Ｘ線発生装置
【課題】骨塩量測定システム等に設けられるＸ線発生装置において、十分な放熱と散乱Ｘ線の遮蔽とが行われるようにする。
【解決手段】Ｘ線発生ユニット１４の上部には構造体４４が設けられている。構造体４４はフィルタユニット４２の周囲に設けられ、それは１つの水平板５２と複数の垂直板５４とからなる。フィルタユニット４２の内部において散乱Ｘ線が生じた場合、構造体４４によってそれが遮蔽される。また構造体４４の放熱作用により、Ｘ線管が効果的に冷却される。構造体４４は電磁シールド作用も発揮する。
【解決手段】Ｘ線発生ユニット１４の上部には構造体４４が設けられている。構造体４４はフィルタユニット４２の周囲に設けられ、それは１つの水平板５２と複数の垂直板５４とからなる。フィルタユニット４２の内部において散乱Ｘ線が生じた場合、構造体４４によってそれが遮蔽される。また構造体４４の放熱作用により、Ｘ線管が効果的に冷却される。構造体４４は電磁シールド作用も発揮する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線発生装置に関し、特にＸ線発生装置における放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線を利用して被検者の測定を行う装置として骨密度測定装置、レントゲン装置、ＣＴ装置等が知られている。それらの装置はＸ線発生装置を備える（特許文献１，２）。Ｘ線発生装置は、Ｘ線発生ユニットを含み、それは、Ｘ線発生管と、それを収容した遮蔽ケースと、を備える。遮蔽ケース内には絶縁油が封入されている。それは絶縁作用及び放熱作用を発揮するものである。Ｘ線発生管には高電圧が印加され、注入エネルギーの内の多くが熱エネルギーとなってしまう。
【０００３】
骨密度測定装置において、Ｘ線発生ユニットから放射されたＸ線は通常、フィルタユニットを通って、被検者へ照射される。被検体を透過したＸ線はＸ線検出器にて検出される。骨密度測定では、Ｘ線発生管に供給される電圧として、高電圧と低電圧とが周期的に切り替えられ、それに併せて、Ｘ線ビーム経路上に周期的にフィルタが挿入される。高エネルギーＸ線照射用時のみフィルタが挿入される場合と、高エネルギーＸ線照射時及び低エネルギーＸ線照射時のそれぞれについて固有のフィルタが挿入される場合とがある。いずれにしても周期的にフィルタの出し入れを行う必要があるので、フィルタユニットにおいては、回転板又は円筒板が利用される。前者においては回転板に1又は複数の扇状フィルタが組み込まれ、Ｘ線ビームと並行な回転軸回りにおいて回転板が回転駆動される。後者においては円筒板の側面に１又は複数の湾曲フィルタが組み込まれる（特許文献３）。その円筒板の回転軸はＸ線ビームと直交し、それを横切る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４９５２１号公報
【特許文献２】特開２００７−０２６８００号公報
【特許文献３】特許第４４９９５９３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなＸ線発生装置においては、放熱を十分に行う必要があるが、従来においてはそれが必ずしも十分ではない。Ｘ線発生ユニットの天板上にフィルタユニットが搭載される構成では、フィルタユニットにおいてＸ線が散乱しやすく、すなわちそこから散乱Ｘ線が出やすい。それをフィルタユニットのケースだけで十分に遮蔽するにはケースの全部を十分な厚みにする必要がある。また、Ｘ線発生装置においては高電圧が印加されるために電磁ノイズが発生し易く、その漏洩を幾分でも緩和することが期待される。更に、Ｘ線発生装置は重量物であり、その持ち運びの便宜を図ることも要望されている。これらの課題の内の少なくとも１つを解決することが要請される。
【０００６】
本発明の目的は、放熱と同時に散乱Ｘ線の遮蔽を効果的に行えるＸ線発生装置を提供することにある。あるいは、本発明の目的は、実用性の高いＸ線発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るＸ線発生装置は、Ｘ線ビームを発生するＸ線発生源と、それを収容した遮蔽ケースと、を有するＸ線発生ユニットと、前記Ｘ線発生ユニットにおけるＸ線照射口を有する天板上に設けられ、前記Ｘ線ビームの経路上に選択的にフィルタを挿入するフィル
タユニットと、前記天板上であって前記フィルタユニットの周囲に設けられた放熱構造体と、を含む。
【０００８】
上記構成によれば、フィルタユニットの周囲にＸ線発生源からの熱が伝わる放熱構造体が設けられ、その放熱構造体の放熱作用によってＸ線発生源の冷却を促進できる。フィルタユニットにおいてはフィルタ部材が駆動されており、そこでのＸ線ビームの通過状態によっては散乱Ｘ線が種々の方向に生じやすくなる。そのような散乱Ｘ線の多くが、フィルタユニットの周囲に設けられた放熱構造体を通過することになるので、そこでの遮蔽効果を期待できる。フィルタユニットとして、円筒形のフィルタドラムを有するユニットを用いられる場合には特に散乱Ｘ線が広域にわたって不規則に生じやすいので、そのような場合に放熱構造体がＸ線遮蔽部材としてより有効に機能する。
