JP5586822B2 - デジタル放射線検出器の保持装置、デジタル放射線検出器、デジタル放射線撮影装置、ｃアーム撮影装置、及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、固体撮像装置を用いた放射線画像撮影装置に関するものである。

近年のデジタル技術の進歩により、放射線画像を電気信号に変換し、この電気信号を画像処理した後に、可視画像としてＣＲＴ等に再生することにより高画質の放射線画像を得る方式が普及してきている。

図７は上述の放射線画像撮影装置を用いたシステムの概念図を示し、被検者Ｐの前方に配置された放射線画像撮影装置１には放射線検出センサ２が内蔵されている。被検者Ｐの後方に配置された放射線発生装置３から発せられた放射線は被写体Ｐに照射される。そして、被写体Ｐを透過した放射線は放射線検出センサ２の蛍光体を介して可視光に変換され、二次元の格子状に配列した光電変換素子によって電気的な画像信号として検出される。また、放射線画像撮影装置１にはセンサ２からの電気信号の読み出し制御、モニタ５への画像転送等の制御を行う制御部４が接続される。制御部４は放射線検出センサ２から読み出された画像信号をデジタル画像処理した後に、モニタ５に被写体Ｐの放射線画像を表示する。

このような撮影システムは、立位、臥位等の撮影形態により専用の架台に検出パネルが設置され、必要に応じて使い分けられ、一般に放射線室に固定して据え置かれている。

最近では可搬型のＸ線検出部も開発され、任意の撮影姿勢での撮影が必要な場合に用いられている。特許文献１に示すように、このような可般型のＸ線検出部を利用し、管球に対向する位置に固定して支持したり、支持部から切り離して用いることを可能にしたＸ線画像撮影装置も提案されている。

前者においては、位置決めが容易で、高精度のアライメントを迅速に行うことができる。後者においては、Ｘ線検出部を自由な位置に配置することができるため、動けない被写体に対しての負担を軽減し、Ｘ線画像撮影装置側で被写体の位置に合わせて撮影することができる。即ち、１つのＸ線画像撮影装置で２つの撮影形態を兼用することが可能になり、利便性の向上が図れる。

図８は一般的なモバイルＣアーム型の放射線撮影装置１１の構成図を示している。本体部１２に支持されている水平軸１３の先端にはＣ字状のアーム部材１４が取り付けられている。アーム部材１４は矢印で示すような回転及び移動が可能にされている。アーム部材１４の両端にはＸ線発生部１５と、ホルダ部１６に着脱自在に取り付けられたＸ線検出部１７が対向して設置されており、任意の姿勢に位置決めされて使用される。

Ｘ線検出部１７は水平軸周りの回転Ｒｈやアーム部材１４自体の軌道に沿った回転Ｒｓ等により任意の姿勢をとることができる。従って、Ｘ線検出部１７をホルダ部１６から着脱する際のＸ線検出部１７の姿勢は任意であり、Ｘ線検出部１７の着脱し易い位置までアーム部材１４の姿勢を戻してから操作する必要がある。

特開２００５−４７０号公報

しかしながら、上述のモバイルＣアーム型の放射線撮影装置１１はＸ線検出部１７の着脱方向が重力方向に向いている場合に、誤って落下させてしまう虞れがある。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、支持手段の設定により撮影手段の姿勢が任意状態であっても、撮影手段を安全にかつ簡易的に着脱可能な放射線画像撮影装置を提供することにある。

本発明の実施形態に係るデジタル放射線検出器の保持装置は、放射線を検出して放射線画像データを得るデジタル放射線検出器を着脱可能に保持する保持部と、前記デジタル放射線検出器の前記保持部からの着脱を規制する規制手段と、前記保持部に装着された前記デジタル放射線検出器の把持を検出するための把持検出手段からの検出信号に応じて前記着脱の規制を解除する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明に係る放射線画像撮影装置によれば、支持手段の姿勢を任意としても撮影手段の着脱操作において、安全性と操作性の両面を満足できる。このような放射線画像撮影装置を用いれば、動画やカセッテ静止画等種々の撮影に兼用できる有用なシステムを得ることができる。

