JP2002045353A

JP2002045353A - 回診用ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP2002045353A
Application number: JP2001042631A
Authority: JP
Inventors: Yoshiji Akutsu; 好二阿久津; Tatsuya Araki; 立哉荒木; Kimihiro Takahama; 公大高濱; Toshio Kadowaki; 利生門脇; Hajime Takemoto; 肇武本
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-02-12
Anticipated expiration: 2021-02-20
Also published as: US6409382B1; JP3412620B2

Abstract

(57)【要約】【課題】撮影部位にＸ線管のコリメータを位置合わせ
するとき、装置を微動させて迅速に行うことができる回
診用Ｘ線撮影装置を提供する。【解決手段】Ｘ線管１８のコリメータ７の側面に、装
置を微動させる微動スイッチ８が設けられ、ＣＰＵ１１
が、操作ハンドル１４からの入力Ｆとモータ（左モータ
５、右モータ６）の回転速度Ｖ（Ｖｌ、Ｖｒ）とによ
り、ＰＷＭ制御回路１０の制御幅を制御し、ブリッジ回
路のモータ駆動回路９を制御する。そして、操作ハンド
ル１４を操作して、ベッドサイドまで装置を移動させ、
操作ハンドル１４から離れて撮影部位にコリメータ７を
向け、上記微動スイッチ８を操作して、所定の微動で正
確に位置合わせを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動型Ｘ線装置に
係わり、特に、操作ハンドルの力に応答して前進または
後退する動力駆動型の台車からなる回診用Ｘ線撮影装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に従来の回診用Ｘ線撮影装置を示
す。（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図
を示す。この装置は、Ｘ線管１８と、それを保持するア
ーム１９と、台車２１上で旋回可能な支柱２０と、その
支柱２０に沿ってアーム１９が上下する上下移動部と、
旋回自在の前輪２３およびかじ取り不能の後輪２２（右
車輪２、左車輪１）を備え、台車２１に取り付けられた
ハンドル保持台１７に設けられた操作ハンドル１４を前
後に操作することによって、下部に設けられた駆動モー
タ（右モータ６、左モータ５）で前進または後退するＸ
線制御部を搭載する台車２１とから構成されている。

【０００３】そして、Ｘ線管１８の支持機構と回転機構
を備えて、水平方向に伸縮するアーム１９が、支柱２０
上をスムースに垂直移動し、バランスが取れる機構に設
計され、被検者の撮影部位に応じてあらゆる方向と空間
的な位置に、Ｘ線管１８のコリメータ７のＸ線放射口が
むけられる。この回診用Ｘ線撮影装置の重量は、４５０
ｋｇ以上になることがあるので、動力の助けなしに台車
を動かすことは非常に難しい。一般に台車２１の後部に
は固定したかじ取り不能の一対の後輪２２が設けられ、
台車２１の前部は、一対のキャスターすなわち旋回自在
の前輪２３によって支持されている。後輪２２は、一般
的に台車に装着された駆動モータ（右モータ６、左モー
タ５）により駆動される。

【０００４】そして、台車２１には、自動車用バッテリ
とインバータで主回路１００〜１２０Ｖ、６０Ｈｚを内
部電源とし、高電圧変圧器とコンデンサを備えている。
その制御回路はソリッドシステム化され、撮影操作は自
動プログラム化したワンタッチ式の装置が多く使用され
ている。また、台車２１はゴムタイヤなどを用い、病
室、手術室、エレベータでの出入りが自在であるように
設計され、その他ブレーキシステム、カセッテボック
ス、付属装置を備えている。この回診用Ｘ線撮影装置は
移動型装置として小型・軽量で移動操作性の良いことが
重要であり、病院内でベッドルーム、技工室、手術室、
小児室、レントゲン室、乳児室等に容易に移動して、手
軽に現場でＸ線撮影用として使用される。

