JP5482585B2

JP5482585B2 - Ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP5482585B2
Application number: JP2010199885A
Authority: JP
Inventors: 雅大田中
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2030-09-07
Also published as: JP2012055420A

Description

この発明は、複数種の付加フィルターのうちの一つを、Ｘ線管から被検体に至るＸ線の照射領域に選択的に配置するための付加フィルター移動機構を備えたＸ線撮影装置に関する。

このようなＸ線撮影装置に使用されるＸ線管からは、低エネルギーの軟線から高エネルギーの硬線まで、広い範囲にわたるエネルギーのＸ線成分を含むＸ線が照射される。例えば、軟線は透過力が弱いことから、Ｘ線のエネルギーが被検体である患者の体内で消費されることになり、吸収線量(被曝量)が多くなる。このため、不要な軟線を除去するため、コリメータ機構の内部等に、アルミニュウム製の薄板や銅製の薄板から構成された軟線除去フィルター等の付加フィルターを装着して撮影を行うことがある。この場合においては、付加フィルターの厚みを大きくすれば、より多くの軟線が除去されることになる。

一方、軟線を使用してＸ線撮影を行った場合には、密度差の小さい組織を識別できるという特徴がある。また、軟線を利用した撮影においては、散乱光が少ないという特徴もある。このため、Ｘ線撮影装置を使用した検査の種類によっては、軟線を使用する必要も生ずる。さらには、通常の撮影と透視とでは、異なる付加フィルターが使用される。

このような要請に対応するため、従来、複数種の付加フィルターを選択的に使用するようにしたＸ線撮影装置も提案されている（特許文献１乃至特許文献３参照）。このような従来のＸ線撮影装置においては、複数種の付加フィルターを予めコリメータ機構内等の装置内部に装着しておき、これらの付加フィルターを付加フィルターの移動機構により移動させることにより、必要な撮影条件に対応した付加フィルターを選択使用する構成となっている。

なお、特許文献４には、複数の対物レンズを装着したレボルバをモータにより回転駆動し、対物レンズの交換時にレボルバの回転量が最小となる回転方向と回転量を演算し、その演算結果に基づいてレボルバを回転制御する倒立顕微鏡装置が開示されている。

特開２０００−５１５６号公報特開２００９−２９３号公報特開２００５−３４２３６３号公報特開２００６−２８６４４０号公報

Ｘ線撮影装置においては、付加フィルターの切替を迅速に行う必要がある。例えば、透視を行っているときに、撮影方式を透視から通常の撮影に変更する場合がある。このような場合には、撮影方式に対応して付加フィルターの種類を変更する必要があり、その変更に時間がかかれば患者に過度の負担をかけることになる。

また、Ｘ線撮影時に付加フィルターを選択した直後に、さらに他の付加フィルターを選択した場合には、特許文献４等に記載された従来の回転制御方式においては、最初に選択された付加フィルターが一旦使用位置まで移動した後でないと、次に選択された付加フィルターの使用位置までの移動を開始することが不可能であった。このため、付加フィルターを選択した直後に付加フィルターの変更を行った場合には、変更後の付加フィルターが適正位置に配置されるまでに長い時間を要し、患者に負担をかけることになる。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、選択された付加フィルターを速やかにＸ線照射領域に配置することが可能なＸ線撮影装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、被検体に向けてＸ線を照射するＸ線管と、前記Ｘ線管から照射され前記被検体を通過したＸ線を検出するＸ線検出部と、複数種の付加フィルターのうちの一つを、前記Ｘ線管から前記被検体に至るＸ線の照射領域に選択的に配置するための付加フィルター移動機構とを備えたＸ線撮影装置において、前記付加フィルター移動機構は、前記複数種の付加フィルターが配設された回転板と、前記回転板を回転させるモータと、前記回転板の回転角度位置を常時検出する角度位置検出部と、前記複数種の付加フィルターのうちの一つを選択するための操作部と、前記操作部が操作された時点で、前記回転板が停止しているか回転しているかにかかわらず、前記角度位置検出部が検出した前記回転板の回転角度位置と、前記操作部により選択された付加フィルターの種類とに基づいて、選択された付加フィルターを前記Ｘ線照射領域に配置するための最小の回転角度と回転方向とを演算する演算部と、前記モータに対して前記演算部で演算された回転角度と回転方向とを含む回転情報を送信する回転制御部とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記モータはステッピングモータであり、前記演算部は、回転中の回転板が現在の位置から前記操作部により選択された付加フィルターが前記Ｘ線管から前記被検体に至るＸ線の照射領域に配置される位置まで移動するのに必要なパルス数が、前記回転板が１回転するのに必要なパルス数の半分を超えている場合には、前記回転板を現在の回転方向とは逆方向に回転させる。

請求項１に記載の発明によれば、付加フィルターのうちの一つを選択するために操作部が操作された時点で、選択された付加フィルターを前記Ｘ線照射領域に配置するための最小の回転角度と回転方向とを演算して回転板の回転を開始することから、付加フィルターの選択時に回転板が回転しているか停止しているかにかかわらず、選択された付加フィルターを速やかにＸ線照射領域に配置することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、ステッピングモータのパルス数を利用して半回転より小さい角度だけ回転板を回転させることで、選択された付加フィルターを速やかにＸ線照射領域に配置することが可能となる。

