(57)【要約】【課題】放射線発生源の位置調整の作業効率を向上させる。【解決手段】被検体に放射線を照射する放射線発生部と、放射線発生部を支持するアーム部と、アーム部を支持する支柱とを備える放射線発生用装置であって、アーム部は、回動可能な複数の可動関節と、複数の可動関節の回動と連動する連動部と、アーム部の回動を制止するストッパ部とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に放射線を照射する放射線発生部と、前記放射線発生部を支持するアーム部と、前記アーム部を支持する支柱とを備える放射線発生用装置であって、
前記アーム部は、回動可能な複数の可動関節と、前記複数の可動関節の回動と連動する連動部と、前記アーム部の回動を制止するストッパ部とを備えることを特徴とする放射線発生用装置。
【請求項２】
前記ストッパ部は、前記アーム部の１つの面に設置されてい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】
前記ストッパ部は、前記アーム部の可動部と噛み合うことにより前記アーム部の回動を制止することを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線発生用装置。
【請求項４】
前記ストッパ部は、前記アーム部の回動を制止するとともに、前記放射線発生部の位置を固定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射線発生用装置。
【請求項５】
前記アーム部は、第１のアームと第２のアームとを備え、
前記第１のアームは、第１の可動関節を介して前記放射線発生部と接続されており、
前記第２のアームは、第２の可動関節を介して前記第１のアームと接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の放射線発生用装置。
【請求項６】
前記第１の可動関節は、第１の関節軸と第１の歯車とを備え、
前記第２の可動関節は、第２の関節軸と第２の歯車とを備え、
前記連動部は、前記第１の歯車及び前記第２の歯車と噛み合って、前記第１の可動関節及び前記第２の可動関節の回動と連動する第３の歯車であることを特徴とする請求項５に記載の放射線発生用装置。
【請求項７】
前記第１のアームは、前記第１の可動関節及び前記第２の可動関節を備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の放射線発生用装置。
【請求項８】
前記第１の可動関節が備える第１の歯車は凸部を備え、
前記ストッパ部は、凹部と回転軸とを備え、前記回転軸を軸に回動可能であり、
前記ストッパ部は、前記回転軸を軸にした回動によって前記第１の歯車の前記凸部と前記ストッパ部の前記凹部とが噛み合わされたことに応じて、前記アーム部の回動を制止することを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の放射線発生用装置。
【請求項９】
前記放射線発生部と前記第１の関節軸とを連結する連結部を更に備え、
前記連結部は凸部を備え、
前記ストッパ部は、第２の凹部を更に備え、前記回転軸を軸に回動可能であり、
前記ストッパ部は、前記回転軸を軸にした回動によって前記連結部の前記凸部と前記ストッパ部の前記第２の凹部とが噛み合わされたことに応じて、前記放射線発生部の位置を固定することを特徴とする請求項８に記載の放射線発生用装置。
【請求項１０】
前記第１の可動関節が備える第１の歯車は凹部を備え、
前記ストッパ部は、凸部と回転軸とを備え、前記回転軸を軸に回動可能であり、
前記ストッパ部は、前記回転軸を軸にした回動によって前記第１の歯車の前記凹部と前記ストッパ部の凸部とが噛み合わされたことに応じて、前記アーム部の回動を制止することを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の放射線発生用装置。
【請求項１１】
前記放射線発生部と前記第１の関節軸とを連結する連結部を更に備え、
前記連結部は凹部を備え、
前記ストッパ部は、第２の凸部を更に備え、前記回転軸を軸に回動可能であり、
前記ストッパ部は、前記回転軸を軸にした回動によって前記連結部の前記凹部と前記ストッパ部の前記第２の凸部とが噛み合わされたことに応じて、前記放射線発生部の位置を固定することを特徴とする請求項１０に記載の放射線発生用装置。
【請求項１２】
前記ストッパ部は、前記第１の可動関節が備える第１の関節軸の近傍に設けられていることを特徴とする請求項５乃至１１の何れか１項に記の放射線発生用装置。
【請求項１３】
前記ストッパ部はロック部を更に備え、
前記支柱は、前記アーム部をロックするアームロック機構を備え、
