JPS6046400B2 - 輻射線断面積制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に放射線コリメータに関し詳細にはＸ線
発生器のポートの凹所内で動作するに充分なコンパクト
性をもつ調整可能な入口シャッタを有するＸ線コリメー
タに関する。

Ｘ線発生器は一般に電子放出カソードと間隔をつけた
アノードターゲットを備えたＸ線管を内蔵する油入のハ
ウジングからなる。

カソードは一般にターゲット物質にＸ線を発生させるに
充分なエネルギーをもつ電子ビームをアノードの小さい
面（焦点）に方向づけるように配置される。その結果Ｘ
線が管のエンベロープ内ですべての方向にこの焦点から
輻射する。これらＸ線の有効な部分は円錐形ビームの形
で上記ハウジングの壁に凹みをつけられた半径方向に整
合した穴であるＸ線透過窓を通過する。かくして、アノ
ードターゲットの焦点面はＸ線発生器の穴から出る円錐
形のＸ線ビームの点源として理想的には機能する。 Ｘ
線ビームは例えば特定時間だけ患者の一部領域を通るよ
うにされそして方形のフィルムの整合面部分に当るよう
にされる。

このように、照射された領域の内部構造が表示および診
断のためにフィルムに再現される。しかしながら患者を
過照射から護るためには患者の照射を受ける領域が方形
フィルムの有効面より大くあつてはならない。従つて、
Ｘ線発生器の穴の上に所望の寸法の調整しうる出口開口
を与える適当なＸ線吸収シャッタを内蔵するコリメータ
ハウジングが装着される。このように、Ｘ線発生器の穴
から出る円錐状のＸ線ビームはこのコリメータシャッタ
により方形のフィルムの有効面に合わせるために適当な
横断面積および形に制限される。コリメータされたビー
ムによＸ線フィルムにつくられる像はアノードの焦点面
の外の部分に発生する漂遊Ｘ線により鮮明な輪部をもた
ない。

この焦点外輻射の効果を最少にするためにコリメータは
アノードターゲットの焦点面に出来るだけ接近させて配
置された入口開口を含んでいる。その結果、従来のＸ線
コリメータはＸ線発生器の凹んだ穴の面に伸びるごとく
なつた入口ビームコリメータを備えている。しかしなが
ら、これら従来の入口ビームコリメータは一般に過度の
焦点外輻射線量のもれあるいは焦点面から出る有効Ｘ線
量の過度の阻止により効率高く動作しない。それ故、整
合したＸ線源からのＸ線の通過を許しつつ焦点外Ｘ線の
通過を効果的に制限するための調整しうる入口ビームコ
リメータを備えたＸ線コリメータを設けることは有利で
あり、且つ望ましいことである。

従つて本発明は、中心軸に対して可動であり且つ放射線
を制限する入口開口を限定するようになつており、そし
て互いの間からの焦点外Ｘ線のもれを最少にするため互
いに噛み合う縁部を有するＸ線吸収壁を備えた中空の四
角錐台形の構造を有したビームコリメータ装置を提供す
る。

この四角錐台構造は互いに角度をもつて配置されると共
にその中心軸に対して傾斜した複？の台形状のプレート
からなる。

これらプレートの底部は回動しうるように支持されそし
て上端部がＸ線制限入口開口を限定する。これらプレー
トの夫々の傾斜をもつ辺は鋸歯状とされ、隣り合うプレ
ートの辺が互いに噛み合つてこの構造をつくる。各プレ
ートの傾斜し辺はそのプレートの底辺の隅に対して同心
的に配置される複数の間隔をもつ弓形の歯と各歯の間に
はさまれたギャップを備えている。これらプレートは互
いに向つて弾性的に偏倚されることにより完全開放入口
開口を限定し、そしてこの構造の中心軸線に向つてカム
作用を受けることにより比較的小さい入口開口を限定す
る。かくしてこのビームコリメータＸ線発生器の凹みを
つけられた穴によく適合するものであり、しかもその凹
みに固定することも出来る。本発明の一実施例はＸ線発
生器の凹みのついた穴の領域内に伸びるようになつてお
り、四角錐台形の入口ビームコリメータが突出するハウ
ジングを含んだＸ線コリメータからなる。

このハウジング内でこのコリメータは方形の出口開口を
限定する夫々２枚のピボットプレートからなる２組の対
角的に配置されたピボットプレート対を含むＸ線コリメ
ータシャッタを備える。この四角錐台入口シャッタは４
枚の傾斜をもつ壁からなり、各壁は台形プレートであつ
てこの台形プレートはハウジング内でビームコリメータ
プレートの内の一つと整合して配置されてそれと共に動
くことが出来る。かくして、四角錐台シャッタのプレー
トにより形成される入口開口はビームコリメートシヤツ
タのプレートにより形成される出口開口に対応して調整
可能である。第１図はＸ線装置１０を示しており、装置
１０は中空円筒状のケーシン１４をもつＸ線発生器１２
を含み、このケーシング１４内にＸ線管１６が軸方向に
配置されている。

