JP2008256685A - ワイヤレスx線検出器の電力システム及び方法 - Google Patents

ワイヤレスx線検出器の電力システム及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ワイヤレス式撮像検出器に電力を供給するための電力システム及び方法を提供する。
【解決手段】ワイヤレスX線検出器(22)に電力を供給するための電力システム及び方法は、ワイヤレスX線検出器(22)向けの脱着式ハンドル(34)を利用する。このハンドル(34)は脱着式ハンドル(34)をワイヤレスX線検出器(22)に結合させたときに、ワイヤレスX線検出器に可動型電力供給源を提供する電池(56)を搭載している。脱着式ハンドル充電ステーション(64、72、78)は複数の脱着式ハンドル(34)を再充電することによって、ワイヤレスX線検出器(22)向けの交換式電力供給源を提供することができる。こうしたハンドル(34)向けあるいは検出器(22)全体向けの充電ステーション(64、72、78)も開示している。
【選択図】図2

Description

本発明は全般的にはワイヤレスディジタル式撮像検出器に対する電力供給に関し、またさらに詳細には、ワイヤレスX線検出器に対する電力供給に関する。
医学診断用途では、ディジタル式X線撮像システムによって、格段の多角性と放射線写真画像の高速再構成が提供されている。ディジタル式X線撮像システムは、少なくとも1つの放射線源、1つの検出器及び1つの画像データ処理/表示装置からなる。線源からの放射線は被検体(典型的には、患者)の方向に向けられ、この放射線の一部は被検体を通過して検出器に当たり、この検出器によって放射線が有用な画像データに変換される。画像データを受け取った後、そのデータは画像データプロセッサによって表示用の放射線写真画像に変換される。
ディジタル式X線撮像システムが益々広まったことに伴い、ディジタル式X線検出器はさらに一層の多用性を得るためにより可搬的となっている。ある種のディジタル式X線検出器は、寝台や壁に対して固定状態に維持するのではなく自由に移動することができ、これによって係留状態で残るのはホストコンピュータ及び電源だけとなっている。しかしこうした構成は、多くの用途において限界があると判明することがある。この係留のためにワイヤレス検出器を希望どおりに届かせたり回転させることができないことがある。さらにこの係留部は絡まることがあり、また近くにいる人を躓かせることがあり得る。さらに、検出器を接続する際にこの係留部の反動が生じて医療スタッフを困らせることがある。こうした制約を克服するために、ディジタル式X線検出器に対するワイヤレス操作を可能にするための試みがなされてきた。
ワイヤレスX線検出器によれば移動度の増大が得られることがあるが、この解決法では電力システムがワイヤレスX線検出器自体と同じ移動性を有する必要がある。こうした電力システムはさらに、ワイヤレスX線検出器が展開される可能性がある困難な医学的環境に耐えること、並びに多様な用途域全体にわたってワイヤレスX線検出器を対応させることが必要である。さらに、ワイヤレスX線検出器を適所に維持しながら消耗した電源を交換できることが望ましい。
本発明は、こうした要求に対処するように設計されたワイヤレスX線検出器向けの電力システム及び方法を特徴とする。本発明の一態様では、ワイヤレスX線検出器向けの脱着式ハンドルは電池を搭載しており、この電池は脱着式ハンドルをワイヤレスX線検出器に結合したときに、ワイヤレスX線検出器に対して可動型電力供給源を提供する。脱着式ハンドル充電ステーションによって複数の脱着式ハンドルを再充電し、ワイヤレスX線検出器向けの交換式電力供給源を提供することがある。
本発明の別の態様では、非通信型ワイヤレスX線検出器充電ステーションによって、その各々が充電式電池を搭載している複数のワイヤレスX線検出器を再充電している。壁面装着可能充電ステーションはデータ収集及び処理作業のすべてと完全に独立に維持されている。さらに、充電ステーションはディジタル式X線撮像システム構成要素と全く連絡されておらず、充電ステーションの製造及び設計が簡略化される。
