JP2016189984A - 放射線撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 立位と臥位の両方の撮影に対応するには、立位用の放射線撮影装置と臥位用の放射線撮影装置の２種類をそれぞれ撮影室に設置するか、臥位に適した大きさの寝台を回転させる等の大型の装置を設置する必要がある。撮影スペースを余分に取る必要がある上に、起立した寝台は立位撮影で被検者の目前を覆うため、被検者に余分な負担をかける事になる。【解決手段】 本発明は、長手方向に複数の撮影部を有する長尺の架台を有する放射線撮像装置であって、前記架台は、床面に平行な水平形態と前記床面に垂直な直立形態とを有し、前記水平形態において長手方向の載置面積を拡張する補助板を有している。【選択図】 図１

Description

本発明は、放射線を用いた医療用画像診断装置、非破壊検査装置、分析装置などに応用される放射線撮像装置に関する。

近年の医療分野では、被検者に対する撮影として胸部、腹部などの単純撮影以外に躯体のゆがみや異常を把握するために全脊椎や全下肢を撮影するといった観察領域の尺が長い撮影（以下長尺撮影とする）に対する要望がある。この様な要望に応えるため、観察領域を複数の区画に分け、各区画に対して放射線を照射して得られた分割画像を結合して診断画像を得る手法や、大面積の放射線撮影装置もしくは複数の放射線撮影装置を並べて、一度の放射線曝写で診断画像を得る手法がある。

但し、いずれの撮影手法においても、放射線撮影装置は立位又は臥位のいずれかの姿勢をとった被検者を撮影する事に特化したものが多い。立位姿勢の被検者しか撮影できない放射線撮影装置は、立ち上がる事が困難な被検者に対して放射線撮影を行う事は被検者に多大な負担をかける事になる。また、臥位姿勢の被検者しか撮影できない放射線撮影装置では、立位姿勢での撮影画像で診断する医師の要望に応える事が困難になる。

特許文献１には放射線発生源の撮影方向を回転させる事で立位用の放射線撮影装置と臥位用の放射線撮影装置の両方に対応できる放射線撮影システムが提案されている。特許文献２では被検者が横臥する寝台を回転させる事で立位にも臥位にも対応できる放射線撮影装置が提案されている。

特開２０１３−１３２４０８公報 特開２０１４−６８９８６公報

しかしながら、特許文献１の構造では、立位用の放射線撮影装置と臥位用の放射線撮影装置の２種類を撮影室に設置しておく必要があり、撮影室には放射線撮影装置２台分の設置面積を要する。特許文献２のシステムにおいては１台分の設置面積で対応する事が可能であるが、回転させる寝台は被検者を横臥させるのに十分な面積を有するほどの放射線撮影部よりも大きいものである。このような大型の寝台を寝台の略中心部を軸に回転するため、放射線撮影システムが未使用の時でも、撮影室には寝台の水平方向にも上下方向にも余分にスペースを確保する事が求められる。さらには、このような大型の寝台をそのまま立位用に起立させた場合、被検者が寝台と向き合って立位姿勢を保持する事は顔を塞ぐように寝台が起立しているため困難である。

上記課題に鑑み、本発明は、長尺撮影が可能な撮影面積を有する放射線撮像装置を余分なスペースを設けることなく設置可能とし、被検者に負担をかける事なく立位も臥位も両方の姿勢で撮影可能とする放射線撮像装置を提供する事を目的とする。

本発明の放射線撮像装置は、長手方向に複数の撮影部を有する長尺の架台を有する放射線撮像装置であって、前記架台は、床面に平行な水平形態と前記床面に垂直な直立形態とを有し、前記水平形態において長手方向の載置面積を拡張する補助板を有していることを特徴とする。

本発明によれば、長尺撮影用の放射線撮像装置において、一つの架台で立位と臥位の両方の撮影に対応する事が可能となる。

第１実施形態に係る放射線撮像装置の構成を示す模式図。 第２実施形態に係る放射線撮像装置の構成を示す模式図。 第３実施形態に係る放射線撮像装置の構成を示す模式図。 第４実施形態に係る放射線撮像装置の構成を示す模式図。 第５実施形態に係る放射線撮像装置の構成を示す模式図。 第６実施形態に係る放射線撮像装置の構成を示す模式図。 第７実施形態に係る放射線撮像装置の構成を示す模式図。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、実施形態を通じて同一の構成要素には同一の参照符号を付している。

