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技術 照射野制限装置、それを備えたX線発生ユニット及びX線撮影システム

出願人 キヤノン株式会社
発明者 大橋康雄塩澤崇史上田和幸
出願日 2014年6月6日 (6年5ヶ月経過) 出願番号 2014-117279
公開日 2015年2月26日 (5年9ヶ月経過) 公開番号 2015-038468
状態 特許登録済
技術分野 その他の放射線取扱い 放射線診断機器
主要キーワード 歯車面 仮想曲面 調整摘み 羽根ユニット 放出窓 撮影野 撮影品質 無端回転
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

X線発生装置から放出されたX線束の一対の照射野の大きさと位置を、操作性良く調整ができるようにする。

解決手段

X線発生装置に接続される照射野制限装置であって、X線が通過する開口14の開口幅15を互いの間隔により規定する一対の制限羽根1と、回転することにより前記一対の制限羽根1を互いに反平行に移動させ前記開口幅15を調整する開口幅調整軸3を備えた開口幅調整機構17と、前記一対の制限羽根1を前記開口14と平行に移動させ前記開口14の中心位置を調整する開口中心調整軸6を備えた開口中心調整機構18と、を有し、前記開口幅調整軸3と前記開口中心調整軸6とが同軸に配置されている。

概要

背景

特許文献1に記載の放射線撮影システムは、X線発生管コリメータごと、一体的に、X線検出装置X線検出面に平行な向きに移動させる平行移動機構を備えていることが、特許文献1に開示されている。特開2007−20869号公報に記載のX線撮影システムにおいては、かかる平行移動機構によりX線照射野の位置を調整することが、特許文献2に開示されている。また、特許文献2に記載のX線撮影システムは、照射野制限装置一対の制限羽根を2組有し、互いに直交する方向に該2組の制限羽根機構が移動するように構成された照射野制限装置を備えていることが、特許文献2に開示されている。

概要

X線発生装置から放出されたX線束の一対の照射野の大きさと位置を、操作性良く調整ができるようにする。X線発生装置に接続される照射野制限装置であって、X線が通過する開口14の開口幅15を互いの間隔により規定する一対の制限羽根1と、回転することにより前記一対の制限羽根1を互いに反平行に移動させ前記開口幅15を調整する開口幅調整軸3を備えた開口幅調整機構17と、前記一対の制限羽根1を前記開口14と平行に移動させ前記開口14の中心位置を調整する開口中心調整軸6を備えた開口中心調整機構18と、を有し、前記開口幅調整軸3と前記開口中心調整軸6とが同軸に配置されている。

目的

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、X線発生装置を移動させることなく、操作性良くX線照射野の大きさと位置の調整ができるようにすることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

X線を外部に放出する、X線発生装置放出窓の前方に配設され、X線照射野を制限する照射野制限装置であって、X線が通過する開口の開口幅を互いの間隔により規定する一対の制限羽根と、回転することにより前記一対の制限羽根を互いに反平行に移動させ前記開口幅を調整する開口幅調整軸を備えた開口幅調整機構と、前記一対の制限羽根を前記開口と平行に移動させ前記開口の中心位置を調整する開口中心調整軸を備えた開口中心調整機構と、を有し、前記開口幅調整軸と前記開口中心調整軸とが同軸に配置されていることを特徴とする照射野制限装置。

請求項2

前記開口幅調整機構は、前記開口幅調整軸を回転させることで、前記一対の制限羽根を互いに反平行に移動させることを特徴とする請求項1に記載の照射野制限装置。

請求項3

前記開口中心調整機構は、前記一対の制限羽根が規定する前記開口幅を変化させることなく、前記一対の制限羽根を一体的に移動させることを特徴とする請求項1または2に記載の照射野制限装置。

請求項4

前記一対の制限羽根が移動する方向と交差する方向において、互いに反平行に移動可能な第2の一対の制限羽根と、回転することにより前記第2の一対の制限羽根を互いに反平行に移動させ前記開口幅を調整する第2の開口幅調整軸を備えた第2の開口幅調整機構と、前記一対の制限羽根が移動する方向と交差する方向において、前記第2の一対の制限羽根を前記開口と平行に移動させ前記開口の中心位置を調整する第2の開口中心調整軸を備えた開口中心調整機構と、を有し、前記第2の開口幅調整軸と前記第2の開口中心調整軸とが同軸に配置されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照射野制限装置。

請求項5

前記開口幅調整軸の外周側に前記開口中心調整軸が位置しており、前記開口中心調整軸の外側端部より前記開口幅調整軸の外側端部の方が前記開口から遠ざかる方向へ突出していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の照射野制限装置。

