(57)【要約】  X線源が被検体の下方に位置する場合でも、操作者がX線照射範囲を可視光の照射領域で認識できるX線撮影装置を提供するために、X線検出部に、X線発生部が照射するX線の範囲を示す可視光を被検体に向かって出射するX線照射範囲表示部と、X線発生部に、X線発生部が照射するX線の範囲を示す可視光を前記被検体に向かって出射する第2のX線照射範囲表示部と、を配置し、X線発生部が被検体の下方に位置するアンダーチューブの状態であっても、X線照射範囲表示部が被検体の上面に可視光を照射して、X線照射範囲を被検体の上面に表示する。
2014148266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
X線発生部と、前記X線発生部に対向して配置されたX線検出部と、前記X線発生部と前記X線検出部との間に被検体を配置するテーブルと、前記X線発生部と前記X線検出部とを支持し、両者の対向関係を保持したまま前記被検体の周囲を移動可能にする支持部と、を備え、
前記X線検出部には、前記X線発生部が照射するX線の範囲を示す可視光を前記被検体に向かって出射するX線照射範囲表示部が備えられ、前記X線発生部には、前記X線発生部が照射するX線の範囲を示す可視光を前記被検体に向かって出射する第2のX線照射範囲表示部が備えられていることを特徴とするX線撮影装置。
【請求項２】
請求項1に記載のX線撮影装置であって、
前記X線発生部は、X線管装置と、前記X線管装置から出射されたX線の一部を遮蔽する遮蔽部と、前記遮蔽部を移動させる遮蔽駆動部とをさらに備え、前記X線照射範囲表示部は、可視光を照射する光照射部と、前記光照射部の光軸が前記遮蔽部の先端と前記X線管装置の焦点とを結ぶ軸に一致するように前記光照射部の少なくとも一部を移動させる光照射駆動部とを備えることを特徴とするX線撮影装置。
【請求項３】
請求項2に記載のX線撮影装置において、
前記光照射駆動部は、前記光照射部の少なくとも一部を前記X線検出部の受光面に平行に移動させる移動機構と、前記光照射部の光軸を傾斜させる傾斜機構とを含むことを特徴とするX線撮影装置。
【請求項４】
請求項3に記載のX線撮影装置において、
前記傾斜機構は、前記光照射部の少なくとも一部に固定された腕部材と、前記腕部材の先端の移動を所定の軌跡に沿ってガイドするガイド部材とを含み、前記移動機構による前記光照射部の移動量に応じた傾斜角で前記光照射部の少なくとも一部を傾斜させることを特徴とするX線撮影装置。
【請求項５】
請求項3に記載のX線撮影装置において、
前記移動機構は、前記光照射部全体を移動させ、前記傾斜機構は、前記光照射部全体を傾斜させることを特徴とするX線撮影装置。
【請求項６】
請求項3に記載のX線撮影装置において、
前記光照射部は、光源と、前記光源からの光を偏向する偏向部材とを備え、前記移動機構は、前記偏向部材を移動させ、前記傾斜機構は、前記偏向部材を傾斜させることを特徴とするX線撮影装置。
【請求項７】
請求項4に記載のX線撮影装置において、
前記遮蔽部の位置に応じて、前記移動機構の移動量と前記傾斜機構の傾斜量とを制御する制御部を有することを特徴とするX線撮影装置。
【請求項８】
請求項7に記載のX線撮影装置において、
前記制御部は、更に前記X線発生部と前記X線検出部との距離に応じて、前記移動機構の移動量と前記傾斜機構の傾斜量とを制御することを特徴とするX線撮影装置。
【請求項９】
請求項4に記載のX線撮影装置において、
前記遮蔽部の位置に応じて、前記移動機構の移動量を制御する制御部を有することを特徴とするX線撮影装置。
【請求項１０】
請求項2に記載のX線撮影装置であって、
前記遮蔽部は複数あり、前記光源は前記遮蔽部ごとに配置されていることを特徴とするX線撮影装置。
【請求項１１】
請求項1に記載のX線撮影装置であって、
前記支持部の移動量に応じて、前記X線照射範囲表示部および前記第2のX線照射範囲表示部のうちの一方を選択的に動作させる制御部を有することを特徴とするX線撮影装置。
【請求項１２】
請求項11に記載のX線撮影装置であって、
前記制御部は、前記支持部により、前記X線発生部が前記X線検出部より低い位置に保持された場合は、前記X線照射範囲表示部を選択し動作させ、前記X線発生部が前記X線検出部より高い位置に保持された場合は、前記第2のX線照射範囲表示部を選択し動作させることを特徴とするX線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影方向を変化させながら、X線等の放射線撮影を行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のX線撮影装置では、被検体におけるX線照射範囲の大きさを設定するために、X線源と被検体との間に複数の鉛板から構成されたコリメータを配置している。【０００３】
