JP2020051805A - Ｘ線可動絞りおよびｘ線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機構の簡素化および小型化を図るとともに、姿勢変化があっても開閉範囲のずれが少ないＸ線可動絞りおよびＸ線照射装置を提供すること。【解決手段】本発明の一態様は、Ｘ線照射範囲を所定の軸方向に調整する可動制限機構を備えたＸ線可動絞りである。このＸ線可動絞りにおいて、可動制限機構は、前記軸方向に互いに接近および離反する第１可動制限羽根および第２可動制限羽根と、中央部を回転中心として揺動可能に設けられた揺動アームと、揺動アームの一端側と、第１可動制限羽根との間に接続された第１リンク部と、揺動アームの他端側と、第２可動制限羽根との間に接続された第２リンク部と、を備える。この揺動アームの揺動によって第１リンク部および前記第２リンク部を互いに逆方向に移動させることにより、第１可動制限羽根および第２可動制限羽根の前記軸方向への接近および離反を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線照射範囲を調整するためのＸ線可動絞りおよびそのＸ線可動絞りを用いたＸ線照射装置に関する。

Ｘ線撮影装置によってＸ線撮影を実行する際、患者に対して過度のＸ線被ばくを与えないようにするために、Ｘ線可動絞りを用いたＸ線照射範囲の調整が行われる。従来のＸ線可動絞りとして、例えば特許文献１には、Ｘ線照射範囲を調整するための可動制限羽根と、可動制限羽根で制限されたＸ線照射範囲を照光するための照光器とを備えた構成が開示されている。

このＸ線可動絞りにおいて、可動制限羽根は、Ｘ線照射範囲を互いに直交するｘ方向およびｙ方向に調整するために、ｘ方向に移動する第一の可動制限羽根と、ｙ方向に移動する第二の可動制限羽根とを備えている。さらに、第一の可動制限羽根を動作させる第一の回転軸と、第二の可動制限羽根を動作させる第二の回転軸とを備えている。第一の回転軸および第二の回転軸におけるそれぞれの先端には操作ツマミが取り付けられている。

また、特許文献２〜５には、Ｘ線照射範囲をｘ方向およびｙ方向に調整するため、ｘ方向およびｙ方向のそれぞれに可動制限羽根を平行移動させるＸ線可動絞りが開示されている。

特開２００９−０１８２０８号公報 特開平０７−１４８１５９号公報 特開２００８−１１４０８３号公報 特開２００２−１３９５９７号公報 特開２００３−２２５２３５号公報

Ｘ線可動絞りにおいて、可動制限羽根が円弧上に可動する構成では、可動制限羽根の可動範囲が横方向（ｘ方向またはｙ方向）のみならず高さ方向にも影響する。また、可動制限羽根の開閉範囲を広くとりたい場合、円弧を大きくする必要があり、装置全体の高さや幅が大きくなってしまう。しかも、回転軸から離れた位置に鉛を含む可動制限羽根が設けられていると、大きな回転トルクが必要になるとともに、Ｘ線可動絞りの姿勢が変化した場合に可動制限羽根の自重によって開口範囲がずれやすくなる。

この点、可動制限羽根がｘ方向およびｙ方向に平行移動する機構では、上記のような問題は発生しにくい。しかし、ｘ方向２枚、ｙ方向２枚の合計４枚の可動制限羽根をベルトによって独立して駆動する構成では、可動制限羽根の位置を保持するために高トルクのモータが必要になる。例えば、Ｘ線可動絞りが傾斜した場合でも可動制限羽根の自重に対抗できるモータトルクが必要になる。また、ベルトによって駆動力を伝達する構成では、ベルトの弾性によって可動制限羽根の位置制御の直線性を得にくい。

また、ラックおよびピニオンを利用して２枚の可動制限羽根を連動させる構成では、歯車のバックラッシュがそれぞれの可動制限羽根の位置ずれに影響を及ぼす。

駆動系においてモータから可動制限羽根までの間に数多くの動力伝達機構が介在すると、モータの回転数と可動制限羽根による開口範囲の変化との直線性の悪化を招きやすく、開口範囲の調整が難しくなる。

本発明は、機構の簡素化および小型化を図るとともに、姿勢変化があっても開閉範囲のずれが少ないＸ線可動絞りおよびＸ線照射装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、Ｘ線照射範囲を所定の軸方向に調整する可動制限機構を備えたＸ線可動絞りである。このＸ線可動絞りにおいて、可動制限機構は、前記軸方向に移動可能な可動制限羽根と、中央部を回転中心として揺動可能に設けられた揺動アームと、揺動アームの一端側と、可動制限羽根との間に接続されたリンク部と、揺動アームの他端側に設けられたカウンタウェイトと、を備える。

このような構成によれば、揺動アームの揺動によって可動制限羽根およびカウンタウェイトが軸方向に互いに逆方向に動作する。この際、揺動アームの一端側および他端側に加わる力を互いに相殺することができ、可動制限羽根の動作において自重の影響を受けにくくなる。

