特開 2024-52557 Ｘ線管に真空を形成するシステム及び方法

(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】P2024052557

(43)【公開日】2024-04-11

(54)【発明の名称】Ｘ線管に真空を形成するシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   H01J 35/16 20060101AFI20240404BHJP

【ＦＩ】

H01J35/16

【審査請求】有

【請求項の数】24

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023141892

(22)【出願日】2023-09-01

(31)【優先権主張番号】17/957,135

(32)【優先日】2022-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】319011672

【氏名又は名称】ジーイー・プレシジョン・ヘルスケア・エルエルシー

(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】100151286

【弁理士】

【氏名又は名称】澤木 亮一

(72)【発明者】

【氏名】ライアン・ランドール・デイゲン

(72)【発明者】

【氏名】エヴァン・エム・ランプ

(57)【要約】      （修正有）

【課題】Ｘ線管アセンブリの真空環境を形成するためのシステム及び方法を提供する。
【解決手段】Ｘ線管アセンブリに真空環境を形成するシステムは、第１の端部と第２の端部とを有する真空管を含み、真空管の第１の端部は、Ｘ線管アセンブリの支持プレートに溶接され、真空管の第２の端部は、ピンチオフされる又はコールドプレスされて、Ｘ線管アセンブリのＸ線管インサート内に真空環境を密封する。Ｘ線管アセンブリ内に真空を形成する方法は、真空管の第１の端部をＸ線管アセンブリの支持プレートに溶接すること、真空管の第２の端部を真空ポンプに結合すること、真空ポンプを使用してＸ線管アセンブリに真空環境を形成すること、及び真空管の第２の端部をピンチオフして真空環境を密封することを含む。
【選択図】図８Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線管のＸ線管インサートに真空を形成するシステムであって、
Ｘ線管インサート、
第１の端部と第２の端部とを有する真空管であって、前記第１の端部は前記Ｘ線管インサートに結合されている、真空管、
前記真空管の前記第１の端部を前記Ｘ線管インサートに結合するソケット、
延長管であって、前記真空管の第２の端部は前記延長管に結合されている、延長管、
前記真空管の第２の端部を前記延長管に結合するアダプタ、及び
前記Ｘ線管インサートに真空を形成する真空ポンプであって、前記延長管に結合された真空ポンプ
を含むシステム。

【請求項2】

前記真空ポンプを前記延長管に結合する継手を更に含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記真空ポンプを前記継手に結合するための締結具を更に含む、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記延長管は前記アダプタに溶接されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記ソケットは前記Ｘ線管インサートの支持プレートに結合されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記ソケットは、前記支持プレートに溶接されている、請求項５に記載のシステム。

【請求項7】

前記真空管の第１の端部は、前記ソケットにろう付けされている、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記真空管の第２の端部は、前記アダプタにろう付けされている、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記真空管が銅である、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

前記ソケットはステンレス鋼である、請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

前記アダプタはステンレス鋼である、請求項１に記載のシステム。

【請求項12】

Ｘ線管インサート内に真空を形成する方法であって、
真空管の第１の端部をソケットに取り付けること、
前記ソケットを前記Ｘ線管インサートの支持プレートに取り付けること、
アダプタを前記真空管の第２の端部に取り付けること、
前記アダプタに結合された真空ポンプを使用して、前記Ｘ線管インサートに真空環境を形成すること、及び
前記ソケットと前記アダプタとの間において前記真空管をピンチオフして、前記真空環境を密封すること
を含む方法。

【請求項13】

延長管を前記アダプタに取り付けることを更に含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項14】

前記延長管を前記真空ポンプに結合することを更に含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記延長管は、継手と複数の締結具とを用いて前記真空ポンプに結合される、請求項１３に記載の方法。

【請求項16】

前記ソケットは前記支持プレートに溶接される、請求項１１に記載の方法。

【請求項17】

前記真空管は前記支持プレートにろう付けされる、請求項１１に記載の方法。

【請求項18】

前記真空管は前記アダプタにろう付けされる、請求項１１に記載の方法。

【請求項19】

Ｘ線管筐体、
前記Ｘ線管筐体内に配置されたＸ線管インサートであって、陰極アセンブリとアノードアセンブリとを含むＸ線管インサート、
前記陰極アセンブリと前記アノードアセンブリとの間に結合された支持プレート、
前記Ｘ線管インサートの支持プレートに結合された真空管であって、前記Ｘ線管インサートは真空環境を含み、前記真空管は、前記Ｘ線管インサート内に前記真空環境を密封するように、ピンチされる又はコールドプレスされる、真空管
を含むＸ線管。

【請求項20】

前記真空管は、前記Ｘ線管インサートの支持プレートに溶接されている、請求項１９に記載のＸ線管。

【請求項21】

前記支持プレートに結合されたソケットを更に含む、請求項１９に記載のＸ線管。

【請求項22】

前記真空管は前記ソケットに結合されている、請求項１９に記載のＸ線管。

【請求項23】

前記ソケットは前記支持プレートに溶接されている、請求項１９に記載のＸ線管。

【請求項24】

前記ソケットは前記真空管にろう付けされている、請求項１９に記載のＸ線管。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示される対象の実施形態は、Ｘ線管アセンブリのシステム及びＸ線管アセンブリを組み立てる方法に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線管アセンブリは、Ｘ線管インサートに真空環境を含んでいる。真空環境は、Ｘ線管アセンブリの製造中に作られる。真空環境は、Ｘ線管インサートから延在する真空管を用いて形成される。この真空管は、Ｘ線管インサートの開口部の表面に固定されており、製造中にＸ線管インサートが真空状態に到達した後に密封される。しかし、この方法では、銅材料の無駄が大きくなる、及び／又はＸ線管アセンブリの修理や整備が困難になる。

