縁媒体が軟Ｘ線を減弱させるためのＸ線管との距離にＸ線管容器から一次Ｘ線束を取り出すために配置されたＸ線透過窓と、
管球周囲遮蔽体とＸ線透過窓の間に設けられ管球周囲遮蔽体の開口部と合同または相似形状な筒状であり、管球周囲遮蔽体の開口部から放射される一次Ｘ線束の照射領域を管球周囲遮蔽体の開口部近傍で制限し、第一の密度より大きく、且つ第二の密度より小さい第三の密度を有する金属からなるＸ線絞り部品と、
Ｘ線透過窓から放射される一次Ｘ線束の照射領域を制限して、予め定められた照射野でＸ線束を取り出す照射野限定器とを有する
Ｘ線源装置

【請求項2】

請求項１において、Ｘ線管の外周囲と管球周囲遮蔽体の間に設けられ、管球周囲遮蔽体の開口部より小さい相似形の開口部を持つ絶縁物体を有するＸ線源装置

【請求項3】

請求項２において、絶縁物体は円筒状の形状を有し、絶縁物体の外周面に管球周囲遮蔽体が設けられているＸ線源装置

【請求項4】

請求項１において、Ｘ線絞り部品は、円筒状の形状を有する円筒部と円筒部のＸ線透過窓側の一端に設けられた円盤状のフランジ部とを有するＸ線源装置

【請求項5】

請求項４において、フランジ部は、絶縁媒体を密封するためのＯリング溝を有するＸ線源装置

【請求項6】

請求項３において、Ｘ線絞り部品の円筒部Ｘ線管側の一端が平面形状を持つＸ線源装置

【請求項7】

請求項１において、Ｘ線管は、陽極のターゲットを覆い、且つ、陰極から放出される電子を通す開口とターゲットから照射される一次Ｘ線束を制限する開口を持つフードを有するＸ線源装置

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ線源装置の構造に係り、特にＸ線源装置のＸ線束の漏洩を防護する鉛の使用量を低減し、Ｘ線源装置を軽量化、小形化する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、Ｘ線管及びこれを内蔵するＸ線管装置や照射野限定器を含むＸ線源装置は医療用のＸ線診断装置や産業用のＸ線検査装置などに使用されている。これらのＸ線管では、真空外囲器内に、電子線を発生する陰極と、陰極から発生した電子線が衝突してＸ線束を発生するターゲットを備えた陽極とが対向して配設されている。陰極は、熱電子を発生するフィラメントと、この熱電子を陽極に向かう電子線に集束する集束電極と、集束電極を支持する集束電極支持体と、これらを絶縁支持し、高電圧の陰極電位やフィラメント加熱電圧を給電するためのリード線を備えたステムなどから構成される。陽極は、陰極からの電子線が衝突してＸ線束を発生するターゲットと、ターゲットを支持し、そこで発生した熱を放散させるターゲット支持体などからも構成される。また、真空外囲器は通常絶縁物から成り、陰極や陽極を絶縁支持する。Ｘ線束は外囲器のＸ線放射窓を通して外部に放射される。尚、焦点から放射されるＸ線束は、ターゲットの法線方向に最も強く、ターゲットに沿った方向で強度ゼロになるような半球の範囲に照射される。

【0003】

また、上記のＸ線管を内蔵するＸ線管装置は、Ｘ線管と、これを収納するＸ線管容器と、Ｘ線管容器に充填され、Ｘ線管などの絶縁をする絶縁油と、Ｘ線管に高電圧を供給するためのケーブルレセプタクルと、絶縁油の膨張、収縮を緩衝するベローズなどから構成される。Ｘ線管容器にはＸ線束を外部に取り出すためのＸ線放射口やケーブルレセプタクルを取り付けるためのケーブルレセプタクル取り付け部などを備えており、Ｘ線管容器の内壁面または外側にはＸ線放射口以外の部分からのＸ線漏洩を防護するために鉛板などが貼られている。ケーブルレセプタクルは、外部の高電圧発生装置から供給される高電圧をＸ線管容器内に導入するため高電圧接続部品である。ケーブルレセプタクルの代わりに高電圧発生装置をＸ線管装置内に収納する場合もある

【0004】

一般に、診断放射線医学におけるＸ線源装置は、Ｘ線画像用途では、フィルタによって、主にＸ線スペクトルの低エネルギー領域内においてＸ線束が減弱されるため、線量およびノイズが低減され、これによってＸ線画像の品質が向上する。上記フィルタの材料および厚さは、検査対象のＸ線減弱特性によって決められる。診断放射線医学では、異なるＸ線管からのＸ線出力を比較する基準として、３ミリメートルのアルミニウムを用いた標準的な濾過によって、従来の最低限の濾過を行う場合が多い。

