JP2004057833A - 押圧機構 - Google Patents

Abstract

【課題】　マンモグラフィ装置内において用いることができる押圧機構。
【解決手段】　この機構は、該機構のキャリッジ（３）に固定されたナットプレート（７）を循環ねじロッド（６）を用いて駆動するモータを有する。マンモグラフィ装置のキャリッジは、胸部を胸部支持トレーに押圧するパッドを支える。手動駆動システム（１４、３５〜３７）を用いてホイールをそれ自体の周り（１９）で回転させることにより、機構を簡素化すると同時に押圧基準に適合させる。
【選択図】　　　図１

Description

　本発明は、マンモグラフィ装置において胸部を押圧するための機構に関する。より具体的には、本発明は、押圧力を与えると同時に、胸部に加えられた押圧力についての限界値を確定する基準に適合する機構及び装置に関する。

　マンモグラフィ装置は、患者の胸部の画像を撮るのに用いられる。実際には、装置は、画像を撮ることができるように、患者が本人の胸部を置く胸部支持トレーを支える垂直な支柱を含む。胸部支持トレーの下側には、感光フィルムカートリッジである検出器と共に、画像における望ましくない影響を制限するための様々な装置が配置される。支柱の上端には、その射線がカートリッジの方へ向けられたＸ線管のような放射線を放射するための手段が支持される。

　乳房Ｘ線撮影画像は、初期の癌の徴候を示す可能性がある微小石灰化の存在を明らかにすることを目的とする。この画像形成は、一定の条件下でのみ有効である場合がある。その条件の１つは、Ｘ線の硬度である。Ｘ線は、取得された画像が検出される組織を十分なコントラストで明らかにするような硬度の種類に属するものでなければならない。更に、安定性及び画質の両方の理由で、患者の胸部が圧縮されなければならない。様々な圧縮力（押圧力）を加えることができる。実際には、この種類の押圧力は、これらの力を作用させるのを制御する操作員が介入することを必要とする。必要とされる力、具体的には３００ニュートンまでの押圧力は、多くの場合女性である操作員の側の反復的な肉体的作業を必要とする。結局、この作業は、操作員にとっては骨の折れることである（しかも患者にとっては不快である）。

　操作員の疲労という問題を解決するために、押圧機構を電動（モータ駆動）式にすることができる。１つの実施例では、押圧機構は、Ｘ線に対して透過性がありかつ胸部の上に配置されるようになっているパッドを含む。モータ駆動式のキャリッジがパッドを運ぶ。

　しかしながら、モータ駆動による押圧力は、２００ニュートンに制限されなければならないということを規定している基準がある。キャリッジ又はパッドには力測定装置、具体的には歪み計が備えられる。この装置は、押圧力が第１の閾値、例えば２００ニュートンより大きくなるか又はそれに等しくなると、信号を送信する。この信号は、論理システムにおいて用いられて、モータを停止するか又はモータからの力の伝達を停止する。より大きい押圧力が試験目的のために必要とされる場合には、付加的な押圧力は手動調節により与えられなければならないということを基準は規定している。その場合には、公知の装置は、例えば歯車装置を用いてパッドを手動によりキャリッジから離すように用いられる付加的な機械システムを有する。操作員は、必要であれば別の測定装置を用いて目視で動きの振幅度又は押圧力を制御する。

　この種の解決策には２つの問題がある。第１の問題は、押圧力を制御することは、手動による押圧で与えられた付加的な力を測定する補足的な測定手段を必要とすることである。第２の問題は、とりわけ付加的な機構が複雑であることである。具体的には、付加的な機構は多くの空間を取りかつ製作するのに費用が掛かる。

　本発明及びその実施形態は、付加的な力を与えることができると共に、２つの機構、すなわちモータ駆動式機構及び手動操作式機構に加えられた力を測定することができる付加的な機構を提供する。

　本発明及びその実施形態は、特にマンモグラフィ装置用の押圧機構であり、該機構は、胸部支持トレーと胸部をトレーに対して押圧するためのパッドとを支持する支柱と、パッドを運ぶキャリッジと、支柱に対して平行でありかつキャリッジのナットプレートにねじ込まれた循環ねじロッドと、該循環ねじロッドをホイール状であるナットプレート内で回転させるモータとを含み、該機構は更に、循環ねじロッドが回転をブロックされたときに、ナットプレート・ホイールを循環ねじロッド上で回転させるための機構を含む。

