JP2005118558A - Ｘ線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動式に位置調整可能なＣアームを備えたＸ線装置の操作の簡便性を高める。
【解決手段】Ｃアーム（１）と、Ｃアーム（１）の位置調整のために操作者によって操作されＣアーム（１）に機械的に結合された発信器（４，４ａ，４ｂ，４ｃ）とを備え、同一発信器（４，４ａ，４ｂ，４ｃ）がＣアーム（１）の傾斜角（α）の調整のためにかつＣアーム（１）の軌道角（φ）の調整のために設けられている電動式に位置調整可能なＸ線装置において、発信器（４，４ａ，４ｂ，４ｃ）が、Ｃアーム（１）上に配置されＣアーム（１）の周囲に設置されたセンサスキンとして形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、Ｃアームと、Ｃアームの位置調整のために操作者によって操作される発信器とを備えたＸ線装置に関する。

この種のＸ線装置は知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１から公知のＸ線装置は、操作ハンドルの形に形成されている装置操作部を備えている。Ｘ線装置のＣアームは操作ハンドルによって傾斜方向（又は揺動方向）および軌道方向（又は回転方向）に位置調整できる。

位置調整可能な構成要素すなわちＣアームと患者用寝台テーブルとを備えたＸ線装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。コンピュータによって位置調整運動時の衝突が回避される。

コンソールを介して指令およびパラメータを入力できるコンピュータ断層撮影蛍光透視装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。操作者によって始動可能な位置調整運動はデッドマン制御装置に接続されている。

センサを有し、このセンサが例えば接近、接触および／または押圧を位置分解して検出するＸ線診断装置が知られている（例えば、特許文献４参照）。この装置においては特に抵抗膜または容量性回路が使用されている。

Ｃアームを備えたＸ線装置は一般的に大きい重量の可動部を有している。Ｘ線装置の操作を簡単にするために、例えば特許文献５により公知であるこの実施例は電動機を有し、電動機の回転モーメントが少なくとも１つの可動部の重量を少なくとも部分的に平衡させる。特許文献６から公知の構成において、Ｃアームを備えたＸ線装置は電動機を調整要素として調節回路内に有し、目標値発信器として操作者によって操作されるべき発信器が設けられ、操作者によってもたらされた力は指令量である。制御量はこの場合にはＸ線装置の加速度である。このようにして、操作者は、Ｘ線装置を著しく小さな質量もしくは慣性モーメントで運動させるという印象を得る。支援モードにおいて、支援される力は摩擦力より小さい。

独国特許出願公開第１９９５７３３０号明細書 独国特許出願公開第１９６２５４０９号明細書 独国特許出願公開第１９８５４４７０号明細書 西独特許第４１３２１１７号明細書 スイス特許出願公開第１９７９９６号明細書 西独特許第４２３７０１３号明細書

本発明の課題は、電動式に位置調整可能なＣアームを備えたＸ線装置の操作簡便性をさらに高めることにある。

この課題は、本発明によれば、Ｃアームと、Ｃアームの位置調整のために操作者によって操作されＣアームに機械的に結合された発信器とを備え、同一発信器がＣアームの傾斜角の調整のためにかつＣアームの軌道角の調整のために設けられている電動式に位置調整可能なＸ線装置において、発信器が、Ｃアーム上に配置されＣアームの周囲に設置されたセンサスキンとして形成されていることによって解決される。

さらに、この課題は、本発明によれば、Ｃアームと、Ｃアームの位置調整のために操作者によって操作されＣアームに機械的に結合された発信器とを備え、同一発信器がＣアームの傾斜角の調整のためにかつＣアームの軌道角の調整のために設けられている電動式に位置調整可能なＸ線装置において、Ｃアームが、Ｃアームの懸吊装置内の力を検出可能である中心センサと協働して発信器として設けられていることによって解決される。