（第１実施形態）
図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る長尺撮影用放射線撮像装置の構成を説明する。

図１（ａ）は、被検者を立位で撮影する撮像装置の例を示す。本実施形態では、３つの撮影部２が、長尺の架台１の長手方向に並べて納められている。被検者３の全脊椎又は全下肢を１回の曝写で撮影できるように、架台１の内部には複数の撮影部２を並べる事によって長尺撮影に対応した構成になっている。立位姿勢の被検者３は、床面に垂直な直立形態の架台１に向き合って接触するように起立している。放射線源４は、被検者３が立っている方向から曝写方向が撮影部２と正面から向き合うように設置されている。架台１に接続されている補助板５は、被検者３の目の前を塞がないように折り畳まれている。なお、補助板５は略垂直方向に起立している保持支柱６とも接続されているため、架台１は保持支柱６に沿って略垂直状態になるように起立して支持される。このような構成にする事によって、立位姿勢で起立している被検者３に向かって放射線源４から放射線を曝写し、立位撮影における被検者３の長尺撮影の画像情報を取得することができる。

図１（ｂ）は、架台１を直立形態から水平形態へ変化させる切り替え動作を示す。この変化の過程で、車輪１１は、架台１の下端部を床面上で、保持支柱６から離れるように略水平方向にスライド移動させる。関節軸５１は、架台１と補助板５とを連結し、補助板５を折り畳み及び展開する。スライド機構６１は、補助板５を、保持支柱５に沿って、回転させながら略垂直方向に移動させる。架台１を臥位撮影用に略水平方向へ変形させるために、車輪１１を回転させながら架台１の下部を保持支柱６の前方へ引き出す。この時、補助板５はスライド機構６１によって保持支柱５の下方へスライドしながら、関節軸５１によって架台１から展開される。

図１（ｃ）は、被検者を臥位で撮影する撮像装置の例を示す。架台１が、床面に平行な水平形態の時、補助板５は架台１と略均一平面内に水平に展開された状態で接続される。この形態によって、架台１は、長手方向の載置面積が拡張され、被検者３は補助板５が接続された架台１の上に、頭部から脚部まで載置可能な状態で横臥する事ができる。被検者３が架台１に横臥した状態で放射線源４を被検者３の上部に設置し、被検者３に向けて放射線を曝写する事で、臥位撮影における被検者３の長尺撮影の画像情報を取得することができる。

架台１を保持支柱６の前方へ引き出す構造とする事によって、保持支柱６の背面側直近に撮影室の壁を背負うようにして、撮像装置を設置する事が可能となる。また、臥位撮影終了後に立位撮影を行う際には、図１（ａ）〜図１（ｃ）の手順を逆にすれば良く、補助板５を架台１に対して折り畳みながら、補助板５を保持支柱６に沿って引き上げていけばよい。架台１は補助板５に引き上げられながら車輪１１によって保持支柱６に向かってスライド移動しながら立ち上がり略垂直方向へ起立する。このような作業によって、臥位撮影の形態から立位撮影の形態へ変形する事が可能となる。

本実施形態によれば、立位撮影と臥位撮影において、それぞれ被検者３に負担をかけない最適な形態へ変形する長尺撮影用の放射線撮像装置を提供する事が可能となる。また、撮影室の壁際に撮像装置を設置する事が可能であるため、撮影室における設置面積を省スペース化する事が可能となる。

