JP2006149426A - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 体厚に応じてグリッドの移動を調整することにより、グリッドの移動に起因する干渉縞を防止して撮影品質を高めることができる。
【解決手段】 超音波式距離計３９により被検体Ｍの体厚を測定し、その体厚に応じて、制御部４０が撮影ごとにグリッド２１の移動速度を調整する。したがって、グリッド２１の移動をフォトタイマ７の作動に連動させることができる。よって、グリッド２１の移動に起因する干渉縞を防止して撮影品質を高めることができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、被検体を透過した透過Ｘ線を可視化するＸ線撮像手段を備えたＸ線撮影装置に関する。

従来、この種の装置として、Ｘ線管から照射されて被検体を透過した透過Ｘ線を可視化する撮像部と、Ｘ線の照射時間を制御するフォトタイマと、撮像部の前面で揺動されるグリッドとを備えているＸ線撮影装置が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。

このような装置では、グリッドを動作させるとともにＸ線を照射し、フォトタイマが作動することによりＸ線照射が遮断されて撮影が完了する。グリッドの移動速度は、撮影者により設定されたＸ線の照射時間に応じて自動的に決められ、照射時間が長い場合には遅く、照射時間が短い場合には速く設定される。
特開２００３−３２５４６号公報

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、従来の装置は、フォトタイマの作用により撮像部における露出が一定化できるものの、体厚が薄い場合にはフォトタイマが早く作動するので、グリッドの移動停止がＸ線の照射停止よりも早くなる。また、体厚が厚い場合にはフォトタイマが遅く動作するので、グリッドの移動停止がＸ線の照射停止より遅くなる。その結果、グリッドと撮像部との干渉縞が発生し、撮像品質が低下するという問題がある。

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、体厚に応じてグリッドの移動を調整することにより、グリッドの移動に起因する干渉縞を防止して撮影品質を高めることができるＸ線撮影装置を提供することを目的とする。

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、Ｘ線照射手段から照射されて被検体を透過した透過Ｘ線を検知するＸ線撮像手段と、Ｘ線の照射時間を制御する照射時間制御手段と、Ｘ線撮像手段の前面で揺動されるグリッドとを備えているＸ線撮影装置において、被検体の体厚を測定する体厚測定手段と、測定された体厚に応じて、撮影ごとに前記グリッドの移動速度を調整するグリッド速度制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項1に記載の発明によれば、体厚測定手段で被検体の体厚を測定し、その体厚に応じて、グリッド速度制御手段が撮影ごとにグリッドの移動速度を調整する。したがって、グリッドの移動を照射時間制御手段の作動に連動させることができる。よって、グリッドの移動に起因する干渉縞を防止して撮影品質を高めることができる。

また、この発明において、グリッド速度制御手段は、撮影条件に応じて決められた移動速度を基準として、体厚が厚い場合には移動速度を遅くし、体厚が薄い場合には移動速度を速くすることが好ましい（請求項２）。体厚が厚いと照射時間制御手段の作動までの時間が長くなるので、撮影条件に応じて決められた移動速度よりも遅くする。一方、体厚が薄いと照射時間制御手段の作動までの時間が短くなるので、撮影条件に応じて決められた移動速度よりも速くする。これによりグリッドの移動を照射時間制御手段の作動に連動させることが可能となる。

また、この発明において、体厚測定手段は、超音波式距離計を備えていることが好ましい（請求項３）。非接触で被検体の体厚を測定することができ、効率的に測定を行うことができる。

この発明に係るＸ線撮影装置によれば、体厚測定手段で被検体の体厚を測定し、その体厚に応じて、グリッド速度制御手段が撮影ごとにグリッドの移動速度を調整するので、グリッドの移動を照射時間制御手段の作動に連動させることができる。よって、グリッドの移動に起因する干渉縞を防止して撮影品質を高めることができる。

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は、実施例に係るＸ線撮影装置の概略構成を示すブロック図であり、図２は、撮像部の概略構成を示す縦断面図であり、図３は、グリッドの概略構成を示す図である。

