(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、前記本体を搭載する台車と、Ｘ線を発生させるＸ線管を有したＸ線発生部と、前記Ｘ線発生部を支持するアームと、前記アームの一端部を支持する支柱と、を備える移動型Ｘ線装置であって、
前記アームを前記支柱に沿って上下動させるとともに、前記支柱により支持されている前記一端部側を中心に前記上下動の方向と直交し、且つ、前記アームの長手方向と直交する方向を軸として回転させる上下駆動部を備え、
該上下駆動部は、前記Ｘ線発生部を前記回転により水平方向へ移動する際、該移動の前後において前記Ｘ線発生部の高さが一定となるように前記アームを上下動させることを特徴とする移動型Ｘ線装置。
【請求項２】
前記支柱の側面には直線歯車部を有したレールが配置され、前記上下駆動部は前記直線歯車部の歯面に噛み合う歯車部を有していることを特徴とする請求項１に記載の移動型Ｘ線装置。
【請求項３】
前記上下駆動部は、前記アームに固設されている連結部と連結された歯車部と、該歯車部の回転運動を前記直線歯車部に伝達する複数の歯車部を有していることを特徴とする請求項２に記載の移動型Ｘ線装置。
【請求項４】
前記連結部に連結された歯車部の回転運動は、前記複数の歯車部により回転数を増大させて前記直線歯車部に伝達させることを特徴とする請求項３に記載の移動型Ｘ線装置。
【請求項５】
前記アームはパンタグラフアームであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の移動型Ｘ線装置。
【請求項６】
前記上下駆動部は、移動前の前記アームに対する移動後の前記アームの角度が大きくなるにつれて、上下の移動量を大きくすることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の移動型Ｘ線装置。
【請求項７】
前記上下駆動部は、前記アームの回転に応じて前記アームを上下動させる電気モータを有していることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の移動型Ｘ線装置。
【請求項８】
前記上下駆動部は、前記アームの回転とは独立して前記アームの上下動を行う機構を有していることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の移動型Ｘ線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、病院内を移動し、X線撮影を行なう移動型X線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動型X線装置は、主に病院内を移動させ、被検体のX線撮影に用いられている。移動型X線装置は、主に、バッテリ(電力蓄積部)を有した本体と、台車と、X線管を有し、X線を被検体に照射するX線発生部と、X線管に高電圧を供給する高電圧発生装置と、X線管を本体に可動自在に支持するアームとを有している。例えば、特許文献1には、パンタグラフアームによってX線発生部を支持する形態が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2000-70244号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献1で開示されているパンタグラフアームを用いて、X線発生部を水平方向(本体の移動方向)に移動させると、このパンタグラフアームは平行リンクのアームであるので、X線発生部は曲線的に移動する。
【０００５】
X線発生部の移動前後において、X線発生部の高さが変わるため、被検体とX線発生部との撮影距離が変わってしまう。そのため、X線発生部を水平方向に移動させた後、操作者はX線発生部の高さを適宜変えなくてはならない。よって、操作者にとって、直感的にX線発生部のポジショニングを行うことが難しい。
【０００６】
