デジタル式X線撮影装置
【課題】 X線撮影作業者の利便性向上、長尺撮影に要する時間の短縮化、更には、被写体(患者)の不自由さ低減を図るデジタル式X線撮影装置を得る。
【解決手段】 長尺撮影を行う際、撮影部位を分割して撮影するデジタル式X線撮影装置において、コリメーターの前面に備えられた照射口を有するマスク板と、コリメーターと被写体(患者)との間に介在し、X線の曝射の有無を検知するX線感知センサと、X線感知センサの出力に応じて、マスク板を移動させるマスク板移動手段を具備する。
【解決手段】 長尺撮影を行う際、撮影部位を分割して撮影するデジタル式X線撮影装置において、コリメーターの前面に備えられた照射口を有するマスク板と、コリメーターと被写体(患者)との間に介在し、X線の曝射の有無を検知するX線感知センサと、X線感知センサの出力に応じて、マスク板を移動させるマスク板移動手段を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被写体(患者)に向けてX線曝射を行い、当該被写体(患者)の撮影画像を、半導体素子からなる平面検出器(FPD:Flat Panel Detector)を用いて、電子画像データとして記録する、いわゆるデジタル式X線撮影装置に関し、特に、被写体(患者)の例えば全脊椎や全下肢等、広範な部位の撮影(長尺撮影という)を行う際に必要となる長手方向の分割撮影において、被写体(患者)に対する無駄なX線曝射をカットする為のマスク板の移動を自動で行うことが可能なデジタル式X線撮影装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のデジタル式X線撮影装置は、長尺撮影を行う際に必要となる長手方向の分割撮影において、撮影毎に、コリメーターの前面に取り付けられたスライド可能な、照射口を有したマスク板(鉛板)を手動によりスライドさせ、被写体(患者)に対する無駄なX線曝射をカットするものであった。(例えば、特許文献1参照)
【0003】
【特許文献1】特表2002−537050号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
医療分野で利用されていたX線撮影装置(いわゆるレントゲン装置)は、銀塩フィルムを用いたフィルム撮影が広く利用されてきた。しかしながら、撮影画像の加工ができる等の利便性が求められる中、近年では、X線撮影した画像を電子的な画像データとして利用できる、いわゆるデジタル式X線撮影装置に置き換わってきている。
【0005】
デジタル式X線撮影装置としては、例えば、特許文献1に示すデジタル式X線撮影装置の通り、X線管から被写体(患者)に向けて曝射されると、当該被写体(患者)の撮影画像を、半導体素子からなる平面検出器(FPD:Flat Panel Detector)を用いて、電子的な画像データとして記録するものが知られている。
【0006】
ところで、長尺撮影を行う場合、フィルム撮影では、長尺フィルムを用いることにより、1回のX線曝射で撮影が可能であった。しかしながら、デジタル式X線撮影(FPD撮影という)では、FPDの大きさが限られており(17インチ程度)、また、FPDが非常に高価な為、1つの画像を撮影するに当たり、撮影部位を分割し、2回若しくは3回のX線曝射を行うことが通常である。
【0007】
このようなデジタル式X線撮影装置の性質の中、例えば、特許文献1に示すデジタル式X線撮影装置では、被写体(患者)に対する無駄なX線曝射をカットする為、撮影毎に、マスク板(鉛板)を手動によりスライドさせるものであった。
【0008】
従って、撮影毎に、マスク板を手動でスライドさせる手間を要し、利便性の悪いものであった。また、1回の長尺撮影に対し、マスク板を手動でスライドさせる時間を要する為、撮影開始から撮影完了までの時間が長くなるという課題があった。更に、画像のブレ、画像合成(画像の繋ぎ合わせ)時のズレを抑制すべく、撮影中、被写体(患者)は、姿勢の静止を求められる為、長時間に渡り不自由を強いられるという課題があった。
【0009】
本発明は、上述のような課題を解決する為になされたものであり、X線の曝射の有無を検知するセンサと、当該センサからの出力により、マスク板を自動でスライドさせる機構を備えることにより、X線撮影作業者の利便性向上、長尺撮影に要する時間の短縮化、更には、被写体(患者)の不自由さ低減が可能なデジタル式X線撮影装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明に係るデジタル式X線撮影装置は、X線を照射するX線管と、X線管からの照射範囲を絞るコリメーターを備え、被写体の広範な部位の撮影(長尺撮影)を行う際、長手方向において当該部位を複数に分割し、当該分割された各部位の各撮影を、撮影対象の部位以外にX線が曝射されないようにマスクしながら行い、当該撮影画像を平面検出器(FPD:Flat Panel Detector)を用いて、電子画像データとして記録するデジタル式X線撮影装置において、コリメーターの前面に備えられた照射口を有するマスク板と、コリメーターと被写体との間に介在し、X線の曝射の有無を検知するX線感知センサと、X線感知センサの出力に応じて、マスク板を移動させるマスク板移動手段を具備する。
【発明の効果】
【0011】
本発明に係るデジタル式X線撮影装置においては、X線の曝射の有無を検知するセンサと、当該センサからの出力により、マスク板を自動でスライドさせる機構を備えることにより、X線撮影作業者の利便性向上、長尺撮影に要する時間の短縮化、更には、被写体(患者)の不自由さ低減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
実施の形態1.
