JP2001120527A

JP2001120527A - Ｘ線診断装置

Info

Publication number: JP2001120527A
Application number: JP30643099A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Makino; 英一牧野; Yoshikazu Iketa; 嘉一井桁; Tsutomu Suzuki; 力鈴木
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2001-05-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】Ｘ線管装置とＸ線受像装置から成る撮像系を
支持する支持装置及び患者テーブルを該患者の透視、撮
影部位に素早く位置決めして、検査や治療を効率良く行
うに好適なＸ線診断装置を提供する。【解決手段】Ｘ線診断装置を制御するシステムは、全
体を統括制御する上位コントローラと各機器個別を制御
する下位コントローラとで構成する。応答の遅い機器に
対する操作指令は、例えば循環器Ｘ線検査装置のＣアー
ムの回転移動機構には、操作器からの操作指令をＣアー
ムの回転移動を制御する下位コントローラに直接入力し
て操作する。そして、Ｃアームが他のＣアームや患者テ
ーブルに接触しないようにするために、上位コントロー
ラに接触回避処理手段を設け、これにより接触するか否
かを判断し、接触しない場合は操作器からの操作指令で
操作し、接触する可能性がある場合は上位のコントロー
ラから操作指令を接触しない操作指令に変更してこれを
下位のコントローラに入力して操作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操作器からの操作
指令で各機器を操作するＸ線診断装置に係り、特にＸ線
管装置とＸ線受像装置を支持する支持器や患者テーブル
等の各機器を前記操作器からの操作指令に即座に応答さ
せて各機器を操作するに好適なＸ線診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年，インターベンショナルラジオロジ
ー（以下，ＩＶＲという。）というカテーテルを利用し
た治療法が盛んに行われるようになってきた。これは、
例えば、冠状動脈の中に梗塞があり，これを治療する場
合に，大腿動脈等からカテーテルを挿入し，そのカテー
テルをＸ線透視下において目的とする血管まで進め，目
的の部位においてバルーンカテーテルやアテレクトミー
カテーテルなどを使用して狭窄部の開大を行うというも
のである。

【０００３】このＩＶＲの手技では、Ｘ線透視下で目的
とする血管を見つけ，カテーテルを素早くその目的とす
る血管に挿入する必要があるので，前記Ｘ線透視下にお
いて撮像系や，患者テーブル等を最適な位置に位置決め
する必要がある。

【０００４】このような操作は、従来の造影検査でもあ
ったが，ＩＶＲの手技により一層必要となった。すなわ
ち、診断時に得たＸ線透視画像から目指す治療部位を確
定しておき，ＩＶＲにより治療を行うときには血管内で
カテーテルを移動し，前記目標の治療部位にカテーテル
を到達させるためのガイドとしてＸ線透視が一層重要と
なる。そこで，関心領域近くにカテーテルを近づけ，見
たい部位にシネカメラの視野中心を持ってきたり，少し
ずらしたりと細かな位置決め操作が行われる。

【０００５】このように、ＩＶＲや造影検査は、例えば
頭部に疾患部がある場合、大腿動脈からカテーテルを挿
入し，それをＸ線透視により前記カテーテルの進み具合
をＸ線画像を観察するためのモニターで確認しながら進
めていく。特に、頭や心臓，腹部においてはカテーテル
を進める血管を選択的に進めていくために，一方向によ
る透視だけでは複雑な血管走行の様子がわかりずらい。
そこで，透視方向を変え，いろいろな方向から見て血管
の走行を確認し、治療を進める。一方、患者を載置する
テーブルも，患者の体軸方向を初めとして、いろいろな
方向に移動可能なフローティング動作が可能であり，ま
た高さ方向も変えることができる。図６は上記のＩＶＲ
や造影検査に用いる透視、撮影が可能な循環器Ｘ線検査
装置である。この装置は、Ｘ線管装置２２と、このＸ線
管装置２２に対抗配置されたイメージインテンスファイ
ア（以下、Ｉ．Ｉ．と呼ぶ）とテレビカメラから成るＸ
線受像装置２３をＣ字状アーム（以下、Ｃアームと呼
び、このＣアームはＣアーム支持器２７で支持されてい
る）２４で支持して撮像系を構成し、前記Ｘ線管装置２
２とＸ線受像装置２３との間に患者２６を載置したテー
ブル２５を配置する。