【０００５】図５に回診用Ｘ線撮影装置の制御ブロック
図を示す。図５の上部に示された左車輪１および右車輪
２が、それぞれ左モータ５および右モータ６によって駆
動され、左モータ５と右モータ６はモータ駆動回路９に
よって個別に制御される。モータ駆動回路９はＰＷＭ制
御回路１０によってパルス幅制御（ＰＷＭ）によりスイ
ッチング制御される。そのスイッチング制御のデューテ
ィ制御幅は、ＣＰＵ３５からの信号によって制御され
る。操作者が台車２１の操作ハンドル１４を前後に操作
すると、操作ハンドル１４の両端に設けられた左圧力セ
ンサ１５及び右圧力センサ１６からの信号が左右独立し
て左入力Ｆｌ、及び右入力ＦｒとしてＣＰＵ３５に入力
される。一方、左車輪１及び右車輪２の車軸に設けられ
回転速度を検出する左エンコーダ３と右エンコーダ４か
ら、その回転速度左Ｖｌ及び右Ｖｒの信号がＣＰＵ３５
に入力される。そして、左圧力センサ１５及び右圧力セ
ンサ１６からの前進、後退の入力信号Ｆｔ（Ｆｌ、Ｆ
ｒ）と、左エンコーダ３及び右エンコーダ４からの速度
信号Ｖｔ（Ｖｌ、Ｖｒ）とから、ＣＰＵ３５はそれに対
応したスイッチング制御のデューティ制御幅信号を、Ｐ
ＷＭ制御回路１０に入力し、ＰＷＭ制御回路１０はモー
タ駆動回路９を制御し、モータ駆動回路９は左モータ５
及び右モータ６の回転速度を制御するものである。圧力
センサは、可撓性のあるバネ部材とホール効果センサ、
及びマグネットを組み合わせることによって構成され
る。

【０００６】操作ハンドル１４は比較的堅いが可撓性の
あるバネ部材を介して台車２１に接続されている。台車
２１両側に接続された２個所のバネ部材は、堅い板バネ
で構成され、そのバネ部材を設けたことにより、操作ハ
ンドル１４を押したり引いたりするような操作ハンドル
１４に加えられる力に応じて、操作ハンドル１４を僅か
に前後方向に変位させることができる。操作ハンドル１
４の両端には、操作ハンドル１４と共に動く一対の線形
磁石がそれぞれ取り付けられている。

【０００７】一方、一対のホール効果センサが台車２１
に取付けられ、それぞれ対応する磁石に隣接して配置さ
れる。そして、ホール効果センサは電源（図示しない）
にそれぞれ接続されている。ホール効果センサが磁石に
対して中心位置にあるとき、ホール効果センサの出力信
号はゼロ・レベルになり、磁石をずらすと、ホール効果
センサの出力信号は正の最大値と負の最大値の間でほぼ
線形に変化する。センサ信号の符号すなわち極性は、操
作ハンドル１４の変位の方向を表しセンサ信号の大きさ
は変位量に比例する。操作ハンドル１４を前後に操作す
ることで、バネ部材のバネ作用により、操作ハンドル１
４は比較的容易に変位させることができるとともに、操
作ハンドル１４を離したとき、中性位置または中心位置
にすばやく復帰させることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の回診用Ｘ線撮影
装置は以上のように構成されており、操作ハンドル１４
はその両端をバネ部材の板バネなどで保持し、その板バ
ネで重力方向の荷重を支えながら、操作力がゼロの時に
は、操作ハンドル１４を中立位置に復帰させる機構であ
り、また、操作力の検知には、操作ハンドル１４に取付
けられた磁石の位置をホール効果センサで検出する方法
（もしくは、操作ハンドル１４を支える板バネにひずみ
ゲージを貼り付ける方法もある）を用いられ、その力に
応じた速度で装置が駆動される。そして、かかる構成の
回診用Ｘ線撮影装置において、操作者は、操作ハンドル
１４を押して被検者のベッドサイドまで装置を移動させ
た後、操作ハンドル１４を離し、Ｘ線管１８の近傍に移
動して、Ｘ線管１８を支柱２０に沿って上下に垂直移
動、および回転させ、アーム１９を水平方向に伸縮させ
て、被検者の撮影部位に、コリメータ７のＸ線放射口を
向ける。

【０００９】しかしながら、このＸ線管１８の位置合わ
せを行なう時、装置本体の位置によっては、装置全体を
少し移動させなければ、所望の位置に合わせられない場
合がある。従来の装置では、一度装置本体の近くまで戻
り、再び操作ハンドル１４を押すことによって、装置全
体を少し移動させていた。このような操作法では、位置
合わせに相当時間がかかり、検査効率が悪いという問題
がある。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、操作ハンドル１４を操作して撮影する
場所に装置を移動させ、撮影部位にＸ線管１８のコリメ
ータ７のＸ線放射口をむけて位置決めするとき、装置全
体を微動させて位置合わせを迅速に行うことができる回
診用Ｘ線撮影装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の回診用Ｘ線撮影装置は、独立に駆動される一
対の駆動車輪を有し、操作ハンドルの操作に応じて、左
右に独立して設けられたモータ機構を介して前記駆動車
輪を駆動するよう構成された回診用Ｘ線撮影装置におい
て、前記操作ハンドルとは別に装置微動動作用の入力手
段を備えたことを特徴とする。

