(57)【要約】【課題】  熱伝導を高効率化することにより、Ｘ線管装置の温度上昇を抑制して長時間にわたる動作が可能な外科用Ｘ線ＴＶ装置を提供する。【解決手段】  Ｃアーム９に付設されている放熱用パイプ３９の両端をハウジング１９内に連通接続し、循環ポンプ４１により放熱用パイプ３９にハウジング１９内の絶縁油を循環させる。したがって、固定陽極型Ｘ線管２１の冷却フィン３３からの熱が伝達された絶縁油の熱を、Ｘ線管装置１３よりも熱容量が大なるＣアーム９に対して効率的に伝達させることができる。その結果、ハウジング１９からＣアーム９への熱伝導を高効率化できるので、Ｘ線管装置１３の温度上昇を抑制することができ、長時間にわたる動作を行わせることができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁油が充填されたハウジング内に固定陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置と、撮像手段とを対向支持するアームを備えている外科用Ｘ線ＴＶ装置において、前記ハウジング内に両端が連通接続され、前記ハウジング内の絶縁油が流通可能であって、前記アームに付設された放熱用パイプと、前記ハウジング内の絶縁油を前記放熱用パイプに循環させる循環ポンプとを備えていることを特徴とする外科用Ｘ線ＴＶ装置。
【請求項２】
絶縁油が充填されたハウジング内に固定陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置と、撮像手段とを対向支持するアームを備えている外科用Ｘ線ＴＶ装置において、吸熱面を前記ハウジング側に向けて取り付けられたペルチェ素子と、前記ペルチェ素子の放熱面に取り付けられたラジエータと、前記ラジエータに取り付けられ、冷媒を循環可能で前記アームに付設された放熱用パイプと、前記放熱用パイプ内の冷媒を循環させる循環ポンプとを備えていることを特徴とする外科用Ｘ線ＴＶ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の外科用Ｘ線ＴＶ装置において、前記放熱用パイプは、前記アームにアルミ箔テープで貼り付けてあることを特徴とする外科用Ｘ線ＴＶ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の外科用Ｘ線ＴＶ装置において、前記アームには、前記放熱用パイプの外形に応じた凹部が形成されていることを特徴とする外科用Ｘ線ＴＶ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、イメージインテンシファイアやＸ線フラットパネル検出器等の撮像手段とＸ線管装置とを対向支持し、手術時に透視撮影を行うための外科用Ｘ線ＴＶ装置装置に係り、特に、固定陽極型Ｘ線管をハウジングに内蔵したＸ線管装置の放熱技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線管装置は、回転陽極型と固定陽極型とに大別される。回転陽極型は、瞬時的な大負荷に耐えられるので、主としてＸ線撮影を伴う装置に広く利用されている。一方、固定陽極型は、瞬時的負荷が比較的小さいが、比較的長時間にわたって使用されている。この固定陽極型は、例えば、手術中に透視撮影を行うための外科用Ｘ線ＴＶ装置において利用されている。
【０００３】
固定陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置であって、外科用としてコンパクト化されたモノタンク式と呼ばれるものは、例えば、次のような構成を採る（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この装置では、高真空状態にされたガラスバルブ内に対向配備された陰極（フィラメント）及び固定陽極（ターゲット）とを備えた固定陽極型Ｘ線管と、高電圧を印加するための高圧トランスと、フィラメント給電用のフィラメント用トランス等が、絶縁油が充填された一つのハウジング内に収容されて構成されている。
【０００５】
陰極（フィラメント）で発生した熱電子は、高電圧によって加速されて固定陽極に衝突してＸ線を発生する。このとき、固定陽極型Ｘ線管に供給されたエネルギの９９％以上は熱に変わる。この熱を外部に放出するために、ガラスバルブの外へ導出された固定陽極の一端側に冷却フィンが取り付けられている。固定陽極で発生した熱は、この冷却フィンを介して絶縁油に伝達され、さらに絶縁油の対流によりハウジングに伝達される。ハウジング内に伝達された熱は、ハウジングから外気に放出されたり、ハウジングを連結支持しているアームに伝達されたりして放出されるようになっている。