【０００６】前記Ｃアーム２４は、図７に示すようにβ
軸回転、α軸回転及びθ軸回転といろいろな方向に回転
できるように構成されており、一方、テーブル２５は患
者２６の体軸方向（これを前後方向と呼ぶ）と、この方
向と直角の方向（これを左右方向と呼ぶ）に移動及び高
さ方向も可変できるように構成されている。

【０００７】上記のＣアーム２４のβ軸、α軸、θ軸の
各回転及びテーブル２５の前後、左右移動によって患者
２６の透視、撮影部位の位置決めを操作者１が操作器２
から操作指令を出力し、この操作指令を後述の制御装置
に入力して行う。図８は操作者１が上記Ｃアームの各回
転機構に操作指令を入力するための操作器２で、ジョイ
スティックレバー３１による操作器の例である。この操
作器のジョイステックレバー３１から操作指令を入力す
る時は、該ジョイステックレバー３１に設けてある操作
ボタン３２を押したままの状態で前記ジョイステックレ
バー３１を傾倒する（操作ボタン３２を元の位置に戻す
とジョイステックレバー３１の傾倒方向及び傾倒量に拘
わらず、前記ジョイステックレバー３１からの操作指令
は無効となる）。

【０００８】ジョイスティックレバー３１は操作する方
向に応じて、Ｃアームの回転移動する方向が決められて
おり、例えば、ジョイスティックレバー３１を前後方向
に倒すと、Ｃアームはα軸で回転し、左右方向に倒すと
Ｃアームはβ軸で回転する。また、ジョイステックレバ
ー３１を傾ける角度はＣアームの回転速度に対応し、該
ジョイステックレバー３１の傾きの量に応じてＣアーム
の回転速度が決まる。例えば、ジョイステックレバー３
１の傾きが１０度に対して回転速度を１０[rａd/s]とす
ると、前記レバー３１を４０度傾けた場合、回転速度は
４０[rａd/s]となる。したがって、Ｃアームをβ軸の回
転方向に４０[rａd/s]で回転させたい場合には、ジョイ
ステックレバー３１を右方向に倒し、かつ、４０度傾け
ればよい。このように、Ｃアームの各回転は、操作器の
ジョイスティックレバー３１を操作することによって、
任意の位置に回転移動させることができる。

【０００９】また、患者２６のテーブル２５の前後、左
右方向への移動も別に設けられた操作レバーあるいは操
作ボタン（図示省略）からの操作指令により行うことが
できるように構成されている。このようにしてＣアーム
による撮像系や患者テーブルの位置決めを行うものであ
るが、検査やＩＶＲによる治療を効率よく行うために
は、前記Ｃアームや患者テーブルの位置決めが簡単で、
かつ操作者が操作器から入力した操作指令に対して迅速
に応答することが肝要である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図９は操作者１が図８
の操作器２に入力した操作入力とこの操作入力に応答し
てＣアームが回転する回転速度との関係で、ジョイステ
ィックレバー３１を倒して、ＣアームをＡ[rａd/s]で回
転移動させ、一定時間後、ある所定の回転位置でＣアー
ムを停止させるためにジョイスティックレバー３１を元
の位置に戻してＣアームの回転速度を零にした場合であ
る。操作入力に追従するＣアームの回転移動速度は、後
述する循環器Ｘ線検査システムの応答の遅れにより、操
作入力信号よりも前記応答遅れ分だけ遅れて回転移動す
る。

【００１１】例えば、操作入力開始時の時間の遅れτ0
は、操作指令を入力したにも拘わらずＣアームが動いて
いない状態の時間である。また、操作指令入力終了時の
時間遅れτ1は、操作指令が入力されていないにも拘わ
らず、Ｃアームがまだ動いている状態の時間である。

【００１２】これらのτ0、τ1の時間が長いと、以下の
ような問題が生じる。 1）Ｃアームを速く動かそうとして過大な操作指令値を
入力すると、Ｃアームは急激に加速し、振動発生の要因
となる。 2）Ｃアームの位置決めがやりにくくなり、位置決めに
時間がかかる。これらのτ0、τ1の時間、すなわち、Ｃアームの回転移
動速度の遅れは、Ｃアームの回転駆動制御信号を生成す
る制御システム、前記回転駆動制御装置及びＣアームの
回転駆動機構の応答の遅れによって生じる。

