JP5841435B2 - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線撮影装置に関する。

近年、医療診断を目的とするＸ線撮影装置には、Ｘ線源およびＸ線検出センサを小型化・軽量化して可搬性を高め、救急や災害現場等で利用されるものがある。

特許文献１では、バッテリで駆動することによって自由に移動して撮影できる可搬型のＸ線撮影装置が開示されている。

特開２０１１−５０４９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるような可搬型のＸ線撮影装置では、Ｘ線源とＸ線検出センサとの位置関係が固定されないため、Ｘ線撮影を行う際、Ｘ線源とＸ線検出センサとが略平行とならない可能性がある。Ｘ線源とＸ線検出センサとが略平行でないと、Ｘ線検出センサにＸ線が一様に照射されず、像が歪んだりぼけたりすることとなり、正確な医療診断が妨げられる。

Ｘ線源とＸ線検出センサをフレーム支柱に固定すれば、常にこれらを略平行とすることが可能となる。しかし、こうした場合にはＸ線撮影装置全体がかさ張って可搬性や収納性が損なわれることとなる。また設置場所の状況、被写体（患者）の体格や患部の位置等に応じて支柱の角度を変更することが出来ず、かえって取り扱いに支障をきたす可能性がある。

上記の課題に鑑み、本発明は、可搬性が高く、使用時にＸ線源とＸ線検出センサとが略平行に保持可能なＸ線撮影装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成する本発明に係るＸ線撮影装置は、

本発明によれば、可搬性が高く、使用時にＸ線源とＸ線検出センサとが略平行に保持可能なＸ線撮影装置を提供することが可能となる。

第１実施形態に係るＸ線撮影装置の概略構成図。 第１実施形態に係るＸ線撮影装置の使用状態（撮影状態）を示す斜視図。 第１実施形態に係るＸ線撮影装置の使用状態（撮影状態）を示す側面図であり、図２の矢印Ｙ方向から観察した場合を示す図。 第１実施形態に係るＸ線撮影装置の非使用状態（収納状態）を示す斜視図。 第２実施形態に係るＸ線撮影装置の概略構成図。 第２実施形態に係るＸ線撮影装置のＸ線源とＸ線検出センサとの位置関係の説明図。

（第１実施形態）
図１を参照して、第１実施形態に係るＸ線撮影装置の概略構成を説明する。Ｘ線撮影装置１０１は、Ｘ線源１０２と、Ｘ線検出センサ１０３と、フレーム支柱１０４ａと（第１のフレーム支柱）、フレーム支柱１０４ｂ（（第２のフレーム支柱））と、連結プレートＰｔ１０５（第１の連結プレート）と、連結プレートＰｒ１０６（第２の連結プレート）とを備える。

Ｘ線源１０２は、医用診断のためのＸ線を生成し、被写体に向け放出する。Ｘ線源１０２には、一般的に、高温度に加熱したフィラメントから放出される熱電子をバルクの金属から成るＸ線ターゲットに照射することによって電子線の入射側にＸ線を発生させるＸ線管球等が用いられる。

Ｘ線検出センサ１０３は、被写体を透過したＸ線を光電変換素子によって検出し、電気信号として出力する。この電気信号を画像処理することにより、いわゆるＸ線画像を取得することができる。

フレーム支柱１０４ａ、１０４ｂは、相互に対向して設けられ、使用時（Ｘ線撮影時）には、Ｘ線が遮られることなく被写体に照射されるようにＸ線源１０２を支持し、収納時には、Ｘ線源１０２と、Ｘ線検出センサ１０３とを収納する。さらに搬送時には、ユーザ（医師、Ｘ線技師、等）が持ち手としてフレーム支柱１０４ａ、１０４ｂを掴むことができる。また、必要に応じ、電力・各種制御信号・各種出力信号の伝送線をフレーム支柱１０４ａ、１０４ｂに沿って配設し、またはフレーム支柱１０４ａ、１０４ｂを中空にしてフレーム支柱１０４ａ、１０４ｂの内部に配設してもよい。またフレーム支柱１０４ａ、１０４ｂは、それぞれ各フレーム支柱に沿って伸縮可能に構成されてもよい。

連結プレートＰｔ１０５には、フレーム支柱１０４ａ、１０４ｂと、Ｘ線源１０２とが回動可能に連結されている。連結プレートＰｒ１０６には、フレーム支柱１０４ａ、１０４ｂと、Ｘ線検出センサ１０３とが回動可能に連結されている。