この実施例では、被検体Ｍが立位で撮影する立位スタンドを例に採って説明する。
床面には、被検体Ｍに対するＸ線撮影を行うための撮影用スタンド１が立設されている。この撮影用スタンド１は、Ｘ線を検出するための撮像部３を備えている。撮像部３は、ベース部材５により、撮影用スタンド１から突出した姿勢で設けられており、撮影用スタンド１側からフォトタイマ７と、Ｘ線フラットパネル検出器９と、グリッド機構１１とを内蔵している。

ベース部材５には基台１３が取り付けられており、この基台１３は、フォトタイマ７と、Ｘ線フラットパネル検出器９と、グリッド機構１１を備えている。これらは、内部カバー１５で覆われており、さらに二点鎖線で示した外部カバー１７で基台１３ごと覆われている。これらの内部カバー１５及び外部カバー１７は、Ｘ線を透過する材料で構成されている。

フォトタイマ７は、Ｘ線の曝射量を検出するためのものであり、検出したＸ線量を出力する。Ｘ線フラットパネル検出器９は、半導体技術を用いて構成されたＸ線の検出器である。このＸ線フラットパネル検出器９の前面（図１の右側）には、グリッド機構１１が設けられている。

なお、上記のＸ線フラットパネル検出器９が本発明におけるＸ線撮像手段に相当し、フォトタイマ７が本発明における照射時間制御手段に相当する。

グリッド機構１１は、内部カバー１５内で水平軸周りに回動自在に設けられた４個の軸受１９を備えており、これらの軸受１９はグリッド２１の上辺と下辺とを把持してグリッド２１を起立姿勢に保っている。グリッド２１の下部には揺動プレート２３の上部が連結されており、この揺動プレート２３の下部には、ベルト２５が連結されている。ベルト２５は、下部に配設されている軸受１９の下方に配備され、鉛直軸周りに回転自在に設けられた従動プーリ２７，２９とに架け渡されているとともに、基台１３の撮影用スタンド１側に配備された、鉛直軸周りに回転される主動プーリ３１に架け渡されている。主動プーリ３１は、モータ３３によって回転駆動される。

グリッド機構１１は、上記のように構成されており、モータ３３を正逆回転駆動することにより、グリッド２１を水平方向へ揺動することができる。揺動のその移動開始及び停止並びに速度等は、後述するように制御部（４０）からの制御に従う。

なお、上述した撮像部３は、撮影用スタンド１に対して昇降可能に構成されている。

被検体Ｍを挟んだ撮影用スタンド１の反対側には、Ｘ線照射部３５が配備されている。このＸ線照射部３５は、Ｘ線を照射するＸ線管３７を備えているとともに、図示しない操作スイッチや操作パネルを備えている。この操作スイッチは、後述する制動を解除し、Ｘ線照射部３５を所望の位置に移動させるために使用される。また、操作パネルは撮影条件等を指示するために使用される。

Ｘ線照射部３５には、Ｘ線の照射方向に合わせて超音波式距離計３９が設けられている。超音波式距離計３９は、超音波を発してから戻ってくるまでの時間に基づいて測距を行うものであり、制御部４０からの指示に応じて所定時間だけ超音波を発し、その方向における距離を計測距離信号ＳＬとして制御部４０に出力する。制御部４０は、例えば、Ｘ線照射部３５の位置情報（Ｘ方向）と、既知である撮影用スタンド１から撮像部３の表面までの距離と、既知である撮影用スタンド１の位置（Ｘ方向）と、計測距離信号ＳＬとに基づいて被検体Ｍの体厚を求める。

なお、Ｘ線照射部３５がこの発明におけるＸ線照射手段に相当し、超音波式距離計３９が体厚測定手段に相当し、制御部４０がグリッド速度制御手段に相当する。

天井面には、水平移動機構４１が配設されている。
この水平移動機構４１には、Ｘ線照射部３５を垂直方向に昇降自在に保持する懸垂保持機構４３の上端が取り付けられている。懸垂保持機構４３の下端には、Ｘ線照射部３５が取り付けられている。懸垂保持機構４３は、Ｘ線照射部３５を昇降自在に保持するとともに、水平移動機構４１により図１の左右方向Ｘ及び紙面方向Ｙに対して移動可能である。また、Ｘ線照射部３５は、昇降によりＺ方向に移動される。

