JP2000051190A - Medical x-ray device - Google Patents

Medical x-ray device

Info

Publication number
JP2000051190A
JP2000051190A JP10233471A JP23347198A JP2000051190A JP 2000051190 A JP2000051190 A JP 2000051190A JP 10233471 A JP10233471 A JP 10233471A JP 23347198 A JP23347198 A JP 23347198A JP 2000051190 A JP2000051190 A JP 2000051190A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bed
operation input
rigidity
force
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10233471A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidekazu Makino
英一 牧野
Yoshikazu Iketa
嘉一 井桁
Tsutomu Suzuki
力 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corp filed Critical Hitachi Medical Corp
Priority to JP10233471A priority Critical patent/JP2000051190A/en
Publication of JP2000051190A publication Critical patent/JP2000051190A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/54Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
    • A61B6/548Remote control of the apparatus or devices

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To give natural feeling in moving work and improve the operability of a bed, or the like, by setting an operation input of the rigidity of a bed, a support mechanism, or an X-ray image detector to a value selected by an operation input rigidity selecting means and operating the bed, the support mechanism, or the X-ray image detector by the set operation input. SOLUTION: An operation input rigidity setter 15 is equipped in the front step of a force-position convertor (bed) 11 to convert an operation input instruction value to a position quantity onto a conventional control system. An operation input value is set by the operation input rigidity setter 15 so that the moving speed characteristics of the bed 11 become same as a case when the inertial force exists, and an operation feeling parameter of the operation input rigidity setter 15 is enabled to be selected by an operation input rigidity selector 16. The operation input rigidity setter 15 is equippe with, for instance, a means to give the outputted wave form a constant delay to an inputted waveform so as to give characteristics same as a case when inertial force exists. A method to generate a constant waveform delay by inserting a low pass filter into the means is considered.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、X線診断装置やX
線CT装置等の医用X線装置に係わり、特に被検者の疾
患部の位置決め等のために、この被検者を寝載する寝台
又はX線管装置及びX線像検出器を支持する支持機構或
いはX線像検出器を移動制御するに好適な操作手段を備
えた医用X線装置に関する。
The present invention relates to an X-ray diagnostic apparatus and an X-ray diagnostic apparatus.
The present invention relates to a medical X-ray apparatus such as an X-ray CT apparatus, and in particular, for positioning a diseased part of a subject or the like, a bed or X-ray tube apparatus on which the subject lies, and a support for supporting an X-ray image detector. The present invention relates to a medical X-ray apparatus having an operation means suitable for controlling movement of a mechanism or an X-ray image detector.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、X線診断装置やX線CT装置の被
検者を寝載する寝台又はX線管装置及びX線像検出器を
支持する支持機構或いはX線像検出器の移動操作、例え
ばX線CT装置の患者寝台を例に説明すると、X線CT
装置は、患者を前記寝台に寝載した状態で検査を行う。
2. Description of the Related Art Conventionally, a bed or an X-ray tube apparatus on which a subject of an X-ray diagnostic apparatus or an X-ray CT apparatus is placed, and a support mechanism for supporting an X-ray image detector or a moving operation of an X-ray image detector. For example, a patient bed of an X-ray CT apparatus will be described as an example.
The device performs the examination with the patient lying on the bed.

【0003】この検査時に、遠隔操作により寝台を移動
制御するモータを駆動して前記寝台をX線管やX線検出
器等を搭載したX線CTスキャナに近づけて撮影を行う
位置制御の必要な装置であった。しかし、近年IVR
(インターベンショナルラジオロジー)が盛んに行われ
るようになるにつれて、前記X線CT装置とアンギオ検
査が可能な循環器X線検査装置を組み合わせて治療と検
査を同時に行う術式が多くなってきた。このシステムに
おいては、被検者を動かさないで検査から治療までを一
貫して行うようにするために、被検者を寝載する寝台は
X線CT用とアンギオ検査用とで同一のものにすること
が望ましい。
At the time of this inspection, it is necessary to control the position by which the bed is brought closer to an X-ray CT scanner equipped with an X-ray tube, an X-ray detector, etc. by driving a motor for controlling the movement of the bed by remote control. It was a device. However, in recent years IVR
As (interventional radiology) has become popular, the number of procedures for simultaneously performing treatment and examination by combining the X-ray CT apparatus and a circulatory organ X-ray examination apparatus capable of performing an angiography examination has increased. . In this system, the bed on which the subject lies is the same for X-ray CT and for angiography, in order to perform the entire procedure from examination to treatment without moving the subject. It is desirable to do.

【0004】このため、被検者を寝載する寝台に対する
要求も、X線CT用寝台としての機能とアンギオ検査用
寝台としての機能の両方をもったもののニーズが高まっ
てきた。
[0004] For this reason, there has been an increasing demand for a bed on which a subject is to be laid while having both a function as a bed for X-ray CT and a function as a bed for angio examination.

【0005】すなわち、X線CT用の寝台としては高速
で位置決め精度がよく、アンギオ検査用寝台としては前
後方向,左右方向に自由にフローティング動作が可能な
寝台が要求されてきた。図7は、このようなシステムを
用いて検査から治療までを行う例である。この図におい
て、被検者50をX線CT装置のスキャナ51に位置合
わせし、検査を行い、被検者の疾患部を特定する。(図
7(a))
That is, there has been a demand for a bed for X-ray CT which has a high speed and good positioning accuracy, and a bed for angiography inspection capable of freely floating in the front-rear direction and the left-right direction. FIG. 7 shows an example in which such a system is used to perform everything from examination to treatment. In this figure, a subject 50 is aligned with a scanner 51 of an X-ray CT apparatus, an examination is performed, and a diseased part of the subject is specified. (FIG. 7 (a))

【0006】次に、被検者50を載せたまま寝台52を
移動してアンギオ検査装置のX線管60とイメージイン
テンスファイアI.I.61(ここではこの組み合わせ
による支持器をCアーム支持器と呼ぶことにする)とに
位置合わせし、血管にカテーテルを挿入して、このアン
ギオ検査装置で前記カテーテルの位置を確認しながら治
療を行う。(図7(b))
Next, the couch 52 is moved while the subject 50 is placed thereon, and the X-ray tube 60 and the image intensifier I.I. I. 61 (here, the supporter of this combination is referred to as a C-arm supporter), insert a catheter into a blood vessel, and perform treatment while confirming the position of the catheter with this angiography apparatus. . (FIG. 7 (b))

【0007】下肢血管のようなCアーム支持器より遠い
被検者50の足側の部位の検査、治療時には寝台52を
頭側に移動して疾患部を前記Cアーム支持器から放射さ
れる放射線のアイソセンタに合わせる。(図7(c))
[0007] At the time of examination and treatment of the foot-side part of the subject 50, such as the blood vessels of the lower limb, at the time of treatment, the bed 52 is moved to the head side to radiate the diseased part from the C-arm support. To the isocenter. (FIG. 7 (c))

【0008】この時、Cアーム支持器を移動させて位置
合わせを行う方法も考えられるが、Cアーム支持器は大
型であるため、その移動手段が大掛かりとなるばかりで
はなく高精度の位置決めが要求される本システムには不
向きなものである。このようにして、寝台52を前後,
左右方向(図7(c)のX,Y方向)に移動させて疾患
部の位置合わせを行い、検査から治療までを行うもので
ある。
At this time, a method of performing positioning by moving the C-arm supporter can be considered. However, since the C-arm supporter is large, not only the moving means becomes large, but also high-precision positioning is required. It is not suitable for this system. In this manner, the bed 52 is moved back and forth,
The diseased part is moved by moving it in the left-right direction (the X and Y directions in FIG. 7 (c)), and the procedure from inspection to treatment is performed.

【0009】そこで、このようなアンギオ検査や治療時
には、寝台52を前後,左右方向に自由に手動で操作す
ることができるが、寝台の機構が大きいために荷重が重
く、大きな操作力を必要とする。
Therefore, during such angio examination or treatment, the bed 52 can be freely operated manually in the front, rear, left and right directions. However, since the bed mechanism is large, the load is heavy and a large operation force is required. I do.

【0010】すなわち、上記の寝台制御装置は、X線C
T検査に要求される位置決め制御を満足する位置制御の
制御装置であるために、IVRの操作に必要な手で動か
す微妙な操作はできなかった。また、寝台の操作を手動
で行なう装置においては、患者の体重が掛かっているの
で、術者の操作力は大きく、動かしたときの慣性力の影
響で寝台が行き過ぎてしまうなど、必ずしも操作しやす
いものとは言えなかった。
[0010] That is, the above bed control device uses the X-ray C
Since the control device is a position control device that satisfies the positioning control required for the T inspection, it is not possible to perform a delicate operation of manually moving the IVR required for the operation. Further, in a device for manually operating the couch, since the weight of the patient is applied, the operation force of the operator is large, and the couch is excessively moved by the influence of the inertia force when moved. It wasn't.

【0011】そこで、このようなアンギオ検査や治療時
には、寝台を前後,左右に自由に手動で操作することが
できるが、寝台の機構が大きいために荷重が重く、大き
な操作力を必要とする。また、これまでの寝台制御装置
は、X線CT検査に要求される高速の位置決め制御を満
足する位置制御の装置であったために、IVRの操作に
必要な手で動かす微妙な操作はできない。さらに、寝台
の荷重に加えて、被検者の体重が掛かるので、操作者の
操作力は大きく、動かしたときの慣性力の影響で寝台が
行き過ぎてしまうなど、必ずしも操作しやすいものとは
言えない。そこで、寝台を、被検者の体重も考慮した操
作力で、手動で軽く自由に動かすために、操作力を検出
し、この操作力をフィードバックして制御する方法が特
開平8−280668号公報に開示されている。
[0011] Therefore, during such angio examination or treatment, the bed can be freely operated manually back and forth, left and right, but the bed mechanism is large, so the load is heavy and a large operation force is required. In addition, the conventional bed control device has been a position control device that satisfies the high-speed positioning control required for the X-ray CT examination, so that it is not possible to perform the delicate operation of moving the hand required for the operation of the IVR. Furthermore, since the weight of the subject is added to the load of the bed, the operating force of the operator is large, and the bed is excessively moved due to the effect of the inertia force when moved. Absent. Therefore, in order to move the bed manually and lightly and freely with an operation force that also considers the weight of the subject, a method of detecting the operation force and controlling the operation force by feedback is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-280668. Is disclosed.

【0012】図8は特開平8−280668号公報に開
示されている寝台の縦方向の操作力を制御する制御系で
ある。図8中の点線で囲った枠は、一般に使用する位置
制御系を示す。
FIG. 8 shows a control system for controlling a vertical operation force of a bed disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-280668. A frame surrounded by a dotted line in FIG. 8 indicates a generally used position control system.

