(57)【要約】【課題】Ｉ．Ｉ．電源部の電源入力が遮断されても、Ｉ．Ｉ．管の真空ポンプに電圧を供給することができるイメージインテンシファイアを提供する。【解決手段】装置からの電源が、Ｉ．Ｉ．電源部２０の電源コントロール回路２０ｃに入力され、電極電圧供給回路２０ａからＩ．Ｉ．管１５ａの各電極に電圧が供給され、ポンプ電源供給切替回路２０ｄを介して真空ポンプ電源回路２０ｂからＩ．Ｉ．管１５ａの真空ポンプ１０に電圧が供給される。一方、充電制御回路２０ｅからバッテリ２０ｆが充電される。そして、装置からの電源が遮断されると、ポンプ電源供給切替回路２０ｄが切り替わり、バッテリ２０ｆからポンプ電源供給切替回路２０ｄを介して真空ポンプ電源回路２０ｂに電力が供給され、真空ポンプ１０に電圧が印加される。【選択図】          図１
2004186101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線像を可視光像に変換するイメージ管と、このイメージ管の内部を排気する真空ポンプと、前記イメージ管及び真空ポンプに電圧を供給する電源部を備えたイメージインテンシファイアにおいて、前記電源部にバッテリと、このバッテリの充電を行う充電制御回路と、バッテリから電力を真空ポンプに供給するポンプ電源供給切替回路とを設けたことを特徴とするイメージインテンシファイア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透視撮影台にＸ線像検出器として用いられるイメージインテンシファイアに係わり、特に、イメージ管の真空度を維持するための真空ポンプ、例えば、イオンポンプやゲッタポンプなどを備えたイメージインテンシファイアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
イメージインテンシファイアは被検体を透過したＸ線像を、一度入力面で電子に変換し、電子レンズの働きで縮小・加速して、出力面で高輝度の可視光像に変換するもので、必要によりその出力像をテレビカメラ（ＣＣＤ）で電気信号に換えられる。
【０００３】
図３は、このようなイメージインテンシファイアの構造を示している。イメージインテンシファイア（以下、Ｉ．Ｉ．という）１５は、管容器１４とＩ．Ｉ．管１５ａ（請求項１記載のイメージ管は、ここで説明するＩ．Ｉ．管と同じもので、以下、イメージ管のことをＩ．Ｉ．管という）とＩ．Ｉ．電源部９とから構成され、管容器１４にＩ．Ｉ．管１５ａが収納され、Ｉ．Ｉ．電源部９が管容器１４に装備されている。管容器１４は漏洩Ｘ線防護用鉛及び外部磁気シールドを含む容器で構成され、Ｉ．Ｉ．管１５ａは、Ｘ線の入射する面に透過率の高いアルミニュウム、またはチタンの入力窓をもつ真空容器からなり、その内部に電極として入力面４（入力蛍光面４ａ及び光電面４ｂ）と、複数の集束電極５と、陽極６と出力蛍光面７とで電子レンズ系１３を形成し、内部の真空度を維持するための真空ポンプ１０が設けられている。
【０００４】
Ｉ．Ｉ．電源部９は、図４に示すように、Ｉ．Ｉ．管１５ａの各電極（光電面４ｂ、集束電極５、陽極６）に電圧を供給するための電極電圧供給回路９ａと、真空ポンプ１０に電圧を供給するための真空ポンプ電源回路９ｂと、その両回路を制御する電源コントロール回路９ｃから構成される。そして、各電極には入力面４に０Ｖ、集束電極５に数１００Ｖ〜数ｋＶ、陽極６（出力蛍光面７）に２５〜３０ｋＶが印加される。また、Ｉ．Ｉ．管１５ａの内部の真空度を維持又は向上させるために、必要により、電源コントロール回路９ｃからの信号によって、真空ポンプ電源回路９ｂから、図３に示す真空ポンプ１０の陽極部１０ｂと陰極部１０ａに電圧が供給される。