【００１３】以下、これについて説明する。従来の循環
器Ｘ線検査システムのＣアームの回転や患者テーブルの
移動等による位置決めを行うための制御システムは、操
作器からの操作指令を上位のコントローラに入力してど
の位置決めかを判断して、この結果を下位のコントロー
ラに伝達して、この下位のコントローラで上記操作信号
に対応するモータを駆動して位置決めするシステム構成
をとっていた。すなわち、コントローラを上位と下位に
分散する制御システムで、このようなシステム構成とす
ることによって、変更や新規追加に容易に対応でき、拡
張性と柔軟性に富んだ制御システムとすることができる
からであり、Ｘ線診断装置に上記のようにコンポーネン
トを制御するコンピュータを用いたコントローラを分散
配置して、これら分散配置されたコントローラを上位の
コンピュータで管理制御するシステムは、特願昭６０−
１９６００４号に開示されており、特にＣアームによる
支持器を備えた循環器Ｘ線検査装置に用いた例として、
本願発明者等によって特願平１１−１２１９９３号に提
案されている。

【００１４】図１０は上記分散制御をＣアームを回転駆
動する制御システムに用いたブロック図である。操作者
１が操作器２から入力した操作指令は、同図の太線の経
路に沿って、上記Ｃアームの回転駆動制御システムを統
括制御する上位コントローラ３へ入力され、上位コント
ローラ３は操作指令の内容に応じてＣアームの各動作軸
を駆動制御する下位のコントローラ４(α軸）、５（β
軸）、６（θ軸）へ動作指令を出力する。動作指令を受
けた下位コントローラは、該動作指令に基づいてこの動
作指令に対応するモータ（図示省略）を駆動制御する。
そして、前記モータの回転によりＣアームは回転移動す
る。例えば、Ｃアームをβ軸回転させる場合、操作器２
よりβ軸回転の操作指令を出力し、上位コントローラ３
はβ軸のモータを回転駆動させる下位コントローラ５へ
回転駆動の動作指令を出力する。

【００１５】もし、Ｃアームをα軸回転させる場合は、
操作器２よりα軸回転の操作指令を出力し、上位コント
ローラ３はα軸のモータを回転駆動させる下位コントロ
ーラ４へ回転駆動動作指令を出力する。このように、上
位コントローラ３は、操作指令の内容に応じて、回転駆
動させるモータを制御する下位のコントローラ４、５、
６を選択する。

【００１６】このように、従来の制御システムでは、操
作者が操作器に入力した操作指令は、すべて上位コント
ローラ３を介して下位コントローラ４、５、６に伝達す
る構成となっていたので、そのため操作器から入力した
操作指令がＣアームの回転駆動機構に伝わるまでに、上
位コントローラ３、及び下位コントローラ４、５、６の
演算処理時間などによって、応答の遅れがあった。この
応答遅れについて図１１の制御ブロック図を用いて詳細
に説明する。図１１は図１０の制御システムの制御処理
の流れを詳細に示した図である。

【００１７】操作者１が操作器２から操作指令を入力す
ると、上記操作器２のジョイスティックレバー３１の傾
倒量を示す信号や、操作ボタン（図示省略）等からの操
作信号などの、操作器２からの操作信号を電気信号に変
換して、上位コントローラ１１に入力する。上位コント
ローラ１１では、操作信号の内容に応じて動作指令を演
算する動作指令演算処理が行われ、この動作指令は通信
処理装置１２によって上位コントローラ１１から下位コ
ントローラ１３へ送られる（前記上位のコントローラ１
１と通信処理装置１２とは一つのコントローラで構成さ
れており、これらは図３の上位のコントローラ３に相当
する）。下位コントローラ１３は、受信した動作指令に
基づいてＣアームの回転移動速度や位置を制御するサー
ボ制御処理を行い、前記操作器２から入力した操作指令
に対応した速度指令電圧に増幅する。この速度指令電圧
に基づいて、サーボアンプ１４はモータを駆動するため
のモータ駆動電圧を発生する。このモータ駆動電圧によ
ってモータ１５が回転し、該モータ１５に対応するＣア
ームの動作軸を回転駆動して該Ｃアームを回転移動させ
る。