【0013】位置制御系では、寝台に連結したエンコー
ダ(図示せず)等の位置検出手段13において、エンコ
ーダの出力パルスを積分して求められる現在位置を示す
位置信号6と、操作入力を力検出器7で検出し、この力
検出器で検出した操作入力を力ー位置変換器I1で変換
した位置の量に目標位置4を加算した位置の量と前記現
在位置を減算して位置偏差を求める演算器3と、この演
算器3の出力を増幅する増幅器5と、この出力と後述す
る寝台の移動速度信号10との速度偏差を求める演算器
8と、この演算器8の出力により駆動される寝台駆動モ
ータ9と、このモータの回転駆動により移動操作される
負荷としての寝台11と、この寝台11の速度を時間積
分する積分器14と、上記寝台の移動の速度情報を検出
して上記演算器8へ負帰還する速度検出器12とで構成
される。
In the position control system, position detection means 13 such as an encoder (not shown) connected to the bed is used to detect a position signal 6 indicating a current position obtained by integrating an output pulse of the encoder, and a force detection of an operation input. A position deviation is obtained by subtracting the current position and the position obtained by adding the target position 4 to the position obtained by converting the operation input detected by the force detector by the force-position converter I1. The arithmetic unit 3, an amplifier 5 for amplifying the output of the arithmetic unit 3, an arithmetic unit 8 for obtaining a speed deviation between the output and a bed moving speed signal 10 described later, and driven by the output of the arithmetic unit 8 The bed driving motor 9, a bed 11 as a load that is moved by the rotation of the motor, an integrator 14 that integrates the speed of the bed 11 with time, and the speed information of the movement of the bed are detected and the calculation is performed. Table 8 Constituted by the speed detector 12 for negative feedback.

【0014】また、上記の構成により、通常の位置制御
では、与えれた目標位置4へ寝台が移動するように動作
するために、現在位置を演算器3へ負帰還(位置フィー
ドバック)して目標位置4との差、すなわち、位置偏差
を求めている。そして、位置偏差がある場合、上記構成
によりモータの回転駆動力が発生する。
With the above configuration, in the ordinary position control, the current position is negatively fed back (position feedback) to the computing unit 3 in order to operate the bed to move to the given target position 4 so that the target position is obtained. 4, that is, the position deviation. Then, when there is a positional deviation, a rotational driving force of the motor is generated by the above configuration.

【0015】したがって、寝台11は、前記、位置フィ
ードバックにより、位置偏差がなくなるまで移動し続け
る。また、寝台が目標位置に達すると、位置偏差がなく
なってモータの回転駆動力が消失するので、寝台は、目
標位置で停止する。ここで、操作者が寝台を押す操作力
は、図8に示すように、寝台を動かすモータの回転駆動
力と加算する形で表される。
Therefore, the bed 11 continues to move until there is no positional deviation due to the position feedback. When the couch reaches the target position, the positional deviation disappears and the rotational driving force of the motor disappears, so that the couch stops at the target position. Here, the operating force of the operator pressing the bed is expressed in a form to be added to the rotational driving force of the motor that moves the bed, as shown in FIG.

【0016】しかし、このままでは、操作力は寝台に対
する外乱に過ぎず、また、目標位置が変化しないことか
ら、前記、位置フィードバックにより、操作力は打ち消
されるため、操作者が寝台を押しても寝台は動かない。
そこで、力検出器7を寝台に取付け、操作者が寝台を押
す操作力を検出する。
However, in this state, the operating force is merely a disturbance to the bed and the target position does not change. Therefore, the operating force is canceled by the position feedback. Does not move.
Therefore, the force detector 7 is attached to the bed, and the operating force of the operator pressing the bed is detected.

【0017】そして、検出した操作力を力ー位置変換器
I1により、位置量に変換し、目標位置と加算する。こ
の場合、変換する位置量の大きさは、入力する操作力の
大きさに比例して決まる。これにより、操作力が生じる
と目標位置が変化するため、前記位置フィードバックに
よりモータの回転駆動力が発生し、寝台が移動する。ま
た、操作力入力方向と目標位置の増減方向を一致させる
と、操作力入力方向に応じて寝台を移動することができ
る。
Then, the detected operation force is converted into a position amount by the force-position converter I1, and is added to the target position. In this case, the magnitude of the position amount to be converted is determined in proportion to the magnitude of the input operating force. Thus, when the operation force is generated, the target position changes, and the rotational feedback of the motor is generated by the position feedback, and the bed moves. When the operation force input direction is made to coincide with the increase / decrease direction of the target position, the bed can be moved in accordance with the operation force input direction.

【0018】なお、操作力に対して発生するモータの回
転駆動力(以下、アシスト力と呼ぶ)は、前記、力−位
置変換器I1の特性により決まり、位置量に変換する比
例定数が大きいほど、大きいアシスト力を生じ、操作者
は小さい操作力で寝台を動かすことができる。
The rotational driving force (hereinafter referred to as an assist force) of the motor which is generated in response to the operation force is determined by the characteristic of the force-position converter I1. A large assist force is generated, and the operator can move the bed with a small operation force.

【0019】すなわち、操作力指令値と寝台の移動速度
の関係は、大きい操作力を入力するとこれに比例して寝
台の移動量が大きくなり、現在位置よりも遠くの目標位
置に変換され、小さい操作力を入力すると移動量は小さ
くなり、現在位置に近い目標位置に変換される。
That is, the relationship between the operating force command value and the moving speed of the bed is such that when a large operating force is input, the moving amount of the bed increases in proportion to the input, and is converted to a target position farther from the current position, and becomes smaller. When the operation force is input, the movement amount becomes small and is converted to a target position close to the current position.

【0020】そして、これらの目標位置になるように寝
台の位置制御が行われ、現在位置から遠い目標位置ほど
現在位置との位置制御偏差量が大きいことから、モータ
を駆動する速度制御偏差量が大きくなり、寝台の移動速
度は速くなる。逆に、現在位置から近い目標位置ほど現
在位置との位置偏差量が小さいことから、モータを駆動
する速度制御偏差量が小さくなり、寝台の移動速度は遅
くなる。このように、大きい操作力を入力すると寝台の
移動速度は速くなり、小さい操作力を入力すると移動速
度は遅くなる。
The position of the bed is controlled so as to reach these target positions. Since the target position farther from the current position has a larger position control deviation from the current position, the speed control deviation for driving the motor is smaller. The bed becomes larger and the bed moves faster. Conversely, the closer the target position is to the current position, the smaller the amount of positional deviation from the current position is. Therefore, the amount of speed control deviation for driving the motor becomes smaller, and the moving speed of the bed becomes slower. As described above, when a large operating force is input, the moving speed of the bed increases, and when a small operating force is input, the moving speed decreases.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】ここで、図9(a)に
示すようなステップ波形の操作入力指令値を寝台制御装
置に入力した場合を考える。操作入力指令値は、前述の
比例関係により位置量に変換されるため、その位置偏差
量は、図9(b)のように操作入力波形と同じステップ
波形となる。また、速度偏差量も同様であることから、
寝台の移動速度もステップ波形となる。
Here, it is assumed that an operation input command value having a step waveform as shown in FIG. 9A is input to the bed control device. Since the operation input command value is converted into a position amount by the above-described proportional relationship, the position deviation amount has the same step waveform as the operation input waveform as shown in FIG. Also, since the speed deviation amount is the same,
The moving speed of the bed also has a step waveform.

【0022】しかしながら、通常の身近な物体を手動で
操作する場合について考えると、物体には、その質量に
応じて慣性力が自然に存在することから、ステップ波形
の操作力を入力しても、慣性力の作用によって前記寝台
の場合のようなステップ波形の移動速度とはならない。
例えば、物体が静止している場合、それを動かそうとす
る力に対して、慣性力は静止し続けようとする力となる
ため、前記寝台の場合に比べ、移動速度波形は図9
(c)に示すように、波形の立ち上がりに遅れが生じた
ようなものになる。また、この波形の立ち上がりの遅れ
部分により、操作者が力を加え続けているにもかかわら
ず、物体がまだ動かず、加えた力の反力を手のひらに感
じる操作感覚が生じる。ところが、前記寝台では、寝台
制御装置により寝台の慣性力を補償し、波形の立ち上が
りの遅れ部分が少ないため、前記の操作感覚が生じにく
い。このような違いが、寝台の操作の不自然さの原因と
して挙げられ、前記寝台の制御方法では、それが解消し
ていなかった。
However, in the case of manually operating an ordinary familiar object, an inertial force naturally exists in the object according to its mass. Due to the action of the inertial force, the moving speed of the step waveform as in the case of the bed is not obtained.
For example, when the object is stationary, the inertial force is a force to keep the object stationary, while the inertial force is a force to keep the object stationary.
As shown in (c), the waveform rises as if a delay occurred. Further, due to the delayed portion of the rising edge of the waveform, an operation sensation occurs in which the object does not move yet and the reaction force of the applied force is felt in the palm of the hand, even though the operator continues to apply the force. However, in the bed, the bed control device compensates for the inertial force of the bed, and there is little delay in rising of the waveform. Such a difference is cited as a cause of unnatural operation of the bed, and the bed control method has not solved the problem.

【0023】すなわち、従来の上記方法によれば、操作
者の操作力を小さくし、操作者の負担を軽減するには有
効であるが、操作者の操作力とこれによって生じる寝台
の移動速度波形の立ち上がりの遅れ部分が最小になるよ
うに、この関係が固定されているため、術式や疾患部位
あるいは操作者に対して全てを満足する操作感覚が得ら
れるものではなかった。
That is, according to the above-described conventional method, it is effective to reduce the operation force of the operator and reduce the burden on the operator. However, the operation force of the operator and the moving speed waveform of the bed caused by this are effective. Since this relationship is fixed so that the delay in the rise of is minimized, it is not possible to obtain an operation sensation that satisfies all of the surgical procedure, the diseased site, and the operator.

【0024】これは、通常、身近な物体を動かす場合、
その物体の質量に応じた慣性力が自然に存在し、我々の
手による操作は、大なり小なり、その動かす対象物の慣
性力を手に感じながら操作している。しかし、前記寝台
の場合、その質量が大きいことから慣性力が大きく、操
作の負担となるために、その慣性力を寝台制御装置によ
り補償することで、操作者の操作力を軽くした。これに
より、慣性力を感じにくい操作感覚となったものであ
る。そのため、下記に示すいつくかの不都合な点があっ
た。
[0024] This is usually when moving a familiar object.
The inertial force according to the mass of the object naturally exists, and the operation by our hands is more or less small, and the operation is performed while feeling the inertial force of the moving object with the hand. However, in the case of the bed, the inertia force is large due to its large mass, which causes a burden on the operation. Therefore, the inertia force is compensated by the bed control device, thereby reducing the operation force of the operator. As a result, the operation feeling becomes difficult to feel the inertial force. Therefore, there were some disadvantages shown below.

