JP4871608B2

JP4871608B2 - Ｘ線装置

Info

Publication number: JP4871608B2
Application number: JP2006047311A
Authority: JP
Inventors: 哲士西来路
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2026-02-23
Also published as: JP2007222412A

Description

本発明は、Ｘ線装置に関するものである。特に、アームを天井から吊下げ支持したＸ線装置であって、アームの回転に伴う振動を抑制することができるＸ線装置に関する。

医療用Ｘ線画像撮影装置として、Ｃ型のアームを天井から吊下げ支持した構造のＸ線装置が知られている（例えば特許文献１）。このＸ線装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、被検体を透過したＸ線をＸ線画像に変換するＸ線検出部とを具備する。Ｘ線発生部およびＸ線検出部はアームにより所定の配置に連結される。そして、このアームは、吊下げ機構を介して天井から駆動自在に支持される。通常、アームは吊下げ機構に対して、水平方向の軸を回転軸として回転したり、アームの円弧に沿ってスライドするように駆動される。

撮影をする際、まずＸ線発生部とＸ線検出部の間に被検体を位置させる。その状態でＸ線発生部から被検体にＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線からＸ線検出部によりＸ線画像を得る。

特開平１１−３２４号公報図１２

近年、Ｘ線検出部に軽量のFPD（Flat Panel Detector）を用いたＸ線装置が実用化されている。この種のＸ線装置は、イメージインテンシファイヤを用いたＸ線装置に比べてＸ線発生部とＸ線検出部との重量バランスが不均衡となり、アームが振動しやすい傾向にある。その結果、得られるＸ線画像の画質が低下するという問題があった。

アームの駆動に伴う振動が生じると、十分な振動減衰時間をとらないと画像がぶれて適正な画質が得られない。一方で、振動減衰時間が長くなると、次の撮影までの待ち時間が長くなるため、全体として撮影作業が長時間化する。そのため、振動減衰時間を長くとることなく画質の低下を招かない技術の開発が望まれている。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、アームの駆動に伴う振動を抑制することができるＸ線装置を提供することにある。

本発明のＸ線装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、被検体を透過したＸ線をＸ線画像に変換するＸ線検出部と、Ｘ線発生部およびＸ線検出部を所定の配置に連結するアームと、このアームを天井から駆動自在に支持する吊下げ機構とを具備する。そして、このＸ線装置は、吊下げ機構を床面に対して支持し、アームの駆動に伴う振動を抑制することができる振動防止機構を有することを特徴とする。

このＸ線装置において、振動防止機構は、アームの駆動を確保しつつ、その駆動に伴う振動を抑制する必要から、吊下げ機構を床面に対して支持する構成とする。より具体的には、振動防止機構は、吊下げ機構と一体に構成されていてもよいし（以下一体型という）、個別に構成されていてもよい（以下個別型という）。

このうち、一体型の振動防止機構であれば、個別に振動防止機構を用意することなく、アームの駆動に伴う振動を抑制することができる。この一体型振動防止機構は、伸縮自在に構成し、これを伸長することで床面に接触するように構成することが好ましい。一体型で伸縮式の振動防止機構のセッティングは、単にそれを伸張するだけでよく、極めて操作性に優れる。

この伸縮式の振動防止機構は、短縮することで吊下げ機構に収納されるように構成することが好ましい。振動防止機構を短縮して吊下げ機構に収納できれば、撮影時以外にＸ線装置の専有容積を小さくすることができる。

一方、振動防止機構は、吊下げ機構に対して取り外し自在に構成した個別型とすることも好ましい。個別型であれば、撮影時以外はＸ線装置から取り外すことができ、かつ振動防止機構を有しない既設のＸ線装置に対して、振動防止機構を後付けすることができる。

個別型の振動防止機構は、吊下げ機構と床面との間隔に対応した高さに調整できるように高さ可変機構を有することが望ましい。高さ可変機構を有することで、吊下げ機構と床面との間隔に応じて振動防止機構の高さを容易に調整することができる。この高さ可変機構を伸縮式とすることもできる。