本発明におけるデジタル式X線撮影装置の特徴は、被写体(患者)における、例えば、全脊椎や全下肢等の長尺撮影を行う際、長手方向に撮影部位を複数に分割し、複数回の撮影を行う際、撮影対象の部位以外への無駄なX線曝射をカットするマスク板を、X線の曝射の有無を検知するX線感知センサの出力に応じて、自動的に移動させることにある。
【0013】
従って、X線管の構造、コリメーターの構造、FPDの構造、FPDの移動機構等、本発明におけるデジタル式X線撮影装置は多分に公知技術を利用しており、これら公知技術の説明は簡略或いは省略しつつ、以下、本実施の形態1におけるデジタル式X線撮影装置について、説明する。
【0014】
図1は、本発明を実施する為の実施の形態1におけるデジタル式X線撮影装置を用いた被写体(患者)の撮影状態を示す全体概略図である。本実施の形態1におけるデジタル式X線撮影装置は、一例として、長尺撮影を3分割して行う仕様としている。
【0015】
図1において、1はX線を照射するX線管である。2はX線の照射範囲を調整するコリメーターである。X線管1の構造、コリメーター2の構造は、公知技術であり、説明を省略する。
【0016】
3は自動絞りユニットであり、照射口を有するマスク板、マスク板を移動せしめるマスク板移動手段、マスク板移動手段に電力を供給する電源、X線の曝射の有無を検知するX線感知センサ等から構成されている。尚、自動絞りユニット3の構造については、詳細に後述する。
【0017】
4は患者台であり、内部にFPD4aと電気的に接続可能な3つの接点(後述する図3に示すMC1、MC2、MC3)を有したFPD架台4bが設置された支柱4cが垂設されている。尚、FPD架台4bは、支柱4c内で図中Y方向に移動可能である。このような患者台4は公知技術であり、詳細な説明は省略する。
【0018】
5は被写体(以下、患者という)であり、例えば全脊椎のX線撮影が必要な場合には、コリメーター2にてX線の照射範囲を調整し、図中θで示すように、患者の広範な部位にX線を曝射させることができる。
【0019】
図中Xは、患者5を患者台4に立たせた状態において、撮影範囲の中心軸である。即ち、X線管1、コリメーター2、自動絞りユニット3を一体に、図中Y方向に移動せしめ、コリメーター2の中心を軸Xに略一致させる。また、同様に、FPD架台4bも図中Y方向に移動せしめ、FPD架台4bの中心を軸Xに略一致させる。尚、FPD架台4bの中心とは、FPD4aが3箇所の位置(後述する図3に示すA位置、B位置、C位置)におけるB位置に位置する際のFPD4aの中心を意味する。このようなX線撮影時の初期位置設定の手法は公知技術であり、詳細な説明は省略する。
【0020】
図2(a)は、患者台4の斜視図である。図2(b)は、患者台4の裏面から見たFPD4aの駆動機構を示す概念図である。
【0021】
図2(a)及び(b)に示す通り、FPD4aは、ガイドレール6に対し、摺動可能に保持され、支柱4cの上部に設置されたモーター8により、ねじ7が回転し、図中Y方向に移動せしめることができる。このような移動機構は公知技術であり、詳細な説明は省略する。
【0022】
図3は、FPD4aとFPD架台4bの接続状態を示す概念図である。
【0023】
図3において、FPD4aは、図2(a)及び(b)で説明した通り、図中Y方向に移動せしめることができ、本実施の形態1では、上述した通り、長尺撮影を3分割して行う仕様である為、A位置、B位置、C位置のそれぞれにFPD4aを移動させ、X線撮影を行う。この時、各位置(A位置、B位置、C位置)には、それぞれFPD4aの駆動を停止させる為の接点MC1、MC2、MC3が設けられている。尚、A位置、B位置、C位置は、FPD4aが各位置間でオーバーラップするように配置設計がなされている。このようなFPD4aの移動機構は公知技術であり、詳細な説明は省略する。
【0024】
図4は、コリメーター2の斜視図である。
【0025】
図4において、2aはX線管1から照射されるX線の照射口である。2bは自動絞りユニット3を係合保持する為のレールであり、図中上部から自動絞りユニット3をスライドさせて係合保持する。
【0026】
図5は、自動絞りユニット3の斜視図である。
【0027】
図5において、3aは内部に後述するマスク板移動手段に電力供給する為の電源(図示せず)、及びマスク板移動手段を制御する為の制御回路(図示せず)を備えた収納体である。尚、本実施の形態1においては、マスク板移動手段に電力供給する為の電源は乾電池である。3bはコリメーター2におけるレール2bに係合されるレール挿入部である。
【0028】
3cはマスク板9を図中矢印Y方向に摺動可能に保持するマスク板保持レールである。尚、マスク板9は、X線の透過を遮断する鉛板であるが、所定の位置に、X線を透過させる為の照射口9aを有している。
【0029】
図6は、自動絞りユニット3の断面図である。
【0030】
図6において、3dはX線感知センサ10(構成の詳細は後述する)の保持板であり、自動絞りユニット3に対し、固定部3eにてねじ(図示せず)締結されている。尚、本実施の形態1においては、X線感知センサ10は保持板3dに対し、接着固定されているが、これに限らず、ねじ固定、粘着固定等でも良い。また、本実施の形態1においては、自動絞りユニット3に対し、保持板3dをねじ(図示せず)締結させた構成としているが、これに限らず、接着固定、粘着固定、或いは、別体ではなく一体に構成しても良い。
【0031】
図7は、保持板3dの斜視図である。
【0032】
図7において、11は光センサである。本実施の形態1におけるX線感知センサ10は、後述する図8に示す通り、X線が照射されると発光するものであり、光センサ11は、当該発光を検知するものである。
【0033】
図8は、X線感知センサ10並びに光センサ11の構成図である。
【0034】
図8において、10aは基材であり、本実施の形態1においては、X線の透過性を確保し、かつ、X線感知センサ10が発光した光を光センサ11まで導く為の導光体としての機能を有すべく、透明アクリル材にて形成しているが、これに限らず、ガラス材でも良い。
【0035】
10bは基材10aの両面に貼り付けられたX線用蛍光体であり、X線や可視光線が照射されると発光する性質を有する。本実施の形態1においては、X線用蛍光体は、X線用増感紙を使用している。尚、本実施の形態1においては、X線用蛍光体10bを両面に貼り付けた構成としているが、片面のみに貼り付けた構成でも良い。このようなX線が照射されると発光する性質を有するX線用蛍光体(X線用増感紙)は公知技術である為、その成分等についての詳細な説明は省略する。
【0036】
