JP5339951B2 - Ｘ線画像撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線検出センサを用いたＸ線画像撮影装置に関するものである。

従来から、工業用の非破壊検査や医療診断において対象物にＸ線を照射し、対象物を透過したＸ線の強度分布を検出して対象物のＸ線画像を得る装置が広く利用されている。このような撮影の一般的な方法としては、感光性フィルムとＸ線に対して感度を有する蛍光体とを組合わせる撮影フィルム／スクリーン法が挙げられる。これは、感光性フィルムの両面にＸ線が照射されると発光する希土類の蛍光体をシート状にしたものを密着して保持し、被写体を透過したＸ線を蛍光体により可視光に変換し、感光性フィルムにより可視光を捉えている。そして、感光性フィルム上に形成された潜像を、化学処理で現像することで可視化することができる。

一方、近年のデジタル技術の進歩により、対象物を透過したＸ線の強度分布を電気信号に変換して検出し、この電気信号を処理して可視画像としてモニタ等に再生することにより、高画質のＸ線画像を得る方式が普及しつつある。このようなＸ線画像を電気信号に変換する方法としては、対象物を透過したＸ線を蛍光体中に一旦潜像として蓄積した後に、レーザー光等の励起光を照射することにより、潜像を光電的に読み出して可視像として出力するＸ線画像記録再生システムが提案されている。

また、近年の半導体プロセス技術の進歩に伴い、半導体センサを使用して、同様にＸ線画像を撮影する装置が開発されている。これらのシステムは、従来の感光性フィルムを用いるＸ線写真システムと比較すると、極めて広いダイナミックレンジを有しており、Ｘ線の露光量の変動に影響され難いＸ線画像を得ることができる実利的な利点を有している。同時に、従来の感光性フィルム方式と異なり、化学処理が不要であると共に、即時的に出力画像を得ることができる利点を有している。

図１７は上述のＸ線画像撮影装置のシステム構成図を示しており、Ｘ線発生装置１から発したＸ線を被写体Ｓに照射する。被写体Ｓを透過したＸ線は蛍光体を介して可視光に変換され、二次元状の格子状に配列した光電変換素子から成るＸ線検出センサ２を内蔵したＸ線画像撮影装置３によって電気信号として検出される。このＸ線画像撮影装置３に対して、読出し駆動や画像転送等の制御を行う制御部４が接続されており、Ｘ線検出センサ２から出力された画像を制御部４でデジタル画像処理し、モニタ５に被写体ＳのＸ線画像を表示する。

このシステムは後処理で画像を読み出す上述のＸ線画像記録再生システムとは異なり、即時的に画像をモニタに表示できる長所を有している。このような撮影システムは立位、臥位等の撮影形態により専用の架台に検出パネルが設置され、必要に応じて使い分けられ、Ｘ線撮影室に固定に据え置かれている。その後に、可搬型の撮影部も開発され、任意の撮影の姿勢での撮影が必要な場合に用いられている。

また特許文献１は、可搬型のＸ線検出センサを利用してＸ線管球に対向する位置に固定して支持したり、支持部から切り離して用いることを可能にしたＣアーム装置と呼ばれるＸ線画像撮影装置も開示されている。このＣアーム装置には、Ｘ線撮影室に据え置く装置と移動型の装置がある。

しかし、Ｃアームはその特性上、Ｘ線管球及びＸ線管球に対向した位置に固定される撮影部が移動可能になっており、撮影部のアライメント時に周囲の物体や患者等に撮影部を誤って衝突させてしまう虞れがある。また運搬時にも、撮影部を周囲の物体と衝突することがある。

そのため特許文献２においては、Ｘ線検出センサを支持するフレームの周囲に弾性支持された衝突検知用カバーが吊り下げられ、カバーに外力が掛かった際に、カバー全体の相対位置が変位することによって、その外力の影響を緩和させる装置が開示されている。