【0005】

二次Ｘ線束は、例えば、被検体に入射した一次Ｘ線束が被検体内で光電効果やコンプトン散乱を起こすことで生じる。

【0006】

一般に二次Ｘ線束は、一次Ｘ線束に比して量も少なく、軟く、かつ一般に入射角度が大きい。そのため、銅系及び鉄系金属で有効にＸ線減弱を行える場合もある。

【0007】

公知例として、鉛を内張りした円筒状のコーンを設けることでＸ線束の照射領域を制限し、金属製のＸ線管容器の内にＸ線遮蔽筒を設けたＸ線源装置は特許文献１に開示されている。しかし、管球を囲む遮蔽筒と照射口フランジで一次Ｘ線束を遮蔽する構造についての記述はない。

【0008】

公知例として、Ｘ線管の周辺で金属により一次Ｘ線束を遮蔽する構造を設けたＸ線管装置は特許文献２に開示されている。しかし、管球を囲む遮蔽筒とＸ線絞り部品で一次Ｘ線束を遮蔽する構造についての記述はない。

【0009】

公知例として、フィルタによって、Ｘ線スペクトルの低エネルギー領域内においてＸ線束が減弱させる構造を設けたＸ線管装置は特許文献３に開示されている。しかし、フィルタを絶縁油で構成する構造や、管球を囲む遮蔽筒とＸ線絞り部品で一次Ｘ線束を遮蔽する構造についての記述及び示唆はない。

【0010】

公知例として、Ｘ線防護具が設置されたＸ線診断装置は特許文献４に開示されている。しかし、管球を囲む遮蔽筒とＸ線絞り部品で一次Ｘ線束を遮蔽する構造についての記述及び示唆はない。

【0011】

公知例として、鉛以外の材料でＸ線遮蔽筒を設けたＸ線管装置は特許文献５に開示されている。しかし、フィルタを絶縁油で構成する構造や、管球を囲む遮蔽筒とＸ線絞り部品で一次Ｘ線束を遮蔽する構造についての記述及び示唆はない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【特許文献1】実公平０３－０１９１９９

【特許文献2】特許４９１９９５６

【特許文献3】特表２００９－５４５８４０

【特許文献4】特開２０２１－１１５１１３

【特許文献5】特開昭５６－０４２９９８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

従来の方法では、Ｘ線管から照射される軟Ｘ線を減弱するためにアルミ板のフィルタを設ける必要があり、アルミは密度が低く、Ｘ線減弱係数が低いため、フィルタ領域では一次Ｘ線束の減弱ができず、Ｘ線管容器周囲に鉛を巻きつけて、減弱・遮蔽している。そのため、鉛の表面積が大きく、減弱・遮蔽に必要な鉛の厚みが厚くなり、Ｘ線源装置の重量が重くなり、その結果、Ｘ線源装置の支持や振動安定性を確保するために、支持構造に要求される強度が高くなるという課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0017】

本件第一の発明のＸ線源装置は、
絶縁媒体で満たされた第一の密度を有する金属からなるＸ線管容器と、
Ｘ線管容器内に配置されたＸ線管と、
Ｘ線管から照射される一次Ｘ線束及び高次Ｘ線束を遮蔽するためにＸ線管外周囲に配置され、開口部から照射領域を制限した一次Ｘ線束を取り出すことができ、第一の密度より大きい第二の密度を有する金属からなる管球周囲遮蔽体と、
Ｘ線管から照射されるＸ線の内、絶縁媒体が軟Ｘ線を減弱させるためのＸ線管との距離にＸ線管容器から一次Ｘ線束を取り出すために配置されたＸ線透過窓と、
管球周囲遮蔽体とＸ線透過窓の間に設けられ管球周囲遮蔽体の開口部と合同または相似形状な筒状であり、管球周囲遮蔽体の開口部から放射される一次Ｘ線束の照射領域を管球周囲遮蔽体の開口部近傍で制限し、第一の密度より大きく、且つ第二の密度より小さい第三の密度を有する金属からなるＸ線絞り部品と、
Ｘ線透過窓から放射される一次Ｘ線束の照射領域を制限して、予め定められた照射野でＸ線束を取り出す照射野限定器とを有することを特徴とする。

【0018】

本件第二の発明は本件第一の発明のＸ線源装置において、
Ｘ線管の外周囲と管球周囲遮蔽体の間に設けられ、管球周囲遮蔽体の開口部より小さい相似形の開口部を持つ絶縁物体を有することを特徴とする。

【0019】

本件第三の発明は本件第二の発明のＸ線源装置において、
絶縁物体は円筒状の形状を有し、絶縁物体の外周面に管球周囲遮蔽体が設けられている
ことを特徴とする。

【0020】

本件第四の発明は本件第一の発明のＸ線源装置において、
Ｘ線絞り部品は、円筒状の形状を有する円筒部と円筒部のＸ線透過窓側の一端に設けられた円盤状のフランジ部とを有する
ことを特徴とする。

【0021】

本件第五の発明は本件第四の発明のＸ線源装置において、
フランジ部は、絶縁媒体を密封するためのＯリング溝を有する
ことを特徴とする。

【0022】

本件第六の発明は本件第一の発明のＸ線源装置において、
Ｘ線絞り部品の円筒部Ｘ線管側の一端が平面形状を持つ
ことを特徴とする。

【0023】

本件第七の発明は本件第一の発明のＸ線源装置において、Ｘ線管は、陽極のターゲットを覆い、且つ、陰極から放出される電子を通す開口とターゲットから照射される一次Ｘ線束を制限する開口を持つフードを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0024】

