JP2009232934A - Imaging table, method of correcting imaging table, and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体を撮影空間に搬送する撮影テーブル(table)およびその校正方法並びにその撮影テーブルを用いて被検体を撮影する撮影装置に関する。 The present invention relates to an imaging table (table) for transporting a subject to an imaging space, a calibration method thereof, and an imaging apparatus for imaging the subject using the imaging table.
X線CT装置等による被検体の造影撮影では、一般に、被検体に注入すべき造影剤の量を被検体の体重に基づいて決定する。そのため、造影撮影の効率を向上させるため、あるいは、急患等に対応するため、被検体の体重を即座に特定できるようにすることが望ましい。 In contrast imaging of a subject using an X-ray CT apparatus or the like, generally, the amount of contrast agent to be injected into the subject is determined based on the body weight of the subject. Therefore, it is desirable to be able to immediately identify the weight of the subject in order to improve the efficiency of contrast imaging or respond to an emergency patient.
また、X線CT装置等による被検体の撮影では、一般に、被検体が載置された撮影テーブルの天板を移動させることにより被検体を撮影空間に搬送する。そのため、搬送時に発生し得る、天板近傍での被検体の指はさみ等の事故を防止するため、天板を被検体の体重に応じた適切な駆動力で搬送できるようにすることが望ましい。 In imaging of a subject using an X-ray CT apparatus or the like, generally, the subject is transported to the imaging space by moving the top of the imaging table on which the subject is placed. Therefore, in order to prevent accidents such as finger scissors in the vicinity of the top that may occur during transport, it is desirable that the top can be transported with an appropriate driving force according to the weight of the subject.
このような要望に応えるべく、天板に載置された被検体の体重をその場で計測することが可能な撮影テーブルが種々提案されている。 In order to meet such demands, various imaging tables that can measure the weight of the subject placed on the top board on the spot have been proposed.
例えば、特許文献1では、被検体を載置する天板あるいはその天板を支持する支持台に、圧力センサで被検体の体重を計測する装置が設けられた撮影テーブルが提案されている。
For example,
一方、これまでに、所定のリンク機構によってテーブルを昇降させる撮影テーブルが種々提案されている。 On the other hand, various photographing tables for raising and lowering the table by a predetermined link mechanism have been proposed so far.
例えば、特許文献2では、平行リンク(link)機構を備えた撮影テーブルが提案されている。
ところで、リンク機構によってテーブルを昇降させる撮影テーブルにおいて、実用性の高い構成で被検体の体重を特定することができる構成は、未だ提案されていない。 By the way, in the imaging table which raises / lowers the table by the link mechanism, a configuration capable of specifying the weight of the subject with a highly practical configuration has not been proposed yet.
本発明は、上記事情に鑑み、リンク機構によって昇降する撮影テーブルにおいて、実用性の高い構成により被検体の体重を求めることが可能な撮影テーブル、およびその校正方法、並びにその撮影テーブルを用いた撮影装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides an imaging table that can determine the body weight of a subject with a highly practical configuration, an imaging method that uses the imaging table, and an imaging that uses the imaging table. An object is to provide an apparatus.
第1の観点では、本発明は、被検体を載置する天板と、前記天板を支持する天板支持部と、伸縮自在のアクチュエータ(actuator)部と、前記アクチュエータ部の伸縮運動をリンクの回転運動に変換して前記天板支持部を上下動させるリンク機構とを有する昇降手段とを備える撮影テーブルにおいて、前記アクチュエータ部は、該アクチュエータ部が伸縮する方向に掛かる荷重に応じた信号を出力するセンサ(sensor)を有し、前記センサの出力信号と前記リンク機構の姿勢を特定する姿勢特定情報とに基づいて、前記天板に加わる荷重である天板荷重を導出する天板荷重導出手段を備える撮影テーブルを提供する。 In a first aspect, the present invention links a top plate on which a subject is placed, a top plate support portion for supporting the top plate, a telescopic actuator (actuator) portion, and a telescopic motion of the actuator portion. And a lifting mechanism having a link mechanism that moves the top plate support part up and down to convert the rotational movement of the top plate support part, the actuator part outputs a signal corresponding to a load applied in a direction in which the actuator part extends and contracts. A top plate load derivation having a sensor for outputting, and deriving a top plate load that is a load applied to the top plate based on an output signal of the sensor and posture specifying information for specifying a posture of the link mechanism A photographing table comprising means is provided.
第2の観点では、本発明は、前記アクチュエータ部が、ピストンロッド(piston
rod)と、前記ピストンロッドとネジで嵌合するロッドエンド(rod end)と、前記ネジに係合するロックナット(locknut)とを有し、前記センサが、前記ピストンロッドと前記ロックナットとの間に介在し、前記ロックナットにより締め付けられる上記第1の観点の撮影テーブルを提供する。
In a second aspect, the present invention provides that the actuator unit includes a piston rod (piston).
rod), a rod end fitted with the piston rod with a screw, and a locknut engaged with the screw, and the sensor is connected to the piston rod and the locknut. An imaging table according to the first aspect of the present invention is provided that is interposed therebetween and is tightened by the lock nut.
第3の観点では、本発明は、前記センサが、センターホール(center-hole)を有し、前記センターホールが前記ネジに通るよう設けられる上記第2の観点の撮影テーブルを提供する。 In a third aspect, the present invention provides the imaging table according to the second aspect, wherein the sensor has a center hole, and the center hole is provided so as to pass through the screw.
第4の観点では、本発明は、前記天板荷重導出手段が、前記センサの出力信号の値と前記姿勢特定情報を表す値とを入力パラメータ(parameter)とし、前記ロックナットの締付けにより前記センサに加わる締付け荷重と前記センサの出力ゲイン(gain)とを係数とする数式に基づいて、前記天板荷重を導出する上記第2の観点または第3の観点の撮影テーブルを提供する。 In a fourth aspect, the present invention is directed to the above-mentioned top plate load deriving means, wherein the output signal value of the sensor and the value representing the posture specifying information are input parameters, and the sensor is tightened by tightening the lock nut. The imaging table according to the second aspect or the third aspect is provided for deriving the top plate load based on a mathematical expression having a tightening load applied to the sensor and an output gain of the sensor as a coefficient.
第5の観点では、本発明は、前記数式が、第1の時期における前記センサの締付け荷重および出力ゲインを前記係数として有し、前記第1の時期より後である第2の時期に得られる前記センサの複数の出力信号であって、それぞれが、前記天板荷重が同じであり前記リンク機構の姿勢が互いに異なる複数の姿勢である各条件下で得られる複数の出力信号に基づいて、前記第1の時期と前記第2の時期との間における前記センサの締付け荷重および出力ゲインの少なくとも一方の変化量が反映される指標値を算出し、該指標値の閾値判定により異常を検知する異常検知手段をさらに備える上記第4の観点の撮影テーブルを提供する。 In a fifth aspect, the present invention is obtained in a second period after the first period, wherein the mathematical expression has the tightening load and output gain of the sensor in the first period as the coefficients. A plurality of output signals of the sensor, each based on a plurality of output signals obtained under each condition in which the top plate load is the same and the posture of the link mechanism is a plurality of different postures. An abnormality in which an index value reflecting at least one change amount of the tightening load and output gain of the sensor between the first period and the second period is calculated, and an abnormality is detected by determining a threshold value of the index value A photographing table according to the fourth aspect, further comprising a detecting means, is provided.
第6の観点では、本発明は、前記第2の時期に、操作者からの所定の操作に応答して、前記リンク機構の姿勢が前記複数の姿勢をとるように前記アクチュエータ部を制御するアクチュエータ制御手段をさらに備える上記第5の観点の撮影テーブルを提供する。 In a sixth aspect, the present invention provides an actuator for controlling the actuator unit so that the posture of the link mechanism takes the plurality of postures in response to a predetermined operation from an operator at the second time. A photographing table according to the fifth aspect, further comprising a control means, is provided.
第7の観点では、本発明は、前記アクチュエータ部が、前記ピストンロッドを内装するシリンダ(cylinder)を有し、前記シリンダに収容される流体の量に応じて前記ピストンロッドが移動するものであり、前記シリンダと流路で接続されており前記シリンダに流体を送り込むポンプ(pump)と、前記シリンダから流体を排出するための排出手段と、前記流路における流体圧がリリーフ(relief)圧に達しているときに作動するリリーフ弁とを有するアクチュエータ駆動部をさらに備える上記第4の観点から第6の観点のいずれか1つの観点の撮影テーブルを提供する。 In a seventh aspect, the present invention is such that the actuator unit has a cylinder that houses the piston rod, and the piston rod moves according to the amount of fluid accommodated in the cylinder. A pump that is connected to the cylinder by a flow path and sends a fluid to the cylinder; a discharge means for discharging the fluid from the cylinder; and the fluid pressure in the flow path reaches a relief pressure. An imaging table according to any one of the fourth to sixth aspects is further provided, further comprising an actuator drive unit having a relief valve that operates when the actuator is in operation.