【発明の概要】

【0003】

本概要は、発明を実施するための形態において更に詳細に記載される概念を導入するものである。本概要は、請求される対象の本質的な特徴を特定するために使用されるべきではなく、請求される対象の範囲を限定するために使用されるべきでもない。

【0004】

一態様では、真空環境を形成するための装置が、第１の端部と第２の端部とを有する真空管と、前記真空管の第１の端部に結合されたソケットと、前記真空管の第２の端部に結合されたアダプタとを含む。

【0005】

一態様では、Ｘ線管の製造方法が、真空管の第１の端部をソケットにろう付けすること、前記真空管をソケットを用いて陽極の基部に取り付けること、アダプタを前記真空管の第２の端部に取り付けること、前記アダプタに結合された真空ポンプを用いて真空管及び陽極に真空環境を形成すること、及び前記真空管の第２の端部の近くで前記真空管をピンチオフして真空環境を密封することを含む。

【0006】

一態様では、Ｘ線管のＸ線管インサートに真空を形成するシステムが、Ｘ線管インサートと、第１の端部と第２の端部とを有する真空管であって、前記第１の端部は前記Ｘ線管インサートに結合されている、真空管と、前記真空管の前記第１の端部を前記Ｘ線管インサートに結合するソケットと、延長管であって、前記真空管の第２の端部は前記延長管に結合されている、延長管と、前記真空管の第２の端部を前記延長管に結合するアダプタと、前記Ｘ線管インサートに真空を形成する真空ポンプであって、前記延長管に結合された真空ポンプとを含む。

【0007】

一態様では、Ｘ線管インサート内に真空を形成する方法が、真空管の第１の端部をソケットに取り付けること、前記ソケットを前記Ｘ線管インサートの支持プレートに取り付けること、アダプタを前記真空管の第２の端部に取り付けること、前記アダプタに結合された真空ポンプを使用して、前記Ｘ線管インサートに真空環境を形成すること、及び前記ソケットと前記アダプタとの間において前記真空管をピンチオフして、前記真空環境を密封することを含む。

【0008】

一態様では、Ｘ線管が、Ｘ線管筐体と、前記Ｘ線管筐体内に配置されたＸ線管インサートであって、陰極アセンブリとアノードアセンブリとを含むＸ線管インサートと、前記陰極アセンブリと前記アノードアセンブリとの間に結合された支持プレートと、前記Ｘ線管インサートの支持プレートに結合された真空管であって、前記Ｘ線管インサートは真空環境を含み、前記真空管は、前記Ｘ線管インサート内に前記真空環境を密封するように、ピンチされる又はコールドプレスされる、真空管とを含む。

【0009】

本開示は、添付図面を参照しながら、以下の非限定的な実施形態の説明を読むことにより、更に理解される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態による例示的なＸ線システムの概略ブロック図を示す。

【図2】例示的なＸ線管のＸ線管インサートに真空環境を形成するために使用される真空処理アセンブリの概略図を示す。

【図3A】例示的な真空処理アセンブリに結合された例示的なＸ線管のＸ線管インサートの例示的な実施形態の部分断面図を示す。

【図3B】例示的な真空処理アセンブリに結合された例示的なＸ線管のＸ線管インサートの例示的な実施形態の部分断面図を示す。

【図4】Ｘ線管のＸ線管インサートに真空を形成するための例示的な真空処理アセンブリの特定の構成要素を示す。

【図5A】Ｘ線管のＸ線管インサートに真空を形成するための例示的な真空処理アセンブリの断面図を示す。

【図5B】Ｘ線管のＸ線管インサートに真空を形成するための例示的な真空処理アセンブリの断面図を示す。

【図6】例示的な延長管の、例示的な継手を含む第１の端部を示す。

【図7】例示的な真空管の第１の端部と、真空管をＸ線管インサートの支持プレートに接続するためのソケットとを示す。

【図8A】Ｘ線管インサートに接続された例示的な真空管の実施形態であって、Ｘ線管インサートに真空が形成された後にＸ線管インサートが密封された実施形態を示す。

【図8B】Ｘ線管インサートに接続された例示的な真空管の実施形態であって、Ｘ線管インサートに真空が形成された後にＸ線管インサートが密封された実施形態を示す。

【図9】例示的なＸ線管インサートに真空を形成する方法を示す。

【図10】例示的なＸ線管インサート内に真空を形成する代替方法を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下の発明を実施するための形態は、システム（例えば、Ｘ線撮像システム）及びシステムに備えられているＸ線管の様々な実施形態に関する。Ｘ線管は、Ｘ線管のＸ線ケーシング又は筐体（図示せず）内に配置されるＸ線管インサートを含む。真空は、Ｘ線管の製造中にＸ線管インサート内に形成される。真空を形成するために、真空管の第１の端部はＸ線管インサートの支持プレート又はセンターフレームに接続される。真空管の第２の端部は、接続管又は延長管を通じて真空ポンプに接続される。真空ポンプを使用してＸ線管インサート内に真空を形成する。真空になった後、真空管は密封され、Ｘ線管インサートの真空環境が密閉される。別の実施形態では、真空管の第１の端部はＸ線管インサートの支持プレート又はセンターフレームに接続され、真空管の第２の端部は、接続管又は延長管を使用せずに真空ポンプに接続される。

【0012】

一部の例では、ソケットを使用して真空管の第１の端部を支持プレートに接続する。更に、アダプタを使用して真空管の第２の端部を延長管の第１の端部に結合することができる。一部の例では、延長管の第２の端部は、複数の締結具を有する継手を使用して真空ポンプに結合される。

