JP2009507549A

JP2009507549A - Ｘ線検査装置

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Publication number: JP2009507549A
Application number: JP2008529763A
Authority: JP
Inventors: ロヒェルエイエムティンメルマンス; ライモンドダブリュエルラファレ
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2009-02-26
Also published as: US7578618B2; WO2007029209A3; US20080226036A1; WO2007029209A2; EP1926433A2

Abstract

本発明は、Ｘ線源２０、Ｘ線検出器１８及び分割されたキャリアを有するＸ線検査装置１０に関し、Ｘ線源及びＸ線検出器は、アイソセンタ３２の周りを共に回転可能である。分割されたキャリアは、Ｘ線源及びＸ線検出器が実装されるメインアーム１２と、メインアームが実装される少なくとも１つの予備アーム２２とを含む。第１の予備アームは、アイソセンタを通じる第１の回転軸３０の周りを回転可能である。本発明は、患者に対する検査角のより自由度の大きい選択を提供することを可能にする改善されたＸ線検査装置を提供する。

Description

本発明は、広く医療検査装置の分野に関する。より詳しくは、本発明は、Ｘ線源及びＸ線検出器を備えるメインアームを有するＸ線検査装置を指向するものである。

Ｘ線検査装置の分野においては、出来る限り広い角度の身体検査をなすよう装置を設計するためになされている継続した努力がある。これはまた、その装置を扱うスタッフのための人間工学的に良好に機能する装置と組み合わされることも必要である。これは、医療スタッフが、例えば手術を行うために患者に容易に手を掛けることができ、同時に患者の検査が様々な角度から行われようとするときに患者の位置を変える必要がないものとすべきであることを意味している。これは相当な課題である。

これを行うのに、Ｘ検査装置のために提案される多数の方策が存在している。このような方策の１つは、いわゆるＣアーク法であり、Ｃ状アーム又はアークの一端にＸ線源を設け当該Ｘ線源に面してＣ状アームの他端にＸ線検出器を設けるものである。そしてこのＣ状アームは、案内システムを用いてアイソセンタの周りを回転可能である。このＣ状システムは、大きな回転角度を許容するが、反面、患者のカバー範囲に関して通常は制限される、すなわち患者又は当該システムを動かすことなしに患者の身体全体を検査することができないのが普通である。このような案内システムはさらに、しばしば複雑で嵩張るものであり、患者へのアクセスを制限することがある。

もう１つのシステムは、いわゆるＧベースシステムであり、Ｇ状アーム又はアークが代わりに用いられるものである。このアークは、良好な患者のカバー範囲を許容するが、反面、サポートされる検査角度についてはより制限されるものである。また、この装置は、大きな案内システムを用いる。

米国特許出願に係る文献のＵＳ２００４／０００８２０は、放射線レシーバ及び放射線源を備えたメインＣ状アームを有するＸ線検査装置の使用形態を記述しており、そこではこれらユニットが互いに向き合っている。このメインアームは、アイソセンタの周りを回転可能である。Ｃ状アームは、装置移動メカニズムに接続される。この装置移動メカニズムは、部屋の天井、壁又は床に結合され、当該装置全体の移動を可能にするために２つの回転軸を提供する。

しかしながら、患者について検査角の選択のさらにより大なる自由を可能にする別のＸ線検査装置を提供することは関心の高いものとなると思われる。

したがって本発明の１つの目的は、改善されたＸ線検査装置、特に患者に対する検査角の選択のより一層の自由、すなわち患者へのアクセス容易性を提供するものを提供することである。

本発明によれば、この目的は、
・Ｘ線源と、
・Ｘ線検出器と、
・アイソセンタの周りに共に回転可能なＸ線源及びＸ線検出器と、
・分割されたキャリアと、
を有するＸ線検査装置であって、前記キャリアは、
・前記Ｘ線源及びＸ線検出器が実装されるメインアームと、
・前記メインアームが実装される少なくとも１つの第１の予備アームと、
を含み、前記第１の予備アームは、前記アイソセンタを通じた第１の回転軸の周りを回転可能である、
Ｘ線検査装置により達成される。