【０００５】
そして、透視または撮影時に、Ｘ線管１からのＸ線ビームがコリメータ２で照射野を制限され、被検体３に一様なＸ線が照射されると、被検体３内の組織のＸ線吸収係数の違い、臓器の厚さの違いなどにより、透過したＸ線に濃淡ができ、被検体３の透過Ｘ線像が得られる。このＸ線像は、Ｉ．Ｉ．管１５ａの入力面４の入力蛍光面４ａに入る。ここで一度光に変換され、さらに光電面４ｂで電子に変換されて真空中に放出される。電子レンズ系１３は、入力面４、集束電極５、陽極６及び出力蛍光面７によって構成され、入力面４の光電面４ｂから放出した電子ビームを縮小・加速して出力蛍光面７に高速で衝突させる。
【０００６】
ここで電子は再び光に変換されるが、一般的に、出力蛍光面７上で入力面４サイズの約１／１０、面積では１／１００に縮小される。これにより電子密度は入力面４の光電面４ｂから放出されたときの１００倍となり、輝度も１００倍になる。そして、陽極６には２５〜３０ｋＶの高電圧が印加されており、光電面４ｂから出た電子は光速の約１／３に加速される。この高速電子を出力蛍光面７に衝突させることによって数百倍の輝度増倍が起こり、縮小による輝度増倍とあわせて数万倍の輝度増倍が得られる。
この可視像をタンデムレンズ系を使い、ＴＶカメラ８により効率よくリアルタイムの動画像として捉えることができる。更に、Ｉ．Ｉ．管１５ａとして固定視野形と可変視野形があり、可変視野形ではＸ線制御卓１２で視野選択ボタンを選択することで視野信号をＩ．Ｉ．電源部９に送り、例えば３１ｃｍ／２３ｃｍ／１５ｃｍのように視野を切り替えることができる。
【０００７】
また、上記のＩ．Ｉ．管１５ａの真空ポンプ１０の陰極部１０ａと陽極部１０ｂ間に電圧が印加される。そのため真空容器の壁面に沿って電気的リークが発生する。これを少なくしたＩ．Ｉ．管１５ａがある。
Ｉ．Ｉ．管１５ａの光電面４ｂはアルカリ金属分子膜で形成され、形成時に各電極や真空容器内にもアルカリ金属分子膜が付着する。そのため高電圧が印加された電極間に放電が発生しやすくなる。通常、真空ポンプ１０にイオンポンプを採用すれば、その電極間に５００Ｖ〜数ｋＶの電圧が印加される。イオンポンプの近傍にアルカリ金属分子が付着すると、放電が発生して動作が不安定になる。この対策のために真空中のイオンポンプの入力側に熱を発生する加熱体を設け、アルカリ金属分子などを付着しないようにしたものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−２３３０５２号公報  （第４頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のイメージインテンシファイアは以上のように構成されているが、Ｘ線制御卓１２からＩ．Ｉ．電源部９に電源入力がないと、真空ポンプ電源回路９ｂから真空ポンプ１０に電圧を供給して、真空ポンプ１０を動作させることができない。Ｉ．Ｉ．管１５ａ内部では経時的に炭化水素などのガス放出があり、光電面４ｂがその残留ガスと化学反応することにより劣化し、光電面４ｂの光電変換効率が低下するという問題がある。また、真空度の劣化によって光電子が残留ガス分子に衝突し、イオン化し、そのイオンが陰極の光電面４ｂに入力され、光電子が大量に飛び出し、出力蛍光面７の出力像の中央にイオンスポットと呼ばれる白い点を発生し、コントラストを低下させるという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、Ｘ線制御卓からＩ．Ｉ．電源部に電源入力が遮断されても、Ｉ．Ｉ．管に設けられた真空ポンプに電圧を供給することができるイメージインテンシファイアを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のイメージインテンシファイアは、Ｘ線像を可視光像に変換するイメージ管と、このイメージ管の内部を排気する真空ポンプと、前記イメージ管及び真空ポンプに電圧を供給する電源部を備えたイメージインテンシファイアにおいて、前記電源部にバッテリと、このバッテリの充電を行う充電制御回路と、バッテリから電力を真空ポンプに供給するポンプ電源供給切替回路とを設けたものである。
