JP2009131709A - X線診断装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 オーバーチューブ撮像用の第1のX線発生部と、アンダーチューブ撮像用
の第2のX線発生部と、天井から床に向かって吊り下げられた伸縮自在の支柱部に設けら
れた小型軽量の固体検出器を有するX線検出部とを備える。固体検出器は、その中心軸を
中心とするセンタ回転を可能とするセンタ回転アームと、このセンタ回転とは外れたオフ
セット回転を可能とする伸縮自在のオフセット回転アームとで支持されている。このため
、各回転及び伸縮動作により、また、軽量小型であることから寝台上の被検者に対する上
下左右斜め等の様々なポジショニングに正確かつ迅速に設定可能となっている。そして、
この固体検出器のポジショニングに対応して各X線発生部を使い分けて撮像を行う。
【選択図】 図1
Description
、オーバーチューブ及びアンダーチューブでの撮像(透視,撮影)はもとより、様々なポ
ジショニングでの撮像に即座に対応可能としたX線診断装置に関する。
アームの両端部に対向配置され固定保持されている。アーム形状は大きく分けて、略Cの
字形状を有する「C型」と、略Uの字形状を有する「U型」とが知られているが、3次元
的ポジショニングの効率化の観点から、現在ではC型アームが多く設けられるようになっ
てきている。
うに循環器用保持装置は、天井に取り付けられたレールに沿って当該循環器用保持装置を
移動可能に保持するレール保持部100と、このレール保持部100により支柱回転可能
なように保持された支柱部101と、この支柱部101の反レール保持部側に主軸回転可
能なように保持されたホルダ102と、このホルダ102によりスライド可能に保持され
たC型アーム103とを有している。
テンシファイヤ,光学系,TVカメラ等)とが、それぞれ相対向するように設けられてお
り、このX線検出部105は、移動機構106により、上下(X線発生部104側及び反
X線発生部104側)に移動制御されるようになっている。
部104及びX線検出部105は重長大であり、また、C型アーム103は非対称形状で
あることから、スライド,主回転等の回転バランスをとることは難しい。このため、専用
のハンドルやジョイスティック等を操作して、電気的にポジショニング制御を行うように
なっている。
な分離保持装置が知られている。
て移動可能とするレール保持部120と、一端がこのレール保持部120により伸縮自在
に保持され、他端にX線発生部124が設けられた伸縮アーム121とを有している。ま
た、このBCアームは、X線検出部125を天井に取り付けられたレールに沿って前記X
線発生部124に対して独立に移動可能とするレール保持部122と、一端がこのレール
保持部122により伸縮自在に保持され、他端にX線検出部125が設けられた伸縮アー
ム123とを有している。
ームを移動可能に保持するレール保持部により保持された支柱部110と、この支柱部1
10の反レール保持部側に主軸127を中心とした回転可能なように保持されたU型アー
ム111とを有している。U型アーム111の両端部には、X線発生部112とX線検出
部113とがそれぞれ相対向するように設けられている。
(又はX線検出部125)の首振り,水平動,上下動の動きしかできないため、図8に示
すようにバイプレーン撮影のラテラルポジショナとして主に側方撮影用に使用し、また、
U型アームは、回転により被検体の体軸回りの回転等が可能であることから、所望の角度
付けの撮影用に使用する等のように、各アームを撮影目的(撮影部位)に応じて使い分け
ながら撮影を行うようになっている。
I.,光学系,TVカメラ等)及びX線発生部104である重量物が設けられているため
、回転慣性が大きく、C型アーム103が非対称形状であり、回転バランスをとることが
困難なことから、電気的にポジショニング制御を行っているのであるが、所望のポジショ
ニングに設定するためには、どのような操作をしなければならないかを判断しなければな
らず、各ポジショニングに対応した
操作を的確に行うには熟練が必要であり、微調整が難しく、意図するポジショニングに正
確に制御することは困難であった。
ンスをとることで手動操作を可能とし、ポジショニングの微調整はこの手動操作で行うよ
うにすることで解決することが考えられるが、このようにすると、回転慣性が大きくなる
ため、やはり所望のポジショニングに正確に設定することは困難となることが懸念される
。
の代わりに、複数の固体撮像素子で形成された固体検出器(平面検出器)をX線検出部と
してを用いることにより、小型軽量化を図ることが考えられるが、この平面検出器を用い
ると、X線発生部104側とのウエイトバランスが崩れ、回転慣性モーメントが現状より