本発明では、X線発生部を支持するアームがパンタグラフアームであっても、X線発生部を水平方向に直線的に移動させることができる移動型X線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の目的を達成するため、本体と、本体を搭載する台車と、X線を発生させるX線管を有したX線発生部と、X線発生部を支持するアームと、アームの一端部を支持する支柱とを備える移動型X線装置であって、アームを前記支柱に沿って上下動させるとともに、支柱により支持されている一端部側を中心に上下動の方向と直交し、且つ、アームの長手方向と直交する方向を軸として回転させる上下駆動部を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、X線発生部を水平方向に直線的に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の移動型X線装置を示す概観図。
【図２】本発明の可動絞り部13を示す図。
【図３】本発明のX線発生部12の移動前後とX線照射範囲を示す図。
【図４】本発明の上下駆動部18の周辺部30を示す図。
【図５】本発明のアーム14の角度と上下駆動部18の上下動の関係を示す図。
【図６】本発明の実施例2を示す図。
【図７】本発明の実施例3を示す図。
【図８】本発明の実施例4を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明について図を用いて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図1は、本発明の移動型X線装置の概観図を示すものである。図2は、X線可動絞り13を示すものである。移動型X線装置は、本体10と、本体10を移動させるための車輪を有した台車11と、X線を発生させるX線管を有し、X線を発生させるX線発生部12と、X線の照射野を調整するX線可動絞り13と、X線発生部12を支持するアーム14と、台車11上に設置された支柱15と、操作者が移動型X線装置を移動操作するための操作ハンドル16とを有している。
【００１４】
アーム14はパンタグラフアームであり、台車11上に設置された支柱15によって、上下スライド自在に支持されている。具体的には、支柱15の前方側面には、平板状の棒に歯切りしたレール17が配置されている。アーム14の一端にはX線発生部12とX線可動絞り13が配置され、アーム14の他端は上下駆動部18に連結されている。上下駆動部18は、アーム14の回転をアーム14の上下動に変換するものである。アーム14の回転とは、上下駆動部18内の回転軸を中心にしてアーム14を本体10の移動方向(本体10の長手方向、本体10の前後方向)に回転させることであり、アーム14を回転させることによりX線発生部12を本体10の移動方向にせり出すことができる。よって、X線発生部12をベッド上に配置させることができる。上下駆動部18は、アーム14の回転に連動して回転する歯車部を内部に有しており、歯車部はレール17に設けられた歯に噛み合っている。
【００１５】
図示はしないが、本体10には、X線発生部12内のX線管に接続され、X線管の回転陽極を駆動する回転陽極駆動部と、X線発生部12内の高電圧発生部に接続され、高電圧発生部を制御する高電圧制御部と、X線管に接続され、X線管のフィラメントを加熱するフィラメント制御部と、移動型X線装置の外部から供給された電力が蓄積され、各構成要素に電力を供給するバッテリとを有している。また、本体10には、各構成要素を制御する制御部と、制御部に接続され、各構成要素を操作する操作部とを有している。操作部では、例えばX線管のX線撮影条件等を設定することができる。
【００１６】
X線発生部12には、X線管が高電圧発生部とともに設置されている。X線発生部12は、操作部で設定されたX線撮影条件に応じてX線を発生する。X線発生部12とX線可動絞り13は、支柱15の回転、及びアーム14の上下動等によりX線撮影時に所定の位置に移動される。
【００１７】
X線可動絞り13は、2対の可動制限羽根を有し、各対の可動制限羽根が開閉することでX線の照射野を調整するものである。図2に示すように、X線可動絞り13は、下方が開口した箱型のケース20の正面に複数の操作部が設けられている。この操作部には、可動制限羽根を制御する操作つまみ21、22、照光スイッチ23等が設けられている。操作つまみ21、22を回転することにより、2対の可動制限羽根を開閉することができる。照光スイッチ23は、可動制限羽根によって調整されたX線の照射範囲を照光する照光ランプを点灯させるものである。
【００１８】
X線可動絞り13のケース20の両側には、凹型の取っ手25、26が設けられている。取っ手25、26の内側には、X線発生部12を移動させるために、アーム14、支柱15、上下駆動部18等のブレーキを解除する解除スイッチ27、28がそれぞれ設けられている。操作者は取っ手25、26を握ることにより、解除スイッチ27、28が操作者の指や掌によって押され、アーム14、支柱15、上下駆動部18等に掛けられているブレーキを解除することができ、X線発生部12を任意の位置に移動させることができる。