請求項6

前記開口幅調整機構は、それぞれが前記一対の制限羽根に接続されていると共に歯車面を相対向させて配置された一対の開口幅調整ラックギアと、該開口幅調整ラックギアの間に挟み込まれた開口幅調整ピニオンとを備えていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の照射野制限装置。

請求項7

前記開口幅調整機構は、前記開口幅調整軸の回転により前記開口幅調整ピニオンを回転させることで前記開口幅調整ラックギアを互いに反平行に移動させる機構であることを特徴とする請求項6に記載の照射野制限装置。

請求項8

前記開口幅調整機構は、一対のプーリーと、前記一対のプーリーにより周状張り渡されている無端回転部材を備え、前記端回転部材の張り渡されている部分は、互いに逆方向に移動する一対の張架部が形成されており、前記一対の張架部のそれぞれに対して、前記一対の制限羽根がそれぞれ接続され、前記一対のプーリーの一方は、前記開口幅調整軸に連結されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の照射野制限装置。

請求項9

前記開口幅調整軸の回転により、前記一対のプーリーを同一方向に回転させて前記無端回転部材を回転させることで、前記一対の制限羽根を互いに反平行に移動させる機構であることを特徴とする請求項8に記載の照射野制限装置。

請求項10

前記開口幅調整機構が、前記一対の制限羽根の一方と他方とがそれぞれ接続された一対の貫通ナットと、一端と他端との間においてネジ山螺旋方向逆転する部分を備えている棒状のネジと、を備え、前記棒状のネジは、前記開口幅調整軸と連結され、前記一対の貫通ナットの一方は、前記ネジ山の螺旋方向が逆転する部分と前記一端との間において、前記棒状のネジと係合され、前記一対の貫通ナットの他方は、前記ネジ山の螺旋方向が逆転する部分と前記他端との間において、前記棒状のネジと係合されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の照射野制限装置。

請求項11

前記開口幅調整軸を回転させることで前記一対の制限羽根を互いに反平行に移動させる機構であることを特徴とする請求項10に記載の照射野制限装置。

請求項12

前記開口幅調整機構は、前記一対の制限羽根の一方と他方とがそれぞれ接続され、互いにかみ合う一対のギアを備え、前記一対のギアの一方は前記開口幅調整軸に連結されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の照射野制限装置。

請求項13

前記開口幅調整軸をその中心軸周りに回転させることで前記一対の制限羽根を互いに反平行に移動させる機構であることを特徴とする請求項12に記載の照射野制限装置

請求項14

前記開口中心調整機構は、内側端部が前記一対の制限羽根に連結された開口中心調整ピニオンと、該開口中心調整ピニオンと噛み合う開口中心調整ラックギアと、を備え、前記開口中心調整ピニオンは、前記開口中心調整軸と連結されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の照射野制限装置。

請求項15

前記開口中心調整軸を回転させて前記開口中心調整ピニオンを前記開口中心調整ラックギアに沿って回転移動させることで、前記開口中心調整軸と共に前記一対の制限羽根を一体的に移動させる機構であることを特徴とする請求項14に記載の照射野制限装置。

請求項16

X線を外部に放出する放出窓を備えたX線発生装置と、請求項1乃至15のいずれか1項に記載の照射野制限装置と、を備え、前記照射野制限装置は前記放出窓の前方に配置されていることを特徴とするX線発生ユニット

請求項17

前記照射野制限装置が規定するX線照射野を可視光模擬表示する投光照準装置をさらに備えていることを特徴とする請求項16に記載のX線発生ユニット。

請求項18

前記X線発生装置は、透過型X線発生管を備えていることを特徴とする請求項16または17に記載のX線発生ユニット。

請求項19

請求項16乃至18のいずれか1項に記載のX線発生ユニットと、前記X線発生ユニットから放出され、被検体を透過したX線束を検出するX線検出装置と、前記X線発生ユニットと前記X線検出装置とを連携制御する制御装置と、を備えていることを特徴とするX線撮影システム

技術分野

0001

本発明は、X線発生装置放出窓の前方に配設され、X線照射野を制限する照射野制限装置、それを備えたX線発生ユニット及びX線撮影システムに関する。

背景技術

0002

特許文献1に記載の放射線撮影システムは、X線発生管コリメータごと、一体的に、X線検出装置X線検出面に平行な向きに移動させる平行移動機構を備えていることが、特許文献1に開示されている。特開2007−20869号公報に記載のX線撮影システムにおいては、かかる平行移動機構によりX線照射野の位置を調整することが、特許文献2に開示されている。また、特許文献2に記載のX線撮影システムは、照射野制限装置一対の制限羽根を2組有し、互いに直交する方向に該2組の制限羽根機構が移動するように構成された照射野制限装置を備えていることが、特許文献2に開示されている。