第8の観点では、本発明は、前記リンク機構が、ベース(base)と、上部フレーム(frame)と、前記ベースと前記上部フレームとの間に取り付けられた斜辺アーム(arm)とを有し、前記ベースおよび前記上部フレームを水平アームとする平行リンク機構であり、前記天板支持部が、前記上部フレームに支持され、または、前記上部フレームと一体形成されており、前記アクチュエータ部が、前記ベースと前記斜辺アームとの間に取り付けられている上記第1の観点から第7の観点のいずれか1つの観点の撮影テーブルを提供する。 In an eighth aspect of the present invention, the link mechanism includes a base, an upper frame, and an oblique arm attached between the base and the upper frame. A parallel link mechanism having the base and the upper frame as horizontal arms, wherein the top plate support part is supported by the upper frame or integrally formed with the upper frame, and the actuator part is An imaging table according to any one of the first to seventh aspects, which is attached between a base and the oblique arm, is provided.
第9の観点では、本発明は、前記姿勢特定情報が、前記リンク機構の姿勢によって上下動する所定部の高さ位置である上記第1の観点から第8の観点のいずれか1つの観点の撮影テーブルを提供する。 In a ninth aspect, the present invention provides the apparatus according to any one of the first to eighth aspects, wherein the posture specifying information is a height position of a predetermined portion that moves up and down depending on the posture of the link mechanism. Provide a shooting table.
第10の観点では、本発明は、前記センサが、ロードセル(load cell)、ピエゾ(piezo)、圧電セラミック(ceramic)または水晶で構成される上記第1の観点から第9の観点のいずれか1つの観点の撮影テーブルを提供する。 In a tenth aspect, the present invention provides the sensor according to any one of the first to ninth aspects, wherein the sensor is formed of a load cell, a piezo, a piezoelectric ceramic, or a crystal. Providing a shooting table from three viewpoints.
第11の観点では、本発明は、上記第7の観点の撮影テーブルが備える前記天板荷重導出手段を校正する方法であって、前記シリンダの流体圧が前記リリーフ圧である場合に前記流体圧によって前記センサに加わる荷重であるリリーフ荷重を求める工程と、前記天板荷重が無荷重であり前記リンク機構の姿勢が任意の姿勢であるときに、該姿勢を特定する情報である第1の姿勢特定情報と、このときの前記センサの出力信号である第1の出力信号とを取得するとともに、前記リンク機構の姿勢が保持されるよう前記撮影テーブルの少なくとも一部を固定し、前記リリーフ弁が作動して前記シリンダの流体圧が前記リリーフ圧になるよう前記アクチュエータ駆動部の前記ポンプを回し、このときの前記センサの出力信号である第2の出力信号を取得する工程と、前記リリーフ荷重、前記第1の姿勢特定情報、前記第1の出力信号、前記第2の出力信号、および前記センサに掛かる荷重と前記センサの出力信号の値との間の関係式に基づいて、前記第1の出力信号値を取得した時期における前記センサの締付け荷重および出力ゲインを特定する工程と、前記数式の係数を、前記特定された前記センサの締付け荷重および出力ゲインで更新する工程とを有する撮影テーブル校正方法を提供する。 In an eleventh aspect, the present invention relates to a method for calibrating the top plate load deriving means included in the imaging table according to the seventh aspect, wherein the fluid pressure when the fluid pressure of the cylinder is the relief pressure. And a first posture which is information for specifying the posture when the top plate load is unloaded and the posture of the link mechanism is an arbitrary posture. The specific information and the first output signal that is the output signal of the sensor at this time are acquired, and at least a part of the imaging table is fixed so that the attitude of the link mechanism is maintained, and the relief valve The pump of the actuator driving unit is turned so that the fluid pressure of the cylinder becomes the relief pressure, and a second output signal which is an output signal of the sensor at this time is A relational expression between the step of obtaining, the relief load, the first posture specifying information, the first output signal, the second output signal, and the load applied to the sensor and the value of the output signal of the sensor And determining the tightening load and output gain of the sensor at the time when the first output signal value is obtained, and updating the coefficient of the mathematical formula with the specified tightening load and output gain of the sensor. And a photographing table calibration method comprising the steps of:
第12の観点では、本発明は、上記第1の観点から第10の観点のいずれか1つの観点の撮影テーブルと、前記撮影テーブルの前記天板に載せられた被検体を撮影して画像情報を生成する撮影手段とを備える撮影装置を提供する。 In a twelfth aspect, the present invention captures image information by photographing the imaging table according to any one of the first to tenth aspects and the subject placed on the top plate of the imaging table. An imaging device including an imaging means for generating the image is provided.
第13の観点では、本発明は、前記撮影手段が、前記被検体を挟んで相対向するX線管とX線検出器とを含むX線撮影系を前記被検体の回りに回転させて投影データ(data)を取得するガントリ(gantry)手段を含む上記第12の観点の撮影装置を提供する。 In a thirteenth aspect, the present invention relates to the present invention in which the imaging unit rotates and projects an X-ray imaging system including an X-ray tube and an X-ray detector facing each other with the subject interposed therebetween. An imaging apparatus according to the twelfth aspect including a gantry means for acquiring data is provided.
第14の観点では、本発明は、前記撮影手段が、核磁気共鳴法により前記被検体の空間的な核磁化分布を検出するガントリ手段を含む上記第12の観点の撮影装置を提供する。 In a fourteenth aspect, the present invention provides the imaging apparatus according to the twelfth aspect, wherein the imaging unit includes a gantry unit that detects a spatial nuclear magnetization distribution of the subject by nuclear magnetic resonance.
本発明によれば、アクチュエータ部が有するセンサが、天板全体に加わる天板荷重およびリンク機構の姿勢と所定の関係を持つアクチュエータ部の圧縮荷重に応じた信号を出力するので、単一のセンサの出力信号とリンク機構の姿勢特定情報とに基づいて天板荷重を特定することができ、リンク機構によって昇降する撮影テーブルにおいて、実用性の高い構成により被検体の体重を求めることが可能となる。 According to the present invention, the sensor of the actuator unit outputs a signal corresponding to the top plate load applied to the entire top plate and the compression load of the actuator unit having a predetermined relationship with the attitude of the link mechanism. The top plate load can be specified based on the output signal and the posture specifying information of the link mechanism, and the weight of the subject can be obtained with a highly practical configuration in the imaging table that moves up and down by the link mechanism. .
以下より、本発明にかかる実施形態について説明する。
(第1の実施形態)
Embodiments according to the present invention will be described below.
(First embodiment)
まず、第1の実施形態にかかるX線CT装置1の全体構成について説明する。
First, the overall configuration of the
図1は、X線CT装置(撮影装置)1の外観図である。図1に示すように、本装置1は、走査ガントリ2、撮影テーブル3および操作コンソール(console)4を含む。
FIG. 1 is an external view of an X-ray CT apparatus (imaging apparatus) 1. As shown in FIG. 1, the
撮影テーブル3は、昇降機構および天板等を含む。昇降機構は、天板の高さを調節する。また、被検体は、天板上に載置され、天板ごと不図示の手段により移動させられ、最適な撮影位置に配置される。 The imaging table 3 includes an elevating mechanism and a top plate. The lifting mechanism adjusts the height of the top board. In addition, the subject is placed on the top plate, moved by the means (not shown) together with the top plate, and placed at the optimal imaging position.
