JPWO2014132362A1

JPWO2014132362A1 - Ｘ線撮影装置

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Publication number: JPWO2014132362A1
Application number: JP2015502628A
Authority: JP
Inventors: 智晴奥野; 真二浜崎
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2033-02-27
Also published as: US20160015342A1; JP6065248B2; CN105073005B; CN105073005A; US9668708B2; WO2014132362A1

Abstract

オペレータがＸ線検出器を収納部から取り出すと、Ｘ線検出器の有無を確認するためのセンサがこれを検知して、Ｘ線検出器が収納部から取り出されたことを示す信号を昇降制御部に送信する。昇降制御部は、この信号を受信することにより、永電磁石４１、４２による制動力を解除する。これにより、永電磁石４１の固定部１８に対する吸着力と、永電磁石４２のストッパー板４３に対する吸着力が解除される。永電磁石４１、４２によるアーム１３の固定が解除された状態においては、カウンターウエイト４５の重量がアーム１３、Ｘ線管１１およびコリメータ１２等の重量の合計値より大きな重量となっていることから、アーム１３がＸ線管１１およびコリメータ１２とともに上昇を開始する。

Description

この発明は、Ｘ線撮影装置に関し、特に、病室を巡回して撮影を行うための回診用のＸ線撮影装置に関する。

このような回診用のＸ線撮影装置は、台車に配設された支柱に対して昇降可能なアームの先端にＸ線管とコリメータとを配設するとともに、台車に設けられたモータを駆動することにより、電動で病室間を移動する構成となっている（特許文献１参照）。このような回診用のＸ線撮影装置においては、病室間の移動時には、アームは支柱に対して下降して、アームキャッチと呼称される固定部に当接する固定位置において、固定機構により固定されている。そして、Ｘ線撮影を実行するときには、オペレータが固定解除ボタンを操作することによりアームの固定を解除し、オペレータがアームを、Ｘ線管およびコリメータとともに上昇させ、Ｘ線管等をＸ線撮影に適した位置に配置している。

特開２００７−５３５号公報

このように、回診用のＸ線撮影装置においては、Ｘ線撮影を開始するときに、オペレータがアームの固定解除ボタンを操作して固定状態を解除した上で、アームをＸ線管等とともに上昇させるという操作が必要となる。このため、操作に手間がかかり、オペレータに負担となっている。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、アームの固定を自動的に解除してＸ線撮影の準備を速やかに実施することが可能なＸ線撮影装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、台車と、前記台車に配設された支柱と、前記支柱に対して昇降可能なアームと、前記アームに配設されたＸ線管と、前記Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器の収納部と、を備えた回診用のＸ線撮影装置であって、前記アームを、前記台車を移動させるときに配置すべき位置である、Ｘ線撮影時の高さ位置より降下した固定位置において固定する固定機構と、前記Ｘ線検出器が前記収納部から取り出されたことを検出する収納検出器と、前記Ｘ線検出器が前記収納部から取り出されたことを前記収納検出器が検出したときに、前記固定機構による前記アームの固定を解除させる昇降制御部と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記固定機構による前記アームの固定が解除されたときに、前記アームを前記固定位置から上昇させるアーム駆動機構を備える。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記アームに配設されたコリメータをさらに備えるとともに、前記アーム駆動機構は、前記支柱に配設されたプーリと、前記アーム、前記Ｘ線管および前記コリメータの重量の合計値より大きな重量を有するカウンターウエイトと、前記プーリに巻回されるとともに、一端が前記アームに接続され他端が前記カウンターウエイトに接続された索体と、を備える。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記アームの高さ位置を検出する高さ位置検出器をさらに備えるとともに、前記昇降制御部は、前記固定機構による前記アームの固定を解除した後、前記高さ位置検出器により検出した前記アームの高さ位置が所定位置となったときに、再度、前記固定機構により前記アームを固定させる。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記昇降制御部は、前記固定機構による前記アームの固定を解除した後、一定時間が経過後に、再度、前記固定機構により前記アームを固定させる。

請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記アーム駆動機構は前記アームを昇降駆動するモータを備え、前記昇降制御部は、前記モータの回転を制御することにより、前記固定機構による前記アームの固定が解除されたときに、前記アームを前記固定位置から所定の距離だけ上昇させる。

請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の発明において、前記固定機構は、永久磁石と電磁石とを備え、前記永久磁石の磁力により前記アームの昇降に対する制動力を発生させるとともに、前記電磁石のコイルに対して電流を印加して前記永久磁石の磁力をキャンセルする磁力を前記電磁石に発生させることにより、前記永久磁石による前記アームの昇降に対する制動力を解除する永電磁石機構を備える。