【００１２】また、本発明の回診用Ｘ線撮影装置は、装
置微動動作用の入力手段によって装置が微動動作中に、
操作ハンドルによる入力が加わった時、装置を停止させ
るものである。

【００１３】また、本発明の回診用Ｘ線撮影装置は、装
置微動動作用の入力手段からの入力信号が一定時間オー
バーした時、その入力信号がなくなるまで装置を停止さ
せるものである。

【００１４】本発明の回診用Ｘ線撮影装置は、上記のよ
うに構成されており、操作ハンドルとは別に装置微動動
作用の入力手段を、Ｘ線管やコリメータなど、装置本体
から離れる可能性がある部分に設けているので、操作ハ
ンドルのところまで戻らなくても、その入力手段を操作
することで装置を微動させ、位置合わせを迅速に行なう
ことができ、検査効率を向上させることができる。

【００１５】また、入力手段によって装置が微動動作中
に、操作ハンドルによる入力が加わった時、装置を停止
させるので、装置の近傍にいる人が操作ハンドルに接触
しても、移動することがなく安全である。また、入力手
段からの入力信号が一定時間オーバーした時、その入力
信号がなくなるまで装置を停止させるので、常に所定の
距離以上移動することがなく安全である。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の回診用Ｘ線撮影装置の一
実施例を図１を参照しながら説明する。図１は、本発明
の回診用Ｘ線撮影装置の駆動回路を示す図である。本装
置は、台車２１に独立に駆動される一対の駆動車輪（左
車輪１、右車輪２）と、操作ハンドル１４の両端に加え
られた進行方向の操作力に応じて、左右前後に独立して
設けられ圧迫されて操作力を検出する圧力センサ（左圧
力センサ１５、右圧力センサ１６）と、左右に独立して
設けられたモータ（左モータ５、右モータ６）と、駆動
される車輪（左車輪１、右車輪２）の回転速度を検知す
るエンコーダ（左エンコーダ３、右エンコーダ４）と、
支柱２０、アーム１９を介して先端に取付けられたＸ線
管１８またはコリメータ７近辺に設けられた、装置を微
動動作させる微動スイッチ８と、圧力センサ（左圧力セ
ンサ１５、右圧力センサ１６）からの入力Ｆ（Ｆｌ、Ｆ
ｒ）と車輪の回転速度Ｖ（Ｖｌ、Ｖｒ）及び微動スイッ
チ８からの入力を受けてＰＷＭ制御回路１０にデューテ
ィサイクルのパルス幅制御信号を送るＣＰＵ１１と、モ
ータ駆動回路９をパルス幅制御するＰＷＭ制御回路１０
と、それにより左右のモータ（左モータ５、右モータ
６）を制御するモータ駆動回路９とから構成される。

【００１７】本装置は、従来の装置と比べて異なるとこ
ろは、支柱２０、アーム１９を介して先端に取付けられ
たＸ線管１８またはコリメータ７の側面に、装置を微動
動作させる微動スイッチ８が設けられていることであ
り、それによりＣＰＵ１１の動作が異なるが（ＣＰＵ１
１の動作については後で説明する）、その他の部品構成
は従来と同じである。

【００１８】微動スイッチ８は、操作ハンドル１４とは
別に、Ｘ線管１８やコリメータ７など、装置本体から離
れる可能性がある部分に設けられる。そして、操作ハン
ドル１４のところまで戻らなくても、その微動スイッチ
８を操作することで装置を微動させ、位置合わせを正確
に迅速に行なうことができる。図１ではコリメータ７の
側面に設けられ、微動スイッチ８を前後に倒せば、装置
が前後に微動する。又左右に倒せば、車輪（右車輪２も
しくは左車輪１）の一方が回転し、円弧上に左右に微動
するよう構成されている。

【００１９】また、微動スイッチ８を一定の方向に倒し
つづけて、一定時間が過ぎると自動的に停止するよう構
成されているため、一度に大幅な移動をさせることはで
きないが、微動スイッチ８をある間隔で倒す操作を繰り
返せば、大幅な移動も可能である。また、微動スイッチ
８を操作中、他の人が装置の操作ハンドル１４を誤って
押した場合、装置は自動的に停止するよう構成されてい
る。ここで用いられる微動スイッチ８は、倒して操作す
るハンドルタイプのもの、別々の押しボタン（タッチフ
ィルムを含む）が設けられたもの、何れのものでもよ
い。微動スイッチ８の操作によって装置が一定の速度で
微動する方式と、微動スイッチ８の傾斜の大きさによっ
て速度が変化する方式と、押す力によって速度が変化す
る方式の何れであってもよい。

