JP2008212356A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】術者の視界をさらに広くするとともに、さらに深い角度づけを可能とするＸ線診断装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線診断装置は、被検体を載置する天板２８を有する寝台と、Ｘ線管１１と、Ｘ線検出器１２と、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２を両端部から支持するΩアーム１３と、Ωアーム１３を回転及び移動可能に支持するアームホルダ１５およびスライダベース１７と、Ｘ線管１１とΩアーム１３との間に設けられ当該Ｘ線管１１を被検体に対して昇降させる昇降機構２１，２２とを備えている。昇降機構２１は、Ｘ線管１１側のＸ線管支持部材の内部に駆動源を保持している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、Ｘ線管及びＸ線検出器を両端部から支持するアームと、このアームとＸ線管との間に設けられＸ線管を被検体に対して昇降させる昇降機構とを装備するＸ線診断装置に関するものである。

主に循環器系検査のために開発されたバイプレーン型のＸ線診断装置には、同時に２方向からの撮影を可能にするために、寝台天板上に仰向けに載置された被検体に対して、その正面から撮影する正面系撮影システムと、側面から撮影する側面系撮影システムとの２系統の撮影システムが装備されている。正面系撮影システムは、床置きされたスタンドに支えられたＣアームと、このＣアームの両端に取り付けられたＸ線管及びＸ線検出器を有している。一方、側面系撮影システムは、天井から吊り下げられたΩアームと、このΩアームの両端に設けられた昇降機構と、この昇降機構に支持されたＸ線管とＸ線検出器とを有している。

正面系のＣアームは、スタンドが床に据え付けられており、そのスタンドを中心に旋回（支柱回転）可能とされている。一方、側面系のΩアームは、天井に施設されたレールに係合されたスライダから下方に延びる支柱に吊り下げられており、当該レールに沿って縦横に移動可能に設けられ、さらにΩアームの両端にそれぞれ設けられた昇降機構は、Ｘ線管とＸ線検出器とを対向させた状態で上下に昇降させる。そして、透視撮影に際しては、被検体の関心部位が、正面系と側面系との両方において画像中心に位置するように、Ｃアーム、Ωアーム双方のＸ線ビームの回転中心（アイソセンタ）に被検者の関心部位を設定する。

上記構成のバイプレーン型のＸ線診断装置を用いて行われる心血管撮影では、冠状動脈の描出や心室の形態診断、特に先天性心血管異常の検査のために、多方向からの斜入撮影が行われる。床置き式の正面系のＣアームは、例えばＲＡＯ（第１斜位、右前斜位：ｒｉｇｈｔ ａｎｔｅｒｉｏｒ ｏｂｌｉｅｑｕｅ）１１０°〜ＬＡＯ（第２斜位、左前斜位：ｌｅｆｔ ａｎｔｅｒｉｏｒ ｏｂｌｉｑｕｅ）１１０°、ＣＲＡ（頭部方向：ｃｒａｎｉａｌ）４５°〜ＣＡＵ（尾部方向：ｃａｕｄａｌ）３５°まで角度づけができ、一方、天井吊り式の側面系のΩアームでは、ＬＡＯ１２０°〜０°（正面）、ＣＲＡ／ＣＡＵ４５°間での角度で撮影が可能である。このように２系統の撮影システムで多方向から撮影し、冠状動脈の重なりを避けて、なるべく血管走行と平行になるような角度づけを行う（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１８１１１５号公報

従来のＸ線診断装置は以上のように構成されているが、Ｃアーム、Ωアームとは、それぞれ両端にＸ線管とＸ線検出器とを支持し、これらを被検者に接近させて透視撮影を行うため、アームやＸ線機器が術者の視界を遮るおそれがあった。側面系のΩアーム及びΩアームからＸ線管を支持する昇降機構においては特に術者の視界を遮りやすかった。また、臨床上有用な角度付けを行うためにさらに深い角度づけが期待されていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、術者の視界をさらに広くするとともに、さらに深い角度づけを可能とするＸ線診断装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１のＸ線診断装置は、被検体を載置する天板を有する寝台と、Ｘ線管と、Ｘ線検出器と、Ｘ線管及びＸ線検出器を両端部から支持するアームと、アームを回転及び移動可能に支持するアーム支持機構と、Ｘ線管及びＸ線検出器のいずれかとアームとの間に設けられ当該Ｘ線管あるいはＸ線検出器を被検体に対して昇降させる昇降機構とを備え、昇降機構は、Ｘ線管あるいはＸ線検出器側に駆動源を保持していることを特徴とする。駆動モータは、Ｘ線管支持部材の内部に配置され、Ｘ線昇降機構を小形化したことを特徴とする。