【0013】

Ｘ線システムは図１に示されている。Ｘ線システムは、Ｘ線を発生させる機能を有するＸ線コントローラに連結されたＸ線管を含む。図２は、Ｘ線管のＸ線管インサート内に真空環境を形成するために使用される真空処理アセンブリの概略図を示す。図３Ａ及び図３Ｂは、真空環境を形成するための例示的な真空処理アセンブリに結合された例示的なＸ線管の例示的なＸ線管インサートの一実施形態の部分断面図を示す。図４は、例示的なＸ線管の例示的なＸ線管インサート内に真空を形成するために、例示的なＸ線管インサートの支持プレート又は中心フレームに結合された真空処理アセンブリの例示的な実施形態の特定の構成要素を示す。図５は、図４の例示的な管アセンブリの断面図である。図６は、例示的な延長管の第１の端部を示し、この第１の端部は、延長管を真空ポンプに接続するための継手を含む。図７は、例示的な真空管の第１の端部と、真空管をＸ線管インサートの支持プレートに接続するためのソケットとを示す図である。図８Ａ及び図８Ｂは、Ｘ線管インサートに接続された真空管であって、Ｘ線管インサートに真空が形成された後にピンチオフされた真空管の例を示す図である。図９は、例示的なＸ線管インサートに真空を形成する方法を示す図である。図１０は、例示的なＸ線管インサートに真空を形成する別の方法を示す図である。

【0014】

図２－図８は、様々な構成要素の相対的な位置関係を表す例示的な構成を示している。互いに直接的に接触している、又は直接的に結合しているように示されている場合、そのような要素は、少なくとも１つの実施例において、それぞれ、直接的に接触している、又は直接的に結合していると呼ぶことができる。同様に、互いに連続する又は隣接するように示された要素は、少なくとも一実施例において、それぞれ、互いに連続する又は互いに隣接することができる。一例として、互いに面接触している構成要素は、面接触していると呼ぶことができる。別の例として、少なくとも一例において、互いに離れて配置された要素が、要素と要素との間にスペースのみが存在し、他の構成要素が存在しない場合、互いに離れた要素と呼ぶことができる。また、別の例として、互いに上／下、互いに反対側、又は互いに左／右に示される要素は、互いに対して、上／下、反対側、又は左／右の要素と呼ぶことができる。更に、図に示すように、少なくとも１つの例では、最上部の要素又は要素の最上点は、構成要素の「上部」と呼ぶことができ、最下部の要素又は要素の最下点は、構成要素の「下部」と呼ぶことができる。本明細書では、上部／底部、上側／下側、上／下は、図の垂直軸に対する相対的なものを表しており、図の要素の互いの位置を説明するために使用される。このように、他の要素の上に示される要素は、一例として、他の要素の上に垂直に配置される。更に別の例として、図に示された要素の形状は、それらの形状を有するもの（例えば、円形のもの、直線のもの、平面のもの、曲線のもの、丸みのあるもの、面取りされたもの、角度が付けられたものなど）と呼ぶことができる。更に、互いに交差するように示された要素は、少なくとも一例において、交差する要素又は互いに交差するものと呼ぶことができる。更に、別の要素内に示された要素、又は別の要素の外側に示された要素は、一例では、別の要素内に示されている又は別の要素の外側に示されていると呼ぶことができる。

【0015】

図１は、被検体又は物体１０２を撮影するためにＸ線を発生するように設計されたＸ線システム１００を示す。Ｘ線システム１００は、図１において、イメージングシステム（例えば、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システム、Ｘ線撮影システム、透視システム、インターベンショナルシステム、断層撮影システム等）として構成することができる。しかし、Ｘ線システム１００は、イメージングや医用機器等の分野以外にも適用可能である。例えば、Ｘ線システム１００は、結晶撮影システム、セキュリティスキャナ、産業用スキャナ、非破壊検査アプリケーション、Ｘ線写真システム等に適用してもよい。撮像システムの例では、Ｘ線システム１００は、物体又は被検体１０２（患者、無生物、手荷物、パイプライン、１つ以上の製造部品、及び／又は異物など）を撮影するように構成することができる。

【0016】

Ｘ線システム１００は、Ｘ線放射ビーム１０６を生成し、撮影される被検体又は物体１０２に向けてＸ線放射ビーム１０６を照射するように構成された少なくとも１つのＸ線管１０４を含むことができる。具体的には、図示の実施形態では、Ｘ線管１０４は、Ｘ線放射ビーム１０６を照射するように構成されており、Ｘ線放射ビーム１０６は被検体１０２を通過してＸ線検出器１０８に向かう。幾つかのシステム構成では、Ｘ線管１０４は、デカルト座標系のＸ－Ｙ－Ｚ平面内に位置するようにコリメートされた扇形又は円錐形のＸ線放射ビームを照射することができる。しかしながら、他のビームプロファイル及び／又はシステムも考えられる。Ｘ線検出器１０８の各検出素子は、検出素子位置におけるＸ線ビーム減衰の測定値である個別の電気信号を生成する。

【0017】

図１には、1つのＸ線管１０４及び1つのＸ線検出器１０８のみが示されているが、特定の実施形態では、複数のＸ線管及び／又は複数のＸ線検出器を使用して、複数のＸ線放射ビームを投影し、当該ビームを検出してもよい。例えば、ＣＴ装置の使用例では、複数の検出器が複数のＸ線管と協力するように使用され、異なるエネルギーレベルにおける被検体に対応する投影データを取得することができる。

