JP2005006931A - 透視撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】載置装置と映像装置を干渉させることなく可及的に近接させ、且つ、干渉防止のための停止後に干渉を生じることのない移動方向をオペレータに認識させる透視撮影装置を提供する。
【解決手段】操作装置４０は、被検体の載置装置１０と被検体のＸ線透視撮影画像を形成する映像装置２０を移動させる操作部材を有する。各操作部材の操作に応じて、載置装置１０と映像装置２０を相対移動可能に駆動する駆動装置を制御する。載置装置１０と映像装置２０の移動方向と移動量の検出値から演算される両者の構成要素の相対距離が設定値以下になった時に、両者の相対移動が停止するように駆動装置を制御する。載置装置１０と映像装置２０の構成要素の一方の周囲の干渉領域に他方が入り込むと共に相対距離が設定値以下になった時に、その干渉領域から退避するための操作装置の操作方法を、記憶した干渉領域の特定用データと検出装置の検出値とから判断し、その操作方法を表示する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体を多方向から撮影したＸ線透視画像をテレビジョンモニタ等に表示することで多目的検査を行うことができるＸ線透視撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
載置装置に載置される被検体を透過したＸ線により透視撮影画像を形成する映像装置を備え、その載置装置と映像装置をベースにより相対移動可能に支持し、各移動方向に沿う作動軸毎に載置装置と映像装置を駆動する多軸制御を行うことで、被検体を多方向から透視撮影可能なＸ線透視撮影装置が従来から用いられている。
【０００３】
そのようなＸ線透視撮影装置において、操作レバーや操作釦等の操作部材のオペレータによる操作に応じて載置装置と映像装置を目的位置まで移動させる場合、載置装置の構成要素である天板や天板保持部材が、映像装置の構成要素であるＸ線照射装置やイメージインテンシファイア等と干渉するのを防止する必要がある。
【０００４】
そのため、載置装置と映像装置の移動方向と移動量を検出する手段と、その検出値から載置装置と映像装置の相対距離を演算する演算手段を設け、その相対距離が一定値以下になった時に載置装置と映像装置の相対移動を停止することが行われている。
【０００５】
載置装置と映像装置の相対移動を停止させることで干渉は防止できる。しかし、載置装置や映像装置における構成要素は複雑な形状を有し、多軸制御されるものであり、また、載置装置の天板の下方領域は目視困難であるため、その停止後に再び載置装置と映像装置をオペレータによる操作レバー等の操作に応じて相対移動させる時、干渉を生じることのない移動方向を見極めるのは困難であった。すなわち、干渉防止のために停止した載置装置や映像装置における各構成要素の相対配置をオペレータが正確に認識するのは困難であるため、その後に載置装置や映像装置を何れの方向に移動させてよいか判断するのは容易ではなかった。
【０００６】
そこで、オペレータによる操作部材の操作時に、載置装置や映像装置を実際には移動させることなく、移動させた場合のシミュレーションを行うことが提案されている（特許文献１参照）。そのシミュレーション時において、操作部材の操作により入力された移動量と移動方向に基づき載置装置と映像装置が干渉するか否かを判断し、各作動軸それぞれにおいて干渉することなく移動可能な量と方向をオペレータに認識させる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２０４７２０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のように入力された移動量と移動方向に基づき載置装置と映像装置が干渉するか否かを判断する場合、その判断は、載置装置と映像装置の実際の相対距離を検出位置から演算することなく行っている。すなわち、載置装置と映像装置における構成要素の周囲に予め一定の大きさの干渉領域を設定し、その干渉領域に他の構成要素が入り込んできた時に干渉状態であると判断している。そのため、実際には載置装置と映像装置の間に近接可能な距離が残っているにもかかわらず、干渉状態であると判断され、臨床検査時にオペレータに焦燥感を抱かせることがある。
