(57)【要約】      携帯型X線装置及び、その装置の使用方法を説明する。本装置は、統合的電気系統を動力源としたX線管を有する。本X線管は、5つからなる低密度で、高Z物質を含む絶縁体に保護されている。本装置はまた、統合的な表示構造を有する。これらの構造により、X線装置のサイズと重量が低減され、装置の携帯/可搬性が高められる。本X線装置はまた、構造的に装置に付属していないX線検出方法を有するため、奔走地のみで操作を行うことが可能となる。そのため、本X線装置はまた、デジタルX線カメラとしても使用することができる。ポータブルX線装置は、現場作業、遠隔操作など、携帯性が重要視される場合や、養護施設、在宅看護、または授業などの可動的操作を行う場合に、特に有用性を発揮する。本装置が特徴とする携帯性は、病棟や歯科医院など、複数の装置を各部屋に設置して使用するのではなく、単一のX線装置をデジタルX線カメラとして複数の場所で使用する場合に特に有用であるとされる。
2007530979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を有するポータブルX線装置;
X線源及び総合的な電力系統を有するハウジング及び構造的にハウジングと未結合の検出方法。
【請求項２】
検出方法が電子的にX線装置と連結される請求項1の装置。
【請求項３】
検出方法がワイヤレス技術を使用して電子的にX線装置と通信する請求項1の装置。
【請求項４】
その装置が総合的な表示方法から成る請求項1の装置。
【請求項５】
表示方法がLCDスクリーンから成る請求項4の装置。
【請求項６】
ハウジングが実質的にはカメラのような形状を持つ請求項1の装置。
【請求項７】
電力系統が、各電力系統が約20〜50ｋVの範囲の出力を発する複数の低電圧電源装置から成る請求項1の装置。
【請求項８】
X線源が高Z物質を含む低密度の絶縁体で保護されている請求項1の装置。
【請求項９】
以下を有するポータブルX線装置:
X線源、総合的な電力系統、および総合的な表示方法を有し、その検出方法が構造的にハウジングと未結合のハウジング。
【請求項１０】
ハウジングが実質的にはカメラのような形状を持つ請求項9の装置。
【請求項１１】
電力系統が、各電力系統が約20〜50ｋVの範囲の出力を発する複数の低電圧電源装置から成る請求項9の装置。
【請求項１２】
X線源が高Z物質を含む低密度の絶縁体で保護されている請求項9の装置。
【請求項１３】
以下を有するデジタルX線カメラ:
X線源、総合的な電力系統、総合的な電力系統、および総合的な表示方法を有し、かつ検出方法が実質的にハウジングと未結合のハウジング。
【請求項１４】
電力系統が、各電力系統が約20〜50ｋVの範囲の出力を発する複数の低電圧電源装置から成る請求項13の装置。
【請求項１５】
X線源が高Z物質を含む低密度の絶縁体で保護されている請求項。
【請求項１６】
X線解析システムは、X線源および統合的電気系統を有するハウジングを持つデジタルX線カメラが組み込まれたシステムで、検出方法が構造的にはハウジングに未結合のシステム。
【請求項１７】
電力系統が、各電力系統が約20〜50ｋVの範囲の出力を発する複数の低電圧電源装置から成る請求項16のシステム。
【請求項１８】
X線源が高Z物質を含む低密度の絶縁体で保護されている請求項16のシステム。
【請求項１９】
携帯型X線装置の形成要素は、以下を含むものとする。
X線源および統合的電気系統を有するハウジング、および構造的にハウジングと未結合した検出方法を備えていること。
【請求項２０】
請求項19の手法は以下を含むものとする。
電力系統が、各電力系統が約20〜50ｋVの範囲の出力を発する複数の低電圧電源装置を装備しているもの。
X線源が高Z物質を含む低密度の絶縁体で保護されているもの。
【請求項２１】
以下の要素からなる解析手法;
X線源および統合的電気系統を有するハウジングを持つX線カメラを備え、検出方法が構造的にハウジングと未結合で、統合電気系統によりX線源を動力化する手法。
【請求項２２】
請求項21の手法は以下を含むものとする。
電力系統が、各電力系統が約20〜50ｋVの範囲の出力を発する複数の低電圧電源装置を装備しているもの。X線源が高Z物質を含む低密度の絶縁体で保護されているもの。
【請求項２３】
歯科治療用画像処理の手法は以下を含むものとする;
検出方法がハウジングに非付属の、X線源及び、内臓電源を搭載したハウジングを有するデジタルX線カメラ;及び、X線が患者の歯を被爆できるように、内臓電源より電力が供給されるX線源。
【請求項２４】
請求項23の手法は以下を含むものとする;
電力系統が、各電力系統が約20〜50ｋVの範囲の出力を発する複数の低電圧電源装置を装備しているもの。
X線源が高Z物質を含む低密度の絶縁体で保護されているもの。
【請求項２５】
その装置がさらに制御可能な表示方法から成る請求項1の装置。
【請求項２６】
制御可能な表示方法がハウジングに統合されている請求項25の装置。
【請求項２７】
