JP6220540B2 - 乳房ｘ線撮影装置用恒温装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置に関する。

乳房Ｘ線撮影装置は、Ｘ線検出器を内蔵する撮影台を備える。この撮影台（乳房支持台）の表面部分（乳房支持台）に被検体の乳房を載置し、乳房支持台と圧迫板との間で被検体の乳房を挟み込んだ状態でＸ線を用いて撮影する。

Ｘ線検出器を構成するＸ線検出素子は比較的高い温度感受性を備えており、保管時は破損防止のために所定温度範囲内に温度制限がかけられ、使用時は温度による出力特性変化から推奨検査温度（患者環境にもなる）に恒温される。このようにＸ線検出器は温度管理への要求が厳しいため連続通電による温度管理を要求されることが通常である。

非稼動状態である夜間の保管環境などでは空調設備の故障や停電による検出器破損リスクがある。特に、車両搭載型の装置では空調設備への夜間連続通電は車両管理などの面で運用上の課題であった。また、保管保証温度の下限は推奨検査温度（患者環境）より低いため、保管保証温度の下限で温度管理していると装置立ち上げ後に推奨検査温度に達するまで待ち時間を要する。

特開２０１２−１７０７１８号公報

目的は、乳房Ｘ線撮影装置のＸ線検出器を内蔵する乳房支持台の保管時の温度管理を簡易に実現することにある。

本実施形態は、被検体の乳房をＸ線で撮影する乳房Ｘ線撮影装置のＸ線検出器を内蔵する乳房支持台に着脱自在に装着される乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置において、２５℃乃至３５℃の範囲の何れかの温度で相変化を示す潜熱蓄熱材と、潜熱蓄熱材を加熱するための加熱手段と、前記潜熱蓄熱材が前記相変化を示す温度より高い第１温度を示した時、前記加熱手段への熱源供給を停止し、前記潜熱蓄熱材が前記相変化を示す温度より低い第２温度を示した時、前記加熱手段への熱源供給を開始する温度調節回路とを具備する。

図１は本実施形態に係る乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置が装着される移動時の乳房Ｘ線撮影装置の外観図である。 図２は本実施形態に係る乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置の断面図である。 図３は本実施形態に係る乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置の側面図、平面図及び正面図である。 図４は本実施形態に係る乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置の外観図である。 図５は本実施形態に係る乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置の挿入口を示す図である。 図６は図１の乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置の変形例の断面図である。 図７は図１の乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置の他の変形例の断面図である。

以下、図面を参照して本実施形態に係る乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置を説明する。まず乳房Ｘ線撮影装置の構造について説明する。
図１は、本実施形態に係る乳房Ｘ線撮影装置の外観を示している。なお、図１においては車両搭載型における移動時又は保管時の乳房Ｘ線撮影装置の状態を示し、つまり撮影時にはＸ線管３３が上位に、乳房支持台３４が下位にそれぞれ配置されるが、移動時又は保管時には各位置が逆配置される。乳房Ｘ線撮影装置は、スタンド３１を有している。スタンド３１は、略Ｌ字形又はＩ字形のアーム３２を回転軸Ｒを中心として回転自在に支持する。アーム３２の一方の端にはＸ線管３３が装備される。実際にはＸ線管３３はハウジングに覆われている。スタンド３１の内部には図示しない高電圧発生器が収容される。高電圧発生器は、Ｘ線管３３の電極間に高電圧（管電圧）を印加するとともに、フィラメントにフィラメント電流を供給する。それによりＸ線管３３でＸ線が発生される。

アーム３２の他方の端には、乳房支持台３４が取り付けられる。撮影時には乳房支持台３４の表面に被検体の乳房が配置される。乳房支持台３４には、図示しないＸ線検出器が収容される。Ｘ線検出器としては典型的には平面Ｘ線検出器（フラット・パネル・デテクタ；ＦＰＤ）が採用される。撮影時にはＸ線検出器はＸ線管３３に対向する向きに設けられ、被検体の圧迫された乳房を透過したＸ線を検出する。図示しないがアーム３２には圧迫機構が装備される。圧迫機構は、圧迫板とその移動機構とを有する。圧迫板は、乳房支持台３４の表面と平行状態を維持したまま乳房支持台３４に近接／離反する方向に移動する。圧迫板は、乳房支持台３４との間で手技により薄く進展された被検体の乳房形状を圧迫支持する。それにより乳房の被爆低減が図られると共に乳房内構造物の重複を避けて乳腺診断を容易にすることができる。