本件第一の発明においては、管球周囲遮蔽体とＸ線透過窓との間にＸ線絞り部品を設けることにより、軟Ｘ線を減弱すると共に、Ｘ線管の周囲でＸ線として強い一次Ｘ線束を制限することができるため、Ｘ線源装置全体に巻き付ける鉛の範囲を小さく、厚さを薄くし、軽量なＸ線源装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】図１は、Ｘ線管２の焦点位置Ｏを原点にｘｙｚ座標系内にＸ線源装置を配置した図である。

【図2】図２は、図１のＸ線源装置をｘｙ平面で切断した断面図である。

【図3】図３は、図２のＸ線管２周囲の拡大図である。

【図4】図４は、Ｘ線管２の焦点位置Ｏを原点にｘｙｚ座標系内にＸ線管２・絶縁筒５・管球減弱鉛６・Ｘ線絞り部品７を配置した図である。

【図5】図５は、図４のｙｚ平面をｘ軸正方向から見た図である。

【図6】図６は、Ｘ線管２とＸ線絞り部品７、遮蔽コーン４（照射野限定器）に着目し、ｘｙ平面断面に対して形状、照射領域を示した図である。

【図7】図７は、Ｘ線管２とＸ線絞り部品７、遮蔽コーン４に着目し、ｚｘ平面断面に対して形状、照射領域を示した図である。

【図8】図８は、図７をＸ線管２とＸ線絞り部品７に着目し、形状、照射領域を示した図である。

【図9】図９は、図６をＸ線管２とＸ線絞り部品７に着目し、形状、照射領域を示した図である。

【図10】図１０は、図６をＸ線管とＸ線絞り部品７・遮蔽コーン４に位置関係に着目し、照射領域を示した図である。

【図11】図１１は、図１０を管球遮蔽鉛開口部６ａと照射口フランジ７・遮蔽コーン４に位置関係に着目し、照射領域を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

（一実施形態）
以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照し説明する。
開示は一例であり、当業者において発明の主旨を保っての適宜変更について、容易に想到できるものについては、本発明の範囲に含有される。また、図面は説明をより明確にするために実際に比べ寸法・形状等を模式的に表している場合がある。本明細書と各図における要素が、既出の図内の要素と同様な場合は、同一の符号を付け、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0027】

まず、実施形態のＸ線源装置に関して説明する。図１は本発明に係るＸ線源装置の一実施例の外観を示し、図２は図１のｘｙ平面の断面図であり、図３は図２の固定陽極フード付Ｘ線管２の周囲の拡大図である。

【0028】

請求項内の照射野限定器の一例を遮蔽コーン４、絶縁物体の一例を絶縁筒５、管球周囲遮蔽体の一例を管球減弱鉛６、Ｘ線絞り部品の一例を照射口フランジ７とする。

【0029】

本実施例はＸ線源装置の内、図２のＸ線源装置はＸ線管容器１の内側にＸ線管２と高圧回路基板３を有し、その内部は絶縁媒体１４で満たされる。密閉するために、Ｏリング溝が付いたフランジ部７ａと円筒部７ｂを持つ照射口フランジ７を使用する。図３においてＸ線管容器１と照射口フランジ７の間にはＯリング８が、照射口フランジ７とＸ線透過窓１０の間にはパッキン９が挿入されることでＸ線管容器１の内部はＸ線管容器照射口１ａで密閉されるため、絶縁媒体１４は液体や気体とすることが可能である。Ｘ線管２の外周側には、管球減弱鉛６が接着剤で外周側に固定された円筒状の絶縁筒５があり、この絶縁筒５は金属バンドによって管球固定板１３に固定され、後述の照射口フランジ７の円筒部７ｂと絶縁筒５の開口部５ａの位置合わせ後、管球固定板１３はＸ線管容器１にネジで締結されることで、Ｘ線管２はＸ線管容器１に固定される。絶縁筒５は樹脂製の円筒でＸ線管２に高電圧が印加されたときに周囲の金属部品への放電を避けるために使用し、絶縁筒５の両端面にそれぞれ図７のＸ線管２のアノード２ａとカソード２ｂに接続する高耐圧電線を通す。管球減弱鉛６は絶縁筒に巻き付けられ、Ｘ線管周囲のＸ線束を減弱する。厚み・鉛の純度はＸ線発生装置に要求される出力に依って決定される。円錐パイプ形状の樹脂部品に鉛が巻き付けられた構成の遮蔽コーン４は金属製の固定金具を介してＸ線管容器１の外側にネジで締結される