【０００９】
望ましくは、前記放熱構造体は、前記天板に対して起立した複数の垂直壁と、前記天板に対して並行な少なくとも１つの水平壁と、を含み、前記複数の垂直壁及び前記水平壁はＸ線減弱作用を有する材料により構成される。放熱作用だけを期待する場合には単に複数の垂直壁を設けるだけでもよいが、遮蔽作用も期待する場合には水平壁を設けるのが望ましく、つまり水平方向及び垂直方向の様々な方向へ出る散乱Ｘ線に対して遮蔽部材が横切るように放熱構造体の構造を定めるのが望ましい。なお、そのような壁を設けることができない場合にはフィルタユニットケースの厚みを部分的に厚くしてそこでの遮蔽作用を高めるようにしてもよい。単に遮蔽効果を高めるだけならばフィルタユニットケースの全体を厚くすればよいが、遮蔽効果と放熱効果、そして重量軽減のためには、放熱構造体を旨く使って遮蔽を行うと共に、それによる遮蔽効果が不足する部分にはケースの厚みを部分的に厚くする等の手当てを施すのが望ましい。なお、フィルタユニットケースの表面上にフィンを設けるようにしてもよい。
【００１０】
望ましくは、前記放熱構造体は複数のダクトを有し、前記各ダクト内が空気の流通路として機能し、前記複数のダクト内で空気を流通させるための送風手段が設けられる。複数のダクトと送風手段とによって適当な空気の流れを形成して空冷を促進させることができる。望ましくは、前記複数のダクトの内の特定のダクトには前記Ｘ線発生源に電力を供給するケーブルが挿通される。これによれば放熱構造体の電磁シールド作用を期待できる。ケーブルの全部がダクト内に収容されていないとしても、その一部が収容されていれば少なくともその一部について電磁波の漏洩を防止又は軽減できる。
【００１１】
なお、水平壁の端部を水平に延伸させてそこを取っ手として機能させることも可能であり、また、空気の流通を促進させるために各垂直壁の端部を尖塔形状にするようにしてもよい。上記構成はＸ線を利用した各種装置に適用可能であるが、特に骨密度測定装置（骨塩量測定装置）に適用するのが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、放熱と同時に散乱Ｘ線の遮蔽を効果的に行えるＸ線発生装置を提供できる。あるいは、本発明によれば、実用性の高いＸ線発生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るＸ線発生装置を備えた骨密度測定装置システムを示すブロック図である。
【図２】上部ユニットの断面図である。
【図３】フィルタユニットにおける回転ドラムを示す図である。
【図４】上部ユニットの上面図である。
【図５】構造体の変形例を示す図である。
【図６】構造体の他の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１には、本発明に係るＸ線発生装置を備えた骨密度測定装置が示されている。この骨密度測定システムは医療機関に設置されるものである。本発明に係るＸ線発生装置は骨密度測定システムの他、Ｘ線を利用する他のシステムにも適用可能である。
【００１６】
図１に示される骨密度測定システムは、被検者における骨の骨塩量を測定するシステムであり、それは大別して測定部１０及び演算制御部１２により構成される。測定部１０はＸ線の照射及び検出によって骨塩量を求めるＸ線検出データを取得する部分であり、演算制御部１２は測定部１０の制御を行うと共に、検出データを処理する部分である。
【００１７】
測定部１０について詳述する。測定部１０はＸ線発生ユニット１４及び上部ユニット１８を備えている。具体的には、ベッド２０の下部にそれらのユニット１４，１８が設けられている。Ｘ線発生ユニット１４と上部ユニット１８は両者合わせてＸ線発生装置を構成するものであり、その詳細な構成については後に図２乃至図４を用いて詳述する。Ｘ線発生ユニット１４はＸ線発生管１６を備えており、そこにおいてＸ線、具体的にはファンビーム形状をもったＸ線が生成される。上部ユニット１８は、本実施形態において、フィルタユニットと構造体（放熱構造体）とを有している。構造体は後に詳述するように放熱作用、遮蔽作用、電磁シールド作用等を有している。
【００１８】
ベッド２０上には被検体２２が載置される。図１においては、ＹＺ面に広がるファンビームが示されている。Ｘ線検出ユニット２０は複数の検出センサにより構成されるものであり、Ｘ線検出ユニット２４から検出データが出力される。符号２６は測定部における筐体を示しており、本実施形態において、図示されていない走査機構によって、Ｘ線発生ユニット１４及び上部ユニット１８と、それに対して被検体２２を介して設けられたＸ線検出ユニット２４と、が水平方向に搬送されている。
【００１９】