制御可能な表示方法がX線装置の外部にある請求項25の装置。
【請求項２８】
制御可能な表示方法が携帯型電気装置から成る請求項25の装置。
【請求項２９】
携帯可能電気装置がX線装置の画像解析をさらに高める請求項28の装置。
【請求項３０】
以下を有する携帯用X線装置;
X線源を有するハウジング
制御可能な表示方法
および構造的にハウジングに未結合の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、2004年2月20日に提出された米国特許出願番号60/546,575号より優先権を主張し、その中の開示を、出典明示により記載叙述する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、非付属部品であるＸ線検出器を含むポータブルＸ線装置、またポータブルＸ線装置のデジタルＸ線カメラへの活用方法及び、ポータブルＸ線装置を含むシステム、並びにその使用法に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、一般的なＸ線管及びＸ線装置（Ｘ線管を使用する装置）が既知であり、使用されてきた。しかし、Ｘ線管はかさ張り、高重量の高電力電源装置により、電力が供給されるため移動/可搬性に限りがある。尚、Ｘ線管及びＸ線装置の使用は困難を極め、時間もかかる。大多数の場合、Ｘ線装置を使用しての分析には、オフ・サイトにある試験所にサンプルを送る必要がある。
【０００４】
これらの制約は、Ｘ線装置の多様な適用に、様々な障害を与える。これらの適用には、土壌、水、金属、鉱石、さく井工事等に適用される蛍光Ｘ線（XRF）や、回折及び、めっき厚の測定等が挙げられる。通常、Ｘ線画像処理を実施するには、サンプルをＸ線装置まで、運ぶ或いは持参する必要がある。これらの制約は、Ｘ線装置を持ち運び可能（ポータブル）にする必要性を次第に引き起した。参考：米国特許第6,661,876号、6,459,767号、6,038,287号及び、6,205,200号；米国特許願第2003/0048877号、 2003/0002627号及び、2003/0142788号；欧州特許EP0946082号、EP0524064号、EP0247758号、EP0784965号及び、EP0488991号；その中の開示を、関連出典の明示により記載叙述する。
【０００５】
これらの実存する設計の多くは、Ｘ線装置の可搬性を強化するが、同時に、次のような制限もある。第一に、これらの設計の大半は、外部電源より電力を供給する、即ち公共電源を必要とするので、携帯可能とはいえない。第二に、XRFシステム等といった電源を内蔵或いは搭載した装置は、Ｘ線画像処理時の最高管電流を負荷できない。例えば、エネルギー分散型XRFに必要なＸ線ビーム電流は、1ミリアンペア以下だが、Ｘ線画像処理では、2ミリアンペア以上の電流を要いる。一方、Ｘ線管のX線遮蔽は通常、高重量の鉛が使用され、装置の携帯が困難となる。
【０００６】
Ｘ線分析の結果を表示する高画質イメージングディスプレイは、ポータブルＸ線装置のハウシングに搭載するのが困難で、これも装置の可搬性化を妨げている。既存の設計の多くはディスプレイをＸ線管ハウシング外及び、シャーシ外に装着している。
＜要約＞
本発明は、ポータブルＸ線装置とその応用方法に関する。このＸ線装置には内蔵電源により作動するＸ線管がある。Ｘ線管は、高Ｚ物質（原子数の高い物質）を含む低密度の絶縁体により、遮蔽（シールド）されている。またＸ線装置は、内臓ディスプレイを取り付けることも可能である。これらの機器（コンポーネント）により、Ｘ線装置のサイズの縮小と軽量化が可能となり、携帯/可搬性が増す。また、Ｘ線装置は、非付属の検出機器を有し、結果、この装置は、それ自体をデジタルＸ線カメラとして使用することが可能となる。ポータブルＸ線装置は、フィールド研究、遠隔操作、並びに養護ホーム、在宅医療及び、教室等のモビール運用に適している。また、一台のＸ線装置を、複数の診察室で、Ｘ線カメラとして使用することが可能となるため、各診察室に装置を設置する必要がなくなる。よって、診療所や歯科医院に適している。
【発明の詳細な説明】
【０００７】
以下に、本発明を完全に理解するための諸特性の詳細を記述する。然かるに、熟練した操作者であれば、以下の詳細に目を通さなくても、本発明を使いこなせることが分るであろう。実際、本発明の装置は、示された方法を変更し、工業界で従来使用される器具及び、技巧と組み合わせても利用できる。本発明は、歯科治療のためのＸ線画像処理における利用として解説されているが、医療用画像処理、獣医科治療及び、骨密度測定等の医療目的にも利用できる。さらに、本発明の装置は同様に、工業用の画像処理、金属疲労検査、亀裂・間隙及び導管の溶接検査、小包や旅行かばん（機内持ち込み荷物）などの船舶保安検査（セキュリティー検査）など、歯科、医学外の活用に利用できる。歯科、医学外の活用に利用できる。
【０００８】