図２は本実施形態に係る乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置の断面図である。図３は本実施形態に係る乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置の側面図、平面図及び正面図である。図４は本実施形態に係る乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置の外観図である。図５は本実施形態に係る乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置の挿入口を示している。本実施形態に係る乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置（以下単に恒温装置という）１は、被検体の乳房をＸ線で撮影する乳房Ｘ線撮影装置のＸ線検出器を内蔵する乳房支持台３４に着脱自在に装着される。

恒温装置１は、例えば乳房Ｘ線撮影装置の移動時又は保管時に乳房支持台３４を所定温度に維持するために用いられる。これにより、空調設備の故障や停電などの空調設備の不使用状態においても乳房支持台３４の保温を確保することができる。乳房支持台３４を保温することで、撮影時に被検体がその乳房を乳房支持台３４に載置したとき被検体が過度に冷感を生じない。また乳房支持台３４内のＸ線検出器が推奨検査温度（患者環境）付近に維持されているので、室温を推奨検査温度（患者環境）に上げるまでＸ線検出器の温度感受性を考慮して待機する必要もなくなる。また保管時にＸ線検出器の検出素子が過冷／加熱して毀損する、例えば検出素子の温度変動に伴う層内破壊や再結晶の事態を防止することができる。

恒温装置１は、乳房支持台３４に挿入する挿入口が例えば一方に開口され、乳房支持台３４を収容する収容空間２を備えた袋形状を有する。外装として、例えば１ｍｍ厚のアルミ層の６層ラミネート構造で構成されるアルミ保温袋１１が用いられる。アルミ保温袋１１の挿入口には例えばフェルト生地の袋とじ部１７が設けられる。袋とじ部１７には固定用ベルト１８が通されている。恒温装置１を乳房支持台３４に挿入して固定用ベルト１８を締めることにより、恒温装置１を乳房支持台３４に固定することができ、また恒温装置１の内外間での空気の移動を抑制して保温性を高めることができる。

アルミ保温袋１１の内部には、乳房支持台３４の表面を保護するための例えばフェルト生地の袋状の保護シート１２が配置される。アルミ保温袋１１と保護シート１２との間であって、乳房支持台３４がＸ線管３３と対峙する面（以下この面を表面という）、換言すると被検体がその乳房を載置する面に対向する区域に、保護シート１２側から順に例えばアルミ製の導熱板１４，潜熱蓄熱材１３が重ねられる。さらに潜熱蓄熱材１３を加熱するための例えばパネル状のヒータ（加熱手段）１５が設けられる。典型的にはヒータ１５は、潜熱蓄熱材１３の内部に挿入され、又は潜熱蓄熱材１３に挟まれる。ヒータ１５の主な役割は潜熱蓄熱材１３を如何に効率よく温め“液相にするか”にある。ヒータ１５を潜熱蓄熱材１３で挟むことでヒータ１５の両面を潜熱蓄熱材１３に接触させて熱交換する接触面積を最大にする配置が、効率が良い事になる。

潜熱蓄熱材１３は、例えば硫酸ナトリウム１０、水塩などの水和塩系蓄熱材料や、パラフィンなどの有機物系蓄熱材料等のいずれかを主成分として、必要に応じて添加剤が混入されてなる。添加剤の混入割合の調整により、潜熱蓄熱材１３は、２５℃乃至３５℃の範囲の何れかの温度、典型的には３０℃で相変化、ここでは個体から液体への相変化を示す。なお、潜熱蓄熱材１３は、同様の相変化性質を有する限りにおいて他の化合物でも構わない。

