JP5653225B2

JP5653225B2 - 天井走行式ｘ線撮像装置

Info

Publication number: JP5653225B2
Application number: JP2011003041A
Authority: JP
Inventors: 友和副島
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2011-01-11
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2031-01-11
Also published as: JP2012143344A

Description

本発明は、操作スイッチを用いて、天井から吊設されたX線発生部を昇降自在に移動させることができる天井走行式X線撮像装置に関する。

天井走行式X線撮像装置は、天井に固定した天井レールと、天井レール上を走行する走行レールと、走行レール上を走行する移動台車と、台車に取り付けた伸縮する支柱と、支柱の先端にX線発生部を取り付けたものである。X線発生部には操作パネルを備え、さらにその周囲にはハンドルが備えられている。操作者は、このハンドルを用いてX線発生部を移動台車及び支柱により水平及び垂直方向への移動、また、水平軸周り及び支柱軸周りに回転させ、所望の位置で固定することが可能である。

また、天井走行式X線撮像装置のX線発生部は、天井に近い、つまり高い位置で操作する場合があり、その為、支柱の先端にブロックを設け、このブロックの前面に操作パネル及びハンドルを備えたX線発生部を設置する他、ブロックの下部にも操作パネルとハンドルを設置することで身長が低い操作者でも高い位置で容易にX線発生部を操作可能とする技術はあった(特許文献1)。

特開2005-270144号公報

しかしながら特許文献1では、撮影終了の際、身長の高い操作者によりX線発生部を高い位置で停止させ、次に身長の低い操作者によりX線発生部を操作しようとした場合、ブロック下部に備えられたハンドルでも届かない場合が思慮される。また、X線発生部を高い位置で停止した場合でも、このハンドルの位置が十分低い位置になるように設置した場合、今度はX線発生部を低い位置で操作する際に、臥位撮影での被検体や、被検体を配置した天板等に干渉することが思慮される。

そこで、本発明の目的は、操作者の身長に依存することなくX線発生部の位置決め操作を容易に行なうことが可能な天井走行式X線撮像装置を提供することである。

前記課題を解決するために、本発明は以下の様に構成される。
被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、被検体を固定する固定板と、Ｘ線発生部を支持すると共に伸縮機構により前記Ｘ線発生部を昇降移動させる支柱と、昇降移動を電動により動作させる昇降電動移動機構と、前記支柱を支持する移動部と、前記移動部を前記固定板の長手方向に移動させるレールと、前記長手方向の移動を電動により動作させる水平電動移動機構と、前記Ｘ線発生部に設置され手動にて当該Ｘ線発生部の移動を行う操作ハンドル部と、を備えた天井走行式Ｘ線撮像装置において、前記固定板の長手方向の側面に設置される入力装置と、前記入力装置の信号に基づいて前記昇降電動移動機構と前記水平電動移動機構を制御する制御部と、を有し、前記入力装置は、操作者による接触と、当該入力装置の前記固定板の長手方向における前記接触の位置と、を検出し、前記制御部は、前記検出された操作者による接触に応じて、昇降電動移動機構及び水平電動移動機構を用いて前記Ｘ線発生部を昇降移動及び水平移動させ、該水平移動においては、前記接触の位置に対応する前記固定板の長手方向の位置に前記Ｘ線発生部が移動するよう制御する。
または、被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、前記被検体を固定する固定板と、前記Ｘ線発生部を支持すると共に伸縮機構により前記Ｘ線発生部を昇降移動させる支柱と、前記昇降移動を電動により動作させる昇降電動移動機構と、前記昇降電動移動機構を制御する制御部と、前記Ｘ線発生部を配した前記支柱の端部に設置した検出器と、前記Ｘ線発生部に設置され手動にて当該Ｘ線発生部の移動を行う操作ハンドル部と、を備えた天井走行式Ｘ線撮像装置において、前記固定板に設置される入力装置を有し、前記検出器は、操作者による前記入力装置への操作入力が行われた場合、当該検出器の水平方向における物体を検出し、前記制御部は、前記検出器の高さに応じて予め設定された前記検出器の水平方向における物体に対し、それ以外の物体が前記検出器によって検出されるまで前記昇降電動移動機構を用いて前記Ｘ線発生部を降下させ、前記予め登録された物体以外の物体が前記検出器によって検出された場合、前記降下を停止させるよう前記昇降電動移動機構を制御する。

