Ｃ型アームＸ線装置

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【発明の名称】	Ｃ型アームＸ線装置
【発明者】	【氏名】エアハルトパオルアルトゥルクロッツ【氏名】ヘルマンションベルク
【要約】	【課題】本発明は、プロペラ軸の位置が移動可能なようにＣ型アーム及び懸架装置を接続する継手が好適に設計されて安定し、異なる軌道を実現可能なＸ線装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、Ｘ線源及びＸ線検出器を支持するＣ型アームと、継手を有する懸架装置を含み、Ｘ線源及びＸ線検出器が継手を介して延在するプロペラ軸回りに回転可能なＸ線装置に係る。Ｘ線装置の柔軟な動作、特に広い範囲の様々な軌道を可能にするために、本発明のＸ線装置はプロペラ軸が全ての空間方向において変更可能であるように構成される。

【特許請求の範囲】
【請求項１】Ｘ線源とＸ線検出器を支持するＣ型アームと、継手を介して上記Ｃ型アームを支持する懸架装置とを含み、上記Ｘ線源と上記Ｘ線検出器は、上記継手を通過して延在するプロペラ軸回りに回転可能であるＸ線装置であって、上記プロペラ軸の位置が全ての空間方向で変更可能であるように構成されることを特徴とするＸ線装置。
【請求項２】上記懸架装置は、上記Ｃ型アーム及び上記継手が上記プロペラ軸に対して垂直に延在する水平回転軸回りに回転可能であるように構成されることを特徴とする請求項１記載のＸ線装置。
【請求項３】上記継手は上記懸架装置と固く連結され、上記懸架装置は移動できるように保持装置に接続されることを特徴とする請求項１記載のＸ線装置。
【請求項４】上記懸架装置及び上記保持装置は互いに同軸を有するように配置されることを特徴とする請求項３記載のＸ線装置。
【請求項５】上記懸架装置及び／又は保持装置は弧状となるように構成されることを特徴とする請求項１又は３記載のＸ線装置。
【請求項６】上記懸架装置及び／又は保持装置は上記Ｃ型アームと同じ曲率を有することを特徴とする請求項５記載のＸ線装置。
【請求項７】上記懸架装置は、保持装置に接続され、上記懸架装置及びＣ型アームの質量中心が上記保持装置から延在する垂直の重心軸の略上にあることを特徴とする請求項１記載のＸ線装置。
【請求項８】上記継手は、上記Ｘ線源及びＸ線検出器が上記プロペラ軸回りに何回転も回転可能である回転継手として構成されることを特徴とする請求項１記載のＸ線装置。
【請求項９】上記継手は、上記Ｘ線源及びＸ線検出器の回転動作がモータによって段階的に制御されるよう構成されることを特徴とする請求項１記載のＸ線装置。
【請求項１０】上記懸架装置は、保持装置を介して、空間内で垂直回転軸回りに回転可能であることを特徴とする請求項１記載のＸ線装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、Ｘ線源及びＸ線検出器を支持するＣ型アーム、更に継手を介して上記Ｃ型アームを支持する懸架装置を含み、上記Ｘ線源及びＸ線検出器は、上記継手を通って延在するプロペラ軸回りに回転可能であるＸ線装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】上記のようなＸ線装置は一般的に公知であり、医療診断画像において頻繁に使用される。通常、検査される患者は患者台の上に水平方向で置かれる。特に血管造影のためのＸ線投影を形成するために、投影方向は所与の制限内で異なることが可能である。従って、Ｘ線源及びＸ線検出器は、ある角度範囲で患者の縦軸回りに回転可能であり、投影方向と患者の縦軸間の角度は調節可能であり、Ｃ型アームを支持する懸架装置は通常、ある角度範囲で垂直軸回りに回転可能なように空間に固定される。従って、Ｘ線源は、時間的に連続した位置を占め、例えば、投影方向が適宜に応じて異なる半円形の軌道のような所与の軌道を示す。表示スクリーン上に得られたこのような高速連続投影の表示によって、例えば検査される血管のような３次元状態のより良好な認識を医師は得られる。検査される体積の３次元画像も、上記の投影から計算して得ることが可能である。