上述のように、本発明の構成要素は、主として遠隔地で、あるいはまた複数の診療室があるような施設で、利用する持ち形態可能なＸ線装置である。本Ｘ線装置は、手持ち或いは、三脚台台を用いて固定するなどして、一時的にある位置に固定して利用できるように、設計されている。さらに、本発明の装置は、X線関連の応用によく利用される、 また上記の出版別にしばしば登場する、連結腕やＣ型アームのような順固定器具の上に載せて使用することも可能である。
【０００９】
本発明のＸ線装置は、機械による補助なしで、ある場所からある場所へと、手で持ち運べるという明確な意味で、持ち運び可能なＸ線装置である。電源を内蔵しているので、家庭やオフィスにある公共高周波電源といった外部固定電源に依存しなくてすむ。さらに、本Ｘ線装置は、非付属の、即ち自立する検出部を有する。この外部電源の不要性と自立する検出部は、本発明のＸ線装置を定義する特徴といえる。
【００１０】
図1と2に示されるように、本発明のＸ線装置10は、装置の全ての内部機器を格納する本体ないし、シャシー20を有する。本体20はＸ線を生成するためのＸ線管30を格納する。Ｘ線装置10は、それ自身に電力を供給する電源（電源40を含め）、並びにフィルム、CCDセンサー及び、画像プレート（ここでは示されていない）などＸ線を感じとれる道具を有する。Ｘ線装置10には内蔵された画像表示60（図４に示される）のような分析結果を表示する機器や、コントローラ70のような制御部品、そしてサンプルから逆散乱したX線から装置の操作者を遮閉するX線遮閉体80なども備わっている。
【００１１】
Ｘ線装置10は、上述の文献に記述される機器を含め、既知の効率の良い機能として知られた他の（Ｘ線コリメーター32のような）器具も備えている。
【００１２】
Ｘ線装置10は、本Ｘ線装置に電力を供給する独自のシステムを有する。本Ｘ線装置の電力システムは電源40、電力供給器34、そして変換器等からなる。本発明のＸ線装置に使用される電源40は、必要とする電力量を供給できるものであれば既知のものでも良いが、本Ｘ線装置の許す容量に格納されるものでなければならない。本発明の一特徴として、本電源は、14.4ボルトのニッケルカドミウム電池（14.4V NiCdバッテリー）のような電池を有する。再充電できる電池を使用する際、適切な電圧につなぐなど、相応な方法により再充電することができる。
【００１３】
また、本発明の一特徴として、電源40はＸ線装置10の残りから取り除くことができる。本発明の上述された一特徴として、電源40は、機械的にそして電気的にそれ自体をＸ線装置10に接続する機能を有する。機械的並び電気的接続方法は、既知のいかなる方法でも良い。図6に示されるように、電気的接続方法には、電気的接続器42を上部に付けた延長器41を併用してもよい。機械的接続方法は、取り外し機構43aを有する。
【００１４】
図７に示されるように、Ｘ線装置10には、ロック機構43bが備わっている。電源40をＸ線装置10に接続するには、電源40をＸ線装置10のハンドル15の底部に、緩やかに押し込む。完全に接続されると、電気的接続器42とＸ線装置10の内部の電子回路系が結合される。この位置でロック機構43bは、自動的に電源40がＸ線装置10に接続された状態に保たれるよう作動する。電源40を取り外すには、まず取り外し機構43aを作用し、ロック機構43bのロックを解放する。すると、電源40は、ハンドル15から緩やかにスライドして取り外せる。
【００１５】
電源40は、上述の文献に記述される方法を含め、既知のいかなる接続方法を使用し、電気的に変換器に接続される。本変換機は、電源40により供給された初期電圧を、電力供給器34に供給される変換電圧に変換する。本変換器は通常電源40により供給された14.4ボルト（あるいは類似した電圧）を約80から200ボルト位の電圧に変換する。本発明の一特徴として、初期電圧は100ボルト程度の変換電圧に変換される。 本発明装置においては、電力管理盤36等を含め、このように作動する既知のいかなる変換器をも使用できる。
【００１６】
本変換器は、電気的に電力供給器34に接続されている。電力供給器34は本変換器により供給される変換電圧（即ち100ボルト）を、Ｘ線管30が使用できる電圧に上げる。電力供給器34により生成され、（図８に示される）接続器35を経由してＸ線管30に入力される電力は、Ｘ線管を作動するのに必要な電力に依るし、電源から得られる最高電力にも依る。電源から得られる最高電力にも依る。通常、電力供給器34によりＸ線管30に供給される電力は、約20から150キロボルト位までである。一般的には、本電力供給器により供給されるこの電力は、約40キロボルトから100キロボルト位までである。
【００１７】
本発明の一特徴として、本電力供給器により供給される電力は、複数の単体電力供給器により供給される。使用される単体電力供給器の数は、Ｘ線管に必要な電圧、電力供給器34に必要なスペース、電源から得られる最高電力、そしてＸ線管にある電子加速グリッドの数に依る。本発明の一特徴として、実際に使用される単体電力供給器の数は（図5の45と46に示される通り）2個である 。そこでは45が陽極にプラス電圧を供給し、46が陰極にマイナス電圧を供給する。
