JP4640153B2

JP4640153B2 - Ｘ線装置

Info

Publication number: JP4640153B2
Application number: JP2005360410A
Authority: JP
Inventors: 啓史井上; 充梅田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2025-12-14
Also published as: JP2007159837A

Description

この発明は、Ｘ線管により被検体にＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器などのＸ線受光体によって検出するＸ線装置に関する。

この種のＸ線装置では、被検体に対してＸ線管やＸ線受光体を近づけてＸ線による透視や撮影を行うようにしている。
そのため、Ｘ線管やＸ線受光体を移動させるときに、それらのＸ線管やＸ線受光体が被検体と接触したり、操作者や、画像表示モニタなどの周辺機器に衝突する虞がある。

そこで、従来では、上述のような接触や衝突の回避のために、Ｘ線管やＸ線受光体と他物との接近を検出するものとして、次のようなものが提案されている。
Ａ．第１従来例
医用診断装置の可動部に送信電極と受信電極とから成る静電容量型距離センサを設け、送信電極によって電磁界を形成し、受信電極によって電磁界の強度を検出して受信電極の周囲の物体の存在を検出するように構成されている（特許文献１参照）。
Ｂ．第２従来例
イメージインテンシファイアに、送信電極としての環状のセンサー電極を設け、そのセンサー電極に対して、受信電極として、細条状部分と環状部分とから成る検出電極としての環状のセンサー電極と、Ｘ線装置のビーム経路内に位置させて設けた合成材料のＸ線透過キャリアより成る追加の電極とを設けて検出装置を構成している。
送信電極および受信電極としての環状のセンサー電極、ならびに、追加の電極それぞれを、方向性を敏感にするために、４つの等しいセクターに細分割している（特許文献２参照）。
特開２００１−２０８５０４号公報特表２００３−５１８４０３号公報

しかしながら、上述従来例の場合に、次のような課題があった。
ａ．第１従来例の課題
Ｘ線の照射方向（入射方向にも相当する）に直交する方向で接近する他物を検出できるものの、Ｘ線の照射方向で接近する他物を検出できず、被検体に可動部を接近させて撮影するという通常多用される撮影動作での被検体との接触を防止できない課題があった。
これは、Ｘ線の照射方向に、銅板などの物体を電極として設けると、その銅板によってＸ線の透過が妨げられて、得られるＸ線画像の劣化を招くためである。
ｂ．第２従来例の課題
Ｘ線をほぼ透過する合成材料のＸ線透過キャリアより成る導体層を追加の電極として設け、Ｘ線の照射方向で接近する他物を検出できるように構成してはいるものの、方向性を敏感にしようとする観点から４つの等しいセクターに細分割している。その結果、可動部を被検体に接近させる場合のように、Ｘ線の照射方向の中心相当箇所を含んでの他物の接近に対しては、細分割されたセクターの追加の電極それぞれによって検出されるため、Ｘ線の照射方向での接近であると判別できるものの、例えば、周辺機器に接近する場合のように、Ｘ線の照射方向の中心相当箇所からずれて他物と接近した場合、他物に近いセクターの追加の電極によって検出されることとなり、側面から他物と接近した場合と同じ結果になり、Ｘ線の照射方向での接近として検出できない課題があった。

この発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであって、合理的な改良により、Ｘ線管やＸ線受光体と他物との側面および前面それぞれからの接近を良好に判別して検出できるようにすることを目的とする。

請求項１に係る発明は、上述のような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、Ｘ線を被検体に照射するＸ線管と、前記Ｘ線管から照射されるＸ線を受光するＸ線受光体とを備えたＸ線装置において、
前記Ｘ線管またはＸ線受光体のうちの少なくとも一方の側面側に設けられて電磁波により電磁界を形成する送信電極と、主として前記Ｘ線管またはＸ線受光体のうちの少なくとも一方の側面側に周方向に複数個に分割して設けられて前記送信電極によって形成された電磁界の変化を検出する側面用受信電極と、主として前記Ｘ線管またはＸ線受光体のうちの少なくとも一方の前面側にＸ線照射方向視においてほぼ全面に重なるとともに、複数個のうちの２個以上の前記側面用受信電極の端縁部と静電容量を形成するように重なる部分を有して設けられたＸ線を透過する導体板による前面用電極とを備えたことを特徴としている。