【０００６】
上記のように、冷却ファンなどを用いずに自然放熱としているのは、外科用のＸ線ＴＶ装置は手術中に使用されるからである。つまり、冷却ファンによる冷却を行うと、塵埃が巻きあげられるので、清浄な環境を必要とする外科手術室内には不適切だからである。
【０００７】
なお、ファンを用いずにハウジングの外側に、表面積を大きくするための空冷フィンを取り付けることも考えられるが、これも外科用の場合には、術後の血等のふき取り等を行うメンテナンスが煩雑となることから現実的ではない。
【特許文献１】特開平５−２４２９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置では、透視対象部位の大きさ等に応じて、透視像の画質を上げるために、Ｘ線強度を高めることがある（Ｘ線管装置の負荷を高める）。従来のＸ線管装置は、絶縁油の対流及びハウジング並びにアームを介した自然放熱を行っている関係上、大負荷時に発生した熱を迅速に放出することができないという問題点がある。
【０００９】
ところで、従来のＸ線管装置は、絶縁油の温度が上がり過ぎると、絶縁油が膨張してハウジング内圧が過度に高まって危険である。
【００１０】
そこで、ハウジング内にはサーマルスイッチが設けられており、絶縁油の温度が所定値（例えば、６０，７０℃）にまで達した場合には、Ｘ線管装置の動作を停止させる安全機構が備えられている。その関係上、ハウジング内の絶縁油の温度が急上昇した場合には、上記の安全機構が作動してＸ線が停止してしまい、長時間にわたる動作ができなくなって診断・手術等に支障をきたすことがある。
【００１１】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ハウジングからアームへの熱伝導を高効率化することにより、Ｘ線管装置の温度上昇を抑制して長時間にわたる動作が可能な外科用Ｘ線ＴＶ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】
【００１２】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の発明は、請求項１に記載の発明は、絶縁油が充填されたハウジング内に固定陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置と、撮像手段とを対向支持するアームを備えている外科用Ｘ線ＴＶ装置において、前記ハウジング内に両端が連通接続され、前記ハウジング内の絶縁油が流通可能であって、前記アームに付設された放熱用パイプと、前記ハウジング内の絶縁油を前記放熱用パイプに循環させる循環ポンプと、を備えていることを特徴とするものである。
【００１３】
［作用・効果］放熱用パイプの両端をハウジング内に連通接続し、循環ポンプにより放熱用パイプにハウジング内の絶縁油を循環させる。この放熱用パイプは、アームに付設されているので、固定陽極型Ｘ線管からの熱が伝達された絶縁油の熱を、Ｘ線管装置よりも熱容量が大なるアームに対して効率的に伝達することができる。したがって、ハウジングからアームへの熱伝導を高効率化することができるので、Ｘ線管装置の温度上昇を抑制することができ、長時間にわたる動作を行わせることができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、絶縁油が充填されたハウジング内に固定陽極型Ｘ線管を備えたＸ線管装置と、撮像手段とを対向支持するアームを備えている外科用Ｘ線ＴＶ装置において、吸熱面を前記ハウジング側に向けて取り付けられたペルチェ素子と、前記ペルチェ素子の放熱面に取り付けられたラジエータと、前記ラジエータに取り付けられ、冷媒を循環可能で前記アームに付設された放熱用パイプと、前記放熱用パイプ内の冷媒を循環させる循環ポンプとを備えていることを特徴とするものである。
【００１５】
［作用・効果］ハウジング内の絶縁油の熱は、ペルチェ素子の吸熱面で吸熱され、その放熱面に取り付けられたラジエータに伝達される。ラジエータに伝達された熱は、放熱用パイプを介して冷媒に伝達され、最終的に循環ポンプにより、熱容量が大なるアームにまで伝達される。したがって、ハウジングからアームへの熱伝導を高効率化することができるので、Ｘ線管装置の温度上昇を抑制することができ、長時間にわたる動作を行わせることができる。
【００１６】
また、放熱用パイプは、前記アームにアルミ箔テープで貼り付けてあることが好ましい（請求項３）。