走査ガントリ2は、被検体を挟んで相対向するX線管とX線検出器とを含むX線撮影系を被検体の回りに回転させて被検体の撮影を行い、投影データを取得する。操作コンソール4は,操作者の入力情報に基づいて、走査ガントリ2および撮影テーブル3を制御し、被検体の断層画像を取得する。
The scanning gantry 2 images an object by rotating an X-ray imaging system including an X-ray tube and an X-ray detector facing each other with the object interposed therebetween, and acquires projection data. The
図2は、X線CT装置1の全体構成を示すブロック図である。走査ガントリ2は、X線管21、コリメータ22(collimator)およびX線検出器23等を含み、X線照射・検出装置を構成する。X線管21から放射されるX線は、コリメータ22により、例えば扇状のX線ビーム(beam)すなわちファンビーム(fanbeam)X線となるように成形され、X線検出器23に照射される。
FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the
X線検出器23は、ファンビームX線の広がり方向にアレイ(array)状に配列された複数のX線検出素子を有する。X線検出器23は、複数のX線検出素子をアレイ状に配列した、多チャンネル(channel)のX線検出器となっている。
The
X線検出器23にはデータ収集部24が接続されている。データ収集部24は、検出器アレイを構成する個々のX線検出素子の検出データを収集する。X線管21からのX線の照射は、走査ガントリ2内のX線コントローラ(controller)25によって制御される。
A
以上の、X線管21からX線コントローラ25までのものが、走査ガントリ2の回転部26に搭載されている。ここで、被検体は、回転部26の中心に位置するボア(bore)内の天板上に、横臥状態で載置される。回転部26は、回転コントローラ25により制御されつつ回転し、X線管21からX線を曝射し、X線検出器23において被検体の透過X線を検出する。
The above-described components from the
操作コンソール4は、コンソール制御部41、データ収集バッファ(buffer)42、入出力部43、記憶部44等を含む。コンソール制御部41にはデータ収集バッファ42が接続されており、さらにデータ収集バッファ42は、走査ガントリ2のデータ収集部24に接続されている。ここで、データ収集部24で収集されたデータがデータ収集バッファ42を通じてコンソール制御部41に入力される。
The
コンソール制御部41は、データ収集バッファ42を通じて収集した透過X線信号すなわち投影データを用いて画像再構成を行う。コンソール制御部41には、また、記憶部44が接続されている。記憶部44は、データ収集バッファ42に収集された投影データや再構成された断層画像情報および本装置の機能を実現するためのプログラム(program)等を記憶する。
The
また、コンソール制御部41には、入出力部43が接続されている。入出力部43は、表示装置および操作装置を有し、コンソール制御部41から出力される断層画像情報やその他の情報を表示する。入出力部43は、操作者によって操作され、各種の指示や情報等を操作装置から制御部41に入力する。操作者は表示装置を使用してインタラクティブ(interactive)に本装置を操作する。
An input /
また、コンソール制御部41には、撮影テーブル3が接続されており、撮影テーブル3における昇降機構の昇降制御および天板の位置制御等を行う。これにより、天板上の被検体を、最適な画像取得位置に配置する。
In addition, the imaging table 3 is connected to the
図3は、撮影テーブル3の構成を示す図である。撮影テーブル3は、図3に示すように、天板31、上部フレーム(天板支持部)32、ベース33、斜辺アーム34a,34b、アクチュエータ部35、アクチュエータ駆動部36、高さ位置検知部37、テーブル制御部38、天板駆動部39およびテーブル操作部40等を含む。なお、被検体は、天板31上に載置される。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the imaging table 3. As shown in FIG. 3, the imaging table 3 includes a
天板31は、上部フレーム32にスライド(slide)可能に支持される。ベース33は床面上に設置される。長さが等しい2つの斜辺アーム34a,34bは、それぞれ、一端をベース33に結合部341a,341bで結合され、他端を上部フレーム32に結合部342a,342bで結合される。各結合部は、回動式の継ぎ手を形成しており、結合部を中心にして、結合体が図3のyz面内で自由に相互回転することができる。すなわち、上部フレーム32、ベース33および斜辺アーム34a,34bは、ベース33および上部フレーム32を水平アームとする平行四辺形型の平行リンク機構(リンク機構)30を形成する。これにより、上部フレーム32および天板31は、ベース33に対して平行状態を維持したまま上下動を行うことができ、撮影テーブル3の昇降動作を可能にする。なお、この平行リンク機構は、天板31に掛かる荷重とアクチュエータ部35の伸縮方向に掛かる圧縮荷重とがこの平行リンク機構30の姿勢ごとに一対一の関係で決まる構成である。
The
アクチュエータ部35は、伸縮自在であり、一端をベース33に結合部358で回動自在に結合され、他端を斜辺アーム34aに結合部355で回動自在に結合される。
The
図4は、アクチュエータ部35の拡大断面図である。アクチュエータ部35は、図4に示すように、シリンダ351、ピストンロッド352、ロッドエンド353、荷重センサ354およびロックナット356を有する。ピストンロッド352は、シリンダ351に内装されており、シリンダ351側とは反対側の端部にネジ穴352aを有する。ロッドエンド353は、結合部358として機能する、いわゆる球面軸受けを形成しており、ネジ部353aを有する。ピストンロッド352とロックエンド353とはネジ部353aで嵌合される。ロックナット356は、ネジ部353aに係合する。荷重センサ354は、センターホールを有するセンターホール形荷重センサであり、ピストンロッド352とロックナット356との間に、センターホールにネジ353aを通して介在し、ロックナット356により所定の締付け荷重で締め付けられている。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the
ピストンロッド352の移動方向(アクチュエータ部35の伸縮方向)に掛かる圧縮荷重は、天板31、上部フレーム32、および斜辺アーム34a等の自重による荷重Xと、天板31に載置された物体の重さによって天板31の鉛直方向に掛かる荷重(以下、天板荷重ともいう)Wとを合わせた荷重に、平行リンク機構30の姿勢を特定する情報(姿勢特定情報)、例えば、上部フレーム32の高さ位置(以下、フレーム高さ位置ともいう)Hに依存した所定の係数α(H)を掛け合わせた荷重α(H)・(X+W)と、ロックナット356による締付け荷重βとからなる。なお、ピストンロッド352の移動方向に掛かる圧縮荷重には、平行リンク機構30の構成により、天板31の全体に掛かる荷重の一部が集中して現れる。そのため、ピストンロッド352の移動方向に掛かる圧縮荷重は、天板荷重Wの大きさには依存するが、天板31上の荷重の分布には依存しない。したがって、天板31に被検体が載置された場合には、被検体の天板31に対する位置や姿勢が変化することにより被検体の重心が変化しても、被検体が静かに載置されておりその重さが変化しなければ、ピストンロッド352の移動方向に掛かる圧縮荷重は変化しない。ピストンロッド352は、この圧縮荷重により僅かに変形し、この圧縮荷重が荷重センサ354に加わる。荷重センサ354は、ピストンロッド352に掛かる圧縮荷重に出力ゲインGを乗算してなる信号値(以下、センサ出力信号値ともいう)Pを表す信号を出力する。
The compression load applied to the moving direction of the piston rod 352 (the direction of expansion and contraction of the actuator unit 35) includes the load X caused by the weight of the
なお、アクチュエータ部35は、ピストンロッド352をピストン方向にスライド制御できるものであれば、油圧等の流体圧方式や電気モータ方式など、いかなる形態のものでもよい。また、荷重センサ354は、ピストンロッド352の移動方向に掛かる圧縮荷重に応じた信号値を表す信号を出力するよう設けられたものであれば、いかなる形態のものでもよい。荷重センサ354としては、例えば、ロードセル、ピエゾ、圧電セラミックまたは水晶等で構成されるものを考えることができる。
The
アクチュエータ駆動部36は、テーブル制御部38およびアクチュエータ部35と接続され、テーブル制御部38からの制御によりアクチュエータ部352の伸縮を行う。
The
図5は、アクチュエータ駆動部36の構成を示す図である。アクチュエータ駆動部36は、図5に示すように、リザーバ(reserver)361、ポンプ362、電磁弁363、定流量弁364、リリーフ弁365とを有する。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the
シリンダ351と電磁弁363とは流路f1で接続されている。電磁弁363とポンプ362とは流路f2で接続されている。電磁弁363と定流量弁364とは、流路f3で接続されている。定流量弁364とリザーバ361とは流路f4で接続されている。リリーフ弁365は、流体流入側を流路f2に接続され、流体排出側をリザーバ361と流路f5で接続されている。
The
電磁弁363は、シリンダ351に流体を入れる状態とシリンダ351から流体を抜く状態とに流路を切り替える。定流量弁364は、シリンダ351から抜ける流体の流速を調整する。リリーフ弁365は、流路f2における流体圧がリリーフ圧Zに達すると作動し、流路f2の流体を流路f5に逃がしリザーバ361に戻す。リリーフ弁365の作動中は、流路f2における流体圧はリリーフ圧Zに一定に保たれる。なお、ポンプ362、電磁弁363および定流量弁364は、アクチュエータ制御部388により制御される。
The
電磁弁363をシリンダ351に流体を入れる状態にして、ポンプ362を回すと流路f2、電磁弁363および流路f1を介して流体がシリンダ351に送り込まれる。これにより、流体圧でピストンロッド352が押し出されるので、斜辺アーム34a,34bが立ち上がり、上部フレーム32が上昇する。一方、ポンプ362を止め、電磁弁363をシリンダ351から流体を抜く状態にすると、流体はシリンダ351から、流路f1、電磁弁363、流路f3、定流量弁364および流路f4を介してリザーバ361に戻る。これにより、ピストンロッド352が引き込まれるので、斜辺アーム34a,34bが倒れ、上部フレーム32が下降する。このようにして上部フレーム32の高さ位置を調整することができる。
When the
高さ位置検知部37は、テーブル制御部38と接続され、フレーム高さ位置Hを検知し、その情報をテーブル制御部38に送る。なお、高さ位置検知部37は、例えば、斜辺アーム34aの傾きを検出するための不図示のポテンショメータ(potentiometer)を有し、このポテンショメータの出力と平行リンク機構30の幾何学的構造とから、フレーム高さ位置Hを求める。
The height
テーブル制御部38は、荷重センサ354、アクチュエータ駆動部36、高さ位置検知部37、テーブル操作部40、および操作コンソール4と接続されている。テーブル制御部38は、テーブル操作部40や操作コンソール4などからの入力情報や指令に基づいて、アクチュエータ駆動部36を制御したり、所定の処理によって導出した情報を各部に出力したりする。
The table control unit 38 is connected to the
テーブル制御部38は、天板荷重導出部381、数式記憶部382、アナログ・デジタル(analog-digital)変換部383、天板制御部384、およびアクチュエータ制御部(制御手段)388を有し、これらはネットワーク380を介して接続されている。また、このネットワーク(network)380には、高さ位置検知部37、テーブル操作部40、および操作コンソール4と接続されている。なお、テーブル制御部383は、例えば、コンピュータ(computer)によって構成され、CPUが不図示の記憶部に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより上記各部として機能する。
The table control unit 38 includes a top plate
アクチュエータ制御部388は、テーブル操作部40や操作コンソール4から入力される情報に基づいて、アクチュエータ駆動部36を駆動し、アクチュエータ部35の伸縮を制御する。
The
天板制御部384は、天板駆動部39を制御して、天板31の位置制御を行う。
The top
アナログ・デジタル変換部383は、荷重センサ354と接続されており、荷重センサ354から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。変換されたデジタル信号は、例えば、天板荷重導出部381に送られる。
The analog /
数式記憶部382は、荷重センサ354の出力信号の値(以下、センサ出力信号値という)Pと、姿勢特定情報を表す値であるフレーム高さ位置Hとを入力パラメータとし、ロックナット356の締付けにより荷重センサ354に加わる締付け荷重βと、荷重センサ354の出力ゲインGとを係数とする数式を記憶する。
The mathematical
ここで、この数式について説明する。センサ出力信号値Pを式で表すと次式のようになる。 Here, this mathematical expression will be described. The sensor output signal value P is expressed by the following equation.