10cはアルミフィルムであり、X線用蛍光体10bが貼り付けられた基材10aの全体を覆うように貼付されている。アルミフィルム10cで基材10aの全体を覆うことにより、可視光線が遮断され、光センサ11はX線感知センサ10が発光した光のみに反応するようにすることができる。また、X線感知センサ10が発光した光を基材10aから外部空間に逃がさないようにすることができる。従って、基材10aを覆う為の材料はアルミニウム材に限られず、可視光線を透過せず、X線感知センサ10の発光による光を吸収しない性質を有する材料であれば、何ら限定されるものではない。但し、生産性、コスト等を加味した場合、アルミフィルムが好材料と言える。
【0037】
図9は、マスク板移動手段の構造を示す概略図である。
【0038】
図9に示す通り、マスク板9の側面には、切欠部9b、9c、9dが形成されている。図9において、12aは切欠部9b、9dと係合する係合部であり、磁性体で形成されている。尚、係合部12aは、マスク板9の側面に対し、コイルバネ(図示せず)による付勢力が付与された状態で圧接されている。12bは切欠部9cと係合する係合部であり、磁性体で形成されている。尚、係合部12bは、マスク板9の側面に対し、コイルバネ(図示せず)による付勢力が付与された状態で圧接されている。
【0039】
13a、13bはそれぞれ係合部12a、12bに螺旋状に巻き付けられた導線であり、自動絞りユニット3の収納部3a(図5参照)に備えられた電源(図示せず)を制御することにより、電流が流れるように構成されている。
【0040】
マスク板移動手段は、切欠部9b、9c、9d、係合部12a、12b、導線13a、13bから構成されている。即ち、導線13a、13bに所定の向きに電流を流すことにより、磁性体からなる係合部12a、12bを、フレミングの左手の法則による力を利用し、上述したマスク板9の側面への付勢力に逆らいながら、切欠部9b、9c、9dとの係合を解放する方向に移動せしめるように、係合部12a、12bの駆動手段を構成し、係合が解放されると、マスク板9の自重落下により、図9(a)に示す位置から図9(b)に示す位置、図9(b)に示す位置から図9(c)に示す位置に移動させることができる。尚、導線13a、13bに流す電流をゼロ(OFF)にすると、フレミングの左手の法則による力は無くなる為、係合部12a、12bに付与されている付勢力により、係合部12a、12bはマスク板9の側面に圧接される。
【0041】
図10は、X線管1からのX線曝射、FPD4aの駆動(上下移動)、光センサ11からの出力、導線13a、13bの電流ON/OFF、並びにマスク板9の位置を示すタイミングチャート図である。
【0042】
以下、本実施の形態1におけるデジタル式X線撮影装置の動作(撮影開始から撮影完了まで)について、概略を簡単に説明する。
【0043】
患者5の長尺撮影時、まず、図1に示す通り、患者5を患者台4に立たせ、直立した状態で姿勢の静止を強いる。そして、上述の通り、X線管1、コリメーター2、自動絞りユニット3を一体に、また、FPC架台4bを図1に示すY方向に移動せしめ、撮影範囲の中心(図1に示す軸X)に合わせる。そして、FPD4aを図3に示すA位置、B位置、C位置へと順次移動させ、分割撮影を行いながら、撮影を完了する。このような動作は、公知技術であり、詳細な説明を省略する。
【0044】
次に、FPD4aを自動で移動させる機構について、図9、図10を用いて説明する。
【0045】
図10に示す通り、撮影開始時、FPD4aはA位置(図3参照)にあり、マスク板9は、図9(a)に示す位置にあり、照射口9aがA位置に対応する。尚、この時、マスク板9は、図9(a)に示す通り、係合部12aが切欠部9bに係合され、自重落下することなく、位置固定されている。
【0046】
A位置において、X線撮影が完了すると、X線管1はOFFする。尚、X線管1がON、即ち、X線が曝射されているときは、X線感知センサ10は発光する為、当該発光を光センサ11は検知し、光センサ11はON信号を出力している。
【0047】
A位置において、X線撮影が完了し、X線管1がOFFされると、FPD4aは駆動し、A位置からB位置に移動する。このようなX線管1のON/OFFとFPD4aの移動との同期は公知技術であり、詳細な説明を省略する。
【0048】
X線管1がOFFされると、同様に、光センサ11もOFFとなる為、自動絞りユニット3の収納部3a(図5参照)に備えられた制御回路(図示せず)は、光センサ11の出力がOFFであることを検知し、収納部3aに収納された電源(図示せず)を制御し、導線13aに電流を流す。図10においては、導線13aに電流を流すことを、S1がONとして示している。尚、同様に、図10においては、導線13bに電流を流すことを、S2がONとして示している。
【0049】
導線13aに電流が流れると、上述した通り、フレミングの左手の法則により、係合部12aは図9(a)において矢印L方向に移動し、切欠部9bとの係合が解放される。そして、マスク板9は、自重落下し、図9(b)の位置で止まる。即ち、上述した通り、係合部12a、12bはコイルバネ(図示せず)による付勢力が付与された状態でマスク板9の側面に圧接されている為、マスク板9が自重落下している際、係合部12bはマスク板9の側面を摺動し、切欠部9cに係合され、マスク板9の自重落下が止まる。
【0050】
FPD4aがB位置に、マスク板9が図9(b)に示す位置に移動完了すると、再度、X線管1がONとなり、2回目のX線撮影が行われる。2回目のX線撮影が完了すると、1回目の撮影完了後と同様の仕組みで、FPD4aはB位置からC位置に移動し、マスク板9は、図9(b)に示す位置から図9(c)に示す位置に自重落下により移動する。そして、3回目のX線撮影が行われ、全てのX線撮影が完了する。
【0051】
以上の通り、本実施の形態1におけるデジタル式X線撮影装置は、長尺撮影時の分割撮影において、撮影毎に、マスク板4aを光センサ11の出力に応じて、自動で移動せしめることができる。従って、撮影毎に、マスク板9を手動でスライドさせる手間を必要とせず、X線撮影作業者の利便性が向上する。また、分割撮影毎にマスク板9を手動でスライドさせる時間を必要としない為、長尺撮影に要する時間の短縮化が図れる。更に、撮影中、患者5は、姿勢の静止を強いられるが、長尺撮影に要する時間の短縮化が図れたことにより、患者5の不自由さは低減され、画像のブレ、画像合成(画像の繋ぎ合わせ)時のズレも低減することができる。
【0052】
また、本実施の形態1におけるデジタル式X線撮影装置は、導線13a、13bに電流を流す為の電力を、収納部3aに備えられた電源(電池)から供給しており、かつ、X線曝射の有無(X線曝射信号)を、X線感知センサ10を介して光センサ11により検知している為、配線が不要であり、デジタル式X線撮影装置の設置の自由度が高まる。
【0053】
実施の形態2.
