JP2004159815A - テーブル制御方法およびテーブルシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】テーブルトップの傾斜にかかわらずアイソセンタを一定に保つ方法、および、そのような機能を持つテーブルシステムを実現する。
【解決手段】テーブルトップ部材（１００）と、テーブルトップ部材を上下させる昇降手段（３０）と、テーブルトップ部材を長さ方向に進退させる進退手段（２０）と、テーブルトップ部材を水平状態から傾斜させる傾斜手段（４０）と、制御手段（５０）とを有し、制御手段で、テーブルトップ部材の傾斜運動の機械的中心の上下方向の変位およびテーブルトップ部材の長さ方向の変位を傾斜角度に応じて制御することにより、機械的中心とは空間的位置を異にするアイソセンタを中心としてテーブルトップ部材を傾斜させる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テーブル制御方法およびテーブルシステム（ｔａｂｌｅ ｓｙｓｔｅｍ）に関し、とくに、テーブルを水平状態から傾斜させる方法、および、水平状態から傾斜することが可能なテーブルシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばＸ線撮影装置のような医用画像撮影装置では、撮影対象を横たえて載置するテーブルシステムが用いられる。テーブルシステムの中には、テーブルトップ（ｔａｂｌｅ ｔｏｐ）を水平状態から任意に傾斜可能にしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第６，３５３，９４９Ｂ１号明細書および図面（第５，６欄、第１−４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
水平状態で撮影対象の所望の部位を撮影し、同一の部位をテーブルトップの傾斜を変えて撮影する場合には、撮影の中心すなわちアイソセンタ（ｉｓｏ−ｃｅｎｔｅｒ）を同じにしなければならない。しかし、上記のようなテーブルシステムでは、テーブルトップの傾斜を変えるとアイソセンタが変わってしまうので、再調整が必要になる。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、テーブルトップの傾斜にかかわらずアイソセンタを一定に保つ方法、および、そのような機能を持つテーブルシステムを実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、テーブルトップを水平状態から傾斜させる方法であって、テーブルトップの傾斜運動の機械的中心の上下方向の変位および長さ方向のテーブルトップの変位を傾斜角度に応じて制御することにより、機械的中心とは空間的位置を異にする一点を中心としてテーブルトップを傾斜させる、ことを特徴とするテーブル制御方法である。
【０００７】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、テーブルトップ部材と、前記テーブルトップ部材を上下させる昇降手段と、前記テーブルトップ部材を長さ方向に進退させる進退手段と、前記テーブルトップ部材を水平状態から傾斜させる傾斜手段と、前記テーブルトップ部材の傾斜運動の機械的中心の上下方向の変位および前記テーブルトップ部材の長さ方向の変位を傾斜角度に応じて制御することにより、機械的中心とは空間的位置を異にする一点を中心として前記テーブルトップ部材を傾斜させる制御手段と、を具備することを特徴とするテーブルシステムである。
【０００８】
上記各観点での発明では、テーブルトップの傾斜運動の機械的中心の上下方向の変位および長さ方向のテーブルトップの変位を傾斜角度に応じて制御することにより、機械的中心とは空間的位置を異にする一点を中心としてテーブルトップを傾斜させるので、テーブルトップの傾斜にかかわらずアイソセンタを一定に保つことができる。
【０００９】
テーブルトップの水平状態において前記機械的中心と前記一点の間の水平方向および垂直方向の距離がそれぞれＣｈおよびＣｖであり、傾斜角度の目標値がφ１であるとき、機械的中心の上下方向の変位量を
【００１０】
【数７】
Figure 2004159815
【００１１】
とし、長さ方向のテーブルトップの変位量を
【００１２】
【数８】
Figure 2004159815
【００１３】
とすることが、アイソセンタ維持の精度を高める点で好ましい。
【００１４】
前記機械的中心と一緒に上下する作用点および支点を持ち長さの伸縮によってテーブルトップを傾斜させるアクチュエータの作用点および支点と前記機械的中心の間の距離がそれぞれＣ５およびＣ６であり、テーブルトップの水平状態において前記アクチュエータの長さがＣ７であり、テーブルトップの水平状態において前記機械的中心から前記作用点および前記支点を見込む角度がφ２がであるとき、前記アクチュエータの長さの変化量を
