JP2021049069A - X-ray photographing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、X線撮影装置に関する。 The present invention relates to an X-ray imaging apparatus.
従来、X線管を手動で移動させる際に、パワーアシスト動作を行うX線撮影装置が知られている。(たとえば、特許文献1)。 Conventionally, an X-ray imaging device that performs a power assist operation when manually moving an X-ray tube is known. (For example, Patent Document 1).
特許文献1には、X線を照射するX線管と、X線受信器と、X線管を手動により移動させるための力を測定する測定部と、X線管を移動させる駆動部と、駆動部を制御する制御部と、を備えるX線装置が開示されている。上記特許文献1に記載のX線撮影装置では、制御部は、測定部が測定した手動による力に基づいて、駆動部を制御することにより、ユーザの所望の方向へX線管を動かすパワーアシスト動作を行わせるように構成されている。
ここで、上記特許文献1には記載されていないが、X線撮影装置の姿勢が変更されることによって、装置に配置されている測定部の方向が変更されることがある。つまり、同一の方向からの力を測定部に測定させた場合でも、装置の姿勢が変更されることによって、測定部が測定した結果として出力する信号の方向が異なる場合がある。この場合、パワーアシスト動作におけるアシスト力の方向が変化する。このため、X線撮影装置の姿勢に基づいて、装置の姿勢が変更されてもアシスト力の方向が変化しないように測定部から出力される情報を補正した上で駆動部の動作を制御する必要がある。また、上記特許文献1には記載されていないが、X線管を手動により移動させるための力を測定する測定部は、検出する値に個体差がある。このため、測定部(センサ)の個体差についての補正を行う必要があると考えられる。すなわち、上記特許文献1には記載されていないが、従来のX線撮影装置では、制御部は、測定部の出力した信号に対して、X線撮影装置の姿勢に基づく補正と、測定部の個体差に基づく補正と、を合わせて行った上で、X線管を手動により移動させるための力を補助するように駆動部のパワーアシスト動作を制御するように構成されていると考えられる。なお、本願明細書において、「個体差」とは、複数の測定部(センサ)の各々に同一の力をかけた際に検出される信号に差異があることを意味するものとして記載している。
Here, although not described in
しかしながら、上記の従来のX線撮影装置では、測定部の測定した信号に対して、X線撮影装置の姿勢に基づく補正と、測定部(センサ)の個体差に基づく補正と、X線管を手動により移動させるための力を補助する駆動部のパワーアシスト動作と、を合わせて制御部によりソフトウェア的に制御するように構成されているため、制御部の演算処理に負担が掛かると考えられる。そのため、パワーアシストの動作の制御を行う(駆動部の動作が開始する)までに時間を要することになり、ユーザの操作に対して遅延のある動作を駆動部が行うことになると考えられる。言い換えると、上記の従来のX線撮影装置では、ユーザ(操作者)の操作に対して応答性の低い(違和感のある)パワーアシスト動作が行われるという問題点がある。 However, in the above-mentioned conventional X-ray imaging apparatus, the signal measured by the measuring unit is corrected based on the posture of the X-ray imaging apparatus, the correction based on the individual difference of the measuring unit (sensor), and the X-ray tube. Since the power assist operation of the drive unit that assists the force for manual movement and the power assist operation of the drive unit are combined and controlled by the control unit in terms of software, it is considered that the arithmetic processing of the control unit is burdensome. Therefore, it takes time to control the operation of the power assist (the operation of the drive unit starts), and it is considered that the drive unit performs an operation with a delay with respect to the user's operation. In other words, the above-mentioned conventional X-ray imaging apparatus has a problem that a power assist operation having low responsiveness (uncomfortable feeling) is performed in response to an operation of a user (operator).
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、操作者の操作に対して、応答性が向上されたパワーアシスト動作を行うことが可能なX線撮影装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and one object of the present invention is to be able to perform a power assist operation with improved responsiveness to an operation of an operator. It is to provide an X-ray imaging apparatus.
上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるX線撮影装置は、被検体にX線を照射するX線管と、X線管から照射されたX線を検出するX線検出部との少なくとも一方を、操作者によって手動で移動させる際に、パワーアシスト動作を行うX線撮影装置であって、X線管およびX線検出部の少なくとも一方を移動可能に支持する移動体と、移動体を移動させる駆動部と、操作者による移動体を移動させるための操作力を含む力を検出するセンサと、センサの出力する検出信号に対して、センサの個体差に応じた補正である個体差補正をハードウェア的に行う補正回路部と、補正回路部とは別個に設けられ、補正回路部によって補正された検出信号である補正信号に対して、移動体の姿勢の変化に応じた補正である姿勢補正をソフトウェア的に行うとともに、駆動部のパワーアシスト動作を制御する制御部と、を備える。なお、本願明細書では、「ハードウェア的に行う」とは、演算処理を行うための定まった回路を予め用意しておき、入力信号に対して処理を行うことを意味する。また、「ソフトウェア的に行う」とは、演算処理を行う際に、どのような処理を行うかを命令するプログラムに従って入力信号に対して処理を行うことを意味する。 In order to achieve the above object, the X-ray imaging apparatus according to one aspect of the present invention includes an X-ray tube that irradiates a subject with X-rays and an X-ray detection unit that detects X-rays emitted from the X-ray tube. An X-ray imaging device that performs a power assist operation when at least one of the above is manually moved by an operator, and a moving body that movably supports at least one of an X-ray tube and an X-ray detection unit. The drive unit that moves the moving body, the sensor that detects the force including the operating force for moving the moving body by the operator, and the detection signal output by the sensor are corrected according to the individual difference of the sensor. The correction circuit unit that performs individual difference correction in hardware and the correction circuit unit are provided separately, and respond to changes in the posture of the moving body with respect to the correction signal that is the detection signal corrected by the correction circuit unit. It is provided with a control unit that controls the power assist operation of the drive unit while performing attitude correction which is correction by software. In the specification of the present application, "performing in terms of hardware" means that a fixed circuit for performing arithmetic processing is prepared in advance and processing is performed on an input signal. Further, "performing by software" means performing processing on an input signal according to a program instructing what kind of processing is to be performed when performing arithmetic processing.
