JP6014329B2 - 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、医療診断等を目的とするＸ線撮影は、Ｘ線源を備えるＸ線撮影装置を小型・軽量化して搬送性を高め、救急や災害現場等で利用されるようになっている。特許文献１では、組み立て式の保持具により、Ｘ線撮影装置を被写体の検査部位の鉛直上方に吊り下げて使用する技術が開示されている。また、特許文献２では、Ｘ線源から被写体に照射されるＸ線の照射範囲を規制するＸ線遮蔽部材と、当該Ｘ線遮蔽部材に連結され、Ｘ線遮蔽部材によるＸ線遮蔽領域を増減可能な駆動部とを備えるＸ線撮影装置が開示されている。

特開２０１１−５６１７０号公報 特開２００８−７９７２８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるようなＸ線撮影装置では、Ｘ線撮影の際に保持具を組み立てて設置なければならず手間や時間を要する。またＸ線撮影装置と保持具とが別体であるため、搬送性に課題がある。また特許文献２に開示されるようなＸ線撮影装置でも、搬送性を向上させたり、設置を容易にしたりすることはできないという課題がある。

上記の課題に鑑み、本発明は、搬送性が高く、設置が容易な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ための本発明に係るＸ線撮影装置は、
Ｘ線源と、
前記Ｘ線源を収納する筺体と、
前記筺体と可動連結部を介して連結されており前記筺体を支持する少なくとも４つの支持脚と、を備え、
各支持脚は、前記可動連結部により、接地面と当該支持脚とのなす支持角度を変更可能であり、且つ前記支持脚の長手方向に沿って伸縮可能であり、
搬送時には、各支持脚を収縮させるとともに、前記収縮させる動作とは独立して各支持脚を閉じることにより、各支持脚が前記筐体の鉛直方向の各辺と接し、
撮影時には、各支持脚を伸長させるとともに、前記伸長させる動作とは独立して各支持脚を開くことを特徴とする。

本発明によれば、搬送性が高く、設置が容易な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。 （ａ）第１実施形態に係るＸ線撮影装置の搬送時の形態を示す図、（ｂ）第１実施形態に係るＸ線撮影装置の設置時および使用時（Ｘ線撮影時）の形態を示す図。 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線撮影装置の上部からの透過断面図。 第３実施形態に係るＸ線撮影装置の概略構成図。 第４実施形態に係るＸ線撮影装置における開閉制御の説明図。 第５実施形態に係るＸ線撮影装置の概略構成図。 第５実施形態に係るＸ線撮影装置のＸ線照射範囲の説明図。

（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線源を収納する筺体１０２と、複数の支持脚１０３とを備える。Ｘ線源は、医用診断のためのＸ線を生成し、被写体Ｐへ照射する。Ｘ線源には、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。被写体Ｐに向けて照射される。被写体Ｐを透過したＸ線は、Ｘ線源に対向して設置されたＸ線検出センサ（不図示）により検出されて電気信号として出力され、この電気信号が画像処理されて、いわゆるＸ線画像が得られる。

支持脚１０３は、地面または床面に立設して、被写体Ｐの上方で筺体１０２を支持する。なお、図１では、支持脚１０３は４脚から構成される例が示されているが、一定の接地幅を有していれば２脚でも立設・支持が可能であり、脚数に限定はない。

またＸ線撮影装置１０１は、筺体１０２と、支持脚１０３とを回動可能に連結する可動連結部１０４をさらに備えてもよい。支持脚１０３は、可動連結部１０４により矢印Ｙで示される方向に回動可能に構成されてもよい。これにより、被写体（患者）の大きさ等に応じて支持脚１０３の支持角度が変更可能となる。なお支持角度とは、地面（接地面）と支持脚１０３とがなす角度である。さらに、支持脚１０３は長手方向に沿って伸縮可能に構成されてもよい。ただし伸縮不能であっても支持角度を１８０°にした状態（すなわち、支持脚１０３を広げていき、先端を鉛直上方へ向けた状態）にすれば容易に搬送可能となる。また、搬送後に支持脚１０３の先端を鉛直下方へ向けた状態にすれば容易に設置可能となる。

図２（ａ）および図２（ｂ）を参照して、第１実施形態に係るＸ線撮影装置の搬送時の形態から設置・使用（Ｘ線撮影）時の形態への遷移について説明する。図２（ａ）および図２（ｂ）に示されるように、Ｘ線撮影装置１０１は、持ち手２０１と、接地面上を移動可能にするキャスター部２０２とをさらに備えてもよい。ここで支持脚１０３は、伸縮可能に構成されている。

