JP4526958B2

JP4526958B2 - Ｘ線装置

Info

Publication number: JP4526958B2
Application number: JP2005009081A
Authority: JP
Inventors: 文男中川
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2025-01-17
Also published as: JP2006192185A

Description

本発明はＸ線装置に関するものである。特に、照射範囲を可視化する照射野ランプを備え、照射野ランプで確認した光照射野と、実際のＸ線照射野のずれを容易に認識することができるＸ線装置に関するものである。

回診用Ｘ線装置として、図１に記載のものが知られている（例えば、特許文献１）。このＸ線装置は、走行可能な台車10と、台車10に搭載された本体20および支柱30と、支柱30に昇降自在に装着されたアーム40と、アーム40の端部に設けられたＸ線発生部50とを有している。

このＸ線発生部50は、Ｘ線管51と可動絞り52とを具えている。Ｘ線管51は、フィラメントを加熱して生じた電子線を回転陽極に照射し、Ｘ線を発生する。一方、可動絞り52の内部には、Ｘ線管51で発生したＸ線の照射野を制限するための可動絞り羽根52Aと、Ｘ線照射野を可視化するための照射野ランプ52Bおよび照射野ランプ52Bの照射野がＸ線の照射野と一致するように配置されたミラー52Cが具備されている。照射野ランプ52Bは、可動絞り52に設けられた点灯スイッチを操作して点灯され、その光の照射範囲がＸ線の照射野と一致していることから術者はＸ線の照射範囲を知ることができる。

この種のＸ線装置を利用する際、まず、術者AはＸ線装置を被検体Bのそばに移動させる。

次に、Ｘ線照射野の調整を行う。Ｘ線照射野の調整は、Ｘ線撮影を行う前に点灯スイッチを操作して照射野ランプ52Bを点灯させ、Ｘ線管51と可動絞り52との方向調節により照射野を調節し、その後にＸ線照射を行う。

Ｘ線照射は、例えば、撮影準備スイッチと曝射開始スイッチの２段階のスイッチとからなる2段モーションSWを利用して行われる。2段モーションSWを採用しているＸ線装置の場合、まず撮影準備スイッチを操作することによりＸ線管51の回転陽極を回転させ、Ｘ線管51のフィラメントを加熱させる。次に、所定時間経過後、前記陽極の回転およびフィラメント温度が安定すると、術者Aは被検体Bの姿勢を確認した後、タイミングを見計らって曝射開始スイッチを操作する。Ｘ線管51は曝射開始スイッチの操作に同期してＸ線を照射する。

このようにして、Ｘ線撮影が行われるが、上記の照射野ランプ52Bは、点灯スイッチの操作により点灯し、例えば30秒後に自動的消灯するように構成されている。そのため、図４のタイミングチャートに示すように、照射野ランプの点灯とＸ線の曝射は何ら連動性がなく、時間的にずれて行われる場合がある。

その他、Ｘ線装置の照射野ランプの点灯状態を制御する技術に関し、特許文献２に記載のＸ線装置も提案されている。このＸ線装置は、2段モーションSWを備えたＸ線装置で、撮影準備スイッチを操作して撮影準備完了状態となると同時に照射野ランプの点灯状態を変化させるようにしている。

特開2001-70292号公報特開2003-175030号公報

しかし、上記のＸ線装置では、照射野の正確な確認が難しい場合があるという問題がある。

上記の30秒タイマー式の照射野ランプを有するＸ線装置では、照射野ランプ消灯後にＸ線照射が行われることがある。その際、照射野ランプ消灯後からＸ線照射までの間に被検体が動くと、照射野と被検体の位置ずれが生じるが、このずれが生じたことの認識が非常に難しい。その結果、Ｘ線照射野と被検体の位置ずれは、Ｘ線撮影したフィルムの現像が終わった後になって初めて認識できることになり、迅速な撮影のやり直しが行えない。