本発明において、Ｘ線装置は電動式に位置調整可能なＣアームを有し、Ｃアームの位置調整のために操作者によって操作されるべき発信器が設けられている。発信器はＣアームの傾斜角の調整のためにかつＣアームの軌道角の調整のために設けられている。これによって、使用者は、発信器を例えば従来のハンドルと同じように掴み、それによりＣアームを直接に操作する、すなわち周囲方向（すなわち軌道方向）および周囲方向に垂直な方向（すなわち傾斜方向）の任意の運動を制御できる状態になる。発信器が、操作時のＣアーム運動に対する触覚的または感触的な感覚を可能にするセンサを有するか又はセンサと協働すると好ましい。発信器の力センサまたは変位センサは、容量式センサ、誘導式センサ、圧電式センサ、またはその他の原理に基づいて動作するセンサであってよい。何れのケースにおいても、発信器によって検出された方向情報から、Ｃアームを運動させるべき方向が求められる。発信器によって検出された力情報および角度情報から、Ｃアームを運動させるべき速度が求められる。相応の目標値は速度調節に使用される。発信器の操作によってＣアームの運動速度を設定可能である。

本発明の第１の優れた構成によれば、発信器は、Ｃアームに又はこのＣアームに機械的に結合された部分（例えば画像撮影装置）に取付けられたリライング（サーボリライング（Ｓｅｒｖｏ−Ｒｅｌｉｎｇ）とも呼ばれている）の形式に形成されている。このリライングは特に従来のハンドルと同じように形成されている。それゆえ、Ｃアームの可能な全ての運動を制御するためには、直接的に操作可能な単一の操作要素で十分である。同種である必要のない複数の操作要素がＣアームにおよび／またはこのＣアームに保持された画像撮影装置もしくはＸ線放射器に配置されている場合は、Ｃアームの位置調整のために１つの任意の操作要素すなわち１つの任意の発信器を利用することができる。

本発明の第２の優れた構成によれば、発信器は、Ｃアーム上に配置された、好ましくはＣアームの周囲全体に設けられたセンサスキンとして形成されている。それゆえ、Ｃアームの大きく広がる特に環状または外被状の表面範囲をセンサ面として利用できる。操作者はＣアームをセンサスキンのところで、サーボ支援によらずに位置調整可能なＣアームを掴むのと同じように掴む。サーボリライングを有する上述の構成と同じように、サーボ支援は無効になり使用者にとってほとんど気づかれない。操作はＸ線装置においては通常のように、モータ支援によらないで専ら手動で位置調整可能なＣアームを用いて行なわれる。

本発明の第３の優れた構成によれば、Ｃアームの懸吊装置内に作用する力を検出する中心センサが設けられる。この力がＣアームへの使用者の機械的な作用によって変えられると、これがＣアームの運動時にモータ支援を開始させる。それによって、Ｃアームに固定されている全ての部品を含めたＣアーム全体が中心センサと共に発信器を構成する。Ｃアームの重量平衡は２つの上述の構成におけるのと同じように必要ではない。それゆえ、Ｘ線装置は軽量に構成される。

上述のどの構成においても、サーボ制御の感度が設定可能であると好ましい。例えば、運動の時定数を変えることによって操作者にＣアームの異なる質量の感覚を伝えることができる。同様に例えば、摩擦を模擬するパラメータを変えることができる。単一のＣアームを有するＸ線装置において複数の種類の発信器を組合わせることもできる。

他の優れた実施態様によれば、Ｃアームを備えたＸ線装置の制御はデッドマンスイッチに結び付けられる。このようにして、意図しない誤操作が生じる確率は強烈に減少する。追加的にまたは代替的に、Ｃアームの運動状態を検出し障害発生の場合にはサーボ支援に介入する監視装置が設けられていると好ましい。かかる障害は例えばＣアームの過大な加速度である。Ｃアームが最終位置に到達したら、電動式駆動装置が遮断される。

本発明の利点は特に、Ｘ線装置のＣアームの位置調整のために操作者によってもたらされた力の多次元検出によってＸ線装置の操作が、Ｃアームの電動式操作にも拘わらず、サーボ支援を有しない従来のＣアームを備えたＸ線装置の操作にほぼ相当することにある。