【００１２】
本発明のイメージインテンシファイアは上記のように構成されており、Ｉ．Ｉ．管の各電極および真空ポンプにＩ．Ｉ．電源部から電圧が供給される。Ｉ．Ｉ．電源部の充電制御回路からバッテリの充電が行われる。そして、電源入力が遮断されたときは、その信号がポンプ電源供給切替回路に送られ、バッテリからポンプ電源供給切替回路を介して真空ポンプに電圧が印加される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のイメージインテンシファイアの一実施例を、図１、図２を参照しながら説明する。図１は本発明のイメージインテンシファイアのＩ．Ｉ．電源部２０（請求項１記載の電源部は、ここで説明するＩ．Ｉ．電源部と同じもので、以下、電源部のことをＩ．Ｉ．電源部という）のブロック回路を示す図である。図２は本発明のイメージインテンシファイアの構成を示す図である。
本イメージインテンシファイアは、Ｉ．Ｉ．管１５ａ（請求項１記載のイメージ管は、ここで説明するＩ．Ｉ．管と同じもので、以下、イメージ管のことをＩ．Ｉ．管という）の外側に漏洩Ｘ線防護用鉛及び外部磁気シールドを含むケースからなる管容器１４と、その内部に収納され、Ｘ線の入射する面に透過率の高いアルミニュウム、またはチタンの入力窓を有し、真空ポンプ１０を備えた真空容器の内部に、入力面４と集束電極５と陽極６と出力蛍光面７とからなる電子レンズ系１３を構成したＩ．Ｉ．管１５ａ（イメージ管）と、その電子レンズ系１３の内部電極、および、真空ポンプ１０に電圧を供給するＩ．Ｉ．電源部２０とから構成される。
【００１４】
本イメージインテンシファイアは、図４に示す従来のＩ．Ｉ．電源部９に比べて、図１に示すＩ．Ｉ．電源部２０の内部には、バッテリ２０ｆとそれを充電するための充電制御回路２０ｅとポンプ電源供給切替回路２０ｄが増設されており、Ｘ線制御卓１２からＩ．Ｉ．電源部２０への電圧供給が遮断されても、Ｉ．Ｉ．電源部２０の内部に設けられた充放電可能なバッテリ２０ｆからＩ．Ｉ．管１５ａの真空ポンプ１０に電圧が印加される。
【００１５】
次に、本イメージインテンシファイアを構成している各部について説明する。管容器１４は、Ｘ線管１から放射されたＸ線が被検体３を透過しＩ．Ｉ．管１５ａの入力面４に入力され、散乱線Ｘ線を含めて容器から外側にＸ線が漏れないように、漏洩Ｘ線防護用鉛が容器の内側に貼られ、さらに、外部の磁界、例えば地磁気などの影響を少なくするために、内側に透磁率の高い材質からなる金属の外部磁気シールドが貼られ、Ｉ．Ｉ．管１５ａを収納した容器である。
【００１６】
Ｉ．Ｉ．管１５ａ（請求項１記載のイメージ管）は、Ｘ線の入射する面に透過率の高いアルミニュウム、またはチタンの入力窓を有し、内部に入力面４、集束電極５、陽極６及び出力蛍光面７からなる電極を備え電子レンズ系１３を形成し、内部が高真空に維持できるように真空ポンプ１０が設けられたガラス製の真空容器である。入力面４はＸ線像を光に変換するシンチレータの入力蛍光面４ａと、発光した光によって電子を放出する光電面４ｂとから構成され、被検体３を透過したＸ線像が入力面４で電子像に変換され、放出された電子ビームは集束電極５、陽極６によって集束、加速され、出力蛍光面７に衝突し、縮小された高輝度の可視光像になる。この可視光像をタンデムレンズ系を使い、ＴＶカメラ８により効率よく、リアルタイムの動画像として画像モニタに表示させる。
