JPS597760Y2

JPS597760Y2 - 透視・撮影切換ｘ線装置

Info

Publication number: JPS597760Y2
Application number: JP4936977U
Authority: JP
Inventors: 威香川; 邦治神戸; 和弘池田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1977-04-18
Filing date: 1977-04-18
Publication date: 1984-03-09
Also published as: JPS53143568U

Description

【考案の詳細な説明】この考案はＸ線管球として回転陽極型Ｘ線管を用い、Ｘ
線テレビをモニタとして透視と透視中にフイルムによる
速写直接撮影を行なう医療（診察）用Ｘ線装置に関する
。

医療用Ｘ線装置の診察用管球は、固定陽極型Ｘ線管に比
して格段に実効焦点が小さく、かつ大負荷に耐えること
によって鮮鋭な画像の得られる回転陽極型Ｘ線管が、主
流となって透視・撮影兼用に用いられ、診断の精度をき
わめて高いものにしていることは衆知のとおりである。

なおその陽極の回転比の平方根に比例してＸ線管の短時
間負荷が増大し、その性能が理想に近づくことは実用化
の当初から理論上明らかであったが、Ｘ線管中の高真空
（１０−５〜１０−７｝ル）中でかつ高温においての回
転体を支承するころがり軸受の無給油潤滑に関する技術
が十分でなかったことが高速化の大きい障害となって、
数十年の間最高２，０００〜３．００Ｏｒ．ｐ．ｍの域
を出なかった。

しかして近年、超高真空（約１０−” ｝ル）中での軸
受や歯車の潤滑技術が急速に発達し、たとえばころがり
軸受の転勤体・内外輪・保持器などの部品に、二硫化モ
リブデン被膜を適当な厚さにスパッタリングでコーティ
ングする技術などがその良い例であり、そのような技術
水準の向上によってＸ線管の陽極の回転も漸＜９．
０００ｒ．ｐ．ｍという高速化が実現した。

かくして回転陽極の回転数が上記のように従来のものの
３倍になるとＸ線管の短時間負荷は上記のとおりＪ「『
１．７倍となり、大電流、短時間撮影ができ、動きの速
い被写体に対し、ボケのない鮮鋭なＸ線画像が得られる
という優れたものとなり、そのため消化管・血管心の造
影検査のようにＸ線テレビをモニタとした透視と、その
透視中にフイルムによる速写直接撮影とを兼用するＸ線
診断装置に上記高速回転陽極型Ｘ線管の利用が増えてき
ている。

しかるに上記のような高速回転陽極型Ｘ線管において昨
今問題となっている欠点は、その陽極の停止から高速回
転数（９，０００ｒ．ｐ．ｍ）に到達する時間が低
速回転陽極型Ｘ線管に比して長いことである。

すなわち上記消化管などの造影検査時、テレビモニタ画
面上の透視像での所見をすばやく撮影しないと、造影剤
の移動によってフイルム像が上記透視像と同一の所見が
得られないことは自明であり、透視から撮影への移行時
間は速ければ速いほどよいが、速写フイルムカセツテの
移動時間を考慮すると、約１．５ＳｅＣが最短時間と考
えられている。

しがるに高速回転陽極型の陽極停止から高速回転に達す
る所要時間は約２．５ｓｅｃであり、要求される最短時
間より約１ｓｅｃ遅れることになり、それだけ患者の
撮影の待ち時間が増して被検体のブレにより画質が低下
し、またテレビ透視像とフイルム像のズレによって患部
の異常所見に支障をきたす結果となり、高速回転型の普
及を制約しているといえる。

以上は高速回転陽極を撮影時のみ回転し、透視時は停止
する従来の一般的な装置における欠点であるが、特殊な
装置として透視・撮影を通じ陽極を高速回転させるもの
もあるが、冒頭に記述したごとく高真空、高温中での軸
受の潤滑がきわめて高度の技術を要し、かつその耐久性
には未だ問題なしとしない点から常時高速回転方式の装
置はごく稀な特殊用途のものに限られている現状である
。

この考案は高速回転陽極型Ｘ線管の起動時間を短縮する
ことによって、上記の欠点を解消し、低速回転陽極型に
比して優れた大負荷容量による短時間撮影の鮮鋭な静止
像が得られるようにしたもので、被写体の通過Ｘ線情報
を透視装置すなわちイメージ管・テレビ撮像管・テレビ
受像管よりなる装置と、撮影フイルムとに切換え的に投
入する装置において、高速回転陽極型Ｘ線管の回転駆動
装置を低速と高速との２組設け、かつ透視時上記Ｘ線管
の固定子を低速回転駆動装置に接続し、透視から撮影に
切換える準備信号に連動して高速回転駆動装置に切換え
るようにしてなる透視・撮影切換Ｘ線装置にかかるもの
である。