また、特許文献２の技術では、被検体から目を離すことなくＸ線照射の準備完了の状態を知ることを主たる目的とし、撮影準備完了状態となると同時に照射野ランプの点灯状態を変化させている。そのため、撮影準備開始から撮影準備完了までの間、照射野の確認を行うことが難しく、やはり上記30秒タイマー式の照射野ランプを有するＸ線装置と同様の問題が起こる場合が考えられる。さらに、撮影準備完了状態となった後、実際のＸ線照射の開始や停止を明確に認識した上で照射野の確認を行うことも難しい。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その主目的は、被検体とＸ線照射野のずれを容易に認識することができるＸ線装置を提供することにある。

本発明は、Ｘ線照射に必要な撮影動作と同期して照射野ランプの点灯状態を変化できるようにすることで上記の目的を達成する。

本発明Ｘ線装置は、Ｘ線照射手段と、この照射手段から発生されるＸ線の照射範囲を調節する可動絞りと、Ｘ線の照射範囲を可視化する照射野ランプと、Ｘ線照射手段から被検体へＸ線を照射するのに必要な撮影動作の開始と停止とを制御する曝射制御手段とを備えている。そして、この曝射制御手段による前記撮影動作の開始に同期して照射野ランプの点灯状態を変化させる点灯状態変化手段を有することを特徴とする。

本発明Ｘ線装置によれば、Ｘ線を照射するのに必要な撮影動作の開始に同期して照射野ランプの点灯状態が変化される。そのため、撮影動作の開始と照射野ランプの点灯状態の変化とに時間差がなく、Ｘ線照射野の確認をより正確に行なうことができる。

以下、本発明をより詳しく説明する。

本発明Ｘ線装置は、基本構成として、Ｘ線照射手段と、この照射手段から発生されるＸ線の照射範囲を調節する可動絞りと、Ｘ線の照射範囲を可視化する照射野ランプと、Ｘ線照射手段から被検体へのＸ線照射の開始と停止を制御する曝射制御手段とを備えている。

Ｘ線照射手段は、代表的にはＸ線管が用いられる。可動絞りは、通常、Ｘ線の照射野を制限するための可動絞り羽根を具備している。また、照射野ランプは、可視光を照射できるものであればよい。通常、この照射野ランプは、Ｘ線の照射野と一致した光照射野を持つようにミラーと組み合わせて利用され、この光照射野の目視によりＸ線の照射野を確認できるようにされている。

そして、曝射制御手段は、少なくともＸ線の曝射を開始できる機能を有しておれば良い。例えば、Ｘ線撮影を開始するＸ線スイッチを有する構成や、撮影準備スイッチと曝射開始スイッチの2段階のスイッチからなる2段モーションSWを有する構成が挙げられる。Ｘ線スイッチの場合、このスイッチ操作によりＸ線の照射に必要な準備動作を開始し、この準備動作の完了に続いてＸ線管からＸ線を発生させ、所定時間の間、被検体にＸ線を照射する。2段モーションSWの場合、撮影準備スイッチの操作によりＸ線の照射に必要な準備動作を開始し、曝射開始スイッチの操作によりＸ線管からＸ線を発生させ、所定時間の間、被検体にＸ線を照射する。つまり、これらのスイッチ操作により、Ｘ線管からＸ線を発生させ、所定時間の間、被検体にＸ線を照射する機能を有していればよい。Ｘ線の照射に必要な準備動作としては、Ｘ線管における回転陽極の回転や、回転陽極に照射する電子線を発生するためのフィラメントの加熱が挙げられる。

そして、本発明Ｘ線装置は、曝射制御手段による撮影動作の開始に同期して照射野ランプの点灯状態を変化させる点灯状態変化手段を有する。例えば、Ｘ線撮影を開始するＸ線スイッチを有する装置の場合、Ｘ線スイッチの操作に同期して照射野ランプの点灯状態が変化される。また、2段モーションSWの場合、撮影準備スイッチの操作に同期して照射野ランプの点灯状態を変化させたり、或いは曝射開始スイッチの操作によりＸ線の照射を開始し、それに同期して照射野ランプの点灯状態を変化させればよい。

この点灯状態変化手段による点灯状態の変化には、消灯と点灯、消灯と点滅、照射野ランプの明暗変化、照射野ランプの色変化などの種々の態様が含まれる。具体的には、消灯していた照射野ランプをＸ線照射の開始に同期して点灯させたり、点滅させたりすることの他、既に点灯していた照射野ランプをＸ線照射の開始に同期してより明るく点灯させたり、点灯している色を変えることが挙げられる。