P=G・[α(H)・(X+W)+β] …(数式1) P = G · [α (H) · (X + W) + β] (Formula 1)
数式1において、Gは荷重センサ354の出力ゲイン、α(H)は撮影テーブル3のジオメトリ(geometry)によって定まるフレーム高さ位置Hの関数、Xは天板31、上部フレーム32、斜辺アーム34a等の自重による荷重、Wは天板荷重、βはロックナット356の締付け荷重いわゆるプリロード(preload)である。
In
図6は、天板荷重Wおよびフレーム高さ位置Hとセンサ出力信号値Pとの関係を示す図である。図6(a)は、フレーム高さ位置Hを一定にした場合における天板荷重Wとセンサ出力信号値Pとの関係を示している。また、図6(b)は、天板荷重Wを一定にした場合におけるフレーム高さ位置Hとセンサ出力信号値Pとの関係を示している。 FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the top board load W and the frame height position H and the sensor output signal value P. FIG. 6A shows the relationship between the top board load W and the sensor output signal value P when the frame height position H is constant. FIG. 6B shows the relationship between the frame height position H and the sensor output signal value P when the top plate load W is constant.
図6(a)に示すように、センサ出力信号値Pは、フレーム高さ位置Hが一定であればG,α(H),X,βが一定となり、天板荷重Wが大きくなると線形的に大きくなる。また、センサ出力信号値Pは、フレーム高さ位置Hが大きくなるとα(H)が小さくなり、センサ出力信号値Pも小さくなる。 As shown in FIG. 6A, the sensor output signal value P is linear when G, α (H), X, β is constant when the frame height position H is constant, and the top plate load W increases. Become bigger. In addition, the sensor output signal value P decreases as the frame height position H increases, and α (H) decreases and the sensor output signal value P also decreases.
また、図6(b)に示すように、センサ出力信号値Pは、天板荷重Wが一定であればG,X,W,βが一定となり、フレーム高さ位置Hの関数α(H)に依存して変化する。α(H)は、フレーム高さ位置Hが大きくなると徐々に小さくなるように曲線的に変化する関数である。 Further, as shown in FIG. 6B, the sensor output signal value P is such that G, X, W, and β are constant when the top load W is constant, and the function α (H) of the frame height position H is obtained. Varies depending on α (H) is a function that changes in a curve so that it gradually decreases as the frame height position H increases.
なお、α(H)とXは、ジオメトリ、構造設計等から求めることができる。Gとβは、個々の撮影テーブルに固有のパラメータ(parameter)であるが、例えば撮影テーブルの出荷時あるいは校正時に、天板荷重Wとフレーム高さ位置Hとの組合せが異なる少なくとも2つの条件でセンサ出力信号値Pを測定し、所定の方程式を解くことで求めることができる。 Α (H) and X can be obtained from geometry, structural design, and the like. G and β are parameters specific to each imaging table. For example, when the imaging table is shipped or calibrated, the combination of the top board load W and the frame height position H is different under at least two conditions. It can be obtained by measuring the sensor output signal value P and solving a predetermined equation.
数式記憶部382は、このようにして予め求められたパラメータG,βを含む数式1を記憶する。
The mathematical
天板荷重導出部381は、高さ位置検知部37により検知されたフレーム高さ位置Hと、荷重センサ354で得られたセンサ出力信号値Pとに基づいて、数式記憶部382に記憶されている数式を用いて、天板荷重W、すなわち、被検体の体重を算出する。
The top plate
天板制御部384は、算出された天板荷重Wに基づいて、天板31が被検体の体重に応じた適切な駆動力で移動されるよう、天板駆動部39を制御する。また、コンソール4は、算出された天板荷重Wに基づいて、その天板荷重Wを被検体の体重として表示装置に表示したり、造影撮影の条件、例えば、被検体に注入すべき造影剤の量や注入速度等を導出したりする。なお、導出されたこれらの条件は、造影剤を注入するインジェクタ(injector)の自動制御に用いることもできる。
The top
天板駆動部39は、天板31を所定の方向へ移動させるための駆動部で、例えば、天板31を支持するローラを不図示のモータで回転させて天板31を移動する。
The top
なお、天板荷重導出部381は、センサ出力信号値Pおよびフレーム高さ位置Hを定期的に得て、天板荷重Wを逐次算出して出力してもよいし、テーブル操作部40や操作コンソール4からの制御信号に基づいて、単発的にセンサ出力信号値Pおよびフレーム高さ位置Hを得て、天板荷重Wを算出してもよい。
The top plate
このように、本実施形態によれば、アクチュエータ部35が有する荷重センサ354が、天板31全体に加わる天板荷重Wおよびリンク機構30の姿勢と所定の関係を持つアクチュエータ部35の圧縮荷重に応じた信号を出力するので、単一のセンサの出力信号とリンク機構の姿勢特定情報とに基づいて天板荷重Wを特定することができ、リンク機構30によって昇降する撮影テーブル3において、実用性の高い構成により被検体の体重を求めることが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、荷重センサ354はセンサ自身に掛かる荷重によって変形するが、本実施形態によれば、荷重センサ354は、天板31を直接的に支持していないので、天板31が荷重センサ354の変形に伴って歪むことがなく、天板31の歪による被検体の撮影部位の位置ずれを増大させることがないという利点もある。
Further, although the
また、本実施形態によれば、既存のアクチュエータ部35に荷重センサ354を設ける形態であるから、リンク機構の基本構造を変える必要がなく、設計が容易である。特に、本実施形態では、センターホール形の荷重センサ354を、ピストンロッド352とロックナット356との間にセンターホールにネジ部353aを通して介在させ、ロックナット356で締め付けるようにしているので、特殊な構造や加工、特殊な部材が不要であり市販の部品だけで構成することができ、非常に低コストである。
Moreover, according to this embodiment, since the
なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変形、追加が可能である。 The present invention can be variously modified and added without departing from the spirit of the present invention.
