JP2015104527A - Collimator and radiographic apparatus equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、放射線の広がりを制限するコリメータおよびそれを備えた放射線撮影装置に関し、特に、可視光源を有するコリメータおよびそれを備えた放射線撮影装置に関する。 The present invention relates to a collimator that limits the spread of radiation and a radiation imaging apparatus including the collimator, and more particularly to a collimator having a visible light source and a radiation imaging apparatus including the collimator.
この発明は、被検体の放射線撮影を行う放射線撮影装置に関し、特に、撮影に用いる放射線検出器を選択することができる放射線撮影装置に関する。 The present invention relates to a radiation imaging apparatus that performs radiation imaging of a subject, and more particularly to a radiation imaging apparatus that can select a radiation detector used for imaging.
医療機関には放射線を照射して被検体Mのイメージングを行う放射線撮影装置が配備されている(例えば、特許文献1参照)。このような放射線撮影装置は、図14に示すように放射線を照射する放射線源53と、放射線を検出するFPD54とを備えている。放射線源53とFPD54との間には被検体Mを載置する天板52が備えられている。
A medical institution is equipped with a radiation imaging apparatus that images a subject M by irradiating radiation (see, for example, Patent Document 1). As shown in FIG. 14, such a radiographic apparatus includes a
放射線源53には、放射線の照射範囲を制限するコリメータ53aが付設されている。放射線源53から発した放射線は、このコリメータ53aを通過することで広がりが制限されて被検体Mに照射されることになる。
The
放射線源53から放射される放射線は目視することができない。そこで、従来構成では、コリメータ53aに可視光源59が設けられている。可視光源59は、術者に目視されることができるのであるから、術者は放射線撮影の前に放射線が被検体Mを照らす部分(照射領域、または照射野)を目視することができる。
The radiation emitted from the
この可視光源59は、コリメータ53aに付属している。可視光源59は、コリメータ53aに設けられた電力供給部60から電力を得ている。この電力供給部60は、コリメータ53aに備えられたコリメータを開閉するモータなど他の部品にも電力を供給する。
This
しかしながら、従来構成の放射線撮影装置は、次のような問題点がある。
すなわち、従来構成によれば、可視光源の寿命を短くしてしまっているのである。
However, the conventional radiographic apparatus has the following problems.
That is, according to the conventional configuration, the lifetime of the visible light source is shortened.
可視光源59は、ハロゲンランプ等であり、発光体としてはフィラメントが使用される。このフィラメントは、コイル状の構造となっている。フィラメントは、複数のループ(巻き線)が連接して構成されている。
The
この様なフィラメントは、長期に亘り使用されると経年劣化し、次第に変形してくる。すなわち、フィラメントを構成するループが隣のループに倒れ込んでしまい、ループ同士が接触してしまう。フィラメントは、このようにして経年劣化により部分的にショートしてしまうのである。この様な現象はフィラメントタッチと呼ばれる。フィラメントタッチが発生してもフィラメントとしては、光量が落ちる場合があるものの、発光能力が失われるというわけではない。フィラメントタッチが起こるとフィラメントの寿命が著しく短縮する。 Such a filament deteriorates with age when used over a long period of time and gradually deforms. That is, the loop constituting the filament falls into the adjacent loop, and the loops come into contact with each other. In this way, the filament is partially shorted due to aging. Such a phenomenon is called filament touch. Even if the filament touch occurs, the light quantity of the filament may decrease, but the light emission ability is not lost. When filament touch occurs, the life of the filament is significantly shortened.
フィラメントの寿命の短縮は、フィラメントタッチ自体ではなく、これに付随する要因で起こる。この要因について説明する。フィラメントは、所定のインピーダンスを有し、これで一つの抵抗器と考えることができる。図15左側は、フィラメントを抵抗器として捉えたときの回路図である。フィラメントには、電力供給部60から所定の電圧が印加される。
The shortening of the filament life is not caused by the filament touch itself, but by factors associated therewith. This factor will be described. The filament has a predetermined impedance, which can be considered as one resistor. The left side of FIG. 15 is a circuit diagram when the filament is regarded as a resistor. A predetermined voltage is applied to the filament from the
図15右側は、フィラメントタッチが起こった状態を示した回路図である。フィラメントタッチが起こると、フィラメントの一部で短絡が起こるわけだから、フィラメント自体のインピーダンスは下がってしまう。すると、フィラメント全体としては電流が流れやすくなり、フィラメントを通過する電流は増加する。このような、インピーダンスの低下は、フィラメントタッチが進行するにつれ次第に顕著になっていく。このままフィラメントを使い続けると、流れる電流が次第に大きくなり、遂に、フィラメントが焼き切れてしまう。フィラメントを流れる電流の最大値は金属線の断面積で決まっているからである。 The right side of FIG. 15 is a circuit diagram showing a state where filament touch has occurred. When a filament touch occurs, a short circuit occurs in a part of the filament, so the impedance of the filament itself decreases. As a result, a current easily flows through the filament as a whole, and the current passing through the filament increases. Such a decrease in impedance becomes more prominent as the filament touch progresses. If the filament is continuously used as it is, the flowing current gradually increases, and the filament eventually burns out. This is because the maximum value of the current flowing through the filament is determined by the cross-sectional area of the metal wire.