このような個別型の振動防止機構の代表例としては、吊下げ機構に当接する基体と、この基体を床面に支持する脚部とを有する構成が挙げられる。基体を設けることで、吊下げ機構との十分な接触を確保し、かつ脚部を設けることで、堅固に吊下げ機構を支持することができる。特に、基体と脚部の少なくとも一方に高さ可変機構を設けることができ、高い設計自由度で振動防止機構を構成することができる。

高さ可変機構を基体に設ける場合、基体の長さを変える伸縮機構を具備することが好適である。この伸縮機構の代表例としては、基体に対して昇降可能な昇降軸と、回転自在のレバーと、このレバーの回転動作を昇降軸の昇降動作に伝達する動力伝達機構とを有する構成が挙げられる。動力伝達機構は、レバーの回転動作を昇降軸の昇降動作に変換して伝達できるよう、例えばウォームとギアやラックとピニオンを利用した構成が好適に利用できる。レバーを用いて手動で昇降軸を駆動する構成の他、モータなどのアクチュエータで昇降軸を駆動する構成としてもよい。

また、高さ可変機構を脚部に設ける場合、脚部の長さを変える長さ調整機構を具備することが好適である。この長さ調整機構の代表例としては、径の異なる複数のパイプを入れ子式に組み合わせた構成や、脚部の途中にいわゆるターンバックルと同様の機構を介在させた構成としてもよい。入れ子式の長さ調整機構は、すばやく脚部の長さを変えることに向いている。また、ターンバックルを利用した長さ調整機構は、脚部の長さの微調整が行いやすく、複数本の脚部を用いて床面上に設置した振動防止機構にがたつきなどがある場合、各脚部の長さ調整を行ってがたつきを解消する際に好適に利用できる。

脚部の構造や本数はアームの駆動に伴う振動を抑制できれば、特に限定されない。もっとも、複数の脚部を用いる方が安定して吊下げ機構を支持することができる。また、複数の脚部を設ける場合、Ｘ線装置を平面視した場合、アームの回転軸と直交する軸に沿った方向に各脚部を開いて吊下げ機構を支持することが好ましい。通常、アームはＣ型に構成され、その回転はアームの円弧の径方向で、かつほぼ水平方向の軸を回転軸として行われる。そのため、この回転軸と水平面内で直交する方向にアームの振動が生じやすい。従って、アームの回転軸と直交する軸に沿った方向に脚部を開いて吊下げ機構を支持すれば、より効果的に振動を抑制することができる。

さらに、脚部は折り畳み自在に構成されていることが好ましい。脚部が折り畳み式であれば、撮影時以外は脚部を折り畳むことで振動防止機構の専有容積を小さくでき、収納に便利である。

本発明のＸ線装置は、振動防止機構を設けることで、アームの駆動に伴う振動を抑制することができる。従来のＸ線装置では、アームの回転速度を上げると、アームの加速時間や減速時間は短縮できるが、振動が大きくなって、その減衰時間が長くなる。その結果、待ち時間を短縮することが難しい。これに対して、本発明のＸ線装置では、振動防止機構によりアームの振動を抑制できるため、アームをより高速で駆動させることができる。それに伴い、アームの加速時間、減速時間を短縮でき、さらには振動の減衰時間も可及的にゼロに近づけることができる。その結果、得られる画像のぶれを解消したり、一度の造影剤の注入による往復撮影で、動脈と静脈を撮影することができる。また、アームの高速駆動により撮影時間の短縮化ができ、被検体の被爆量の低減も実現できる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

[実施の形態１：一体型]
振動防止機構が一体化された本発明のＸ線装置を図１〜図３に基づいて説明する。このＸ線装置は、Ｘ線発生部1と、Ｘ線検出部2と、Ｃアーム3と、吊下げ機構4、振動防止機構5（図２参照）および寝台6（図１参照）を具備する。図１では振動防止機構5の収納状態を、図２では振動防止機構5の伸長状態を示している。撮影時、被検体Pは寝台6上でＸ線発生部1とＸ線検出部2との間に位置される。

Ｘ線発生部1は被検体PにＸ線を照射する。この発生部1には、Ｘ線を発生するＸ線管と、Ｘ線の照射範囲を制限するＸ線絞りとが含まれる。図示しない操作卓から管電圧、管電流時間積などの所定の撮影条件を設定すると、撮影制御手段を介して高電圧発生器を制御し、Ｘ線管に所定の高電圧を印加してＸ線を発生させる。