【0025】(1)寝台制御装置によって慣性力を補償
したことにより、軽い物体を動かす場合に近い操作力で
あるにもかかわらず、軽い物体を扱うような自然な操作
感覚が得られない。 (2)操作者の操作感覚の個人差や操作方法によって、
慣性力をあまり感じないために、力を入れすぎてしまっ
たりして、寝台が行き過ぎて位置決めが定まらない場合
があるなどの不都合がある。 (3)普段、寝台操作に携わる機会の多い医師や技師の
場合、自ずと前記寝台の操作に慣れてくるが、緊急時な
ど必要以外は寝台を操作することのない看護婦や、外部
の医師や技師など、不特定多数の医療関係者の場合、寝
台の操作の慣れが必要で、随時、操作をするには不便が
ある。
(1) Since the inertia force is compensated for by the bed control device, a natural operation feeling of handling a light object cannot be obtained even though the operation force is close to that of moving a light object. (2) Depending on the individual differences in the operation feeling of the operator and the operation method,
There are inconveniences such as excessively applying force because the inertia force is not felt much, and excessive positioning of the bed due to excessive travel. (3) In the case of doctors and technicians who usually have many opportunities to operate the couch, they naturally become accustomed to the operation of the couch, but nurses who do not operate the couch unless necessary in an emergency or an external doctor or An unspecified number of medical personnel, such as technicians, need to be accustomed to operating the bed, and it is inconvenient to operate the bed at any time.

【0026】このように、従来の寝台制御装置では、寝
台と被検者の質量が大きいことから慣性力が大きく、操
作の負担となるために、その慣性力を寝台制御装置によ
り補償したが、完全にその慣性力を補償すると、通常の
身近な物体を手で操作する場合と操作感覚が異なるた
め、必ずしも扱いやすいものではなかった。
As described above, in the conventional couch control device, the inertia force is large due to the large mass of the couch and the subject, and the operation burden is compensated. If the inertial force is completely compensated for, it is not always easy to handle, because the operation feeling is different from the case of operating a familiar object by hand.

【0027】そこで、本発明の目的は、X線診断装置や
X線CT装置の被検者を寝載する寝台又はX線管装置及
びX線像検出器を支持する支持機構或いはX線像検出器
の移動操作に自然な感覚を与え、医療に携わる不特定多
数の人が、簡単に被検者を寝載する寝台又はX線管装置
及びX線像検出器を支持する支持機構或いはX線像検出
器等を扱えるようにして、前記寝台等の操作性の向上を
図ることができる医用X線装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a bed or an X-ray tube apparatus on which a subject of an X-ray diagnostic apparatus or an X-ray CT apparatus is placed and a support mechanism for supporting an X-ray image detector or an X-ray image detection apparatus. A bed or X-ray tube device on which an unspecified number of persons who are involved in medical treatment give a natural feeling to the operation of moving the device, and easily support the subject, and a support mechanism or X-ray for supporting the X-ray image detector An object of the present invention is to provide a medical X-ray apparatus capable of handling an image detector and the like and improving operability of the bed and the like.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】上記目的は、被検者を寝
載する寝台と、この寝台を間にして対向配置されたX線
管装置及びX線像検出器を支持する支持機構と、前記寝
台又は支持機構或いはX線像検出器のそれぞれの操作入
力を検出する操作入力検出手段と、前記寝台又は支持機
構或いはX線像検出器のそれぞれの位置を検出する位置
検出手段とを備え、前記操作入力検出手段で検出した操
作入力を位置の量に変換し、この変換した位置の量に目
標の位置の量を加算した位置の量に前記位置検出手段で
検出した位置の量が一致するように前記寝台又は支持機
構或いはX線像検出器の操作力を制御する操作力制御手
段を備えた医用X線装置において、前記操作力制御手段
に、前記寝台又は支持機構或いはX線像検出器の操作感
覚パラメータである操作入力の剛性を設定する操作入力
剛性設定手段と、前記操作入力の剛性を任意に選択する
操作入力剛性選択手段とを具備し、前記寝台又は支持機
構或いはX線像検出器の操作入力の剛性を前記操作入力
剛性選択手段で選択した値に前記操作入力剛性設定手段
で設定し、この設定した剛性の操作入力で前記寝台又は
支持機構或いはX線像検出器を操作することによって達
成される。
An object of the present invention is to provide a bed on which a subject is laid, a support mechanism for supporting an X-ray tube apparatus and an X-ray image detector which are opposed to each other with the bed placed therebetween, Operation input detection means for detecting each operation input of the bed or the support mechanism or the X-ray image detector, and position detection means for detecting the position of the bed or the support mechanism or the X-ray image detector, The operation input detected by the operation input detection unit is converted into a position amount, and the amount of the position detected by the position detection unit matches the position amount obtained by adding the target position amount to the converted position amount. As described above, in the medical X-ray apparatus provided with the operating force control means for controlling the operating force of the bed, the supporting mechanism, or the X-ray image detector, the operating force control means includes the bed, the supporting mechanism, or the X-ray image detector. Is the operational sensation parameter of An operation input rigidity setting unit for setting the rigidity of the operation input, and an operation input rigidity selecting unit for arbitrarily selecting the rigidity of the operation input, the operation input rigidity of the bed or the support mechanism or the X-ray image detector. Is set to the value selected by the operation input rigidity selection means by the operation input rigidity setting means, and the bed, the support mechanism, or the X-ray image detector is operated by the operation input of the set rigidity.

【0029】また、上記操作入力剛性設定手段に操作入
力の剛性を上記寝台又は支持機構或いはX線像検出器の
動作に合わせて自動的に調整する手段を設けたものであ
る。このように構成することによって、例えば寝台操作
の場合は、寝台操作の操作感触を表わす、操作の硬さ,
柔らかさ,重さ,軽さ等の、いわゆる操作力の剛性を、
術者の好み,診断や治療の用途などで任意に選択できる
ので、寝台の操作性は一段と向上する。
Further, the operation input rigidity setting means is provided with means for automatically adjusting the rigidity of the operation input in accordance with the operation of the bed, the support mechanism, or the X-ray image detector. With this configuration, for example, in the case of the bed operation, the operation hardness, which represents the operation feeling of the bed operation,
The rigidity of the so-called operating force, such as softness, weight, and lightness,
Since it can be arbitrarily selected according to the surgeon's preference, the purpose of diagnosis and treatment, etc., the operability of the bed is further improved.

【0030】さらに、上記操作入力剛性設定手段に操作
力の剛性を上記寝台の動作に合わせて自動的に調整する
手段を設けたもので、操作力の剛性を寝台の移動操作に
応じて最適な値になるように自動的に設定されるので、
より自然な操作感覚で寝台を操作できる。
Further, the operation input rigidity setting means is provided with a means for automatically adjusting the rigidity of the operating force in accordance with the operation of the bed, so that the rigidity of the operating force is optimized according to the moving operation of the bed. Is automatically set to the value
The bed can be operated with a more natural operation feeling.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明を寝台
操作に適用した場合を例にとって詳細に説明する。図1
に本発明による寝台の操作力を制御する制御系を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the drawings, taking an example in which the present invention is applied to a bed operation. FIG.
FIG. 7 shows a control system for controlling the operation force of the bed according to the present invention.

【0032】この制御系は、図8の従来の制御系に、操
作入力指令値を位置量に変換する力ー位置変換器I1の
前段に操作入力剛性設定器15を設け、寝台の移動速度
特性が慣性力のある場合と同様な特性となるように、操
作入力剛性設定器15で操作入力値を設定し、この操作
入力剛性設定器15の操作感覚パラメータを操作入力剛
性選択器16で選択できるようにしたもので、前記操作
入力剛性設定器15及び操作入力剛性選択器16以外は
図1と同様であるのでその説明は省略する。
This control system is provided with an operation input rigidity setting device 15 in front of a force-position converter I1 for converting an operation input command value into a position amount in the conventional control system of FIG. The operation input stiffness setting unit 15 can set an operation input value such that the parameter has the same characteristics as the case where there is inertia force, and the operation input stiffness setting unit 15 can select the operation sensation parameter with the operation input stiffness selection unit 16. Except for the operation input stiffness setting unit 15 and the operation input stiffness selector 16, the configuration is the same as that of FIG.

【0033】図2,図3,図4は操作入力剛性設定器1
5の構成、及び、その特性について示したものである。
操作入力剛性設定器15では、慣性力のある場合と同様
な特性を持たせるために、例えば、入力波形に対して、
出力波形に一定の遅れを持たせる手段を備えている。
FIGS. 2, 3 and 4 show an operation input rigidity setting device 1.
5 shows the configuration and characteristics thereof.
In the operation input stiffness setting device 15, for example, in order to have the same characteristics as in the case where there is an inertial force, for example,
Means are provided for giving a constant delay to the output waveform.

【0034】その手段として、ローパスフィルタを挿入
して、一定の波形遅延を生じさせる方法が考えられる
が、操作感覚を細かく設定できるようにするために、後
述のコンプライアンスに基づく制御とした。ここで、コ
ンプライアンスとは、物体の表面を押すときの硬さを表
すものであり、図2に示すようなモデルにより表現され
る。
As a means for this, a method of generating a constant waveform delay by inserting a low-pass filter can be considered. However, in order to make it possible to finely set the operational feeling, control based on compliance described later is used. Here, the compliance indicates the hardness when the surface of the object is pressed, and is expressed by a model as shown in FIG.

【0035】図2には、物体P,バネ,ダンパーがあ
り、物体Pの質量をM[kg],バネの弾性係数をK
[N/m],ダンパーの粘性係数をD[Ns/m]とし
ている。この物体Pに力F[N]を加えると、物体Pは
加えた力の方向に押されて、静止位置の変位d[m]を
生じる。変位dは、M,K,Dの値の組み合わせによっ
て決まり、変位dの時間的な振幅特性についても、前記
の組み合わせによって決まる。
FIG. 2 shows an object P, a spring, and a damper. The mass of the object P is M [kg], and the elastic coefficient of the spring is K.
[N / m], and the viscosity coefficient of the damper is D [Ns / m]. When a force F [N] is applied to the object P, the object P is pushed in the direction of the applied force, and a displacement d [m] of the stationary position is generated. The displacement d is determined by a combination of the values of M, K, and D, and the temporal amplitude characteristic of the displacement d is also determined by the combination.

【0036】ここで、コンプライアンス値は式(1)に
よって表わされる。
Here, the compliance value is represented by equation (1).

【数1】 式(1)より、加えた力Fによって生じる変位dが大き
いほど、コンプライアンス値が小さく、柔らかいものを
押す感触として例えられる。このコンプライアンス値
は、前記M,K,Dの値の組合せによって決まり、これ
を調節することで、前記寝台の操作感触を設定変更する
ことが可能になる。
(Equation 1) From equation (1), the greater the displacement d caused by the applied force F, the smaller the compliance value, and it can be compared to a touch of pressing a soft object. The compliance value is determined by a combination of the values of M, K, and D. By adjusting the value, it is possible to change the operation feeling of the bed.