このコリメータの開口部の大きさを調節することにより、X線照射範囲の大きさを調整する。その際、操作者は、被検体におけるX線照射範囲が所望の位置および大きさとなっているかを判断する必要がある。そのため、特許文献1には、X線源の近傍に可視光を出射する照射野ランプを配置し、照射野ランプからの可視光をコリメータを通過させて被検体に照射することにより、被検体上のX線照射範囲にコリメータを通過した可視光が照射されるX線撮影装置が開示されている。操作者は、被検体上の可視光が照射される領域をX線照射範囲として認識し、所望の撮影領域に一致しているかどうかを確認することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2012-55421号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、C字型に湾曲したアームにX線源とX線検出器を搭載し、X線源とX線検出の対向関係を維持したまま、アームを回転移動等させることにより、X線源を被検体の上下左右の任意の方向に移動させて撮影できるX線撮影装置が開発されている。このようなX線撮影装置において、X線源の近傍に照射野ランプを配置した場合、寝台上の被検体に対してX線源が上方に位置する状態(以降、オーバーチューブと称す)では、照射野ランプから被検体の上面に可視光が照射されるため、操作者は被検体上面の可視光照射領域でX線照射範囲を確認できる。しかしながら、寝台上の被検体に対してX線源が下方に位置する状態(以降、アンダーチューブと称す)では、照射野ランプから寝台の底面に可視光が照射されるため、操作者は、寝台の下をのぞきこまなければ照射野ランプの可視光照射領域を視認できない上、寝台が邪魔になり、被検体のX線照射範囲を確認することができない。【０００６】
本発明の目的は、X線源が被検体の下方に位置する場合でも、操作者がX線照射範囲を可視光の照射領域で認識できるX線撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、X線検出部に、X線発生部が照射するX線の範囲を示す可視光を被検体に向かって出射するX線照射範囲表示部と、X線発生部に、X線発生部が照射するX線の範囲を示す可視光を前記被検体に向かって出射する第2のX線照射範囲表示部と、を配置する。【０００８】
X線発生部が被検体の下方に位置するアンダーチューブの状態であっても、X線照射範囲表示部が被検体の上面に可視光を照射して、X線照射範囲を被検体の上面に表示する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、X線検出部側からX線照射範囲に向かって可視光を照射することができるため、X線源が被検体の下方に位置する場合でも、X線照射範囲を目視で確認でき、利便性が向上する。よって、X線を照射することなくX線照射範囲を位置決めできるため、被爆の低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態のX線撮影装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】実施形態のX線撮影装置の側面形状と構成を示す説明図。
【図３】第1の実施形態のX線照射範囲表示部90の光照射部101から被検体3に向かって光(レーザー光)95が照射される状態を示す説明図。
【図４】第1の実施形態のX線照射範囲表示部90の斜視図。
【図５】(a)は、第1の実施形態のX線照射範囲表示部90の一部の構成の斜視図、(b)は、図(a)の一部拡大図。
【図６】第1の実施形態のX線照射範囲表示部90の概略構成を示すブロック図。
【図７】第2の実施形態のX線照射範囲表示部90の概略構成を示すブロック図。
【図８】第3の実施形態のX線照射範囲表示部90の概略構成を示すブロック図。
【図９】第4の実施形態のX線撮影装置の側面形状と構成を示す説明図。
【図１０】第4の実施形態の動作制御部150の動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１２】
図1に実施形態のX線撮影装置の全体構造の一例を示す。図1のように、X線撮影装置は、X線発生部80と、X線発生部80に対向して配置されたX線検出部2と、X線発生部80とX線検出部2との間に被検体3を配置するテーブル1と、X線発生部80およびX線検出部2とを支持し、両者の対向関係を保持したまま被検体3の周囲を移動可能にする支持部5とを備えている。X線検出部80には、X線発生部80がX線を照射する範囲を示す可視光を被検体3に向かって出射するX線照射範囲表示部90が備えられている。
【００１３】
これにより、X線発生部80が、図1のように被検体3の下方に位置するアンダーチューブの状態であっても、被検体3の上面に可視光を照射し、X線照射範囲を被検体3の上面に表示することができる。操作者は、被検体上面のX線照射範囲が撮影すべき範囲と一致しているかどうかを目視で確認することができる。
【００１４】
一方、X線発生部80には、X線発生部80が照射するX線の範囲を示す可視光を被検体3に向かって出射する第2のX線照射範囲表示部71が備えられている。これにより、X線発生部80が、被検体3の上方に位置するオーバーチューブの状態では、第2のX線照射範囲表示部71が被検体3の上面に可視光を照射し、X線照射範囲を被検体3の上面に表示することができる。