大幅に大きくなり、やはり制御困難となることが懸念される。
生部124(又はX線検出部125)が、首振り,水平動,上下動の動きしかできないた
め、X線発生部124(又はX線検出部)を被検者の下側に配置することができず、適用
範囲が極端に限定(バイプレーン撮影のラテラルポジショナとしての使用に限定)される
問題があった。
グを可能とすることができ、様々な撮影範囲に対応可能なX線診断装置の提供を目的とす
る。
てX線を曝射するX線発生部と、前記X線発生部から曝射されたX線を検出する複数の固
体検出素子で形成され、X線発生部とは独立して移動可能に設けられた固体検出部とを有
する。
体検出部が設けられていることから、その保持も容易なものとすることができる。このた
め、当該X線診断装置の各可動部の慣性を小さくすることができ、また、X線発生部と固
体検出部とが独立して移動可能となっていることから、各可動部の重量による影響を補償
することにより、正確かつ迅速に様々なポジショニングに設定可能とすることができる。
従って、様々な撮影範囲に対応可能とすることができる。
ができ、様々な撮影範囲に対応することができる。
細に説明する。
。この本発明の実施の形態の分離保持装置は、オーバーチューブ撮像用(撮像:少量のX
線を曝射して行う透視と、多量のX線を曝射して行う撮影との両方を含む。)の第1のX
線発生部1と、アンダーチューブ撮像用の第2のX線発生部2と、各X線発生部2,3か
らのX線の曝射によるX線情報の取り込みを行うX線検出部3と、撮像を行う被検者を乗
せる寝台16と有している。
6の一端(床側の端部)に設けられたX線発生器7aと、支柱部6の他端(天井側の端部
)に接続された天井ベース5とで構成されている。この天井ベース5は、天井に設けられ
たレール4に沿って移動可能とされており、これにより、第1のX線発生部1全体がレー
ル4に沿って移動可能となっている。
いる。
、更にレール4に沿って移動可能となっており、寝台16に乗せられた被検者に対して相
対的に移動可能となっている。
の支柱部19aに支柱回転可能に設けられたホルダ19bと、ホルダ19bにスライド可
能に設けられた1/4円形状のスライドアーム18と、スライドアーム18の一端に固定
されたX線発生器7bとで構成されている。このような保持により、X線発生器7bは、
被検者(寝台16)の下半分球面上のいずれの位置にもポジショニング可能となっている
。
部15は、レール4に沿って移動可能とされた天井ベース14に接続されている。このた
め、この寝台16もレール4に沿って移動可能となっている。
在の支柱部9と、複数の固体撮像素子を2次元的に配列して形成された検出面12aを片
面に備えた固体検出器12を有している。
11が接続されている。このセンタ回転アーム11の、固体検出器12と接続された反対
側の端部には、当該センタ回転アーム11に直交するかたちで伸縮自在のオフセット回転
アーム10が接続されている。そして、このオフセット回転アーム10の、センタ回転ア
ーム11と接続された反対側の端部は前記支柱部9に接続されている。
、センタ回転アーム11により固体検出器12の中心軸を中心としたセンタ回転、及びオ
フセット回転アーム10によりセンタ回転に対するオフセットを有するオフセット回転が
可能となっている。そして、オフセット回転アーム10は、伸縮自在となっているため、
寝台16に乗せられた被検者の上下左右斜め方向の様々なポジションに固体検出器12を
設定可能となっている。
転アーム11も伸縮自在としてもよい。これにより、固体検出器12のポジショニングの
自由度をさらに増すことができる。
ジショニングの設定を行う際に掴むハンドル17がそれぞれ設けられている。この各ハン
ドル17には、操作者が例えば右手で掴んだ際に、右手の親指でオンオフ操作可能な位置
にクラッチ制御スイッチ13が設けられている。
るクラッチの接続及び切り離しを制御するためのものであり、当該クラッチ制御スイッチ
13をオン操作することで各可動部のクラッチが切り離され手動でのポジショニング制御
が可能となり、このクラッチ制御スイッチ13をオフ操作することで各可動部のクラッチ
が接続され、そのときのポジショニングでX線検出部3が固定されるようになっている。
体35)によりX線情報から変換された可視光を感知し、この可視光の入射光量に応じた
電荷を形成する画素21、及びこの画素21に蓄積された電荷を読み出すスイッチとして
使用される薄膜トランジスタ22(TFT)からなるX線検出素子を列方向及び行方向に
アレイ状に2次元的に配列して構成されている。
このフォトダイオードにより形成された電荷を蓄積するコンデンサ(蓄積用コンデンサ)
とで構成されている。
イン25−1,25−2・・・25−nにより逆バイアス電源(−Vn)に接続され、フ