また、本発明の他の一態様は、Ｘ線照射範囲を所定の軸方向に調整する可動制限機構を備えたＸ線可動絞りである。このＸ線可動絞りにおいて、可動制限機構は、前記軸方向に互いに接近および離反する第１可動制限羽根および第２可動制限羽根と、中央部を回転中心として揺動可能に設けられた揺動アームと、揺動アームの一端側と、第１可動制限羽根との間に接続された第１リンク部と、揺動アームの他端側と、第２可動制限羽根との間に接続された第２リンク部と、を備える。この揺動アームの揺動によって第１リンク部および第２リンク部を互いに逆方向に移動させることにより、第１可動制限羽根および第２可動制限羽根の前記軸方向への接近および離反を行う。

このような構成によれば、揺動アームを揺動させることで、第１可動制限羽根および第２可動制限羽根の２つの可動制限羽根を連動させ、互いに逆方向へ平行移動できるようになる。このため、揺動アームの角度を設定するだけで２つの可動制限羽根による開口範囲を正確に調整できる。

上記Ｘ線可動絞りにおいて、揺動アームの一端側に加わるモーメントは、揺動アームの他端側に加わるモーメントと実質的に等しいことが好ましい。これにより、揺動アームの揺動によって第１可動制限羽根および第２可動制限羽根が軸方向に互いに接近および離反する動作において、揺動アームの一端側および他端側に加わる力がバランスすることになる。

本発明の他の一態様は、Ｘ線照射範囲を互いに直交するｘ軸方向およびｙ軸方向に調整するために、ｘ軸可動制限機構およびｙ軸可動制限機構を備えたＸ線可動絞りである。
上記Ｘ線可動絞りにおいて、ｘ軸可動制限機構は、ｘ軸方向に互いに接近および離反する第１ｘ軸可動制限羽根および第２ｘ軸可動制限羽根と、中央部を回転中心として揺動可能に設けられたｘ軸揺動アームと、ｘ軸揺動アームの一端側と、第１ｘ軸可動制限羽根との間に接続された第１ｘ軸リンク部と、ｘ軸揺動アームの他端側と、第２ｘ軸可動制限羽根との間に接続された第２ｘ軸リンク部と、を備える。

このｘ軸揺動アームの揺動によって第１ｘ軸リンク部および第２ｘ軸リンク部を互いに逆方向に移動させることにより、第１ｘ軸可動制限羽根および第２ｘ軸可動制限羽根のｘ軸方向への接近および離反を行う。

さらに、上記Ｘ線可動絞りにおいて、ｙ軸可動制限機構は、ｙ軸方向に互いに接近および離反する第１ｙ軸可動制限羽根および第２ｙ軸可動制限羽根と、中央部を回転中心として揺動可能に設けられたｙ軸揺動アームと、ｙ軸揺動アームの一端側と、第１ｙ軸可動制限羽根との間に接続された第１ｙ軸リンク部と、ｙ軸揺動アームの他端側と、第２ｙ軸可動制限羽根との間に接続された第２ｙ軸リンク部と、を備える。

このｙ軸揺動アームの揺動によって第１ｙ軸リンク部および第２ｙ軸リンク部を互いに逆方向に移動させることにより、第１ｙ軸可動制限羽根および第２ｙ軸可動制限羽根のｙ軸方向への接近および離反を行う。

このような構成によれば、ｘ軸揺動アームを揺動させることで、第１ｘ軸可動制限羽根および第２ｘ軸可動制限羽根の２つのｘ軸可動制限羽根を連動させ、互いにｘ軸に沿った逆方向へ平行移動できるようになる。また、ｙ軸揺動アームを揺動させることで、第１ｙ軸可動制限羽根および第２ｙ軸可動制限羽根の２つのｙ軸可動制限羽根を連動させ、互いにｙ軸に沿った逆方向へ平行移動できるようになる。このため、ｘ軸揺動アームおよびｙ軸揺動アームの角度を設定するだけで４つの可動制限羽根による開口範囲を正確に調整できる。

上記Ｘ線可動絞りにおいて、ｘ軸揺動アームの一端側に加わるモーメントは、ｘ軸揺動アームの他端側に加わるモーメントと実質的に等しく、ｙ軸揺動アームの一端側に加わるモーメントは、ｙ軸揺動アームの他端側に加わるモーメントと実質的に等しいことが好ましい。

これにより、ｘ軸揺動アームの揺動によって第１ｘ軸可動制限羽根および第２ｘ軸可動制限羽根がｘ軸方向に互いに接近および離反する動作において、ｘ軸揺動アームの一端側および他端側に加わる力がバランスすることになる。また、ｙ軸揺動アームの揺動によって第１ｙ軸可動制限羽根および第２ｙ軸可動制限羽根がｙ軸方向に互いに接近および離反する動作において、ｙ軸揺動アームの一端側および他端側に加わる力がバランスすることになる。

上記Ｘ線可動絞りにおいて、ｘ軸可動制限機構およびｙ軸可動制限機構を支持する支持板と、この支持板と、第１ｘ軸可動制限羽根、第２ｘ軸可動制限羽根、第１ｙ軸可動制限羽根および第２ｙ軸可動制限羽根によって構成されるＸ線調整開口と、の間に設けられたＸ線漏洩防止筒と、をさらに備えていてもよい。これにより、装置内部である支持板とＸ線調整開口との間にＸ線漏洩防止筒が設けられ、効果的にＸ線の漏洩や不要な反射を防止できる。