【００１８】ここで上記上位コントローラ１１について
さらに詳細に説明する。上位コントローラ１１は、操作
器２から入力されたジョイステックレバー３１等からの
操作入力信号の有無を検出し、この信号に対応した装置
の操作量を１７で処理し、ここで処理された信号に基づ
いて上記の動作指令演算を行い（動作速度算出処理１
８）、動作指令速度信号を求める。

【００１９】この動作指令速度信号を下位コントローラ
へ送信すれば、Ｃアームは前記動作速度信号で回転移動
するが、図６に示した循環器Ｘ線検査装置は、Ｃアーム
や患者テーブル等の動く装置が数多くあるので、これら
の装置同士の接触を防ぐために後述の接触防止処理１９
を備えており、この接触防止処理の結果に基づいて前記
動作指令速度は決定される。

【００２０】すなわち、装置同士が接触しないと判断し
た場合は上記動作指令速度をそのまま下位のコントロー
ラに送信して対応するモータを回転駆動し、接触する可
能性がある場合は上記動作指令速度を制限して接触しな
い速度で回転駆動するようにする。このような接触防止
処理を経て前記動作指令速度値の異常検出と下位コント
ローラへの送信の可否をエラーチェック処理２０でチェ
ックした後に前記動作指令速度を下位のコントローラへ
出力する。

【００２１】上記の接触防止処理方法は上記特願平１１
−１２１９９３号に提案されているが、ここでは該接触
防止処理について簡単に説明する。前述したように、循
環器Ｘ線検査システムは、患部を様々な角度から撮影す
るために、複数の動作軸がある。また、Ｃアームは操作
者から見て死角となる部分が多くあり、さらに複数の動
作軸を組み合わせていろいろな方向に回転移動するため
に該Ｃアームが移動するときの軌跡を予測しにくい場合
がある。

【００２２】そのため、操作器からの操作指令入力に応
じてＣアームを動かしても患者テーブルと接触しないよ
うにしなければならない。そこで、上位コントローラと
下位のコントローラ間で上記Ｃアームや患者テーブル等
の現在位置を初めとする接触に関する情報を通信により
伝送し、各動作軸におけるＣアームの現在位置を把握
し、該Ｃアームが他の装置に接触しないように安全に移
動できる制限速度を算出して装置間の接触を未然に防止
する方策を講じている。具体的には、動作速度算出処理
１８で求めた動作指令速度が接触防止処理１９で求めた
制限速度よりも大きい場合は、前記動作指令速度を制限
速度の値に制限して装置間の接触を未然に防止する。こ
のような制御システムにおいて、操作器３から入力した
操作指令の発生からＣアームが回転移動を開始するまで
の時間は約１秒と長く、正確な位置決めと即時応答が求
められるＩＶＲにおいては非常に長い時間である。

【００２３】図１２は上記図１１による制御システムの
各部の処理時間の内訳を示す。図１２より、各部の処理
時間の中で以下ａ）〜ｃ）の処理時間が長いことが分か
る。ａ）接触防止処理時間ｂ）通信処理時間ｃ）Ｃアームの機械応答時間このように、上記ａ）〜ｃ）が操作入力に対する循環器
Ｘ線検査システムの応答の遅れの主な原因であった。

【００２４】そこで、本発明の目的は、Ｘ線管装置とＸ
線受像装置から成る撮像系を支持する支持装置及び患者
テーブルを該患者の透視、撮影部位に素早く位置決めし
て、検査や治療を効率良く行うに好適なＸ線診断装置を
提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、複数の機器
で構成されたＸ線診断装置であって、前記複数の機器を
操作する操作器と、この操作器からの操作指令値を入力
して前記複数の機器を統括制御する統括制御手段と、こ
の統括制御手段で制御される前記複数の機器個別に対応
して有する複数の個別制御手段とを備えたＸ線診断装置
において、前記複数の個別制御手段のうちの任意の個別
制御手段に前記操作器からの操作指令値を前記統括制御
手段を介さないで入力し、この入力した操作指令値で前
記任意の個別制御手段に対応した機器を操作することに
よって達成される。特に、Ｘ線管装置とＸ線受像装置を
支持するＣ字状のアーム（Ｃアーム）を有する循環器Ｘ
線検査装置に上記の技術を適用すれば、Ｃ字状のアーム
の各動作軸の機械機構に存在する応答遅れによる問題を
解消して操作器からの操作指令に即応答する操作が可能
となり、ＩＶＲ等のカテーテル操作時の患者疾患部の位
置合わせが素早く行えるようになり、操作性が一段と向
上するものである。