【００１７】
（作用・効果）Ｘ線管装置は、Ｘ線管の交換等のメンテナンス時にアームから取り外されることがある。その際には、アルミ箔テープを剥がすことで放熱用パイプをアームから容易に取り外すことができ、メンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００１８】
なお、アルミ箔テープは、熱伝導率が高く、しかも接着力が十分に得られる、例えば、冷蔵庫の熱交換用放熱パイプを冷蔵庫本体に貼り付けるために用いられるものが利用可能である。ここでいうアルミ箔テープとは、アルミニュウム製のテープ材の一方面に粘着性の材料を被着したものである。
【００１９】
また、アームには、前記放熱用パイプの外形に応じた凹部が形成されていることが好ましい（請求項４）。
【００２０】
（作用・効果）凹部によって放熱用パイプがハウジングに密着し、接触面積が増えるので、熱を効率的に伝達させることができる。
【００２１】
なお、アームに凹部を設ける代わりに、放熱用パイプの断面形状を偏平状としたり、矩形状としたりしてアームとの密着度を高めるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、アームに付設されている放熱用パイプの両端をハウジング内に連通接続し、循環ポンプにより放熱用パイプにハウジング内の絶縁油を循環させるので、固定陽極型Ｘ線管からの熱が伝達された絶縁油の熱を、Ｘ線管装置よりも熱容量が大なるアームに対して効率的に伝達できる。したがって、ハウジングからアームへの熱伝導を高効率化できるので、Ｘ線管装置の温度上昇を抑制することができ、長時間にわたる動作を行わせることができる。
【実施例１】
【００２３】
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
図１から図３はこの発明の一実施例に係り、図１は実施例１に係る外科用Ｘ線ＴＶ装置の概略構成を示す斜視図であり、図２はＸ線管装置の縦断面図であり、図３は放熱用パイプの取り付け態様を示す図である。
【００２４】
実施例１に係る外科用Ｘ線ＴＶ装置１は、被検体が載置されるベッド３とベースユニット５とを備えている。ベッド３は、床面に固定あるいは半固定で設置されている。ベースユニット５は、ベッド３の側方に配置され、電源装置や制御ユニット等を内蔵し、床面を移動可能に構成されている。
【００２５】
ベースユニット５は、鉛直軸周りの回転軸を有する支柱７を上部に備えている。この支柱７の上部には、先端部側でＣアーム９を保持する支持アーム１１の基端部側が取り付けられている。支持アーム１１は、その先端部で、図中に二点鎖線で示す方向にＣアーム９を回動可能に保持する。
【００２６】
Ｃアーム９の一端側には、Ｘ線管装置１３が取り付けられ、対向位置には撮像部１５が取り付けられている。撮像部１５は、イメージインテンシファイアやＸ線フラットパネル検出器などの透過Ｘ線を可視化する機能を備えている。
【００２７】
なお、Ｘ線管装置１３の上部及びＣアーム９側の側面と、Ｃアーム９の弧の長さ半分程度は、メンテナンス性等を考慮して樹脂製のカバー１７によって覆われている（図示の関係上、一部のみを二点鎖線で示す）。
【００２８】
図２を参照する。
このＸ線管装置１３は、外科用としてコンパクト化されたモノタンク式と呼ばれているものである。ハウジング１９には絶縁油が充填されているとともに、固定陽極型Ｘ線管２１と、高圧トランス２３と、フィラメント用トランス２５とが内蔵されている。
【００２９】
固定陽極型Ｘ線管２１は、内部が高真空にされたガラスバルブ２７に、フィラメント用トランス２５からの高電圧が印加される陰極（フィラメント）２９と、高圧トランス２３に接続された固定陽極（ターゲット）３１を備えている。固定陽極３１は、その後端部からガラスバルブ２７の外部に導出された冷却フィン３３を備えている。
【００３０】
高圧トランス２３及びフィラメント用トランス２５が撮影者の所望する管電圧・管電流に応じて作動すると、陰極２９で発生した熱電子は、高電圧によって加速されて図中に点線で示すように、固定陽極３１の先端傾斜面に衝突して、図中に二点鎖線で示す方向にＸ線を発生する。発生したＸ線は、ハウジング１９の上面に立設された放射部２０を介して撮像部１５側に照射される。このときＸ線管装置１３に対して供給されたエネルギは、その９９％以上が熱に変化する。この熱は、冷却フィン３３から放出され、絶縁油の対流によってハウジング１９に伝達されたり、ハウジング１９に連結されたＣアーム９に伝達されたりしてその周囲に放出される。
【００３１】