また、本発明の請求項７のＸ線診断装置は、被検体を載置する天板を有する寝台と、第一Ｘ線管と、第一Ｘ線検出器と、第一Ｘ線管及び第一Ｘ線検出器を両端部から支持する第一アームと、第一アームを回転及び移動可能に支持する第一アーム支持機構と、第一Ｘ線管及び第一Ｘ線検出器のいずれかと第一アームとの間に設けられ当該第一Ｘ線管あるいは第一Ｘ線検出器を被検体に対して昇降させる昇降機構とを備え、第二Ｘ線管と、第二Ｘ線検出器と、第二Ｘ線管及び第二Ｘ線検出器を両端部に支持する第二アームと、第二アームを第一アームの一側で移動可能に支持する第二アーム支持機構とを備え、昇降機構は、第一Ｘ線管あるいは第一Ｘ線検出器側に駆動源を保持していることを特徴とする。

本発明の請求項１のＸ線診断装置によれば、術者の視界をさらに広くするという効果を奏する。

本発明の請求項７のＸ線診断装置によれば、術者の視界をさらに広くするという効果を奏するとともに、第一アームと第二アームとが干渉する位置にあっても第二アームのさらに深い角度づけを可能とする。

以下に添付図面を参照して、本発明に係るＸ線診断装置の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は本実施例に係るＸ線診断装置の外観を示す斜視図である。このＸ線診断装置は、バイプレーン対応であり、側面系のＸ線撮影システム（第１Ｘ線撮影システム）と、正面系のＸ線撮影システム（第２Ｘ線撮影システム）とを装備しており、天板２８上に載置された被検体を２方向から同時に撮影することが可能に構成されている。

側面系のＸ線撮影システムは、第一Ｘ線管１１と第一Ｘ線検出器１２とを有している。正面系のＸ線撮影システムは、第二Ｘ線管３１と第二Ｘ線検出器３２とを有している。Ｘ線検出器１２，３２には、イメージインテンシファイアとＴＶカメラとの組み合わせ、またはフラットパネルデテクタが採用される。

側面系のＸ線管１１は第一昇降機構２１を介してΩアーム１３の一端に取り付けられ、Ｘ線検出器１２は第二昇降機構２２を介してΩアーム１３の他端に取り付けられる。ＣＡ１はＸ線管１１の焦点からＸ線検出器１２の受像面中心を結ぶ側面系撮影システムの第一撮影中心軸を表している。

正面系のＸ線管３１はＣアーム３３の一端に取り付けられ、Ｘ線検出器３２はＣアーム３３の他端に取り付けられる。ＣＡ２はＸ線管３１の焦点からＸ線検出器３２の受像面中心を結ぶ正面系撮影システムの第二撮影中心軸を表している。

側面系撮影システムの第一撮影中心軸ＣＡ１と、正面系撮影システムの第二撮影中心軸ＣＡ２とは、アイソセンタと呼ばれる不動点ＩＣで交差する。なお、第一撮影中心軸ＣＡ１がアイソセンタＩＣを通過するときの側面系撮影システムの位置を側面系撮影システムの撮影位置と称し、同様に、第二撮影中心軸ＣＡ２がアイソセンタＩＣを通過するときの正面系撮影システムの位置を正面系撮影システムの撮影位置と称する。両者が互いに撮影位置にあるときを２方向撮影位置と称する。

側面系撮影システムにおいて、円弧状を成す天井吊り式の側面系のΩアーム１３（第一アーム）は、アームホルダ１５を介して、スライダベース１７から吊り下げられている。アームホルダ１５は、Ωアーム１３を円弧に沿って矢印Ａ方向にスライド回転可能に保持する。スライダベース１７はアームホルダ１５を矢印Ｂに沿って軸回転可能に保持する。Ωアーム１３の両端には、それぞれ下方に延びる第一昇降機構２１と第二昇降機構２２が設けられている。第一昇降機構２１の下端に第一Ｘ線管１１が保持されている。第二昇降機構２２の下端に第一Ｘ線検出器１２が保持されている。Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とは、第一撮影中心軸ＣＡ１上で対向している。第一昇降機構２１と第二昇降機構２２は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを、この対向を保った状態で矢印Ｃに沿って上下方向に昇降させる。スライダベース１７は天井面に施設された走行レール（図示せず）に係合して縦横に移動可能に支持されている。アームホルダ１５及びスライダベース１７は、Ωアーム１３を回転可能に支持する第一アーム支持機構を構成している。