【0018】

Ｘ線システム１００は、Ｘ線管１０４に電力及び／又はタイミング信号を供給するように構成されたＸ線コントローラ１１０又はＸ線発生器を更に含むことができる。また、そのシステムは、Ｘ線検出器素子から受信したアナログデータをサンプリングし、アナログデータを後処理できるようにデジタル信号に変換するデータ収集システムを含むことができる。

【0019】

特定の実施形態では、Ｘ線システム１００は、プロセッサ１１４を有するコンピューティング装置１１２であって、オペレータ入力に基づいてシステム動作を制御するコンピューティング装置１１２を更に含むことができる。コンピューティング装置１１２は、コンピューティング装置１１２に動作可能に結合されたオペレータコンソール１１６を通じて、例えば、コマンド及び／又は走査パラメータを含むオペレータ入力を受信する。オペレータコンソール１１６は、キーボード、タッチスクリーン、並びに／又はオペレータがコマンド及び／若しくは走査パラメータを指定することを可能にする他の適切な入力デバイス（図示せず）を含むことができる。

【0020】

図１には、オペレータコンソール１１６が１つだけ図示されているが、例えば、システムパラメータを入力又は出力する、検査をリクエストする、データをプロットする、及び／又は画像を閲覧するために、複数のオペレータコンソールがＸ線システム１００に含まれていてもよい。更に、ある実施形態では、Ｘ線システム１００は、例えば、ローカル又はリモートで配置され、例えば、有線及び／又は無線のネットワークを通じて接続された複数のディスプレイ、プリンタ、ワークステーション、及び／又は同様のデバイスに結合することができる。一実施形態では、ディスプレイ１２０は、コンピューティング装置１１２と電子通信することができ、システムパラメータ、制御設定、イメージングデータなどを示すグラフィカルインタフェースを表示するように構成することができる。

【0021】

一例では、コンピューティング装置１１２は、データを記憶装置１１８に記憶する。記憶装置１１８としては、例えば、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、コンパクトディスク読み書き（ＣＤ－Ｒ／Ｗ）ドライブ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブ、フラッシュドライブ、及び／又はソリッドステートストレージドライブ、又は他のタイプの適切な記憶装置がある。

【0022】

更に、コンピューティング装置１１２は、システム動作を制御するために（Ｘ線ビームを形成する、データを収集する、及び／又はデータを処理するなど）、Ｘ線コントローラ１１０及び他のシステム構成要素にコマンドを提供する。このように、特定の実施形態では、コンピューティング装置１１２は、オペレータ入力に基づいてシステム動作を制御する。具体的には、コンピューティング装置１１２は、オペレータから供給された及び／又はシステムで定義されたコマンド及びパラメータを用いてＸ線コントローラ１１０を動作させることができ、Ｘ線コントローラ１１０はＸ線管１０４を制御することができる。このようにして、Ｘ線ビーム発生の強度及びタイミングを制御することができる。また、Ｘ線管の陽極ターゲットの回転速度は、コンピューティング装置１１２がＸ線コントローラ１１０と協力して調整できることも理解される。陽極ターゲットは、液体金属軸受アセンブリに結合された回転要素とすることができる。

【0023】

様々な方法及びプロセスは、Ｘ線システム１００のコンピューティング装置（又はコントローラ）の非一時的メモリに実行可能な命令として記憶することができる。一実施形態では、Ｘ線コントローラ１１０は、非一時的メモリに実行可能な命令を含み、Ｘ線管１０４を制御する方法を実行することができる。別の実施形態では、コンピューティング装置１１２は、非一時的メモリに命令を含み、Ｘ線コントローラ１１０に少なくとも一部の命令を伝送し、Ｘ線コントローラ１１０はＸ線管出力を調整することができる。

【0024】

図２は、例示的なＸ線管のＸ線管インサート２０２に真空環境を形成するために使用される真空処理アセンブリ２００の概略図を示す。図２の例示的な概略図は縮尺通りに示されていない図であり、例示的なＸ線管のＸ線管インサート２０２内に真空環境を形成するための真空処理アセンブリ２００の構成要素を表す一般的な概略図である。例示的な真空処理アセンブリ２００は、管アセンブリの１つ又は複数の部分を通じてＸ線管インサート２０２に結合された真空ポンプ２０４を更に含む。真空ポンプ２０４は、Ｘ線管の製造中に真空環境を形成する。管又はパイプの第１の部分は、真空管２０６である。銅は優れた真空環境を作り出すので、Ｘ線管インサート２０２に結合される真空管の好適な材料である。しかし、銅の代わりに他の好適な材料を真空管２０６に用いてもよい。真空管２０６の第１の端部は、アダプタ２１０を介して延長管２０８の第１の端部に接続することができる。例示的な真空管２０６は、ソケット２１２を通じてＸ線管インサート２０２に結合された第２の端部を含む。延長管２０８の第２の端部は、継手２１４を介して真空ポンプに結合されている。図示の実施例では、延長管２０８により、真空ポンプ２０４をＸ線管インサート２０２から離れた位置に配置することができる。例えば、製造上の制約により、Ｘ線管インサート２０２と真空ポンプ２０４との間に特定の長さのチューブ又は配管が必要となることがある。別の実施例では、真空管の第２の端部は、継手によって真空ポンプに直接に結合することができる。様々な長さの真空管２０６又は延長管２０８を、製造要件を満たすように使用することができる。更に、延長管２０８を使用すると、製造中に無駄になる銅が少なくなるため、長い真空管２０６を使用するよりも有利である。更に、延長管２０８は、製造工程のうち、真空環境がＸ線管インサート２０２内に形成される工程の間だけ、真空管２０６に取り付けることができる。したがって、製造時間の大部分においてＸ線管インサート２０２に取り付けられる管の長さが短くなり、操作が容易になる。