本発明のさらに別の態様では、ワイヤレスX線検出器充電ステーションは、その各々が充電式電池を搭載している多様な形状及びサイズを有する複数のワイヤレスX線検出器を再充電する。この充電ステーションはさらに、ワイヤレス送受信器と、例えば各ワイヤレスX線検出器の箇所及び充電レベルに対するリモート監視を可能にできる追加のデータ処理/検出器監視回路と、を備えることがある。
本発明に関するこれらの特徴、態様及び利点、並びにその他の特徴、態様及び利点については、同じ参照符号が図面全体を通じて同じ部分を表している添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことによってより理解が深まるであろう。
図1は、例示的なディジタル式ワイヤレスX線撮像システム10のブロック図を表している。本発明の一実施形態では、撮像システム10は、原画像データを収集すること並びに画像データに対する表示のための処理をすることの両方を行うように構成された、そのディジタル式X線検出器が残りのシステム構成要素から自由に取り外せるようになったディジタル式X線撮像システムである。撮像システム10はコリメータ14の近傍にあるX線放射源12を含む。コリメータ14によって、患者18などの被検体を位置決めした領域内に放射線ストリーム16を通過させている。放射線20の一部は被検体中またはその周囲を通過して隣り合わせたワイヤレスX線検出器22に入射する。
線源12は、検査シーケンスに関する電力と制御信号の両方を供給する電源/制御回路24によって制御することができる。ワイヤレスX線検出器22に当たった放射線から得られた画像データを取得するために、検出器制御器/データ収集モジュール26はワイヤレスX線検出器22から画像データ信号を受け取り、制御信号をワイヤレスX線検出器22に送っている。別法としてその検出器制御器はワイヤレスX線検出器22の内部にデータ収集モジュールとは別に存在させることがあり、この場合ワイヤレスX線検出器22とデータ収集モジュールの間でワイヤレス通信が実施される。電源/制御回路24と検出器制御器/データ収集モジュール26の両者はシステム制御器28からの信号に応答する。一般にシステム制御器28は、検査プロトコルを実施し収集した画像データを処理するように撮像システムに動作指令する。システム制御器28はさらに、汎用または特殊目的のコンピュータに基づいた信号処理回路、付属のメモリ回路、構成パラメータ、画像データ、その他を含むことがある。システム制御器28は、ディスプレイやプリンタ30など少なくとも1つの出力デバイスとリンクしている。システム内にはシステムパラメータの出力、検査の要求、画像の観察、その他のためにさらに1つまたは複数のオペレータワークステーション32を結合させることがある。
図1に示した実施形態では、ワイヤレスX線検出器22に可搬式電源34が取り付けられている。可搬式電源34をワイヤレスX線検出器に対する専用の電源として機能させることがあるが、この可搬式電源34はワイヤレスX線検出器22に搭載された電池が医学手技中に消耗したときに追加の電力を提供するように設計された電力パックの役割もすることがある。所望であれば、ワイヤレスX線検出器22を適所に維持する一方で、消耗した脱着式ハンドル電源34が取り外されより完全に充電した脱着式ハンドル電源34と交換される。さらに可搬式電源34は、検出器が従来の電力コードやケーブル(図示せず)によって電力供給されていない場合に検出器の自由な移動を可能にさせる役割もすることがある。
図2は、ワイヤレスX線検出器22から取り外して見た例示的な可搬式脱着式ハンドル電源34を表している。ワイヤレスX線検出器22は、ルーチンの取扱い中において湿気を阻止し内部の構成要素に対する損傷を防止する外側ケーシング36を備える。脱着式ハンドル外側ケーシング38は同様に、脱着式ハンドル電源34のルーチンに対する取扱い中における湿気及び内部の損傷を防止している。外側ケーシング38はさらに、電池または内部回路に対してアクセスするための取外し可能ハッチを含んでおり、この周りは封止によって取外し可能ハッチを閉じたときに湿気が入るのを防止することができる。図2ではハンドルを貫通穴タイプのフィーチャを有するように表しているが、窪み形、隆起、2次高摩擦材料(secondary High Friction Material)、あるいはリブ(rib)などの幾何学的フィーチャ、その他など取り扱いを容易にするような多種多様なフィーチャのうちのいずれかのフィーチャを利用することもできる。