Ｘ線検出部2は被検体Pを透過したＸ線をＸ線画像に変換する。ここでは、被検体Pを透過したＸ線をデジタル画像データに変換出力するFPDをＸ線検出部に用いている。

Ｃアーム3は、これらＸ線発生部1とＸ線検出部2を対向位置に保持する。後述するように、このＣアーム3は駆動されるが、その駆動状態に関わらず、Ｘ線発生部1とＸ線検出部2の対向状態は保持される。

そして、このＣアーム3は吊下げ機構4により、天井から駆動自在に支持される。吊下げ機構4は、Ｘ-Ｙスライダ40、連結アーム41、Ｃアーム支持部42、Ｃアームスライダ43を備える。Ｘ-Ｙスライダ40は天井に固定され、連結アーム41、Ｃアーム支持部42およびＣアームスライダ43を介してＣアーム3をＸ方向とＹ方向にスライド可能にしている。連結アーム41は、その一端がＸ-Ｙスライダ40に連結され、他端がＣアーム支持部42に連結されている。この連結アーム41は折り曲げ自在に構成してもよい。それにより、連結アームを折り曲げることで、Ｃアーム3の高さ位置を可変とすることができる。また、Ｃアーム支持部42は、Ｃアームスライダ43を回転自在に支持する。つまり、Ｃアーム3の径方向で、かつ水平方向の軸を回転軸として、Ｃアーム3を回転自在とすることができる。そして、Ｃアームスライダ43はＣアーム3を、同アーム3の円弧方向に沿ってスライド可能に支持している。

このような吊下げ機構4には、振動防止機構5（図２）も設けられている。振動防止機構5は、Ｃアーム3の駆動に伴って生じる振動を抑制するために、吊下げ機構4を床面Fに対して支持する機構である。ここでは、振動防止機構5として、Ｃアーム支持部42と一体化された伸縮式の棒状脚を用いている。この棒状脚は径の異なる３つのパイプ50を入れ子式に組み合わせて構成され、Ｃアーム支持部42の下端から床面F側に伸長可能にされている。これらのパイプ50を短縮することでＣアーム支持部42に棒状脚を収納でき、各パイプ50を引き出すことで、棒状脚の下端部を床面に当接させることができる。また、振動防止機構5は、棒状脚の下端部に扁平状の接地部51を有し、振動防止機構5と床面Fとの接触面積が十分にとれるように構成されている。

一方、これらＸ線発生部1、Ｘ線検出部2、Ｃアーム3、吊下げ機構4および振動防止機構5とは独立して、床面F上に寝台6（図１）が設けられている。撮影時、被検体Pはこの寝台6上に載せられる。

以上のようなＸ線装置を用いて頭部の血管撮影を行う場合、寝台6上に被検体Pを寝かせて、被検体Pの頭部をＸ線発生部1とＸ線検出部2の間に位置させる。

被検体PとＣアーム3の位置決めができたら、Ｃアーム支持部42からパイプ50を引き出して、その端部を床面に当接し、振動防止機構5をセットする。

次に、所定の撮影条件を設定して、被検体Pの動脈に造影剤を注入し、Ｃアーム3を往路方向に回転させて動脈の回転撮影を行う。

そして、動脈の回転撮影が終了したら、Ｃアーム3を復路方向に反転させ、既に動脈から注入した造影剤を利用して静脈の回転撮影を行う。

本発明装置による撮影では、振動防止機構によりＣアーム3の回転に伴う振動が十分に抑制されているため、従来のＸ線装置に比べて高速でＣアーム3を回転させることができる。例えば、Ｃアーム回転時の回転速度と経過時間との関係を示す図３のグラフから明らかなように、Ｃアームの加速度、定速度、減速度のいずれも早めることができる。そのため、Ｃアームの定速度回転中に行われる撮影時間を短縮して被検体の被爆量を軽減することができる。また、この振動の抑制により、Ｃアーム3を反転させる際の振動減衰時間も可及的にゼロにすることができ、Ｃアーム3の加速・減速時間および振動減衰時間を含む待ち時間を大幅に短縮することができる。このグラフでは、縦軸に示す「アームの回転速度」の「正」が往路回転を、「負」が復路回転を示している。その結果、一度の造影剤の注入で、Ｃアーム3の往路回転で動脈を撮影し、復路回転で静脈を撮影することができる。

