(57)【要約】【課題】  移動型Ｘ線撮影回診車において、透視撮影や連続撮影、複数回撮影を行う際に、移動型Ｘ線撮影回診車を他の処置機器や、医師や技師との場所の配置により、移動せざるおえない状況がある。その場合、不便な状況で処置を続けるしかなく、患者や医師、技師に負担をかけることになっていた。【解決手段】  Ｘ線を曝射するＸ線管球と前記Ｘ線管球を保持するアームと、前記アームを支持する支持体と前記支持体に移動機構を有する移動型のＸ線撮影装置において、前記アームは可動手段を有し、前記Ｘ線管球は前記アームの可動領域内の任意の位置で固定可能であり、前記支持体と前記Ｘ線管球の照射中心軸の相対位置を検知する手段を有し、さらに前記支持体の移動機構の移動量を検知する手段を有し、前記移動量検知手段の結果に応じて、前記アームの位置、もしくは形状を変化させ、前記Ｘ線管球の照射中心軸の位置を保持することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を曝射するＸ線管球と前記Ｘ線管球を保持するアームと、前記アームを支持する支持体と前記支持体に移動機構を有する移動型のＸ線撮影装置において、前記アームは可動手段を有し、前記Ｘ線管球は前記アームの可動領域内の任意の位置で固定可能であり、前記支持体と前記Ｘ線管球の照射中心軸の相対位置を検知する手段を有し、前記支持体の移動機構の移動量を検知する手段を有し、前記検知手段の結果に応じて、前記アームの位置、もしくは形状を変化させ、前記Ｘ線管球の照射中心軸の位置を保持することを特徴とする移動型のＸ線撮影装置。
【請求項２】
前記支持体の移動機構は、少なくとも１つ以上のモータを有し、当該モータの制御で移動量および移動方向を制限することを特徴とする請求項１に記載の移動型のＸ線撮影装置。
【請求項３】
前記Ｘ線管球の位置情報を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項１もしくは２に記載の移動型のＸ線撮影装置。
【請求項４】
前記Ｘ線管球は、照射中心軸に対して回動可能な照射絞り手段と前記照射絞りの前記Ｘ線管球の照射中心軸に対する回動角度を検知する角度検知手段を有し、前記支持体の移動機構の移動量の検知結果に応じて、照射絞りの回動角度を保持する保持手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の移動型のＸ線撮影装置。
【請求項５】
前記アームの移動可能範囲から前記Ｘ線管球の位置を保持できる移動方向を表示する表示手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の移動型のＸ線撮影装置。
【請求項６】
前記Ｘ線管球の位置を固定したまま前記支持体と前記アームの位置を変更可能にするモードと、前記支持体の位置を固定したまま前記Ｘ線管球と前記アームの位置を変更可能にするモード、前記支持体と前記Ｘ線管球の相対位置を固定するモードの内、少なくとも２モードを切り替えるスイッチを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の移動型のＸ線撮影装置。
【請求項７】
前記アームに近接センサを有し、前記近接センサの検知結果によって前記アームの動きと前記支持体の移動との少なくともいずれか一方を停止する手段を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の移動型のＸ線撮影装置。
【請求項８】
前記アームに近接センサを有し、前記近接センサの検知結果によって警告音を発する手段を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の移動型のＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者を透過した放射線から放射線画像を得るための移動型のＸ線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療用のＸ線撮影装置として、病室や手術室内でＸ線撮影を行う移動型Ｘ線撮影回診車や、Ｃ型アームによりＸ線を照射するＸ線管と患者からの透過Ｘ線を検出するＸ線検出器を保持する装置が普及している。
