JP2012245132A

JP2012245132A - Ｘ線装置

Info

Publication number: JP2012245132A
Application number: JP2011118624A
Authority: JP
Inventors: Masaya Kitamura; 真也北村
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2012-12-13
Anticipated expiration: 2031-05-27
Also published as: JP5756343B2

Abstract

【課題】Ｘ線発生部の振動の大きさに応じて操作者に適切な報知を行うことを可能とし、これにより操作性を向上し、無効被曝を削減することが可能なＸ線装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線発生部２と、Ｘ線発生部２を支持する支持体（支柱４、アーム５）とを備えたＸ線装置１において、Ｘ線発生部２の振動を検知する振動センサ９を設ける。そして、装置本体３の制御部２０は、振動センサ９による振動検知結果（振動量）を所定の閾値と比較し、比較結果に応じて操作者への報知内容を変更するよう制御する。これにより、振動が大きい場合と小さい場合とで、異なるメッセージ（報知内容）を操作者に伝えることができ、操作者が振動の収まるタイミングを常時監視する必要がなく、操作が容易となる。また、振動センサ９の動作を上述の比較結果に連動させることで、更に操作性の向上を図る。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線を被写体に照射するＸ線発生部が支持体に昇降自在に支持された構造のＸ線装置に関する。

従来より、病院内を移動できる移動型のＸ線装置がある。この種のＸ線装置１としては、例えば、特許文献１に示すように、被写体にＸ線を照射するＸ線発生部を昇降自在に支持する支持体及び制御装置本体を台車に載せ、操作者が手押しハンドルを押すことで自在に移動可能とするものが挙げられる。また、上述の支持体を、ガイドレールを設けた天井に連結し、ガイドレールに沿って走行可能としたＸ線装置もある。

これらのＸ線装置では、走行時の操作性を向上するために、操作性のよいキャスターを採用したり、軽量化したりすることが考えられる。しかし、操作性のよいキャスターを採用すると少しの力で動いてしまうため、Ｘ線発生部に揺れが生じやすくなる。また支持体を軽量化すると、剛性が下がるため、やはり揺れが生じやすくなる。Ｘ線発生部が揺れている間にＸ線を被写体に照射し、撮影を行うと、画像に影響が及び無効被曝となる可能性があるため、揺れが収まるのを待って、Ｘ線照射を行う必要があった。

ところで、Ｘ線装置では、Ｘ線照射を行うための操作スイッチとして２段階スイッチが採用されている。すなわち、Ｘ線管の回転陽極の駆動用ボタン（撮影準備開始ボタン）とＸ線の曝射ボタン（Ｘ線照射ボタン）とを設け、操作者がまず撮影準備開始ボタンを押すと回転陽極が駆動されてウォーミングアップを開始する。その後、操作者がＸ線照射ボタンを押すとＸ線の照射を開始する（特許文献２の明細書段落［００１７］等）。

特許第４１３３０４１号公報特許第４４９７６２１号公報

しかしながら、Ｘ線発生部の揺れは、上述のように装置の移動やＸ線発生部の昇降等によって生じるだけでなく、撮影準備開始ボタン押下後（回転陽極の駆動開始時）にも発生する。そこで、操作者は撮影準備開始ボタン押下後、Ｘ線照射ボタンを操作するまでの間、揺れが収まるのを待つ必要があり、揺れが収まったか否かは操作者が判断していた。そのため、操作者が揺れを監視する必要があり、作業負担となっていた。
また、熟練していない操作者の場合、揺れが収まる前にＸ線照射ボタンを押下してしまうことがあり、揺れに起因して画質が低下し、再撮影を余儀なくされることがあった。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、Ｘ線発生部の振動の大きさに応じて操作者に適切な報知を行うことを可能とし、これにより操作性を向上し、無効被曝を削減することが可能なＸ線装置を提供することを目的としている。

前述した目的を達成するために本発明は、Ｘ線発生部と、前記Ｘ線発生部を支持する支持体とを備えたＸ線装置であって、前記Ｘ線発生部の振動を検知する振動検知手段と、前記振動検知手段による振動検知結果と閾値とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に応じて操作者への報知内容を変更する報知手段と、を備えることを特徴とするＸ線装置である。

本発明により、Ｘ線発生部の振動の大きさに応じて操作者に適切な報知を行うことを可能とし、これにより操作性を向上し、無効被曝を削減することが可能なＸ線装置を提供できる。

本発明に係るＸ線装置１の全体構成図Ｘ線装置１の内部構成を示すブロック図本発明に係るＸ線装置１が実行する振動検出処理の流れを説明するフローチャート比較処理について説明するフローチャート