次に、演算制御部１２について説明する。制御部３０はシステム全体の動作を制御するものであり、特に、電源３２及びフィルタユニットの回転動作の制御を行っている。骨密度演算部２８は高エネルギーＸ線の照射により得られた第１検出データと低エネルギーＸ線の照射により得られた第２検出データとを利用して骨密度の演算を行っている。それにより得られる骨密度画像が表示部３４へ出力されている。表示部３４には骨密度画像の他、平均骨密度値等が数値によって表示される。ちなみに、高エネルギーＸ線の照射及び低エネルギーＸ線の照射に合わせて電源の電圧が切り替えられており、またフィルタの回転が制御されている。
【００２０】
図２には、図１に示した上部ユニット１８の断面が示されている。その下側はＸ線発生ユニット１４である。Ｘ線発生ユニット１４は、Ｘ線の遮蔽作用を有する真鍮あるいは鉛によって構成されるケース３８を有する。その内部４０には絶縁油が充填されており、またその内部４２はＸ線発生管１６が設けられている。絶縁油は放熱作用及び絶縁作用を発揮するものである。ケース３８における天板３８ＢはＸ線ビーム３６を通過させる放射口としてのスリットが形成されている。それは絶縁油を流出させない構造を有している。
【００２１】
上部ユニット１８はフィルタユニット４２及び構造体４４を備えている。具体的には、構造体４４はフィルタユニット４２の周囲を取り囲むように設けられている。フィルタユニット４２はその内部に回転ドラム４６を有し、その回転ドラムには複数のフィルタ部材が設けられている。これについては後に図３を用いて説明する。回転ドラム４６の周囲にはフィルタユニットケース４８が設けられており、それは側面板４８Ｂ及び上面板４８Ａを有する。上面板４８Ａは側面板４８Ｂよりもやや厚く形成されており、その中央部にはＸ線ビーム３６を通過させるスリット４８Ｃが形成されている。そのスリット４８Ｃはコリメータとして機能する。側面板４８Ｂの外表面上には複数のフィン５０が形成されており、フィルタユニットケース４８においても放熱作用が発揮されている。フィルタユニットケース４８は例えば真鍮や鉛によって構成され、すなわちＸ線遮蔽作用を有する部材によって構成される。一部の散乱Ｘ線が特に水平方向に漏洩する可能性はあるものの、上部方向に対して散乱Ｘ線の漏洩がほぼないように上面板４８Ａの厚みが設定されている。ちなみに符号５６で示される矢印は散乱Ｘ線を概念的に示したものである。
【００２２】
構造体４４は、この図２に示す例において、水平板５２とそれに一体化された複数の垂直板５４とを有している。複数の垂直板５４の間であって水平板５２の下部には複数のダクト６０が形成され、各ダクト６０は空気の流通路として機能する。ダクト列における右端及び左端の２つのダクトにはそれぞれケーブル５８が挿通されており、それらのケーブル５８は空気を流通させるためのファンへ電力を供給している。
【００２３】
図２において、ケーブル５８が挿通されている特定のダクト６０についての電磁シールド作用が符号６２で示されている。構造体４４は散乱Ｘ線を遮蔽あるいは減弱させる部材で構成され、金属、例えば鉛や真鍮等によって構成される。もちろん、アルミニウムなどの部材によって構成されてもよい。いずれにしてもＸ線の遮蔽あるいは減弱を生じさせる部材によって構成されるのが望ましい。また水平方向に渡って複数の垂直板５４が並べられているので、当該方向においてＸ線の減弱作用を高められる。また垂直方向についてもある程度の厚みを持った水平板５２が設けられているため、当該方向でのＸ線減弱も期待できる。フィルタユニット４２から見てＹ方向すなわち図２の紙面に垂直な方向に出るＸ線については構造体４４によって減弱作用を発揮させることはできないが、そのようなＸ線を減弱するためにフィルタユニットケース４８のＹ方向の端部に存在する垂直板の厚みが増大されている。すなわちフィルタユニットケース４８はその上面板４８ＡとＹ方向の端部に存在する部分の厚みが増大されている。逆に言えば、Ｘ方向の両側に存在する垂直な側面板の厚みは薄くされている。ただしそこを通過した散乱Ｘ線については上述した複数の垂直板５４等によって十分に減弱される。
【００２４】
構造体４４は、上述したように水平板５２及び複数の垂直板５４から成り、その表面積が増大されており、フィン効果によって十分な放熱作用を生じさせることが可能である。構造体４４はＸ線発生ユニット１４におけるケース３８に連結されており、具体的には、天板３８Ｂに連結されているため、Ｘ線発生管１６で生じた熱は、絶縁油を介してケース３８に伝わり、そこから更に構造体４４に伝わり、そこでの放熱作用によりＸ線発生管１６で生じた熱が効果的放出される。そのような放熱作用をより促進させるために後に説明するように複数のファンが設けられている。
【００２５】
