JP2013105033A - Ｘ線画像撮影システム - Google Patents

Abstract

【課題】 従来使用してきたフィルムやＣＲのカセッテとの互換性を維持しつつ、把手付きの検出部の位置合わせを実現する。
【解決手段】 Ｘ線を検出する検出部と、該検出部をＸ線入射に対して位置決めし保持する保持手段と、前記検出部に入射する散乱線を低減するグリッドと、を有するＸ線画像撮影装置において、Ｘ線入射に直交する平面の長辺の長さがＬ、短辺の長さがＷの第１の検出部と、Ｘ線入射に直交する平面の長辺の長さがＬ、短辺の長さが（Ｗ／２＋Ｌ／２）以下で、（Ｌ−Ｗ）／２以下の幅の把手が形成されている第２の検出部と、を収納可能な収納部と、前記収納部に前記第１の検出部と前記第２の検出部とのいずれかが収納された場合、前記第１の検出部と前記第２の検出部とのそれぞれの有効撮影領域の中心が前記グリッドの中心に一致するように位置決め可能な位置補正手段と、を有することを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、可搬性を有するＸ線デジタル画像撮影装置に関するものである。

対象物にＸ線を照射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を検出してＸ線画像を得るＸ線画像撮影装置が、工業用の非破壊検査や医療診断の場で広く一般に利用されている。

このような撮影の一般的な方法としてはフィルム／スクリーン方式やＣＲ方式が挙げられる。

これらはいずれも感光性フィルムや潜像として画像を蓄積する蛍光体プレートを、規格化されているカセッテといわれる収納ケースに入れて撮影に用いてきた。

これらのカセッテを所望の撮影形態に合わせて被験者に対して位置決めするために、種々の架台が用意されてきた。立位状態での胸部撮影用のスタンドや横臥状態での撮影台などがそれに当たる。

それぞれの架台はカセッテを装着するための収納部を有しており、Ｘ線発生装置に対して、電子カセッテの位置が正確に合わせられるように保持されている。

一方、半導体センサを使用してＸ線画像をデジタル撮影し、即時的に出力画像を得るＤＲ（デジタルラジオグラフィ）方式も提案されている。

近年の実装技術の向上に伴い装置の小型・軽量化が進み、可搬型のＸ線画像撮影装置としても実用化されている。しかし、これらは電子部品を多く内蔵するため、従来の方式のカセッテに比べると、重量が大きい。そのため、特許文献２に示すように、ユーザーが把持するためのハンドル部をＸ線検出部の筐体に形成し操作性を考慮したものが開発されてきた。

特開平１０−２８２５９８号公報 特許第３５７７００３号公報

これまでの検出器は、従来のカセッテ方式に対して外形サイズ的にも大きく、用いられる架台も専用に設計されたものが用いられてきた。一方、より高密度化が進み、従来のカセッテと同等の外形で、従来の架台をそのまま使用可能な検出部も開発されてきている。検出部の重量に対して可搬性を考慮した場合は、操作性の面でハンドル部を有した方がいいが、外形は従来のカセッテよりも大きくなるのは必須である。従って、従来のカセッテ用に設けられた架台を流用できる経済的な効果と、可搬性の両面を満たした手段を提供するのが課題である。

上記課題を解決するために本発明は、Ｘ線を検出する検出部と、該検出部をＸ線入射に対して位置決めし保持する保持手段と、前記検出部に入射する散乱線を低減するグリッドと、を有するＸ線画像撮影装置において、Ｘ線入射に直交する平面の長辺の長さがＬ、短辺の長さがＷの第１の検出部と、Ｘ線入射に直交する平面の長辺の長さがＬ、短辺の長さが（Ｗ／２＋Ｌ／２）以下で、（Ｌ−Ｗ）／２以下の幅の把手が形成されている第２の検出部と、を収納可能な収納部と、前記収納部に前記第１の検出部と前記第２の検出部とのいずれかが収納された場合、前記第１の検出部と前記第２の検出部とのそれぞれの有効撮影領域の中心が前記グリッドの中心に一致するように位置決め可能な位置補正手段と、を有することを特徴とする。

従来のカセッテ方式用途の架台への装着性と、Ｘ線検出部に対するユーザビリティーの両面を確保した可搬型Ｘ線撮影装置を提供することができる。

第一の実施形態におけるＸ線撮影システムの構成を説明する図である。 各種架台の構成を説明する図である。 グリッドの構造を説明する図である。 第一の実施形態におけるＸ線撮影システムの構成を説明する図である。 第二の実施形態におけるＸ線撮影システムの構成を説明する図である。 第三の実施形態におけるＸ線撮影システムの構成を説明する図である。

（第一の実施形態）
図１は、本実施形態におけるＸ線撮影システム（Ｘ線画像撮影装置）の構成を説明する図である。

１はＸ線検出センサ２を内蔵したＸ線検出部１である。Ｘ線検出部１には、被写体を透過したＸ線を検出する二次元の格子状に配列した光電変換素子を有する。被写体に対するＸ線はＸ線発生装置３によって発せられる。

