JP6448969B2

JP6448969B2 - Ｘ線診断装置

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Publication number: JP6448969B2
Application number: JP2014201308A
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Inventors: 材木　隆二; 隆二材木; 智史山下; 山下　　智史
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Publication date: 2019-01-09
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Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。

Ｘ線診断装置では、例えば、Ｘ線発生部及びＸ線検出器が互いに対向した状態でＣ型アームによって保持される。特に、複数のアームを用いて一対のＸ線発生部及びＸ線検出器を駆動させるＸ線診断装置が提案されている。

例えば、第１の回転軸を中心に回転可能な支持基台に第１の円弧状のアーム及び第２の円弧状のアームを重ねてそれぞれスライド可能に配置し、Ｘ線発生部及びＸ線検出器を保持した第３の円弧状のアームのＸ線検出器側の端部を、第２の円弧状のアームに設けられた第２の回転軸に取付けた構造を有するＸ線診断装置が提案されている。

この構造を有するＸ線診断装置では、支持基台に固定された水平方向又は鉛直方向の第１の回転軸に加え、Ｘ線の照射方向と平行な第２の回転軸の２つの回転軸によってＸ線発生部及びＸ線検出器を位置決めすることができる。また、第１の円弧状のアーム及び第２の円弧状のアームの各スライド動作によってもＸ線発生部及びＸ線検出器の位置決めを行うことができる。

また、別の例として、第１の回転軸を中心に回転できるように天井に懸架され、かつ円弧状の軌道に沿ってスライドする第１の円弧状のアームの一端に第２の回転軸を設け、両端にＸ線発生部及びＸ線検出器を保持した第２の円弧状のアームの略中央部分を第２の回転軸に取付けた構造を有するＸ線診断装置が提案されている。この構造を有するＸ線診断装置では、天井に固定された第１の回転軸、第１の円弧状のアームのスライド動作及び第２の回転軸によってＸ線発生部及びＸ線検出器の位置決めを行うことができる。

特開２０００−２３２９７５号公報特開２００１−１４５６１５号公報

Ｘ線診断装置では、３次元(3D: three dimensional)撮影や斜めに走行している血管の撮影など、様々な方向からの撮影を実行できるようにすることが望まれる。

そこで、本発明は、3D撮影や斜めに走行している血管の撮影など、多種多様な撮影を容易に実行することが可能なＸ線診断装置を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係るＸ線診断装置は、第１のアームと、第２のアームと、撮影系と、スライド機構と、制御系とを備える。第１のアームは、第１の回転軸の回転によって回転し、かつ円弧状の第１のスライド方向に沿って前記第１の回転軸に対して相対的にスライドする。第２のアームは、前記第１のアームに固定された第２の回転軸の回転によって回転し、かつ円弧状の第２のスライド方向に沿って前記第２の回転軸に対して相対的にスライドする。撮影系は、前記第２のアームに取付けられたＸ線発生部及びＸ線検出器を含む。スライド機構は、前記第１の回転軸の回転中心から前記第１の回転軸の回転中心軸に垂直な方向にオフセットした位置となるように設けられ、前記第１のアームを前記第１のスライド方向に沿ってスライドさせる。制御系は、前記第１のアームの前記第１のスライド方向に沿ったスライド動作と、前記第２のアームの前記第２のスライド方向に沿ったスライド動作との制御を行う。前記制御系は、前記第１のスライド方向に沿った前記第１のアームのスライド動作と前記第２のスライド方向に沿った前記第２のアームのスライド動作とを独立して開始及び停止させる第１の動作モードと、前記第１のスライド方向に沿った前記第１のアームのスライド動作と前記第２のスライド方向に沿った前記第２のアームのスライド動作とを同時に開始及び停止する第２の動作モードと、を切替えて前記制御を行う。

本発明の第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成図。図１に示すＣ型アーム主回転軸を被検体の撮影断面に合わせて傾斜させた例を示す図。図１に示す支柱側アームスライド機構及びＣ型アームスライド機構として採用可能なスライド機構の例を示す斜視図。図１に示す支柱側アームスライド機構及びＣ型アームスライド軸の双方のスライド動作によってＣ型アームを回転させた例を示す図。本発明の第２の実施形態に係るＸ線診断装置の構成図。図５に示すＸ線診断装置の動作を示す図。図１に示すＸ線診断装置の支柱側アームが支柱側円弧スライド軸方向における初期位置から正方向及び負方向の両側に移動できるように構成した場合の例を示す図。図５に示す支柱側アームスライド機構の第１の構造例を示す図。図５に示す支柱側アームスライド機構の第２の構造例を示す図。図９に示す支柱側アームスライド機構の右側面図である。図５に示す支柱側アームスライド機構の第３の構造例を示す斜視図。本発明の第３の実施形態に係るＸ線診断装置の構成図。図１２に示す支柱側アームの床側における端部を床に接近させた状態を示す図。

本発明の実施形態に係るＸ線診断装置について添付図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成図である。

Ｘ線診断装置１は、第１のアーム２、第１の回転軸３、第２のアーム４、第２の回転軸５、撮影系６、寝台７、制御系８及びコンソール９を備えている。撮影系６は、Ｘ線発生部１０及びＸ線検出器１１を含む。

第１のアーム２は、第１の回転軸３を中心に回転させることができる。また、第１のアーム２は、図示されるように第１の回転軸３を支柱として天井に取付けることができる。従って、以降では、第１のアーム２を支柱側アーム２と称し、第１の回転軸３を支柱旋回軸３と称する。