図３には、図２に示されたフィルタユニット４２内に設けられる回転ドラムが模式的に示されている。回転ドラム４６はその円周方向に沿って複数の部材１０４，１０６と複数の開口１０２とを有している。部材１０４はフィルタ部材又は遮蔽部材であり、部材１０６はフィルタ部材である。このように複数の部材を電子方向に並べることによりあるいはそれらの間に開口１０２を設けることにより、高エネルギーＸ線及び低エネルギーＸ線に対応したフィルタリングを行うことが可能である。例えば部材１０４に着目した場合、回転角度如何によってはそのエッジ１０４ＡにＸ線があたることになり、散乱Ｘ線が色々な方向に生じることになる。それが図３において破線の矢印によって示されている。そのような散乱Ｘ線は図２に示したようにまずフィルタユニットケース４８において減弱され、更に専ら水平方向、特にＸ方向に出る散乱Ｘ線については構造体４４によって効果的に遮蔽される。
【００２６】
図４には上部ユニットの上面図が示されている。上述したように、上部ユニットは構造体４４を有し、それは水平板５２及び複数の垂直板５４を有している。それらによって複数のダクト６０が形成され、図において各ダクト６０はＹ方向に伸長したトンネルとして構成されている。複数のダクト６０の一方側（図４において左側）には複数のファン６２Ａ，６２Ｂが設けられ、そのようなファンによって複数のダクト６０に対して強制的に空気が送り込まれている。その流れが図４において複数の矢印によって示されている。送り込まれる空気は複数のダクト６０の他、水平板５２の上側に形成される複数の溝に対しても送られ、構造体４４の表面全体において放熱作用が効果的に発揮される。ちなみに符号５８は２つのファン６２Ａ，６２Ｂに接続されるケーブルを示しており、そのケーブルの主要部分が特定のダクト内に引き込まれている。その特定のダクトにおいてはその周囲の構造部分が電磁シールド作用を発揮する。これによって電磁ノイズの漏洩を軽減することが可能となる。ちなみにケーブル５８の一端がファンに接続され、その下端はＸ線発生ユニットに引き込まれ、Ｘ線発生ユニットから伸びる集中ケーブル（図示せず）の一部がファン用の電源ケーブルとなっている。
【００２７】
図４において、フィルタユニット４８におけるフィルタユニットケースのＹ方向の端部部分すなわち側面板４８ＤはＸ方向の端部に存在する側面板４８Ｂよりも厚くなっており、当該回転ドラムの軸方向すなわちＹ方向に散乱Ｘ線が生じた場合に側面板４８Ｄによって遮蔽がなされる。
【００２８】
図５及び図６には構造体４４の変形例が示されている。図５に示す構造体４４は、図２に示した構造体と同様に水平板５２及び複数の垂直板５４を備えている。ただし、図５に示す例では、水平板５２のＹ方向の端部が水平方向に延伸しており、その部分が水平に張り出た取っ手５２Ａ，５２Ｂとして機能する。Ｘ線発生ユニット１４と上部ユニット１８とは構造的に連結されており、そのような一対の取っ手部分を掴むことにより、Ｘ線発生装置全体をしっかりと持って搬送すること等を行える。
【００２９】
図６に示す変形例においては、複数の垂直壁５４のエア入口側の端部が先細形状５４Ａとなっており、空気の取込時における抵抗がより少なくなるようになっている。上述した実施形態においては、１つの水平板と複数の垂直板とによって構造体が構成されていたが、１又は複数の水平板を追加してもよいし、また表面積を増大するためのより複雑な構造を採用するようにしてもよい。いずれにしても、放熱作用と遮蔽作用が効果的に発生される構造を採用するのが望ましい。上記実施形態においてはフィルタユニットの上部には構造体が設けられていなかったが、当該部分においても減弱作用や放熱作用を発揮させるように構造体の構造を変更することも可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１０ 測定部、１２ 演算制御部、１４ Ｘ線発生ユニット、１８ 上部ユニット、４２ フィルタユニット、４４ 構造体。
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線発生装置に関し、特にＸ線発生装置における放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線を利用して被検者の測定を行う装置として骨密度測定装置、レントゲン装置、ＣＴ装置等が知られている。それらの装置はＸ線発生装置を備える（特許文献１，２）。Ｘ線発生装置は、Ｘ線発生ユニットを含み、それは、Ｘ線発生管と、それを収容した遮蔽ケースと、を備える。遮蔽ケース内には絶縁油が封入されている。それは絶縁作用及び放熱作用を発揮するものである。Ｘ線発生管には高電圧が印加され、注入エネルギーの内の多くが熱エネルギーとなってしまう。
【０００３】
骨密度測定装置において、Ｘ線発生ユニットから放射されたＸ線は通常、フィルタユニットを通って、被検者へ照射される。被検体を透過したＸ線はＸ線検出器にて検出される。骨密度測定では、Ｘ線発生管に供給される電圧として、高電圧と低電圧とが周期的に切り替えられ、それに併せて、Ｘ線ビーム経路上に周期的にフィルタが挿入される。高エネルギーＸ線照射用時のみフィルタが挿入される場合と、高エネルギーＸ線照射時及び低エネルギーＸ線照射時のそれぞれについて固有のフィルタが挿入される場合とがある。いずれにしても周期的にフィルタの出し入れを行う必要があるので、フィルタユニットにおいては、回転板又は円筒板が利用される。前者においては回転板に1又は複数の扇状フィルタが組み込まれ、Ｘ線ビームと並行な回転軸回りにおいて回転板が回転駆動される。後者においては円筒板の側面に１又は複数の湾曲フィルタが組み込まれる（特許文献３）。その円筒板の回転軸はＸ線ビームと直交し、それを横切る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４９５２１号公報