ヒータ１５には電源ケーブルを介して外部コントローラ１９が接続される。外部コントローラ１９は商用電源を変圧してヒータ１５の加熱用電力に変換する。外部コントローラ１９はサーミスタ機能（恒温機能）を有する。サーミスタセンサー（温度センサー）３１が潜熱蓄熱材１３と導熱板１４の間に配置される。サーミスタセンサー３１は潜熱蓄熱材１３の表面温度を測定する。サーミスタセンサー３１にはコントローラ１９が接続される。コントローラ１９のサーミスタ機能は、サーミスタセンサー３１で測定した潜熱蓄熱材１３の表面温度に基づいてコントローラ１９に内蔵されているリレー接点をオン／オフする。コントローラ１９のサーミスタ機能は、潜熱蓄熱材１３の表面温度が潜熱蓄熱材１３が相変化を示す温度（例えば３０℃）より少し高い所定の温度（例えば３２℃、第１温度という）を示した時、リレー接点をオフして、ヒータ１５への加熱電流供給を停止する（熱源供給を停止する）。コントローラ１９のサーミスタ機能は、潜熱蓄熱材１３の表面温度が潜熱蓄熱材１３が相変化を示す温度（例えば３０℃）、又はそれより低い例えば２９℃（第２温度）に低下した時、リレー接点をオンして、ヒータ１５への加熱電流供給を再開する（熱源供給を再開する）。潜熱蓄熱材１３の液相状態を維持することができる。

電源ケーブルにはサーモスタット（サーモスタットスイッチ）１６が介在される。コントローラ１９は加熱防止機能（ここでは、サーモスタット機能という）を有する。コントローラ１９の加熱防止機能は、サーミスタセンサー３１で測定した潜熱蓄熱材１３の表面温度を監視し、潜熱蓄熱材１３が過度な温度上昇を示した時、つまり潜熱蓄熱材１３の表面温度が第１温度よりも高い例えば３５℃（第３温度）に達した時、電源ケーブルに介在されたサーモスタットスイッチ１６をオフしてヒータ１５による潜熱蓄熱材１３の過度な上昇を防止する。コントローラ１９の加熱防止機能は、サーミスタセンサー３１で測定した潜熱蓄熱材１３の表面温度が第３温度未満に低下した時、電源ケーブルに介在されたサーモスタットスイッチ１６をオンに回復させ、ヒータ１５による潜熱蓄熱材１３の加熱可能な状態に戻す。この加熱防止機能により、検出器の検出素子が溶融し再結晶する事態の回避を保証することができる。

外部コントローラ１９はさらに２つの例えば液晶ディスプレイとしての表示部２１，２２の表示を制御する機能を有する。一方の表示部２１にはサーモスタット１６で検出した潜熱蓄熱材１３の現在温度が表示される。他方の表示部２２には潜熱蓄熱材１３に対する目標温度（第１温度、３２℃）が固定的に表示される。

このように、目標温度（３２℃）の近くの例えば３０℃で潜熱蓄熱材１３は相変化する。加熱ヒータ１５で目標温度以上に潜熱蓄熱材１３を加熱して液相にする。サーモスタット１６により、Ｘ線検出器の保管上限温度を超えないよう加熱制御をすることができる。

なお、加熱手段としてヒータ１５を用いる例を説明したが、本実施形態における加熱手段はこれに限ることはない。加熱手段として、面状発熱素子の代わりに例えば外部から温水等を供給するようにしてもよい。その他、種々の加熱手段が適用される。

本実施形態による恒温装置１の潜熱蓄熱材１３により環境温度の変化に対して乳房支持台３４、さらにはＸ線検出器の温度変動を抑制することができる。空調設備の稼働による室温管理によることなく、Ｘ線検出器の保管環境下での温度管理に要する電力を低減できる。また、空調設備を利用している際はこれら設備の異常時や停電に備えＸ線検出器の破損リスクを低減できる。また、本実施形態による恒温装置１を利用することで、検査室温度が保管保証温度の下限であってもＸ線検出器部分は推奨稼働温度付近を確保できるため、装置立ち上げ後に検出器の温度上昇を待つ必要がなく速やかに検査開始できる。

つまり、潜熱蓄熱材１３は保温するだけでなく、保冷効果も備えており、特に保冷においては、外部電源を必要とせず、蓄熱剤の相変化効果のみによって、Ｘ線検出器の保管温度範囲を保つことができる。保冷に関しては、夏場、夜間の気温が３０℃以下の場合は、恒温器の中も３０℃以下になり、蓄熱剤は固形化する。次に昼間になると、撮影室内の温度は上昇し、炎天下に駐車した場合などは、車両室内の温度は４０℃以上に上昇してしまう場合がある。その際、この恒温装置１は、室温が３０℃未満の場合は、３０℃以下を保ち、万一、室温が３０℃を超えた場合でも、蓄熱剤がすべて液化するまでの数時間は、電源などの熱源供給がなくても、３０℃付近の温度を保持することができる。