【0037】図3に、ステップ入力の力Fに対して、
M,K,Dの値を変えたときの変位dの波形を示し、
M,K,Dの値と操作感覚の関連について説明する。図
3(a)に示すように、Kを大きくすると、物体Pを押
したときに生じる変位dは小さく、Kを小さくすると変
位dが大きくなる。ここで、物体の表面を押したときに
生じる凹み量を前記変位dとし、Kと操作感覚を対比し
て考えると、Kを大きくすると硬いものを押す操作感触
となり、Kを小さくすると柔らかいものを押す操作感触
になる。次に、Dを変化させると、図3(b)に示すよ
うに、最終的に到達する変位dは同じであるが、その変
位dに到達するまでの収束時間tが異なる。tが長いほ
ど物体の動きが遅く、tが短いほど速いとすると、Dを
大きくすると重い操作感触となり、Dを小さくすると軽
い操作感触になる。
FIG. 3 shows that the step input force F
The waveform of the displacement d when the values of M, K, and D are changed is shown.
The relationship between the values of M, K, and D and the operational feeling will be described. As shown in FIG. 3A, when K is increased, the displacement d generated when the object P is pushed is small, and when K is decreased, the displacement d is increased. Here, the amount of dent generated when the surface of the object is pressed is referred to as the displacement d, and when K is compared with the operational feeling, when K is increased, the operational feeling of pressing a hard object is obtained. The operation feels like pressing. Next, when D is changed, as shown in FIG. 3B, the displacement d finally reached is the same, but the convergence time t required to reach the displacement d is different. Assuming that the movement of the object is slower as t is longer and faster as t is shorter, increasing D increases the feeling of operation and decreasing D decreases the feeling of operation.

【0038】残りのMについて、図3(c)に示すよう
に、最終的に落ち着く変位dは同じであるが、Mを大き
くすると、波形の立ち上がりが遅れて振動を伴い、Mを
小さくすると波形の立ち上がりが速く、振動が見られな
い。このことから、Mは、波形が収束するときの振動数
や、物体の挙動に関係し、Mを大きくすると、落ち着き
のない操作感触になる。このように、M,K,Dの値を
変えてコンプライアンス値を調節することにより、操作
感触を細かく設定することが可能になる。
As for the remaining M, as shown in FIG. 3 (c), the finally settled displacement d is the same. However, when M is increased, the rise of the waveform is delayed and vibration occurs. Rises quickly and no vibration is seen. From this, M is related to the frequency at which the waveform converges and the behavior of the object, and when M is increased, the operation feel is restless. As described above, by adjusting the compliance value by changing the values of M, K, and D, it is possible to finely set the operation feeling.

【0039】次に、前述のコンプライアンスにもとづく
モデルは、図4に示す構成により実現できる。なお、点
線で囲った枠は、操作入力剛性設定器15を示し、マイ
クロコンピュータで構成することによって、回路の簡単
化や複雑な演算、信号処理を可能としている。
Next, the above-described model based on compliance can be realized by the configuration shown in FIG. A frame surrounded by a dotted line indicates the operation input rigidity setting device 15 and is configured by a microcomputer, thereby enabling simplification of a circuit, complicated calculation, and signal processing.

【0040】図4に示すように、操作入力指令値は、前
記力Fとして入力する。次に、加算器17により後述す
るバネによる反力fk,ダンパーによる減衰力fdのフ
ィードバック値が力Fに加算される。その後、除算器1
8により質量Mの値で除算し、物体Pの加速度aを算出
する。そして、次段の積分器19により、加速度aを時
間積分し速度vを算出する。
As shown in FIG. 4, the operation input command value is input as the force F. Next, a feedback value of a reaction force fk by a spring described later and a damping force fd by a damper are added to the force F by the adder 17. Then, the divider 1
The acceleration a of the object P is calculated by dividing the mass M by 8. Then, the next stage of the integrator 19 integrates the acceleration a with time to calculate the velocity v.

【0041】ダンパーは物体Pの速度変化に応答する機
械系であるため、乗算器20により、前記速度vと粘性
係数D値を掛け算し、ダンパーによる減衰力fdを算出
し、前記の加算器17にフィードバックする。一方、物
体Mの変位dは、前記速度vを積分器21により時間積
分することにより得られる。最後に、バネは物体Pの位
置の変化に応答する機械系であるため、乗算器22によ
り、前記算出した変位dと弾性係数Kの値と掛け算し、
バネによる反力fkを算出し、前記の加算器17にフィ
ードバックする。次に、上記構成による操作入力剛性設
定器15において、ステップ波形の操作入力指令値を入
力したときの変位dについて、図5に操作入力剛性設定
器15を使用した場合とそうでない従来の場合を示す。
Since the damper is a mechanical system responding to a change in the speed of the object P, the speed v is multiplied by the viscosity coefficient D by the multiplier 20 to calculate the damping force fd by the damper. Feedback to On the other hand, the displacement d of the object M is obtained by integrating the speed v with the integrator 21 over time. Finally, since the spring is a mechanical system responding to a change in the position of the object P, the calculated displacement d is multiplied by the value of the elastic coefficient K by the multiplier 22,
The reaction force fk by the spring is calculated and fed back to the adder 17. Next, in the operation input stiffness setting device 15 having the above-described configuration, the displacement d when the operation input command value of the step waveform is input is shown in FIG. Show.

【0042】この図において、両者を比較すると、操作
入力剛性設定器15を使用した場合、波形の立ち上がり
に遅れが生じており、この遅れている部分により、操作
者に慣性力と似たような感触を与えることができる。ま
た、この立ち上がりの特性は、前記コンプライアンスに
基づく制御の遅れであり、M,D,Kを調節することに
より、操作感触を変えることができる。
In this figure, when the two are compared, when the operation input stiffness setting device 15 is used, a delay occurs in the rise of the waveform, and the delayed portion is similar to the inertia force to the operator. Can give a feel. Further, the rising characteristic is a delay of the control based on the compliance. By adjusting M, D, and K, the operation feeling can be changed.

【0043】例えば、寝台操作の安全性を重視して、現
状よりも重めの操作の感触とする場合、粘性係数Dの値
を大きくすればよい。一方、寝台の移動距離が長く、軽
い操作感触が求められる場合、弾性係数Kの値を小さく
すればよい。このように、M,D,Kのパラメータの値
を変えて、コンプライアンス値を調整することにより、
さまざまな操作感覚を設定することができる。
For example, in the case where importance is placed on the safety of the bed operation and the feel of an operation heavier than the current state is given, the value of the viscosity coefficient D may be increased. On the other hand, when the moving distance of the bed is long and a light operation feeling is required, the value of the elastic coefficient K may be reduced. Thus, by changing the values of the parameters M, D, and K and adjusting the compliance value,
Various operating feelings can be set.

【0044】前述したように、M,D,Kのパラメータ
の値を変えて、さまざまな操作感覚を設定することがで
きるが、各医師の操作能力の差や好みの違いによって、
操作者が快適と感じる操作感触が異なる。また、寝台を
操作する人は、医師のみならず、医師を補助する技師,
看護婦などの場合もあり、不特定多数の人が寝台を操作
することが少なくない。
As described above, various operational feelings can be set by changing the values of the M, D, and K parameters.
The operation feeling that the operator feels comfortable is different. In addition, the person who operates the bed is not only a doctor, but also a technician who assists the doctor,
There are cases such as nurses, and an unspecified number of people often operate the bed.

【0045】例えば、寝台操作に慣れていない人が操作
する場合、寝台の操作感触は鈍く柔らかくする方が操作
に慣れやすく、扱いやすい。一方、普段から寝台を操作
する機会の多い人の場合、寝台の操作感触は、敏感で硬
くする方が、操作者の操作量に応じて正確に忠実に寝台
を移動することができ、操作性に優れる。次に、操作者
が同じでも、術式や疾患部が異なると、求められる寝台
の操作感触が異なる場合がある。例えば、カテーテルの
先端の位置合わせには、微細な操作をするために、操作
の安全性を重視して、現状よりも鈍く重めの操作の感触
とするほうが扱いやすい。また、カテーテルを一気に移
動させる場合など、寝台の操作量が多い場合、軽い操作
感触とするほうが、操作が軽快になる。
For example, when a person who is not accustomed to the operation of the bed operates the bed, the operation feeling of the bed is softer and softer, so that the operation becomes easier to use and easier to handle. On the other hand, for people who frequently operate the couch, it is more responsive and stiff to operate the couch more accurately and faithfully according to the operation amount of the operator. Excellent. Next, even if the operator is the same, if the operative procedure or diseased part is different, the required operation feeling of the bed may be different. For example, it is easier to handle the positioning of the distal end of the catheter by giving importance to the safety of the operation and giving it a feel of a duller and heavier operation than in the current situation in order to perform a fine operation. When the amount of operation of the bed is large, such as when the catheter is moved all at once, the operation becomes lighter with a lighter operation feeling.

【0046】このように、M,D,Kのパラメータの値
を変えて、さまざまな操作感覚を設定することが可能で
あるが、M,D,Kのパラメータが固定されていると、
術式や疾患部位、あるいは操作者に対して全てを満足す
る操作感覚を得ることができない。そこで、前記、操作
入力剛性設定器15の、M,D,Kのパラメータの値
を、術式や疾患部位、あるいは操作者に応じて、その都
度、変更できるように、図1に示すように操作入力剛性
選択器16を備える。操作入力剛性選択器16では、操
作者が選択した操作感覚に応じて、M,D,Kのパラメ
ータの値を外部に電気信号として出力する手段を備え、
操作入力剛性設定器15と接続し、M,D,Kのパラメ
ータの値を変更するものである。
As described above, it is possible to set various operation feelings by changing the values of the parameters of M, D, and K. However, if the parameters of M, D, and K are fixed,
It is not possible to obtain an operation sensation that satisfies all of a surgical procedure, a disease site, and an operator. Therefore, as shown in FIG. 1, the values of the parameters of M, D, and K of the operation input stiffness setting device 15 can be changed each time according to a surgical procedure, a diseased site, or an operator. An operation input rigidity selector 16 is provided. The operation input stiffness selector 16 includes means for outputting the values of M, D, and K parameters to the outside as electric signals in accordance with the operation feeling selected by the operator.
It is connected to the operation input stiffness setting device 15 to change the values of M, D, and K parameters.

【0047】前記操作入力剛性選択器16の具体的な例
を、図6(a)に示す。図6(a)は、一般に使用され
るトラックボールを利用した装置であり、球を利用した
入力器である。球は入力器に半固定され、手動操作によ
り、球が前後,左右方向に自由に回転できるようになっ
ている。
FIG. 6A shows a specific example of the operation input rigidity selector 16. FIG. 6A shows an apparatus using a generally used trackball, which is an input device using a ball. The sphere is semi-fixed to the input device, and the sphere can be freely rotated back and forth and left and right by manual operation.