【００２０】操作ハンドル１４は比較的堅いが可撓性の
あるバネ部材を介して台車２１に接続されている。台車
２１両側に接続された２個所のバネ部材は、堅い板バネ
で構成され、そのバネ部材を設けたことにより、操作ハ
ンドル１４を押したり引いたりするような操作ハンドル
１４に加えられる力に応じて、操作ハンドル１４を僅か
に前後方向に変位させることができる。

【００２１】操作ハンドル１４の両端には、操作ハンド
ル１４と共に動く一対の線形磁石がそれぞれ取り付けら
れている。一方、一対のホール効果センサが台車２１に
取付けられ、それぞれ対応する磁石に隣接して配置され
る。磁石をずらすと、ホール効果センサの出力信号（左
圧力センサ１５、右圧力センサ１６の出力信号）は正の
最大値と負の最大値の間でほぼ線形に変化する。

【００２２】次に本装置のＣＰＵ１１の動作について説
明する。図２に、微動スイッチ８または操作ハンドル１
４からの入力信号によって、ＣＰＵ１１が動作する回路
を示す。操作ハンドル１４を操作することにより、左圧
力センサ１５及び右圧力センサ１６からの信号が左右独
立して左入力Ｆｌ、及び右入力ＦｒとしてＣＰＵ１１に
入力される。駆動命令回路３６は入力Ｆの左入力Ｆｌ及
び右入力Ｆｒの大きさＦｌａ及びＦｒａをそれぞれ求
め、方向判別手段３０は、入力Ｆから左入力Ｆｌ、及び
右入力Ｆｒそれぞれの符号を求め、左車輪１及び右車輪
２それぞれの回転方向を判別し、PWM制御回路１０にそ
の結果を出力する。

【００２３】左車輪１及び右車輪２の車軸に設けられ回
転速度を検出する左エンコーダ３と右エンコーダ４か
ら、その左回転速度Ｖｌ及び右回転速度Ｖｒの信号がＣ
ＰＵ１１に入力される。ＣＰＵ１１の操作ハンドル移動
演算回路１２は、回転速度Ｖ（Ｖｌ、Ｖｒ）の各成分の
大きさＶｌａ、Ｖｒａを変数とした変換関数αと、操作
ハンドル１４の両端に設けられた圧力センサ（左圧力セ
ンサ１５、右圧力センサ１６）から駆動命令回路３６を
介して得た入力Ｆの各成分の大きさＦｌａとＦｒａか
ら、モータ駆動回路９の出力トルクＴの各成分の大きさ
Ｔｌａ、及びＴｒａを次式により求め、対応するパルス
制御信号をPWM制御回路１０に出力する。Ｔｌａ＝α（Ｖｌａ）・ＦｌａＴｒａ＝α（Ｖｒａ）・Ｆｒａそして、ＰＷＭ制御回路１０は、方向判別手段３０と操
作ハンドル移動演算回路１２との出力から左車輪１及び
右車輪２を駆動すべきトルクがＴ（Ｔｌ、Ｔｒ）となる
よう、モータ駆動回路９を介してモータ（左モータ５、
右モータ６）を駆動する。なお、変換関数αは、速度が
増すほどトルクが減少するという特性を補正するための
関数であり、図３はその概略を示している。なお、図３
において、Ｖａは速度の大きさ、Ｔａはトルクの大きさ
を示している。このように、操作ハンドル１４を操作し
て撮影する場所に装置を移動させる。そして、操作ハン
ドル１４から離れてコリメータ７近辺に移動し、Ｘ線管
１８のコリメータ７のＸ線放射口を撮影部位にむけるこ
とができる。

【００２４】そして、コリメータ７の側面に設けられた
微動スイッチ８を操作して、装置全体を微動させて、正
確な位置合わせを行なう。微動スイッチ８を操作する
と、その入力信号がＣＰＵ１１の駆動命令回路３６及び
方向判別回路３１に入力され、方向判別回路３１はその
微動スイッチ８の方向により、前進、後退、左回転、右
回転の指令を判別する。装置が停止している状態で、駆
動車輪（左車輪１及び右車輪２）の回転速度Ｖ＝０であ
るが、ＣＰＵ１１の移動演算回路１３は、微動スイッチ
８から入力を受けると、モータ駆動回路９がモータを大
きさがβ（βは定数）のトルクで駆動するよう、パルス
制御信号をＰＷＭ制御回路１０に出力する。また、方向
判別回路３１は、微動スイッチ８の前後、左右の操作を
認識して、前後操作では、両輪前進駆動又は両輪後退駆
動の信号を、また、左右の操作では、左車輪１のみの駆
動または右車輪２のみの駆動信号をＰＷＭ制御回路１０
に対して出力する。ＰＷＭ制御回路１０は、方向判別手
段３１と微動スイッチ演算回路１３の出力から左車輪１
又は右車輪２を駆動すべきトルクの大きさがβとなるよ
う、モータ駆動回路９を介してモータ（左モータ５、右
モータ６）を制御し、これにより装置は微動することと
なる。