本実施形態では、荷重センサ354をセンターホール形荷重センサとし、ピストンロッド352とロッドエンド353が嵌合するネジに通すように設けた形態であるが、例えば、荷重センサ354を平板形荷重センサとし、ピストンロッド352とロッドエンド353との間で直接挟み込むように設けた形態であってもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、天板荷重導出部381は、数式記憶部382に記憶されている上記相関関係を表す数式を用いて天板荷重Wを算出しているが、上記相関関係を表す対応表を記憶する対応表記憶部を設け、天板荷重導出部381は、その対応表を参照して天板荷重Wを決定してもよい。対応表は、例えば、複数の代表的なフレーム高さ位置と、複数の代表的なセンサ出力信号値とについて、フレーム高さ位置とセンサ出力信号値との各組合せ毎に、当該組合せに対応する天板荷重が対応付けされた表とすることができる。
Further, in this embodiment, the top plate
また、本実施形態では、アクチュエータ部35におけるネジは、ロッドエンド353側が有しているが、ピストンロッド352側が有していてもよい。
(第2の実施形態)
In the present embodiment, the screw in the
(Second Embodiment)
ところで、荷重センサ354の出力ゲインGやロックナット356による締付け荷重βは、時間の経過とともに少しずつ変化することが考えられる。したがって、天板荷重Wを常に高い確度で導出するには、撮影テーブルの定期的な校正、すなわち、天板荷重Wの導出に用いる出力ゲインGや締付け荷重βの更新が不可欠である。そこで、ここでは、撮影テーブルの校正方法について説明する。
By the way, it is conceivable that the output gain G of the
まず、第1の撮影テーブル校正方法について説明する。 First, the first imaging table calibration method will be described.
図7は、第1の撮影テーブル校正方法を示すフローチャート(flowchart)である。なお、ステップ(step)S1からS4までが準備段階であり、ステップS5からS7までが校正段階である。 FIG. 7 is a flowchart showing the first imaging table calibration method. Note that steps S1 to S4 are preparation stages, and steps S5 to S7 are calibration stages.
ステップS1では、フレーム高さ位置Hが任意の高さ位置H1である状態において、天板荷重Wが無荷重であるときに荷重センサ354で得られる出力信号値を、センサ出力信号値P10として取得するとともに、天板荷重Wが既知の荷重W2であるときに荷重センサ354で得られる信号値を、センサ出力信号値P12として取得する。センサ出力信号値P10,P12はそれぞれ次式のように表すことができる。
In step S1, in the state where the frame height position H is an arbitrary height position H1, the output signal value obtained by the
P10=G1・[α(H1)・(X+ 0)+β1] …(数式2)
P12=G1・[α(H1)・(X+W2)+β1] …(数式3)
P10 = G1 [[α (H1). (X + 0) + β1] (Formula 2)
P12 = G1 · [α (H1) · (X + W2) + β1] (Formula 3)
数式2および数式3において、G1,β1は、センサ出力信号値P10,P12が得られたときの出力ゲインと締付け荷重である。
In
ステップS2において、これらの式に、既知であるP10,P12,α(H1),X,W2を代入して方程式を解くことにより、出力ゲインG1,締付け荷重β1を求める。なお、これらG1,β1は、数式記憶部382が記憶する数式の係数となる。
In step S2, the output gain G1 and the tightening load β1 are obtained by substituting known P10, P12, α (H1), X, and W2 into these equations and solving the equations. These
ステップS3では、ピストンロッド352の位置が保持されるよう撮影テーブルの少なくとも一部を固定する。例えば、上部フレーム32とベース33とを連結部材で連結する。そして、この状態で、電磁弁363を流体がシリンダ351に流れるように切り替え、ポンプ362を回し、リリーフ弁365を作動させる。これにより、シリンダ351内の流体圧をリリーフ圧Zと同じにし、ピストンロッド352をリリーフ圧Zと同圧の流体圧で押す状態を作り出す。このときに荷重センサ354で得られる信号値を、センサ出力信号値P1zとして取得する。なお、リリーフ圧Zは、リリーフ弁365に固有の値であり、経年変化がほとんどなく常に一定であると考えることができる。センサ出力信号値P1zは次式のように表すことができる。
In step S3, at least a part of the imaging table is fixed so that the position of the
P1z=G1・[A+β1] …(数式4) P1z = G1 [A + β1] (Formula 4)
数式4において、Aは、シリンダ351の流体圧がリリーフ圧Zである場合に、この流体圧によってピストンロッド362が押され荷重センサ354に加わる荷重(以下、これをリリーフ荷重という)である。
In
ステップS4において、この式に、既知であるP1z,G1,β1を代入して、リリーフ荷重Aを求める。ここまでが準備段階であり、これ以降は、実際の校正時に行われる。なお、この準備は、例えば、撮影テーブル3の出荷時に行われる。 In step S4, the known load P1z, G1, β1 is substituted into this equation to obtain the relief load A. This is the preparation stage, and the subsequent steps are performed during actual calibration. This preparation is performed, for example, at the time of shipment of the imaging table 3.
ステップS5では、天板荷重Wが無荷重でありフレーム高さ位置Hが任意の高さ位置であるときに、高さ位置検知部37により検知されるフレーム高さ位置Hを高さ位置H2(第1の姿勢特定情報)として取得するとともに、荷重センサ354で得られる信号値をセンサ出力信号値(第1の出力信号値)P20として取得する。また、リンク機構の姿勢すなわちピストンロッド352の位置が保持されるよう撮影テーブル3の少なくとも一部を固定してポンプ362を回すことにより、リリーフ弁365を作動させ、シリンダ351内の流体圧をリリーフ圧Zと同じにし、ピストンロッド352をリリーフ圧Zと同圧の流体圧で押す状態を作り出す。このときに荷重センサ354で得られる信号値をセンサ出力信号値(第2の出力信号値)P2zとして取得する。センサ出力信号値P20,P2zは次式のように表すことができる。
In step S5, when the top board load W is no load and the frame height position H is an arbitrary height position, the frame height position H detected by the
P20=G2・[α(H2)・(X+0)+β2] …(数式5)
P2z=G2・[A+β2] …(数式6)
P20 = G2, [α (H2), (X + 0) + β2] (Formula 5)
P2z = G2 [A + β2] (Formula 6)
数式5および数式6において、G2,β2は、センサ出力信号値P20,P2zが得られたときの出力ゲインと締付け荷重である。 In Equation 5 and Equation 6, G2 and β2 are the output gain and tightening load when the sensor output signal values P20 and P2z are obtained.
ステップS6では、これら数式5,数式6に、既知であるP20,P2z,A,α(H2),Xを代入して方程式を解くことにより、出力ゲインG2と締付け荷重β2とを求める。 In step S6, the output gain G2 and the tightening load β2 are obtained by substituting the known P20, P2z, A, α (H2), and X into these equations 5 and 6 and solving the equations.
ステップS7では、数式記憶部382に記憶されている数式の係数G1,β1を、ステップS6で求めたG2,β2に更新する。
In step S7, the coefficients G1 and β1 of the mathematical formula stored in the mathematical
このように、リリーフ弁356作動時にシリンダ351の流体圧がピストンロッド352を押すことによって生じるリリーフ荷重Aを予め求めておき、校正時に、同条件下でセンサ出力信号値を取得するようにすれば、リリーフ圧Zの経年変化が少なくリリーフ荷重Aが常に略一定であること利用して、既知の天板荷重Wでセンサ出力信号値Pを取得する場合と実質的に同じ状態を作り出すことができ、天板31に重量が既知の重りを載せることなく、撮影テーブルの校正を行うことができる。
In this way, if the relief load A generated by the fluid pressure of the
次に第2の撮影テーブル校正方法について説明する。 Next, a second imaging table calibration method will be described.
パラメータG,βのうち、ロックナット356の緩みによりβのみが変化する場合も多いと考えられる。第2の撮影テーブル校正方法は、このような場合に特に有効な校正方法である。
Of the parameters G and β, it is considered that only β often changes due to the looseness of the
図8は、第2の撮影テーブル校正方法を示すフローチャートである。なお、ステップS11は準備段階、ステップS12からステップS14は校正段階である。 FIG. 8 is a flowchart showing the second imaging table calibration method. Step S11 is a preparation stage, and steps S12 to S14 are a calibration stage.
ステップS11において、ピストンロッド352の位置が保持されるよう撮影テーブル3′の少なくとも一部を固定する。例えば、上部フレーム32とベース33とを連結部材で連結する。そして、この状態で、電磁弁363を流体がシリンダ351に流れるように切り替え、ポンプ362を回し、リリーフ弁365を作動させる。これにより、シリンダ351内の流体圧をリリーフ圧Zと同じにし、ピストンロッド352をリリーフ圧Zと同圧の流体圧で押す状態を作り出す。このときに荷重センサ354で得られる信号値をセンサ出力信号値P3zとして取得する。センサ出力信号値P3zは次式のように表すことができる。
In step S11, at least a part of the imaging table 3 ′ is fixed so that the position of the
P3z=G3・[A+β3] …(数式7) P3z = G3 [A + β3] (Formula 7)
数式7において、G3,β3は、センサ出力信号値P3zが得られたときの出力ゲインと締付け荷重である。ここまでが準備段階であり、これ以降は、実際の校正時に行われる。なお、この準備は、例えば、撮影テーブル3の前回校正時に行われる。 In Equation 7, G3 and β3 are the output gain and tightening load when the sensor output signal value P3z is obtained. This is the preparation stage, and the subsequent steps are performed during actual calibration. This preparation is performed at the time of previous calibration of the imaging table 3, for example.