上述した実施の形態1では、マスク板9の移動方向を重力方向とし、移動に際しては、自重落下する構成としたが、これに限られず、例えば、図11に示す構成でも良い。
【0054】
図11は、本実施の形態2におけるマスク板移動手段の構造を示す概略図であり、実施の形態1におけるマスク板移動手段の変形例である。
【0055】
図11に示す通り、実施の形態1との相違点は、マスク板9の移動方向である。即ち、実施の形態1では、マスク板9が垂直方向(重力方向)に自重落下する構造であったが、本実施の形態2では、水平方向に移動(スライド)するものであり、その移動に必要な駆動力は、コイルスプリング14により実現している。
【0056】
実施の形態3.
上述した実施の形態1並びに実施の形態2においては、マスク板9を移動させる為の駆動力は、自重やバネ力で実現しており、即ち、当該駆動に必要な電力は不要な為、省電力化に有効な機構である。しかし、このような構成に限らず、例えば、図12に示すような構成も成り立つことは言うまでもない。
【0057】
図12は、本実施の形態3におけるマスク板移動手段の構造を示す概略図であり、実施の形態2におけるマスク板移動手段の変形例である。
【0058】
図12に示す通り、実施の形態2との相違点は、マスク板9の移動機構である。即ち、実施の形態2では、マスク板9の移動をコイルスプリング14により実現していたが、本実施の形態3では、歯車の係合とモータ駆動により実現している。
【0059】
この場合、実施の形態1や実施の形態2と比して、省電力化という面の効果は薄れるが、その他については、実施の形態1や実施の形態2と同様の効果を得ることができる。
【0060】
尚、本実施の形態3では、マスク板9の移動方向を水平方向としたが、実施の形態1と同様に垂直方向でも、マスク板の移動を、歯車の係合とモータ駆動により実現できることは言うまでもない。
【0061】
実施の形態4.
上述した実施の形態3では、マスク板9の移動を、歯車の係合とモータ駆動により実現したが、これに限られず、例えば、図13に示す構成でも良い。
【0062】
図13は、本実施の形態4におけるマスク板移動手段の構造を示す概略図であり、実施の形態3におけるマスク板移動手段の変形例である。
【0063】
図13に示す通り、実施の形態3との相違点は、マスク板9の移動機構である。即ち、実施の形態3では、マスク板9の移動を、歯車の係合とモータ駆動により実現したが、本実施の形態4では、ベルトとプーリとモータにより実現している。
【図面の簡単な説明】
【0064】
【図1】本発明を実施する為の実施の形態1におけるデジタル式X線撮影装置を用いた被写体(患者)の撮影状態を示す全体概略図である。
【図2】(a)は、患者台4の斜視図である。(b)は、患者台4の裏面から見たFPD4aの駆動機構を示す概念図である。
【図3】FPD4aとFPD架台4bの接続状態を示す概念図である。
【図4】コリメーター2の斜視図である。
【図5】自動絞りユニット3の斜視図である。
【図6】自動絞りユニット3の断面図である。
【図7】保持板3dの斜視図である。
【図8】X線感知センサ10並びに光センサ11の構成図である。
【図9】マスク板移動手段の構造を示す概略図である。
【図10】X線管1からのX線曝射、FPD4aの駆動(上下移動)、光センサ11からの出力、導線13a、13bの電流ON/OFF、並びにマスク板9の位置を示すタイミングチャート図である。
【図11】本実施の形態2におけるマスク板移動手段の構造を示す概略図である。
【図12】本実施の形態3におけるマスク板移動手段の構造を示す概略図である。
【図13】本実施の形態4におけるマスク板移動手段の構造を示す概略図である。
【符号の説明】
【0065】
1 X線管
2 コリメーター
4a FPD
9 マスク板
9a 照射口
9b、9c、9d 切欠部
10 X線感知センサ
10a 基材
10b X線用蛍光体
12a、12b 係合部
【技術分野】
【0001】
本発明は、被写体(患者)に向けてX線曝射を行い、当該被写体(患者)の撮影画像を、半導体素子からなる平面検出器(FPD:Flat Panel Detector)を用いて、電子画像データとして記録する、いわゆるデジタル式X線撮影装置に関し、特に、被写体(患者)の例えば全脊椎や全下肢等、広範な部位の撮影(長尺撮影という)を行う際に必要となる長手方向の分割撮影において、被写体(患者)に対する無駄なX線曝射をカットする為のマスク板の移動を自動で行うことが可能なデジタル式X線撮影装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のデジタル式X線撮影装置は、長尺撮影を行う際に必要となる長手方向の分割撮影において、撮影毎に、コリメーターの前面に取り付けられたスライド可能な、照射口を有したマスク板(鉛板)を手動によりスライドさせ、被写体(患者)に対する無駄なX線曝射をカットするものであった。(例えば、特許文献1参照)
【0003】
【特許文献1】特表2002−537050号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
医療分野で利用されていたX線撮影装置(いわゆるレントゲン装置)は、銀塩フィルムを用いたフィルム撮影が広く利用されてきた。しかしながら、撮影画像の加工ができる等の利便性が求められる中、近年では、X線撮影した画像を電子的な画像データとして利用できる、いわゆるデジタル式X線撮影装置に置き換わってきている。
【0005】
デジタル式X線撮影装置としては、例えば、特許文献1に示すデジタル式X線撮影装置の通り、X線管から被写体(患者)に向けて曝射されると、当該被写体(患者)の撮影画像を、半導体素子からなる平面検出器(FPD:Flat Panel Detector)を用いて、電子的な画像データとして記録するものが知られている。
【0006】