本発明は沢山の利点を有する。本発明は、患者へのアクセス容易性を制限することなく、良好な患者のカバー範囲と併せた大きな回転自由を有する。本装置はさらに、特性上非常に広範なものであり、幾多の用途向けに使用可能である。したがって本発明は、広い範囲の検査タイプに対して非常に適している。本発明による装置はさらに、非常に順応性の高いものであり、幾つもの様々なタイプの医療検査用途のために用いることを可能にする。また、それは、限定された数の移動部が設けられるという点でコンパクトかつ簡素である。他の利点は、本発明が３Ｄ復元のために用いられる場合、広い角度範囲があるためにより大きなデータセットを得ることができることである。

請求項２によれば、前記メインアームは、前記メインアームがその周りに回転することのできる前記アイソセンタを通じる第２の回転軸を形成する第１の機械的結合器により前記第１の予備アームに回転可能に実装され、前記第１の予備アームは、前記第１の回転軸を規定する第２の機械的結合器に接続され、前記第１の軸及び第２の軸は、それらの間に第１の角を形成する。これにより、無用に医療スタッフ及び検査中の患者を遮らないようにメインアームの移動が可能となる。回転軸を規定する機械的結合器は回転のために設けられるので、同様の剛性及び精度を得るためにこのような機械的結合器と比べて通常は高価で複雑かつ嵩張る大きな湾曲形案内の必要性がない。このため、当該装置のためのケーブルを設けるのがさらに一層容易になる。

請求項３によれば、前記第１の回転軸を提供する前記第２の機械的結合器を介して前記第１の予備アームに接合され、他の構成部に取り付けられるための第３の機械的結合器が設けられた第２の予備アームを有し、請求項４によれば、前記第３の機械的結合器は、前記第２の予備アームがその周りで回転可能な前記アイソセンタを通じる第３の回転軸を提供し、前記第１及び第２の回転軸は、それらの間に第２の角を形成する。これにより、さらに一層、当該順応性を高め、提供可能な検査角度の数を増やすこととなる。

請求項５によれば、前記第１及び第２の角が等しい。この特徴により、当該装置がその構成においてよりコンパクトになることが可能となる。

請求項６によれば、前記第３の機械的結合器は、前記第２の予備アームに回転可能に接続されている。この特徴は、当該装置の位置決めにおける順応性を得ることができるという利点がある。

請求項７によれば、各予備アームは、少なくとも機械的結合器の間においてそれが接続される各アームの形状を補完する形状を有するものであり、請求項８によれば、前記メインアームは、前記第１の機械的結合器により規定される第１の位置と、前記第２の機械的結合器と前記アイソセンタとの間において前記第１の回転軸を横切ることの可能な第２の位置との間において少なくとも１つの湾曲した部分を含む。これらの特徴は、他のアームの回転を妨害することを避け、コンパクトなデザインを提供するという利点がある。

請求項９によれば、前記第１の角は、９０度以下である。

請求項１０によれば、前記第１の角は、５０ないし７０度の間にある。この特徴は、アイソセンタに向かう種々の角度を得るために大きな自由度をもって装置を回転させることを可能にすると同時に、患者の身体全体への容易なアクセスを可能にする。

本発明の１つの有利なバージョンによれば、第１及び第２の予備アームが等しく長いものとされる。

本発明の他の有利なバージョンによれば、第３の機械的結合器が天井、壁又は床に接続される。この特徴は、当該装置が無用に医療スタッフの邪魔をしないように配置されることを可能にする。

本発明のさらに他の有利なバージョンによれば、回転軸を提供する各機械的結合器は、軸受又は軸受様素子の形態とされる。

本発明の基本的思想は、Ｘ線源及びＸ線検出器がアイソセンタの周りを共に回転可能とした、Ｘ線源及びＸ線検出器を有するＸ線検査装置を提供することである。この装置はさらに、Ｘ線源及びＸ線検出器が実装されたメインアームと、当該メインアームが取り付けられた少なくとも１つの第１の予備アームとを含む分割されたキャリアを有する。第１の予備アームは、アイソセンタを通じて第１の回転軸の周りを回転可能である。このようにして、本発明は、改善されたＸ線検査装置、特に、患者に対する検査角度の選択のより大きな自由を提供することができるものを提供する。