図２（ａ）に示されるように、搬送時には、ユーザは支持脚１０３を収縮する。その際、支持脚１０３は、筺体１０２の鉛直方向の各辺に接している。ユーザは、持ち手２０１を使用してＸ線撮影装置を提げたり、支持脚先端のキャスター部２０２のロックをフリーにして曳行して接地面上を移動したりすることができる。

図２（ｂ）に示されるように、救急や災害現場等での設置・使用（Ｘ線撮影）時には、ユーザはキャスター部２０２をロックして支持脚１０３を伸長し、可動連結部２０４により支持角度を広げた状態にすることができる。

本実施形態によれば、Ｘ線源の設置のための別体の保持具が不要となるため、搬送性が向上する。また、使用（Ｘ線撮影）時は、支持脚を伸長して支持角度を広げる操作により容易・迅速に設置を行うことが可能となる。またキャスターをロックするという操作によって、Ｘ線撮影装置を固定的に設置することが可能となり、より設置が容易になる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、Ｘ線照射範囲を支持脚の支持角度に応じて変更する。図３（ａ）および図３（ｂ）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。ここで図３（ａ）は支持脚が閉じられている（支持角度が大きい）状態、図３（ｂ）は支持脚が開かれている（支持角度が小さい）状態を示している。

Ｘ線撮影装置３０１は、Ｘ線源を収納する筺体３０２と、支持脚３０３と、可動連結部３０４に加えて、Ｘ線遮蔽部材３０５と、連動機構３０６とをさらに備える。

Ｘ線遮蔽部材３０５は、Ｘ線源から照射されるＸ線照射範囲が所定の範囲内になるように規制するための部材である。連動機構３０６は、Ｘ線照射範囲が支持脚の支持角度に応じて変更されるように支持脚３０３の動作とＸ線遮蔽部材３０５（不図示）の動作とを連動させる。Ｘ線源から放射状に放出されたＸ線はＸ線遮蔽部材３０５により、照射野が、たとえば矩形状になるように規制されて、被写体（患者）に向け照射される。支持脚３０３は、被写体（患者）の大きさ等に応じ、可動連結部３０４により支持角度が変更できる。支持脚３０３の支持角度が変更されると、連動機構３０６によりＸ線遮蔽部材３０５の位置が移動し、Ｘ線照射範囲が調節される。

図４（ａ）−図４（ｃ）を参照して、連動機構３０６により支持脚３０３の支持角度に応じてＸ線遮蔽部材３０５の位置が移動し、Ｘ線照射範囲が変更される様子を説明する。図４（ａ）−図４（ｃ）はＸ線撮影装置３０１の上部からの透過断面図を示す。Ｘ線遮蔽部材３０５は、たとえば鉛やタングステンなどＸ線遮蔽能を有する素材から成る板状の部材であって、４つの板状部材により構成される。板状部材は、Ｘ線源の開口部に対して、それぞれ平行にスライドし、かつ、それぞれが支持脚３０３と、リンク機構３０７を介して連結される。このため、図４（ａ）に示されるように、支持脚３０３が閉じられているとき（支持角度が大きいとき）にはそれぞれの板状部材が互いに近づく方向にスライドし、Ｘ線の照射範囲を狭める。一方、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示されるように、支持脚３０３が開かれているとき（支持角度が小さいとき）にはそれぞれの板状部材が互いに遠ざかる方向にスライドし、Ｘ線の照射範囲が広げられる。

本実施形態によれば、Ｘ線照射範囲を支持脚の支持角度に応じて適切な範囲に変更することができ、被写体が大きい場合には支持脚を開くことによってＸ線照射範囲を広くすることができ、逆に被写体が小さい場合には支持脚を閉じることによってＸ線照射範囲を狭くすることができる。すなわち、被写体の大きさに応じて適切なＸ線照射範囲を調節でき、不要な爆射を防ぐことが可能となる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、可動連結部の回動運動をギアを介して直線移動に変換して伝達し、Ｘ線遮蔽部材の開閉動作と連動させる。Ｘ線撮影装置の基本構成は第１実施形態と同様である。

図５（ａ）−図５（ｃ）を参照して、第３実施形態に係るＸ線撮影装置におけるＸ線遮蔽部材の開閉動作を説明する。図５（ａ）は支持脚５０１が閉じられている（支持角度が大きい）状態に対応しており、図５（ｂ）および図５（ｃ）は支持脚５０１が開かれている（支持角度が小さい）状態に対応している。