　本発明及びその実施形態は、以下の説明及び添付の図から理解されるであろう。

　本発明の実施形態において、キャリッジに固定されたナットプレートは、可動のナットプレートに置き換えられる。それ自体の周りで回転することができるホイールが、固定されたナットプレートと置き換えられる。最初の押圧段階では、ナットホイールは、固定された状態に保たれ、それ自体の周りで回転することはできない。モータが循環ねじロッドを駆動すると、ナットホイールは、循環ねじロッドに沿って下降され、同時に、キャリッジ及び該キャリッジに取付けられたパッドにより押圧力が与えられる。モータ駆動の押圧力が閾値に到達したとき又は操作員の希望に応じて閾値に到達する前に、モータが停止され、操作員はナットホイール自体を操作する。ナットホイールがそれ自体の周りで回転されることにより、ナットホイールを循環ねじロッドに沿って移動させる。

　移動がモータ駆動式であるときには、循環ねじロッドはそれ自体の周りで回転するが、ナットホイールは回転しない。キャリッジの押圧移動が手動で得られるときには、循環ねじロッドはもはやそれ自体の周りでは回転しないが、ナットプレートが回転するように駆動される。

　ナットホイールの回転は、該ナットホイールがキャリッジと共に移動ような具合にキャリッジ自体に支持される。本発明の実施形態では、歪み計がキャリッジ又はパッドに取付けられる位置に関係なく、歪み計は同じ性質の信号を送信する。

　図１は、マンモグラフィ装置の部分図である。マンモグラフィ装置は、胸部支持トレー（図示せず）を支える支柱１を含む。例えば、胸部支持トレーは、高さ設定装置により位置を変えることができるが、支柱１の下端部２内の選択された高さに位置決めされる。押圧パッド（図示せず）は、キャリッジ３により運ばれて、胸部を押圧するように胸部支持トレーの方向へ垂直方向に動くことができる。Ｘ線放射装置は、支柱１の周りに設置されたケーシング４内に置かれる。一部の機構では、支柱１は、それ自体が水平方向に回転することができて、該支柱が支える全ての装置をそれ自体と共に運ぶようになっている。

　キャリッジ３は、循環ねじロッド６を回転駆動するモータ５により補助されて移動する。ナットプレート７は、一方で、キャリッジ３に固定結合され、また他方で、循環ねじロッド６と係合する。モータ５が作動しているときは、循環ねじロッド６は、それ自体の周りで回転する。この目的のために、循環ねじロッド６は、例えば、それぞれブラケット１０及び１１により支柱１に支持された玉軸受８及び９により保持される。キャリッジ３は２本の案内棒１２及び１３を含む案内システムにより案内されているので、該キャリッジ３は、支柱１に対して平行に移動する。

　図２に示すように、ナットプレート７はホイール状であり、またマンモグラフィ装置は、循環ねじロッド６がブロックされたときに、ナットプレート・ホイール７を循環ねじロッド上で回転させる機構１４を有する。１つの実施例では、電気モータ５の回転を単に停止するだけで循環ねじをブロックする。或る実施形態では、モータは、循環ねじ６の回転をモータ減速歯車を介して駆動するが、この減速歯車の減速比は、逆の動きを全く不可能にするような減速比になっている。別の実施形態又は好ましくは補足として、循環ねじロッド６上に締め付けられたブレーキの解除によってモータ５を作動させ、ロッド６上にこのブレーキを押し付けて該ロッドが回転するのを防止することによってモータを停止させることと組み合わせることも可能である。

　ナットプレート・ホイール７は、キャリッジ３上で自由に回転するように取付けられるので、その回転によって、キャリッジ３は案内棒１２及び１３に沿って垂直方向に移動するように駆動されることができる。モータ５の影響下でロッド６が回転しているときには、少なくともモータ５により生じる押圧力が、閾値、例えば２００ニュートンより低いときに、同じ型のモータ減速歯車がどのようにしてナットホイール７の回転を防止するかが分かるであろう。

　図３は、ナットプレート・ホイール７の実施形態の断面図を示す。ナットプレート・ホイール７は、例えばプラスチックで作られたナット１５を有し、ロッド６のねじ山１６にねじ込まれる。更に、ナット１５は、例えば連結ねじ１７によってホイール１８に固定結合される。例えば銅又は青銅で作ることができるホイール１８は、循環ねじロッド６の軸線と同一直線上にある軸線１９を中心として、キャリッジ３の構造体に対してそれ自体の周りで回転することができる。ホイール１８は、その１つの面上に、該ホイールに固定結合されたスリーブ２０を有する。スリーブ２０は、円形でかつ中空であり、その中央部分の内側にナット１５の延長部を有する。スリーブ２０には円形段部２１が設けられる。スリーブ２０は、段部２１によって玉軸受２２に支持される。玉軸受２２は、アンギュラ玉軸受であることが好ましい。玉軸受２２は、段部２１に１側面を平らに当てて、クリップ２３として知られる固定リングをその他側面に位置させることによって配置される。クリップ２３は、スリーブ２０の下端部に取付けられる。段部２１及びリング２３によって、スリーブ２０、従ってホイール１８は、玉軸受２２の内リング２４に支持される。