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

まず、図１〜図２を参照して、本発明に係るＸ線装置１について説明する。
なお、本発明のＸ線装置１は、Ｘ線発生部が支持体に昇降自在に支持された構造を有するものとする。例えば、Ｘ線発生部を支持する支柱と装置本体が台車に載せられた移動型Ｘ線装置や、Ｘ線発生部を支持する支柱がガイドレールを設けた天井に連結され、ガイドレールに沿って走行可能とした天井走行式Ｘ線装置等がある。本発明はこれらの移動型または天井走行型のみならず、固定式のＸ線装置にも適用できるが、本実施の形態では、一例として台車に搭載された移動型Ｘ線装置（以下、Ｘ線装置１）について説明するものとする。

図１に示すように、Ｘ線装置１には、Ｘ線発生部２を支持する支柱４及び装置本体３が台車６上に載せられる。台車６には、移動用の車輪７が設けられており、操作者が手押しハンドル１９を押すことでＸ線装置１を移動可能となっている。
支柱４は支柱軸方向をスライドするアーム５によってＸ線発生部２を昇降自在に支持する。また、アーム５は水平方向に伸縮自在となっている。また、支柱４は台車６に対して支柱４の軸方向を軸として回転自在となっている。支柱４内にはアームの上下位置を移動（昇降）するアーム移動機構１５が設けられている。アーム移動機構１５の構造及び動作の詳細については、例えば、特許第４１３３０４１号公報等に記載されるような各種バランス構造を用いればよい。また、支柱４にはアーム５の上下位置（昇降量）を検出する位置検出部１６が設けられ、アーム５にはアーム５の水平方向距離（伸長量）を検出する位置検出部１６が設けられる（不図示）。

Ｘ線発生部２には絞り部８、振動センサ９、照射ランプ１４等が設けられている。
装置本体３は上面に操作パネル１０を有する。操作パネル１０には、操作部１１、表示部１２、音声発生部１３等が設けられている。

また、図２に示すように、装置本体３は、内部に制御部２０、記憶部１７等を有しており、上述のＸ線発生部２、絞り部８、振動センサ９、照射ランプ１４、アーム移動機構１５、位置検出部１６、操作部１１、表示部１２、音声発生部１３、記憶部１７等の各部の動作は制御部２０によって制御される。

Ｘ線発生部２は、Ｘ線管及び高電圧発生部により構成され、制御部２０の制御により所定強度のＸ線を被写体に対して照射する。なお、図１に示すＸ線発生部２は、Ｘ線管の位置を示している。Ｘ線管としては、例えば回転陽極Ｘ線管が用いられる。この回転陽極Ｘ線管では、カソードから放出される熱電子がターゲットに衝突し、その衝突点をＸ線焦点としてＸ線が照射される。

絞り部８は、Ｘ線発生部２から照射されるＸ線を遮蔽する鉛板を複数有し、各鉛板の位置を移動することにより、被写体に対するＸ線照射領域を調整する。絞り部８の動作は、制御部２０により制御される。

照射ランプ１４は例えば絞り部８に設けられている。照射ランプ１４は、Ｘ線照射範囲と縦横の中心位置を示す光を被写体に対して照射する。照射ランプ１４の点灯／消灯は、制御部２０により制御される。本発明では、例えば、Ｘ線発生部２の振動量が小さければ照射ランプ１４を点灯してＸ線照射が可能であることを報知し、振動量が大きい場合は照射ランプを消灯するように制御される。照射ランプ１４の点灯によって操作者は振動の収束を知ることができる。

振動センサ９は、Ｘ線発生部２の振動を検知するためのものであり、例えば加速度センサや変位センサ等を用いる。振動センサ９は制御部２０により動作制御される。また振動センサ９は検出した加速度や振幅等を振動量として制御部２０へ出力する。振動センサ９の取り付け位置は、例えば図１に示すように、Ｘ線発生部２の絞り部８の内部とすれば外観も良く、望ましい。その他、Ｘ線発生部２の上部、側面部、絞り部８の側面部等に取り付けてもよい。

位置検出部１６は、Ｘ線検出部２の位置を検出するものであり、アーム５の上下位置（昇降量）及び支柱４からＸ線検出部２までの距離（アームの伸長量）を検出する。
位置検出部１６は検出した位置情報（昇降量、伸長量）を装置本体３内の制御部２０に送出する。なお、Ｘ線照射をする際に、Ｘ線管焦点（Ｓｏｕｒｃｅ）と人体皮膚（Ｓｋｉｎ）との間の距離（以下、ＳＳＤと記す）は、３０ｃｍ未満にならないような処置を講ずるようＪＩＳＺ４７０１にて規定されている（特許第３１３２６７２号公報の段落［０００１］、［０００２］）。
位置検出部１６により検出される位置情報は、後述する振動検出処理において閾値の特定に利用される。

