JP2015125906A - X-ray generator and X-ray imaging system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、X線発生管より放射された、X線を被検体に放射するX線発生装置と、被検体を通過したX線を、X線検出器で検知するX線撮影システムに関する。 The present invention relates to an X-ray generator that emits X-rays emitted from an X-ray generator tube to a subject, and an X-ray imaging system that detects X-rays passing through the subject with an X-ray detector.
電子源から放出された電子線束をターゲットに照射することによりX線を発生させるX線発生装置として、X線発生管を備えるX線発生装置が知られている。 As an X-ray generator that generates X-rays by irradiating a target with an electron beam bundle emitted from an electron source, an X-ray generator provided with an X-ray generator tube is known.
X線発生管は、陽極と陰極との間に30kV以上150kVの管電圧が印加されて動作する。また、電子の照射によりX線を発生させるターゲットのX線発生効率は1%以下と低く、電子の運動エネルギーの大半は熱エネルギーに変換され、X線発生管の温度上昇を招く。 The X-ray generator operates by applying a tube voltage of 30 kV or more and 150 kV between the anode and the cathode. In addition, the X-ray generation efficiency of a target that generates X-rays by electron irradiation is as low as 1% or less, and most of the kinetic energy of electrons is converted into thermal energy, leading to an increase in the temperature of the X-ray generation tube.
動作時に管電圧が印加されるX線発生管は、操作者の保護、漏洩X線の遮蔽の観点から金属製の収納容器に収容される。収納容器には、X線発生管と収納容器との間の放電を抑制し、さらに、X線発生管を冷却する目的により、絶縁油が充填される。絶縁油は、収納容器の内面およびX線発生管の外表面に接触するように、X線発生管とともに収納容器に収納されて、対流によりX線発生管の高温部の熱を収納容器の外部へ伝熱する。 An X-ray generating tube to which a tube voltage is applied during operation is accommodated in a metal container from the viewpoint of protecting an operator and shielding leaked X-rays. The storage container is filled with insulating oil for the purpose of suppressing discharge between the X-ray generation tube and the storage container and further cooling the X-ray generation tube. The insulating oil is stored in the storage container together with the X-ray generation tube so as to come into contact with the inner surface of the storage container and the outer surface of the X-ray generation tube. Heat is transferred to
X線発生装置は、動作に伴うX線発生管の発熱に伴い、絶縁油中に溶解しているガス、絶縁油が加熱分解されたガス、収納容器の密閉時のパージしきれなかった残留ガス等を原因とする気泡が発生する場合がある。 The X-ray generator is a gas dissolved in insulating oil as a result of heat generated by the X-ray generating tube, gas obtained by thermally decomposing the insulating oil, and residual gas that could not be purged when the storage container was sealed. In some cases, bubbles may be generated.
X線発生装置は、発生した気泡と接触する部分において伝熱が制限される。また、発生した気泡は、絶縁油の対流、放射線発生装置の姿勢等により、収納容器内において静止せず移動するため、放電の抑制、冷却性能の低下の観点から問題とされていた。 In the X-ray generator, heat transfer is limited at a portion in contact with the generated bubbles. In addition, the generated bubbles move without being stationary in the storage container due to the convection of the insulating oil, the attitude of the radiation generator, and the like, which has been a problem from the viewpoint of suppressing discharge and reducing the cooling performance.
X線発生装置において、所定の領域に気泡を導入させ留まらせる気泡室を設けることが知られている。特許文献1には、X線発生装置の絶縁油中に発生した気泡を捕捉する構造として、収納容器に気泡室を設けることが開示されている。特許文献1には、さらに、気泡室の開口部に突出部を設けることにより、X線発生装置の姿勢変化が生じた場合にも、捕捉した気泡が気泡室から脱出し難くすることが開示されている。 In an X-ray generator, it is known to provide a bubble chamber for introducing and retaining bubbles in a predetermined region. Patent Document 1 discloses providing a bubble chamber in a storage container as a structure for capturing bubbles generated in insulating oil of an X-ray generator. Patent Document 1 further discloses that by providing a protrusion at the opening of the bubble chamber, it is difficult for the trapped bubbles to escape from the bubble chamber even when the posture of the X-ray generator is changed. ing.
特許文献1のように気泡室を備えたX線発生装置においても、捕捉した気泡を安定的に留めることができない場合があった。 Even in the X-ray generation apparatus provided with the bubble chamber as in Patent Document 1, there are cases where the trapped bubbles cannot be stably retained.
本発明は、気泡室に捕捉させた気泡を脱出し難くし、絶縁油の冷却作用と放電抑制作用とを安定化させ、信頼性の高いX線発生装置を提供することを目的とする。また、SN比の高いX線撮影画像を安定して撮影することができるX線撮影システムを提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a highly reliable X-ray generator that makes it difficult to escape air bubbles trapped in a bubble chamber, stabilizes the cooling action and discharge suppressing action of insulating oil. Moreover, it aims at providing the X-ray imaging system which can image | photograph an X-ray imaging image with a high SN ratio stably.
本発明は、X線発生管と絶縁油と、前記X線発生管と前記絶縁油とを収納する収納容器と、を有したX線発生装置であって、
前記収納容器は、前記X線発生管を収納する主室と、前記主室の内部と開口を介して連通する内部を有する気泡室とを有し、
前記絶縁油との接触角において、前記気泡室の内面は、前記主室の内面より、大きい接触角を呈する領域を有することを特徴とする。
The present invention is an X-ray generator having an X-ray generator tube and insulating oil, and a storage container for storing the X-ray generator tube and the insulating oil,
The storage container has a main chamber for storing the X-ray generation tube, and a bubble chamber having an interior communicating with the interior of the main chamber through an opening,
In the contact angle with the insulating oil, the inner surface of the bubble chamber has a region exhibiting a larger contact angle than the inner surface of the main chamber.
本発明によれば、気泡室が絶縁油に対して高い接触角を呈する領域を内面に有することにより、捕捉した気泡の気泡室の内面に対する密着性を向上させ、気泡室に捕捉した気泡の脱出を抑制することが可能となる。これにより、絶縁油の冷却作用と放電抑制作用とを安定化させ、信頼性の高いX線発生装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, the bubble chamber has a region on the inner surface that exhibits a high contact angle with the insulating oil, thereby improving the adhesion of the trapped bubbles to the inner surface of the bubble chamber and the escape of the bubbles trapped in the bubble chamber. Can be suppressed. Thereby, it becomes possible to stabilize the cooling action and the discharge suppressing action of the insulating oil, and to provide a highly reliable X-ray generator.
以下、本発明のX線発生装置及びX線撮影システムを具体的な実施形態により説明する。 The X-ray generator and X-ray imaging system of the present invention will be described below with specific embodiments.