【００１８】
個々の電力供給器により供給される電力は、使用される単体電力供給器の数、電源から得られる最高電力、そしてＸ線管の熱拡散能力に依る。通常、個々の電力供給器により供給される電力は、Ｘ線管を作動するのに必要な総電力を、個々の電力供給器の数で割ったものである。例えば、個々の電力供給器により供給される電力は（2個の場合）約20キロボルトから50キロボルト位までである。本発明の一特徴として、個々の電力供給器により供給される電力は（2個の場合）約+35キロボルトと-35キロボルトである。この具体的な状況では、+35キロボルトがＸ線管の陽極に掛かり、-35キロボルトがＸ線管の陰極に掛かる。陰極の電力供給器には、Ｘ線管のフィラメントに電流を供給し、Ｘ線管の陰極で電子を生成するために、フィラメント変換機が含まれている。電力供給器により供給される総電力は、個々の陽極電力供給器と個々の陰極電力供給器の電力の総和となる。
【００１９】
このように低い電圧の単体電力供給器を利用すると、本発明のＸ線管30は、携帯が可能となる。また、従来のＸ線管は70キロボルト程度かそれ以上の高電圧で作動する。これら高電圧が原因で、高電圧隔離が必要になるため、従来のＸ線管300は図９に示されるように、しばしば液体漏れを起こさない箱306に、隔離油302（ないしはそれ同等の物質）を浸し、その中に格納されている。この油302は、作動中に生成された高温な熱を、散逸させる利点も持つ。必要な運転電圧を2個（或いはそれ以上）の単体電力供給器に割ることで、単体電力供給器は（そして高電圧隔離についても）高電圧の半分だけを供給すれば良い。
【００２０】
低電圧により、本発明のＸ線管30は、高密度の油以外の物質で、箱詰めすること（カプセル化）ができる。これらの他の物質は、減少した電圧に比例した分だけ隔離すれば良い、即ち、従来必要な電圧の半分程が生成されるわけであるから、これらの他の物質は油に比べて半分程の隔離をすれば良い。 本発明においては、隔離機能のあるジェル、シリコンゴム、エポクシ或いは、これらの化合物（上記の低密度物質をはじめ）、以上に記載したごとく隔離できるのであれば、いかなる既知の物質を使用しても良い。隔離機能のある物質（絶縁素材）は、実際にＸ線が管から発生する部分を除いて、Ｘ線管30を実質的に箱詰めする33の層に、供給される。（即ち、Ｘ線コリメーター32の方に）
絶縁物質33の層の厚さは、上述されている目的に達する量で十分である。一般的に、絶縁物質の厚さは、1/4インチから1インチの間である。また、本発明の一特徴として、シリコンゴムが使用されている場合、絶縁物質の厚さは1/3インチから1/2インチである。また、本発明の別の特徴として、Ｘ線管の周りは、二重層からなる絶縁物質で構成されており、第一の層ではある絶縁物質、そして第二の層では異なる絶縁物質から構成されている。
【００２１】
高密度の油の使用の必要性を排除することは、装置の軽量化を可能にしてくれる。さらに、液体油302を箱詰め（カプセル化する）ための液体気密ケース306の必要性がなくなる。但し、シリコンゴムなどの固体物質を使用する場合、オプションとして液体機密ケース306を格納することもできる。発明の一特徴として、ケースを取り除くことで、Ｘ線管に適するシリコンゴムを代用した場合、絶縁物質の総体量が大幅に減少する。
【００２２】
図9で示されるように、従来のＸ線管300には、Ｘ線管から放射され逸脱したX線を吸収するための遮蔽が含まれている。遮蔽（シールド）は一般的に鉛製で、液体気密ケース306に内蔵されている。従来、X線の吸収に優れた性質を持つ鉛が使用されてきた。しかし、鉛製の遮蔽は高重量で、Ｘ線装置の可搬性を制約する。本発明のＸ線装置は、鉛製の遮蔽を必要とせず、付加的な構成部分の必要性を削減することにより、Ｘ線装置の可搬性を向上させた。その代わり、絶縁物質（シリコンゴム）には、高Z物質（原子数の高い物質）が分散されている。高Ｚ物質は、放射され、逸脱した浮遊X線を吸収する。既知の高Z物質、Pb、W、Ta、Bi、Baの化合物、もしくはそれらの化合物の合成物質を、本発明で使用することができる。
【００２３】
絶縁物質内の高Ｚ物質は、推定放出浮遊X線を吸収するのに足り量であれば十分である。一般的な高Z物質の濃度は、30wt%から60wt%の間である。本発明の一特徴として、高Z物質の濃度は45wt%から50wt%である。また本発明の一特徴では、絶縁物質には熱の伝導性を最大化する金属性粒子或いは、高熱伝導性物質等の成分が含まれている。
【００２４】
本発明のＸ線装置は、操作者用の遮蔽80を有す。装置作動中に、歯の治療を受けている患者から、X線が後方に拡散し、操作者に当たることがよくある。遮蔽80は、操作者を、拡散したX線から守るために使用される。本発明の一特徴として、本装置に使用される遮蔽には、鉛（Pb）を使用したアクリル製遮蔽が使用されている。
