JP2008048910A

JP2008048910A - Ｘ線グリッド

Info

Publication number: JP2008048910A
Application number: JP2006228255A
Authority: JP
Inventors: Hajime Takemoto; 肇武本
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2006-08-24
Filing date: 2006-08-24
Publication date: 2008-03-06

Abstract

【課題】簡単かつ小型の構成でグリッドの焦点距離を変更できるようにする。
【解決手段】アルミニウム、カーボンファイバーなどのＸ線透過物質で形成されたＸ線透過部材１０と鉛の箔などのＸ線吸収物質で形成されたＸ線吸収部材１１とを交互に並べるとともに、それらを表板１２と裏板１３とで挟持してＸ線グリッド９を構成する。裏板１３の上下方向の両端縁それぞれに、Ｘ線透過部材１０とＸ線吸収部材１１との並設方向で伸縮するようにピエゾ素子１４を付設し、そのピエゾ素子１４に、印加電圧を調整可能に電圧を印加する電圧印加手段を配線を介して接続する。胸部を撮影する場合に、被検体の体格などに対応させるとか、撮影部位に対応させるなどのために、Ｘ線管をＸ線検出器に対して遠近変位するに伴い、Ｘ線グリッド９を変形させて焦点距離を変更し、Ｘ線吸収部材１１によるＸ線吸収率の変動を抑制する。
【選択図】図４

Description

この発明は、Ｘ線管により被検体にＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器などのＸ線受像機によって検出するＸ線撮影装置において、Ｘ線受像機のＸ線入射面の近傍に設けるＸ線グリッドに関する。

この種のＸ線グリッドとしては、従来、次のようなものが知られている。
すなわち、Ｘ線管を保持したＸ線管保持部がレール上を移動可能に設けられ、Ｘ線管から照射されるＸ線を受光するＸ線受像部が受像部保持部に昇降可能に保持され、被検体に対してＸ線管とＸ線受像部との距離を変更可能なＸ線撮影装置が構成されている。

Ｘ線受像部は、Ｘ線像を記録する記録媒体と、記録媒体のＸ線入射面側に配置されるグリッド装置とを有している。
グリッド装置は、集束グリッドとグリッド駆動装置とを備えている。グリッド駆動装置は、集束グリッドをそのグリッドの延在方向を長手軸とした所定の曲率の円筒形状に変形させるとともに、グリッド並び方向に揺動させるように構成されている。

集束グリッドは、Ｘ線吸収物質（例えば、鉛）からなるＸ線吸収部材と、Ｘ線透過物質（例えば、アルミニウム、炭素繊維強化物質、および合成樹脂）からなるＸ線透過部材を交互に、かつ、それらの部材がＸ線管の中心（集束点）を向くように並設して構成されている。
Ｘ線吸収部材とＸ線透過部材とは、アルミニウムなどの保護板で挟持されている。
グリッド駆動装置は、集束グリッドを円筒形状に変形させる左右一対の上下駆動装置と、集束グリッドを左右に揺動する揺動装置と、これらの装置を収容する枠体とを備えて構成されている。

集束グリッドは、その左右両端をグリッド保持枠で保持され、上下両端部をその中心部でコロにより厚み方向に拘束されている。一対のグリッド保持枠は、支持金具を介して上下駆動装置と連結され、各支持金具を上下方向に移動させることにより、コロで中心部が拘束された集束グリッドがグリッド延在方向を長手軸心とする円筒形状に変形するように構成されている。また、グリッド保持枠は支持金具を介して揺動装置と連結され、支持金具を左右に移動させることにより、集束グリッドを左右に、すなわち、グリッド延在方向と直交する方向に揺動するように構成されている。これらの構成により、集束グリッドを円筒形状に変形させて集束距離を変更できるようになっている。

上下駆動装置は、モータと、モータの出力軸と一体に回転するベベル歯車と、このベベル歯車と噛合するベベル歯車とベベル歯車と一体に回転するネジ棒と、ネジ棒に螺合されている角ナットとを備え、ネジ棒がダイに回転可能に支承され、支持金具を介して集束グリッドの両端部を上下動して集束グリッドを円筒形状にするように構成されている。

揺動装置は、モータと、モータの出力軸と一体に回転し、偏心ピンが植設されている円板とを有している。支持金具は円板の回転面内において上下方向に延在する長孔を有している。円板のピンは支持金具の長孔に嵌合し、モータを回転すると円板が回転し、偏心ピンが長孔内を上下動しながら回転し、支持金具を介して集束グリッドを左右に揺動するように構成されている（特許文献１参照）。
特開２００４−３１３５４６号公報