支柱側アーム２は、第１のスライド機構１２により、円弧状の第１のスライド軸Ｓ１に沿って支柱旋回軸３に対して相対的にスライドすることができるように構成される。従って、支柱側アーム２の形状も円弧状とすることができる。以降では、第１のスライド軸Ｓ１を支柱側円弧スライド軸Ｓ１と称し、第１のスライド機構１２を支柱側アームスライド機構１２と称する。

一方、第２のアーム４は、第２の回転軸５を中心に回転させることができる。第２のアーム４には、撮影系６が取付けられる。典型的には、図示されるように、第２のアーム４の一端にＸ線を被検体Ｏに向けて照射するためのＸ線管を備えたＸ線発生部１０が固定され、第２のアーム４の他端に、寝台７にセットされた被検体Ｏを挟んでＸ線発生部１０に対向するようにＸ線検出器１１が固定される。従って、第２のアーム４の形状は、Ｃ型となる。従って、以降では、第２のアーム４をＣ型アーム４と称し、第２の回転軸５をＣ型アーム主回転軸５と称する。

Ｃ型アーム４は、第２のスライド機構１３により、円弧状の第２のスライド軸Ｓ２に沿ってＣ型アーム主回転軸５に対して相対的にスライドすることができるように構成される。以降では、第２のスライド軸Ｓ２をＣ型アームスライド軸Ｓ２と称し、第２のスライド機構１３をＣ型アームスライド機構１３と称する。Ｃ型アームスライド軸Ｓ２方向におけるＣ型アーム４の駆動によって、Ｃ型アーム４の所望の位置を回転軸としてＣ型アーム主回転軸５によりＣ型アーム４をプロペラのように回転させることができる。

Ｃ型アーム４を回転させるためのＣ型アーム主回転軸５は、支柱側アーム２に固定される。従って、Ｃ型アーム主回転軸５自体を、Ｃ型アーム４と共に支柱側円弧スライド軸Ｓ１に沿って移動させることができる。加えて、Ｃ型アーム４及びＣ型アーム主回転軸５を、支柱側アーム２と共に支柱旋回軸３を中心に回転させることができる。このため、Ｃ型アーム４及びＣ型アーム主回転軸５を、任意の角度に傾斜させることが可能である。尚、Ｃ型アーム主回転軸５の支柱側アーム２への取付位置は、支柱側アーム２の端部が周辺器材の障害物となって干渉の原因となることを防止する観点から、支柱側アーム２の端部とすることが望ましい。

一方、支柱側アームスライド機構１２は、天井に設けられる支柱旋回軸３と直接又は間接的に接続される。従って、支柱旋回軸３は、支柱側アームスライド機構１２と接続されることによって支柱側アーム２及びＣ型アーム４を天吊りするための第１の保持部としての機能を兼ねている。これに対して、支柱側アーム２には、Ｃ型アーム主回転軸５を保持するための第２の保持部が形成される。第２の保持部は、上述したように、支柱側アーム２の端部に形成することが干渉を防止する観点から望ましい。

図２は、図１に示すＣ型アーム主回転軸５を被検体Ｏの撮影断面に合わせて傾斜させた例を示す図である。

支柱側アームスライド機構１２及び支柱旋回軸３を動作させると、図２に示すように、Ｃ型アーム主回転軸５を任意の角度に傾斜させることができる。このため、脳や心臓等の撮影部位内において水平方向に対して斜めに走行している血管Ｂが治療対象であっても、斜めに走行する血管Ｂの走行方向と平行になるようにＣ型アーム主回転軸５を位置決めすることが可能となる。

そして、斜行する血管Ｂの断面に垂直となる方向にＣ型アーム主回転軸５をセットした状態で、アイソセンタ（治療中心）軸を中心としてＣ型アーム４をプロペラのように回転させることができる。すなわち、Ｃ型アーム主回転軸５の回転動作によって、被検体Ｏの体軸に対して傾斜するアイソセンタ軸を中心として、軌跡が円形となるようにＸ線発生部１０及びＸ線検出器１１を含む撮影系６を回転させることができる。これにより、斜めに走行する血管Ｂ等の傾斜する関心部位における形態を容易に観察することが可能な被検体ＯのＸ線画像を撮影系６を用いて撮影することができる。

また、支柱旋回軸３及びＣ型アーム主回転軸５の回転動作によって、支柱側円弧スライド軸Ｓ１とＣ型アームスライド軸Ｓ２とが同一平面上となるようにすれば、支柱側円弧スライド軸Ｓ１とＣ型アームスライド軸Ｓ２とが同心円状となる。このため、Ｃ型アーム４の同一平面内における旋回可能な角度の範囲を、Ｃ型アームスライド機構１３の可動範囲に支柱側アームスライド機構１２の可動範囲を加えた範囲とすることができる。

支柱側アーム２を支柱側円弧スライド軸Ｓ１に沿ってスライドさせるための支柱側アームスライド機構１２及びＣ型アーム４をＣ型アームスライド軸Ｓ２に沿ってスライドさせるためのＣ型アームスライド機構１３には、任意の構造を採用することができる。典型的には、円弧状に湾曲するレール上を円筒状の車輪が走行するスライドガイド機構を支柱側アームスライド機構１２及びＣ型アームスライド機構１３の一方又は双方に用いることができる。

但し、支柱側アームスライド機構１２には、撮影系６、Ｃ型アーム４、Ｃ型アーム主回転軸５及び支柱側アーム２の荷重がかかることになる。従って、支柱側アームスライド機構１２は、剛性が高い構造とすることが振動の抑制による画質の向上に繋がる。