本発明によれば、操作者の身長に依存することなくX線発生部の位置決め操作を容易に行なうことが可能な天井走行式X線撮像装置を提供することができる。

本発明の天井走行式X線撮像装置の構成例を示す図。 (a)(b)X線発生部を昇降自在に移動させるための機構を備えた支柱の内部構成を示した図。実施例1で説明する昇降入力装置について示した図。 (a)(b)実施例2で説明する昇降入力装置について示した図。 (a)〜(c)実施例2におけるX線発生部の動作を説明する図。 (a)(b)実施例2で説明する昇降入力装置について示した図。実施例1で説明する検出器について示した図。 (a)(b)実施例3におけるX線発生部の動作を説明する図。

以下、添付図面に従って本発明の天井走行式X線撮像装置ついて詳説する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

図1は、本発明の天井走行式X線撮像装置の構成例を示す図である。本発明のX線撮影装置は、臥位にて被検体101を固定する固定板102aと、立位にて被検体101を固定する固定板102bと、被検体101にX線を照射するX線発生部103と、被検体101に対するX線照射領域を設定するX線絞り装置104と、X線絞り装置104に備えられたX線を遮蔽する可動制限羽根(特に図示しない)を制御する操作つまみ105と、X線発生部103を水平垂直方向への移動、及び水平軸周り及び後述する支柱軸周りに回転させるための操作ハンドル106と、X線撮影条件を設定することが可能な操作パネル107と、X線発生部103を昇降自在に移動可能に支持する支柱108と、支柱108を支持する移動部109と、移動部109を水平方向に移動可能にさせる走行レール110及び天井レール111と、X線発生部103に電力供給を行なう高電圧発生部112と、X線発生部103に対向する位置に配置され、被検体101を透過したX線を検出するX線検出器113a、113bと、X線検出器113a、113bから出力されたX線信号に対して画像処理を行なうX線画像処理部114と、X線画像を表示する表示装置115と、X線画像処理部114から出力されたX線画像を記憶する外部記憶部116と、上記各構成要素を制御する制御部117と、制御部117に対して指令を行なう操作部119と、を備えている。

X線発生部103は、高電圧発生部112から電力供給を受けてX線を発生させるX線管球を有する。また、X線発生部103には、特定のエネルギーのX線を選択的に透過させるX線フィルタなどを有していてもよい。

X線絞り装置104は、X線発生部103から発生したX線を遮蔽する可動制限羽根を複数有し、複数の可動制限羽根をそれぞれ操作つまみ105を制御することにより移動し、被検体101に対するX線照射領域を決定する。

X線検出器113a、113bは、例えば、X線を検出する複数の検出素子が二次元アレイ状に配置されて構成されており、X線発生部103から照射され、被検体101を透過したX線の入射量に応じたX線信号を検出する機器である。

X線画像処理部114は、X線検出器113a、113bから出力されたX線信号を画像処理し、画像処理されたX線画像を出力する。画像処理は、ガンマ変換、階調変換処理、画像の拡大・縮小等である。

外部記憶部116は、X線画像処理部114から出力されたX線画像を記憶する。
表示装置115は、X線画像処理部114から出力されたX線画像、又は外部記憶部116に記憶されたX線画像を表示する。

天井レール111は、天井118に設置された平行した2本のレールから構成され、固定板102aの長手方向(以後、X方向)に設置されている。

走行レール110は、天井レール111と同様平行した2本のレールから構成され、固定板102aの短手方向(以後、Y方向)に設置されている。また、走行レール110は、天井レール111に噛み合い天井レール111上を移動する。

移動部109は、走行レール110上に設置され走行レール110上を移動する。よって、移動部109は、天井レール111及び走行レール110によりXY方向に移動することができる。

支柱108は、太さの異なる複数の中空パイプからなり、支柱108の先端部に取り付けたX線発生部103を固定板102aの鉛直方向(以後、Z方向)に昇降自在に移動することができる。よって、X線発生部103は、天井レール111、走行レール110、及び支柱108によりXYZの各方向に移動することがでる。また、X線発生部103は、より詳細にはX線発生部103を水平軸周りに回転可能とする回転機構部(特に図示しない)を介して支柱108に取り付けられており、この回転機構部によりX線発生部103は水平軸周り方向(以後、回転方向)に回転可能である。

X線発生部103は、XYZ及び回転の各方向にそれぞれ設けられた電磁ブレーキ(特に図示しない)により位置を固定されている。操作者は、操作ハンドル106に備えた解除ボタン(特に図示しない)を用いて電磁ブレーキによる固定状態を解除し、操作ハンドル106を用いてX線発生部103をXYZ及び回転の各方向に移動することができる。