【特許文献２】特開２００７−０２６８００号公報
【特許文献３】特許第４４９９５９３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなＸ線発生装置においては、放熱を十分に行う必要があるが、従来においてはそれが必ずしも十分ではない。Ｘ線発生ユニットの天板上にフィルタユニットが搭載される構成では、フィルタユニットにおいてＸ線が散乱しやすく、すなわちそこから散乱Ｘ線が出やすい。それをフィルタユニットのケースだけで十分に遮蔽するにはケースの全部を十分な厚みにする必要がある。また、Ｘ線発生装置においては高電圧が印加されるために電磁ノイズが発生し易く、その漏洩を幾分でも緩和することが期待される。更に、Ｘ線発生装置は重量物であり、その持ち運びの便宜を図ることも要望されている。これらの課題の内の少なくとも１つを解決することが要請される。
【０００６】
本発明の目的は、放熱と同時に散乱Ｘ線の遮蔽を効果的に行えるＸ線発生装置を提供することにある。あるいは、本発明の目的は、実用性の高いＸ線発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るＸ線発生装置は、Ｘ線ビームを発生するＸ線発生源と、それを収容した遮蔽ケースと、を有するＸ線発生ユニットと、前記Ｘ線発生ユニットにおけるＸ線照射口を有する天板上に設けられ、前記Ｘ線ビームの経路上に選択的にフィルタを挿入するフィル
タユニットと、前記天板上であって前記フィルタユニットの周囲に設けられた放熱構造体と、を含む。
【０００８】
上記構成によれば、フィルタユニットの周囲にＸ線発生源からの熱が伝わる放熱構造体が設けられ、その放熱構造体の放熱作用によってＸ線発生源の冷却を促進できる。フィルタユニットにおいてはフィルタ部材が駆動されており、そこでのＸ線ビームの通過状態によっては散乱Ｘ線が種々の方向に生じやすくなる。そのような散乱Ｘ線の多くが、フィルタユニットの周囲に設けられた放熱構造体を通過することになるので、そこでの遮蔽効果を期待できる。フィルタユニットとして、円筒形のフィルタドラムを有するユニットを用いられる場合には特に散乱Ｘ線が広域にわたって不規則に生じやすいので、そのような場合に放熱構造体がＸ線遮蔽部材としてより有効に機能する。
【０００９】
望ましくは、前記放熱構造体は、前記天板に対して起立した複数の垂直壁と、前記天板に対して並行な少なくとも１つの水平壁と、を含み、前記複数の垂直壁及び前記水平壁はＸ線減弱作用を有する材料により構成される。放熱作用だけを期待する場合には単に複数の垂直壁を設けるだけでもよいが、遮蔽作用も期待する場合には水平壁を設けるのが望ましく、つまり水平方向及び垂直方向の様々な方向へ出る散乱Ｘ線に対して遮蔽部材が横切るように放熱構造体の構造を定めるのが望ましい。なお、そのような壁を設けることができない場合にはフィルタユニットケースの厚みを部分的に厚くしてそこでの遮蔽作用を高めるようにしてもよい。単に遮蔽効果を高めるだけならばフィルタユニットケースの全体を厚くすればよいが、遮蔽効果と放熱効果、そして重量軽減のためには、放熱構造体を旨く使って遮蔽を行うと共に、それによる遮蔽効果が不足する部分にはケースの厚みを部分的に厚くする等の手当てを施すのが望ましい。なお、フィルタユニットケースの表面上にフィンを設けるようにしてもよい。
【００１０】
望ましくは、前記放熱構造体は複数のダクトを有し、前記各ダクト内が空気の流通路として機能し、前記複数のダクト内で空気を流通させるための送風手段が設けられる。複数のダクトと送風手段とによって適当な空気の流れを形成して空冷を促進させることができる。望ましくは、前記複数のダクトの内の特定のダクトには前記Ｘ線発生源に電力を供給するケーブルが挿通される。これによれば放熱構造体の電磁シールド作用を期待できる。ケーブルの全部がダクト内に収容されていないとしても、その一部が収容されていれば少なくともその一部について電磁波の漏洩を防止又は軽減できる。
【００１１】
なお、水平壁の端部を水平に延伸させてそこを取っ手として機能させることも可能であり、また、空気の流通を促進させるために各垂直壁の端部を尖塔形状にするようにしてもよい。上記構成はＸ線を利用した各種装置に適用可能であるが、特に骨密度測定装置（骨塩量測定装置）に適用するのが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、放熱と同時に散乱Ｘ線の遮蔽を効果的に行えるＸ線発生装置を提供できる。あるいは、本発明によれば、実用性の高いＸ線発生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るＸ線発生装置を備えた骨密度測定装置システムを示すブロック図である。