本発明の複数の実施例を以下において図面に基づいて詳細に説明する。
図１はＣアームを備えたＸ線装置の第１実施例を示す概略図、
図２はＣアームを備えたＸ線装置の第２実施例を示す概略図、
図３はＣアームを備えたＸ線装置の第３実施例を示す概略図である。
全ての図面において互いに対応する部分または同一の部分には同一符号が付されている。

図１〜３にはＣアーム１を備えたＸ線装置がそれぞれ示されている。Ｃアーム１には、その一方の端部にＸ線放射器２が配置され、その他方の端部に画像撮影装置３が配置されている。各実施例において、異なった形で、Ｃアーム１のサーボ支援による位置調整のための少なくとも１つの発信器４，４ａ，４ｂ，４ｃが設けられている。使用者によってもたらされる操作力はＦｂを付されている。Ｃアーム１は設定可能な傾斜角（又は揺動角）αおよび設定可能な軌道角（又は回転角）φを有する。傾斜角αの軸線はＡを付され、軌道角φの回転中心点はＤを付されている。

発信器４，４ａ，４ｂ，４ｃの他に、他の操作要素としてこの場合にはデッドマンスイッチ５，５ａ，５ｂ，５ｃが画像撮影装置３もしくはＣアーム１またはＸ線放射器２に配置されている。デッドマンスイッチ５，５ａ，５ｂ，５ｃは保持力Ｆｈで操作されねばならない。デッドマンスイッチ５，５ａ，５ｂ，５ｃおよび発信器４，４ａ，４ｂ，４ｃは導線８を介して調節ユニット６に接続されている。調節ユニット６はさらに電動機７に接続されている。電動機７は回転中心点Ｄを中心とするＣアーム１のサーボ支援による位置調整に使われる。Ｃアーム１の速度ｖならびに電動機７の回転数ｎおよび電機子電流Ｉａに関するデータは比較器９に供給され、比較器９は同様に調節ユニット６に接続されている。Ｃアーム１の位置はＹｃを付されている。調節ユニット６はさらに最終位置でのＣアームの衝突ならびに許容できない作動状態を検出する監視装置１０を含んでいる。許容できない作動状態は例えばＣアーム１の予期されない高い加速度ａまたは突発的なもしくは衝撃的な運動抵抗である。この場合には電動機７が遮断される。

図１の実施例において、第１の発信器４は画像撮影装置３に配置されたリライング（サーボリライング（Ｓｅｒｖｏ−Ｒｅｌｉｎｇ）とも呼ばれている）の形に形成されている。このリライングは原理的に従来のハンドルの形を有している。さらに、例えば異なる実施例においてはＣアーム１またはＸ線放射器２に配置されている別の発信器４ａ，４ｂ，４ｃが示されている。傾斜角αおよび／または軌道角φの調整のために、使用者は専ら好ましくは弓形状リライングとして形成され他の図示されていない力センサおよび／または変位センサと協働する発信器４，４ａ，４ｂ，４ｃを必要とする。この発信器４，４ａ，４ｂ，４ｃは直接にＣアーム１におよび／またはＣアーム１に機械的に結合された部分に配置されている。発信器４，４ａ，４ｂ，４ｃの操作は、Ｃアーム１を操作方向に位置調整する速度を事前設定する。

発信器４，４ａ，４ｂ，４ｃにはデッドマンスイッチ５，５ａ，５ｂ，５ｃが付設されている。デッドマンスイッチ５，５ａ，５ｂ，５ｃはコンパクトなキースイッチとして形成されて各発信器４，４ａ，４ｂ，４ｃの近傍に配置され、Ｃアーム１の基本的に安全性臨界として評価されるべき位置調整の意図されない開始を防止するために発信器４，４ａ，４ｂ，４ｃの遮断に使われる。発信器４，４ａ，４ｂ，４ｃには任意の方向で操作力Ｆｂを与えることができ、発信器４，４ａ，４ｂ，４ｃから使用者に戻される力によって、実際の重量より僅かな重量のＣアーム１を運動させているという感覚を使用者に伝えるフィードバック作用が生じる。Ｘ線装置２と画像撮影装置３とが結合されているＣアーム１はアイソセンタシステムの意味では重量平衡である必要がない。寧ろ、全重量を軽くするためには重量平衡を断念すると好ましい。

