JP2016022247A - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 天板をより小さな力でその長手方向に移動させることが可能なＸ線撮影装置を提供する。
【解決手段】 オペレータが操作ハンドル１４を操作して天板１１の移動を開始すると、ポテンショメータ２３が天板１１が移動を開始したことと、その移動方向とを検出する。そして、ジャッキ４５におけるネジ部４６を回転させて、支持部材４４の端部に配設された軸４２とベース部材１９の端部に配設された軸４３との距離を大きくする。これにより、ベース部材１９が軸４１を中心に揺動し、天板１１が傾斜姿勢となることにより、オペレータが小さな力で天板１１を移動させることが可能となる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、Ｘ線管と、被検者を載置する天板を有するテーブルと、Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線を検出するフラットパネルディテクタ等のＸ線検出器とを備えたＸ線撮影装置に関する。

このようなＸ線撮影装置においては、被検者を載置した天板を水平方向に移動させるフローティング機構が採用されている。このようなフローティング機構を採用した場合には、Ｘ線撮影時に、撮影箇所を容易に変更することが可能となる（特許文献１および特許文献２参照）。

特開２０００−９３４２６号公報 特開２００１−１９０５２８号公報

フローティング機構を利用して、オペレータが手動で天板をその長手方向に移動させる場合に、被検者と天板との重量により、天板が移動を開始するときに極めて大きな力が必要となるという問題がある。

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、極めて簡単な構成でありながら、天板をより小さな力でその長手方向に移動させることが可能な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、Ｘ線照射部と、被検者を載置した状態で水平方向に移動可能な天板を有するテーブルと、前記Ｘ線照射部から照射され前記被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出器と、を備えたＸ線撮影装置において、前記天板を、水平方向を向く水平姿勢と、当該水平姿勢から傾斜する傾斜姿勢との間で揺動させる傾斜機構と、前記天板の移動方向と移動速度とを検出する検出器と、を備え、前記傾斜機構は、前記天板の移動開始時に、前記天板を当該天板の移動方向の先頭側が低くなるような傾斜姿勢とするとともに、前記天板の移動速度に基づいて、前記天板を前記傾斜姿勢から前記水平姿勢に復帰させることを特徴とする。

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、前記傾斜機構は、前記天板の移動速度が設定値以下となったときに、前記天板を前記傾斜姿勢から前記水平姿勢に復帰させる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記傾斜機構は、前記天板の移動速度が前記設定値より大きい第２設定値以上となったときに、前記天板を前記傾斜姿勢から前記水平姿勢に復帰させる。

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、前記天板を昇降させる昇降機構をさらに備え、前記天板が前記傾斜機構により傾斜姿勢となったときに、前記天板を上昇させる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記昇降機構は、前記天板が前記傾斜機構により傾斜姿勢となった状態で前記Ｘ線照射部から前記Ｘ線検出器に至るＸ線の軸線上を通過するときに、前記Ｘ線照射部から前記Ｘ線検出器に至るＸ線の軸線上を通過する前記天板の表面の高さ位置が一定となるように、前記天板を昇降させる。

請求項１に記載の発明によれば、天板の移動開始時に天板を傾斜姿勢とすることにより、小さな力で天板の移動を開始することができ、また、天板の移動速度に基づいて天板を水平姿勢に復帰させることが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、天板の移動速度が設定以下となって天板の移動が停止するときに、天板を水平姿勢に復帰させることが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、天板の速度が速くなったときに、天板を水平姿勢に復帰させて天板が加速することを防止することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、天板が傾斜した場合においても、天板の移動方向の先頭側の端部の高さ位置を一定に維持することが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、Ｘ線の軸線上を通過するときの天板の表面の高さ位置が一定となることから、傾斜した状態で天板を移動させた場合においても、被検者とＸ線照射部およびＸ線検出器との位置関係を一定に維持して、正確なＸ線撮影を実行することが可能となる。

この発明に係るＸ線撮影装置の概要図である。 テーブル１０の構成を示す概要図である。 永電磁石１８の概要図である。 この発明に係るＸ線撮影装置の制御系を示すブロック図である。 天板１１を移動させるフローティング動作を示す説明図である。 天板１１を移動させるフローティング動作を示す説明図である。

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線撮影装置の概要図である。

このＸ線撮影装置は、Ｘ線管とコリメータとを備えたＸ線照射部３１と、Ｘ線照射部３１から照射されてテーブル１０上に横たわった被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出器としてのフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）３２と、これらのＸ線照射部３１およびフラットパネルディテクタ３２を支持するＣ型アーム３３と、このＣ型アーム３３をスライド可能に支持する支持部３４と、この支持部３４を旋回させる旋回部３５と、この旋回部３５を床面に対して立設した状態で支持する支持部３６とを備える。