【００１５】
図1および図2を用いてさらに具体的に実施形態のX線撮影装置について説明する。図2は、X線撮影装置の一例の側面図である。
【００１６】
X線撮影装置は、上述の構成の他に、本体200と、操作部20と、画像表示部50とを備えている。本体200には、内部電源600と、高電圧発生部30と、動作制御部150と、画像処理部40とが配置されている。内部電源600は、外部電源500から電力の供給を受けて、X線照射範囲表示部90、絞り装置70および第2のX線照射範囲表示部71に電力を供給する。高電圧発生部30は、外部電源500から電力の供給を受けて、X線発生のための高電圧を発生し、X線管装置60に供給する。動作制御部150は、X線撮影装置の各部の動作を制御する。画像処理部40は、X線検出部2が検出したX線から画像を再構成する。
【００１７】
支持部5としては、図2のようにC字型の環状アーム(以下、Cアームと称す)を用いることができる。支持部(Cアーム)5の一端に、X線検出部2が、他端にX線発生装置80が搭載されている。支持部5としてCアームを用いたX線撮影装置は、撮影中の被検体3に操作者や術者が接近する可能であるため、手術中の透視撮影等に好適に使用することできる。
【００１８】
支持部(Cアーム)5には、支持部5を移動させる支持部駆動部51が備えられている。支持部駆動部51は、支持部5をその円周方向(A方向)に沿って移動させる円周方向移動機構6と、支持部5および円周方向移動機構6をX軸を中心に回転させる回転機構7と、支持部5、円周方向移動機構6及び回転機構7を左右方向(X軸方向)移動させるスライド機構8と、支持部5、円周方向移動機構6、回転機構7およびスライド機構8の全体を上下方向(Z軸方向)移動させる上下動機構9を備えている。
【００１９】
更に図示しないが、支持駆動部51は、支持部5、円周方向移動機構6、回転機構7およびスライド機構8の全体を、被検体3の長手方向(Y方向)に移動する移動機構も備えている。これら支持部駆動部51は、支持部5を移動させることにより、X線発生部80とX線検出部2との対向関係を保ったまま、被検体3の任意の方向からX線を照射することができる。テーブル1は、X線を透過する材料によって構成されている。
【００２０】
よって、X線発生部80が被検体3の上方に位置する配置(オーバーチューブ)であっても、X線発生部80が被検体の下方に位置する配置(アンダーチューブ、図1および図2の配置)であっても撮影を行うことができる。
【００２１】
X線発生部80は、X線管装置60および絞り装置70を含む。X線管装置60は、高電圧発生部30から高電圧の供給を受けてX線を出射する。絞り装置70は、X線管装置60から出射されたX線の一部を遮蔽するための1以上の羽根(遮蔽部)75とその駆動部を備えている。羽根75の駆動部は、羽根75をX線の光軸(中心軸)61から所定の距離に移動させる。これにより、X線の一部を遮蔽し、被検体3に照射されるX線の範囲(X線照射範囲)を調整する。
【００２２】
第2のX線照射範囲表示部71は、光軸61に沿って可視光を入射する光源を備え、可視光の一部が羽根75で遮蔽されることにより、被検体3のX線照射範囲に可視光を照射する。これにより、X線照射範囲を被検体3上に可視光で表示する。
【００２３】
以下、X線照射範囲表示部90の構成の具体的な実施形態について説明する。
【００２４】
(第1の実施形態)
第1の実施形態のX線照射範囲表示部90について図3〜図6を用いて説明する。図3は、X線検出部2の前面(テーブル1側)に配置されたX線照射範囲表示部90の光照射部101から被検体3に向かって光(レーザー光)95が照射される状態を示す説明図である。図4は、X線照射範囲表示部90の斜視図である。図5(a)は、X線照射範囲表示部90の一部の構成の斜視図であり、図5(b)は、図5(a)の一部拡大図である。
【００２５】
図6は、X線照射範囲表示部90の概略構成を示すブロック図である。
【００２６】
図3〜図6に示すように、X線照射範囲表示部90は、可視光95を照射する光照射部101と、光照射駆動部190とを備える。光照射駆動部190は、光照射部101の光軸101aが、X線絞り装置の羽根(遮蔽部)75の先端とX線管装置60の焦点65とを結ぶ軸111に一致するように光照射部101を移動させる。これにより、図3のように、X線照射範囲31の周縁を可視光95によって被検体3上に表示することができる。
【００２７】
光照射駆動部190は、光照射部101をX線検出部の受光面に平行に移動させる移動機構(100、102，105等)と、光照射部101の光軸101aを傾斜させる傾斜機構(103，106、107)とを含む。
【００２８】
傾斜機構は、具体的には、光照射部101に固定された腕部材103と、腕部材103の先端に取り付けられたカムロール107と、カムロール107の移動を所定の軌跡に沿ってガイドするガイド部材(溝カム)106とを含む。このような構成により、傾斜機構は、移動機構(100、102，105等)による光照射部101の移動量に応じた傾斜角で光照射部101を傾斜させ、光照射部101の光軸101aを羽根(遮蔽部)75の先端とX線管装置60の焦点65とを結ぶ軸111に一致させる。なお、本実施形態では、光照射部101と腕部材103とは、シャフト108を介して固定されている。