【0025】

例示的なアダプタ２１０は、真空管２０６の端部と延長管２０８の端部を接合するように取り付けるためのスリーブ部分を含む。ある実施例では、真空管２０６の直径と延長管２０８の直径は異なるが、他の実施例では、真空管２０６の直径と延長管２０８の直径は同じであり、従って、アダプタは２つの端部の間を強固に接続する。例示的なアダプタは、適切な手段（ろう付け及び／又は溶接など）を用いて真空管２０６及び延長管２０８に結合することができる。例示的なソケット２１２は、適切な手段（ろう付け及び／又は溶接など）を用いて、例示的なＸ線管インサート２０２及び／又は例示的な真空管２０６に結合することができる。例示的な継手２１４は、適切な手段（溶接を含む）を用いて延長管２０８に結合することができ、また、例えば、複数の取外し可能な締結具（ボルト、ねじ又は他の種類の締結具など）を用いて真空ポンプ２０４に結合することができる。

【0026】

図３Ａは、一実施形態による真空処理アセンブリ２００に結合されたＸ線管インサート２０２の一部断面図である。図示の実施形態では、Ｘ線管インサート２０２は、陽極アセンブリ３０６と陰極アセンブリ３１４とを含む。陽極アセンブリ３０６及び陰極アセンブリ３１４は、支持プレート又は中心フレーム３０８に結合され、筐体又はケーシング（図示せず）内に支持されている。筐体又はケーシングは、陽極ターゲット及び軸受アセンブリ（図示せず）を含む陽極アセンブリ３０６と、陰極アセンブリ３１４とを囲んでいる。Ｘ線管インサート２０２は、周囲に比べて比較的低圧の領域又は圧力の掛かっていない領域（例えば、真空）を画定し、この領域では高電圧が印加される。Ｘ線管インサート２０２は、高電圧絶縁も可能な冷却媒体（誘電体油など）で満たされたケーシング又は筐体（図示せず）内に配置することができる。陽極ターゲット及び陽極アセンブリは、Ｘ線管インサート２０２の共通の構成要素であるとして記載されたが、Ｘ線管の代替の実施形態では、陽極ターゲット及び陽極アセンブリは別の構成要素であってもよい。支持プレート又は中心フレーム３０８は、陽極アセンブリ３０６及び陰極アセンブリ３１４を支持する。陽極アセンブリ３０６及び陰極アセンブリ３１４は、ろう付け及び／又は溶接によって支持プレート３０８に取り付けることができる。

【0027】

動作中、電子ビームは陰極アセンブリ３１４によって生成される。特に、陰極アセンブリ３１４は、複数の電気ケーブル、リード線又はワイヤを通じて１つ又は複数の電気信号を受け取る。電気信号は、陰極アセンブリ３１４に１つ又は複数のエネルギー及び１つ又は複数の周波数で電子ビームを放出させる電力及びタイミング信号／制御信号を含むことができる。また、電気信号は、陰極アセンブリ３１４と陽極アセンブリ３０６との間の電位を少なくとも部分的に制御することができる。一部の実施形態では、陰極カップは、陰極カップ内のフィラメント又は他の電子放出体から放出された電子を集束させて電子ビームを形成する集束要素を含む。

【0028】

陰極アセンブリ３１４のエミッタからの電子ビームの高速電子は、陽極アセンブリ３０６内の陽極ターゲットの表面に形成されたターゲットトラックに衝突すると急激に減速し、Ｘ線が生成される。電子ビームを形成する高速電子は、電子と陽極ターゲットとの間の電位差によって陽極ターゲットに向かって加速される。Ｘ線は、Ｘ線管インサート２０２に形成されたＸ線放出窓３１０であって、図１のＸ線検出器１０８に向けて配置されたたＸ線放出窓３１０を通過し、放出される。

【0029】

陽極アセンブリ３０６は、陽極アセンブリ３０６の一端に配置され、動作中に陽極ターゲットを回転させるためのロータ及びステータ３１２を含む。陽極ターゲットは、ベアリングアセンブリによって回転可能に支持されており、このベアリングアセンブリが回転すると、陽極ターゲットも中心線回りに回転する。陽極ターゲットは、ディスクのような概ね環状の形状を有し、陽極ターゲットの中心にはベアリングアセンブリを受け入れる環状開口部を有している。

【0030】

陽極ターゲットは、複数の金属又は複合材料（タングステン、モリブデン、又は陽極ターゲットに電子が衝突したときに制動放射（すなわち、減速放射）に寄与する任意の材料など）を含むように製造することができる。陽極ターゲットのターゲットトラックは、電子がターゲットトラックに衝突することによって発生する熱に耐えるために、比較的高い耐火度を有するように選択することができる。更に、Ｘ線管インサート２０２内の空間であって、陰極アセンブリ３１４と陽極アセンブリ３０６との間の空間は、電子と他の原子との衝突を最小にし、電位を最大にするために、真空圧力になっている。

【0031】

電子が陽極ターゲットに衝突したときの陽極ターゲットの過熱を回避するために、ロータは、中心線を中心として陽極ターゲットを高速（例えば、９０Ｈｚ～２５０Ｈｚ）で回転させる。Ｘ線管インサートの陽極アセンブリ内で陽極ターゲットが回転することに加えて、ＣＴの用途では、Ｘ線管全体が、ガントリ（図示せず）内で、典型的には１Ｈｚ又はそれ以上の速度で、撮影される物体又は被検体の周りを回転する。