【０００３】しかし、上記公知のＸ線装置では、Ｘ線源の調節と移動は、上記Ｘ線装置の機械的構成によって制限される。例えば、特にプロペラ軸の位置、即ちＣ型アームと懸架装置を接続する継手を通過して延在する軸の位置は、患者を通過して延在する水平平面においてのみ変更可能である。この制限によって、更に可能な軌道のコースも限られる。例えば、上記公知のＸ線装置では、Ｘ線源が患者回りに完全な円形、又は２つの傾斜した円形の軌道を描くことはできない。上記は、Ｃ型アームと懸架装置を接続する継手が好適に設計されていないことにある程度関係するが、本質的には、上記Ｘ線装置の全体の機構、特にＣ型アームの重さによって上記のような動作が得られない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、機械的に安定し、異なる軌道を実現可能なＸ線装置を提供することを目的とする。
【０００５】上記目的は、上記説明されたような種類のＸ線装置に基づいた請求項１に記載されるようなＸ線装置によって達成される。
【０００６】本発明は、上記説明される公知のＸ線装置によって描かれる軌道は、プロペラ軸の位置が１つの平面においてのみ変更であるという事実によって制限されるという認識に基づいている。従って、本発明のＸ線システムでは、プロペラ軸の位置が他の方向に変更可能なように、特にＣ型アーム、継手、及び懸架装置が設計される。好適に構成される場合、Ｃ型アームの機構はより単純であり、Ｃ型アームの重さはより軽量となり、Ｘ線管に好ましい軌道が実現される。
【０００７】本発明の更なる有利な実施例は、更なる請求項において開示される。
【０００８】懸架装置及び／又は懸架装置を支える保持装置が弧状に形成された実施例が特に有利である。この実施例では、Ｘ線装置の全ての回転軸、特に、検査される対象が置かれる対角点を通過するプロペラ軸と（Ｘ線源とＸ線検出器を接続する接続ラインである）投影ラインが交差するよう容易に形成できる。上記目的のために、上記懸架装置又は保持装置は、Ｃ型アームと同じ曲率を有することが好適である。
【０００９】本発明の更なる実施例では、懸架装置は、Ｃ型アーム及び継手が、プロペラ軸に対して垂直に延在する水平回転軸回りに回転可能なように構成される。公知のＸ線装置と比較して、Ｃ型アームは、Ｘ線源とＸ線検出器のみを支持し、回転軸回りの回転運動を可能にするための更なる機械部品を有していないので、より単純に及びより軽量に構成されることが可能となる。本実施例においては、回転軸回りの回転運動の機能性は、懸架装置によって与えられる。
【００１０】更に、上記継手は、Ｘ線源とＸ線検出器が何回転も回転軸回りに回転可能である回転継手であるように構成される。これは上記説明されたＣ型アームが特に軽量となるよう構成された本発明の更なる実施例において特に実現される。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明を添付図を参照し、下記に詳細に説明する。
【００１２】図１に、公知のＸ線装置のコアを示す。上記Ｘ線装置は、点として示されるＸ線源２と平らなＸ線検出器３が端にそれぞれ設けられたＣ型アーム１によって形成される。Ｃ型アームは、Ｌ字型アームと呼ばれる懸架装置６に接続されたＣ型アーム保持体と呼ばれる継手５によって支持される。上記Ｌ字型アーム６はＬ字型アーム保持体と呼ばれる天井支持体７によって支持され、上記天井支持体７自体は天井９に接続され、又は示されている実施例の場合は、スライド８に接続され天井レール８１から懸架される。天井支持体７はＬ字型アーム６が、±１３５°の角度範囲で、手動で垂直回転軸ｚ１回りに回転可能なように構成される。継手５はＣ型アーム１が、＋１２０°から－１９５°の角度範囲で、モータで水平回転軸ｚ２回りに回転可能なように構成される。更に、Ｃ型アーム１はモータによって、上記軸ｚ１及びｚ２のそれぞれに対して垂直に延在する回転軸ｚ３回りに回転可能である。上記を達成するために、例えば継手５に接続された保持装置１０のような好適な手段がＣ型アームに設けられ、その手段にはモータによって駆動する歯車とそれに対応する歯がつけられたラック１１が設けられる。上記３つの軸、ｚ１、ｚ２及びｚ３は、患者台４上に置かれる検査患者の一部である対角点Ｚと呼ばれる点上で交差するように選択され、上記対角点Ｚを通過してＸ線源２からの「中心」Ｘ線ＰがＸ線検出器３に延在する。更に、患者台４がｚ２の方向に移動可能であり、（ｚ１の方向に）高さが調節でき、Ｘ線装置全体がレール８１上でｚ２の方向に移動可能であるという更なる動作が可能である。