【００２９】
さらに詳しくX線照射範囲表示部90の構造を説明する。光照射部101は、ここでは可視波長のレーザー光を図3〜図5(a)のように所定の角度に線状に広げて照射するレーザー光源を用いる。これにより、被検体3には、可視光の線が照射され、X線照射範囲31の周縁を表示する。本実施形態では、絞り装置70が4枚の羽根75を備え、4枚の羽根75を光軸61に対して開閉することにより、四角形のX線照射範囲31の大きさを調整する構成のものを用いる例について説明する。そのため、X線照射範囲表示部90は、図3および図4のように、4枚の羽根75についてそれぞれ光照射部101を備え、X線照射範囲31の辺に対してそれぞれレーザー光の線を照射する。4つの光照射部101には、それぞれ光照射駆動部190が備えられている。4つの光照射部101および光照射駆動部190は、同じ構成であるので、以下、一つの光照射部101および光照射駆動部190について説明する。
【００３０】
図5(a)のように、光照射駆動部190の傾斜機構は、上述した腕部材103と、カムロール107と、ガイド部材106と、シャフト108とを備えて構成される。シャフト108は、光照射部101を貫通し、かつ、光照射部101に固定されている。よって、シャフト108がその軸を中心に回転すると光照射部101は傾斜する。光照射部101が被検体3に向けて出射する可視光の線は、シャフト108の軸方向に平行である。シャフト108の一端は、腕部材103に固定されている。腕部材103の先端には、円筒形のカムロール107が固定されている。カムロール107は、ガイド部材(溝カム)106に係合しており、光照射部101(シャフト108)がX線検出部2の受光面に平行に移動するにつれて、ガイド部材106の溝106aの形状に沿った軌跡で移動する。
【００３１】
これにより、溝106aの形状に応じて腕部材103がシャフト108の中心軸に対して傾斜し、シャフト108が回転する。これにより、光照射部101が腕部材103の傾斜と同じ角度に傾斜する。なお、図5(a)のガイド部材106は、図6のガイド部材106よりも長いが、これは、図5(a)のガイド部材105が、対向する2つの光照射部101のそれぞれのガイド部材106を連結とした構造となっているためである。
【００３２】
一方、X線照射駆動部190の移動機構は、図5(a)，(b)および図6のようにX線検出部2の受光面の前面側に、受光面と平行に配置された一対のレール100と、一対の土台102と、土台102にそれぞれ取り付けられた車輪112と、土台102に固定された環状のベルト105と、ベルト105を駆動するモーター104とを備えている。
【００３３】
一対のレール100および一対の土台102は、シャフト108の両端にそれぞれ配置されている。一対の土台102には、シャフト108が貫通する貫通孔102aが備えられ、シャフト108を回転可能に支持している。一対の土台102の車輪112はそれぞれ、レール102と係合している。なお、図6においては、構造の理解を容易にするため、車輪112とレール100を光軸61方向に並べて描いている。また、図5(a)、図4に示した構造では、対向する2つの光照射部101のそれぞれの移動機構のレール100を連結した構造とし、X線照射駆動部190を厚み方向に小型化している。
【００３４】
上述してきた構造において、モーター104によりベルト105を回転させると、土台102は、レール100に沿って移動する。これにより、シャフト108がレール100に沿って移動し、光照射部101がX線検出部2の受光面と平行に移動する。土台102の移動にともない、上述の傾斜機構によって光照射部101が傾斜する。傾斜機構のガイド部材106の溝106aの形状(カムロール107の描く軌跡)は、光照射部101の位置ごとに、光軸101aが、羽根75の先端とX線管装置70の焦点65を結ぶ軸111と一致する角度に傾斜するように定められている。これにより、光照射部101から被検体3に照射されるレーザー光の線の位置は、X線照射範囲31の周縁(一辺)と一致し、X線照射範囲31を可視光の線で表示することができる。
【００３５】
ガイド部材106の溝106aの形状を数式を用いてさらに具体的に説明する。図6のように羽根75の先端とX線管装置70の焦点65を結ぶ軸111と、X線の光軸61とのなす角をθ1とし、光照射部101の光軸101aと腕部材103の軸とがなす角をθ2とする。また、土台102の移動方向とX線の光軸61との交点Oから、X線管装置70の焦点65までの距離をLとし、シャフト108の中心軸99からカムロール107の中心軸までの距離をrとする。また、支持部5の軸方向を、X線の光軸61方向をy軸、土台102の移動方向をx軸、交点Oを原点とすると、軸111と光軸101aを一致させるためのカムロール107の中心の軌跡(x，y)は、