フィラメントタッチが起こるからといってフィラメントを流れることができる定格電流が増大することはない。確かにフィラメントタッチが起こるとループ同士の接触部ではあたかも金属線の断面積が増加したような効果が現れ、許容できる電流は増えているかもしれない。しかし、ループ同士が接触していない正常部では、金属線の断面積に変化はない。フィラメントの接触部と正常部とは直列に接続されていると見ることができるから、正常部における電流の最大値がフィラメントが許容できる電流の大きさを決めてしまう。 A filament touch does not increase the rated current that can flow through the filament. Certainly, when a filament touch occurs, the effect is as if the cross-sectional area of the metal wire has increased at the contact portion between the loops, and the allowable current may increase. However, in the normal part where the loops are not in contact with each other, there is no change in the cross-sectional area of the metal wire. Since it can be considered that the contact portion and the normal portion of the filament are connected in series, the maximum value of the current in the normal portion determines the magnitude of the current that the filament can tolerate.
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、可視光源にフィラメントタッチが発生したとしても、正常に動作するコリメータおよびそれを備えた放射線撮影装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a collimator that operates normally even when a filament touch occurs in a visible light source and a radiation imaging apparatus including the collimator.
本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係るコリメータは、放射線源から照射される放射線の広がりを制限するコリメータであって、可視光線を発生するフィラメントを有する可視光源と、可視光源に電力を供給する電力供給手段と、劣化したフィラメントに部分的な短絡が生じる現象であるフィラメントタッチが発生したかどうかを検出する検出手段と、フィラメントタッチの発生が検出されると、フィラメントを保護するようフィラメントに供給される電力を低下させる可視光源制御手段とを備えることを特徴とするものである。
The present invention has the following configuration in order to solve the above-described problems.
That is, the collimator according to the present invention is a collimator that limits the spread of radiation irradiated from a radiation source, a visible light source having a filament that generates visible light, and a power supply unit that supplies power to the visible light source, A detection means for detecting whether a filament touch, which is a phenomenon in which a partial short circuit occurs in a deteriorated filament, and the power supplied to the filament is reduced to protect the filament when the occurrence of the filament touch is detected. And a visible light source control means.
[作用・効果]本発明によれば、フィラメントタッチが発生したとしても、正常に動作するコリメータが提供できる。すなわち、本発明によれば、フィラメントタッチの発生が検出されると、フィラメントを保護するようフィラメントに供給される電力を低下させる。これにより、フィラメントタッチに伴って起こるフィラメントへの過剰電力の供給が抑制され、フィラメントが焼き切れてしまうことがない。 [Operation and Effect] According to the present invention, a collimator that operates normally even when a filament touch occurs can be provided. That is, according to the present invention, when the occurrence of a filament touch is detected, the power supplied to the filament is reduced so as to protect the filament. As a result, the supply of excess power to the filament accompanying the filament touch is suppressed, and the filament does not burn out.
また、上述のコリメータは、放射線および可視光線を遮断する一対の遮蔽羽根と、遮蔽羽根を駆動させることによりコリメータの開度を変更させる遮蔽羽根駆動手段と、遮蔽羽根駆動手段を制御する遮蔽羽根制御手段とを備え、電力供給手段は、遮蔽羽根駆動手段と可視光源のいずれにも電力を供給する構成とすることもできる。 The collimator described above includes a pair of shielding blades that block radiation and visible light, shielding blade driving means that changes the opening of the collimator by driving the shielding blades, and shielding blade control that controls the shielding blade driving means. And the power supply means can supply power to both the shielding blade driving means and the visible light source.
また、上述のコリメータは、放射線の一部を遮る付加フィルタを複数備えたホルダと、ホルダを駆動させることにより用いる付加フィルタの種類を変更させる付加フィルタ駆動手段と、付加フィルタ駆動手段を制御する付加フィルタ制御手段とを備え、電力供給手段は、付加フィルタ駆動手段と可視光源のいずれにも電力を供給する構成とすることもできる。 Further, the collimator described above includes a holder having a plurality of additional filters that block a part of radiation, an additional filter driving means for changing the type of additional filter used by driving the holder, and an additional control for controlling the additional filter driving means. A filter control unit, and the power supply unit may supply power to both the additional filter driving unit and the visible light source.