連結プレートＰｔ１０５、Ｐｒ１０６が、フレーム支柱１０４ａ、１０４ｂの一端、他端とそれぞれ回動可能に連結されることにより、使用時（Ｘ線撮影時）に支柱角度が変更されても連結プレートＰｔ１０５と、連結プレートＰｒ１０６とが略平行に保たれる。

これにより連結プレートＰｔ１０５とＸ線源１０２、連結プレートＰｒ１０６とＸ線検出センサ１０３の角度をそれぞれ平行に固定すると、支柱角度にかかわらずＸ線源１０２とＸ線検出センサ１０３とを略平行にすることができる。

次に図２および図３を参照して、第１実施形態に係るＸ線撮影装置の使用状態（撮影状態）を説明する。図２は、使用状態（撮影状態）の斜視図であり、図３は、図２の矢印Ｙの方向から観察した図である。

図２に示されるように、臥している被写体Ｈ（患者）の下にＸ線検出センサ１０３が挿入されており、Ｘ線検出センサ１０３と連結プレートＰｒ１０６とが基台を構成する。当該基台に対してフレーム支柱１０４ａ、１０４ｂが立設しており、フレーム支柱１０４ａ、１０４ｂの上端に連結されている連結プレートＰｔ１０５を介して、Ｘ線源１０２が連結プレートＰｔ１０５と略平行になるように調節され、被写体Ｈに向けられる。

図３に示されるように、被写体Ｈ（患者）の下に挿入されたＸ線検出センサ１０３は、必要に応じて、患者の体格や検査部位により、スライドして位置変更することが可能となっている。これに対してＸ線源１０２は、支柱角度を変更することにより、被写体Ｈに対する位置を調整可能である。この調整可能長ｌは支柱高さＬ、傾き角度θに対して、
ｌ＝Ｌｃｏｓ（９０°−θ）
により求められ、例えばＬ＝１２０ｃｍ、θ＝１０°のとき、ｌ＝約２０ｃｍとなる。このとき、フレーム支柱１０４ａ、１０４ｂと連結プレートＰｔ１０５、Ｐｒ１０６とはフレーム支柱角度に関わらず常に平行四辺形となるため、連結プレートＰｔ１０５とＸ線源１０２とを略平行に、さらに連結プレートＰｒ１０６とＸ線検出センサ１０３とを略平行に固定すれば、Ｘ線源１０２とＸ線検出センサ１０３とは常に略平行となる。

さらに、図４を参照して、第１実施形態に係るＸ線撮影装置の非使用状態（収納状態）を説明する。図４において、Ｘ線源１０２、Ｘ線検出センサ１０３はそれぞれ連結プレートＰｔ１０５、Ｐｒ１０６との間に設けたヒンジにより略９０°回動してフレーム支柱１０４ａ、１０４ｂ側に収納される。このときフレーム支柱１０４ａ、１０４ｂの長さが、Ｘ線源１０２の長さとＸ線検出センサ１０３の長さとの合計よりも十分に長い場合は、ユーザ（医師、Ｘ線技師、等）はその長い部分を持ち手として掴み、運搬や設置に使用することができる。

本実施形態によれば、Ｘ線源とＸ線検出センサとをそれぞれ連結プレート対して略平行に固定するだけで、フレーム支柱を傾斜させた場合でも、Ｘ線源とＸ線検出センサとを略平行に保持することができる。従って、設置場所の状況や被写体（患者）の体格、患部の位置等に応じてフレーム支柱の角度を変更させながら、好適なＸ線撮影画像を得ることが可能となる。さらに、Ｘ線源とＸ線検出センサを折り畳んでフレーム支柱に収納することができるので、可搬性の高いＸ線撮影装置を提供することができる。

(第２実施形態)
近年、第１実施形態で説明したようなＸ線管球によるＸ線源の他に、電子源として冷陰極型マルチ電子源を使用するＸ線源が登場している。このようなマルチ電子源を使用するＸ線源は、一つ一つの電子源を小さく構成して平面状に配列するため、Ｘ線源全体としてフラットにすることが可能となる。

一方、マルチＸ線源は複数の焦点を持つため、被写体に照射されるＸ線の強度分布が一様となりにくく、Ｘ線検出センサで検出したＸ線を光電変換した電気信号に対して、複数のＸ線焦点の位置に応じた強度補正を含む信号処理が必要となる。このため、マルチ電子源とＸ線検出センサとが平行に対向すること、及び、両者の位置関係が検出できることが必要となる。