本発明の実施の形態を図１〜図６を用いて詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態における撮影部２１の断面図を示している。上方を開放した箱形の筐体２２は、Ｘ線透過性の高い材料から成る筐体蓋２３により密閉されている。筐体２２内には、支持部２４を介して金属製の基台２５が固定されており、基台２５上には、基板２６ａ、光電変換素子２６ｂ、蛍光板２６ｃが積層されたＸ線像検出パネル２６が設けられている。

基板２６ａは半導体素子との化学作用のないこと、半導体プロセスの温度に耐えること、寸法安定性等の必要性からガラス板が多く用いられる。このような基板２６ａ上に、光電変換素子２６ｂが半導体プロセスにより二次元配列的に形成され、蛍光板２６ｃは金属化合物の蛍光体を樹脂板に塗布したものが用いられ、接着によって一体化されている。

また、光電変換素子２６ｂはその側面に接続したフレキシブル回路板２７を介して、光電変換された電気信号を処理する電子部品２８ａ、２８ｂを搭載した回路基板２８に接続されている。回路基板２８にはケーブル２９を介して中継用電気回路部３０が接続され、更にケーブル３１を介して図示しない外部の制御部と接続され、電源供給や信号転送等が行われている。

また、撮影部２１の側面には把持部３２が設けられている。把持部３２は使用者が把持したことを検出するために、静電容量や圧力を検出する把持検出器３３が内蔵されており、この把持検出器３３の出力は回路基板２８に接続されている。

撮影部２１はＸ線を照射する管球から照射されたＸ線を検出することでＸ線画像を得る。図１に示す撮影部２１の上方から、図示しない被写体を透過したＸ線が撮影部２１に入射すると、蛍光板２６ｃが発光する。そして、その光を二次元配列された光電変換素子２６ｂで電気的な信号に変換し、デジタル画像を得る。得られたデジタル画像はケーブル２９により中継用電気回路部３０に転送された後に、更にケーブル３１を介して外部のモニタ上に即時的に転送される。

このような撮影部２１はカセッテとして単独として使用したり、又は種々の支持部と組み合わされて使用される。図２はこの撮影部２１を組合わせたモバイルＣアーム型の放射線画像撮影装置４１の側面図を示している。放射線画像撮影装置４１は本体４２の上部に回転水平軸４３を回動自在に支持され、回転水平軸４３の先端部にはアーム部材４４が取り付けられている。アーム部材４４の先端には、撮影部２１を着脱自在に取り付け可能なホルダ部４５が固定されている。ホルダ部４５には、撮影部２１の着脱を規制するための係止部材４６と、この係止部材４６を駆動するためのアクチュエータ４７が設けられている。更に、このホルダ部４５には操作者が撮影部２１を着脱するための操作スイッチ４８、撮影部２１の装着を検出するための検出器４９が設けられている。

一方、本体４２の内部には、主にＸ線発生装置の条件設定やＣアーム可動部の制御等を行うＣＰＵなどによって構成される制御部５０が内蔵されている。この制御部５０には、把持検出器３３、検出器４９、アクチュエータ４７、操作スイッチ４８が、ケーブル３１、５１、５２、５３を介してそれぞれ接続されている。

図３は撮影部２１の取り外し操作における放射線画像撮影装置４１の動作処理フローチャート図を示している。先ず、ステップＳ１において、放射線画像撮影装置４１は撮影準備状態で所定時間待機する。次に、ステップＳ２において、制御部５０は撮影部２１の取り外しを指示する操作スイッチ４８が選択されているか否かを検出する。そして、操作スイッチ４８がオフ状態であれば、撮影待機状態が維持されていると判断しステップＳ１に戻る。操作スイッチ４８が選択され、オン状態を検出した場合にはステップＳ３に進み、撮影禁止状態とする。具体的には、Ｘ線を発生するための曝射スイッチを作動させなくしたり、Ｃアーム操作卓上の撮影条件設定をアクセスできないようにする等が行われる。