本発明は上記問題を解決することのできるＸ線透視撮影装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の透視撮影装置は、被検体の載置装置と、前記被検体を透過したＸ線により透視撮影画像を形成する映像装置と、前記載置装置を移動させるための操作部材と前記映像装置を移動させるための操作部材とを有する操作装置と、前記載置装置と前記映像装置を相対移動可能に駆動する駆動装置と、各操作部材の操作に応じて前記駆動装置を制御する制御手段と、前記載置装置と前記映像装置の移動方向と移動量を検出する検出装置と、前記検出装置の検出値から前記載置装置の構成要素と前記映像装置の構成要素との間の相対距離を演算する演算手段と、演算された前記相対距離が設定値以下になった時に、前記載置装置と前記映像装置の相対移動が停止するように前記駆動装置を制御する干渉防止手段と、前記載置装置の構成要素の周囲と前記映像装置の構成要素の周囲の中の少なくとも一方に予め設定した干渉領域の特定用データを記憶する記憶手段と、前記載置装置の構成要素と前記映像装置の構成要素の中の一方の周囲の干渉領域に他方が入り込むと共に前記相対距離が設定値以下になった時に、その干渉領域から退避するための前記操作装置の操作方法を、前記記憶手段に記憶した干渉領域の特定用データと前記検出装置の検出値とから判断する判断手段と、その干渉領域から退避するための操作方法を表示する表示装置とを備える。
本発明によれば、載置装置と映像装置の移動方向と移動量の検出値から両者の構成要素間の相対距離を演算し、その相対距離が設定値以下になった時に両者の相対移動を停止する。これにより、載置装置と映像装置の干渉防止時に両者を可及的に近接させることができる。さらに、載置装置の構成要素と映像装置の構成要素の中の一方の干渉領域に他方が入り込み、両者の相対移動が停止した時、その干渉領域から退避するための操作方法を表示装置に表示することができる。これにより、その停止後に載置装置や映像装置を何れの方向に移動させれば良いかをオペレータは容易に認識できる。
【００１０】
前記制御手段に退避信号を入力する退避操作スイッチを備え、前記制御手段に前記退避信号が入力された時、前記干渉領域から退避するための操作方法に従って前記操作装置を操作した場合と同様に前記駆動装置が制御されるのが好ましい。これにより、載置装置と映像装置が干渉防止のために停止した場合、退避操作スイッチを操作するだけで干渉領域から載置装置あるいは映像装置を自動的に退避させることができる。しかも、オペレータは干渉領域から退避するための操作方法を確認できるので、その退避時に臨床上の問題がないかを判断し、その上で退避操作スイッチを操作でき、臨床上の不都合が発生するのを防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に示す透視撮影装置１は、被検体を載置する載置装置１０と、載置装置１０に載置される被検体を透過したＸ線により透視撮影画像を形成する映像装置２０とを備える。載置装置１０は構成要素としてベッド状の天板１１と天板保持体１２を有する。映像装置２０は構成要素としてＣ型アーム２４の一端に取り付けられたＸ線管２１と、多端に取り付けられたＸ線撮像装置とを有する。そのＸ線撮像装置はイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）２２にテレビカメラ２３を結合させることで構成される。Ｘ線管２１とＸ線撮像装置との間に天板１１が配置される。
【００１２】