前記アームロック機構は、前記アーム部と前記支柱とを介した可動関節の回動に伴って前記アーム部が前記支柱に沿うように折り畳まれたことに応じて、前記ストッパ部の前記ロック部をロックし、前記アーム部を折り畳み状態でロックすることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の放射線発生用装置。
【請求項１４】
被検体に放射線を照射する放射線発生部と、前記放射線発生部を支持するアーム部と、前記アーム部を支持する支柱とを備える放射線発生用装置であって、
前記アーム部は、ロック部を有するストッパ部を備え、
前記支柱は、前記アーム部をロックするアームロック機構を備え、
前記アームロック機構は、前記アーム部と前記支柱とを介した可動関節の回動に伴って前記アーム部が前記支柱に沿うように折り畳まれたことに応じて、前記ストッパ部の前記ロック部をロックし、前記アーム部を折り畳み状態でロックすることを特徴とする放射線発生用装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか１項に記載の放射線発生用装置と、
前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出器と
を備えることを特徴とする放射線撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線発生用装置及び放射線撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、医療用の放射線撮影装置として、可搬性に優れ、病院施設の外部にも持ち出せる可搬型放射線撮影装置の需要が高まっている。また、可搬型放射線撮影装置では撮影作業効率の向上と被検体への負担軽減を目的として、自由度が高く作業が簡易な位置決め機構を有することが望まれている。
【０００３】
従来の可搬型放射線撮影装置では可搬性を向上させるために軽量であることが望まれているため、放射線源を支持する支持体も簡易的な構造になっている。放射線源を支持するアーム部は、関節を有さず自由度が無いものや、もしくは入れ子式の伸縮型で、自由度が限定されているものが主である。アームには放射線発生部の位置を調整する調整機構や関節部がないか、あっても少ないため、被検体の位置や撮影部位に応じて支持体や被検体、もしくは被検体の背面に設置されている放射線検出器を動かして放射線発生部の位置を合わせる調整作業も発生する。
【０００４】
特許文献１では、可搬性を考慮して折り畳み構造とアーム伸縮構造を持つ可搬型Ｘ線撮影装置の構造が提案されている。特許文献２では、可搬型ではないものの、放射線撮影回診車においてアクチュエータを用いて放射線発生部の位置を簡易に調整できるアームが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2014-110872号公報
【特許文献２】特開2014-79275号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の構造では、入れ子式の伸縮アームに沿って放射線発生部を移動させることは容易ではあるが、それ以外の方向に放射線発生部を移動させるには、支持体本体を移動させる必要があり、作業者に負担をかける要因となる。
【０００７】
また、特許文献２に記載のようなアクチュエータを用いたアーム動作を行うためには、それぞれの関節にアクチュエータや電磁ブレーキを備え付ける必要があり、これらの動作にも電源を必要とする。しかしながら、可搬性を確保するために軽量であることを重視し、電源供給が不安定な現場に持ち出すことが多い可搬型の装置に適用することは難しい。
【０００８】
上記の課題に鑑み、本発明は、放射線発生源の位置調整の作業効率を向上させる放射線発生用装置及び放射線撮影システム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】
【０００９】
上記の目的を達成する本発明に係る放射線発生用装置は、
被検体に放射線を照射する放射線発生部と、前記放射線発生部を支持するアーム部と、前記アーム部を支持する支柱とを備える放射線発生用装置であって、
前記アーム部は、回動可能な複数の可動関節と、前記複数の可動関節の回動と連動する連動部と、前記アーム部の回動を制止するストッパ部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、放射線発生源の位置調整の作業効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る放射線発生用装置の構成図。
【図２】第１実施形態に係るアーム内部の機構の説明図。
【図３】第１実施形態に係るアーム内部の機構の説明図。
【図４】第１実施形態に係るストッパ部の説明図。
【図５】第２実施形態に係る放射線発生用装置の構成図。
【図６】第２実施形態に係る放射線発生用装置の断面図。