装置本体３の制御部２０は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等を備え、図２に示すように、Ｘ線発生部２、振動センサ９、絞り部８、照射ランプ１４、アーム移動機構１５、位置検出部１６、操作部１１、表示部１２、音声発生部１３、記憶部１７の各部の動作を制御する。

操作部１１は、例えば、キーボード、テンキー等の入力装置や各種スイッチボタン等により構成され、操作者によって入力される各種の指示や情報を制御部２０に出力する。なお、Ｘ線発生部２を駆動するためのスイッチには２段階スイッチが採用される。すなわち、操作部１１は、撮影準備開始ボタン及びＸ線照射ボタンを有する。撮影準備開始ボタンが押されると制御部２０はＸ線発生部２のウォーミングアップを開始し、その後に、Ｘ線照射ボタンが押下されると制御部２０はＸ線の照射を開始させる。
表示部１２は、液晶パネル等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成される。表示部１２は制御部２０が取り扱う種々の情報を表示する。
操作部１１と表示部１２とが一体化したタッチパネル式の操作パネルとしてもよい。
音声発生部１３は、スピーカ等によって構成され、制御部２０からの指示に従って所定の操作音、警告音等を発したり、メッセージを再生したりする。
記憶部１７は、ハードディスク等により構成され、制御部２０が実行する各種処理プログラムやデータが記憶されている。また、操作者への報知内容（表示情報、音声情報等）を複数パターン記憶している。

本発明において、Ｘ線装置１の制御部２０は、Ｘ線発生部２の振動量を振動センサ９から取得し、振動の大きさに応じた処理を行う。例えば、制御部２０は、振動の大きさに応じて操作者に報知する内容を変更する。また、制御部２０は、振動の大きさに応じてＸ線照射を制御する。すなわち、振動が大きい場合はＸ線照射を不可とし、振動が収まるとＸ線照射可能とする。

次に、Ｘ線装置１の動作を説明する。
図３は、Ｘ線装置１の振動検出処理に関する動作の流れを説明するフローチャートである。
なお、Ｘ線装置１は動作モードとして、「通常モード」及び「強制停止モード」の２つのモードを有するものとする。「通常モード」とは、振動量に関わらずＸ線照射ボタンが押下されるとＸ線を照射するモードであり、「強制停止モード」とは、振動量が所定の閾値よりも大きい場合、Ｘ線を照射しないようにするモードである。本実施の形態では、以下説明する振動検出処理の前に、通常モードまたは強制停止モードのいずれかに設定されるものとする。また、Ｘ線照射の開始に関しては、撮影準備開始ボタン及びＸ線照射ボタンの２段階スイッチが用いられるものとする。

操作者により操作部１１の撮影準備開始ボタンが押下されると（ステップＳ１）、制御部２０はＸ線発生部２に駆動開始信号を送り、Ｘ線管の回転陽極を駆動開始させる（ステップＳ２）。このとき制御部２０は、振動センサ９に対しても検出開始信号を送り、振動検出を開始させる（ステップＳ３）。撮影準備開始ボタン押下に連動して振動センサ９による振動検出を開始させることにより、準備段階（Ｘ線発生部２の位置調整時）における振動を検出することがなくなり、振動センサ９の不要な振動検出動作を省略できる。また振動センサ９にスイッチを設けたり、操作者が振動センサ９の操作を行う必要がないため、製造コストや操作性の面で優れる。

振動センサ９は、振動検出を開始すると、検出した振動量を所定時間毎に（ステップＳ４）制御部２０へ出力する。制御部２０は、振動センサ９から取得した振動量と、所定の閾値との比較を行う（ステップＳ５）。

閾値は一律の値を予め設定してもよいが、一般に、同じ振動量である場合Ｘ線発生部２の位置が高い方が画質への影響が大きいといわれている。そのためＸ線発生部２の位置に応じた閾値を設定するようにしてもよい。

ここで、ステップＳ５の比較処理について、図４のフローチャートを参照して説明する。
まず、制御部２０は、閾値を特定するために、位置検出部１６からＸ線発生部２の位置を取得する。また、振動センサ９から振動量を取得する（ステップＳ２１）。次に、Ｘ線発生部２の位置に応じた閾値を特定し（ステップＳ２２）、特定された閾値と振動量とを比較する（ステップＳ２３）。