ところで、長尺撮影を行う場合、フィルム撮影では、長尺フィルムを用いることにより、1回のX線曝射で撮影が可能であった。しかしながら、デジタル式X線撮影(FPD撮影という)では、FPDの大きさが限られており(17インチ程度)、また、FPDが非常に高価な為、1つの画像を撮影するに当たり、撮影部位を分割し、2回若しくは3回のX線曝射を行うことが通常である。
【0007】
このようなデジタル式X線撮影装置の性質の中、例えば、特許文献1に示すデジタル式X線撮影装置では、被写体(患者)に対する無駄なX線曝射をカットする為、撮影毎に、マスク板(鉛板)を手動によりスライドさせるものであった。
【0008】
従って、撮影毎に、マスク板を手動でスライドさせる手間を要し、利便性の悪いものであった。また、1回の長尺撮影に対し、マスク板を手動でスライドさせる時間を要する為、撮影開始から撮影完了までの時間が長くなるという課題があった。更に、画像のブレ、画像合成(画像の繋ぎ合わせ)時のズレを抑制すべく、撮影中、被写体(患者)は、姿勢の静止を求められる為、長時間に渡り不自由を強いられるという課題があった。
【0009】
本発明は、上述のような課題を解決する為になされたものであり、X線の曝射の有無を検知するセンサと、当該センサからの出力により、マスク板を自動でスライドさせる機構を備えることにより、X線撮影作業者の利便性向上、長尺撮影に要する時間の短縮化、更には、被写体(患者)の不自由さ低減が可能なデジタル式X線撮影装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明に係るデジタル式X線撮影装置は、X線を照射するX線管と、X線管からの照射範囲を絞るコリメーターを備え、被写体の広範な部位の撮影(長尺撮影)を行う際、長手方向において当該部位を複数に分割し、当該分割された各部位の各撮影を、撮影対象の部位以外にX線が曝射されないようにマスクしながら行い、当該撮影画像を平面検出器(FPD:Flat Panel Detector)を用いて、電子画像データとして記録するデジタル式X線撮影装置において、コリメーターの前面に備えられた照射口を有するマスク板と、コリメーターと被写体との間に介在し、X線の曝射の有無を検知するX線感知センサと、X線感知センサの出力に応じて、マスク板を移動させるマスク板移動手段を具備する。
【発明の効果】
【0011】
本発明に係るデジタル式X線撮影装置においては、X線の曝射の有無を検知するセンサと、当該センサからの出力により、マスク板を自動でスライドさせる機構を備えることにより、X線撮影作業者の利便性向上、長尺撮影に要する時間の短縮化、更には、被写体(患者)の不自由さ低減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
実施の形態1.
本発明におけるデジタル式X線撮影装置の特徴は、被写体(患者)における、例えば、全脊椎や全下肢等の長尺撮影を行う際、長手方向に撮影部位を複数に分割し、複数回の撮影を行う際、撮影対象の部位以外への無駄なX線曝射をカットするマスク板を、X線の曝射の有無を検知するX線感知センサの出力に応じて、自動的に移動させることにある。
【0013】
従って、X線管の構造、コリメーターの構造、FPDの構造、FPDの移動機構等、本発明におけるデジタル式X線撮影装置は多分に公知技術を利用しており、これら公知技術の説明は簡略或いは省略しつつ、以下、本実施の形態1におけるデジタル式X線撮影装置について、説明する。
【0014】
図1は、本発明を実施する為の実施の形態1におけるデジタル式X線撮影装置を用いた被写体(患者)の撮影状態を示す全体概略図である。本実施の形態1におけるデジタル式X線撮影装置は、一例として、長尺撮影を3分割して行う仕様としている。
【0015】
図1において、1はX線を照射するX線管である。2はX線の照射範囲を調整するコリメーターである。X線管1の構造、コリメーター2の構造は、公知技術であり、説明を省略する。
【0016】
3は自動絞りユニットであり、照射口を有するマスク板、マスク板を移動せしめるマスク板移動手段、マスク板移動手段に電力を供給する電源、X線の曝射の有無を検知するX線感知センサ等から構成されている。尚、自動絞りユニット3の構造については、詳細に後述する。
【0017】
4は患者台であり、内部にFPD4aと電気的に接続可能な3つの接点(後述する図3に示すMC1、MC2、MC3)を有したFPD架台4bが設置された支柱4cが垂設されている。尚、FPD架台4bは、支柱4c内で図中Y方向に移動可能である。このような患者台4は公知技術であり、詳細な説明は省略する。
【0018】
5は被写体(以下、患者という)であり、例えば全脊椎のX線撮影が必要な場合には、コリメーター2にてX線の照射範囲を調整し、図中θで示すように、患者の広範な部位にX線を曝射させることができる。
【0019】
図中Xは、患者5を患者台4に立たせた状態において、撮影範囲の中心軸である。即ち、X線管1、コリメーター2、自動絞りユニット3を一体に、図中Y方向に移動せしめ、コリメーター2の中心を軸Xに略一致させる。また、同様に、FPD架台4bも図中Y方向に移動せしめ、FPD架台4bの中心を軸Xに略一致させる。尚、FPD架台4bの中心とは、FPD4aが3箇所の位置(後述する図3に示すA位置、B位置、C位置)におけるB位置に位置する際のFPD4aの中心を意味する。このようなX線撮影時の初期位置設定の手法は公知技術であり、詳細な説明は省略する。
【0020】
図2(a)は、患者台4の斜視図である。図2(b)は、患者台4の裏面から見たFPD4aの駆動機構を示す概念図である。
【0021】
図2(a)及び(b)に示す通り、FPD4aは、ガイドレール6に対し、摺動可能に保持され、支柱4cの上部に設置されたモーター8により、ねじ7が回転し、図中Y方向に移動せしめることができる。このような移動機構は公知技術であり、詳細な説明は省略する。
【0022】
図3は、FPD4aとFPD架台4bの接続状態を示す概念図である。
【0023】