この点灯状態変化手段は、曝射制御手段によるＸ線照射の停止にも同期して照射野ランプの点灯状態を変化させるようにしてもよい。例えば、点灯している照射野ランプを、Ｘ線照射の停止に同期して消灯するように制御すればよい。この構成により、撮影動作の開始・Ｘ線照射の停止と照射野ランプの消灯状態の変化とを同期させることができ、撮影準備動作中あるいはＸ線照射中における被検体とＸ線照射野のずれを容易に認識することができる。

さらに、照射野ランプの最低照射時間を制御する時間制御手段を設けることが好ましい。その場合、この時間制御手段により、Ｘ線照射時間が前記最低照射時間より短い場合は最低照射時間経過後に点灯状態を変化させ、Ｘ線照射時間が前記最低照射時間より長い場合はＸ線照射停止に同期して点灯状態を変化させる。Ｘ線の照射時間は、数ミリ秒と非常に短い場合があるが、そのような場合でも、照射野ランプの最低照射時間を確保することで、被検体とＸ線照射野のずれを容易に認識することができる。この最低照射時間は、目視により被検体とＸ線照射野のずれを十分に確認できる程度の時間を設定すれば良い。

なお、本発明は、通常の固定型Ｘ線装置はもちろん、走行可能な台車を有する移動型のＸ線装置のいずれにおいても適用できる。

本発明装置によれば、次の効果を奏することができる。

(1)Ｘ線照射に必要な撮影動作の開始に同期して照射野ランプの点灯状態が変化されるため、撮影動作の開始と照射野ランプの点灯状態の変化とに時間差がなく、Ｘ線照射野の確認をより正確に行なうことができる。それにより、被検体とＸ線照射野とのずれが認められた場合は、フィルムの現像を待たずに、即座に再撮影が行える。

(2)照射野ランプの点灯状態が同期される撮影動作の開始時として、Ｘ線照射の準備動作の開始時、Ｘ線照射の開始時のいずれをも選択できる。前者の場合、準備動作中でもＸ線照射野の確認を行なうことができる。後者の場合、Ｘ線の照射開始時を認識した上でＸ線照射野の確認を行なうことができる。

(3)点灯状態変化手段として、曝射制御手段によるＸ線照射の停止にも同期して照射野ランプの点灯状態を変化させる機能を持たせることで、Ｘ線の撮影動作の開始から停止に至る間、Ｘ線照射野の確認を確実に行なうことができる。

(4)照射野ランプの最低照射時間を制御する時間制御手段を設けることで、Ｘ線の照射時間が極端に短い場合でも、照射ランプの最低照射時間を確保することができ、Ｘ線照射野の確認をより正確に行なうことができる。

(5)Ｘ線装置を走行可能にする駆動手段を設けることで、移動型のＸ線装置として利用することもできる。

以下、本発明の実施の形態を図1〜図３に基づいて説明する。ここでは、2段モーションSW方式の移動型Ｘ線装置を例とし、各図において同一機能を有する構成要素は同一符号を付している。

（全体構成）
図1に示すように、このＸ線装置は、走行可能な台車10と、台車10に搭載された本体20および支柱30と、支柱30に昇降自在に装着されたアーム40と、アーム40の端部に設けられたＸ線発生部50とを有している。

（台車）
台車10は、Ｘ線装置の駆動手段に相当するもので、モータで駆動される駆動輪11と、Ｘ線装置の走行方向を調整する旋回自在の従動キャスタ12とを有する。

（本体）
本体20は、撮影条件の制御機構や、この制御機構に対する入力を行うための操作パネル21が設けられている。また、Ｘ線装置の前進・後退・加速・減速・停止などの走行制御機構に加え、この制御機構に対する入力を行う手押し部22も装備されている。術者は、手押し部22を操作することで、Ｘ線装置の走行を制御する。その他、撮影準備動作やＸ線の照射を指令する撮影スイッチ23も本体に連結されている。この撮影スイッチ23は、後述するように撮影準備スイッチ23Aと曝射開始スイッチ23Bの２段階のスイッチからなる2段モーションSWとされ、撮影準備スイッチ23Aの操作により撮影準備動作が、曝射開始スイッチ23Bの操作によりＸ線の照射が行われる。

