(57)【要約】 【課題】放射線発生用装置における電源部の大型化を防止して、より小型の放射線発生用装置を提供する。【解決手段】放射線発生用装置は、放射線を発生させる放射線発生部と、放射線発生部を支持するアームと、アームを支持する支柱と、直流電圧を出力するバッテリと、バッテリから出力された直流電圧を昇圧して放射線発生部へ供給する電圧を生成する生成部と、を有し、生成部は、支柱の内部に配置される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を発生させる放射線発生部と、
前記放射線発生部を支持するアームと、
前記アームを支持する支柱と、
直流電圧を出力するバッテリと、
前記バッテリから出力された直流電圧を昇圧して前記放射線発生部へ供給する電圧を生成する生成手段と、を備え、
前記生成手段が前記支柱の内部に配置されていることを特徴とする放射線発生用装置。
【請求項２】
前記生成手段は、
前記バッテリから出力された直流電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路で昇圧した直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、を含み、
前記インバータで生成された交流電圧を前記放射線発生部へ供給することを特徴とする請求項１に記載の放射線発生用装置。
【請求項３】
前記インバータから前記放射線発生部に前記交流電圧を供給するためのケーブルが、前記アームおよび、前記支柱の内部を通して前記放射線発生部に配線されることを特徴とする請求項２に記載の放射線発生用装置。
【請求項４】
前記昇圧回路と前記インバータによる発熱が前記支柱へ放熱されるように、前記昇圧回路と前記インバータが前記支柱の内部に配置されることを特徴とする請求項２または３に記載の放射線発生用装置。
【請求項５】
前記昇圧回路と前記インバータは、熱伝導シートを介して前記支柱の内部の面に接することを特徴とする請求項４に記載の放射線発生用装置。
【請求項６】
前記バッテリは、前記支柱の外部であって、前記昇圧回路と隣接した位置に配置されることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の放射線発生用装置。
【請求項７】
前記昇圧回路と前記インバータの発熱を放熱する放熱部を有し、前記放熱部は、前記昇圧回路と前記インバータにおいて前記バッテリが設置された側面と異なる面に設置されていることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の放射線発生用装置。
【請求項８】
前記放熱部は、前記昇圧回路と前記インバータにおいて前記バッテリが設置された側面と反対の側面に設置されていることを特徴とする請求項７に記載の放射線発生用装置。
【請求項９】
前記昇圧回路と前記バッテリの間には断熱部が備えられることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の放射線発生用装置。
【請求項１０】
前記支柱と前記バッテリを搭載する台車をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の放射線発生用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を発生させる放射線発生部を有する放射線発生用装置の小型化・軽量化に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において、放射線を利用して画像診断を行う放射線撮影システムが用いられている。放射線撮影は通常、病院内の放射線室で行われるが、近年、在宅診療のニーズに応えるために、患者の自宅で撮影が可能な放射線発生用装置がある。通常、放射線発生用装置を用いて撮影を行う際は、放射線発生部は、高い位置に設置されると共に、患者の撮影部位に合わせた位置に設置される。そのため、放射線発生部を支持するアームとアームを支持する支柱を有する放射線発生用装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０７０８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の放射線発生用装置では、放射線発生のための高圧発生器である放射線発生部用電源（以下、電源）が放射線発生部を搭載する構造体から分離して構成されている。そのため、放射線発生部と電源の配線や設置作業が煩雑であり、配線ケーブル等も邪魔になってしまう。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、より使い勝手の良い放射線発生用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】
【０００６】
上記の目的を達成するための本発明の一態様による放射線発生用装置は以下の構成を備える。すなわち、
放射線を発生させる放射線発生部と、
前記放射線発生部を支持するアームと、
前記アームを支持する支柱と、
直流電圧を出力するバッテリと、
前記バッテリから出力された直流電圧を昇圧して前記放射線発生部へ供給する電圧を生成する生成手段と、を備え、