図3において、FPD4aは、図2(a)及び(b)で説明した通り、図中Y方向に移動せしめることができ、本実施の形態1では、上述した通り、長尺撮影を3分割して行う仕様である為、A位置、B位置、C位置のそれぞれにFPD4aを移動させ、X線撮影を行う。この時、各位置(A位置、B位置、C位置)には、それぞれFPD4aの駆動を停止させる為の接点MC1、MC2、MC3が設けられている。尚、A位置、B位置、C位置は、FPD4aが各位置間でオーバーラップするように配置設計がなされている。このようなFPD4aの移動機構は公知技術であり、詳細な説明は省略する。
【0024】
図4は、コリメーター2の斜視図である。
【0025】
図4において、2aはX線管1から照射されるX線の照射口である。2bは自動絞りユニット3を係合保持する為のレールであり、図中上部から自動絞りユニット3をスライドさせて係合保持する。
【0026】
図5は、自動絞りユニット3の斜視図である。
【0027】
図5において、3aは内部に後述するマスク板移動手段に電力供給する為の電源(図示せず)、及びマスク板移動手段を制御する為の制御回路(図示せず)を備えた収納体である。尚、本実施の形態1においては、マスク板移動手段に電力供給する為の電源は乾電池である。3bはコリメーター2におけるレール2bに係合されるレール挿入部である。
【0028】
3cはマスク板9を図中矢印Y方向に摺動可能に保持するマスク板保持レールである。尚、マスク板9は、X線の透過を遮断する鉛板であるが、所定の位置に、X線を透過させる為の照射口9aを有している。
【0029】
図6は、自動絞りユニット3の断面図である。
【0030】
図6において、3dはX線感知センサ10(構成の詳細は後述する)の保持板であり、自動絞りユニット3に対し、固定部3eにてねじ(図示せず)締結されている。尚、本実施の形態1においては、X線感知センサ10は保持板3dに対し、接着固定されているが、これに限らず、ねじ固定、粘着固定等でも良い。また、本実施の形態1においては、自動絞りユニット3に対し、保持板3dをねじ(図示せず)締結させた構成としているが、これに限らず、接着固定、粘着固定、或いは、別体ではなく一体に構成しても良い。
【0031】
図7は、保持板3dの斜視図である。
【0032】
図7において、11は光センサである。本実施の形態1におけるX線感知センサ10は、後述する図8に示す通り、X線が照射されると発光するものであり、光センサ11は、当該発光を検知するものである。
【0033】
図8は、X線感知センサ10並びに光センサ11の構成図である。
【0034】
図8において、10aは基材であり、本実施の形態1においては、X線の透過性を確保し、かつ、X線感知センサ10が発光した光を光センサ11まで導く為の導光体としての機能を有すべく、透明アクリル材にて形成しているが、これに限らず、ガラス材でも良い。
【0035】
10bは基材10aの両面に貼り付けられたX線用蛍光体であり、X線や可視光線が照射されると発光する性質を有する。本実施の形態1においては、X線用蛍光体は、X線用増感紙を使用している。尚、本実施の形態1においては、X線用蛍光体10bを両面に貼り付けた構成としているが、片面のみに貼り付けた構成でも良い。このようなX線が照射されると発光する性質を有するX線用蛍光体(X線用増感紙)は公知技術である為、その成分等についての詳細な説明は省略する。
【0036】
10cはアルミフィルムであり、X線用蛍光体10bが貼り付けられた基材10aの全体を覆うように貼付されている。アルミフィルム10cで基材10aの全体を覆うことにより、可視光線が遮断され、光センサ11はX線感知センサ10が発光した光のみに反応するようにすることができる。また、X線感知センサ10が発光した光を基材10aから外部空間に逃がさないようにすることができる。従って、基材10aを覆う為の材料はアルミニウム材に限られず、可視光線を透過せず、X線感知センサ10の発光による光を吸収しない性質を有する材料であれば、何ら限定されるものではない。但し、生産性、コスト等を加味した場合、アルミフィルムが好材料と言える。
【0037】
図9は、マスク板移動手段の構造を示す概略図である。
【0038】
図9に示す通り、マスク板9の側面には、切欠部9b、9c、9dが形成されている。図9において、12aは切欠部9b、9dと係合する係合部であり、磁性体で形成されている。尚、係合部12aは、マスク板9の側面に対し、コイルバネ(図示せず)による付勢力が付与された状態で圧接されている。12bは切欠部9cと係合する係合部であり、磁性体で形成されている。尚、係合部12bは、マスク板9の側面に対し、コイルバネ(図示せず)による付勢力が付与された状態で圧接されている。
【0039】
13a、13bはそれぞれ係合部12a、12bに螺旋状に巻き付けられた導線であり、自動絞りユニット3の収納部3a(図5参照)に備えられた電源(図示せず)を制御することにより、電流が流れるように構成されている。
【0040】
マスク板移動手段は、切欠部9b、9c、9d、係合部12a、12b、導線13a、13bから構成されている。即ち、導線13a、13bに所定の向きに電流を流すことにより、磁性体からなる係合部12a、12bを、フレミングの左手の法則による力を利用し、上述したマスク板9の側面への付勢力に逆らいながら、切欠部9b、9c、9dとの係合を解放する方向に移動せしめるように、係合部12a、12bの駆動手段を構成し、係合が解放されると、マスク板9の自重落下により、図9(a)に示す位置から図9(b)に示す位置、図9(b)に示す位置から図9(c)に示す位置に移動させることができる。尚、導線13a、13bに流す電流をゼロ(OFF)にすると、フレミングの左手の法則による力は無くなる為、係合部12a、12bに付与されている付勢力により、係合部12a、12bはマスク板9の側面に圧接される。
【0041】
図10は、X線管1からのX線曝射、FPD4aの駆動(上下移動)、光センサ11からの出力、導線13a、13bの電流ON/OFF、並びにマスク板9の位置を示すタイミングチャート図である。
【0042】
以下、本実施の形態1におけるデジタル式X線撮影装置の動作(撮影開始から撮影完了まで)について、概略を簡単に説明する。