【0030】

図３のＸ線源装置において絶縁筒５、管球減弱鉛６はそれぞれ開口部５ａと６ａを持ち、Ｘ線管のアノード２ａのフード２ａ－１に開く開口部２ａ－２と絶縁筒開口部５ａ、減弱鉛開口部６ａは同心円である。フード２ａ－１の開口部２ａ－２と照射口フランジ７、リング状のパッキン９、円盤形のＸ線透過窓１０、リング状の座金１１、リング状の照射口固定ネジ１２、円錐パイプ形状の遮蔽コーン４は同じ中心軸を有する。尚、この中心軸は図１に示すＸ線管焦点Ｏを含むｘ軸である。

【0031】

図３のＸ線源装置において照射口フランジ７はＯリング８をはめる溝を持つ円盤状のフランジ部７ａと円筒部７ｂ持つｘ軸を中心線とする回転体である。照射口フランジ７は、真鍮等の高密度金属製である。Ｘ線束は高密度の物質を通ると減弱されやすく、鉛が最も減弱しやすく、真鍮、アルミ合金と密度が低くなるほど減弱されにくくなるため、Ｘ線が透過する距離を長くする必要がある。Ｘ線管容器１の本実施形態では円筒部７ｂの先端は一平面上に加工することとする。照射口フランジ７の溝にＮＢＲゴム製のＯリング８をはめた状態で、Ｘ線管容器１に開く照射口１ａに差し込まれる。このとき、照射口フランジ７とフード２ａ－１に開く開口部２ａ－２、絶縁筒開口部５ａ、減弱鉛開口部６ａと同軸に配置して、照射口フランジ７の円筒部７ｂの先端は管球減弱鉛６に対してｚ軸に平行な２つの線分で線接触または限りなく近づく。照射口フランジ７に次いで、シリコン等のゴム製パッキン９、アクリル等の樹脂製のＸ線透過窓１０を配置して、金属製の座金１１と照射口固定ネジ１２で締め付け、Ｘ線管容器１に固定する。絶縁媒体１４をＸ線管容器１内に密封するためにＯリング８はＸ線管容器１と照射口フランジ７間をシールし、パッキン９は照射口フランジ７とＸ線透過窓１０をシールする。Ｘ線管容器１の中は絶縁油等の絶縁媒体１４で満たされ、高電圧に対して絶縁する。Ｘ線管２の表面とＸ線透過窓１０の距離Ｌ内も絶縁媒体１４で満たされており、Ｘ線束の内、減弱をし易い軟Ｘ線は絶縁媒体１４を透過することで吸収される。医療用Ｘ線発生装置では軟Ｘ線を吸収させ、線質を調節し線質等価ろ過で表した総ろ過を表示する必要がある。絶縁媒体１４の固有ろ過値からＸ線束が透過する距離Ｌの長さを変更することによって、線質調整が可能で距離Ｌは、照射口フランジ７の長さＬ７によって決定する。

【0032】

図４は図１のｘｙｚ座標上中に図１の実施例からＸ線管２と絶縁筒５・管球減弱鉛６・照射口フランジ７を抜粋した図である。図５は図４のｙｚ平面をｘ軸正方向から見た図であり、絶縁筒５の開口部５ａの内径ｄ５は照射口フランジ７の内径ｄ７と大きさが等しくなるように形成される。これにより、Ｘ線管２を取り付けた絶縁筒５の開口部５ａと照射口フランジ７の内径側とに円筒状の冶具を貫通させることで、絶縁筒５の開口部５ａと照射口フランジ７の中心軸が同一になるよう、位置合わせができる。ここで後述の照射口フランジ７と管球減弱鉛６の接触部での変形対策に加え、位置合わせ用の治具を使用するときに、管球減弱鉛６の開口部６ａの変形を避けるために、管球減弱鉛６の開口部６ａの内径ｄ６は絶縁筒５の開口部５ａの内径ｄ５より大きくする。また、管球減弱鉛６の開口部６ａの内径ｄ６は後述の照射領域の制限のために照射口フランジ７円筒部外径Ｄ７－１より小さく形成される。

【0033】

図６はＸ線管焦点位置を原点にｘｙｚ座標系内に図１の実施例のＸ線源装置構成部品の内、Ｘ線管２と遮蔽コーン４・絶縁筒５・管球減弱鉛６・照射口フランジ７に着目して配置したｘｙ平面断面図である。また、図７は図６と同じ構成のｚｘ平面断面図である。
高圧回路基板３より電圧を印加されたときに、Ｘ線管２のＸ線管焦点Ｏからｘ軸方向にＸ線束が照射される様子を示したものである。Ｘ線管２から照射される一次Ｘ線束は、アノード２ａのターゲット２ａ－３の面に沿っての半球状に照射され、フード２ａ－１の開口部２ａ－２によって制限される照射領域Ａ１とカソード２ｂ方向へ照射される照射領域Ａ２に分かれる。照射領域Ａ２はカソード２ｂの集束体２ｂ－１や遮蔽板２ｂ－２に当たり、一次Ｘ線束は減弱される。照射領域Ａ１は管球減弱鉛６の開口部６ａで照射領域Ａ３に制限され、照射口フランジ７によって更に照射領域Ａ４に制限される。最終的に照射領域Ａ４は遮蔽コーン４によって制限され、予め定められた撮影に必要な照射野Ａ５を得て、被写体１５に照射され、Ｘ線受光面１６でＸ線像が取得される。