【００１３】一般的に、このようなＣ型アームＸ線装置には、回転継手によって互いに接続される一連のアーム又は「リンク」が設けられる。最初のリンクは建物又はスライド可能なようにスライドに固く接続される。最後のリンクはＸ線源及びＸ線検出器を支持するＣ型アームである。上記回転継手は、所与の制限内でモータによって制御されて調節可能である。このようなＣ型アームＸ線装置では、回転継手の軸は、対角点と呼ばれる点において交差し、投影方向を示す中心Ｘ線も対角点を通過して延在する。上記最後のリンクの可能な動きは、Ｘ線源の軌道によって示される。軌道上の各点は、可能な投影方向と一致する。全ての軌道は、その中心が対角点に位置する球状面上に延在する。しかし、回転継手によって可能な軌道が制限される。
【００１４】下記を考慮し、図１の公知のＸ線装置の上記一連のリンク及び回転継手を図式化して図２に示す。継手（天井支持体）７を介してＬ字型アーム６は、ｗ１の角度範囲でｚ１軸回りに回転可能である。Ｃ型アーム１は、継手（Ｃ型アーム支持体）５によって、ｗ２の角度範囲でｚ２軸回りに回転可能である。Ｃ型アーム１は、図１ではＸ線装置の円状の案内レールである継手１１によって（典型的に約１８０°である）角度範囲ｗ３で、ｚ３軸回りに回転可能である。
【００１５】公知のＸ線システムでは、角度ｗ３はモータに制御されて連続的に変更することが可能である。角度ｗ２もモータによって変更可能であるが、連続的には行なえない。Ｃ型アーム１が継手５を介して回転可能である、上記ではｚ２軸のことであるプロペラ軸は、装置の構成上、常に水平方向に延在する。
【００１６】公知のＸ線装置を用いて、図３（ａ）に示されるような半円形の軌道Ｔ１が実現される。しかし、このような半円形の場合、正確な３次元再現のための投影方向が十分ではない。理論上の互いに垂直となるようにされた２つの傾斜した半円形軌道Ｔ１１及びＴ１２（図３（ｂ）参照）によって、より良好な再現が可能となる。しかし、患者とＸ線源又はＸ線検出器の間に適当な距離を保つために、実際には、上記半円形は角度ｗ２＝±３０°で傾斜される。しかし、図３（ｃ）乃至図３（ｅ）に示されるような、完全な円形の軌道（軌道Ｔ２）、互いに垂直となるようにされた２つの完全な円形の軌道（軌道Ｔ２１及び軌道Ｔ２２）、又は螺旋状の軌道（軌道Ｔ３）が実現されることが好適である。
【００１７】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、本実施例のＸ線装置の第1の実施例を示す。上記装置では、天井支持体７は懸架装置１４を支持する保持装置１５を含む。円状に構成された懸架装置１４は、案内レール又は歯がつけられたラックのような手段１６が設けられ、手段１６は保持装置１５内にある、手段１６に対応する手段と協働して、上記懸架装置１４を±４５°の角度範囲でｚ３軸回りに回転可能なようにする。懸架装置１４の端に回転継手１３が接続され更にＸ線源２及びＸ線検出器３を有するＣ型アームが接続される。
【００１８】Ｘ線装置のｚ３軸回りの回転運動がＣ型アームに設けられた手段によって実現される公知のＸ線装置とは異なり、本発明のＸ線装置では、上記回転運動は懸架装置１４に設けられた好適な手段によって実現される。Ｃ型アームが回転継手１３によって上記懸架装置１４に接続されて上記懸架装置１４が（公知のＸ線装置の一連のリンクの第３番目のリンクではなく）一連のリンクの第２番目のリンクを示すので、下記ではｚ４と表すプロペラ軸の位置は、本発明のＸ線装置の３つの空間的方向に変更可能であり、従ってｚ１軸方向にも変更可能である。図示される角度位置では、プロペラ軸ｚ４は、患者を通過して水平に延在する軸ｚ２と一致する。図５は、懸架装置１４、従って回転継手１３及びＣ型アーム１２がｚ２軸に対して角度αで回転した角度位置を示す。従って、投影方向Ｐもｚ１軸に対して同角度αで回転する。