先行技術

0003

特開2007−20869号公報
特開2011−72369号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、特許文献1に記載の構成を有したX線撮影システムの場合、X線照射野の位置の調整がX線発生装置の移動によって行われるので、X線照射野の大きさの調整に影響を与えることなく位置の調整を行うことができる。しかし、重量のあるX線発生装置全体を移動させるので、X線発生装置の移動による重心位置のずれにより支持部材に加わる負担が大きい。このため、可搬式のX線発生装置を用いたX線撮影システムにこの方式を採用すると、軽量化のために支持部材の剛性が弱くなっているので、X線発生装置移動による重心位置のずれにより振動励起され、画像がブレやすくなる問題がある。

0005

一方、特許文献2に示される照射野制限装置は、各制限羽根の位置を調整することにより、X線照射野の大きさと位置を調整することができる。従って、重いX線発生装置全体を動かすことなくX線照射野の大きさと位置の調整ができるが、所定の大きさで所定の位置にX線照射野を調整するためには4枚の制限羽根の位置を別々に調整しなければならず、操作性が悪い問題がある。

0006

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、X線発生装置を移動させることなく、操作性良くX線照射野の大きさと位置の調整ができるようにすることを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、上記目的のために、X線を外部に放出する、X線発生装置の放出窓の前方に配設され、X線照射野を制限する照射野制限装置であって、X線が通過する開口の開口幅を互いの間隔により規定する一対の制限羽根と、回転することにより前記一対の制限羽根を互いに反平行に移動させ前記開口幅を調整する開口幅調整軸を備えた開口幅調整機構と、前記一対の制限羽根を前記開口と平行に移動させ前記開口の中心位置を調整する開口中心調整軸を備えた開口中心調整機構と、を有し、前記開口幅調整軸と前記開口中心調整軸とが同軸に配置されていることを特徴とする照射野制限装置を提供するものである。

0008

また、本発明は、X線を外部に放出する放出窓を備えたX線発生装置と、上記本発明に係る照射野制限装置と、を備え、前記照射野制限装置は前記放出窓の前方に配置されていることを特徴とするX線発生ユニットを提供するものである。

0009

更に本発明は、上記本発明に係るX線発生ユニットと、前記X線発生ユニットから放出され、被検体を透過したX線束を検出するX線検出装置と、前記X線発生ユニットと前記X線検出装置とを連携制御する制御装置と、を備えていることを特徴とするX線撮影システムを提供するものでもある。

発明の効果

0010

本発明によれば、開口中心調整軸を回して制限羽根ユニットを移動させることで、X線照射野の位置を移動させることができる。即ち、X線照射野の位置の調整のために動かすのが、重いX線発生装置に比して軽量な制限羽根ユニットであるので、重心の位置ずれ量が小さく、支持部材を軽量化した可搬式のX線発生装置に適用しても、画像のブレを発生させる恐れがない。

0011

また、上記X線照射野の位置調整は、制限羽根ユニット全体を動かすことで行われるので、X線照射野の大きさにほとんど影響を与えない。これに加えて、X線照射野の大きさを調整するための開口幅調整軸と、X線照射野の位置を調整するための開口中心調整軸が同一回転軸で設けられているので、操作位置を集中させることができる。これらのことから、操作性が極めて良好で、迅速な調整が可能である。

図面の簡単な説明

0012

本発明に係る照射野制限装置を備えた本発明に係るX線発生装置の構造を模式的に示す説明図である。
開口幅調整機構及び開口中心調整機構の一例を示す説明図である。
本発明に係る照射野制限装置の断面図である。
図3に示される照射野制限装置の右側面図である。
図3におけるA−A断面図である。
開口幅調整機構の他の例を示す図で、(a)は第2の例を示す図、(b)は第3の例を示す図、(c)は第4の例を示す図である。
本発明に係るX線撮影システムの説明図である。

0013

以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に参照する図面において、同じ符号は同様の構成要素を示す。また、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、この発明の範囲を限定する趣旨のものではない。

