JP6328910B2 - X線診断装置 - Google Patents
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Description
[構成]
図1〜図3を参照して、実施形態に係る光源装置100の構成例を説明する。
発光部110は、発光面から光L0を発する。発光部110は、基板112と複数の発光体111を有する。図2に示すように、複数の発光体111は基板112の一面(以下、内面と呼ぶ)に配置されている。それにより、基板112の内面には、複数の発光体111によって発光面Sが形成される。基板112は、発光体111の保持基板であり、発光体111に電力を供給する電気回路等を備えている。複数の発光体111は、例えば、基板112の内面に離散的に配置される。また、複数の発光体111は、例えば発光部110の発光面Sの中心に対して点対称状に配置される。
反射部120は、発光部110からの光L0を集光する反射面を有する。反射部120は、放物面状の第1の反射面1210を有する第1の反射部121を含む。第1の反射部121は、第1の反射面1210の焦点Fが発光面Sに位置するように、かつ、第1の反射面1210の軸Aが発光面Sに直交するように配置される。図1において、第1の反射面1210は、光L0を反射することによって、光L0を焦点Fに集光する。上述したように第1の反射面1210は放物面状に形成されている。更に、主ビーム方向は軸Aに平行である。従って、第1の反射面1210は入射された光L0を焦点Fへ向けて反射する。このように、反射部120は複数の発光体111それぞれからの光L0を焦点Fに集光することができる。
光出射部130は、光L0をX線の照射野を示す出射光として出射する。光出射部130は、焦点Fを含む位置に配置され、反射部120により集光された光L0を均一な明るさの出射光L1として出力する。つまり、光出射部130は光L0を均一化して出射光L1を出力する。このとき、第1の反射面1210が反射した光L0が光出射部130を経由する。光出射部を形成する部材の例としては、入力された光L0を拡散して出力する拡散フィルタや、入力された光L0に励起されて光L0とは異なる波長の可視光で発光する蛍光物質を含む蛍光板等が挙げられる。このように、光出射部130は、入力された光L0の拡散や、励起による発光などによって、反射部120からの光L0を均一な明るさの可視光である出射光L1として出力することができる。本明細書において、光出射部130が出射する光は、可視光波長の光であるものとして説明する。さらに、出射光L1は、光L0と同じ波長の光、若しくは、励起された蛍光物質が発光した光、又は、これら双方であるものとして説明する。
この実施形態に係る光源装置100の動作について説明する。
この実施形態の光源装置100は、発光部110、反射部120及び光出射部130を備える。発光部110は発光面Sから光L0を発する。反射部120は反射面を有し、発光部110からの光L0を集光する。光出射部130は反射部120により集光された光L0を均一な明るさの可視光である出射光L1として出力する。それにより、面発光された光は集光され、均一な明るさの可視光である出射光L1として出力される。従って、十分かつ均一な明るさの光を照射する光源装置100を提供することができる。
[構成]
この実施形態に係る光源装置100は、反射部120が第2の反射部122を含む。図4は実施形態に係る光源装置100の構成の一例を示す模式図である。第2の反射部122は複数の発光体111の間隙に配置される。第2の反射部122は発光面Sと略面一に配置された平面状の第2の反射面1220を有する。第2の反射面1220は、第1の反射面1210が反射した光のうち光出射部130に入射しない光L2を反射する。光L2は、発光体111、基板112、及び第1の反射面1210の公差並びに発光体111の発光分布等によって生じる光である。光L2は第1の反射面1210と第2の反射面1220とに繰り返し反射され、そして光出射部130に入射する。
この実施形態に係る光源装置100の動作について説明する。
この実施形態において、反射部120は第2の反射部122を含む。第2の反射部122は複数の発光体111の間隙に配置される。第2の反射部122は第2の反射面1220を有する。第2の反射面1220は第1の反射面1210が反射した光のうち光出射部130に入射しない光L2を反射する。光L2は、第1の反射面1210と第2の反射面1220とに繰り返し反射され、そして光出射部130に入射する。これにより、好適な明るさの光を照射する光源装置を提供することができる。
[構成]
この実施形態に係る光源装置100は、放熱部を更に備える。放熱部は、発光部110の発光体111や基板112の給電配線等から生じた熱を放熱する。