本発明の他の一態様は、対象物にＸ線を照射するＸ線照射装置であって、Ｘ線を発生するＸ線発生部と、Ｘ線発生部から発生するＸ線のＸ線照射範囲を調整する上記Ｘ線可動絞りと、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、機構の簡素化および小型化を図るとともに、姿勢変化があっても開閉範囲のずれが少ないＸ線可動絞りおよびＸ線照射装置を提供することが可能になる。

本実施形態に係るＸ線可動絞りの構成を例示する斜視図である。 本実施形態に係るＸ線可動絞りの構成を例示する斜視図である。 本実施形態に係るＸ線可動絞りの分解斜視図である。 本実施形態に係るＸ線可動絞りの断面図である。 可動制限羽根の動作を例示する模式斜視図である。 可動制限羽根の動作を例示する模式斜視図である。 可動制限羽根の動作を例示する模式斜視図である。 他の駆動例を示す模式斜視図である。 カウンタウェイトを適用した例を示す模式斜視図である。 カウンタウェイトを適用した例を示す模式斜視図である。 （ａ）および（ｂ）は、Ｘ線照射装置を例示する図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。

（Ｘ線可動絞りの構成）
図１および図２は、本実施形態に係るＸ線可動絞りの構成を例示する斜視図である。
図１にはＸ線調整開口Ｈが開いている状態が示され、図２にはＸ線調整開口Ｈが閉じている状態が示される。
すなわち、本実施形態に係るＸ線可動絞り１は、Ｘ線の照射経路上に配置され、Ｘ線の照射範囲を調整する絞りとして機能するものである。

本実施形態に係るＸ線可動絞り１は、Ｘ線照射範囲を互いに直交するｘ軸方向およびｙ軸方向に調整するために、ｘ軸可動制限機構１０およびｙ軸可動制限機構２０を備える。ｘ軸可動制限機構１０は、ｘｙ平面に拡がるＸ線の照射範囲のうちｘ軸方向の照射範囲を調整する機構である。また、ｙ軸可動制限機構２０は、Ｘ線の照射範囲のうちｙ軸方向の照射範囲を調整する機構である。

ｘ軸可動制限機構１０は、第１ｘ軸可動制限羽根１１、第２ｘ軸可動制限羽根１２、ｘ軸揺動アーム１５、第１ｘ軸リンク部１６および第２ｘ軸リンク部１７を備える。
第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２は、ｘ軸方向に互いに接近および離反するよう設けられる。第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２のそれぞれはＸ線を透過しにくい材料（例えば、鉛や鉛を含む材料）によって構成され、略矩形に設けられている。

第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２は、それぞれｘ軸に沿って平行移動可能に設けられる。例えば、ｘ軸沿って延在する平行な２本のｘ軸ガイドレール１８１が設けられ、これらのｘ軸ガイドレール１８１に沿って移動可能なスライダ１９１に第１ｘ軸可動制限羽根１１が取り付けられ、スライダ１９２に第２ｘ軸可動制限羽根１２が取り付けられる。第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２はスライダ１９１およびスライダ１９２にガイドされ、ｘ軸方向に平行移動することになる。

第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２の互いの間隔が狭くなればＸ線のｘ軸方向の照射範囲が狭くなり、広くなればＸ線のｘ軸方向の照射範囲が広くなる。第１ｘ軸可動制限羽根１１と第２ｘ軸可動制限羽根１２とが閉じている状態ではＸ線は透過しない。

ｘ軸揺動アーム１５は、中央部１５０を回転中心としてｘｙ平面に沿って揺動可能に設けられる。ｘ軸揺動アーム１５の一端１５１側と、第１ｘ軸可動制限羽根１１との間には第１ｘ軸リンク部１６が接続される。また、ｘ軸揺動アーム１５の他端１５２側と第２ｘ軸可動制限羽根１２との間には第２ｘ軸リンク部１７が接続される。

ｘ軸揺動アーム１５、第１ｘ軸リンク部１６および第２ｘ軸リンク部１７のそれぞれの関節部はベアリングを介して連結される。これにより、関節部をスムーズに動かすことができるとともに、関節部でのがたつきを抑制して動作の直線性を向上させることができる。

ｘ軸可動制限機構１０では、ｘ軸揺動アーム１５の揺動によって第１ｘ軸リンク部１６および第２ｘ軸リンク部１７が互いに逆方向に連動する。これにより、第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２のｘ軸方向への接近および離反が行われる。

ｙ軸可動制限機構２０は、ｘ軸可動制限機構１０と同様な構成である。
すなわち、ｙ軸可動制限機構２０は、第１ｙ軸可動制限羽根２１、第２ｙ軸可動制限羽根２２、ｙ軸揺動アーム２５、第１ｙ軸リンク部２６および第２ｙ軸リンク部２７を備える。
第１ｙ軸可動制限羽根２１および第２ｙ軸可動制限羽根２２は、ｙ軸方向に互いに接近および離反するよう設けられる。第１ｙ軸可動制限羽根２１および第２ｙ軸可動制限羽根２２のそれぞれはＸ線を透過しにくい材料（例えば、鉛や鉛を含む材料）によって構成され、略矩形に設けられている。

