JP2017164204A - 医用装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接触を検出するセンサを設けても、医用装置の機能低下を抑制することができる医用装置を提供することである。【解決手段】実施形態の医用装置は、載置部と、当接部と、検出部とを持つ。載置部は、被検体を載置することができる。載置部は、移動可能に構成されている。当接部は、載置部の周縁の少なくとも一部に配置されている。当接部は、非金属の導電性材料で形成されている。当接部は、外部との当接により電気的状態が変化する。検出部は、当接部の電気的状態を検出する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、医用装置に関する。

放射線治療装置、画像診断装置等の医用装置では、患者すなわち被検体を寝台に寝かせた状態で、寝台を移動させる場合がある。
寝台を移動させたとき、被検体、医療スタッフ等の身体、衣服、所持物等が寝台に接触すると、身体、衣服、所持物等が寝台に挟み込まれる可能性があった。また、被検体、医療スタッフが寝台と衝突し転倒したり、寝台が周囲の機器と衝突し機器が破損するといった可能性もあった。

これに対し、被検体、医療スタッフ、周囲の機器等を保護するため、接触を検出するセンサを寝台に設ける技術が知られている。接触を検出するセンサとして、電気式センサを用いた場合には、金属性の導線が寝台に付加されることにより、Ｘ線画像撮影時にノイズを生じる可能性があった。

特開２００７−２５２７１５号公報

本発明が解決しようとする課題は、接触を検出するセンサを設けても、医用装置としての機能低下を抑制することができる医用装置を提供することである。

実施形態の医用装置は、載置部と、当接部と、検出部とを持つ。載置部は、被検体を載置することができる。載置部は、移動可能に構成されている。当接部は、載置部の周縁の少なくとも一部に配置されている。当接部は、非金属の導電性材料で形成されている。当接部は、外部との当接により電気的状態が変化する。検出部は、当接部の電気的状態を検出する。

第１の実施形態の医用装置を示す概念図。 第２の実施形態の医用装置を示す概念図。 第３の実施形態の医用装置を示す概念図。 第４の実施形態の医用装置を示す概念図。 寝台の移動とＸ線の照射の時期を例示するグラフ。 第５の実施形態の医用装置を示す側面図。 第６の実施形態の医用装置の外観を例示する斜視図。 第６の実施形態の医用装置の概要を例示する正面図。

以下、実施形態の医用装置を、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態の医用装置５１について説明する。図１は、第１の実施形態の医用装置５１を示す。医用装置５１は、例えば、寝台１１と、電源１２と、検出器１３と、停止判定部１４とを備える。

寝台１１は、例えばボード等の構造材と、マットレス等の被覆材とを含む。寝台１１の構造材は、例えば炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）から構成されている。寝台１１は、その上に患者即ち被検体を載置することができる載置部である。寝台１１は、移動可能に構成されている。炭素繊維強化プラスチックは、軽量で、機械的強度に優れ、Ｘ線透過性が高い。このため、炭素繊維強化プラスチックは、手術台、Ｘ線画像診断装置、放射線治療装置等の医用装置における寝台１１の構成材として好適である。炭素繊維強化プラスチックは、炭素繊維と樹脂との複合材料である。構造材に使用される炭素繊維は、例えば、格子状に編まれていてもよい。

電源１２は、寝台１１と電気的に接続されている。検出器１３は、寝台１１と電源１２との間に直列に接続されている。寝台１１の少なくとも一部の周縁１１ａには、構造材を構成する炭素繊維の端部若しくは側面部等の一部が露出されている。寝台１１の炭素繊維に対し、電源１２から導線１２ａを介して電圧が与えられている。検出器１３は、導線１２ａに流れる電流又はその変化を検出することができる。検出器１３は、検出した電流に基づく信号を、停止判定部１４に送信する。

停止判定部１４は、検出器１３から受信した信号に基づき、寝台１１の停止の要否を判定する。停止判定部１４が寝台１１の停止を判定した場合には、寝台１１の移動を制御する制御部に対して所定の信号を送信する。これにより、寝台１１の停止が必要と判定された場合には、寝台１１の移動は速やかに停止される。

例えば医療スタッフ等の身体の一部、衣服、所持物等の接触対象物１５が、寝台１１の周縁１１ａに接触した場合、接触対象物１５が、移動中の寝台１１に挟み込まれる可能性がある。接触対象物１５は導電性であり、接地されているため、接触対象物１５が寝台１１の周縁１１ａに接触したとき、導線１２ａに流れる電流が変化する。このため、接触対象物１５が寝台１１の周縁１１ａに接触したときに、検出器１３により電流の変化が検出され、停止判定部１４により寝台１１の停止が判定される。