【０００３】
ところで、Ｘ線撮影において、Ｘ線管球から照射されるＸ線を無駄なくＸ線検出器で検出するために、Ｘ線管とＸ線検出器のポジショニングが重要である。特に、Ｘ線散乱線を除去するグリッドを使用した撮影においては、Ｘ線管球とＸ線検出器を、グリッド内部に線対称に配置された鉛箔の対称線とＸ線管球の照射中心が合うように対向させる。このように対向させなければ、診断に必要な透過Ｘ線が鉛箔に遮断され、適切な画像を撮影することができない。
【０００４】
また、Ｘ線の連続撮影や透視撮影、経時変化を見るための一般撮影では、撮影時間が長時間になる場合があり、その間Ｘ線管球とＸ線検出器のポジショニングを維持する必要がある。
【０００５】
これにより、Ｘ線管球とＸ線検出器のポジショニングを維持するために、Ｘ線管球とＸ線検出器の位置が変わらない手段や、Ｘ線管球の位置がずれても、Ｘ線検出器との位置関係がずれない手段が必要になる。
【０００６】
そこで、特許文献１では、Ｘ線管球とＸ線検出器のポジショニングを維持するために、Ｘ線管球の動きに連動してＸ線検出器が動き、Ｘ線管球とＸ線検出器の対向を維持する手段を有している。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１６６９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
手術に使用される移動型のＸ線撮影回診車において、透視撮影や連続撮影、複数回撮影を行う際に、移動型Ｘ線撮影回診車を他の処置機器や、医師や技師との場所の配置により、移動せざるおえない状況がある。その場合、移動型Ｘ線撮影回診車全体を移動させ、再度ポジショニングを行うか、不便な状況で処置を続けるしかなく、患者や医師、技師に負担をかけることになる。
【０００９】
また、移動型Ｘ線撮影回診車での坐位撮影では、精度の高い画像が求められる際に、撮影対象が傾斜している分Ｘ線管球とＸ線検出器のポジショニングに時間を要する。この時、Ｘ線検出器は患者とベッドの間に挟まれているため、ポジショニングがＸ線検出器側でずれることは少ないが、Ｘ線管球側は、Ｘ線管球の支持に関連する箇所の一部が移動すると、前記ポジショニングが崩れてしまう。複数回撮影での長時間撮影時に精度の高い撮影をするには、撮影毎の環境条件を揃える必要があり、その中でもＸ線管球とＸ線検出器のポジショニングを維持することが重要である。特許文献１のＸ線撮影装置では、Ｘ線管球とＸ線検出器にそれぞれ移動手段を有し、Ｘ線管球とＸ線検出器のどちらかが移動しても対向するように制御することで前記課題を解決している。しかし、この構成では、Ｘ線検出器がベッドと被検者に挟まれるように配置されることを考慮すると、Ｘ線検出器に移動手段を設け、ベッドと患者に挟まれた状態でＸ線検出器を移動させることは難しく、被検者の負担にもなる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、Ｘ線管球の位置を検知し、Ｘ線管球がずれても、被検者の負担にならず、また操作者の負担を軽減するようにＸ線管球を元の位置に戻すことが可能な移動型Ｘ線撮影回診車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成するため、請求項１に係わる発明は、Ｘ線を曝射するＸ線管球と前記Ｘ線管球を保持するアームと、前記アームを支持する支持体と前記支持体に移動機構を有する移動型のＸ線撮影装置において、前記アームは可動手段を有し、前記Ｘ線管球は前記アームの可動領域内の任意の位置で固定可能であり、前記支持体と前記Ｘ線管球の照射中心軸の相対位置を検知する手段を有し、さらに前記支持体の移動機構の移動量を検知する手段を有し、前記移動量検知手段の結果に応じて、前記アームの位置、もしくは形状を変化させ、前記Ｘ線管球の照射中心軸の位置を保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上、説明したように、請求項１に係わる発明によれば、移動型Ｘ線撮影装置の前記支持体移動機構による移動を行っても、Ｘ線管球の照射中心軸を維持することができ、Ｘ線撮影技師の操作性を向上させた移動型Ｘ線撮影装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１の放射線撮影装置の構成図