第２実施形態では、Ｘ線源としてマルチＸ線源を使用する点、上述した両者の位置関係を検出するために、支柱角度を検出する構成および連結プレートＰｒのスライド量を検出する構成を有する点が第１実施形態と異なる。

図５を参照して、第２実施形態に係るＸ線撮影装置の概略構成を説明する。Ｘ線撮影装置５０１は、マルチＸ線源５０２と、Ｘ線検出センサ５０３と、フレーム支柱５０４ａと、フレーム支柱５０４ｂと、連結プレートＰｔ５０５と、連結プレートＰｒ５０６と、支柱角度検出センサ５０７と、連結プレートスライド量検出センサ５０８とを備える。

マルチＸ線源５０２は、冷陰極型マルチ電子源を使用するＸ線源であり、医用診断のためのＸ線を生成して被写体に向け放出する。Ｘ線検出センサ５０３、フレーム支柱５０４ａ、フレーム支柱５０４ｂ、連結プレートＰｔ５０５、および連結プレートＰｒ５０６は、それぞれ第１実施形態で説明したＸ線検出センサ１０３、フレーム支柱１０４ａ、フレーム支柱１０４ｂ、連結プレートＰｔ１０５、および連結プレートＰｒ１０６と同様である。

支柱角度検出センサ５０７は、フレーム支柱５０４と連結プレートＰｒ５０６との間に設けられ、フレーム支柱５０４が連結プレートＰｒ５０６から直角に対しどれだけ傾斜しているかを計測する。支柱角度検出センサ５０７には、多極磁石の回転による磁界の変化を検出する磁気センサや、スリット円盤上のスリットを透過した光源の光パルスをカウントするセンサなど、種々多様なセンサを用いることができる。

連結プレートスライド量検出センサ５０８は、連結プレートＰｒ５０６の固定部分と可動部分との間に設けられ、連結プレートＰｒ５０６の可動部分（および当該連結プレートＰｒ５０６に連結しているＸ線検出センサ５０３）が、連結プレートＰｒ５０６の固定部分に対してスライドした距離（スライド量）を計測することにより位置検出を行う。

連結プレートＰｒ５０６を固定部分と可動部分とにより構成することによって、連結プレートＰｒ５０６は、対向する位置にある連結プレートＰｔ５０５と平行な方向に沿って伸縮可能となる。連結プレートスライド量検出センサ５０８には、発信した超音波が対象物から反射してくるまでの時間を計測して音速を掛け合わせることにより距離換算する位置検出センサなど、種々多様なセンサを用いることができる。

図６に示されるように、マルチＸ線源５０２とＸ線検出センサ５０３との相対移動距離ｄは、連結プレートスライド量検出センサ５０８により検出したスライド量ｌｒ、支柱高さＬ、支柱角度検出センサ５０７により検出した傾き角度θを用いて、スライド方向に対して、
ｄ＝ｌｒ−Ｌｃｏｓ（９０°−θ）
により求められる。したがって、Ｘ線検出センサ５０３で検出したＸ線を光電変換した電気信号に対して、上記の相対移動距離ｄに基づいて相対位置関係を算出し、複数のＸ線焦点の位置に応じた強度補正を行うことにより、Ｘ線焦点が複数あることによる強度分布のムラを打ち消したＸ線画像を得ることが可能となる。

（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (6)

1. 第１のフレーム支柱と、
   前記第１のフレーム支柱に対向して設けられた第２のフレーム支柱と、
   前記第１および第２のフレーム支柱の一端とそれぞれ回動可能に連結された第１の連結プレートと、
   前記第１および第２のフレーム支柱の他端とそれぞれ回動可能に連結され、前記第１の連結プレートに対向して設けられた第２の連結プレートと、
   前記第１の連結プレートと回動可能に連結されたＸ線源と、
   前記第２の連結プレートと回動可能に連結されたＸ線検出センサと、
   を備えることを特徴とするＸ線撮影装置。
2. 前記第１および第２のフレーム支柱は、それぞれ各フレーム支柱に沿って伸縮可能であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
3. 前記第２の連結プレートは、前記第１の連結プレートと平行な方向に伸縮可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線撮影装置。
4. 前記Ｘ線源は、複数のＸ線焦点を有するマルチＸ線源であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のＸ線撮影装置。
5. 前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出センサとの相対位置を検出する位置検出センサをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のＸ線撮影装置。
6. 前記位置検出センサにより検出された前記相対位置に基づいて、前記Ｘ線検出センサにより検出されたＸ線が光電変換された電気信号に対して、Ｘ線焦点の位置に応じた強度補正を行う強度補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のＸ線撮影装置。

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