電源１２に電気的に接続された寝台１１の周縁１１ａは、外部の接触対象物１５との当接により電気的状態が変化する当接部である。当接部が金属を含む場合、Ｘ線画像に金属部品が撮影され、画像処理時にノイズとなる可能性がある。寝台１１の当接部は、非金属の導電性材料である炭素繊維を含む炭素繊維強化プラスチックなどで形成されているため、Ｘ線透過性が高く、Ｘ線撮影時にノイズを発生させる可能性が低い。撮影されたＸ線画像のノイズを低減することにより、画像処理の精度向上を図ることができる。
医用装置５１は、治療装置、診断装置、検査装置等に応用することができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態の医用装置５２について説明する。図２は、第２の実施形態の医用装置５２を示す。医用装置５２は、例えば、寝台１１と、電源１２と、検出器１３と、停止判定部１４と、電極１６とを備える。以下、第１の実施形態との共通点については同じ符号を付して説明を省略し、相違点を中心に説明する。

電極１６は、寝台１１の少なくとも一部の周縁１１ａに配置されている。電極１６は、非金属の導電性材料から形成されている。電極１６を構成する導電性材料としては、非金属の導電性材料である炭素繊維または炭素繊維を含む炭素繊維強化プラスチックなどが好適である。電極１６は接地されている。電極１６と寝台１１の周縁１１ａとの間には、隙間１６ａが設けられている。

接触対象物が電極１６に接触したとき、電極１６が変形し、隙間１６ａが閉じて、電極１６が寝台１１の周縁１１ａに接触する。接触対象物が寝台１１の周縁１１ａに配置された電極１６に接触したとき、導線１２ａに流れる電流が変化する。このため、接触対象物が電極１６に接触したときに、検出器１３により電流の変化が検出され、停止判定部１４により寝台１１の停止が判定される。

電極１６は接地されているので、電極１６が寝台１１の周縁１１ａに接触したとき、電源１２と接地された電極１６との間の電位差により電流が流れる。接触対象物が接地されていなくても、検出器１３により電流の変化を検出することができる。例えば、衣服、所持物等の接触対象物が非導電性又は低導電性の場合にも、接触対象物が電極１６に接触したことを、より確実に検出することができる。

電源１２に電気的に接続された寝台１１の周縁１１ａは、外部と電極１６との当接により電気的状態が変化する当接部である。当接部となる寝台１１の周縁１１ａ及び電極１６が金属を含む場合、Ｘ線画像に金属部品が撮影され、画像処理時にノイズとなる可能性がある。寝台１１の周縁１１ａ及び電極１６は、炭素材料等の非金属の導電性材料で形成されているため、Ｘ線透過性が高く、Ｘ線撮影時にノイズを発生させる可能性が低い。撮影されたＸ線画像のノイズを低減することにより、画像処理の精度向上を図ることができる。
医用装置５２は、治療装置、診断装置、検査装置等に応用することができる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態の医用装置５３について説明する。図３は、第３の実施形態の医用装置５３を示す。医用装置５３は、例えば、寝台１１と、電源１２と、検出器１３と、停止判定部１４と、接触センサ１９とを備える。以下、第１の実施形態との共通点については同じ符号を付して説明を省略し、相違点を中心に説明する。

接触センサ１９は、寝台１１の少なくとも一部の周縁１１ａに配置されている。接触センサ１９は、隙間１９ａを介して対向した二つの電極１７，１８を有する。これらの電極１７，１８は、非金属の導電性材料から形成されている。電極１７，１８を構成する導電性材料としては、炭素繊維等の炭素材料が好適である。第１の電極１７は、導線１２ａを介して電源１２と電気的に接続されている。第２の電極１７は接地されている。

接触対象物が接触センサ１９に接触したとき、電極１７，１８が変形し、隙間１９ａが閉じて、二つの電極１７，１８が互いに接触する。接触対象物が接触センサ１９に接触したとき、導線１２ａに流れる電流が変化する。このため、接触対象物が接触センサ１９に接触したときに、検出器１３により電流の変化が検出され、停止判定部１４により寝台１１の停止が判定される。

第２の電極１８は接地されているので、二つの電極１７，１８が互いに接触したとき、電源１２と接地された電極１８との間の電位差により電流が流れる。接触対象物が接地されていなくても、検出器１３により電流の変化を検出することができる。例えば、衣服、所持物等の接触対象物が非導電性又は低導電性の場合にも、接触対象物が接触センサ１９に接触したことを、より確実に検出することができる。