第１ｙ軸可動制限羽根２１および第２ｙ軸可動制限羽根２２は、それぞれｙ軸に沿って平行移動可能に設けられる。例えば、ｙ軸沿って延在する平行な２本のｙ軸ガイドレール２８１が設けられ、これらのｙ軸ガイドレール２８１に沿って移動可能なスライダ２９１に第１ｙ軸可動制限羽根２１が取り付けられ、スライダ２９２に第２ｙ軸可動制限羽根２２が取り付けられる。第１ｙ軸可動制限羽根２１および第２ｙ軸可動制限羽根２２はスライダ２９１およびスライダ２９２にガイドされ、ｙ軸方向に平行移動することになる。

第１ｙ軸可動制限羽根２１および第２ｙ軸可動制限羽根２２の互いの間隔が狭くなればＸ線のｙ軸方向の照射範囲が狭くなり、広くなればＸ線のｙ軸方向の照射範囲が広くなる。第１ｙ軸可動制限羽根２１と第２ｙ軸可動制限羽根２２とが閉じている状態ではＸ線は透過しない。

ｙ軸揺動アーム２５は、中央部２５０を回転中心としてｘｙ平面に沿って揺動可能に設けられる。ｙ軸揺動アーム２５の一端２５１側と、第１ｙ軸可動制限羽根２１との間には第１ｙ軸リンク部２６が接続される。また、ｙ軸揺動アーム２５の他端２５２側と第２ｙ軸可動制限羽根２２との間には第２ｙ軸リンク部２７が接続される。

ｙ軸揺動アーム２５、第１ｙ軸リンク部２６および第２ｙ軸リンク部２７のそれぞれの関節部はベアリングを介して連結される。これにより、関節部をスムーズに動かすことができるとともに、関節部でのがたつきを抑制して動作の直線性を向上させることができる。

ｙ軸可動制限機構２０では、ｙ軸揺動アーム２５の揺動によって第１ｙ軸リンク部２６および第２ｙ軸リンク部２７が互いに逆方向に連動する。これにより、第１ｙ軸可動制限羽根２１および第２ｙ軸可動制限羽根２２のｙ軸方向への接近および離反が行われる。

このような構成を備えたｘ軸可動制限機構１０およびｙ軸可動制限機構２０において、第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２と、第１ｙ軸可動制限羽根２１および第２ｙ軸可動制限羽根２２とは、ｘｙ平面に互いに９０度ずれた状態で、ｘｙ平面と直交する方向に重なるように配置される。

そして、第１ｘ軸可動制限羽根１１、第２ｘ軸可動制限羽根１２、第１ｙ軸可動制限羽根２１および第２ｙ軸可動制限羽根２２の４枚の可動制限羽根によって中央部に構成される矩形の開口がＸ線調整開口Ｈとなる。これら４枚の可動制限羽根のＸＹ平面に沿った移動によってＸ線調整開口Ｈが拡縮し、Ｘ線の照射範囲が調整される。

図３は、本実施形態に係るＸ線可動絞りの分解斜視図である。
図４は、本実施形態に係るＸ線可動絞りの断面図である。
Ｘ線可動絞り１は、ｘ軸可動制限機構１０およびｙ軸可動制限機構２０を支持する支持板５０を備える。支持板５０には例えば４本の支柱５１が設けられ、隣り合う支柱５１の間にｘ軸ガイドレール１８１およびｙ軸ガイドレール２８１が渡されている。

支持板５０とｘ軸揺動アーム１５との間にはｘ軸駆動部３１が設けられる。ｘ軸駆動部３１は例えばモータとギアボックスとを有し、モータの駆動をギアに伝えてｘ軸揺動アーム１５を揺動させる。また、支持板５０とｙ軸揺動アーム２５との間にはｙ軸駆動部３２が設けられる。ｙ軸駆動部３２は例えばモータとギアボックスとを有し、モータの駆動をギアに伝えてｙ軸揺動アーム２５を揺動させる。なお、ｘ軸駆動部３１およびｙ軸駆動部３２は、モータ直結でｘ軸揺動アーム１５およびｙ軸揺動アーム２５を揺動させてもよい。

支持板５０とＸ線調整開口Ｈとの間にはＸ線漏洩防止筒６０が設けられる。Ｘ線漏洩防止筒６０はＸ線の照射方向に延在する筒型の部材であり、例えば角柱型に設けられる。Ｘ線漏洩防止筒６０はＸ線を透過しにくい材料（例えば、鉛や鉛を含む材料）によって構成される。

本実施形態では、第１ｘ軸可動制限羽根１１、第２ｘ軸可動制限羽根１２、第１ｙ軸可動制限羽根２１および第２ｙ軸可動制限羽根２２の４枚の可動制限羽根を動かすための部材がｘ軸ガイドレール１８１およびｙ軸ガイドレール２８１に沿って配置されるため、４枚の可動制限羽根と支持板５０の間に空間が構成される。このような空間が構成されるため、ここにＸ線漏洩防止筒６０を配置できることになる。これにより、装置内部を通過する際のＸ線の漏洩や不要な反射を効果的に防止できる。