ケーシング１４には一般に例えば油のような誘電性冷却
材が充填されており、そして外部に伸びるケーブル用の
端子１８と２０を備えてＸ線管１６への電力供給の便宜
をはかつている。Ｘ線管１６のエンベロープ２２には電
子放出カソード２４が例えば回転形でもよいアノードタ
ーゲット２８の小さい焦点面２６に電子ビームを方向づ
けるごとくに配置される。

この電子は焦点面２６に、そこからすべての方向に出る
Ｘ線を発出するに充分なエネルギーをもつて衝突する。
従つてケーシング１４は一般にこの焦点面２６から出る
使用には供されないＸ線の主部分を吸収するための、例
えば鉛のような適当な材料からなるライニングを有する
。このように発生されるＸ線の有効部分は円錐ビームの
形で焦点面２６から生じ、ここれが半径方向に整合した
穴３２のＸ線透過窓３０を通過する。

穴３２はカップ状をなしそして窓３０がアノードターゲ
ット２８の焦点面２６に近接して配置されるようにケー
シング１４の円筒壁内で窪みをつけられる。かくして、
焦点面２６は穴３２の隣接した窓３０を通る円錐状のＸ
線ビームの点源として機能する。しかしながら、アノー
ドターゲット２８の焦点面２６の外側に生じる焦点外Ｘ
線も、一般には焦点面２６から出るＸ線ビームの中心線
に対してある角度をもつて穴３２の窓３０を通る。周知
のように穴３２の上に装着されているのはハウジング３
６を含むＸ線コリメータ３４であり、このハウジングか
ら本発明の入口シャッタ３８がアノードターゲット２８
の焦点面２６に整合して突出する。

入口シャッタ３８は傾斜した壁を有する中空の四角錐台
形入口構造を有し、これら壁は穴３２の凹んだ領域へと
伸びそしてこの構造の中心線に対して調整可能である。
入口シャッタ３８のこれら傾斜した壁はＸ線吸収材料で
形成されそして焦点面２６に近接して入口開口４０を限
定し、この開口を通じて焦点面２６からの円錐形Ｘ線ビ
ームがコリメータ３４のハウジング３６に入るように通
る。しかしながら入口シャッタ３８のこれら壁は同じく
噛み合う傾斜した縁部を有しそれにより焦点外Ｘ線がコ
リメータ３４に入りそこを通過しないようにする。また
、本発明のシャッタ３８はコリメータ３４とは無関係に
Ｘ線発生器１２からの焦点外Ｘ線の通路を制限するため
にハウジング３６の穴３２内に装着出来る。第２図に示
すようにコリメータ３４は所望の横断面積および形をも
つＸ線ビームを与えるためにハウジング３６内に適当に
配置されるビームコリメートシヤツタ４２を含んでいる
。

シャッタ４２は２組の、対角的に配置されて方形出口開
口４８を限定する夫々対向するピボットプレート４４と
４６からなる対を含んでいる。この形式のビームコリメ
ータ装置は米国特許第３３０４４２７号に示されている
。プレート４４と４６からなる対はハウジング３６の前
に置かれる適当に接続したノブ５１と５２を調整するこ
とにより所望寸法の方形出口開口４８を与えるために回
動出来る。ノブ５１と５２は夫々ポインタ５３と５４を
有し、これらが夫々の目盛５５，５６上に方形出口開口
４８の選ばれた寸法を指示する。ビームコリメートシヤ
ツタ４２に関連した入口シャッタ３８は４枚の傾斜をも
つ台形状の壁６０一６３を有する中空の四角錐形構造を
もつ。

壁６０−６３は夫々例えば鉛のようなＸ線吸収物質から
なる台形のプレートであり、それらの上辺部分は上記構
造の中心軸線に向つて収斂して方形の入口開口４０を形
成する。一対の壁６０，６２及び一対の壁６１，６３は
夫々対向し、かつ各対の壁は相互に直角に配置されてい
る。プレート６０一６３の夫々はビームコリメートプレ
ート４４と４６の夫々と整合して配置されそして同時に
可能であつて出口開口４８の調整に対応して入口開口４
０を変へるようになつている。プレート６０−６３を夫
々構成する中央体部（プレートの中央部分）は前記入口
開口から末広がりに延長する互いに対向する傾斜をもつ
縁部を有し、一対のプレート６１と６３は同一形状をな
し夫々の縁部には複数の離隔した鋸歯状突起を傾斜した
縁部に設け、また一対のプレート６０と６２は同一形状
をなし一対のプレート６１と６３の夫々の傾斜した縁部
の前記鋸歯状突起と互いかみ合う如く鋸歯状突起を傾斜
し縁部に設けかつその頂部を小形の逆三角形状に形成し
てなり、隣接するプレートの縁部と噛み合つて四角錐構
造を形成する。かくして、焦点外のＸ線プレート６０−
６３間からもれず、コリメータ３２のハウジング３６に
入ることはない。第３図に示すように、シャッタ３８は
、例えばアルミニウムのような適当な材料からなり且つ
ハウジング３６内の固定支持部材（図示せず）に附着出
来るフランジアーム６６と６８を有するベー″スプレー
ト６４を含む。

