(57)【要約】【課題】医用像検出器を提供する。【解決手段】像検出器（１）は、Ｘ線を検出するセンサ・プレート（２）と、イメージング装置にセンサ・プレートを装着するための固定フレーム（４）と、センサ・プレートを覆うフード（３）と、固定フレームに対するフードの相対的な移動を測定する手段とを有する。フードは可動組立体（５）によって固定フレームに取り付けられている。この可動組立体は複数の釣合い錘（６，７，８）と、複数のレバー（１０，１１）と、可動フレーム（９）とを持つ。釣合い錘はレバーによって固定フレームに取り付けられている。レバーは釣合い錘、可動フレーム及び固定フレームにヒンジ結合されている。可動組立体は釣合い錘及びフードの互いに近づく向き又は互いから離れる向きの動きによって変形可能である。【選択図】図１
2006158966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ・プレート（２）と、イメージング装置に前記センサ・プレートを装着するための固定フレーム（４）と、前記センサ・プレートを覆うフード（３）と、前記固定フレームに対する前記フードの相対的な移動を測定する手段とを有する像検出器（１）であって、
前記フードは可動組立体（５）によって前記固定フレームに取り付けられており、
前記可動組立体は、複数の釣合い錘（６，７，８）と、複数のレバー（１０，１１）と、可動フレーム（９）とを持っており、
前記釣合い錘は前記レバーによって前記固定フレームに取り付けられ、また前記レバーは前記釣合い錘、前記可動フレーム及び前記固定フレームにヒンジ結合されており、
前記可動組立体は前記釣合い錘及び前記フードの互いに近づく向き又は互いから離れる向きの動きによって変形可能であること、
を特徴とする像検出器（１）。
【請求項２】
ヒンジ結合されたレバー（１０）が、支柱（１２）の上端部（１４）にヒンジ結合することによって前記固定フレーム（４）に接続されている、請求項１記載の検出器。
【請求項３】
８つのレバーを有している請求項１乃至２のいずれか１項に記載の検出器。
【請求項４】
前記センサ・プレートの周りに対称に配置された４つの釣合い錘を有している請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検出器。
【請求項５】
前記釣合い錘は前記センサ・プレートの各側部に設置されていて、互いから独立している、請求項４記載の検出器。
【請求項６】
前記固定フレームと前記可動組立体との間に設置された運動センサ（１６）を有している請求項１乃至５のいずれか１項に記載の検出器。
【請求項７】
前記固定フレームと前記可動組立体との間に設置されたバネ（１７）であって、その圧縮力が前記フードの重量よりも実質的に小さいバネ（１７）を有している請求項１乃至６のいずれか１項に記載の検出器。
【請求項８】
少なくとも１つの検出器を含む撮像装置であって、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の検出器を有している撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一実施形態では、対象物の像、特に医学的像の検出器である。本発明の適用可能な分野は、医用イメージング及び医学的診断用装置である。このような診断用装置はＸ線撮像装置である。それらは像検出器を含む。像検出器は、例えば、生体、特に人体内に位置する器官についての像又は連続した像をも得るために使用される。とはいえ、本発明のこの実施形態は、放射線検査、例えば、非破壊試験が行われる任意の他の分野に適用することができる。本発明の一実施形態は、対象物が像検出器と接触しているときに対象物にかかる荷重又は物理的力を無くすか又は低減することを対象とする。
【背景技術】
【０００２】
例えば医用イメージングにおいては、医用像検出器はディジタル又はアナログ検出器であってよい。以下の説明では、検出器はディジタル検出器として記述するが、アナログ検出器であってもよいことは勿論である。この検出器は、電磁放射線すなわちＸ線を検出するために使用されるセンサ・プレートを含む。このセンサ・プレートはフードで覆われている。このフードは、放射線検査中に対象物と接触した状態になりやすい検出器の要素である。検出器はまた、撮像装置の可動アーム上にセンサ・プレートを保持する固定フレームを持つ。
【０００３】
このような撮像装置はＸ線発生管を有することができる。放射線検査の際、対象物はＸ線発生管と検出器のフードとの間に配置される。Ｘ線発生管によって放出されたＸ線ビームは対象物へ差し向けられる。対象物体がＸ線ビームの一部を大なり小なり吸収する。対象物体を通過したＸ線ビームの残りの部分は、検出器のセンサ・プレートによって検出される。このセンサ・プレートは、その相異なる点が前記残りのＸ線によって刺激されたり刺激されなかったりして、画像を作成することができる。このようにして得られた画像は専門医によって解釈され、専門医はそれらの画像を診断のために又は外科手術の補助として使用する。