（第２実施形態）
図２を参照して、本発明の第２実施形態に係る長尺撮影用放射線撮像装置の構成を説明する。

図２（ａ）は、架台１を、直立形態から水平形態へ変化させる力を制御する、力調整部としてのバネ機構を追加した例を示す。臥位撮影のために架台１を保持支柱６の前方に向かって引き出す際、補助板５は関節部５１を軸として回動し、架台１から展開する。この展開作業の途中では、架台１と補助板５には重力によって鉛直下方向に荷重Ｆｍが作用しており、作業者はこの荷重Ｆｍを保持しながら作業を行う。しかし、荷重Ｆｍを保持しながら展開作業を行う事は、作業者にとって負担になるばかりでなく、作業者が意図しない速度で架台１が落下し、急激に展開動作が行われる可能性もある。そこで、図２（ａ）に示すように、補助板５は関節部５１を介して架台１に接続されているが、これに加えて引っ張りばね５２を介して接続される構造としてもよい。引っ張りばね５２を介して補助板５と架台１を接続する事によって、この展開作業中には補助板５が折り畳まれる方向に引っ張り力Ｆｋが作用する。関節部５１を軸に、荷重Ｆｍによって架台１と補助板５を展開する方向に作用するモーメントと、引っ張り力Ｆｋによって架台１と補助板５折り畳む方向に作用するモーメントが釣り合うように、引っ張りばね５２のばね定数と接続部を調整する。このように調整する事によって、作業者は展開作業中に荷重Ｆｍを保持せずに負担無く作業する事が可能となる。また、この引っ張りばね５２は臥位撮影から立位撮影へ変形される際にも作用する。立位撮影用に架台１を補助板５と折り畳みながら引き上げる際にも、作業者は重力による荷重Ｆｍを保持しながら作業する事になる。しかし、展開作業時と同様に引っ張りばね５２が架台１と補助板５を折り畳むように引っ張り力Ｆｋが作用し、引っ張り力Ｆｋによるモーメントが荷重Ｆｍによる展開モーメントと釣り合っていれば、作業者は荷重Ｆｍを保持せずに架台１を折り畳む事が可能となる。

図２（ｂ）は、力調整部として、カウンターウェイトを追加した例を示す。補助板５又はスライド機構６１にワイヤー６２を介して重り６４と接続してもよい。保持支柱６の頂上近傍にプーリ―６３が設けられており、補助板５又はスライド機構６１に接続されたワイヤー６２はプーリ―６３を経由して重り６４に接続されている。重り６４はワイヤー６２によって保持支柱６の頂上付近から吊り下げられるような構造となっており、保持支柱６にそって上下にスライド可能となっている。作業者が展開作業を行う際、架台１と補助板５には重力による荷重Ｆｍが作用して作業者に負担をかけるが、重り６４に重力による荷重Ｆｇが作用し、ワイヤー６２を介して架台１と補助板５を釣り上げる方向に力が作用する。この重り荷重Ｆｇによる釣り上げ力が架台１及び補助板５の荷重Ｆｍと釣り合うように調整する事によって、作業者は展開作業中に荷重Ｆｍを保持せずに負担無く作業する事が可能となる。また、この荷重Ｆｇによる釣り上げ力は臥位撮影から立位撮影へ変形される際にも作用する。立位撮影用に架台１を補助板５と折り畳みながら引き上げる際にも、作業者は重力による荷重Ｆｍを保持しながら作業する事になる。しかし、展開作業時と同様に重り荷重Ｆｇによる釣り上げ力が架台１と補助板５を引き上げるように作用し、荷重Ｆｍと釣り合っていれば、作業者は荷重Ｆｍを保持せずに架台１を折り畳む事が可能となる。

図２（ｃ）は、力調整部として、アクチュエータ６５を追加した例を示す。ワイヤー６２の一方は、補助板５もしくはスライド機構６１を介して架台１に接続されており、もう一方でアクチュエータ６５に接続され巻き取られている。アクチュエータ６５はコントローラー６６と有線もしくは無線で通信可能となっており、コントローラー６６から送信される信号によって回転する。コントローラーから信号が送信されていない状態では、アクチュエータは回転せず、制動力が作用している。ワイヤー６２は架台１及び補助板５から常に重力による荷重Ｆｍの作用を受けているが、アクチュエータ６５の制動力が荷重Ｆｍと釣り合う事で、架台１及び補助板５の位置を保持する状態になっている。ここで、作業者が臥位撮影をするためには、コントローラーを操作し、アクチュエータを回転させればよい。アクチュエータを反時計回りに回転させ、ワイヤー６２を引き出すように動作させる。架台１及び補助板５に作用する重力で荷重Ｆｍが鉛直下向き方向に常に作用しているため、アクチュエータを回転させた分だけ架台１と補助板５は展開動作を行うため、作業者に負担無く変形させる事が可能となる。立位撮影を行う際には、反対にアクチュエータ６５が時計回りになるように、コントローラー６６を操作する。アクチュエータを時計回りに回転させ、ワイヤー６２を巻き取るように動作させる。ワイヤー６２を巻き取る力Ｆａが架台１及び補助板５に作用する荷重Ｆｍより大きくなるようにアクチュエータの力を大きくする事で、架台１及び補助板５は折り畳み動作を行いながら引き上がっていく。この動作によって作業者に負担無く立位撮影の形態に変形させる事が可能となる。