（支柱）
一方、支柱30は、台車10に対して回転自在に装着されている。この支柱を回転することで、アーム40を介して支柱30に保持されるＸ線発生部50の方向を任意に調整することができる。

（アーム）
アーム40は、複数のパイプを入れ子状に構成した伸縮可能なもので、一端が支柱沿いにスライドするスライダを介して支柱に支持され、他端にＸ線発生部50が装着されている。通常、スライダは、支柱30内に配されたウェイト（図示せず）とバランスをとるようにされており、アーム40を支柱沿いの所定の位置に保持することができる。そして、このアーム40を昇降して支柱に対する上下位置を変えることでＸ線発生部50の垂直位置を変え、アーム40を伸縮することでＸ線発生部の水平位置を変えることができる。

（Ｘ線発生部）
このＸ線発生部50は、Ｘ線管51と可動絞り52とを具えている。Ｘ線管は、フィラメントを加熱して生じた電子線を回転陽極（ローター）に照射し、Ｘ線を発生する。通常、Ｘ線管のＸ線照射線錐は必要とされるＸ線照射野より広いため、Ｘ線診断に不必要な部位にＸ線が照射されないように可動絞り52が利用される。可動絞りの内部にはＸ線照射野を制限するための可動絞り羽根52Aと、Ｘ線照射野を可視するための照射野ランプ52Bおよび照射野ランプの照射野がＸ線の照射野と一致するように配置されたミラー52Cが具備されている。この照射野ランプは可動絞りに設けられた点灯スイッチ52Dを操作することで、所定時間（ここでは30秒）の間、点灯すると共に、後述するようにＸ線の照射開始に同期しても点灯するように制御される。

また、このＸ線発生部50は、前記アーム40の端部において、アーム40の伸縮方向と直交する軸を回転軸として回転する回転機構53を介して支持されている。

（Ｘ線照射機構と照射ランプの制御機構）
以上の本発明装置におけるX線の照射制御と照射野ランプ点灯制御を行う機構の機能ブロック図を図2に示す。

本発明装置は、本体に設けられた操作パネル21からＸ線条件設定回路28を通じて撮影条件を決定し、この撮影条件に応じてＸ線の照射を行う。このＸ線の照射は、Ｘ線の照射開始と停止を制御する曝射制御手段100により行われる。合わせて、本発明装置は、曝射制御手段100によるＸ線の照射状況に応じて照射ランプ52Bの点灯状態を制御する点灯状態変化手段200も有している。

曝射制御手段100は、Ｘ線照射の準備動作も制御できるように構成されている。つまり、撮影スイッチ23は、撮影準備スイッチ23Aと曝射開始スイッチ23Bの２段階のスイッチからなる2段モーションSWに構成されている。

撮影準備スイッチ23Aは、ローター駆動回路24A、フィラメント加熱回路25A、Readyタイマー26Aの各々に接続され、同スイッチ23Aの操作により、これら各構成手段を始動して、回転陽極の回転、フィラメントの加熱など撮影準備に必要な動作を行わせる。このフィラメントの加熱は、Ｘ線条件設定回路28での撮影条件に応じて制御される。撮影準備が完了したことは、Readyタイマー26Aに接続されるReadyランプ27Aが点灯することで術者に知らされる。

また、曝射開始スイッチ23Bは、Ｘ線条件設定回路28で決められた所定の照射時間Ｘ線を照射するように制御する照射時間制限回路24Bに接続され、この照射時間制限回路24Bはインバータ25Bに接続されている。さらに、このインバータ25Bは、高電圧発生回路26Bに接続され、Ｘ線条件設定回路28で決められた所定の電圧をＸ線管51に印加できるように構成される。そして、曝射開始スイッチ23Bは、その動作の有効・無効を切り替える切替スイッチ27Bと接続されている。切替スイッチ27Bは、前記Readyタイマー26Aにより撮影準備が完了した後に曝射開始スイッチ23Bが操作可能になるように制御される。

