JP2015054200A

JP2015054200A - Ｘ線撮影装置

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Publication number: JP2015054200A
Application number: JP2013190668A
Authority: JP
Inventors: 中村　俊晶; Toshiaki Nakamura; 俊晶中村
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2015-03-23
Anticipated expiration: 2033-09-13
Also published as: JP6191350B2

Abstract

【課題】アームを容易に固定位置に配置することが可能なＸ線撮影装置を提供する。
【解決手段】アーム１３の旋回角度位置と高さ位置とを表示部６１に表示する。そして、アーム１３の旋回角度位置が固定位置と同じ旋回角度位置となったときに、永電磁石６３によりアーム１３をその旋回角度位置において固定する。また、アーム１３の高さ位置が固定位置と同じ高さ位置となったときに、永電磁石６２によりアーム１３をその高さ位置において固定する。
【選択図】図３

Description

この発明は、Ｘ線撮影装置に関し、特に、病室を巡回して撮影を行うための回診用のＸ線撮影装置に関する。

このような回診用のＸ線撮影装置は、車輪を備えて移動可能な台車に配設された支柱に対して昇降可能で、かつ、支柱を中心として旋回するアームの先端にＸ線管とコリメータとを配設するとともに、台車に設けられたモータを駆動することにより、電動で病室間を移動する構成となっている（特許文献１参照）。このような回診用のＸ線撮影装置のアームは、支柱に対して、例えば２７０度の範囲で、正逆方向に回転可能となっている（特許文献２参照）。

このような回診用のＸ線撮影装置においては、病室間の移動時には、アームは支柱に対して下降して、アームキャッチと呼称される固定部に当接する固定位置において、固定機構により固定されている。そして、Ｘ線撮影を実行するときには、オペレータが固定解除ボタンを操作することによりアームの固定を解除し、オペレータがアームを、Ｘ線管およびコリメータとともに上昇させた後に旋回させ、Ｘ線管等をＸ線撮影に適した位置に配置している。Ｘ線撮影の終了後にＸ線撮影装置を他の病室等に移動させるときには、アームは、再度、固定位置において固定される。

特開２００７−５３５号公報米国特許５７８４４３５号公報

アームを固定位置において固定するためには、オペレータが固定解除ボタンを押圧した状態でアームを旋回させ、アームの旋回角度位置が固定位置と同じ旋回角度位置になった状態でアームを下降させることにより、アームを固定位置まで移動させる必要がある。しかしながら、オペレータがアームの旋回角度位置や上下位置を正確に認識することは困難であることから、アームを固定位置に配置することが困難となり、また、アームを固定位置に配置するまでに長い時間を要するという問題があった。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、アームを容易に固定位置に配置することが可能なＸ線撮影装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、台車と、前記台車に配設された支柱と、前記支柱に対して昇降するとともに前記支柱を中心に旋回するアームと、前記アームに配設されたＸ線管と、を備えた回診用のＸ線撮影装置であって、前記アームの旋回角度位置を検出する旋回角度位置検出器と、前記旋回角度位置検出器からの信号に基づいて、前記アームの旋回角度位置を表示部に表示する旋回角度位置表示手段と、前記アームの旋回角度位置が、前記台車を移動させるときに前記アームを固定すべき位置である固定位置と同じ旋回角度位置となったときに、前記アームをその旋回角度位置において固定する旋回角度固定機構と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記アームの高さ位置を検出する高さ位置検出器と、前記高さ位置検出器からの信号に基づいて、前記アームの高さ位置を前記表示部に表示する高さ位置表示手段と、前記アームの高さ位置が、前記台車を移動させるときに前記アームを固定すべき位置である固定位置と同じ高さ位置となったときに、前記アームをその高さ位置において固定する高さ固定機構と、をさらに備える。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記旋回角度位置表示手段は、前記表示部に表示された標線とともに、前記アームの旋回角度位置を示すマークを表示し、前記高さ位置表示手段は、前記標線とともに、前記アームの高さ位置を表すマークを表示する。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、前記旋回角度固定機構は、永久磁石と電磁石とを備え、前記永久磁石の磁力により前記アームの旋回に対する制動力を発生させるとともに、前記電磁石のコイルに対して電流を印加して前記永久磁石の磁力をキャンセルする磁力を前記電磁石に発生させることにより、前記永久磁石による前記アームの旋回に対する制動力を解除する永電磁石機構を備える。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明において、前記高さ固定機構は、永久磁石と電磁石とを備え、前記永久磁石の磁力により前記アームの昇降に対する制動力を発生させるとともに、前記電磁石のコイルに対して電流を印加して前記永久磁石の磁力をキャンセルする磁力を前記電磁石に発生させることにより、前記永久磁石による前記アームの昇降に対する制動力を解除する永電磁石機構を備える。