【００２６】また、前記統括制御手段に、前記操作指令
値で操作する機器が他の機器に接触するか否かを判断す
る機器接触判断手段を設け、この判断手段で前記機器と
他の機器が接触しないと判断した場合は前記機器の個別
制御手段に入力した前記操作器からの操作指令値で前記
機器を操作し、接触すると判断した場合は前記統括制御
手段から前記機器の操作を止める操作指令値を該機器の
個別制御手段に入力するか又は前記操作指令値を接触し
ない指令値に変更してこれを前記機器の個別制御手段に
入力して前記機器を操作することによって、２方向から
透視する２台のＣアームを操作する場合に、この２台の
Ｃアーム同士の接触やこれらのＣアームと患者テーブル
との接触を回避することができ、前記接触を気にするこ
となく素早い位置合わせが可能となる。

【００２７】さらに、前記操作器と個別制御手段との間
に、前記操作器からの操作指令がどの機器の操作指令か
を判断する操作指令判断手段とこの判断手段の入力と出
力の関係を任意に変更可能とする入出力変更手段とから
成る操作指令判断変更手段を設け、この操作指令判断変
更手段から出力される操作指令値をそれぞれの操作指令
値に対応する個別制御手段に入力することによって、操
作者の利き腕、カテーテルの挿入位置や挿入方向、ある
いは操作者の好みで操作者が操作器の操作方向を任意に
選択することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明は、従来の制御システムの
応答送れの原因は発明が解決しようとする課題で述べた
接触防止処理時間、通信処理時間、Ｃアームの機械応答
時間にあることに着目して、操作器３からの操作指令を
上位のコントローラを介さないで、直接下位のコントロ
ーラに入力して前記操作指令に対応するサーボ制御処理
を行って該操作指令に対応するＣアーム動作軸のモータ
やテーブル移動等のモータの回転駆動を開始するように
したものである。

【００２９】以下、本発明の実施例について図１〜図５
により詳細に説明する。

【００３０】（第１の実施例）図１は本発明による第１
の実施例を示す制御ブロック図である。図１において、
操作器２からの操作指令信号は直接下位のコントローラ
に入力して、前記操作指令信号に対応したサーボ制御処
理を行う例で、図８の操作器２のジョイステックレバー
３１の前後方向の操作指令信号、すなわちＣアームのα
軸回転用の操作指令信号は直接α軸用の下位のコントロ
ーラ４に入力し、β軸回転用のジョイステックレバー３
１の左右方向の操作指令信号は直接β軸用の下位のコン
トローラ５に入力し、その他のθ軸回転用の操作指令信
号は直接θ軸用の下位のコントローラ６に、テーブルの
前後、左右移動用の操作指令信号は対応する下位のコン
トローラに直接入力して、それぞれサーボ制御処理を行
って対応するモータを回転駆動させる。一方、前記各操
作指令信号は直接下位のコントローラに入力すると同時
に上位のコントローラ３にも入力して接触防止処理やそ
の他の処理を行う。図２は上記制御システムの詳細を示
すブロック図で、操作器２からの操作指令信号は、直接
下位のコントローラのサーボ制御処理に入力すると共に
動作指令の演算処理１１と通信処理１２で構成される上
位のコントローラにも入力して、前記サーボ制御処理と
並行して従来と同様に前記上位のコントローラで接触防
止処理やその他の処理を行い、前記操作指令信号に対応
する動作速度指令値が接触しない速度指令値の場合はそ
のまま前記モータを回転駆動させ、接触する可能性のあ
る動作速度指令値の場合は接触しない速度指令値に変更
して、この速度指令値でモータを回転駆動させ、Ｃアー
ムの回転移動等を行う。このように、操作器２からの操
作指令信号を下位のコントローラに直接入力するように
したので、従来問題となっていた操作入力に対する循環
器Ｘ線検査システムの応答遅れの要因の一つである機械
応答の遅れを改善できる。以下、これについて説明す
る。