0014

図1図5に基づいて、本発明に係る照射野制限装置と、この照射野制限装置を備えた本発明に係るX線発生装置とについてそれぞれ説明する。

0015

本発明に係るX線発生ユニット200は、X線発生装置100と、本発明に係る照射野制限装置300とで構成されている。

0016

まず、X線発生装置100ついて説明する。X線発生装置100は、従来公知の構成が適用可能である。X線発生装置100は、収納容器101と、X線発生管102と、X線駆動回路103とを有するものとなっている。X線発生管102とX線駆動回路103は収納容器101内に設置されている。収納容器101はX線を遮蔽可能な金属容器であり、収納容器101内部のX線発生管102から放出されるX線を外部に透過させるための放出窓104が設けられている。また、X線発生管102の冷却媒体として、収納容器101の内部の余空間には絶縁性液体105が充填されている。

0017

X線発生管102は、真空容器110内に、電子放出源であるカソード111と、グリッド電極112と、レンズ電極113とを有している。また、カソード111と相対向する位置にターゲット115が設けられている。本例のX線発生管102は透過型X線発生管であり、ターゲット115がX線を真空容器110外へ出射させる透過窓を構成している。

0018

ターゲット115は、支持基板116と、支持基板116上に積層されたターゲット層117とを備えている。支持基板116は、X線の透過性が良好な材料で構成されている。支持基板116としては、ダイヤモンド基板を用いることができる。また、ターゲット層117は、電子照射によってX線を放出する材料で構成されている。ターゲット層117は、X線を効率よく発生させることができるよう、原子番号が42以上の金属の層又は当該金属を含有する層として構成することが好ましい。具体的には、タングステンタンタルモリブデン等を用いることができる。ターゲット115は、ターゲット層117をカソード111に向けて設置されている。カソード111からグリッド電極112により引き出して加速した電子を、レンズ電極113で収束してターゲット層117に照射することで、X線を発生させることができる。これにより発生したX線は、支持基板116を透過して真空容器110の外部へ取り出されることになる。

0019

なお、X線発生管102は透過型のX線発生管であるが、本発明に係るX線発生ユニット200に用いるX線発生管102としては、反射型のX線発生管を用いることもできる。但し、透過型のX線発生管を用いることにより、反射型X線発生管で発生するヒール効果による線量、線質ムラの無いX線を発生させることができる。そのため、後述する開口中心調整を行った際に、開口中心の位置が調整された場合においても、線量と線質が変化し難いX線照射野を得ることができるので、X線発生管102としては透過型X線発生管を用いることが好ましい。

0020

真空容器110には、真空容器110の内方と外方とに突出して陽極部材118が取り付けられている。陽極部材118は、ターゲット層117に電気的に接続され、ターゲット115の陽極電位を規定する。また、陽極部材118は、支持基板118に接続され、ターゲット115を保持している。支持基板115がX線を透過する基材で構成されている場合は、陽極部材118は、X線を通過させる窓として機能する。陽極部材118は、鉛やタングステン等のX線の透過率が低い材料を含むことにより、X線の放出角または後方散乱電子散乱を制限できる。この陽極部材118は、貫通する貫通孔を有している。ターゲット115は、この陽極部材118の貫通孔内に設けられている。陽極部材118の貫通孔は、この貫通孔の途中に設けられたターゲット115を境に、真空容器110の内方側が電子入射孔、真空容器110の外方側がX線出射孔となっている。電子入射孔は、ターゲット層117への電子の照射を許容するための孔で、カソード111に向けられている。X線出射孔は、ターゲット層117への電子の照射により生じたX線の外部への出射を許容するための孔で、収納容器101の放出窓104へ向けられており、放出窓104へ向かって徐々に拡径した形状をなしている。

0021

駆動回路103は、X線発生装置100の収納容器101内に配置されている。駆動回路103では電圧が生成され、X線発生管102のカソード111、グリッド電極112、レンズ電極113及びターゲット層117に印加されるものとなっている。カソード111には、タングステンフィラメント含浸型カソード等の熱陰極や、カーボンナノチューブ等の冷陰極が用いられる。真空容器110内で、グリッド電極112によって形成される電界によって、電子がアノード電位に規定されたターゲット層117方向に放出される。電子はレンズ電極113で収束され、支持基板116に成膜等により固定されたターゲット層117に衝突し、X線が放出される。X線は、不要なX線が陽極部材118により遮蔽されつつ放出窓104を通り、更に照射野制限装置300を通過して所定のX線照射野へ照射される。

0022

X線発生管102の冷却媒体として収納容器101内に充填されている絶縁性液体105としては、電気絶縁油が好ましく、具体的には鉱油シリコーン油等を好適に用いることができる。その他に使用可能な絶縁性液体105としては、フッ素電気絶縁液体が挙げられる。