図1(a)、(b)には、本発明のX線発生装置の実施形態と、X線発生装置に適用されるX線発生管の実施形態とが示されている。 1 (a) and 1 (b) show an embodiment of an X-ray generator of the present invention and an embodiment of an X-ray generator tube applied to the X-ray generator.
<X線発生管>
図1(b)に示すX線発生管2は、電子放出源を備えた陰極3と透過型のターゲット32を有する陽極4とを備えている。本実施形態では、電子放出源から放出された電子線束5をターゲット32に照射することによりX線を発生させる。このため、電子放出源はターゲット32に対向して配置されている。本実施形態においては、ターゲット32はX線発生管2のX線取り出し窓を兼ねている。
<X-ray generator tube>
An X-ray generator tube 2 shown in FIG. 1B includes a cathode 3 having an electron emission source and an anode 4 having a transmission type target 32. In this embodiment, X-rays are generated by irradiating the target 32 with the electron beam bundle 5 emitted from the electron emission source. For this reason, the electron emission source is arranged to face the target 32. In the present embodiment, the target 32 also serves as an X-ray extraction window of the X-ray generation tube 2.
なお、電子線束5に含まれる電子は、陰極3と陽極4に挟まれたX線発生管2の内部空間に形成された加速電界により、ターゲット32でX線を発生させる為に必要な入射エネルギーとなるまで加速される。 The electrons contained in the electron beam bundle 5 are incident energy necessary for generating X-rays at the target 32 by the acceleration electric field formed in the internal space of the X-ray generation tube 2 sandwiched between the cathode 3 and the anode 4. It is accelerated until it becomes.
X線発生管2の内部空間は、電子線束5の平均自由行程を確保することを目的として、真空となっている。X線発生管2の内部の真空度は、1E−8Pa以上1E−4Pa以下であることが好ましく、電子放出源の寿命の観点からは、1E−8Pa以上1E−6Pa以下であることがより一層好ましい。 The internal space of the X-ray generator tube 2 is evacuated for the purpose of ensuring the mean free path of the electron beam bundle 5. The degree of vacuum inside the X-ray generation tube 2 is preferably 1E-8 Pa or more and 1E-4 Pa or less, and more preferably 1E-8 Pa or more and 1E-6 Pa or less from the viewpoint of the lifetime of the electron emission source. preferable.
X線発生管2の内部空間は、不図示の排気管および真空ポンプを用いて真空排気した後、かかる排気管を封止することにより真空とすることが可能である。また、X線発生管2の内部空間には、真空度の維持を目的として、不図示のゲッターを配置しても良い。 The internal space of the X-ray generation tube 2 can be evacuated by sealing the exhaust pipe after evacuation using an exhaust pipe (not shown) and a vacuum pump. Further, a getter (not shown) may be disposed in the internal space of the X-ray generation tube 2 for the purpose of maintaining the degree of vacuum.
X線発生管2は、陰極電位に規定される電子放出源と、陽極電位に規定されるターゲット32との間の電気的絶縁を図る目的において、胴部に絶縁管19を備えている。絶縁管19は、ガラス材料やセラミックス材料等の絶縁性材料で構成される。本実施形態においては、陰極3と絶縁管19と陽極4とにより外囲器111を構成している。 The X-ray generator tube 2 is provided with an insulating tube 19 in the body for the purpose of electrical insulation between the electron emission source defined by the cathode potential and the target 32 defined by the anode potential. The insulating tube 19 is made of an insulating material such as a glass material or a ceramic material. In the present embodiment, the envelope 111 is configured by the cathode 3, the insulating tube 19, and the anode 4.
外囲器111は、真空度を維持するための気密性と耐大気圧性有する堅牢性とを備える部材から構成されることが好ましい。 The envelope 111 is preferably composed of a member having hermeticity for maintaining a degree of vacuum and fastness having atmospheric pressure resistance.
なお、陰極3が備える電子放出源は、例えばタングステンフィラメント、含浸型カソードのような熱陰極や、カーボンナノチューブ等の冷陰極を用いることができる。電子放出源は、電子線束5のビーム径および電子電流密度、オン・オフタイミング等の制御を目的として、不図示のグリッド電極、静電レンズ電極を備えた形態とすることできる。 As the electron emission source provided in the cathode 3, for example, a hot cathode such as a tungsten filament or an impregnated cathode, or a cold cathode such as a carbon nanotube can be used. The electron emission source can be configured to include a grid electrode (not shown) and an electrostatic lens electrode for the purpose of controlling the beam diameter, electron current density, on / off timing, and the like of the electron beam bundle 5.
<X線発生装置>
X線発生装置1は、透過型のターゲット32を備えるX線発生管2と絶縁油8と、X線発生管2と絶縁油8とを収納する収納容器6と、を備えている。本実施形態のX線発生管2は、絶縁油8の流動を妨げないように配置された不図示の支持体を用いて収納容器6の内部に固定されている。
<X-ray generator>
The X-ray generation device 1 includes an X-ray generation tube 2 including a transmission type target 32, an insulating oil 8, and a storage container 6 that stores the X-ray generation tube 2 and the insulating oil 8. The X-ray generating tube 2 of the present embodiment is fixed inside the storage container 6 using a support body (not shown) arranged so as not to disturb the flow of the insulating oil 8.
収納容器6は、X線発生管2に電気的に接続され管電圧を出力する管電圧回路を内部に収納する形態とすることも可能である。管電圧回路は、収納容器6の内部に配置される必要はなく、収納容器6の外部に配置されても良い。 The storage container 6 may be configured to store therein a tube voltage circuit that is electrically connected to the X-ray generation tube 2 and outputs a tube voltage. The tube voltage circuit does not have to be arranged inside the storage container 6 and may be arranged outside the storage container 6.
収納容器6の内部に管電圧回路を収納することにより、絶縁油8の対流による冷却作用を受けて管電圧出力を安定化することや、高電圧の給電線の取り回しを短距離とすることにより放電耐圧を増大することが可能となり、X線発生装置の信頼性が向上する。 By storing the tube voltage circuit inside the storage container 6, the tube voltage output is stabilized by receiving the cooling action by the convection of the insulating oil 8, and the high-voltage feeder is routed by a short distance. The discharge breakdown voltage can be increased, and the reliability of the X-ray generator is improved.