【0034】

図８、図９はＸ線管２、絶縁筒５、管球減弱鉛６、照射口フランジ７によって照射領域Ａ１、Ａ３、Ａ４が制限されるメカニズムをそれぞれｚｘ平面、ｘｙ平面の断面図を示す。図１０は照射口フランジ７と遮蔽コーン４の遮蔽範囲を示す。

【0035】

図８の点Ｐ１から点Ｐ１２は、照射口フランジ７断面上の点であり、照射口フランジ７は領域（Ｐ１－Ｐ２－Ｐ３－Ｐ４－Ｐ５－Ｐ６－Ｐ７－Ｐ８－Ｐ９－Ｐ１０－Ｐ１１－Ｐ１２）のｘ軸に対する回転体である。領域（Ｐ１－Ｐ２－Ｐ３－Ｐ４－Ｐ１２）は照射口フランジ７の円筒部７ｂで、領域（Ｐ４－Ｐ５－Ｐ６－Ｐ７－Ｐ８－Ｐ９－Ｐ１０－Ｐ１１－Ｐ１２）はフランジ部７ａである。また、領域（Ｐ８－Ｐ９－Ｐ１０－Ｐ１１）はＯリング８をはめる溝である。

【0036】

図８の線分（Ｐ１－Ｐ２）は照射口フランジ７の円筒部７ｂ先端の面上にあり、ｙｚ平面に平行な線である。線分（Ｐ２－Ｐ３）はｘ軸に平行な線で、ｘ軸を中心に照射口フランジ７の円筒部７ｂの内径ｄ７を形成する線である。線分（Ｐ４－Ｐ５）は照射口フランジ７のフランジ部７ｂ先端の面上にあり、ｙｚ平面に平行な線である。線分（Ｐ６－Ｐ７）はｘ軸に平行な線で、ｘ軸を中心に照射口フランジ７のフランジ部７ａの外径Ｄ７－２を形成する線である。線分（Ｐ３－Ｐ４）と線分（Ｐ５－Ｐ６）は、それぞれ線分（Ｐ２－Ｐ３）と線分（Ｐ４－Ｐ５）・線分（Ｐ４－Ｐ５）と線分（Ｐ６－Ｐ７）に対する面取り形状の線である。線分（Ｐ７－Ｐ８）と線分（Ｐ１１－Ｐ１２）は同一線上でｙｚ平面に平行な線である。線分（Ｐ１２－Ｐ１）はｘ軸に平行な線で、ｘ軸を中心に照射口フランジ７の円筒部７ｂの外径Ｄ７－１を形成する線である。線分（Ｐ８－Ｐ９）と線分（Ｐ１０－Ｐ１１）はｘ軸に平行でＯリング８用の溝幅を形成する。線分（Ｐ９－Ｐ１０）は線分（Ｐ７－Ｐ１２）に平行でＯリング８用の溝底を形成する。

【0037】

図８、図９よりＸ線管焦点Ｏから照射され、アノード２ａのターゲット２ａ－３とフード２ａ－１開口部で制限される照射領域Ａ１はフード２ａ－１開口部上の点Ｑと焦点Ｏの延長上で管球減弱鉛６の内壁上の点Ｒ１に当たり減弱される。管球減弱鉛６の開口部６ａ上の点Ｒ２と焦点Ｏを結ぶ線上の範囲で照射領域Ａ３を得る。ターゲット２ａ－３で制限される照射領域Ａ１の一部は、管球減弱鉛６に当たらず、開口部６ａで制限されず更に外に照射される。

【0038】

図８、図９の照射口フランジ７の先端部の線分（Ｐ１－Ｐ２）上で照射領域Ａ３の境界上の点を点Ｐｉ１と置き、図８のターゲット２ａ－３の延長線上で照射口フランジ７の円筒部７ｂ内壁上線分（Ｐ２－Ｐ３）上の点を点Ｐｉ０と置く。管球減弱鉛６の開口部６ａから出る一次Ｘ線束は線分（Ｐｉ１－Ｐ２）と線分（Ｐ２－Ｐ３）の範囲で照射口フランジ７に照射される。線分（Ｏ－Ｐｉ１）の延長線上で線分（Ｐ１２－Ｐ１）上の点を点Ｐｏ１、線分（Ｐ９－Ｐ１０）上の点をＰｉ２、線分（Ｐ４－Ｐ５）上の点をＰｏ２と置き、線分（Ｏ－Ｐｉ０）の延長線上で線分（Ｐ３－Ｐ４）上の点を点Ｐｏ０とする。照射領域Ａ３の一次Ｘ線束は領域（Ｐｉ１－Ｐ２－Ｐ３－Ｐ４－Ｐｏ２－Ｐｉ２－Ｐ１０－Ｐ１１－Ｐｏ１）の範囲で減弱される。