0023

次に、本発明に係る照射野制限装置300について図2を用いて説明する。照射野制限装置300は、X線発生装置100の放出窓104に連なってその前方に配設され、放出窓104から放出されるX線の照射領域を所定のX線照射野へ規定する働きをなす。本例の照射野制限装置300は、放射状に放射され不要な方向へのX線の照射を制限するために、外囲器11と、外囲器11内に、一対の制限羽根1と、可視光光源12と、反射ミラー13と、を設けたものとなっている。また、一対の制限羽根1は、後述するように、開口幅調整軸3を回すことで作動する開口幅調整機構17と共に制限羽根ユニット5を構成している。

0024

一対の制限羽根1は、X線照射野を規定するために、X線が通過する開口14(図2中、破線斜線で表示されている領域)の開口幅15を互いの間隔により規定するものである。また、一対の制限羽根1は、X線の透過率が低い材料で構成されていると共に、それぞれの端面24を対向するように配置されている。一対の制限羽根1は、開口幅調整軸3に連結されていることにより、前記開口幅調整軸3の回転により、互いに反平行に一体的に移動するように構成されている。

0025

図2図3に記載の開口幅調整機構17は、一対の開口幅調整ラックギア2と開口幅調整ピニオン4を備えている。また、本実施形態の一対の制限羽根1は、片方ずつそれぞれ一対の開口幅調整ラックギア2に取り付けられている。一対の開口幅調整ラックギア2は、歯車面19を相対向させて配置されている。一対の開口幅調整ラックギア2の間には、正逆回転可能な開口幅調整軸3に接続された開口幅調整ピニオン4が挟み込まれている。

0026

また、一対の開口幅調整ラックギア2は、一対の制限羽根1により規定される開口幅15と平行な方向に移動可能に設けられている。従って、開口幅調整軸3をいずれか一方向へ回転させて開口幅調整ピニオン4を回転させると、一対の開口幅調整ラックギア2が、反平行に移動する。また、この一対の開口幅調整ラックギア2の移動に伴って、一対の制限羽根1が反平行に移動するので、これによって開口幅15を調整することができる。反平行な移動とは、互いに接近する方向又は互いに離れる方向に移動することを意味する。

0027

図3図5に示すように、一対の制限羽根1が取り付けられた一対の開口幅調整ラックギア2は、それぞれ内ケース9に移動可能に保持されている。また、内側端部に開口幅調整ピニオン4が取り付けられた開口幅調整軸3も、回転可能に内ケース9に保持されている。つまり、一対の開口幅調整ラックギア2と、開口幅調整ピニオン4とを備え、開口幅調整軸3によって作動する開口幅調整機構17は、内ケース9に保持されており、一対の制限羽根1と共に、全体が共に移動可能な制限羽根ユニット5を構成している。

0028

一方、内ケース9は、一対の制限羽根1の移動方向と平行へ移動可能に外囲器11内に保持されている。内ケース9を移動させることで、制限羽根ユニット5を一対の制限羽根1の移動方向と平行へ移動させることができる。また、開口中心16の位置を、一対の制限羽根1が規定している開口幅15を変動させることなくシフトさせることができ、X線照射野の位置を移動させることができる。なお、開口中心16は、開口14と同じ形状と大きさで厚さと密度とが均一な板材を想定した場合に、この板材の重心位置に対応する。開口中心16は、開口14が同一平面上の有限な領域に対応する場合は、かかる有限な領域の重心位置に対応する。

0029

内ケース9の移動、即ち制限羽根ユニット5の移動は、開口中心調整機構18によって行われる。本例の開口中心調整機構18は、開口中心調整軸6によって回転される開口中心調整ピニオン7と、開口中心調整ピニオン7と噛み合う開口位置調整ラックギア8を備えたものとなっている。