【００１９】
また、操作者は取っ手25、26から手を離すことにより、アーム14、支柱15、上下駆動部18等にブレーキを掛けることができ、X線発生部12は所定の位置に固定される。つまり、操作者が取っ手25、26から手を離した時のX線発生部12が配置されている位置にX線発生部12が固定される。なお、上下駆動部18のブレーキは、図示はしないが、アーム14が回転及び上下動しないように制御するものである。
【００２０】
本体10の各構成要素(例えば、回転陽極駆動部)と、X線発生部12又はケース20の各構成要素(例えばX線管)とを結ぶ各信号線は、アーム14と支柱15内を通じている。
【００２１】
ここで、X線発生部12を水平方向(本体10の移動方向)に直線的に移動させる形態について、図3〜5を用いて説明する。
【００２２】
図3(a)は、X線発生部12の移動前の状態を示し、図3(b)は、X線発生部12の移動後の状態を示すものである。図3(c)は、X線発生部12の移動前後におけるX線発生部12のX線照射範囲を示すものである。
【００２３】
X線発生部12を水平方向に移動させる際、上下駆動部18は、X線発生部12の高さが一定になるように、上下駆動部18内の回転軸を中心にアーム14を回転させるとともに、アーム14を上下動させる。
【００２４】
具体的には、図3(a)に示すように、X線発生部12の移動前の状態では、アーム14は支柱15に対して、ほぼ平行になるように配置され、上下駆動部18はレール17の最下部に配置されている。なお、図示はしないが、図3(a)に示すX線発生部12の移動前の状態におけるアーム14の中心軸が鉛直方向になる(アーム14の中心軸が地面に直交する)ように、アーム14を配置することもできる。また、X線発生部12は、アーム14によって鉛直方向の下向きにX線が照射されるように保持されている。
【００２５】
X線発生部12を水平方向(右側)に移動させる場合、操作者は、X線可動絞り13の取っ手25、26を握り、解除スイッチ27、28を押し、アーム14、支柱15、上下駆動部18等に掛けられているブレーキを解除する。そして、操作者は、取っ手25、26を水平方向(右側)に引っ張る。図3(b)に示すように、上下駆動部18は、X線発生部12の高さが一定になるように、上下駆動部18を中心にアーム14を回転させるとともに、アーム14を上下動させる。また、X線発生部12は、アーム14によって鉛直方向の下向きにX線が照射されるように保持されている。
【００２６】
このように、移動前後のX線発生部12の高さが一定になるように、X線発生部12が水平方向に移動されるため、図3(c)に示すように、X線発生部12の移動前後(X線発生部12の移動中も含む)におけるX線発生部12のX線照射範囲31は矩形状となる。
【００２７】
次に上下駆動部18の周辺部30について図4を用いて説明する。図4(a)は、上下駆動部18の周辺部30の側面図を示すものであり、図4(b)は、上下駆動部18の周辺部30の上面図を示すものである。
【００２８】
支柱15の前方側面にはレール17が配置され、レール17の表面には、所定間隔に歯切りされた直線状の直線歯車部40が配置されている。よって、直線歯車部40は支柱15の長手方向(鉛直方向)に配置されることになる。
【００２９】
上下駆動部18は、アーム14に固設されている複数の連結部41と連結された円形状の歯車部42と、歯車部42の円形状の歯面に噛み合い、歯車部42の回転を受けるとともに歯車部44に回転を伝達させる円形状の歯車部43と、歯車部43の円形状の歯面に噛み合い、歯車部43の回転を受けるとともに歯車部45に回転を伝達させる円形状の歯車部44と、歯車部44の円形状の歯面とレール17の直線歯車部40の歯面に噛み合い、歯車部44の回転を受けるとともに直線歯車部40に回転を伝達させる歯車部45とを内設している。それぞれ歯車部42、歯車部43、歯車部44、歯車部45の回転軸は、上下駆動部18の内側面に回転可能にそれぞれ設置されている。また、アーム14は、上下駆動部18内の歯車部42の回転軸を中心に回転するようになっている。
【００３０】