ハウジング１９のＣアーム９側にあたる一側面には、手前側に吸引孔３５が形成され、（図示の関係上見えないが）その奥側には、吸引孔３５から離間して戻り孔３７が形成されている。吸引口３５と戻り孔３７には、放熱用パイプ３９の両端部が連通接続されている。この放熱用パイプ３９は、熱伝導率が高い材料が好ましく、例えば、アルミニュウムで形成されている。
【００３２】
吸引口３５の近辺には、循環ポンプ４１が取り付けられている。この循環ポンプ４１は、吸引孔３５からハウジング１９内の絶縁油を取り込んで放熱用パイプ３９に流通させるとともに、放熱用パイプ３９を通った絶縁油を戻り孔３７からハウジング１９内に戻すように循環機能する。
【００３３】
放熱用パイプ３９は、吸引孔３５から循環ポンプ４１を通り、Ｃアーム９の一側面（図１の手前側面）に付設され、Ｃアーム９の弧の長さ半分程度の位置でＵターンするように折り返されている。さらに、Ｃアーム９の同じ面を戻るように付設され、ハウジング１９の手前でＣアーム９の上面を通って反対側の側面を経てハウジング１９の戻り孔３７に連通接続されている。
【００３４】
なお、放熱用パイプ３９をＣアーム９の弧の長さ半分程度の位置で折り返しているのは、Ｘ線管装置１３の対向位置にある撮像部１５に対して、Ｃアーム９に伝導された熱の悪影響が及ばないようにするためである。
【００３５】
また、図３に示すように、Ｃアーム９の側面には、放熱用パイプ３９の外形に応じた凹部４３が形成されている。放熱用パイプ３９は、その凹部４３にはめ込まれるようにして付設され、その上からアルミ箔テープ４５でＣアーム９に対して接着固定されている。
【００３６】
なお、上述したように、Ｃアーム９には樹脂製のカバー１７が取り付けられているので、放熱用パイプ３９やアルミ箔テープ４５は外部から見えないように、また汚れないように保護されている（図１，２参照）。
【００３７】
このようにＣアーム９に付設されている放熱用パイプ３９の両端をハウジング１９内に連通接続し、循環ポンプ４１により放熱用パイプ３９にハウジング１９内の絶縁油を循環させることにより、固定陽極型Ｘ線管２１の冷却フィン３３からの熱が伝達された絶縁油の熱を、Ｘ線管装置１３よりも熱容量が大なるＣアーム９に対して効率的に伝達させることができる。したがって、ハウジング１９からＣアーム９への熱伝導を高効率化できるので、Ｘ線管装置１３の温度上昇を抑制することができ、長時間にわたる動作を行わせることができる。
【００３８】
また、本実施例装置では、アルミ箔テープ４５で放熱用パイプ３９をＣアーム９に取り付けているので、メンテナンスの際には、カバー１７を外すとともにアルミ箔テープ４５を剥がすことで放熱用パイプ３９をＣアーム９から容易に取り外すことができ、作業を容易に行うことができる。
【００３９】
なお、ハウジング１９から放熱用パイプ３９を取り外しやすくするために、吸引口３５及び戻り孔３７と放熱用パイプ３９との接続部に着脱自在の連結具（ジョイント）を介在させて取り付けることが好ましい。
【００４０】
放熱用パイプ３９は、上述した実施例のようにアルミ箔テープ４５で貼り付けて取り付けてもよいが、以下のような態様で取り付けてもよい。
【００４１】
図４を参照する。
なお、図４は、放熱用パイプの他の取付態様を示す図である。
【００４２】
この例は、放熱用パイプ３９の側面及びＣアーム９面に接着剤Ｐを塗りつけて固定している。接着剤Ｐとしては、熱伝導性に優れ、かつ固着時における強度を有するものが好ましく、例えば、半田が挙げられる。接着剤Ｐは、図４に示すように放熱用パイプ３９の円弧状の外周面とＣアーム９の表面を覆うので、それらの接触面積を増大させて熱伝導性を高めることができる。
【００４３】
また、放熱用パイプ３９は、断面形状が上記のように円形である必要はなく、次のような形状であってもよい。
【００４４】
ここで、図５を参照する。
なお、図５は、放熱用パイプの断面形状を示す図である。
【００４５】
この放熱用パイプ３９Ａは、流路断面形状が楕円形状を呈する。また、Ｃアーム９面には、放熱用パイプ３９Ａの外形に合わせた凹部４３Ａが形成してある。放熱用パイプ３９Ａは、その長軸側をＣアーム９面に沿わせてある。したがって、接触面積が大きくなり、より効率的に放熱させることができる。
【実施例２】
【００４６】
次に、図６及び図７を参照してこの発明の実施例２を説明する。
図６は、実施例２に係る外科用Ｘ線ＴＶ装置の要部を示す側面図であり、図７は、その平面図である。なお、実施例１と同様の構成については、同符号を付すことで詳細な説明については省略する。
【００４７】