[作用・効果]上述の構成は、本発明の具体的な構成を示したものとなっている。可視光源と電力供給手段を共有している各種駆動手段は、フィラメントタッチの影響によりフィラメントに電力を奪われるのでトルク不足に陥りやすい。本発明によれば、フィラメントタッチに伴って起こる可視光源のフィラメントに対する過剰電力の供給が抑制されるので、フィラメントタッチが発生しても各種駆動手段に供給される電力は十分なものとなる。したがって、本発明によれば、フィラメントタッチが発生したとしても、正常に動作するコリメータが提供できる。 [Operation / Effect] The above-described configuration shows a specific configuration of the present invention. Various driving means sharing the visible light source and the power supply means are prone to torque shortage because the filament loses power due to the influence of the filament touch. According to the present invention, since the supply of excess power to the filament of the visible light source that occurs with the filament touch is suppressed, the power supplied to the various drive means is sufficient even when the filament touch occurs. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a collimator that operates normally even when a filament touch occurs.
また、上述のコリメータにおいて、検出手段は、フィラメントに流れる電流を測定する電流測定手段とすることもできる。 In the above collimator, the detection means can be a current measurement means for measuring a current flowing through the filament.
[作用・効果]上述の構成は、本発明の具体的な構成を示したものとなっている。本発明の検出手段は、フィラメントに流れる電流を測定する電流測定手段で構成できる。 [Operation / Effect] The above-described configuration shows a specific configuration of the present invention. The detection means of the present invention can be constituted by a current measurement means for measuring the current flowing through the filament.
また、本発明に係る放射線撮影装置は、被検体の放射線像をイメージングする放射線撮影装置であって、上述のコリメータを備えることを特徴としている。 A radiation imaging apparatus according to the present invention is a radiation imaging apparatus that images a radiation image of a subject, and includes the above-described collimator.
[作用・効果]上述の構成は、本発明の具体的な構成を示したものとなっている。本発明のコリメータは、放射線撮影装置に適用することができる。 [Operation / Effect] The above-described configuration shows a specific configuration of the present invention. The collimator of the present invention can be applied to a radiation imaging apparatus.
また、上述の放射線撮影装置において、フィラメントタッチの発生が検出されると、その旨を術者に警告する警告手段が備えられていればより望ましい。 Further, in the above-described radiographic apparatus, it is more desirable that a warning means for warning the operator when a filament touch is detected is provided.
[作用・効果]上述の構成は、本発明の具体的な構成を示したものとなっている。フィラメントタッチの発生の旨を術者に警告する警告手段を備えるようにすれば、よりユーザーフレンドリーな放射線撮影装置が提供できる。例えば、術者は可視光源が寿命を迎える前に交換用の可視光源を用意することができ、可視光源が使用できない期間を短縮できる。 [Operation / Effect] The above-described configuration shows a specific configuration of the present invention. If a warning means for warning the operator of the occurrence of the filament touch is provided, a more user-friendly radiation imaging apparatus can be provided. For example, the surgeon can prepare a replacement visible light source before the visible light source reaches the end of its life, thereby shortening the period during which the visible light source cannot be used.
本発明によれば、可視光源にフィラメントタッチが発生したとしても、正常に動作するコリメータが提供できる。すなわち、本発明によれば、フィラメントタッチの発生が検出されると、フィラメントを保護するようフィラメントに供給される電力を低下させる。これにより、フィラメントタッチに伴って起こるフィラメントへの過剰電力の供給が抑制され、フィラメントが焼き切れてしまうことがなく、また同一の電源系統の他部分への影響もなくすことができる。 According to the present invention, a collimator that operates normally even when a filament touch occurs in a visible light source can be provided. That is, according to the present invention, when the occurrence of a filament touch is detected, the power supplied to the filament is reduced so as to protect the filament. As a result, supply of excess power to the filament accompanying the filament touch is suppressed, the filament is not burned out, and the influence on other parts of the same power supply system can be eliminated.