絶縁油8は、X線発生管2の外面と収納容器6の内面とに接触し、X線発生管2の高温部から収納容器6の低温部の間の温度差を小さくするように、収納容器6の内部において対流する。絶縁油8は、X線発生管2の冷却および、電気絶縁を行うため、冷却能力が高く、電気絶縁性の高いものが良い。また、ターゲット4が発熱により高温になり、その熱が絶縁油8に伝わるため、熱による変質の少ないものが好ましい。よって絶縁油8としては、電気絶縁油、フッ素系の絶縁油等が使用可能である。 The insulating oil 8 contacts the outer surface of the X-ray generation tube 2 and the inner surface of the storage container 6 and is stored so as to reduce the temperature difference between the high temperature portion of the X-ray generation tube 2 and the low temperature portion of the storage container 6. Convection occurs inside the container 6. Since the insulating oil 8 performs cooling and electrical insulation of the X-ray generator tube 2, it is preferable that the insulating oil 8 has high cooling capacity and high electrical insulation. Moreover, since the target 4 becomes high temperature due to heat generation, and the heat is transferred to the insulating oil 8, a target that is less affected by heat is preferable. Therefore, as the insulating oil 8, an electrical insulating oil, a fluorine-based insulating oil, or the like can be used.
収納容器6のターゲット32に対向した位置には、X線取り出し窓7が配置されている。X線取り出し窓7の材料としてはベリリウム、アルミニウム等のX線減衰量の少ない材料が適用される。 An X-ray extraction window 7 is disposed at a position facing the target 32 of the storage container 6. As a material for the X-ray extraction window 7, a material having a small amount of X-ray attenuation such as beryllium or aluminum is applied.
<X線撮影システム>
次に、図2を用いて、本発明のX線発生装置1が適用されるX線撮影システム60の構成例について説明する。図2には、被検体204に対して所定の曝射角度で撮影されたX線透過像を取得するX線撮影システム60の基本的な構成例が示されている。
<X-ray imaging system>
Next, a configuration example of an X-ray imaging system 60 to which the X-ray generator 1 of the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a basic configuration example of an X-ray imaging system 60 that acquires an X-ray transmission image captured at a predetermined exposure angle with respect to the subject 204.
システム制御ユニット202は、X線発生装置1とX線検出器206とを統合制御する。駆動回路103は、システム制御ユニット202による制御の下に、X線発生管2に各種の制御信号を出力する。駆動回路103は、少なくとも、管電圧回路を備え、必要に応じて、電子放出源に接続され管電流を制御する管電流回路を備える。駆動回路103は、本実施形態においては、収納容器6の外部にX線発生管2とともに収納されているが、収納容器6の内部に配置しても良い。駆動回路103が出力する制御信号により、X線発生装置1から放出されるX線束34の放出状態が制御される。 The system control unit 202 integrally controls the X-ray generator 1 and the X-ray detector 206. The drive circuit 103 outputs various control signals to the X-ray generation tube 2 under the control of the system control unit 202. The drive circuit 103 includes at least a tube voltage circuit, and includes a tube current circuit that is connected to the electron emission source and controls the tube current as necessary. In the present embodiment, the drive circuit 103 is stored outside the storage container 6 together with the X-ray generation tube 2, but may be disposed inside the storage container 6. The emission state of the X-ray bundle 34 emitted from the X-ray generator 1 is controlled by the control signal output from the drive circuit 103.
X線発生装置1から放出されたX線束34は、不図示のコリメータにより照射範囲が調整されてX線発生装置1の外部に放出され、被検体204を透過してX線検出器206で検出される。X線検出器206は、検出したX線を画像信号に変換して信号処理部205に出力する。信号処理部205は、画像信号に所定の信号処理を施し、処理された画像信号をシステム制御ユニット202に出力する。 The X-ray bundle 34 emitted from the X-ray generation device 1 is emitted to the outside of the X-ray generation device 1 with the irradiation range adjusted by a collimator (not shown), transmitted through the subject 204 and detected by the X-ray detector 206. Is done. The X-ray detector 206 converts the detected X-ray into an image signal and outputs it to the signal processing unit 205. The signal processing unit 205 performs predetermined signal processing on the image signal and outputs the processed image signal to the system control unit 202.
システム制御ユニット202は、処理された画像信号に基づいて、表示装置203に画像を表示させるための表示信号を表示装置203に出力する。表示装置203は、表示信号に基づく画像を、被検体204の撮影画像としてスクリーンに表示する。 The system control unit 202 outputs a display signal for displaying an image on the display device 203 to the display device 203 based on the processed image signal. The display device 203 displays an image based on the display signal on the screen as a captured image of the subject 204.
次に、図3を用いて、本発明のX線発生装置1が適用されるX線撮影システム60の他の構成例について説明する。図3には、被検体204に対して回転軸Ac周りに複数の曝射角度で撮影することによりX線断層像を取得するX線撮影システム60の基本的な構成例が示されている。 Next, another configuration example of the X-ray imaging system 60 to which the X-ray generator 1 of the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a basic configuration example of an X-ray imaging system 60 that acquires an X-ray tomographic image by imaging the subject 204 at a plurality of exposure angles around the rotation axis Ac.
本実施形態のX線発生装置1の出射側には、被検体204を介してX線検出器206が配置されている。被検体204は、被験者の全身または特定部位が含まれる。 An X-ray detector 206 is disposed on the emission side of the X-ray generation apparatus 1 of the present embodiment via the subject 204. The subject 204 includes the whole body or a specific part of the subject.
X線発生装置1とX線検出器206は、回転駆動装置54に対して、それぞれ、線源支持部55、検出器支持部56を介して機械的に接続されており、共通の回転軸Acの周りを同じ方向に同期して回転するように構成されている。従って、回転駆動装置54は、鉛直方向に対する収納容器6の姿勢を変更する機構とも言える。 The X-ray generator 1 and the X-ray detector 206 are mechanically connected to the rotation drive device 54 via a source support part 55 and a detector support part 56, respectively, and a common rotation axis Ac. Are configured to rotate synchronously in the same direction. Therefore, it can be said that the rotation drive device 54 is a mechanism that changes the posture of the storage container 6 with respect to the vertical direction.
被検体204は、X線発生装置1とX線検出器206との間において、回転軸Acと重なるように配置されている。 The subject 204 is disposed between the X-ray generator 1 and the X-ray detector 206 so as to overlap the rotation axis Ac.
X線検出器206の出力にはX線透過像データが含まれ、データ処理回路57、画像処理回路58、システム制御ユニット202、再構成部59を経て表示パネル60に接続されている。なお、データ処理回路57、画像処理回路58は、図2の実施形態の信号処理部205に相当する。 The output of the X-ray detector 206 includes X-ray transmission image data, and is connected to the display panel 60 via the data processing circuit 57, the image processing circuit 58, the system control unit 202, and the reconstruction unit 59. The data processing circuit 57 and the image processing circuit 58 correspond to the signal processing unit 205 in the embodiment of FIG.
また、システム制御ユニット202の出力は、駆動回路103、X線発生装置1、回転駆動装置54、データ処理回路57、画像処理回路58に接続され、システム制御ユニット202には操作パネル62の出力が接続されている。 The output of the system control unit 202 is connected to the drive circuit 103, the X-ray generator 1, the rotation drive device 54, the data processing circuit 57, and the image processing circuit 58, and the output of the operation panel 62 is sent to the system control unit 202. It is connected.