本実施形態によれば、補助的な力を作用させる事によって、作業者が展開、折り畳み作業の負担を軽減する事を特徴とする。また、本実施形態の各々の構造は、単独で用いても良いし、この内の２つないし全ての構造を併用しても良い。

（第３実施形態）
図３を参照して、本発明の第３実施形態に係る長尺撮影用放射線撮像装置の構成を説明する。

図３（ａ）は、立位撮影で持ち手を有する撮像装置の例を示す。被検者３を立位姿勢で撮影する様子を示しているが、架台１の側部の両面には持ち手７が設けられている。被検者３は、この持ち手７を把持して両腕で自身の体重を保持する事で立位姿勢を保つ事を補助する事が可能となる。

図３（ｂ）は、臥位撮影で柵を有する撮像装置の例を示す。臥位の撮影では持ち手７が被検者３の両側に配置される構造となっても良い。長尺の臥位の撮影では被検者３は、架台１及び補助板５の上に横臥する。但し、被検者３が姿勢を変更する際や、撮影部２の位置を調整しようと動いた際には、架台１又は補助板５の載置面からはみ出す可能性がある。そこで、持ち手７を被検者３の両側に配置する事で被検者３のはみ出し防止の柵とする事が可能となる。また、図３（ｃ）に示すように、臥位撮影を行う前に被検者３が架台１の上に載る際には、持ち手７が被検者３の搭乗動作の妨げにならないように、折り畳める構造となっても良い。このような構造とする事によって、被検者３は簡易に架台１の上に搭乗する事が可能となる。

図３（ｄ）は、変形作業で持ち手を利用する作業者の様子を示す。作業者３１が持ち手７を持って変形作業を行うようにしてもよい。作業者３１が立位形態から臥位形態もしくは臥位形態から立位形態へ変形させる際、架台１及び補助板５には常に重力による荷重Ｆｍが作用しており、作業者３１はこれを保持しながら作業する必要がある。そこで、持ち手７を作業者３１が把持できる場所に配置し、荷重Ｆｍを釣り上げるのに十分な強度を保つ材質、例えば鉄やステンレス、もしくはアルミニウムの様な金属材料によって構成され、作業者３１が把持しやすい形状、例えばパイプや棒の曲げ形状にする。持ち手７を以上の様な構成にする事によって、作業者３１は持ち手７を把持して変形作業を行う事が可能となり、作業性が向上する。

（第４実施形態）
図４を参照して、本発明の第４実施形態に係る長尺撮影用放射線撮像装置の構成を説明する。

図４（ａ）、（ｂ）は、上下動機構を有する臥位撮影での撮像装置の例を示す。被検者３に対して臥位撮影を行う形態で、上下動支持部８は、架台１を支持する。この例ではパンタグラフ機構による上下動機構を示しているが、入れ子式のテレコスピック機構であっても良い。臥位姿勢で被検者３が架台１に搭乗するにあたって、被検者３が足腰の弱い老人や足腰に疾患や負傷個所がある場合には、図４（ａ）に示すように、架台１の高さは低ければ低い方が搭乗する負担が小さくなる。但し、撮影部２を内蔵した架台１の高さは、撮影においては放射線源１との距離は一定に保たれている必要があるため、図４（ｂ）に示すように、被検者３が搭乗した後には高さを上げて放射線源４との距離を調整する必要がある。