この実施形態に係る光源装置100の動作について説明する。
この実施形態において、光源装置100は、発光部110において発光面Sの反対側に設けられた第1の放熱部141を更に備える。第1の放熱部141は、発光体111や基板112の給電配線等から生じた熱を基板112の外面から放熱する。それにより、部材劣化、変形等の、発熱に起因した悪影響が低減された光源装置を提供することができる。
[構成]
図11を参照して、この実施形態に係る光源装置100について説明する。
発光部110は光L0を発する。反射部120は光L0を反射することによって集光する。光出射部130は反射部120からの光を出射光L1として出射する。正レンズ150は出射光L1の拡がり角を抑え、出射光L3として出射する。
この実施形態において、光源装置100は光出射部130の後段に正レンズ150を備える。正レンズ150は出射光L1の拡がり角を抑え、出射光L3として出射する。それにより、さらに十分かつ均一な明るさの光を照射する光源装置100を提供することができる。
[構成]
図12を参照して、実施形態に係るX線照射ユニット10の構成例を説明する。
光源装置100は十分かつ均一な明るさの出射光を出射する。第1のミラー301は光源装置100からの出射光を反射する。第2のミラー302は第1のミラー301に反射された出射光を反射する。このとき、第2のミラー302に反射された出射光はX線発生部200からのX線と同軸の光路に合成される。X線発生部200はX線を発生する。X線は第2のミラー302を透過し、第2のミラー302に反射された出射光と同軸の光路にて出射される。照射野制限部400は、X線と可視光に対して不透明な遮蔽板により光源装置100からの出射光とX線発生部200からのX線との照射野を同一の範囲に制限する。
この実施形態において、X線照射ユニット10は、光源装置100、X線発生部200及び光路合成部300を備える。光源装置100は、均一な明るさの出射光を出力する。光源装置100は、発光部110、反射部120及び光出射部130を備える。発光部110は発光面Sから光を発する。反射部120は、反射面を有し、発光部110からの光を集光する。光出射部130は反射部120により集光された光を均一な明るさの可視光である出射光として出力する。X線発生部200はX線を発生する。光路合成部300は出射光の光路とX線の光路とを同軸に合成する。照射野制限部400は、光源装置100からの出射光とX線発生部200からのX線との照射野を同一の範囲に制限する。それにより、十分かつ均一な明るさの光を照射し、さらにその照射野と同一の照射野にX線を照射することができるX線照射ユニットを提供することができる。
[構成]
また、図13に示すように、この実施形態において、X線照射ユニット10は、光源装置100及びX線発生部200を熱的に接続した放熱部500を備える。放熱部500は光源装置100及びX線発生部200からの熱を放熱する。放熱部500は、例えばヒートシンクのような放熱部品、冷却媒体の経路等によって構成されることができる。
この実施形態において、X線照射ユニット10は、光源装置100及びX線発生部200を熱的に接続した放熱部500を備える。それにより、光源装置100及びX線発生部200から生じた熱を好適に放熱するX線照射ユニットを提供することができる。
[構成]
図14を参照して、実施形態に係るX線診断装置1の構成例を説明する。
X線照射ユニット10は被検体Pに可視光を照射する。光源装置100は十分かつ均一な明るさの出射光を出射する。出射光は光路合成部300を介して被検体Pに照射される。X線発生部200はX線を発生する。発生したX線は被検体Pに照射される。このとき、出射光とX線との光路は同軸であるので、出射光とX線との照射野は同一の範囲となる。
この実施形態において、X線診断装置1は、X線照射ユニット10、X線検出部20及び画像形成部30を有する。X線照射ユニット10は被検体Pに可視光及びX線を照射する。X線照射ユニット10は、光源装置100、X線発生部200、光路合成部300及び照射野制限部400を備える。光源装置100は十分かつ均一な明るさの出射光を出力する。光源装置100は、発光部110、反射部120、光出射部130を備える。発光部110は発光面Sから光を発する。反射部120は、反射面を有し、発光部110からの光を集光する。光出射部130は反射部120が集光した光を均一な明るさの可視光である出射光として出力する。X線発生部200はX線を発生する。光路合成部300は、光源装置100からの出射光の光路とX線発生部200からのX線の光路とを同軸に合成する。照射野制限部400は光源装置100からの出射光とX線発生部200からのX線との照射野を同一の範囲に制限する。X線検出部20は、被検体Pを透過したX線を検出して検出データを出力する。画像形成部30は、X線検出部20からの検出データに基づいて被検体Pの内部形態を表す画像(X線画像)を形成する。それにより、十分かつ均一な明るさの出射光を照射し、さらにその照射野と同一の照射野にX線を照射してX線診断を行うことができるX線診断装置を提供することができる。