続いて、ステップＳ４において、制御部５０は把持検出器３３からの検出信号に基づいて把持部３２が把持されたか否かを判断する。使用者による把持部３２の把持が検出されるとステップＳ５に進み、制御部５０はアクチュエータ４７が係止部材４６の規制を解除するように動作する。ステップＳ４において、把持部３２の把持が検出されない場合にはステップＳ１に戻る。

そして、ステップＳ６において、操作者が撮影部２１を取り外すに足るような予め定められた時間が経過すると、ステップＳ７に進む。制御部５０は検出器４９からの信号に基づいて、撮影部２１が存在するか否かを検出する。そして、撮影部２１が外されていることを検出した場合にはステップＳ８に進み、制御部５０は操作スイッチ４８により設定された着脱指示状態を解除した後に、ステップＳ９に進み再び撮影待機状態に移行する。また、ステップＳ７において、撮影部２１が外されていない場合にはステップＳ６に戻る。

このようなシステムを構成することにより、ホルダ部４５において把持部３２を確実に把持した状態でなければ、撮影部２１を取り外すことができないため、誤って撮影部２１を落下させる危険性を低減することができる。

図４は第２の実施の形態における放射線画像撮影装置の構成図を示している。撮影部２１’を着脱可能に支持する機構は第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。なお、図４はＣアームのアーム部材６１が水平姿勢にある状態を示している。

アーム部材６１の先端には、撮影部２１’を保持するためのホルダ部６２が設けられ、ホルダ部６２の周囲には、撮影部２１’を保持するための複数の係止部材６３が設けられている。装着された撮影部２１’を矢印方向に回転すると、係止部材６３の規制が解除されるようになっている。また、ホルダ部６２自体も矢印の向きに回転可能に構成されており、図２の場合と同様に、制御部によりホルダ部６２の回転移動の可／不可を切換えできるようになっている。

一方、撮影部２１’には、受像面の放射線方向に移動可能な規制用ピン部材６４と、この規制用ピン部材６４を駆動するアクチュエータ６５が内蔵され、撮影部２１’の回転規制のオン・オフが可能とされている。更に、撮影部２１’の両側部にはそれぞれ把持部６６、６７が設けられており、内部には把持検出用の把持検出器６８、６９がそれぞれ内蔵されている。また、撮影部２１’の装着を検出するための装着検出器を有している。把持検出器６８、６９及び装着検出器の出力は撮影部２１’内の回路基板２８に接続され、ケーブル３１により外部に出力されている。

ホルダ部６２に対する撮影部２１’の装着の際に、撮影部２１’の受像面の放射線方向にホルダ部６２に撮影部２１’が押し付けられると、係止部材６３が作動し撮影部２１’が係止状態になる。このとき、把持部６６、６７から手を離すと把持検出がオフになり、規制用ピン部材６４による回転規制やホルダ部６２の回転規制がかけられる。

第２の実施の形態における放射線画像撮影装置においては、操作者は撮影部２１’に対して２つの操作を行うことが可能である。第１の操作モードとして、撮影部２１’を所望の角度に位置合わせするために、撮影部２１’の何れか一方の把持部６６、６７を把持し、ホルダ部６２ごと回転させる。第２の操作モードとして、ホルダ部６２から撮影部２１’を回転して着脱する操作である。即ち、このような２つの操作に対して、把持部６６、６７の持ち方により操作モードを切換えるようにしている。

図５は第２の実施の形態における放射線画像撮影装置の上述の２つの切換操作の動作処理フローチャート図を示している。先ずステップＳ１１において、制御部は、撮影部２１’の把持部６６、６７内の把持検出器６８、６９による操作者の把持の検出の有無を判断する。把持部６６、６７の把持を検出するとステップＳ１２に進み、検出しなかった場合にはステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１２においては、制御部はステップＳ１１における把持検出が複数か否かを判断する。把持の検出が１つの場合は撮影のための第１の操作モードの回転操作として、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３においてはホルダ部６２の回転規制を解除し、ステップＳ１４においてホルダ部６２は操作者により回転可能とされ、ステップＳ１１に戻る。