ステップＳ２２における閾値の特定としては、例えば、Ｘ線発生部２の上下位置（昇降量）と閾値を対応付けた閾値テーブルを予め記憶部１７に記憶し、閾値テーブルを参照して閾値を特定するものとしてもよい。更に、アーム５の長さ（伸長量）を加味し、昇降量及び伸長量と閾値とを対応付けるようにしてもよい。
また、所定の一次関数によって閾値を決定するようにしてもよい。一次関数によって決定する場合には、例えば、ｙを閾値、ｘをＸ線発生部２の設定高さ（上下位置）とすると、ｙ＝ａｘ＋ｂ（但し、ａは負）によって閾値ｙを決定できる。
Ｘ線発生部２の位置が低い場合に閾値を緩く設定（比較的大きな振動量を許容）すれば、より少ない待ち時間で、許容できる画質の撮影を行うことが可能となる。

閾値と振動量との比較が終了すると、図３のステップＳ６へ戻る。制御部２０は、ステップＳ５の比較結果に応じて操作者への報知内容を変更する。
すなわち、制御部２０は、閾値よりも振動量が大きいか否かを判定し（ステップＳ６）、振動量が閾値以下となる場合には（ステップＳ６；Ｎｏ）、画質に影響がでない旨を報知する（ステップＳ７）。報知の方法として、例えば、照射ランプ１４を点灯し、Ｘ線照射の開始を促すようにする。その他、表示部１２によるメッセージの表示、または音声発生部１３によるメッセージの再生等を行うようにしてもよい。

その後、操作者が報知内容を確認し、操作部１１のＸ線照射ボタンを押下すると（ステップＳ８）、制御部２０はＸ線発生部２に対してＸ線照射を指示する（ステップＳ９）。その後、制御部２０は振動センサ９に対して、検出終了信号を出力する（ステップＳ１０）。

一方、ステップＳ６の判定において、振動量が閾値より大きくなる場合には（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、制御部２０は、画質に影響がある旨を報知する（ステップＳ１１）。

振動センサ９からは、所定時間毎に繰り返し振動検出結果（振動量）が送られており、ステップＳ５の比較処理及びステップＳ６の判定処理も、その都度行われる。
そのため、振動量が閾値より大きいという判定結果を所定回数（または所定時間）繰り返し得た場合に、ステップＳ１１において、更に操作者にＸ線発生部２の位置を変更するよう提示することが望ましい。或いは、初めて振動量が閾値より大きいという判定結果を得てから所定時間を超えた場合に、Ｘ線発生部２の位置を変更するよう提示することが望ましい。
ステップＳ１１における位置変更の提示の手順としては、まずアーム５（Ｘ線発生部２）を支柱４に近づける操作を行うように促す。アーム５（Ｘ線発生部２）を支柱４に近づける操作を行うように促す内容を提示した後も繰り返し、振動量が閾値より大きくなる場合は、制御部２０は、操作者にアーム５を鉛直下方向に移動させる操作を行うよう提示することが望ましい。
アーム５を支柱４に近づける操作を先に提示する理由は、上述したように、ＳＳＤを３０ｃｍ以上とすることが定められているからである。そこで、まずアーム５の水平方向の移動によって振動を小さくするように勧める。その後、どうしても振動が小さくならない場合には鉛直方向の移動を勧める。この場合、更にＳＳＤが３０ｃｍ未満にならないように注意喚起することが望ましい。

ステップＳ１１における報知及び提示の方法としては、例えば、表示部１２によるメッセージの表示、アーム操作方向についての画像表示、または音声発生部１３によるメッセージの再生等を行う。

振動量が大きく、閾値を下回らない状態のままＸ線照射ボタンが押下されると（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、制御部２０は、強制停止モードにセットされているか否かを判断し（ステップＳ１３）、強制停止モードにセットされている場合は（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、照射不可であることを操作者に報知し（ステップＳ１４）、引き続き振動検出を継続する。強制停止モードではなく、通常モードにセットされている場合は（ステップＳ１３；Ｎｏ）、振動量に関わらずＸ線照射を開始する（ステップＳ９）。その後、制御部２０は振動センサ９に対して検出終了信号を出力する（ステップＳ１０）。

以上説明したように、本発明は、Ｘ線発生部２と、Ｘ線発生部２を支持する支持体（支柱４、アーム５）とを備えたＸ線装置１において、Ｘ線発生部２の振動を検知する振動センサ９を設ける。そして、装置本体３の制御部２０は、振動センサ９による振動検知結果（振動量）を所定の閾値と比較し、比較結果に応じて操作者への報知内容を変更するよう制御する。
これにより、振動が大きい場合と小さい場合とで、異なるメッセージ（報知内容）を操作者に伝えることができ、操作者が振動の収まるタイミングを常時監視する必要がなく、操作が容易となる。