請求項１に記載の発明によれば、表示部に表示されたアームの旋回角度位置表示に基づいて、アームの旋回角度位置を容易に認識することができる。そして、旋回角度固定機構により、アームを固定位置と同じ旋回角度位置で固定することができる。このため、この位置でアームを下降させることにより、アームを容易に固定位置に配置することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、表示部に表示されたアームの高さ位置表示に基づいて、アームの高さ位置を容易に認識することができる。そして、高さ固定機構により、アームを固定位置と同じ高さ位置で固定することができる。このため、アームを容易に固定位置に配置することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、アームの旋回角度位置を示すマークを標線と一致させ、また、アームの高さ位置を示すマークを標線と一致させることにより、アームを容易に固定位置まで移動させることが可能となる。

請求項４および請求項５に記載の発明によれば、永電磁石機構の作用により、容易にアームを固定し、あるいは、その固定を解除することが可能となる。

この発明に係るＸ線撮影装置の側面図である。この発明に係るＸ線撮影装置の斜視図である。アーム１３の位置を検出し、あるいは、アーム１３を固定する機構を示す説明図である。永電磁石６２の概要図である。永電磁石６３の概要図である。この発明に係るＸ線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。表示部６１に表示されるマーク１０１、１０２および標線１０３を示す概要図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るＸ線撮影装置の側面概要図である。また、図２は、この発明に係るＸ線撮影装置の斜視図である。

このＸ線撮影装置は、台車１５に配設された支柱１４と、この支柱１４に対して昇降するとともに支柱１４を中心に旋回可能な状態で配設されたアーム１３と、アーム１３の先端に配設されたＸ線管１１と、このＸ線管１１の下方に配設されたコリメータ１２と、Ｘ線管１１から照射され被検者を通過したＸ線を検出するためのＸ線検出器１６と、このＸ線検出器１６を収納するための収納部１７とを備える。また、このＸ線撮影装置は、方向変更用の車輪である左右一対の前輪２１と、駆動用の車輪である左右一対の後輪２２と、台車１５の進行方向を操作するための操作ハンドル１９とを備える。

アーム１３は、図１において実線で示す、台車１５を移動させるときにアーム１３を配置すべき位置である固定位置と、この固定位置から上昇および旋回した撮影位置との間を移動可能となっている。アーム１３が固定位置にある状態においては、アーム１３の下面はアームキャッチと呼称される固定部１８に当接する。この状態においては、アーム１３の下面に配設されたピン２３が固定部１８に形成された穴部（図示せず）内に収納される。また、アーム１３は、図２に示すように、固定位置から上昇した状態で、支柱１４を中心に旋回する。

コリメータ１２の前面には、コリメータリーフを開閉するための一対のダイヤル３３と、Ｘ線照射野を確認するために使用されるコリメータランプを点灯させるためのボタン３４とが配設されている。また、コリメータ１２には、Ｘ線管１１およびコリメータ１２を移動させるときに使用されるハンドル３１が付設されている。そして、このハンドル３１には、アーム１３の昇降および旋回を禁止する固定機構によるアーム１３の固定を解除するための一対の解除ボタン３２が付設されている。また、ハンドル３１の上方で、Ｘ線管１１の前面の位置には、液晶表示パネル等から構成される、後述するマーク１０１、１０２および標線１０３を表示する表示部６１が配設されている。

図３は、アーム１３の位置を検出し、あるいは、アーム１３を固定する機構を示す説明図である。

アーム１３は、支柱１４に対して昇降可能に配設されている。図３において仮想線で示す位置は、図１において実線で示すように、アーム１３が台車１５を移動させるときにアーム１３を配置すべき位置である固定位置に配置された状態を示している。このときには、アーム１３は、永電磁石６２の作用により、その高さ位置で固定される。また、アーム１３は、支柱１４の軸心を中心として支柱１４とともに旋回する。そして、支柱１４は、支柱１４におけるフランジ部６４と対向する位置に配置された永電磁石６３の作用により、その旋回角度位置を固定される。