本発明のこれらの態様及びその他の態様は、以下に説明される実施例に基づいて明らかとなる。

以下では本発明を添付図面とともに詳しく説明する。

本発明は、広く、患者の身体を検査するためのＸ線検査装置を指向するものである。以下では、Ｃ状メインアーム又はアークを有する装置を説明する。但し、本発明は、例えばＧ状アームなど、当該メインアームの他の構成とともに用いることができる。実際、本発明は、アームを形成可能なようにして大きな自由を提供するものである。

図１は、第１の例示位置における本発明によるＸ線検査装置１０の実施例の断面図を示している。本発明による装置１０は、メインアーム１２とここでは２つとされている複数の予備アーム２２及び３４とを含む分割されたキャリアを有する。メインアーム１２は、Ｃ状部又は円の半分として整形され、２つの対向端部、すなわちＸ線検出器１８が設けられる第１の端部１４と、Ｘ線源２０が設けられる第２の端部１６とを有する。図１において、メインアーム１２は、紙面に対して斜めに延びている。Ｘ線源２０及びＸ線検出器１８は、互いに向き合い、Ｘ線源２０がＸ線検出器１８に向かって円錐状ビームによりＸ線放射線を発し、そのビームがＸ線源２０とＸ線検出器１８との間の線２６を取り囲むようにしている。そしてこの放射線は、患者３６の身体を透過し、Ｘ線検出器１８により受け取られる。そしてＸ線画像は、これら検出されたＸ線により形成される。当該Ｘ線画像は、その後、検査室において表示され、或いは放射線専門医のワークステーションに呈示可能となり、コメント可能とされ、かつその後に医者へ転送され、当該医者は、身体の放射の結果の分析を行うことができる。

メインアーム１２は、第１の軸受２４又は軸受様素子の形態の第１の機械的結合器を介して第１の予備アーム２２に第１の端部１４において結合される。第１の予備アーム２２は、さらに、第２の軸受２８又は軸受様素子の形態の第２の機械的結合器を介して第２の予備アーム３４に結合され、その第２の軸受２８は、第１の予備アーム２２がその周りを回転しうる第１の回転軸３０を規定する。同様に、第１の軸受２４は、第２の回転軸２６を提供し、そこで第１の軸受２４が、この軸をＸ線源２０とＸ線検出器１８との間に与える。第２の軸受２８は、２つの回転軸２６及び３０がそれらの間に第１の角αを形成するように、第１の予備アームにおいて第１の軸受２４から離されている。当該軸間のこの関係は、さらに、それらがアイソセンタ３２を通じるようにし、これは、Ｘ線源とＸ線検出器との間における第２の回転軸２６上の適切な距離につき規定される。このポイントは、さらに、医療スタッフがこの装置及び検査を受けている患者とともに作業するのに適した高さにあるものとするように選ばれるのが好ましい。第１の予備アーム２２も、この実施例では湾曲したものとなっており、メインアーム１２の回転自由を妨害しないようメインアーム１２の形状に相補な形状を有している。軸受２４及び２８は、第１の予備アーム２２上の任意の箇所に設けることができるが、好ましくは、出来る限りコンパクトなデザインを提供するために第１の予備アーム２２の対向する２つの端部に設けるのが良い。

第２の予備アーム３４は、この実施例では、部屋の壁、床又は天井に接続され、ここでは第３の軸受３５又は軸受様素子の形態の第３の機械的結合器を介して部屋の天井３８に接続される。この第３の軸受３５は、第３の回転軸４２を形成し、図１において第２の回転軸２６と一致し、その周りにおいて第２の予備アーム３４が回転可能である。第３の軸受３５は、第１の回転軸３０及び第３の回転軸４２がそれらの間で第２の角βを形成するように、第２の予備アーム３４において第２の軸受２８から離されている。この角βは、この実施例では第１の角αと等しくされているが、本発明の他の実施例においてはそのようにする必要はないことが分かる筈である。また、第３の軸４２は、アイソセンタ３２を通る。第２の予備アーム３４も、この実施例では湾曲させられており、第１の予備アーム２２の回転自由を妨害しないように第１の予備アーム２２の形状に相補な形状を有する。したがってこの形状は、ここでは円の一部の形態とされる。軸受２８及び３５は、第２の予備アーム３４上の何処かに設けることができるが、好ましくは、出来る限りコンパクトな装置のデザインを提供するため、第２の予備アームの２つの対向端部に設けられるのが好ましい。