【００１７】
そして、Ｉ．Ｉ．管１５ａに真空ポンプ１０が設けられ、Ｉ．Ｉ．電源部２０の真空ポンプ電源回路２０ｂから真空ポンプ１０の陰極部１０ａと陽極部１０ｂに電圧が供給され、内部で経時的に発生する炭化水素などのガスを吸着し、内部を高真空に維持する。
【００１８】
真空ポンプ１０は、ゲッタイオンポンプが用いられ、ゲッタイオンポンプは、陽極部１０ｂとチタンなどのゲッタ材料でできた陰極部１０ａの２つの電極部を備え、陽極電圧は陰極電圧より高く設定される。そして、陽極部１０ｂと陰極部１０ａ間には、Ｉ．Ｉ．管１５ａの真空容器に埋め込まれた端子を通して、５００Ｖ〜１０数ｋＶ程度の電圧が印加される。チタンのスパッタリングにより得られる薄膜のゲッタ作用により内部で経時的に発生した炭化水素などの残留ガスを吸着する。そして、１０−４Ｐａ以上の高真空度を維持する。それによって、光電面４ｂが残留ガスと化学反応して劣化することがなくなり、光電面４ｂの光電変換効率が安定する。また、出力蛍光面７の出力像の中央に、残留ガスのイオンによる白色のイオンスポットを発生させることがない。
【００１９】
Ｉ．Ｉ．電源部２０（請求項１記載の電源部）は、電子レンズ系１３の内部電極、および、真空ポンプ１０に電圧を供給するもので、電源コントロール回路２０ｃと各電極に電圧を供給する電極電圧供給回路２０ａと電源遮断時の電源切替用のポンプ電源供給切替回路２０ｄと充電制御回路２０ｅとバッテリ２０ｆと真空ポンプ１０に電圧を供給する真空ポンプ電源回路２０ｂとから構成される。
【００２０】
そして、Ｘ線制御卓１２からＩ．Ｉ．電源部２０に電源ケーブルと視野切替用の信号ケーブルが接続されており、診断時にＸ線透視撮影装置を使用するときは、Ｉ．Ｉ．電源部２０に、常時、電源入力と視野切替用の信号が供給され、電源コントロール回路２０ｃに入力される。電源コントロール回路２０ｃから電極電圧供給回路２０ａに指定の視野に対応する信号が入力され、電極電圧供給回路２０ａからＩ．Ｉ．管１５ａの各電極（光電面４ｂ、集束電極５、陽極６）に電圧が供給される。同時に充電制御回路２０ｅによってバッテリ２０ｆが充電される。そして、電源コントロール回路２０ｃはポンプ電源供給切替回路２０ｄを介して真空ポンプ電源回路２０ｂから真空ポンプ１０に電圧が印加される。また、Ｘ線制御卓１２で視野選択ボタンを選択することで視野信号をＩ．Ｉ．電源部２０に送り、例えば３１ｃｍ／２３ｃｍ／１５ｃｍのように視野を切り替えることができる。
【００２１】
そして、Ｘ線制御卓１２からの電源入力が遮断されると、電源コントロール回路２０ｃからの電圧が遮断され、ポンプ電源供給切替回路２０ｄの回路が切り替わり、バッテリ２０ｆからの電圧が、ポンプ電源供給切替回路２０ｄを介して、真空ポンプ１０の陰極部１０ａと陽極部１０ｂに印加される。この回路切替によって常時真空ポンプ１０を動作させることができる。
【００２２】
次に、本イメージインテンシファイアを用いたＸ線透視撮影時の動作について説明する。Ｘ線制御卓１２の電源を入れると、Ｘ線制御卓１２からＩ．Ｉ．電源部２０に電源入力と視野切替用の信号が供給される。電源コントロール回路２０ｃを介して電極電圧供給回路２０ａに指定の視野に対応する信号が入力され、Ｉ．Ｉ．管１５ａの各電極に電圧が供給され、真空ポンプ電源回路２０ｂから真空ポンプ１０に電圧が印加される。同時に充電制御回路２０ｅによってバッテリ２０ｆが充電される。
【００２３】