一方、ステップＳ１２において複数の把持が検出されると、制御部は第２の操作モードである撮影部２１’の取り外し操作と判断し、ステップＳ１５で撮影を禁止する制御を行う。更に、ステップＳ１６において、制御部はアクチュエータ６５を駆動させることより規制用ピン部材６４を移動させる。これによって、撮影部２１’の回転が可能になり着脱の規制が解除される。ステップＳ１７において、ホルダ部６２自体は回転を規制されている状態なので、操作者が把持部６６、６７を把持した撮影部２１’を回転方向に動作させると、撮影部２１’とホルダ部６２が相対的に移動し、係止部材６３が解除され着脱が可能になる。なお、ステップＳ１７は放射線画像撮影装置の動作ではないが、説明のために記載している。

続いて、ステップＳ１８において、制御部は装着検出器からの信号により撮影部２１’が着脱されたかどうかを判断する。着脱がされたと判断した場合、ステップＳ１９に進み、制御部は放射線画像撮影装置を撮影待機状態とさせる。ステップＳ１８において、撮影部２１’が装着されている場合は、ステップＳ１７に戻る。

第１の操作モードのように、撮影部２１’の角度を変える場合は、操作する把持部は１つである。即ち、単一の把持検出器６８又は把持検出器６９のみが検出された場合に、制御部はアクチュエータ６５を駆動させることより規制用ピン部材６４移動させ、回転の規制を解除する。逆に、撮影部２１’を外す場合は両方の把持部６６、６７を把持することで、撮影部２１’の落下させる危険性を軽減できる。即ち、制御部は両方の把持検出器６８、６９において把持が検出したときに着脱の規制を解除している。

図６は第３の実施の形態における放射線画像撮影装置の構成図を示している。撮影部を着脱可能に支持する機構は上述した実施の形態とほぼ同様である。なお、図４に示した部材と同一の部材には同一の符号を付している。

また、ホルダ部６２には撮影部２１’を保持するための係止部材７１、７２が設けられている。係止部材７１は撮影部２１’の左方向への移動を規制するためのもので、軸７３を中心に回動自在に構成されている。一方、係止部材７２は撮影部２１の受像面に対して法線方向に移動規制するためのもので、軸７４を中心に回動自在に構成されている。係止部材７１、７２は作動用のアクチュエータ７５、７６にそれぞれ連結されており、各アクチュエータ７５、７６は制御基板７７、ケーブル７８を介して、外部の支持部に搭載された制御部７９に接続されている。撮影部２１’には第２の実施の形態と同様に、２つの把持部６６、６７が取り付けられており、把持検出器６８、６９は回路基板２８、ケーブル３１を介して制御部７９に接続されている。

撮影部２１’の把持部６６のみが把持されたことを検出した場合は、その情報は制御部７９に伝達される。そして、制御部７９からのアクチュエータ作動指令によりアクチュエータ７５が作動し、連動して係止部材７１の規制が外される。これにより、撮影部２１’は第１の操作モードである左方向への引き出しが可能になる。

これに対して、把持部６６、６７の両方が把持された場合、制御部７９からのアクチュエータ作動指令によりアクチュエータ７６が作動し、係止部材７２が回動し、撮影部２１’は第２の操作モードである受像面に対して法線方向への取り外しが可能になる。

アーム部材６１を含む支持部は、アーム部材６１の位置情報を認識するセンサを有している。例えば、従来例の図８に示すＣアームを用いる場合は、アーム部材６１はアーム部材１４に相当し、撮影部２１’の姿勢は水平軸周りの回転ＲｈとＣアーム自体の軌道に沿った回転Ｒｓ等により決定される。各回転における角度情報は制御部７９でモニタされ、撮影部２１’の姿勢は自動的に算出される。