【図７】第２実施形態に係る放射線発生用装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、実施形態を通じて同一の構成要素には同一の参照符号を付している。
【００１３】
（第１実施形態）
図１乃至図４を参照して、本発明の第１実施形態に係る放射線発生用装置の構成を説明する。図１は、寝具上に横臥した被検体を撮影する放射線発生用装置の構成例を示す。図２及び図３は、アーム内部にある関節連動構造の機構の一例を示す。図２が図１における可搬型放射線発生用装置のアーム内部の側面図であり、図３が当該アーム内部の上面図である。図４は、第１実施形態に係るアームをロックするストッパ部の一例を示す。
【００１４】
図１において、１は放射線を発生する放射線発生部を示している。２は運搬時や撮影時に放射線発生部を保持する保持機構部であり、可搬性を確保するために折り畳み機構部を有している。保持機構部２は放射線発生部１と接続されているが、組立メンテナンス性を考慮して取り外し可能な構造としてもよい。３は保持機構部２の構成要素の支柱を示しており、保持機構部２が自立する際に鉛直方向に荷重を支持する。
【００１５】
４は保持機構部２の構成要素の一つであり、一端が放射線発生部１と接続されており、長手方向の反対側は支柱３の上部先端と接続されているアーム部である。アーム部４は、運搬・収納時には装置全体の大きさを縮小して可搬性を向上させるために、支柱３に向かって折り畳み可能である。
【００１６】
５は支柱３の下端に接続されている支持脚であり、６は撮影される被検体を示す。被検体６の直下には放射線発生部１が被検体６に放射線を照射した際に被検体を透過した放射線を検出して画像に変換する放射線検出器７が配置される。アーム部４を展開した状態で放射線発生部１と放射線検出器７との間の距離が一定となるため、アーム部４を展開した状態で放射線発生部１の直下に被検体６を配置した後には距離の調整は不要である。放射線発生用装置と放射線検出器７とを含めて放射線撮影システムを構成してもよい。
【００１７】
図１、図２及び図３に示すように、アーム部４はアーム４１（第１のアーム）とアーム４２（第２のアーム）の少なくとも２つのアームを備えている。アーム４１は可動部である可動関節８（第１の可動関節）を介して放射線発生部１に接続されており、アーム４２は可動部である可動関節９（第２の可動関節）を介してアーム４１と接続されている。アーム部４が２つ以上の関節を有することによって、放射線発生部１を撮影範囲内で自由に動かすことが可能となる。
【００１８】
しかし、それぞれのアームがそれぞれの可動関節を軸に自由に回動することが可能となった場合、放射線発生部１の位置を定めた後であっても、被検体の体動や作業者の作業中の接触によって放射線発生部１が移動してズレてしまう恐れがある。放射線発生部１の位置ズレは良好な画像を取得するための条件を維持することを妨げる要因となる。そこで、放射線発生部１の位置を固定するためのストッパ機構を設ける。
【００１９】
ここで図２及び図３は、第１実施形態に係るストッパ機構及び当該ストッパ機構に関連する関節連動構造の詳細を示している。可動関節９（第２の可動関節）は、アーム４２に固定されている関節軸９１（第２の関節軸）と、関節軸９１に固定されており且つアーム４１の内部に設置されている固定歯車９２（第２の歯車）とを備えている。アーム４１の内部には、固定歯車９２と噛み合って、その周囲を沿うように回動する回転歯車８３（第３の歯車）が備えられている。
【００２０】
また可動関節８（第１の可動関節）は、関節軸８１（第１の関節軸）と回転歯車８２（第１の歯車）とを備えており、放射線発生部１は関節軸８１を軸に回動する。回転歯車８２は回転歯車８３と噛み合って接続されており、アーム４１が可動関節９を軸に回動すると、アーム４１の回動と連動して回転歯車８３が固定歯車９２の周囲を回動し、それに伴って回転歯車８２も関節軸８１を軸に回動する。
【００２１】
このように、回転歯車８３（第３の歯車）は、第１の歯車（回転歯車８２）及び第２の歯車（固定歯車９２）と噛み合って、第１の可動関節（可動関節８）及び第２の可動関節（可動関節９）の回動と連動する連動部として機能する。
【００２２】
ストッパ部１０は、アーム部４に設置されている。具体的には、ストッパ部１０は、アーム部４の下面、この例ではアーム４１（第１のアーム）の下面に対して回転可能に設置されている。なお、下面に限定されず、任意の１つの面に設置されてもよい。アーム４１（第１のアーム）には、可動関節８における関節軸８１（第１の関節軸）の第１の歯車（回転歯車８２）が、外部に剥き出しになるように設置されている。ストッパ部１０が回動されることにより、ストッパ部１０とアーム４１の可動部とが接触して噛み合う。ストッパ部１０がアーム４１の可動部に噛み合うことにより、アーム部４の回動を制止することができる。