（作用・効果）
請求項１に係る発明のＸ線装置の構成によれば、Ｘ線管またはＸ線受光体のうちの少なくとも一方の側面における他物との接近を、複数方向のいずれであるかという方向性をもって側面用受信電極によって検出することができる。また、Ｘ線管またはＸ線受光体のうちの少なくとも一方の前面側にＸ線照射方向視においてほぼ全面に重なるとともに、複数個のうちの２個以上の側面用受信電極の端縁部と静電容量を形成するように重なる部分を有して前面用電極を設けることにより、Ｘ線の照射方向の中心相当箇所からのずれのいかんにかかわらず、Ｘ線照射方向において他物が接近した場合に、静電容量を有する位置関係に配置される2個以上の側面用受信電極が前面用電極を介して同時に検知作用を呈することを利用して、Ｘ線照射方向における他物との接近を検出することができる。
したがって、追加の前面用電極を、Ｘ線管またはＸ線受光体のうちの少なくとも一方の前面側にＸ線照射方向視においてほぼ全面に重なるとともに、複数個のうちの２個以上の側面用受信電極の端縁部と静電容量を形成するように重なる部分を有して設けるという合理的な改良により、従来の複数の等しいセクターに細分割したものの場合のように、側面側からの接近と前面側からの接近とを誤検出するといったことを回避できるから、Ｘ線管またはＸ線受光体のうちの少なくとも一方と他物との側面および前面それぞれからの接近を良好に判別して検出できる。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のＸ線装置において、前面用電極を、外装材兼用のカーボンファイバー製板状体で構成する。

（作用・効果）
請求項２に係る発明のＸ線装置の構成によれば、前面用電極をカーボンファイバー製板状体で構成して外装材に兼用するから、外装材の組付けと同時に前面用電極を組付けることができるから、専用の受信電極を設けずに済み、装置構成を簡単にできて、装置を安価に製作できる。

請求項１に係る発明のＸ線装置の構成によれば、Ｘ線管またはＸ線受光体のうちの少なくとも一方の側面における他物との接近を、複数方向のいずれであるかという方向性をもって側面用受信電極によって検出することができる。また、Ｘ線管またはＸ線受光体のうちの少なくとも一方の前面側にＸ線照射方向視においてほぼ全面に重なるとともに、複数個のうちの２個以上の側面用受信電極の端縁部と静電容量を形成するように重なる部分を有して前面用電極を設けることにより、Ｘ線の照射方向の中心相当箇所からのずれのいかんにかかわらず、Ｘ線照射方向において他物が接近した場合に、静電容量を有する位置関係に配置される2個以上の側面用受信電極が前面用電極を介して同時に検知作用を呈することを利用して、Ｘ線照射方向における他物との接近を検出することができる。
したがって、追加の前面用電極を、Ｘ線管またはＸ線受光体のうちの少なくとも一方の前面側にＸ線照射方向視においてほぼ全面に重なるとともに、複数個のうちの２個以上の側面用受信電極の端縁部と静電容量を形成するように重なる部分を有して設けるという合理的な改良により、従来の複数の等しいセクターに細分割したものの場合のように、側面側からの接近と前面側からの接近とを誤検出するといったことを回避できるから、Ｘ線管またはＸ線受光体のうちの少なくとも一方と他物との側面および前面それぞれからの接近を良好に判別して検出できる。

次に、この発明の実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、この発明に係るＸ線装置の実施例１の全体斜視図であり、被検体Ｈを挟んで、被検体ＨにＸ線を照射するＸ線照射手段としてのＸ線管１と、被検体Ｈを透過したＸ線を検出するイメージインテンシファイア２とが設けられている。Ｘ線管１と、イメージインテンシファイア２とはＣ型アーム３の一端と他端とに取り付けられている。

装置本体４に支柱部材５が昇降可能に、かつ、鉛直方向の軸心周りで回転可能に設けられている。支柱部材５に水平方向の軸心周りで回転可能にアーム保持部材６が設けられ、そのアーム保持部材６に、Ｘ線管１とイメージインテンシファイア２との間の所定の中心周りで回転可能にＣ型アーム３が設けられている。
被検体Ｈを載置する天板７は、固定台８に水平方向に移動可能に設けられている。