次に、本発明の実施例1について図1乃至図3を用いて説明する。
図2(a)、図2(b)は、X線発生部103を昇降自在に移動させるための機構を備えた支柱108の内部構成を示した図である。図3は、支柱108によってX線発生部103を昇降自在に移動させ際に用いる昇降入力装置を示した図である。

図2(a)に示す支柱108は4本の太さの異なる中空パイプから構成され入れ子構造となっている。入れ子構造で構成された中空パイプにより支柱108全体の長さを伸縮させ、4本のうち最も細い1本の先端部に設置したX線発生部103を昇降移動させている。4本のうち最も細い1本の先端部の内部に設置したフック201と、フック201に取り付けたケーブル202と、移動部109内部に設置した滑車203と、滑車203を介してケーブル202を自身の回転により巻き取る巻き取り板204と、巻き取り板204を回転駆動させる昇降モータ205から構成される昇降電動移動機構によって支柱108の伸縮動作を可能にしている。

図2(a)ではケーブル202が最も延びた状態を示しており、この場合、伸縮可能な支柱108の長さは最長となり、X線発生部103の位置は最も低く設定となる。図2(b)はケーブル202が巻き取り板204により巻き取られX線発生部103の位置は最も高くなった場合を示している。

ここで、昇降モータ205に動作指示を与える昇降入力装置301について図3を用いて説明する。図3に示す昇降入力装置301は例えばUPボタン301a、DOWNボタン301bからなっており、固定板102a、102bの側面に設置されている。

操作者がこの昇降入力装置301の各ボタンを押し圧することで、その押し圧により発生した信号を受け取った制御部117は、Z方向に設けられた電磁ブレーキを解除し、次に昇降モータ205に動作指示を与える。昇降モータ205は、昇降入力装置301の各ボタンの押し圧状態を維持することで回転動作を継続する。UPボタン301aが押し圧された場合は、X線発生部103の位置が上がる方向に、DOWNボタン301bが押し圧された場合は、X線発生部103の位置が下がる方向に、それぞれ、昇降モータ205は回転する。昇降モータ205は、昇降入力装置301の各ボタンの押し圧状態が解除されると回転動作を停止する。この際、制御部117は昇降モータ205の停止と共にZ方向に設けられた電磁ブレーキを作動させX線発生部103を固定させる。

また、前述のようにZ方向の電磁ブレーキの解除ボタンは操作ハンドル106に設けられており、操作者は、昇降入力装置301を用いてX線発生部103を位置決めした後、前記Z方向の電磁ブレーキの解除ボタンによりZ方向の電磁ブレーキを解除し、操作ハンドル106を用いて手動にてX線発生部103を移動することが可能であり、X線発生部103の位置決めの微調整を行なう際に有効である。

また、この際、制御部117はZ方向の電磁ブレーキの解除ボタンが押し圧されたことによってケーブル202のテンションを一定に保持するように昇降モータ205に指示を与える。これにより、操作者が手動によりX線発生部103を高い位置に移動させた場合でも、支柱108内でケーブル202の撓みが発生することがない。

また、X線発生部103を低い位置に移動させた場合は、ケーブル202が巻き取り板204から適当に吐き出される。

以上説明した様に本実施例の天井走行式X線撮像装置は、昇降入力装置301及び、昇降電動移動機構を備えた伸縮可能な支柱108によって背が低い操作者でも高い位置から低い位置、又は低い位置から高い位置にX線発生部103を容易に位置決めすることができる。

また、本実施例では、昇降入力装置301を固定板102a、102bの側面に設置したが、固定板102a、102bの上面の端等に設置してもよく、また、その数も1つに限定されることはなく、例えば、固定板102aの全ての側面にそれぞれ設置してもよい。これにより操作者が被検体101の頭部あるいは足部付近にいた場合でも容易にX線発生部103の位置決めが可能である。

次に、本発明の実施例2について、図4乃至6を用いて説明する。また、実施例1と異なる点について説明する。

図4(a)に示す昇降入力装置401は、操作者が触れることによりその信号を読み取る接触センサーからなっている。また、昇降入力装置401の長さは、X線発生部103がX方向に移動する長さと略同一であり、本実施例では、固定板102aの側面のほぼ全長にわたり設置されている。

図4(b)は、図4(a)で示した昇降入力装置401部分の拡大図である。昇降入力装置401は、UPプレート401a、DOWNプレート401bからなっている。UPプレート401a及びDOWNプレート401bは、操作者が触れたことを検出する他、各プイレートの触れた位置まで検出している。