ハウジング１９の側面上部には、ペルチェ素子５１が二つ並設されている。その吸熱面は、ハウジング１９側に向けられ、放熱面にラジエータ５３が付設されている。ペルチェ素子５１がハウジング１９の側面のうち上部に設けられているのは、固定陽極型Ｘ線管２１がその付近に配置されている関係上（図２参照）、ハウジング１９のうち最も発熱する部分であるので冷却を要する部分だからである。また、ペルチェ素子５１としては、例えば、コンピュータのＣＰＵを冷却するために使用される汎用品（４×４ｃｍ程度）が入手し易くコスト的にも有利であるので好ましい。なお、当然のことながら、ペルチェ素子には、作動に必要な図示しない直流電源が接続されている。
【００４８】
ラジエータ５３は、二つのペルチェ素子５１を覆う程度の大きさを有し、熱容量が大なる材料で構成されている。その内部には側面から見て「Ｕ」の字状を呈する空洞部が設けられており、ここに放熱用パイプ３９が挿通されている。放熱用パイプ３９は、冷媒が循環可能であって、ハウジング１９の側面に取り付けられた循環ポンプ４１によって冷媒が流通されるようになっている。放熱用パイプ３９は、実施例１と同様に、一部がＣアーム９の中央部付近にまで付設されている。
【００４９】
このように構成することにより、ハウジング１９内の絶縁油の熱は、ペルチェ素子の吸熱面で吸熱され、その放熱面に取り付けられたラジエータ５３に伝達される。ラジエータ５３に伝達された熱は、放熱用パイプ３９を介して冷媒に伝達され、最終的に循環ポンプ４１により、熱容量が大なるＣアーム９にまで伝達される。つまり、固定陽極型Ｘ線管２１の冷却フィン３３からの熱が伝達された絶縁油の熱を、Ｘ線管装置１３よりも熱容量が大なるＣアーム９に対して効率的に伝達させることができる。したがって、ハウジング１９からＣアーム９への熱伝導を高効率化することができるので、Ｘ線管装置１３の温度上昇を抑制することができ、長時間にわたる動作を行わせることができる。
【００５０】
なお、この発明は上述した各実施例の構成に限定されるものではなく、以下のように変形実施が可能である。
【００５１】
（１）図１のように放熱用パイプ３９をＣアーム９の手前側面だけに付設するのではなく、奥側側面にも付設するようにしてもよい。
【００５２】
（２）放熱用パイプ３９は、Ｕターンするように折り返すまでほぼ円弧状でＣアーム９に沿わせているが、小さくジグザグ状に、大きく円弧状で沿わせるようにしてもよい。
【００５３】
（３）上記の各実施例に係る外科用Ｘ線ＴＶ装置１は、Ｘ線管装置１３と撮像部１５とをＣアーム９で対向支持した形態を採用しているが、この発明はＣアーム９で支持する装置に限定されるものではなく、例えば、Ｕの字状を呈するアームなどの種々のアームを備える外科用Ｘ線ＴＶ装置１に適用することができる。
【００５４】
（４）ペルチェ素子５１を二つ並設するのではなく、大型の素子を一つだけ設けてもよい。また、ペルチェ素子５１をハウジング１９の側面ではなく、その上面に設けてもよい。また、放熱パイプとしてヒートパイプを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施例１に係る外科用Ｘ線ＴＶ装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】Ｘ線管装置の縦断面図である。
【図３】放熱用パイプの取付態様を示す図である。
【図４】放熱用パイプの他の取付態様を示す図である。
【図５】放熱用パイプの断面形状を示す図である。
【図６】実施例２に係る外科用Ｘ線ＴＶ装置の要部を示す側面図である。
【図７】図６の平面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  …  外科用Ｘ線ＴＶ装置
３  …  ベッド
９  …  Ｃアーム
１３  …  Ｘ線管装置
１５  …  撮像部
１７  …  カバー
１９  …  ハウジング
２１  …  固定陽極型Ｘ線管
２３  …  高圧トランス
２５  …  フィラメント用トランス
２７  …  ガラスバルブ
２９  …  陰極
３１  …  固定陽極
３５  …  吸引孔
３７  …  戻り孔
３９  …  放熱用パイプ
４１  …  循環ポンプ
４３  …  凹部
４５  …  アルミ箔テープ
５１  …  ペルチェ素子
５３  …  ラジエータ
【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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