また、図４に示すように、支持板５０のＸ線源ＸＳの側にＸ線放射筒７０が設けられていてもよい。これにより、Ｘ線源ＸＳからＸ線可動絞り１内にＸ線を導入する際の線量を規制するとともに、不要な反射を抑制することができる。

（可動制限羽根の動作）
次に、可動制限羽根の動作について説明する。
図５〜図７は、可動制限羽根の動作を例示する模式斜視図である。
なお、以下の動作の説明では、ｘ軸可動制限機構１０を例とするが、ｙ軸可動制限機構２０も同様に動作する。

図５には、第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２が中間的に開いている状態が示される。
図６には、第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２が最も開いている状態が示される。
図７には、第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２が閉じている状態が示される。

図５に示すように、第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２が中間的に開いている状態から、ｘ軸揺動アーム１５を矢印Ａ１に示す方向に回転させると、ｘ軸揺動アーム１５の一端１５１側に接続された第１ｘ軸リンク部１６は矢印Ａ２に示す方向に移動し、ｘ軸揺動アーム１５の他端１５２側に接続された第２ｘ軸リンク部１７は矢印Ａ３に示す方向に移動する。矢印Ａ２および矢印Ａ３は互いに逆方向である。これにより、第１ｘ軸可動制限羽根１１と第２ｘ軸可動制限羽根１２とが互いに離反して、Ｘ線調整開口Ｈが広くなる。図６では、Ｘ線調整開口Ｈが最大となっている。

一方、ｘ軸揺動アーム１５を矢印Ｂ１に示す方向に回転させると、ｘ軸揺動アーム１５の一端１５１側に接続された第１ｘ軸リンク部１６は矢印Ｂ２に示す方向に移動し、ｘ軸揺動アーム１５の他端１５２側に接続された第２ｘ軸リンク部１７は矢印Ｂ３に示す方向に移動する。矢印Ｂ２および矢印Ｂ３は互いに逆方向である。これにより、第１ｘ軸可動制限羽根１１と第２ｘ軸可動制限羽根１２とが互いに接近して、Ｘ線調整開口Ｈが狭くなる。図７では、Ｘ線調整開口Ｈが閉じている。

このように、ｘ軸揺動アーム１５を揺動させることで、第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２の２つのｘ軸可動制限羽根を連動させ、互いにｘ軸に沿った逆方向へ平行移動できるようになる。

ｙ軸可動制限機構２０もｘ軸可動制限機構１０と同様な動作となる。したがって、ｙ軸揺動アーム２５を揺動させることで、第１ｙ軸可動制限羽根２１および第２ｙ軸可動制限羽根２２の２つのｙ軸可動制限羽根を連動させ、互いにｙ軸に沿った逆方向へ平行移動できるようになる。このため、ｘ軸揺動アーム１５およびｙ軸揺動アーム２５の角度を設定するだけで４つの可動制限羽根によるＸ線調整開口Ｈの開口範囲を正確に調整することができる。

本実施形態では、揺動アームとリンク部との簡単な構成で可動制限羽根を動作させる機構のため、駆動機構の簡素化および小型化を図ることができる。また、可動制限羽根の平行移動によってＸ線調整開口Ｈの開口範囲が調整されることから、調整動作において高さ方向の影響が発生しない。このため、可動範囲を含めたＸ線可動絞り１の高さ方向のサイズも小型化することができる。

ここで、ｘ軸揺動アーム１５の一端１５１側に加わるモーメントを、ｘ軸揺動アーム１５の他端１５２側に加わるモーメントと実質的に等しくしておくことが好ましい。また、同様に、ｙ軸揺動アーム２５の一端２５１側に加わるモーメントを、ｙ軸揺動アーム２５の他端２５２側に加わるモーメントと実質的に等しくしておくことが好ましい。

これにより、ｘ軸揺動アーム１５の揺動によって第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２がｘ軸方向に互いに接近および離反する動作において、ｘ軸揺動アーム１５の一端１５１側および他端１５２側に加わる力がバランスすることになる。すなわち、第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２がｘ軸揺動アーム１５に天秤状に連結される状態になる。

また、ｙ軸揺動アーム２５の揺動によって第１ｙ軸可動制限羽根２１および第２ｙ軸可動制限羽根２２がｙ軸方向に互いに接近および離反する動作において、ｙ軸揺動アーム２５の一端２５１側および他端２５２側に加わる力がバランスすることになる。すなわち、第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２がｘ軸揺動アーム１５に天秤状に連結され、第１ｙ軸可動制限羽根２１および第２ｙ軸可動制限羽根２２がｙ軸揺動アーム２５に天秤状に連結される状態になる。

これにより、第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２の接近および離反の動作において、互いの重量の影響を受けにくくなる。また、第１ｙ軸可動制限羽根２１および第２ｙ軸可動制限羽根２２の接近および離反の動作において、互いの重量の影響を受けにくくなる。

第１ｘ軸可動制限羽根１１、第２ｘ軸可動制限羽根１２、第１ｙ軸可動制限羽根２１および第２ｙ軸可動制限羽根２２のそれぞれには、材料として鉛などが用いられる。このような重量物があっても、上記のようにバランスしていることで、互いの重量の影響が相殺される。