この発明の一の局面によるX線撮影装置では、上記のように、センサの出力する検出信号に対して、センサの個体差に応じた補正である個体差補正をハードウェア的に行う補正回路部を備える。そして、X線撮影装置に、補正回路部とは別個に設けられ、補正回路部によって補正された検出信号である補正信号に対して、移動体の姿勢の変化に応じた補正である姿勢補正をソフトウェア的に行うとともに、駆動部のパワーアシスト動作を制御する制御部を備える。これにより、制御部によるセンサの個体差に応じたソフトウェア的な補正を行うための演算処理は不要となる。このため、制御部の処理能力を姿勢補正とパワーアシスト動作の制御との演算処理に割くことができる。この結果、制御部が駆動部のパワーアシスト動作の制御に関する演算処理を行う時間が増大することを抑制することができるため、操作者による操作力の入力が行われた時点から、駆動部がパワーアシスト動作を始める時点までの時間の遅延が増大することを抑制することができる。すなわち、操作者の操作に対して応答性が向上されたパワーアシスト動作を行うことができる。 In the X-ray imaging apparatus according to one aspect of the present invention, as described above, the correction circuit unit that hardware-wise corrects the detection signal output by the sensor according to the individual difference of the sensor. To be equipped. Then, the X-ray imaging apparatus is provided separately from the correction circuit unit, and the correction signal, which is the detection signal corrected by the correction circuit unit, is corrected according to the change in the posture of the moving body. It is provided with a control unit that controls the power assist operation of the drive unit while performing software. As a result, the arithmetic processing for performing software-like correction according to the individual difference of the sensor by the control unit becomes unnecessary. Therefore, the processing power of the control unit can be devoted to the arithmetic processing of the attitude correction and the control of the power assist operation. As a result, it is possible to suppress an increase in the time required for the control unit to perform arithmetic processing related to the control of the power assist operation of the drive unit. Therefore, the drive unit is powered from the time when the operation force is input by the operator. It is possible to suppress an increase in the delay in time until the time when the assist operation is started. That is, it is possible to perform a power assist operation with improved responsiveness to the operation of the operator.
(X線撮影装置の構成)
図1〜図9を参照して、本発明の一実施形態によるX線撮影装置100の全体構成について説明する。
(Configuration of X-ray imaging device)
The overall configuration of the
(X線撮影装置全体の構成)
図1および図2に示すように、本実施形態によるX線撮影装置100は、医用X線撮影装置であり、撮影対象である被検体PをX線撮影するように構成されている。また、X線撮影装置100は、天井走行式のX線管懸垂器を備えた一般撮影X線撮影装置である。X線撮影装置100は、X線管1と、X線検出部2と、移動体3と、駆動部4と、センサ5と、補正回路部6と、制御部7と、把持部8と、姿勢検出部9と、を備える。
(Overall configuration of X-ray imaging device)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1に示すように、X線撮影装置100では、移動体3によって、X線管1が天井Tから吊り下げるように支持されている。そして、X線管1は、移動体3によって撮影室内で移動可能に支持されている。また、X線管1は被検体PにX線を照射するX線源11と、X線の照射野を調整するコリメータ12とを含む。
As shown in FIG. 1, in the
また、X線撮影装置100は、X線管1から照射されたX線を検出するX線検出部2を備える。そして、図1に示すように、X線検出部2は、被検体Pを横たわらせた姿勢(臥位)で撮影を行うための臥位撮影台21と、被検体Pを起立させた姿勢(立位)で撮影を行うための立位撮影台22とを含む。臥位撮影台21および立位撮影台22には、それぞれ臥位検出器21aおよび立位検出器22aが被検体Pの撮影部位に応じて移動可能に保持されている。臥位検出器21aおよび立位検出器22aは、たとえば、FPD(Flat Panel Detector)であり、被検体Pを透過したX線を検出する。
Further, the
移動体3は、X線管1を移動可能に支持する。図1に示すように、移動体3は、臥位撮影台21を用いてX線撮影を行う位置から、立位撮影台22を用いてX線撮影を行う位置まで、X線管1を移動可能に構成されている。移動体3は、臥位撮影台21を用いてX線撮影を行う際は、X線管1を臥位検出器21aと対向する位置まで移動させることができる。また、移動体3は、立位撮影台22を用いてX線撮影を行う際は、X線管1を立位検出器22aと対向する位置まで移動させることができる。
The moving
図1〜図3に示すように、移動体3は、X線管1をθ方向およびφ方向の2方向に回動可能に支持する支持部31と、支持部31を鉛直方向の1軸(Z軸)に平行に移動可能な鉛直方向移動部32と、鉛直方向移動部32を水平方向の2軸(X軸およびY軸)に移動可能な水平方向移動部33を含む。
As shown in FIGS. 1 to 3, the moving
支持部31は、鉛直方向移動部32の下部に取り付けられている。また、支持部31は、水平方向(図3の第1回転軸線C1)を軸として、X線管1を鉛直方向移動部32に対してθ方向に回動可能に保持するように構成されている。また、鉛直方向(図1の第2回転軸線C2)を軸として、X線管1を鉛直方向移動部32に対してφ方向に回動可能に保持するように構成されている。
The
鉛直方向移動部32は、鉛直方向(図3のZ方向)に伸縮可能なように構成されている。鉛直方向移動部32が伸縮することにより、支持部31が鉛直方向に移動されることによって、X線管1を鉛直方向に移動させる。
The vertical moving
水平方向移動部33は、第1水平方向移動部33aと、第2水平方向移動部33bと、固定レール33cとを有する。水平方向移動部33は、鉛直方向移動部32を天井Tに対して水平方向に移動させる。具体的には、固定レール33cは、天井Tに固定されている。第1水平方向移動部33aは、固定レール33cに対して移動可能であり、固定レール33cの伸びる方向(図3のX方向)に対して、直交する方向(図3のY方向)に伸びるように設けられている。第2水平方向移動部33bは、第1水平方向移動部33aの伸びる方向(図3のY方向)に移動可能なように取り付けられている。すなわち、第2水平方向移動部33bが第1水平方向移動部33aに対して静止した状態で、第1水平方向移動部33aが固定レール33c上を移動することにより、X線管1、支持部31、および、鉛直方向移動部32は、図3のX方向に移動する。また、第1水平方向移動部33aが固定レール33cに対して静止した状態で、第2水平方向移動部33bが第1水平方向移動部33a上を移動することにより、X線管1、支持部31、および、鉛直方向移動部32は、図3のY方向に移動する。
The horizontal moving