アーム１３には磁気センサ６６が配設されている。また、台車１５には、磁気センサ６７が配設されている。これらの磁気センサ６６、６７は、アーム１３の高さ位置を検出するための高さ位置検出器として機能する。なお、磁気センサ６７は、台車１５ではなく固定部１８等に配設してもよい。また、支柱１４の下端部には、フランジ部６４が形成されている。また、支柱１４は、エンコーダ６５と接続されている。この支柱１４と接続されたエンコーダ６５は、アーム１３の旋回角度位置を検出するための旋回角度位置検出器として機能する。

図４は、上述した永電磁石６２の概要図である。また、図５は、上述した永電磁石６３の概要図である。

これらの永電磁石６２、６３は、いずれも、永久磁石７１と、鉄芯７２とこの鉄芯７２の回りに配設されたコイル７３とから構成される。コイル７３に電流が流れていない状態では、これらの永電磁石６２、６３は永久磁石７１の作用により磁石としての機能を奏する。この場合には、永電磁石６２がアーム１３に吸着し、永電磁石６３がフランジ部６４に吸着することにより制動力が生じ、アーム１３の昇降および旋回が制限されることになる。一方、オペレータが上述した解除ボタン３２を操作すること等により電磁石を構成するコイル７３に対して電流を印加して、永久磁石７１の磁力をキャンセルする磁力を電磁石に発生させた場合には、永久磁石７１の作用による制動力が解除され、アーム１３の昇降および旋回が可能となる。

図６は、この発明に係るＸ線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。

このＸ線撮影装置は、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭおよび論理演算を実行するＣＰＵ等から構成される制御部８０を備える。この制御部８０は、上述したＸ線管１１やコリメータ１２を含むＸ線撮影装置全体を制御する。この制御部８０は、上述した表示部６１と、アーム１３の固定を解除するための解除ボタン３２と、磁気センサ６６、６７と、エンコーダ６５と、永電磁石６２、６３とに接続されている。この制御部８０は、機能的構成として、永電磁石６６、６７を制御することによりアーム１３を固定するための永電磁石制御部８１と、画像処理部８２とを備える。そして、画像処理部８２は、表示部６１に後述する標線１０３を表示するための標線表示部８３と、表示部６１に後述するマーク１０１、１０２を表示するためのマーク表示部８４、８５とを備える。

以上のような構成を有する回診用のＸ線撮影装置において、オペレータが操作ハンドル１９を操作して台車１５を移動させるときには、アーム１３は、図１において実線で示すように、アーム１３の下面が固定部１８に当接する固定位置に配置される。このときには、図６に示す永電磁石制御部８１の作用により、永電磁石６２、６３におけるコイル７３には、電流が流れていない状態となっている。このため、これらの永電磁石６２、６３は永久磁石７１の作用により磁石として機能し、永電磁石６２がアーム１３に吸着し、永電磁石６３がフランジ部６４に吸着する。このため、アーム１３の固定位置からの移動が制限される。従って、Ｘ線撮影装置を病室間等で移動させる場合に、アーム１３を固定位置に固定して安全な状態で移動させることが可能となる。

Ｘ線撮影装置を撮影場所まで移動させた後、Ｘ線撮影を実行するためにアーム１３を移動させる場合には、オペレータがアーム１３の固定を解除するための解除ボタン３２を押圧する。これにより、永電磁石制御部８１は永電磁石６２、６３におけるコイル７３に対して電流を印加して、永久磁石７１の磁力をキャンセルする磁力を電磁石に発生させる。これにより、永久磁石７１の作用による制動力が解除され、永電磁石６２のアーム１３に対する吸着力と、永電磁石６３のフランジ部６４に対する吸着力が解除される。このため、アーム１３の固定位置からの移動の制限が解除されることになる。これにより、アーム１３を上昇および旋回させて、Ｘ線管１１およびコリメータ１２をＸ線撮影に適した位置まで移動させる。