好適実施例において、メインアーム１２全体は、２つの端部１４と１６との間で湾曲させられる。但し、メインアーム１２が回転したとき、第１の軸受２４と、第２の軸受２８とアイソセンタ３２との間の第１の回転軸３０を横切る位置との間において少なくとも１つの湾曲部を含む場合には十分となる。

上述したように、本装置は、部屋の天井３８に取り付けられ、これにより地面４０の上方に懸装させられており、多種多様な角度から患者３６の検査を可能にするために当該装置の位置を変える順応性の高い態様を可能にする。これによっても、医療スタッフに対しての邪魔を少なくすることができる。このようにして、第３の軸４２は、本実施例においては静止したものとされるとともに、第１の軸３０及び第２の軸２６は、様々な検査角度を得るために移動可能である。

第１の角αは、本実施例では第２の角βと同様に概して６０度である。これにより、本発明による装置を、当該アイソセンタに向かう種々の角度を得るための大きな自由度をもって回転させることが可能となる。これにより、概して２４０度だけアイソセンタのカバーが可能となると同時に、患者への容易なアクセス性を可能にする。

全ての回転軸は、重なりかつ固定される直交する３つの回転軸が設けられる場合、メインアームを用いる慣例のＸ線検査装置とは対照的に、回転させようとする対応のアームを通じかつアイソセンタを通じて延びる。

図１において、２つの予備アーム２２及び３４は、互いに位置合わせされて設けられ、ここで第２の予備アーム３４は、第２及び第３の回転軸が一致するよう第１の予備アーム２２の頂部に設けられる。これは、当該装置の公称の位置であり、患者の検査のための開始点である。予備アームがこのように設けられる場合、患者３６の全ての部分は容易にアクセス可能である。放射線は、ここでは、患者の真下から上へ向かって発せられる。

図２ないし図４は、種々の軸が異なる検査角度を提供するために回転させられる説明した実施例による装置の透視図を示している。図２において、第１の回転軸３０、第２の回転軸２６及び第３の回転軸４２は、第１及び第２の角度α及びβとともに示されている。ここで、第１の軸３０は、第３の軸４２に対して第２の予備アーム３４を回転することにより移動させられ、第３の軸４２の左側にここでは設けられるようにしている。これは、第１の回転軸３０を位置決めして患者身体３６に向かって上及び横から斜めにアイソセンタ３２に突き当たるようにしている。第１の予備アーム２２はここでは第１の軸３０の左に回転させられ第２の軸２６が患者３６の丈に沿って上から斜めに突き当たるようにしている。これにより、患者の丈方向に沿って下から当該アイソセンタ上へ斜めの方向に放射線を発する可能性が提供される。

図３は、説明した実施例の装置の他の位置を示している。ここで第２の予備アーム３４は、第３の軸４２の周りを左に回転するとともに、第１の予備アーム２２も、第１の回転軸３０の周りを左に回転させられている。さらにメインアーム１２も、当該装置が患者のウエストを取り囲む円の一部を形成するように回転されている。これにより、患者身体のウエストを通って上から斜めに放射線を発する可能性が許容される。

図４は、図３と比較して、どのように第３の軸４２の周りで概して１８０度回転させられるかを示しており、第１の予備アーム２２は、第２の回転軸２６が患者と同じ平面に実質的に設けられるように第１の軸３０の周りに幾分上の方に角度形成されたものとなっている。これにより、当該側部から患者へ真っ直ぐに放射線を発する可能性が許容される。

図１ないし図４に示される種々の位置は、全て、本発明による検査角を変える高い実現性を示すために例示するものである。数え切れないほど他のものが存在することが分かる筈である。