寝台１１の周縁１１ａに配置された接触センサ１９は、外部との当接により電気的状態が変化する当接部である。当接部となる接触センサ１９が金属を含む場合、Ｘ線画像に金属部品が撮影され、画像処理時にノイズとなる可能性がある。接触センサ１９の電極１７，１８は、炭素材料等の非金属の導電性材料で形成されているため、Ｘ線透過性が高く、Ｘ線撮影時にノイズを発生させる可能性が低い。撮影されたＸ線画像のノイズを低減することにより、画像処理の精度向上を図ることができる。
医用装置５３は、治療装置、診断装置、検査装置等に応用することができる。

（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態の医用装置５４について説明する。図４は、第４の実施形態の医用装置５４を示す。医用装置５４は、例えば、寝台２０と、電源１２と、検出器１３と、停止判定部１４とを備える。以下、第１の実施形態との共通点については同じ符号を付して説明を省略し、相違点を中心に説明する。

寝台２０の構成は、符号が異なるものの、第１の実施形態における寝台１１と同様である。寝台２０は、炭素繊維強化プラスチックから構成された構造材を含む。寝台２０は、その周縁の全周にわたり接触判定領域２１を有する。接触判定領域２１は、医療スタッフ２２との当接により電気的状態が変化する当接部である。接触判定領域２１には、構造材を構成する炭素繊維の端部若しくは側面部等の一部が露出されている。医療スタッフ２２は、寝台２０の外部に配置された接触対象物である。

図５のグラフに、寝台の移動とＸ線の照射の時期の関係を例示する。時間軸上には、寝台移動時期Ａ及び寝台停止時期Ｂが交互に現れる。寝台移動時期Ａは、寝台２０を移動させる時期を表す。また、寝台停止時期Ｂは、寝台２０を停止させている時期を表す。Ｘ線照射を行う医用装置では、図５（ｂ）に示すように、寝台移動時期ＡにＸ線照射をＯＦＦにし、寝台停止時期ＢにＸ線照射をＯＮにする。このため、図５（ａ）に示すように、寝台移動時期Ａには寝台の電位をＯＮにし、寝台停止時期Ｂには寝台の電位をＯＦＦにする。

寝台移動時期Ａには、電源１２から寝台２０に電圧を与えることにより、接触対象物である医療スタッフ２２との当接したときの検出が可能である。医療スタッフ２２が接触判定領域２１に接触した場合には、第１の実施形態と同様に、検出器１３及び停止判定部１４の動作により寝台２０の移動が停止される。

医療スタッフ２２が接触判定領域２１に接触していない場合、導線１２ａには電流が流れず、検出器１３は動作しない。医療スタッフ２２が接触判定領域２１に接触した場合、導線１２ａには電流が流れて、検出器１３が動作し、停止判定部１４に信号を送る。停止判定部１４は信号を受信し、寝台２０の移動を停止させる。これにより、寝台移動時期Ａであっても、医療スタッフ２２が接触判定領域２１に接触したときには、寝台２０の移動が停止される。医療スタッフ２２は、炭素繊維など導電性の物質を含む衣服を着用することが好ましい。

接触判定領域２１は、炭素材料等の非金属の導電性材料で形成されているため、Ｘ線透過性が高く、Ｘ線撮影時にノイズを発生させる可能性が低い。撮影されたＸ線画像のノイズを低減することにより、画像処理の精度向上を図ることができる。
医用装置５４は、治療装置、診断装置、検査装置等に応用することができる。

（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態の医用装置５５について説明する。図６は、第５の実施形態の医用装置５５を示す。医用装置５５は、移動装置３１と、寝台３２と、第１センサ３３と、第２センサ３４と、撮影装置３５とを備える。

移動装置３１は、寝台３２を支持し、寝台３２を移動することができる。移動装置３１は、寝台３２の駆動部である。寝台３２は、患者、受診者等の被検体３０を寝かせることができる。寝台３２の長手方向は、被検体３０の体軸方向である。

撮影装置３５は、例えばコンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置である。撮影装置３５は、寝台３２上の被検体３０の周囲からＸ線を照射する。撮影装置３５は、Ｘ線照射部の一例である。撮影装置３５は、開口部を有する円環状の部材である。移動装置３１は、撮影装置３５の開口部に対して、寝台３２を長手方向に移動させることができる。撮影装置３５の開口部は、寝台３２及び被検体３０を通過させるのに十分な大きさを有する。