請求項１に記載の発明によれば、Ｘ線撮影のためにＸ線検出器が取り出されたときに、アームの固定状態が自動的に解除されることから、Ｘ線撮影の準備を速やかに実施することが可能となる。

請求項２から請求項６に記載の発明によれば、アーム駆動機構の作用により、アームの固定が解除されたときにアームが固定位置から自動的に上昇することにより、Ｘ線撮影の準備をさらに速やかに実施することが可能となる。

請求項７に記載の発明によれば、永電磁石機構の作用により、容易にアームを固定し、あるいは、その固定を解除することが可能となる。

この発明に係るＸ線撮影装置の側面図である。この発明に係るＸ線撮影装置の斜視図である。Ｘ線検出器１６を収納するための収納部１７を示す測断面図である。この発明の第１実施形態に係るＸ線撮影装置に採用されるアーム１３を上昇させるためのアーム駆動機構と、アーム１３を固定するための固定機構とを示す概要図である。永電磁石４２の概要図である。永電磁石４１の概要図である。この発明の第１実施形態に係るＸ線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。この発明の第２実施形態に係るＸ線撮影装置に採用されるアーム１３を上昇させるためのアーム駆動機構と、アーム１３を固定するための固定機構とを示す概要図である。この発明の第２実施形態に係るＸ線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るＸ線撮影装置の側面概要図である。また、図２は、この発明に係るＸ線撮影装置の斜視図である。

このＸ線撮影装置は、台車１５に配設された支柱１４と、この支柱１４に対して昇降可能な状態で配設されたアーム１３と、アーム１３の先端に配設されたＸ線管１１と、このＸ線管１１の下方に配設されたコリメータ１２と、Ｘ線管１１から照射され被検者を通過したＸ線を検出するためのＸ線検出器１６と、このＸ線検出器１６を収納するための収納部１７とを備える。また、このＸ線撮影装置は、方向変更用の車輪である左右一対の前輪２１と、駆動用の車輪である左右一対の後輪２２と、台車１５の進行方向を操作するための操作ハンドル１９とを備える。

アーム１３は、図１において実線で示す、台車１５を移動させるときにアーム１３を配置すべき位置である固定位置と、この固定位置から上昇した撮影位置との間を昇降可能となっている。アーム１３が固定位置にある状態においては、アーム１３の下面はアームキャッチと呼称される固定部１８に当接する。この状態においては、アーム１３の下面に配設されたピン２３が固定部１８に形成された穴部（図示せず）内に収納される。また、アーム１３は、図２に示すように、固定位置から上昇した状態で、支柱１４を中心に旋回する。

コリメータ１２の前面には、コリメータリーフを開閉するための一対のダイヤル３３と、Ｘ線照射野を確認するために使用されるコリメータランプを点灯させるためのボタン３４とが配設されている。また、コリメータ１２には、Ｘ線管１１およびコリメータ１２を移動させるときに使用されるハンドル３１が付設されている。そして、このハンドル３１には、アーム１３の昇降および旋回を禁止する固定機構によるアーム１３の固定を解除するための一対の解除ボタン３２が付設されている。

図３は、Ｘ線検出器１６を収納するための収納部１７を示す測断面図である。

この収納部１７は、フラットパネルディテクタ等のＸ線検出器１６を上部から挿入して収納するためのものである。この収納部１７の下方には、近接スイッチまたはマイクロスイッチ等から構成され、Ｘ線検出器１６の有無を確認するためのセンサ３６が配設されている。このセンサ３６は、Ｘ線検出器１６が収納部１７から取り出されたことを検出する収納検出器として機能する。

図４は、この発明の第１実施形態に係るＸ線撮影装置に採用されるアーム１３を上昇させるためのアーム駆動機構と、アーム１３を固定するための固定機構とを示す概要図である。

アーム１３を上昇させるためのアーム駆動機構は、支柱１４の内部上端に回転可能に配設されたプーリ４４と、支柱１４内を昇降可能なカウンターウエイト４５と、一端がアーム１３に接続され、他端がカウンターウエイト４５に接続された状態でプーリ４４に巻回されたワイヤー４６とを備える。なお、ワイヤー４６に換えて、ベルトやチェーン等の他の索体を使用してもよい。カウンターウエイト４５の重量は、アーム１３、Ｘ線管１１およびコリメータ１２等の重量の合計値より大きな重量となっている。また、カウンターウエイト４５は、ワイヤー４８を介してポテンショメータ４７に接続されている。アーム１３およびカウンターウエイト４５の高さ位置は、このポテンショメータ４７により測定される。