本実施形態においては、被検体204が静止しX線発生装置1とX線検出器206が回転するが、撮影系(X線発生装置1,X線検出器206)と被検体204とが回転軸周りに相対的に角速度を有して回転すれば良い。従って、被検体204が回転軸Ac周りに回転し、X線発生装置1とX線検出器206とが静止していても良い。 In the present embodiment, the subject 204 is stationary and the X-ray generator 1 and the X-ray detector 206 rotate, but the imaging system (X-ray generator 1, X-ray detector 206) and the subject 204 rotate. What is necessary is just to rotate with an angular velocity relatively around an axis. Therefore, the subject 204 may rotate about the rotation axis Ac, and the X-ray generator 1 and the X-ray detector 206 may be stationary.
本実施形態のX線撮影システムは、X線発生装置1及びX線検出器206は互いに対向して配置され、回転軸Acを中心として同期して回転することにより、被検体204に対して異なる撮影角度毎に透過画像を取得することが可能となっている。 In the X-ray imaging system of the present embodiment, the X-ray generator 1 and the X-ray detector 206 are arranged to face each other, and are different from the subject 204 by rotating synchronously about the rotation axis Ac. A transmission image can be acquired for each shooting angle.
次に、図3に示されたX線撮影システム60における、線発生装置1の回転走査を伴う断層撮影のシーケンスについて図4を用いて説明する。 Next, a tomographic sequence involving rotational scanning of the line generator 1 in the X-ray imaging system 60 shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG.
図4は、X線撮影システム60の撮影動作のフローチャート図である。撮影開始(ステップS101)の指令が操作パネル62から入力されると、システム制御ユニット202を介して回転駆動装置54に接続されたX線発生装置1とX線検出器206は、所定の回転速度で回転を始める(ステップS102)。ここで、システム制御ユニット202は回転駆動装置54から発生される図示しないエンコーダ信号を監視し、所定の一定速度及び角度に到達したかを確認する。 FIG. 4 is a flowchart of the imaging operation of the X-ray imaging system 60. When a command to start imaging (step S101) is input from the operation panel 62, the X-ray generator 1 and the X-ray detector 206 connected to the rotation drive device 54 via the system control unit 202 are set to a predetermined rotational speed. Then, the rotation is started (step S102). Here, the system control unit 202 monitors an encoder signal (not shown) generated from the rotary drive device 54 and confirms whether a predetermined constant speed and angle are reached.
所定の速度及び角度に到達した時点で、システム制御ユニット202は、駆動回路105を介してX線発生装置1に信号を送りX線曝射を開始し(ステップS103)、X線は被検体204に曝射される。同時に、X線検出器206による画像データの収集をデータ処理回路57を介して行う(ステップS104)。 When the predetermined speed and angle are reached, the system control unit 202 sends a signal to the X-ray generator 1 via the drive circuit 105 and starts X-ray exposure (step S103). Be exposed to. At the same time, image data is collected by the X-ray detector 206 via the data processing circuit 57 (step S104).
X線発生装置1とX線検出器206とが所定の回転角度で同期回転し、所定数の画像データが収集されるまで撮像が継続される。所定角度毎に撮像された画像データの収集が完了すると、X線発生装置1とX線検出器206との同期回転を終了する(ステップS105)。 The X-ray generator 1 and the X-ray detector 206 rotate synchronously at a predetermined rotation angle, and imaging is continued until a predetermined number of image data is collected. When the collection of the image data captured at every predetermined angle is completed, the synchronous rotation between the X-ray generator 1 and the X-ray detector 206 is ended (step S105).
次に、再構成部59で画像データの再構成を行い、2系統の再構成画像データを構成する。ここで、再構成はX線検出器206の例えば高解像度である領域から出力した電気信号に基づいて第1の再構成画像データを構成し、低解像度である領域から出力した電気信号に基づいて、第2の再構成画像データを構成する(ステップS106)。 Next, the reconstruction unit 59 reconstructs the image data to construct two lines of reconstructed image data. Here, in the reconstruction, the first reconstructed image data is configured based on the electric signal output from the high resolution area of the X-ray detector 206, and based on the electric signal output from the low resolution area. Second reconstructed image data is constructed (step S106).
次に、対応する第1の再構成画像データと第2の再構成画像データを一定の比率で合成する。具体的には、第1の再構成画像データに係数k1を乗算し、第2の再構成画像データにk2に乗算する。そして、乗算した画像データを加算する(ステップS107)。 Next, the corresponding first reconstructed image data and second reconstructed image data are synthesized at a certain ratio. Specifically, the first reconstructed image data is multiplied by a coefficient k1, and the second reconstructed image data is multiplied by k2. Then, the multiplied image data is added (step S107).
このようにして、被検体204の複数の透過X線像と角度情報とから断層画像を取得する。X線撮影システム60は、工業製品の非破壊検査や人体や動物の病理診断に用いることができる。 In this manner, a tomographic image is acquired from a plurality of transmitted X-ray images of the subject 204 and angle information. The X-ray imaging system 60 can be used for non-destructive inspection of industrial products and pathological diagnosis of human bodies and animals.
<気泡室>
次に、本願発明の特徴である気泡室について図1、図2を用いて説明する。
<Bubble chamber>
Next, the bubble chamber which is a feature of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施形態のX線発生装置1は、図1(a)に示すように、絶縁油8の中に発生した気泡を捕獲する気泡室13を備えている。 As shown in FIG. 1A, the X-ray generator 1 of this embodiment includes a bubble chamber 13 that captures bubbles generated in the insulating oil 8.
収納容器6の内部に発生した気泡は、X線発生管2の動作時の温度上昇に伴い、体積が増大した気泡は浮力の影響を強く受け、絶縁油の粘度が低下するため浮遊しやすくなる。 Bubbles generated inside the storage container 6 are more likely to float due to the influence of buoyancy due to a rise in temperature during operation of the X-ray generator tube 2, and the viscosity of the insulating oil decreases. .
気泡室13は、収納容器6の内部を移動する気泡を捕獲するために、X線発生管2を収納する主室14の内部と、開口を介して連通する内部を有している。この為、本実施形態の気泡室13は、X線発生管2の付近で発生した気泡を、絶縁油8の対流および気泡が受ける浮力によって流入するようになっている。 The bubble chamber 13 has an interior communicating with the interior of the main chamber 14 accommodating the X-ray generation tube 2 and the opening in order to capture bubbles moving inside the storage container 6. For this reason, the bubble chamber 13 of the present embodiment is adapted to allow the bubbles generated in the vicinity of the X-ray generation tube 2 to flow in by the convection of the insulating oil 8 and the buoyancy received by the bubbles.