【００３１】図３は操作者１が操作器２から操作指令信
号を入力してからの時間とＣアームを回転移動させるモ
ータが発生するトルクの関係と、前記時間とＣアームの
回転移動距離の関係を示した図で、（ａ）は従来方法の
場合、（ｂ）は本発明による場合である。

【００３２】従来の制御システムでは、操作器からの操
作指令信号はすべて上位コントローラを経て下位コント
ローラに伝送するために、常に一定の応答の遅れがあっ
た。この一定の応答の遅れについて説明する。図３
（ａ）において、操作指令信号が発生した時間をt=0と
し、前記操作指令信号が下位のコントローラに伝わり、
サーボアンプに速度指令電圧を出力してサーボ制御処理
を開始した時間をt=taとすると、t=taのときはモータの
発生するトルクは零であるのでＣアームは停止してい
る。その後、下位のコントローラは前記操作指令信号の
大きさに比例した速度指令電圧を出力してモータのトル
クは漸次増大し、このトルクが所定値になった時にＣア
ームは回転移動を開始する。一方、Ｃアームには、この
Ｃアームの重量と該Ｃアームの回転移動方向によって決
まる負荷トルク及び該Ｃアームの回転駆動伝達機構の摩
擦による摩擦トルクがあるため、これらの負荷トルクと
摩擦トルクを合計したトルクよりも大きいトルクを前記
モータが発生するまではＣアームは動かない。

【００３３】このため、図３（ａ）に示すように、モー
タのトルクが前記負荷トルクと摩擦トルクの合計のトル
クTaよりも大きい時点t=tbで、Ｃアームが動き始め、回
転移動する。このように、t=taで下位のコントローラが
操作指令信号に基づくサーボ制御処理を開始しても、Ｃ
アームは即座に動かず機械応答の遅れを生じる。

【００３４】そこで、図３（ｂ）に示すように、本発明
では前記機械応答の遅れを小さくするために、下位コン
トローラが操作指令信号に基づくサーボ制御処理を開始
する前に、Ｃアームを静止した状態にしたままで、モー
タのトルクをTb前後まで発生するようにしたものであ
る。そのためには、操作器から操作指令信号が発生した
ことを上位コントローラから動作指令（動作指令の演算
処理で生成）が送信されてくる前に、下位のコントロー
ラで認知する必要がある。このようにするために、本発
明の第１の実施例では、操作指令信号が上位コントロー
ラを経由して動作指令として下位コントローラに送られ
る経路とは別に、操作器からの操作指令信号を上位コン
トローラを経由せずに下位コントローラに直接入力す
る。操作器からの操作指令信号は該操作器によって電気
信号に変換されており、操作器から下位コントローラに
入力されるまでの時間遅れはほとんどなく、上位コント
ローラからの動作指令が下位コントローラに送信される
前に、前記操作指令信号を下位コントローラに入力する
ことができる。図３（ｂ）でtcは下位コントローラに操
作指令信号が入力された時点であり、t=0で操作指令信
号が発生すると同時に、この信号は下位コントローラに
入力される（t=tc）。下位コントローラでは、この信号
に基づいて、Ｃアームが静止した状態を維持しながら、
モータのトルクをTa前後まで高くすると共に、前記操作
指令信号は上位コントローラにも入力し、このコントロ
ーラによって処理された動作指令が下位コントローラに
送信される。下位コントローラが前記動作指令に基づい
て動作開始する時点（t=ta）では、すでにモータはＣア
ームが回転移動を開始する十分なまでのトルクを発生し
ており、t=taの動作開始と同時にＣアームは回転移動を
開始することができる。