【００２５】
本発明のＸ線装置には、Ｘ線装置の操作に対する制御方法も含まれている。既知のいかなる制御方法を、本発明で使用することができる。それらの制御には、被ばく時間を調整するための、読み出し付上下矢印薄膜スイッチが挙げられる。インジケーターには「電源オン」「開始」や「Ｘ線オン」LEDが含まれる。本発明の一特徴として、図1で示されている制御方法（コントローラー70）が、装置のハウジング20に内臓されている。本発明の別の特徴として、制御方法（コントローラー76など）は、装置の外側に取り付けられ、ケーブル72等の既知の電気接続を使用して、装置に接続される。（図3参照）いずれの場合に於いても、制御方法には、ハンドル15に内蔵されているトリガー74があり、操作者は、このトリガー74を使用し、X線の被曝を開始（あるいは終了）する。
【００２６】
本発明は、Ｘ線を感知するための方法も含まれる。また本発明では、既知のいかなる検出方法も使用できる。検出方法の一例として、Ｘ線受容器、Ｘ線フィルム、CCDセンサー、CMOSセンサー、TFT センサー、映写プレート、イメージインテンシファイア（画像増大器）等が挙げられる。本発明の一特徴として、図10で示すように、Ｘ線装置の検出方法として、CCDセンサー50が用いられる。
【００２７】
Ｘ線デバイスが検出方法により、検出されたＸ線を表示する方法を、含むこともある。本発明では、検出されたＸ線を操作者が理解できるように表示する、いかなる表示も使用できる。一例として、フィルム、画像処理プレート及び、CRT、液晶表示（LCD）スクリーン等のデジタル画像表示が挙げられる。
【００２８】
本発明の一特徴として、表示方法を、X線の吸収濃度計として使用できる。また本発明の一特徴として、表示方法がＸ線デバイスのハウシングに組み込まれる。ただし、表示方法が大きすぎるとデバイスの可搬性を制限するため、表示方法のサイズを制限してしまう。本発明の一特徴として、液晶表示（ＬＣＤ）スクリーン60等、十分な解像度のいかなる小型表示画面を使用できる。
【００２９】
本発明の一特徴として、表示方法は、Ｘ線デバイスの外側に取り付けられている。この側面では、医用・獣医用画像の大きめな画像処理用にCMOS或いは、 TFT プレート等、別々の画像処理プレートを使用することができる。別の映写プレートを、既知のレントゲン装置に接続できる。
【００３０】
本発明の一特徴として、図10で示すように、Ｘ線装置は、CCD センサー50の検出方法、LCDスクリーン60の組み込み表示方法とコントローラー70のコントロール方法を一体に組み込むことが可能である。これらの機器（コンポーネント）を使用して、Ｘ線装置のサイズを最小化し、デバイスの可搬性を最適化することができる。
【００３１】
検出方法及び、表示方法を使用して、Ｘ線装置に画像を一時的に保存できる。 また記憶容量の限界に近づいた場合、オプションである有/無線接続により、既知のデータベース及び、コンピュータ等の外部電子装置/システムを、シームレスに更新できる。この有/無線接続は、既知の方法により接続可能である。本発明の一特徴として、可搬性の向上及び、外部電源に依存する必要がないため、無線接続のオプションを選択する。
【００３２】
図10に示される検出方法（CCDセンサー50）は、Ｘ線装置10に取り付けられていない。即ち、この一特徴では、検出方法は、装置から自立している。既知のポータブルＸ線装置の中には、検出方法が装置に取り付けられている装置がある。この場合、検出方法は、Ｘ線装置に固定している。よって、装置を移動すると、検出方法も動くことになる。検出方法を、画像処理中の対象より移動すると、画像にゆがみが生じ、画像がボケて読みづらくなる。検出方法が自立している本装置では、装置の移動で生じるゆがみが、画像をぼかす心配がなくなる。また、検出方法（CCDセンサー）が付着している装置では、一般的に、装置は、サイズや形など、付着するCCDセンサーに合わせて設定されている。しかし、検出方法が自立している場合、いかなるＸ線装置で使用することが可能となり、またX線装置の設定を変更する必要がなくなる。
【００３３】
図10に示される検出方法（CCDセンサー50）は、既知のいかなる無線通信経路を通じて交信する。例として、802.11プロトコル、無線アプリケーション・プロトコル（WAP）、ブルートゥース及び、これらの組み合わせが挙げられる。本発明の一特徴として、ブルートゥースを無線通信経路として使用する。検出方法（CCDセンサー50）により検出されたＸ線画像は、Ｘ線装置10に送信され、表示方法60を用いて表示される。
【００３４】
装置から自立した検出方法は、あらゆる物質を分析するため、カスタマイズ可能である。本発明の一特徴として、CCDセンサーは、非平坦形状でありえる。本発明の他の特徴では、CCDセンサーは、四角形、円形、長方形、多角形等、図のような正四角形以外の多様な形式であることも可能である。より大きな画像領域を得るために、多数の検出方法を組合わせ、電子的に一つの検出方法として操作することも可能である。