以降、本発明の実施例を説明する。本発明に係るX線撮影装置は、被検体MのX線像をイメージングするX線撮影装置であって、X線管3から照射されるX線の広がりを制限するコリメータ3aを備えている。実施例におけるX線は、本発明の放射線に相当する。
Hereinafter, examples of the present invention will be described. The X-ray imaging apparatus according to the present invention is an X-ray imaging apparatus that images an X-ray image of a subject M, and includes a
<X線撮影装置の全体構成>
まず、実施例1に係るX線撮影装置1の構成について説明する。X線撮影装置1は、図1に示すように仰臥位の被検体Mを載置する天板2と、天板2の上側(一面側)に設けられたX線を照射するX線管3と、天板2の下側(他面側)に設けられたX線を検出するFPD4とを備えている。FPD4は、被検体Mの体軸方向Aまたは体側方向Sのいずれかに沿った4つの辺を有する矩形となっている。また、X線管3は、四角錐形状のX線をFPD4に向けて照射する。FPD4は、X線を全面で受光することになる。支柱5は、天板2の下側(他面側)から天板2の上側(一面側)に向けて伸びており、X線管3を支持している。
<Overall configuration of X-ray imaging apparatus>
First, the configuration of the X-ray imaging apparatus 1 according to the first embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the X-ray imaging apparatus 1 includes a
<コリメータ3aについて>
X線管3には、X線の照射範囲を制限するコリメータ3aが設けられている(図1参照)。コリメータ3aは、開度の調節が可能となっている。コリメータ3aは、図2に示すように、軸Cを基準として鏡像対称に移動する1対の遮蔽羽根3bを有し、同じく軸Cを基準として鏡像対称に移動するもう1対の遮蔽羽根3bを備えている。このコリメータ3aは、遮蔽羽根3bを移動させることで、FPD4が有する検出面4aの全面にコーン状のX線Bを照射させることもできれば、たとえば、検出面4aの中心部分だけにファン状のX線Bを照射させることもできる。なお、軸Cは、X線Bの中心を示す軸となっている。また、遮蔽羽根3bの2対のうち一方は、4角錐形状となっているX線Bの体軸方向Aへの広がりを調整するものであり、もう一方の遮蔽羽根3bの対は、X線Bの体側方向Sへの広がりを調整するものである。X線管3を移動させるとコリメータ3aもX線管3に伴って移動する。一対の遮蔽羽根3bは、X線および可視光線を遮断する。
<About the
The
この様な遮蔽羽根3bの開閉は、図2に示すようにコリメータ駆動機構7によって実現される。すなわち、コリメータ駆動機構7は、遮蔽羽根3bを駆動させることによりコリメータ3aの開度を変更させる。このコリメータ駆動機構7は、具体的にはステッピングモータなどで構成できる。このコリメータ駆動機構7は、コリメータ制御部8に制御されて動作するとともに、電力PW_Fを電力供給部12から受け取って動作する。コリメータ駆動機構7は、本発明の遮蔽羽根駆動手段に相当し、コリメータ制御部8は、本発明の遮蔽羽根制御手段に相当する。また、電力供給部12は、本発明の電力供給手段に相当する。
Such opening and closing of the
X線管制御部6(図1参照)は、所定の管電流、管電圧、パルス幅でX線管3を制御する目的で設けられている。X線管制御部6の制御によりX線がX線管3から発せられると、X線は、被検体Mを透過してFPD4の検出面4aに入射する。FPD4には、X線に感光する蛍光体が包含されており、X線が蛍光体に当たると、被検体Mの透視像が蛍光体に焼き付けられ、蛍光体の光を電気信号に変換することでデジタル画像に変換される。
The X-ray tube controller 6 (see FIG. 1) is provided for the purpose of controlling the
<可視光源9について>
可視光源9は、図1に示すようにコリメータ3aに設けられている。可視光源9から照射された可視光線は、コリメータ3aの遮蔽羽根3bの隙間を通過して被検体Mの一部を照射する。X線管3から照射されるX線も同様にコリメータ3aの遮蔽羽根3bの隙間を通過して被検体Mの一部に照射されるのであるから、可視光源9が照らす被検体Mの部分と、X線管3が出力するX線ビームが照らす被検体Mの部分は一致する。可視光源9は、術者に目視されることができるのであるから、術者はX線撮影の前にX線が被検体Mを照らす部分(照射領域、または照射野)を目視することができる。
<About visible
The visible
可視光源9は、可視光線を発生するフィラメントを有する。このフィラメントは、コイル状となっており、電流を通過させると、可視光線が発生する構成となっている。
The visible
この様な可視光源9の点灯の制御は、図3に示すように可視光源制御部13によって実現される。この可視光源制御部13は、具体的にはスイッチングレギュレータやシリーズレギュレータなどで構成できる。可視光源9は、電力PW_Lを電力供給部12から受け取って動作する。可視光源制御部13は、電力供給部12を通じて供給される電力PW_Lをどの程度可視光源9に供給するかを調節することにより、可視光源9を消灯または点灯させたり、可視光源9の光量を調節したりする構成となっている。可視光源制御部13は、本発明の可視光源制御手段に相当する。
Such lighting control of the visible
次に、X線管3,コリメータ3aの位置関係について説明する。図3は、各部材の位置関係を説明する模式図である。X線管3には、X線が照射する照射口3pが設けられている。コリメータ3aには、照射口3pに対して傾斜したミラー19が設けられている。そして、コリメータ3aには、被検体Mからみてミラー19によるX線管3の焦点位置の鏡像と同じ位置になるように可視光源9が設けられている。
Next, the positional relationship between the