【図２】実施例１のテレスコピックアームの説明図
【図３】実施例１のパンタグラフアームの説明図
【図４】実施例１の移動機構の説明図
【図５】実施例１のコリメータの説明図
【図６】実施例１のシステムのフローチャート図
【図７】実施例２の放射線撮影装置の構成図
【図８】実施例２の表示手段の説明図
【図９】実施例３の放射線撮影装置の構成図
【図１０】実施例３のモード切替スイッチ部の説明図
【図１１】実施例４の放射線撮影装置の構成図
【図１２】実施例４のシステムのフローチャート図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１に係わる移動型の放射線画像撮影装置（Ｘ線撮影装置）の構成を示す図である。
【００１５】
図１において、１は、Ｘ線を照射するＸ線管球を示している。Ｘ線管球１には、加速度センサと方位センサが装備され、前記２つのセンサの検知結果により、Ｘ線照射方向を算出する。２は、Ｘ線管球１の焦点中心を通り、Ｘ線照射野の中心を示す基準軸である。３は、Ｘ線管球１を支持するアームであり、Ｘ線管球１の位置を変更し、任意の位置で固定する手段を有している。４は、アーム３を支持する支持体であり、実施例で示す各種センサの検知結果により、Ｘ線管球１のＸ線基準軸２の位置を算出し、アーム３の形状を変更することでＸ線基準軸２の位置を変更する制御部を有している。
【００１６】
図２、図３に具体的なアーム３の構成を示す。図２は、一般的にテレスコピック式と呼ばれるアーム形状である。図２において、３１は、支柱であり、支持体４上に設置され、支持体４と支柱３１間にベアリングとモータ、モータ動力伝達部を構成することで、支柱３１は、鉛直方向の軸を中心に電動で回転可能で、任意位置で固定可能となっている。また、支柱３１には、支持体４に対する回転角度センサを有している。３２と３３は、ラックであり、３４と３５は、ピニオンである。ピニオン３４、３５には、それぞれモータと、モータからの回転動力伝達機構、ピニオンの回転数センサが構成され、回転数センサの検知結果とモータ作動により、ラックの任意の位置にピニオンを移動制御することができる。３６は、第一のアームであり、支柱３１に構成されたラック３２上を第一アーム３６内に構成されたピニオン３４が回転し、移動することで、鉛直方向に第一アーム３６を移動させることができる。３７は、第二のアームであり、第一アーム３６内に構成されたラック３３上を第二アーム３７内に構成されたピニオン３５が回転し、移動することで、水平方向に第二アーム３７を移動させることができる。そして、第二アーム３７は、Ｘ線管球１に接続され、Ｘ線管球１を保持している。図２では、第一と第二のアームによる２段式のアーム伸縮を示しているが、それ以上の段数を有するアームであっても良く、段数に応じたラック・ピニオンとピニオン３４、３５と同等の動力と回転数制御を有すれば良い。また、安定した直動を得るために、支柱３１と第一アーム３６間や第一アーム３６と第二アーム３７間には別途リニアガイド機構を設けても良い。これにより、支柱３１の回転角度とピニオン３４、３５の回転数により、Ｘ線管球１のＸ線基準軸２と支持体４の相対位置を算出することが可能となる。そして、各モータの制御により、Ｘ線管球１を電動で移動可能であり、各モータのブレーキを切れば、手動でＸ線管球１の移動が可能である。Ｘ線管球１は、第一アーム３６と第二アーム３７とによる可動領域（稼働可能範囲）内に任意の位置に移動・固定することが可能である。図３は、一般的にパンタグラフ式と呼ばれるアーム形状である。支柱３１、ラック３２、ピニオン３４の構成は、テレスコピック式と同様である。