前記生成手段が前記支柱の内部に配置されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電源に起因した作業の煩雑さが防止され、より使い勝手の良い放射線発生用装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る放射線発生用装置の外観を示す図。
【図２】実施形態に係る放射線発生用装置で患者を撮影するとのきの様子を示す図。
【図３】実施形態に係る放射線発生用装置の内部の構成例を示すブロック図。
【図４】実施形態に係る放射線発生用装置の支柱下部の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、添付の図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態の一つについて説明する。
【００１０】
図１（ａ）〜（ｃ）は実施形態に係る放射線発生用装置の外観を示す図である。本実施形態の放射線発生用装置は、放射線（たとえばＸ線）を発生させる放射線発生部１と、放射線発生部を支持するアーム２と、アーム２を支持する支柱３と、直流電圧を出力するバッテリ８とが台車５に搭載された可搬型の放射線発生用装置１６である。放射線発生用装置１６は、前輪６及び後輪４が設置された台車５により移動が容易に構成されている。台車５には、支柱３とバッテリ８が搭載、固定されている。支柱３は、台車５の移動面に対して鉛直方向に立置され、アーム２は支柱３に対して回動可能に設置され、放射線発生部１はアーム２に対して回動可能に設置されている。また、放射線発生部１には、放射線の照射条件設定を行うユーザーインターフェース部を提供し、放射線発生部１の各種制御を行う制御回路１５が設置されている。
【００１１】
台車５に設置されている前輪６及び後輪４は、床面に対して回転する。前輪６及び後輪４は、複数のタイヤ、もしくはキャスタであり、常に床面に接触した状態である。前輪６及び後輪４を回転させることにより、放射線発生用装置１６を移動させることができる。
【００１２】
支柱３の上端には、放射線発生用装置１６を運搬する際に操作者が握るためのハンドル７が設置されている。操作者はハンドル７を握るとともに、進行方向に押すことにより、放射線発生用装置１６を移動することができる。支柱３の下端には、放射線発生部１及び制御回路１５に電力を供給するためのバッテリ８が設置されている。バッテリ８は着脱可能に構成されており、操作者は自由にバッテリ８を交換することが可能である。バッテリ８の出力電圧は、操作者が交換可能である６０Ｖ以下に設定されている。
【００１３】
支柱３の内部には、バッテリ８から出力された直流電圧を昇圧して放射線発生部１へ供給する電圧を生成する生成部が配置されている。生成部は、たとえば、バッテリ８から供給される直流電圧を昇圧するための昇圧回路９、および、昇圧回路９で昇圧した直流電圧を交流電圧に変換するインバータ１１を有する。バッテリ８は、昇圧回路９に電気的に接続されており、昇圧回路９は、インバータ１１に電気的に接続されている。
【００１４】
さらに、支柱３の内部およびアーム２の内部を通して、インバータ１１で変換された交流電圧を放射線発生部１に供給するためのケーブル１３が配線されている。ケーブル１３は、支柱３とアーム２との回動部にて一旦、支柱３の外部に出た後、アーム２の内部に配線される。また、ケーブル１３は、アーム２と放射線発生部１との回動部にて再びアーム２の外部に出た後、放射線発生部１に配線される。
支柱３の内部に配置された昇圧回路９及びインバータ１１には、放熱部（放熱用板金）１０、１２が設置されている。放熱部１０，１２に電源制御用ＩＣ等の、駆動時に発熱を伴う回路部品等が取り付けられている。放熱部１０、１２は、昇圧回路９及びインバータ１１の一面に設置されている。放熱部１０、１２は、バッテリ８に熱の影響を与えないように、昇圧回路９及びインバータ１１においてバッテリ８が設置された側面と異なる面に設置されている。具体的には、放熱部１０、１２は、昇圧回路９及びインバータ１１においてバッテリ８が設置された側面と反対の側面に設置されている。また、昇圧回路９とバッテリ８との間には断熱部（断熱部材）１４が設置されている。断熱部１４により、昇圧回路９とバッテリ８の互いの熱を遮断することができる。
【００１５】
図２は、放射線発生用装置１６を用いて患者を撮影するとのきの構成を示す図である。操作者は、放射線発生用装置１６のアーム２を回転させ、放射線発生部１をベッドに寝た状態の患者２３の上方に配置し、患者２３の下にＦＰＤ２４（Flat Panel Detector）を配置する。操作者は、放射線照射位置、ＦＰＤ２４及び患者２３の撮影部位の位置を調整して、放射線曝射ボタン（不図示）を操作して放射線を照射、撮影を実施する。ＦＰＤ２４は患者２３を透過した放射線画像を検出して放射線画像データを得る。
【００１６】
図３は、放射線発生用装置１６の内部の電気的構成を示すブロック図である。昇圧回路９は、バッテリ８から供給された直流電圧をさらに高い直流電圧に昇圧して出力する。具体的には、バッテリの出力する直流６０Ｖ以下の電圧を、例えば直流２５０Ｖに昇圧して出力する。インバータ１１は、昇圧回路９から入力された直流電圧を交流電圧に変換する。具体的には、昇圧回路９で昇圧した直流電圧を、例えば４０ｋＨｚの周波数の交流電圧に変換して出力する。インバータ１１の交流電圧出力は、放射線発生部１内部の高電圧発生部２６に供給される。