ここで、DOWNプレート401bについて図5を用いて詳説する。図5(a)では、操作者501が図面向かって左側、X線発生部103が図面向かって右側にそれぞれ位置している。ここで、DOWNプレート401bの地点Aを操作者501が触れると、DOWNプレート401bは、操作者501が触れたこと、及びそれがDOWNプレート401bの地点Aで触れたことを制御装置117に送信する。これにより制御装置117は、X方向に設けられた電磁ブレーキを解除する。

ここで水平電動移動機構(特に図示しない)について詳説する。水平電動移動機構とは、走行レール110に設置し、天井レール111に接触し回転するローラー(特に図示しない)と、このローラーを回転駆動させるX方向移動モータ(特に図示しない)と、を有し、X方向移動モータを動作させることで、走行レール110を天井レール111上で移動させるものであり、この水平電動移動機構によってX線発生部103をX方向に移動可能としている。

制御装置117は、X方向に設けられた電磁ブレーキを解除した後、X方向移動モータに動作指示を与え、図5(b)に示すようにX線発生部103をX方向に地点Aまで移動させる。X方向の移動が完了すると、制御装置117は、X方向の電磁ブレーキを作動させX線発生部103を固定させる。次に、制御装置117は、Z方向に設けられた電磁ブレーキを解除し、昇降モータ205に動作指示を与え、図5(c)に示すようにX線発生部103の位置を下げる。

またこの際、制御装置117は、操作者がDOWNプレート401bに触れている限り昇降モータ205の動作を持続させ、操作者がDOWNプレート401bから離れることで動作を停止させ、さらに、Z方向の電磁ブレーキを作動させX線発生部103を固定させる。ここまでDOWNプレート401bに触れた場合について説明したが、地点AにてUPプレート401aに触れた場合は、X線発生部103は、X方向に地点Aまで移動した後、位置を上げるように制御装置117によって制御させる。また、X線発生部103が既に地点Aにてあった場合は、地点AでUPプレート401aに触れた場合は、X方向に移動することなくその場で、X線発生部103の位置が上がり、DOWNUPプレート401aに触れた場合は、同様にX方向に移動することなくその場で、X線発生部103の位置が下がる。

また、昇降入力装置401を用いてX線発生部103の位置決めをした後、操作者は実施例1と同様に操作ハンドル106と、操作ハンドル106に設けられたZ方向の電磁ブレーキの解除ボタンを用いてX線発生部103の昇降動作を行なうことが可能であり、さらに、X方向の電磁ブレーキの解除ボタンを用いてX方向の移動も可能である。この際、制御部117はX方向の電磁ブレーキの解除ボタンが押し圧されたことによって走行レール110に設置してある前記ローラーを天井レール111から離す。これにより、操作者は容易にX線発生部103を、操作ハンドル106を用いてX方向に移動することが可能である。

以上説明した様に本実施例の天井走行式X線撮像装置は、昇降入力装置401、昇降電動移動機構を備えた伸縮可能な支柱108、及び水平電動移動機構を備えた走行レール110によって背が低い操作者でも高い位置から低い位置、又は低い位置から高い位置、及び所望のX方向の位置でX線発生部103を容易に位置決めすることができる。

また、本実施例はこれに限定されることなく、例えば、UPプレート401aとDOWNプレート401bの両方を固定板102aの側面に設置するのではなく、図6(a)(b)に示すようにUPプレート601aを、被検体101を固定する固定板102aの表面600の端にDOWNプレート601bを固定板102aの側面に分けて設置してもよい。このようにすることで2つのプレートの配置位置が明確に異なるため、操作者によるプレートの接触間違いによる誤動作を軽減することができる。また、この際、UPプレート601aはZ方向から見て検出器113aと重畳しない位置に配置している。また、制御部117は、昇降入力装置401の長さの範囲内でX線発生部103をX方向に移動するように制御してもよい。