可視光源9がオンされて、可視光線が発せられると、可視光線は、ミラー19で反射してコリメータ3a側に向かう。そして、可視光線はコリメータ3aによって広がりが制限されてコーン状の可視光線ビームとなって、被検体M側に出力される。
When the visible
可視光源9がオフされて、X線管3からX線が照射されると、X線は、ミラー19を透過してコリメータ3a側に向かう。そして、X線はコリメータ3aによって広がりが制限されてコーン状のX線ビームとなって、被検体M側に出力される。コリメータ3aの遮蔽羽根3bが移動されない限り、可視光線ビームとX線ビームとは同じ広がり方で被検体Mに向かう。
When the visible
<付加フィルタ25fについて>
図4は、コリメータ3aに付属の付加フィルタ25fの構成に係るホルダ25の構成を説明している。ホルダ25は、X線を透過させる付加フィルタを保持するものである。このホルダ25は、X線Bが出射する方向に直交する平面上に広がる円盤状の部材である。ホルダ25は、図1に示すように、X線管3とコリメータ3aとに挟まれる位置に配置されている。したがって、X線管3から出射したX線ビームは、ホルダ25を通過してコリメータ3aに到達することになる。
<
FIG. 4 illustrates the configuration of the
ホルダ25は、X線管3に対して回転することができる。すなわち、ホルダ25の中心には、X線ビームの出射方向に伸びた中心軸25aが設けられており、ホルダ25はこの中心軸25aを中心に回転自在となっている。ホルダ25の回転駆動は付加フィルタ駆動機構17が実行する。付加フィルタ制御部18は、付加フィルタ駆動機構17を制御する目的で設けられている。
The
ホルダ25は、X線の一部を遮る付加フィルタ25fを複数備えている。このホルダ25には、矩形の穴25bが複数設けられており、この穴25bは、X線ビームの出射方向にホルダ25を貫通している。したがって、穴25bは、中心軸C方向にホルダ25を貫通している。穴25bは、ホルダの中心軸25aを囲むように設けられている。図4においては、穴25bは4つ設けられいるが、穴25bの個数は、自在に変更することができる。この穴25bは、X線ビームを通過させるホルダ25に設けられた貫通孔である。穴25bには、異なる種類の付加フィルタ25fをセットすることもできれば、付加フィルタ25fをセットしないようにすることもできる。
The
ホルダ25が付加フィルタ25fを保持する様子について説明する。付加フィルタ25fは、穴25bを塞ぐようにホルダ25に固定される。図4においては、ホルダ25に固定された付加フィルタ25fを取り除いた様子を表している。付加フィルタ25fは、X線ビームの出射方向に薄い板状の部材である。この付加フィルタ25fは、X線ビームの線質を所望のものに変える目的で設けられている。すなわち、X線管3から発したX線ビームが付加フィルタ25fを通過させると、X線ビームの一部が付加フィルタ25fに吸収されて、被検体Mに届かないのである。
The manner in which the
ホルダ25を回転させることにより、X線ビームが通過する付加フィルタ25fの種類を変えることができる。ホルダ25を回転させることによりX線管3が発したX線ビームがホルダ25を通過する位置を変えることができる。この様な動作により、被検体Mに照射されるX線ビームの線質を所望のものとすることができる。ホルダ25に納められている付加フィルタ25fも追従して回転するからである。また、ホルダ25を回転させることにより、X線ビームがいずれの付加フィルタ25fも通過しないようにすることもできる。
By rotating the
この様なホルダ25の回転は、図5に示すように付加フィルタ駆動機構17によって実現される。付加フィルタ駆動機構17は、ホルダ25を駆動させることにより用いる付加フィルタ25fの種類を変更させる。この付加フィルタ駆動機構17は、具体的にはステッピングモータなどで構成できる。この付加フィルタ駆動機構17は、付加フィルタ制御部18に制御されて動作するとともに、電力PW_Aを電力供給部12から受け取って動作する。付加フィルタ駆動機構17は、本発明の付加フィルタ駆動手段に相当し、付加フィルタ制御部18は、本発明の付加フィルタ制御手段に相当する。
Such rotation of the
<電力供給の共通性>
本発明の構成では、図6に示す様に、コリメータ駆動機構7,可視光源9,付加フィルタ駆動機構17は、いずれも同じ電力供給部12から電力PW_F,PW_L,PW_Aを受け取って動作する。このように、電力供給部12は、可視光源9,コリメータ駆動機構7,付加フィルタ駆動機構17のいずれにも電力を供給する。具体的には、コリメータ駆動機構7,可視光源9,付加フィルタ駆動機構17は、図6の下側に示すように並列つなぎで電気的に接続されていると考えることができる。この様な構成は、通常ならば動作に何ら問題を生じさせるものではないものの、可視光源9が劣化しフィラメントタッチが生じた場合に問題となる。
<Commonality of power supply>
In the configuration of the present invention, as shown in FIG. 6, the
<可視光源のフィラメントタッチについて>
図7は、フィラメントタッチを説明している。図7の左側は、可視光源9が有するフィラメントが新品のときの状態を表している。フィラメントは、ループ(巻き線)が所定のピッチで並んだコイルとなっている。このような可視光源9を長期に亘り使用すると、ループが変形してくる。図7の右側は、フィラメントが劣化した状態を表している。経年劣化によりフィラメントの隣り合うループ同士は、互いにもたれ合うように変形する。この様なループが接触する現象をフィラメントタッチと呼ぶ。フィラメントタッチは、光量低下や寿命の低下などの可視光源9自体の劣化の原因となる。
<About filament touch of visible light source>
FIG. 7 illustrates filament touch. The left side of FIG. 7 represents a state when the filament of the visible
<フィラメントタッチが可視光源9に与える影響>
図8は、可視光源9のフィラメントにフィラメントタッチが生じている状態を示した回路図である。フィラメントタッチは、図8に示すように、フィラメント自体を抵抗器と考えるとすると、抵抗器が内部でショートした状態と考えることができる。つまり、フィラメントタッチは、フィラメントの抵抗値を低下させ、可視光源9のフィラメントを流れる電流I_Lを増加させるように作用する。