３８は、第一のアームであり、支柱３１に構成されたラック３２上を第一アーム３８内に構成されたピニオン３４が回転し、移動することで、鉛直方向に第一アーム３８を移動させることができる。３９は、第二のアームであり、４０は、第一アーム３８と第二アーム３９との回転中心である。回転中心４０には、モータと回転角度センサが構成され、第一アーム３８と第二アーム３９との回転角度を任意に制御できる。これにより、支柱３１の回転角度とピニオン３４の回転数、回転中心４０の回転角度（回動角度）により、Ｘ線管球１のＸ線基準軸２（照射中心軸）と支持体４の相対位置を算出・検知することが可能となる。そして、各モータの制御により、Ｘ線管球１を電動で移動可能であり、各モータのブレーキを切れば、手動でＸ線管球１の移動が可能である。一方で、その他のアーム形状に関しては、Ｘ線管球１の収納位置を固定することで、Ｘ線管球１内の加速度センサの検知結果から、Ｘ線管球１の移動量を算出することで、Ｘ線管球１のＸ線基準軸２と支持体４の相対位置を把握できる。また、Ｘ線管球１に世界座標検知センサを有することで、Ｘ線基準軸２の位置を把握しても良い。
【００１７】
図１の５は、支持体４を移動可能にするための移動機構である。移動機構５は、複数のタイヤ、もしくはキャスタを地面に設置した状態で回転することで支持体４を移動させる。そして、少なくとも１つのタイヤ、もしくはキャスタに、第一のモータによる回転方向と第二のモータによる回転数を制御する手段を有している。また、移動機構５を動作させる信号を発する移動入力手段は、Ｘ線管球１、支持体４の少なくとも片方を有している。図４に前記モータを有した移動機構５の具体的な構成を示す。６は、タイヤであり、回転により支持体４を移動させる。また、タイヤ６は、タイヤ６の回転数検知センサを有している。７は、第一のモータでありタイヤ６の回転を電動により回転可能に構成されている。８は、ヒンジであり、支持体４の移動方向を変更するために、タイヤ６が支持体４に対して鉛直方向に回転可能に構成されている。また、ヒンジ８には、ヒンジ８の回転角度検知センサを有している。９は、第二のモータであり、ヒンジ８を電動により回転可能に構成されている。これにより、タイヤ６の回転方向をヒンジ８の回転角度検知センサとモータ９により任意の向きに設定し、タイヤ６の回転をモータ７とタイヤ６の回転数検知から制御することで、支持体４を任意の方向と量で移動させることができる。また、移動機構５をタイヤ、もしくはキャスタの制御のみの移動にすることで、移動領域の制限を受けない操作性の良い放射線画像撮影装置を提供することができる。
【００１８】
図１の１０は、被検者から透過したＸ線を検出するＸ線検出器である。通常、Ｘ線基準軸２に垂直にＸ線検出器１０が配置されるようにポジショニングされる。１１は、Ｘ線管球１からのＸ線照射範囲を鉛板等で絞ることで制限するコリメータであり、Ｘ線基準軸２を中心に回転可能に構成される。また、コリメータ１１は、Ｘ線基準軸２を中心にした回転に対し、角度検知手段として機能する回転角度検知センサを有している。図５にコリメータ１１の照射絞りの具体的な構成を示す。１２は第一のギアであり、コリメータ１１に固定され、ギア１２の中心が、Ｘ線基準軸２を通るように配置されている。１３は、コリメータ１１の回転を電動可能にするモータである。１４は、第二のギアであり、モータ１３の動力をギア１２に伝達する。これにより、コリメータ１１の回転を任意の位置で設定することが可能となる。
【００１９】
図６は、本発明の実施例１に係わるシステムのフローチャート図である。図６において、ステップＳ１では、支持体４の制御部がＸ線基準軸２の初期位置を算出する。ステップＳ２では、Ｘ線管球１、支持体４の少なくとも片方が有している移動入力手段から、支持体４を移動機構５により移動させる。ステップＳ３では、支持体４の制御部が移動機構５の移動量のセンサ検知結果から支持体４の移動量、移動方向を算出する。ステップＳ４では、Ｓ３から支持体４の制御部がＸ線基準軸２を初期位置に戻すためのアーム３の変位量を算出する。ステップＳ５では、Ｓ４の算出結果からアーム３を動かす。そして、ステップＳ６のＸ線撮影に移行する。
【００２０】