【００１５】
【数９】
Figure 2004159815
【００１６】
とすることが、テーブルトップの傾斜の精度を高める点で好ましい。
【００１７】
前記長さ方向のテーブルトップの変位を予め定められた限度以内とすることが、変位機構を簡素化する点で好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１にテーブルシステムのブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００１９】
図１に示すように、本装置は、テーブルトップ１００を有する。テーブルトップ１００には対象Ｐが仰臥状態で載置される。テーブルトップ１００は、進退機構２０、昇降機構３０および傾斜機構４０によって駆動されて、それぞれ、長さ方向における進退、上下方向における昇降および水平方向に対する傾斜が可能になっている。テーブルトップ１００の進退、昇降および傾斜は、センサ２２，３２および４２によってそれぞれ検出される。
【００２０】
テーブルトップ１００は、本発明におけるテーブルトップ部材の実施の形態の一例である。進退機構２０は、本発明における進退手段の実施の形態の一例である。昇降機構３０は、本発明における昇降手段の実施の形態の一例である。傾斜機構４０は、本発明における傾斜手段の実施の形態の一例である。
【００２１】
進退機構２０、昇降機構３０および傾斜機構４０は、制御部５０によって制御される。センサ２２，３２および４２の各検出信号は、制御部５０に入力される。制御部５０としては、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等が用いられる。制御部５０は、本発明における制御手段の実施の形態の一例である。
【００２２】
制御部５０には表示部６０および操作部７０が接続されている。表示部６０および操作部７０は、使用者が本装置をインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に操作するのに利用される。
【００２３】
図２に、本装置の模式的構成を、Ｘ線撮影用のガントリ（ｇａｎｔｒｙ）とともに示す。同図に示すように、ガントリ２００は、互いに対向するＸ線照射部２０２とＸ線受光部２０４を円弧状のアーム（ａｒｍ）２０６で支持している。アーム２０６はスタンド（ｓｔａｎｄ）２０８によって支持されている。
【００２４】
ガントリ２００は、Ｘ線照射部２０２とＸ線受光部２０４の間の空間にアイソセンタＯを有する。アイソセンタＯは、アーム２０６の円弧の中心に相当する。スタンド２０８に内蔵された送り機構でアーム２０６を円弧に沿って移動させることにより、Ｘ線照射部２０２およびＸ線受光部２０４は、対向関係を維持したままアイソセンタＯを中心として回動する。アイソセンタＯは、床面からの高さＣ４の位置にある。
【００２５】
テーブルトップ１００は基台１１０で支持されている。図では、テーブルトップ１００の水平状態を示す。基台１１０の内部には、図１に示した進退機構２０、昇降機構３０、傾斜機構４０およびセンサ２２，３２，４２が内蔵されている。なお、制御部５０、表示部６０および操作部７０は、図示しないコンソール（ｃｏｎｓｏｌｅ）に納められ、操作室等適宜の場所に設置されている。
【００２６】
基台１１０は、テーブルトップ１００の回転軸ＡＸを有する。テーブルトップ１００はこれを中心として水平面内で回転可能になっている。基台１１０の位置は回転軸ＡＸの位置で代表される。基台１１０は、ガントリ２００に関して、アイソセンタＯから水平距離Ｃ１の位置にある。
【００２７】
テーブルトップ１００の床面からの高さはＸ１である。高さＸ１はテーブルトップ１００の昇降につれて変化する。テーブルトップ１００は、基準位置Ｓからガントリ２００の方向に距離Ｘ３だけ進行した状態にある。以下、ガントリ２００に向かう進行を前進といい、ガントリ２００から遠ざかる進行を後退という。
【００２８】
基準位置Ｓから後退可能な距離はＣ８に制限されている。したがって、図のように基準位置から距離Ｘ４だけ前進した状態から後退可能な最大距離は、Ｘ３＋Ｃ８となる。
【００２９】
基台１１０における傾斜機構４０の模式的構成を、三角形ＡＢＣによって示す。頂点Ａはテーブルトップ１００の傾斜運動の機械的中心を表す。頂点Ｂは、傾斜機構４０のアクチュエータ（ａｃｔｕａｔｏｒ）の駆動力の作用点を表す。頂点Ｃは、アクチュエータの支点を表す。
【００３０】