【００１９】図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す本発明のＸ線装置の平面図である。特にスライド８及びレール８１が明確に示される。
【００２０】本発明のＸ線装置のＣ型アームは、Ｘ線源及びＸ線検出器のみを支持し、軸ｚ３回りに回転するための手段は支持しなくてよいので、公知のＸ線装置のＣ型アームよりかなり軽量で単純に形成される。従って、ｚ３軸に対して±４５°の回転角度が実現される。一方、回転継手１３は、Ｃ型アームの回転がプロペラ軸ｚ４に対して３６０°で回転可能なようにより単純に形成される。上記回転継手１３は例えば電力供給とデータ送信用のスリップリングが設けられる。上記Ｃ型アームのプロペラ軸ｚ４回りの回転が、モータ駆動によって連続的に及び制御された方法で行なわれるよう保証されることが好適である。従って、本発明のＸ線装置によって、図３（ａ）乃至図３（ｅ）に示される軌道が実現される。回転動作がより短い時間で可能であるならば、３次元再現のために適当な投影の回数も、より少ない造影剤の投与、可能であるならば一回の投与によって得られる。
【００２１】図６に、図４（ａ）に示すＸ線装置の必要不可欠な構成要素を示す。図２と比較して直ぐに分かるように、本発明の装置では、保持装置１５は継手１６に接続されてｚ３軸回りの回転を供給し、更に懸架装置１４を介して継手１３に接続され、上記継手１３は一連のリンクの最後のリンクであるＣ型アームに接続して、プロペラ軸ｚ４回りに回転可能となる。しかし、公知のＸ線装置のＬ字型アーム６は継手５を介してＣ型アームに接続され、この場合、ｚ２軸回りの回転の際に、Ｃ型アームのみならず、継手（ラック）１１及びアーム（保持装置）１０も動かす必要がある。
【００２２】図７は、本発明の更なる実施例を示す。図４（ａ）に示す保持装置１５は、一端に偏した負荷に強く影響を受けるので、本実施例では保持装置１５１は、ｚ３軸回りの弧として延在し、レール８３上をスライドするスライド８４に接続される。従って、天井９に接続されるＸ線装置の一部の質量中心は、保持装置１５１を垂直に通過して延在する重心軸ｚ５上に置かれる。上記保持装置は、上記重心軸ｚ５を介して（更にスライド８４も介して）天井９に間接的に接続される。懸架装置１４１は本実施例においても弧状に形成され、案内レール１６１が、上記保持装置１５１内の上記案内レール１６１に対応する駆動手段と協働するように設けられる。
【００２３】図８は、本発明の更なる実施例を示す。本実施例では、保持装置１５２は部分弧として形成され、継手７を介して天井９に、更に図示しない継手によって床１７に接続される。本実施例では、懸架装置１４２は保持装置１５２と同じ軸を有する部品として形成され、好適なレール１６２によって上記保持装置１５２に沿って移動し、ｚ３軸回りに回転可能なようにされる。
【００２４】上記実施例は、本発明を説明する例として考える。プロペラ軸の位置が全ての空間的方向において変更可能である本質的特徴を有するほかの実施例も可能である。特に、Ｃ型アームは他の構成、特により軽量な構成を有する場合がある。更に、丸くされたＣ型の形状も必須条件ではない。角を有する形状の場合もある。

【出願人】	【識別番号】５９００００２４８【氏名又は名称】コーニンクレッカフィリップスエレクトロニクスエヌヴィ【氏名又は名称原語表記】ＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅＰｈｉｌｉｐｓＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＮ．Ｖ．【住所又は居所原語表記】Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ１，５６２１ＢＡＥｉｎｄｈｏｖｅｎ，ＴｈｅＮｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
【出願日】	平成１２年１０月４日（２０００．１０．４）
【代理人】	【識別番号】１０００７０１５０【弁理士】【氏名又は名称】伊東忠彦（外１名）
【公開番号】	特開２００１－１４５６１５（Ｐ２００１－１４５６１５Ａ）
【公開日】	平成１３年５月２９日（２００１．５．２９）
【出願番号】	特願２０００－３０５２０６（Ｐ２０００－３０５２０６）