本実施例では、鉛直下向きのＸ線曝射を想定しているが、Ｘ線管球１とアーム３の間にＸ線基準軸２の方向を変化させる関節がある場合には、関節に回転角度検知センサとモータによる電動回転機構を持つことで、Ｘ線基準軸２と支持体４の相対位置を制御しても良い。また、前述したように、Ｘ線管球１に、位置情報を記憶する記憶手段を有する世界座標検知センサが組み込まれている場合は、ステップＳ２、Ｓ３を省略し、Ｘ線基準軸２の変位量で、ステップＳ４を行えば良く、ステップ数を削減することが可能となり、制御を簡単にすることができる。その他、支持体４の移動量、移動方向を予め設定する手段や、図６のフローチャートのサンプリングタイムを短く設定すれば、Ｘ線基準軸２の位置ずれを最小限に支持体４の移動を可能にすることができる。
【００２１】
以上の構成により、コリメータ１１が構成されない場合は、支持体４の移動機構５による移動を行っても、Ｘ線管球１のＸ線基準軸２の位置を維持することができ、Ｘ線撮影技師の操作性を向上させたＸ線画像撮影装置を提供することができる。また、コリメータ１１が構成される場合は、Ｘ線管球１の方位センサからコリメータ１１を初期位置と同等の向きに移動させることで、Ｘ線照射野を維持することができ、さらに操作性が向上する。
【００２２】
［実施例２］
図７は、本発明の実施例２に係わる放射線画像撮影装置の構成を示す図である。
【００２３】
実施例２では、実施例１に対して、さらに放射線画像撮影装置の移動可能な方向を把握することを鑑みたもので、本発明の適用範囲を広げている。
【００２４】
図７において、１５は、支持体４に設置されている第一の表示部であり、表示手段として機能し、支持体４の移動可能範囲から移動可能な移動方向を表示する。１６は、Ｘ線管球１に設置されている第二の表示部であり、表示部１５同様、表示手段として機能し、支持体４の移動可能な方向を表示する。表示部１５、１６は少なくとも１つが構成されていれば良い。図８に表示部１５、１６の具体的な表示を示す。図８に示した矢印は、支持体４の移動方向を示している。また、支持体４の制御部は、アーム３内の各センサの検知結果からＸ線基準軸２の位置を維持可能な移動機構５の移動方向を算出するテーブルを有し、算出結果から表示部１５、１６の矢印の色を変化させる。
【００２５】
これにより、アーム３内の各センサの検知結果と支持体４が有するテーブルから、Ｘ線基準軸２の位置を維持できない支持体４の移動方向に対応した表示部１５、１６の矢印の色を変えることで操作者が支持体４の移動方向識別ができる。例えば、図２のテレスコピック式アームでは、ラック３３の図中左端部にピニオン３５が位置した際に、それ以上アーム３７を縮ませることができなくなり、支持体４の移動方向によりＸ線基準軸２を維持できなくなる。その際、支持体４の制御部が、ピニオン３５が有する回転数センサの検知結果と前記テーブルから支持体４とＸ線管球１の距離が近づく方向の矢印の色を変化させる。
【００２６】
以上のような構成により、操作者がアーム３の形状を気にせずに支持体４の移動をすることができ、効率的な操作が可能なＸ線画像撮影装置を提供することができる。
【００２７】
［実施例３］
図９は、本発明の実施例３に係わる放射線画像撮影装置の構成を示す図である。
【００２８】
実施例３では、実施例１と２に対して、放射線画像撮影装置全体の位置変更と放射線画像撮影装置の一部の位置変更をモードにより切り替えるスイッチを有することを鑑みたもので、本発明の適用範囲を広げている。
【００２９】
図９において、１７は、支持体４に設置されている第一のモード切替スイッチ部である。１８は、Ｘ線管球１に設置されている第二のモード切替スイッチ部である。モード切替スイッチ部１７、１８は少なくとも１つが構成されていれば良い。図１０にモード切替スイッチ部１７、１８の具体的な構成を示す。図１０には、３つのモード切替スイッチが用意されている。そして、図１０（ａ）のような文字による表示や、図１０（ｂ）のような絵による表示により、モードを操作者に識別できるようになっている。次にモードの内容を説明する。モードは少なくとも２モードがあり、ここでは３モードとする。３つのモードはそれぞれ、第一のモードは、放射線画像撮影装置全体の位置を変更するモードであり、支持体４とＸ線管球１の相対位置を固定したまま移動機構５の移動量分、放射線画像撮影装置全体を移動させる。第二のモードは、支持体４のみを固定し、支持体４以外の位置を変更可能にするモードであり、移動機構５は動作せずに、アーム３の形状変更により、Ｘ線基準軸２の位置を移動させる。第三のモードは、Ｘ線基準軸２の位置を維持して、Ｘ線基準軸２以外の位置を変更するモードであり、実施例１と２で説明した動作を行う。装置の構成内容によってスイッチの数を増やしても良い。