図４（ｃ）、（ｄ）は、上下動機構Ａ部の例を示す。上下動機構８の一方にスライド機構８１を設ける。スライド機構８１は上下動機構の一方の端部を架台と略水平方向に限定してスライド可能な構造となっている。そして、このスライド機構８１には雌ねじ部が設けられており、この雌ねじ部にはスピンドル８２の片端が挿入されている。スピンドル８２のもう一端はアクチュエータ８３に接続されており、アクチュエータ８３によってスピンドル８２は回転する。スピンドル８２の回転を受けてスライド機構８１は架台に沿った略水平方向で移動するため、上下動機構８は架台１を上下させる事が可能となる。したがって作業者はアクチュエータ―を動作させるコントローラー８４を操作する事によって、架台１を上下させる事が可能となる。又は、図４（ｄ）に示すように、スライド機構８１に油圧ジャッキ８３を接続してもよい。作業者は油圧ジャッキ８３のレバーを上下に動作させる事によって上下動機構８を動かし、架台１を上下に動作させる事が可能となる。また、いずれの場合においても、図示はしてないが、上下動機構８には架台１の下限を決めるストッパーを備えている事が望ましい。架台１や上下動機構８が建屋の床面との段差と干渉する事や作業者の足と干渉する事を回避する事が可能となる。

（第５実施形態）
図５を参照して、本発明の第５実施形態に係る長尺撮影用放射線撮像装置の構成を説明する。

図５（ａ）は、立位撮影での撮影部位置調整機構の例を示す。スライド部２１は、架台１に設けられたスライダレール１２に沿って、撮影部２を長手方向にスライドさせる。立位撮影の形態において作業者はスライド部２１をスライダレール１２に沿って移動させる事により、撮影部２の位置を略垂直方向に移動させる事が可能となる。また、撮影部２及びスライド部２１は重力によって荷重を受けるが、ストッパー２２をスライダレール２１に噛み合わせる事によって任意の位置でスライド部を止める事が可能となる。なお、ストッパー２２はバネによる押し付けでスライダレール１２に摩擦力で静止させてもよく、ストッパー２２を磁石にして磁性体で構成されたスライダレール１２と磁力で静止させてもよい。以上の様な構造とする事によって、被検者３の立位撮影に必要な撮影部位と撮影部２の上下位置が一致していない場合には、被検者３の位置を上下に移動させる事なく、撮影部２の位置だけを移動させる事によって、簡易に位置調整する事が可能となる。

図５（ｂ）は、臥位撮影での撮影部位置調整機構の例を示す。撮影部２を内蔵したスライド部２１は、架台１に設けられたスライダレール１２に沿って移動させる事が可能である。臥位撮影の形態においては、略水平方向に撮影部２を移動させる事が可能となる。図５（ａ）の場合と同様に、ストッパー２２によって、スライド部２１の位置を静止させる事も可能である。以上の様な構造とする事によって、被検者３の臥位撮影に必要な撮影部位と撮影部２の水平位置が一致していない場合には、被検者３の位置を移動させる事なく、撮影部２の位置だけを移動させる事によって、簡易に位置調整する事が可能となる。さらに、補助板５にもスライダレール５３を設ける事により、スライド部２１の移動範囲を拡張させる事が可能となり、これに合わせて撮影部２の位置調整範囲が広がる事になる。また、臥位撮影においては、被検者３が横臥する架台１と撮影部２を分離させる事で、被検者３の体重が撮影部２にかかる事を回避させる事が可能となる。

（第６実施形態）
図６を参照して、本発明の第６実施形態に係る長尺撮影用放射線撮影装置の構成を説明する。

図６（ａ）は、立位撮影する撮影装置の例を示す。架台１は、複数の関節を有するリンク機構で構成される支持脚９によって略垂直方向に起立している。被検者３は、架台１に向き合って接触するように起立している。放射線源４は、被検者３が立っている方向から放射線曝写方向が架台１と正面から向き合うように設置されている。補助板５は、架台１と支持脚９とに接続され、架台１の背面に配置されているスライドレール５４に沿ってスライド可能な構造となっている。このような構成にする事によって、立位姿勢で起立している被検者３に向かって放射線源４から放射線を曝写し、立位撮影における被検者３の長尺撮影の画像情報を取得することができる。