歯車部43は、歯車部42の回転を受ける平歯車と歯車部44に回転を伝達させる平歯車とを有している。歯車部42の回転を受ける平歯車は、歯車部44に回転を伝達させる平歯車よりも径が小さく、歯数が少ない。よって、歯車部42の回転数を増大させて歯車部44に回転を伝達させることができる。
【００３１】
同様にして、歯車部44は、歯車部43の回転を受ける平歯車と歯車部45に回転を伝達させる平歯車とを有している。歯車部43の回転を受ける平歯車は、歯車部45に回転を伝達させる平歯車よりも径が小さく、歯数が少ない。よって、歯車部43の回転数を増大させて歯車部45に回転を伝達させることができる。
【００３２】
歯車部45は、歯車部44の回転を受ける平歯車とレール17の直線歯車部40に回転を伝達させる平歯車とを有している。バランスを保ちながらアーム14を上下動させるため、直線歯車部40に回転を伝達させる平歯車は2つ有している。歯車部44の回転を受ける平歯車は、直線歯車部40に回転を伝達させる平歯車よりも径が小さく、歯数が少ない。よって、歯車部44の回転数を増大させて直線歯車部40に伝達させ、上下駆動部18をアーム14とともに上下させることができる。
【００３３】
次に、実施例1の動作について説明する。操作者は、X線可動絞り13の解除スイッチ27、28を押し、アーム14、支柱15、上下駆動部18等に掛けられているブレーキを解除し、取っ手25、26をX線発生部12とともに水平方向(右側)に引っ張る。X線発生部12が水平方向に引っ張られると、図4(a)に示すように、アーム14が矢印A方向(時計回り)に回転する。アーム14が矢印A方向(時計回り)に回転すると、アーム14に連結している歯車部42も矢印B方向(時計回り)に回転する。
【００３４】
歯車部43は、歯車部42から矢印B方向(時計回り)の回転を受けると、矢印C方向(反時計回り)に回転する。歯車部44は、歯車部43から矢印C方向(反時計回り)の回転を受けると、矢印D方向(時計回り)に回転する。歯車部45は、歯車部44から矢印D方向(時計回り)の回転を受けると、矢印E方向(反時計回り)に回転する。そして、直線歯車部40は歯車部45から矢印E方向(反時計回り)の回転を受け、歯車部45が直線歯車部40に沿って上方向に移動する。よって、上下駆動部18はアーム14とともに上方向に移動することができる。
【００３５】
なお、本実施例では、上下駆動部18は4つの歯車部42、歯車部43、歯車部44、歯車部45を内設したが、例えば、複数の歯車部であればよく、歯車部の数は図示した形態に限定されない。
【００３６】
また、本実施例では、上下駆動部18は歯車部を複数内設し、アーム14の回転を直線歯車部40に伝達する形態を一例として示したが、上下駆動部18はラックアンドピニオン、チェーン、ワイヤー等を用いてアーム14の回転を直線歯車部40に伝達する部材を備えてもよい。
【００３７】
図5は、アーム14の角度と上下駆動部18の上下動の関係を示すものである。図5(a)はX線発生部12の移動前の状態を示し、図5(b)はX線発生部12の移動中の状態を示し、図5(c)はX線発生部12の移動後の状態を示すものである。
【００３８】
なお、アーム14の回転角度範囲は、ベッドサイドでの使用範囲を担保することができればよく、本実施例では、一例として、アーム14の回転角度範囲を0〜80°の範囲とした。アーム14の回転角度範囲とは、図5(a)に示すX線発生部12の移動前の状態を初期ポジション(0°)として、アーム14を回転させることができる回転角度範囲である。
【００３９】
図5(a)に示すX線発生部12の移動前の状態である初期ポジションにおけるアーム14の角度を示すライン50を破線で示す。図5(b)はX線発生部12の移動中の状態であり、移動中ポジションにおけるアーム14の角度を示すライン51を一点鎖線で示す。移動中ポジションにおけるアーム14と初期ポジションにおけるアーム14の角度はθ1である。また、図5(c)はX線発生部12の移動後の状態であり、移動後ポジションにおけるアーム14の角度を示すライン52を一点鎖線で示す。移動後ポジションにおけるアーム14と初期ポジションにおけるアーム14の角度はθ2である。
【００４０】
上下駆動部18は、アーム14の角度θに応じて、アーム14を上下動させる。具体的には、アーム14の角度がθ1の場合、初期ポジションからアーム14が回転することによってX線発生部12が下方向に移動した移動量L1mmを相殺するように、上下駆動部18はアーム14を上方向に同じ移動量L1mm分移動させる。アーム14の角度がθ2の場合、初期ポジションからアーム14が回転することによってX線発生部12が下方向に移動した移動量L2mmを相殺するように、上下駆動部18はアーム14を上方向に同じ移動量L2mm分移動させる。