【図２】上部ユニットの断面図である。
【図３】フィルタユニットにおける回転ドラムを示す図である。
【図４】上部ユニットの上面図である。
【図５】構造体の変形例を示す図である。
【図６】構造体の他の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１には、本発明に係るＸ線発生装置を備えた骨密度測定装置が示されている。この骨密度測定システムは医療機関に設置されるものである。本発明に係るＸ線発生装置は骨密度測定システムの他、Ｘ線を利用する他のシステムにも適用可能である。
【００１６】
図１に示される骨密度測定システムは、被検者における骨の骨塩量を測定するシステムであり、それは大別して測定部１０及び演算制御部１２により構成される。測定部１０はＸ線の照射及び検出によって骨塩量を求めるＸ線検出データを取得する部分であり、演算制御部１２は測定部１０の制御を行うと共に、検出データを処理する部分である。
【００１７】
測定部１０について詳述する。測定部１０はＸ線発生ユニット１４及び上部ユニット１８を備えている。具体的には、ベッド２０の下部にそれらのユニット１４，１８が設けられている。Ｘ線発生ユニット１４と上部ユニット１８は両者合わせてＸ線発生装置を構成するものであり、その詳細な構成については後に図２乃至図４を用いて詳述する。Ｘ線発生ユニット１４はＸ線発生管１６を備えており、そこにおいてＸ線、具体的にはファンビーム形状をもったＸ線が生成される。上部ユニット１８は、本実施形態において、フィルタユニットと構造体（放熱構造体）とを有している。構造体は後に詳述するように放熱作用、遮蔽作用、電磁シールド作用等を有している。
【００１８】
ベッド２０上には被検体２２が載置される。図１においては、ＹＺ面に広がるファンビームが示されている。Ｘ線検出ユニット２０は複数の検出センサにより構成されるものであり、Ｘ線検出ユニット２４から検出データが出力される。符号２６は測定部における筐体を示しており、本実施形態において、図示されていない走査機構によって、Ｘ線発生ユニット１４及び上部ユニット１８と、それに対して被検体２２を介して設けられたＸ線検出ユニット２４と、が水平方向に搬送されている。
【００１９】
次に、演算制御部１２について説明する。制御部３０はシステム全体の動作を制御するものであり、特に、電源３２及びフィルタユニットの回転動作の制御を行っている。骨密度演算部２８は高エネルギーＸ線の照射により得られた第１検出データと低エネルギーＸ線の照射により得られた第２検出データとを利用して骨密度の演算を行っている。それにより得られる骨密度画像が表示部３４へ出力されている。表示部３４には骨密度画像の他、平均骨密度値等が数値によって表示される。ちなみに、高エネルギーＸ線の照射及び低エネルギーＸ線の照射に合わせて電源の電圧が切り替えられており、またフィルタの回転が制御されている。
【００２０】
図２には、図１に示した上部ユニット１８の断面が示されている。その下側はＸ線発生ユニット１４である。Ｘ線発生ユニット１４は、Ｘ線の遮蔽作用を有する真鍮あるいは鉛によって構成されるケース３８を有する。その内部４０には絶縁油が充填されており、またその内部４２はＸ線発生管１６が設けられている。絶縁油は放熱作用及び絶縁作用を発揮するものである。ケース３８における天板３８ＢはＸ線ビーム３６を通過させる放射口としてのスリットが形成されている。それは絶縁油を流出させない構造を有している。
【００２１】
上部ユニット１８はフィルタユニット４２及び構造体４４を備えている。具体的には、構造体４４はフィルタユニット４２の周囲を取り囲むように設けられている。フィルタユニット４２はその内部に回転ドラム４６を有し、その回転ドラムには複数のフィルタ部材が設けられている。これについては後に図３を用いて説明する。回転ドラム４６の周囲にはフィルタユニットケース４８が設けられており、それは側面板４８Ｂ及び上面板４８Ａを有する。上面板４８Ａは側面板４８Ｂよりもやや厚く形成されており、その中央部にはＸ線ビーム３６を通過させるスリット４８Ｃが形成されている。そのスリット４８Ｃはコリメータとして機能する。側面板４８Ｂの外表面上には複数のフィン５０が形成されており、フィルタユニットケース４８においても放熱作用が発揮されている。フィルタユニットケース４８は例えば真鍮や鉛によって構成され、すなわちＸ線遮蔽作用を有する部材によって構成される。一部の散乱Ｘ線が特に水平方向に漏洩する可能性はあるものの、上部方向に対して散乱Ｘ線の漏洩がほぼないように上面板４８Ａの厚みが設定されている。ちなみに符号５６で示される矢印は散乱Ｘ線を概念的に示したものである。
【００２２】