天板１１は天板保持体１２により、天板１１の幅方向、長手方向、上下方向に沿ってそれぞれ図中矢印０１方向、０２方向、０３方向に移動可能に支持されている。Ｘ線撮像装置はＣ型アーム２４にＸ線管２１との対向方向に沿って図中矢印０４方向に移動可能に取り付けられている。円弧に沿うＣ型アーム２４はアーム保持ブロック２５により、その円弧の中心軸まわりに図中矢印０５方向に回転可能に支持されている。アーム保持ブロック２５はスライドブロック２６により、天板１１の幅方向に沿う軸まわりに図中矢印０６方向に回転可能に支持されている。スライドブロック２６はスライドレール２７により、天板１１の長手方向に沿って図中矢印０７方向に移動可能に支持されている。スライドレール２７は円弧状の起倒フレーム２８に同行移動するように取り付けられ、起倒フレーム２８はベース２９により天板１１の幅方向に沿う軸まわりに図中矢印０８方向に回転可能に支持されている。起倒フレーム２８に載置装置１０が天板保持体１２を介して同行移動するように取り付けられている。
【００１３】
図２に示すように、載置装置１０を図中矢印０１〜０３方向に駆動する個別のモータ３４ａ、３４ｂ、３４ｃと、映像装置２０を図中矢印０４〜０７方向に駆動する個別のモータ３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ、３４ｇと、載置装置１０と映像装置２０を図中矢印０８方向に駆動するモータ３４ｈが、載置装置１０と映像装置２０を相対移動可能に駆動する駆動装置として、制御装置３０に駆動回路３３ａ〜３３ｈを介して接続されている。
【００１４】
図３に示すように、載置装置１０を移動させるための操作部材と映像装置２０を移動させるための操作部材とを有する操作装置４０が設けられている。操作装置４０は、操作部材として複数の操作レバー４１、４２、４３と複数の押しボタン５１、５２を有し、液晶ディスプレイ装置等により構成される表示装置６１に一体化されている。例えば操作レバー４１を図中ＬＡＯ−ＲＡＯ方向に操作すると矢印０５方向に、図中ＣＲＡＮ−ＣＡＵＤ方向に操作すると矢印０６方向に映像装置２０を回転させる操作信号が発生する。操作レバー４２を図中左右方向に操作すると映像装置２０を矢印０７方向に移動させる操作信号が発生し、図中上下方向に操作すると載置装置１０を矢印０１方向に移動させる操作信号が発生する。操作レバー４２を先端のボタン４９を押しながら図中左右方向に操作すると載置装置１０を矢印０２方向に移動させる操作信号が発生する。押しボタン５１、５２の操作により載置装置１０を矢印０３方向に移動させる操作信号が発生する。押しボタン５３、５４の操作により載置装置１０を矢印０４方向に移動させる操作信号が発生する。操作レバー４３を左右に操作することで載置装置１０と映像装置２０を矢印０８方向に回転させる操作信号が発生する。
【００１５】
操作装置４０は、各操作部材の操作に応じて上記駆動装置を制御する制御手段である制御装置３０に接続されている。制御装置３０は、操作装置４０からの操作信号に応じて駆動回路３３を介して各モータ３４ａ〜３４ｈを駆動する。
【００１６】
制御装置３０に、載置装置１０と映像装置２０の移動方向と移動量を検出する検出装置３５ａ〜３５ｈが接続される。検出装置３５ａ〜３５ｈは、例えば各モータ３４ａ〜３４ｈの回転方向と回転量を検出するエンコーダにより構成される。
【００１７】
制御装置３０は、検出装置３５ａ〜３５ｈの検出値から載置装置１０の構成要素と映像装置２０の構成要素との間の相対距離を演算する演算手段として機能する。その演算は、載置装置１０と映像装置２０の構成要素の形状を抽象化したモデルに基づき行うことで簡単化できる。その演算された相対距離が設定値以下になった時、制御装置３０は載置装置１０と映像装置２０の相対移動が停止するように駆動装置を制御する干渉防止手段として機能する。その設定値は載置装置１０と映像装置２０とが衝突しない範囲で可及的に小さくするのが好ましい。
【００１８】