Ｃ型アーム３３には、円弧状の案内部３７が形成されており、支持部３４は、この案内部３７と係合することにより、Ｃ型アーム３３をスライド可能に支持している。そして、Ｃ型アーム３３は、Ｘ線照射部３１とフラットパネルディテクタ３２とを、Ｘ線照射部３１におけるＸ線管の焦点からフラットパネルディテクタ３２に至るＸ線の軸線が、案内部３７を形成する円弧の直径と一致する状態で支持している。また、旋回部３５は、支持部３４をＣ型アーム３３等とともに、Ｘ線照射部３１からフラットパネルディテクタ３２に至るＸ線の軸線と直交する軸を中心に旋回させる。

このような構成を有するＸ線撮影装置においては、Ｃ型アーム３３をスライドおよび旋回させることにより、被検者に対して任意の方向から透視または撮影を実行することが可能となる。そして、被検者を通過しフラットパネルディテクタ３２で検出されたＸ線に基づくＸ線画像は、後述する表示部５５に表示される。

図２は、テーブル１０の構成を示す概要図である。

このテーブル１０は、被検者を載置する天板１１を備える。この天板１１にはレール１２が付設されている。このレール１２には、固定部１３を介して操作ハンドル１４が固定されている。この操作ハンドル１４は、オペレータが天板１１をその長手方向（図２における左右方向）に移動させるときに、オペレータにより把持される部分となる。また、この操作ハンドル１４は、後述する永電磁石１８による天板１１の移動の規制を解除するためにも使用される。

天板１１は、天板１１に付設されたレール１５とベース部材１９に付設されたスライダ１６とから構成される直動ガイド１７により、天板１１の長手方向にスライド可能となっている。直動ガイド１７におけるレール１５の下方には、ラック２１が配設されている。このラック２１は、ポテンショメータ２３に連結されたピニオン２２と噛合している。このため、天板１１のベース部材１９に対する移動速度と移動方向とは、ポテンショメータ２３により検出される。また、ベース部材１９と天板１１との間には、天板１１の移動を規制するための永電磁石１８が配設されている。

ベース部材１９は、Ｌ字状の支持部材４４の上端に配設された軸４１を中心に揺動可能となっている。また、この支持部材４４には、支持部材４４に配設された軸を中心に回転可能なピニオン２５が配設されている。このピニオン２５は、床面に接地された基台４８に形成されたラック２４と噛合している。そして、ピニオン２５は、支持部材４４に配設されたポテンショメータ２６およびモータ２７（図４参照）と連結している。このため、支持部材４４はモータ２７の駆動により昇降し、その高さ位置はポテンショメータ２６により検出される。従って、支持部材４４に対して軸４１、ベース部材１９および直動ガイド１７を介して接続された天板１１がモータ２７の駆動により昇降し、その高さ位置がポテンショメータ２６により検出されることになる。

支持部材４４の端部に配設された軸４２とベース部材１９の端部に配設された軸４３との間には、ジャッキ４５およびモータ４７からなるチルト機構が配設されている。モータ４７の駆動によりジャッキ４５のネジ部４６を回転させることにより、支持部材４４の端部に配設された軸４２とベース部材１９の端部に配設された軸４３との距離が変更され、これによりベース部材１９は軸４１を中心として、図２に示すように水平方向を向く水平姿勢と、この水平姿勢から傾斜する傾斜姿勢との間で揺動する。

図３は、上述した永電磁石１８の概要図である。

この永電磁石１８は、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とからなる電磁石とから構成される。コイル７３に電流が流れていない状態では、永電磁石１８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、ベース部材１９に固定された永電磁石１８が天板１１に吸着することにより制動力が生じ、天板１１の移動が制限されることになる。一方、オペレータが上述した操作ハンドル１４を押圧すること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、天板１１の移動が可能となる。

図４は、この発明に係るＸ線撮影装置の制御系を示すブロック図である。

このＸ線撮影装置は、論理演算を実行するＣＰＵ、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等を備え、装置全体を制御する制御部５０を備える。この制御部５０は、上述したＸ線照射部３１、フラットパネルディテクタ３２、操作ハンドル１４、ポテンショメータ２３、２６、モータ２７、４７および永電磁石１８と接続されている。また、この制御部５０は、フラットパネルディテクタ３２で検出されたＸ線に基づいてＸ線画像を表示する表示部５５と接続されている。この制御部５０は、後述するように、天板１１を水平姿勢と傾斜姿勢との間で揺動させるための傾斜制御部５１と、天板１１の移動に伴って天板１１を昇降させるための昇降制御部５２とを備えている。