Ｘ線撮影が完了して、Ｘ線撮影装置を次の病室に移動させるときには、アーム１３を図１において実線で示す固定位置まで移動させて、そこで固定する必要がある。しかしながら、オペレータがアーム１３の旋回角度位置や上下位置を正確に認識することは困難であることから、アーム１３を固定位置に配置することが困難となり、また、アーム１３を固定位置に配置するまでに長い時間を要するという問題がある。このため、この発明に係るＸ線撮影装置においては、アーム１３の旋回角度位置と高さ位置とを表示部６１に表示するとともに、アーム１３の旋回角度位置が固定位置と同じ旋回角度位置となったときにアーム１３をその旋回角度位置において固定し、また、アーム１３の高さ位置が固定位置と同じ高さ位置となったときにアーム１３をその高さ位置において固定する構成を採用している。

図７は、表示部６１に表示されるマーク１０１、１０２および標線１０３を示す概要図である。

図７に示すように、表示部６１には、標線１０３と、アーム１３の旋回角度位置を示すマーク１０１と、アーム１３の高さ位置を示すマーク１０２とが表示される。標線１０３は、図６に示す画像処理部８２における標線表示部８３の作用により表示部６１に表示される。また、アーム１３の旋回角度位置を示すマーク１０１は、画像処理部８２におけるマーク表示部８４の作用により表示部６１に表示される。このマーク１０１の標線１０３に対する表示位置は、エンコーダ６５からの信号に基づいて決定される。さらに、アーム１３の高さ位置を示すマーク１０２は、画像処理部８２におけるマーク表示部８５の作用により表示部６１に表示される。このマーク１０２の標線１０３に対する表示位置は、一対の磁気センサ６６、６７からの信号に基づいて決定される。

アーム１３が、固定位置から旋回角度位置も高さ位置も異なる撮影位置に配置されているときには、図７（ａ）に示すように、表示部６１に表示されるマーク１０１は標線１０３から左右方向に偏位した位置に配置され、マーク１０２は上下方向に偏位した位置に配置されている。これらのマーク１０１、１０２の変位方向は、アーム１３の固定位置からの変位方向と一致しており、これらのマーク１０１、１０２の変位量は、アーム１３の固定位置からの変位量と一致している。このため、オペレータは、アーム１３が固定位置からどの程度どの方向に偏位しているのかを容易に理解することが可能となる。

なお、例えば、アーム１３の旋回量が、例えば、両方向に各々２７０度であったとすると、アーム１３がその旋回位置の端部（２７０度旋回した位置）に配置されたときに、マーク１０１はマーク１０２の端部に配置される構成となっている。

アーム１３を固定位置に向けて移動させるときには、オペレータは、最初に、表示部６１におけるマーク１０１の位置を確認しながら、ハンドル３１を把持してアーム１３を旋回させる。そして、図７（ｂ）に示すように、表示部６１に表示されたマーク１０１と標線１０３の位置とが一致して、アーム１３の旋回角度位置が固定位置と同じ旋回角度位置となったときにアーム１３の旋回を停止させる。このとき、同時に、永電磁石制御部８１が永電磁石６３におけるコイル７３への電流の供給を停止する。これにより、解除ボタン３２が押圧されていた場合であっても、永電磁石６３がフランジ部６４に吸着し、アーム１３はその旋回角度位置において固定される。

次に、オペレータは、表示部６１におけるマーク１０２の位置を確認しながら、ハンドル３１を把持してアーム１３を下降させる。そして、図７（ｃ）に示すように、表示部６１に表示されたマーク１０２と標線１０３の位置とが一致して、アーム１３の高さ位置が固定位置と同じ高さ位置となったときにアーム１３の下降を停止させる。このとき、同時に、永電磁石制御部８１が永電磁石６２におけるコイル７３への電流の供給を停止する。これにより、解除ボタン３２が押圧されていた場合であっても、永電磁石６２がアーム１３に吸着し、アーム１３はその高さ位置において固定される。

このように、この発明に係るＸ線撮影装置においては、アーム１３の旋回角度位置と高さ位置とを表示部６１に表示するとともに、アーム１３の旋回角度位置が固定位置と同じ旋回角度位置となったときにアーム１３をその旋回角度位置において固定し、また、アーム１３の高さ位置が固定位置と同じ高さ位置となったときにアーム１３をその高さ位置において固定する構成を採用することから、表示部６１の表示に基づいてアーム１３の旋回角度位置と高さ位置とを容易に認識することができる。そして、永電磁石６３によりアーム１３を固定位置と同じ旋回角度位置で固定した後に、この位置でアーム１３を下降させ、また、永電磁石６２によりアーム１３を固定位置で固定することができる。このため、アーム１３を容易に固定位置に配置することが可能となる。

