JP2015038468A5 - - Google Patents

Description

特許文献１には、Ｘ線発生管をコリメータごと、一体的に、Ｘ線検出装置のＸ線検出面に平行な向きに移動させる平行移動機構を備え、かかる平行移動機構によりＸ線照射野の位置を調整する放射線撮影システムが開示されている。また、特許文献２に記載のＸ線撮影システムは、照射野制限装置一対の制限羽根を２組有し、互いに直交する方向に該２組の制限羽根機構が移動するように構成された照射野制限装置を備えている。

本発明は、上記目的のために、Ｘ線を外部に放出するＸ線発生装置の放出窓の前方に配設され、Ｘ線照射野を制限する照射野制限装置であって、
Ｘ線が通過する開口の開口幅を互いの間隔により規定する一対の制限羽根と、
回転することにより前記一対の制限羽根が互いに近づくかまたは離れる開口幅調整方向に前記一対の制限羽根を移動させる開口幅調整軸を備えた開口幅調整機構と、
前記一対の制限羽根を前記開口幅調整方向と平行に移動させ前記開口の中心位置を調整する開口中心調整軸を備えた開口中心調整機構と、を有し、
前記開口幅調整軸と前記開口中心調整軸とが同軸に配置されていることを特徴とする照射野制限装置を提供するものである。

図２、図３に記載の開口幅調整機構１７は、一対の開口幅調整ラックギア２と開口幅調整ピニオン４を備えている。また、本実施形態の一対の制限羽根１は、片方ずつそれぞれ一対の開口幅調整ラックギア２に取り付けられている。一対の開口幅調整ラックギア２は、歯車面を相対向させて配置されている。一対の開口幅調整ラックギア２の間には、正逆回転可能な開口幅調整軸３に接続された開口幅調整ピニオン４が挟み込まれている。

開口中心調整軸６は、開口幅調整軸３と同軸に配置されている。開口中心調整軸６と開口幅調整軸３とは、同じ回転軸周りに、それぞれ正逆回転可能に設けられている。開口中心調整軸６には開口中心調整ピニオン７が取り付けられており、この開口中心調整ピニオン７は開口中心調整ラックギア８と噛み合っている。開口中心調整ラックギア８は一対の制限羽根１の移動方向と平行に延びており、外囲器１１に固定して設けられている。開口幅調整軸３と開口中心調整軸６の外側端部は、図３及び図４に示されるように、一対の制限羽根１の移動方向と平行に延びた案内溝１０を介して開口１４から遠ざかる方向へ突出している。また、開口幅調整軸３の外周側に開口中心調整軸６が位置しており、開口中心調整軸６の外側端部より開口幅調整軸３の外側端部の方が開口１４から遠ざかる方向へ突出している。開口中心調整軸６をいずれか一方向に回転させると、開口中心調整ピニオン７が開口位置調整ラックギア８に沿って回転移動し、開口中心調整軸６が開口幅調整軸３を伴って案内溝１０に沿って移動する。また、これによって、内ケース９を移動させることで、制限羽根ユニット５を一対の制限羽根１の移動方向と平行へ移動させることができる。このような同軸に配置により、調整軸に接続された慣性重量が大きい開口中心調整を、同軸配置の外側にあって直径が大きな開口中心調整軸６の回転で行えるため、調整操作時の抵抗が軽減され操作性が良好なものとなる。

開口幅調整軸３又は開口中心調整軸６の回転は、モーター等の駆動力により発生させることもできるが、手動操作で行うことが可能である。手動操作による開口中心調整軸６の回転は、撮影品質、操作性の点で好ましい。撮影品質は、Ｘ線発生ユニットを軽量化出来る点において、Ｘ線操作性は、後述する投光照準装置を備えた放射線発生ユニットにおいて、可視光で投光された照準をみながら、被写体と撮影野を調整する際に迅速に行うことができる点で好ましい。特に手動操作の場合、開口幅調整ピニオン４と所定の回転角だけ回転させたときの一対の制限羽根１の移動量と、開口中心調整ピニオン７を所定の回転角だけ回転させたときの制限羽根ユニット５の移動量とは、近い方が良好な操作性を得やすい。具体的には、移動量の比が１／３乃至３であることが好ましく、両者が一致していることがより好ましい。