【０００４】
しかしながら、このような撮像装置には欠点がある。放射線検査の際、撮像装置の可動アームが対象物の周りを、特に検査すべき対象物体の部分の周りを移動する。可動アームのこの移動、特にセンサ・プレートの移動により、検査すべき関心のある器官又は他の構造についての幾つかの画像を異なる角度で得ることができる。より良好な品質の画像を得るためには、センサ・プレート、従ってフードを、人体などの対象物に接触させることなく、出来る限り対象物に密に接近させる。
【０００５】
この接近する動きの時に、フードが対象物に接触することがある。このような接触があったときに対象物体に圧力が加えられないようにするために、フードに力センサが設けられる。力センサが圧迫を検出するやいなや、可動アームの動きが停止される。一例では、センサ・プレート、従ってフードは、リフト装置を介して可動アームによって担持されている。可動アームの停止は同様にリフト装置の動きを停止させる。典型的には、力センサはバネを有している。一方では、このようなバネはフードにかかる圧縮力を記録することが可能である。他方では、このようなバネのスチフネスによりフードの重量を補償することが可能である。
【特許文献１】米国特許第５５９６６２１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、異なる角度の関数として検出器が様々な向きを取ることに伴って１つの問題が生じる。センサ・プレート及びフードが対象物の下に位置しているとき、フードの重量がバネの圧縮力によって補償される。この場合、フードが対象物体と接触するやいなや、バネの付加的な圧縮により力センサが作動される。そこで、可動アームの動きが停止されて、対象物が充分に保護される。しかしながら、センサ・プレート及びフードの下に対象物体が位置しているとき、バネがフードの重量によって引き伸ばされる。この場合、接触が生じたとき、一方では、対象物がフードの重量を支えることになる。他方では、対象物は、力センサが作動される迄の間、付加的な圧迫力を受け、この圧迫力自体はフードの重量に等しくなる恐れもある。結果として、検出されて可動アームの運動を停止させるまでに、対象物体に加えられる力は、変化する。この力は小さい値からフードの重量の２倍の値、例えば６０ニュートンまで変化する。この力は患者のような対象物にとって耐え難いものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態は上述の従来技術の問題を克服することを対象とする。本発明の一実施形態は、フードの重量を補償するシステムを有する検出器である。この補償システムは平衡システムを使用する。この平衡システムは可動の釣合い錘手段によって得られる。これらの可動の釣合い錘手段は、フードが対象物と接触したときフードの重量を補償し、フードとの対象物の接触区域がどのようなものであっても、また空間内のでの検出器の位置・姿勢がどのようなものであってもその補償を行う。
【０００８】
更に詳しく述べると、本発明の一実施形態は像検出器であり、この像検出器は、センサ・プレートと、イメージング装置に前記センサ・プレートを装着するための固定フレームと、前記センサ・プレートを覆うフードと、前記固定フレームに対する前記フードの相対的な移動を測定する手段とを有し、前記フードは可動組立体によって前記固定フレームに取り付けられており、前記可動組立体は複数の釣合い錘と、複数のレバーと、可動フレームとを持ち、前記釣合い錘はレバーによって固定フレームに取り付けられており、前記レバーは前記釣合い錘、前記可動フレーム及び前記固定フレームにヒンジ結合されており、前記可動組立体は前記釣合い錘及び前記フードの互いに近づく向き又は互いから離れる向きの動きによって変形可能である。
【０００９】
本発明の一実施形態はまた、少なくとも１つの医用像検出器を備えた医用装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の一実施形態は以下の説明及び添付の図面からより明瞭に理解されよう。図面は例示の目的で表したものであって、本発明の範囲を何ら束縛するものではない。
【００１１】
図１は、医用像検出器であってよい像検出器を断面で示す。検出器１は作動位置にある。この「作動位置」は、検出器１を形成する要素が制御力の作用の下に動き始める前、又は放射線露出を行っている間におけるこれらの要素の位置である。
【００１２】
