JP2004049849A

JP2004049849A - Ｘ線遮蔽装置

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Publication number: JP2004049849A
Application number: JP2002244324A
Authority: JP
Inventors: Takashi Moritake; 盛武　敬; Koji Tsuboi; 坪井　康次; Yuji Matsumaru; 松丸　祐司; Masaru Moritake; 盛武　賢
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-07-23
Also published as: JP3599049B2

Abstract

【課題】医療被曝の増加に対する措置として、Ｘ線照射野内で遮蔽の大きさおよび位置を自由に変えることが出来るＸ線遮蔽方法を考案し、さらに従来の血管造影装置またはＸ線透視装置への取り付けや、それらとの併用が容易なＸ線遮蔽装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線に対する高減弱係数の物質を素材とするＸＹ面上の円板（１−１）をＸ軸周りに所定の角度を与え、Ｘ線束の方向をＺ軸としたとき、Ｚ軸に垂直な面上に投射された楕円形の陰影をＺ軸周りに回転すると、楕円の短径を直径とする円形の投射陰影が得られる。この陰影の大きさを調整するサイズ調整装置（Ａ）を、必要な位置に移動させるＸＹ移動装置（Ｂ）に搭載した構造のＸ線遮蔽装置を、血管造影装置Ｃアーム（Ｆ）と組み合わせることで、医療被曝による放射線障害を予防するＸ線遮蔽装置を特徴とする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線透過像を利用した医療分野において、被曝を回避すべき部位の大きさおよび位置に合わせてＸ線を遮蔽して放射線障害を予防することで、必要な領域には十分なＸ線の照射を可能にし、血管造影装置またはＸ線透視装置による安全で効果的な検査および治療を行えるようにする、Ｘ線遮蔽装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の血管造影装置は、被曝の軽減やハレーション防止のため、照射野の辺縁領域を絞り込む井桁状のコリメータや線量分布を傾斜させるためのウェッジ・フィルタなどを装備していた。しかし、照射野内に存在する特定の部位に対して部分的にＸ線を遮蔽する方法は無く、照射野全面が被曝することは避けられなかった。また、照射野内の耐容線量の低い臓器が総照射線量を制約するため、患者にとって必要な検査および治療が制限されてしまうことがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
（１）最近では、選択的血管造影や血管内治療技術の進歩とともに、Ｘ線を曝射する時間が長くなる傾向にあり、医療被曝の増加を来すようになってきた。
（２）例えば、頭部領域の治療においては、白内障予防の観点から、眼球（水晶体）への被曝低減措置が必要となってきた。
（３）従来の方法で眼球（水晶体）を遮蔽しようとすると、近傍を走行する血管まで遮蔽されてしまい、検査および治療に支障を来していた。
【０００４】
本発明は、このような問題点に鑑み、Ｘ線照射野内で遮蔽の大きさおよび位置を自由に変えることが出来るＸ線遮蔽装置を得ることを目的としており、さらに従来の血管造影装置またはＸ線透視装置への取り付けや、それらとの併用が容易なＸ線遮蔽装置を提供することで、Ｘ線透過像を利用した医療をより安全かつ効果的に行えるようにすることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、照射野内にある必要な遮蔽部位の大きさに合わせて遮蔽の大きさを調整できるサイズ調整装置（Ａ）を、必要な位置に移動できるＸＹ移動装置（Ｂ）に搭載した構造のＸ線遮蔽装置を、血管造影装置Ｃアーム（Ｆ）のＸ線管球（Ｆ−１）側コリメータ近傍に設けたものである。