開口幅調整機構１７は、図６の各図に示されるような第２乃至第４の変形例とすることもできる。図６（ａ）に示す第２の機構は、一対のプーリー３０１間に張り渡された無端回転部材３０２を備えた開口幅調整機構１７を示している。無端回転部材３０２は、互いに離間した一対のプーリー３０１により周状に張り渡されている。無端回転部材３０２の張り渡された部分は、互いに逆方向に移動する一対の張架部が形成されており、一対の張架部のそれぞれに対して、一対の制限羽根１の一方と他方がそれぞれ接続されている。また、一方のプーリー３０１は開口幅調整軸３に取り付けられており、開口幅調整軸３を回転させることで、一対のプーリー３０１が同一方向に回転されると共に無端回転部材３０２が回転されるものとなっている。開口幅調整軸３を図面上左回りに回転させると、一対の制限羽根１は互いに接近する方向に移動し、プーリー３０１を図面上右回りに回転させると、一対の制限羽根１は互いに離れる方向に移動する。なお、本実施形態では、無端回転部材３０２には、一対のプーリー３０１間の中心点を境にして異なる側に一対の制限羽根１の一方と他方がそれぞれ接続されている形態とすることにより、プーリー３０１間に形成される開口幅１５を最大化している。

図６（ｂ）に示す第３の機構は、一端と他端との間でネジ山の螺旋方向が逆転する部分を備えた開口幅調整機構１７を示している。本実施形態の開口幅調整機構１７は、棒状のネジ２５と、ネジ２５に連結された開口幅調整軸３を備えている。開口幅調整軸３は、開口幅調整軸３が中心を貫通するピニオンギア２７を介して、ネジ２５に機械的に連結されている。棒状のネジ２５には長手方向の中央に位置する反転領域２６を境に互いに逆方向にネジ山が形成されている。また、ネジ２５の一端と反転領域２６との間と、ネジ２５の他端と反転領域２６との間には、それぞれ一対の貫通ナット３０３がネジ込まれて係合している。一対の貫通ナット３０３のそれぞれは、一対の制限羽根１が片方ずつ取り付けられている。一対の貫通ナット３０３は、ネジ２５の中心軸周りの回転が係止されている一方で、ネジ２５の長手方向への移動は可能となっている。開口幅調整軸３をその中心軸周りに回転させると、棒状のネジ２５は回転し、これに係合している一対の貫通ナット３０３は、互いに反平行に移動する。なお、開口幅調整機構１７は、棒状のネジ２５と開口幅調整軸３とが同軸上において、連結または結合された変形例も、本発明の実施形態に含まれる。

次に、本発明に係るＸ線撮影システムを図７で説明する。本発明に係るＸ線撮影システムは、既に説明したＸ線発生ユニット２００と、被検体２０４を透過したＸ線を検出するＸ線検出装置２０１と、システム制御装置２０２と、表示装置２０３とを備えている。

システム制御装置２０２は、Ｘ線発生ユニット２００とＸ線検出装置２０１とを連携制御する。駆動回路１０３は、システム制御装置２０２による制御の下に、Ｘ線発生管１０２に各種の制御信号を出力する。この制御信号により、Ｘ線発生ユニット２００から放出されるＸ線の放出状態が制御される。Ｘ線発生ユニット２００から放出されたＸ線束２０は、被検体２０４を透過して検出器２０６で検出される。Ｘ線束２０は、Ｘ線発生ユニット２００の照射野制限装置３００により放射角が規定され、検出器２０６の検出面上に、Ｘ線照射野２０９を形成する。検出器２０６は、検出したＸ線を画像信号に変換して信号処理部２０５に出力する。信号処理部２０５は、システム制御装置２０２による制御の下に、画像信号に所定の信号処理を施し、処理された画像信号をシステム制御装置２０２に出力する。システム制御装置２０２は、処理された画像信号に基づいて、表示装置２０３に画像を表示させるための表示信号を表示装置２０３に出力する。表示装置２０３は、表示信号に基づく画像を、被検体２０４の撮影画像としてスクリーンに表示する。本発明のＸ線発生ユニット２００とＸ線撮影システムは、工業製品の非破壊検査や人体や動物の病理診断に用いることができる。