駆動部4は、たとえば、モーターを含み、移動体3を移動させるように構成されている。具体的には、駆動部4は、第1モーターと、第2モーターと、第3モーターと、第4モーターと、第5モーターとの5つのモーターを含む。第1モーターは、鉛直方向移動部32に対して第1回転軸線C1を回転軸として支持部31を図3のθ方向に回動させる。第2モーターは、鉛直方向移動部32に対して、第2回転軸線C2を回転軸として支持部31を図3のφ方向に回動させる。第3モーターは、鉛直方向移動部32を図3のZ方向に移動させる。第4モーターは、第1水平方向移動部33aを図3のX方向に移動させる。第5モーターは、第2水平方向移動部33bを図3のY方向に移動させる。
The drive unit 4 includes, for example, a motor and is configured to move the moving
センサ5は、たとえば、歪ゲージである。センサ5は、操作者によって移動体3を移動させるために加えられた操作力Fを含む力を検出する。また、図4(A)に示すように、センサ5は、後述する把持部8を支持部31に接続するように配置されており、支持部31の姿勢が変化することに合わせてセンサ5の姿勢も変化する。
The
また、センサ5は、把持部8に加えられた操作力Fと把持部8の自重とを含む力の大きさおよび方向を検出するように構成されている。図4(B)に示すように、センサ5は、操作力Fを含む力の大きさおよび方向に基づいてCx方向とCy方向とCz方向との互いに直交する3つの軸の各々に対応する3つの検出信号S1xとS1yとS1zとを出力するように構成されている。なお、Cx方向とCy方向とCz方向は、センサ5についての座標系であり、たとえば、支持部31の姿勢が第1回転軸線C1周りに角度θ回動すると、センサ5も合わせて回動するため、Cx方向も角度θ回動する。
Further, the
さらに、センサ5は、X線管1を回転させる方向に加えられる力についても検出することが可能である。すなわち、水平方向(第1回転軸線C1)を軸とするθ方向と、鉛直方向(第2回転軸線C2)を軸とするφ方向との2つの回転方向に加えられた力を検出することが可能なように構成されている。そして、θ方向に対応する検出信号S1θおよびφ方向に対応する検出信号S1φを出力するように構成されている。すなわち、センサ5は、θ方向と、φ方向と、Cx方向と、Cy方向と、Cz方向と、の5つの方向について、加えられた力の大きさを、それぞれの方向に分解して5つの検出信号S1として出力するように構成されている。
Further, the
図5に示すように、補正回路部6は、信号増幅部61と演算回路部60とを含むように構成されている。演算回路部60は、信号変換部62と、演算部63と、記憶部64と、を有する。ここで、本実施形態では、補正回路部6は、センサ5の出力する検出信号S1に対して、センサ5の個体差に応じた補正である個体差補正H1をハードウェア的に行う。そして、センサ5の出力する検出信号S1の各々に対応する補正信号S2を出力する。また、補正回路部6は、センサ5に加えられる同一の力に対して同一の補正信号S2が出力されるように、検出信号S1をハードウェア的に補正するように構成されている。具体的には、補正回路部6は、検出信号S1xとS1yとS1zとの3つの検出信号S1の各々に対応する3つの補正信号S2xとS2yとS2zとを出力するように構成されている。
As shown in FIG. 5, the correction circuit unit 6 is configured to include a
図4(A)に示すように、補正回路部6は、センサ5の近傍に配置されている。たとえば、信号増幅部61と信号変換部62と演算部63と記憶部64とセンサ5とは、移動体3に含まれる支持部31に配置されている。なお、ここで言う「センサ5の近傍」とは、センサ5の位置の付近のみならず、センサ5に接触されている位置も含む。
As shown in FIG. 4A, the correction circuit unit 6 is arranged in the vicinity of the
演算回路部60は、たとえば、論理回路の構成を再構成することが可能なプログラマブルロジックデバイスであるフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA:Field Programmable Gate Array)を含む。また、信号増幅部61は、たとえば、IC(Integrated Circuit)を含む。なお、本実施形態において「ハードウェア的に行う」とは、個体差補正H1を行うための演算処理を行う際に、予め定まった回路を用意しておき、検出信号S1に対して処理を行うことを意味する。
The
信号増幅部61は、センサ5によって出力された検出信号S1を増幅するように構成されている。すなわち、センサ5によって出力された検出信号S1を増幅し、増幅された検出信号S1である増幅信号S1aを出力するように構成されている。
The
信号変換部62は、センサ5によって出力された検出信号S1をアナログ−デジタル変換して、変換された検出信号S1(増幅信号S1a)であるデジタル信号S1bを送信する。
The
演算部63は、デジタル信号S1bに基づいてセンサ5の個体差を補正する演算処理を行うように構成されている。
The
記憶部64は、センサ5に加えられる同一の力に対して同一の補正信号S2を出力するためのキャリブレーション情報Aを予め記憶されるように構成されている。そして、補正回路部6は、記憶部64に記憶されたキャリブレーション情報Aに基づいて、検出信号S1をハードウェア的に補正するように構成されている。なお、個体差補正H1の詳細については後述する。また、「同一」とは、個体差に依存しない差については同一にみなすという意味である。たとえば、ノイズによる誤差の範囲内と見なすことができる差については同一であるとする。
The
制御部7は、補正回路部6とは別個に設けられ、補正信号S2に対して、移動体3の姿勢の変化に応じた補正である姿勢補正H2をソフトウェア的に行うとともに、駆動部4のパワーアシスト動作を制御する。すなわち、制御部7は、補正回路部6によって補正された3つの検出信号S1xとS1yとS1zとの各々と対応する3つの補正信号S2xとS2yとS2zとに対して、姿勢補正H2をソフトウェア的に行うとともに、鉛直方向移動部32および水平方向移動部33を移動させるように、駆動部4のパワーアシスト動作を制御するように構成されている。なお、制御部7の詳しい動作については後述する。また、本実施形態において「ソフトウェア的に行う」とは、姿勢補正H2を行うための演算処理を行う際に、どのような処理を行うかを命令するプログラムに従って補正信号S2に対して処理を行うことを意味する。
The control unit 7 is provided separately from the correction circuit unit 6, and performs the posture correction H2, which is the correction according to the change in the posture of the moving
把持部8は、移動体3を移動させる際に把持される。具体的には、把持部8は、ホイール形状を有し、操作者が手動により移動体3を移動させる操作を行う際に把持するために設けられている。そして、把持部8は、支持部31にセンサ5を介して接続されるように配置されている。
The
姿勢検出部9は、移動体3の姿勢を検出する。また、姿勢検出部9は、それぞれの姿勢についての情報として姿勢信号S3を出力するように構成されている。具体的には、姿勢検出部9は、支持部31と、鉛直方向移動部32と、第1水平方向移動部33aと、第2水平方向移動部33bと、の姿勢を検出するように構成されている。そして、支持部31の図3のθ方向での角度位置についての姿勢信号S3θと、図3のφ方向での角度位置についての姿勢信号S3φと、鉛直方向移動部32の図3のZ軸方向での位置についての姿勢信号S3Zと、第1水平方向移動部33aの図3のX方向での位置についての姿勢信号S3Xと、第2水平方向移動部33bの図3のY方向での位置についての姿勢信号S3Yと、を出力するように構成されている。姿勢検出部9は、たとえば、ポテンショメータを含む。
The
(個体差補正に関する制御について)
図6は、センサ5に加えられた力(横軸)とセンサ5の出力した値(縦軸)との関係を表すグラフである。なお、図6中の実線(検出線L1)は、取得された検出信号S1の値に基づいて線形補間した直線である。また、図6中の一点差鎖線(基準線L0)は、個体差補正H1が行われた後の理想となる直線である。
(Regarding control related to individual difference correction)
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the force applied to the sensor 5 (horizontal axis) and the value output by the sensor 5 (vertical axis). The solid line (detection line L1) in FIG. 6 is a straight line linearly interpolated based on the value of the acquired detection signal S1. The alternate long and short dash line (reference line L0) in FIG. 6 is an ideal straight line after the individual difference correction H1 is performed.