【0048】また、その球面には、球の回転角度と位置
を示すマーカがある。その他、球の回転を前後方向と左
右方向の2軸にわけ、前記マーカの位置を、2軸の回転
角度の位置で示すことにする。また、球の回転に連動し
て、マーカの回転角度を示す電圧または、パルスなどの
電気信号を外部へ出力する。例えば、マーカを前後方向
に移動すると、球の前後方向の回転角度が変化し、その
変化は、電圧または、パルスなどの電気信号として変換
され、操作入力剛性設定器15に入力される。そして、
前記電気信号の増減に連動して、操作入力剛性設定器1
5の粘性係数Dの値が増減する。ここでは、図6(b)
に示すように、マーカの位置が前方向の+90度に近い
ほどDを大きくし、後方向の−90度に近いほど、Dが
小さくなるようにした。また、マーカの左右方向の移動
についても、同様に電気信号に変換され、操作入力剛性
設定器15に入力する。そして、電気信号の増減と連動
して、弾性係数Kの値が増減する。また、前記Dと同様
に、マーカの位置が右方向の+90度に近いほど、Kを
大きくし、左方向の−90度に近いほど、Kを小さくな
るようした。
The spherical surface has a marker indicating the rotation angle and position of the sphere. In addition, the rotation of the sphere is divided into two axes of the front-back direction and the left-right direction, and the position of the marker is indicated by the position of the two-axis rotation angle. Also, in conjunction with the rotation of the sphere, an electric signal such as a voltage or a pulse indicating the rotation angle of the marker is output to the outside. For example, when the marker is moved in the front-rear direction, the rotation angle of the sphere in the front-rear direction changes, and the change is converted as an electric signal such as a voltage or a pulse and input to the operation input rigidity setting device 15. And
The operation input stiffness setting device 1 is linked with the increase or decrease of the electric signal.
The value of the viscosity coefficient D of 5 increases or decreases. Here, FIG.
As shown in (2), D is increased as the marker position is closer to +90 degrees in the forward direction, and D is decreased as the position of the marker is closer to -90 degrees in the backward direction. Further, the movement of the marker in the left-right direction is similarly converted into an electric signal and input to the operation input rigidity setting device 15. Then, the value of the elastic coefficient K increases / decreases in conjunction with the increase / decrease of the electric signal. Similarly to D, K is increased as the position of the marker is closer to +90 degrees in the right direction, and is decreased as the position of the marker is closer to -90 degrees in the left direction.

【0049】なお、マーカを中心位置にすると、あらか
じめ設定されている標準のKとDの値となる。そのほ
か、Mの値について、ここでは固定した値とする。例え
ば、寝台操作に慣れていない人が操作する場合、寝台の
操作感触は重く柔らかくする方が操作に慣れやすく、扱
いやすい。そのような場合、D値を大きくするか、K値
を小さくする必要がある。また、場合によっては、その
両方を足しあわせて加減することも有効である。
When the marker is set at the center position, standard K and D values are set in advance. In addition, the value of M is fixed here. For example, when a person who is not accustomed to operating the couch operates, the operation feeling of the couch is heavy and soft, so that the operation is easy to use and easy to handle. In such a case, it is necessary to increase the D value or decrease the K value. In some cases, it is also effective to add and adjust both of them.

【0050】この場合、前記操作入力剛性選択器16に
おいて、図6(b)に示すように、操作感触を重くする
には、マーカを前方向(+90度)に移動すればよい。
そうすると、前後方向の回転角度の増加に連動して、操
作入力剛性設定器15のD値が大きくなり、操作感触が
重くなる。同様に、操作感触を柔らかくするには、マー
カを左方向(−90度)に移動すればよい。そうする
と、左右方向の回転角度の減少に連動して、操作入力剛
性設定器15のK値が小さくなり、操作感触が柔らかく
なる。また、柔らかく、かつ、軽くすることも可能であ
り、図6(c)のようにマーカを斜め方向に移動すれ
ば、前後、左右方向の回転角度が変化するため、同時
に、操作入力剛性設定器15のK値とD値が変更され、
操作感触が柔らかく、かつ、軽くなる。また、回転させ
る角度を加減すれば、さらに柔らかさや、軽さを加減す
ることができる。逆に、普段から寝台を操作する機会の
多い人の場合、寝台の操作感触は、敏感で硬くする方
が、操作者の操作量に応じて正確に忠実に寝台を移動す
ることができる。そのような場合、D値を小さくする
か、K値を大きくする必要がある。
In this case, in the operation input stiffness selector 16, as shown in FIG. 6B, in order to make the operation feel heavy, the marker may be moved in the forward direction (+90 degrees).
Then, the D value of the operation input stiffness setting device 15 increases in conjunction with the increase in the rotation angle in the front-back direction, and the operation feeling becomes heavy. Similarly, to soften the operation feeling, the marker may be moved to the left (-90 degrees). Then, the K value of the operation input stiffness setting device 15 decreases in conjunction with the decrease in the rotation angle in the left-right direction, and the operation feeling becomes soft. Also, it is possible to make the marker soft and light, and if the marker is moved diagonally as shown in FIG. 6 (c), the rotation angle in the front-back and left-right directions changes. 15 K value and D value are changed,
The feel of operation is soft and light. Further, if the rotation angle is adjusted, the softness and lightness can be further adjusted. On the other hand, in the case of a person who frequently operates the couch, the operation feeling of the couch is more sensitive and harder, so that the couch can be accurately and faithfully moved according to the operation amount of the operator. In such a case, it is necessary to reduce the D value or increase the K value.

【0051】また、場合によっては、その両方を足しあ
わせて加減することも有効である。この場合、前記操作
入力剛性選択器16において、操作感触を敏感にするに
は、マーカを後方向(−90度)に移動するか、また、
右方向(+90度)に移動することで、硬くかつ敏感な
操作感触を得ることができる。その他、マーカを後方向
(−90度),右方向(+90度)に動かせば、マーカ
は斜めに移動し、K値とD値が共に変化し、操作感触が
敏感で硬くなる。
In some cases, it is also effective to add and adjust both of them. In this case, in the operation input stiffness selector 16, in order to make the operation feeling sensitive, the marker is moved backward (-90 degrees), or
By moving to the right (+90 degrees), a hard and sensitive operation feeling can be obtained. In addition, if the marker is moved backward (-90 degrees) and rightward (+90 degrees), the marker moves obliquely, and both the K value and the D value change, so that the operation feeling is sensitive and hard.

【0052】次に、操作者が同じでも、術式や疾患部が
異なると、求められる寝台の操作感触が異なる場合があ
る。例えば、カテーテルの先端の位置合わせには、微細
な操作をするために、操作の安全性を重視して、現状よ
りも重めの操作感触とするほうが扱いやすい。
Next, even if the operator is the same, if the operative procedure or the diseased part is different, the required operation feeling of the bed may be different. For example, it is easier to handle the positioning of the distal end of the catheter with a heavier operation feeling than the current state, with an emphasis on the safety of the operation in order to perform a fine operation.

【0053】この場合、マーカを前方向(+90度)に
移動することで、操作入力剛性設定器15のD値が大き
くなり、操作感触を重くすることができる。また、カテ
ーテルを一気に移動させる場合など、寝台の操作量が多
い場合、軽い操作感触とするほうが、操作が軽快にな
る。この場合でも、マーカを後方向(−90度)に移動
することで、操作入力剛性設定器15のD値が小さくな
り、操作感触を軽くすることができる。
In this case, by moving the marker in the forward direction (+90 degrees), the D value of the operation input stiffness setting device 15 increases, and the operation feeling can be increased. When the amount of operation of the bed is large, such as when the catheter is moved all at once, the operation becomes lighter with a lighter operation feeling. Even in this case, by moving the marker in the backward direction (-90 degrees), the D value of the operation input rigidity setting device 15 becomes small, and the operation feeling can be reduced.

【0054】以上の実施例においては、一般に知られて
いるコンプライアンス制御を利用して、図9(c)に示
したように、移動速度波形に一定の遅れを与えることに
より、自然な操作の場合と同様に、慣性力を感じるよう
な操作を実現することができる。また、前記、一定の遅
れは、コンプライアンス制御における制御パラメータに
より調節することが可能であり、操作者各人が希望する
操作感覚に合わせて、その値を任意に設定することによ
り、操作感覚を調整することができる。なお、前記制御
パラメータの値は、操作者各人が設定後、テーブルの動
作状況に関係なく、固定されるため、下記の点に改良を
加えることによりさらに操作感覚を自然なものとするこ
とができる。
In the above embodiment, as shown in FIG. 9 (c), by using a generally known compliance control, a constant delay is given to the moving speed waveform, so that a natural operation can be performed. As in the case of the operation, an operation for feeling the inertial force can be realized. Further, the constant delay can be adjusted by a control parameter in the compliance control, and the operator can adjust the operation sensation by arbitrarily setting the value according to the operation sensation desired by each operator. can do. The values of the control parameters are fixed irrespective of the operation status of the table after being set by each operator. Therefore, it is possible to further improve the following points to make the operation feeling more natural. it can.

【0055】(1)前記、制御パラメータが、テーブル
の動作に関係なく、固定されていると、自然な操作の場
合に比べ、加速性がよくなく、操作全般に、操作の軽快
さに欠けることが懸念される。 (2)また、テーブル速度が速いときの安全性を考慮し
た制御パラメータ値の組合せと、テーブル速度が遅いと
きの操作の快適さを考慮した制御パラメータ値の組合せ
が異なり、制御パラメータが固定されていると、安全性
と快適さを同時に両立できず、最適化がしにくい面が考
えられる。
(1) If the control parameters are fixed irrespective of the operation of the table, acceleration is not as good as in the case of a natural operation, and the whole operation lacks lightness of operation. Is concerned. (2) Also, the combination of control parameter values considering safety when the table speed is high is different from the combination of control parameter values considering comfort of operation when the table speed is low, and the control parameters are fixed. If they do, safety and comfort cannot be achieved at the same time, making optimization difficult.

【0056】このように、制御パラメータがテーブル動
作に関係なく固定されていると、全てを満足する操作感
覚の点において改善の余地が残されている。
As described above, if the control parameters are fixed irrespective of the table operation, there is room for improvement in the operation feeling that satisfies all of them.

【0057】上記のコンプライアンス制御により、操作
力指令値に一定の遅れを与えることで、慣性力を感じる
ような操作を実現できるが、自然の物体を押した場合の
運動と比較すると、まったく同一の動きではない。一般
に、自然の物体を押したときの運動は、F=M×aの加
速度運動である。ここで、一定の摩擦があると仮定し、
図9(a)に示す力入力があったとすると、自然の物体
の運動は、図10(a)に示すように、操作入力が零に
なるまで速度が上昇し、その後、摩擦により徐々に減速
し、停止する波形となる。
By giving a certain delay to the operation force command value by the above compliance control, an operation that feels the inertial force can be realized. However, when compared with the movement when a natural object is pushed, the same operation is performed. Not a movement. In general, a motion when a natural object is pressed is an acceleration motion of F = M × a. Here, assuming that there is constant friction,
Assuming that there is a force input shown in FIG. 9A, the movement of the natural object increases as shown in FIG. 10A until the operation input becomes zero, and then gradually decelerates due to friction. And the waveform stops.

【0058】これに対して、上記、コンプライアンス制
御では、ある質量を有する物体Pに加えた力はすべて速
度に変換される系ではないため、図10(c)に示すよ
うに、加速度運動の場合とは異なり、操作入力が零にな
るまで速度が上昇せず、また、波形の立ち上がりが遅
い。
On the other hand, in the above-described compliance control, since all the forces applied to the object P having a certain mass are not converted into velocity, as shown in FIG. Unlike the above, the speed does not increase until the operation input becomes zero, and the rising of the waveform is slow.