【００４１】
図5に示されるアーム14の角度と上下駆動部18の上下動の関係を担保するように、X線発生部12の高さが一定のままX線発生部12が水平方向に移動させることができるように、図4に示される上下駆動部18の歯車部42、歯車部43、歯車部44、歯車部45の歯車比が予め定められている。歯車部42、歯車部43、歯車部44、歯車部45を円形状の歯車で示したが、楕円状の歯車、遊星歯車等になっていてもよい。また、上下駆動部18は、複数の歯車部の組み合わせにより、移動前のアーム14に対する移動後のアーム14の角度が大きくなるにつれて、上下駆動部18の上下の移動量が大きくなるにすることもできる。
【００４２】
以上、本実施例によれば、X線発生部12を支持するアームがパンタグラフアームであっても、X線発生部12を水平方向に直線的に移動させることができる。X線発生部12の水平方向の移動前後において、X線発生部12の高さが変わらないため、被検体とX線発生部12との撮影距離が変わらない。そのため、操作者は、直感的にX線発生部12のポジショニングを行うことができる。
【実施例２】
【００４３】
次に、実施例2について、図1〜3、5、6を用いて説明する。実施例1と異なる点は、上下駆動部18は、X線発生部12の高さが一定になるように、アーム14の角度に応じて、アーム14を上下動させる電気モータ61を有している点である。
【００４４】
図6(a)は、上下駆動部18の周辺部30の側面図を示すものであり、図6(b)は、上下駆動部18の周辺部30の上面図を示すものである。
【００４５】
図6に示すように、上下駆動部18は、アーム14に固設されている複数の連結部41と回転可能に連結され、アーム14の角度を検出するエンコーダ60と、エンコーダで検出された角度に基づいて、アーム14を上下動させる電気モータ61とを有している。
【００４６】
電気モータ61は、レール17の直線歯車部40の歯面に噛み合い、直線歯車部40に回転を伝達させる歯車部62を有している。アーム14と歯車部62の回転軸は、上下駆動部18の内側面に回転可能にそれぞれ設置されている。エンコーダ60は回転軸を中心に回転したアームの角度を検出するようになっている。なお、電気モータ61は本体10に内蔵されたバッテリから電力を得て駆動する。
【００４７】
ここで、X線発生部12の高さが一定になるように、アーム14の角度と電気モータ61の駆動に関する駆動情報が予めメモリ(図示しない。)に記憶されている。例えば、図5(b)に示すように、アーム14の角度θ1をエンコーダ60が取得した場合、初期ポジションからアーム14が回転することによってX線発生部12が下方向に移動した移動量L1mmを相殺するように電気モータ61を駆動させる駆動情報をメモリから読み取り、各構成要素を制御する制御部は電気モータ61の歯車部62を駆動させ、アーム14を上方向に同じ移動量L1mm分移動させる。
【００４８】
次に、実施例2の動作について説明する。操作者は、X線可動絞り13の解除スイッチ27、28を押し、アーム14、支柱15、上下駆動部18等に掛けられているブレーキを解除し、取っ手25、26をX線発生部12とともに水平方向(右側)に引っ張る。X線発生部12が水平方向に引っ張られると、アーム14が矢印A方向(時計回り)に回転する。アーム14に連結しているエンコーダ60は矢印F方向(時計回り)に回転したアーム14の角度を制御部に出力する。制御部は、アーム14の角度に応じた駆動情報をメモリから取り出し、電気モータ61の歯車部62を矢印G方向(反時計回り)に回転させる。そして、直線歯車部40は歯車部62の矢印G方向(反時計回り)の回転を受け、歯車部62が直線歯車部40に沿って上方向に移動する。よって、上下駆動部18はアーム14とともに上方向に移動することができる。
【００４９】
なお、上下駆動部18は、アーム14の角度が大きくなるにつれて、上下駆動部18の上下の移動量が大きくなるにするように、電気モータ61を制御することもできる。
【００５０】
以上、本実施例によれば、X線発生部12の水平方向の移動前後において、X線発生部12の高さが変わらないため、被検体とX線発生部12との撮影距離が変わらない。そのため、操作者は、直感的にX線発生部12のポジショニングを行うことができる。