【0043】
患者5の長尺撮影時、まず、図1に示す通り、患者5を患者台4に立たせ、直立した状態で姿勢の静止を強いる。そして、上述の通り、X線管1、コリメーター2、自動絞りユニット3を一体に、また、FPC架台4bを図1に示すY方向に移動せしめ、撮影範囲の中心(図1に示す軸X)に合わせる。そして、FPD4aを図3に示すA位置、B位置、C位置へと順次移動させ、分割撮影を行いながら、撮影を完了する。このような動作は、公知技術であり、詳細な説明を省略する。
【0044】
次に、FPD4aを自動で移動させる機構について、図9、図10を用いて説明する。
【0045】
図10に示す通り、撮影開始時、FPD4aはA位置(図3参照)にあり、マスク板9は、図9(a)に示す位置にあり、照射口9aがA位置に対応する。尚、この時、マスク板9は、図9(a)に示す通り、係合部12aが切欠部9bに係合され、自重落下することなく、位置固定されている。
【0046】
A位置において、X線撮影が完了すると、X線管1はOFFする。尚、X線管1がON、即ち、X線が曝射されているときは、X線感知センサ10は発光する為、当該発光を光センサ11は検知し、光センサ11はON信号を出力している。
【0047】
A位置において、X線撮影が完了し、X線管1がOFFされると、FPD4aは駆動し、A位置からB位置に移動する。このようなX線管1のON/OFFとFPD4aの移動との同期は公知技術であり、詳細な説明を省略する。
【0048】
X線管1がOFFされると、同様に、光センサ11もOFFとなる為、自動絞りユニット3の収納部3a(図5参照)に備えられた制御回路(図示せず)は、光センサ11の出力がOFFであることを検知し、収納部3aに収納された電源(図示せず)を制御し、導線13aに電流を流す。図10においては、導線13aに電流を流すことを、S1がONとして示している。尚、同様に、図10においては、導線13bに電流を流すことを、S2がONとして示している。
【0049】
導線13aに電流が流れると、上述した通り、フレミングの左手の法則により、係合部12aは図9(a)において矢印L方向に移動し、切欠部9bとの係合が解放される。そして、マスク板9は、自重落下し、図9(b)の位置で止まる。即ち、上述した通り、係合部12a、12bはコイルバネ(図示せず)による付勢力が付与された状態でマスク板9の側面に圧接されている為、マスク板9が自重落下している際、係合部12bはマスク板9の側面を摺動し、切欠部9cに係合され、マスク板9の自重落下が止まる。
【0050】
FPD4aがB位置に、マスク板9が図9(b)に示す位置に移動完了すると、再度、X線管1がONとなり、2回目のX線撮影が行われる。2回目のX線撮影が完了すると、1回目の撮影完了後と同様の仕組みで、FPD4aはB位置からC位置に移動し、マスク板9は、図9(b)に示す位置から図9(c)に示す位置に自重落下により移動する。そして、3回目のX線撮影が行われ、全てのX線撮影が完了する。
【0051】
以上の通り、本実施の形態1におけるデジタル式X線撮影装置は、長尺撮影時の分割撮影において、撮影毎に、マスク板4aを光センサ11の出力に応じて、自動で移動せしめることができる。従って、撮影毎に、マスク板9を手動でスライドさせる手間を必要とせず、X線撮影作業者の利便性が向上する。また、分割撮影毎にマスク板9を手動でスライドさせる時間を必要としない為、長尺撮影に要する時間の短縮化が図れる。更に、撮影中、患者5は、姿勢の静止を強いられるが、長尺撮影に要する時間の短縮化が図れたことにより、患者5の不自由さは低減され、画像のブレ、画像合成(画像の繋ぎ合わせ)時のズレも低減することができる。
【0052】
また、本実施の形態1におけるデジタル式X線撮影装置は、導線13a、13bに電流を流す為の電力を、収納部3aに備えられた電源(電池)から供給しており、かつ、X線曝射の有無(X線曝射信号)を、X線感知センサ10を介して光センサ11により検知している為、配線が不要であり、デジタル式X線撮影装置の設置の自由度が高まる。
【0053】
実施の形態2.
上述した実施の形態1では、マスク板9の移動方向を重力方向とし、移動に際しては、自重落下する構成としたが、これに限られず、例えば、図11に示す構成でも良い。
【0054】
図11は、本実施の形態2におけるマスク板移動手段の構造を示す概略図であり、実施の形態1におけるマスク板移動手段の変形例である。
【0055】
図11に示す通り、実施の形態1との相違点は、マスク板9の移動方向である。即ち、実施の形態1では、マスク板9が垂直方向(重力方向)に自重落下する構造であったが、本実施の形態2では、水平方向に移動(スライド)するものであり、その移動に必要な駆動力は、コイルスプリング14により実現している。
【0056】
実施の形態3.
上述した実施の形態1並びに実施の形態2においては、マスク板9を移動させる為の駆動力は、自重やバネ力で実現しており、即ち、当該駆動に必要な電力は不要な為、省電力化に有効な機構である。しかし、このような構成に限らず、例えば、図12に示すような構成も成り立つことは言うまでもない。
【0057】
図12は、本実施の形態3におけるマスク板移動手段の構造を示す概略図であり、実施の形態2におけるマスク板移動手段の変形例である。
【0058】
図12に示す通り、実施の形態2との相違点は、マスク板9の移動機構である。即ち、実施の形態2では、マスク板9の移動をコイルスプリング14により実現していたが、本実施の形態3では、歯車の係合とモータ駆動により実現している。
【0059】
この場合、実施の形態1や実施の形態2と比して、省電力化という面の効果は薄れるが、その他については、実施の形態1や実施の形態2と同様の効果を得ることができる。
【0060】
尚、本実施の形態3では、マスク板9の移動方向を水平方向としたが、実施の形態1と同様に垂直方向でも、マスク板の移動を、歯車の係合とモータ駆動により実現できることは言うまでもない。
【0061】
実施の形態4.