【００３５】次に、上記第１の実施例を透視方向の異な
る図４に示すＣアーム１とＣアーム２から成る２つのＣ
アーム装置の接触を回避する例について説明する。図４
において、Ｃアーム２をβ軸で回転移動すると、Ｃアー
ム２のＸ線受像装置がＣアーム１に接触する場合が考え
られる。このような場合には、Ｃアーム２を回転移動す
る操作指令信号が発生しても回転移動させずにそのまま
の状態で静止しておくことが望ましい。この場合の接触
を防止するために、本発明では以下の方法をとるように
したものである。仮に、操作者が、死角によってＣアー
ム１とＣアーム２とが接触することを予知できずに、Ｃ
アーム２をβ軸で回転移動する操作指令を操作器から出
力したとすると、この操作指令信号は下位のコントロー
ラへ直接入力される。下位のコントローラは図３（ｂ）
に示したように、前記操作指令信号に追従してモータト
ルクが増大し、Ｃアームが回転移動を開始するトルクTa
に保った状態で上位コントローラからの動作指令を待
つ。この時点では、Ｃアーム２は静止した状態であるの
で、Ｃアーム１とＣアーム２とは接触することはない。
Ｃアーム１とＣアーム２が接触する可能性があるかない
かは前述した上位コントローラによる従来の接触防止処
理（図１１の１９）で判断する。上位コントローラに入
力された操作指令信号は図１１の動作速度算出処理１８
によって前記操作指令信号に対応した動作速度に換算さ
れ、これを接触防止処理１９に入力して前記換算された
動作速度で前記操作指令信号に該当するモータを回転駆
動した場合にＣアーム１とＣアーム２が接触するかどう
かを判断する。

【００３６】そして、接触しないと判断した場合は前記
動作速度でモータを回転駆動してＣアーム２を回転移動
させ、接触する可能性がある場合は前記動作速度を零と
する指令を下位のコントローラに入力する。下位のコン
トローラは、Ｃアーム２を静止させつつ、意図的にモー
タのトルクを高める状態からＣアーム２を静止させ、か
つ外乱に対してＣアーム２の静止位置を保持できる最小
限必要なトルクを保つ状態にする。上記の接触防止処理
は本発明の第１の実施例の図２の動作指令の演算処理１
１に組み込まれて処理される。

【００３７】以上のように、本発明の第１の実施例は、
操作器からの操作指令信号を上位のコントローラを介さ
ずに直接下位のコントローラに入力するようにしたの
で、Ｘ線管とＸ線受像装置を支持する支持器や患者テー
ブル等の機械装置の負荷や摩擦による応答送れ時間及び
制御システムの応答送れ時間が小さくなり、これによっ
て患者の透視、撮影部位の位置合わせ時間が短縮される
のでＸ線診断装置の操作性が格段に向上するものであ
る。特に、循環器Ｘ線検査装置のＣアームや患者テーブ
ルの位置合わせ時間が短縮されるので、ＩＶＲのように
素早い位置合わせが要求されるカテーテル操作時に用い
て多大なる効果を発揮するものである。

【００３８】（第２の実施例）図５に本発明の第２の実
施例を示す。この第２の実施例は、操作器２からの操作
指令信号を、図１の第１の実施例のように、直接下位の
コントローラに入力するのではなく、操作指令信号判別
器７を介してそれぞれ対応する下位のコントローラに前
記操作器からの操作指令信号を入力するものである。

【００３９】図５において、操作指令信号判別器７は操
作器２からの操作指令信号を判別するもので、該操作指
令信号判別器７で判別したＣアームのα軸操作指令信号
はα軸用の下位のコントローラ４に、β軸操作指令信号
はβ軸用の下位のコントローラ５に、その他のθ軸回転
用の操作指令信号はθ軸用の下位のコントローラ６に、
テーブルの前後、左右移動用の操作指令信号は対応する
下位のコントローラに入力して、それぞれサーボ制御処
理を行って対応するモータを回転駆動させる。一方、操
作器２からの操作指令信号は上位のコントローラ３にも
入力して接触防止処理やその他の処理を行う。

【００４０】このようにして入力された操作器からの操
作指令信号は、上位のコントローラと下位のコントロー
ラで上記第１の実施例と同様に処理されて、Ｃアーム回
転移動やテーブル移動等を行う。この第２の実施例でも
第１の実施例と同様の効果が得られるが、第２の実施例
では操作指令信号判別器７を設けたので、特に、操作器
を図８に示すジョイステックレバー３１の操作方向とこ
れに対応するＣアームの軸回転方向を変更したい場合、
例えば操作者の利き腕、カテーテルの挿入位置や挿入方
向、あるいは操作者の好みによってジョイステックレバ
ー３１の傾倒方向を変更したい場合等のように前記ジョ
イステックレバー３１を左右方向に倒した場合はα軸回
転に、前後方向に倒した場合はβ軸回転に変更したい場
合は、前記操作信号判別器７に前記操作方向を変更する
切り換えスイッチ等を設ける（図示省略）ことにより可
能となり、操作者が最も操作しやすい操作器に簡単に変
更できるという効果がある。