以上のような構成により、操作者が使用状況により放射線画像撮影装置を自由に取回すことができるようになり、さらに操作性が向上したＸ線画像撮影装置を提供することができる。
【００３０】
［実施例４］
図１１は、本発明の実施例４に係わる放射線画像撮影装置の構成を示す図である。
【００３１】
実施例４では、実施例１〜３に対して、Ｘ線管球を支持するアームの形状が操作者の意図せぬ形状になることを鑑みたもので、本発明の適用範囲を広げている。図１１において、１９は、近接センサであり、アーム３の支柱３１とＸ線管球１の間にあるＸ線管球１を支持する箇所、かつ／またはＸ線管球１に配置されている。近接センサ１９は、複数の接触スイッチを有し、装置外の物体と１つ以上の接触スイッチが接触することを検知する。また、近接センサ１９は、超音波センサや赤外線センサにより、非接触により装置外の物体の接近を検知しても良い。
【００３２】
図１２は、本発明の実施例４に係わるシステムのフローチャート図である。図１２において、ステップＳ１１では、支持体４を移動可能にするために、移動機構５のブレーキを解除する。ステップＳ１２では、支持体４を移動機構５により移動を開始させる。ステップＳ１３では、近接センサ１９により装置外の物体との接触を検知する。ステップＳ１４では、近接センサ１９の検知結果より、装置外物体との接触を感知した場合、警告手段を作動させる。ここで、警告手段とは、１つめの例としては、音を出す手段であり、操作者や周囲の人々に警告音によって接触、接近を知らせる。これにより、装置外の物体との接近、接触を聴覚により識別可能となる。２つめの例としては、移動機構５、かつ／または、アーム３の可動箇所にブレーキをかけることであり、必要以上の接触、接近を防止することが可能となる。これにより、装置外の物体との接近、接触を触覚により識別可能となる。ステップＳ１４では、前記警告手段の他に、ステップＳ１２の移動方向と逆の方向に動く手段を有しても良い。そして、ステップＳ１４の後、支持体４の移動ができなくなる状態を防ぐためにステップＳ１１に戻り、再度支持体４の移動が可能となる。ステップＳ１５では、警告手段が前記ブレーキ手段を除く場合に、警告手段の動作を停止させる。警告手段が前記ブレーキ手段の場合は、無視してよい。ステップＳ１６では、移動機構５の停止により、支持体４の移動を終了させる。そして、ステップＳ１７のＸ線撮影に移行する。
【００３３】
以上のような構成により、支持体４の移動により、Ｘ線管球を支持するアームの形状が操作者の意図せぬ形状になっても、操作者や、周囲の人々の接触、近接を検知して警告動作をすることができる。これにより、安全性が向上したＸ線撮影装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  Ｘ線管球
２  Ｘ線基準軸
３  アーム
４  支持体
５  移動機構
６  タイヤ
７、９、１３  モータ
８  ヒンジ
１０  Ｘ線検出器
１１  コリメータ
１２  第一のギア
１４  第二のギア
１５、１６  表示部
１７、１８  モード切替スイッチ部
１９  近接センサ
３１  支柱
３２、３３  ラック
３４、３５  ピニオン
３６、３８  第一アーム
３７、３９  第二アーム
４０  回転中心
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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