　玉軸受２２の外リング２５は、その一部が、軸線１９と同一直線上にあるキャリッジ３の円形の空洞２６内に保持される。空洞２６は、外リング２５の１つの端縁が寄りかかる肩部２７を有する。外リング２５の他の端縁は、第2のクリップ２８上に載置される。図３に示す組立体の場合には、ロッド６に沿うナット１５の動きはホイール１８の動きを駆動し、このホイール１８の動きによってキャリッジ３の動きを駆動することが分かる。段部２１及び肩部２７の位置は、逆にすることができる。これらの形状は両方共、クリップを用いる組立体によって置き換えられることができる。

　１つの実施形態では、ナットプレート・ホイール１８は、その外周に歯を有しており、その歯は、軸線１９に対して放射状に延びかつこの軸線１９に対して平行に置かれる歯２９を備える。この実施形態では、ホイール７は、軸線３１を中心としてそれ自体の周りで回転することができる、図２に示す第2の循環ねじロッド３０により動かされるようにされることができる。軸線３１は、軸線１９に実質的に直角である。第2の循環ねじロッド３０は、ねじが切られたロッドを有する。ロッド３０のねじが切られた部分は、ホイール１８の歯２９と接触状態になるように設計された区域に限定することができる。これらのロッド３０のねじ山は、歯２９と噛み合う。ロッド３０はまた、玉軸受によりキャリッジ３に取付けられた軸受３２及び３３を有する。第２の循環ねじ３０は、１端において、大歯車３５と噛み合っている小歯車３４を有する。大歯車３５は、歯付きハンドル（図２には図示せず）によってベルト３６を介して駆動される小歯車にそれ自体が固定結合される。ハンドルには、軸線３１に対して平行な軸線３７に沿ったキャリッジ３上の、該ハンドルの回転シャフトが係合している。図１は、ベルト３６を駆動するハンドル３８を示す。穴４０内で移動できる軸受３９の形態で示されているテンショナが、ハンドル３８及び該ハンドルが駆動する別の歯車の外周におけるベルト３６の滑り摩擦を与える。

　機構１４は、以下のように機能する。第１の段階では、モータ５が作動され、キャリッジ３は、パッド及び胸部支持トレーにより患者の胸部を押圧する働きをする。公知の方法におけるように、キャリッジ３又はパッドは、その構造中の適当な位置に歪み計を有する。歪み計は、押圧力により生じる応力が２００ニュートンに相当したときに信号を送信する。このタイミング位置で、モータ５は停止されるが、循環ねじロッド６はブレーキ装置によりブロックされるのが好ましい。次に、操作員は、ハンドル３８を掴み該ハンドルをそれ自体の周りで回転させ、ナットプレート・ホイール７の回転不能な循環ねじロッド６の周りで、第２の循環ねじロッド３０の回転、従ってそれ自体の周りでの回転を生じさせる。

　ある実施形態では、ハンドル３８を１回転させることにより、第２の循環ねじロッド３０の回転を半回転又は三分の一回転させる。循環ねじロッド３０は、それ自体の周りで一回転だけ回転すると、ホイール７の歯２９のうちの１つに対応する該ホイール７の動きが得られる。従って、大きな歯車減速度が得られる。この歯車減速度は、ホイール１８が歯付きであるので特に大きい。従って、基準により設定された３００ニュートンの押圧力を達成するのに操作員に要求される力は、この操作員にとって全く疲労を伴わない。

　操作員により掛けられた力が３００ニュートンより大きくなると、操作員が患者の胸部に基準値より大きい押圧力を与えることができないように、ハンドル３８の駆動機構は離脱される。この離脱機構は、摩擦機構とすることができる。力の伝達システムにおいて、この離脱機構は、例えば円錐係合機構のような弾性係合機構の解除を含むことが好ましいであろう。摩擦コーンの移動は、モータ駆動式にすることができる。ハンドル３８が離脱されれば、該ハンドルはもはやベルト３６を駆動しないことになる。離脱機構は、機構１４上の他の位置において取付けることができる。離脱機構はまた、機構１４の移動を１方向でブロックするためのシステムと置き換えられることができる。