次に、以上のような構成を有するＸ線撮影装置において、テーブル１０における天板１１上に被検者を載置した状態で、天板１１をその長手方向に移動させるフローティング動作について説明する。図５および図６は、天板１１を移動させるフローティング動作を示す説明図である。なお、これらの図においては、天板１１を、Ｘ線照射部３１からフラットパネルディテクタ３２に至るＸ線の軸線に向かう方向（図５および図６における左方向）に移動させる場合を示している。

テーブル１０における天板１１上に被検者を載置した状態で天板１１をその長手方向に移動させるときには、最初に、オペレータが操作ハンドル１４を押圧する。これにより、図３に永電磁石１８におけるコイル７３に電流が印加され、永久磁石７１の磁力をキャンセルする磁力が電磁石に発生することにより永久磁石７１の作用による制動力が解除され、天板１１の移動が可能となる。

この状態においてオペレータが操作ハンドル１４を操作して天板１１を図５に示す左方向に移動させる。天板１１が移動を開始すると、図２および図３に示すポテンショメータ２３が、天板１１が移動を開始したことと、その移動方向とを検出する。制御部５０における傾斜制御部５１は、ポテンショメータ２３からの信号を受け、天板１１を、天板１１の移動方向の先頭側（図５における左側）が低くなるような傾斜姿勢とする。より具体的には、傾斜制御部５１は、図２に示すモータ４７を回転させることでジャッキ４５におけるネジ部４６を回転させて、支持部材４４の端部に配設された軸４２とベース部材１９の端部に配設された軸４３との距離を大きくする。これにより、ベース部材１９が軸４１を中心に角度θだけ揺動し、これにより天板１１が傾斜姿勢となる。

天板１１が移動方向の先頭側が低くなる傾斜姿勢となったときには、オペレータが小さな力で天板１１を移動させることが可能となる。例えば、患者の体重が６０ｋｇ〜２５０ｋｇであり、天板１１とその付属物の総重量が１００ｋｇであった場合には、天板１１を水平方向から０．５度傾斜させた場合、０．８ｋｇ〜３ｋｇ程度、オペレータによる操作力が補助される。

ここで、天板１１が移動方向の先頭側が低くなる傾斜姿勢となった場合には、天板１１の移動方向の先頭側端部の高さ位置が低くなる。この場合、Ｘ線照射部３１やフラットパネルディテクタ３２の配置によっては、天板１１がこれらのＸ線照射部３１やフラットパネルディテクタ３２と衝突する可能性がある。このため、このＸ線撮影装置においては、昇降制御部５２の作用により、図５において実線で示すように、天板１１を傾斜姿勢とした時点で、図４に示すモータ２７の駆動により、天板１１をベース部材１９および支持部材４４とともに、距離Ｙだけ上昇させる構成を採用している。この距離Ｙは、図５に示す水平姿勢時の軸４１ａの位置と、傾斜姿勢時の軸４１の位置４１ｂとの距離と一致する。

この距離Ｙは、図５に示すように、天板１１の揺動の中心となる軸４１と天板１１の移動方向の先頭側端部との距離をＸ１としたとき、Ｙ＝Ｘ１・ｔａｎθとなる。これにより、天板１１の移動方向の先頭側端部の高さ位置を、傾斜姿勢となる前の高さ位置と一致させることが可能となる。なお、θが小さい場合には、ｔａｎθの代わりにｓｉｎθとしてもよい。

この状態から天板１１をさらに移動させ、天板１１が、図６において一点鎖線で示すＸ線照射部３１からフラットパネルディテクタ３２に至るＸ線の軸線に到達した後は、昇降制御部５２は、モータ２７の回転を制御することにより、上述した距離Ｙを天板１１の移動に伴って、順次小さくする。この距離Ｙは、図５に示す水平姿勢時の軸４１ａの位置と、傾斜姿勢時の軸４１の位置４１ｂとの距離と一致する。

このときの距離Ｙは、天板１１の揺動の中心となる軸４１とＸ線照射部３１からフラットパネルディテクタ３２に至るＸ線の軸線との距離をＸとしたとき、Ｙ＝Ｘ・ｔａｎθとなる。これにより、Ｘ線の軸線上を通過するときの天板１１の表面の高さ位置が一定となることから、傾斜した状態で天板１１を移動させた場合においても、被検者とＸ線照射部３１およびフラットパネルディテクタ３２との位置関係を一定に維持して、正確なＸ線撮影を実行することが可能となる。なお、θが小さい場合には、ｔａｎθの代わりにｓｉｎθとしてもよい。