検出器１はセンサ・プレート２を有する。このセンサ・プレート２は電磁放射線、例えば、Ｘ線に反応する。センサ・プレート２は、Ｘ線の存在を検出するために使用される検出面を持つ。この検出面は、例えば、画像を生成するためにコンピュータへ伝送される信号を生成することができる。この画像生成により、対象物の内部生体組織又は構造の一領域を観察することが可能になる。センサ・プレート２はフード３によって覆われており、フード３はセンサ・プレートを保護し且つマスクするために使用される。フード３は、センサ・プレート２のためのカバーとして使用される剛性のケースであってよい。フード３は金属で作ることができる。実際には、センサ・プレート２は或る特定の厚さを持つ。フード３は、センサ・プレート２を受容するのに適した空洞を持つ。フード３は側壁３ａ，３ｂを持つ。フード３はまた、これらの側壁３ａ，３ｂの間に背部３ｃを持つ。これらの壁３ａ及び３ｂはセンサ・プレート２の検出面の境界を画定する。側壁３ａ，３ｂ及び背部３ｃは検出器１の輪郭を形成する。側壁３ａ，３ｂ及び背部３ｃは平行でない平面を形成する。これらの壁３ａ及び３ｂ並びに背部３ｃは、それらの端部の間に、直角でない角度を形成するのが好ましい。作動位置では、センサ・プレート２はフード３から距離Ｅの所にある。
【００１３】
検出器１は固定フレーム４を持つ。フード３は固定フレーム４を覆う。この固定フレーム４は中実であって、撮像装置（図１に示していない）に取り付けられる。固定フレーム４は、例えば、連結要素４ａ及び４ｂによって撮像装置の可動アームに取り付けられる。連結要素４ａ及び４ｂは固定フレーム４と可動アームとの間の接合部を形成する。このように可動アームに取り付けられた固定フレーム４により、センサ・プレート２を可動アームに装着することが可能になる。
【００１４】
検出器１はまた可動組立体５を持つ。可動組立体５は、検出器１のうちの、可動要素を含む可動部品である。この可動組立体５は、作動位置からの検出器１の逸脱を測定するために使用される。可動組立体５は、参照数字６〜８で示すような釣合い錘を有する。これらの釣合い錘６〜８はフード３の中でセンサ・プレート２の周りに配置される。釣合い錘６〜８は、好ましくは、４個設けられる。釣合い錘６〜８は、好ましくは、センサ・プレート２の周りに互いに対して対称に配置される。
【００１５】
図１は、釣合い錘６の正面図と、左横の釣合い錘７と、右横の釣合い錘８を示している。第４の釣合い錘は図１に示していない。一例では、釣合い錘６〜８は矩形の輪郭を持ち、且つ参照数字６ａ及び６ｂで示すような２つの矩形の切欠きを含む。断面図では、釣合い錘７及び８は台形の形状を持つのが好ましい。釣合い錘７及び８のこの台形の斜辺は、好ましくは、壁３ａ及び３ｂに面している。これらの台形の斜辺はこれらの壁３ａ及び３ｂに平行である。一般的に、釣合い錘６〜８の一辺は、それが向かい合っているフード３の部分に平行である。フード３に対する釣合い錘６〜８のこの相対的な配置は、釣合い錘６〜８の移動中にフード３内で釣合い錘６〜８が破損するのを防止することができる。
【００１６】
以下の説明では、釣合い錘６のみについて説明するが、他の３つの釣合い錘についても同じであることは勿論である。釣合い錘６の高さはセンサ・プレート２より小さく、センサ・プレート２の高さのほぼ半分であるのが好ましい。
【００１７】
可動組立体５は、斜線で図示した可動フレーム９を有する。可動フレーム９は平面形状を持つのが好ましい。可動フレーム９はセンサ・プレート２を取り囲む。可動フレーム９は固定フレーム４と釣合い錘６〜８との間に配置される。可動フレーム９はネジによってフード３に堅固に取り付けられている。
【００１８】
可動組立体５はまた、参照数字１０及び１１で示したようなレバーを有する。参照数字１０及び１１で示したようなこれらのレバーは、可動フレーム９を釣合い錘６〜８へ接続するために使用される。各々の釣合い錘は、好ましくは参照数字１０及び１１で示したような２つのレバーによって、可動フレーム９に保持される。また、各々の釣合い錘を可動フレーム９に保持するために１つ又は３つ以上のレバーをも設けることも可能である。
【００１９】
図１は釣合い錘６のレバー１０及び１１のみを示しているが、図１に示していない他のレバーの全てがレバー１０及び１１と同じ動作モードを持つことは勿論である。
【００２０】
可動組立体５は、例えば、参照数字１２及び１３で示したような支柱によって固定フレーム４に取り付けられている。参照数字１２及び１３で示したような支柱は、好ましくは円筒形である要素である。支柱１２及びそれと同様な支柱１３はそれぞれ連結要素４ａ及び４ｂによって固定フレーム４に堅固に取り付けることができる。支柱１２及び支柱１３は固定フレームの平面に対して直角に立ち上がっている。
【００２１】