ステップS12において、ステップS11と同じようにリリーフ弁365を作動させたときに荷重センサ354で得られる信号値を、センサ出力信号値P4zとして取得する。センサ出力信号値P4zは、次式のように表すことができる。
In step S12, the signal value obtained by the
P4z=G3・[A+β4] …(数式8) P4z = G3 [A + β4] (Equation 8)
数式8において、G4,β4は、センサ出力信号値P4zが得られたときの出力ゲインと締付け荷重である。 In Expression 8, G4 and β4 are an output gain and a tightening load when the sensor output signal value P4z is obtained.
ステップS13では、P3z=P4zであるかを判定し、肯定される場合には、変化したβ4を元のβ3に戻すことができたと考えて校正処理を終了し、否定される場合には、ステップS14に進んでロックナット356の締め付け荷重の調整を行う。
In step S13, it is determined whether P3z = P4z. If the result is affirmative, it is considered that the changed β4 can be returned to the original β3, and the calibration process is terminated. Proceeding to S14, the tightening load of the
ステップS14では、P3z>P4zであるときにはロックナット356を締め付ける方向に微調整し、P3z<P4zであるときにはロックナット356を緩める方向に微調整する。そして、再び、ステップS12に戻る。
In step S14, when P3z> P4z, the
このような第2の撮影テーブル校正方法によれば、重りを用いた計測等が不要でロックナット356の締付け荷重を調整するだけでよいので、校正を簡便に行うことができる。
(第3の実施形態)
According to such a second imaging table calibration method, measurement using a weight or the like is unnecessary, and it is only necessary to adjust the tightening load of the
(Third embodiment)
ところで、荷重センサ354の出力ゲインGと荷重センサ354の締付け荷重βは、何らかの原因により大きく変化する可能性がある。例えば、出力ゲインGは、故障により大幅に変化することが考えられる。また例えば、締付け荷重βは、ロックナット356の急激な緩みにより大きく変化する可能性がある。出力ゲインGや締付け荷重βが大幅に変化すると、数式記憶部382が記憶する数式の係数に大きな誤差を含むことになり、天板荷重導出部381にて導出される天板荷重にも大きな誤差が生じる。このような事情から、出力ゲインGと締付け荷重βの大幅な変化を検出し、天板荷重導出系に異常があるか否かを判定できるようにすることは非常に重要である。そこで、ここでは、天板荷重導出系の異常判定が可能な撮影テーブルの実施形態について説明する。
By the way, there is a possibility that the output gain G of the
まず、天板荷重導出系の異常判定方法について説明する。 First, an abnormality determination method for the top plate load derivation system will be described.
数式記憶部382には、次式が記憶されているものとする。
It is assumed that the mathematical
P=G1・[α(H)・(X+W)+β1] …(数式9) P = G1 · [α (H) · (X + W) + β1] (Equation 9)
数式9において、G1,β1は、第1の時期T1、例えば、撮影テーブルの出荷時、あるいは前回校正時に所定の方法によって求められた出力ゲインと締付け荷重である。 In Equation 9, G1 and β1 are an output gain and a tightening load obtained by a predetermined method at the first time T1, for example, at the time of shipment of the imaging table or at the previous calibration.
また、天板荷重導出系の異常判定を行うための指標として、次式で定義されるセンサ出力特徴量Rを用いることにする。 Further, a sensor output feature amount R defined by the following equation is used as an index for performing abnormality determination of the top board load deriving system.
R=(P2−G1・β1)/(P1−G1・β1) …(数式10) R = (P2−G1 · β1) / (P1−G1 · β1) (Equation 10)
数式10において、P1,P2は、天板荷重Wが同じであり、フレーム高さ位置Hがそれぞれ異なるときのセンサ出力信号値であって、P1は、フレーム高さ位置が高さ位置H1であるときのセンサ出力信号値、P2は、フレーム高さ位置Hが高さ位置H2であるときのセンサ出力信号値である。また、G1,β1は、前述の通り、数式記憶部382に記憶されている係数であって、第1の時期T1に求められた出力ゲインと締付け荷重とをそれぞれ表している。
In Equation 10, P1 and P2 are sensor output signal values when the top plate load W is the same and the frame height position H is different, and P1 is the frame height position at the height position H1. Sensor output signal value P2 is a sensor output signal value when the frame height position H is the height position H2. G1 and β1 are coefficients stored in the mathematical
ここで、第1の時期T1に対応するセンサ出力特徴量Rであるセンサ出力基準特徴量R1と、第1の時期T1より後である第2の時期T2に対応するセンサ出力特徴量Rであるセンサ出力比較特徴量R2とを式で表すことを考える。第1の時期T1と第2の時期T2とは、例えば、撮影テーブルの前回校正時とその後の使用時とを考えることができる。 Here, a sensor output reference feature amount R1 that is a sensor output feature amount R corresponding to the first time T1, and a sensor output feature amount R corresponding to a second time T2 that is later than the first time T1. Consider that the sensor output comparison feature R2 is expressed by an equation. The first time T1 and the second time T2 can be considered, for example, when the photographing table was previously calibrated and when it is subsequently used.
まず、センサ出力基準特徴量R1は、次式のように表すことができる。 First, the sensor output reference feature R1 can be expressed as the following equation.
R1=(P21−G1・β1)/(P11−G1・β1)
={G1・[α(H2)・(X+W1)+β1]−G1・β1}
/{G1・[α(H1)・(X+W1)+β1]−G1・β1}
={G1・α(H2)・(X+W1)}/{G1・α(H1)・(X+W1)}
=α(H2)/α(H1) …(数式11)
R1 = (P21−G1 · β1) / (P11−G1 · β1)
= {G1 · [α (H2) · (X + W1) + β1] −G1 · β1}
/ {G1 · [α (H1) · (X + W1) + β1] −G1 · β1}
= {G1 · α (H2) · (X + W1)} / {G1 · α (H1) · (X + W1)}
= Α (H2) / α (H1) (Formula 11)
数式11において、P11,P21は、第1の時期T1で得られるセンサ出力信号値P1,P2であり、天板荷重Wが同じ任意の荷重W1であり、フレーム高さ位置Hがそれぞれ高さ位置H1であるときと高さ位置H2であるときのセンサ出力信号値である。 In Expression 11, P11 and P21 are sensor output signal values P1 and P2 obtained at the first time T1, the top board load W is the same arbitrary load W1, and the frame height position H is the height position, respectively. It is a sensor output signal value when it is H1 and when it is the height position H2.
また、センサ出力比較特徴量R2は、次のように表すことができる。 Further, the sensor output comparison feature amount R2 can be expressed as follows.
R2=(P22−G1・β1)/(P12−G1・β1)
={G2・[α(H2)・(X+W2)+β2]−G1・β1}
/{G2・[α(H1)・(X+W2)+β2]−G1・β1} …(数式12)
R2 = (P22−G1 · β1) / (P12−G1 · β1)
= {G 2 · [α (H 2) · (X + W 2) + β 2] −
/ {G 2 · [α (H 1) · (X + W 2) + β 2] −
数式12において、P12,P22は、第2の時期T2で得られるセンサ出力信号値P1,P2であって、天板荷重Wが同じW2であり、フレーム高さ位置Hがそれぞれ高さ位置H1であるときと高さ位置H2であるときのセンサ出力信号値である。また、G2,β2は、第1の時期T2における出力ゲインと締付け荷重である。 In Expression 12, P12 and P22 are sensor output signal values P1 and P2 obtained at the second time T2, the top plate load W is the same W2, and the frame height position H is the height position H1. It is a sensor output signal value at a certain time and at the height position H2. G2 and β2 are the output gain and tightening load at the first time T2.
ここで、第1の時期T1と第2の時期T2とで、係数に変化がなくG1=G2,β1=β2であれば、センサ出力比較特徴量R2は、天板荷重Wの値に関係なくセンサ出力基準特徴量R1と同じ値をとることが分かる。そして、第2の時期T2での係数G2,β2の少なくとも一方が第1の時期T1での係数G1,β1と異なると、センサ出力特徴量R2はセンサ出力特徴量R1と異なる値になることが分かる。 Here, if there is no change in the coefficient between the first time T1 and the second time T2, and G1 = G2 and β1 = β2, the sensor output comparison feature R2 is not related to the value of the top plate load W. It can be seen that it takes the same value as the sensor output reference feature R1. If at least one of the coefficients G2 and β2 at the second time T2 is different from the coefficients G1 and β1 at the first time T1, the sensor output feature value R2 may be different from the sensor output feature value R1. I understand.