【0039】

図８、図９においてＸ線強度が強いときは、領域（Ｐｏ１－Ｐ１２－Ｐ１１－Ｐ１０－Ｐｉ２）では、照射口フランジ７の円筒部７ｂの薄肉の範囲では一次Ｘ線束の遮蔽できず、減弱した一次Ｘ線束が透過し、フランジ部７ａに照射される場合がある。図９において、透過したＸ線束はフランジ部７ａ上の線分（Ｐｉ２－Ｐ１０）または線分（Ｐ１１－Ｐ１２）に再入射され、減弱される。フランジ部７ａはＯリング８用の溝と一次Ｘ線束を減弱するための構造で、溝幅と管球減弱鉛６から照射される照射領域Ａ３によって外径Ｄ７－２が決定する。

【0040】

また、図８、図９において領域（Ｐ２－Ｐ３－Ｐ４）での減弱能力はｘ軸に近づくほど、Ｐ３に近くなり、一次Ｘ線束が照射口フランジ７を透過する距離が短いため、Ｘ線強度が強いときは、一部のＸ線束を遮蔽できず、減弱した一次Ｘ線束が透過する場合がある。図１０においてＰ２を通る一次Ｘ線束の延長線上にある遮蔽コーン４で減弱し、Ｘ線源装置として撮影に必要な照射野Ａ５を除く一次Ｘ線束の遮蔽が可能である。

【0041】

図８の領域（Ｐ１－Ｐｉ１－Ｐｏ１）及び、領域（Ｐｉ２－Ｐｏ２－Ｐ５－Ｐ６－Ｐ７－Ｐ８－Ｐ９）、線分（Ｐｉ１－Ｐ２）があることによって、照射口フランジ７の円筒部７ｂと管球減弱鉛６の開口部６ａの同軸の位置合わせの誤差や照射口フランジ７の円筒部７ｂの先端と管球減弱鉛６の接触の有無によって照射される一次Ｘ線束領域の誤差を吸収することができる。

【0042】

図８、図９において線分（Ｐ１－Ｐ２）と減弱鉛開口部上の点Ｒ２の間には絶縁媒体１４に満たされた領域（Ｒ２－Ｐ２－Ｐ１）の空隙がある。領域（Ｒ２－Ｐ２－Ｐ１）は図８のｚｘ平面断面では線分（Ｐ１－Ｐ２）上の点Ｐｉ１と管球減弱鉛６の開口部６ａ上の点Ｒ２が一致または限りなく近づくため、最も小さく、図９のｘｙ平面断面では、照射口フランジ７の円筒部７ｂの先端線分（Ｐ１－Ｐ２）が平面で管球減弱鉛６が円筒形であるため、最も大きくなる。点Ｒ２は管球減弱鉛６の開口部６ａに沿ってｘ軸方向に移動するため、ｚｘ平面断面の領域（Ｒ２－Ｐ２－Ｐ１）からｘｙ平面断面の領域（Ｒ２－Ｐ２－Ｐ１）は連続的に大きくなる。

【0043】

図８のｚｘ平面断面では照射口フランジ７の円筒部７ｂ上の点Ｐｉ１と管球減弱鉛６の開口部６ａ上の点Ｒ２は一致または限りなく近づく。このとき、照射口フランジ７の円筒部７ｂ先端の線分（Ｐ１－Ｐ２）は、管球減弱鉛６に対して線分（Ｐ１－Ｐｉ１）で線接触をする、または、限りなく近づく。絶縁筒５の開口部５ａ上の点を点Ｓと置き、絶縁筒５と管球減弱鉛６の開口部６ａが接触している点を点Ｒ３と置く。照射口フランジ７の先端が管球減弱鉛６に接触したとき、管球減弱鉛６の開口部６ａは変形をする場合がある。このとき管球減弱鉛６の変形箇所では線分（Ｒ２－Ｒ３）の厚みが薄くなり、開口部６ａは小さくなる。この変形により点Ｒ３は点Ｓに近づくが微小であり、領域（Ｓ－Ｒ３－Ｒ２）での範囲内で変形をする。管球減弱鉛６が点Ｓにあるエッジを超える変形をすると管球減弱鉛６が点Ｓ上で剪断応力を受け、バリや剪断破壊の原因となり、放電等の電気的なリスクを生じる可能性がある。本実施例では管球減弱鉛６は点Ｓに接触しないため、バリや剪断破壊は起きない。

【0044】

図８、図９において領域（Ｒ２－Ｐ２－Ｐ１）は領域（Ｒ２－Ｐｉ１－Ｐ１）と領域（Ｒ２－Ｐ２－Ｐｉ１）に分けることができる。領域（Ｒ２－Ｐｉ１－Ｐ１）の一次Ｘ線束は管球減弱鉛６で減弱・遮蔽されていて、領域（Ｒ２－Ｐ２－Ｐｉ１）内の一次Ｘ線束も照射方向が限定されているため、一次Ｘ線束は漏洩しない。