支柱１４内には、上下方向に延びるストッパー板４３が配設されている。そして、アーム１３におけるストッパー板４３と対向する位置には、永電磁石４２が配設されている。また、アーム１３における固定部１８と対向する位置には、永電磁石４１が配設されている。これらの永電磁石４１、４２は、アーム１３を所定の位置で固定するための固定機構として機能する。

図５は、上述した永電磁石４２の概要図である。また、図６は、上述した永電磁石４１の概要図である。

これらの永電磁石４１、４２は、いずれも、永久磁石７１と、鉄芯７２とこの鉄芯７２の回りに配設されたコイル７３とから構成される。コイル７３に電流が流れていない状態では、これらの永電磁石４１、４２は永久磁石７１の作用により磁石としての機能を奏する。この場合には、永電磁石４１が固定部１８に吸着し、永電磁石４２がストッパー板４３に吸着することにより制動力が生じ、アーム１３の移動が制限されることになる。一方、オペレータが上述した解除ボタン３２を操作すること等により電磁石を構成するコイル７３に対して電流を印加して、永久磁石７１の磁力をキャンセルする磁力を電磁石に発生させた場合には、永久磁石７１の作用による制動力が解除され、アーム１３の移動が可能となる。

図７は、この発明の第１実施形態に係るＸ線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。

このＸ線撮影装置は、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭおよび論理演算を実行するＣＰＵ等から構成される制御部１００を備える。この制御部１００は、上述したＸ線管１１やコリメータ１２を含むＸ線撮影装置全体を制御する。図７に示すように、この制御部１００は、上述したアーム１３の固定を解除するための解除ボタン３２と、Ｘ線検出器１６が収納部１７から取り出されたことを検出するためのセンサ３６と、アーム１３の昇降および旋回を禁止するための永電磁石４１、４２と、アーム１３の高さ位置を検出するためのポテンショメータ４７とに接続されている。さらに、この制御部１００は、Ｘ線検出器１６が収納部１７から取り出されたことをセンサ３６が検出したときに永電磁石４１、４２によるアーム１３の固定を解除させる昇降制御部１０１を備える。

以上のような構成を有する回診用のＸ線撮影装置においては、オペレータが操作ハンドル１９を操作して台車１５を移動させるときには、アーム１３は、図１において実線で示すように、アーム１３の下面が固定部１８に当接する固定位置に配置される。このときには、図７に示す昇降制御部１０１の作用により、永電磁石４１、４２におけるコイル７３には、電流が流れていない状態となっている。このため、これらの永電磁石４１、４２は永久磁石７１の作用により磁石として機能し、永電磁石４１が固定部１８に吸着し、永電磁石４２がストッパー板４３に吸着する。このため、アーム１３の固定位置からの移動が制限される。従って、Ｘ線撮影装置を病室間等で移動させる場合に、アーム１３を固定位置に固定して安全な状態で移動させることが可能となる。

Ｘ線撮影装置を撮影場所まで移動させた後、Ｘ線撮影を実行するためにオペレータがＸ線検出器１６を収納部１７から取り出すと、Ｘ線検出器１６の有無を確認するためのセンサ３６がこれを検知して、Ｘ線検出器１６が収納部１７から取り出されたことを示す信号を昇降制御部１０１に送信する。昇降制御部１０１は、この信号を受信することにより、永電磁石４１、４２におけるコイル７３に対して電流を印加して、永久磁石７１の磁力をキャンセルする磁力を電磁石に発生させる。これにより、永久磁石７１の作用による制動力が解除され、永電磁石４１の固定部１８に対する吸着力と、永電磁石４２のストッパー板４３に対する吸着力が解除される。このため、アーム１３の固定位置からの移動の制限が解除されることになる。

永電磁石４１、４２によるアーム１３の固定が解除された状態においては、カウンターウエイト４５の重量がアーム１３、Ｘ線管１１およびコリメータ１２等の重量の合計値より大きな重量となっていることから、カウンターウエイト４５に対する重力の作用によりアーム１３がＸ線管１１およびコリメータ１２とともに、固定位置から上昇を開始する。そして、昇降制御部１０１は、アーム１３の高さ位置検出器として機能するポテンショメータ４７により検出したアーム１３の高さ位置が予め設定した所定の高さ位置となったときに、再度、永電磁石４１、４２のコイル７３に対する電流の印加を停止する。これにより、永電磁石４２がストッパー板４３に吸着して、アーム１３はその高さ位置において固定される。