したがって、センサ出力比較特徴量R2を、センサ出力基準特徴量R1と比較することにより、天板荷重導出系の異常判定を行うことができる。 Therefore, by comparing the sensor output comparison feature quantity R2 with the sensor output reference feature quantity R1, it is possible to determine the abnormality of the top board load deriving system.
なお、撮影テーブルは、一般に、被検体を載置するときに比較的低い所定の高さ位置まで下降し、撮影時にそれより高い所定の高さ位置まで上昇させる。そこで、高さ位置H1,H2は、このような通常の昇降動作において変化する範囲内で互いに異なる2つの高さ位置として設定することが望ましい。 In general, the imaging table is lowered to a relatively low predetermined height position when placing the subject, and is raised to a higher predetermined height position during imaging. Therefore, it is desirable to set the height positions H1 and H2 as two different height positions within a range that changes in such a normal lifting operation.
このように、上記のセンサ出力特徴量Rの比較による天板荷重導出系の異常判定の方法によれば、天板荷重Wが不明であっても、また、天板荷重Wを変えることなく異常判定を行うことができる。一般に、天板荷重W、すなわち、被検体の体重は、測定対象そのものであるため、撮影テーブルの使用中では不明であることが多い。また、天板荷重Wを頻繁に変えることも現実的でない。この点からすれば、本方法は、望ましい方法であるといえる。 As described above, according to the above-described abnormality determination method for the top panel load deriving system based on the comparison of the sensor output feature amount R, even if the top panel load W is unknown, the abnormality can be detected without changing the top panel load W. Judgment can be made. In general, the top load W, that is, the weight of the subject is the measurement object itself, and is often unknown during use of the imaging table. Moreover, it is not realistic to change the top plate load W frequently. From this point of view, this method is a desirable method.
ここで、第3の実施形態による撮影テーブル3′について説明する。 Here, the imaging table 3 ′ according to the third embodiment will be described.
図9は、第3の実施形態による撮影テーブル3′の構成を示す図である。撮影テーブル3′は、テーブル制御部38′を除いて第1の実施形態による撮影テーブル3と同じ構成である。第3の実施形態におけるテーブル制御部38′は、第1の実施形態におけるテーブル制御部38に、新たな構成要素を追加してなる構成である。具体的には、テーブル制御部38′は、異常検知部(異常検知手段)389が、ネットワーク380に追加接続されている。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of the imaging table 3 ′ according to the third embodiment. The imaging table 3 ′ has the same configuration as the imaging table 3 according to the first embodiment except for the table control unit 38 ′. The table control unit 38 ′ in the third embodiment is configured by adding new components to the table control unit 38 in the first embodiment. Specifically, in the table control unit 38 ′, an abnormality detection unit (abnormality detection unit) 389 is additionally connected to the
異常検知部389は、天板荷重Wが同じであり平行リンク機構30の姿勢が互いに異なるそれぞれの条件下における荷重センサ354の出力信号値を用いて、出力ゲインGと締付け荷重βの時間的変化を求め、この変化に基づいて異常を検知する。異常検知部389は、具体的には、センサ出力基準特徴量記憶部385、センサ出力比較特徴量取得部386および異常判定部(異常判定手段)387により構成される。
The abnormality detection unit 389 uses the output signal value of the
センサ出力基準特徴量記憶部385は、例えば、前回校正時に得られるセンサ出力特徴量であるセンサ出力基準特徴量R1を記憶する。なお、センサ出力基準特徴量R1は、実測で求めてもよいし、理論計算で求めてもよい。
The sensor output reference feature
センサ出力比較特徴量取得部386は、天板荷重Wが一定である状況において、フレーム高さ位置Hが高さ位置H1であるときに得られるセンサ出力信号値P12と、フレーム高さ位置Hが高さ位置H2であるときに得られるセンサ出力信号値P22とを取得し、これらに基づいてセンサ出力比較特徴量R2を得る。なお、撮影テーブルの昇降動作中は、被検体の乗降はなく、天板荷重Wは一定であると推定できる。そこで、ここでは、センサ出力比較特徴量取得部386は、撮影テーブルの昇降動作中に、フレーム高さ位置Hをモニタし、フレーム高さ位置H1のときのセンサ出力信号値をP12として、フレーム高さ位置H2のときのセンサ出力信号値をP22として取得する。
The sensor output comparison feature
異常判定部387は、センサ出力比較特徴量取得部386によりセンサ出力比較特徴量R2が取得されると、センサ出力基準特徴量R1とセンサ出力比較特徴量R2との差分ΔRが所定値Rthを超えたとき、すなわち、次式を満たすときに、異常があると判定する。
When the sensor output comparison feature value R2 is acquired by the sensor output comparison feature
ΔR=|R1−R2|>Rth …(数式13) ΔR = | R1-R2 |> Rth (Formula 13)
異常があるとの判定結果は、テーブル操作部40や操作コンソール4に送られ、テーブル操作部40あるいは操作コンソール4は、その旨を操作者に知らせるべく、文字、音等を用いた所定の手段で報知し、サービス員によるメンテナンス・校正を促す。
The determination result that there is an abnormality is sent to the
なお、アクチュエータ制御部388は、第2の時期T2において、フレーム高さ位置Hが第1の高さ位置H1と第2の高さ位置H2とになるようアクチュエータ駆動部36を制御する。
The
例えば、アクチュエータ制御部388は、操作者からの操作に応じて、フレーム高さ位置Hが第1の高さ位置H1と第2の高さ位置H2とをとるようアクチュエータ駆動部36を制御するようにしてもよい。具体例としては、被検体を天板31に載置するときの高さ位置の中で最も高いフレーム高さ位置を高さ位置Ha、被検体を撮影するときの高さ位置の中で最も低いフレーム高さ位置を高さ位置Hbとして、第1の高さ位置H1と第2の高さ位置H2とを、高さ位置Haから高さ位置Hbまでの範囲内の高さ位置に設定する。操作者は、被検体を天板31に載置するため、テーブル操作部40を用いて撮影テーブルを下降させる操作を行う。アクチュエータ制御部388は、これに応答して、アクチュエータ駆動部36を制御し、フレーム高さ位置Hが高さ位置Ha以下になるまで撮影テーブルを下降させる。ここで、操作者は、被検体を天板31に載置し、再び、テーブル操作部40を用いて撮影テーブルを上昇させる操作を行う。アクチュエータ制御部388は、これに応答して、アクチュエータ駆動部36を制御し、フレーム高さ位置Hが高さ位置Hb以上になるまで撮影テーブルを上昇させる。また別の具体例としては、操作者が、テーブル操作部40において異常判定モードを設定すると、アクチュエータ制御部388は、アクチュエータ駆動部36を自動制御して、フレーム高さ位置Hを、高さ位置H1およびH2を含む所定の範囲の始点から終点まで変化させる。
For example, the
また、アクチュエータ制御部388は、撮影テーブル3′の起動時に、フレーム高さ位置Hが第1の高さ位置H1と第2の高さ位置H2とをとるようアクチュエータ駆動部36を制御するようにしてもよい。具体例としては、撮影テーブル3′の電源が入ると、アクチュエータ制御部388は、アクチュエータ駆動部36を自動制御して、フレーム高さ位置Hを、高さ位置H1およびH2を含む所定の範囲の始点から終点まで変化させる。
The
センサ出力比較特徴量取得部386は、上記した種々の撮影テーブル昇降動作過程において、センサ出力信号値P12,P22を得て、センサ出力比較特徴量R2を算出し、異常判定部387は、このセンサ出力比較特徴量R2に基づいて異常判定を行う。
The sensor output comparison feature
このようにすれば、天板荷重導出系の異常判定を定期的に行うことが容易になる。 In this way, it becomes easy to periodically perform abnormality determination of the top plate load deriving system.
なお、本発明は、上記した各実施形態に限定されず、趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変形が可能である。 In addition, this invention is not limited to each above-mentioned embodiment, A various deformation | transformation is possible unless it deviates from the meaning.