図３は、図１に示す支柱側アームスライド機構１２及びＣ型アームスライド機構１３として採用可能なスライド機構の例を示す斜視図である。

図３に示すように、円弧状のレール２０上を複数の球体２１が転動する保持構造を有するスライドガイド機構２２を支柱側アームスライド機構１２及びＣ型アームスライド機構１３の一方又は双方に用いることができる。少なくとも支柱側アーム２を図３に示すような複数の球体２１が転動する保持構造を有するスライドガイド機構２２で支柱側円弧スライド軸Ｓ１に沿ってスライドさせるようにすれば、支柱側アーム２に負荷される荷重に対して良好に対抗することができる。つまり、複数の球体２１が転動する保持構造を有するスライドガイド機構２２を、少なくとも支柱側アームスライド機構１２として採用すれば、十分な剛性を確保することができる。

特に、図３に例示されるように、スライドガイド機構２２の構造を、レール２０の四隅に設けられた受け面上をそれぞれ複数の球体２１が転動する保持構造とすれば、レール２０に四方から等荷重がかかるようにすることができる。

また、図３に例示されたスライドガイド機構２２は、循環する複数の球体２１の一部がレール２０上を転動する保持構造を有している。すなわち、レール２０に沿ってスライドする保持ブロック２３に複数の球体２１を循環させるための経路として貫通孔が設けられている。また、レール２０の受け面と保持ブロック２３との間における空隙として形成される球体２１の経路に、保持ブロック２３の貫通孔から転動してくる球体２１を案内するために、保持ブロック２３の両サイドにエンドプレート２４が設けられている。このようなスライドガイド機構２２の構造により、保持ブロック２３の滑らかなスライド及び摩耗の抑制が可能となる。

Ｃ型アームスライド機構１３についても図３に示すようなスライドガイド機構２２を採用すれば、円筒状の車輪を走行させる構造を有する従来のスライド機構を採用する場合に比べて、サイズを小さくすることができる。このため、干渉の低減に寄与することができる。逆に、荷重が比較的小さいＣ型アームスライド機構１３については、円筒状の車輪を走行させる構造を有する従来のスライド機構を採用するようにしてもよい。その場合には、Ｃ型アームスライド機構１３の構造の簡易化及びコストの低減が可能である。

また、支柱側アームスライド機構１２のスライド動作範囲の決定によって、支柱側アームスライド機構１２の駆動に要する回転トルクの低減を図ることができる。具体的には、支柱側アーム２の支柱側円弧スライド軸Ｓ１に沿うスライド範囲を、Ｃ型アーム４のＣ型アームスライド軸Ｓ２に沿うスライド範囲よりも短くすることによって、支柱側アームスライド機構１２の動作に必要な移動速度をＣ型アームスライド機構１３の移動速度よりも、スライド動作範囲の比に合わせて遅くすることができる。このため、支柱側アームスライド機構１２の駆動に要する回転トルクの低減を図ることができる。

図４は、図１に示す支柱側アームスライド機構１２及びＣ型アームスライド軸Ｓ２の双方のスライド動作によってＣ型アーム４を回転させた例を示す図である。

図４に示すように、支柱側アームスライド機構１２及びＣ型アームスライド機構１３の双方のスライド動作によって、Ｃ型アーム４のＣ型アームスライド軸Ｓ２方向における回転範囲をＣ型アームスライド機構１３の可動範囲よりも長くすることができる。

但し、支柱側アームスライド機構１２には、上述のように撮影系６、Ｃ型アーム４、Ｃ型アーム主回転軸５及び支柱側アーム２の荷重がかかる。従って、支柱側アーム２をスライドさせるための回転トルクは、Ｃ型アーム４をスライドさせるための回転トルクよりも大きくなる。

そこで、図４に示すように、例えば、支柱側アームスライド機構１２による支柱側アーム２のスライド動作範囲Ｒ１を４０度とする一方、Ｃ型アームスライド機構１３によるＣ型アーム４のスライド動作範囲Ｒ２を１６０度とすることができる。つまり、支柱側アーム２の支柱側円弧スライド軸Ｓ１方向における回転可能な角度範囲を、Ｃ型アーム４のＣ型アームスライド軸Ｓ２方向における回転可能な角度範囲の１／４程度に設定することができる。

そうすると、支柱側アームスライド機構１２の移動速度は、概ねＣ型アームスライド機構１３の移動速度の１／４程度となる。これにより、Ｃ型アームスライド機構１３によってＣ型アーム４をスライドさせるための駆動電源と同等な駆動電源を用いて、Ｃ型アーム４よりも回転トルクが大きい支柱側アーム２をスライドさせることが可能となる。

つまり、支柱側アームスライド機構１２による支柱側アーム２のスライド動作範囲を限定することによって、汎用的かつ現実的な駆動電源及び駆動機構を用いて支柱側アームスライド機構１２を駆動させることが可能となる。尚、Ｃ型アームスライド機構１３及び支柱側アームスライド機構１２を駆動させるための汎用的な駆動機構の例としては、サーボモータとウォーム減速機で構成される駆動機構が挙げられる。また、車輪の走行によるスライドガイド機構であるか図３に示すような球体２１の循環転動によるスライドガイド機構であるかに依らず、スライド駆動機構には、公知の任意の駆動機構を用いることができる。