載置装置１０の構成要素の周囲と映像装置２０の構成要素の周囲の中の少なくとも一方に干渉領域が予め設定される。その干渉領域は載置装置１０と映像装置２０における構成要素の形状に応じて適宜設定すればよい。例えば、載置装置１０における天板保持体１２の形状は、抽象化したモデルで表した場合、図４、図５に示すようにブロック状の基部１２ａと、この基部１２ａの一端において天板１１の幅方向に離れた２位置それぞれから天板１１の長手方向に沿って突出する一対の長手方向突出部１２ｂ、１２ｃと、一方の長手方向突出部１２ｂの先端から天板１１の幅方向に沿って突出する幅方向突出部１２ｄとを有し、幅方向突出部１２ｄの先端と他方の長手方向突出部１２ｃとの間は開口１２ｅとされている。これにより、天板保持体１２の基部１２ａと突出部１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとで囲まれた空間１２ｆが形成されている。
【００１９】
載置装置１０に対して映像装置２０が矢印０７方向に移動することで、映像装置２０におけるＸ線管２１、あるいは図１に示す状態から映像装置２０が載置装置１０に対して矢印０６方向に１８０度回転した場合はイメージインテンシファイア２２が、その空間１２ｆにおける基部１２ａと開口１２ｅとの間の領域１２ｆ′に開口１２ｅを介して出入りするものとされている（なお、図４においてはＸ線管２１あるいはイメージインテンシファイア２２の形状も抽象化したモデルで表している）。さらに、その領域１２ｆ′にＸ線管２１あるいはイメージインテンシファイア２２が入り込んだ後に、載置装置１０が映像装置２０に対して矢印０１方向に移動することで、空間１２ｆにおける基部１２ａと幅方向突出部１２ｄとの間の領域１２ｆ″にＸ線管２１あるいはイメージインテンシファイア２２が出入りするものとされている。この場合、空間１２ｆは天板１１の下方に位置するため、空間１２ｆにおけるＸ線管２１あるいはイメージインテンシファイア２２の配置は、操作装置４０を操作しているオペレータからは目視困難である。しかも、Ｘ線管２１あるいはイメージインテンシファイア２２に対して載置装置１０が特定方向（本実施形態では矢印０１方向に沿う図５における矢印Ａ方向）に移動しなければ、領域１２ｆ″からＸ線管２１あるいはイメージインテンシファイア２２は退避できない。そこで、その領域１２ｆ″を干渉領域として設定する。
【００２０】
制御装置３０は干渉領域の特定用データを記憶する記憶手段として機能する。例えば図６に示すように、天板１１の長手方向をｘ軸方向、幅方向をｙ軸方向、予め設定した基準位置を原点とする座標を設定し、図中ハッチングで示す領域１２ｆ″の四隅の座標を（ｘ１，ｙ１）、（ｘ１，ｙ２）、（ｘ２，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）とする。また、ｘ軸とｙ軸に直交する方向に関しては空間１２ｆのｘｙ座標は一定であるとする。この場合、制御装置３０は干渉領域の特定用データとして、載置装置１０と映像装置２０が予め設定した原点に位置する時の座標値（ｘ１，ｙ１）、（ｘ１，ｙ２）、（ｘ２，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）を記憶すればよい。
【００２１】
載置装置１０と映像装置２０の間の相対距離が設定値以下になると、上記のように干渉防止手段として機能する制御装置３０は両者の相対移動を停止させる。この時に載置装置１０の構成要素と映像装置２０の構成要素の中の一方の周囲の干渉領域に他方が入り込んでいる場合、制御装置３０は干渉領域から退避するための操作装置４０の操作方法を、記憶した干渉領域の特定用データと検出装置３５ａ〜３５ｈの検出値とから判断する判断手段として機能し、その干渉領域から退避するための操作方法を表示装置６１に表示させる。
【００２２】