図４及び図５を参照する。なお、図４は図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、図５は図４と直交する方向の断面図である。

水平移動機構４１は、天井に固定された固定レール４５を備え、これにはＸ線撮影のＸ方向の撮影中心ＣＸを示す切片４７がネジで固定されている。移動レール４９には、Ｘ線撮影のＸ方向の撮影中心ＣＸを示すマイクロスイッチ５１がＬ字状の支持部材５３を介して取り付けられている。このマイクロスイッチ５１は、その検出片が切片４７に当接する位置に調節されている。また、移動レール４９には、Ｘ線撮影のＹ方向の撮影中心ＣＹを示す切片５５がネジで取り付けられている。懸垂部５７には、Ｘ線撮影のＹ方向の撮影中心ＣＹを示すマイクロスイッチ５９がＬ字状の支持部材６１を介して取り付けられている。マイクロスイッチ５９は、その検出片が切片５５に当接する位置に調節されている。

なお、固定レール４５のコの字状の案内面には、移動レール支持部材６３に支持されたコロ６４が取り付けられている。したがって、移動レール４９は懸垂部５７とともにＸ方向に移動可能に支持されている。また、固定レール４５に直交するように配置されている移動レール４９のコの字状の案内面には、懸垂部５７に立設されている懸垂部支持部材６５に配設されたコロ６７が配置されている。したがって、懸垂部５７は、Ｘ線照射部３５とともにＹ方向に移動可能に支持されている。

なお、上記のＸ方向の撮影中心ＣＸと、Ｙ方向の撮影中心ＣＹとは、図示しない寝台に対して設定されている。

次に、図６を参照する。この図６は、制動機構の構成を示す図である。なお、Ｘ方向及びＹ方向の制動機構は同様の構成であるので、Ｘ方向の制動機構を例に採って説明する。

Ｘ方向の制動機構６７は、移動レール支持部材６３内に設けられている。具体的な構成は、ソレノイドＳＯＬ１のオン・オフに応じて伸縮するロッド６９の先端部に、揺動支点７１を中心として揺動されるレバー７３の一端側が連結され、そのレバー７３の他端側には、ゴム等の摩擦係数が大きな制動部材７５が先端部に取り付けられた制動軸７７が取り付けられている。また、ロッド６９の先端部は、引張コイルバネ７９により伸長する方向に付勢されている。

ソレノイドＳＯＬ１がオンになると、ロッド６９が収縮し、レバー７３を揺動させて、制動軸７７を固定レール４５と反対側に移動させることにより、固定レール４５に押圧されていた制動部材７５が、固定レール４５に対して離れる。つまり、制動部材７５による制動が解除される。また、ソレノイドＳＯＬ１がオフになると、ロッド６９が引張コイルバネ７９により引っ張られ、レバー７３を揺動させて、制動軸７７を固定レール４５側に押し出すことにより、制動部材７５が固定レール４５に押圧されて制動が行われる。

図７を参照する。この図７は、懸垂部の内部構成を示す図である。

一端側がロープ支持部材８１に支持され、プーリ８２〜８５を介して、プーリ８６に巻回され、懸垂部５７の先端部のフック８７に掛けられ、プーリ８８に巻回され、プーリ８９〜９２を介してロープ支持部材９３に他端側が支持されているロープ９４によって懸垂５７は懸垂支持されている。懸垂部５７を伸縮、つまりＸ線照射部３５をＺ方向に昇降させると、プーリ８４，８６，８８，９０は回転し、プーリ８３，８５，８９，９１は前後動（図中のａ，ｂ方向に移動）する。このとき、プーリ８３，８５，８９，９１は、図示しないバネ部材によりａ方向に付勢されている。このバネ部材は、懸垂部５７が下端部に支持するＸ線照射部３５がどの高さにあってもその重力と釣り合ってプーリ８３，８５，８９，９１をａ方向に付勢するように設計されている。また、プーリ８４，８６，８８，９０と連動して回転するドラム９５が配設されている。