図6に示すように、X線撮影装置100を撮影室に設置する際、センサ5に複数の力(図6のFα、Fβ、Fγ)を加えることにより、複数の検出信号S1(図6のS1α、S1β、S1γ)を取得する。そして、取得された複数の検出信号S1について線形補間が行われることによって、センサ5の検出信号S1についての検出特性(図6の検出線L1)が取得される。そして、取得された検出特性(図6の検出線L1)を予め設定された基準の検出特性である基準特性(図6の基準線L0)と近い値になるように補正する補正方法が取得され、取得された補正方法がセンサ5に関するキャリブレーション情報Aとして記憶部64に記憶される。記憶部64に記憶されたキャリブレーション情報Aに基づいて、補正回路部6は、検出信号S1に対して個体差補正H1を行うことによって補正信号S2を出力する。
As shown in FIG. 6, when the
たとえば、センサ5の検出する力の大きさについて、検出範囲は、−10[N]以上+10[N]以下である。なお、[N]は力の大きさを表す単位であるニュートンを表す。そして、センサ5は、検出する力の大きさに応じて、+0.5[V]以上+4.5[V]以下の値を検出信号S1として出力する。なお、[V]は電圧の大きさを表す単位であるボルトを表す。ここで、基準特性(図6の基準線L0)として、たとえば、センサ5のCx方向に対して、−5[N]、0[N]、+2[N]の力が入力された場合、出力される検出信号S1xは、それぞれ、+1.5[V]、+2.5[V]、+2.9[V]となる。なお、センサ5の電源は5[V]であるが、0[V]および+5[V]の値は、断線などの異常が起きたときのみ出力され、検出範囲内では出力されないように構成されている。
For example, regarding the magnitude of the force detected by the
そして、センサ5の個体差によって、実際に力が加えられた際に出力される検出信号S1が異なるため、補正回路部6によって、個体差補正H1が行われる。たとえば、あらかじめ、3点(−5[N]、0[N]、5[N])の力を加えた際に出力される検出信号S1に対して、基準特性を満たすように個体差補正H1を行うことによって、3点のそれぞれに対応する検出信号S1が、−5[N]、0[N]、5[N]を示すように個体差補正H1を行う。そして、3点における出力値から線形補間するためのキャリブレーション情報Aが記憶部64に保存される。すなわち、補正回路部6は、センサ5に対して、たとえば、−5[N]、0[N]、+2[N]の力が加えられた際に、補正信号S2として、−5[N]、0[N]、+2[N]の値が出力されるように個体差補正H1を行う。なお、センサ5に対して力が加えられていない場合は、0が出力される。
Then, since the detection signal S1 output when a force is actually applied differs depending on the individual difference of the
上記のように、補正回路部6は、センサ5に加えられた力の大きさが同一である場合に、センサ5の個体差によらず、同一の値を補正信号S2として出力するように、センサ5の検出信号S1に対して個体差補正H1を行う。すなわち、補正回路部6は、センサ5の個体差によらず、センサ5に加えられた力がCx方向とCy方向とCz方向とに分解された力のそれぞれを示す補正信号S2を出力する。
As described above, when the magnitude of the force applied to the
(姿勢補正に関する制御について)
制御部7は、姿勢補正H2として、把持部自重補正H2aおよび支持部姿勢補正H2bを行う。制御部7は、姿勢検出部9から出力された姿勢信号S3に基づいて、補正回路部6から出力された補正信号S2に対して、把持部8の自重に応じた補正である把持部自重補正H2aと、支持部31の姿勢の変化に応じた補正である支持部姿勢補正H2bとをソフトウェア的に行うとともに、駆動部4のパワーアシスト動作を制御するように構成されている。すなわち、制御部7は、補正回路部6によって出力された補正信号S2(S2x、S2y、S2z)に対して把持部自重補正H2aを行うことによって、自重補正信号S4(S4x、S4y,S4z)を出力する。そして、制御部7は、自重補正信号S4(S4x、S4y、S4z)に対して、支持部姿勢補正H2bを行うことによって、姿勢補正信号S5(S5x、S5y,S5z)を出力する。なお、自重補正信号S4x、S4y、S4zは、それぞれ、補正信号S2x、S2y、S2zの各々に対して把持部自重補正H2aを行った値である。また、姿勢補正信号S5x、S5y、S5zは、それぞれ、自重補正信号S4x、S4y、S4zの各々に対して支持部姿勢補正H2bを行った値である。
(About control related to posture correction)
The control unit 7 performs the grip portion self-weight correction H2a and the support portion posture correction H2b as the posture correction H2. Based on the posture signal S3 output from the
〈把持部自重補正について〉
図7に示すように、制御部7は、姿勢検出部9の出力した姿勢信号S3θに基づいて、把持部8の姿勢の変化を取得する。そして、把持部8の姿勢に基づいて、操作力Fとは別個に把持部8の自重がセンサ5に与える力についての補正である把持部自重補正H2aを行う。すなわち、センサ5に操作力Fを加えていない状態(操作力Fが0の状態)において、自重補正信号S4が0となるように把持部自重補正H2aを行う。具体的には、センサ5は、把持部8に加えられた操作力Fと把持部8の自重とを含む力の大きさおよび方向を検出するように構成されているため、補正回路部6によって出力された補正信号S2は、操作力Fと把持部8の自重とを含む力を示す値となる。制御部7は、補正信号S2に対して、把持部自重補正H2aを行うことによって、把持部8の自重を除いて操作力Fを抽出した値を自重補正信号S4として取得する。すなわち、制御部7は、操作力FがCx方向とCy方向とCz方向とに分解された力のそれぞれを示す自重補正信号S4(S4x、S4y、S4z)を出力する。
<About gripping part weight correction>
As shown in FIG. 7, the control unit 7 acquires a change in the posture of the
把持部8(支持部31)を第1回転軸線C1回りに角度θ回動させた際に、自重補正信号S4xとS4yとS4zの値は、それぞれ、式(1)、式(2)、式(3)のように表される。
S4x=S2x−Mx
=S2x−Mx(0)cosθ・・・(1)
S4y=S2y−My
=S2y−My(90)sinθ・・・(2)
S4z=S2z・・・(3)
なお、Mxは把持部8が角度θ回動した際に、把持部8の自重によってセンサ5が検出した検出信号S1xに基づく補正信号S2xの値である。また、Myは把持部8が角度θ回動した際に、把持部8の自重によってセンサ5が検出した検出信号S1yに基づく補正信号S2yの値である。また、Mx(0)は、θの値が0度におけるMxの値を表している。また、My(90)は、θの値が90度におけるMyの値を表している。
When the grip portion 8 (support portion 31) is rotated by an angle θ around the first rotation axis C1, the values of the self-weight correction signals S4x, S4y, and S4z are expressed by the equations (1), (2), and S4z, respectively. It is expressed as (3).