本発明は沢山の利点を有する。本発明は、患者へのアクセス容易性を制限することなく、良好な患者カバー範囲と併せた大きな回転自由を有する。本装置はさらに、実際に広範なものであり、幾多の用途のために用いることができる。したがって、広い範囲の検査タイプに非常に適している。故に、説明した実施例による装置により、検査角度について非常に様々なバリエーションを持つことができ、そこでの第１の予備アーム及び第１の回転軸の具備により良好な数の可能な角度が得られる。第３の軸及び第２の予備アームを設けることにより、検査角度の順応性をさらに一層高めることとなる。第２の回転軸を設けることにより、医療スタッフ及び検査中の患者を無用に邪魔することのないようにメインアームの移動が可能になる。６０度の第１の角及び第２の角を設けることにより、さらに、患者の身体全体、そして特に図１において分かるような頭への容易なアクセスを可能とするとともに、様々な検査角をも具備することとなる。本発明による装置は、さらに、非常に順応性が高く、これにより、幾つもの種々のタイプの医療検査用途のための使用を可能にする。また、当該装置は、限られた数の移動部しか設けられないという点でコンパクトでかつ簡素である。回転のために軸受が設けられるので、同様の剛性及び精度を得るために、軸受と比べて通常は高価で複雑なしかも嵩張る大きな湾曲形案内部の必要性がない。このため、本装置のためのケーブルを提供することがさらに容易になる。

本発明に対して行われることの可能な多数の変形がある。先ず、メインアームが第１の予備アームに固定に取り付けられることが可能である。これにより、非常に沢山の数の検査角を許容することができる。さらに、第２の予備アームを省略することができる。この場合、第２の軸受を、壁に直接付けることができる。これにより、検査角の数を制限するとになるが、当該装置のより簡単な構成を提供することになる。第２の予備アームが設けられる場合、当該アームはさらに代わりの天井に固定して取り付けられることが可能であり、幾分か角度の数を制限はするがより簡単な構成を有する装置を提供することになる。さらに、分割されたキャリアにおけるさらなる他の予備アームを設け、第１及び第２の予備アームが図１において互いに上方に重なり合うのと同じようにして互いに上方において重なり合うことの可能なものとすることができる。そしてこれら付加的な予備アームは、各々、第１及び第２の予備アームと同じようにして回転軸を提供する軸受を用いて他の予備アームと接続されうる。メインアーム及び予備アームの形状は、数多くの態様に変えることができる。但し、検討されなければならないことは、Ｘ線源及びＸ線検出器が互いに向き合うこと、当該移動部が他の部分の回転を妨害しないこと、及び回転軸が全てアイソセンタに突き当たることだけである。第１及び第２の角は、さらに同じである必要はないが大きさを異ならせることができる。但し、これらが同じ場合には当該装置の嵩張りを少なくすることになる。これらはどちらも９０度を下回り、角度を大きくするほど検査角の選択において大きな自由を提供する。例えば、第１及び第２の角の双方が９０度であれば、３６０度をカバーする検査角を提供することができるのに対し、第１及び第２の角が小さいほど患者へのアクセスが良好となり、かつ患者の妨害を少なくする。但し、半径が過度に大きいアークを提供する必要性を伴わない最良のアクセス容易性のためには、５０ないし７０度の角度を与えるのが好ましい。機械的結合器は、さらに、軸受又は軸受様素子である必要はない。また、ヒンジ構成技術を用いた機械的結合器を提供することもでき、機械的結合器により接合された構成部のうちの１つには、他の構成部の対応する凹部と番うように用いられるタップ又はロッドが設けられるようにすることができる。さらに、両方の構成部にはタップ又はロッドと番いそれを取り囲むよう構成されたキャビティ又は孔が設けられることが可能である。