【００４１】

【発明の効果】以上、本発明によれば、操作器からの操
作指令信号を上位のコントローラを介さずに直接下位の
コントローラに入力するようにしたので、Ｘ線管とＸ線
受像装置を支持する支持器や患者テーブル等の機械装置
の負荷や摩擦による応答送れ時間及び制御システムの応
答送れ時間が小さくなり、これによって患者の透視、撮
影部位の位置合わせ時間が短縮されるのでＸ線診断装置
の操作性が格段に向上する。特に、循環器Ｘ線検査装置
のＣアームや患者テーブルの位置合わせ時間を短くする
ことができるので、ＩＶＲのように素早い位置合わせが
要求されるカテーテル操作時に用いて有効となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１の実施例を示す制御ブロック
図。

【図２】図１の制御ブロック図の詳細図。

【図３】操作指令信号を入力してからの時間とＣアーム
を回転移動させるモータトルクの関係及び前記時間とＣ
アームの回転移動距離の関係を示す図。

【図４】透視方向の異なる２台のＣアーム装置の位置関
係を示す図。

【図５】本発明による第２の実施例を示す制御ブロック
図。

【図６】Ｃ字状アームの循環器Ｘ線検査装置を示す図。

【図７】Ｃアームのβ軸回転、α軸回転及びθ軸回転方
向を示す図。

【図８】操作器の操作レバーの傾倒方向とＣアーム回転
動作軸の関係を示す図。

【図９】時間と操作入力信号との関係及び時間とＣアー
ムの回転速度との関係を示す図。

【図１０】従来の制御ブロック図。

【図１１】図１０の詳細図。

【図１２】図１１の従来の制御システムの各部の処理時
間の内訳を示す図。

【符号の説明】

1 操作者 2 操作器 3 上位コントローラ 4、5、6 下位コントローラ 7 操作指令信号判別器 11 動作指令の演算処理 12 通信処理 13 サーボ制御処理 15 モータ 16 Ｃアームの回転移動機構 18 動作速度算出処理 19 接触防止処理 20 エラーチェック 22 Ｘ線管装置 23 Ｘ線受像装置 24 Ｃ字状アーム 25 テーブル 26 患者 31 ジョイステックレバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4C093 AA01 CA16 CA18 CA38 CA39 EA02 EB02 EC03 EC16 EC28 EC57 FA02 FA60

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の機器で構成されたＸ線診断装置で
あって、前記複数の機器を操作する操作器と、この操作
器からの操作指令値を入力して前記複数の機器を統括制
御する統括制御手段と、この統括制御手段で制御される
前記複数の機器個別に対応して有する複数の個別制御手
段とを備えたＸ線診断装置において、前記複数の個別制
御手段のうちの任意の個別制御手段に前記操作器からの
操作指令値を前記統括制御手段を介さないで入力し、こ
の入力した操作指令値で前記任意の個別制御手段に対応
した機器を操作することを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】前記統括制御手段に、前記操作指令値で
操作する機器が他の機器に接触するか否かを判断する機
器接触判断手段を設け、この判断手段で前記機器と他の
機器が接触しないと判断した場合は前記機器の個別制御
手段に入力した前記操作器からの操作指令値で前記機器
を操作し、接触すると判断した場合は前記統括制御手段
から前記機器の操作を止める操作指令値を該機器の個別
制御手段に入力するか又は前記操作指令値を接触しない
指令値に変更してこれを前記機器の個別制御手段に入力
して前記機器を操作することを特徴とする請求項１に記
載のＸ線診断装置。
【請求項３】前記操作器と個別制御手段との間に、前
記操作器からの操作指令がどの機器の操作指令かを判断
する操作指令判断手段とこの判断手段の入力と出力の関
係を任意に変更可能とする入出力変更手段とから成る操
作指令判断変更手段を設け、この操作指令判断変更手段
から出力される操作指令値をそれぞれの操作指令値に対
応する個別制御手段に入力することを特徴とする請求項
１に記載のＸ線診断装置。