特開２００５−４７０号公報 特公平３−５６１号公報

図１８に示すように、一般的なモバイルＣアーム装置１０では、本体部１１に支持されている水平軸１２の先端には、Ｃ字状のアーム部材１３が設けられ回転及び移動が可能に構成されている。アーム部材１３の両端には、Ｘ線発生部１４とＸ線検出センサ１５が対向して配置されており、任意の姿勢に位置決めされて使用される。Ｘ線検出センサ１５はＣアーム先端に設けられたホルダ１６に対して着脱可能とされ、Ｘ線検出センサ１５の姿勢は、水平軸Ｒｈ周りの回転やＣアーム自体の軌道Ｒｓに沿った回転等により任意とすることができる。

このようなＸ線検出センサ１５をアーム部材１３の先端に固定した装置においては、特許文献２のように衝撃を和らげるために、Ｘ線検出センサ１５の外装を移動可能に支持する構成も考えられている。

しかし、可搬型のＸ線検出センサ１５を用いた装置において、アーム部材１３からＸ線検出センサ１５を外して、通常のカセッテとして使用することが考えられる。この場合に、Ｘ線検出センサ１５に対して外装部が移動可能に支持されているため、相対位置が変化してしまうことになる。このため、運搬時に外装が揺れたり、撮影時の位置合わせが困難であるという問題点がある。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、Ｘ線検出センサの可搬性や操作性に優れ、装着時の衝撃を緩和するＸ線画像撮影装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るＸ線画像撮影装置は、被写体を透過したＸ線分布を二次元状に配列した検出素子により検出するＸ線検出センサと、該Ｘ線検出センサを移動可能に保持するホルダとを有するＸ線画像撮影装置において、前記ホルダは、台座部と、前記Ｘ線検出センサを着脱可能に保持する連結部と、前記台座部と前記連結部の間にあって前記連結部を弾性部材により前記台座部に対して変位可能に取り付けた緩衝部とを備えたことを特徴とする。

また、本発明に係るＸ線画像撮影装置は、被写体を透過したＸ線分布を二次元状に配列した検出手段により検出するＸ線検出センサと、該Ｘ線検出センサを保持し任意の姿勢に移動可能なホルダとを有するＸ線画像撮影装置において、前記ホルダは、前記Ｘ線検出センサを着脱可能に保持する収納部と、該収納部を覆うように設けた衝撃吸収部とを有することを特徴とする。

本発明に係るＸ線画像撮影装置によれば、Ｘ線検出センサとしての信頼性を確保しながら、操作性を良好にすることが可能となる。

実施例１のホルダの斜視図である。 上方から見た断面図である。 側方から見た断面図である。 Ｘ線検出センサを保持した状態の断面図である。 実施例２の連結部が回転した状態の断面図である。 回転目盛りを付けた状態の平面図である。 連結部が回転した状態の平面図である。 実施例３の断面図である。 ホルダの底面図である。 実施例４のホルダの斜視図である。 断面図である。 断面図である。 断面図である。 実施例５の平面図である。 収納部が回転した状態の平面図である。 実施例６の断面図である。 Ｘ線撮影装置のシステム構成図である。 Ｃアーム装置の構成図である。

本発明を図１〜図１６に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は実施例１におけるＸ線画像撮影装置のホルダの斜視図、図２はホルダを上方から見た断面図、図３は側方から見た断面図である。

Ｘ線画像撮影装置のＣアーム２１の先端にホルダの台座部２２が支持され、台座部２２には緩衝部２３を介して連結部２４が取り付けられている。Ｘ線検出センサ２５は連結部２４に下方から着脱可能に、かつ任意の姿勢に移動可能に保持されている。連結部２４には図示しない係止部材が設けられており、Ｘ線検出センサ２５を係止することが可能とされている。

Ｘ線検出センサ２５は被写体を透過したＸ線分布を二次元状に配列した検出素子により検出する。また、図示は省略しているが、Ｃアーム２１の他端には被写体を介してＸ線検出センサ２５にＸ線を照射するＸ線発生手段が設けられている。

緩衝部２３は台座部２２の隅角部に対してコイルスプリングなどの弾性部材２６により保持されており、また緩衝部２３と連結部２４間にはコイルスプリングなどの弾性部材２７が配置されている。また撮影時には、連結部２４が台座部２２に対して相対位置が変化しないように錠止機構２８が備えられている。