【0045】

図１１は図１０に対して、絶縁筒５の開口部５ａや管球減弱鉛６の開口部６ａに対して、照射口フランジ７の円筒部７ｂの内径ｄ７－１を大きくした場合の図である。照射口フランジ７を管球減弱鉛６の開口部６ａに対して大きくしていくと、照射領域Ａ３を制限した照射領域Ａ４が大きくなり、最終的に照射口フランジ７で照射領域Ａ３を制限することができなくなり、照射領域Ａ４は照射領域Ａ３に等しくなる。また、照射領域Ａ４が遮蔽コーン鉛４ｂの内部に照射されるとき、減弱できるため、照射領域Ａ４が大きくなると、遮蔽コーン４は太くなり、遮蔽に必要な遮蔽コーン鉛４ｂが多くなるため、Ｘ線源装置は重く、大きくなる。照射領域Ａ３を照射口フランジ７で制限し、照射領域Ａ４を遮蔽コーン鉛で制限することを考慮して、照射口フランジ７と遮蔽コーン４の大きさ・位置を決定する。

【0046】

図８、図９の領域（Ｒ２－Ｐ２－Ｐ１）や管球減弱鉛６の円筒部から放出される二次Ｘ線束以降の高次Ｘ線束は、Ｘ線管容器１に巻いたＸ線管容器遮蔽鉛で遮蔽をする。

【0047】

図９の照射口フランジ７の円筒部７ｂの先端の線分（Ｐ１－Ｐ２）部を管球減弱鉛６の外周に沿う形状を有する場合、加工コストが上昇するが、領域（Ｒ２－Ｐ２－Ｐ１）は限りなく小さく照射口フランジ７の円筒部７ｂの円周上でほぼ一定となり、領域（Ｒ２－Ｐ２－Ｐ１）で一次Ｘ線束は減弱され、更に高次Ｘ線束の減弱が可能である。

【0048】

図６、図７の照射領域Ａ４に制限された一次Ｘ線束を、医療用途・診断用途として取り出すときは、焦点Ｏと被写体１５の距離を用途毎に確保し、Ｘ線源装置から照射されるＸ線束の範囲を限定する必要がある。遮蔽コーン４の鉛内壁で、照射領域Ａ４は照射野Ａ５に限定され、遮蔽コーン４の長さで焦点Ｏと被写体の距離を確保する。

【0049】

図１のＸ線源装置において、Ｘ線の照射領域の内、照射野として診断・検査等で有効に使用される以外の一次Ｘ線束がＸ線管２のフード２ａ－１、管球減弱鉛６、照射口フランジ７、遮蔽コーン４により遮蔽される。これによりＸ線管容器１の外側を囲う鉛は、一次Ｘ線束とＸ線源装置内の部品との相互作用により生じる、一次Ｘ線束と比べて線量が少なく、軟らかい二次Ｘ線束の減弱のみに使用され、一次Ｘ線束を含むＸ線束の減弱に使用する場合よりも鉛の厚さを薄くできるため、Ｘ線源装置は軽量となる。

【0050】

図１のＸ線管装置において、加工が容易且つ軽量・強度を持つＸ線管容器１の製造方法の例としてアルミダイキャストが挙げられる。

【0051】

図１のＸ線源装置において、金型での成形が可能で作製費が安価な遮蔽コーン４の円錐パイプ形状の樹脂部品の材料の例としてＡＢＳ樹脂が挙げられる。

【0052】

図３のＸ線管装置において、パイプ形状での入手が可能で切削加工が容易かつ電気的な絶縁性能を有する樹脂製の絶縁筒５の材料の例としてアクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂が挙げられる。

【0053】

図１のＸ線管装置において、Ｘ線管容器１の材料であるアルミ合金よりＸ線減弱係数が大きく、硬く、切削加工が容易な照射口フランジ７の材料の例として真鍮、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６が挙げられる。

【0054】

図３のＸ線管装置において、絶縁油に耐性があるＯリング８の材料の例としてＮＢＲゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）が挙げられる。

【0055】

図３のＸ線管装置において、絶縁油に耐性があるパッキン９の材料の例としてシリコンゴム、ＮＢＲゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）が挙げられる。

【0056】

図３のＸ線管装置において、絶縁油に耐性があり、Ｘ線を透過するＸ線透過窓１０の材料の例としてアクリル、純アルミが挙げられる。

【0057】

図３のＸ線管装置において、形成が可能な座金１１の材料の例として真鍮、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６が挙げられる。

【0058】

図３のＸ線管装置において、切削加工によるねじの形成が可能な照射口固定ネジ１２の材料の例として真鍮、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６が挙げられる。

【0059】

図３のＸ線管装置において、Ｘ線管に印加される電圧を電気的に絶縁する絶縁媒体１４の例として絶縁油等の絶縁流体や、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂等の絶縁樹脂等が挙げられる。