第１センサ３３は、寝台３２の周縁のうち長手方向の周縁（長辺部）に配置されている。第１センサ３３の構成は、第１の実施形態の寝台１１の周縁１１ａ、第２の実施形態の寝台１１の周縁１１ａ及び電極１６、第３の実施形態の接触センサ１９等と同様である。第１センサ３３は、炭素材料等の非金属の導電性材料で形成された電極を含むため、Ｘ線透過性が高く、Ｘ線撮影時にノイズを発生させる可能性が低い。撮影されたＸ線画像のノイズを低減することにより、画像処理の精度向上を図ることができる。

第２センサ３４は、寝台３２の周縁のうち短手方向の周縁（短辺部）に配置されている。寝台３２は、被検体３０の頭側と足側の両端部（短辺部）にそれぞれ第２センサ３４を備える。第２センサ３４は、金属製の電極を含む接触センサとすることができる。寝台３２の長さは、被検体３０の身長より長いため、被検体３０は、第２センサ３４と重ならない位置に寝かせられる。

移動装置３１が寝台３２を長手方向に移動させる際、図５に示すように、寝台移動時期Ａと寝台停止時期Ｂとを交互に繰り返す場合と、所定の範囲で寝台３２の移動を継続させる場合とがある。
寝台移動時期Ａと寝台停止時期Ｂとが繰り返す場合には、上述した第４の実施形態と同様に、寝台に対する医療スタッフ等の接触を検出すればよい。

医用装置５５は、移動装置３１が寝台３２の長手方向の移動を継続させる場合に好適である。この場合、寝台移動時期Ａが一定時間継続するので、寝台３２の移動中は第１センサ３３がＯＦＦにされる。寝台３２の移動中、第２センサ３４をＯＮにし、寝台３２の短手方向に対する外部の当接が検出された場合には、寝台３２の移動を停止させることができる。第２センサ３４は、Ｘ線撮影中に撮影装置３５の中を通過しないため、Ｘ線画像に映らない。このため、金属製の電極を有するセンサを第２センサ３４に適用することができる。

寝台３２の長手方向の周縁に設けられる第１センサ３３は、炭素材料等の非金属の導電性材料で形成された電極を有するため、Ｘ線透過性が高く、Ｘ線撮影時にノイズを発生させる可能性が低い。撮影されたＸ線画像のノイズを低減することにより、画像処理の精度向上を図ることができる。
医用装置５５は、治療装置、診断装置、検査装置等に応用することができる。
なお、第５の実施形態の医用装置５５において、第１センサ３３は省略可能である。

（第６の実施形態）
以下、第６の実施形態の医用装置１００について説明する。図７は、第６の実施形態の医用装置１００の外観を例示する。図８は、第６の実施形態の医用装置１００の概要を模式的に例示する。医用装置１００は、移動装置１０１と、寝台１０２と、治療装置１１０とを備える。

移動装置１０１は、寝台１０２を支持し、寝台１０２を移動することができる。移動装置１０１は、寝台１０２の駆動部である。移動装置１０１は、例えば多関節ロボットである。寝台１０２の周縁には、第１〜第３の実施形態と同様に、センサ１０３が設けられている。センサ１０３の構成は、第１の実施形態の寝台１１の周縁１１ａ、第２の実施形態の寝台１１の周縁１１ａ及び電極１６、第３の実施形態の接触センサ１９等と同様である。

寝台１０２には、電源１２から電圧が与えられている。以下、第１〜第３の実施形態との共通点については同じ符号を付して説明を省略し、相違点を中心に説明する。

例えば医療スタッフ等の身体の一部、衣服、所持物等の接触対象物が、寝台１０２の周縁に接触した場合、導線１２ａに流れる電流が変化する。このため、接触対象物が寝台１０２に接触したときに、検出器１３により電流の変化が検出され、停止判定部１４により寝台１０２の移動の停止が判定される。停止判定部１４は、移動装置１０１を制御する制御部１０４に対して所定の信号を送信する。停止判定部１４が寝台１０２の移動の停止を判定した場合には、制御部１０４は移動装置１０１に信号を送信し、この信号により、移動装置１０１は寝台１０２の移動を停止する。

治療装置１１０は、照射部１１１及び１１４と、放射線源１１２−１及び１１２−２と、放射線検出器１１３−１及び１１３−２とを備える。放射線源１１２−１に対しては放射線検出器１１３−１が、放射線源１１２−２に対して放射線検出器１１３−２がそれぞれ対応する。

寝台１０２には、治療を受ける被検体Ｐが固定される。放射線源１１２−１は、被検体Ｐに対して透視用の放射線ｒ−１を照射する。放射線源１１２−２は、放射線源１１２−１とは異なる角度から、被検体Ｐに対して透視用の放射線ｒ−２を照射する。透視用の放射線ｒ−１及びｒ−２は、例えばＸ線である。放射線源１１２−１及び１１２−２は、Ｘ線照射部の一例である。