<Effect of filament touch on visible
FIG. 8 is a circuit diagram showing a state in which a filament touch is generated in the filament of the visible
フィラメントタッチが進行してフィラメントの抵抗値が下がり続けると、フィラメントを流れる電流I_Lは上がり続け、遂にフィラメントが過剰電流に耐えられず焼き切れてしまう。このとき、フィラメントは、フィラメントタッチにより抵抗値が下がっても、電流に対する耐性に変化はない。フィラメントの定格電流(安全に流すことができる電流の最大値)は、ループの断面積によって決まっている。確かにフィラメントにおけるフィラメントタッチの発生部においては、図9の左側が示すように2つのループがくっついた状態となっており、この部分についての断面積は2倍に増えたと捉えることもできる。しかし、フィラメントタッチは、フィラメントの一部で発生する事象であるので、フィラメントタッチ発生後のフィラメントには図9の右側に示すように隣り合うループが互いにくっついていない部分が存在する。この様な通常部は、フィラメントタッチが発生したからといってループの断面積に変化はない。したがって、フィラメントタッチの発生前後でフィラメントの定格電流に変化はないのである。 When the filament touch proceeds and the resistance value of the filament continues to decrease, the current I_L flowing through the filament continues to increase, and finally the filament cannot withstand the excess current and burns out. At this time, the resistance of the filament does not change even if the resistance value is lowered by the filament touch. The rated current of the filament (the maximum current that can be safely passed) is determined by the cross-sectional area of the loop. Certainly, the filament touch generation portion in the filament is in a state where two loops are attached as shown on the left side of FIG. 9, and it can be understood that the cross-sectional area of this portion has doubled. However, since the filament touch is an event that occurs at a part of the filament, the filament after the filament touch has a portion where adjacent loops do not stick to each other as shown on the right side of FIG. Such a normal portion has no change in the cross-sectional area of the loop just because the filament touch occurs. Therefore, there is no change in the rated current of the filament before and after the occurrence of the filament touch.
つまり、フィラメントタッチは、可視光源9の寿命を縮める原因となっている。また、フィラメントタッチは、フィラメントを構成するループの巻き数を減少させるのと同じ原理により可視光源9の光量を減らすように作用してしまう。
That is, the filament touch is a cause of shortening the lifetime of the visible
<フィラメントタッチが駆動部に与える影響>
フィラメントタッチは、可視光源9と並列に接続されているコリメータ駆動機構7,付加フィルタ駆動部17にも悪影響を及ぼす。フィラメントタッチが発生して、フィラメントを流れる電流I_Lが増加すると、その分だけ電力供給部12が供給する電力が可視光源9に奪われるということになる。電力供給部12が供給できる電力には限界があるので、電流I_Lの増加の影響は、図10に示すように電力供給部12が発生させる電圧V_PWの低下となって現れる。コリメータ駆動機構7,付加フィルタ駆動機構17は、この低下した電圧V_PWを受け取って動作しなければならない。このような状態でコリメータ駆動機構7が遮蔽羽根3bを駆動させようとしても十分な駆動力が得られない可能性がある。コリメータ3aの遮蔽羽根3bの開閉には、ある程度の摩擦が伴う。コリメータ駆動機構7の駆動力が弱すぎると遮蔽羽根3bの開閉が十分にできなかったり、開閉自体ができないということも起こりうる。同様に、電圧V_PWが低下した状態で付加フィルタ駆動機構17がホルダ25を回転させようとしても十分な回転力が得られない可能性がある。ホルダ25の回転には、ある程度の摩擦が伴う。付加フィルタ駆動機構17の回転力が弱すぎると、ホルダ25の回転が十分にできなかったり、回転自体ができないということも起こりうる。
<Effect of filament touch on the drive>
The filament touch also adversely affects the
<本発明の特徴的な構成>
本発明は、フィラメントタッチが上述のような悪影響を及ぼさないように工夫がされている。すなわち、本発明に係る可視光源9は、図1,図3に示すように、フィラメントタッチを検出するフィラメントタッチ検出部14を備え、フィラメントタッチ発生後であっても、可視光源9に流れる電流I_Lが増加しないように工夫がされている。このフィラメントタッチ検出部14は、劣化したフィラメントに部分的な短絡が生じる現象であるフィラメントタッチが発生したかどうかを検出する機能を有している。フィラメントタッチ検出部14は、本発明の検出手段に相当する。