制御系８は、支柱側アーム２、Ｃ型アーム４及び撮影系６を駆動制御することによって撮影系６を用いて被検体Ｏの撮影を行うためのシステムである。すなわち、制御系８からの制御信号によって、支柱旋回軸３及び支柱側アームスライド機構１２が駆動する。これにより、支柱側アーム２の位置決めを行うことができる。同様に、制御系８からの制御信号によって、Ｃ型アーム主回転軸５及びＣ型アームスライド機構１３が駆動する。これにより、Ｃ型アーム４の位置決めを行うことができる。更に、制御系８に備えられる高電圧発生装置から電圧をＸ線発生部１０に印加することによって、被検体Ｏに向けてＸ線を曝射することができる。その他、制御系８には、寝台７を駆動させるための駆動装置を始めとする撮影に必要な装置が備えられる。また、制御系８に入力すべき指示情報は、コンソール９から入力することができる。

特に、制御系８は、第１のモードと第２のモードとを切換えて支柱側アーム２、Ｃ型アーム４及び撮影系６を制御できるように構成される。第１のモードは、支柱側アーム２及びＣ型アーム４をそれぞれ独立したスライド動作によって移動開始及び停止させる単独動作モードである。一方、第２のモードは、撮影系６の移動開始時において支柱側アーム２及びＣ型アーム４のスライド動作による移動を同時に開始させ、撮影系６の停止時において支柱側アーム２及びＣ型アーム４を同時に停止させる連動動作モードである。動作モードの選択は、コンソール９から指示情報を制御系８に入力することによって行うことができる。

支柱側アーム２及びＣ型アーム４をそれぞれ独立して動作させる単独動作モードは、主として、図２に示すような傾斜した撮影部位の撮影のために選択することができる。一方、支柱側アーム２及びＣ型アーム４を連動させて動作させる連動動作モードは、主として３Ｄ撮影のように被検体Ｏに向けて１８０度以上の角度範囲における複数の方向からＸ線を曝射して撮影を行う場合に選択することができる。つまり、撮影系６のスライド動作による移動領域が広範囲である場合に連動動作モードを選択することができる。

Ｃ型アーム主回転軸５を含む平面内において撮影系６を１８０度以上回転させる場合には、上述のようにＣ型アーム４と支柱側アーム２の双方がＣ型アーム主回転軸５を含む平面内においてスライドすることとなる。また、支柱旋回軸３及びＣ型アーム主回転軸５の一方又は双方を動作させながら、Ｃ型アーム４と支柱側アーム２の双方をスライドさせることも可能である。

このように、Ｃ型アームスライド機構１３と支柱側アームスライド機構１２の双方を動作させる場合には、Ｃ型アーム４及び支柱側アーム２の一方の駆動中に他方が停止したり、逆にＣ型アーム４及び支柱側アーム２の一方が先に駆動を開始しないように、Ｃ型アーム４及び支柱側アーム２の移動速度を制御することができる。

この場合、Ｃ型アーム４及び支柱側アーム２がスライド動作によりスタート位置から移動を開始するタイミングが互いに一致し、かつ停止位置に到達するタイミングが互いに一致するように、Ｃ型アーム４のスライド範囲と支柱側アーム２のスライド範囲に合わせてＣ型アーム４及び支柱側アーム２の移動速度が制御される。従って、Ｃ型アーム４のスライド距離が支柱側アーム２のスライド距離と異なれば、Ｃ型アーム４の移動速度は支柱側アーム２の移動速度と異なる速度となる。

具体例として、Ｃ型アーム４のスライド範囲が１６０°であり、支柱側アーム２のスライド範囲が４０°である場合には、支柱側アーム２の移動速度をＣ型アーム４の移動速度の１／４とすればよい。例えば、Ｃ型アーム４の角速度が４０度／秒であれば、支柱側アーム２の角速度を１０度／秒に設定すればよい。

このような速度制御によりＣ型アーム４及び支柱側アーム２の全てのスライド動作範囲において不連続な動作を回避することができる。すなわち、Ｃ型アーム４及び支柱側アーム２を、移動開始から停止まで互いに連続動作させることができる。これにより、Ｃ型アーム４及び支柱側アーム２の一方が他方と異なるタイミングで移動開始又は停止する場合に生じる慣性負荷による振動を回避することができる。その結果、振動とともに振動に起因する３Ｄ画像の画質劣化を低減させることができる。

つまり以上のようなＸ線診断装置１は、撮影系６の位置決めのためにＣ型アーム４及び支柱側アーム２の２つのアームを設け、かつ支柱旋回軸３、支柱側円弧スライド軸Ｓ１、Ｃ型アーム主回転軸５及びＣ型アームスライド軸Ｓ２の４つの軸に沿って撮影系６を移動できるようにしたものである。

このため、Ｘ線診断装置１を循環器用の装置として用いることができる。特に、Ｘ線診断装置１によれば、傾斜する血管等の関心部位に合わせてＣ型アーム主回転軸５を傾斜させることができる。例えば、支柱旋回軸３の回転及び支柱側円弧スライド軸Ｓ１方向における支柱側アーム２のスライド動作によって、脳や心臓において所望の方向に走行する任意の血管の走行方向と平行となるようにＣ型アーム主回転軸５をセットすることが可能となる。そして、被検体Ｏの体軸を中心とする回転撮影に限らず、傾斜するアイソセンタ軸を中心とする回転撮影を行うことができる。典型的には、傾斜する血管の断面に垂直な方向を中心とする回転撮影を行うことが可能となる。これにより、血管の形状を把握するために好適なＸ線画像を撮影することができる。