(x,y)＝
(-Ltanθ1＋rcos(90°−θ1−θ2),rsin(90°−θ1−θ2)    ・・・式(1)
となる。
【００３６】
よって、ガイド部材106の溝106aを式(1)の軌跡に沿った形状にすることにより、光照射部101の光軸101aを軸111に一致させることができる。すなわち、レーザー光95が羽根75の先端を通って常に焦点65を向くようになる。
【００３７】
土台102の位置(シャフト108の中心軸99の位置)(x，y)は、
(x,y)＝(-Ltanθ1,0)    ・・・式(2)
になる。
【００３８】
なお、θ1の値は、羽根75の位置をセンサー76で検出して、算出する。例えば、センサー76によりX線の光軸61と羽根75の先端との距離x1を検出し、予め求めておいた、光軸61方向についての羽根75と焦点65との距離L1を用いて、tanθ1＝x1／L1により、θ1またはtanθ1の値を求める。求めたθ1またはtanθ1を式(2)に代入し、位置(x，y)を求める。式(2)で求めた位置(x，y)に土台106が移動するように、動作制御部150がモーター104の動作を制御する。
【００３９】
この制御を4つの光照射部101についてそれぞれ行うことにより、X線照射範囲31の4辺をレーザー光の線でそれぞれ示すことができる(図3)。
【００４０】
なお、X線検出部2と支持部(Cアーム)5との間、絞り装置70と支持部5との間には、それぞれ回転機構78、79を配置し、光軸61を中心に回転可能な構成にすることもできる。この場合、回転機構78，79の回転量は、動作制御部150によって同期するように制御される。X線照射範囲表示部90は、X線検出部2に搭載され、X線検出部2と一体に回転するように構成される。よって、X線絞り装置70が回転機構79によって光軸61を中心に回転し、X線照射範囲31が回転する場合でも、X線照射範囲表示部90はX線検出部2と一体になり回転し、X線照射範囲31を可視光で表示することができる。
【００４１】
(第2の実施形態)
第2の実施形態のX線照射範囲表示部90について図7を用いて説明する。
【００４２】
第2の実施形態では、光照射駆動部190の移動機構は、光照射部101の一部をX線検出部2の受光面に平行に移動させる構成とする。例えば、光照射部101は、光源121と、光源121からの光を偏向する偏向部材103とを備える構成とし、移動機構は、偏向部材103を移動させ、傾斜機構は、偏向部材103を傾斜させる構成とする。偏向部材103としては、ミラーやプリズム等を用いることができる。このような構成にすることにより、光源121を固定することができ、小型で軽量のミラー等の偏向部材103のみを移動および傾斜させることができる。よって、移動機構および傾斜機構を小型化することが可能になる。また、X線照射範囲表示部90として光源121を一つ備え、一つの光源121から4つの光照射部101の偏向部材103に配光する構成とすることも可能になる。
【００４３】
第2の実施形態の光照射駆動190の構成は、第1の実施形態とほぼ同じであるが、偏向部材103をシャフト108に固定するという点が第1の実施形態とは異なる。また、第1の実施形態では、光照射部101の光軸101aを軸111と一致するように移動および傾斜させる構成であったが、第2の実施形態では、偏向部材103で偏向した光95の光軸が、軸111と一致するように偏向部材103を傾斜させる。このため、ガイド部材(溝カム)106の溝106aの形状(軌道)が、第1の実施形態とは異なる。
【００４４】
偏向部材103がミラーである場合について、ガイド部材106の溝106の軌道について説明する。図7のように羽根75の先端とX線管装置70の焦点65を結ぶ軸111と、X線の光軸61とのなす角をθ1とし、軸111と腕部材103の軸とがなす角をθ3とする。また、土台102の移動方向とX線の光軸61との交点Oから、X線管装置70の焦点65までの距離をLとし、シャフト108の中心軸99からカムロール107の中心軸までの距離をrとする。支持部5の軸方向を、X線の光軸61方向をy軸、土台102の移動方向をx軸、上記交点Oを原点とする。軸111と偏向後の光95の光軸を一致させるためのカムロール107の中心の軌跡(x，y)は
(x,y)＝
(-Ltanθ1＋rcos(90°−θ1−θ3)／2,rsin(90°−θ1−θ3)／2)    ・・・式(3)
となる。
【００４５】
よって、ガイド部材106の溝106aの形状を式(3)の軌跡に沿った形状にすることにより、偏向部材103で偏向後の光95の光軸を軸111に一致させることができる。すなわち、レーザー光95が羽根75の先端を通って常に焦点65を向くようになる。
【００４６】
他の構成は、第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４７】
(第3の実施形態)
ここで第3の実施形態のX線照射範囲表示部90について図8を用いて説明する。
【００４８】