なお、上述した実施形態においては、マーク１０１、１０２および標線１０３を表示するための表示部６１を、アーム１３を旋回および昇降させるために使用されるハンドル３１付近に配設している。このため、アーム１３の旋回および昇降操作時にマーク１０１、１０２と標線１０３との配置関係を容易に認識することが可能となる。ただし、この表示部は、台車１５の上部など、その他の場所に配置してもよい。

また、上述した実施形態においては、いずれも、一対の永電磁石６２、６３によりアーム１３を固定している。しかしながら、永電磁石６２、６３にかえて、ソレノイド等により固定状態を切替可能な機械的な固定手段を使用してもよい。

さらに、上述した実施形態においては、一対の磁気センサ６６、６７によりアーム１３の高さ位置を検出し、エンコーダ６５によりアーム１３の旋回角度位置を検出しているが、その他の検出機構によりアーム１３の高さ位置および旋回角度位置を検出するようにしてもよい。

１１Ｘ線管
１２コリメータ
１３アーム
１４支柱
１５台車
１６Ｘ線検出器
１８固定部
２１前輪
２２後輪
３１ハンドル
３２解除ボタン
３６センサ
６１表示部
６２永電磁石
６３永電磁石
６４フランジ部
６５エンコーダ
６６磁気センサ
６７磁気センサ
７１永久磁石
７２鉄芯
７３コイル
８０制御部
８１永電磁石制御部
８２画像処理部
８３標線表示部
８４マーク表示部
８５マーク表示部
１０１マーク
１０２マーク
１０３標線

Claims

台車と、前記台車に配設された支柱と、前記支柱に対して昇降するとともに前記支柱を中心に旋回するアームと、前記アームに配設されたＸ線管と、を備えた回診用のＸ線撮影装置であって、
前記アームの旋回角度位置を検出する旋回角度位置検出器と、
前記旋回角度位置検出器からの信号に基づいて、前記アームの旋回角度位置を表示部に表示する旋回角度位置表示手段と、
前記アームの旋回角度位置が、前記台車を移動させるときに前記アームを固定すべき位置である固定位置と同じ旋回角度位置となったときに、前記アームをその旋回角度位置において固定する旋回角度固定機構と、
を備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
請求項１に記載のＸ線撮影装置において、
前記アームの高さ位置を検出する高さ位置検出器と、
前記高さ位置検出器からの信号に基づいて、前記アームの高さ位置を前記表示部に表示する高さ位置表示手段と、
前記アームの高さ位置が、前記台車を移動させるときに前記アームを固定すべき位置である固定位置と同じ高さ位置となったときに、前記アームをその高さ位置において固定する高さ固定機構と、
をさらに備えるＸ線撮影装置。
請求項１または請求項２に記載のＸ線撮影装置において、
前記旋回角度位置表示手段は、前記表示部に表示された標線とともに、前記アームの旋回角度位置を示すマークを表示し、前記高さ位置表示手段は、前記標線とともに、前記アームの高さ位置を表すマークを表示するＸ線撮影装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、
前記旋回角度固定機構は、永久磁石と電磁石とを備え、前記永久磁石の磁力により前記アームの旋回に対する制動力を発生させるとともに、前記電磁石のコイルに対して電流を印加して前記永久磁石の磁力をキャンセルする磁力を前記電磁石に発生させることにより、前記永久磁石による前記アームの旋回に対する制動力を解除する永電磁石機構を備えるＸ線撮影装置。
請求項１から請求項４のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、
前記高さ固定機構は、永久磁石と電磁石とを備え、前記永久磁石の磁力により前記アームの昇降に対する制動力を発生させるとともに、前記電磁石のコイルに対して電流を印加して前記永久磁石の磁力をキャンセルする磁力を前記電磁石に発生させることにより、前記永久磁石による前記アームの昇降に対する制動力を解除する永電磁石機構を備えるＸ線撮影装置。