この検出部１に対して、４は検出部の画像取得を制御し、撮影された画像をモニタ５上に表示するための制御部４である。

検出部１はＸ線検出センサ２に加え、センサの駆動や読出し等の撮影動作を制御するとともに制御部と通信を行うための電気回路６をＸ線検出センサ２の背面側に有している。

また、電気回路６と制御部４間で制御信号や画像信号を授受するため通信伝達や電源供給を担うためのケーブル７とを有している。

実際に、Ｘ線画像を撮影する際は、撮影する部位や被験者の状態により検出部と被験者の位置関係を変える必要がある。そのため、検出部１を被験者に対して位置決めした状態を一定に維持するため種々の架台が使用される。

図２に示されるのは、立位で胸部等の撮影に使用されるスタンド１０、横臥した姿勢である臥位で胸部や腹部等の撮影に使用される撮影台２０等が代表的な架台である。これらの架台には、検出部１をＸ線管球３に対して正確に位置決めするために、検出部１を保持するための収納部１１、２１が設けられている。

被験者に照射されたＸ線により散乱Ｘ線が発生すると、ノイズ成分となり画質を落とすことになる。そのため、一般的には散乱Ｘ線を除去するために図３に示すような断面構造を有するグリッドが用いられる。グリッドはＸ線透過性の低い鉛箔１０１とＸ線透過性の良い材料から成る中間材１０２およびカバー材１０３から構成され、Ｘ線の散乱を低減させる。

グリッドは、鉛箔１０１と中間材１０２とを所定の距離から照射されるＸ線の入射線方向である図中矢印Ａ方向に収束するように並べた形で積層されている。このような構造により直進性のあるＸ線のみを透過させることで散乱線の影響を軽減するものである。このようなグリッドは入射するＸ線軸に対して中心を一致させた状態で位置決めする必要があり、加えて検出部の有効撮影領域に合うように中心が一致させた状態で位置決めする必要がある。従来のカセッテでは有効撮影領域中心とカセッテの外形中心が一致しているため、外形を架台の撮影中心に一致させるような手段が設けられている。

図４に示すような撮影台２０には、検出部１を装着する収納部２１が設けられており、その上部にグリッド２２が取り付けられる。収納部２１は、互いに異なる形状の第一の検出部および第二の検出部を収納部内に収納可能となっている。グリッド表面には中心位置を示す指標２３が形成されている。収納部２１には把手２４により外側に引き出し可能な引出部２５が設けられている。この引出部２５上には検出部を両側から挟持して位置決めする位置決め部材２６、２７が設けられている。この位置決め部材２６、２７は図中Ｃを中心とし、幅Ｂが可変になるように移動可能に構成されている。この位置決め部材の可動範囲としては間隔Ｂが医療用フィルムサイズとして使用されてきた半切カセッテの長辺サイズＬｈ以上に設定されている。これにより半切カセッテのＸ線入射面に対する平面外形が長辺Ｌｈ×短辺Ｗｈに対して縦置き、横置きの両方向で取り付けて使用することが可能となっている。

次に、本実施形態における検出部１に関して説明する。内蔵されているＸ線検出センサ２は半導体層を形成したガラス基板から成り、可搬型の撮影に求められる静圧や落下といったリスクに対する対策として筺体の堅牢性が重要である。また、各種電気基板を搭載しているため、従来のフィルムカセッテに比べると重量の増加は避けられない。そのため、可搬性を考慮し、把手を設けることは操作性の観点で重要である。そこで、本実施形態では、前述の架台２０への装着性も考慮し、Ｘ線入射に直交する撮影領域面において、撮影領域中心から把手外形までの距離がＬｈ／２以下になるように形成されている。撮影部の外形としてはＬｈ×（Ｗｈ／２＋Ｌｈ／２）以下で、フィルム用カセッテに比べて把手追加分（Ｌｈ−Ｗｈ）／２大きいものである。このような形状により、検出部１の撮影領域中心をグリッド２２の中心に合わせても、位置決め部材の可動範囲内に収めることが可能である。ただし、検出部１の撮影領域中心に対しては非対称な形状であるため、前述のような自動調心機構を有する架台においては、位置補正手段が必要である。

本実施形態における、位置補正手段について説明する。本実施形態では把手追加分と同じ幅寸法を有するスペーサ部材３０を着脱可能に収納部の引出部２５上に設置するものである。これにより位置決め部材２６、２７で挟まれる部分の中心に対して検出部１の撮影領域中心が一致する。引出部２５は一般的に奥側の位置決め部材２７が外部に露出されるような位置までは可動しないのが一般であるため、スペーサ部品３０を収納部２１に対して装着する際に、取り扱いのために把持する補助部が必要である。本実施形態では図のように薄いシート部材３１を取り付けることで、検出部１の装着スペースを失うことなく、収納部２１に対して装着できる。

（第二の実施形態）
第一の実施形態では架台の収納部にスペーサ部品を装着することで位置補正手段を実現したが、本実施形態では検出部自体にスペーサ部品を装着することで、同等の目的を達成する。