第1および第2の実施形態では、カムロール107とガイド部材(カム溝)106を組み合わせたカム機構によって、光照射部101の移動量に応じて光照射部101を傾斜させる構成であったが、第3の実施形態では、光照射部101の移動と傾斜とを独立して制御する構成とする。これにより、X線発生部80の焦点65からX線検出部2までの距離を変更可能なX線撮影装置であっても、X線照射範囲31をX線照射範囲表示部90が表示できる。
【００４９】
第3の実施形態のX線照射範囲表示部90は、X線発生部70に対するX線検出部2の位置を光軸61方向に移動可能にする駆動部78と、X線検出部2のX線発生部70に対する位置を検出するセンサー77と、土台102の法線方向に対して所望の角度で光照射部101を傾斜させる傾斜駆動部と、光照射部101の移動機構とを備えている。駆動部78は、例えばラックとピニオンを用いた駆動機構を用いる。センサー77は、ラックとピニオンの駆動量を検出することによりX線検出部2の位置を検出する。
【００５０】
傾斜駆動部は、第1の実施形態と同様のシャフト108と、シャフト108を所望の角度まで回転させるモーター110とを備えている。モーター110は、土台102に搭載されている。第1の実施形態の腕部材103、カムロール107およびガイド部材106は、第3の実施形態には備えられていない。
【００５１】
光照射部101の移動機構は、第1の実施形態の移動機構と同じであり、土台102、レール100、ベルト105、および、モーター104を含む。
【００５２】
動作制御部150は、センサー77が検出したX線検出部2の位置から、土台102の移動方向と光軸61との交点Oから焦点65までの距離Lを演算により算出する。また、動作制御部150は、θ1の値を、羽根75の位置をセンサー76で検出して算出する。
【００５３】
例えば、センサー76によりX線の光軸61と羽根75の先端との距離x1を検出し、予め求めておいた光軸61方向の羽根75と焦点65との距離L1を用いて、tanθ1＝x1／L1により、θ1またはtanθ1の値を求める。求めたθ1またはtanθ1を式(2)に代入し、土台102の位置(x，y)を求める。式(2)で求めた位置(x，y)に土台106が移動するように、動作制御部150がモーター104の動作を制御する。
【００５４】
また、動作制御部150は、傾斜駆動部のモーター110を制御し、土台102の法線方向に対して求めたθ1の角度まで光照射部101の光軸101aを傾斜させる。
【００５５】
以上により、X線発生部80の焦点65からX線検出部2までの距離が可変であっても、光照射部101の光軸101aを、X線管装置60の焦点65と羽根75の先端を結ぶ軸111に一致させることができ、被検体3上のX線照射範囲31を光照射部101からの可視光で表示することができる。
【００５６】
(第4の実施形態)
第4の実施形態では、X線発生部80に備えられた第2のX線照射範囲表示部71と、X線検出部2に備えられたX線照射範囲表示部90との切り替え制御について説明する。
【００５７】
第4の実施形態では、支持部5の移動量に応じて、X線照射範囲表示部90および第2のX線照射範囲表示部71のうちの一方を選択的に動作させる。これにより、被検体3の上方から可視光を照射してX線照射範囲301を表示し、操作者からは見えない被検体3の下方からはX線照射範囲301に可視光を照射しない構成とする。
【００５８】
第4の実施形態のX線撮影装置は、図9のように円周方向移動機構6による支持部(Cアーム)5の円周方向への移動量を検出するセンサー161と、回転機構7による支持部5のX軸を中心とした回転移動量を検出するセンサー171を備えている。また、操作部20には、X線照射範囲310を可視光で表示するよう操作者が指示するためのスイッチ210が備えられている。
【００５９】
動作制御部150は、図10のフローに示すように、操作者がスイッチ210をオンにして、X線照射範囲310の可視光表示を指示した場合(ステップ1000)には、センサー161、171の検出結果を受け取る(ステップ1001)。そして、動作制御部150は、検出結果を用いて支持部(Cアーム)5の角度を求める等により、X線照射範囲表示部90および第2のX線照射範囲表示部71のうちのどちらが、被検体3の上方にあるかを判断する。
【００６０】
すなわち、X線発生部80が被検体3の上方にあるオーバーチューブの状態か、下方にあるアンダーチューブの状態かを判断する(ステップ1002)。X線発生部80が被検体3の上方にあるオーバーチューブの状態である場合には、第2のX線照射範囲表示部71が被検体3の上方にあるため、第2のX線照射範囲表示部71を動作させる。これにより、第2のX線照射範囲表示部71から可視光を照射し、X線照射範囲301を被検体3上に表示する(ステップ1003)。X線発生部80が被検体3の下方にあるアンダーチューブの状態である場合には、X線照射範囲表示  部90が被検体3の上方にあるため、X線照射範囲表示部90を動作させる。これにより、X線照射範囲表示部90の光照射部101から可視光を照射し、X線照射範囲301を被検体3上に表示する(ステップ1004)。動作させていないX線照射範囲表示部71，90の光照射部101はオフにし、光を照射しない。