加えて、Ｘ線診断装置１によれば、撮影系６を広い範囲内で移動させることができる。特に、支柱側円弧スライド軸Ｓ１方向への支柱側アーム２のスライドと、Ｃ型アームスライド軸Ｓ２方向へのＣ型アーム４のスライドを併用することによって、３Ｄ撮影に十分に対応し得る広い範囲内で撮影系６を移動させることができる。すなわち、Ｃ型アームスライド機構１３によるＣ型アーム４のスライド範囲を超えた撮影系６の移動が可能である。また、Ｘ線発生部１０とＸ線検出器１１を被検体Ｏの左右に配置した状態でＣ型アーム４をＣ型アームスライド軸Ｓ２方向にスライドさせるといった従来では困難な撮影系６の移動が可能である。このため、３Ｄ撮影に必要とされる撮影系６の移動範囲を十分にカバーすることができる。

（第２の実施形態）
図５は本発明の第２の実施形態に係るＸ線診断装置の構成図である。

図５に示された第２の実施形態におけるＸ線診断装置１Ａでは、支柱側アーム２を支柱側円弧スライド軸Ｓ１に沿ってスライドさせるための支柱側アームスライド機構１２を、支柱側アームスライド機構１２に形成される支柱側円弧スライド軸Ｓ１の中心位置が支柱旋回軸３からオフセットした位置となるように配置した点が第１の実施形態におけるＸ線診断装置１と相違する。第２の実施形態におけるＸ線診断装置１Ａの他の構成及び作用については第１の実施形態におけるＸ線診断装置１と実質的に異ならないため同一の構成については同符号を付して説明を省略する。

Ｘ線診断装置１Ａの支柱側アームスライド機構１２は、天井に吊下げられる支柱旋回軸３の直下ではなく、支柱旋回軸３の中心から支柱旋回軸３に垂直な方向にオフセットした位置に配置される。従って、支柱側アームスライド機構１２は、支柱旋回軸３を中心とする円状の軌道を通って支柱旋回軸３を中心に回転する。

第２の実施形態においても、支柱側アームスライド機構１２は、天井に設けられる支柱旋回軸３と直接又は間接的に接続される。従って、支柱旋回軸３は、支柱側アームスライド機構１２と接続されることによって支柱側アーム２及びＣ型アーム４を天吊りするための第１の保持部としての機能を兼ねている。

これに対して、支柱側アーム２には、第２の保持部としてＣ型アーム主回転軸５を保持するための回転軸保持部３１が形成される。回転軸保持部３１は、第１の実施形態と同様に、支柱側アーム２の端部に形成することが干渉を防止する観点から望ましい。このため、図５に示す例では、Ｃ型アーム主回転軸５を保持する回転軸保持部３１が、支柱側アーム２の、支柱側円弧スライド軸Ｓ１と交差する端面に連結されている。

図６は図５に示すＸ線診断装置１Ａの動作を示す図である。

図６に示すように、支柱側アームスライド機構１２及びＣ型アームスライド機構１３の駆動によって、撮影系６の広いストローク範囲を確保することができる。特に、図示されるように、Ｃ型アーム主回転軸５が支柱旋回軸３に対して垂直となった状態において、支柱側アームスライド機構１２が支柱側アーム２の端部とみなせない部分を保持するように支柱側アームスライド機構１２を配置することが好適である。つまり、Ｃ型アーム主回転軸５が支柱旋回軸３に対して略垂直となった状態を支柱側アーム２の初期位置とすると、支柱側アーム２の初期位置において、支柱側アーム２の支柱旋回軸３側における端部が、支柱側アームスライド機構１２から突出するように、支柱側アームスライド機構１２を配置することが望ましい。

このように支柱側アームスライド機構１２を配置すると、支柱側アーム２の初期位置において、支柱側アーム２の支柱旋回軸３側における端部を、天井側により接近させることができる。すなわち、支柱側アームスライド機構１２の天井に対する相対位置を一定とすると、支柱側アーム２を天井側により接近させることができる。加えて、支柱側アームスライド機構１２自体についても、支柱旋回軸３の先端に配置する場合に比べて、天井に接近させることができる。その結果、撮影室の天井が低い場合であっても、Ｘ線診断装置１Ａを設置することが可能となる。

加えて、支柱側アーム２の初期位置において、支柱側アーム２及びＣ型アーム主回転軸５を支柱側円弧スライド軸Ｓ１方向における正方向及び負方向のいずれにも移動させることが可能となる。すなわち、支柱側アーム２及びＣ型アーム主回転軸５を支柱側円弧スライド軸Ｓ１方向における初期位置から正方向及び負方向の両側に移動させることができる。

図７は図１に示すＸ線診断装置１の支柱側アーム２が支柱側円弧スライド軸Ｓ１方向における初期位置から正方向及び負方向の両側に移動できるように構成した場合の例を示す図である。

図１に示すＸ線診断装置１に備えられる支柱側アーム２の支柱側円弧スライド軸Ｓ１方向におけるストローク範囲を初期位置から両側に設けようとすると、図７の点線枠で示すように支柱側アーム２の初期位置において支柱旋回軸３の中心から支柱側アーム２の一端が突出する。

これに対して、図５に示すＸ線診断装置１Ａに備えられる支柱側アーム２の支柱側円弧スライド軸Ｓ１方向におけるストローク範囲を初期位置から両側に設けても、支柱側アーム２の初期位置において支柱旋回軸３の中心から支柱側アーム２が突出しない。また、支柱側アーム２をスライドさせても、支柱旋回軸３の中心からの支柱側アーム２の突出長さを短くすることができる。

つまり、Ｘ線診断装置１Ａでは、支柱側アーム２の初期位置からのストローク範囲を支柱側円弧スライド軸Ｓ１方向の両側に確保しつつ、支柱旋回軸３の中心から支柱側アーム２が極端に突出することを回避することができる。このため、支柱側アーム２と周辺機器との干渉を最小限に留めることができる。