例えば、Ｘ線可動絞り１の姿勢が変化（傾斜）した場合、可動制限羽根が自重によって下降しようとする。しかし、対になっている可動制限羽根が互いに逆方向に連動する構成のため、双方が下降しようとすることで互いの移動を打ち消し合うように作用する。これにより、姿勢変化に対するＸ線調整開口Ｈの位置ずれや大きさの変動が効果的に抑制される。

（他の駆動例）
上記のｘ軸可動制限機構１０およびｙ軸可動制限機構２０では、ｘ軸揺動アーム１５の中央部１５０をｘ軸駆動部３１で回転させ、ｙ軸揺動アーム２５の中央部２５０をｙ軸駆動部３２で回転させる例を説明したが、ｘ軸揺動アーム１５およびｙ軸揺動アーム２５の駆動位置はこれに限定されない。例えば、ｘ軸揺動アーム１５の一端１５１側または他端１５２側や、ｙ軸揺動アーム２５の一端２５１側または他端２５２側を駆動位置としてもよい。

図８は、他の駆動例を示す模式斜視図である。
図８に示す例では、ｘ軸揺動アーム１５の他端１５２側にｘ軸駆動部３１が設けられている。このｘ軸駆動部３１は、モータ３１０によって回転する第１歯車３１１と、ｘ軸揺動アーム１５の他端１５２側に設けられ、第１歯車３１１と噛み合う第２歯車３１２とを有する。このようなｘ軸駆動部３１では、モータ３１０の回転が第１歯車３１１から第２歯車３１２に伝達され、ｘ軸揺動アーム１５が揺動することになる。

なお、図８ではｘ軸揺動アーム１５の駆動例を示したが、ｙ軸揺動アーム２５を駆動する場合も同様な機構を適用することができる。

（カウンタウェイト）
上記のｘ軸可動制限機構１０およびｙ軸可動制限機構２０では、揺動アームの一端側および他端側の両方に可動制限羽根を設ける例を説明したが、揺動アームの一端側または他端側に可動制限羽根を設け、揺動アームの他端側または一端側にカウンタウェイトを設けるようにしてもよい。

図９および図１０は、カウンタウェイトを適用した例を示す模式斜視図である。
なお、以下の動作の説明では、ｘ軸可動制限機構１０を例とするが、ｙ軸可動制限機構２０も同様に動作する。
図９には、第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２が最も開いている状態が示される。
図１０には、第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２が閉じている状態が示される。

このｘ軸可動制限機構１０では、第１ｘ軸揺動アーム１５−１の一端１５１−１側と第１ｘ軸可動制限羽根１１との間に第１ｘ軸リンク部１６が接続される。また、第１ｘ軸揺動アーム１５−１の他端１５２−１側には第１カウンタウェイト１７１が設けられる。

また、第２ｘ軸揺動アーム１５−２の一端１５１−２側と第２ｘ軸可動制限羽根１２との間に第２ｘ軸リンク部１７が接続される。また、第２ｘ軸揺動アーム１５−２の他端１５２−２側には第２カウンタウェイト１７２が設けられる。

このｘ軸可動制限機構１０では、第１ｘ軸揺動アーム１５−１が中央部１５０−１を回転中心としてｘｙ平面に沿って揺動することで、第１ｘ軸可動制限羽根１１がｘ軸方向へ移動することになる。一方、第２ｘ軸揺動アーム１５−２が中央部１５０−２を回転中心としてｘｙ平面に沿って揺動することで、第２ｘ軸可動制限羽根１２がｘ軸方向へ移動することになる。

この第１ｘ軸揺動アーム１５−１および第２ｘ軸揺動アーム１５−２のそれぞれの位置によってＸ線調整開口Ｈが拡縮し、Ｘ線の照射範囲が調整される。なお、第１ｘ軸揺動アーム１５−１および第２ｘ軸揺動アーム１５−２のそれぞれは独立して移動可能である。これにより、第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２のｘ軸上の位置をそれぞれ調整することができる。また、第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２を互いに同方向に同じ量だけ移動させることで、Ｘ線調整開口Ｈの大きさを変えずに照射位置を移動させることが可能となる。

ここで、第１ｘ軸揺動アーム１５−１の一端１５１−１側に加わるモーメントを、第１ｘ軸揺動アーム１５−１の他端１５２−１側に加わるモーメントと実質的に等しくしておくことが好ましい。また、第２ｘ軸揺動アーム１５−２の一端１５１−２側に加わるモーメントを、第２ｘ軸揺動アーム１５−２の他端１５２−２側に加わるモーメントと実質的に等しくしておくことが好ましい。上記モーメントは、例えば、第１カウンタウェイト１７１および第２カウンタウェイト１７２の重量や取付位置によって調整される。

これにより、第１ｘ軸揺動アーム１５−１の揺動によって第１ｘ軸可動制限羽根１１がｘ軸方向に移動する動作において、第１ｘ軸揺動アーム１５−１の一端１５１−１側および他端１５２−１側に加わる力がバランスすることになる。同様に、第２ｘ軸揺動アーム１５−２の揺動によって第２ｘ軸可動制限羽根１２がｘ軸方向に移動する動作において、第２ｘ軸揺動アーム１５−２の一端１５１−２側および他端１５２−２側に加わる力がバランスすることになる。