【００６１】
このように、第4の実施形態では、被検体の上方に位置するX線照射範囲表示部90および第2のX線照射範囲表示部71のいずれかを選択的に動作させるため、不要な光が出射されず、迷光が操作者や術者の妨げになるのを防止できる。また、消費電力を低減できるというメリットもある。
【符号の説明】
【００６２】
1  テーブル、2  X線検出部、3  被検体、5  支持部、6  円周方向移動機構、7  回転機構、8  スライド機構、9  上下動機構、20  操作部、30  高電圧発生部、40  画像処理部、50  画像表示部、51  支持駆動部、60  X線管装置、61  光軸(中心軸)、65  焦点、70  絞り装置、71  第2のX線照射範囲表示部、75  羽根、80  X線発生部、90  X線照射範囲表示部、101  光照射部、103  腕部材、106  ガイド部材(溝カム)、107  カムロール、111  軸、108  シャフト、150  動作制御部、200  本体、600  内部電源、500  外部電源
【図１】
2014148266.tif 000003
【図２】
2014148266.tif 000004
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年2月5日(2016.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
X線発生部と、前記X線発生部に対向して配置されたX線検出部と、前記X線発生部と前記X線検出部との間に被検体を配置するテーブルと、前記X線発生部と前記X線検出部とを支持し、両者の対向関係を保持したまま前記被検体の周囲を移動可能にする支持部と、を備え、
前記X線検出部には、前記X線発生部が照射するX線の範囲を示す可視光を前記被検体に向かって出射するX線照射範囲表示部が備えられ、前記X線発生部には、前記X線発生部が照射するX線の範囲を示す可視光を前記被検体に向かって出射する第2のX線照射範囲表示部が備えられていることを特徴とするX線撮影装置。
【請求項２】
請求項1に記載のX線撮影装置であって、
前記X線発生部は、X線管装置と、前記X線管装置から出射されたX線の一部を遮蔽する遮蔽部と、前記遮蔽部を移動させる遮蔽駆動部とをさらに備え、前記X線照射範囲表示部は、可視光を照射する光照射部と、前記光照射部の光軸が前記遮蔽部の先端と前記X線管装置の焦点とを結ぶ軸に一致するように前記光照射部の少なくとも一部を移動させる光照射駆動部とを備えることを特徴とするX線撮影装置。
【請求項３】
請求項2に記載のX線撮影装置において、
前記光照射駆動部は、前記光照射部の少なくとも一部を前記X線検出部の受光面に平行に移動させる移動機構と、前記光照射部の光軸を傾斜させる傾斜機構とを含むことを特徴とするX線撮影装置。
【請求項４】
請求項3に記載のX線撮影装置において、
前記傾斜機構は、前記光照射部の少なくとも一部に固定された腕部材と、前記腕部材の先端の移動を所定の軌跡に沿ってガイドするガイド部材とを含み、前記移動機構による前記光照射部の移動量に応じた傾斜角で前記光照射部の少なくとも一部を傾斜させることを特徴とするX線撮影装置。
【請求項５】
請求項3に記載のX線撮影装置において、
前記移動機構は、前記光照射部全体を移動させ、前記傾斜機構は、前記光照射部全体を傾斜させることを特徴とするX線撮影装置。
【請求項６】
請求項3に記載のX線撮影装置において、
前記光照射部は、光源と、前記光源からの光を偏向する腕部材とを備え、前記移動機構は、前記腕部材を移動させ、前記傾斜機構は、前記腕部材を傾斜させることを特徴とするX線撮影装置。
【請求項７】
請求項4に記載のX線撮影装置において、
前記遮蔽部の位置に応じて、前記移動機構の移動量と前記傾斜機構の傾斜量とを制御する制御部を有することを特徴とするX線撮影装置。
【請求項８】
請求項7に記載のX線撮影装置において、
前記制御部は、更に前記X線発生部と前記X線検出部との距離に応じて、前記移動機構の移動量と前記傾斜機構の傾斜量とを制御することを特徴とするX線撮影装置。
【請求項９】
請求項4に記載のX線撮影装置において、
前記遮蔽部の位置に応じて、前記移動機構の移動量を制御する制御部を有することを特徴とするX線撮影装置。
【請求項１０】
請求項6に記載のX線撮影装置であって、
前記遮蔽部は複数あり、前記光源は前記遮蔽部ごとに配置されていることを特徴とするX線撮影装置。
【請求項１１】
請求項1に記載のX線撮影装置であって、
前記支持部の移動量に応じて、前記X線照射範囲表示部および前記第2のX線照射範囲表示部のうちの一方を選択的に動作させる制御部を有することを特徴とするX線撮影装置。
【請求項１２】
請求項11に記載のX線撮影装置であって、