本実施形態の気泡室13の内部は、開口以外の部分に配置された壁により囲まれている。気泡室13の壁は、収納容器6の外周壁の一部と仕切板15とで構成されている。本願明細書においては、これ以降、気泡室13を構成する壁の内側を、気泡室の内面と称する。 The inside of the bubble chamber 13 of the present embodiment is surrounded by a wall disposed in a portion other than the opening. The wall of the bubble chamber 13 is constituted by a part of the outer peripheral wall of the storage container 6 and the partition plate 15. In the present specification, the inside of the wall constituting the bubble chamber 13 is hereinafter referred to as the inner surface of the bubble chamber.
本実施形態の気泡室13の内面は、気泡室13の外部の収納容器6の内面よりも、絶縁油8との接触角が大きくなるようにしている。 The inner surface of the bubble chamber 13 of the present embodiment has a larger contact angle with the insulating oil 8 than the inner surface of the storage container 6 outside the bubble chamber 13.
本実施形態においては、主室14は、気泡室13との間の開口とX線取出し窓7を除いた領域に、ガラス樹脂布とエポキシ樹脂との積層体からなるガラスエポキシ樹脂板18が配置され、主室14の内面に露出している。本実施形態のガラスエポキシ板は、表面自由エネルギーが43mN/mであり、表面は親油性を呈する。 In the present embodiment, in the main chamber 14, a glass epoxy resin plate 18 made of a laminate of a glass resin cloth and an epoxy resin is disposed in a region excluding the opening between the bubble chamber 13 and the X-ray extraction window 7. And exposed to the inner surface of the main chamber 14. The glass epoxy plate of this embodiment has a surface free energy of 43 mN / m, and the surface exhibits lipophilicity.
一方で、気泡室13は、との間の開口除いて、真鍮製の仕切板15と収納容器6が内面に露出している。本実施形態の真鍮は、表面自由エネルギーが1000mN/mであり、表面は親水性、即ち、撥油性を呈する。 On the other hand, the partition wall 15 made of brass and the storage container 6 are exposed on the inner surface except for the opening between the bubble chamber 13. The brass of this embodiment has a surface free energy of 1000 mN / m, and the surface exhibits hydrophilicity, that is, oil repellency.
気泡室13の内面を、主室14の内面よりも、絶縁油8との接触角θcにおいて、大きくすることの作用効果を、図5(a)〜(c)を用いて説明する。 The effect of making the inner surface of the bubble chamber 13 larger at the contact angle θc with the insulating oil 8 than the inner surface of the main chamber 14 will be described with reference to FIGS.
図5(a)には、絶縁油8より表面自由エネルギーが高い内面を有した固体28と絶縁油8と気泡27との固液界面が示されている。同様にして、図5(b)には、絶縁油8と表面自由エネルギーが等しい内面を有した固体29と絶縁油8と気泡27との固液界面が示されている。さらに、同様にして、図5(c)には、絶縁油8より表面自由エネルギーが低い内面を有した固体29と絶縁油8と気泡27との固液界面が示されている。 FIG. 5A shows a solid-liquid interface between the solid 28 having the inner surface whose surface free energy is higher than that of the insulating oil 8, the insulating oil 8, and the bubbles 27. Similarly, FIG. 5B shows a solid-liquid interface between the solid 29 having the same inner surface free energy as the insulating oil 8, the insulating oil 8, and the bubbles 27. Further, similarly, FIG. 5C shows a solid-liquid interface between the solid 29 having the inner surface whose surface free energy is lower than that of the insulating oil 8, the insulating oil 8 and the bubbles 27.
図5(c)において、固体30は絶縁油8に対する親和性が低く親油性表面であるため、絶縁油8は固体30に濡れ易く、気泡27と固体30との接触角θcは大きくなる。図5(c)に示す固液界面の気泡27は、固体30に対して密着性が弱く浮遊しやすい。 5C, since the solid 30 has a low affinity for the insulating oil 8 and has a lipophilic surface, the insulating oil 8 is easily wetted by the solid 30, and the contact angle θc between the bubble 27 and the solid 30 increases. The bubbles 27 at the solid-liquid interface shown in FIG. 5C are weakly adherent to the solid 30 and easily float.
一方で、図5(a)において、固体28は絶縁油8に対する親和性が低い親水性表面を呈するため、絶縁油8は固体28に濡れ難く、気泡27と固体28との接触角θcが小さくなる。図5(a)に示す固液界面の気泡27は、固体28に対して密着性が強く移動し難い。 On the other hand, in FIG. 5A, since the solid 28 has a hydrophilic surface with low affinity for the insulating oil 8, the insulating oil 8 is difficult to wet the solid 28, and the contact angle θc between the bubble 27 and the solid 28 is small. Become. The bubbles 27 at the solid-liquid interface shown in FIG. 5A have strong adhesion to the solid 28 and are difficult to move.
なお、図5(a)〜(c)は、各図の下方を鉛直方向下向きの場合を例示しているが、必ずしも、気泡の密着性の接触角との関係は、図5に示された配置に限定されない。固体28〜30のそれぞれが形成する固液界面は、鉛直直方向に対して任意の角度を成してよい。 5A to 5C exemplify the case where the lower part of each figure is downward in the vertical direction, but the relationship between the contact angle of the adhesiveness of the bubbles is not necessarily shown in FIG. It is not limited to arrangement. The solid-liquid interface formed by each of the solids 28 to 30 may form an arbitrary angle with respect to the vertical straight direction.
従って、気泡室13の内面が、主室14の内面よりも、高い表面自由エネルギーの領域を有することにより、気泡室13内に流入した気泡12は気泡室13から脱出し難くなる。この結果、X線発生装置1で発生した気泡は、安定して気泡室に捕獲し続けられて、X線発生管2の冷却性能と耐放電性能を安定して維持することが可能となる。 Accordingly, since the inner surface of the bubble chamber 13 has a higher surface free energy region than the inner surface of the main chamber 14, the bubbles 12 flowing into the bubble chamber 13 are difficult to escape from the bubble chamber 13. As a result, the bubbles generated by the X-ray generator 1 are stably captured in the bubble chamber, and the cooling performance and discharge resistance performance of the X-ray generation tube 2 can be stably maintained.
気泡室13の内面を構成する部材は、主室14に対して相対的に絶縁油8に対する接触角が大きな材料で構成すれば良い。気泡室13の内面は親水性を呈する材料を有することが好ましく、気泡室13外の収納容器6の内面は親油性を呈する材料を有することが好ましい。 The member constituting the inner surface of the bubble chamber 13 may be made of a material having a large contact angle with the insulating oil 8 relative to the main chamber 14. The inner surface of the bubble chamber 13 preferably has a hydrophilic material, and the inner surface of the storage container 6 outside the bubble chamber 13 preferably has a lipophilic material.