【0059】すなわち、コンプライアンス制御では、あ
る質量を有する物体に加えた力は、全て加速度に変換さ
れないため、自然の物体の運動に比べ、加速性が悪くな
る。この加速性が低下する理由として、ある質量を有す
る物体を押したときに生じるバネの反力とダンパーの減
衰力により、その物体を押す力を減じることにある。し
たがって、その物体に加えた力を全て加速度に変換する
ためには、K,Dを零とし、バネの反力とダンパーの減
衰力をなくすることで実現できる。しかしながら、操作
の安全上の理由から、物体に加える力が続く限り、図1
0(a)に示すように速度が上昇し続けることは、あま
り好ましくない。
That is, in the compliance control, all the forces applied to an object having a certain mass are not converted into acceleration, so that the acceleration is worse than that of a natural object. The reason why the acceleration is reduced is that the force for pushing the object is reduced by the reaction force of the spring and the damping force of the damper generated when the object having a certain mass is pushed. Therefore, in order to convert all the force applied to the object into acceleration, K and D can be made zero and the reaction force of the spring and the damping force of the damper can be eliminated. However, for operational safety reasons, FIG.
It is not very desirable that the speed continues to increase as shown in FIG.

【0060】そこで、テーブルの速度が低い場合、K値
を零として、操作の加速性を向上させ、テーブルの速度
が高い場合、一定のK値を与えて、一定の速度以上に増
加しないように速度の上昇に制限を与え、テーブルの動
作に合わせて制御パラメータを可変とする必要がある。
Therefore, when the speed of the table is low, the K value is set to zero to improve the acceleration of the operation, and when the speed of the table is high, a constant K value is given so that the speed does not increase beyond a certain speed. It is necessary to limit the increase in speed and to make the control parameters variable in accordance with the operation of the table.

【0061】したがって、上記のコンプライアンス制御
では、テーブルの動作に関係なく、一定の値に固定され
ていたが、前述したように、テーブルの動作に応じて、
図10(b)に示すようにコンプライアンス制御の制御
パラメータを調整する。すなわち、可変コンプライアン
ス制御とすることにより、より一層の操作性の向上を図
ることができる。前記、可変コンプライアンス制御の例
として、テーブルの移動速度をもとに、弾性係数Kの値
を調整する例を述べる。
Therefore, in the above compliance control, the value is fixed to a constant value regardless of the operation of the table.
The control parameters of the compliance control are adjusted as shown in FIG. That is, the operability can be further improved by using the variable compliance control. As an example of the variable compliance control, an example in which the value of the elastic coefficient K is adjusted based on the moving speed of the table will be described.

【0062】図10,図11は、コンプライアンス制御
の制御パラメータを固定とした場合と可変とした場合の
違いについて説明する図である。制御パラメータを可変
にする場合について、M,Dはテーブル速度に関係なく
一定値としKを可変とした。そのKについて、図11
(a)に示すように、テーブル移動速度に比例して変化
するとした。なお、テーブル移動速度が零のとき、Kも
零とした。
FIGS. 10 and 11 are diagrams for explaining the difference between the case where the control parameter of the compliance control is fixed and the case where the control parameter is variable. In the case where the control parameters are made variable, M and D are set to constant values regardless of the table speed, and K is made variable. About that K, FIG.
As shown in (a), it changes in proportion to the table moving speed. When the table moving speed is zero, K is also set to zero.

【0063】前述の制御パラメータにおいて、図9
(a)に示す操作入力があった場合の移動速度波形を図
10(b),(c)に示す。図10(b),(c)にお
いて、Kを固定とした場合と可変とした場合の波形を比
較すると、Kを可変とした場合の方が、波形の立ち上が
りが早く、操作開始時の加速性が向上する。また、その
波形の立ち上がりは、加速度運動の立ち上がりと一致し
ており、Kを可変とした場合の方が自然である。その
他、加速度運動では、操作入力が続く限り、速度が上昇
するが、Kを可変とした場合では、速度に比例してKが
増加するため、速度の立ち上がりでは、加速度運動と同
様であるが、最終的に、速度はKを固定とした場合と同
じ値に落ち着き、加速度運動のように速度が増加し続け
ることがなく、速度が制限される。この最終的に落ち着
く速度は、Kと操作入力の関係により決り、Kの最大値
が大きいほど、前記速度が低くなる。したがって、操作
の加速性よりも速度の安全性を重視する場合、Kの最大
値を大きく設定することで、速度が制限され、安全な操
作が可能となる。なお、前述した例では、Kをテーブル
速度に比例して可変としたが、比例関係ではなく、図1
1(b)に示すように、正弦関数,指数関数など非線形
の関数を利用することも有効な方法である。
In the above control parameters, FIG.
FIGS. 10B and 10C show moving speed waveforms when the operation input shown in FIG. 10 (b) and 10 (c), comparing the waveforms when K is fixed and when it is variable, when K is variable, the rise of the waveform is faster and the acceleration at the start of operation is higher. Is improved. Further, the rise of the waveform coincides with the rise of the acceleration motion, and it is more natural when K is variable. In addition, in the acceleration motion, as long as the operation input continues, the speed increases, but when K is made variable, the K increases in proportion to the speed. Eventually, the speed settles to the same value as when K is fixed, and the speed is limited without continuing to increase as in the acceleration motion. The finally settling speed is determined by the relationship between K and the operation input. The larger the maximum value of K, the lower the speed. Therefore, when importance is placed on the safety of the speed rather than the acceleration of the operation, setting the maximum value of K to a large value limits the speed and enables safe operation. In the above-described example, K is made variable in proportion to the table speed.
As shown in FIG. 1B, it is also an effective method to use a non-linear function such as a sine function and an exponential function.

【0064】次に、図12,図13は、テーブルの速度
に対して、K=0である区間を長くした場合の移動速度
の波形を示す。図12(a),(b)に示すように、K
=0の区間が最も長い(速度0−V2)ほど、加速度運
動と同じ加速をする区間が長く、自然な操作が持続す
る。したがって、広い速度範囲に渡って、自然な操作感
覚としたい場合、このK=0の区間を長くすればよい。
次に、図13(b)は、K=0の区間が最も長い(速度
0−V2)場合について、図13(a)に示すように操
作入力の大きさを変えて入力したときの移動速度の波形
を示す。この図13(b)に示されるように、いずれの
操作入力の大きさの場合も、速度の上限(Vmax)ま
で増加する。このことは、加速度運動の特徴でもある
が、従来の制御パラメータを固定とした場合では実現で
きなかったことであり、制御パラメータを可変とするこ
とにより、小さい操作入力でも高い速度を得ることがで
き、操作が軽くなる。このように、制御パラメータを可
変することで、コンプライアンス制御の運動を、自然な
加速度運動に近付けることができる。また、前述してき
た例では、Kを可変としたが、M,Dについても同様に
適用することが可能である。そのほか、テーブル速度に
比例してKの値を調整したが、テーブルの加速度、操作
入力の大きさ等を利用して、前記制御パラメータを調整
することも有効である。
FIGS. 12 and 13 show waveforms of the moving speed when the section where K = 0 is made longer than the speed of the table. As shown in FIGS. 12A and 12B, K
As the section of = 0 is the longest (speed 0−V2), the section of the same acceleration as the acceleration motion is longer, and the natural operation is continued. Therefore, if a natural operation feeling is desired over a wide speed range, the section of K = 0 may be lengthened.
Next, FIG. 13B shows the moving speed when the size of the operation input is changed as shown in FIG. 13A in the case where the section of K = 0 is the longest (speed 0−V2). 3 shows the waveforms of FIG. As shown in FIG. 13B, the speed increases to the upper limit (Vmax) for any operation input. Although this is a feature of acceleration motion, it cannot be realized when the conventional control parameters are fixed.By making the control parameters variable, a high speed can be obtained even with a small operation input. , Operation becomes lighter. In this way, by varying the control parameters, the compliance control motion can be approximated to a natural acceleration motion. Further, in the example described above, K is made variable, but it is also possible to apply M and D similarly. In addition, the value of K is adjusted in proportion to the table speed. However, it is also effective to adjust the control parameters using the acceleration of the table, the magnitude of the operation input, and the like.

【0065】次に、前述の制御パラメータを可変とした
コンプライアンス制御、すなわち、可変コンプライアン
ス制御は、図14に示す構成により実現できる。また、
点線で囲った枠は、操作入力剛性自動調整器15’を示
し、マイクロコンピュータで行うことによって、回路の
簡単化や複雑な演算,信号処理を可能としている。な
お、ここでは、前述した例に引き続いて、M,Dを固定
し、Kをテーブル速度に比例して調整する場合を例にと
って、その構成を説明する。図14に示すように、操作
入力指令値は、前記操作入力Fとして代入する。次に、
加算器17により後述するバネによる反力fK,ダンパ
ーによる減衰力fdのフィードバック値が操作入力Fに
加算される。その後、除算器18により質量係数Mの値
で除算し、質量Mの物体の加速度aを算出する。そし
て、次段の積分器19により、加速度aを時間積分し速
度vを算出する。ダンパーは質量Mの物体の速度変化に
応答する機械系であるため、乗算器20により、前記速
度vと粘性係数D値を掛け算し、ダンパーによる減衰力
fdを算出し、前記の加算器17にフィードバックす
る。一方、質量Mの物体の変位dは、前記速度vを積分
器21により時間積分することにより得られる。最後
に、バネは質量Mの物体の位置の変化に応答する機械系
であるため、乗算器22により、前記算出した変位d
と、後で述べるテーブルの速度に応じて調整された弾性
係数Kの値を乗算器22により掛け算し、バネによる反
力fKを算出し、前記の加算器17にフィードバックす
る。
Next, the above-described compliance control with variable control parameters, that is, variable compliance control, can be realized by the configuration shown in FIG. Also,
A frame surrounded by a dotted line indicates the operation input stiffness automatic adjuster 15 ', and by performing the operation with a microcomputer, simplification of a circuit, complicated calculation, and signal processing are enabled. Here, following the above-described example, the configuration will be described by taking as an example a case where M and D are fixed and K is adjusted in proportion to the table speed. As shown in FIG. 14, the operation input command value is substituted as the operation input F. next,
A feedback value of a reaction force fK by a spring and a damping force fd by a damper, which will be described later, is added to the operation input F by the adder 17. Then, the divider 18 divides by the value of the mass coefficient M to calculate the acceleration a of the object having the mass M. Then, the next stage of the integrator 19 integrates the acceleration a with time to calculate the velocity v. Since the damper is a mechanical system that responds to a change in the velocity of the object having the mass M, the multiplier 20 multiplies the velocity v by the viscosity coefficient D to calculate the damping force fd by the damper. give feedback. On the other hand, the displacement d of the object having the mass M can be obtained by time-integrating the velocity v by the integrator 21. Finally, since the spring is a mechanical system responding to a change in the position of the object having the mass M, the displacement d
Then, the multiplier 22 multiplies the value of the elastic coefficient K adjusted according to the speed of a table described later to calculate the reaction force fK by the spring and feeds it back to the adder 17.