【0032】

また、図３Ａは、Ｘ線管インサート２０２内に真空環境を形成するための例示的な真空処理アセンブリ２００を示している。例示的な真空処理アセンブリ２００は、図２の関連で説明したように、真空管２０６、アダプタ２１０、及び延長管２０８を含む。ただし、例示的な延長管２０８は、バルブスリーブ３０２又はアダプタを使用してバルブ３０４に結合されている。バルブ３０４は真空ポンプ２０４に結合されている。バルブ３０４は、真空ポンプ２０４がＸ線管インサート２０２内に真空環境を形成することができるように開くことができる。バルブ３０４は、溶接や締結具を含む任意の適切な方法で真空ポンプ２０４に結合することができる。

【0033】

図３Ｂは、一実施形態による真空処理アセンブリ２００に結合されたＸ線管インサート２０２の代替例の部分断面図を示す。図３Ａと同様に、図３Ｂの図示された実施形態では、Ｘ線管インサート２０２は、陽極アセンブリ３０６と陰極アセンブリ３１４とを含む。

【0034】

また、図３Ｂは、Ｘ線管インサート２０２内に真空環境を形成するための代替の例示的な真空処理アセンブリ２００も示している。例示的な真空処理アセンブリ２００は、図２で説明したような例示的な真空管２０６を含む。しかし、例示の真空管は、真空管２０６がアダプタ２１０及び延長管２０８に結合されるのではなく、バルブスリーブ２１４又はアダプタを使用してバルブ３０４に直接的に結合されている。バルブ３０４は真空ポンプ２０４に結合されている。バルブ３０４は、真空ポンプ２０４がＸ線管インサート２０２内に真空環境を形成することができるように開くことができる。

【0035】

図４及び図５Ａは、Ｘ線管インサート２０２内に真空環境を形成するための例示的な真空処理アセンブリ２００の更に詳細な図であり、真空処理アセンブリ２００は、真空管２０６、延長管２０８、アダプタ２１０、例示的なソケット２１２、及び例示的な継手２１４の例示的な実施形態を含んでいる。図５Ｂは、代替の例示的な処理アセンブリ２００を示す。例示的な真空処理アセンブリ２００は、例示的な真空管２０６を含む。しかしながら、例示の真空管は、真空管２０６がアダプタ２１０及び延長管２０８に結合されるのではなく、バルブスリーブ２１４又はアダプタを用いてバルブ３０４に直接に結合される。他の例示的な実施形態では、図４の例示的な実施形態に関して説明した構成要素とは異なる他の構成要素又は追加の構成要素を含むことができる。図示の例では、真空管２０６は延長管２０８よりも短いが、真空管２０６又は延長管２０８のいずれかは、製造環境の制約に適合するのに必要な長さ又は製造環境の制約に適合するのに求められる長さとすることができる。

【0036】

図４及び図５Ａに示す実施例では、真空管２０６は、Ｘ線管インサート２０２の支持板プレートは中央フレーム３０８にソケット２１２を介して結合されている。例示のソケット２１２は環状リングを含んでおり、環状リングには真空管２０６の第２の端部が挿入されている。真空管２０６は環状リングにろう付けすることができる。環状リングは支持プレート３０８の表面から延在する。ソケット２１２は、支持プレート３０８の対応する環状溝にはめ込まれる環状のＵ形状部分を更に含むことができる。このＵ形状部分は、支持プレートに溶接されてもよいし、支持プレートに恒久的に固定されてもよい。真空環境を形成することができる方法で真空管をＸ線管インサート２０２に接続するソケットであれば、他の構成のソケットを用いてもよい。例示のソケット２１２は鋼（例えば、ステンレス鋼）であるが、代わりに他の適切な金属を用いてもよい。図７は、支持プレート３０８に溶接されているソケット２１２の端部を、支持プレートの反対側から見た図である。真空環境が破壊された場合（例えば、Ｘ線管インサートの損傷又は摩耗のため）、及び／又はＸ線管インサートを修理する必要がある場合、例示の真空管２０６を取り外し、ソケット２１２を機械加工して、Ｘ線管インサート２０２を新しい真空管部分及びソケットと共に再使用することができる。

【0037】

真空管２０６の第２の端部はアダプタ２１０の内面にろう付けされている。例示のアダプタ２１０は、真空管２０６に隣接するフランジ部を含む。更に、アダプタの内側環状溝は、真空管をアダプタにろう付けすることに適合している。例示のアダプタ２１０は、延長管２０８の大部分の外径に等しい外径を有するスリーブ部分まで、延長管２０８の方向にテーパがつけられている。延長管２０８の端部は、延長管２０８がアダプタ２１０内に収まるように、わずかに小さい直径を有している。延長管２０８がアダプタ２１０に挿入され、真空ポンプが作動する前に、延長管２０８はアダプタ２１０に溶接される。アダプタが真空管から取り外された後（例えば、真空管がピンチオフされた後）、アダプタを機械加工して延長管を再利用することができ、これにより材料の無駄を省くことができる。例示のアダプタは鋼（例えばステンレス鋼）である。

【0038】

例示的な継手２１４は延長管２０８の第２の端部に設けられている。一部の例では、継手２１４は延長管２０８と一体化されていてもよい。あるいは、継手２１４は延長管２０８の端部に溶接してもよいし、他の方法で固定してもよい。例示の継手２１４は真空ポンプ２０４に取外し可能に固定されている。図６は、継手２１４の端部を示しており、継手２１４は、継手２１４を真空ポンプ２０４に接続するために使用することができる締結具６０２を含んでいる。例示の締結具は、ねじ、ボルトであるが、その代わりに、他の適切な締結具（クリップ、ピンなど）を使用してもよい。