透視用の放射線ｒ−１は放射線検出器１１３−１によって検出され、透視用の放射線ｒ−２は放射線検出器１１３−２によって検出される。放射線検出器１１３−１及び１１３−２は、例えばフラット・パネル・ディテクタ（ＦＰＤ；Flat Panel Detector）、イメージインテンシファイア、またはカラーイメージインテンシファイアなどである。放射線検出器１１３−１及び１１３−２は、それぞれ放射線ｒ−１及びｒ−２のエネルギーを検出してデジタル変換し、透視画像として出力する。図７及び図８では、２組の放射線源および放射線検出器を示したが、治療装置１１０は、３組以上の放射線源および放射線検出器を備えてもよい。

照射部１１４は、治療段階において、被検体Ｐに対して治療ビーム１１５を照射する。治療ビーム１１５には、例えば、Ｘ線、γ線等の電磁放射線、電子線、陽子線、中性子線、重粒子線等の粒子線など１種又は２種以上の放射線が含まれる。照射部１１４は、放射線照射部である。図８では、１つの照射部１１４のみ示したが、治療装置１１０は複数の照射部（照射門）を備えてもよい。図７には、治療装置１１０が水平方向の照射部１１１と垂直方向の照射部１１４を有する場合を示す。

医用装置１００は、治療用の放射線照射部と、透視用のＸ線照射部とを有するので、治療箇所を確認した後、速やかに放射線照射により治療を行うことができる。内部呼吸同期方式により、Ｘ線透視画像で体内の臓器の動きを検知しながら、ビーム照射を行うことも可能である。呼吸同期方式としては、外部呼吸同期方式を採用することも可能である。外部呼吸同期方式では、被検体Ｐの体表面に発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発信部を設けて照射対象部（患部）の動きを検出する。

寝台１０２の周縁に配置されたセンサ１０３は、外部との当接により電気的状態が変化する当接部である。当接部となるセンサ１０３が金属を含む場合、Ｘ線画像に金属部品が撮影され、画像処理時にノイズとなる可能性がある。センサ１０３の電極が炭素材料等の非金属の導電性材料で形成されているため、Ｘ線撮影時にノイズを発生させる可能性が低い。撮影されたＸ線画像のノイズを低減することにより、画像処理の精度向上を図ることができる。

上記各実施形態では、非金属の導電性材料が炭素繊維であるものとしたが、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ、グラファイト等の炭素材料、導電性ポリマーであってもよい。また、電極自身も天板のような複合材で構成しても良く、この場合、非金属の導電性材料を、樹脂含浸硬化などで加工・配置しやすくなるという作用効果を奏する。

上記各実施形態では、接触に対して変化し得る電気的状態として、電流を例示したが、電圧、インピーダンス、キャパシタンス等であってもよい。また、天板側が接地されていてもよい。更に、全体が接地されておらず、電極電位が電源の負電位になっていてもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、センサの電極が非金属の導電性材料で形成されていることにより、Ｘ線画像のノイズを低減することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１１，２０，３２，１０２…寝台、１２…電源、１３…検出器、１４…停止判定部、１５…接触対象物、１６，１７，１８…電極、１９…接触センサ、２１…接触判定領域、３０…被検体、３１，１０１…移動装置、３３…第１センサ、３４…第２センサ、３５…撮影装置、５１，５２，５３，５４，５５，１００…医用装置、１０３…センサ、１１０…治療装置。

Claims (4)

1. 被検体を載置することができ、移動可能に構成された載置部と、
   前記載置部の周縁の少なくとも一部に配置され、非金属の導電性材料で形成され、外部との当接により電気的状態が変化する当接部と、
   前記当接部の電気的状態を検出する検出部と、
   を備える医用装置。
2. 前記載置部が、非金属の導電性材料からなる構造材を含み、
   前記当接部が、前記載置部の周縁の少なくとも一部に露出された前記構造材の端部を含む請求項１に記載の医用装置。
3. 前記検出部により検出された前記当接部の電気的状態に基づいて前記当接部に対する外部との当接の有無を判定し、外部との当接が有る場合には、前記載置部の移動を停止させる停止判定部を備える請求項１又は２に記載の医用装置。
4. 円環状の部材に前記載置部を通過させるように前記載置部を長手方向に駆動する駆動部と、
   前記載置部の前記長手方向の端部に設けられたセンサと、
   を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の医用装置。

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