そして、制御部７９は、撮影部２１’の姿勢により、予め撮影部２１’の着脱可能なモードが設定されている。例えば、撮影部２１’を横に引き出す第１の操作モードは片手で把持するため、撮影部２１’の引き出し方向が下向きになる場合は落下の可能性があるので、制御部７９は取り外しを禁止する。逆に、撮影部２１’の引き出し方向が上向きで、撮影部２１’が下方にある場合は、両手で把持するのは操作者に対しては無理があるので、制御部７９は、第２の操作モードは禁止し、第１の操作モードのみを可能にする制御を行う。

このように構成することで、ホルダ部６２の姿勢により予め装置側がモードを選択することで、誤って撮影部２１’を落下させる危険性を低減することができる。

なお、組み合わされるホルダ部６２は撮影台に限定されるものではなく、立位スタンドやユニバーサルスタンド等でも同様に構成可能である。

以上の説明では、本発明の好ましい実施例について述べたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

第１の実施の形態の撮影部の断面図である。 第１の実施の形態の放射線画像撮影装置の側面図である。 第１の実施の形態の撮影部の取り外し時の動作フローチャート図である。 第２の実施の形態の撮影部の支持部の構成図である。 第２の実施の形態の撮影部の取り外し時の動作フローチャート図である。 第３の実施の形態の撮影部の構成図である。 従来の放射線画像撮影装置を用いたシステムの概略図である。 従来のモバイルＣアーム装置の構成図である。

符号の説明

２１、２１’ 撮影部
２６ Ｘ線像検出パネル
２８ 回路基板
３２、６６、６７ 把持部
３３、６８、６９ 把持検出器
４１ 放射線画像撮影装置
４４、６１ アーム部材
４５、６２ ホルダ部
４６、６３、７１、７２ 係止部材
４８ 操作スイッチ
４９ 検出器
５０、７９ 制御部

Claims (23)