【0039】

図８Ａは、真空管２０６の端部をピンチする又はコールドプレスすることでＸ線管インサート２０２の真空環境を密封した後に、ソケット２１２を用いて支持プレート３０８に結合された例示的な真空管２０６を示している。図８Ａに示すように、真空管２０６は、ソケット２１２とアダプタ２１０との間でピンチオフされる。真空管２０６はソケット２１２とアダプタ２１０又は真空管２０４との間であればどの箇所でもピンチオフすることができるが、Ｘ線管インサート２０２から延在する管の長さを短くするために、真空管２０６をソケットに近い位置でピンチオフすることが望ましい。

【0040】

図８Ｂは、真空管２０６の端部をピンチする又はコールドプレスすることでＸ線管インサート２０２の真空環境を密封した後の別の例の真空管２０６を示す。しかし、図８Ｂに示す例示的な真空管２０６は、ソケット２１２を使用して支持プレートに連結されているのではなく、支持プレート３０８に直接的に連結されている。図８Ｂに示すように、真空管２０６は、ソケット２１２とアダプタ２１０との間でピンチオフされている。真空管２０６は、支持プレート３０８とアダプタ２１０又は真空ポンプ２０４との間のどの箇所でもピンチオフすることができるが、Ｘ線管インサート２０２から延在する管の長さを短くするために、真空管２０６をソケットに近い位置でピンチオフすることが望ましい。

【0041】

図９は、本明細書に記載された例示的な実施形態を使用してＸ線管インサート２０２に例示的な真空環境を形成する例示的な方法９００を示す。方法９００はブロック９０２から始まり、ブロック９０２では、真空管２０６及びソケット２１２を支持プレート３０８に接続する。真空管２０６は、製造工程の初期の段階で支持プレート３０８に接続される。上述したように、ソケット２１２は支持プレート３０８に溶接され、真空管はソケット２１２にろう付けされる。このときに、アダプタ２１０も真空管２０６にろう付けされる。

【0042】

次に、真空環境を形成するときに、延長管２０８がアダプタ２１０に溶接される（ブロック９０４）。アダプタ２１０がまだ真空管２０６に結合されていない場合は、まずアダプタ２１０が真空管２０６にろう付けされる。継手２１４が延長管２０８に組み込まれていない場合は、継手２１４も延長管２０８に溶接される。

【0043】

ブロック９０６において、真空ポンプ２０４は、継手２１４を介して延長管２０８に結合される。図４～図７に示された例では、継手２１４は、締結具６０２を用いて真空ポンプ２０４に結合されている。

【0044】

ブロック９０８では、真空ポンプを作動させてＸ線管インサート２０２内に真空環境を形成する。次に、ブロック９１０で、真空管２０６がピンチされる又はコールドプレスされ、Ｘ線管インサート２０２内の真空環境が密封される。これで方法９００が終了する。

【0045】

図１０は、本明細書に記載された例示的な実施形態を使用してＸ線管インサート２０２に例示的な真空環境を形成する例示的な方法１０００を示す。方法１０００は、ブロック１００２から始まり、ブロック１００２では、真空管２０６と、一部の例ではソケット２１２が支持プレート３０８に接続される。真空管２０６は、製造工程の初期の段階で支持プレート３０８に接続される。上述したように、真空管２０６がソケット２１２に接続される場合、ソケット２１２は支持プレート３０８に溶接され、真空管はソケット２１２にろう付けされる。

【0046】

ブロック１００４において、真空ポンプ２０４は、継手２１４を介して真空管２０８に結合される。図４～図７に示された例では、継手２１４は、締結具６０２を用いて真空ポンプ２０４に結合される。

【0047】

ブロック１００６では、真空ポンプを作動させてＸ線管インサート２０２内に真空環境を形成する。次に、ブロック１００８において、真空管２０６をピンチする又はコールドプレスして、Ｘ線管インサート２０２内の真空環境を密封する。これで方法１０００が終了する。

【0048】

Ｘ線管インサート内に真空を形成する例示的なシステムを使用する技術的効果は、延長管２０８とソケット及びＸ線管２０２が再使用可能なので材料の浪費が削減されることである。更に、長い真空管の代わりに延長管を使用することにより、銅を無駄にすることが少なくなる。短い真空管を使用することで、真空環境を形成する前の製造上の懸念や制約を減らすことができる。

【0049】

本開示の様々な実施形態の要素を導入する場合、冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「この（ｔｈｅ）」は、その要素が１つ以上存在することを意味することが意図されている。用語「第１」、「第２」などは、順序、量、又は重要性を示すものではなく、ある要素を他の要素から区別するために使用されるものである。用語「含む」、「備える」、「有する」は、包括的であることを意図しており、列挙された要素以外の追加の要素が存在してもよいことを意味する。本明細書において、用語「に接続される」、「に結合される」などが使用される場合、１つの対象（例えば、材料、要素、構造、部材等）は、１つの対象が他の対象に直接に接続されている又は直接に結合されているかどうか、又は１つの対象と他の対象との間に１つ以上の介在物が存在しているかどうかにかかわらず、他の対象に接続する又は結合することができる。加えて、本開示の「１つの実施形態」又は「実施形態」に言及することは、言及された特徴も組み込んだ追加の実施形態の存在を排除するように解釈されることを意図するものではないことが理解されるべきである。本明細書において、「約」及び「実質的に」は、特に断りのない限り、±５％以内の値を表す。