親水性を呈する材料としては、100mN/m以上の表面自由エネルギーを呈する材料が選択される。親水性を呈する材料の具体例としては、銅、アルミニウム、亜鉛、錫等の純金属、及び、ステンレス、真鍮等の合金が適用される。前述の金属群は、500〜1200mN/mの表面自由エネルギーを呈する。 As the material exhibiting hydrophilicity, a material exhibiting a surface free energy of 100 mN / m or more is selected. Specific examples of the material exhibiting hydrophilicity include pure metals such as copper, aluminum, zinc, and tin, and alloys such as stainless steel and brass. The aforementioned metal group exhibits a surface free energy of 500 to 1200 mN / m.
また、親油性を呈する材料としては、100mN/m未満の表面自由エネルギーを呈する材料が選択される。親油性を呈する材料の具体例としては、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリイミダゾール樹脂等が適用される。前述の樹脂群は、10〜80mN/mの表面自由エネルギーを呈する。 Moreover, as a material exhibiting lipophilicity, a material exhibiting surface free energy of less than 100 mN / m is selected. Specific examples of the material exhibiting lipophilicity include fluororesin, silicone resin, epoxy resin, acrylic resin, polyethylene resin, polyimide resin, and polyimidazole resin. The aforementioned resin group exhibits a surface free energy of 10 to 80 mN / m.
主室14の内面と絶縁油8との接触角よりも、絶縁油8との間で高い接触角を呈する内面を有する気泡室13とすることにより、捕獲した気泡を留めた状態を維持することが可能となる。この結果、本願発明のX線発生装置1は、収納容器6と絶縁油8との接触面積を主室14において確保することが可能となり、絶縁油8の冷却性能と耐放電性能の低下が生じ難く、高い信頼性の有するものとなる。 Maintaining the state where the trapped bubbles are held by using the bubble chamber 13 having an inner surface that exhibits a higher contact angle with the insulating oil 8 than the contact angle between the inner surface of the main chamber 14 and the insulating oil 8. Is possible. As a result, the X-ray generator 1 of the present invention can secure a contact area between the storage container 6 and the insulating oil 8 in the main chamber 14, and the cooling performance and the discharge resistance performance of the insulating oil 8 are reduced. It is difficult and has high reliability.
例えば、図3に示すX線撮影システム60のように、気泡室を備えたX線発生装置をX線源としてX線CT装置に適用した場合に、X線源のガントリ内の反転動作や静止位置に依存し、気泡が気泡室から脱出する場合があった。図6には、図面の垂直方向に示された回転軸Acの周りに0〜360度の角度範囲において回転走査されるX線発生装置1を備えたX線撮影システム60が示されている。 For example, when an X-ray generator having a bubble chamber is applied to an X-ray CT apparatus as an X-ray source as in the X-ray imaging system 60 shown in FIG. Depending on the position, bubbles could escape from the bubble chamber. FIG. 6 shows an X-ray imaging system 60 including the X-ray generator 1 that is rotated and scanned in the angle range of 0 to 360 degrees around the rotation axis Ac shown in the vertical direction of the drawing.
なお、図3、図6は、図5と同様にして、各図の下方を鉛直方向下向きとして図示されている。図6においては、主室14と気泡室13との間の仕切板15と鉛直方向とのなす角度を基準にX線発生装置1の姿勢を定義し、図6中に、0度、90度、180度、270度を代表させて示している。 3 and 6 are illustrated in the same manner as in FIG. 5 with the lower part of each figure being vertically downward. In FIG. 6, the attitude of the X-ray generator 1 is defined based on the angle formed by the partition plate 15 between the main chamber 14 and the bubble chamber 13 and the vertical direction. , 180 degrees and 270 degrees are shown as representatives.
図6に示すX線撮影システム60においては、回転軸Acが鉛直方向に対して非平行であるため、X線撮影装置1の回転に伴い、収納容器6および気泡室13は、鉛直方向に対して異なる姿勢をとる。しかしながら、本実施形態の気泡室13の内面は、主室14よりも、気泡12との接触角が小さい表面を有するため、X線発生装置1が回転軸Acの周りに異なる姿勢をとった場合にも、気泡12の気泡室13内の浮遊が抑制される。この結果、本実施形態の気泡室13を備えたX線発生装置1は、捕獲した気泡12の気泡室13からの脱出が低減される。本願発明の気泡室13と主室14との間の表面自由エネルギーの差異に関する特徴は、気泡室13が、図6のように、回転軸Acから離間して収納容器6に配置されている形態において、特に効果を発現する。 In the X-ray imaging system 60 shown in FIG. 6, since the rotation axis Ac is not parallel to the vertical direction, the storage container 6 and the bubble chamber 13 are moved relative to the vertical direction as the X-ray imaging apparatus 1 rotates. Take different postures. However, since the inner surface of the bubble chamber 13 of the present embodiment has a surface with a smaller contact angle with the bubble 12 than the main chamber 14, the X-ray generator 1 takes a different posture around the rotation axis Ac. In addition, the floating of the bubbles 12 in the bubble chamber 13 is suppressed. As a result, in the X-ray generator 1 provided with the bubble chamber 13 of the present embodiment, escape of the trapped bubble 12 from the bubble chamber 13 is reduced. The feature regarding the difference in surface free energy between the bubble chamber 13 and the main chamber 14 of the present invention is that the bubble chamber 13 is arranged in the storage container 6 apart from the rotation axis Ac as shown in FIG. In particular, the effect is exhibited.
また、X線発生装置の周囲温度、X線発生管の稼働時間等の変動するパラメータによっても、絶縁油の対流挙動が変化する場合があり、捕獲した気泡が気泡室から脱出する場合があった。すなわち、本願発明の気泡室を備えたX線発生装置は、図2に示す実施形態のように回転軸Acを備えていないX線撮影装置、または、回転軸Acが鉛直方向と平行であるX線撮影装置においても、気泡室からの気泡の脱出を抑制する効果が発現される。 In addition, the convection behavior of the insulating oil may change depending on the fluctuating parameters such as the ambient temperature of the X-ray generator and the operating time of the X-ray generator tube, and the trapped bubbles may escape from the bubble chamber. . That is, the X-ray generator provided with the bubble chamber of the present invention is an X-ray imaging apparatus that does not include the rotation axis Ac as in the embodiment shown in FIG. 2, or an X that has the rotation axis Ac parallel to the vertical direction. Even in the X-ray apparatus, the effect of suppressing escape of bubbles from the bubble chamber is exhibited.