図２の（ａ）の要部の側面断面図、および、図２の（ｂ）の要部の底面図に示すように、イメージインテンシファイア２のＸ線入射方向に直交する側面側に、周方向に４分割する状態で、電磁波により電磁界を形成する第１、第２、第３および第４の送信電極９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが設けられ、その第１、第２、第３および第４の送信電極９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄに対向して周方向に４分割する状態で、第１、第２、第３および第４の送信電極９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄによって形成された電磁界の変化を検出する第１、第２、第３および第４の側面用受信電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが設けられている。

上記構成により、図３の（ａ）の側面からの他物の検出態様についての等価回路図に示すように、第１、第２、第３および第４の送信電極９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄと第１、第２、第３および第４の側面用受信電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄとによって、イメージインテンシファイア２の側面側の４方向において、他物Ｍに対する静電容量式センサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを構成するようになっている。１４は交流電源を示している。

これにより、図４の（ａ）の他物がイメージインテンシファイアの側面から接近したときの検出態様の説明に供する図に示すように、イメージインテンシファイア２の側面からの他物Ｍの接近に伴う電磁界の変化を、第１、第２、第３および第４の電流計１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの出力で検出し、第１、第２、第３および第４の電流計１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄのうちのいずれの電流計で出力があったかに基づいて他物Ｍが４方向のいずれの方向から接近したかを検出できるようになっている。第１、第２、第３および第４の電流計１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの出力は、出力と距離との相関を示すグラフに示すように、イメージインテンシファイア２の側面と他物Ｍとの距離ｘが短いほど、すなわち、他物Mが接近するほど大きくなる。

また、イメージインテンシファイア２のＸ線入射方向の前面側に、Ｘ線照射方向視においてイメージインテンシファイア２にほぼ全面に重なる状態で外装材兼用のカーボンファイバー製板状体で構成した前面用電極１３が設けられている。第１、第２、第３および第４の送信電極９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ、ならびに、第１、第２、第３および第４の側面用受信電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄそれぞれの前面用電極１３側の端縁部分が、Ｘ線照射方向視で前面用電極１３側の周縁部と重なるように屈曲され、前面用電極１３が、第１、第２、第３および第４の側面用受信電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄとの間に静電容量を有する位置関係に配置され、前面用電極１３と、第１、第２、第３および第４の側面用受信電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄとが電気的に結合されるように構成されている。

上記構成により、図３の（ｂ）の前面からの他物の検出態様についての等価回路図に示すように、第１、第２、第３および第４の送信電極９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄと第１、第２、第３および第４の側面用受信電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄとによって、イメージインテンシファイア２の前面側において、前面用電極１３に対する静電容量式センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを構成し、前面用電極１３と他物Mとの間に静電容量１６が生じるようになっている。

これにより、図４の（ｂ）の他物がイメージインテンシファイアの前面から接近したときの検出態様の説明に供する図に示すように、イメージインテンシファイア２の前面からの他物Ｍの接近に伴う電磁界の変化を、第１、第２、第３および第４の電流計１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの出力で検出し、それらのすべてで出力があったことに基づいて他物Ｍが前面から接近したことを検出できるようになっている。第１、第２、第３および第４の電流計１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの出力は、出力と距離との相関を示すグラフに示すように、イメージインテンシファイア２の前面と他物Ｍとの距離ｘが短いほど、すなわち、他物Mが接近するほど大きくなる。

なお、イメージインテンシファイア２の側面側の４方向のすべてから他物Ｍが同時に接近した場合に、第１、第２、第３および第４の電流計１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄのすべてで出力を生じるが、このようなことが発生することはほとんど有り得ず、上述のように、第１、第２、第３および第４の電流計１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄのすべてで出力があったことに基づいて他物Ｍが前面から接近したと判別することで実用上全く支障が無い。