【００２３】
具体的には、ストッパ部１０と第１の歯車（回転歯車８２）が噛み合うことにより、第１の歯車（回転歯車８２）の回転を制止することができる。回転歯車８３（第３の歯車）は、第１の歯車（回転歯車８２）及び第２の歯車（固定歯車９２）と噛み合っているため、第１の歯車（回転歯車８２）の回転を制止すれば、アーム部４の回動を制止することができる。
【００２４】
また、ストッパ部１０が回動することにより、ストッパ部１０と放射線発生部１に連結される連結部８４が接触して、噛み合う。ストッパ部１０は、放射線発生部１に連結される連結部８４の位置を固定することができる。
【００２５】
つまり、ストッパ部１０は、アーム部４の回動を制止することができるとともに、放射線発生部１の位置を固定することができる。
【００２６】
図２に示すストッパ部１０の実線は、ストッパ部１０と第１の歯車（回転歯車８２）が噛み合って放射線発生部１の位置が固定され、アーム部４の回動が制止された形態を示している。ストッパ部１０の破線は、ストッパ部１０と第１の歯車（回転歯車８２）が噛み合っておらず、放射線発生部１の位置が固定されておらず、アーム部４が回動することが可能な形態を示している。
【００２７】
ストッパ部１０は、可動関節８が備える関節軸８１の近傍に設けられており、作業者がストッパ部１０を動作させることによって、関節軸８１を軸に回動する放射線発生部１の挙動を制止する構造を有する。具体的には、放射線発生部１と関節軸８１とを連結する連結部８４には、図４（ａ）に示すように凸部１０１が備えられており、ストッパ部１０には凹部１０２が備えられている。ストッパ部１０は回転軸１０３を軸に回動する構造を有しており、作業者がストッパ部１０を回動させて連結部８４の凸部１０１とストッパ部１０の凹部１０２とを噛み合わせることによって、放射線発生部１の挙動を制止することが可能となる。すなわち、ストッパ部１０によって、放射線発生部１の位置を固定することができる。
【００２８】
もしくは、図４（ｂ）に示すように連結部８４に凹部１０４を、ストッパ部１０に凸部１０５をそれぞれ設けてもよい。ストッパ部１０の回動によって凸部１０５が凹部１０４に嵌ることによって放射線発生部１の挙動を制止することが可能となる。また、ストッパ部１０は、放射線発生部１の挙動を制止すると同時に、回転歯車８２の回動を制止することも可能な構造となっている。ストッパ部１０が回転歯車８２を制止する構造は、放射線発生部１の挙動を制止する構造と同様に、図４（ａ）に示すような凹部１５０と凸部１５１との噛み合わせや、凹部１５２と凸部１５３との嵌め合い構造であってもよい。
【００２９】
すなわち、図４（ａ）に示される放射線発生用装置では、第１の可動関節（可動関節８）が備える第１の歯車（回転歯車８２）は凸部１５１を備えており、ストッパ部１０は、凹部１５０と回転軸１０３とを備え、回転軸１０３を軸に回動可能であり、ストッパ部１０は、回転軸１０３を軸にした回動によって第１の歯車（回転歯車８２）の凸部１５１とストッパ部１０の凹部１５０とが噛み合わされたことに応じて、アーム部４の回動を制止する。
【００３０】
また、図４（ａ）に示される放射線発生用装置では、放射線発生部１と第１の関節軸（関節軸８１）とを連結する連結部８４を更に備え、連結部８４は凸部１０１を備え、ストッパ部１０は、第２の凹部（凹部１０２）を更に備え、回転軸１０３を軸に回動可能であり、ストッパ部１０は、回転軸１０３を軸にした回動によって連結部８４の凸部１０１とストッパ部１０の第２の凹部（凹部１０２）とが噛み合わされたことに応じて、放射線発生部１の位置を固定する。
【００３１】
そして、図４（ｂ）に示される放射線発生用装置では、第１の可動関節（可動関節８）が備える第１の歯車（回転歯車８２）は凹部１５２を備え、ストッパ部１０は、凸部１５３と回転軸１０３とを備え、回転軸１０３を軸に回動可能であり、ストッパ部１０は、回転軸１０３を軸にした回動によって第１の歯車（回転歯車８２）の凹部１５２とストッパ部１０の凸部１５３とが噛み合わされたことに応じて、アーム部４の回動を制止する。
【００３２】
また、図４（ｂ）に示される放射線発生用装置では、放射線発生部１と第１の関節軸（関節軸８１）とを連結する連結部８４を更に備え、連結部８４は凹部１０４を備え、ストッパ部１０は、第２の凸部（凸部１０５）を更に備え、回転軸１０３を軸に回動可能であり、ストッパ部１０は、回転軸１０３を軸にした回動によって連結部８４の凹部１０４とストッパ部の第２の凸部（凸部１０５）とが噛み合わされたことに応じて、放射線発生部１の位置を固定する。
【００３３】