前記制御部は、前記支持部により、前記X線発生部が前記X線検出部より低い位置に保持された場合は、前記X線照射範囲表示部を選択し動作させ、前記X線発生部が前記X線検出部より高い位置に保持された場合は、前記第2のX線照射範囲表示部を選択し動作させることを特徴とするX線撮影装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図5のように、光照射駆動部190の傾斜機構は、上述した腕部材103と、カムロール107と、ガイド部材106と、シャフト108とを備えて構成される。シャフト108は、光照射部101を貫通し、かつ、光照射部101に固定されている。よって、シャフト108がその軸を中心に回転すると光照射部101は傾斜する。光照射部101が被検体3に向けて出射する可視光の線は、シャフト108の軸方向に平行である。シャフト108の一端は、腕部材103に固定されている。腕部材103の先端には、円筒形のカムロール107が固定されている。カムロール107は、ガイド部材(溝カム)106に係合しており、光照射部101(シャフト108)がX線検出部2の受光面に平行に移動するにつれて、ガイド部材106の溝106aの形状に沿った軌跡で移動する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
第2の実施形態では、光照射駆動部190の移動機構は、光照射部101の一部をX線検出部2の受光面に平行に移動させる構成とする。例えば、光照射部101は、光源121と、光源121からの光を偏向する腕部材103とを備える構成とし、移動機構は、腕部材103を移動させ、傾斜機構は、腕部材103を傾斜させる構成とする。腕部材103としては、ミラーやプリズム等を用いることができる。このような構成にすることにより、光源121を固定することができ、小型で軽量のミラー等の腕部材103のみを移動および傾斜させることができる。よって、移動機構および傾斜機構を小型化することが可能になる。また、X線照射範囲表示部90として光源121を一つ備え、一つの光源121から4つの光照射部101の腕部材103に配光する構成とすることも可能になる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
第2の実施形態の光照射駆動190の構成は、第1の実施形態とほぼ同じであるが、腕部材103をシャフト108に固定するという点が第1の実施形態とは異なる。また、第1の実施形態では、光照射部101の光軸101aを軸111と一致するように移動および傾斜させる構成であったが、第2の実施形態では、腕部材103で偏向した光95の光軸が、軸111と一致するように腕部材103を傾斜させる。このため、ガイド部材(溝カム)106の溝106aの形状(軌道)が、第1の実施形態とは異なる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
腕部材103がミラーである場合について、ガイド部材106の溝106の軌道について説明する。図7のように羽根75の先端とX線管装置70の焦点65を結ぶ軸111と、X線の光軸61とのなす角をθ1とし、軸111と腕部材103の軸とがなす角をθ3とする。また、土台102の移動方向とX線の光軸61との交点Oから、X線管装置70の焦点65までの距離をLとし、シャフト108の中心軸99からカムロール107の中心軸までの距離をrとする。支持部5の軸方向を、X線の光軸61方向をy軸、土台102の移動方向をx軸、上記交点Oを原点とする。軸111と偏向後の光95の光軸を一致させるためのカムロール107の中心の軌跡(x，y)は
(x,y)＝
(-Ltanθ1＋rcos(90°−θ1−θ3)／2,rsin(90°−θ1−θ3)／2)    ・・・式(3)
となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
よって、ガイド部材106の溝106aの形状を式(3)の軌跡に沿った形状にすることにより、腕部材103で偏向後の光95の光軸を軸111に一致させることができる。すなわち、レーザー光95が羽根75の先端を通って常に焦点65を向くようになる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
すなわち、X線発生部80が被検体3の上方にあるオーバーチューブの状態か、下方にあるアンダーチューブの状態かを判断する(ステップ1002)。X線発生部80が被検体3の上方にあるオーバーチューブの状態である場合には、第2のX線照射範囲表示部71が被検体3の上方にあるため、第2のX線照射範囲表示部71を動作させる。これにより、第2のX線照射範囲表示部71から可視光を照射し、X線照射範囲301を被検体3上に表示する(ステップ1003)。X線発生部80が被検体3の下方にあるアンダーチューブの状態である場合には、X線照射範囲表示部90が被検体3の上方にあるため、X線照射範囲表示部90を動作させる。これにより、X線照射範囲表示部90の光照射部101から可視光を照射し、X線照射範囲301を被検体3上に表示する(ステップ1004)。
【国際調査報告】
2014148266.tif 000013
2014148266.tif 000014
2014148266.tif 000015
2014148266.tif 000016