また、支柱側アーム２の初期位置において、支柱側アームスライド機構１２が支柱側アーム２の端部とみなせない部分を保持するように支柱側アームスライド機構１２を配置すれば、必要なケーブル３０の長さを短くすることができる。

すなわち、支柱側アームスライド機構１２又は支柱旋回軸３等の支柱側円弧スライド軸Ｓ１方向に静止した構成要素と、Ｃ型アーム主回転軸５を保持する回転軸保持部３１又はＣ型アームスライド機構１３との間を連結するケーブル３０には、支柱側アーム２の支柱側円弧スライド軸Ｓ１方向における可動範囲をカバーするための余裕が必要である。このため、支柱側アームスライド機構１２が支柱側アーム２の端部とみなせない部分を保持するように構成することによって、支柱側アームスライド機構１２が支柱側アーム２の端部を保持するように構成する場合に比べて、ケーブル３０の長さを短くすることができる。

特に、支柱側アーム２の初期位置において、支柱側アームスライド機構１２が支柱側アーム２の可動範囲におけるセンタ位置とみなせる部分を保持するように構成すれば、支柱側アームスライド機構１２が支柱側アーム２の端部を保持するように構成する場合に比べて、ケーブル３０に要求される余裕の長さを半分程度にまで短縮することができる。加えて、上述のように、支柱旋回軸３の中心からの支柱側アーム２の突出長さを短くすることができる。

つまり以上のようなＸ線診断装置１Ａは、球体やローラで構成される支柱側アームスライド機構１２を、天井の直下ではなく、支柱旋回軸３からオフセットした位置に配置したものである。

このため、Ｘ線診断装置１Ａでは、支柱側アーム２の初期位置において、支柱側アーム２の最高部となる天井側における端部と天井との間に支柱側アームスライド機構１２を構成する球体やローラ等の構成要素が存在しない。従って、天井が低い部屋であっても、支柱側アーム２及びＣ型アーム４が床と干渉せず、Ｘ線診断装置１Ａを安全に据付けることができる。すなわち、図５に例示されるように、支柱側アームスライド機構１２の位置を支柱旋回軸３の中心からオフセットさせることによって、図１に示すように支柱側アームスライド機構１２の位置を支柱旋回軸３の中心付近となる最上部に配置する場合に比べて支柱側アーム２の先端を天井に接近させることができる。このため、天井が低い撮影室であっても、Ｘ線診断装置１Ａを設置することが可能となる。

また、支柱側アーム２の初期位置からの可動方向を支柱側アームスライド機構１２の両側に確保しつつ、支柱側アームスライド機構１２から突出する支柱側アーム２の長さを最小限に留めることができる。その結果、支柱側アーム２による無影灯や周辺機器への干渉を回避することができる。加えて、支柱側アーム２の可動範囲をカバーするために必要なケーブル３０の遊び部分の長さを短くすることができる。

尚、第２の実施形態における支柱側アームスライド機構１２の構造としては、図３に例示されるような円弧状のレール２０の四隅を複数の球体２１が転動する構造に限らず、様々な構造を採用することができる。

図８は図５に示す支柱側アームスライド機構１２の第１の構造例を示す図である。

図８に示すように、支柱側アーム２を支柱側円弧スライド軸Ｓ１に沿ってスライドさせるためのローラ３２を支柱側アーム２の上方にのみ配置した吊下型の構造を支柱側アームスライド機構１２の構造として採用することができる。この場合、支柱側アームスライド機構１２の重量の増加を回避することによって支柱旋回軸３及び支柱側アームスライド機構１２等に要求される剛性を低減させつつ、天井と支柱側アーム２の最上部との間に必要な距離も短くすることができる。

図９は図５に示す支柱側アームスライド機構１２の第２の構造例を示す図であり、図１０は図９に示す支柱側アームスライド機構１２の右側面図である。

図９に示すように、支柱側アーム２を支柱側円弧スライド軸Ｓ１に沿ってスライドさせるためのローラ３２を支柱側アーム２の下方に配置した懸垂型の構造を支柱側アームスライド機構１２の構造として採用することができる。この場合、支柱側アームスライド機構１２の天井側にローラ３２が存在しないため、天井と支柱側アーム２の最上部との間に必要な距離を一層短くすることができる。また、支柱側アーム２との干渉を回避しつつ支柱側アームスライド機構１２の剛性を確保することが可能となる。

図１１は図５に示す支柱側アームスライド機構１２の第３の構造例を示す斜視図である。

図１１に示すように、支柱側アーム２を支柱側円弧スライド軸Ｓ１に沿ってスライドさせるためのローラ３２を支柱側アーム２の側面側に配置した構造を支柱側アームスライド機構１２の構造として採用することもできる。ローラ３２を含む支柱側アームスライド機構１２は、支柱側アーム２等との干渉が生じないように任意の連結部材で支柱旋回軸３に固定される。

この場合、ローラ３２と接触する支柱側アーム２の側面の形状は、湾曲した長方形ではなく、２本の円弧と２本の直線で囲まれた平面、すなわち、大きい扇形から小さい扇形を切り取った平面形状となる。従って、図１１に例示されるように、複数のローラ３２の鉛直方向における位置を支柱側アーム２の側面に沿って変えてもよい。また、回転軸が放射状となるように複数のローラ３２を非平行に配置してもよい。或いは、支柱側アーム２の側面の軌跡をカバーできるように十分に長さが長い複数のローラ３２を、鉛直方向における位置が同等となるように平行に配置するようにしてもよい。