ワイヤレスX線検出器22のケーシング40はX線検出器イメージャアセンブリ(図2では図示せず)を囲繞している。X線検出器イメージャアセンブリはシンチレータ表面を含んでおり、これによってX線放射がより低エネルギーのフォトンに変換され、これが引き続いて下側にあるフォトダイオード及び薄膜トランジスタからなるアレイにより検出される。このシンチレータ表面は、反射外側層及び湿気阻止用下位層を含め多種多様な層を含むことがある。このケーシング40は典型的には、X線捕捉を最大化するようにX線に対して比較的透明でありかつ患者の後ろ側に検出器が正しく配置できるように多くの場合にケーシング40から視覚的または触覚的に異質であるような領域すなわちウィンドウ42を包含している。
検出器ケーシング40はさらに、X線検出器イメージャアセンブリ(例えば、検出器制御器、検出器電力制御回路、メモリ回路及びワイヤレス送受信器44を含むことがあり得る)が発生させるデータを制御しまた少なくとも部分的に処理するための構成要素も包含している。検出器制御器/データ収集モジュール26(図1参照)とのワイヤレス通信で使用するためのワイヤレス送受信器44は適当な任意のワイヤレス通信プロトコルを利用することがある。希望するワイヤレス信号のレンジに応じて、ワイヤレス送受信器44をワイヤレスX線検出器22からかなり離して使用できることがある。
ワイヤレスX線検出器22に対して脱着式ハンドル電源34を物理的に取り付けるためには(例えば、ロック用フック46とロック用フックレセプタクル48との相互接続を含む)有効な任意の手段を使用することができる。ロック用フック46は、ロック用フック46を互いの方向に向かって引きつけるばね荷重式またはモータ式メカニズム(図示せず)による支援によってロック用フックレセプタクル48を係合させることがある。ロック用フック開放ボタン50は、押下されると、ロック用フック46がばね荷重式メカニズムの力に抗して拡げられること、あるいはモータ式メカニズムにより位置が変化することになりロック用フック46がロック用フックレセプタクル48から開放される。偶発的な開放を避けるために、ロック用フック開放ボタン50は、任意選択の追加のボタンが同時に押下されない限り、あるいはロック用フック開放ボタン50が所望の時間にわたって押下状態を継続した後でなければロック用フック46をロック用フックレセプタクル48から開放しないように構成されることがある。
図2の脱着式ハンドル電源34は、ハンドル上の電気的結合用雄構造52を検出器上の電気的結合用雌構造54と動作可能に結合させることによってワイヤレスX線検出器22に電力を提供する。電気的結合構造52及び54は、電力を導電性に転送するためのピン/係合用接点または標準電気プラグ/レセプタクル機構を備えることがあるが、別法として電力を誘導性に転送するために受け入れデバイス内に充電を誘導する誘導デバイスを備えることがある。さらに、雄雌の構造が逆転していることがあり、あるいは脱着式ハンドル電源34及びワイヤレスX線検出器22のそれぞれの上に雄と雌の両方の結合構造が存在することがある。電気的結合構造52及び54はさらに取り付け時にハンドルを安定させる役割をすることがある。安定性を高めるために、安定化ピンを用いることもある。
ワイヤレスX線検出器22は脱着式ハンドル電源34に搭載された電池56からの電力を消費する。電池56は、電池56が適所に留められかつ脱着式ハンドルの外表面に従うようにして、所望の任意の形状をした脱着式ハンドルの内部、取外し可能ハッチの後ろ側、または脱着式ハンドルの外にある凹部内部に置かれることがある。その希望する用途及び構成に応じて、電池56は交換可能とすることや再充電可能とすることがある。電池56内に残留するエネルギーはLEDやLCDパネルからなるパワーレベルモニタ58上に表示させることがある。電池56が消耗状態に近づくと、電池56の交換または再充電が必要であることを示すためにパワーレベルモニタ58はフラッシングすることや可聴警告音を発することがある。