0030

開口中心調整軸6は、開口幅調整軸3と同軸に配置されている。開口中心調整軸6と開口幅調整軸3とは、同じ回転軸周りに、それぞれ正逆回転可能に設けられている。開口中心調整軸6には開口中心調整ピニオン7が取り付けられており、この開口中心調整ピニオン7は開口中心調整ラックギア8と噛み合っている。開口中心調整ラックギア8は一対の制限羽根1の移動方向と平行に延びており、外囲器11に固定して設けられている。開口幅調整軸3と開口中心調整軸6の外側端部は、図3及び図4に示されるように、一対の制限羽根1の移動方向と平行に延びた案内溝10を介して外囲器11の開口14から遠ざかる方向へ突出している。また、開口幅調整軸3の外周側に開口中心調整軸6が位置しており、開口中心調整軸6の外側端部より開口幅調整軸3の外側端部の方が開口14から遠ざかる方向へ突出している。開口中心調整軸6をいずれか一方向に回転させると、開口中心調整ピニオン7が開口位置調整ラックギア8に沿って回転移動し、開口中心調整軸6が開口幅調整軸3を伴って案内溝10に沿って移動する。また、これによって、内ケース9を移動させることで、制限羽根ユニット5を一対の制限羽根1の移動方向と平行へ移動させることができる。このような同軸に配置により、調整軸に接続された慣性重量が大きい開口中心調整を、同軸配置の外側にあって直径が大きな開口中心調整軸6の回転で行えるため、調整操作時の抵抗が軽減され操作性が良好なものとなる。

0031

図3においては、開口中心調整ラックギア8を外囲器11の内側に設けてあるが、案内溝10の縁にギアを形成して、これを開口中心調整ラックギア8とすることもできる。また、案内溝10の内側を覆うように内ケース9を配置することで、案内溝10からのX線の漏れを抑制することもできる。

0032

上記のように、ラックギアとピニオンを用いて開口幅調整機構17や開口中心調整機構18を構成すると、照射野制限装置200を簡素な構成にて得ることができる。

0033

開口幅調整軸3又は開口中心調整軸6の回転は、モーター等の駆動力により発生させることもできるが、手動操作で行うことが可能である。手動操作による開口中心調整軸6の開口は、撮影品質、操作性の点で好ましい。撮影品質は、X線発生ユニットを軽量化出来る点において、X線操作性は、後述する投光照準装置を備えた放射線発生ユニットにおいて、可視光で投光された照準をみながら、被写体と撮影野を調整する際に迅速に行うことができる点で好ましい。特に手動操作の場合、開口幅調整ピニオン4と所定の回転角だけ回転させたときの一対の制限羽根1の移動量と、開口中心調整ピニオン7を所定の回転角だけ回転させたときの制限羽根ユニット5の移動量とは、近い方が良好な操作性を得やすい。具体的には、移動量の比が1/3乃至3であることが好ましく、両者が一致していることがより好ましい。

0034

図2または図3に示すように、開口幅調整軸3の外周側に開口中心調整軸6を配置し、開口中心調整軸6の外側端部より開口幅調整軸3の外側端部を開口14から遠ざかる方向に突出させておくと、それぞれの調整摘みを単純な構造で配置できるため好ましい。また、この調整摘みは同軸で隣接して位置させることができる。このため、一対の制限羽根1の移動による開口幅15の調整と、制限羽根ユニット5の移動による開口中心の調整とを手指の位置を大きく動かすことなく行うことができるようにすることができ、操作性が良好で迅速な調整が可能となる。

0035

なお、図2においては、一対の制限羽根1を有するものとなっているが、複数対の制限羽根を、互いの開口幅15を規定する方向が交差するように、X線の照射方向において複数段配置する変形例も、本発明の実施形態に含まれる。このように配置することで、X線照射野の形状を変更することができる。2対の放射線制限羽根を、互いに直交する方向に開口幅が変更される向きに設けることで、アスペクト比が変更可能な矩形放射線照射野を形成することができる。また、2組の開口中心調整軸6のそれぞれは、2組の開口幅調整軸3と同軸に設けられているため、開口中心16を、開口14を含む平面内において二次元的に移動させることができる。

0036

本例の照射野制限装置300は、X線照射野を可視光で模擬表示する投光照準装置を備えている。この投光照準装置は、可視光の光源12と、X線を透過させ、可視光を反射する反射ミラー13とを備えている。反射ミラー13は、X線発生装置100の放出窓104の前に、光源12からの可視光を一対の制限羽根1間の開口を介して外部に照射できるよう、反射面を一対の制限羽根1側に向け、斜めに設けられている。光源12は、反射ミラー13の反射面に対して、X線発生管102のX線の発生点、具体的にはターゲット115への電子の照射領域の中心点であるX線焦点対称となる位置に設けられている。つまり、光源12はX線焦点と共役の位置関係で設けられている。光源12と、反射ミラー13とがこのような位置関係で設けられていることにより、光源12からの可視光は、反射ミラー13で反射された後、X線と同じ経路を通って可視光照射野を形成するものとなっている。光源12としては、必要な明るさの可視光を発光させるものであれば特に制限はないが、小型化しやすいことから発光ダイオードが好ましい。