アクチュエータは、例えば電動のボールスクリュー（ｂａｌｌ ｓｋｒｅｗ）等のように全長が伸縮可能なものであり、その伸縮によって支点Ｃと作用点Ｂの距離を変え、それによって、テーブルトップ１００をＡを中心として傾斜させる。昇降機構３０は、このような傾斜機構４０および進退機構２０をテーブルトップ１００と一緒に昇降させる。
【００３１】
傾斜機構４０においては、ＡＢ間の距離がＣ５、ＡＣ間の距離がＣ６である。また、テーブルトップ１００の水平状態を維持するとき、ＢＣ間の距離がＣ７、機械的中心Ａから作用点Ｂおよび支点Ｃを見込む角度がφ２である。
【００３２】
機械的中心Ａは、回転軸ＡＸからガントリ２００の方向に水平距離Ｃ２の位置にある。機械的中心Ａからテーブルトップ１００の表面までの距離はＣ３である。これによって、機械的中心Ａは、アイソセンタＯから水平距離がＣｈ、垂直距離がＣｖの位置にある。ＣｈおよびＣｖはそれぞれ次式で与えられる。
【００３３】
【数１０】
Figure 2004159815
【００３４】
【数１１】
Figure 2004159815
【００３５】
図３に、テーブルトップ１００を傾斜させた状態を示す。傾斜角度はφ１である。これは、例えば、頭部の血管造影撮影において、頭部をやや下げた状態で撮影する場合等に相当する。
【００３６】
ここで、テーブルトップ１００の傾斜は、機械的には機械的中心Ａを中心とした傾斜であるが、幾何学的には、アイソセンタＯを中心とした傾斜となるようにして行われる。すなわち、テーブルトップ１００の傾斜は、水平状態でアイソセンタＯからテーブルトップ１００に下ろした垂線について、その長さとテーブルトップ１００における位置を変えないようにして行われる。
【００３７】
そのような傾斜を可能にするために、制御部５０は、傾斜機構４０を制御してテーブルトップ１００を機械的中心Ａを中心として傾斜させるとともに、昇降機構３０および進退機構２０を制御して、機械的中心Ａの上下方向の位置およびテーブルトップ１００の進退方向の位置を傾斜角φ１に応じて変化させる。
【００３８】
制御部５０は、機械的中心Ａの上下方向の位置の変化量Ｙ１を次式によって計算し、機械的中心Ａの上下方向の位置の変化量がＹ１となるように昇降機構３０を制御する。
【００３９】
【数１２】
Figure 2004159815
【００４０】
制御部５０は、また、テーブルトップ１００の進退方向の位置の変化量Ｙ３を次式によって計算し、テーブルトップ１００の進退方向の位置の変化量がＹ３となるように進退機構２０を制御する。
【００４１】
【数１３】
Figure 2004159815
【００４２】
制御部５０は、さらに、テーブルトップ１００の傾斜角φ１とするためのアクチュエータの長さの変化量Ｙ４を次式によって計算し、アクチュエータの長さの変化量がＹ４となるようにアクチュエータを制御する。
【００４３】
【数１４】
Figure 2004159815
【００４４】
なお、上記各式において、傾斜角φ１の符号は、テーブルトップ１００のガントリ２００側の端部が上がる方向の傾斜を＋とし、下がる方向の傾斜を−とする。Ｙ１の符号は、テーブルトップ１００の上昇方向を＋とし、下降方向を−とする。Ｙ３の符号は、テーブルトップ１００の後退方向＋とし、前進方向を−とする。Ｙ４の符号は、アクチュエータが長くなる方向＋とし、短くなる方向を−とする。
【００４５】
上式によってＹ１，Ｙ３，Ｙ４を計算するために、テーブルトップ１００の傾斜角φ１は、使用者により操作部７０を通じて制御部５０に入力される。また、機械的中心ＡとアイソセンタＯの間の水平距離Ｃｈおよび垂直距離Ｃｖも、使用者により操作部７０を通じて制御部に入力される。ただし、直接入力されるのは、予め分かっている固定値Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４であり、ＣｈおよびＣｖはこれらの固定値と、水平状態のテーブルトップ１００の高さ検出値Ｘ１から、それぞれ、上記（１０），（１１）式を用いて制御部５０により計算される。
【００４６】
このようなＹ１，Ｙ３，Ｙ４に基づく制御により、テーブルトップ１００をアイソセンタＯを中心として傾斜させることができる。このため、テーブルトップ１００に載置された対象の内部では、アイソセンタＯの位置がテーブルトップ１００が水平状態のときと変わらないようにすることができる。したがって、傾斜に無関係に常に同一の撮影中心を維持して撮影を行うことができる。
【００４７】
なお、計算によって求められたＹ３の値が、後退可能な最大値Ｘ３＋Ｃ８を超える場合は、Ｙ３の値は計算値に無関係にＸ３＋Ｃ８とする。これによって、後退可能な最大値以上に後退させようとしてストッパ（ｓｔｏｐｐｅｒ）等に無理な力がかかるようなことはなくなる。また、進退機構２０の構成を簡素化することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、テーブルトップの傾斜にかかわらずアイソセンタを一定に保つ方法、および、そのような機能を持つテーブルシステムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】テーブルトップの水平状態を示す図である。