例えば、図５において映像装置２０を載置装置１０に対して矢印０７方向に沿う矢印Ｂ方向に移動させることでＸ線管２１が領域１２ｆ′に入り込む。次に載置装置１０を映像装置２０に対して矢印０１方向に沿う矢印Ｂ方向に移動させることで、Ｘ線管２１は干渉領域として設定した領域１２ｆ″に入り込む。Ｘ線管２１と座標（ｘ１，ｙ２）、（ｘ２，ｙ２）を結ぶ線分との距離が設定値以下になれば、制御装置３０は干渉防止手段として載置装置１０の駆動用モータ３４ａを停止させる。この時、制御装置３０は記憶した干渉領域の特定用データと検出装置３５ａ〜３５ｈの検出値とから、現時点での干渉領域とＸ線管２１の座標を演算することで、Ｘ線管２１が干渉領域に入り込んでいることを判断できる。さらに、干渉領域から退避するための操作装置４０の操作方法が、載置装置１０を映像装置２０に対して矢印Ａ方向に移動させるために操作レバー４２を図３において上方に操作すればよいことを判断できることから、制御装置３０は表示装置６１に操作レバー４２を上方に操作する旨のメッセージを表示させる。そのメッセージに従いオペレータが操作装置４０を操作することで、Ｘ線管２１を載置装置１０に対して相対的に矢印Ｃ方向に移動し、干渉領域として設定した領域１２ｆ″から退避させることができる。その領域１２ｆ″から退避したＸ線管２１は領域１２ｆ′に到るので、操作レバー４２を図３において左方に操作し、映像装置２０を載置装置１０に対して図５において矢印Ｄ方向に移動させることで、Ｘ線管２１を領域１２ｆ′から退避させることができる。
【００２３】
その領域１２ｆ′も干渉領域として設定するようにしてもよい。例えば、図６に示すように領域１２ｆ′の四隅の座標を（ｘ３，ｙ３）、（ｘ３，ｙ１）、（ｘ２，ｙ３）、（ｘ２，ｙ１）として、制御装置３０に干渉領域の特定用データとして記憶させる。Ｘ線管２１が載置装置１０に対して矢印Ｃ方向に移動することで座標（ｘ３，ｙ３）、（ｘ２，ｙ１）を結ぶ線分との距離が設定値以下になれば、制御装置３０は干渉防止手段として載置装置１０の駆動用モータ３４ａを停止させ、また、Ｘ線管２１が載置装置１０に対して矢印Ｂ方向に移動することで座標（ｘ２，ｙ３）、（ｘ２，ｙ１）を結ぶ線分との距離が設定値以下になれば、制御装置３０は干渉防止手段として映像装置２０の駆動用モータ３４ｇを停止させ、表示装置６１に操作レバー４２を左方に操作する旨のメッセージを表示させる。
【００２４】
また、領域１２ｆ′と領域１２ｆ″の全体を一つの干渉領域として設定してもよい。この場合、Ｘ線管２１と座標（ｘ１，ｙ２）、（ｘ２，ｙ２）を結ぶ線分との距離が設定値以下になり、載置装置１０と映像装置２０の相対移動が停止すると、制御装置３０は表示装置６１に操作レバー４２を図３において下方に操作し、しかる後に左方に操作する旨のメッセージを表示させる。
【００２５】
本実施形態においては、制御装置３０に退避信号を入力する退避操作スイッチ７０を操作装置４０に設け、制御装置３０に退避信号が入力された時、干渉領域から退避するための操作方法に従って操作装置４０を操作した場合と同様に駆動装置が制御されるようにしている。これにより、載置装置１０と映像装置２０が干渉防止のために停止した場合、退避操作スイッチ７０を操作するだけで干渉領域から載置装置１０あるいは映像装置２０を自動的に退避させることもできる。しかも、オペレータは干渉領域から退避するための操作方法を退避操作スイッチ７０の操作前に表示装置６１における表示から確認できるので、その退避時に臨床上の問題がないかを判断し、その上で退避操作スイッチ７０を操作できる。これにより、例えば天板１１に載置された被検者の腕に取り付けられた点滴用治具が退避時に外れる等の臨床検査上の不都合が発生するのを防止できる。
【００２６】
上記実施形態によれば、載置装置１０と映像装置２０の移動方向と移動量の検出値から両者の構成要素間の相対距離を演算し、その相対距離が設定値以下になった時に両者の相対移動を停止する。これにより、載置装置１０と映像装置２０の干渉防止時に両者を可及的に近接させることができる。さらに、載置装置１０の構成要素と映像装置２０の構成要素の中の一方の干渉領域に他方が入り込み、両者の相対移動が停止した時、その干渉領域から退避するための操作方法を表示装置６１に表示することができる。これにより、その停止後に載置装置１０と映像装置２０を何れの方向に移動させれば良いかをオペレータは容易に認識でき、作業の迅速化を図ることができる。