【符号の説明】

【0060】

１ Ｘ線管容器
１ａ Ｘ線管容器照射口
２ Ｘ線管
２ａ アノード
２ａ－１ フード
２ａ－２ 開口部
２ａ－３ ターゲット
２ｂ カソード
２ｂ－１ 集束体
２ｂ－２ 遮蔽板
３ 高圧回路基板
４ 遮蔽コーン
４ａ 遮蔽コーン形状ガイド
４ｂ 遮蔽コーン鉛
５ 絶縁筒
５ａ 絶縁筒開口部
６ 管球減弱鉛
６ａ 減弱鉛照射開口部
７ 照射口フランジ
７ａ フランジ部
７ｂ 円筒部
８ Ｏリング
９ パッキン
１０ Ｘ線透過窓
１１ 座金
１２ 照射口固定ネジ
１３ 管球固定板
１４ 絶縁媒体
１５ 被写体
１６ 受光面
Ａ１ フード開口部２ｂによって制限される照射領域
Ａ２ カソード２ｂへ照射されるＸ線束領域
Ａ３ 管球減弱鉛６開口部６ａに制限される照射領域
Ａ４ 照射口フランジ７円筒部７ｂ内径に制限される照射領域
Ａ５ 撮影に必要な照射野（遮蔽コーン４に制限される照射野）
Ｏ Ｘ線管焦点
Ｐｎ（１≦ｎ≦１２） 照射口フランジ７上の外形点
Ｐｉｎ（０≦ｎ≦２） 照射口フランジ７と照射領域境界上のＸ線入射点
Ｐｏｎ（０≦ｎ≦２） 照射口フランジ７と照射領域境界上のＸ線透過点
Ｑ フード開口部上の点
Ｒ１ 照射領域Ａ１と管球減弱鉛６内壁上の点
Ｒ２ 減弱鉛照射開口部６ａ上の外径側の点
Ｒ３ 減弱鉛照射開口部６ａ上の内径側の点
Ｓ 絶縁筒開口部５ａ上の外径側の点
ｄ２ フード開口部２ｂの内径
ｄ５ 絶縁筒開口部５ａの内径
ｄ６ 管球減弱鉛６の開口部６ａ内径
ｄ７ 照射口フランジ円筒部７ｂ内径
Ｄ７－１ 照射口フランジ７の円筒部７ｂの外径
Ｄ７－２ 照射口フランジ７のフランジ部７ａの外径
Ｌ 管球表面－Ｘ線透過窓間距離
Ｌ７ 照射口フランジ７長さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2023-07-10

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線管容器とＸ線絞り部品間とがシールされ、Ｘ線絞り部品とＸ線透過窓とがシールされて、絶縁媒体がＸ線管容器内に密封され、
且つ、Ｘ線管容器内に配置されたＸ線管の表面とＸ線透過窓間に満たされた絶縁媒体を一次Ｘ線束が透過することで軟Ｘ線が吸収される医療用Ｘ線源装置であって、
絶縁媒体に満たされたＸ線管容器内に配置され、且つ、Ｘ線管から照射される一次Ｘ線束及び高次Ｘ線束を遮蔽するためにＸ線管外周囲に配置され、開口部から照射領域を制限した一次Ｘ線束を取り出すことができ、Ｘ線管容器の金属材料の第一の密度より大きい第二の密度を有する金属からなる管球周囲遮蔽体と
Ｘ線透過窓から放射される一次Ｘ線束の照射領域を制限して、予め定められた照射野でＸ線束を取り出す照射野限定器と
を有し、
上記Ｘ線絞り部品は、絶縁媒体に満たされたＸ線管容器内に配置され、 且つ、管球周囲遮蔽体とＸ線透過窓の間に設けられ、管球周囲遮蔽体の開口部と合同または相似形状な筒状であり、管球周囲遮蔽体の開口部から放射される一次Ｘ線束の照射領域を管球周囲遮蔽体の開口部近傍で制限し、第一の密度より大きく、且つ第二の密度より小さい第三の密度を有する金属からなることを特徴とする医療用Ｘ線源装置

【請求項2】

請求項１において、Ｘ線管の外周囲と管球周囲遮蔽体の間に設けられ、管球周囲遮蔽体の開口部より小さい相似形の開口部を持つ絶縁物体を有する医療用Ｘ線源装置

【請求項3】

請求項２において、絶縁物体は円筒状の形状を有し、絶縁物体の外周面に管球周囲遮蔽体が設けられている医療用Ｘ線源装置

【請求項4】

請求項１において、Ｘ線絞り部品は、円筒状の形状を有する円筒部と円筒部のＸ線透過窓側の一端に設けられた円盤状のフランジ部とを有する医療用Ｘ線源装置

【請求項5】

請求項４において、フランジ部は、絶縁媒体を密封するためのＯリング溝を有する医療用Ｘ線源装置

【請求項6】

請求項３において、Ｘ線絞り部品の円筒部Ｘ線管側の一端が平面形状を持つ医療用Ｘ線源装置

【請求項7】

請求項１において、Ｘ線管は、陽極のターゲットを覆い、且つ、陰極から放出される電子を通す開口とターゲットから照射される一次Ｘ線束を制限する開口を持つフードを有する医療用Ｘ線源装置