【００２５】また、微動スイッチ８を一定の方向に倒し
つづけて、一定時間が過ぎると駆動命令回路３６は自動
的に遮断され、装置は停止する。即ち、一定時間微動ス
イッチ８を押しつづけた場合には、安全のために、微動
スイッチ８からの入力がなくなるまで装置は停止する。
従って一度に大幅な移動をさせることはできないが、大
幅な移動を行なうためには、微動スイッチ８をある間隔
で倒す操作を繰り返せばよい。また、微動スイッチ８を
操作中、他の人が装置の操作ハンドル１４を誤って押し
た場合、ＣＰＵ１１の駆動命令回路３６に両方からの信
号が入力され、駆動命令回路３６は自動的に遮断され、
装置は停止する。

【００２６】

【発明の効果】本発明の回診用Ｘ線撮影装置は上記のよ
うに構成されており、ベッドサイド等に装置を移動さ
せ、撮影部位にＸ線管のコリメータを、操作ハンドルか
ら離れて位置合わせを行なう時、その近くに装置を微動
させる微動スイッチが設けられているので、操作ハンド
ルのところまで戻らなくても、位置合わせを迅速に行な
うことができ、検査効率を向上させることができる。ま
た、微動操作を行なっている時、誤って他の人が操作ハ
ンドルに接触しても装置が自動的に停止し移動すること
がなく安全である。また、微動スイッチを押しつづけて
も、一定時間経過すれば装置が停止し、常に所定の距離
以上移動することがなく安全である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回診用Ｘ線撮影装置の一実施例を示
す図である。

【図２】本発明の回診用Ｘ線撮影装置のＣＰＵ駆動回
路を示す図である。

【図３】変換関数αを示す図である。

【図４】回診用Ｘ線撮影装置の外観を示す図である。

【図５】従来の回診用Ｘ線撮影装置の駆動系統を示す
図である。

【符号の説明】

１…左車輪２…右車輪３…左エンコーダ４…右エンコーダ５…左モータ６…右モータ７…コリメータ８…微動スイッチ９…モータ駆動回路１０…ＰＷＭ制御回路１１…ＣＰＵ１２…操作ハンドル移動演算回路１３…微動スイッチ移動演算回路１４…操作ハンドル１５…左圧力センサ１６…右圧力センサ１７…ハンドル保持台１８…Ｘ線管１９…アーム２０…支柱２１…台車２２…後輪２３…前輪３０…方向判別回路３１…方向判別回路３５…ＣＰＵ３６…駆動命令回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高濱公大京都市中京区西ノ京桑原町１番地株式会社島津製作所内 (72)発明者門脇利生京都市中京区西ノ京桑原町１番地株式会社島津製作所内 (72)発明者武本肇京都市中京区西ノ京桑原町１番地株式会社島津製作所内Ｆターム(参考） 4C093 AA01 CA17 CA18 CA33 CA36 CA39 EA12 EC04 EC15 EC21 FA11 FA42 FA43

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】独立に駆動される一対の駆動車輪を有し、
操作ハンドルの操作に応じて、左右に独立して設けられ
たモータ機構を介して前記駆動車輪を駆動するよう構成
された回診用Ｘ線撮影装置において、前記操作ハンドル
とは別に装置微動動作用の入力手段を備えたことを特徴
とする回診用Ｘ線撮影装置。
【請求項２】請求項１記載の回診用Ｘ線撮影装置におい
て、装置微動動作用の入力手段によって装置が微動動作
中に、操作ハンドルによる入力が加わった時、装置を停
止させる制御回路を備えることを特徴とする回診用Ｘ線
撮影装置。
【請求項３】請求項１記載の回診用Ｘ線撮影装置におい
て、装置微動動作用の入力手段からの入力信号が一定時
間オーバーした時、その入力信号がなくなるまで装置を
停止させる制御回路を備えることを特徴とする回診用Ｘ
線撮影装置。