また、振動センサ９の動作を、上述の振動量と閾値との比較結果に連動させる。すなわち、操作者によって操作部１１の撮影準備開始ボタンが押下されると、制御部２０は振動センサ９に対してＸ線発生部２の振動の検知を開始するよう指示し、Ｘ線発生部２によるＸ線の照射が終了すると、制御部２０は振動センサ９に対してＸ線発生部２の振動の検知を終了するように指示する。
これにより、振動センサ９の動作開始を操作者が指示する必要がないため、操作が容易となる。また、振動量の検出開始ボタンや検出終了ボタンを追加する必要がなく、製造コストを抑制できる。また、振動センサ９による振動検出を常時行うものとすればＸ線装置１の移動中やＸ線発生部２の起動直後にも振動が検知されて、不要なアラームが発生されるが、２段階スイッチの操作に連動して振動センサ９の動作を開始させるようにすれば、こうした不要のアラームをなくすことができる。

また制御部２０は、上述の振動量と閾値との比較結果に応じて、Ｘ線の照射を制御する。例えば、強制停止モードでは、振動量が閾値を上回っている場合はＸ線の照射を不可とし、Ｘ線照射ボタンが押されても、Ｘ線を照射しないこととする。振動の有無を振動センサによって評価するため、振動が収まったか否かを確実に把握できる。また、強制停止モードでは画質が優先されるため、無効被曝をなくすことができる。

また、Ｘ線発生部２の位置に応じて閾値を変更し、例えば、Ｘ線発生部２の位置が低い場合に閾値をより大きく設定すれば、許容できる画質で撮影するための待ち時間（振動が小さくなるまでの待ち時間）を短縮できる。

また、制御部２０は、振動量が閾値よりも大きいと判定された回数が所定回数を超えたか、または初めて振動量が閾値よりも大きいと判定された場合には、操作者に対してＸ線発生部２の位置を変更するように報知する。これにより、早く振動を抑えるための適切な方法を操作者に知らせることができる。

以上、本発明に係るＸ線装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。また、当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１・・・・Ｘ線装置
２・・・・Ｘ線発生部
３・・・・装置本体
４・・・・支柱
５・・・・アーム
６・・・・台車
７・・・・車輪
８・・・・絞り部
９・・・・振動センサ
１０・・・・操作パネル
１１・・・・操作部
１２・・・・表示部
１３・・・・音声発生部
１４・・・・照射ランプ
１５・・・・アーム移動機構
１６・・・・位置検出部
１７・・・・記憶部

Claims

Ｘ線発生部と、前記Ｘ線発生部を支持する支持体とを備えたＸ線装置であって、
前記Ｘ線発生部の振動を検知する振動検知手段と、
前記振動検知手段による振動検知結果と閾値とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に応じて操作者への報知内容を変更する報知手段と、
を備えることを特徴とするＸ線装置。
操作者によって撮影準備開始ボタンが押下されると、前記振動検知手段に対して前記Ｘ線発生部の振動の検知を開始するよう指示し、前記Ｘ線発生部によるＸ線の照射が終了すると、前記振動検知手段に対して前記Ｘ線発生部の振動の検知を終了するように指示する指示手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線装置。
前記比較手段による比較結果に応じて、Ｘ線の照射を制御するＸ線照射制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＸ線装置。
前記Ｘ線照射制御手段は、前記比較手段によって前記振動検知結果が前記閾値よりも大きいと判定された場合にはＸ線の照射を不可とし、前記振動検知結果が前記閾値よりも小さいと判定された場合にはＸ線の照射を可とすることを特徴とする請求項３に記載のＸ線装置。
前記Ｘ線発生部の位置を検出する位置検出手段を更に備え、
前記比較手段は、前記検出手段による位置検出結果に応じて前記閾値を変更することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のＸ線装置。
前記報知手段は、前記比較手段によって前記振動検知結果が前記閾値よりも小さいと判定された場合には、照射ランプを点灯することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のＸ線装置。
前記報知手段は、前記比較手段によって前記振動検知結果が前記閾値よりも大きいと判定された回数が所定回数を超えたか、または前記比較手段によって初めて前記振動検知結果が前記閾値よりも大きいと判定された場合には、操作者に対して前記Ｘ線発生部の位置を変更するように報知することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のＸ線装置。