しかしながら、上述従来例の場合、次のような課題があった。
グリッドの焦点距離の変更のために集束グリッドを所定の曲率の円筒形状に変形させるために、上下駆動装置において、モータやベベル歯車やネジ棒や角ナットなどを必要とするなど、グリッドの焦点距離を変更するための構成が大掛かりで大きなスペースを必要として装置全体が大型化する不都合があった。

この発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであって、簡単かつ小型の構成でグリッドの焦点距離を変更できるようにすることを目的とする。

請求項１に係る発明は、上述のような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、Ｘ線透過部材とＸ線吸収部材とを交互に並べるとともに、表板と裏板とで挟持したＸ線グリッドにおいて、
前記表板または裏板の少なくとも一方の一部に設けられて前記Ｘ線透過部材とＸ線吸収部材との並設方向で伸縮するピエゾ素子と、前記ピエゾ素子に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、印加電圧の大きさを変更することにより、グリッドの焦点距離を変更可能に構成したことを特徴としている。

（作用・効果）
請求項１に係る発明のＸ線グリッドの構成によれば、電圧を印加することによって伸縮する特性を有するピエゾ素子を利用し、そのピエゾ素子を表板または裏板の少なくとも一方の一部に設け、電圧の印加によってＸ線グリッドを曲げ変形させ、グリッドの焦点距離を変更することができる。
したがって、ピエゾ素子とそれに電圧を印加するための配線などを付設するだけで済み、モータやそれとグリッドとを連係するための構成を設ける従来例の場合に比べ、簡単かつ小型の構成でグリッドの焦点距離を変更できる。

また、請求項２に係る発明は、Ｘ線透過部材とＸ線吸収部材とを交互に並べるとともに、表板と裏板とで挟持したＸ線グリッドにおいて、
前記表板または裏板の少なくとも一方の一部に設けられて前記Ｘ線透過部材とＸ線吸収部材との並設方向で撓み変形するバイメタルと、前記バイメタルに電流を流す通電手段とを備え、流す電流の大きさを変更することにより、グリッドの焦点距離を変更可能に構成したことを特徴としている。

（作用・効果）
請求項１に係る発明のＸ線グリッドの構成によれば、電流を流すことによって反り変形する特性を有するバイメタルを利用し、そのバイメタルを表板または裏板の少なくとも一方の一部に設け、電流を流すことによってＸ線グリッドを曲げ変形させ、グリッドの焦点距離を変更することができる。
したがって、バイメタルとそれに電流を流すための配線などを付設するだけで済み、モータやそれとグリッドとを連係するための構成を設ける従来例の場合に比べ、簡単かつ小型の構成でグリッドの焦点距離を変更できる。

請求項１に係る発明のＸ線グリッドの構成によれば、電圧を印加することによって伸縮する特性を有するピエゾ素子を利用し、そのピエゾ素子を表板または裏板の少なくとも一方の一部に設け、電圧の印加によってＸ線グリッドを曲げ変形させ、グリッドの焦点距離を変更することができる。
したがって、ピエゾ素子とそれに電圧を印加するための配線を付設するだけで済み、モータやそれとグリッドとを連係するための構成を設ける従来例の場合に比べ、簡単かつ小型の構成でグリッドの焦点距離を変更できる。

次に、この発明の実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、この発明に係る実施例１のＸ線グリッドを用いたＸ線撮影装置の全体正面図、図２は全体平面図であり、支柱１に昇降可能にキャリッジ２が設けられるとともに、キャリッジ２に水平方向の軸心周りで回転可能に支持アーム３が設けられている。
支持アーム３の長手方向の一端側に、被検者にＸ線を照射するＸ線管４が設けられるとともに、他端側に、Ｘ線管４から照射されて被検者を透過したＸ線を受光するＸ線検出器５が固定されている。

支持アーム３の回転軸心よりＸ線検出器５とは反対側部分に、その長手方向に平行に直線状のガイドレール６が設けられ、そのガイドレール６に、Ｘ線管４を保持したＸ線管保持部材７に取り付けた一対のリニアガイド８が設けられ、そのリニアガイド８がガイドレール６に摺動移動可能に設けられ、手動操作によってＸ線管４をＸ線検出器５に対して遠近変位できるように構成されている。