ベースプレート６４を通つて伸びるのは、例えば溶接に
よリペースプレート６４に固定される対向端を有する端
部開放スリーブ７１−７４に隣接したコーナをもつほぼ
方形の開口７０である。スリーブ７１−７４は内部ねじ
をもちそしてベースプレート６４の平面から外向きに突
出しており、スリーブ７１と７３は７２と７４よりも長
くなつている。スリーブ７１−７４はベースプレート６
４に重なる円板８０内に余裕をもつて配置される整合開
口７５−７８を通ｌる。円板８０は例えばアルミニウム
のようなものからなりそしてそれを貫通してベースプレ
ート６４の開口７０と軸的に整合する中心配置の開口８
２を有する。４枚のプレート６０−６３は例えばヒンジ
プレート８３−８６により開口８２に隣接、した円板８
０の縁部に回動しうるように固定される。

ヒンジプレート８３−８６の夫々は関連した台形プレー
ト内の整合開口９４を通る一対の外向きのボルト９２を
備えている。プレート６０−６３は鉛のようなＸ線吸収
物質からなり、そして開口８２の軸方向中心線に対して
角度をもつて夫々のヒンジプレート８３−８６により支
持される。プレート６０−６３は夫々その中央体部に一
体に底縁部が設けられ、この底縁部は中央体部に一体に
設けられた対向する傾斜縁部の夫々と整合すべきコーナ
を与えている。プレート６０−６３の夫々はそのプレー
トの底部のコーナに対して同心的に配置される複数の傾
斜をもつ歯９６を備えた傾斜縁部を有する。その結果、
各傾斜縁部の歯９６は隣りのプレート６０−６３の歯９
６と噛み合い、それにより四角錐台形の構造をつくる。
内部にねじをもつスリーブ７１−７４は開口８２と整合
すると共に円板８０に重なるリング１０２の開口９７−
１００を通る。

かくしてリング１０２はプレート６０−６３により形成
される構造をとりまきそして、アルミニウムのような適
当なものから回転リング１０４に対して軸受面を与える
ポリエチレンのような適当な滑らかさをもつ物質からな
る。リング１０４は開口８２と整合しそして４個の弓形
のスロット１０５−１０８を有しており、これらスリッ
トを通じてスリーブ７１−７４が伸長する。リング１０
４から半径方向外向きに突出しているのは固定されたア
ーム１０９であり、それによりリング１０４はスリーブ
７１−．７４が回転の方向によりスロット１０５−１０
８の端に当るまで回転出来るようになつている。リング
１０４の対向する内周部分は半径方向内向きに伸びて柱
１１０と１１２を支持しており、これ柱はリング１０４
の回転をカム動作に変換しそれ．によりプレート６０と
６２が開口８２の中心に対し反対向きに回動される。ス
リーブ７１−７４はまたはリング１１８内の整合開口１
１３−１１６を通り、そしてこのリング１１８は開口８
２と整合すると共にリング１０４に重なつている。

かくしてリング１１８はプレート８３−８６でつくられ
る構造をかこみ、そしてポリエチレンのような適当な材
料で形成される。リング１１８はリング１０４に対する
軸受面を与えるばかりでなく、アルミニウムのようなも
のからなる回転リング１２０に対する軸受面をも与える
。リング１２０は開口８２と整合すると共に４個の弓形
スロット１２１−１２４を有し、これらスロットを通じ
てスリーブ７１−７４が伸長する。リング１２０から半
径方向外向きに突出しているのは固定アーム１２６であ
り、それによりリング１２０はスリーブ７１−７４が回
転方向におりスロット１２１−１２４の端に当るまで回
転出来る。リング１２０の対向する弓形部分は柱１２８
と１３０を支持し、これらがリング１２０の回転をカム
作用に変換する。その結果、プレート６１と６３はプレ
ート６０と６２には無関係に開口８２の中心線に対し反
対方向に回動される。ヒンジプレート８３−８６から伸
びてプレート６０−６３の開口９４を通るボルト９２は
フランジ１３３−１３６の開口１３２も通りそしてナッ
ト１３８とねじ係合する。フランジ１３３−１３６は柱
１１０，１２８，１１２，１３０に重なるカム部材１４
０−１４３に対し直角に装着される。フランジ１３３−
１３６とカム部材１４０−１４３はアルミニウムのよう
な材料でつくられる。フランジ１３３−１３６の夫々は
下に曲がつたタブ１４４−１４７を有する。ベースプレ
ート６４から伸びるスリーブ７２と７４はねじ１５０に
ねじ係合する開放端を有する。