【０００６】
次に作用について説明する。
（１）遮蔽は、Ｘ線に対する高減弱係数の物質、例えば鉛でできた薄い円板（１−１）による。
（２）図１に示すように、ＸＹ面上の半径ａの円板（１−１）を、Ｘ軸周りに所定の角度θだけ傾斜させ、Ｚ軸方向にＸ線を照射すると、投射される陰影は楕円形（長径２ａ、短径２ｂ）となる。θ＝０では円板（１−１）の板厚（ｔ）の線となる。
（３）所定の角度θだけ傾斜した円板（１−１）をＺ軸周りに回転し、Ｚ軸方向にＸ線を照射すると、直径２ｂの円形の常時陰影（透過線量ゼロ）が投射される。その大きさは円板（１−１）の傾斜角（θ）で調整する。ここで得られる最小の常時陰影円の直径は、円板（１−１）の板厚（ｔ）となる。
（４）円形の常時陰影の外周から外側に離れるに従い、透過する線量は大きくなり、次第に照射線量は１００％に復帰する。いま与えられた板厚でＸ線を１００％遮蔽すると仮定した場合の照射線量の変化を図２に示す。計算上常時陰影円径の約１４０％外側で照射線量は５０％に達する。
（５）常時陰影円の位置は、図６に示すＸＹ移動装置（Ｂ）で必要な遮蔽部位に移動する。
（６）請求項２の場合、図７に示すように支持枠（１４）を血管造影装置Ｃアーム（Ｆ）のＸ線管球（Ｆ−１）側コリメータ近傍部分に取り付け、この支持枠（１４）にサイズ調整装置（Ａ）およびＸＹ移動装置（Ｂ）を装着することによって、遮蔽部位は血管造影装置Ｃアーム（Ｆ）の動きに追従する。請求項３の場合には血管造影装置Ｃアーム（Ｆ）のＸ線管球（Ｆ−１）の位置を患部位置にあわせた後、図８に示すような移動可能な架台（Ｃ）に装備されたカーブガイド（５０）に係合したサイズ調整装置（Ａ）およびＸＹ移動装置（Ｂ）を、血管造影装置Ｃアーム（Ｆ）のＸ線管球（Ｆ−１）側コリメータ近傍Ｘ線束上に合わせる。
（７）上Ｘ線貫通筒（４）の上部位置に、筐体（６）に任意形状に加工したＸ線遮蔽体を配置する保持器（１２）を設け、これによる陰影と請求項１による陰影とを合成する。
（８）図１０と図１１に示したＺ軸方向の位置を調整するインテリジェントアクチュエータ（６０）により、Ｘ線束の拡散を利用して、陰影の大きさの微調整を行うことで遮蔽の精度を向上させる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
図１に示すように、本発明の基本原理は、Ｘ線に対して高減弱係数の物質、一例として鉛でできた円板（１−１）で楕円形の投射陰影をつくり、これを回転することにより楕円の短径を直径とする円形の遮蔽領域を得るものである。
【０００８】
図３には、サイズ調整装置（Ａ）およびＸＹ移動装置（Ｂ）の実施例を示す。
下Ｘ線貫通筒（３）に遮蔽板（１）を回動可能に支持し、５相ステッピングモーター（２）で外部から与えるパルス信号により指示した角度だけ回動する。操作方法は公知の技術であり省略する。
【０００９】
上Ｘ線貫通筒（４）は軸受け（５）で筐体（６）に支えられ、モーター（１１）の回転子（１０）を従動輪（９）に押し付けて摩擦で回転する。上Ｘ線貫通筒（４）には下Ｘ線貫通筒（３）が接続され、遮蔽板（１）は回転する。
【００１０】
図３および図５に示すように、筐体（６）側に絶縁ディスク（８）を設け、同心にスリップリング（８−１）およびターミナル（８−２）を５組設ける。上Ｘ線貫通筒（４）側に絶縁ディスク（８）と対向するディスク（４−１）を設けて、１組のスリップリングに１組のブラシ（７−２）を組み合わせて１セットとし、５組のスリップリングを配置する。ブラシ（７−２）はリング毎に位置を変え、周上に分散させて配置する。
【００１１】
図５はブラシ部分の詳細を示す。絶縁体よりなる大ネジ（７−１）をディスク（４−１）にナット（７−６）で固定し、ブラシ（７−２）は導電性の良いバネ（７−３）を介してネジ（７−４）でスリップリング（８−１）に押し付け、ブラシセット（７）を構成している。
【００１２】
以上により５相の信号は固定側から回転側に通電され、５相ステッピングモーター（２）の端子口（２−１）に接続される。操作及び制御は公知であり説明を省略する。