任意選択ではワイヤレスX線検出器22がさらに電池(図2では図示せず)を搭載することがあり、この際には脱着式ハンドル電源34に搭載された電池56をワイヤレスX線検出器22に搭載された電池より先に放電させることが好ましい。ワイヤレスX線検出器に搭載された電池は、電池が適所に留められると共にワイヤレスX線検出器22の外表面に従うようにして、所望の任意の形状をした検出器の内部、取外し可能ハッチの後ろ側、または検出器の外にある凹部内部に置かれることがある。ワイヤレスX線検出器22が電池を搭載しているときは、ワイヤレスX線検出器上のパワーレベルモニタによってLEDまたはLCDパネル(図2では図示せず)上に当該電池の充電ステータス指示を提供することがある。こうした電池はワイヤレスX線検出器22の外側エッジ40にある外部電気的結合デバイス60を介して分離式に再充電されることがある(これについては以下でさらに詳細に検討することにする)。
図3は、本発明の一実施形態によるワイヤレスX線検出器と脱着式ハンドル電源62の例示的合成体を表している。合成されると、脱着式ハンドル電源34によって電池56からワイヤレスX線検出器22に電力が提供される。
図4は、複数の脱着式ハンドル電源34を水平充電するための例示的な脱着式ハンドル充電ステーション64を表している。壁面装着可能ベース66はその表面上に、その各々がロック用フックレセプタクル48及び電気的結合用雌構造54を備える複数の脱着式ハンドル充電サイト68を含む。各脱着式ハンドル充電サイト68は上向きに角度を付けることによって、各脱着式ハンドル電源34を係合及び係合解除するための無理のない角度が提供される。
標準壁面電力アウトレット70が電力を壁面装着可能ベース66に提供し、これによって交流電力が直流電力に変換されてこの電力が各脱着式ハンドル充電サイト68に分配される。充電を開始するためには、ワイヤレスX線検出器22に対するのと同様の方式で脱着式ハンドル電源34が脱着式ハンドル充電サイト68に取り付けられ、これによりロック用フック46とロック用フックレセプタクル48が相互接続されると共に、電気的結合用雄構造52が電気的結合用雌構造54と動作可能に結合されている。電気的結合構造52及び54は電力を導電性に転送するためのピン/係合用接点または標準電気プラグ/レセプタクル機構を備えることがあるが、別法として電力を誘導性に転送するために受け入れデバイス内に充電を誘導する誘導デバイスを備えることがある。
取り付けが終わると、脱着式ハンドル電源34内部の電力管理回路によって電池56の充電が調節される。パワーレベルモニタ58によって充電ステータスの指示が提供されると共に、充電完了の時点で視覚的または聴覚的信号が提供されることがある。別法として、各脱着式ハンドル充電サイト68はさらに充電脱着式ハンドル電源34に関する充電ステータスの指示を提供することがある。
図5は、複数の脱着式ハンドル電源34を垂直充電するための脱着式ハンドル充電ステーション72の例示的な実施形態を表している。壁面装着可能ベース74はその表面上に、複数の垂直方向に向いた脱着式ハンドル充電サイト76を含む。脱着式ハンドル充電ステーション72は、上で検討した図4の充電ステーション64に関する記載と同様の方式で機能する。
図6は、その各々が充電式電池を搭載している複数のワイヤレスX線検出器22を充電するための例示的な非通信型充電ステーション78を表している。図6に示した実施形態では、充電ステーション78はデータ収集及び処理作業のすべてと完全に独立に維持され、かつディジタル式X線撮像システム構成要素のいずれとも連絡しておらず、充電ステーションの製造及び設計が簡略化される。壁面装着可能ベース80はその表面上に、その各々が検出器ホルダー84及び任意選択の開放ボタン86を備える複数のワイヤレスX線検出器充電サイト82を含む。標準壁面電力アウトレット70は電力を壁面装着可能ベース80に提供し、これによって交流電力が直流電力に変換されてこの電力が各ワイヤレスX線検出器充電サイト82に分配される。
各充電サイト82は各検出器ホルダー84の内部に存在させた電気的結合構造を含む。この電気的結合構造は、ワイヤレスX線検出器22上の外部電気的結合デバイス60によってワイヤレスX線検出器22に搭載された充電式電池に電力を転送するように構成されている。検出器ホルダー84及び電気的結合デバイス60の電気的結合構造は、電力を導電性に転送するためのピン/係合用接点または標準電気プラグ/レセプタクル機構を備えることがあり、また別法として電力を誘導性に転送するために受け入れデバイス内に充電を誘導する誘導デバイスを備えることがある。