図５に示される検出部４０において、把手４１と対向する筺体の一辺側は平坦な面４２になっており、凹部が２か所４３、４４として形成されている。また、平坦な面４２の一部には磁石４５が埋め込まれている。

一方、スペーサ部品５０には検出部４０の凹部４３、４４に対応する位置に対応して突起５１、５２が形成されており、磁石４５に当接する部分は磁性がある金属５３で形成されている。このようなスペーサ部品５０は検出部４０の凹部４３、４４に突起部５１、５２を挿入することで相対的なズレが生じにくい状態で、磁力により取り付けられる。このスペーサ５０を装着しても全体的な外形はＬｈ×Ｌｈ以下に収まり、第一の実施形態で示したような収納部２１に装着可能である。

また、検出部４０は架台に装着しての使用だけではなく、単独での撮影台上で使用する場合もある。この場合、スペーサ部品５０は不要で、スペーサ部品５０を取り外した状態で使用される。代わりに架台に組み込まれていたグリッド２２が使用できないので、検出部４０の筺体の外側に取り付け可能なグリッドユニット６０が装着される。グリッドユニット６０はフレーム部品６１にグリッド６２が固定されたものである。グリッドユニット６０を検出部４０に取り付ける際は、スペーサ部品５０を検出部４０に取り付ける際に使用される凹部４３、４４や磁石４５といった取付け用のインターフェースを共通に使用する。フレーム部６１の一端には検出部４０の凹部４３、４４に対応するように折り曲げ部６３、６４が形成されている。また、磁石４５が当接するような平面部６５が形成されている。他方の端部は検出部に引っ掛けるような折り曲げ部６６、６７が設けられている。

（第三の実施形態）
第一の実施形態および第二の実施形態では、スペーサ部品を用いた例であり、既存のカセッテと併用する機会が多く、スペーサ部品の付け替えの頻度が多い場合は煩わしい作業になっている。本実施形態は、この点を解消するものであり、付け外しを必要とせずに課題を解決するものである。

図６は検出部７０を有効撮影領域中心に対して９０度回転させた状態７１と重ねた図である。検出部７０の把手の外形７１は両端部に向かって幅が小さくなり、重ねた状態で、図６の領域において干渉しない領域８５、８６ができる。収納部に設けられた引出部８０に対して検出部７０を装着した際は、上記領域８５、８６に相当する部分に付き当て部８３、８４（ストッパ部材）を形成する。検出部を横置きした状態７１においては、付き当て部８３、８４は検出部７１に対して干渉せずに、両側の位置決め部材８１、８２で挟時されて装着される。また、縦置きした状態では、検出部７０の有効撮影領域中心が、装置の中心つまりはグリッドの中心ラインに合うような位置で、付き当て部８３、８４と一方の位置決め部材８１により挟持されて保持される。

このような引出部８０に対して、外形がＬｈ×Ｗｈの従来のカセッテを装着した場合は、縦置き、横置きともに、カセッテの中心とグリッド中心が一致した状態で使用することに支障はない。

以上、外形サイズがＬｈ×Ｗｈである半切カセッテを例に実施例を説明してきたが、小児用の架台等四切サイズ等の別のサイズを使用する場合もある。このような場合でも、Ｌｈ×Ｗｈを一般的にＬ×Ｗとして置き換えても同様の効果は得られる。

１、４０、７０ 検出部
３０、５０ スペーサ部品
８３、８４ ストッパ部品
２２、６２、１００ グリッド
１１、２１ 収納部
２５、８０ 引出部
２６、２７、８１、８２ 位置決め部材
２３ 中心指標
４１ 把手

Claims (4)

1. Ｘ線を検出する検出部と、該検出部をＸ線入射に対して位置決めし保持する保持手段と、前記検出部に入射する散乱線を低減するグリッドと、を有するＸ線画像撮影装置において、
   Ｘ線入射に直交する平面の長辺の長さがＬ、短辺の長さがＷの第１の検出部と、
   Ｘ線入射に直交する平面の長辺の長さがＬ、短辺の長さが（Ｗ／２＋Ｌ／２）以下で、
   （Ｌ−Ｗ）／２以下の幅の把手が形成されている第２の検出部と、を収納可能な収納部と、
   前記収納部に前記第１の検出部と前記第２の検出部とのいずれかが収納された場合、前記第１の検出部と前記第２の検出部とのそれぞれの有効撮影領域の中心が前記グリッドの中心に一致するように位置決め可能な位置補正手段と、を有することを特徴とするＸ線画像撮影装置。
2. 前記位置補正手段は、前記第２の検出部の把手が形成されている辺と対向する外形辺側に着脱可能に構成されたスペーサ部材であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
3. 前記位置補正手段は、前記収納部内に着脱可能に設置されたスペーサ部材であり、該スペーサ部材は前記収納部内に装着される際にユーザーが把持するための補助部を有していることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
4. 前記位置調整手段は、前記収納部に前記第１の検出部と前記第２の検出部とのいずれかが収納された場合、前記第１の検出部と第２の検出部との有効撮影領域を中心で一致させ、前記第１の検出部と前記第２の検出部とのいずれに対しても干渉しない位置に位置するストッパ部材であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。

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