Ｘ線検出器５のＸ線入射面側に、散乱光を吸収するＸ線グリッド９が付設され、その外面側がＸ線を透過する材料で形成されたカバー９ａで覆われている。
Ｘ線グリッド９は、図３の全体斜視図、および、図４の断面図に示すように、アルミニウム、カーボンファイバーなどのＸ線透過物質で形成されたＸ線透過部材１０と鉛の箔などのＸ線吸収物質で形成されたＸ線吸収部材１１とを交互に並べるとともに、それらを表板１２と裏板１３とで挟持して構成されている。

裏板１３の上下方向の両端縁それぞれに、Ｘ線透過部材１０とＸ線吸収部材１１との並設方向で伸縮するようにピエゾ素子１４が付設され、そのピエゾ素子１４に、印加電圧を調整可能に電圧を印加する電圧印加手段１５が配線１６を介して接続されている。

図５の要部の一部省略正面図に示すように、支持アーム３の上面に、Ｘ線管４の移動範囲にわたる状態でラックギア１７が取り付けられている。一方、Ｘ線管保持部材７に支持ブラケット１８を介してポテンショメータ１９（図２参照）が設けられるとともに、そのポテンショメータ１９の回転ギア２０がラックギア１７に咬合され、Ｘ線管４の移動量、すなわち、Ｘ線検出器５との焦点距離を測定できるように構成されている。

ポテンショメータ１９がコントローラ２１に接続され、そのコントローラ２１と電圧印加手段１５とが接続されている。
コントローラ２１には、電圧抽出手段２２、焦点距離―電圧相関テーブル２３および電圧信号出力手段２４が備えられている。

焦点距離―電圧相関テーブル２３では、電圧とピエゾ素子１４の歪み、ピエゾ素子１４の歪みと焦点距離それぞれの関係から予め求めた電圧と焦点距離との相関関係が記憶されている。
詳述すると、ピエゾ素子１４に印加する電圧（Ｖ）と、ピエゾ素子１４を設けたＸ線グリッド９の電圧印加に伴う歪み（％）の関係は、図６の（ａ）のグラフに示すように、印加電圧の増加に比例して歪みが大きくなる関係を有している。
また、ピエゾ素子１４を設けたＸ線グリッド９の電圧印加に伴う歪み（％）と、焦点距離（ｃｍ）との関係は、図６の（ｂ）のグラフに示すように、歪みが大きくなる程焦点距離が長くなる関係を有している。
これらの関係から、図６の（ｃ）のグラフに示すように、印加電圧と焦点距離を求めることができ、この関係に基づいて、求めた電圧と焦点距離との相関関係が焦点距離―電圧相関テーブル２３に記憶されている。

電圧抽出手段２２では、ポテンショメータ１９で計測される移動量に基づき、その移動に伴うＸ線管４ｔＸ線検出器５間の焦点距離に対応するピエゾ素子９に印加すべき電圧を焦点距離―電圧相関テーブル２３から抽出するようになっている。
電圧信号出力手段２４では、電圧抽出手段２２で抽出された電圧に基づいて、その電圧を電圧印加手段１５で印加させるように電圧信号を出力するようになっている。

上記構成により、胸部を撮影する場合に、被検体の体格などに対応させるとか、撮影部位に対応させるなどのために、Ｘ線管４をＸ線検出器５に対して遠近変位するに伴い、Ｘ線グリッド９を変形させて焦点距離を変更し、Ｘ線吸収部材１１によるＸ線吸収率の変動を抑制するようになっている。
すなわち、通常の状態［図４の（ａ）］よりも焦点位置をＸ線検出器５側に近づけて（ａ→ｂ）焦点距離を短くした場合には、図４の（ｂ）に示すように、印加電圧を調整することにより、焦点位置ｂに対して凹状になるようにＸ線グリッド９を変形させる。

図７は、この発明に係る実施例２のＸ線グリッドの全体斜視図であり、実施例１と異なるところは、次の通りである。
すなわち、裏板１３の上下方向の両端縁それぞれに、Ｘ線グリッド９の厚み方向に、熱膨張率が異なる２種の第１および第２の金属板３１ａ，３１ｂを貼り合わせたバイメタル３２が付設され、そのバイメタル３２に、流す電流の大きさを調整可能に通電する通電手段３３が配線３４を介して接続されている。