[実施の形態２：個別型（基体伸縮）]
次に、振動防止機構がＸ線装置とは独立して構成されている本発明の実施の形態を図４、図５に基づいて説明する。本実施の形態は、振動防止機構の構成が異なる点を除いて、他の構成は実施の形態１と同様である。以下、相違点を中心に説明する。

本実施の形態のＸ線装置自体は振動防止機構が一体化されておらず、図４に示すように、撮影時にＣアーム支持部42と床面Fとの間に振動防止機構5を介在させることで実施の形態１と同様にＣアーム3の駆動に伴う振動を抑制する。ここでの振動防止機構5は、Ｃアーム支持部42の下面に当接する基体52と、基体52を床面Fに支持する脚部53とを有する。

基体52は、円筒状に形成され、図５に示すように、基体52の長さを可変にする伸縮機構を備えている。この基体52は、外ケース521と、外ケース521に収納される昇降軸522と、手動により回転可能なレバー523と、レバー523の回転動作を昇降軸522の昇降動作に伝達する動力伝達機構とを備えている。レバー523は、外ケース521を貫通して、水平方向の回転軸を有する。このレバー523は、オフセット状に形成され、一端側が手で握るつかみ部で、他端側にはウォーム524が形成されている。このウォーム524は、その回転軸と直交する回転軸を持つギア525に噛合される。一方、昇降軸522の周面の一部には、軸方向に延びるピニオン526が形成されている。このピニオン526はギア525に噛合しており、レバー523を回転すると、ウォーム524、ギア525、ピニオン526の動力伝達機構を介して昇降軸522が昇降される。

また、脚部53は、基体52の下方に３本取り付けられている棒状体である。これら３本の脚部は長さ調整できないが、基体52の長さを上記伸縮機構により可変とすることで、Ｃアーム支持部42と床面Fとの間隔に合わせて振動防止機構5の高さを調整することができる。この脚部53の末端にも床面との接触面積を確保するための接地部が形成されている。

本実施の形態でも、Ｘ線装置に振動防止機構5を取り付けることで、Ｃアーム3の駆動に伴う振動を抑制することができる。特に、この振動防止機構5はＸ線装置から取り外しできるため、振動防止機構を有しない既設のＸ線装置に対して付加することが好適である。

[実施の形態３：個別型（脚部伸縮＋折り畳み）]
次に、実施の形態２と同様に基体と脚部を有する振動防止装置で、その脚部が折り畳み式であると共に、長さ調整機構を有する本発明の実施の形態を図６、図７に基づいて説明する。本実施の形態は、振動防止機構5の構成が異なる点を除いて、他の構成は実施の形態２と同様である。以下、相違点を中心に説明する。

ここでの振動防止機構5は、ほぼ四角柱状の基体54に棒状の脚部55が折り畳み可能に装着されている。基体54の下方は六角形板状の取付部541が形成され、その取付部541にヒンジ542を介して合計３本の棒状の脚部55が均等な位置に取り付けられている。各脚部55はヒンジ542で回転させることで、未使用時は図６(A)に示すように基体54の外側面に沿うように折り畳まれ、使用時は図６(B)に示すように基体54の下方に拡げることで、基体54を床面に支持する。そして、基体54の外側面には、脚部55を折り畳んだときに、その状態に脚部55を保持する係合部が突設されている。ここでは、脚部55の各々に対して一対の突起543を係合部とし、この一対の突起543の間に脚部55をはめ込むことで、脚部55を折り畳み状態に保持する。

また、この振動防止機構5は、基体54には伸縮機構が設けられていないが、脚部55には長さ調整機構が設けられている（図７）。各脚部55は、径の異なる複数のパイプ551、552を入れ子式に組み合わせた伸縮式の長さ調整機構と、いわゆるターンバックルの構造を利用したターンバックル式の長さ調整機構の２つの長さ調整機構が設けられている。