図２の実施例の動作は基本的に前述した実施例に対応している。これとの相違は、図２に示された装置においては、発信器４がＣアーム１上に直接に配置されたセンサスキンとして形成されている点である。このセンサスキンは、使用者によってＣアーム１にもたらされた力を直接に検出し相応の返答を出力する触覚スキンとして機能する。センサスキンとして形成された発信器４はＣアーム１の外部から接近できる表面の幅広い部分に、少なくともＸ線装置２ならびに画像撮影装置３に隣接する範囲に設置される。

図３の実施例においては、Ｃアーム１の表面にセンサが設けられていない。その代わりに、Ｃアーム１の懸吊装置１２内に作用する力が少なくとも１つの中心センサ１１によって検出される。中心センサ１１は使用者によってＣアーム１にもたらされた力を検出し、この力を調節ユニット６のための信号に変換する。このようにして、Ｘ線技術上の構成要素２，３を含めたほぼＣアーム１全体が単一の操作要素として機能する。使用者はＣアーム１を、Ｃアーム１がサーボ支援を受けないが僅かな重量を有するものとして運動させることができる。

Ｃアームを備えたＸ線装置の第１実施例を示す概略図 Ｃアームを備えたＸ線装置の第２実施例を示す概略図 Ｃアームを備えたＸ線装置の第３実施例を示す概略図

符号の説明

１ Ｃアーム
２ Ｘ線放射器
３ 画像撮影装置
４ 発信器
５ デッドマンスイッチ
６ 調節ユニット
７ 電動機
８ 導線
９ 比較器
１０ 監視装置
１１ 中心センサ
１２ 懸吊装置

Claims (6)

1. Ｃアーム（１）と、Ｃアーム（１）の位置調整のために操作者によって操作されＣアーム（１）に機械的に結合された発信器（４，４ａ，４ｂ，４ｃ）とを備え、同一発信器（４，４ａ，４ｂ，４ｃ）がＣアーム（１）の傾斜角（α）の調整のためにかつＣアーム（１）の軌道角（φ）の調整のために設けられている電動式に位置調整可能なＸ線装置において、発信器（４）が、Ｃアーム（１）上に配置されＣアーム（１）の周囲に設置されたセンサスキンとして形成されていることを特徴とするＸ線装置。
2. Ｃアーム（１）と、Ｃアーム（１）の位置調整のために操作者によって操作されＣアーム（１）に機械的に結合された発信器（４，４ａ，４ｂ，４ｃ）とを備え、同一発信器（４，４ａ，４ｂ，４ｃ）がＣアーム（１）の傾斜角（α）の調整のためにかつＣアーム（１）の軌道角（φ）の調整のために設けられている電動式に位置調整可能なＸ線装置において、Ｃアーム（１）が、Ｃアーム（１）の懸吊装置（１２）内の力を検出可能である中心センサ（１１）と協働して発信器（４）として設けられていることを特徴とするＸ線装置。
3. 発信器（４，４ａ，４ｂ，４ｃ）の操作によってＣアーム（１）の位置調整の速度が設定可能であることを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線装置。
4. 発信器（４，４ａ，４ｂ，４ｃ）はサーボリライングとしてＣアーム（１）および／またはこのＣアーム（１）に保持されたＸ線放射器（２）もしくは画像撮影装置（３）に機械的に結合されていることを特徴とする請求項２記載のＸ線装置。
5. Ｃアーム（１）の位置調整のために発信器（４，４ａ，４ｂ，４ｃ）に追加して操作されるデッドマンスイッチ（５，５ａ，５ｂ，５ｃ）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載のＸ線装置。
6. Ｃアーム（１）の運動状態を監視するための監視装置（１０）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載のＸ線装置。

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