ワイヤレスX線検出器充電サイト82に取り付けられるとワイヤレスX線検出器22内の電力管理回路は電池の充電を調節する。ワイヤレスX線検出器22上のパワーレベルモニタは充電ステータスの指示を提供することがあり、またさらに充電完了の時点で視覚的または聴覚的信号を提供することがある。別法として、各充電サイト82はさらに、各ワイヤレスX線検出器22に搭載された電池の充電ステータスに関する指示を提供するためのパワーレベルモニタを含むことがある。
図7は、その各々が充電式電池を搭載した多様な形状及びサイズを有する複数のワイヤレスX線検出器22を充電するための例示的な充電ステーション88を表している。壁面装着可能ベース90はその表面上に、その各々が対応する形状及びサイズをもつ検出器ホルダー84及び任意選択の開放ボタン86を備える多様なサイズの複数のワイヤレスX線検出器充電サイト82を含む。標準壁面電力アウトレット70は電力を壁面装着可能ベース80に提供し、これによって交流電力が直流電力に変換されてこの電力が各ワイヤレスX線検出器充電サイト82に分配される。
図6に示した実施形態の場合と同様に、図7に示した実施形態内の各充電サイト82は各検出器ホルダー84内部に存在させた電気的結合構造を含む。この電気的結合構造は、ワイヤレスX線検出器22上の外部電気的結合デバイス60によってワイヤレスX線検出器22に搭載された充電式電池に電力を転送するように構成されている。検出器ホルダー84及び電気的結合デバイス60の電気的結合構造は、電力を導電性に転送するためのピン/係合用接点または標準電気プラグ/レセプタクル機構を備えることがあり、また別法として電力を誘導性に転送するために受け入れデバイス内に充電を誘導する誘導デバイスを備えることがある。
ワイヤレスX線検出器充電サイト82に取り付けられるとワイヤレスX線検出器22内の電力管理回路は電池の充電を調節する。ワイヤレスX線検出器22上のパワーレベルモニタは充電ステータスの指示を提供することがあり、またさらに充電完了の時点で視覚的または聴覚的信号を提供することがある。別法として、各充電サイト82はさらに、各ワイヤレスX線検出器22に搭載された電池の充電ステータスに関する指示を提供するためのパワーレベルモニタを含むことがある。
図7に図示したような充電ステーション88はさらに、ワイヤレス送受信器92、並びにベース構造90内部の追加のデータ処理/検出器監視回路を備えることがある。ワイヤレス送受信器92により付与される追加的な通信能力によって充電ステーション88は例えば、各ワイヤレスX線検出器22の箇所及び充電レベルをリモートで監視することや、各ワイヤレスX線検出器22上のワイヤレス送受信器44から信号を受け取りリモートベースステーションに再送信することを可能とさせることができる。
本発明のある種の特徴についてのみ本明細書において図示し説明してきたが、当業者によって多くの修正や変更がなされるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神の範囲に属するこうした修正や変更のすべてを包含させるように意図したものであることを理解されたい。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
本発明の一実施形態によるワイヤレス検出器を利用する例示的なディジタル式X線撮像システムを表した概要図である。 本発明の一実施形態による例示的な脱着式ハンドル可搬式電源をワイヤレスX線検出器から取り外した状態で表した図である。 本発明の一実施形態による例示的な脱着式ハンドル可搬式電源をワイヤレスX線検出器に取り付けた状態で表した図である。 本発明の一実施形態によるワイヤレスX線検出器向けの脱着式ハンドル可搬式電源を充電するための例示的な脱着式ハンドル充電ステーションを表した図である。 本発明の一実施形態によるワイヤレスX線検出器向けの脱着式ハンドル可搬式電源を充電するための別の例示的な脱着式ハンドル充電ステーションを表した図である。 本発明の一実施形態による複数のワイヤレスX線検出器を充電するための例示的な非通信型充電ステーションを表した図である。 本発明の一実施形態による多様な形状及びサイズを有する複数のワイヤレスX線検出器を充電するための例示的な充電ステーションを表した図である。