1. 放射線を検出して放射線画像データを得るデジタル放射線検出器を着脱可能に保持する保持部と、
   前記デジタル放射線検出器の前記保持部からの着脱を規制する規制手段と、
   前記保持部に装着された前記デジタル放射線検出器の把持を検出するための把持検出手段からの検出信号に応じて前記着脱の規制を解除する制御手段と、
   を有することを特徴とするデジタル放射線検出器の保持装置。
2. 前記制御手段は、指示手段により出力される信号と前記把持検出手段による検出に応じて出力される検出信号とが得られた場合に前記規制手段による規制を解除することを特徴とする請求項１に記載の保持装置。
3. 前記規制の解除を指示するための指示手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記指示に応じて出力される信号と、前記把持検出手段による検出に応じて出力される検出信号とが得られた場合に前記規制手段による規制を解除することを特徴とする請求項１に記載の保持装置。
4. 前記制御手段は、前記指示手段による指示がされた状態において前記把持検出手段からの検出信号が出力されることに応じて、前記規制手段による規制を解除することを特徴とする請求項２または３に記載の保持装置。
5. 前記指示手段はユーザにより押下されるスイッチであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の保持装置。
6. 前記デジタル放射線検出器に第一及び第二の把持部が設けられ、
   前記把持検出手段は前記第一の把持部の把持を検出するための検出手段であり、
   前記第二の把持部の把持を検出するためのその他の検出手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の保持装置。
7. 前記保持部は前記デジタル放射線検出器を回動可能に保持し、
   前記規制手段は、前記着脱と前記回動を規制し、
   前記制御手段は、前記把持検出手段からの検出信号に応じて前記着脱の規制を解除し、前記その他の検出手段からの検出信号に応じて前記回動の規制を解除する
   ことを特徴とする請求項６に記載の保持装置。
8. 前記保持部の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
   前記制御手段は、前記姿勢に基づいて、前記把持検出手段からの検出信号または前記その他の検出手段からの検出信号の少なくともいずれかに応じた規制の解除を制御する制御手段と、
   を更に有することを特徴とする請求項７に記載の保持装置。
9. 前記デジタル放射線検出器の着脱を検出する着脱検出手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の保持装置。
10. 前記制御手段は、前記保持装置が撮影準備状態である場合に着脱の規制を解除するためのスイッチが押された場合に、放射線発生部による曝射ができないように制御することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の保持装置。
11. 前記制御手段は、放射線発生部による曝射ができないように制御された状態において前記把持検出手段から検出信号が出力された場合に、前記着脱の規制を解除することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の保持装置。
12. 前記制御手段は、前記規制が解除され、前記デジタル放射線検出器が取り外された場合に、撮影待機状態へと移行させることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の保持装置。
13. 前記保持部の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
    前記制御手段は、前記検出された姿勢が特定の姿勢である場合には、前記把持検出手段による検出信号の出力があっても前記着脱の規制を解除しない
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の保持装置。
14. 前記保持部を支持する支持手段と、該支持手段の位置を認識する認識手段とを有し、前記制御手段は、前記認識手段からの位置情報に基づいて、前記着脱規制手段の規制を解除することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の保持装置。
15. 前記保持部は、少なくとも立位または臥位のいずれかの姿勢の被検者を撮影するために前記デジタル放射線検出器を保持することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の保持装置。
16. 請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の保持装置と、
    放射線を検出して放射線画像データを得る前記デジタル放射線検出器と、
    を有することを特徴とするデジタル放射線撮影装置。
17. 請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の保持装置と、
    放射線を発生させる放射線発生手段と、を有することを特徴とするデジタル放射線撮影装置。
18. 請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の保持装置と、
    放射線を発生させる放射線発生手段と、
    放射線を検出して放射線画像データを得る前記デジタル放射線検出器と、
    前記保持部と、前記放射線発生手段とが結合され、前記保持部に装着される前記デジタル放射線検出器と前記放射線発生手段とを対向させて固定可能なＣアーム部と、前記Ｃアームを水平軸に対してＣアームの面外方向に回動自在に固定するＣアーム固定部と、
    を更に有することを特徴とするＣアーム撮影装置。
19. 放射線撮影のために保持部に着脱を規制された状態で装着可能なデジタル放射線検出器であって、
    放射線を検出して画像信号を得る放射線検出部と、
    前記画像信号に基づき放射線画像データを生成する生成手段と、
    把持部と、
    前記把持部の把持を検出するための把持検出手段と、
    前記把持検出手段による検出信号の出力に応じて前記規制を解除させるための信号を出力する出力手段と、
    を有することを特徴とするデジタル放射線検出器。
20. 前記把持部は前記デジタル放射線検出器に複数設けられており、
    前記把持部のそれぞれに前記把持検出手段が設けられていることを特徴とする請求項１９に記載の放射線検出器。
21. 前記デジタル放射線検出器が着脱を規制されかつ回転を規制された状態で装着されている場合に、
    前記出力手段は、前記デジタル放射線検出器の第一の把持部に設けられた把持検出手段からの検出信号に応じて前記規制を解除させるための第一の信号を出力し、前記デジタル放射線検出器の第二の把持部に設けられた把持検出手段からの検出信号に応じて前記デジタル放射線検出器の回転規制を解除させるための第二の信号を出力する
    ことを特徴とする請求項２０に記載のデジタル放射線検出器。
22. 前記デジタル放射線検出器が第一の方向及び第二の方向への移動を規制された状態で装着されている場合に、
    前記出力手段は、前記デジタル放射線検出器の第一の把持部に設けられた把持検出手段から検出信号が出力された場合に前記第一の方向への移動の規制を解除させるための第一の信号を出力し、前記デジタル放射線検出器の第二の把持部に設けられた把持検出手段から検出信号が出力された場合に前記第二の方向への移動の規制を解除させるための第二の信号を出力することを特徴とする請求項２１に記載のデジタル放射線検出器。
23. 放射線を検出して放射線画像データを得るデジタル放射線検出器を着脱可能に保持する放射線撮影装置の制御方法であって、
    前記デジタル放射線検出器が保持部に装着される際に規制部材により前記デジタル放射線検出器の前記保持部からの着脱を規制状態とするステップと、
    前記保持部に装着された前記デジタル放射線検出器の把持を検出するための把持検出手段から検出信号を受信するステップと、前記検出信号に応じて前記着脱の規制を解除するステップと、
    を有することを特徴とする制御方法。

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