図４に示すように、Ｘ線検出センサ２５が連結部２４に取り付けられると、Ｘ線検出センサ２５はバランス良く中点位置に保持される。ここで、Ｘ線検出センサ２５が側方から外力を受けた場合には、Ｘ線検出センサ２５を保持する連結部２４が緩衝部２３を介して台座部２２に対して相対的に水平方向に変化すると共に、弾性部材２６によりその衝撃が吸収される。弾性部材２６はｘｙ平面における振動を減衰する減衰機構として作用し、連結部２４が衝撃を受けた後の振動を低減するようになっている。

また、Ｘ線検出センサ２５が下方から外力を受けた場合には、Ｘ線検出センサ２５を保持した連結部２４が緩衝部２３を介して台座部２２に対して相対的に垂直方向に変化すると共に、弾性部材２７によりその衝撃が吸収される。弾性部材２７はｚ軸方向における振動を減衰する減衰機構として作用し、連結部２４が衝撃を受けた後の振動を低減する。

衝撃を受けた後に、連結部２４と台座部２２の相対位置関係は緩衝部２３を介して元の位置に復元する。このように、Ｘ線検出センサ２５が運搬時の衝突やアライメント時の接触等により外力を受けた場合に、連結部２４は緩衝部２３及びそれを支持する弾性部材２６、２７の働きにより衝撃が緩和され、Ｘ線検出センサ２５を安定して中立位置に保持することができる。

図５は実施例２のホルダを上方から見た断面図である。Ｘ線検出センサ２５を保持した連結部２４は、台座部２２に対してＸ線検出センサ２５のＸ線入射面方向の軸回りに回転可能に支持されている。連結部２４、Ｘ線検出センサ２５は撮影状況に応じて回転可能とされ、緩衝部２３には図示しない回転方向の錠止機構が設けられている。この錠止機構を解除する機構は、台座部２２又は連結部２４又はフットペダル等に配置されており、操作者が錠止機構を無効にすることにより錠止が解除される。

これにより、連結部２４及びＸ線検出センサ２５を撮影状況に応じた任意の位置まで回転させることができ、回転位置が決定された後に操作者が錠止機構を有効とすることにより緩衝部２３は錠止され、連結部２４及びＸ線検出センサ２５は固定される。

また、図６に示すように連結部２４の上面周囲には、回転目盛り３１が付されており、台座部２２に矢印３２が付されている。連結部２４、Ｘ線検出センサ２５が回転した際に、図７に示すように矢印３２により回転角度を読み取ることができる。

連結部２４、Ｘ線検出センサ２５が一体となって回転して、緩衝部２３とは相対的な位置関係が変化するが、実施例１と同様に緩衝部２３、弾性部材２６、２７による緩衝機構は有効に機能し、実施例１と同等の効果が得られる。

図８は実施例３の断面図を示し、図９はホルダの底面図であり、Ｘ線検出センサ２５が取り外された状態を示している。連結部２４にはＸ線検出センサ２５を冷却する冷却手段４１が設けられ、Ｘ線検出センサ２５は図８に示すように冷却手段４１に面している。

冷却手段４１は温度センサを備え、Ｘ線検出センサ２５との接触面の温度を検知して、冷却が必要と判断した場合は冷却を行うことができる。これにより、Ｘ線検出センサ２５の発熱量が多い場合の撮影においても、冷却手段４１が有効に活用され、Ｘ線検出センサ２５の温度は低減され、良好な状態で撮影を行うことが可能となる。

図１０は実施例４のＸ線検出センサ２５を挿入して使用するホルダの斜視図、図１１は断面図を示している。Ｃアーム２１に支持された台座部２２に収納部５１が装着され、収納部５１に対してコイルスプリングから成る弾性部材５２を介して衝撃吸収部５３が吊り下げられており、衝撃吸収部５３は収納部５１に対して相対的に変位可能とされている。