レバー１０及び１１は釣合い錘６の２つの矩形形状の切欠き６ａ及び６ｂ内に組み込まれている。レバー１０及び１１の各々はその両端部の一方の端部が第１のヒンジ１０ａ及び１１ａによって可動フレーム９に接続され、また該両端部の他方の端部が第２のヒンジ１０ｂ及び１１ｂによって釣合い錘６に接続されている。レバー１０及び１１は第３のヒンジ１０ｃ及び１１ｃによって支柱１２及１３の上端部１４及び１５にそれぞれ取り付けられている。これらのヒンジ１０ｃ及び１１ｃは、特に釣合い錘６〜８の重量がフード３の重量に等しい場合、実質的にレバー１０及び１１の中央に配置される。このようにして、フード３は可動フレーム９によって固定フレーム４に取り付けられている。
【００２２】
これは、レバー１０及び１１が固定フレーム４と釣合い錘６と可動フレーム９とにヒンジ結合されていることを意味する。レバー１０及び１１のこれらのヒンジは該レバーに対して運動の自由度を与える。レバー１０及び１１を作動すると、釣合い錘６及び可動フレーム９が同時に動かされる。
【００２３】
可動組立体を形成するこれらの要素の全ては、互いに対して移動可能である。それらはこの可動組立体５を変形可能にすることができる。可動組立体５のこれらの可動要素の相互間に或る程度の不動性を施すために、検出器１は少なくとも１つのバネ１７を有する。このバネ１７は固定フレーム４と可動フレーム９との間に取り付けられる。自由状態では、このバネ１７は固定フレーム４に対して可動フレーム９について安定な位置を定め、従って、釣合い錘６〜８やレバー１０及び１１のような可動組立体５の他の可動要素について安定な位置を定める。このバネ１７は更に、フード３の重量よりも遥かに小さい復帰力又は圧縮力を持つ。一例では、動きが小さい場合、バネのスチフネスが約１ニュートンの力と等価な抵抗を生じさせるが、フードの重量は約３０ニュートンの力に相当する。
【００２４】
検出器１は少なくとも１つの運動センサ１６を持ち、運動センサ１６はそれが運動を検出したとき電気回路を遮断する。この運動センサ１６は固定フレーム４と可動フレーム９との間に配置される。運動センサは、可動組立体５の変化を検出することのできる検出器１の任意の他の区域内に配置することもできる。例えば、運動センサ１６は釣合い錘６〜８とフード３との間に配置することができる。運動センサ１６は、可動組立体５の運動を検出し且つ測定するために使用されるセンサである。
【００２５】
放射線検査の前に、可動アームは、例えば９ｃｍ／ｓの速度で対象物へ向けて移動させることができる。従って、フード３が可動アームによって患者に出来る限り近づけられる。この接近中に、対象物体と接触した場合、可動組立体５が図２及び図３に見られるように変形する。
【００２６】
図２は、検出器１の検出位置の一例を示している。この例では、フード３と対象物との接触がフードの中央で生じている。この接触が生じるやいなや、第３のヒンジ１０ｃ及び１１ｃによって固定フレーム４に保持されているレバー１０及び１１が同時に、釣合い錘６をフード３へ向かって動かす。同様に、他のレバー（図２に示していない）が他の３つの釣合い錘をフード３へ向かって移動させる。レバー１０及び１１のようなレバーのこの運動は、可動組立体５を形成する全ての可動要素の動きを生じさせる。
【００２７】
従って、可動フレーム９がレバー１０及び１１によって固定フレーム４へ向かって動かされる。可動フレームのこの移動により、フード３が固定フレーム４へ向かって動かされる。フード３のこの移動と、釣合い錘６〜８のような釣合い錘の逆方向の移動とにより、フード３とセンサ・プレート２との間の距離Ｅが距離ｅまで減少する。レバー１０及び１１のこの動きから生じる全ての位置では、検出器１の重心の位置は検出器１が作動位置にあったときと同じ位置に留まる。
【００２８】
同様に、可動フレーム９が固定フレーム４へ向かって移動することにより、運動センサ１６の設定とバネ１７の圧縮の両方が行われる。この運動センサ１６の設定は可動アームの動きを停止させ、従って、可動組立体５を形成する可動要素の動きを停止させる。この停止が指示されたとき、フード３が非常に小さい力により対象物上に直接配置される。この非常に小さい力は、可動組立体５をこの移動位置に保つバネ１７の力である。この力は、バネ１７のスチフネスが低いので非常に小さい。
【００２９】
従って、対象物とフード３とのこの接触中、対象物はフード３の重量を受けない。フード３の重量に対するこの補償は、可動組立体５の変形性によって与えられる。
【００３０】
図３は、検出器１の検出位置の別の例を示している。この例では、フード３と対象物との接触がフードの左側の隅部で生じている。図２の場合と同様に、接触時に、レバー１０及び１１のようなレバーは、可動組立体５を形成する要素を、対象物とフード３との接触区域へ向かって動かす。固定フレーム４に第３のヒンジ１０ｃによって保持されているレバー１０が、釣合い錘６を対象物とフード３との接触区域へ向かってフード３の方向に動かす。また固定フレーム４に第３のヒンジ１１ｃによって保持されているレバー１１が、かなり小さい程度であるが、釣合い錘６をフード３へ向かって動かす。