正面系撮影システムにおいて、円弧状を成す床置き式の正面系のＣアーム（第二アーム）３３は、アームホルダ３５を介して床に据え付けられたスタンド３７に支持される。アームホルダ３５はＣアーム３３を矢印Ｇに沿ってスライド回転可能に保持する。スタンド３７はアームホルダ３５を矢印Ｈ（Ｈ２）に沿って軸回転可能に保持する。スタンド３７は矢印Ｊに沿って支柱回転（旋回）可能な構造を有している。アームホルダ３５及びスタンド３７は、Ｃアーム３３を回転可能に支持する第二アーム支持機構を構成している。

このような構造により正面系撮影システムは、撮影アングルを矢印Ｇ，Ｈ（Ｈ２）に関して任意に傾斜させることができる。また、正面系撮影システムは、矢印Ｊに関して旋回することにより、Ωアーム１３の内側に位置する（２方向）撮影位置と待機位置との間を移動することができる。

図示しない寝台は、天板２８を上下方向Ｎに関して昇降可能、かつ天板２８をその長軸方向Ｚと平行な向きＯおよび横軸方向Ｘと平行な向きＰに関してスライド可能に支持する。このような構成の側面系撮影システムと正面系撮影システムとは、図示しない制御装置により、例えば、第一Ｘ線管１１と第一Ｘ線検出器１２に対応する第一撮影中心軸ＣＡ１と、第二Ｘ線管３１と第二Ｘ線検出器３２に対応する第二撮影中心軸ＣＡ２との交点が被検体の関心部位に一致するように移動を制御されて撮影動作をする。

図２は側面系の第一Ｘ線管１１を上下に昇降させる第一昇降機構２１の詳細を示す一部を断面とする拡大図である。第一昇降機構２１は、上端部をΩアーム１３に固定され下方に延びるアーム側固定部５１と、このアーム側固定部５１に移動可能に支持されるＸ線管側固定部６１とを有している。アーム側固定部５１は、開口を下方に向ける概略筒状を成しており、この筒状部に概略柱状のＸ線管側固定部６１を下方から挿入している。Ｘ線管側固定部６１は軸線方向（上下方向）に延びる概略柱状を成し、種々の機器から構成される駆動力伝達構造を装備している。すなわち、駆動力伝達構造を有するＸ線管側固定部６１が、筒状のアーム側固定部５１に覆われる配置となっている。アーム側固定部５１は、さらに外周に設けられたカバー５３により覆われている。Ｘ線管側固定部６１の下端には、Ｘ線管支持部材６２を介して第一Ｘ線管１１が固定されている。Ｘ線管支持部材６２と第一Ｘ線管１１とは、カバー６３により覆われている。

Ｘ線管側固定部６１は、アーム側固定部５１との間に設けられた２組のガイドレール４２を介して、アーム側固定部５１に移動可能に支持されている。２組のガイドレール４２のレール部４２ａが、柱状のＸ線管側固定部６１の直角に隣り合う２側面に、軸方向に延びて固定されている。そして、このレール４２ａ上をスライドするブロック部４２ｂが、アーム側固定部５１の筒状部の内面に固定されている。このような構造によって、Ｘ線管側固定部６１は、アーム側固定部５１から上下に昇降可能に支持されている。

Ｘ線管側固定部６１の側面には、さらにリードスクリュー４４が軸方向に延びて取り付けられている。また、Ｘ線管側固定部６１の内部には、駆動源を構成するインダクションモータ４６が、駆動軸を下方に向けて縦置きに収納されている。インダクションモータ４６の駆動軸は、ベルト４８を介してリードスクリュー４４の下端に連結されている。そして、リードスクリュー４４に嵌るリードナット４４ａが、アーム側固定部５１の筒状部の内面に固定されている。このような構造により、モータ４６が回転すると、リードスクリュー４４が回転して、Ｘ線管側固定部６１が上下に昇降し、その結果、第一Ｘ線管１１が上下に昇降動作する。

アーム側固定部５１とＸ線管側固定部６１との間には、図示しないラック・ピニオン機構と、このピニオンに接続されたポテンショメータ或いはエンコーダとが設けられており、この構造によって位置検出が行われる。

図３は本実施例の昇降機構２１と比較して示す従来の昇降機構の一部を断面とする側面図である。従来、Ｘ線管１１は、昇降機構２１ＢによりΩアーム１３から上下に昇降可能に支持されていた。昇降機構２１Ｂの駆動力伝達部２１Ｂａは、内部にガイドレールやリードスクリューを有するものであり、本実施例の昇降機構２１のものと概略同じ構造のものであるが、駆動モータ４６ＢがΩアーム３３の側に横置きに配設されていた。これは、設計の容易性、及び組み立ての容易性を考慮してのものであったが、この構造のために昇降機構２１ＢのΩアーム３３側接続部の外形が大きなものとなっていた。一方、昇降機構２１Ｂの下部（Ｘ線管１１側）には、従来、所定の空き空間が形成されていた。