上記構成において、ソレノイドＳＯＬ３をオンすると、ブレーキ部材９７とドラム９５との接触が解かれ、プーリ５６，５８，６０，６２の回動が可能になり、懸垂部２７の伸縮のブレーキが解除されることになる。また、ソレノイドＳＯＬ３をオフすると、ブレーキ部材６８をドラム６７に押圧することにより、プーリ８４，８６，８８，９０の回動が抑止されてブレーキがかかる。

上述した各ソレノイドＳＯＬ１等の作動／非作動を行うのが、Ｘ線照射部３５に付設されている操作スイッチ（図示省略）である。撮影者は、操作スイッチを操作して、各方向の制動を解除し、Ｘ線照射部３５を所望の位置にまで手動で移動させる。なお、マイクロスイッチ５１，５９が作動した場合には、自動的に制動がかかり、ＸＹ方向の中心で一旦はＸ線照射部３５が停止される。

上述した水平移動機構４１等からは位置信号が出力されており、これが位置検出部９９に与えられる。位置検出部９９は、位置信号に基づきＸ線照射部３５の位置を求めて制御部４０に出力する。制御部４０は、図示しない操作部から入力された撮影者による撮影条件に基づいて高電圧装置１０１を制御する。その制御対象は、管電圧、管電流、曝射時間などである。制御部４０は、撮影条件に基づいてフォトタイマ７やグリッド機構１１を制御するとともに、Ｘ線フラットパネル検出器９からの信号を取り込んでモニタ１０３に出力する。Ｘ線の曝射開始の指示は、例えば、床面に配置されたフットスイッチ１０５を操作することで行われる。

また、制御部４０は、Ｘ線の曝射に先立ち、超音波式距離計３９を作動させ、その計測距離信号ＳＬ等に基づいて被検体Ｍの体厚を求める。そして、曝射時間を含む撮影条件を考慮し、グリッド機構１１のグリッド２１の移動速度を撮影ごとに制御する。

具体的には、体厚が厚い場合には、フォトタイマ７で検出される規定値のＸ線量に達するまでの時間が規定時間よりも長くなるので、曝射時間に応じて決められる規定速度よりもモータ３３の駆動速度を遅くし、体厚が薄い場合には、フォトタイマ７で検出されるＸ線量に達するまでの時間が規定時間よりも短くなるので、曝射時間に応じて決められる規定速度よりもモータ３３の駆動速度を遅くするという制御を行う。規定速度を基準としてどの程度調整するかは、予め各種体厚の被検体Ｍで実験を行い、調整データを収集しておき、調整データに基づいて最適なモータ３３の駆動速度を求めておくことが好ましい。

次に、図８を参照して、上述した構成の装置について動作説明を行う。なお、図８は、動作説明に供するフローチャートである。

ステップＳ１
撮影者は、被検体Ｍを撮影用スタンド１に沿って立たせるとともに、撮像部３に対向する位置へＸ線照射部３５を移動させる。その際には、Ｘ線照射部３５に付設されている図示しない各操作スイッチを操作して、ＸＹＺの各方向に対する制動を解除して各方向への移動を手動で行う。さらに、Ｘ線照射部３５に付設されている操作パネル（図示省略）を操作し、撮影条件を入力する。撮影条件としては、例えば、高電圧装置１０１に対する指示である管電圧、管電流、撮影時間などである。

ステップＳ２
撮影に先立ち、超音波式距離計３９から超音波を発生させるとともに、その計測距離信号ＳＬに基づいて制御部４０は、被検体Ｍの体厚を求める。この実施例では、超音波式距離計３９を用いて非接触で被検体Ｍの体厚を測定するので、効率的に測定を行うことができる。

ステップＳ３
制御部４０は、ステップＳ１にて入力された撮影時間に基づくグリッド機構１１の移動速度（モータ３３の駆動速度）を、求めた被検体Ｍの体厚に基づいて補正し、グリッド機構１１を駆動する移動速度（駆動信号ＳＤ）を求める。