<Characteristic configuration of the present invention>
The present invention is devised so that the filament touch does not have the adverse effects described above. That is, the visible
図11は、本発明の特徴部分を表した回路図である。可視光源制御部13は、電力供給部12から発生する電流をパルス波にして、可視光源9に送り込むように動作する。可視光源制御部13は、パルス波を可視光源9のみに出力するのであって、コリメータ駆動機構7,付加フィルタ駆動部17には出力しない。コリメータ駆動機構7,付加フィルタ駆動部17には電力供給部12から直接電流が流れる構成となっている。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a characteristic part of the present invention. The visible light
図11に示すようにフィラメントタッチ検出部14は、具体的には、可視光源9に流れる電流を測定する電流計で構成できる。この電流計は、可視光源9に流れる電流I_Lをモニタすることができる。このようにフィラメントタッチ検出部14は、フィラメントに流れる電流を測定する電流測定手段とすることができる。
As shown in FIG. 11, the filament
図12は、フィラメントタッチ発生に伴う可視光源制御部13およびフィラメントタッチ検出部14の動作を説明している。フィラメントタッチ検出部14は、可視光源9が点灯されている間常に可視光源9に流れる電流をモニタしている。フィラメントタッチが発生すると(ステップS1),フィラメントタッチ検出部14は、電流I_Lの増加を検出する(ステップS2)。電流I_Lの増加がある閾値以上となるとフィラメントタッチ検出部14は、その旨を可視光源制御部13に通知し、図13に示すように可視光源制御部13が可視光源9に送出するパルス波の波形をより電流を間引くように変化させる。このときの閾値は、定格電流10Aの可視光源9に対して例えば10.5Aを表す値を採用することができる。また、パルス波の波形をより電流を間引くように変化させる動作は、DUTY比を低下させる動作とも呼ばれる。
FIG. 12 illustrates operations of the visible light
こうして可視光源制御部13は、可視光源9に印加される実効電圧を低下させる(ステップS3)。このように可視光源制御部13は、フィラメントタッチの発生が検出されると、フィラメントを保護するようフィラメントに供給される電力を低下させるわけである。すると、可視光源9に流れる電流I_Lが低下することになり(ステップS4),可視光源9に定格以上の電流が流れることが阻止される。更に、電力供給部12が供給する電圧V_PWが低下することも阻止され、コリメータ駆動機構7,付加フィルタ駆動機構17は、十分なトルクを持って各駆動部を駆動させることができる。
In this way, the visible light
<本発明に係る装置におけるその他の構成>
操作卓26(図1参照)は、術者によるX線照射開始などの指示を入力させる目的で設けられている。また、主制御部27(図1参照)は、各制御部を統括的に制御する目的で設けられている。この主制御部27は、CPUによって構成され、各種のプログラムを実行することによりX線管制御部6および各部8,11,18を実現している。また、上述の各部は、それらを担当する演算装置に分割されて実行されてもよい。記憶部28(図1参照)は、閾値などの装置制御に関するパラメータの一切を記憶する。画像生成部11は、FPD4が出力するX線の検出信号を基に被検体Mの透視像が写り込んだX線画像を生成する。表示部20は、画像生成部11が生成したX線画像を表示する目的で設けられている。
<Other configuration of the apparatus according to the present invention>
The console 26 (see FIG. 1) is provided for the purpose of inputting an instruction such as start of X-ray irradiation by the operator. The main control unit 27 (see FIG. 1) is provided for the purpose of comprehensively controlling each control unit. The
以上のように、本発明によれば、フィラメントタッチが発生したとしても、正常に動作するコリメータ3aが提供できる。すなわち、本発明によれば、フィラメントタッチの発生が検出されると、フィラメントを保護するようフィラメントに供給される電力を低下させる。これにより、フィラメントタッチに伴って起こるフィラメントへの過剰電力の供給が抑制され、フィラメントが焼き切れてしまうことがなく、また同一の電源系統の他部分への影響もなくすことができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a
また、可視光源9と電力供給部12を共有している各種駆動手段は、フィラメントタッチの影響によりフィラメントに電力を奪われるのでトルク不足に陥りやすい。本発明によれば、フィラメントタッチに伴って起こる可視光源9のフィラメントに対する過剰電力の供給が抑制されるので、フィラメントタッチが発生しても各種駆動手段に供給される電力は十分なものとなる。したがって、本発明によれば、フィラメントタッチが発生したとしても、正常に動作するコリメータ3aが提供できる。
In addition, various driving means sharing the visible
本発明は、上述のような構成に限られず、下記のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the configuration described above, and can be modified as follows.