そして、透視または撮影のために、Ｘ線管１からのＸ線ビームがコリメータ２で照射野を制限され、被検体３に一様なＸ線が照射され、イメージインテンシファイア１５とＴＶカメラ８の映像系でＸ線透視画像の信号が画像処理装置に送られ、処理構成されて画像モニタに表示される。そして必要により記録される。この状態では、真空ポンプ１０はＸ線制御卓１２からの電源入力で真空ポンプ電源回路２０ｂから真空ポンプ１０に電圧が供給される。
【００２４】
次に、透視撮影が完了し、Ｘ線制御卓１２からの電源入力が遮断されると、ポンプ電源供給切替回路２０ｄの回路が切り替わり、バッテリ２０ｆからの電圧が、ポンプ電源供給切替回路２０ｄを介して、真空ポンプ１０に印加される。
このように装置使用時にバッテリ２０ｆの充電を行い、装置の電源遮断後から次回使用時までは、バッテリ１０ｆから真空ポンプ１０を動作させることができる。
【００２５】
上記の実施例では真空ポンプ１０にゲッタイオンポンプを用いて説明したが、ゲッタ作用（化学的に活性な固体表面の吸着作用）を利用する気体ため込み式のゲッタポンプを用いてもよい。この場合、ゲッタ作用を有する固体を一定温度に加熱するために、固体に埋め込まれたヒータに電流を流しゲッタ作用を促進させるものである。
また、電源コントロール回路２０ｃに切替スイッチを設け、装置を使用しているときは、真空ポンプ１０を働かせないようにして、バッテリ２０ｆの充電のみとし、Ｘ線制御卓１２からの電源入力が遮断されたときには、バッテリ２０ｆから真空ポンプ１０に電圧を印加させるようにしてもよい。なお、Ｉ．Ｉ．電源部２０の構成については、本発明の主旨を実現できる変形例を挙げることができ、図示構成、回路に限定されない。
【００２６】
【発明の効果】
本発明のイメージインテンシファイアは上記のように構成されており、Ｉ．Ｉ．管の各電極および真空ポンプに電圧を供給するＩ．Ｉ．電源部に、ポンプ電源供給切替回路と、充電制御回路と、バッテリとを設けており、Ｘ線透視撮影装置の使用時にバッテリの充電を行い、装置の電源遮断後から次回使用時までＩ．Ｉ．管の真空ポンプを動作させることができる。それによってＩ．Ｉ．管の性能低下を防止し、長寿命化が可能になる。特に、車載型のＸ線透視撮影装置など、夜間Ｘ線透視撮影装置自体に通電不可能な場合に有効である。さらに、あらかじめバッテリの充電を行っておけば、装置据付け前の保管時にも真空ポンプを動作させることができ、Ｉ．Ｉ．管の真空劣化を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のイメージインテンシファイアの一実施例を示す図である。
【図２】本発明のイメージインテンシファイアの構成を示す図である。
【図３】従来のイメージインテンシファイアの構成を示す図である。
【図４】従来のイメージインテンシファイアの動作回路を示す図である。
【符号の説明】
１  Ｘ線管
２  コリメータ
３  被検体
４  入力面
４ａ  入力蛍光面
４ｂ  光電面
５  集束電極
６  陽極
７  出力蛍光面
８  ＴＶカメラ
９、２０  Ｉ．Ｉ．電源部
９ａ  、２０ａ  電極電圧供給回路
９ｂ  、２０ｂ  真空ポンプ電源回路
９ｃ  、２０ｃ  電源コントロール回路
１０  真空ポンプ
１０ａ  陰極部
１０ｂ  陽極部
１２  Ｘ線制御卓
１３  電子レンズ系
１４  管容器
１５  イメージインテンシファイア
１５ａ  Ｉ．Ｉ．管
２０ｄ  ポンプ電源供給切替回路
２０ｅ  充電制御回路
２０ｆ  バッテリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004186101.tif 000006