S4x = S2x-Mx
= S2x-Mx (0) cosθ ... (1)
S4y = S2y-My
= S2y-My (90) sinθ ... (2)
S4z = S2z ... (3)
Note that Mx is the value of the correction signal S2x based on the detection signal S1x detected by the
なお、図8(A)は、角度θ(横軸)とMxおよびMyの値(縦軸)を表したグラフである。すなわち、操作力Fが加えられていない状態での、角度θと、把持部8の自重によって取得された補正信号S2xおよびS2yの値と、の関係を表すグラフである。図8(A)の実線は、Mxの値を表すものであり、図8(A)の一点鎖線は、Myの値を表すものである。そして、図8(B)は、角度θ(横線)と補正回路部6によって出力された補正信号S2の値(縦軸)を表したグラフである。図8(B)の実線は、Cx方向についての補正信号S2xの値を表すものであり、図8(B)の一点鎖線は、Cy方向についての補正信号S2yの値を表すものである。図8に示すように、角度θによって各々の補正信号S2xおよびS2yに把持部8の自重が及ぼす値が算出できるので、式(1)および式(2)と姿勢信号S3θとに基づいて、把持部8の自重を排した操作力Fの大きさおよび方向を検出するために、制御部7は、把持部自重補正H2aを行う。
Note that FIG. 8A is a graph showing the angle θ (horizontal axis) and the values of Mx and My (vertical axis). That is, it is a graph showing the relationship between the angle θ and the values of the correction signals S2x and S2y acquired by the own weight of the
〈支持部姿勢補正について〉
また、図9(A)および(B)に示すように、制御部7は、姿勢検出部9の出力した姿勢信号S3θおよびS3φに基づいて、支持部31の姿勢の変化を取得する。そして、支持部31の姿勢に基づいて、センサ5がCx方向とCy方向とCz方向について検出した力の大きさおよび方向をX方向(固定レール33cの伸びる方向)とY方向(第1水平方向移動部33aの伸びる方向)とZ方向(鉛直方向移動部32の伸びる方向)に座標変換する補正である支持部姿勢補正H2bを行う。具体的には、制御部7は、把持部自重補正H2aが行われることによって取得された自重補正信号S4を、X方向の力の大きさを表す姿勢補正信号S5xとY方向の力の大きさを表す姿勢補正信号S5yとZ方向の力の大きさを表す姿勢補正信号S5zとに補正する。支持部31(把持部8)を第1回転軸線C1回りに角度θ回動させ、第2回転軸線C2回りに角度φ回動させた際に、姿勢補正信号S5(S5x、S5y、S5z)と、自重補正信号S4(S4x、S4y、S4z)との関係は、それぞれ、式(4)、式(5)、および、式(6)のように表される。
S5x=(S4ycosθ−S4xsinθ)cosφ+S4zsinφ・・・(4)
S5y=S4zcosφ−(S4ycosθ−S4xsinθ)sinφ・・・(5)
S5z=S4xcosθ+S4ysinθ・・・(6)
上記のように、制御部7は、Cx方向と、Cy方向と、Cz方向との3つの方向によって表された操作力Fを支持部姿勢補正H2bによって、X方向とY方向とZ方向との3つの方向によって表すように座標を変換する。
<About support posture correction>
Further, as shown in FIGS. 9A and 9B, the control unit 7 acquires a change in the attitude of the
S5x = (S4ycosθ-S4xsinθ) cosφ + S4zsinφ ... (4)
S5y = S4zcosφ- (S4ycosθ-S4xsinθ) sinφ ... (5)
S5z = S4xcosθ + S4ysinθ ... (6)
As described above, the control unit 7 applies the operating force F represented by the three directions of the Cx direction, the Cy direction, and the Cz direction to the X direction, the Y direction, and the Z direction by the support portion posture correction H2b. The coordinates are transformed so that they are represented by three directions.
(駆動部の動作に関する制御について)
制御部7は、個体差補正H1と姿勢補正H2(把持部自重補正H2aおよび支持部姿勢補正H2b)とを加えられた検出信号S1に基づいて、操作力Fの大きさおよび方向を、移動体3の移動する各方向に変換する。そして、制御部7は、式(7)のように、変換された操作力Fに対してアシスト比を乗じたアシスト力が発生するように駆動部4のパワーアシスト動作を制御する。
m・a=F−FR+k・F・・・(7)
なお、mは移動体3の質量、aは加速度、Fは把持部8に加えられる操作力、FRは抵抗力、kは操作力Fに対するアシスト比の量である。mは、たとえば、数百kgである。kは、たとえば、2以上10以下程度である。つまり、操作力Fに対して2倍以上10倍以下程度の力が、パワーアシスト動作におけるアシスト力として付与される。
(Regarding control related to the operation of the drive unit)
The control unit 7 changes the magnitude and direction of the operating force F based on the detection signal S1 to which the individual difference correction H1 and the posture correction H2 (the grip portion own weight correction H2a and the support portion posture correction H2b) are applied. Convert in each direction of movement of 3. Then, the control unit 7 controls the power assist operation of the drive unit 4 so that an assist force obtained by multiplying the converted operating force F by the assist ratio is generated as in the equation (7).