ォトダイオードのアノード端子と蓄積用コンデンサの他方の端子との接続点は各TFT2
2のソース端子に接続されている。
行毎に共通に接続され、ライン駆動部24の各ライン出力端子に接続されている。
nにより各列毎に共通に接続され、リードアウトアンプ27を介してマルチプレクサ28
の各スイッチ28−1,28−2・・・28−nに接続されている。
,23−2・・・23−nのTFT22を順次オン制御することで、該各読出ライン23
−1,23−2・・・23−nの蓄積電荷を順次選択制御すると共に、これによりマルチ
プレクサ28に供給される各ライン毎の蓄積電荷を順次選択するようにマルチプレクサ2
8の各スイッチ28−1,28−2・・・28−nをオンオフ制御する。これにより、透
視画像信号或いは撮影画像信号を出力端子29を介して出力することができる。
支持体31上のTFT領域32上に、画素21は支持体31上の画素領域33(PD領域
)上にそれぞれ形成されている。
にSiNx層38が積層されている。このSiNx層38上には、n−Si層47が積層
されており、その上にn+ a−Si層44を介してドレイン電極45が、また、n+
a−Si層44を介してソース電極46がそれぞれ形成されている。また、このTFT領
域32上には、第1のポリイミド樹脂層37が積層されており、この第1のポリイミド樹
脂層37上に金属電極49が設けられている。
れた透明電極42が積層されている。この透明電極42上には、n+ a−Si層39,
ia−Si層40,p+ a−Si層41及び透明電極38が順に積層されており、これ
によりPin構造のフォトダイオードが形成されている。
されており、この第2のポリイミド樹脂層48上に透明保護膜36が積層されている。透
明保護膜36上には、前述のX線情報を可視光に変換する蛍光体35が設けられており、
この蛍光体35上には、可視光を反射してX線情報のみ取り込む光反射層34が設けられ
ている。
されたX線情報が入射されると、可視光は光反射層34により反射され、X線情報のみが
光反射層34を介して蛍光体35に入射され可視光に変換される。この可視光は、透明保
護膜36及び第2のポリイミド樹脂層48を透過し、さらに透明電極38を介して可視光
に感応するフォトダイオードにより受光される。
給する。これにより、X線情報に応じた電荷(撮像信号)が蓄積用コンデンサに蓄積され
ることとなる。この蓄積用コンデンサに蓄積された電荷は、前述のように制御部20の読
み出し制御により、読出ライン23−1,23−2・・・23−nを介して各ライン毎に
読み出され、マルチプレクサ18及び出力端子29を介してモニタ装置等に供給される。
被検者を寝台16に乗せると共に、所望箇所のX線情報の取り込み可能なようにX線検出
部3を移動制御する。
り回転制御することで行うようになっており、これにより、X線検出部3をレール4に沿
って移動させることができる。
固体検出器12を鉛直軸回りに回転可能となっている。この回転駆動は、チェンスプロケ
ット等でモータの動力を伝達することで行われるようになっている。
在となっており、その内部に設けられたスプリングバランサ等により、制御されたストロ
ーク位置を保持するようになっている。
検出器12を水平横手方向(オフセット回転アーム10の延設方向)に伸縮制御されるよ
うになっている。
センタ回転、及び前記オフセット回転アーム10によるオフセット回転が可能となってい
る。
タ(D.Dモータ)により行われる。オフセット回転によるD.Dモータのアンバランス
トルク(固体検出器12のオフセット回転によりその重心が回転中心(オフセット回転ア
ーム10)から外れることによるトルク)は、オフセット回転による固体検出器12の回
転位置が決まればセンタ回転による回転位置に拘らず一義的に算出することができる。こ
のため、このD.Dモータは、固体検出器12の回転位置に応じて前記アンバランストル
クを打ち消すように制御される。これにより、固体検出器12の回転バランスを保持する
ことができる。
る電源がオフされた際にブレーキが外れる虞がある。このため、このD.Dモータには、
電源がオフされた際の固体検出器12の回転位置を保持するオフロックブレーキが設けら
れている。これにより、電源がオフされた際でも、そのときの固体検出器12の回転位置
が保持されるため、前記ブレーキが外れる不都合を防止することができる。
ることにより、動力伝達系を不要とすることができ、高精度な位置決めを可能とすること
ができる。
(オフセットを有しているため)、該各回転により固体検出器12と各アーム10,11
が干渉(接触)することがなく、いずれの回転も360°の回転を可能とすることができ
る。
(オフセットレスとなっているため)、回転バランスを保つことができ、動力系を小さく