第３実施形態に係るＸ線撮影装置は、伝達機構５１０を備えている。伝達機構５１０は、ギア５０３と、伝達部５０４と、開閉伝達部５０５とを備えており、支持脚５０１の支持角度とＸ線遮蔽部材５０６の位置とを連動させる。

支持脚５０１の支持角度が変更されると、可動連結部５０２の回動運動は、ギア５０３を介して伝達部５０４へ直線移動として伝達される。伝達部５０４は、棒またはベルトもしくはチェーン等から構成されており、可動連結部５０２の回動運動を伝達して、当該回動運動とＸ線遮蔽部材５０６の開閉動作とを連動させる。伝達部５０４により伝達された直線移動は、開閉伝達部５０５によりさらに移動方向を変更されて、開閉伝達部５０５と連結されたＸ線遮蔽部材５０６の位置を調節する。これによりＸ線遮蔽部材５０６の開閉が行われる。

本実施形態によれば、Ｘ線照射範囲を支持脚の支持角度に応じて適切な範囲に変更することができ、被写体が大きい場合には支持脚を開くことによってＸ線照射範囲を広くすることができ、逆に被写体が小さい場合には支持脚を閉じることによってＸ線照射範囲を狭くすることができる。すなわち、被写体の大きさに応じて適切なＸ線照射範囲を調節でき、不要な爆射を防ぐことが可能となる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、支持角センサにより支持脚の支持角度を検知し、これによりＸ線遮蔽部材の開閉を電気制御する。Ｘ線撮影装置の基本構成は第１実施形態と同様である。図６を参照して、Ｘ線遮蔽部材の開閉動作の電気制御について説明する。支持脚６０１の支持角度が変更されると、支持角センサ６０３が支持角度の変化を検知する。支持角センサ６０３の検知角度に応じて、開閉制御部６０４がＸ線遮蔽部材６０５を開閉する。

本実施形態によれば、Ｘ線照射範囲を支持脚の支持角度に応じて適切な範囲に変更することができ、被写体が大きい場合には支持脚を開くことによってＸ線照射範囲を広くすることができ、逆に被写体が小さい場合には支持脚を閉じることによってＸ線照射範囲を狭くすることができる。すなわち、被写体の大きさに応じて適切なＸ線照射範囲を調節でき、不要な爆射を防ぐことが可能となる。さらに、電気制御にすることで、物理的な構成要素を削減でき、重量の削減にもつながるため、より搬送性が高まる。

（第５実施形態）
第５実施形態では、Ｘ線照射範囲が、支持脚が接地する接地点に囲まれる範囲と略等しい。図７を参照して、第５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７０１は、Ｘ線源を収納する筺体７０２と、支持脚７０３と、可動連結部７０４と、Ｘ線遮蔽部材７０５と、連動機構７０６と、集光光学系７０７とを備える。連動機構７０６は、Ｘ線照射範囲が支持脚７０３の支持角度に応じて変更されるように支持脚７０３の動作とＸ線遮蔽部材７０５の動作とを連動させる。

集光光学系７０７は、Ｘ線管球等から放射されるＸ線を集光する。集光光学系７０７には、凸レンズやフラネルレンズ等により構成される光学系、または凹面鏡を使用する光学系、またはこれらを組み合わせた光学系を用いることができる。

次に図８を参照して、第５実施形態に係るＸ線撮影装置のＸ線照射範囲を説明する。接地面からＸ線撮影装置７０１の上端までの高さをｈ、Ｘ線遮蔽部材７０５からＸ線源までの距離をｌ、Ｘ線撮影装置７０１の筺体部分の高さをＬ、Ｘ線遮蔽部材７０５の間隙をｄとする。なお、集光光学系７０７を設けたとき、Ｘ線は集光され、距離ｌは、Ｘ線遮蔽部材７０５からＸ線源までの実際の距離とは異なる見かけ上の距離となる。

Ｘ線源とＸ線照射範囲の端を頂点とする三角形は、Ｘ線源とＸ線遮蔽部材７０５の端を頂点とする三角形と相似であるため、接地面における照射範囲Ｄは、
Ｄ＝ｄ・（ｈ＋ｌ−Ｌ）／ｌ
となる。

一方、支持脚７０３の長さをＨ、支持角度をθ、Ｘ線撮影装置７０１の筺体部分の幅（支持脚７０３の取付間隔）をＷとしたとき、接地間隔Ｄ’は
Ｄ’＝Ｗ＋２Ｈｃｏｓθ
となる。