m ・ a = FF R + k ・ F ・ ・ ・ (7)
Incidentally, m is the mass of the
(X線撮影装置100による制御処理)
次に、図10を参照して、本実施形態によるX線撮影装置100によるX線撮影に関する制御処理フローについて説明する。また、ステップ101〜104は、補正回路部6による制御処理を示し、ステップ105〜107は、制御部7による制御処理を示す。
(Control processing by the X-ray imaging apparatus 100)
Next, with reference to FIG. 10, a control processing flow related to X-ray imaging by the
まず、ステップ101では、センサ5が出力した検出信号S1が取得される。
First, in
次に、ステップ102では、取得された検出信号S1が、信号増幅部61によって増幅されて、増幅信号S1aとして出力される。
Next, in
次に、ステップ103では、信号増幅部61によって出力された増幅信号S1aが、信号変換部62によってアナログ―デジタル変換をされて、デジタル信号S1bとして出力される。
Next, in
次に、ステップ104では、信号変換部62によって出力されたデジタル信号S1bが、記憶部64に記憶されていたキャリブレーション情報Aに基づいて、演算部63によって個体差補正H1をされて、補正信号S2として出力される。
Next, in
次に、ステップ105では、補正回路部6によって個体差補正H1がなされた補正信号S2が、把持部自重補正H2aをされて、自重補正信号S4として出力される。
Next, in
次に、ステップ106では、把持部自重補正H2aがなされた自重補正信号S4が、支持部姿勢補正H2bをされて、姿勢補正信号S5として出力される。
Next, in
次に、ステップ107では、操作力F(姿勢補正信号S5)に基づいて、駆動部4の動作を制御することによって、パワーアシスト動作が行われる。すなわち、操作力Fに基づいて取得された姿勢補正信号S5によって、駆動部4の動作が制御されることによって、パワーアシスト動作が行われる。
Next, in
(実施形態の効果)
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of embodiment)
In this embodiment, the following effects can be obtained.
本実施形態では、X線撮影装置100は、被検体PにX線を照射するX線管1と、X線管1から照射されたX線を検出するX線検出部2との少なくとも一方を、操作者によって手動で移動させる際に、パワーアシスト動作を行うX線撮影装置100であって、X線管1およびX線検出部2の少なくとも一方を移動可能に支持する移動体3と、移動体3を移動させる駆動部4と、操作者による移動体3を移動させるための操作力Fを含む力を検出するセンサ5と、センサ5の出力する検出信号S1に対して、センサ5の個体差に応じた補正である個体差補正H1をハードウェア的に行う補正回路部6と、補正回路部6とは別個に設けられ、補正回路部6によって補正された検出信号S1である補正信号S2に対して、移動体3の姿勢の変化に応じた補正である姿勢補正H2をソフトウェア的に行うとともに、駆動部4のパワーアシスト動作を制御する制御部7と、を備える。これにより、制御部7によるセンサ5の個体差に応じたソフトウェア的な補正を行うための演算処理は不要となる。このため、制御部7の処理能力を姿勢補正H2とパワーアシスト動作の制御との演算処理に割くことができる。この結果、制御部7が駆動部4のパワーアシスト動作の制御に関する演算処理を行う時間が増大することを抑制できるため、操作者による操作力Fの入力が行われた時点から、駆動部4がパワーアシスト動作を始める時点までの時間の遅延が増大することを抑制できる。言い換えると、操作者の操作に対して応答性の向上されたパワーアシスト動作を行うことができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、補正回路部6は、センサ5に加えられる同一の力に対して同一の補正信号S2が出力されるように、検出信号S1をハードウェア的に補正するように構成されている。これにより、制御部7は、補正回路部6より出力された補正信号S2について、同一の処理を行うことができるため、センサ5の個体差に応じて演算処理の変更が不要になる。その結果、制御部7の処理負担が増大することを抑制することができるので、操作者の操作力Fに対してパワーアシスト動作を行う際の遅延が増大することを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, the correction circuit unit 6 is configured to correct the detection signal S1 by hardware so that the same correction signal S2 is output for the same force applied to the
また、本実施形態では、補正回路部6は、センサ5に加えられる同一の力に対して同一の補正信号S2を出力するためのキャリブレーション情報Aが予め記憶された記憶部64を含み、記憶部64に記憶されたキャリブレーション情報Aに基づいて検出信号S1をハードウェア的に補正するように構成されている。これにより、補正回路部6は、予め基準となる補正方法がキャリブレーション情報Aとして記憶されているため、個体差に応じた補正を容易に行うことができる。
Further, in the present embodiment, the correction circuit unit 6 includes a
また、本実施形態では、センサ5は操作力Fを含む力の大きさおよび方向に基づいて互いに直交する3つの軸の各々に対応する3つの検出信号S1を出力するように構成されており、移動体3は、X線管1を回動可能に支持する支持部31と、支持部31を鉛直方向の1軸に移動可能な鉛直方向移動部32と、鉛直方向移動部32を水平方向の2軸に移動可能な水平方向移動部33と、を含み、制御部7は、補正回路部6によって補正された3つの検出信号S1の各々と対応する3つの補正信号S2に対して、姿勢補正H2をソフトウェア的に行うとともに、鉛直方向移動部32および水平方向移動部33を移動させるように、駆動部4のパワーアシスト動作を制御するように構成されている。これにより、操作者によって加えられた操作力Fを、3次元的に検出するとともに、鉛直方向移動部32が移動可能な1方向と水平方向移動部33が移動可能な2方向との互いに直交する合計3方向に変換することができる。その結果、制御部7は、変換された操作力Fのそれぞれに基づいて、移動体3を移動させるように制御することができるので、操作力Fの大きさおよび方向に比例した力によってパワーアシスト動作を行うようなパワーアシスト動作を行うように制御することができる。従って、操作者は、自身の意図したとおりに移動体3を移動させることができるので、操作者の負担が増加することを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、移動体3を移動させる際に把持する把持部8と、移動体3の姿勢を検出する姿勢検出部9とをさらに備え、センサ5は、把持部8に加えられた操作力Fと把持部8の自重とを含む力を検出するように構成されており、制御部7は、姿勢検出部9から出力された姿勢信号S3に基づいて、補正回路部6から出力された補正信号S2に対して、把持部8の自重に応じた補正である把持部自重補正H2aと、支持部31の姿勢の変化に応じた補正である支持部姿勢補正H2bとをソフトウェア的に行うとともに、駆動部4のパワーアシスト動作を制御するように構成されている。これにより、姿勢検出部9によって、移動体3の姿勢を検出するとともに、検出した移動体3の姿勢を示す値に基づいて、把持部自重補正H2aおよび支持部姿勢補正H2bを行うことができる。この結果、装置の姿勢の変化に対応してパワーアシスト動作を行わせることができるので、操作者が加えた操作力Fに対応したパワーアシスト動作を行わせることができる。そして、操作者の意図していない方向へ移動体3を動かすことを抑制するので、意図しない方向へ移動体3が動くことによって操作者が被る負担を軽減することができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、補正回路部6は、センサ5の近傍に配置されている。これにより、センサ5によって検出された検出信号S1が出力された後に、補正回路部6によって補正されるまでの伝達距離を小さくすることができる。その結果、検出信号S1が外部より受ける電気的ノイズを抑制することができるので、操作者により加えられた操作力Fに対して、より正確なパワーアシスト動作を行うことができる。
Further, in the present embodiment, the correction circuit unit 6 is arranged in the vicinity of the
また、本実施形態では、補正回路部6は、センサ5によって出力された検出信号S1を増幅する信号増幅部61と、センサ5によって出力された検出信号S1をアナログ―デジタル変換して、検出信号S1が変換されたデジタル信号S1bを出力する信号変換部62と、デジタル信号S1bに基づいて演算処理を行う演算部63と、を含み、信号増幅部61と信号変換部62と演算部63とセンサ5とは、支持部31に配置されている。ここで、信号変換部62および演算部63が支持部31とは別個の位置に、センサ5と離間して配置される場合、検出信号S1が伝達される間に検出信号S1に電気的なノイズを受けるおそれがあると考えられる。この点を考慮して、上記実施形態のように、信号増幅部61と信号変換部62と演算部63とセンサ5とが支持部31に配置されることにより、センサ5によって検出された検出信号S1が、外部からの電気的なノイズを受ける前に、増幅されるとともにアナログ−デジタル変換されて個体差補正H1を行われる。その結果、検出信号S1が外部より受ける電気的ノイズを抑制することができるので、操作者により加えられた操作力Fに対して、より正確なパワーアシスト動作を行うことができる。