そして、Ｘ線検出器１６を被検者の撮影部位の下方に配置するとともに、図２において仮想線で示すように、アーム１３をＸ線検出器１６と対向するＸ線撮影に適した角度まで旋回させることにより、Ｘ線撮影を実行することが可能となる。

なお、このＸ線撮影装置においては、オペレータがＸ線検出器１６を収納部１７から取り出した場合だけではなく、オペレータがアーム１３の固定を解除するための解除ボタン３２を押した場合にも、永電磁石４１の固定部１８に対する吸着力と、永電磁石４２のストッパー板４３に対する吸着力が解除される。このため、Ｘ線撮影時以外でアーム１３を昇降させる必要がある場合には、Ｘ線検出器１６を収納部１７から取り出すことなくアーム１３の昇降を可能としている。

以上のように、この発明に係るＸ線撮影装置においては、昇降制御部１０１の作用により、Ｘ線検出器１６が収納部１７から取り出されたことをセンサ３６が検出したときに永電磁石４１、４２によるアーム１３の固定を解除させるとともに、カウンターウエイト４５を備えたアーム駆動機構の作用により、アーム１３をＸ線管１１およびコリメータ１２とともに所定の高さまで上昇させることから、Ｘ線撮影の準備を速やかに実施することが可能となる。

なお、上述した第１実施形態においては、昇降制御部１０１は、ポテンショメータ４７により検出したアーム１３の高さ位置が予め設定した所定の高さ位置となったときに、永電磁石４２の作用によりアーム１３を固定している。この第１実施形態の変形例として、昇降制御部１０１が、永電磁石４１、４２によるアーム１３の固定を解除した後、一定時間が経過後に、再度、永電磁石４２の作用によりアーム１３を固定する構成を採用してもよい。この場合においても、アーム１３をＸ線管１１およびコリメータ１２とともに所定の高さまで上昇させることが可能となる。

次に、この発明の他の実施形態について説明する。図８は、この発明の第２実施形態に係るＸ線撮影装置に採用されるアーム１３を上昇させるためのアーム駆動機構と、アーム１３を固定するための固定機構とを示す概要図である。また、図９は、この発明の第２実施形態に係るＸ線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。なお、上述した第１実施形態と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

上述した第１実施形態に係るアーム駆動機構においては、アーム１３、Ｘ線管１１およびコリメータ１２等の重量の合計値より大きな重量を有するカウンターウエイト４５を利用してアーム１３を上昇させるようにしている。これに対して、この第２実施形態に係るアーム駆動機構においては、モータ５１の駆動によりアーム１３を昇降させるとともに、アーム１３の高さ位置をエンコーダ５３により測定するようにしている。

この第２実施形態に係るアーム駆動機構は、支柱１４の内部上端に回転可能に配設されたプーリ４４と、プーリ５２に連結されたモータ５１と、プーリ５２の回転量を検出するエンコーダ５３（図９参照）と、一端がアーム１３に接続され、他端がプーリ５２に接続された状態でプーリ４４に巻回されたワイヤー４６とを備える。なお、ワイヤー４６に換えて、ベルトやチェーン等の他の索体を使用してもよい。

この第２実施形態に係るＸ線撮影装置においても、Ｘ線撮影を実行するためにオペレータがＸ線検出器１６を収納部１７から取り出すと、永電磁石４１の固定部１８に対する吸着力と、永電磁石４２のストッパー板４３に対する吸着力が解除され、アーム１３の固定位置からの移動の制限が解除されることになる。

そして、永電磁石４１、４２によるアーム１３の固定が解除された後に、昇降制御部１０１がモータ５１の回転を制御することにより、アーム１３をＸ線管１１およびコリメータ１２とともに、固定位置から上昇させる。昇降制御部１０１は、アーム１３の高さ位置検出器として機能するエンコーダ５３により検出したアーム１３の高さ位置が予め設定した所定の高さ位置となったときに、再度、永電磁石４１、４２のコイル７３に対する電流の印加を停止する。これにより、永電磁石４２がストッパー板４３に吸着して、アーム１３はその高さ位置において固定される。