【００３５】
具体例として、自立する検出方法を持つＸ線装置10は、歯科治療用に適すると言える。図11で示すように、歯90(または複数の歯)をＸ線装置10とCCDセンサー50の間に置き、装置を操作することにより、歯90を分析できる。図11では、CCDセンサー50はＸ線装置10と既知のいかなる配線55(またはケーブル)で接続し、Ｘ線装置に、Ｘ線画像を送信する。図12の具体化は同様であるが、配線55の代わりに無線技術を使用する。
【００３６】
本発明における同様の特徴として、本Ｘ線装置は、わずかな変更を加えることで、医療産業において使用することが可能となる。発明の一特徴として、検出方法（CCDセンサーまたはCMOSイメージ板など）のサイズを拡大し、より大きなX線画像を捉えることが可能である。全体のサイズは、分析する体の部位の大きさや、X線装置の最大の視野範囲により異なる。一般的に、検出できる対象のサイズは、最大約24インチまで可能である。本発明の一特徴として、検出できる対象のサイズは、約10〜14インチとなる。
【００３７】
本発明におけるX線装置はまた、図13-16に示される発明のもう１つの特徴とは異なる設定が可能である。この側面において本発明では、X線装置110がX線10と同一の設定を有しており、また実質上は、従来のカメラのような形状を有する。このためX線装置110の操作者は、カメラに似た装置と操作という感覚を覚えるが、実際にはデジタル放射性物質の画像を撮影するものである。
【００３８】
図13〜16に示されるように、X線装置110は、実質的には長方形の形をしたハウジング120を含む。この発明の一特徴として、ハウジング120は、5つのハンドルを含まない。その代わり、ハウジング120には、平面型に比べ、しっかり握ることができる隆起型の122を有する。無論、X線装置110には、より確実なグリップのための微細構造が施されたり、識別が表示されるなど、装置の取り扱い及び操作上で類似した機能を含む。
【００３９】
X線装置10と同様に、X線110にはX線管及び、内蔵電力系統などの内部コンポーネントが含まれる。これらの内部機器（コンポーネント）は、実質的にはX線10と同様に操作されるが、ハウジング120内においては、なる形状に適応するように設定されている。またX線装置110には、引き金174、X線遮蔽（シールド）80、及びその他の既知の効果的な操作（X線コリメータ132など）などの構成要素を含む、制御手段（図に示されていない）を有する。
【００４０】
X線装置110はまた、分析結果を表示する手段を含む。本発明のこの特徴において、X線装置110には、LCDスクリーン160などの総合的な表示方法が含まれる。図16に示されるように、取り外し可能なLCDスクリーン160は、操作者が容易に画像を見ることができるように装置110の後部に存在するくぼみ176内に、簡単に装着できるように構成されている。もちろん、外部表示装置もまた本発明では使用される。
【００４１】
発明の一特徴として、表示方法及び、制御手段が結合され、制御可能な表示方法として単一化される。制御可能な表示方法は、X線装置の操作を制御すると共に、イメージ表示の制御及び、操作も行う。制御可能な表示方法は、X線装置110に内臓、またはX線装置110の外部に装着することが可能である。このような操作を行う技術を有する制御可能な表示方法はすべて、本発明において使用されるものとする。制御可能な表示方法は、パーソナル・デジタル・アシスタント(PDA)、ハンド・ヘルド・コンピュータ（IPAQなど）、または従来型のカメラ用LCDスクリーンのようなポータブル電子機器165により構成されている。
【００４２】
X線装置をポータブル電子機器と併用することにより、より柔軟なフレキシビリティーを提供する。 例えば、ハードウェア及び、ソフトウェアの両方を含むポータブル電子機器をアップグレードする際には、X線装置を変更する必要がない。同様に、ポータブル電子機器のソフトウェアは、画像解析、画像処理、及び画像キャプチャー時の診断に使用することが可能である。さらに、ポータブル電子機器を必要に応じて変更する際に、X線装置をアップグレードまたは修正することが可能である。現に、本ポータブル電子機器は、独自の設定が可能であり、同様のX線装置と併用することができるようにカスタマイズ化することが可能である。
【００４３】
制御可能な表示方法は、配線またはワイヤレス技術を使用して、X線装置110と接続することができる。図17に示すように、X線装置110(くぼみ176を含む)に、ポータブル電気機器165用のくぼみ176にある従来型のインターフェイスを代用することができる。そのため、くぼみ176に装着された場合、ポータブル電気装置は機械的及び電気的にX線装置と接続されていることになる。
【００４４】