一方、点灯状態変化手段200は、前記照射時間制御回路24Bと、照射野ランプ電源61と、最小時間制限回路62、並びに同期リレー63とから構成される。通常、照射時間制御回路24BによりＸ線を照射する時間に同期して同期リレー63を動作させる。つまり、Ｘ線照射開始に同期して照射野ランプ52Bを点灯し、Ｘ線照射停止に同期して照射野ランプ52Bを消灯する。但し、Ｘ線照射時間が短い場合は、少なくとも照射野の確認に必要な時間を確保できるように最小時間制御回路62による点灯時間の延長を行う。最小時間制御回路62は、照射野ランプを点灯する最低時間を規定しておき、この最低時間よりもＸ線照射時間が短い場合は、最低時間の経過後に照射野ランプ52Bが消灯するように制御される。なお、ここでは、照射時間制御回路24Bと最小時間制御回路62とが時間制御手段を構成している。

また、この照射野ランプ電源61は、点灯リレー64を介して30秒タイマー65に接続され、さらに可動絞りに設けられた点灯スイッチ52Dに接続されている。照射野ランプ52Bは、点灯スイッチ52Dの操作により30秒タイマー65を始動させ、さらに点灯リレー64を動作させて、30秒の間だけ照射野ランプ52Bを点灯するように制御できる。

（動作手順）
上記の構成のＸ線装置において、Ｘ線撮影は次の手順により行われる。以下の説明では、図１〜図３を参照する。

まず、術者Aは本体の手押し部22を操作して、Ｘ線装置を被検体Bのそばに移動させる。

次に、Ｘ線発生部50を撮影部位の方向に位置合わせする。この位置合わせは、Ｘ線装置の移動、支柱30の回転、アーム40の昇降、アーム40の伸縮、回転機構53によるＸ線発生部50の回転を適宜選択して行なう。

次に、撮影部位、撮影方向、撮影部位からＸ線管焦点までの距離などから撮影条件を決定する。この決定は、操作パネル21を操作して、Ｘ線条件設定回路28から選択することで行なう。

続いて、Ｘ線照射野を決定する。この決定は、点灯スイッチ52Dを操作して、照射野ランプ52Bを点灯させて行う。点灯スイッチ52Dを動作すると、30秒タイマー65が始動し、点灯リレー64が動作されて、30秒間だけ照射野ランプ52Bが点灯する。つまり、図３のタイミングチャートに示すように、点灯スイッチ操作後の30秒の間だけ照射ランプは点灯し、その後、消灯される。術者は、照射ランプ52Bの点灯中に可動絞り羽根52Aの開き具合を調整することによりＸ線照射野を決定する。

Ｘ線照射野の決定を終えたら、撮影準備動作を行う。まず、撮影準備スイッチ23Aを動作する。このスイッチ23Aの動作により、ローター駆動回路24Aが始動して回転陽極が回転され、同時にフィラメント加熱回路25Aも始動してフィラメントへの通電加熱が開始される。合わせて、Readyタイマー26Aがスタートし、回転陽極の回転とフィラメントの加熱が安定するまでの間、有効・無効の切替スイッチ27Bを無効状態にしてＸ線の照射を禁止する。回転陽極の回転が所定の回転数に達し、フィラメントの加熱が所定の値に達する時間が経過すると、Readyタイマー26Aの出力はReadyランプ27Aを点灯させて準備動作が完了したことを術者に知らせる。同時に、Readyタイマー26Aは切替スイッチ27Bを有効にして曝射開始スイッチ23Bの操作を有効にする。

次に、術者AはＸ線照射のタイミングを見計らって曝射開始スイッチ23Bを操作する。このスイッチの操作により、Ｘ線条件設定回路28によって設定された時間だけ照射時間制御回路24Bを通じてインバータ25Bを作動させる。このインバータ25Bの作動により、高電圧発生回路26BはＸ線条件設定回路28によって設定された電圧をＸ線管51に印加する。

照射時間制御回路24Bの出力は、インバータ25Bを所定時間作動させると同時に、同期リレー63を作動させ、Ｘ線照射と同期して照射野ランプ52Bをオン・オフさせる。ここでは、図３のタイミングチャートに示すように、Ｘ線の照射が開始されると、消灯していた照射野ランプが点灯されるように制御している。