[構成]
また、図15に示すように、この実施形態において、X線診断装置1は、光源装置100及びX線発生部200を熱的に接続した放熱部500を備える。放熱部500は光源装置100及びX線発生部200からの熱を放熱する。放熱部500は、例えばヒートシンクのような放熱部品、冷却媒体の経路等によって構成されることができる。
この実施形態において、X線照射ユニット10は、光源装置100及びX線発生部200を熱的に接続した放熱部500を備える。それにより、光源装置100及びX線発生部200から生じた熱を好適に放熱するX線照射ユニットを提供することができる。
[構成]
この実施形態に係る光源装置100では、発光部110の複数の発光体111が2以上の異なる色の光を発する2以上の発光体群を含む。その他の構成は光源装置の第1の実施形態と同様である。故に、光源装置の第1の実施形態と同じ部分については同符号にて説明する。図16Aは、複数の発光体111が2つの発光体群を含む構成を示す模式図である。発光体111rは赤色の光を発する発光体である。また、発光体111wは白色の光を発する発光体である。同じ色の光を発する複数の発光体111からなる一群を発光体群と呼ぶ。
この実施形態に係る光源装置100をX線診断装置1に適用した場合の第1の動作例について図17のフローチャートを参照して説明する。
光源装置100に電力が供給され、発光部110が発光する。このとき、発光制御部600は発光体群毎の給電状態を制御して、所定の発光状態の光を発光部110に発光させる。例えば、発光制御部600は白色かつ強い発光強度の光を発光部110に連続発光させることができる。
操作者は、被検体に対してX線の照射野が好適となるようにその位置と範囲とを調整する。このとき、操作者は、光源装置100からの光の照射野を視認することによりX線の照射野を調整する。すなわち、光の照射野を調整することによってX線の照射野は調整される。
X線の照射野の調整が完了すると、操作者はX線照射ボタン(図示せず)を押下する。
X線照射ボタンが押下されると、発光制御部600は発光体群毎の給電状態を制御して、発光部110が発する光の発光状態を変更する。例えば、発光制御部600は赤色かつ弱い発光強度の光を発光部110に連続発光させるように変更することができる。
X線照射ボタンが押下されてから所定時間が経過すると、X線発生部200がX線を発生し、X線の照射が開始される。このとき、X線はステップS02にて調整された照射野に照射される。
X線の照射が開始されると、発光制御部600は発光体群毎の給電状態を制御して、発光部110が発する光の発光状態を変更する。例えば、発光制御部600は白色かつ強い発光強度の光を発光部110に点滅発光(ストロボ発光)させるように変更することができる。発光部110による点滅発光(ストロボ発光)中に被検体が移動すると、操作者はその移動をコマ送りのように容易に視認することができる。
X線の照射開始から所定の時間が経過することによる自動制御によってX線照射が停止される。このとき光源装置100は消灯する。なお、操作者による操作によって、X線照射が停止されてもよい。
操作者はX線照射中においての被検体の移動の有無に基づいて再撮影を行う必要があるかを判断する。再撮影を行う必要が無い場合(ステップS08;No)、X線撮影作業を終了する。
再撮影を行う必要がある場合(ステップS08;Yes)、再撮影が行われる。このとき、発光制御部600は発光体群毎の給電状態を制御して、発光部110が発する光の発光状態を変更する。例えば、発光制御部600は白色かつ強い発光強度の光を発光部110に連続発光させるように変更することができる。そしてステップS02に戻る。
この実施形態に係る光源装置100をX線診断装置1に適用した場合の第2の動作例について図18のフローチャートを参照して説明する。この動作例は、発光制御部600が、透視状態を開始又は停止する操作、及び、撮影状態を開始又は停止する操作に応じて、発光部110の発光状態を制御する動作を含む。
光源装置100に電力が供給され、発光部110が発光する。このとき、発光制御部600は発光体群毎の給電状態を制御して、所定の発光状態の光を発光部110に発光させる。例えば、発光制御部600は白色かつ強い発光強度の光を発光部110に連続発光させることができる。