このような構造を採用すると、支柱側アームスライド機構１２の上方及び下方にローラ３２を配置するためのスペースが不要となる。このため、天井と支柱側アーム２の最上部との間に必要な距離を一層短くすることができる。また、支柱側アーム２との干渉を回避しつつ支柱側アームスライド機構１２の剛性を確保することが可能となる。

特に、支柱側アームスライド機構１２を支柱旋回軸３からオフセットする場合には、支柱側アームスライド機構１２には十分な剛性で支柱側アーム２をスライドできるようにすることが求められる。そこで、支柱側アーム２の上方側及び下方側の少なくとも一方に加え、支柱側アーム２の側面側にも、ローラ３２を配置するようにしてもよい。すなわち、支柱側アーム２の上下方向の少なくとも一方と側面方向の少なくとも一方の２方向からローラ３２で支柱側アーム２をガイドする構造を支柱側アームスライド機構１２の構造として採用すれば、十分な剛性を確保することができる。

尚、図８から図１１に例示されるような構造やその他の様々な構造は、第１の実施形態における支柱側アームスライド機構１２の構造としても、もちろん採用することが可能である。

（第３の実施形態）
図１２は本発明の第３の実施形態に係るＸ線診断装置の構成図である。

図１２に示された第３の実施形態におけるＸ線診断装置１Ｂでは、Ｃ型アーム主回転軸５を保持するための第２の保持部としての回転軸保持部３１を、支柱側円弧スライド軸Ｓ１と交差しない支柱側アーム２の側面側において支柱側アーム２に連結した点が第２の実施形態におけるＸ線診断装置１Ａと相違する。第３の実施形態におけるＸ線診断装置１Ｂの他の構成及び作用については第２の実施形態におけるＸ線診断装置１Ａと実質的に異ならないため同一の構成については同符号を付して説明を省略する。

第２の実施形態では、Ｃ型アーム主回転軸５を保持する回転軸保持部３１が、支柱側円弧スライド軸Ｓ１と交差する支柱側アーム２の端面に連結されていたが、第３の実施形態では、Ｃ型アーム主回転軸５を保持する回転軸保持部３１が、支柱側円弧スライド軸Ｓ１と交差しない支柱側アーム２の側面に連結されている。図示された例では、支柱側アーム２の外表面側に回転軸保持部３１が連結されているが、４方向の側面のいずれに回転軸保持部３１を連結してもよい。但し、空間を有効利用する観点からは、図示されたように、支柱側アーム２の外表面側に回転軸保持部３１を連結することが最も効果的である。

この場合、回転軸保持部３１を支柱側アーム２の一部とみなすと、支柱側アーム２は単純な円弧形状ではなく、回転軸保持部３１の連結部分において屈曲した形状となる。その結果、支柱側アーム２の初期位置における支柱側アーム２の最低部の高さを、より高くすることができる。つまり、支柱側アーム２自体の高さを低くすることができる。

更に、回転軸保持部３１のケーシング４１を、支柱側円弧スライド軸Ｓ１方向において、Ｃ型アーム主回転軸５を保護するケーシング４０の端部であって、支柱側アームスライド機構１２から支柱側円弧スライド軸Ｓ１方向に離れた側の端部よりも、支柱側アームスライド機構１２側となるように配置することが好適である。例えば、回転軸保持部３１を構成する駆動機構を、Ｃ型アーム主回転軸５よりも上方に配置すればよい。

図１３は、図１２に示す支柱側アーム２の床側における端部を床に接近させた状態を示す図である。

回転軸保持部３１のケーシング４１を、Ｃ型アーム主回転軸５のケーシング４０よりも上方に配置すれば、図１３に示すように、支柱側アーム２の床側における端部が床に接近したとしても、回転軸保持部３１による床への干渉を回避することができる。

このため、第３の実施形態では、天井が一層低い部屋であっても、支柱側アーム２及びＣ型アーム４が床と干渉せず、Ｘ線診断装置１Ｂを安全に据付けることができる。また、Ｃ型アーム４の中心により近い位置でＣ型アーム４をＣ型アーム主回転軸５により保持することができる。従って、支柱側アーム２の剛性を確保し、支柱側アーム２の撓み量を軽減することができる。その結果、支柱側アーム２の軽量化を図ることができる。

（他の実施形態）
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。

例えば、上述した各実施形態では、第１のアーム２としての支柱側アーム２を支柱旋回軸３を介して天井に取付けた例を示したが、第１のアーム２を撮影室の壁面や床面に取付けるようにしてもよい。すなわち、第１のアーム２を第１の回転軸３を介して壁面に取付けることができる。或いは、第１のアーム２を第１の回転軸３を介して床面に据え置くこともできる。つまり、第１のアーム２は、第１の回転軸３を支柱として天井、壁面又は床に取付けることができる。

また、第１の回転軸３を平行移動させるための駆動軸及び駆動機構や、Ｘ線検出器１１をＸ線の入射面に対して垂直な方向に平行移動させるための駆動軸及び駆動機構など、所望の駆動軸及び駆動機構を適宜設けることができる。

更に、アーム、回転軸及びスライド軸の数をそれぞれ変えることもできる。その場合においても、図３に例示されるような円弧状のレール２０上を複数の球体２１が転動する保持構造を有するスライドガイド機構２２によって少なくとも１つが円弧状のスライド軸に沿ってスライドするアームをＸ線診断装置に設けることができる。この場合、回転軸により、スライドガイド機構２２によってスライドするアーム又は他のアームを回転させるようにすることができる。また、Ｘ線発生部１０及びＸ線検出器１１を含む撮影系６についても、スライドガイド機構２２によってスライドするアーム又は他のアームに取付けることができる。更に、複数の撮影系６を対応するアームに取付けることもできる。この場合、Ｘ線診断装置１、１Ａ、１Ｂは、バイプレーンタイプの装置となる。