次に、図1(a)に示すX線発生装置1の実施形態の変形例を、図7(a)、(b)を用いて説明する。 Next, a modification of the embodiment of the X-ray generator 1 shown in FIG. 1 (a) will be described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b).
図7(a)に示すX線発生装置1は、ガラスエポキシ板18を収納容器6の内面と仕切板15に用いた点と、気泡室13の内面には、銅箔が一方の面に形成されたガラスエポキシ板を用いた点において、図1(a)に示すX線発生装置1と相違する。 In the X-ray generator 1 shown in FIG. 7A, a copper foil is formed on one surface on the inner surface of the bubble chamber 13 on the point that the glass epoxy plate 18 is used for the inner surface of the storage container 6 and the partition plate 15. The difference from the X-ray generator 1 shown in FIG.
本実施形態においては、主室14の内面がガラスエポキシ板18で構成され、気泡室13の内面が銅で構成された領域17を有するので、気泡室13に捕獲された気泡12は、表面自由エネルギー差(43<1100 mN/m)に基き安定して捕獲され続ける。 In the present embodiment, since the inner surface of the main chamber 14 is made of a glass epoxy plate 18 and the inner surface of the bubble chamber 13 is made of copper, the bubbles 12 captured in the bubble chamber 13 are free to surface. Based on the energy difference (43 <1100 mN / m), it continues to be captured stably.
一方、図7(b)に示すX線発生装置1は、ガラスエポキシ板上に銅箔が形成された領域17が気泡室13の内面の一部に設けられて点が、図7(a)に示す実施形態と相違する。本実施形態においても、主室14の内面がガラスエポキシ板18で構成され、気泡室13の内面が銅で構成された領域17を有するので、気泡室13に捕獲された気泡12は、表面自由エネルギー差(43<1100 mN/m)に基き安定して捕獲され続ける。 On the other hand, in the X-ray generator 1 shown in FIG. 7B, the region 17 in which the copper foil is formed on the glass epoxy plate is provided in a part of the inner surface of the bubble chamber 13, as shown in FIG. This is different from the embodiment shown in FIG. Also in the present embodiment, since the inner surface of the main chamber 14 is made of the glass epoxy plate 18 and the inner surface of the bubble chamber 13 is made of copper, the bubbles 12 captured in the bubble chamber 13 are free to surface. Based on the energy difference (43 <1100 mN / m), it continues to be captured stably.
<接触角測定>
本願発明のX線発生装置1が備える気泡室13の内面は、X線発生管2を収納する主室14の内面よりも、絶縁油8との接触角が大きい領域17を有することを特徴とするように構成される。従って、収納室6の内面を構成する部材は、絶縁油8の液滴との接触角を同定することにより、表面自由エネルギーが既知では無い部材に対しても決定することができる。
<Contact angle measurement>
The inner surface of the bubble chamber 13 provided in the X-ray generator 1 of the present invention has a region 17 having a larger contact angle with the insulating oil 8 than the inner surface of the main chamber 14 that houses the X-ray generating tube 2. Configured to do. Therefore, the member constituting the inner surface of the storage chamber 6 can be determined even for a member whose surface free energy is not known by identifying the contact angle with the droplet of the insulating oil 8.
接触角測定時の液滴のサイズは、小さすぎると液滴の表面から測定雰囲気への蒸発の影響により接触角が小さくなる方向に誤差を生じ、大きすぎると液滴の重力変形により接触角が大きくなる方向に誤差を生じる。収納室を構成する部材に対して、複数の液滴サイズと接触角との相関データを予め取得しておくことにより、かかる相関データで接触角が極大となる液滴サイズを決定しておくことが、接触角同定の誤差を少なくする為に好ましい。 If the size of the droplet at the time of contact angle measurement is too small, an error will occur in the direction of decreasing the contact angle due to the effect of evaporation from the surface of the droplet to the measurement atmosphere, and if too large, the contact angle will be reduced due to gravity deformation of the droplet. An error occurs in the increasing direction. By acquiring correlation data between a plurality of droplet sizes and contact angles in advance for the members constituting the storage chamber, the droplet size that maximizes the contact angle is determined based on the correlation data. Is preferable in order to reduce errors in contact angle identification.
絶縁油は、通常、測定雰囲気に対して、通常十分低い蒸気圧を呈するため、重力変形の影響の緩和を優先して、液滴サイズを設定することが可能であり、0.01〜数mlとすることが好ましい。 Insulating oil usually exhibits a sufficiently low vapor pressure with respect to the measurement atmosphere. Therefore, it is possible to set the droplet size by giving priority to the mitigation of the influence of gravity deformation. It is preferable that
また、検体となる固体表面は、金属イオン、有機物等が除去された洗浄表面としておくことが好ましい。 Moreover, it is preferable that the solid surface serving as the specimen is a cleaning surface from which metal ions, organic substances, and the like are removed.
<表面自由エネルギー測定>
次に、収納容器の内面を構成する部材の表面自由エネルギーの測定方法を説明する。部材の表面自由エネルギーを測定する方法は、<試薬の液滴を用いて行う固液界面の接触角測定>と、固液界面の接触角と表面自由エネルギーとの関係を取り扱う<Dupre−Young式>と、接着仕事量を扱う<Fowkes式>とにより導出される。
<Surface free energy measurement>
Next, a method for measuring the surface free energy of the members constituting the inner surface of the storage container will be described. The method for measuring the surface free energy of a member includes <measurement of the contact angle of a solid-liquid interface performed using a reagent droplet> and the relationship between the contact angle of the solid-liquid interface and the surface free energy <Duple-Young equation > And <Fowkes formula> that handles the work of adhesion.
試薬は、互いに異なる表面自由エネルギーの成分を有する複数の試薬からなる試薬セットが用いられる。表面自由エネルギーの成分は、分散項γLidと極性項γLipと水素結合項γLihの各成分を意味する。試薬セットの具体例としては、αブロモナフタレン、沃化メチレン、純水の3液が用いられる。試薬セットは、前述の3液に限定されず、表面自由エネルギーの成分を互いに異にする他の試薬の組合せが適用される。 As the reagent, a reagent set comprising a plurality of reagents having different surface free energy components is used. Components of the surface free energy is meant a dispersion term gamma Lid and polar term gamma Li p and the components of the hydrogen bond gamma Lih. As a specific example of the reagent set, three liquids of α-bromonaphthalene, methylene iodide, and pure water are used. The reagent set is not limited to the above-described three liquids, and other combinations of reagents having different surface free energy components are applied.