【図３】テーブルトップの傾斜状態を示す図である。
【符号の説明】
１００ テーブルトップ
１１０ 基台
２０ 進退機構
３０ 昇降機構
４０ 傾斜機構
２２，３２，４２ センサ
５０ 制御部
６０ 表示部
７０ 操作部
２００ ガントリ
２０２ Ｘ線照射部
２０４ Ｘ線受光部
２０６ アーム
２０８ スタンド

Claims (8)

  1. テーブルトップを水平状態から傾斜させる方法であって、
    テーブルトップの傾斜運動の機械的中心の上下方向の変位および長さ方向のテーブルトップの変位を傾斜角度に応じて制御することにより、機械的中心とは空間的位置を異にする一点を中心としてテーブルトップを傾斜させる、
    ことを特徴とするテーブル制御方法。
  2. テーブルトップの水平状態において前記機械的中心と前記一点の間の水平方向および垂直方向の距離がそれぞれＣｈおよびＣｖであり、傾斜角度の目標値がφ１であるとき、
    機械的中心の上下方向の変位量を
    Figure 2004159815
    とし、
    長さ方向のテーブルトップの変位量を
    Figure 2004159815
    とする、
    ことを特徴とする請求項１に記載のテーブル制御方法。
  3. 前記機械的中心と一緒に上下する作用点および支点を持ち長さの伸縮によってテーブルトップを傾斜させるアクチュエータの作用点および支点と前記機械的中心の間の距離がそれぞれＣ５およびＣ６であり、テーブルトップの水平状態において前記アクチュエータの長さがＣ７であり、テーブルトップの水平状態において前記機械的中心から前記作用点および前記支点を見込む角度がφ２がであるとき、
    前記アクチュエータの長さの変化量を
    Figure 2004159815
    とする、
    ことを特徴とする請求項２に記載のテーブル制御方法。
  4. 前記長さ方向のテーブルトップの変位を予め定められた限度以内とする、
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載のテーブル制御方法。
  5. テーブルトップ部材と、
    前記テーブルトップ部材を上下させる昇降手段と、
    前記テーブルトップ部材を長さ方向に進退させる進退手段と、
    前記テーブルトップ部材を水平状態から傾斜させる傾斜手段と、
    前記テーブルトップ部材の傾斜運動の機械的中心の上下方向の変位および前記テーブルトップ部材の長さ方向の変位を傾斜角度に応じて制御することにより、機械的中心とは空間的位置を異にする一点を中心として前記テーブルトップ部材を傾斜させる制御手段と、
    を具備することを特徴とするテーブルシステム。
  6. 前記制御手段は、
    前記テーブルトップ部材の水平状態において前記機械的中心と前記一点の間の水平方向および垂直方向の距離がそれぞれＣｈおよびＣｖであり、傾斜角度の目標値がφ１であるとき、
    前記機械的中心の上下方向の変位量を
    Figure 2004159815
    とし、
    長さ方向の前記テーブルトップ部材の変位量を
    Figure 2004159815
    とする、
    ことを特徴とする請求項５に記載のテーブルシステム。
  7. 前記傾斜手段は、
    前記機械的中心と一緒に上下する作用点および支点を持ち長さの伸縮によってテーブルトップを傾斜させるアクチュエータを有し、
    前記機械的中心と前記作用点および前記支点の間の距離がそれぞれＣ５およびＣ６であり、前記テーブルトップ部材の水平状態において前記アクチュエータの長さがＣ７であり、前記テーブルトップ部材の水平状態において前記機械的中心から前記作用点および前記支点を見込む角度がφ２がであるとき、
    前記アクチュエータの長さの変化量を
    Figure 2004159815
    とする、
    ことを特徴とする請求項６に記載のテーブルシステム。
  8. 前記制御手段は、
    前記長さ方向の前記テーブルトップ部材の変位を予め定められた限度以内とする、
    ことを特徴とする請求項５ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載のテーブルシステム。
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