以下図面によってこの考案の一実施例を説明する。

第１図はこの考案の要点の一つである回転陽極型Ｘ線管
の内部構造の一例で、こ・で簡単に主要部を説明する。

１は陰極頭で内部に２重焦点フィラメントがある。

２は回転陽極で、タングステン円盤の周辺に浅い円錐状
の傾斜をとっている。

３はＸ線放射窓、４は誘導電動機回転子で、管外の固定
子５からの磁力で回転する。

６はその軸受部、７，８はそれぞれ陽極と陰極のターミ
ナル、９はガラス管球、１０は冷却用油槽で絶縁油によ
り絶縁を兼ね伝導、対流にてＸ線管その他を冷却する。

１１は外套である。

なお７，８の各ターミナルの外套部は図から省略する。

上記の誘導電動機はコンデンサ分相型単相誘導電動機で
あり、その同期回転数は電源周波数は比例し、かつ固有
の滑により回転子速度が定まることや、回転陽極の鋭焦
点で大負荷に耐える作動原理などは衆知であり、詳しい
説明は省き、この考案の要点である透視・撮影切換Ｘ線
装置の一実施例の構或ブロック図を第２図に示す。

１２は上記Ｘ線管より放射される透視または撮影Ｘ線で
第２図では後者、１３は被検体、１４は速写撮影フイル
ム機構、１５はフイルムカセッテで、図は撮影時の位置
を示し、１４’，１５’はそれらの透視時の位置を示
す。

１６はイメージ等の出力像をテレビ撮影管に送るタンテ
゛ムレンズ、１６は交流電源である。

第２図におけるＸ線管９は第１図で示した高速回転陽極
型Ｘ線管の略図であり、この考案に関聯する回転子４と
固定子５のみを示し、がつこの考案の要点であるＡ，
Ｂ，Ｃの３ブロックに示す装置、すなわちＡは回転
陽極の低速（３，０００ｒ．ｐ．ｍ／６０Ｈｚ
、２，５００ｒ．ｐ，ｍ／５０Ｈｚ）回転
用駆動電源装置で２０数μＦの分相コンテ゛ンサを内蔵
している。

Ｂは同じく高速（９．０００ｒ．Ｉ）．ｍ／６０Ｈｚ、
７．５００ｒ．１）．ｍ／５０Ｈｚ）回
転用駆動電源装置で商用周波数を３倍に変換する電源部
と、数μＦの回転用分相コンデンサと制動用直流電源部
および２０数μＦの制動用分相コンテ゛ンサとよりなっ
ている。

従来の装置はＡ，Ｂ何れが一つの駆動装置しか備え
ておらず、通常透視持は回転陽極を停止し、撮影時のみ
回転（低速あるいは高速）するようになっていたが、こ
の考案では上記のようにＡ，Ｈの２つの駆動装置を
設け、さらにＣすなわちこれを透視時低速、撮影時高速
の駆動装置がＸ線管の固定子に接続されるよう回路の切
換えを第４図■に示す透視から撮影に切換える準備信号
に連動して行ない、撮影用Ｘ線曝射時には回転陽極の回
転数は上記の規定高速回転数に達しているよう構或され
ている。

ここで従来の装置での高速回転型と低速回転型の差異を
第３図によって説明する。

上記のように透視時は何れも停止しているのが多く、Ｔ
ｏに起動すれば低速回転型Ｌは立上りの単位速さは遅い
がＴ１時に規定の３，ｏｏｏｒ．ｐ．ｍに達し、その所
要時間ｔ１ｆ− １．３ｓｅｃであるが、高速回転型Ｈ
がｇ，０００ｒ，ｐ，ｍに達するＴ２までの時間ｊｚ
ｆ−２．５ｓｅｃで約２倍かかる。

しがるに高速回転型Ｈの立上り単位速さは電圧その他の
条件で速いので３，ＱＱＱｒ．ｐ．ｍを通過するａ
点に対応するＴ３までの所要時間ｊｓ中０．８ｓｅ
ｃであ？。

しかして３，ＱＯＱｒ，ｐ，ｍから９，０００ｒ．
ｐ．ｍまでの所要時間はｊｚ −ｊ３ｆ− １．７ｓ
ｅｃとなり、上記フイルムカセツテの移動時間には・゛
等しくなり、所期の目的が達せられるわけである。

これを第４図のタイムチャートと第２図のブロック図と
を対照しながら説明する。

第２図の各ブロック間の信号はＳＦは透視時、ＳＲは撮
影時のそれを示す。

Ｘ線装置が透視を開始するＴ。

にて回転陽極２はＡの電源にて３，ＱＱＱｒ，ｐ，
ｍで回転を開始する。

それに要するｔ３は上記のＱ，８ｓｅｃであり、これは
問題はない。

一方、フイルムカセツテ１５′は点線の位置にあり、Ｘ
線量は透視条件で第４図■のように放射され、イメージ
管を経てテレビモニタ像にて検査者が撮影部位の位置決
めを行い、Ｔ４の時点でＸ線制御器の撮影準備信号（第
４図■）を発す。