【実施例３】
【００５１】
次に、実施例3について図1〜7を用いて説明する。実施例1、2と異なる点は、X線発生部12の高さを独立して調整することができる点である。
【００５２】
X線発生部12の高さを独立して調整するため、上下駆動部18に内設された歯車部44と歯車部45が連動しないようにする。具体的には、歯車部44の平歯車の回転を受けていた歯車部45の平歯車を歯車部44の平歯車の噛み合いから解除し、歯車部44の回転を受けることができないようにする。例えば、歯車部45の平歯車を軸方向にスライドさせることにより、歯車部44の平歯車の噛み合いから解除することができる。よって、上下駆動部18は、アームの回転に連動する歯車部42、歯車部43、歯車部44にブレーキを掛けることにより、歯車部45のみを回転させることができる。
【００５３】
また、図7に示すように、レール17を延長するための延長レール70を支柱15の上部に設けてもよい。延長レール70の表面には、レール17と同様に、所定間隔に歯切りされた直線状の直線歯車部40が配置される。延長レール70の直線歯車部40の歯面はレール17の直線歯車部40の歯面に合わせられた状態で繋がっている。
【００５４】
図7(a)は、実施例1、2のようにX線発生部12の水平方向に移動した後の状態を示すものである。上下駆動部18に内設された歯車部44と歯車部45が連動しないようにした上で、操作者は、X線可動絞り13の解除スイッチ27、28を押し、上下駆動部18の歯車部45に掛けられているブレーキを解除する。本実施例では、上下駆動部18に内設された歯車部44と歯車部45が連動しないようにした後、X線可動絞り13の解除スイッチ27、28は上下駆動部18の歯車部45に掛けられているブレーキのみを解除するようになっている。よって、上下駆動部18はアーム14を上下方向に移動させることができる。
【００５５】
この状態で、操作者は、取っ手25、26をX線発生部12とともに上方向(上側)に引っ張る。X線発生部12が上方向に引っ張られると、図7(b)に示すように、アーム14が上方向にスライドする。よって、操作者はX線発生部12の高さを任意に調整することができる。
【００５６】
以上、本実施例によれば、実施例1、2のようにX線発生部12の水平方向の移動させた後であっても、X線発生部12の高さを独立して調整することができる。
【実施例４】
【００５７】
次に、実施例4について図1〜6、8を用いて説明する。実施例4は、実施例3と同様に、X線発生部12の高さを独立して調整することができる。
【００５８】
X線発生部12の回転を独立して調整するため、まず上下駆動部18に内設された歯車部44と歯車部45が連動しないようにする。具体的には、実施例3で説明したため、ここでは説明を省略する。
【００５９】
図8(a)は、実施例1、2のようにX線発生部12の水平方向に移動した後の状態を示すものである。上下駆動部18に内設された歯車部44と歯車部45が連動しないようにした上で、操作者は、X線可動絞り13の解除スイッチ27、28を押し、上下駆動部18の歯車部42、歯車部43、歯車部44に掛けられているブレーキを解除する。本実施例では、上下駆動部18に内設された歯車部44と歯車部45が連動しないようにした後、X線可動絞り13の解除スイッチ27、28は上下駆動部18の歯車部42、歯車部43、歯車部44に掛けられているブレーキのみを解除するようになっている。よって、上下駆動部18はアーム14を回転させることができる。
【００６０】
この状態で、操作者は、取っ手25、26をX線発生部12とともに上方向(上側)に引っ張る。X線発生部12が上方向に引っ張られると、図8(b)に示すように、アーム14が上方向に回転する。よって、操作者はX線発生部12の高さを任意に調整することができる。
【００６１】
以上、本実施例によれば、実施例1、2のようにX線発生部12の水平方向の移動させた後であっても、X線発生部12の高さを独立して調整することができる。
【符号の説明】
【００６２】
10  本体、11  台車、12  X線発生部、13  X線可動絞り、14  アーム、15  支柱、16  操作ハンドル、17  レール、18  上下駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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