第１および第２の金属板３１ａ，３１ｂそれぞれとしては、鉄とニッケルの合金に、マンガン、クロム、銅などを添加して所定の熱膨張率に調整したものが用いられ、熱膨張率の小さい側の合金としては、インバーが用いられる。

この実施例２の構成によれば、バイメタル３２に電流を流すとともに、その電流の大きさを変えることによって発熱量を変え、その温度を変更することでバイメタル３２の曲率を変え、前述実施例１と同様にＸ線グリッド９を直線平板状の状態から、凹状の状態または凸状の状態へと変形させ、焦点距離を変更できる。

また、この実施例２においても、バイメタル３２に流す電流の大きさと焦点距離との関係を予め求め、それを電流―焦点距離相関テーブルに記憶させておき、ポテンショメータ１９で求めたＸ線管４の位置に基づき、対応する電流の大きさを抽出し、その電流を通電手段３３に流させるように構成されるものである。

図８は、この発明に係るＸ線グリッドを用いた別のＸ線撮影装置の全体正面図であり、天井に設けたガイドレール４１に沿って水平方向に移動可能に第１の支持部材４２が設けられるとともに、その第１の支持部材４２に上下方向に固定位置変更可能に第２の支持部材４３が設けられ、その第２の支持部材４３に、被検体にＸ線を照射するＸ線管４が保持されている。

一方、支柱４４に昇降可能に、Ｘ線管４から照射されて被検体を透過したＸ線を受光するＸ線検出器５が設けられ、そのＸ線検出器５のＸ線入射面側に、散乱光を吸収するＸ線グリッド９が付設され、その外面側がＸ線を透過する材料で形成されたカバー９ａで覆われている。図中４５は、Ｘ線撮影装置の各種制御を司る制御装置を示している。
図示しないが、ガイドレール４１にラックギアが形成され、一方、第１の支持部材４２にポテンショメータが設けられるとともに、そのポテンショメータの回転ギアがラックギアに咬合され、Ｘ線管４とＸ線検出器５との距離、すなわち、焦点距離を測定できるように構成されている。

上記実施例では、ピエゾ素子１４またはバイメタル３２を裏板１３の上下方向両端縁に付設しているが、この発明としては、表板１２側の一部に付設するとか、あるいは、表板
１２と裏板１３の両方それぞれの一部に付設するようにしても良い。

この発明に係るＸ線グリッドを用いたＸ線撮影装置の全体正面図である。Ｘ線撮影装置の全体平面図である。この発明に係る実施例１のＸ線グリッドの全体斜視図である。実施例１のＸ線グリッドの断面図であり、（ａ）は通常の状態を、（ｂ）は焦点距離を短くした状態をそれぞれ示している。要部の一部省略正面図である。（ａ）は、印加電圧とＸ線グリッドの歪みとの相関関係を示すグラフ、（ｂ）は、Ｘ線グリッドの歪みとの相関関係を示すグラフ、（ｃ）は、印加電圧と焦点距離との相関関係を示すグラフである。この発明に係る実施例２のＸ線グリッドの全体斜視図である。この発明に係るＸ線グリッドを用いた別のＸ線撮影装置の全体正面図である。

符号の説明

９…Ｘ線グリッド
１０…Ｘ線透過部材
１１…Ｘ線吸収部材
１２…表板
１３…裏板
１４…ピエゾ素子
１５…電圧印加手段
３２…バイメタル
３３…通電手段

Claims

Ｘ線透過部材とＸ線吸収部材とを交互に並べるとともに、表板と裏板とで挟持したＸ線グリッドにおいて、
前記表板または裏板の少なくとも一方の一部に設けられて前記Ｘ線透過部材とＸ線吸収部材との並設方向で伸縮するピエゾ素子と、前記ピエゾ素子に電圧を印加する電圧印加手段とを備え、印加電圧の大きさを変更することにより、グリッドの焦点距離を変更可能に構成したことを特徴とするＸ線グリッド。
Ｘ線透過部材とＸ線吸収部材とを交互に並べるとともに、表板と裏板とで挟持したＸ線グリッドにおいて、
前記表板または裏板の少なくとも一方の一部に設けられて前記Ｘ線透過部材とＸ線吸収部材との並設方向で撓み変形するバイメタルと、前記バイメタルに電流を流す通電手段とを備え、流す電流の大きさを変更することにより、グリッドの焦点距離を変更可能に構成したことを特徴とするＸ線グリッド。