【００１３】
図４に遮蔽板（１）の詳細を示す。遮蔽板（１）はＸ線透過性の良い、１例としてグラファイトで作り、ｄ部を軸受け（図示を省略）で支持し、回転軸Ｘ−Ｘで回動し、中心にＸ線に対する高減弱係数の物質、例えば鉛でできた薄い円板（１−１）を埋設する。ここで円板（１−１）の厚みの中心線は回転軸Ｘ−Ｘと一致するように埋設する。すなわち薄く、回転によるフレを無くすることによって最小遮蔽寸法を得る。
【００１４】
図３に示すように、上Ｘ線貫通筒（４）の上部には筐体（６）に取り付けた保持器支持枠（１２−５）に回転自在に組み込まれた保持器（１２）を設ける。保持器（１２）はＸ線透過性のよい、１例としてアクリル板で作り、受け（１２−１）、押さえ（１２−２）、位置調整用のつまみ（１２−４）より構成する。受け（１２−１）、押さえ（１２−２）の間にはすきま（１２−３）が在り、任意の形状に加工したＸ線遮蔽体を配置する。
【００１５】
図３に示すように、サイズ調整装置（Ａ）を装備した筐体（６）は、可動枠（１３）の内径Ｄの空間に挿入しフランジで取り付ける。
【００１６】
ＸＹ移動装置（Ｂ）を図６に示す。サイズ調整装置（Ａ）を搭載した可動枠（１３）は支持枠（１４）に取り付けられた横送りボールガイド（１３−１）と縦送りボールガイド（１３−２）で支持案内する。可動枠（１３）の操作は支持枠（１４）の隅にある駆動部（公知のため図示を省略する）を遠方操作する。
【００１７】
図６に示すように、可動枠（１３）には左右方向にＳ１の移動調整代があり、縦方向に移動調整代Ｓ１と可動枠（１３）のシフト代Ｓ２とがある。ここで、例えばＳ１は５０ｍｍ、Ｓ２は支持枠（１３）の全面をシフトさせる必要上、３００ｍｍ程度が実用的である。
【００１８】
支持枠（１４）の取り付け方法には二通りがある。一つは図７に示すように支持枠（１４）を血管造影装置Ｃアーム（Ｆ）のＸ線管球（Ｆ−１）側コリメータに近接して取り付ける方法で、もう一つは図８に示すように支持枠（１４）を移動可能な専用の架台（Ｃ）に組み付けて搬入する方法である。
【００１９】
図７は放射線診断に広く用いられている血管造影装置Ｃアーム（Ｆ）の部分を示したものである。Ｘ線管球（Ｆ−１）、Ｘ線イメージ・インテンシファイア（Ｆ−２）、Ｘ線の照射方向（Ｆ−３）および患者支持台（Ｆ−４）は公知の機器である。ＸＹ移動装置（Ｂ）の支持枠（１４）は、血管造影装置Ｃアーム（Ｆ）のＸ線管球（Ｆ−１）側コリメータに近接して、血管造影装置Ｃアーム（Ｆ）に取り付ける。従って血管造影装置Ｃアーム（Ｆ）の動きに合わせてサイズ調整装置（Ａ）およびＸＹ移動装置（Ｂ）が移動してＸ線の遮蔽位置を決めることが出来る。
【００２０】
図８は図３のサイズ調整装置（Ａ）およびＸＹ移動装置（Ｂ）よりなるユニットを、左右一対の半径Ｒのカーブガイド（５０）に沿って移動する基本機構を示したものである。既存の血管造影装置Ｃアーム（Ｆ）が側面照射のためＦ’位置まで回動する際の障害とならないように、両側のカーブガイド（５０）は支持材（５０−１）を介して間隔Ｌを採って下連結材（５１）および上連結材（５１−１）で平行を保っている。支持材（５０−１）の下辺には移動用の車輪（５２）を設ける。
【００２１】
図８に示すように、駆動装置の軽量化のために、サイズ調整装置（Ａ）およびＸＹ移動装置（Ｂ）の移動総重量の約５０％のバランスウェイト（５４）を、ガイドホイール（５３および５３−１）を介してバランスウェイト吊りチエン（３１）で吊り下げ、バランスウェイト吊りチエン（３１）の他端はエンドブラケット（３０）でスプロケット軸（２２）の軸端に接続する。
【００２２】
図８に示される実施例では、カーブガイド（５０）の半径Ｒおよび支持材（５０−１）は、サイズ調整装置（Ａ）の遮蔽板（１）の最下端、あるいは下Ｘ線貫通筒（３）の下端が血管造影装置Ｃアーム（Ｆ）のＸ線管球（Ｆ−１）側コリメータの上面に隣接する寸法とする。
【００２３】
図９に示すように、サイズ調整装置（Ａ）およびＸＹ移動装置（Ｂ）の案内車輪（２０−２）は、カーブガイド（５０）に案内されている。
【００２４】