なお、上述した実施形態においては、いずれも、一対の永電磁石４１、４２によりアーム１３を固定している。しかしながら、一方の永電磁石４１を省略するようにしてもよい。また、永電磁石４１、４２にかえて、ソレノイド等により固定状態を切替可能な機械的なストッパーを使用してもよい。

また、上述した実施形態においては、いずれも、Ｘ線検出器１６を上部から挿入して収納するボックス型の収納部１７を採用しているが、収納部１７の形状はこれに限定されるものではない。例えば、Ｘ線検出器１６を吊り下げるようにして収納する収納部を採用してもよい。この発明に係る収納部は、Ｘ線検出器１６を何らかの方法により収納しうる構成であればよく、また、収納検出器はＸ線検出器１６が収納部から取り出されることを検出しうる構成であればよい。

１１Ｘ線管
１２コリメータ
１３アーム
１４支柱
１５台車
１６Ｘ線検出器
１７収納部
１８固定部
２１前輪
２２後輪
３２解除ボタン
３６センサ
４１永電磁石
４２永電磁石
４３ストッパー板
４４プーリ
４５カウンターウエイト
４６ワイヤー
４７ポテンショメータ
５１モータ
５２プーリ
５３エンコーダ
１００制御部
１０１昇降制御部

請求項１に記載の発明は、台車と、前記台車に配設された支柱と、前記支柱に対して昇降可能なアームと、前記アームに配設されたＸ線管と、前記Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器の収納部と、を備えた回診用のＸ線撮影装置であって、前記アームを、前記台車を移動させるときに配置すべき位置である固定位置において固定する固定機構と、前記Ｘ線検出器が前記収納部から取り出されたことを検出する収納検出器と、前記Ｘ線検出器が前記収納部から取り出されたことを前記収納検出器が検出したときに、前記固定機構による前記アームの固定を解除させる昇降制御部と、を備えたことを特徴とする。

Claims

台車と、前記台車に配設された支柱と、前記支柱に対して昇降可能なアームと、前記アームに配設されたＸ線管と、前記Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器の収納部と、を備えた回診用のＸ線撮影装置であって、
前記アームを、前記台車を移動させるときに配置すべき位置である、Ｘ線撮影時の高さ位置より降下した固定位置において固定する固定機構と、
前記Ｘ線検出器が前記収納部から取り出されたことを検出する収納検出器と、
前記Ｘ線検出器が前記収納部から取り出されたことを前記収納検出器が検出したときに、前記固定機構による前記アームの固定を解除させる昇降制御部と、
を備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
請求項１に記載のＸ線撮影装置において、
前記固定機構による前記アームの固定が解除されたときに、前記アームを前記固定位置から上昇させるアーム駆動機構を備えるＸ線撮影装置。
請求項２に記載のＸ線撮影装置において、
前記アームに配設されたコリメータをさらに備えるとともに、
前記アーム駆動機構は、前記支柱に配設されたプーリと、前記アーム、前記Ｘ線管および前記コリメータの重量の合計値より大きな重量を有するカウンターウエイトと、前記プーリに巻回されるとともに、一端が前記アームに接続され他端が前記カウンターウエイトに接続された索体と、を備えるＸ線撮影装置。
請求項３に記載のＸ線撮影装置において、
前記アームの高さ位置を検出する高さ位置検出器をさらに備えるとともに、
前記昇降制御部は、前記固定機構による前記アームの固定を解除した後、前記高さ位置検出器により検出した前記アームの高さ位置が所定位置となったときに、再度、前記固定機構により前記アームを固定させるＸ線撮影装置。
請求項３に記載のＸ線撮影装置において、
前記昇降制御部は、前記固定機構による前記アームの固定を解除した後、一定時間が経過後に、再度、前記固定機構により前記アームを固定させるＸ線撮影装置。
請求項２に記載のＸ線撮影装置において、
前記アーム駆動機構は前記アームを昇降駆動するモータを備え、
前記昇降制御部は、前記モータの回転を制御することにより、前記固定機構による前記アームの固定が解除されたときに、前記アームを前記固定位置から所定の距離だけ上昇させるＸ線撮影装置。
請求項１から請求項６のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、
前記固定機構は、永久磁石と電磁石とを備え、前記永久磁石の磁力により前記アームの昇降に対する制動力を発生させるとともに、前記電磁石のコイルに対して電流を印加して前記永久磁石の磁力をキャンセルする磁力を前記電磁石に発生させることにより、前記永久磁石による前記アームの昇降に対する制動力を解除する永電磁石機構を備えるＸ線撮影装置。