図４は本実施例の昇降機構２１と従来の昇降機構２１Ｂの外殻の大きさを比較する模式図である。図中一点鎖線で示す従来の昇降機構２１Ｂの外殻の大きさに比べて、実線にて示す本実施例の昇降機構２１の大きさは、特にΩアーム３３との接続部分において外形が小さなものとなっている。これは、図２にて説明したように、駆動源であるインダクションモータ４６を、従来、空き空間とされていたＸ線管１１側に軸線方向に縦置きに配設したことによるものである。このように、本実施例のＸ線診断装置においては、Ｘ線管１１を被検体に対して昇降させる昇降機構２１とを備えており、この昇降機構２１は、Ｘ線管１１側にインダクションモータ４６を保持しているので、従来のＸ線診断装置と比べて昇降機構２１の太さを細くすることができ、従来のＸ線診断装置より術者の視界をさらに広くすることができる。

図５は本実施例の正面系のＣアームの回転範囲を説明するための斜視図である。図６は比較して示す従来の正面系のＣアームの回転範囲を説明するための斜視図である。図５および図６において、Ωアーム１３とＣアーム３３とは、図示しない制御装置により、第一Ｘ線管１１と第一Ｘ線検出器１２に対応する第一撮影中心軸ＣＡ１と、第二Ｘ線管３１と第二Ｘ線検出器３２に対応する第二撮影中心軸ＣＡ２との交点が被検体の関心部位に一致するように移動を制御される場合がある。このとき、Ｃアーム３３は、Ωアーム１３の内側にて、第二Ｘ線検出器３２をΩアーム１３の円弧に沿わせるようにして移動させる。そのため、Ｃアーム３３の矢印Ｈ２に沿う回転においては、第二Ｘ線検出器３２が第二昇降機構２２に干渉して、所定の角度までしか角度付けすることができない。そして、従来、このＣアーム３３の最大回転角度は、図６に示すように、従来、Ωアーム１３が初期位置（第一撮影中心軸ＣＡ１が水平）にある状態（ＬＡＯ９０°）で、正面系Ｃアーム３３を被検体の軸まわりに回転させた時の干渉角度は、第二Ｘ線検出器３２側において、ＲＡＯ３０°であった。

これに対して、本実施例のＸ線診断装置においては、昇降機構２１の駆動源であるインダクションモータ４６を、Ｘ線管１１側に保持することにより、昇降機構２１の外径を特にΩアーム１３の接続側で小さくすることができたので、従来のＸ線診断装置と比べてＣアーム３３の最大回転角度を大きくすることができた。つまり、さらに深い角度付けができるようになった。具体的には、図５に示すように、Ωアーム１３が初期位置（第一撮影中心軸ＣＡ１が水平）にある状態（ＬＡＯ９０°）で、正面系Ｃアーム３３を被検体軸のまわりに回転させた時の干渉角度を、ＲＡＯ３８°とすることができた。

なお、本実施例の駆動源をＸ線管１１側に設ける技術思想は、第二昇降機構２２に適用されてもよい。すなわち、Ｘ線検出器１２を昇降させる駆動源を第二昇降機構２２のＸ線検出器１２側に配置することにより、第二昇降機構２２の外径を小さなものとすることができ、術者の視界をさらに広くするとともに、さらに深い角度づけを可能とするＸ線診断装置とすることができる。

本発明にかかるＸ線診断装置は、Ｘ線管及びＸ線検出器を両端部から支持するアームと、このアームとＸ線管との間に設けられＸ線管を被検体に対して昇降させる昇降機構とを装備するＸ線診断装置に有用であり、特に、バイプレーン型のＸ線診断装置に適するものである。

本実施例に係るＸ線診断装置の外観を示す斜視図である。 側面系の第一Ｘ線管を上下に昇降させる第一昇降機構の詳細を示す一部を断面とする拡大図である。 本実施例の昇降機構と比較して示す従来の昇降機構の一部を断面とする側面図である。 本実施例の昇降機構と従来の昇降機構の外殻の大きさを比較する模式図である。 本実施例の正面系のＣアームの回転範囲を説明するための斜視図である。 図５に比較して示す従来の正面系のＣアームの回転範囲を説明するための斜視図である。