このように力がバランスすることによって、第１ｘ軸可動制限羽根１１および第２ｘ軸可動制限羽根１２のそれぞれの移動動作において自重の影響を受けにくくなり、スムーズな移動を行うことができる。また、姿勢変化に対するＸ線調整開口Ｈの位置ずれや大きさの変動が効果的に抑制される。

このような構成をｘ軸可動制限機構１０のみならずｙ軸可動制限機構２０にも適用することで、４つの可動制限羽根の位置を個別に調整でき、調整の自由度を高めることが可能となる。

（Ｘ線照射装置）
次に、Ｘ線照射装置について説明する。
図１１（ａ）および（ｂ）は、Ｘ線照射装置を例示する図である。
図１１（ａ）にはＸ線照射装置１００の正面図が示され、図１１（ｂ）にはＸ線照射装置１００の側面図が示される。

Ｘ線照射装置１００は、照射対象（本実施形態では「患者」）にＸ線を照射する装置であり、Ｘ線発生部２と、本実施形態に係るＸ線可動絞り１とを備える。
Ｘ線照射装置１００は、Ｘ線発生部２およびＸ線可動絞り１を患者の被照射部位に対して移動位置決めするためのアーム部３ａや支持部材３ｂを有する昇降機構３を備える。
また、Ｘ線照射装置１００は、患者のＸ線画像情報を出力するためのＸ線検出部４と、Ｘ線発生部２とＸ線検出部４との間に配置される撮影台５とを備える。
さらに、図示しないが、Ｘ線照射装置１００は、Ｘ線照射条件の設定、Ｘ線照射を行なうための操作パネル、Ｘ線発生部２から発生するＸ線を制御する制御装置等を備えた装置本体部を備える。

Ｘ線可動絞り１は、Ｘ線発生部２の下方に配置される。Ｘ線発生部２は、その内部で、一端側に配置した陰極のフィラメントと、他端側に配置した陽極のターゲットとを有している。陰極と陽極の間に高電圧を印加することによって、フィラメントから放出した電子がターゲットに衝突し、下方へ向けてＸ線を発生する。

撮影台５に横になった患者に向けて所定範囲に絞られたＸ線が照射される。Ｘ線の一部は患者を透過してＸ線検出部４で検出される。このＸ線検出部４で検出された信号を処理することで患者のＸ線画像を得ることができる。また、Ｘ線発生部２およびＸ線可動絞り１は、高さのみならず角度も調整可能である。これにより、患者に対して様々な角度からＸ線を照射することができる。

このようなＸ線照射装置１００に本実施形態のＸ線可動絞り１を適用することで、Ｘ線照射部分の小型化を図ることができる。また、Ｘ線発生部２およびＸ線可動絞り１の姿勢が変化した場合でも、Ｘ線可動絞り１によるＸ線調整開口Ｈの位置ずれや大きさの変化が抑制されるため、どのような照射姿勢であっても設定した照射範囲を維持することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、機構の簡素化および小型化を図るとともに、姿勢変化があってもＸ線調整開口Ｈの大きさのずれが少ないＸ線可動絞り１およびＸ線照射装置１００を提供することが可能となる。

なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、ｘ軸可動制限機構１０およびｙ軸可動制限機構２０の両方を備えたＸ線可動絞り１を説明したが、いずれか一方のみを備えた構成であってもよい。また、ｘ軸駆動部３１およびｙ軸駆動部３２の少なくとも一方において、駆動源としてモータではなく「つまみ」などを用いた手動によってＸ線調整開口Ｈを調整できるようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、ｘ軸方向に移動する２つの可動制限羽根およびｙ軸方向に移動する２つの可動制限羽根の合計４つの可動制限羽根を組み合わせて矩形のＸ線調整開口Ｈを構成したが、３つや５つ以上の可動制限羽根を組み合わせて三角形や多角形のＸ線調整開口Ｈを構成してもよい。また、前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施形態の構成例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。

１…Ｘ線可動絞り
２…Ｘ線発生部
３…昇降機構
３ａ…アーム部
３ｂ…支持部材
４…Ｘ線検出部
５…撮影台
１０…ｘ軸可動制限機構
１１…第１ｘ軸可動制限羽根
１２…第２ｘ軸可動制限羽根
１５…ｘ軸揺動アーム
１５−１…第１ｘ軸揺動アーム
１５−２…第２ｘ軸揺動アーム
１６…第１ｘ軸リンク部
１７…第２ｘ軸リンク部
２０…ｙ軸可動制限機構
２１…第１ｙ軸可動制限羽根
２２…第２ｙ軸可動制限羽根
２５…ｙ軸揺動アーム
２６…第１ｙ軸リンク部
２７…第２ｙ軸リンク部
３１…ｘ軸駆動部
３２…ｙ軸駆動部
５０…支持板
５１…支柱
６０…Ｘ線漏洩防止筒
７０…Ｘ線放射筒
１００…Ｘ線照射装置
１５０，１５０−１，１５０−２…中央部
１５１，１５１−１，１５１−２…一端
１５２，１５２−１，１５２−２…他端
１７１…第１カウンタウェイト
１７２…第２カウンタウェイト
１８１…ｘ軸ガイドレール
１９１，１９２，…スライダ
２５０…中央部
２５１…一端
２５２…他端
２８１…ｙ軸ガイドレール
２９１，２９２…スライダ
３１０…モータ
３１１…第１歯車
３１２…第２歯車
Ｈ…Ｘ線調整開口
ＸＳ…Ｘ線源