上述した実施の形態3では、マスク板9の移動を、歯車の係合とモータ駆動により実現したが、これに限られず、例えば、図13に示す構成でも良い。
【0062】
図13は、本実施の形態4におけるマスク板移動手段の構造を示す概略図であり、実施の形態3におけるマスク板移動手段の変形例である。
【0063】
図13に示す通り、実施の形態3との相違点は、マスク板9の移動機構である。即ち、実施の形態3では、マスク板9の移動を、歯車の係合とモータ駆動により実現したが、本実施の形態4では、ベルトとプーリとモータにより実現している。
【図面の簡単な説明】
【0064】
【図1】本発明を実施する為の実施の形態1におけるデジタル式X線撮影装置を用いた被写体(患者)の撮影状態を示す全体概略図である。
【図2】(a)は、患者台4の斜視図である。(b)は、患者台4の裏面から見たFPD4aの駆動機構を示す概念図である。
【図3】FPD4aとFPD架台4bの接続状態を示す概念図である。
【図4】コリメーター2の斜視図である。
【図5】自動絞りユニット3の斜視図である。
【図6】自動絞りユニット3の断面図である。
【図7】保持板3dの斜視図である。
【図8】X線感知センサ10並びに光センサ11の構成図である。
【図9】マスク板移動手段の構造を示す概略図である。
【図10】X線管1からのX線曝射、FPD4aの駆動(上下移動)、光センサ11からの出力、導線13a、13bの電流ON/OFF、並びにマスク板9の位置を示すタイミングチャート図である。
【図11】本実施の形態2におけるマスク板移動手段の構造を示す概略図である。
【図12】本実施の形態3におけるマスク板移動手段の構造を示す概略図である。
【図13】本実施の形態4におけるマスク板移動手段の構造を示す概略図である。
【符号の説明】
【0065】
1 X線管
2 コリメーター
4a FPD
9 マスク板
9a 照射口
9b、9c、9d 切欠部
10 X線感知センサ
10a 基材
10b X線用蛍光体
12a、12b 係合部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
X線を照射するX線管と、前記X線管からの照射範囲を絞るコリメーターを備え、被写体の広範な部位の撮影(長尺撮影)を行う際、
長手方向において当該部位を複数に分割し、当該分割された各部位の各撮影を、撮影対象の部位以外にX線が曝射されないようにマスクしながら行い、当該撮影画像を平面検出器(FPD:Flat Panel Detector)を用いて、電子画像データとして記録するデジタル式X線撮影装置において、
前記コリメーターの前面に備えられた照射口を有するマスク板と、
前記コリメーターと被写体との間に介在し、X線の曝射の有無を検知するX線感知センサと、前記X線感知センサの出力に応じて、前記マスク板を移動させるマスク板移動手段を
具備したことを特徴とするデジタル式X線撮影装置。
【請求項2】
X線感知センサは、X線を透過する透明樹脂板或いはガラス板を基材とし、前記基材の片面或いは両面にX線が曝射されると発光するX線用蛍光体が貼り付けられ、当該X線用蛍光体が貼り付けられた前記基材の全体が可視光線を遮光する遮光材で覆われた構成である
ことを特徴とする請求項1に記載のデジタル式X線撮影装置。
【請求項3】
マスク板は、両側面の所定の位置に複数の切欠部を備え、かつ、
マスク板移動手段は、前記マスク板の切欠部に係合する係合部と、前記切欠部に対し前記係合部を係合させる方向及び係合を解放する方向に、前記係合部を駆動させる駆動手段を備えた
ことを特徴とする請求項1乃至請求項2の何れかに記載のデジタル式X線撮影装置。
【請求項4】
マスク板は、マスク板摺動手段との係合が解放されると、自重により移動することを特徴とする請求項3に記載のデジタル式X線撮影装置。
【請求項5】
マスク板は、マスク板摺動手段との係合が解放されると、マスク板に付与された弾性力により移動することを特徴とする請求項3に記載のデジタル式X線撮影装置。
【請求項6】
係合部は磁性体で形成されており、
駆動手段は、前記係合部に螺旋状に巻き付けられた導線と、前記導線に電流を流す電源を有し構成された
ことを特徴とする請求項3乃至請求項5の何れかに記載のデジタル式X線撮影装置。
【請求項1】
X線を照射するX線管と、前記X線管からの照射範囲を絞るコリメーターを備え、被写体の広範な部位の撮影(長尺撮影)を行う際、
長手方向において当該部位を複数に分割し、当該分割された各部位の各撮影を、撮影対象の部位以外にX線が曝射されないようにマスクしながら行い、当該撮影画像を平面検出器(FPD:Flat Panel Detector)を用いて、電子画像データとして記録するデジタル式X線撮影装置において、
前記コリメーターの前面に備えられた照射口を有するマスク板と、
前記コリメーターと被写体との間に介在し、X線の曝射の有無を検知するX線感知センサと、前記X線感知センサの出力に応じて、前記マスク板を移動させるマスク板移動手段を
具備したことを特徴とするデジタル式X線撮影装置。
【請求項2】
X線感知センサは、X線を透過する透明樹脂板或いはガラス板を基材とし、前記基材の片面或いは両面にX線が曝射されると発光するX線用蛍光体が貼り付けられ、当該X線用蛍光体が貼り付けられた前記基材の全体が可視光線を遮光する遮光材で覆われた構成である
ことを特徴とする請求項1に記載のデジタル式X線撮影装置。
【請求項3】
マスク板は、両側面の所定の位置に複数の切欠部を備え、かつ、
マスク板移動手段は、前記マスク板の切欠部に係合する係合部と、前記切欠部に対し前記係合部を係合させる方向及び係合を解放する方向に、前記係合部を駆動させる駆動手段を備えた
ことを特徴とする請求項1乃至請求項2の何れかに記載のデジタル式X線撮影装置。
【請求項4】
マスク板は、マスク板摺動手段との係合が解放されると、自重により移動することを特徴とする請求項3に記載のデジタル式X線撮影装置。
【請求項5】
マスク板は、マスク板摺動手段との係合が解放されると、マスク板に付与された弾性力により移動することを特徴とする請求項3に記載のデジタル式X線撮影装置。
【請求項6】
係合部は磁性体で形成されており、
駆動手段は、前記係合部に螺旋状に巻き付けられた導線と、前記導線に電流を流す電源を有し構成された
ことを特徴とする請求項3乃至請求項5の何れかに記載のデジタル式X線撮影装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2008−43576(P2008−43576A)
【公開日】平成20年2月28日(2008.2.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−223011(P2006−223011)
【出願日】平成18年8月18日(2006.8.18)
【出願人】(500017689)
【出願人】(503180719)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成20年2月28日(2008.2.28)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年8月18日(2006.8.18)
【出願人】(500017689)
【出願人】(503180719)
【Fターム(参考)】
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