【００１７】
高電圧発生部２６では、インバータ１１が出力した交流電圧を、高圧トランスを用いてさらに高い電圧に昇圧した後、整流回路にて直流電圧（管電圧）に変換する。整流回路の出力する直流電圧値は、制御回路１５にフィードバックされ、高電圧発生部２６から出力される直流電圧が制御回路１５に設定された管電圧になる様に制御される。また、高電圧発生部２６は、放射線管２５（例えば、Ｘ線管）内部のフィラメント等の熱電子を発生させる回路も制御し、管電流値は制御回路１５にフィードバックされ、放射線照射時に制御回路１５に設定された管電流になる様に制御される。
【００１８】
撮影条件として、例えば、管電圧１２５ｋＶ、管電流３２ｍＡに設定した場合、放射線出力は４ｋＷとなる。電力損失を２０％とし、バッテリの電圧を５０Ｖとすると、ケーブル１３に流れる電流は１００Ａとなる。バッテリの出力電圧を操作者が交換可能な６０Ｖ以下にすると、上述のように、非常に大きな電流を放射線発生部１に供給しなくてはならない。大きな電流を供給するためには、電圧降下や発熱を低減するために太いケーブルを使用しなくてはならず、配線場所の確保が困難である、可動部の動きの妨げになる、等の問題が発生する。そのため、本実施形態では、昇圧回路９をバッテリ８の近くに配置してバッテリ８の出力を昇圧回路９により昇圧することにより、ケーブルに流れる電流値を抑える構成としている。例えば、昇圧回路９の出力を２５０Ｖとした場合は、ケーブル１３に流れる電流値は２０Ａまで低減できる。
【００１９】
以上のような構成とすることにより、長い距離を伝送するケーブル１３を細くすることができるため、支柱やアーム内部への配線が容易になると共に、可動部の動きの妨げも低減することができる。また、支柱３の内部に昇圧回路９及びインバータ１１を配置することにより、配線が外部に出ないため、放射線発生用装置１６の移動や設置作業が容易になる。さらに、支柱３の内部の下端に重量物である昇圧回路９及びインバータ１１が配置されるため、重量バランスが改善し、支柱３を安定化するための機構を簡素化することできる。
【００２０】
次に本実施形態の放射線発生用装置１６の支柱３内部への昇圧回路９及びインバータ１１の配置についてさらに詳しく説明する。
【００２１】
図４は、支柱３の下端内部の昇圧回路９、インバータ１１及び、バッテリ８の配置状態を説明する図である。バッテリ８は、支柱３の外部であって、昇圧回路９と隣接した位置に配置される。また、昇圧回路９とインバータ１１は、それらの駆動時に発生する熱が支柱３へ放熱されるように、支柱３の内部に配置されている。たとえば、昇圧回路９内には、電圧出力時に発熱する電源制御用ＩＣ１８及びその放熱部（放熱用板金）１０がバッテリ８の反対の面に配置されている。同様にインバータ１１内には、電圧出力時に発熱を伴う電源制御用ＩＣ２０及びその放熱部（放熱用板金）１２がバッテリ８の反対の面に配置されている。
【００２２】
放熱部１０及び１２は、熱伝導率が高くなるように、それぞれ熱伝導シート等を介して支柱３の内部の面に接触させる構造となっている。支柱３には熱伝導率の高い材料を使用することにより、昇圧回路９及びインバータ１１で発生する熱を効率よく放熱することができる。
【００２３】
ケーブル２２は、バッテリ８と昇圧回路９とを接続するケーブルである。ケーブル２２には、大きな電流が流れることから、損失を低減すために配線長を短くする必要がある。そのため、バッテリ８と昇圧回路９は隣接した位置に配置され、ケーブル長が極力短くなるようにしている。また、昇圧回路９とバッテリ８との間には、断熱部１４が配置されている。断熱部１４を配置することにより、昇圧回路９から発生する熱がバッテリ８に伝導することを阻止または低減することができる。また、昇圧回路９及びインバータ１１の駆動時の発熱を放熱する部分として機能する放熱部（放熱用板金）１０、１２がバッテリ８の反対側の支柱面に接するように配置されているため、さらに回路部品から発生する熱がバッテリ８に伝わりにくい構造となっている。
【００２４】
以上が本実施形態における放射線発生用装置１６の昇圧回路９、インバータ１１及び、バッテリ８の配置に関する説明である。
【００２５】
以上のような構成とすることにより、放射線発生用装置１６の構成をより簡素化できると共に、放射線発生部用電源である昇圧回路９及びインバータ１１に関して専用の冷却機構を設ける必要がなくなるため、放射線発生部用電源の小型・軽量化が可能となる。さらに、隣接配置したバッテリ８に電源制御用ＩＣで発生する熱が伝わることによるバッテリ８の劣化を防止することができる。
【００２６】
なお、上述した実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１：放射線発生部、２：アーム、３：支柱、８：バッテリ、９：昇圧回路、１１：インバータ、１３：ケーブル、１４：断熱材、２５：放射線管、２６：高電圧発生回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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