Claims (7)

1. Ｘ線照射範囲を所定の軸方向に調整する可動制限機構を備えたＸ線可動絞りであって、
   前記可動制限機構は、
   前記軸方向に移動可能な可動制限羽根と、
   中央部を回転中心として揺動可能に設けられた揺動アームと、
   前記揺動アームの一端側と、前記可動制限羽根との間に接続されたリンク部と、
   前記揺動アームの他端側に設けられたカウンタウェイトと、を備えたことを特徴とするＸ線可動絞り。
2. Ｘ線照射範囲を所定の軸方向に調整する可動制限機構を備えたＸ線可動絞りであって、
   前記可動制限機構は、
   前記軸方向に互いに接近および離反する第１可動制限羽根および第２可動制限羽根と、
   中央部を回転中心として揺動可能に設けられた揺動アームと、
   前記揺動アームの一端側と、前記第１可動制限羽根との間に接続された第１リンク部と、
   前記揺動アームの他端側と、前記第２可動制限羽根との間に接続された第２リンク部と、を備え、
   前記揺動アームの揺動によって前記第１リンク部および前記第２リンク部を互いに逆方向に移動させることにより、前記第１可動制限羽根および前記第２可動制限羽根の前記軸方向への接近および離反を行う、ことを特徴とするＸ線可動絞り。
3. 前記揺動アームの前記一端側に加わるモーメントは、前記揺動アームの前記他端側に加わるモーメントと実質的に等しい、請求項１または２に記載のＸ線可動絞り。
   
4. Ｘ線照射範囲を互いに直交するｘ軸方向およびｙ軸方向に調整するために、ｘ軸可動制限機構およびｙ軸可動制限機構を備えたＸ線可動絞りであって、
   前記ｘ軸可動制限機構は、
   前記ｘ軸方向に互いに接近および離反する第１ｘ軸可動制限羽根および第２ｘ軸可動制限羽根と、
   中央部を回転中心として揺動可能に設けられたｘ軸揺動アームと、
   前記ｘ軸揺動アームの一端側と、前記第１ｘ軸可動制限羽根との間に接続された第１ｘ軸リンク部と、
   前記ｘ軸揺動アームの他端側と、前記第２ｘ軸可動制限羽根との間に接続された第２ｘ軸リンク部と、を備え、
   前記ｘ軸揺動アームの揺動によって前記第１ｘ軸リンク部および前記第２ｘ軸リンク部を互いに逆方向に移動させることにより、前記第１ｘ軸可動制限羽根および前記第２ｘ軸可動制限羽根の前記ｘ軸方向への接近および離反を行い、
   前記ｙ軸可動制限機構は、
   前記ｙ軸方向に互いに接近および離反する第１ｙ軸可動制限羽根および第２ｙ軸可動制限羽根と、
   中央部を回転中心として揺動可能に設けられたｙ軸揺動アームと、
   前記ｙ軸揺動アームの一端側と、前記第１ｙ軸可動制限羽根との間に接続された第１ｙ軸リンク部と、
   前記ｙ軸揺動アームの他端側と、前記第２ｙ軸可動制限羽根との間に接続された第２ｙ軸リンク部と、を備え、
   前記ｙ軸揺動アームの揺動によって前記第１ｙ軸リンク部および前記第２ｙ軸リンク部を互いに逆方向に移動させることにより、前記第１ｙ軸可動制限羽根および前記第２ｙ軸可動制限羽根の前記ｙ軸方向への接近および離反を行う、ことを特徴とするＸ線可動絞り。
5. 前記ｘ軸揺動アームの前記一端側に加わるモーメントは、前記ｘ軸揺動アームの前記他端側に加わるモーメントと実質的に等しく、
   前記ｙ軸揺動アームの前記一端側に加わるモーメントは、前記ｙ軸揺動アームの前記他端側に加わるモーメントと実質的に等しい、請求項４記載のＸ線可動絞り。
6. 前記ｘ軸可動制限機構および前記ｙ軸可動制限機構を支持する支持板と、
   前記支持板と、前記第１ｘ軸可動制限羽根、前記第２ｘ軸可動制限羽根、前記第１ｙ軸可動制限羽根および前記第２ｙ軸可動制限羽根によって構成されるＸ線調整開口と、の間に設けられたＸ線漏洩防止筒と、をさらに備えた請求項４または５に記載のＸ線可動絞り。
7. 対象物にＸ線を照射するＸ線照射装置であって、
   前記Ｘ線を発生するＸ線発生部と、
   前記Ｘ線発生部から発生するＸ線のＸ線照射範囲を調整する請求項１から６のいずれか１項に記載のＸ線可動絞りと、
   を備えたことを特徴とするＸ線照射装置。