【0066】次に、テーブルの速度に応じてKを調整す
る構成について、図14を用いて説明する。テーブル動
作を示す入力として、前記、算出した変位dを位置−速
度変換器31において、テーブルの速度を算出する。あ
るいは、この代りとして、テーブルに備えたエンコーダ
等による速度検出手段により、テーブルの実際の移動速
度を求め、これを入力することもできる(図示省略)。
次に、求めたテーブル速度は、次段の零ホールド器29
において、零ホールド値出力器30に従って、移動速度
を零にする処理をする。この零ホールド器29につい
て、図15(d)に示すように、入力速度が、零ホール
ド値+vよりも小さく、かつ、零ホールド値−vよりも
大きい場合、出力器の出力を零とする。また、零ホール
ド値出力器30は、前記、零ホールド器29の零ホール
ド値vを入力、設定するためのものであり、図15
(c)に示すように、可変抵抗器を利用して、操作者が
任意にその値を設定することができる。この零ホールド
器29と零ホールド値出力器30により、図12(a)
において前述したように、K=0とする速度の区間を設
定でき、操作の加速性を調整することができる。次に、
零ホールド器29より出力する速度は、次段の複数のゲ
イン演算器26,27,28に入力される。例えば、ゲ
イン演算器26は、図16(b)に示すように、入力速
度に応じて、0から1までのゲインを出力し、テーブル
の速度が零のときゲインは零を出力し、速度の増加に比
例してゲインが増加し、速度が最高速度Vmaxのとき
ゲインが1となる。また、そのゲインの出力特性は、前
記のほか、同図16(c),(d)に示すものがあり、
三角関数,指数関数などの非線形の関数を利用しても良
い。なお、これらのゲイン演算器26,27,28は、
次段に示す選択器25により選択される。この選択器2
5について、図16(a)に示すように、操作者が、ス
ィッチを切り替えることにより、任意にゲインの特性を
選択することができる。一方、最大弾性係数値出力器2
4では、図15(b)に示すように、前記、コンプライ
アンス制御の弾性係数Kの最大値を設定入力する。ま
た、図15(a)に示すように、可変抵抗器を利用し
て、操作者が任意にその値を設定することができる。こ
れにより、図10に示したように、テーブルの最高速度
は、Kと操作入力の関係により決まり、Kの最大値によ
り制限することから、速度の安全性を調整することがで
きる。以上により、乗算器23において、ゲイン演算器
の出力ゲインと、最大弾性係数の最大値が掛け算され、
コンプライアンス制御で使用するKの値が決まる。な
お、このKの値はゲイン演算器の出力ゲイン値により変
化する。また、前述したようにゲインは0から1の範囲
の値をとることから、Kの値は、ゲインに応じて、0か
ら最大弾性係数値出力器で設定入力する値まで変化す
る。そのほか、ゲインの値は、テーブルの速度に追従し
て変化するため、テーブル速度が変化した場合、ゲイン
の変化に伴い、コンプライアンス制御のK値も追従して
変化する。したがって、テーブル速度の変化に対して、
K値が最適な値をとるように自動調整ができる。
Next, a configuration for adjusting K according to the speed of the table will be described with reference to FIG. As an input indicating a table operation, the position-speed converter 31 calculates the table speed using the calculated displacement d. Alternatively, the actual moving speed of the table can be obtained by speed detecting means such as an encoder provided on the table, and this can be input (not shown).
Next, the calculated table speed is used as the zero hold unit 29 in the next stage.
, A process for setting the moving speed to zero is performed according to the zero hold value output device 30. As shown in FIG. 15D, when the input speed is lower than the zero hold value + v and higher than the zero hold value -v, the output of the output unit is set to zero. The zero hold value output unit 30 is for inputting and setting the zero hold value v of the zero hold unit 29.
As shown in (c), the operator can arbitrarily set the value using a variable resistor. FIG. 12A shows the zero hold unit 29 and the zero hold value output unit 30.
As described above, the section of the speed where K = 0 can be set, and the acceleration of the operation can be adjusted. next,
The speed output from the zero hold unit 29 is input to a plurality of gain calculators 26, 27, and 28 at the next stage. For example, as shown in FIG. 16 (b), the gain calculator 26 outputs a gain from 0 to 1 according to the input speed. When the speed of the table is zero, the gain outputs zero. The gain increases in proportion to the increase, and becomes 1 when the speed is the maximum speed Vmax. The output characteristics of the gain include those shown in FIGS. 16C and 16D in addition to the above.
A non-linear function such as a trigonometric function or an exponential function may be used. Note that these gain calculators 26, 27, 28
It is selected by the selector 25 shown in the next stage. This selector 2
Regarding No. 5, as shown in FIG. 16A, the operator can arbitrarily select the gain characteristic by switching the switch. On the other hand, the maximum elastic modulus value output device 2
In step 4, as shown in FIG. 15B, the maximum value of the elastic coefficient K of the compliance control is set and input. Further, as shown in FIG. 15A, the operator can arbitrarily set the value using a variable resistor. Thereby, as shown in FIG. 10, the maximum speed of the table is determined by the relationship between K and the operation input, and is limited by the maximum value of K, so that the speed safety can be adjusted. As described above, the multiplier 23 multiplies the output gain of the gain calculator by the maximum value of the maximum elastic modulus,
The value of K used in the compliance control is determined. The value of K changes according to the output gain value of the gain calculator. Further, as described above, since the gain takes a value in the range of 0 to 1, the value of K varies from 0 to the value set and input by the maximum elastic modulus output device according to the gain. In addition, since the value of the gain changes following the table speed, when the table speed changes, the K value of the compliance control also changes following the change in the gain. Therefore, for changes in table speed,
Automatic adjustment can be performed so that the K value takes an optimum value.

【0067】以上の構成により、可変コンプライアンス
制御を実現することができ、テーブルの動作に応じて、
操作入力剛性が最も最適となるように自動調整できるの
で、自然な操作の感触が得られる。次に、このような可
変コンプライアンス制御を用いた操作例について説明す
る。
With the above configuration, variable compliance control can be realized, and according to the operation of the table,
Since the operation input rigidity can be automatically adjusted so as to be the most optimal, a natural operation feeling can be obtained. Next, an operation example using such variable compliance control will be described.

【0068】なお、ここでは、前述した例に引き続い
て、M,Dを固定し、Kをテーブル速度に比例して調整
する場合を例にとって説明する。なお、K=0とする区
間は、0−V1とする。テーブルが停止しているとき、
K値は、前記図14におけるゲイン演算器のゲイン出力
は0となるため、K値は0となる。したがって、前述し
たように、Kが0の場合、押した力は全て加速度に変換
され、力の損失がないため、テーブルを押し始めたとき
は、効率良く寝台が加速し、軽く動く。そして、寝台を
一定の力で押し続けると、寝台の速度が増加する。ここ
で、K=0となる区間は、前記、図15(c)の零ホー
ルド値出力器で設定することができ、V1としたことか
ら、寝台の速度がV1に到達するまで、K=0の状態が
維持される。すなわち、寝台の速度がV1に到達するま
では、押した力は全て加速度に変換される加速度運動と
なるため、引き続き、自然で軽い状態が持続する。さら
に、引き続き押し続け、寝台の速度がV1を越えると、
図15(c)に示す零ホールド器より零以外の出力速度
が生じ、ゲイン演算器のゲインが零ではなくなる。その
ため、K=0の状態は失われ、速度に応じて、Kの値が
生じ、バネによる反力が発生する。そして、その反力に
より、押した力が減るため、寝台の加速度が小さくな
り、速度の上昇が鈍り始める。
Here, following the above-described example, a case where M and D are fixed and K is adjusted in proportion to the table speed will be described as an example. Note that the section where K = 0 is set to 0−V1. When the table is stopped,
The K value is 0 because the gain output of the gain calculator in FIG. 14 is 0. Therefore, as described above, when K is 0, all of the pressed force is converted into acceleration, and there is no loss of force. Therefore, when the table starts to be pushed, the bed efficiently accelerates and moves lightly. When the bed is continuously pressed with a constant force, the speed of the bed increases. Here, the section where K = 0 can be set by the zero hold value output unit shown in FIG. 15C, and since it is set to V1, K = 0 until the bed speed reaches V1. Is maintained. In other words, until the speed of the couch reaches V1, all the pressing force becomes an acceleration motion that is converted into an acceleration, so that a natural and light state continues. Further, when the bed continues to be pushed and the speed of the bed exceeds V1,
An output speed other than zero is generated from the zero hold unit shown in FIG. 15C, and the gain of the gain calculator is not zero. Therefore, the state of K = 0 is lost, the value of K is generated according to the speed, and a reaction force by the spring is generated. Then, due to the reaction force, the pushing force is reduced, so that the acceleration of the bed is reduced, and the increase in the speed starts to slow down.

【0069】その後、さらに押し続けると、速度の増加
にともない、Kの値が増加し、押す力を大きく減じるた
め、寝台の加速度がさらに小さくなり、速度の上昇が大
きく鈍る。そして、最終的に、押した力とバネによる反
力が等しくつりあった時点で、テーブル速度は一定値を
保ち、このまま、押し続けても速度は、これ以上、増加
しない。この速度は、前記図14,15に示した最大弾
性係数値出力器において、Kの最大値を設定すること
で、調整することができる。
Thereafter, when the push is further continued, the value of K increases with an increase in the speed, and the pushing force is greatly reduced. Therefore, the acceleration of the bed is further reduced, and the increase in the speed is greatly reduced. Finally, at the time when the pressing force and the reaction force of the spring are equally balanced, the table speed keeps a constant value, and the speed does not further increase even if the pressing is continued. This speed can be adjusted by setting the maximum value of K in the maximum elastic modulus value output device shown in FIGS.

【0070】このように、コンプライアンス制御のK
は、テーブルの速度に応じて自動的に調整されるため、
操作入力剛性が最も最適となるように自動調整するの
で、自然な操作の感触が得られる。もし、通常の物体の
運動と同様に動作する加速度運動の軽い状態がさらに必
要である場合、図15(c)に示す可変抵抗器の抵抗値
を標準よりも高い方へボリュームを回し、K=0の状態
が維持される速度の区間を広くすることで、自然で軽い
状態が長く持続する。
As described above, K of the compliance control
Is automatically adjusted according to the speed of the table,
Since the operation input rigidity is automatically adjusted so as to be the most optimal, a natural operation feeling can be obtained. If a lighter state of the acceleration movement that operates in the same manner as the movement of the normal object is further required, turn the volume of the variable resistor shown in FIG. By widening the section of the speed in which the state of 0 is maintained, the natural and light state is maintained for a long time.

【0071】一方、速度が上昇しすぎないように安全性
を重視する場合、図15(a)に示す可変抵抗器の抵抗
値を標準よりも低い方へボリュームを回し、Kの最大値
を大きく設定することで、速度を抑えることができる。
このように、操作者が最も操作しやすいという操作感触
を、操作入力剛性自動調整器で設定することにより、自
動的に、制御パラメータが設定されるため、操作者の好
みや術式に合わせて、最も操作感触が適した状態で寝台
を操作することができる。
On the other hand, when importance is placed on safety so that the speed does not increase too much, the resistance of the variable resistor shown in FIG. 15A is turned to a value lower than the standard value to increase the maximum value of K. By setting, the speed can be suppressed.
As described above, since the operation feeling that the operator is most comfortable to operate is set by the operation input stiffness automatic adjuster, the control parameters are automatically set. The bed can be operated in a state where the operation feeling is most suitable.