また、ポータブル電子機器165は、従来の配線を使用することにより、X線装置110と電気的に接続することが可能である。最後に、ポータブル電子機器165は、従来のワイヤレス技術を使用することで、X線装置と遠隔的に接続することが可能である。ポータブル電子機器とX線装置を併用することで、X線装置の機能を増加させることにもなる。 例えば、ポータブル電子機器は、一時的に、患者情報を収容することが可能である。フラッシュ・メモリー・ストーレッジ装置により、患者情報が、ポータブル電子機器に保存され、X線装置を使用する際にアクセスすることができる。他の例では、ポータブル電子機器装置の画像化ソフトウェアにより、虫歯（虫歯の穴）、骨折部位、溶接部またはパイプのひび割れ、セキュリティー造影における疑わしい形状の識別など、画像の特徴の決定、及びその操作が可能である。
【００４５】
現に、コントラスト促進、画像の鮮明化、補正、リバース・シェーディング、異なる密度の素材における色の割り当てなど、デスクトップ・コンピュータまたはワーク・ステーションにおいて操作されている機能を、X線装置において行うことが可能となる。X線装置に、ポータブル電子機器を取り付けることにより、または、ポータブル電子機器をX線装置から遠隔的に操作することにより、これらの機能をすべて行うことができる。ポータブル電子機器は、配線またはワイヤレス技術を用いることでデータ及び/または情報を送信し、既知の外部電子装置（ストーレッジ装置、事務所のコンピュータ、またはワーク・ステーション）と調和させることが可能である。同様に、ポータブル電子機器(及びX線装置)は、外部電子装置が提供するその他の機能も活用することができる。
【００４６】
本発明のX線装置は、上記の設定構造を有する装置における、すべての装置を含めるものとする。本発明の技術として知られる、また上記の、ハウジング、X線管、識別手段、
表示方法、制御手段、X線遮蔽、電源及び、変換装置が提供されるものとする。絶縁体は、必要量の高Z物質(重金属の酸化など)を絶縁体（A及びBのシリコーンを化合してできるシリコーン素材）と化合して作成することができる。この化合物は十分に化合され、封し型に流し込むなどして、X線管の周りに均一に加えるようにする。この方法を取ることにより、高Z物質を含む絶縁体は、均一にX線管を取り巻いた形で加えられる。
【００４７】
電源の作成において、その工程は2つの異なる電源の図解で示される。各電源は、それぞれの電源の接地した端がX線管の中央近くに配置されるように設定されている。一方の電源からは正の電圧が一方のX線管に送られ、もう一方の電源からは負の電圧がもう一方のX線管に送り込まれる。この設定における最高電圧(両電圧の合計)は、X線管の全長に沿って各電源から絶縁されるので、接地から絶縁する際に有する電圧は全電圧の半分で済む。その結果、絶縁パスに必要な長さが半分で済むことになる。
【００４８】
X線装置は、レントゲン写真を画像化するいかなる方法で操作されるものとする。本発明の一特徴として、X線装置10(または110)ではまず最初に制御手段上の適切なボタンを作動させ、装置の電源を入力する。被ばく時間の設定後、『有効』ボタンを押す。この『有効』というのは安全スイッチの役目をし、操作者が装置を正しい位置に設定し、トリガーを引く準備ができるまで、X線の被ばくを阻止するものである。
【００４９】
その後、トリガーを引くと(または『スタート』ボタンを押すと)、高電圧（HV）が電源34から送り出され、最大約70ｋVまで上昇するものとする（一方の電源が約＋35ｋVで、もう一方が約−35ｋVとなる、など）。このHVレベルに達すると、フィラメントがその設定点において加圧し、X線管に必要な放出電流を供給する。フィラメントは操作者に指定された期間中、このレベルを保持するものとする。制御手段のLED中にあるスタート・インジケータは、トリガーを引くと照射する。X線管内に放射電流が供給されているる間は、制御手段のLED中にあるインジケータの『X線ON』が照射する。またX線が放射中であることを示すために、音響信号を使用することができる。
【００５０】
トリガー74(または174)を引いた後の被ばくの際、X線がX線管30から放出され、例えば、X線装置が、歯科治療用に使用される際、患者さんの歯など分析する対象物に向けて被ばくする。X線装置の基準を満たすために、被ばく中はボタンまたはトリガー74(または174)を引き下げる必要がある。被ばく中、検出方法の用途として、X線は物体の分析の用途に使用される。操作者は分析の結果を表示方法から視察し、外部の電子機器にその画像を光学的にダウンロードすることができる。
【００５１】
患者さんへのX線被ばく後、フィラメントが消え(『X線ON』のサインも消える)、HVが下降する。HVが完全に消えると、コントローラーにあるLEDのスタート・インジケータが消え、X線装置はスタンバイの状態に戻る。発明の実施例の一つとして、操作者は次の被ばくを開始する前に時間設定を再度行う必要がある場合がある。時間の設定後、制御手段にあるLEDの『準備完了』インジケータが表示され、再設定が完了する。
【００５２】