天板１１が所望の位置まで移動すれば、オペレータは操作ハンドル１４を操作して天板１１を停止させる。このとき、ポテンショメータ２３が、天板１１の速度が予め設定した設定値以下となったことを検出すれば、制御部５０における傾斜制御部５１は、ポテンショメータ２３からの信号を受け、天板１１を水平姿勢に復帰させる。なお、この速度の設定値をゼロとして、天板１１が停止した時点で、天板１１を水平姿勢とする構成を採用してもよい。

なお、天板１１の移動中において、天板１１の移動速度が上述した設定速度より早い第２の設定速度となり、天板１１が過剰な速度で移動した場合においても、制御部５０における傾斜制御部５１は、ポテンショメータ２３からの信号を受け、天板１１を水平姿勢に復帰させる。これにより、天板１１がさらに加速されることを防止することが可能となる。なお、天板１１を停止する前に、傾斜制御部５１の制御により、一定の時間だけ天板１１を移動方向の先頭側が高くなる逆の傾斜姿勢とした後、水平姿勢に復帰させるようにしてもよい。このような構成を採用した場合には、より迅速に天板１１を減速させることが可能となる。

以上のように、この発明に係るＸ線撮影装置においては、天板１１を傾斜姿勢とすることにより、小さな力で天板１１の移動を開始することができ、また、天板１１の移動速度に基づいて天板１１を水平姿勢に復帰させることが可能となる。そして、天板１１の高さ位置を変更することにより、天板１１のＸ線照射部３１等との干渉を防止できるとともに、被検者とＸ線照射部３１およびフラットパネルディテクタ３２との位置関係を一定に維持して正確なＸ線撮影を実行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、天板１１の移動開始時に、天板１１を一定の角度θだけ傾斜させているが、天板１１の移動開始時には大きな角度だけ天板１１を傾斜させ、しかる後、天板１１の傾斜角度を小さくするように設定してもよい。また、天板１１の停止時において、傾斜制御部５１の制御により一定の時間だけ天板１１を移動方向の先頭側が高くなる逆の傾斜姿勢とした後、水平姿勢に復帰させることにより、天板１１をより容易に停止し得るようにしてもよい。

１０ テーブル
１１ 天板
１２ レール
１４ 操作ハンドル
１７ 直動ガイド
１８ 永電磁石
１９ ベース部材
２３ ポテンショメータ
２６ ポテンショメータ
２７ モータ
３１ Ｘ線照射部
３２ フラットパネルディテクタ
３３ Ｃ型アーム
４１ 軸
４３ 軸
４４ 支持部材
４５ ジャッキ
４７ モータ
５０ 制御部
５１ 傾斜制御部
５２ 昇降制御部
５５ 表示部

Claims (5)

1. Ｘ線照射部と、被検者を載置した状態で水平方向に移動可能な天板を有するテーブルと、前記Ｘ線照射部から照射され前記被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出器と、を備えたＸ線撮影装置において、
   前記天板を、水平方向を向く水平姿勢と、当該水平姿勢から傾斜する傾斜姿勢との間で揺動させる傾斜機構と、
   前記天板の移動方向と移動速度とを検出する検出器と、を備え、
   前記傾斜機構は、前記天板の移動開始時に、前記天板を当該天板の移動方向の先頭側が低くなるような傾斜姿勢とするとともに、前記天板の移動速度に基づいて、前記天板を前記傾斜姿勢から前記水平姿勢に復帰させることを特徴とするＸ線撮影装置。
2. 請求項１に記載のＸ線撮影装置において、
   前記傾斜機構は、前記天板の移動速度が設定値以下となったときに、前記天板を前記傾斜姿勢から前記水平姿勢に復帰させるＸ線撮影装置。
3. 請求項２に記載のＸ線撮影装置において、
   前記傾斜機構は、前記天板の移動速度が前記設定値より大きい第２設定値以上となったときに、前記天板を前記傾斜姿勢から前記水平姿勢に復帰させるＸ線撮影装置。
4. 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、
   前記天板を昇降させる昇降機構をさらに備え、
   前記天板が前記傾斜機構により傾斜姿勢となったときに、前記天板を上昇させるＸ線撮影装置。
5. 請求項４に記載のＸ線撮影装置において、
   前記昇降機構は、前記天板が前記傾斜機構により傾斜姿勢となった状態で前記Ｘ線照射部から前記Ｘ線検出器に至るＸ線の軸線上を通過するときに、前記Ｘ線照射部から前記Ｘ線検出器に至るＸ線の軸線上を通過する前記天板の表面の高さ位置が一定となるように、前記天板を昇降させるＸ線撮影装置。
   

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