【0072】以上、本発明をX線診断装置の寝台に適用
した場合について説明したが、前記寝台以外のX線管装
置及びX線像検出器を支持する支持機構或いはX線像検
出器等の移動操作はもちろん、X線診断装置以外の寝
台、例えば磁気共鳴イメージング装置等の寝台や寝台以
外の移動操作が必要な機器の操作にも適用できることは
いうまでもない。
The case where the present invention is applied to the bed of the X-ray diagnostic apparatus has been described above. However, other than the bed, an X-ray tube apparatus, a support mechanism for supporting the X-ray image detector, an X-ray image detector, or the like. It goes without saying that the present invention can be applied to not only the moving operation but also the operation of a bed other than the X-ray diagnostic apparatus, for example, a bed such as a magnetic resonance imaging apparatus or an apparatus requiring a moving operation other than the bed.

【0073】[0073]

【発明の効果】このように本発明によれば、操作者が最
も操作しやすいという操作力の剛性を、操作入力剛性選
択器で選択した値に操作入力剛性設定器で設定すること
により、操作者の好みや術式に合った操作感触で寝台を
操作することができる。さらに、上記操作力の剛性を決
めるパラメータを、テーブル動作に合わせて自動的に調
整する手段を設けることによって、より自然な操作の感
触が得られようになる。
As described above, according to the present invention, the operation input stiffness, which is most easily operated by the operator, is set to the value selected by the operation input stiffness selector by the operation input stiffness setting device. The bed can be operated with an operation feeling suitable for the user's preference and operation method. Further, by providing a means for automatically adjusting the parameter for determining the rigidity of the operation force in accordance with the table operation, a more natural operation feeling can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を寝台に適用した制御装置の制御系の構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a control system of a control device in which the present invention is applied to a bed.

【図2】コンプライアンスに基づく制御モデルを示す図
である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a control model based on compliance.

【図3】コンプライアンス制御モデル定数変化時の時間
と変位量の関係図である。
FIG. 3 is a relationship diagram between time and displacement when a compliance control model constant changes.

【図4】本発明の操作入力剛性設定器の制御系の構成を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a control system of the operation input rigidity setting device of the present invention.

【図5】本発明の操作入力剛性設定器を用いた場合の時
間と変位量の関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between time and displacement when the operation input rigidity setting device of the present invention is used.

【図6】本発明の操作入力剛性選択器の具体例を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing a specific example of an operation input rigidity selector according to the present invention.

【図7】循環器X線検査装置とX線CT装置を組み合わ
せたシステムの例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a system in which a circulatory organ X-ray inspection apparatus and an X-ray CT apparatus are combined.

【図8】従来の制御装置の制御系の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a control system of a conventional control device.

【図9】慣性力を補償した制御と慣性力を考慮した制御
の違いを示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a difference between control in which inertia force is compensated and control in consideration of inertia force.

【図10】コンプライアンス制御の弾性係数を固定とし
た場合と可変とした場合の違いを示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a difference between a case where the elastic coefficient of compliance control is fixed and a case where the elastic coefficient is variable.

【図11】コンプライアンス制御のテーブル移動速度と
弾性係数の関係を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between a table moving speed and an elastic coefficient in compliance control.

【図12】コンプライアンス制御の弾性係数を零とする
区間をパラメータとしたテーブルの移動速度波形の違い
を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a difference in a moving speed waveform of a table in which a section where an elastic coefficient of compliance control is zero is used as a parameter.

【図13】可変コンプライアンス制御において、操作入
力が異なる場合のテーブルの移動速度波形の違いを示す
図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a difference in a moving speed waveform of the table when the operation input is different in the variable compliance control.

【図14】本発明の操作入力剛性自動調整器の制御系の
構成を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a control system of the operation input stiffness automatic adjuster of the present invention.

【図15】本発明の操作入力剛性自動調整器の要素の具
体例とその特性を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing specific examples of elements of the operation input stiffness automatic adjuster of the present invention and their characteristics.

【図16】本発明の操作入力剛性自動調整器のゲイン演
算器とその特性を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a gain calculator and its characteristics of the automatic operation input stiffness adjuster of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 力ー位置変換器I 4 力ー位置変換器II 7 力検出器 12 速度検出 13 位置検出 15 操作入力剛性設定器 15’操作入力剛性自動調整器 16 操作入力剛性選択器 50 被検者 52 患者寝台(患者テーブル) Reference Signs List 1 force-position converter I 4 force-position converter II 7 force detector 12 speed detection 13 position detection 15 operation input stiffness setting device 15 'operation input stiffness automatic adjuster 16 operation input stiffness selector 50 subject 52 patient Sleeper (patient table)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検者を寝載する寝台と、この寝台を間
にして対向配置されたX線管装置及びX線像検出器を支
持する支持機構と、前記寝台又は支持機構或いはX線像
検出器のそれぞれの操作入力を検出する操作入力検出手
段と、前記寝台又は支持機構或いはX線像検出器のそれ
ぞれの位置を検出する位置検出手段とを備え、前記操作
入力検出手段で検出した操作入力を位置の量に変換し、
この変換した位置の量に目標の位置の量を加算した位置
の量に前記位置検出手段で検出した位置の量が一致する
ように前記寝台又は支持機構或いはX線像検出器の操作
力を制御する操作力制御手段を備えた医用X線装置にお
いて、前記操作力制御手段に、前記寝台又は支持機構或
いはX線像検出器の操作感覚パラメータである操作入力
の剛性を設定する操作入力剛性設定手段と、前記操作入
力の剛性を任意に選択する操作入力剛性選択手段とを具
備し、前記寝台又は支持機構或いはX線像検出器の操作
入力の剛性を前記操作入力剛性選択手段で選択した値に
前記操作入力剛性設定手段で設定し、この設定した剛性
の操作入力で前記寝台又は支持機構或いはX線像検出器
を操作することを特徴とする医用X線装置。
1. A bed on which a subject is laid, a support mechanism for supporting an X-ray tube apparatus and an X-ray image detector arranged opposite to each other with the bed therebetween, and the bed or the support mechanism or X-ray An operation input detection unit that detects each operation input of the image detector; and a position detection unit that detects each position of the bed or the support mechanism or the X-ray image detector. Convert the operation input to the position amount,
The operating force of the bed or the support mechanism or the X-ray image detector is controlled so that the amount of the position detected by the position detecting means matches the amount of the position obtained by adding the amount of the target position to the amount of the converted position. Input X-ray apparatus, comprising: an operation input rigidity setting unit configured to set an operation input rigidity, which is an operation feeling parameter of the bed, the support mechanism, or the X-ray image detector, in the operation force control unit. And operation input rigidity selection means for arbitrarily selecting the operation input rigidity, wherein the operation input rigidity of the bed or the support mechanism or the X-ray image detector is set to a value selected by the operation input rigidity selection means. A medical X-ray apparatus, which is set by the operation input rigidity setting means, and operates the bed, the support mechanism, or the X-ray image detector with the operation input having the set rigidity.
【請求項2】 上記操作入力剛性設定手段に操作入力の
剛性を上記寝台又は支持機構或いはX線像検出器の動作
に合わせて自動的に調整する手段を設けたことを特徴と
する請求項1に記載の医用X線装置。
2. The operation input stiffness setting means includes means for automatically adjusting the stiffness of the operation input in accordance with the operation of the bed, the support mechanism, or the X-ray image detector. 4. The medical X-ray apparatus according to claim 1.
JP10233471A 1998-08-06 1998-08-06 Medical x-ray device Pending JP2000051190A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10233471A JP2000051190A (en) 1998-08-06 1998-08-06 Medical x-ray device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10233471A JP2000051190A (en) 1998-08-06 1998-08-06 Medical x-ray device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000051190A true JP2000051190A (en) 2000-02-22

Family

ID=16955553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10233471A Pending JP2000051190A (en) 1998-08-06 1998-08-06 Medical x-ray device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000051190A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001353141A (en) * 2000-06-14 2001-12-25 Toshiba Medical System Co Ltd X-ray DIAGNOSTIC INSTRUMENT
CN107635465A (en) * 2015-03-19 2018-01-26 美敦力导航股份有限公司 Axle to weighing apparatus x-ray scan instrument stand and the device and method for maintaining user's selection position of x-ray scan instrument stand

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001353141A (en) * 2000-06-14 2001-12-25 Toshiba Medical System Co Ltd X-ray DIAGNOSTIC INSTRUMENT
CN107635465A (en) * 2015-03-19 2018-01-26 美敦力导航股份有限公司 Axle to weighing apparatus x-ray scan instrument stand and the device and method for maintaining user's selection position of x-ray scan instrument stand
JP2018512056A (en) * 2015-03-19 2018-05-10 メドトロニック・ナビゲーション,インコーポレーテッド Apparatus and method for balancing axes of X-ray scanner gantry and maintaining user selected position
JP2020182881A (en) * 2015-03-19 2020-11-12 メドトロニック・ナビゲーション,インコーポレーテッド Device and method for counterbalancing axis of x-ray scanner gantry and maintaining user selection position

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6045262A (en) Apparatus and method for controlling table in medical diagnosis system
US20200237456A1 (en) Medical robotic system with dynamically adjustable slave manipulator characteristics
US9008842B2 (en) Medical robotic system with sliding mode control
US7843158B2 (en) Medical robotic system adapted to inhibit motions resulting in excessive end effector forces
JP4692642B2 (en) Transfer support device
US8092402B2 (en) Power assist control method, power assist control apparatus, and reduction apparatus
US8335590B2 (en) System and method for adjusting an image capturing device attribute using an unused degree-of-freedom of a master control device
JP2020532404A (en) Robotic surgical systems and methods and computer-readable media for controlling robotic surgical systems
US7991118B2 (en) System and method for providing lateral and frontal X-ray images of a patient
CN106794045A (en) Flexible medical utensil
JP2015006722A (en) Master device for master slave device, control method therefor, and master slave robot
CN113301866A (en) Medical arm system, control device, control method, and program
JP2000051190A (en) Medical x-ray device
JPH11137543A (en) Bed controller for medical diagnostic equipment
US7460642B2 (en) Method for generating an x-ray image sequence
JP3688382B2 (en) X-ray diagnostic equipment
CN109316198B (en) Interaction of operating parameters in a medical system
JPH08229028A (en) X-ray diagnostic device
WO2023074335A1 (en) Control system, control device, control method, and program
JPH08280668A (en) X-ray disgnostic apparatus
JP5762578B2 (en) X-ray diagnostic equipment
JP2000083950A (en) Medical x-ray device
KR101826848B1 (en) Master device for interventional procedure, and conrolling method of the master device for interventional procedure, and remote control interventional procedure system using the master device
Kern et al. Closed loop stability analysis of an assistance system for catheterization
JP2011015912A (en) X-ray diagnostic apparatus