ここで、試薬Liは、後述する検体となる固体表面と同様にして、表面自由エネルギーγLi(mN/m)を有しているものとする。但し、iは試薬の種類を示す番号。試薬Liの表面自由エネルギーγLiは、分散項γLidと極性項γLipと水素結合項γLihの成分を有している。試薬番号iが1から3の3液からなる試薬セットは、3×3=9個のパラメータを有した正方行列を行列Gとして規定することができる。また、正方行列Gの各要素の0.5乗に一致する9要素を備える正方行列を行列Aとして規定する。 Here, it is assumed that the reagent Li has surface free energy γ Li (mN / m) in the same manner as a solid surface serving as a specimen to be described later. Here, i is a number indicating the type of reagent. The surface free energy gamma Li reagents Li has a dispersion term gamma Lid and polar term gamma Li p and components of the hydrogen bond term gamma Lih. A reagent set consisting of three liquids with reagent numbers i of 1 to 3 can define a square matrix having 3 × 3 = 9 parameters as a matrix G. In addition, a square matrix having nine elements that match the 0.5th power of each element of the square matrix G is defined as a matrix A.
検体となる固体表面は、未知の表面自由エネルギーγsとして分散項γsdと極性項γspと水素結合項γshの3成分の合計値で規定される。固定の表面自由エネルギーγsの測定精度を担保する点においては、試薬セットの行列Aの行列式がより大きくなるように試薬を組合せることが望ましい。 The solid surface serving as the specimen is defined by the total value of the three components of the dispersion term γsd, the polar term γsp, and the hydrogen bond term γsh as unknown surface free energy γs. In terms of ensuring the measurement accuracy of the fixed surface free energy γs, it is desirable to combine the reagents so that the determinant of the matrix A of the reagent set becomes larger.
なお、αブロモナフタレン、沃化メチレン、純水からなる試薬セットYに対応する行列G、行列A、行列Aの逆行列A−1、表面自由エネルギーγLは、表1乃至4のそれぞれに示す通りである。従って、試薬セットYの行列Aの行列式は、55.9(mN/m)1.5である。行列Aの行列式の値としては、20(mN/m)1.5以上であることが好ましい。 The matrix G, matrix A, inverse matrix A −1 of the matrix A, and surface free energy γ L corresponding to the reagent set Y consisting of α-bromonaphthalene, methylene iodide, and pure water are shown in Tables 1 to 4, respectively. Street. Therefore, the determinant of the matrix A of the reagent set Y is 55.9 (mN / m) 1.5 . The value of the determinant of the matrix A is preferably 20 (mN / m) 1.5 or more.
ここで、固体検体Sの表面自由エネルギーγsは、分散項γSidと極性項γSipと水素結合項γSihを有し、試薬セットの試薬番号1〜3に対して、θSL1、θSL2、θSL3の固液界面の接触角が、接触角測定により得られた場合を考える。このとき、下記一般式1〜4により、固体Sの表面自由エネルギーγsは一意に同定される。 Here, the surface free energy γs of the solid specimen S has a dispersion term γ Sid , a polar term γ Sip, and a hydrogen bond term γ Sih , and θ SL1 , θ SL2 , Consider the case where the contact angle of the solid-liquid interface of θSL3 is obtained by contact angle measurement. At this time, the surface free energy γs of the solid S is uniquely identified by the following general formulas 1 to 4.
なお、上記一般式2乃至4の各右辺に含まれるA−1(p,q)は、逆行列A−1の(p行、q列)の要素を意味している。また、上記一般式2乃至4の各右辺が、固液界面の接触角と表面自由エネルギーとの関係を取り扱う<Dupre−Young式>と、接着仕事量を扱う<Fowkes式>とにより規定されている。表面自由エネルギーを測定する手法は、Fowkes式を、Zisman法、Owens and Wendt法、Van Oss法等に適宜置換しても良い。 Note that A −1 (p, q) included in each right side of the general formulas 2 to 4 means an element of (p row, q column) of the inverse matrix A −1 . Further, each right side of the general formulas 2 to 4 is defined by a <Duple-Young formula> that handles the relationship between the contact angle of the solid-liquid interface and the surface free energy, and a <Fowkes formula> that handles the work of adhesion. Yes. As a method for measuring the surface free energy, the Fowkes equation may be appropriately replaced with the Zisman method, the Owens and Wendt method, the Van Oss method, or the like.
1 X線発生装置
2 X線発生管
3 電子放出源
5 電子束
6 収納容器
7 X線取り出し窓
8 絶縁油
12 捕獲された気泡
13 気泡室
14 主室
17 絶縁油8との接触角が大きい領域
32 ターゲット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray generator 2 X-ray generator tube 3 Electron emission source 5 Electron bundle 6 Storage container 7 X-ray extraction window 8 Insulating oil 12 Captured bubble 13 Bubble chamber 14 Main chamber 17 Area with a large contact angle with insulating oil 8 32 targets
Claims (10)
を有したX線発生装置であって、
前記収納容器は、前記X線発生管を収納する主室と、前記主室の内部と開口を介して連通する内部を有する気泡室とを有し、
前記絶縁油との接触角において、前記気泡室の内面は、前記主室の内面より、大きい接触角を呈する領域を有することを特徴とするX線発生装置。 An X-ray generator tube, insulating oil, and a storage container for storing the X-ray generator tube and the insulating oil;
An X-ray generator having
The storage container has a main chamber for storing the X-ray generation tube, and a bubble chamber having an interior communicating with the interior of the main chamber through an opening,
The X-ray generator according to claim 1, wherein an inner surface of the bubble chamber has a region exhibiting a larger contact angle than an inner surface of the main chamber at a contact angle with the insulating oil.
前記回転駆動装置により変更された前記収納容器の異なる角度毎に、前記X線発生装置はX線を発生させ、前記X線検出器は被検体を透過したX線を検出するように、前記X線発生装置と前記X線検出器とを統合して制御するシステム制御ユニットと、
を備えることを特徴とする請求項7に記載のX線撮影システム。 A rotation drive device connected to the storage container and changing the attitude of the storage container with respect to the vertical direction;
The X-ray generator generates X-rays at different angles of the storage container changed by the rotation driving device, and the X-ray detector detects X-rays transmitted through the subject. A system control unit for integrating and controlling the X-ray detector and the X-ray detector;
The X-ray imaging system according to claim 7, comprising:
前記気泡室は、前記回転軸から離間して前記収納容器に配置されていることを特徴とする請求項8に記載のX線撮影システム。 The X-ray generator is arranged to form the different angle with respect to a vertical direction by rotating around a rotation axis,
The X-ray imaging system according to claim 8, wherein the bubble chamber is disposed in the storage container so as to be separated from the rotation shaft.
Reconstruction for reconstructing a tomographic image of a subject by a signal processing unit connected to the X-ray detector and acquiring an image signal output from the X-ray detector, and the plurality of acquired images and angle information The X-ray imaging system according to claim 8 or 9, further comprising: a unit.
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JP2012028093A (en) * | 2010-07-21 | 2012-02-09 | Jobu:Kk | X-ray generation device |
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