まず、前者であるが、図７(A)に示すように、細いパイプ552を太いパイプ551から引き出すことで、脚部55の長さを容易に調整することができる。

次に、後者は、図７(B)に示すように、細いパイプ552が先端側と基体側に分断され、各分断端部の外周には各々逆方向の雄ねじが形成されている。そして、分断されたパイプの連結にはスリーブ553を用いる。このスリーブ553は、その両端部の内面に各々逆方向の雌ねじが形成され、分断されたパイプ552の雄ねじがねじ結合されている。このスリーブ553を回転すると、分断されたパイプ552同士が、スリーブ553から抜けるかスリーブ553内に挿入される方向に移動されるため、脚部55の長さを容易に微調整できる。さらに、この脚部55の末端にも床面との接触面積を確保するための接地部が揺動自在に取り付けられている。

本実施の形態のＸ線装置も、実施の形態２と同様に、振動防止機構5が一体化されておらず撮影時にＣアーム支持部42と床面Fとの間に振動防止機構5を介在させることで、Ｃアーム3の駆動に伴う振動を抑制することができる。特に、本例の構成では、脚部55の長さを個別に調節できるので、床面に段差がある場合でも安定して吊下げ機構を支持することができる。

本発明の移動型Ｘ線装置は、Ｘ線画像の撮影に好適に利用することができる。

実施の形態１における本発明Ｘ線装置を示し、振動防止機構を収納した状態を示す斜視図である。実施の形態１における本発明Ｘ線装置を示し、振動防止機構を伸長した状態を示す正面図である。実施の形態１において、Ｃアームの回転速度の向上による撮影時間の短縮効果を示す説明図である。実施の形態２で用いる振動防止機構の利用状態を示す説明図である。図４の振動防止機構の詳細構造を示し、(A)は外観図、(B)は伸縮機構の内部構造図である。実施の形態３で用いる振動防止機構を示し、(A)は脚部を折り畳んだ状態、(B)は脚部を開いた状態を示す模式斜視図である。実施の形態３における脚部の長さ調整機構を示し、(A)は伸縮式の長さ調整機構、（B）はターンバックル式の長さ調整機構を示す説明図である。

符号の説明

１Ｘ線発生部２Ｘ線検出部３Ｃアーム
４吊下げ機構
40 Ｘ-Ｙスライダ 41 連結アーム 42 Ｃアーム支持部
43 Ｃアームスライダ
５振動防止機構
50 パイプ 51 接地部
52 基体 521 外ケース 522 昇降軸 523 レバー 524 ウォーム
525 ギア 526 ピニオン
53 脚部
54 基体 541 取付部 542 ヒンジ 543 突起
55 脚部 551、552 パイプ 553 スリーブ
６寝台
Ｐ被検者Ｓ天井Ｆ床面

Claims

被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、被検体を透過したＸ線をＸ線画像に変換するＸ線検出部と、Ｘ線発生部およびＸ線検出部を所定の配置に連結するアームと、前記アームを天井から駆動自在に支持する吊下げ機構と、を具備するＸ線装置であって、
前記吊下げ機構に対し取り外し自在に構成され、前記吊下げ機構を床面に対して支持し、前記アームの駆動に伴う振動を抑制する振動防止機構を有し、前記振動防止機構は、前記吊下げ機構に接する基体と、前記基体を床面に支持する複数本の脚部と、を有し、前記基体は、前記基体の長さを可変させる伸縮機構を備え、前記伸縮機構は、昇降軸と、昇降軸を手動にて昇降させるレバーと、を備えることを特徴とするＸ線装置。
前記基体の下方に取付部を有し、前記複数本の脚部は、前記取付部にヒンジを介して回転可能に取り付けられ、前記ヒンジによって前記複数本の脚部は、前記基体に沿って折り畳まれ、前記複数本の脚部は、前記基体に突設した係合部により保持することを特徴とする請求項１に記載のＸ線装置。
前記アームはＣ型形状をしたＣアームであり、前記Ｃアームは、前記吊下げ機構によってＣ型形状の径方向かつ床面に対して水平方向となる軸を回転軸として回転動作し、前記複数本の脚部は、前記回転軸に対して直交し、かつ床面に対して水平方向となる軸方向に向かって開いて設置することを特徴とする請求項１に記載のＸ線装置。