0037

開口幅調整機構17は、図6の各図に示されるような第2乃至第4の変形例とすることもできる。図6(a)に示す第2の機構は、一対のプーリー301間に張り渡された無端回転部材302を備えた開口幅調整機構17を示している。無端回転部材302は、互いに離間した一対のプーリー301により周状に張り渡されている。無端回転部材302の張り渡された部分は、互いに逆方向に移動する一対の張架部が形成されており、一対の張架部のそれぞれに対して、一対の制限羽根1の一方と他方がそれぞれ接続されている。また、一方のプーリー301は開口幅調整軸3に取り付けられており、開口幅調整軸3を回転させることで、一対のプーリー301が同一方向に回転されると共に無端回転部材302が回転されるものとなっている。開口幅調整軸3を図面上左回りに回転させると、一対の制限羽根1は互いに接近する方向に移動し、プーリー301を図面上右回りに回転させると、一対の制限羽根1は互いに離れる方向に移動する。図6(b)に示す第3の機構は、一端と他端との間でネジ山螺旋方向逆転する部分を備えた開口幅調整機構17を示している。なお、本実施形態では、無端回転部材302には、一対のプーリー301間の中心点を境にして異なる側に一対の制限羽根1の一方と他方がそれぞれ接続されている形態とすることにより、プーリー301間に形成される開口幅15を最大化している。

0038

本実施系他の開口幅調整機構17は、棒状のネジ25と、ネジ25に連結された開口幅調整軸3を備えている。開口幅調整軸3は、開口幅調整軸3が中心を貫通するピニオンギア27を介して、ネジ25に機械的に連結されている。棒状のネジ25である開口幅調整軸3は、棒状のネジ25の長手方向の中央に位置する反転領域26を境に互いに逆方向にネジ山が形成されている。また、ネジ25の一端と反転領域26との間と、ネジ25の他端と反転領域26との間には、それぞれ一対の貫通ナット303がネジ込まれて係合している。一対の貫通ナット303のそれぞれは、一対の制限羽根1が片方ずつ取り付けられている。一対の貫通ナット303は、ネジ25の中心軸周りの回転が係止されている一方で、ネジ25の長手方向への移動は可能となっている。開口幅調整軸3をその中心軸周りに回転させると、棒状のネジ25は回転し、これに係合している一対の制限羽根保持部材303は、互いに反平行に移動する。なお、開口幅調整機構17は、棒状のネジ25と開口幅調整軸3とが同軸上において、連結または結合された変形例も、本発明の実施形態に含まれる。

0039

なお、本発明において、「制限羽根が移動する」ことは、制限羽根を構成する主面の法線に対して交差する方向に移動することを意味する。図6(a),(b)に図示した実施形態のように、かかる主面の法線に対して垂直な方向に制限羽根が移動する移動機構は、曝射範囲の調整機構を小型化できる点で好ましい。従って、本発明における制限羽根の移動の態様は、「制限羽根の主面が仮想平面と平行な状態を維持して、制限羽根が直線的に移動する形態」と、「制限羽根の主面が仮想曲面に接する状態を維持して、制限羽根が曲面上を移動する形態」とが含まれる。仮想曲面は、回転楕円体円筒、球面が含まれる。

0040

制限羽根が曲面上を移動する第4の機構の実施形態を図6(c)に示す。図6(c)に示す機構は、互いに噛み合わされた一対のギア304と、一対のギア304の一方の回転軸に連結された開口幅調整軸3とから構成されている。ギア304には、それぞれ一対の制限羽根1が片方ずつ取り付けられている。開口幅調整軸3をその中心軸周りに回転させると、一対のギア304は、互いに逆方向に回転する。また、それに伴って一対の制限羽根1が互いに反平行に移動することになる。

0041

次に、本発明に係るX線撮影システム208を図7で説明する。本発明に係るX線撮影システム208は、既に説明したX線発生ユニット200と、被検体204を透過したX線を検出するX線検出装置201と、システム制御装置202と、表示装置203とを備えている。

0042

システム制御装置202は、X線発生ユニット200とX線検出装置201とを連携制御する。駆動回路103は、システム制御装置202による制御の下に、X線発生管102に各種の制御信号を出力する。この制御信号により、X線発生ユニット200から放出されるX線の放出状態が制御される。X線発生ユニット200から放出されたX線束20は、被検体204を透過して検出器206で検出される。X線束20は、X線発生ユニット200の照射野制限装置300により放射角が規定され、検出器206の検出面上に、X線照射野209を形成する。検出器206は、検出したX線を画像信号に変換して信号処理部205に出力する。信号処理部205は、システム制御装置202による制御の下に、画像信号に所定の信号処理を施し、処理された画像信号をシステム制御装置202に出力する。システム制御装置202は、処理された画像信号に基づいて、表示装置203に画像を表示させるための表示信号を表示装置203に出力する。表示装置203は、表示信号に基づく画像を、被検体204の撮影画像としてスクリーンに表示する。本発明のX線発生ユニット200とX線撮影システム208は、X線発生ユニット200とX線撮影システム208として利用することができる。X線撮影システム208は、工業製品非破壊検査人体動物病理診断に用いることができる。