この照射野制限装置３００を、透過型Ｘ線発生管を有するＸ線発生装置１００に取付け、Ｘ線発生ユニット２００として図７に示すようなＸ線撮影システムの一部とした。Ｘ線発生ユニット２００の重量は約１０ｋｇであった。照射野制限装置３００を手動操作したところ、ほとんど手指の位置を動かすことなく、Ｘ線照射野の大きさ及びその中心位置を調整することができた。また、Ｘ線照射野の中心位置の調整を行った直後に発生しやすい振動がほとんど起こることなく、良好な画像を撮影することができた。また、内ケース９が案内溝１０を塞いでいたため、Ｘ線の漏洩は仕様を満足する程度に抑制できた。更に、Ｘ線照射野の中心を移動させても、ヒール効果が出ることなく、一様な線量分布による良好な画像を得ることができた。

１：制限羽根、２：開口幅調整ラックギア、３：開口幅調整軸、４：開口幅調整ピニオン、５：制限羽根ユニット、６：開口中心調整軸、７：開口中心調整ピニオン、８：開口中心調整ラックギア、９：内ケース、１０：案内溝、１１：外囲器、１２：光源、１３：反射ミラー、１４：開口、１５：開口幅、１６：開口中心、１７：開口幅調整機構、１８：開口中心調整機構、１００：Ｘ線発生装置、１０１：収納容器、１０２：Ｘ線発生管、１０３：駆動回路、１０４：放出窓、１０５：絶縁性液体、１１０：真空容器、１１１：カソード、１１２：グリッド電極、１１３：レンズ電極、１１５：ターゲット、１１６：支持基板、１１７：ターゲット層、１１８：陽極部材、２００：Ｘ線発生ユニット、３００：照射野制限装置、２０１：Ｘ線検出装置、２０２：システム制御装置、２０３：表示装置、２０４：被検体、２０５：信号処理部、２０６：検出器、３０１：プーリー、３０２：無端回転部材、３０３：貫通ナット、３０４：ギア

Claims (22)