また、恒温装置１に導熱板が備わることにより、より好適に恒温装置１による乳房支持台３４及びＸ線検出器の温度変動を抑制することができる。

また、本実施形態にかかる乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置は、上述のように例えば袋状であり、乳房Ｘ線撮影装置から着脱が可能である。これにより、乳房Ｘ線撮影装置側に、Ｘ線検出器の温度を保つための機構を設ける必要がなく、乳房Ｘ線撮影装置を小型化することができる。また、本実施形態にかかる乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置は、上述のように例えば袋状であるため、異なる複数の乳房Ｘ線撮影装置間で使うことも可能である。

上述の説明では、商用電源を変圧して加熱用電力を得ていたが、図６に示すように恒温装置１の保護シート１とアルミ保温袋１１との間にバッテリ（二次電池）２３を設けて、バッテリ２３に対応するコントローラ回路２４を介してヒータ１５に加熱用電力を供給するようにしてもよい。恒温装置１は外部より電源を取れない状況に対応することができる。

上述の説明では、恒温装置１は袋状の形態を有していたが、図７に示すようにプレート状の形態を有してもよい。一面が開口するアルミ保温箱２６に潜熱蓄熱材１３、導熱板１４、ヒータ１５、サーモスタット１６が収容され、開口部分が矩形の保護シート２５で閉じられている。なお、恒温装置１を乳房支持台３４に固定するよう例えばベルクロベルトが用意される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…恒温装置、２…収容空間、１１…アルミ保温袋、１２…保護シート、１３…潜熱蓄熱材、１４…導熱板、１５…ヒータ、１６…サーモスタット、１７…袋とじ部、１８…固定用ベルト、１９…外部コントローラ、２１，２２…表示部、３３…Ｘ線管、３４…乳房支持台。

Claims (10)

1. 被検体の乳房をＸ線で撮影する乳房Ｘ線撮影装置のＸ線検出器を内蔵する乳房支持台に着脱自在に装着される乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置において、
   ２５℃乃至３５℃の範囲の何れかの温度で相変化を示す潜熱蓄熱材と、
   前記潜熱蓄熱材を加熱するための加熱手段と、
   前記潜熱蓄熱材が前記相変化を示す温度より高い第１温度を示した時、前記加熱手段への熱源供給を停止し、前記潜熱蓄熱材が前記相変化を示す温度より低い第２温度を示した時、前記加熱手段への熱源供給を開始する温度調節回路と
   を具備することを特徴とする乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置。
2. 前記乳房支持台に装着されているとき前記乳房支持台と前記潜熱蓄熱材との間に位置される中間部材を更に備えることを特徴とする請求項１記載の乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置。
3. 前記潜熱蓄熱材は３０℃で相変化することを特徴とする請求項１又は２に記載の乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置。
4. 前記潜熱蓄熱材は水和塩系蓄熱材料又は有機物系蓄熱材料を含むことを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項に記載の乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置。
5. 前記潜熱蓄熱材の表面温度が前記第１温度より高い第３温度を示した時、前記加熱手段への熱源供給を遮断する過昇温度防止装置を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置。
6. 前記加熱手段は前記潜熱蓄熱材に挟まれることを特徴とする請求項１に記載の乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置。
7. 前記乳房支持台に装着されているとき前記乳房支持台と前記潜熱蓄熱材との間に位置される部材であって、前記乳房支持台を保護し、袋形状を有する保護シートである中間部材と、
   前記中間部材、前記潜熱蓄熱材及び前記加熱手段を収容する保温袋と
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置。
8. 前記中間部材と前記潜熱蓄熱材との間に配置される導熱板をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置。
9. 前記保温袋は、前記乳房支持台が挿入される挿入口に形成された袋とじ部と、前記挿入口を小さくするように前記袋とじ部を締める固定部材とを有し、
   前記乳房支持台が前記挿入口に挿入された状態で前記固定部材により前記袋とじ部を締めることにより、前記乳房支持台に固定されることを特徴とする請求項７に記載の乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置。
10. 前記加熱手段に電力を供給するバッテリをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の乳房Ｘ線撮影装置用恒温装置。

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