【0050】

先に示された修正形態に加えて、本記載の趣旨及び範囲を逸脱することなく、当業者によって多くの他の変形形態及び代替構造が考えられ、特許請求の範囲には、このような修正形態、構造、及び実施形態が含まれることが意図される。したがって、上記の情報は、現在最も実用的で好ましい態様であると考えられるものに関して特に詳細に記載されているが、当業者には、本明細書に記載された原則及び概念から逸脱することなく、形態、機能、操作方法、及び使用方法（これらに限定されることはない）などについて、多くの修正形態が可能であることが明らかである。また、本明細書において、実施例及び実施形態は、あらゆる点において単なる例示であることを意味しており、いかなる方法においても限定的に解釈されるべきではない。

【0051】

［実施形態１］
Ｘ線管のＸ線管インサートに真空を形成するシステムであって、
Ｘ線管インサート、
第１の端部と第２の端部とを有する真空管であって、前記第１の端部は前記Ｘ線管インサートに結合されている、真空管、
前記真空管の前記第１の端部を前記Ｘ線管インサートに結合するソケット、
延長管であって、前記真空管の第２の端部は前記延長管に結合されている、延長管、
前記真空管の第２の端部を前記延長管に結合するアダプタ、及び
前記Ｘ線管インサートに真空を形成する真空ポンプであって、前記延長管に結合された真空ポンプ
を含むシステム。
［実施形態２］
前記真空ポンプを前記延長管に結合する継手を更に含む、実施形態１に記載のシステム。
［実施形態３］
前記真空ポンプを前記継手に結合するための締結具を更に含む、実施形態２に記載のシステム。
［実施形態４］
前記延長管は前記アダプタに溶接されている、実施形態１に記載のシステム。
［実施形態５］
前記ソケットは前記Ｘ線管インサートの支持プレートに結合されている、実施形態１に記載のシステム。
［実施形態６］
前記ソケットは、前記支持プレートに溶接されている、実施形態５に記載のシステム。
［実施形態７］
前記真空管の第１の端部は、前記ソケットにろう付けされている、実施形態１に記載のシステム。
［実施形態８］
前記真空管の第２の端部は、前記アダプタにろう付けされている、実施形態１に記載のシステム。
［実施形態９］
前記真空管が銅である、実施形態１に記載のシステム。
［実施形態１０］
前記ソケットはステンレス鋼である、実施形態１に記載のシステム。
［実施形態１１］
前記アダプタはステンレス鋼である、実施形態１に記載のシステム。
［実施形態１２］
Ｘ線管インサート内に真空を形成する方法であって、
真空管の第１の端部をソケットに取り付けること、
前記ソケットを前記Ｘ線管インサートの支持プレートに取り付けること、
アダプタを前記真空管の第２の端部に取り付けること、
前記アダプタに結合された真空ポンプを使用して、前記Ｘ線管インサートに真空環境を形成すること、及び
前記ソケットと前記アダプタとの間において前記真空管をピンチオフして、前記真空環境を密封すること
を含む方法。
［実施形態１３］
延長管を前記アダプタに取り付けることを更に含む、実施形態１１に記載の方法。
［実施形態１４］
前記延長管を前記真空ポンプに結合することを更に含む、実施形態１２に記載の方法。
［実施形態１５］
前記延長管は、継手と複数の締結具とを用いて前記真空ポンプに結合される、実施形態１３に記載の方法。
［実施形態１６］
前記ソケットは前記支持プレートに溶接される、実施形態１１に記載の方法。
［実施形態１７］
前記真空管は前記支持プレートにろう付けされる、実施形態１１に記載の方法。
［実施形態１８］
前記真空管は前記アダプタにろう付けされる、実施形態１１に記載の方法。
［実施形態１９］
Ｘ線管筐体、
前記Ｘ線管筐体内に配置されたＸ線管インサートであって、陰極アセンブリとアノードアセンブリとを含むＸ線管インサート、
前記陰極アセンブリと前記アノードアセンブリとの間に結合された支持プレート、
前記Ｘ線管インサートの支持プレートに結合された真空管であって、前記Ｘ線管インサートは真空環境を含み、前記真空管は、前記Ｘ線管インサート内に前記真空環境を密封するように、ピンチされる又はコールドプレスされる、真空管
を含むＸ線管。
［実施形態２０］
前記真空管は、前記Ｘ線管インサートの支持プレートに溶接されている、実施形態１９に記載のＸ線管。
［実施形態２１］
前記支持プレートに結合されたソケットを更に含む、実施形態１９に記載のＸ線管。
［実施形態２２］
前記真空管は前記ソケットに結合されている、実施形態１９に記載のＸ線管。
［実施形態２３］
前記ソケットは前記支持プレートに溶接されている、実施形態１９に記載のＸ線管。
［実施形態２４］
前記ソケットは前記真空管にろう付けされている、実施形態１９に記載のＸ線管。

【符号の説明】

【0052】

１００ Ｘ線システム
１０２ 被検体
１０４ Ｘ線管
１０６ Ｘ線放射ビーム
１０８ Ｘ線検出器
１１０ Ｘ線コントローラ
１１２ コンピューティング装置
１１４ プロセッサ
１１６ オペレータコンソール
１１８ 記憶装置
１２０ ディスプレイ
２００ 真空処理アセンブリ
２０２ Ｘ線管インサート
２０４ 真空ポンプ
２０６ 真空管
２０８ 延長管
２１０ アダプタ
２１２ ソケット
２１４ 継手
３０２ バルブスリーブ
３０４ バルブ
３０６ 陽極アセンブリ
３０８ 支持プレート
３１０ Ｘ線放出窓
３１２ ステータ
３１４ 陰極アセンブリ
６０２ 締結具
９００ 方法
１０００ 方法

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【外国語明細書】