例えば、上記の実施形態においては、リンク機構として平行リンク機構30を用いているが、はさみの形状に似たシザーズ(scissors)式リンク機構を用いてもよい。
For example, in the above embodiment, the
また例えば、上記の実施形態においては、センサ出力基準特徴量記憶部385がセンサ出力基準特徴量R1そのものを記憶しているが、センサ出力基準特徴量R1そのものではなく、これが特定可能な情報、例えば、センサ出力信号値P11,P21を記憶しておき、異常判定部387がセンサ出力信号値P11,P21に基づいてセンサ出力基準特徴量R1を算出するようにしてもよい。
Further, for example, in the above embodiment, the sensor output reference feature
また例えば、アクチュエータ部35は、ベース33と斜辺アーム34aとの間に取り付けられているが、ベース33ともう一方の斜辺アーム34bとの間に取り付けられていてもよい。
Further, for example, the
また例えば、上記の実施形態においては、撮影テーブルを一般的なX線CT装置に適用しているが、PET−CT装置等の複合装置や、核磁気共鳴法により被検体の空間的な核磁化分布を検出するガントリ手段を有するMR装置等、撮影テーブルを用いる他の撮影装置に適用しても構わない。 Further, for example, in the above-described embodiment, the imaging table is applied to a general X-ray CT apparatus, but the spatial nuclear magnetization of the subject by a complex apparatus such as a PET-CT apparatus or a nuclear magnetic resonance method The present invention may be applied to other imaging apparatuses using an imaging table, such as an MR apparatus having a gantry means for detecting distribution.
1 X線CT装置(撮影装置)
2 走査ガントリ(ガントリ手段)
3 撮影テーブル(撮影テーブル)
4 操作コンソール
21 X線管
22 コリメータ
23 X線検出器
24 データ収集部
25 X線コントローラ
26 回転部
27 回転コントローラ
30 平行リンク機構(リンク機構)
31 天板(天板)
32 上部フレーム(天板支持部)
33 ベース
34a,34b 斜辺アーム
35 アクチュエータ部(アクチュエータ部)
36 アクチュエータ駆動部
37 高さ位置検知部
38 テーブル制御部
39 天板制御部
40 テーブル操作部
41 コンソール制御部
42 データ収集バッファ
43 入出力部
44 記憶部
341a,341b,42a,342b 結合部
351 シリンダ
352 ピストンロッド
353 ロッドエンド
353a ネジ
354 荷重センサ(センサ)
355 結合部
356 ロックナット
358 結合部
380 ネットワーク
381 天板荷重導出部(天板荷重導出手段)
382 数式記憶部
383 アナログ−デジタル変換部
384 天板制御部
385 センサ出力基準特徴量記憶部
386 センサ出力比較特徴量取得部
387 異常判定部
388 アクチュエータ制御部
389 異常検知部
1 X-ray CT system (imaging system)
2 Scanning gantry (gantry means)
3 Shooting table (shooting table)
4
31 Top plate (top plate)
32 Upper frame (top plate support)
33
36
355
382
Claims (14)
前記天板を支持する天板支持部と、
伸縮自在のアクチュエータ部と、前記アクチュエータ部の伸縮運動をリンクの回転運動に変換して前記天板支持部を上下動させるリンク機構とを有する昇降手段とを備える撮影テーブルにおいて、
前記アクチュエータ部は、前記アクチュエータ部が伸縮する方向に掛かる荷重に応じた信号を出力するセンサを有し、
前記センサの出力信号と前記リンク機構の姿勢を特定する姿勢特定情報とに基づいて、前記天板に加わる荷重である天板荷重を導出する天板荷重導出手段を備える撮影テーブル。 A top plate on which the subject is placed;
A top plate support for supporting the top plate;
In a photographic table comprising: an extendable and retractable actuator unit; and an elevating unit having a link mechanism that moves the top and bottom plate support unit up and down by converting the expansion and contraction motion of the actuator unit into a rotational motion of a link.
The actuator unit has a sensor that outputs a signal corresponding to a load applied in a direction in which the actuator unit expands and contracts,
An imaging table comprising top plate load deriving means for deriving a top plate load, which is a load applied to the top plate, based on an output signal of the sensor and posture specifying information for specifying the posture of the link mechanism.
前記センサは、前記ピストンロッドと前記ロックナットとの間に介在し、前記ロックナットにより締め付けられる請求項1に記載の撮影テーブル。 The actuator unit has a piston rod, a rod end that fits with the piston rod with a screw, and a lock nut that engages with the screw,
The imaging table according to claim 1, wherein the sensor is interposed between the piston rod and the lock nut and is tightened by the lock nut.
前記第1の時期より後である第2の時期に得られる前記センサの複数の出力信号であって、それぞれが、前記天板荷重が同じであり前記リンク機構の姿勢が互いに異なる複数の姿勢である各条件下で得られる複数の出力信号に基づいて、前記第1の時期と前記第2の時期との間における前記センサの締付け荷重および出力ゲインの少なくとも一方の変化量が反映される指標値を算出し、該指標値の閾値判定により異常を検知する異常検知手段をさらに備える請求項4に記載の撮影テーブル。 The formula has the tightening load and output gain of the sensor at the first time as the coefficients,
A plurality of output signals of the sensor obtained at a second time after the first time, each having a plurality of postures in which the top plate load is the same and the postures of the link mechanisms are different from each other. An index value that reflects a change amount of at least one of the tightening load and output gain of the sensor between the first timing and the second timing based on a plurality of output signals obtained under certain conditions. The imaging table according to claim 4, further comprising an abnormality detection unit that calculates an abnormality and detects an abnormality by determining a threshold value of the index value.
前記シリンダと流路で接続されており前記シリンダに流体を送り込むポンプと、前記シリンダから流体を排出するための排出手段と、前記流路における流体圧がリリーフ圧に達しているときに作動するリリーフ弁とを有するアクチュエータ駆動部をさらに備える請求項4から請求項6のいずれか1項に記載の撮影テーブル。 The actuator unit includes a cylinder that houses the piston rod, and the piston rod moves according to the amount of fluid accommodated in the cylinder.
A pump that is connected to the cylinder by a flow path and sends a fluid to the cylinder; a discharge means for discharging the fluid from the cylinder; and a relief that operates when the fluid pressure in the flow path reaches a relief pressure The imaging table according to any one of claims 4 to 6, further comprising an actuator driving unit having a valve.
前記天板支持部は、前記上部フレームに支持され、または、前記上部フレームと一体形成されており、
前記アクチュエータ部は、前記ベースと前記斜辺アームとの間に取り付けられている請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の撮影テーブル。 The link mechanism is a parallel link mechanism having a base, an upper frame, and a hypotenuse arm attached between the base and the upper frame, wherein the base and the upper frame are horizontal arms,
The top plate support part is supported by the upper frame, or is integrally formed with the upper frame,
The imaging table according to claim 1, wherein the actuator unit is attached between the base and the oblique arm.
前記シリンダの流体圧が前記リリーフ圧である場合に前記流体圧によって前記センサに加わる荷重であるリリーフ荷重を求める工程と、
前記天板荷重が無荷重であり前記リンク機構の姿勢が任意の姿勢であるときに、該姿勢を特定する情報である第1の姿勢特定情報と、このときの前記センサの出力信号である第1の出力信号とを取得するとともに、前記リンク機構の姿勢が保持されるよう前記撮影テーブルの少なくとも一部を固定し、前記リリーフ弁が作動して前記シリンダの流体圧が前記リリーフ圧になるよう前記アクチュエータ駆動部の前記ポンプを回し、このときの前記センサの出力信号である第2の出力信号を取得する工程と、
前記リリーフ荷重、前記第1の姿勢特定情報、前記第1の出力信号、前記第2の出力信号、および前記センサに掛かる荷重と前記センサの出力信号の値との間の関係式に基づいて、前記第1の出力信号値を取得した時期における前記センサの締付け荷重および出力ゲインを特定する工程と、
前記数式の係数を、前記特定された前記センサの締付け荷重および出力ゲインで更新する工程とを有する撮影テーブル校正方法。 A method for calibrating the top plate load deriving means included in the imaging table according to claim 7,
Obtaining a relief load that is a load applied to the sensor by the fluid pressure when the fluid pressure of the cylinder is the relief pressure;
When the top plate load is no load and the link mechanism is in an arbitrary posture, first posture specifying information that is information for specifying the posture and an output signal of the sensor at this time 1 is acquired, and at least a part of the imaging table is fixed so that the posture of the link mechanism is maintained, and the relief valve is operated so that the fluid pressure of the cylinder becomes the relief pressure. Turning the pump of the actuator drive unit to obtain a second output signal which is an output signal of the sensor at this time;
Based on the relief load, the first posture specifying information, the first output signal, the second output signal, and the relational expression between the load applied to the sensor and the value of the output signal of the sensor, Identifying a tightening load and an output gain of the sensor at the time when the first output signal value is acquired;
And a step of updating the coefficient of the mathematical formula with the specified tightening load and output gain of the sensor.
前記撮影テーブルの前記天板に載せられた被検体を撮影して画像情報を生成する撮影手段とを備える撮影装置。 The imaging table according to any one of claims 1 to 10,
An imaging apparatus comprising: imaging means for imaging the subject placed on the top plate of the imaging table and generating image information.
The imaging apparatus according to claim 12, wherein the imaging unit includes a gantry unit that detects a spatial nuclear magnetization distribution of the subject by a nuclear magnetic resonance method.
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