このとき、照射ランプ52Bの点灯時間は、最小時間制限回路62の制御により調整される。最小時間制限回路62の規定する最低時間よりＸ線の照射時間が短い場合、Ｘ線の照射が停止しても、その最低時間の間は照射野ランプ52Bが点灯するように制御する。逆に、最低照射時間の方がＸ線照射時間よりも長ければ、Ｘ線照射の停止に同期して照射野ランプ52Bは消灯される。

以上説明したように、本発明装置によれば、Ｘ線の照射開始に同期して照射野ランプが点灯されるため、Ｘ線照射の開始と照射野ランプの点灯状態の変化とに時間差がなく、Ｘ線照射野の確認を正確に行なうことができる。

また、最小時間制限回路の制御により、Ｘ線照射時間が極端に短い場合でも、Ｘ線照射野の確認を行うのに必要な間に照射野ランプを点灯することができ、Ｘ線照射野の確認をより正確に行なうことができる。

（変形例）
以上の実施の形態では、曝射開始スイッチ23Bの操作に同期して照射野ランプを点灯させたが、撮影準備スイッチ23Aの操作に同期して照射野ランプ52Bを点灯するように構成してもよい。その場合、(1)撮影準備スイッチ23Aを操作してからＸ線照射が終了するまでの間、照射野ランプ52Bが連続して点灯するようにしても良いし、(2)撮影準備スイッチを操作してから曝射開始スイッチ23Bが操作されるまでの間の照射野ランプ52Bの点灯状態と、曝射開始スイッチ23Bが操作された後の照射野ランプ52Bの点灯状態とを変えて点灯するようにしても良い。撮影準備スイッチ23Aの操作に同期して照射野ランプ52Bを点灯させるには、例えば図２における撮影準備スイッチ23Aの操作指令に応じて同期リレー63を動作するようにすれば容易に実現できる。

本発明Ｘ線装置は、医療用のＸ線装置として好適に利用することができる。

Ｘ線管装置の概略模式図である。本発明装置の機能ブロック図である。本発明装置による照射野ランプの動作タイミングを示すタイミングチャートである。従来装置による照射野ランプの動作タイミングを示すタイミングチャートである。

符号の説明

10 台車 11 駆動輪 12 従動キャスタ
20 本体 21 操作パネル 22 手押し部 23 撮影スイッチ
23A 撮影準備スイッチ 24A ローター駆動回路
25A フィラメント加熱回路 26A Readyタイマー 27A Readyランプ
23B 曝射開始スイッチ 24B 照射時間制限回路 25B インバータ
26B 高電圧発生回路 27B 切替スイッチ 28 X線条件設定回路
30 支柱 40 アーム 50 Ｘ線発生部 51 Ｘ線管 52 可動絞り
52A 可動絞り羽根 52B 照射野ランプ 52C ミラー
52D 点灯スイッチ 53 回転機構
61 照射野ランプ電源 62 最小時間制限回路 63 同期リレー
64 点灯リレー 65 30秒タイマー
100 曝射制御手段 200 点灯状態変化手段

Claims

Ｘ線照射手段と、
前記X線照射手段から発生されるＸ線の照射範囲を調節する可動絞りと、
Ｘ線の照射範囲を可視化する照射野ランプと、
前記Ｘ線照射手段から被検体へＸ線を照射するのに必要な撮影動作の開始と停止とを制御する曝射制御手段と、
前記曝射制御手段によるＸ線照射の開始に同期して前記照射野ランプを点灯する点灯状態変化手段とを備え、
前記点灯状態変化手段は、前記照射野ランプの最低照射時間を規定する時間制御手段を有し、前記最低照射時間よりＸ線照射時間が短い場合は前記最低照射時間の経過後に前記照射野ランプを消灯させ、前記最低照射時間よりＸ線照射時間が長い場合はＸ線照射停止に同期して前記照射野ランプを消灯させることを特徴とするＸ線装置。
前記点灯状態変化手段は、前記曝射制御手段によるＸ線照射の準備動作の開始に同期して照射野ランプの点灯状態を変化させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線装置。