【００３１】
一変形例では、唯一つのレバーにより可動組立体５の可動要素を動かすことができる。この場合、レバー１０は釣合い錘６をフード３へ向かって動かす。レバー１１はその作動位置に留まる。図２の場合と同様に、可動フレーム９はレバー１０及び１１のようなレバーによって動かされる。しかしながら、レバー１０及び１１のようなレバーは可動組立体５の可動要素を同じように動かさないので、フード３とセンサ・プレート２との間の距離は一様ではない。この距離は距離ｅから距離Ｅまで広がる。
【００３２】
空間内の全ての位置で、可動組立体５の要素がレバーを介して互いと平衡することに気付かれよう。従って、検出器１が１８０度又は９０度回転させられた場合、固定フレーム４に対するフード３の相対的な位置は変化せずに留まる。バネのスチフネスが、可動要素と可動組立体５との間の小さい不平衡を補償するために較正される。特に、釣合い錘６〜８のような釣合い錘及びフード３の重量は、第１のヒンジと第３のヒンジ及び第２のヒンジと第３のヒンジの間の距離の比に対応するそれらの間の比を持たなければならない。
【００３３】
図４は、フード３内でセンサ・プレート２の周りにあるレバー１０及び１１のようなレバーの配列を示している。各々の釣合い錘は２つのレバーによって可動フレーム９及び固定フレーム４上に保持される。例えば、釣合い錘６はレバー１０及び１１によって保持される。レバーの総数は８である。釣合い錘６〜８は互いに独立である。釣合い錘６〜８のこの独立性は、レバー１０及び１１のような一組２つずつのレバーの独立性を生じさせる。釣合い錘６のような釣合い錘上にあるレバー１０及び１１のような２つのレバーは、他の釣合い錘上にある他の２つのレバーから独立であり、またその逆も同様である。釣合い錘６〜８の並びにレバー１０及び１１のようなレバーのこの独立性により、運動の自由度が非常に高くなる。この自由度により、対象物とフード３との接触区域がどうであっても、可動組立体５を形成する要素による対象物体への圧迫の検出が可能になる。
【００３４】
更に、本発明を模範的な実施形態について説明したが、当業者には、本発明の範囲から逸脱することなく、機能及び／又は方法及び／又は結果において様々な変更を為すことができ、且つその要素を等価物と置換することができることが理解されよう。その上、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるように多数の修正をなすことができる。従って、本発明は発明を実施するための最良の形態として開示した特定の実施形態に制限されず、むしろ本発明は特許請求の範囲内に入る全ての実施形態を含むものとする。更に、用語「第１」、「第２」などは順序や重要さを表すために使用しているものではなく、むしろ用語「第１」、「第２」などは１つの要素又は特徴を他のものから区別するために使用している。また更に、「１つ」、「一」等の用語は数量の制限を表しているものではなく、言及している要素又は特徴が少なくとも１つ存在することを表す。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態による像検出器の作動位置での断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による像検出器の検出位置での断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による像検出器の検出位置での断面図である。
【図４】フードの中でセンサ・プレートの周りにある本発明によるレバーの配置を示す略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  像検出器
２  センサ・プレート
３  フード
３ａ、３ｂ  側壁
３ｃ  背部
４  固定フレーム
４ａ、４ｂ  連結要素
５  可動組立体
６、７、８  釣合い錘
６ａ、６ｂ  切欠き
９  可動フレーム
１０、１１  レバー
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  ヒンジ
１２、１３  支柱
１４、１５  支柱の上端部
１６  運動センサ
１７  バネ
【図１】
2006158966.tif 000003
【図２】
2006158966.tif 000004
【図３】
2006158966.tif 000005
【図４】
2006158966.tif 000006
【外国語明細書】
2006158966000001.pdf