0043

実施例1
図1図5に示すように、一対の制限羽根1の片方ずつを保持した一対の開口幅調整ラックギア2を内ケース9に移動可能に嵌めこんで、開口幅調整ピニオン4と組み合わせた。開口幅調整ピニオン4を回転させる開口幅調整軸3は、開口中心調整ピニオン6の貫通孔及び内ケース9の貫通孔を介して、外囲器11の外部に延出させ、不図示の調整つまみに接続した。内ケース9は外囲器11に移動可能に保持させた。これらにより、一対の制限羽根1と、一対の制限羽根1を移動させる開口幅調整機構17が一体となって移動可能に組み合わされた制限羽根ユニット5を構成した。

0044

開口中心調整ピニオン7は、外囲器11に形成した案内溝10の縁に形成した、開口中心調整ラックギア8と組み合わせた。開口中心調整軸6は、開口幅調整軸3と同軸で、開口幅調整軸3の外周側に設け、開口中心調整ピニオン6の貫通孔に内端側を固定し、外端側を外囲器8の外部の不図示の調整つまみに接続した。これらによって、上記制限羽根ユニット5を移動させる開口中心調整機構18を構成した。

0045

前記制限羽根ユニット5を2台、それぞれの一対の制限羽根1の間の間隔を互いに直交する方向に向けて設け、開口を矩形に規定し、矩形のX線照射野を規定できるようにした。また、両制限羽根ユニット5は、それぞれ前記開口中心調整機構18を備えたものとし、それぞれ移動可能とした。このようにして組み上げた照射野制限装置300は、総重量1kgであった。

0046

開口幅調整ピニオン4の直径は6mmとし、開口中心調整ピニオン7の直径は10mmとした。開口幅調整ピニオン4を1回転させることで、一対の制限羽根1が約20mm移動し、一対の制限羽根1の全開閉が可能となるように構成した。また、開口中心調整ピニオン7を1/3回転させると、制限羽根ユニット5が約10mm移動し、全可動領域の移動が可能となるように構成した。開口幅調整ピニオン4と開口中心調整ピニオン7を同じ回転量とした場合の一対の制限羽根1の移動量は制限羽根ユニット5の移動量の2/3倍であり、調整つまみを変更した際の一対の制限羽根1の調整を違和感無く行うことができた。

実施例

0047

この照射野制限装置300を、透過型X線発生管を有するX線発生装置100に取付け、X線発生ユニット200として図7に示すようなX線撮影システム208の一部とした。X線発生ユニット200の重量は約10kgであった。照射野制限装置300を手動操作したところ、ほとんど手指の位置を動かすことなく、X線照射野の大きさ及びその中心位置を調整することができた。また、X線照射野の中心位置の調整を行った直後に発生しやすい振動がほとんど起こることなく、良好な画像を撮影することができた。また、内ケース9が案内溝10を塞いでいたため、X線の漏洩仕様満足する程度に抑制できた。更に、X線照射野の中心を移動させても、ヒール効果が出ることなく、一様な線量分布による良好な画像を得ることができた。

0048

1:制限羽根、2:開口幅調整ラックギア、3:開口幅調整軸、4:開口幅調整ピニオン、5:制限羽根ユニット、6:開口中心調整軸、7:開口中心調整ピニオン、8:開口中心調整ラックギア、9:内ケース、10:案内溝、11:外囲器、12:光源、13:反射ミラー、14:開口、15:開口幅、16:開口中心、17:開口幅調整機構、18:開口中心調整機構、100:X線発生装置、101:収納容器、102:X線発生管、103:駆動回路、104:放出窓、105:絶縁性液体、110:真空容器、111:カソード、112:グリッド電極、113:レンズ電極、115:ターゲット、116:支持基板、117:ターゲット層、118:陽極部材、200:X線発生ユニット、300:照射野制限装置、201:X線検出装置、202:システム制御装置、203:表示装置、204:被検体、205:信号処理部、206:検出器、301:プーリー、302:無端回転部材、303:制限羽根保持部材、304:ギア

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