Further, in the present embodiment, the correction circuit unit 6 analog-digitally converts the
(変形例)
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
(Modification example)
It should be noted that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not considered to be restrictive. The scope of the present invention is shown by the claims rather than the description of the above-described embodiment, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the claims.
たとえば、上記実施形態では、天井走行式のX線管懸垂器を備えた一般撮影X線撮影装置100においてパワーアシスト動作を行う例を示したが、これに限られない。本発明では、近接透視台を備えたX線撮影装置においてパワーアシスト動作を行ってもよい。
For example, in the above embodiment, an example in which a power assist operation is performed in a general radiographing
また、上記実施形態では、X線管1の移動においてパワーアシスト動作を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。近接透視台を備えたX線撮影装置において、被検体Pを載置する天板を移動させる際にセンサ5を用いて操作力Fを検出することによって、パワーアシスト動作を行うようにしてもよい。また、X線管1および、X線検出部2のそれぞれに把持部8を設けることによって、X線管1およびX線検出部2の両方の移動において操作力Fを検出するとともにパワーアシスト動作を行うようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, an example in which the power assist operation is performed in the movement of the
また、上記実施形態では、補正回路部6は、センサ5に加えられる同一の力に対して同一の補正信号S2が出力されるように、検出信号S1をハードウェア的に補正するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、センサ5に加えられる力の大きさが異なる場合でも、同一の大きさの補正信号S2を出力するように構成されていてもよい。
Further, in the above embodiment, the correction circuit unit 6 is configured to correct the detection signal S1 by hardware so that the same correction signal S2 is output for the same force applied to the
また、上記実施形態では、補正回路部6は、センサ5に加えられる同一の力に対して同一の補正信号S2を出力するためのキャリブレーション情報Aが予め記憶された記憶部64を含み、記憶部64に記憶されたキャリブレーション情報Aに基づいて検出信号S1をハードウェア的に補正するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、補正回路部6によって、基準となる検出特性に基づいた補正方法を算出することによってキャリブレーション情報Aを取得するように構成されていてもよい。
Further, in the above embodiment, the correction circuit unit 6 includes a
また、上記実施形態では、センサ5は操作力Fを含む力の大きさおよび方向に基づいて互いに直交する3つの軸の各々に対応する3つの検出信号S1を出力するように構成されており、移動体3は、X線管1を回動可能に支持する支持部31と、支持部31を鉛直方向の1軸に移動可能な鉛直方向移動部32と、鉛直方向移動部32を水平方向の2軸に移動可能な水平方向移動部33と、を含み、制御部7は、補正回路部6によって補正された3つの検出信号S1の各々と対応する3つの補正信号S2に対して、姿勢補正H2をソフトウェア的に行うとともに、鉛直方向移動部32および水平方向移動部33を移動させるように、駆動部4のパワーアシスト動作を制御するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、3つよりも多くの検出信号S1について補正信号S2を出力するようにしてもよい。すなわち、X方向とY方向とZ方向との合計3つの検出信号S1についての3つの補正信号S2を出力することに限らず、θ方向およびφ方向についても補正信号S2を出力するように構成されていてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、移動体3を移動させる際に把持する把持部8と、移動体3の姿勢を検出する姿勢検出部9とをさらに備え、センサ5は、把持部8に加えられた操作力Fと把持部8の自重とを含む力を検出するように構成されており、制御部7は、姿勢検出部9から出力された姿勢信号S3に基づいて、補正回路部6から出力された補正信号S2に対して、把持部8の自重に応じた補正である把持部自重補正H2aと、支持部31の姿勢の変化に応じた補正である支持部姿勢補正H2bとをソフトウェア的に行うとともに、駆動部4のパワーアシスト動作を制御するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、把持部8に加えられた操作力Fではなく、移動体3の他の部分に加えられた操作力Fを検出するように構成してもよい。また、姿勢検出部9によって姿勢を検出するのではなく、駆動部4の動作の履歴から、姿勢を推定するように構成されていてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、補正回路部6は、センサ5の近傍に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、補正回路部6とセンサ5とは、離間して配置されていてもよい。たとえば、補正回路部6が支持部31ではなく鉛直方向移動部32に配置されていてもよい。
Further, in the above embodiment, the correction circuit unit 6 is arranged in the vicinity of the
また、上記実施形態では、補正回路部6は、センサ5によって出力された検出信号S1を増幅する信号増幅部61と、センサ5によって出力された検出信号S1をアナログ―デジタル変換して、検出信号S1が変換されたデジタル信号S1bを送信する信号変換部62と、デジタル信号S1bに基づいて演算処理を行う演算部63と、を含み信号増幅部61と信号変換部62と演算部63とセンサ5とは、移動体3に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、演算部63は、移動体3とは別個の場所に配置されていてもよい。すなわち、演算部63は、制御部7の近傍に配置されていてもよい。
Further, in the above embodiment, the correction circuit unit 6 analog-digitally converts the
また、上記実施形態では、X線撮影装置100を撮影室に設置する際にキャリブレーション情報Aを記憶させる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、工場出荷時にキャリブレーション情報Aを記憶させるようにしてもよい。また、毎回起動ごとにキャリブレーション情報Aを記憶させるようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, an example in which the calibration information A is stored when the
また、上記実施形態では、センサ5は、支持部31に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、鉛直方向移動部32と水平方向移動部33との間に配置されていてもよい。
Further, in the above embodiment, the
[態様]
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
[Aspect]
It will be understood by those skilled in the art that the above exemplary embodiments are specific examples of the following embodiments.