ここで、ｈ＝Ｈｓｉｎθであるから、支持角度θに対し、Ｘ線遮蔽部材７０５の間隙ｄが
ｄ＝（Ｗ＋２Ｈｃｏｓθ）・ｌ／（Ｈｓｉｎθ＋ｌ−Ｌ）
となるようにすれば、接地面における照射範囲Ｄと接地間隔Ｄ’とが等しくなる。

すなわち、Ｘ線遮蔽部材の間隙ｄを（Ｗ＋２Ｈｃｏｓθ）・ｌ／（Ｈｓｉｎθ＋ｌ−Ｌ）にほぼ等しく、かつこれより小さくなるようにすれば、Ｘ線照射範囲を支持脚７０３が接地する接地点に囲まれる範囲にほぼ等しく、かつ、その内側であるよう構成することが可能となる。

これにより、Ｘ線照射範囲が医師やＸ線技師などのユーザにとって明確となり、Ｘ線撮影したい領域とＸ線照射範囲とを確実に合わせることができる。また、ユーザは、Ｘ線照射中、支持脚が接地している範囲に入らないことで、被ばくを避けることができ、安全性が向上する。

（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 (7)

1. Ｘ線源と、
   前記Ｘ線源を収納する筺体と、
   前記筺体と可動連結部を介して連結されており前記筺体を支持する少なくとも４つの支持脚と、を備え、
   各支持脚は、前記可動連結部により、接地面と当該支持脚とのなす支持角度を変更可能であり、且つ前記支持脚の長手方向に沿って伸縮可能であり、
   搬送時には、各支持脚を収縮させるとともに、前記収縮させる動作とは独立して各支持脚を閉じることにより、各支持脚が前記筐体の鉛直方向の各辺と接し、
   撮影時には、各支持脚を伸長させるとともに、前記伸長させる動作とは独立して各支持脚を開くことを特徴とするＸ線撮影装置。
2. 前記各支持脚は、前記接地面と接する先端に当該接地面上を移動可能なキャスター部を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
3. 被写体に照射されるＸ線照射範囲を調節するためのＸ線遮蔽部材と、
   前記各支持脚と前記Ｘ線遮蔽部材とを連結するリンク機構と、をさらに備え、
   前記各支持脚の支持角度の変化に応じて前記リンク機構の位置が変化し、前記リンク機構の位置の変化に応じて前記Ｘ線遮蔽部材の位置が変化することによって、前記Ｘ線照射範囲が調節され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. 前記可動連結部は、支持脚の支持角度の変化に応じて回動可能であり、
   前記Ｘ線撮影装置は、
   被写体に照射されるＸ線照射範囲を調節するためのＸ線遮蔽部材と、
   前記可動連結部の回動をギアを介して直線移動へ変換し、当該直線移動に応じて前記Ｘ線遮蔽部材の位置を移動させる伝達機構と、をさらに備え、
   前記伝達機構により前記Ｘ線遮蔽部材の位置が変化し、前記Ｘ線照射範囲が調節され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。
5. 被写体に照射されるＸ線照射範囲を調節するためのＸ線遮蔽部材と、
   各支持脚の支持角度を検知する支持角センサと、
   前記支持角センサにより検知された支持角度に応じて前記Ｘ線遮蔽部材の位置を制御する制御部と、をさらに備え、
   前記制御部により前記Ｘ線遮蔽部材の位置が制御され、前記Ｘ線照射範囲が調節され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。
6. 前記Ｘ線照射範囲は、前記支持脚のそれぞれが接地する複数の接地点によって囲まれる範囲であることを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載のＸ線撮影装置。
7. Ｘ線源と、
   前記Ｘ線源を収納する筺体と、
   前記筺体と可動連結部を介して連結されており前記筺体を支持する複数の支持脚と、
   被写体に照射されるＸ線照射範囲を調節するためのＸ線遮蔽部材と、
   各支持脚と前記Ｘ線遮蔽部材とを連結するリンク機構と、を備え、
   前記各支持脚は、前記可動連結部により、接地面と当該支持脚とのなす支持角度を変更可能であり、
   前記各支持脚の支持角度の変化に応じて前記リンク機構の位置が変化し、前記リンク機構の位置の変化に応じて前記Ｘ線遮蔽部材の位置が変化することによって、前記Ｘ線照射範囲が調節されることを特徴とするＸ線撮影装置。

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