(1)上述の構成では、フィラメントタッチ検出部14は、可視光源9を流れる電流を計測する電流計となっていたが、本発明はこの構成に限られない。フィラメントタッチ検出部14を可視光源9のフィラメントを撮影するカメラとしてもよく、電力供給部12の電圧V_PWを計測する電圧計であってもよい。また、フィラメントタッチ検出部14を可視光源9の光量を捉える照度計としてもよい。
(1) In the above configuration, the filament
(2)フィラメントタッチ検出部14を電流計として構成する場合、具体的な電流計の構成は様々なものが考えられる。例えば、フィラメントタッチ検出部14をシャント抵抗を有する電流計としてもよく、クランプメータとしてもよい。
(2) When the filament
(3)上述の構成に加えて、フィラメントタッチの発生を術者に通知する構成を備えていてもよい。すなわち、フィラメントを流れる電流I_Lの増加がある閾値以上となるとフィラメントタッチ検出部14は、その旨を表示部20に送出し、表示部20がフィラメントタッチの発生を表示するようにしてもよい。このとき表示部20に表示される内容としては、可視光源9の異常を通知したり、可視光源9の交換を促したり、可視光源制御部13のパルス波の波形変更により光量が制限されている旨を通知したりと様々な態様が考えられる。このようにして表示部20は、フィラメントタッチの発生が検出されると、その旨を術者に警告する。表示部20は、本発明の警告手段に相当する。
(3) In addition to the above-described configuration, a configuration for notifying an operator of the occurrence of a filament touch may be provided. That is, when the increase in the current I_L flowing through the filament exceeds a certain threshold value, the filament
3a 遮蔽羽根
7 コリメータ駆動機構(遮蔽羽根駆動手段)
8 コリメータ制御部(遮蔽羽根制御手段)
9 可視光源
12 電力供給部(電力供給手段)
13 可視光源制御部(可視光源制御手段)
14 フィラメントタッチ検出部(検出手段)
17 付加フィルタ駆動機構(付加フィルタ駆動手段)
18 付加フィルタ制御部(付加フィルタ制御手段)
20 表示部(警告手段)
25 ホルダ
25f 付加フィルタ
8 Collimator control unit (shielding blade control means)
9 Visible
13 Visible light source control unit (visible light source control means)
14 Filament touch detector (detection means)
17 Additional filter drive mechanism (additional filter drive means)
18 Additional filter control unit (additional filter control means)
20 Display (Warning means)
25
Claims (6)
可視光線を発生するフィラメントを有する可視光源と、
前記可視光源に電力を供給する電力供給手段と、
劣化したフィラメントに部分的な短絡が生じる現象であるフィラメントタッチが発生したかどうかを検出する検出手段と、
フィラメントタッチの発生が検出されると、フィラメントを保護するようフィラメントに供給される電力を低下させる可視光源制御手段とを備えることを特徴とするコリメータ。 A collimator for limiting the spread of radiation emitted from a radiation source,
A visible light source having a filament that generates visible light;
Power supply means for supplying power to the visible light source;
Detection means for detecting whether a filament touch, which is a phenomenon in which a partial short circuit occurs in a deteriorated filament,
A collimator comprising: a visible light source control unit that reduces power supplied to the filament to protect the filament when occurrence of the filament touch is detected.
放射線および可視光線を遮断する一対の遮蔽羽根と、
前記遮蔽羽根を駆動させることによりコリメータの開度を変更させる遮蔽羽根駆動手段と、
前記遮蔽羽根駆動手段を制御する遮蔽羽根制御手段とを備え、
前記電力供給手段は、前記遮蔽羽根駆動手段と前記可視光源のいずれにも電力を供給することを特徴とするコリメータ。 The collimator according to claim 1, wherein
A pair of shielding blades that block radiation and visible light;
Shielding blade driving means for changing the opening of the collimator by driving the shielding blade;
Shielding blade control means for controlling the shielding blade drive means,
The collimator characterized in that the power supply means supplies power to both the shielding blade driving means and the visible light source.
放射線の一部を遮る付加フィルタを複数備えたホルダと、
前記ホルダを駆動させることにより用いる付加フィルタの種類を変更させる付加フィルタ駆動手段と、
前記付加フィルタ駆動手段を制御する付加フィルタ制御手段とを備え、
前記電力供給手段は、前記付加フィルタ駆動手段と前記可視光源のいずれにも電力を供給することを特徴とするコリメータ。 The collimator according to claim 1 or 2,
A holder with a plurality of additional filters that block some of the radiation;
An additional filter driving means for changing the type of the additional filter used by driving the holder;
Additional filter control means for controlling the additional filter drive means,
The collimator characterized in that the power supply means supplies power to both the additional filter driving means and the visible light source.
前記検出手段は、フィラメントに流れる電流を測定する電流測定手段であることを特徴とするコリメータ。 The collimator according to any one of claims 1 to 3,
The collimator characterized in that the detecting means is a current measuring means for measuring a current flowing through the filament.
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のコリメータを備えることを特徴とする放射線撮影装置。 A radiographic apparatus for imaging a radiographic image of a subject,
A radiation imaging apparatus comprising the collimator according to claim 1.
フィラメントタッチの発生が検出されると、その旨を術者に警告する警告手段が備えられていることを特徴とする放射線撮影装置。 The radiographic apparatus according to claim 5,
A radiation imaging apparatus comprising warning means for warning an operator of the occurrence of occurrence of filament touch.
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