図６（ｂ）は、架台１を直立形態から水平形態へ変化させる切り替え動作を示す。架台１を臥位撮影用に略水平方向へ変形させるために、支持脚９のリンク機構を動作させ、架台１の下部を前方に押し出すように回転させる。この時、補助板５は支持脚９のリンク機構によってスライドレール５４に沿ってスライドしながら上部へ押し出される。そして、図６（ｃ）に示すように、架台１が略水平方向に設置された時、補助板５は架台１と略均一平面内に水平に展開された状態で接続される。この形態によって、架台１は、長手方向の載置面積が拡張され、被検者３は補助板５が接続された架台１の上に、頭部から脚部まで載置可能な状態で横臥する事が可能となる。被検者３が架台１に横臥した状態で放射線源４を被検者３の上部に設置し、被検者３に向けて放射線を曝写する事で、臥位撮影における被検者３の長尺撮影の画像情報を取得する。

なお、補助板５は必ずしもリンク機構９と接続されている必要はない。作業者が手動で引き出して架台１と接続する構造であっても良い。

また、図６（ｄ）に示すように、補助板５に挿入突起５５を設け、架台１の端部に設けたアタッチメント穴部１３に差し込んで架台１と補助板５を接続する構造としても良い。この嵌め込み構造は架台１と補助板５の挿入突起と穴の関係が逆になっても良い。また、アタッチメント構造は嵌め込み式だけでなく、ネジ類を用いた締結構造としてもよい。

（第７実施形態）
図７を参照して、本発明の第７実施形態に係る長尺撮影用放射線撮像装置の構成を説明する。

図７（ａ）は、臥位撮影する撮像装置の例を示す。架台１の足元側から補助板１４が引き出せる構造となっても良い。被検者３の体格が架台１の面積よりも大きすぎる場合や、必要な撮影部位と撮影部２との位置関係によっては補助板５との接続で載置面積が広がった架台１の上から、さらに体の一部がはみ出る可能性もあり、被検者３に負担をかける要因となる。そこで補助板１４を架台１の足元側から引き出す事によって載置面積をさらに拡大し、被検者３の全身を搭載する事が可能となるため、被検者３の負担を低減できる。補助板１４は架台１の内部からスライド引き出しする構造となっているが、架台１の内部ではなく外部の裏面から引き出せる構造となってもよい。

また、図７（ｂ）に示すように、補助板１４が関節部を有する折り畳み構造となっていて、展開する構造となっても良い。

以上のような構成にする事で、被検者３の体格や撮影部位によらず、被検者３の全身を架台の上に搭載する事が可能となる。

１ 架台
２ 撮影部
４ 放射線源
５ 補助板
６ 保持支柱

Claims (7)

1. 長手方向に複数の撮影部を有する長尺の架台を有する放射線撮像装置であって、
   前記架台は、床面に平行な水平形態と前記床面に垂直な直立形態とを有し、
   前記水平形態において長手方向の載置面積を拡張する補助板を有していることを特徴とする放射線撮像装置。
2. 前記架台を支持する支柱を有し、
   前記補助板は、前記架台の、前記直立形態から前記水平形態への変化の過程で、前記支柱に沿って回転しながら移動することにより、前記水平形態において、前記架台の長手方向に沿って配置されることを特徴とする請求項１記載の放射線撮像装置。
3. 前記架台は、前記架台の下端部が前記支柱から離れる方向に移動することにより、前記直立形態から前記水平形態へ変化することを特徴とする請求項２記載の放射線撮像装置。
4. 前記架台を前記直立形態から前記水平形態へ変化させる力を制御する力調整部を有することを特徴とする請求項３記載の放射線撮像装置。
5. 前記架台が前記直立形態のとき、被検者が前記架台に沿って立位姿勢を保持するための持ち手が、前記架台の側部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の放射線撮像装置。
6. 前記撮影部を前記架台の長手方向にスライドさせるスライド部を有することを特徴とする請求項１記載の放射線撮像装置。
7. 長手方向に複数の撮影部を有する長尺の架台と、前記架台を支持する支持脚とを有する放射線撮像装置であって、
   前記架台は、立位での撮影に対応した直立形態と、臥位での撮影に対応した水平形態とを有し、
   前記支持脚に接続され、前記架台の背面をスライドすることにより、前記水平形態において長手方向の載置面積を拡張する補助板を有していることを特徴とする放射線撮像装置。

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