収納部５１には開口部が設けられており、この開口部からＸ線検出センサ２５を挿入又は取り出しを行う。収納部５１の開口部は台座部２２を介して、Ｃアーム２１と反対側に設けられている。これにより、操作者がＸ線検出センサ２５の着脱をＣアーム２１やテーブル等の障害物の邪魔にならない位置で容易に行うことができる。また、挿入されたＸ線検出センサ２５は、収納部５１に装備された図示しない係止機構により係止される。

収納部５１、衝撃吸収部５３を構成する部材は、少なくとも下方のＸ線の入射面側においてはＸ線透過率が高く、撮影した画像にこれらの部材の陰影が映らないような材料及び構造のものが使用されている。

衝撃吸収部５３を支持する弾性部材５２は図１２に示すように発泡系弾性部材を使用することもできる。また、図１３に示すように、収納部５１の周囲に弾性部材５２として伸縮性のある発泡系弾性部材を配置してもよい。

この弾性部材５２により、運搬時の衝突やアライメント時の患者との接触等により外力を受けた場合に、衝撃吸収部５３及びそれを支持する弾性部材５２の作用により衝撃が緩和され、収納部５１内に収納したＸ線検出センサ２５を保護することができる。

図１４は実施例５のホルダの平面図を示し、Ｘ線検出センサ２５を保持した収納部５１は、台座部２２に対してＸ線入射面方向を軸として回転可能に支持されている。これにより、図１５に示すように収納部５１及び衝撃吸収部５３をＸ線検出センサ２５と同期して回転させることができる。

実施例２と同様に、この場合にも回転の錠止機構及び回転角度を読み取るための図示しない目盛りを有している。Ｘ線検出センサ２５が撮影部と同期して回転することにより、緩衝機構は有効に機能し、実施例４と同等の効果が得られる。

図１６は実施例６の断面図を示し、台座部２２及び収納部５１の上部に冷却手段６１が配置されている。Ｘ線検出センサ２５は冷却手段６１に接触し、実施例３と同様にＸ線検出センサ２５は冷却手段６１により有効に冷却される。

なお、以上の説明では、本発明の好ましい実施例について述べたが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

２１ Ｃアーム
２２ 台座部
２３ 緩衝部
２４ 連結部
２５ Ｘ線検出センサ
２６、２７、５２ 弾性部材
２８ 錠止機構
３１ 目盛り
３２ 矢印
４１、６１ 冷却手段
５１ 収納部
５３ 衝撃吸収部

Claims (10)

1. 台座部と、
   前記台座部に第一方向の弾性力を有する第一の弾性部材を介して支持される緩衝部と、
   前記緩衝部に前記第一の方向と異なる方向の弾性力を有する第二の弾性部材を介して支持され、被写体を透過したＸ線分布を二次元状に配列した検出素子により検出するＸ線検出センサを着脱可能に保持する連結部と、
   を有することを特徴とするＸ線画像撮影装置。
2. 前記緩衝部は錠止手段により固定できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
3. 前記連結部は前記緩衝部に対し前記Ｘ線検出センサの入射面の軸回りに回転可能であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
4. 前記連結部は冷却手段を具備したことを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
5. 前記台座部はＣアームに支持されていることを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＸ線画像撮影装置。
6. 前記台座部の内面の端部に固定された前記第一の弾性部材を介して前記緩衝部を支持することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＸ線画像撮影装置。
7. 前記第一の弾性部材はスプリングであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＸ線画像撮影装置。
8. 被写体を透過したＸ線分布を二次元状に配列した検出手段により検出するＸ線検出センサを着脱可能に保持する収納部と、
   前記収納部に支持される弾性体を介して前記収納部を覆うように設けた衝撃吸収部と、を有し、
   前記衝撃吸収部は、前記Ｘ線検出センサにおけるＸ線の入射面側においては他の領域に対してＸ線透過率が高い構造とすることを特徴とするＸ線画像撮影装置。
9. 前記収納部は前記Ｘ線検出センサの入射面の軸回りに回転可能であることを特徴とする請求項８に記載のＸ線画像撮影装置。
10. 前記収納部を台座部により支持し、該台座部は冷却手段を具備したことを特徴とする請求項８に記載のＸ線画像撮影装置。

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