この信号は２〜３ｓｅｃ（ｔａ）接続し、イメージ
管の電源を切り、フイルムカセツテ１５′を撮影位置１
５に移動させる。

その所要時間ｔｂは約１．５ｓｅｃである。

一方Ｔ４にて回転陽極２の駆動電源がＡからＢへＣによ
り切換えられ、回転数は第４図■のＴ３からＴ２へ立上
る。

その時間ｔ４は上記のように約１．７ＳｅＣでフイルム
カセツテの移動保持に要する時間ｔｂに比し、０．１〜
０．２ｓｅｃの微差で近似である。

またＸ線管への高圧電源装置もＴ４の時点から管電圧、
管電流ともに撮影条件（第４図■参照）に切換えられて
おり、Ｔ９の時点すなわち回転陽極が規定の９．０００
ｒ．ｐ．ｍに達した時点（第４図Ｔ２の時点）にて、速
写撮影用Ｘ線曝が自動的に行われる。

曝射時間ｔｃは設定任意であるが数ｍｓｅｃの極短時間
であり、その短縮化が高速回転陽極型の本来の目的であ
り、Ｘ線管としての理想である。

さて、曝射が終るＴ１ｏに対応して回転陽極２の駆動電
源Ｂは上記の制動動作をしつつその回転を３，ｏｏｏｒ
．ｐ．ｍまで下げる。

制御をかけ停止所要時間ｔ５を４〜５ｓｅｃに押える
ことによって、回転体の固有共振回転数５，０００
〜６，０００ｒ．ｐ．ｍでの共振を防いでいる。

回転陽極２が３，０００ｒ．ｐ．ｍに安定するＴ１から
Ｘ線装置は再び透視条件に入るのであるが、第４図■の
Ｔ８の透視像をモニタにて映し出す時点は必ずしもＴ８
とは限らずもつと早い時期から始めるいろいろの工夫が
されているが、この考案に直接関係がないので、ここで
は単にＴ１の時点をＴ８に対応させた。

以上でこの考案の一実施例の構或および作動を説明した
のであるが、この考案は第２図の構造に限定されず、例
えばイメージ管にシネカメラを装着して、シネカメラと
撮影との組合せもあり、また透視とパルスシネ撮影めば
あいもあり、透視と高速連続拡大撮影など、いろいろの
実施例があるが、いずれもこの考案の範囲に含まれるこ
とはいうまでもない。

以上のとおり、この考案は従来の高速回転陽極型Ｘ線管
を用いた透視・撮影切換Ｘ線装置における高速回転起動
時間が長いために、動きの速い消化器・血管心などの造
影検査に適さないという欠点を解消し、短時間負荷が格
段に大きく、短時間撮影で鮮鋭な静止像が得られるとい
う特長を十分発揮させるについて、考案者らは現在の無
給油軸受の高真空中での耐久力に十分な実験、検討を加
え、その信頼性に確信を得て、従来、透視時停止してい
た回転陽極を３，ＱＱＱｒ．ｐ．ｍの低速連続回転
にふみ切り、撮影時の高速への到達時間を大巾に低減す
ることを得、フイルムカセツテの移動直後に撮影するこ
とによって患者のブレを減少し、かつテレビ透視像とフ
イルム像のズレをほとんどなくすことにより異常所明の
発見に貢献するとともに、透視時の回転音を低下させ、
患者の苦痛も減少させるなどの特長により、高速回転陽
極型Ｘ線管利用のＸ線装置の普及を促進するものとなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の要点である回転陽極型Ｘ線管の内部
構造の一例図、第２図はこの考案の一実施例の透視・撮
影切換Ｘ線装置のブロック構或図、第３図は従来の回転
陽極型Ｘ線管の低速型と高速型の起動時間の比較図、第
４図はこの考案の一実施例のＸ線装置の作動タイムチャ
ートである。図中において使用した各番号および記号の主なるものは
それぞれ附記の部分を示す。２・・・回転陽極（タングステン製）、４・・・誘導電
動機回転子、６・・・同上軸受、ＳＦ・・・透視時の信
号、ＳＲ・・・撮影時の信号、ｔ１・・・低速回転陽極
の起動時間（ｓｅｃ）、ｔ２・・・高速回転陽極の起動
時間（ｓｅｃ）、ｔ３・・・同上の停止から３．００
０ｒ．ｐ．ｍに到達する時間（ｓｅｃ）、ｔ４・・・
同上（７）３，０００ｒ．ｐ，ｍから９，ＱＱＱ
ｒ，ｐ，ｍに到達する時間（ｓｅｃ）、Ｔ４・・・撮
影準備信号の発せられる時点、ｔｂ・・・フイルムカセ
ツテの移動所要時間（ｓｅｃ）、ｔｃ・・・撮．影Ｘ線
曝射時間（ｍｓｅｃ）、ｔ５・・・高速回転陽極の制動
時間（ｓｅｃ）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

被写体の通過Ｘ線情報を、透視装置と、撮影装置とに切
換え的に投入する装置において、回転陽極型Ｘ線管の回
転駆動装置を低速用と高速用との２組設け、透視時、上
記Ｘ線管の固定子を低速回転駆動装置に接続し、透視か
ら撮影に切換える準備信号に連動して、高速回転駆動装
置に切換えるようにしてなる透視・撮影切換Ｘ線装置。