次に、本発明の実施例3について、図7，8を用いて説明する。また、実施例1と異なる点について説明する。

図7に示すX線絞り装置104には検出器701が設置されている。この検出器701は例えば赤外線センサーによって構成されている。また、図8(a)では、この検出器701を作動させる降下入力装置802を示している。固定板102aの側面に設置された降下入力装置802は、例えばスイッチにより構成され、操作者801は降下入力装置802を押し圧することによりその信号を受け取った制御部117は検出器701に動作指示を与える。これにより検出器701は水平方向に存在する物体の検出を開始する。この際、検出器701は各高さによって予め設定された物体には反応しない。検出器701により物体の検出がなされないと制御部117はX線発生部103の降下を継続するように昇降モータ205に動作指示を与える。検出器701により物体が検出されると制御部117はX線発生部103の降下を停止する。図8(b)では、検出器701が操作者801の頭部を検出したことにより制御部117がX線発生部103の降下を停止した状態を示している。つまりこれによりX線発生部103は、操作者801の手が届く高さまで降下している。

以上説明した様に本実施例の天井走行式X線撮像装置は、降下入力装置802、昇降電動移動機構を備えた伸縮可能な支柱108、及び水平方向の物体を検出する検出器701によって背が低い操作者でも高い位置から低い位置にX線発生部103を容易に位置決めすることができる。また、操作者は、降下入力装置802を一度押し圧するだけで、その後降下入力装置802の押し圧を解除しても、操作者の手が届く位置にX線発生部103が降下するため操作性が容易になる。

本実施例はこれに限定されることなく、例えば、降下入力装置802の設置位置は、操作者の足によって押し圧されるフットスイッチ等でもよい。また、検出器701の設置位置は、X線発生部103を設置している支柱108の先端部、あるいはその近傍であればよく、例えば操作ハンドル106等に設置してもよい。

101 被検体、102a，102b 固定板、103 X線発生部、104 X線絞り装置、105 操作つまみ、106 操作ハンドル、107 操作パネル、108 支柱、109 移動部、110 走行レール、111 天井レール、112 高電圧発生部、113a，113b X線検出器、114 X線画像処理部、115 表示装置、116 外部記憶部、117 制御部、118 天井、119 操作部、201 フック、202 ケーブル、203 滑車、204 巻き取り板、205 昇降モータ、301，401 昇降入力装置、301a UPボタン、301b DOWNボタン、401a UPプレート、401b DOWNプレート、501，801 操作者、600 表面、601a UPプレート、601b DOWNプレート、701 検出器、802 降下入力装置

Claims

被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、前記被検体を固定する固定板と、前記Ｘ線発生部を支持すると共に伸縮機構により前記Ｘ線発生部を昇降移動させる支柱と、前記昇降移動を電動により動作させる昇降電動移動機構と、前記支柱を支持する移動部と、前記移動部を前記固定板の長手方向に移動させるレールと、前記長手方向の移動を電動により動作させる水平電動移動機構と、
前記Ｘ線発生部に設置され手動にて当該Ｘ線発生部の移動を行う操作ハンドル部と、を備えた天井走行式Ｘ線撮像装置において、
前記固定板の長手方向の側面に設置される入力装置と、前記入力装置の信号に基づいて前記昇降電動移動機構と前記水平電動移動機構を制御する制御部と、を有し、
前記入力装置は、操作者による接触と、当該入力装置の前記固定板の長手方向における前記接触の位置と、を検出し、前記制御部は、前記検出された操作者による接触に応じて、昇降電動移動機構及び水平電動移動機構を用いて前記Ｘ線発生部を昇降移動及び水平移動させ、該水平移動においては、前記接触の位置に対応する前記固定板の長手方向の位置に前記Ｘ線発生部が移動するよう制御すること、を特徴とする天井走行式Ｘ線撮像装置。
被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、前記被検体を固定する固定板と、前記Ｘ線発生部を支持すると共に伸縮機構により前記Ｘ線発生部を昇降移動させる支柱と、前記昇降移動を電動により動作させる昇降電動移動機構と、前記昇降電動移動機構を制御する制御部と、前記Ｘ線発生部を配した前記支柱の端部に設置した検出器と、前記Ｘ線発生部に設置され手動にて当該Ｘ線発生部の移動を行う操作ハンドル部と、を備えた天井走行式Ｘ線撮像装置において、
前記固定板に設置される入力装置を有し、
前記検出器は、操作者による前記入力装置への操作入力が行われた場合、当該検出器の水平方向における物体を検出し、前記制御部は、前記検出器の高さに応じて予め設定された前記検出器の水平方向における物体に対し、それ以外の物体が前記検出器によって検出されるまで前記昇降電動移動機構を用いて前記Ｘ線発生部を降下させ、前記予め登録された物体以外の物体が前記検出器によって検出された場合、前記降下を停止させるよう前記昇降電動移動機構を制御すること、を特徴とする天井走行式Ｘ線撮像装置。