このとき、制御部４０は、撮影条件によって規定される規定速度でグリッド機構１１を作動させるのではなく、ステップＳ２で求めた体厚を考慮する。つまり、体厚が厚い場合には、フォトタイマ７で検出される規定値のＸ線量に達するまでの時間が規定時間よりも長くなるので、曝射時間に応じて決められる規定速度よりも駆動速度を遅くし、体厚が薄い場合には、フォトタイマ７で検出されるＸ線量に達するまでの時間が規定時間よりも短くなるので、曝射時間に応じて決められる規定速度よりも駆動速度を速くするという制御を行う。

ステップＳ４
撮影者がフットスイッチ１０５を操作すると、制御部４０はモータ３３を駆動信号ＳＤで駆動開始してグリッド２１の揺動を始めるとともに、高電圧装置１０１を撮影条件に応じた条件で作動させる。これによりグリッド２１を揺動させつつＸ線が曝射される。

ステップＳ５
制御部４０は、フォトタイマ７からの信号に基づいてＸ線照射部３５からのＸ線曝射を停止するとともに、グリッド機構１１に対する駆動を停止する信号を出力する。これにより被検体Ｍに対するＸ線の曝射が停止されるとともに、グリッド機構１１の作動があわせて停止される。

ステップＳ６
制御部４０は、Ｘ線フラットパネル検出器９からの信号に基づいて透過Ｘ線像をモニタ１０３に表示する。

上述したように、この実施例におけるＸ線撮影装置は、被検体Ｍの体厚を測定し、その体厚に応じて、制御部４０が撮影ごとにグリッド２１の移動速度を調整する。したがって、グリッド２１の移動をフォトタイマ７の作動に連動させることができる。よって、グリッド２１の移動に起因する干渉縞を防止して撮影品質を高めることができる。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、立位スタンドとして説明したが、寝台を備えている装置であってもこの発明を適用することができる。

（２）上述した実施例では、Ｘ線撮像手段としてＸ線フラットパネル検出器を採用しているが、これにかえてＸ線フィルム等であってフォトタイマを備えた装置であればこの発明を適用できる。

（３）上述した実施例装置では、超音波式距離計３９をＸ線照射部３５に付設してあるが、これをＸ線照射部３５と別体の構成としてもよい。また、超音波式に代えて光式や電磁式を採用してもよい。

（４）上述した実施例では、フォトタイマ７とＸ線フラットパネル検出器９とを別体の構成としているが、Ｘ線フラットパネル検出器９などのＸ線撮像手段でＸ線の照射量を検知するフォトタイマ一体型の構成を採用してもよい。

実施例に係るＸ線撮影装置の概略構成を示すブロック図である。 撮像部の概略構成を示す縦断面図である。 グリッドの概略構成を示す図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 図４と直交する方向の矢視断面図である。 制動機構の構成を示す図である。 懸垂部の内部機構を示す図である。 動作説明に供するフローチャートである。

符号の説明

Ｍ … 被検体
１ … 撮影用スタンド
３ … 撮像部
７ … フォトタイマ
９ … Ｘ線フラットパネル検出器（Ｘ線撮像手段）
１１ … グリッド機構
２１ … グリッド
３５ … Ｘ線照射部（Ｘ線照射手段）
３９ … 超音波式距離計（体厚測定手段）
４０ … 制御部（制御手段）
９９ … 位置検出部
１０１ … 高電圧装置
１０３ … モニタ

Claims (3)

1. Ｘ線照射手段から照射されて被検体を透過した透過Ｘ線を検知するＸ線撮像手段と、Ｘ線の照射時間を制御する照射時間制御手段と、Ｘ線撮像手段の前面で揺動されるグリッドとを備えているＸ線撮影装置において、被検体の体厚を測定する体厚測定手段と、測定された体厚に応じて、撮影ごとに前記グリッドの移動速度を調整するグリッド速度制御手段と、を備えていることを特徴とするＸ線撮影装置。
2. 請求項１に記載のＸ線撮影装置において、前記グリッド速度制御手段は、撮影条件に応じて決められた移動速度を基準として、体厚が厚い場合には移動速度を遅くし、体厚が薄い場合には移動速度を速くすることを特徴とするＸ線撮影装置。
3. 請求項１または２に記載のＸ線撮影装置において、前記体厚測定手段は、超音波式距離計を備えていることを特徴とするＸ線撮影装置。
   

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