【００２７】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、干渉領域として設定するのは、オペレータから目視困難な領域や、映像装置２０あるいは載置装置１０が特定方向に移動しなけばその領域からその構成要素を退避させることができない領域に限定されず、任意の領域を干渉領域として設定してもよく、また、干渉領域の数も限定されない。さらに、上記実施形態では載置装置１０の構成要素である天板保持体１２の周囲に干渉領域を設定したが、天板保持体１２以外の構成要素や映像装置２０の構成要素の周囲に設定してもよく、載置装置１０の構成要素の周囲と映像装置２０の構成要素の周囲の中の少なくとも一方に設定すればよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の透視撮影装置によれば、載置装置と映像装置を干渉させることなく可及的に近接させることができ、且つ、干渉防止のために停止した後に干渉を生じることのない移動方向を煩わしい操作を行うことなくオペレータに認識させることができ、操作性を向上し、操作の熟練を要することなく迅速で安定したレベルの透視撮影が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の透視撮影装置を示す斜視図
【図２】本発明の実施形態の透視撮影装置における制御系を示す図
【図３】本発明の実施形態の透視撮影装置における操作装置を示す図
【図４】本発明の実施形態の透視撮影装置における天板保持体と映像装置をモデル化した斜視図
【図５】本発明の実施形態の透視撮影装置における天板保持体と映像装置をモデル化した平面図
【図６】本発明の実施形態の透視撮影装置の作用説明図
【符号の説明】
１ 透視撮影装置
１０ 載置装置
２０ 映像装置
３０ 制御装置
３４ａ〜３４ｈ モータ
３５ａ〜３５ｈ 検出装置
４０ 操作装置
６１ 表示装置
７０ 退避操作スイッチ

Claims (2)

1. 被検体の載置装置と、
   前記被検体を透過したＸ線により透視撮影画像を形成する映像装置と、
   前記載置装置を移動させるための操作部材と前記映像装置を移動させるための操作部材とを有する操作装置と、
   前記載置装置と前記映像装置を相対移動可能に駆動する駆動装置と、
   各操作部材の操作に応じて前記駆動装置を制御する制御手段と、
   前記載置装置と前記映像装置の移動方向と移動量を検出する検出装置と、
   前記検出装置の検出値から前記載置装置の構成要素と前記映像装置の構成要素との間の相対距離を演算する演算手段と、
   演算された前記相対距離が設定値以下になった時に、前記載置装置と前記映像装置の相対移動が停止するように前記駆動装置を制御する干渉防止手段と、
   前記載置装置の構成要素の周囲と前記映像装置の構成要素の周囲の中の少なくとも一方に予め設定した干渉領域の特定用データを記憶する記憶手段と、
   前記載置装置の構成要素と前記映像装置の構成要素の中の一方の周囲の干渉領域に他方が入り込むと共に前記相対距離が設定値以下になった時に、その干渉領域から退避するための前記操作装置の操作方法を、前記記憶手段に記憶した干渉領域の特定用データと前記検出装置の検出値とから判断する判断手段と、
   その干渉領域から退避するための操作方法を表示する表示装置とを備える透視撮影装置。
2. 前記制御手段に退避信号を入力する退避操作スイッチを備え、
   前記制御手段に前記退避信号が入力された時、前記干渉領域から退避するための操作方法に従って前記操作装置を操作した場合と同様に前記駆動装置が制御される請求項１に記載の透視撮影装置。

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