但し、上述した実施形態のように、第１のアーム２及び第２のアーム４をそれぞれスライド移動させることができるようにすれば、第１のアーム２及び第２のアーム４による干渉領域を低減させることができる。すなわち、極端に突出する部位が生じることを回避することができる。

また、連動動作モードと単独動作モードによる制御は、他の構造を有するＸ線診断装置においても指定できるようにすることができる。その場合には、複数のアームがＸ線診断装置に備えられる。そして、複数のアームの少なくとも１つが円弧状のスライド軸に沿ってスライドできるように構成される。更に、スライド軸に沿ってスライド可能なアーム又は他の少なくとも１つのアームが回転軸を中心に回転できるように構成される。そして、Ｘ線発生部１０及びＸ線検出器１１を含む撮影系６は、複数のアームのうちのスライド可能なアーム又は他の少なくとも１つのアームに取付けられる。また、Ｘ線診断装置には、複数のアーム及び撮影系６を制御することによって被検体Ｏの撮影を行う制御系が備えられる。

そして、制御系を、複数のアームをそれぞれ独立して移動開始及び停止させる第１のモードと、撮影系６の移動開始時において複数のアームの移動を同時に開始させる一方、撮影系６の停止時において複数のアームを同時に停止させる第２のモードとを切換えて複数のアーム及び撮影系６を制御できるように構成することによって、連動動作モード及び単独動作モードによる撮影機能をＸ線診断装置に設けることができる。

１、１Ａ、１ＢＸ線診断装置
２第１のアーム（支柱側アーム）
３第１の回転軸（支柱旋回軸）
４第２のアーム（Ｃ型アーム）
５第２の回転軸（Ｃ型アーム主回転軸）
６撮影系
７寝台
８制御系
９コンソール
１０Ｘ線発生部
１１Ｘ線検出器
１２第１のスライド機構（支柱側アームスライド機構）
１３第２のスライド機構（Ｃ型アームスライド機構）
２０レール
２１球体
２２スライドガイド機構
２３保持ブロック
２４エンドプレート
３０ケーブル
３１回転軸保持部
３２ローラ
４０、４１ケーシング
Ｏ被検体
Ｂ血管
Ｓ１第１のスライド軸（支柱側円弧スライド軸）
Ｓ２第２のスライド軸（Ｃ型アームスライド軸）

Claims

第１の回転軸の回転によって回転し、かつ円弧状の第１のスライド方向に沿って前記第１の回転軸に対して相対的にスライドする第１のアームと、
前記第１のアームに固定された第２の回転軸の回転によって回転し、かつ円弧状の第２のスライド方向に沿って前記第２の回転軸に対して相対的にスライドする第２のアームと、
前記第２のアームに取付けられたＸ線発生部及びＸ線検出器を含む撮影系と、
前記第１の回転軸の回転中心から前記第１の回転軸の回転中心軸に垂直な方向にオフセットした位置となるように設けられ、前記第１のアームを前記第１のスライド方向に沿ってスライドさせるスライド機構と、
前記第１のアームの前記第１のスライド方向に沿ったスライド動作と、前記第２のアームの前記第２のスライド方向に沿ったスライド動作との制御を行う制御系と、
を備え、
前記制御系は、前記第１のスライド方向に沿った前記第１のアームのスライド動作と前記第２のスライド方向に沿った前記第２のアームのスライド動作とを独立して開始及び停止させる第１の動作モードと、前記第１のスライド方向に沿った前記第１のアームのスライド動作と前記第２のスライド方向に沿った前記第２のアームのスライド動作とを同時に開始及び停止する第２の動作モードと、を切替えて前記制御を行う、Ｘ線診断装置。
前記スライド機構は、前記第２の回転軸の回転中心が前記第１の回転軸の回転中心に対して略垂直となった状態において、前記第１のアームを前記第１のスライド方向における正方向及び負方向のいずれにも移動させることができるように構成される請求項１記載のＸ線診断装置。
前記第１の回転軸は、天井に設けられ、前記スライド機構と接続されることによって前記第１のアーム及び前記第２のアームを天吊りするための第１の保持部を含む請求項１又は２記載のＸ線診断装置。
前記第１のアームと連結され、前記第１のアームの側面のうち前記第１のスライド方向の円弧に関して外側に設けられる、前記第２の回転軸を保持するための第２の保持部を更に有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
前記第２の保持部を、前記第１のスライド方向において、前記第２の回転軸を保護するケーシングの端部であって、前記スライド機構から前記第１のスライド方向に離れた側の端部よりも、前記スライド機構側となるように配置した請求項４記載のＸ線診断装置。
前記第１のアームを、前記第１の回転軸を支柱として天井、壁面又は床に取付けた請求項１又は２記載のＸ線診断装置。
少なくとも前記第１のアームは、円弧状のレール上を複数の球体が転動する保持構造を有するスライドガイド機構によって、前記第１のスライド方向に沿ってスライドするように構成される請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
前記第１のアームの前記第１のスライド方向に沿うスライドの角度範囲を、前記第２のアームの前記第２のスライド方向に沿うスライドの角度範囲よりも小さくした請求項１乃至７のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
前記第１の保持部は、前記第１の回転軸の回転中心軸と前記オフセットした位置とを繋ぐようにアーム状に形成される請求項３記載のＸ線診断装置。