操作者は、被検体に対してX線の照射野が好適となるようにその位置と範囲とを調整する。このとき、操作者は、光源装置100からの光の照射野を視認することによりX線の照射野を調整する。すなわち、光の照射野を調整することによってX線の照射野は調整される。
X線の照射野の調整が完了すると、操作者は、透視スイッチ71を用いて、透視状態を開始する操作を行う。
透視スイッチ71が、透視状態を開始する操作を受けると、発光制御部600は発光体群毎の給電状態を制御して、発光部110が発する光の発光状態を変更する。例えば、発光制御部600は赤色かつ弱い発光強度の光を発光部110に連続発光させるように変更することができる。
透視スイッチ71が透視状態を開始する操作を受けてから所定時間が経過すると、X線発生部200がX線透視のためのX線を発生し、透視状態が開始される。このとき、X線はステップS22にて調整された照射野に照射される。透視状態の開始とともに、発光制御部600は発光体群毎の給電状態を制御して、発光部110が発する光の発光状態を変更する。例えば、発光制御部600は白色かつステップS24における光よりも強い発光強度の光を発光部110に点滅発光(ストロボ発光)させるように変更することができる。発光部110による点滅発光(ストロボ発光)中に被検体が移動すると、操作者はその移動をコマ送りのように容易に視認することができる。
操作者は、透視スイッチ71及び撮影スイッチ72を用いて、透視状態を停止する操作及び撮影状態を開始する操作を行う。
透視スイッチ71が透視状態を停止する操作を受け、撮影スイッチ72が撮影状態を開始する操作を受けてから所定時間が経過すると、X線発生部がX線撮影のためのX線を発生し、撮影状態が開始される。このとき、X線はステップS22にて調整された照射野に照射される。撮影状態の開始とともに、発光制御部600は、発光体群毎の給電状態を制御して、発光部110が発する光の発光状態を変更する。例えば、発光制御部600は、発光部110の発光強度を変更し、白色かつステップS25における光よりも強い発光強度の光を発光部110に点滅発光(ストロボ発光)させるように変更することができる。発光強度が変更されたことにより、操作者は透視状態と撮影状態とを容易に識別することができる。
撮影スイッチ72が撮影状態を停止する操作を受けたとき、X線発生部200は、X線の発生を停止し、撮影状態が停止される。このとき、光源装置100は消灯する。なお、撮影状態の開始から所定の時間が経過することによる自動制御によって撮影状態が停止されてもよい。
操作者は、撮影状態においての被検体の移動の有無に基づいて再撮影を行う必要があるかを判断する。再撮影を行う必要がない場合(ステップS29;No)、X線撮影作業を終了する。
再撮影を行う必要がある場合(ステップS29;Yes)、再撮影が行われる。このとき、発光制御部600は発光体群毎の給電状態を制御して、発光部110が発する光の発光状態を変更する。例えば、発光制御部600は白色かつ強い発光強度の光を発光部110に連続発光させるように変更することができる。そしてステップS22に戻る。
この実施形態において、複数の発光体111は、2以上の異なる色の光を発する2以上の発光体群を含む。また、2以上の発光体群のそれぞれは、発光部110の発光面Sの中心に対して点対称状に配置される。また、光源装置100は、2以上の発光体群毎にその動作を制御する発光制御部600を更に備える。また、この実施形態の光源装置100を有するX線診断装置1において、発光制御部600は、X線照射ユニット10の動作状態に応じて、発光部110を制御する。このとき、発光制御部600は、停止状態と透視状態と撮影状態とでそれぞれ異なる発光状態となるように発光部110を制御する。それにより、光源装置100を適用したX線診断装置の動作手順に対応して光源装置の動作を制御することができる。従って、作業者が作業の進行状態を簡便に把握することができる光源装置100を提供することができる。
10 X線照射ユニット
20 X線検出部
30 画像形成部
40 制御部
50 表示部
70 操作部
71 透視スイッチ
72 撮影スイッチ
100 光源装置
110 発光部
111 発光体
111r 発光体
111w 発光体
112 基板
120 反射部
121 第1の反射部
122 第2の反射部
130 光出射部
141 第1の放熱部
142 第2の放熱部
143 第3の放熱部
150 正レンズ
200 X線発生部
300 光路合成部
301 第1のミラー
302 第2のミラー
400 照射野制限部
500 放熱部
600 発光制御部
1210 第1の反射面
1220 第2の反射面
A 軸
F 焦点
L0 光
L1 出射光
L2 光
L3 出射光
P 被検体
R 稜線
S 発光面
T 架台
Claims (18)