長い方のスリーブ７１と７３はコイルばね１５２と１５
４によりかこまれる突出開放端を有すると共にねじ１５
１とねじ係合する。ばね１５２は延長した端をもち、こ
れらがタブ１４４と１４７によりプレート６０と６３に
夫々固定される。同様にばね１５４の端はタブ１４５と
１４６によりプレート６１と６２に夫々固定される。か
くしてばね１５２と１５４はプレート６０−６３をシャ
ッタ３８の中心線からはなれる方向に弾性的に回動させ
ようとする。第４図に示すように、柱１１０と１１２が
カム部材１４０と１４２の隣接した傾斜面に夫々押しつ
けられるようにアーム１０９がまわされるときに、プレ
ート６０と６２がシャッタ３８の中心線に向つて回動す
る。従つて、プレート６０と６２の縁の歯９６はプレー
ト６１と６３の隣接する縁に対して弓形に動いてその歯
９６と係合する。同様に、柱１２８と１３０がカム１４
１と１４３の面に押しつけられるようにアーム１２６が
まわるとプレート６１と６３はシャッタ３８の中心線に
向つて回動する。その結果入口開口３６の寸法は減少す
る。しかしながら、入口開口３６はばね１５２と１５４
による弾性圧力に抗つて閉じられる。

その結果、第５図のようにアーム１０９が逆方向に回わ
ると、ばね１５２と１５４はプレート６０と６３をシャ
ッタ３８の中心線からはなれるように回動させる。同様
に、アーム１２６が逆にまわると、ばね１５２と１５４
はプレート６３と６１をシャッタ３８の中心線からはな
れるように回動させる。その結果、入口開口３６の寸法
は大きくなり、開口３６が開く。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のコリメータをＸ線発生器に設けたもの
を示す図、第２図は第１図のコリメータの斜視図、第３
図は本発明のＸ線制限装置の展開図、第４図は第３図の
入口開口を示す見取図、第５図は第４図の入口開口を全
関したところを示す図、である。 １０・・・Ｘ線発生器、３４・・・コリメータ、３６・
・・コリメータハウジング、３８・・・四角錐台シャッ
タ、４２・・・ビームコリメートシヤツタ、４４，４６
・・・ピボットプレート、４８・・・出口開口、５１，
５２・・・ノブ、５３，５４・・・ポインタ、４０・・
・入口開口、６０，６３・・・台形プレート、６４・・
・ベースプレート、６６，６８・・・フランジアーム、
７１一７４・・・スリーブ、８０・・・円板、８３−８
６・・・ヒンジプレート、１０２・・・リング、１０４
・・・回転リング、１０５，１０８・・・スロット、１
１８，１２０・・・リング、１２６・・・固定アーム、
１３３−１３６・・装着フランジ、１４０−１４３・・
・カム、１４４−１４７・・・タブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 相互に直角に設けらた第１及び第２の対の対向する
   傾斜した壁を有し、かつ当該壁の間にはさまれた調整可
   能な開口を制限する四角錐台形ビームコリメータと、前
   記壁の各々は輻射線吸収材料で形成されたプレートを含
   み、そして前記各プレートには、前記開口を制限する開
   口制限縁部と、当該開口制限縁部から未広がりに延長す
   る対向する傾斜縁部と、当該傾斜縁部の夫々に整合する
   コーナを与える底縁部とが当該プレートの中央体部に一
   体に設けられており、前記各傾斜縁部は、当該傾斜縁部
   から弧状に延長されかつ前記コーナに関して同心的に曲
   がる交互に整列した歯と、この歯の間にはさまれたギャ
   ップとを有し、前記各整列した歯とこの歯の間にはさま
   れたギャップとは前記四角錐台ビームコリメータを形成
   する隣り合う壁の中央体部の各傾斜縁上の同様な整列し
   た歯及び間にはさまれたギャップと歯合するために配設
   されており、コリメータの中心軸線に対して前記各プレ
   ートを制御可能に回動し、そして前記開口の大きさを調
   整するために前記プレートの前記底縁部に設けらた手段
   と、を含む輻射線断面積制御装置。