することができる。
電気的に重力補償されている。
かる手動制御では、2つのモードを有し、このモード切り換えは操作者の意志に基づき行
われる。仮に2つのモードをAモード及びBモードとすると、Aモードでは、操作者の意
のままにポジショニングが行われる。すなわち、その経路は何ら制約されることなく、操
作者の感覚に基づき、スピーディーに目的の位置へのポジショニングが可能となる。
ドル17を掴みクラッチ制御スイッチ13をオン操作する。クラッチ制御スイッチ13が
オン操作されると、各可動部のクラッチが切り離され手動でのポジショニング制御が可能
となる。
等で構成される力検知デバイスが設けられており、この力検知デバイスにより、重力によ
るアンバランスと外力によるアンバランスとの判別を行うようになっている。そして、操
作者が手動操作によりを固体検出器12に操作力を加えると、動力源と結合されたままの
状態でその操作力に応じた回転が可能となり、固体検出器3を操作者の所望の位置に移動
制御することができる。
3をオフ操作する。これにより、前記各可動部のクラッチが接続され、そのときのポジシ
ョニングでX線検出部3が固定される。
に保ったまま、各角度付け(CRA/CAU、RAO/LAO)が行われる。このSID
は操作卓等に設けられたテンキー等の入力部を介して操作者により入力される。例えば、
SIDを100cmと設定すると、固体検出器12をSID100cm以外の位置にポジ
ショニングしようとしても不可能となる。すなわち、固体検出器12はアイソセンターを
中心として球面上のみを移動が可能となり、SIDを一定に保ったままの手動操作となる
。
しない、各可動部の角度及び位置のパラメータの組み合わせを算出し(または、予め算出
しておいて)、この組み合わせにより定まる位置、すなわちSIDが変化しない位置、以
外の位置には移動できないように各駆動モータを制御する。
ードとSIDを、操作卓のみならず、モニターや表示器等に表示する。
時のSIDを保持したままでの動作が可能となっている。
設けられており、このように自動的或いは手動で固体検出器12が移動制御されると、ア
ンダーチューブ撮像用の第2のX線発生部2が、この移動制御された固体検出器12の検
出面12aに対して自動的に対向配置される。
ンショメータ等の位置検出センサにより、刻々と6次元的(3次元座標空間における位置
及びそれらの軸に対する回転角度)に検出される。この検出されたデータに基づいて、デ
ータ処理装置が、刻々とX線発生器7bを移動させるべき位置の座標を算出する。算出さ
れた位置座標データに基づき、可動部、すなわち、ホルダ19b及びスライドアーム18
が電気的にそれぞれ回転及びスライド制御され、X線発生器7bの位置付けが行われる。
具体的な、駆動部材としては、電動機としてのモータ及び動力伝達としてのチェーンベル
トが利用される。
線発生部2のX線の曝射可能な範囲は被検者の下半分球面上の範囲となり、アンダーチュ
ーブによる撮像が可能となる。
被検者を寝台16に乗せると共に、支柱部9を伸張制御して固体検出器12を寝台16の
裏側(図4の場合は被検者の背中側)に配置する。そして、前述のオフセット回転及びセ
ンタ回転を用いて所望箇所のX線情報の取り込み可能な位置に固体検出器12を手動或い
は自動でポジショニング制御する。
とができる。また、前述のようにオフセット回転及びセンタ回転は、それぞれ独立して3
60°の回転が可能であるため、固体検出器12を様々なポジショニングに設定すること
ができる。
X線発生部である第1のX線発生部1の天井ベース5に設けられたローラが、モータ及び
チェンスプロケット等の伝達系により回転制御され、前記ポジショニング制御された固体
検出器12の検出面12aに対して自動的に対向配置される。これにより、オーバーチュ
ーブによる撮像が可能となる。
撮像用の第1のX線発生部1、アンダーチューブ撮像用の第2のX線発生部2、及び複数
の固体検出素子で形成された固体検出器12を有するX線検出部3がそれぞれ独立して移
動可能に設けられている。また、固体検出器12は、固体検出器12の中心軸を中心とし
た360°のセンタ回転、及びこのセンタ回転にオフセットを有する360°のオフセッ
ト回転が可能となっている。
アンダーチューブ撮像を可能とすることができ、臨床アプリケーションの拡大を図ること
ができる。
者の意思に沿った微妙なポジショニング制御を可能とすることができ、電動による繁雑な
操作による操作者の負担を軽減することができる。
ため、X線検出部とX線発生部を対向保持するためのCアーム等を不要とすることができ
、機械的干渉の回避、作業スペースの確保、視野の拡大を図ることができる。
ない場合が多く、このようなときには、まず、透視,撮影を行って原因を特定して治療計