　胸部の押圧力を解除するために用いることができる幾つかの可能な機構がある。第１に、２００ニュートンを超えるより大きな押圧力の方向へのモータ５の動きを防止することが可能な程度で、モータ駆動の押圧力解除機構が２００ニュートンを更に超えた値まで進むことが可能になるようにすることができる。従って、操作員が胸部を限界押圧力を超えて押圧した場合、及び係合システムが更に作動し始めた場合、モータ５を逆方向に回転させて、キャリッジを再び上昇させ従って胸部を押圧解除するのに十分なようにする。換言すれば、操作員が手動調節により許される最大押圧力を超えない場合には、画像が撮られた後に手動調節による押圧解除を行なうことができる。

　更に、手動による設定を可能にするために、選択された押圧力の値がどんな値であっても、たとえその値が２００ニュートンより低い場合であっても、たとえ限界値に達していなくてもモータが停止されたら直ちに循環ねじロッド６のブロックを行なうようにすることができる。

　当業者は、保護の範囲及び限度から逸脱することなく、開示した実施形態に対して構造及び／又は機能及び／又は方法における様々な変更形態又はそれらの均等の構成を発案し又は提案することができる。

マンモグラフィ装置用の押圧機構の部分斜視図。 マンモグラフィ装置におけるキャリッジ駆動機構の部分斜視図。 循環ねじロッド及び手動駆動機構の断面図。

符号の説明

　１　支柱
　３　キャリッジ
　４　ケーシング
　５　モータ
　６　循環ねじロッド
　７　ホイール状ナットプレート
　８、９　玉軸受
　１０、１１　ブラケット
　１２、１３　案内棒
　３６　ベルト
　３８　ハンドル

Claims (12)

1. 　トレーを支持する支柱（１）と、
   　対象物を前記トレーに対して押圧するためのパッドと、
   　前記パッドを運ぶキャリッジ（３）と、
   　前記支柱に対して平行な循環ねじロッド（６）と、
   　前記循環ねじロッドが確保されている、前記キャリッジにより支持されたホイール状ナットプレート（７、１８）と、
   　前記ナットプレート内で前記循環ねじロッドを回転させるためのモータ（５）と、
   　前記循環ねじロッドが回転をブロックされたときに、前記ナットプレート・ホイールを前記循環ねじロッド上で回転させるための手段と、
   を含むことを特徴とする押圧機構。
2. 　前記手段は、手動式であり、手動力を軽減することを含むことを特徴とする、請求項１に記載の機構。
3. 　前記ナットプレートは、アンギュラ玉軸受（２２）により前記キャリッジ上に取付けられていることを特徴とする、請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の機構。
4. 　前記ナットプレートは、その外周上に歯（２９）を有し、
   　前記手段は、前記ホイールの歯がそのねじ山に係合している第２の循環ねじ（３０）を含む、
   ことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の機構。
5. 　前記手段は、
   　ベルト（３６）と、
   　前記ベルトを駆動するハンドル（３８）と、
   　前記第２の循環ねじと組み合わされ、前記ベルトにより駆動されて該第２の循環ねじを回転させる歯車（３４、３５）と、
   を含むことを特徴とする、請求項４に記載の機構。
6. 　該機構は、前記ベルトに張力を与えるためのテンショナ（３９）を含むことを特徴とする、請求項５に記載の機構。
7. 　前記パッドにより生じる押圧力を測定するための検出器と、
   　論理システムと、
   　前記力が第１の閾値を越えたときにモータを停止させ、また該力が第２の閾値を超えたときに前記機構を停止させるための手段と、
   を含むことを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の機構。
8. 　前記機構を停止させるための前記手段は、前記第２の閾値を越える手動操作の動きから離脱させることを含むことを特徴とする、請求項７に記載の機構。
9. 　前記モータを停止させるための前記手段は、前記力が前記第１の閾値を越えたときに、前記循環ねじロッド（６）をブロックすることを含むことを特徴とする、請求項７及び請求項８のいずれか１項に記載の機構。
10. 　前記モータが停止したときに、前記循環ねじロッド（６）をブロックするための手段を含むことを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の機構。
11. 　前記ナットプレート（７）は、歯付きホイール（１８）と該ホイールに固定された（１７）ねじ付きナット（１５）とを含むことを特徴とする、請求項７及び請求項８のいずれか１項に記載の機構。
12. 　マンモグラフィ装置における、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の前記機構の使用。

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