このような構造とすることによって、作業者が１か所のストッパを操作することで複数の箇所の可動関節における回動動作を制止することが可能となり、かつ、操作性を損なうことなく容易に放射線発生部１を位置決めすることが可能となる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態に係る放射線発生用装置は、被検体６に放射線を照射する放射線発生部１と、放射線発生部１を支持するアーム部４と、アーム部４を支持する支柱３とを備える放射線発生用装置であって、アーム部４は、回動可能な複数の可動関節（可動関節８、９）と、複数の可動関節（可動関節８、９）の回動と連動する連動部（回転歯車８３）とを備え、放射線発生用装置は、アーム部４の回動を制止するストッパ部１０を備える。
【００３５】
本実施形態によれば、複数の関節を有する多関節アームにおいて、一つのストッパの挙動で複数の関節の回動を制止することが可能となる。よって、放射線発生源の位置調整の作業効率を向上させることが可能となる。
【００３６】
（第２実施形態）
続いて、図５乃至図７を参照して、本発明の第２実施形態に係る放射線発生用装置の構成を説明する。図５は、運搬時における放射線発生用装置の形態を示す。図６は、撮影時における放射線発生用装置の断面図を示す。図７は、運搬時における放射線発生用装置の断面図を示す。
【００３７】
図５に示すように、鉛直方向に荷重を支持する支柱３に可動関節３１を介してアーム部４が接続されている。被検体を撮影する撮影時には、アーム部４は放射線発生部１を水平に保持するように支柱３と直角方向に保持されることになる。しかし、図５に示すように、運搬時においては、アーム部４は可動関節３１を軸に回動し、放射線発生部１を鉛直下部方向に吊るすように支柱３と平行に保持される。
【００３８】
図６に示すように、アーム部４の放射線発生部１側に設けられたストッパ部２０には、ロック部１０６が備え付けられており、アーム部４の支柱３側の端部にはワイヤ４３が接続されている。ワイヤ４３は支柱３の内部でプーリ３２、プーリ３３を介してアームロック機構３４に接続されている。アームロック機構３４には引っ張りバネ３７が備えられており、常にワイヤ４３に引っ張り力をかける構造になっている。アームロック機構３４はロックシャフト３５を軸にして回動するかぎ爪３６が備え付けられており、引っ張りバネ３７によって常に回転方向の力を受けているため、撮影時にはアームロック機構３４は鉛直上方向を向いている。
【００３９】
しかし、アームロック機構３４はワイヤ４３に接続されているため、図７に示すように、可動関節３１を軸にアーム部４を鉛直下方向に回動させると、ワイヤ４３を介した引っ張り力によってアームロック機構３４が回動する。すると、支柱３と平行に保持されたアーム部４に備え付けられたストッパ部２０とアームロック機構３４とが接触し、かぎ爪３６がストッパ部２０に沿うように回動する。そして、かぎ爪３６がストッパ部２０のロック部１０６と噛み合うことによってアーム部４の位置が固定される。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態に係る放射線発生用装置は、被検体に放射線を照射する放射線発生部１と、放射線発生部１を支持するアーム部４と、アーム部４を支持する支柱３とを備える放射線発生用装置であって、アーム部４は、ロック部１０６を有するストッパ部２０を備え、支柱３は、アーム部４をロックするアームロック機構３４を備え、アームロック機構３４は、アーム部４と支柱３とを介した可動関節３１の回動に伴ってアーム部４が支柱３に沿うように折り畳まれたことに応じて、ストッパ部２０のロック部１０６をロックし、アーム部４を折り畳み状態でロックする。
【００４１】
本実施形態によれば、作業者は操作性を損なうことなく、アーム部４を押し下げて折り畳むだけでアーム部４の位置を固定することが可能となり、運搬時にアーム部４が意図せぬ挙動を行うことを防止することが可能となる。
【００４２】
なお、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせ実施してもよい。すなわち、第１実施形態に係る放射線発生用装置のストッパ部１０及び関連する構造に加えて、第２実施形態に係る放射線発生用装置のストッパ部２０及び関連する構造を有するように、放射線発生用装置を構成してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１：放射線発生部、３：支柱、４：アーム部、５：支持脚、６：被検体、８，９，３１：可動関節、１０，２０：ストッパ部、３４：アームロック機構、４１，４２：アーム、８１：関節軸、８２，８３：回転歯車、８４：連結部、９１：関節軸、９２：固定歯車、１０１，１０５，１５１，１５３：凸部、１０２，１０４，１５０，１５２：凹部、１０３：回転軸、１０６：ロック部
【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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