構造体４４は、この図２に示す例において、水平板５２とそれに一体化された複数の垂直板５４とを有している。複数の垂直板５４の間であって水平板５２の下部には複数のダクト６０が形成され、各ダクト６０は空気の流通路として機能する。ダクト列における右端及び左端の２つのダクトにはそれぞれケーブル５８が挿通されており、それらのケーブル５８は空気を流通させるためのファンへ電力を供給している。
【００２３】
図２において、ケーブル５８が挿通されている特定のダクト６０についての電磁シールド作用が符号６２で示されている。構造体４４は散乱Ｘ線を遮蔽あるいは減弱させる部材で構成され、金属、例えば鉛や真鍮等によって構成される。もちろん、アルミニウムなどの部材によって構成されてもよい。いずれにしてもＸ線の遮蔽あるいは減弱を生じさせる部材によって構成されるのが望ましい。また水平方向に渡って複数の垂直板５４が並べられているので、当該方向においてＸ線の減弱作用を高められる。また垂直方向についてもある程度の厚みを持った水平板５２が設けられているため、当該方向でのＸ線減弱も期待できる。フィルタユニット４２から見てＹ方向すなわち図２の紙面に垂直な方向に出るＸ線については構造体４４によって減弱作用を発揮させることはできないが、そのようなＸ線を減弱するためにフィルタユニットケース４８のＹ方向の端部に存在する垂直板の厚みが増大されている。すなわちフィルタユニットケース４８はその上面板４８ＡとＹ方向の端部に存在する部分の厚みが増大されている。逆に言えば、Ｘ方向の両側に存在する垂直な側面板の厚みは薄くされている。ただしそこを通過した散乱Ｘ線については上述した複数の垂直板５４等によって十分に減弱される。
【００２４】
構造体４４は、上述したように水平板５２及び複数の垂直板５４から成り、その表面積が増大されており、フィン効果によって十分な放熱作用を生じさせることが可能である。構造体４４はＸ線発生ユニット１４におけるケース３８に連結されており、具体的には、天板３８Ｂに連結されているため、Ｘ線発生管１６で生じた熱は、絶縁油を介してケース３８に伝わり、そこから更に構造体４４に伝わり、そこでの放熱作用によりＸ線発生管１６で生じた熱が効果的放出される。そのような放熱作用をより促進させるために後に説明するように複数のファンが設けられている。
【００２５】
図３には、図２に示されたフィルタユニット４２内に設けられる回転ドラムが模式的に示されている。回転ドラム４６はその円周方向に沿って複数の部材１０４，１０６と複数の開口１０２とを有している。部材１０４はフィルタ部材又は遮蔽部材であり、部材１０６はフィルタ部材である。このように複数の部材を電子方向に並べることによりあるいはそれらの間に開口１０２を設けることにより、高エネルギーＸ線及び低エネルギーＸ線に対応したフィルタリングを行うことが可能である。例えば部材１０４に着目した場合、回転角度如何によってはそのエッジ１０４ＡにＸ線があたることになり、散乱Ｘ線が色々な方向に生じることになる。それが図３において破線の矢印によって示されている。そのような散乱Ｘ線は図２に示したようにまずフィルタユニットケース４８において減弱され、更に専ら水平方向、特にＸ方向に出る散乱Ｘ線については構造体４４によって効果的に遮蔽される。
【００２６】
図４には上部ユニットの上面図が示されている。上述したように、上部ユニットは構造体４４を有し、それは水平板５２及び複数の垂直板５４を有している。それらによって複数のダクト６０が形成され、図において各ダクト６０はＹ方向に伸長したトンネルとして構成されている。複数のダクト６０の一方側（図４において左側）には複数のファン６２Ａ，６２Ｂが設けられ、そのようなファンによって複数のダクト６０に対して強制的に空気が送り込まれている。その流れが図４において複数の矢印によって示されている。送り込まれる空気は複数のダクト６０の他、水平板５２の上側に形成される複数の溝に対しても送られ、構造体４４の表面全体において放熱作用が効果的に発揮される。ちなみに符号５８は２つのファン６２Ａ，６２Ｂに接続されるケーブルを示しており、そのケーブルの主要部分が特定のダクト内に引き込まれている。その特定のダクトにおいてはその周囲の構造部分が電磁シールド作用を発揮する。これによって電磁ノイズの漏洩を軽減することが可能となる。ちなみにケーブル５８の一端がファンに接続され、その下端はＸ線発生ユニットに引き込まれ、Ｘ線発生ユニットから伸びる集中ケーブル（図示せず）の一部がファン用の電源ケーブルとなっている。
【００２７】
図４において、フィルタユニット４８におけるフィルタユニットケースのＹ方向の端部部分すなわち側面板４８ＤはＸ方向の端部に存在する側面板４８Ｂよりも厚くなっており、当該回転ドラムの軸方向すなわちＹ方向に散乱Ｘ線が生じた場合に側面板４８Ｄによって遮蔽がなされる。
【００２８】
図５及び図６には構造体４４の変形例が示されている。図５に示す構造体４４は、図２に示した構造体と同様に水平板５２及び複数の垂直板５４を備えている。ただし、図５に示す例では、水平板５２のＹ方向の端部が水平方向に延伸しており、その部分が水平に張り出た取っ手５２Ａ，５２Ｂとして機能する。Ｘ線発生ユニット１４と上部ユニット１８とは構造的に連結されており、そのような一対の取っ手部分を掴むことにより、Ｘ線発生装置全体をしっかりと持って搬送すること等を行える。