- 被検体にX線を照射するX線照射部と、
光を発するLED又は半導体レーザを有する発光部、前記光を反射し、当該反射した光を略一点に集光する反射面を有する反射部、及び、前記光の集光位置に配置され、前記光を前記X線の照射野を示す出射光として出射する光出射部を有する光源装置と、
前記X線照射部の動作状態に応じて、前記発光部を制御する発光制御部と
を有するX線診断装置。 - 前記光出射部は、前記光を均一な明るさの前記出射光として出射することを特徴とする請求項1に記載のX線診断装置。
- 前記光出射部は、前記光を拡散して前記出射光を出射する拡散フィルタを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のX線診断装置。
- 前記発光制御部は、前記光の、発光色、発光強度若しくは発光時間又はこれらのうち2つ以上を含む発光状態を変更するように前記発光部を制御することを特徴とする請求項1に記載のX線診断装置。
- 前記動作状態は、X線の照射が停止された停止状態、X線透視のために前記X線が照射される透視状態、及び、X線撮影のために前記X線が照射される撮影状態を含み、
前記発光制御部は、前記停止状態と前記撮影状態と前記透視状態とで互いに異なる前記発光状態となるように前記発光部を制御する
ことを特徴とする請求項4に記載のX線診断装置。 - 前記動作状態に係る操作を受けることが可能な操作部をさらに有し、
前記発光制御部は、前記操作部が受けた操作に応じて、前記発光状態を変更するように前記発光部を制御する
ことを特徴とする請求項5に記載のX線診断装置。 - 前記操作部は、前記透視状態を開始又は停止させる操作を受ける透視スイッチと、前記撮影状態を開始又は停止させる操作を受ける撮影スイッチとを有し、
前記発光制御部は、前記透視スイッチ又は前記撮影スイッチが操作を受けたとき、当該操作に応じて、前記発光部を制御する
ことを特徴とする請求項6に記載のX線診断装置。 - 前記LED又は前記半導体レーザは、指向性を有する前記光を発することを特徴とする請求項1に記載のX線診断装置。
- 前記発光部において、前記LED又は前記半導体レーザは、平面状の発光面を形成し、前記発光面の中心に対して点対称状に複数配置され、
前記反射部は、放物面状の第1の反射面を有する第1の反射部を含み、前記第1の反射部は、前記第1の反射面の焦点が前記発光面に位置するように、かつ、前記第1の反射面の軸が前記発光面に直交するように配置され、
前記光出射部は、実質的に前記焦点の位置に配置される
ことを特徴とする請求項1に記載のX線診断装置。 - 前記発光部は、2以上の異なる色の前記光を発する2以上のLED群又は2以上の半導体レーザ群を有し、
前記2以上のLED群のそれぞれ又は前記2以上の半導体レーザ群のそれぞれは、前記発光面の中心に対して点対称状に配置され、
発光制御部は、前記LED群毎又は前記半導体レーザ群毎にその動作を制御する発光制御部を含む
ことを特徴とする請求項9に記載のX線診断装置。 - 前記発光部において、前記LED又は前記半導体レーザは、前記発光面を形成するように離散的に配置され、
前記反射部は、前記LED又は前記半導体レーザの間隙に配置され、少なくとも一部が曲面状に形成され、同心円状の稜線を有する第2の反射面を備える第2の反射部を含む
ことを特徴とする請求項9に記載のX線診断装置。 - 前記光出射部は、前記光に励起されて発光する蛍光物質を含むことを特徴とする請求項1に記載のX線診断装置。
- 前記発光部において、前記LEDの反対側又は前記半導体レーザの反対側に設けられた第1の放熱部を更に備えることを特徴とする請求項1に記載のX線診断装置。
- 前記発光部の外縁と前記第1の反射部の外縁との間に設けられた第2の放熱部を更に備えることを特徴とする請求項9に記載のX線診断装置。
- 前記第1の反射部の一部として、点対称状に配置され、前記第1の反射部を介して放熱する第3の放熱部を更に備えることを特徴とする請求項9に記載のX線診断装置。
- 前記光出射部の後段に正レンズを備えることを特徴とする請求項1に記載のX線診断装置。
- 被検体にX線を照射するX線照射部と、
光を発するLED又は半導体レーザを有する発光部、前記光を反射し、当該反射した光を略一点に集光する反射面を有する反射部、及び、前記光の集光位置に配置され、前記光を前記X線の照射野を示す出射光として出射する光出射部を有する光源装置と、
前記発光部を制御する発光制御部と
を有するX線診断装置。 - 前記光出射部は、前記光を拡散して前記出射光を出射する拡散フィルタ又は前記光に励起されて発光する蛍光物質を含む請求項17に記載のX線診断装置。
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