この発明に係るＸ線撮影装置の概要図である。この発明に係るＸ線撮影装置におけるＸ線照射部３等の要部を示す概要図である。回転板１１の平面図である。制御部４１におけるこの発明を実行するための主要な電気的構成を示すブロック図である。回転板１１を回転して付加フィルターを選択する付加フィルターの選択動作を示すフローチャートである。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るＸ線撮影装置の概要図である。

このＸ線撮影装置は、被検体である患者１を載置するテーブル２と、患者１に向けてＸ線を照射するＸ線管７を備えたＸ線照射部３と、Ｘ線検出部としてのフラットパネルディテクタ４と、複数の可動絞り６を備えるコリメータ機構とを備える。Ｘ線管７から照射されたＸ線は、患者１を透過してフラットパネルディテクタ４に入射する。フラットパネルディテクタ４は、入射したＸ線に対応した画像信号を出力する。

なお、コリメータ機構は、矩形状の領域を形成するための４枚の可動絞り６を備える。Ｘ線撮影を行うときには、後述する照視野ランプ２４を点灯した状態で、図示しない駆動モータの駆動で可動絞り６を各々移動させることにより、Ｘ線の曝射範囲を設定する。そして、この状態でＸ線管７からＸ線を照射することにより、４枚の可動絞り６により規定された曝射範囲にのみＸ線が照射される。

図２は、この発明に係るＸ線撮影装置におけるＸ線照射部３等の要部を示す概要図である。

この発明に係るＸ線撮影装置におけるＸ線照射部３は、後述する複数種の付加フィルターが配設された回転板１１と、この回転板１１を回転させるステッピングモータ１２とを備えた付加フィルター移動機構を有する。この付加フィルター移動機構は、回転板１１を回転させることにより、回転板１１に配設された複数種の付加フィルターのうちの一つを、Ｘ線管７から患者１に至るＸ線の照射領域に選択的に移動させるためのものである。

図３は、回転板１１の平面図である。

この回転板１１は、上述したステッピングモータ１２の駆動により軸１３を中心に回転する。この回転板１１には、４個の孔部が軸１３を中心とした放射状の位置に穿設されている。そして、これらの孔部のうち、三箇所の孔部には、各々異なる種類の付加フィルター１００ｂ、１００ｃ、１００ｄが配設されている。そして、残り一箇所の孔部は、付加フィルターが配設されていない開口部１００ａとなっている。ここで、例えば、付加フィルター１００ｂは銅製の厚さ０．１ｍｍの軟線除去フィルターであり、付加フィルター１００ｂは銅製の厚さ０．２ｍｍの軟線除去フィルターであり、付加フィルター１００ｃは銅製の厚さ０．３ｍｍの軟線除去フィルターである。なお、銅製の軟線除去フィルターにかえて、アルミニュウム製の軟線除去フィルターを使用してもよい。

再度、図２を参照して、Ｘ線照射部３は、コリメータ機構に対し患者１とは逆側に配設され、コリメータ機構により調整されたＸ線照射野を視認するための光照射野を形成する、光照射野形成手段としての照視野ランプ２４およびミラー２５を備える。この照視野ランプ２４から照射された光は、ミラー２５により反射され、コリメータ機構における複数の可動絞り６によりその照射領域を制限された後に、患者１に照射される。このとき、Ｘ線管７からミラー２５を透過して患者１に照射されるＸ線と、照視野ランプ２４からミラー２５で反射されて患者１に照射される光とは、その光軸が一致しており、また、その焦点も一致している。このため、コリメータ機構により形成されるＸ線照射野と光照射野は一致する。

回転板１１を回転させるステッピングモータ１２と照視野ランプ２４とは、制御部４１に連結されており、この制御部４１により制御される。すなわち、この制御部４１は、回転板１１を回転させるステッピングモータ１２を制御して、回転板１１を回転させる。また、この制御部４１は、照視野ランプ２４の点灯状態を制御する。この制御部４１には、オペレータが各種の情報を入力するとともに、オペレータが付加フィルター１００を選択するための操作部４２と、各種の情報を表示するための選択操作を行う表示部４３とが接続されている。

図４は、制御部４１におけるこの発明を実行するための主要な電気的構成を示すブロック図である。

この制御部４１は、ステッピングモータ１２に付与されるパルスを監視することにより回転板１１の回転角度位置を常時検出する角度位置検出部４４と、角度位置検出部４４が検出した回転板１１の回転角度位置と選択された付加フィルター１００の種類とに基づいて選択された付加フィルター１００をＸ線照射領域に配置するための最小の回転角度と回転方向とを演算する演算部４５と、ステッピングモータ１２に対して演算部４５で演算された回転角度と回転方向とを含む回転情報を送信する回転制御部４６とを備える。

次に、上述したＸ線撮影装置において、付加フィルター１００を選択するための回転板１１を回転して付加フィルター１００を選択する選択動作について説明する。図５は、回転板１１を回転して付加フィルター１００を選択する付加フィルター１００の選択動作を示すフローチャートである。