画を立てる必要があるが、この透視,撮影に時間を要しては人命にかかわる。しかし、当
該分離保持装置は、前述のように様々なポジショニングによる迅速かつ正確な透視,撮影
を可能とすることができるため、救急車で運ばれた患者をストレッチャのまま検査室に移
動するだけで、前記手動操作等による的確なポジショニングによる透視,撮影を即座に行
うことができる。このため、その後の治療計画も即座に立てることができ、人命救助に大
きく貢献することができる。
けられていることとしたが、この検出面は固体検出器12の両面に設けるようにしてもよ
い。これにより、オーバーチューブからアンダーチューブへの透視,撮影の移行時、及び
アンダーチューブからオーバーチューブへの透視,撮影の移行時に、固体検出器12の検
出面を回転させる手間を省くことができ、前述の迅速な透視,撮影に大きく貢献すること
ができる。
実施の形態に限定されることはなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば
、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
ーブ用)、3…X線検出部、4…レール、5、8、14…天井ベース、6、9、15…支
柱部、7a、7b…X線発生器、10…オフセット回転アーム、11…センタ回転アーム
、12…固体検出器、13…クラッチ制御スイッチ、16…寝台、17…ハンドル、18
…スライドアーム
Claims (14)
- 被検者に対してX線を曝射するX線発生部と、
前記X線発生部から曝射されたX線を検出する複数の固体検出素子で形成され、X線発
生部とは独立して移動可能に設けられた固体検出部と
を有することを特徴とするX線診断装置。 - 前記X線発生部は、アンダーチューブによる撮像を可能とするアンダーチューブ用X線発
生部及びオーバーチューブによる撮像を可能とするオーバーチューブ用X線発生部のうち
、少なくとも一方を有することを特徴とする請求項1記載のX線診断装置。 - 前記固体検出部をその2つの水平軸についてそれぞれ独立に回転が可能なように保持する
と共に、その2つの回転のうちの少なくとも1つの回転が、該固体検出部の中心軸から外
れた回転軸についてのオフセット回転となるように該固体検出部を保持する保持機構を有
する請求項1記載のX線診断装置。 - 前記保持機構は、
一端が前記固体検出部に接続され、該固体検出部の中心軸に沿った回転を可能とする第
1の保持部材と、
前記第1の保持部材の形成方向に対して略垂直となるように該第1の保持部材の他端に
一端が接続され、前記固体検出部の中心軸から外れた回転軸についてのオフセット回転を
可能とする第2の保持部材と
を有することを特徴とする請求項3記載のX線診断装置。 - 少なくとも前記第2の保持部材は、その形成方向に沿って伸縮可能であることを特徴とす
る請求項4記載のX線診断装置。 - 前記保持機構は、
各回転制御を可能とする負荷保持用のベアリングが設けられたダイレクトドライブモー
タと、
各回転制御による各ポジショニングを電気的に保持するクラッチとを有し、
前記ダイレクトドライブモータは、電源オフ時に、該電源オフ時のポジショニングに固
定するオフロックブレーキ動作を行うことを特徴とする請求項3記載のX線診断装置。 - 前記X線発生部は、前記固体検出部がポジショニング制御された際に、該固体検出部と相
対向する位置にポジショニング制御されることを特徴とする請求項3記載のX線診断装置
。 - 前記X線発生部は、前記固体検出部がポジショニング制御された際に、該固体検出部と相
対向する位置にポジショニング制御されることを特徴とする請求項6記載のX線診断装置
。 - 前記固体検出部は、前記保持機構のクラッチを手動でオンオフ制御するためのクラッチ制
御スイッチを有し、前記X線発生部は、手動でポジショニング制御された前記固体検出部
の位置に応じてポジショニング制御されることを特徴とする請求項8記載のX線診断装置
。 - 前記X線発生部は、SIDを一定に保ったままポジショニング制御されることを特徴とす
る請求項9記載のX線診断装置。 - SIDを設定する手段を更に備えることを特徴とする請求項10記載のX線診断装置。
- 設定したSIDを表示するSID表示手段を更に備えることを特徴とする請求項11記載
のX線診断装置。 - SIDを一定に保ったままのポジショニングモードであることを表示するモード表示手段
を更に備えることを特徴とする請求項10記載のX線診断装置。 - 前記X線発生部は、円の略々1/4の円弧状のアームによりX線発生器を支持するもので
あることを特徴とする請求項7記載のX線診断装置。
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