符号の説明

１１ 側面系のＸ線管（第一Ｘ線管）
１２ 側面系のＸ線検出器（第一Ｘ線検出器）
１３ Ωアーム（第一アーム）
１５ アームホルダ（第一アーム支持機構）
１７ スライダベース（第一アーム支持機構）
２１ 第一昇降機構
２２ 第二昇降機構
２８ 天板
３１ 正面系のＸ線管（第二Ｘ線管）
３２ 正面系のＸ線検出器（第二Ｘ線検出器）
３３ Ｃアーム（第二アーム）
３５ アームホルダ（第二アーム支持機構）
３７ スタンド（第二アーム支持機構）
４２ ガイドレール
４２ａ ガイドレールのレール部
４２ｂ ガイドレールのブロック部
４４ リードスクリュー
４４ａ リードナット
４６ インダクションモータ（駆動源）
５１ アーム側固定部
６１ Ｘ線管側固定部

Claims (16)

1. 被検体を載置する天板を有する寝台と、
   Ｘ線管と、
   Ｘ線検出器と、
   前記Ｘ線管及び前記Ｘ線検出器を両端部から支持するアームと、
   前記アームを回転及び移動可能に支持するアーム支持機構と、
   前記Ｘ線管及び前記Ｘ線検出器のいずれかと前記アームとの間に設けられ当該Ｘ線管あるいはＸ線検出器を前記被検体に対して昇降させる昇降機構とを備え
   前記昇降機構は、前記Ｘ線管あるいはＸ線検出器側に駆動源を保持している
   ことを特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記駆動源は、モータであり、前記昇降機構の軸線に沿って配設されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記アームは、弧状を成し、該弧に沿って前記天板回りをスライド回転する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線診断装置。
4. 前記アームは、天井吊り式である
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
5. 前記駆動源は、Ｘ線管側固定部の内部に配置されている
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
6. 前記駆動源は、前記アームと前記Ｘ線管との間のＸ線管側近傍に配置されている
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
7. 被検体を載置する天板を有する寝台と、
   第一Ｘ線管と、
   第一Ｘ線検出器と、
   前記第一Ｘ線管及び前記第一Ｘ線検出器を両端部から支持する第一アームと、
   前記第一アームを回転及び移動可能に支持する第一アーム支持機構と、
   前記第一Ｘ線管及び前記第一Ｘ線検出器のいずれかと前記第一アームとの間に設けられ当該第一Ｘ線管あるいは第一Ｘ線検出器を前記被検体に対して昇降させる昇降機構とを備え、
   第二Ｘ線管と、
   第二Ｘ線検出器と、
   前記第二Ｘ線管及び前記第二Ｘ線検出器を両端部に支持する第二アームと、
   前記第二アームを前記第一アームの一側で移動可能に支持する第二アーム支持機構と
   を備え、
   前記昇降機構は、前記第一Ｘ線管あるいは第一Ｘ線検出器側に駆動源を保持している
   ことを特徴とするＸ線診断装置。
8. 前記第一アームは、弧状を成し、
   前記第二アームは、前記第一アームの弧の内側で当該第一アームに沿って回転する
   ことを特徴とする請求項７に記載のＸ線診断装置。
9. 前記第二アームは、前記第二Ｘ線管及び前記第二Ｘ線検出器のいずれかが前記第一アームの弧の内側で当該第一アームに沿って移動するように回転する
   ことを特徴とする請求項８に記載のＸ線診断装置。
10. 前記駆動源は、モータであり、前記昇降機構の軸線に沿って配設されている
    ことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
11. 前記第一アームは、弧に沿って前記天板回りをスライド回転する
    ことを特徴とする請求項８に記載のＸ線診断装置。
12. 前記第一アームは、天井吊り式であり、前記第二アームは、床置き式である
    ことを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
13. 前記第二アームは、前記第一アームの内側に位置する２方向撮影位置と、前記第一アームから離れた待避位置との間を移動可能に設けられ、
    前記第二アームは、前記動作位置にて前記第一アームに沿って回転する
    ことを特徴とする請求項７から１２のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
14. 前記第一アーム、前記第二アームおよび前記昇降機構は、前記第一Ｘ線管と前記第一Ｘ線検出器に対応する第一撮影中心軸と、前記第二Ｘ線管と前記第二Ｘ線検出器に対応する第二撮影中心軸との交点が前記被検体の関心部位に一致するように移動を制御される
    ことを特徴とする請求項７から１３のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
15. 前記駆動源は、Ｘ線管側固定部の内部に配置されている
    ことを特徴とする請求項７から１４のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
16. 前記駆動源は、前記第一アームと前記第一Ｘ線管との間の第一Ｘ線管側近傍に配置されている
    ことを特徴とする請求項７から１５のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。

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