【００２９】
図６に示す変形例においては、複数の垂直壁５４のエア入口側の端部が先細形状５４Ａとなっており、空気の取込時における抵抗がより少なくなるようになっている。上述した実施形態においては、１つの水平板と複数の垂直板とによって構造体が構成されていたが、１又は複数の水平板を追加してもよいし、また表面積を増大するためのより複雑な構造を採用するようにしてもよい。いずれにしても、放熱作用と遮蔽作用が効果的に発生される構造を採用するのが望ましい。上記実施形態においてはフィルタユニットの上部には構造体が設けられていなかったが、当該部分においても減弱作用や放熱作用を発揮させるように構造体の構造を変更することも可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１０ 測定部、１２ 演算制御部、１４ Ｘ線発生ユニット、１８ 上部ユニット、４２ フィルタユニット、４４ 構造体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線ビームを発生するＸ線発生源と、それを収容した遮蔽ケースと、を有するＸ線発生ユニットと、
前記Ｘ線発生ユニットにおけるＸ線照射口を有する天板上に設けられ、前記Ｘ線ビーム
の経路上に選択的にフィルタを挿入するフィルタユニットと、
前記天板上であって前記フィルタユニットの周囲に設けられた放熱構造体と、
を含むことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記放熱構造体は、
前記天板に対して起立した複数の垂直壁と、
前記天板に対して並行な少なくとも１つの水平壁と、
を含み、
前記複数の垂直壁及び前記水平壁はＸ線減弱作用を有する材料により構成された、ことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置において、
前記放熱構造体は複数のダクトを有し、前記各ダクト内が空気の流通路として機能し、
前記複数のダクト内で空気を流通させるための送風手段が設けられた、ことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、
前記複数のダクトの内の特定のダクトには前記Ｘ線発生源に電力を供給するケーブルが挿通された、ことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項１】
Ｘ線ビームを発生するＸ線発生源と、それを収容した遮蔽ケースと、を有するＸ線発生ユニットと、
前記Ｘ線発生ユニットにおけるＸ線照射口を有する天板上に設けられ、前記Ｘ線ビーム
の経路上に選択的にフィルタを挿入するフィルタユニットと、
前記天板上であって前記フィルタユニットの周囲に設けられた放熱構造体と、
を含むことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記放熱構造体は、
前記天板に対して起立した複数の垂直壁と、
前記天板に対して並行な少なくとも１つの水平壁と、
を含み、
前記複数の垂直壁及び前記水平壁はＸ線減弱作用を有する材料により構成された、ことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置において、
前記放熱構造体は複数のダクトを有し、前記各ダクト内が空気の流通路として機能し、
前記複数のダクト内で空気を流通させるための送風手段が設けられた、ことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、
前記複数のダクトの内の特定のダクトには前記Ｘ線発生源に電力を供給するケーブルが挿通された、ことを特徴とするＸ線発生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２４３６６３（Ｐ２０１２−２４３６６３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４４５６（Ｐ２０１１−１１４４５６）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【特許番号】特許第５０８１３１４号（Ｐ５０８１３１４）
【特許公報発行日】平成２４年１１月２８日（２０１２．１１．２８）
【出願人】（３９００２９７９１）日立アロカメディカル株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【特許番号】特許第５０８１３１４号（Ｐ５０８１３１４）
【特許公報発行日】平成２４年１１月２８日（２０１２．１１．２８）
【出願人】（３９００２９７９１）日立アロカメディカル株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
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