符号の説明
10 撮像システム
12 線源
14 コリメータ
16 放射線
18 患者
20 放射線
22 ワイヤレスX線検出器
24 電源/制御回路
26 検出器制御器/データ収集モジュール
28 システム制御器
30 ディスプレイ/プリンタ
32 オペレータワークステーション
34 脱着式ハンドル電源
36 外側ケーシング
38 外側ケーシング
40 ケーシング
42 ウィンドウ
44 ワイヤレス送受信器
46 ロック用フック
48 ロック用フックレセプタクル
50 ロック用フック開放ボタン
52 電気的結合構造
54 電気的結合構造
56 電池
58 パワーレベルモニタ
60 外部電気的結合デバイス
62 ワイヤレスX線検出器と脱着式ハンドル電源の合成体
64 充電ステーション
66 壁面装着可能ベース
68 脱着式ハンドル充電サイト
70 壁面電力アウトレット
72 充電ステーション
74 壁面装着可能ベース
76 脱着式ハンドル充電サイト
78 非通信型充電ステーション
80 壁面装着可能ベース
82 ワイヤレスX線検出器充電サイト
84 検出器ホルダー
86 任意選択の開放ボタン
88 充電ステーション
90 壁面装着可能ベース
92 ワイヤレス送受信器

Claims (10)

  1. ワイヤレスX線検出器向けの電力システムであって、
    電池(56)と、
    前記電池(56)を搭載するように構成された脱着式ハンドル(34)と、
    前記脱着式ハンドル(34)をワイヤレスX線検出器(22)に取り付けるように構成された機械的結合構造(46)と、
    前記電池(56)から前記ワイヤレスX線検出器(22)まで電力を転送するように構成された電気的結合構造(52)と、
    を備える電力システム。
  2. 前記電気的結合構造(52)は前記電池(56)から前記ワイヤレスX線検出器(22)まで電力を導電性に転送するように構成されている、請求項1に記載の電力システム。
  3. 前記電気的結合構造(52)は前記電池(56)から前記ワイヤレスX線検出器(22)まで電力を誘導性に転送するように構成されている、請求項1に記載の電力システム。
  4. 前記電池(56)は交換可能な電池である、請求項1に記載の電力システム。
  5. 前記電池(56)は充電式電池である、請求項1に記載の電力システム。
  6. ワイヤレスX線検出器(22)に電力供給するように構成された脱着式ハンドル(34)に搭載された電池(56)を充電するための充電ステーション(64、72)であって、
    外部電源(70)からの電力を電池(56)の充電に適した電力供給源に変換するように構成された電力アダプタ(66、74)と、
    前記電力アダプタから電力供給源を受け取るように構成された脱着式ハンドル充電サイト(68、76)であって、前記脱着式ハンドル(34)を該脱着式ハンドル充電サイト(68、76)に取り付けるように構成された機械的結合構造(48)と、該電力供給源から該脱着式ハンドル(34)まで電力を転送するように構成された電気的結合構造(54)と、を含んだ脱着式ハンドル充電サイト(68、76)と、
    を備える充電ステーション(64、72)。
  7. さらに、複数の脱着式ハンドル充電サイト(68、76)を備える請求項6に記載の充電ステーション。
  8. 前記脱着式ハンドル充電サイト(68、76)はさらに電池充電レベルインジケータ(58)を備えている、請求項6に記載の充電ステーション(64、72)。
  9. 前記電気的結合構造は前記電力供給源から前記脱着式ハンドル(34)まで電力を導電性に転送するように構成されている、請求項6に記載の充電ステーション(64、72)。
  10. 前記電気的結合構造は前記電力供給源から前記脱着式ハンドル(34)まで電力を誘導性に転送するように構成されている、請求項6に記載の充電ステーション。
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