本発明のX線装置は、前述の説明にある機能を含めたその他の追加的機能を含むよう変更を施すことが可能である。例えば、バッテリーの寿命を延ばす目的で、X線の被ばくから2分後に装置の電源を自動的に切る機能を、X線装置に取り付けることが可能である。その他の追加可能な機能の例として、損傷の危険性を低減する耐衝撃材料（耐衝撃用に設計されたABSまたはプラスチック・アロイのABS）を使用したハウジングまたはシャーシ20(または120)の製造がある。
【００５３】
本発明のX線装置はまた、X線解析用の設備の一部として、作成されたものである。本設備は、前述の説明にあるような外部に設置されたX線画像の保存手段などを含む、X線装置の操作またはX線解析を補助する要素を組み込むことができる。また、頑丈なキャリングケース、『工業用強度』を有する三脚台、リモート・コントロール・パネル76に接続する長さ3メートルの導管コードなどの追加が可能である。本設備には、予備電源装置40も追加することができる。最後に、本設備には上記されたすべての要素を付け加えることができるものとする。
【００５４】
本発明のX線装置は、従来の装置を改善した機能を提供するものである。まず、本発明のX線装置は、総合的な電力系統を有する。この電力系統は電池式であるが、Marx発電機(パルス)や容量パルスシステムに比べて継続的に高電圧を発することができる。よって、本X線装置は継続的にDC高電圧源を維持し、また高電流が放電されるたびに、数秒間高電圧を発生することができる。バッテリーにより保管能力が高められたため、数秒間に約10〜20アンプの何百もの放電が可能となった。歯科用に使用されるものを含むほとんどのアプリケーションにおいて、本発明のX線装置がX線被ばくに要する時間は1秒以下である。
【００５５】
従来のX線装置のほとんどは、外部電源装置を使用していた。従来のX線装置で、統合型の電源装置を有するもので、上記の説明にあるような高電流を搭載するものはない。それゆえ、本発明における電源装置は一定のX線出力を発し、対象(患者など)が被ばくで受けるX線量を低減すると同時に画像の質を向上することが可能となる。
【００５６】
本発明におけるX線装置のもう一つの改善点は、X線管のシールドである。従来のX線管は、分厚く重い液体油包装及び鉛遮蔽体により遮蔽されていた。これらの構造は本発明のX線管シールドには含まれないものとする。その代わりに、本発明による遮蔽には高亜鉛素材を含む低密度の絶縁体が含まれる。この構造により、構成要素が削減されるため、一般的にその重量は軽減される。
【００５７】
その他の改善点は、その独立構造を持つ検出方法及びポータブル電気装置によりもたらされたものである。独立構造の検出方法を使用することで、X線装置が移動しても、より良い画質が得られる。また、独立構造の検出方法はX線装置とも代替可能である。ポータブル電子機器がX線機器と併用される場合、機能性(画像表示及び操作)及び装置の代替性は大幅に改善される。
【００５８】
前述の改良点に加え、数々の改善点及び、代替的措置が、本発明及び、添付の精神と範囲から逸脱することなく、この分野に特殊技術を有する技術者により考案される可能性があるが、添付の請求項はそれらの改善点及び代替的措置から本発明を保護することを意図するものとする。よって、現時点において最も実用的で優先されるべき本発明の態様と判断されるものに関連した特殊性及びその詳細について上記に解説したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、その形態、機能、操作方法、及び使用方法を含むがそれに限定されることのない様々な改良を添加することが可能であることは、当該技術分野において通常の技術を有するものには明確に理解されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
以下にある本発明に関する記述は、用意された図と合わせて理解される：
図1と2は、本発明の一側面から、Ｘ線装置を描写する； 
図3は、本発明の一側面から、Ｘ線装置を描写する；
図4は、本発明の一側面から、Ｘ線装置を描写する；
図5は、 本発明の一側面から、Ｘ線装置のＸ線管及び電源を描写する；
図6と7は、本発明の一側面から、Ｘ線装置の電源及び電源とＸ線装置の接続方法を描写す；
図8は、本発明の一側面から、Ｘ線管を描写する；
図9は、従来の方式に沿った、従来のＸ線管を描写する；
図10から12は、本発明の一側面から、Ｘ線装置を描写する；
図13から17は、 本発明の他の側面から、Ｘ線を描写する；
図1から17は、本発明の特定の側面を描写したものであり、本装置の一部の特徴を示しているに過ぎない。
【００６０】
図の中で、機器の厚みや位置関係は、明瞭にする目的で、誇張されている可能性がある。各図面に現れる、同一参照番号は、同じ機器（コンポーネント）を指す。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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