図５の（ａ）は、この発明に係るＸ線装置の実施例２の要部の側面断面図、図５の（ｂ）は実施例２の要部の底面図であり、実施例１と異なるところは次の通りである。
すなわち、第１、第２、第３および第４の送信電極９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ、ならびに、第１、第２、第３および第４の側面用受信電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄそれぞれの前面用電極１３側の端縁部分が屈曲させられずに、前面用電極１３の周縁部が、Ｘ線照射方向に直交する方向視で第１、第２、第３および第４の送信電極９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ、ならびに、第１、第２、第３および第４の側面用受信電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄそれぞれの前面用電極１３側の端縁部と部分的に重なるように屈曲され、前面用電極１３が、第１、第２、第３および第４の側面用受信電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄとの間に静電容量を有する位置関係に配置され、前面用電極１３と、第１、第２、第３および第４の側面用受信電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄとが電気的に結合されるように構成されている。他の構成は実施例１と同じであり、同一図番を付すことによりその説明は省略する。

上記実施例では、前面用電極１３を外装材兼用のカーボンファイバー製板状体で構成し、装置を簡単に構成できるようにしているが、この発明としては、例えば、導電性フィラーを添加した導電性カーボンとか、銅よりもＸ線の透過率の高いアルミニウムなどの金属など、要するにＸ線透過性の高い導体板で構成するものであれば良い。

また、上記実施例では、第１、第２、第３および第４の送信電極９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ、ならびに、第１、第２、第３および第４の側面用受信電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを周方向に４個に分割したものを示したが、この発明としては、周方向に２個以上、すなわち複数個に分割するものであれば良い。

端縁部分を屈曲させた構成と屈曲させない構成の第１、第２、第３および第４の側面用受信電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄをして、主としてＸ線を受ける側面側に設ける第１、第２、第３および第４の側面用受信電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄと総称する。また、周縁部分を屈曲させた構成と屈曲させない構成の前面用電極１３をして、主としてＸ線を受ける前面側に設ける前面用電極１３と総称する。

上記実施例では、イメージインテンシファイア２を備えたＸ線装置を示したが、この発明としては、フラットパネル型Ｘ線検出器を備えたＸ線装置などにも適用でき、イメージインテンシファイアやフラットパネル型Ｘ線検出器などをしてＸ線受光体と総称する。
また、この発明としては、イメージインテンシファイア２などのＸ線受光体に代えてＸ線管１側に、あるいは両方に、第１、第２、第３および第４の送信電極９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ、ならびに、第１、第２、第３および第４の側面用受信電極１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ、および、前面用電極１３を設けるものでも良い。

この発明に係るＸ線装置の実施例１の全体斜視図である。（ａ）は実施例１の要部の側面断面図、（ｂ）は実施例１の要部の底面図である。（ａ）は側面からの他物の検出態様について示す等価回路図、（ｂ）は前面からの他物の検出態様について示す等価回路図である。（ａ）は、他物がイメージインテンシファイアの側面から接近したときの検出態様の説明に供する図、（ｂ）は、他物がイメージインテンシファイアの前面から接近したときの検出態様の説明に供する図である。（ａ）は、この発明に係るＸ線装置の実施例２の要部の側面断面図、（ｂ）は実施例２の要部の底面図である。

符号の説明

１…Ｘ線管（Ｘ線照射手段）
２…イメージインテンシファイア（Ｘ線受光体）
９ａ…第１の送信電極
９ｂ…第２の送信電極
９ｃ…第３の送信電極
９ｄ…第４の送信電極
１０ａ…第１の側面用受信電極
１０ｂ…第２の側面用受信電極
１０ｃ…第３の側面用受信電極
１０ｄ…第４の側面用受信電極
１３…前面用電極
Ｈ…被検体

Claims

Ｘ線を被検体に照射するＸ線管と、前記Ｘ線管から照射されるＸ線を受光するＸ線受光体とを備えたＸ線装置において、
前記Ｘ線管またはＸ線受光体のうちの少なくとも一方の側面側に設けられて電磁波により電磁界を形成する送信電極と、主として前記Ｘ線管またはＸ線受光体のうちの少なくとも一方の側面側に周方向に複数個に分割して設けられて前記送信電極によって形成された電磁界の変化を検出する側面用受信電極と、主として前記Ｘ線管またはＸ線受光体のうちの少なくとも一方の前面側にＸ線照射方向視においてほぼ全面に重なるとともに、複数個のうちの２個以上の前記側面用受信電極の端縁部と静電容量を形成するように重なる部分を有して設けられたＸ線を透過する導体板による前面用電極とを備えたことを特徴とするＸ線装置。
請求項１に記載のＸ線装置において、前面用電極を、外装材兼用のカーボンファイバー製板状体で構成してあるＸ線装置。