図９に示すように、カーブガイド（５０）の内面には、案内車輪（２０−２）のレール（２０−１）を片側のカーブガイド（５０）のレール溝（２０−３）に取り付けることにより、横ぶれを防止している。
【００２５】
図９に示すように、カーブガイド（５０）の内面には、バランスウェイト吊りチエン（３１）が円滑にすべるように、案内突起部（３１−１）を設ける。
【００２６】
図９に示すように、車輪ブラケット（３２）は、ＸＹ移動装置（Ｂ）の支持枠（１４）に組み付け、そのボスの外周に案内車輪（２０−２）、同心内面にスプロケット軸（２２）を回転自在に組み、スプロケット（２１）を装着する。
【００２７】
図９に示すように、スプロケット軸（２２）には、スプロケット（２１）の駆動用の歯車（２４）を設け、ピニオン（２３）を減速機（２５）を介して走行モーター（２６）で駆動する。ただし反対側のスプロケットは、スプロケット軸（２２）と中間軸（２８）に継ぎ手（２７）を介して連動する。従ってピニオン（２３）、駆動用の歯車（２４）は、片側だけに設けるのが一般的である。
【００２８】
図９に示すように、車輪ブラケット（３２）に、取り付け金具（３３）を介して減速機（２５）を組み付ける。
【００２９】
図９に示すように、走行チエン（２９）は、両端をカーブガイド（５０）端に若干のゆとりを設けて固定し、スプロケット（２１）にかみ合わせラックとして使用する。
【００３０】
図１０に示すように、ボールねじにより直進運動を行うインテリジェントアクチュエータ（６０）を血管造影装置Ｃアーム（Ｆ）に直接取り付け、支え台（６１）を介してＸＹ移動装置（Ｂ）の支持枠（１４）を組みつけ、サイズ調整装置（Ａ）およびＸＹ移動装置（Ｂ）をＺ軸方向に位置調整する。支え台（６１）は、ＸＹ移動装置（Ｂ）の支持枠（１４）を外側で支える寸法のフォーク状とする。従ってインテリジェントアクチュエータ（６０）の位置は、血管造影装置Ｃアーム（Ｆ）の動きに支障の無いように、中心から寸法Ｅだけ偏心している。偏心の方向は、血管造影装置の操作位置と反対側とする。
【００３１】
図１１は、図８に示した移動可能な専用の架台（Ｃ）に装備する場合の台車（６２）の構造を、平面図として表す。台車（６２）にインテリジェントアクチュエータ（６０）を取り付け、図１０に示した支え台（６１）を介してＸＹ移動装置（Ｂ）の支持枠（１４）を組みつけ、サイズ調整装置（Ａ）およびＸＹ移動装置（Ｂ）のＺ軸方向の位置調整を可能にする。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３３】
請求項１によれば、ＸＹ面上の半径ａの円板を、Ｘ軸周りに所定の角度だけ傾斜させて得られる楕円形の投射陰影（長径２ａ、短径２ｂ）をＺ軸周りに回転すると、直径２ｂの円形の投射陰影が得られるので、陰影の大きさを変えることが出来る。従って、Ｘ線照射野内で被曝を回避すべき部位の大きさに合わせた遮蔽領域をつくることが出来、かつ遮蔽位置を調整することが出来るので、一例として頭部領域の血管造影や血管内治療を行う際に眼球（水晶体）のみを遮蔽することで、医療行為に支障を来すことなく晩発性の放射線障害である白内障を予防する効果がある。
【００３４】
本発明は、頭部領域以外での血管造影や血管内治療においても、例えば生殖腺の被曝線量低減など、照射野内にある放射線感受性の高い部位に受けるＸ線の線量を部分的に低減させることに有効である。
【００３５】
請求項２によれば、Ｘ線遮蔽装置を装備することで、従来の血管造影装置の性能改善に有効である。さらに従来の血管造影装置に一部改良を加えるだけで、軽量小型にまとめたＸ線遮蔽装置を装備することが出来るので、操作性や汎用性に優れている。
【００３６】
請求項３によれば、現在使用中の血管造影装置には手を加えずに、移動可能な専用の架台（Ｃ）を装備したＸ線遮蔽装置を血管造影装置と併用することが出来るので、汎用性に優れている。
【００３７】
請求項４によれば、支持枠（１４）にＺ軸方向の位置調整を可能にするインテリジェントアクチュエータ（６０）を装備したので、Ｘ線束の拡散を利用して、サイズ調整装置（Ａ）の調整機能を補足することができる。