第２の予備アームは、ここでは、天井に接続されている。これは、部屋の床又は側壁のような他の壁にも接続可能である。さらに、Ｘ線検査装置全体が、回転軸を提供する軸受により相互接続される２つの棒状体を有する位置決め装置（例えばリニアスライド）に移動可能に接続される第２の予備アームにより移動可能なものとすることができ、ここで、当該棒状体の１つは、第２の予備アームに接続され、他の棒状体は、またさらに他の回転軸を提供する他の軸受を介して壁に接続されるようにすることができる。なお、Ｘ線源及びＸ線検出器の位置は図に示されるものの反対にあるものとすることができることが分かる筈である。さらに、当該アームは、湾曲される必要はないが、これは、そこで妨害のない滑らかな回転が実現するのに非常に容易なので好ましい。メインアームは、例えば、Ｇアークとして又は楕円の一部として形成してもよい。メインアームの下の部分は、湾曲させられる必要はないが、第１及び第２の予備アームの近くに設けられる上の部分だけはその必要がある。予備アームの長さは、変えることができる。

以上、本発明を特定の実施例に関して説明したが、ここで記載した特定の形態に限定されるものではない。むしろ、本発明の範囲は、添付の請求項によってのみ限定されるものである。これら請求項において、「有する」なる文言は他の構成要素の存在を排除しない。また、個々の特徴が異なる請求項に含まれうるものであるが、これらを効果的に組み合わせることができ、異なる請求項における包含は、特徴の組み合わせが実現可能なもの及び／又は有利なものではないことを意味するものではない。また、単数表現の言及は、複数を排除しない。したがって、「１つの」、「第１の」、「第２の」などの言及は複数を排除しない。請求項における参照符号は、明確な例としてのみ付与されているものであり、いずれにせよ請求項の範囲を限定するものと解釈してはならない。

第１の例示位置における本発明によるＸ線検査装置の断面図。第２の例示位置における当該装置の透視図。第３の例示位置における当該装置の透視図。第４の例示位置における当該装置の透視図。

Claims

・Ｘ線源と、
・Ｘ線検出器と、
・アイソセンタの周りに共に回転可能なＸ線源及びＸ線検出器と、
・分割されたキャリアと、
を有するＸ線検査装置であって、前記キャリアは、
・前記Ｘ線源及びＸ線検出器が実装されるメインアームと、
・前記メインアームが実装される少なくとも１つの第１の予備アームと、
を含み、前記第１の予備アームは、前記アイソセンタを通じた第１の回転軸の周りを回転可能である、
Ｘ線検査装置。
請求項１に記載のＸ線検査装置であって、前記メインアームは、前記メインアームがその周りに回転することのできる前記アイソセンタを通じる第２の回転軸を形成する第１の機械的結合器により前記第１の予備アームに回転可能に実装され、前記第１の予備アームは、前記第１の回転軸を規定する第２の機械的結合器に接続され、前記第１の軸及び第２の軸は、それらの間に第１の角を形成する、装置。
請求項２に記載のＸ線検査装置であって、前記第１の回転軸を提供する前記第２の機械的結合器を介して前記第１の予備アームに接合される第２の予備アームをさらに有し、前記第２の予備アームには、他の構成部に取り付けられるための第３の機械的結合器が設けられている、装置。
請求項３に記載のＸ線検査装置であって、前記第３の機械的結合器は、前記第２の予備アームがその周りで回転可能な前記アイソセンタを通じる第３の回転軸を提供し、前記第１及び第３の回転軸は、それらの間に第２の角を形成する、装置。
請求項４に記載のＸ線検査装置であって、前記第１及び第２の角が等しい装置。
請求項３に記載のＸ線検査装置であって、前記第３の機械的結合器は、前記第２の予備アームに回転可能に接続されている、装置。
請求項２に記載のＸ線検査装置であって、各予備アームは、少なくとも機械的結合器の間においてそれが接続される各アームの形状を補完する形状を有する、装置。
請求項７に記載のＸ線検査装置であって、前記メインアームは、前記第１の機械的結合器により規定される第１の位置と、前記第２の機械的結合器と前記アイソセンタとの間において前記第１の回転軸を横切ることの可能な第２の位置との間において少なくとも１つの湾曲した部分を含む、装置。
請求項２に記載のＸ線検査装置であって、前記第１の角は、９０度以下である、装置。
請求項９に記載のＸ線検査装置であって、前記第１の角は、５０ないし７０度の間にある、装置。