1. Ｘ線を外部に放出するＸ線発生装置の放出窓の前方に配設され、Ｘ線照射野を制限する照射野制限装置であって、
   Ｘ線が通過する開口の開口幅を互いの間隔により規定する一対の制限羽根と、
   回転することにより前記一対の制限羽根が互いに近づくかまたは離れる開口幅調整方向に前記一対の制限羽根を移動させる開口幅調整軸を備えた開口幅調整機構と、
   前記一対の制限羽根を前記開口幅調整方向と平行に移動させ前記開口の中心位置を調整する開口中心調整軸を備えた開口中心調整機構と、を有し、
   前記開口幅調整軸と前記開口中心調整軸とが同軸に配置されていることを特徴とする照射野制限装置。
2. 前記開口幅調整方向は、前記一対の制限羽根の移動方向が互いに反平行な関係にあることを特徴とする請求項１に記載の照射野制限装置。
3. 前記開口幅調整機構は、前記開口幅調整軸を回転させることで、前記一対の制限羽根を互いに反平行に移動させる機構であることを特徴とする請求項１または２に記載の照射野制限装置。
4. 前記開口中心調整機構は、前記一対の制限羽根が規定する前記開口幅を変化させることなく、前記一対の制限羽根を一体的に移動させる機構であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照射野制限装置。
5. 前記一対の制限羽根が移動する方向と交差する方向において、互いに反平行に移動可能な第２の一対の制限羽根と、
   回転することにより前記第２の一対の制限羽根を互いに反平行に移動させ前記開口幅を調整する第２の開口幅調整軸を備えた第２の開口幅調整機構と、
   前記一対の制限羽根が移動する方向と交差する方向において、前記第２の一対の制限羽根を前記開口と平行に移動させ前記開口の中心位置を調整する第２の開口中心調整軸を備えた開口中心調整機構と、を有し、
   前記第２の開口幅調整軸と前記第２の開口中心調整軸とが同軸に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の照射野制限装置。
6. 前記開口幅調整軸の外周側に前記開口中心調整軸が位置しており、前記開口中心調整軸の外側端部より前記開口幅調整軸の外側端部の方が前記開口から遠ざかる方向へ突出していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の照射野制限装置。
7. 前記開口幅調整機構は、それぞれが前記一対の制限羽根に接続されていると共に歯車面を相対向させて配置された一対の開口幅調整ラックギアと、該開口幅調整ラックギアの間に挟み込まれた開口幅調整ピニオンとを備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の照射野制限装置。
8. 前記開口幅調整機構は、前記開口幅調整軸を回転させて前記開口幅調整ピニオンを回転させることで、前記開口幅調整ラックギアを互いに反平行に移動させる機構であることを特徴とする請求項７に記載の照射野制限装置。
9. 前記開口幅調整機構は、一対のプーリーと、前記一対のプーリーにより周状に張り渡されている無端回転部材を備え、
   前記端回転部材の張り渡されている部分は、互いに逆方向に移動する一対の張架部が形成されており、
   前記一対の張架部のそれぞれに対して、前記一対の制限羽根がそれぞれ接続され、前記一対のプーリーの一方は、前記開口幅調整軸に連結されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の照射野制限装置。
10. 前記開口幅調整機構は、前記開口幅調整軸を回転させて前記一対のプーリーを同一方向に回転させて前記無端回転部材を回転させることで、前記一対の制限羽根を互いに反平行に移動させる機構であることを特徴とする請求項９に記載の照射野制限装置。
11. 前記開口幅調整機構は、前記一対の制限羽根の一方と他方とがそれぞれ接続された一対の貫通ナットと、一端と他端との間においてネジ山の螺旋方向が逆転する部分を備えている棒状のネジと、を備え、
    前記棒状のネジは、前記開口幅調整軸と連結され、
    前記一対の貫通ナットの一方は、前記ネジ山の螺旋方向が逆転する部分と前記一端との間において、前記棒状のネジと係合され、
    前記一対の貫通ナットの他方は、前記ネジ山の螺旋方向が逆転する部分と前記他端との間において、前記棒状のネジと係合されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の照射野制限装置。
12. 前記開口幅調整機構は、前記開口幅調整軸を回転させて前記棒状のネジを回転させることで、前記一対の制限羽根を互いに反平行に移動させる機構であることを特徴とする請求項１１に記載の照射野制限装置。
13. 前記開口幅調整機構は、前記一対の制限羽根の一方と他方とがそれぞれ接続され、互いにかみ合う一対のギアを備え、前記一対のギアの一方は前記開口幅調整軸に連結されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の照射野制限装置。
14. 前記開口幅調整機構は、前記開口幅調整軸を回転させて前記一対のギアを互いに逆方向に回転させることで、前記一対の制限羽根を互いに反平行に移動させる機構であることを特徴とする請求項１３に記載の照射野制限装置
15. 前記開口中心調整機構は、内側端部が前記一対の制限羽根に連結された開口中心調整ピニオンと、該開口中心調整ピニオンと噛み合う開口中心調整ラックギアと、を備え、
    前記開口中心調整ピニオンは、前記開口中心調整軸と連結されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の照射野制限装置。
16. 前記開口中心調整機構は、前記開口中心調整軸を回転させて前記開口中心調整ピニオンを前記開口中心調整ラックギアに沿って回転移動させることで、前記開口中心調整軸と共に前記一対の制限羽根を一体的に移動させる機構であることを特徴とする請求項１５に記載の照射野制限装置。
17. Ｘ線を透過し可視光を反射する反射ミラーと、可視光を放出する可視光源と、をさらに備え、前記反射ミラーは、前記可視光源と向き合う側に反射面を有していることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の照射野制限装置。
18. 前記反射ミラーと前記可視光源は、前記放出窓と前記一対の制限羽根との間に配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の照射野制限装置。
19. 前記Ｘ線発生装置は、Ｘ線焦点からＸ線を発生し、
    前記可視光源は、前記Ｘ線焦点と共役の位置関係となるように設けられていることを特徴とする請求項１７または１８に記載の照射野制限装置。
20. Ｘ線を外部に放出する放出窓を備えたＸ線発生装置と、
    請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の照射野制限装置と、を備え、
    前記照射野制限装置は前記放出窓の前方に配置されていることを特徴とするＸ線発生ユニット。
21. 前記Ｘ線発生装置は、透過型のＸ線発生管を備えていることを特徴とする請求項２０に記載のＸ線発生ユニット。
22. 請求項２０または２１に記載のＸ線発生ユニットと、
    前記Ｘ線発生ユニットから放出され、被検体を透過したＸ線束を検出するＸ線検出装置と、
    前記Ｘ線発生ユニットと前記Ｘ線検出装置とを連携制御する制御装置と、を備えていることを特徴とするＸ線撮影システム。