【００３８】
請求項５によれば、保持器（１２）を設けたので、任意形状に加工したＸ線遮蔽体による陰影と請求項１による陰影とを合成して、より効果的な遮蔽領域を得ることが出来る。
【００３９】
以上のことは、最近の選択的血管造影や血管内治療技術の進歩に伴った医療被曝の増加に対して最善の防護方法を提供し、Ｘ線透過像を利用した医療をより安全かつ効果的なものとするのに効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサイズ調整の原理を説明する図である。
【図２】１００％Ｘ線が遮蔽された状態から外側に行くに従い、照射線量が復帰する様を条件例のもとで計算した図である。
【図３】本発明によるＸ線遮蔽装置の断面図である。
【図４】本発明の遮蔽板の構造を示す図である。
【図５】遮蔽板に傾斜を与え回転するために必要なスリップリングおよびブラシの断面図である。
【図６】サイズ調整装置を遮蔽位置に移動するＸＹ移動装置の平面図である。
【図７】血管造影装置ＣアームにＸ線遮蔽装置を装備した実施例を示す図である。
【図８】Ｘ線遮蔽装置を移動可能な専用の架台に装備した実施例を示す図である。
【図９】カーブガイドの断面図である。
【図１０】血管造影装置Ｃアームにインテリジェントアクチュエータを直結させた実施例を示す図である。
【図１１】カーブガイド用のインテリジェントアクチュエータを搭載した台車の平面図である。
【符号の説明】
Ａ　　　　サイズ調整装置
Ｂ　　　　ＸＹ移動装置
１　　　　遮蔽板
１−１　　円板
２　　　　５相ステッピングモーター
２−１　　端子口
３　　　　下Ｘ線貫通筒
４　　　　上Ｘ線貫通筒
４−１　　ディスク
５　　　　軸受け
６　　　　筐体
７　　　　ブラシセット
７−１　　大ネジ
７−２　　ブラシ
７−３　　バネ
７−４　　ネジ
８　　　　絶縁ディスク
８−１　　スリップリング
８−２　　ターミナル
９　　　　従動輪
１０　　　回転子
１１　　　モーター
１２　　　保持器
１２−１　受け
１２−２　押さえ
１２−３　すきま
１２−４　つまみ
１２−５　保持器支持枠
１３　　　可動枠
１３−１　横送りボールガイド
１３−２　縦送りボールガイド
１４　　　支持枠
Ｆ　　　　血管造影装置Ｃアーム
Ｆ−１　　Ｘ線管球
Ｆ−２　　Ｘ線イメージ・インテンシファイア
Ｆ−３　　Ｘ線の照射方向
２０−１　レール
２０−２　案内車輪
２０−３　レール溝
２１　　　スプロケット
２２　　　スプロケット軸
２３　　　ピニオン
２４　　　駆動用の歯車
２５　　　減速機
２６　　　走行モーター
２７　　　継ぎ手
２８　　　中間軸
２９　　　走行チエン
３０　　　エンドブラケット
３１　　　バランスウェイト吊りチエン
３１−１　案内突起部
３２　　　車輪ブラケット
３３　　　取り付け金具
Ｃ　　　　架台
５０　　　カーブガイド
５０−１　支持材
５１　　　下連結材
５１−１　上連結材
５２　　　車輪
５３、５３−１　　ガイドホイール
５４　　　バランスウェイト
６０　　　インテリジェントアクチュエータ
６１　　　支え台
６２　　　台車

Claims

Ｘ線に対する高減弱係数の物質を素材とするＸＹ面上の円板（１−１）に、Ｘ軸周りに所定の角度を与え、Ｘ線束の方向をＺ軸としたとき、Ｚ軸に垂直な面上に投射される楕円形の陰影を、Ｚ軸周りに回転させることで円形の陰影をつくるサイズ調整装置（Ａ）を、ＸＹ移動装置（Ｂ）で位置調整が出来るようにしたＸ線遮蔽装置。
血管造影装置Ｃアーム（Ｆ）の、Ｘ線束上でコリメータ近傍に装着した、請求項１に記載のＸ線遮蔽装置。
請求項１に記載のＸ線遮蔽装置を、カーブガイド（５０）に係合し、血管造影装置Ｃアーム（Ｆ）と併用するＸ線遮蔽装置。
請求項１に記載のＸ線遮蔽装置に、Ｚ軸方向の位置調整を可能にするインテリジェントアクチュエータ（６０）を装備したＸ線遮蔽装置。
上Ｘ線貫通筒（４）の上部に、任意の形状に加工したＸ線遮蔽体を挿着し、これにより得られる陰影と、請求項１に記載のＸ線遮蔽装置により得られる陰影とを、合成するＸ線遮蔽装置。