オペレータにより操作部４２における付加フィルター１００の選択スイッチ等が操作されれば（ステップＳ１）、回転板１１が停止しているか回転しているかにかかわらず、現在の回転板１１の回転角度位置が取り込まれる(ステップＳ２)。すなわち、角度位置検出部４４は、回転板１１の回転角度位置を常時検出しており、この回転角度位置が操作部４２が操作された時点で、回転板１１の目標回転角度位置が演算部４５に取り込まれる。そして、演算部４５により、回転板１１を、現在の角度位置から、選択された付加フィルター１００をＸ線管７から患者１に至るＸ線の照射領域に配置するための目標回転角度位置まで回転させるために必要なパルス数を計算する(ステップＳ３)。

演算部４５は、回転板１１を現在の角度位置から目標回転角度位置まで移動させるのに必要なパルス数が、回転板１１を半周させるパルス数を越えているか否か、すなわち、そのパルス数が回転板１１が１回転するのに必要なパルス数の半分を超えているか否かを判断する（ステップＳ４）。そして、そのパルス数が半周以下であったときには、回転制御部４６はステッピングモータ１２に対して、回転板１１をそのままそのパルス数分だけ回転させる指令を送信する(ステップＳ６)。これにより、回転板１１は目標回転角度位置までそのまま回転する。

一方、そのパルス数が半周をこえている場合には（ステップＳ４）、演算部４５は、そのパルス数から回転板１１が１回転するのに必要なパルス数を減算または加算する(ステップＳ５)。すなわち、現在の回転板１１の回転角度位置が原点から半周以上のときには、回転板１１が１回転するのに必要なパルス数を目標位置に加算し、現在の回転板１１の回転角度位置が原点から半周以下のときには、回転板１１が１回転するのに必要なパルス数を目標位置から減算する。そして、回転制御部４６はステッピングモータ１２に対して、回転板１１を加減算後のパルス数分だけ回転させる指令を送信する(ステップＳ６)。これにより、回転板１１は上記の場合とは逆方向に、目標回転角度位置まで回転する。これにより、回転板１１は最低の回転量で目標回転角度位置まで移動する。

回転板１１が目標角度位置まで回転すれば、必要に応じて、回転板の回転角度位置をリセットする(ステップＳ７)。すなわち、回転板１１が逆方向に回転した場合には回転板の現在の位置を表すパルス数が減算または加算に伴って正しいものではなくなることから、このパルス数を正しいパルス数にリセットする。

以上のように、この発明に係るＸ線撮影装置によれば、回転板１１の回転中においても、オペレータにより操作部４２における付加フィルター１００の選択スイッチ等が操作されれば（ステップＳ１）、回転板１１が停止しているか回転しているかにかかわらず、回転板１１を目標回転角度位置に移動を開始する。このため、例えば、透視を行っているときに撮影方式を透視から通常の撮影に変更する場合や、Ｘ線撮影時に付加フィルターを選択した直後にさらに他の付加フィルターを選択した場合においても、付加フィルターの最初の回転動作が完了する前に、次に選択されたフィルターを必要な位置に移動させるための次の回転動作を開始することが可能となる。

１患者
２テーブル
３Ｘ線照射部
４フラットパネルディテクタ
６可動絞り
７Ｘ線管
１１回転板
１２モータ
２４照視野ランプ
２５ミラー
４１制御部
４２操作部
４３表示部
４４角度検出部
４５演算部
４６回転制御部
１００付加フィルター

Claims

被検体に向けてＸ線を照射するＸ線管と、
前記Ｘ線管から照射され前記被検体を通過したＸ線を検出するＸ線検出部と、
複数種の付加フィルターのうちの一つを、前記Ｘ線管から前記被検体に至るＸ線の照射領域に選択的に配置するための付加フィルター移動機構と、
を備えたＸ線撮影装置において、
前記付加フィルター移動機構は、
前記複数種の付加フィルターが配設された回転板と、
前記回転板を回転させるモータと、
前記回転板の回転角度位置を常時検出する角度位置検出部と、
前記複数種の付加フィルターのうちの一つを選択するための操作部と、
前記操作部が操作された時点で、前記回転板が停止しているか回転しているかにかかわらず、前記角度位置検出部が検出した前記回転板の回転角度位置と、前記操作部により選択された付加フィルターの種類とに基づいて、選択された付加フィルターを前記Ｘ線照射領域に配置するための最小の回転角度と回転方向とを演算する演算部と、
前記モータに対して前記演算部で演算された回転角度と回転方向とを含む回転情報を送信する回転制御部と、
を備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
請求項１に記載のＸ線撮影装置において、
前記モータはステッピングモータであり、
前記演算部は、回転中の回転板が現在の位置から前記操作部により選択された付加フィルターが前記Ｘ線管から前記被検体に至るＸ線の照射領域に配置される位置まで移動するのに必要なパルス数が、前記回転板が１回転するのに必要なパルス数の半分を超えている場合には、前記回転板を現在の回転方向とは逆方向に回転させるＸ線撮影装置。