(項目1)
被検体にX線を照射するX線管と、前記X線管から照射されたX線を検出するX線検出部との少なくとも一方を、操作者によって手動で移動させる際に、パワーアシスト動作を行うX線撮影装置であって、
前記X線管および前記X線検出部の少なくとも一方を移動可能に支持する移動体と、
前記移動体を移動させる駆動部と、
前記操作者による前記移動体を移動させるための操作力を含む力を検出するセンサと、
前記センサの出力する検出信号に対して、前記センサの個体差に応じた補正である個体差補正をハードウェア的に行う補正回路部と、
前記補正回路部とは別個に設けられ、前記補正回路部によって補正された前記検出信号である補正信号に対して、前記移動体の姿勢の変化に応じた補正である姿勢補正をソフトウェア的に行うとともに、前記駆動部のパワーアシスト動作を制御する制御部と、を備える、X線撮影装置。
(Item 1)
When the operator manually moves at least one of the X-ray tube that irradiates the subject with X-rays and the X-ray detection unit that detects the X-rays emitted from the X-ray tube, a power assist operation is performed. It is an X-ray imaging device to perform
A moving body that movably supports at least one of the X-ray tube and the X-ray detector,
A drive unit that moves the moving body and
A sensor that detects a force including an operating force for moving the moving body by the operator, and a sensor.
A correction circuit unit that performs hardware-like correction of individual differences, which is correction according to individual differences of the sensor, with respect to the detection signal output by the sensor.
The correction signal, which is the detection signal corrected by the correction circuit unit, is provided separately from the correction circuit unit, and the posture correction, which is the correction according to the change in the posture of the moving body, is performed by software. An X-ray imaging device including a control unit that controls the power assist operation of the drive unit.
(項目2)
前記補正回路部は、前記センサに加えられる同一の力に対して同一の補正信号が出力されるように、前記検出信号をハードウェア的に補正するように構成されている、項目1に記載のX線撮影装置。
(Item 2)
Item 2. The
(項目3)
前記補正回路部は、前記センサに加えられる同一の力に対して同一の補正信号を出力するためのキャリブレーション情報が予め記憶された記憶部を含み、前記記憶部に記憶された前記キャリブレーション情報に基づいて前記検出信号をハードウェア的に補正するように構成されている、項目2に記載のX線撮影装置。
(Item 3)
The correction circuit unit includes a storage unit in which calibration information for outputting the same correction signal for the same force applied to the sensor is stored in advance, and the calibration information stored in the storage unit. Item 2. The X-ray imaging apparatus according to item 2, which is configured to correct the detection signal in terms of hardware based on the above.
(項目4)
前記センサは前記操作力を含む力の大きさおよび方向に基づいて互いに直交する3つの軸の各々に対応する3つの前記検出信号を出力するように構成されており、
前記移動体は、前記X線管を回動可能に支持する支持部と、前記支持部を鉛直方向の1軸に移動可能な鉛直方向移動部と、前記鉛直方向移動部を水平方向の2軸に移動可能な水平方向移動部と、を含み、
前記制御部は、前記補正回路部によって補正された前記3つの検出信号の各々と対応する3つの前記補正信号に対して、前記姿勢補正をソフトウェア的に行うとともに、前記鉛直方向移動部および前記水平方向移動部を移動させるように、前記駆動部のパワーアシスト動作を制御するように構成されている、項目1〜3のいずれか1項に記載のX線撮影装置。
(Item 4)
The sensor is configured to output the three detection signals corresponding to each of the three axes orthogonal to each other based on the magnitude and direction of the force including the operating force.
The moving body includes a support portion that rotatably supports the X-ray tube, a vertical moving portion that can move the supporting portion in one vertical axis, and two horizontal axes that support the vertical moving portion. Including a movable part in the horizontal direction, which can be moved to
The control unit performs the posture correction on the three correction signals corresponding to each of the three detection signals corrected by the correction circuit unit by software, and also performs the vertical movement unit and the horizontal movement unit. The X-ray imaging apparatus according to any one of
(項目5)
前記移動体を移動させる際に把持する把持部と、
前記移動体の姿勢を検出する姿勢検出部とをさらに備え、
前記センサは、前記把持部に加えられた前記操作力と前記把持部の自重とを含む力を検出するように構成されており、
前記制御部は、前記姿勢検出部から出力された姿勢信号に基づいて、前記補正回路部から出力された補正信号に対して、前記把持部の自重に応じた補正である把持部自重補正と、前記支持部の姿勢の変化に応じた補正である支持部姿勢補正とをソフトウェア的に行うとともに、前記駆動部のパワーアシスト動作を制御するように構成されている、項目4に記載のX線撮影装置。
(Item 5)
A grip portion to be gripped when moving the moving body, and a grip portion to be gripped.
A posture detection unit for detecting the posture of the moving body is further provided.
The sensor is configured to detect a force including the operating force applied to the grip portion and the own weight of the grip portion.
Based on the posture signal output from the posture detection unit, the control unit corrects the correction signal output from the correction circuit unit according to the weight of the grip unit. Item 4. The X-ray imaging according to item 4, which is configured to perform software-like correction of the support portion posture, which is a correction according to a change in the posture of the support portion, and to control the power assist operation of the drive unit. apparatus.
(項目6)
前記補正回路部は、前記センサの近傍に配置されている、項目1〜5のいずれか1項に記載のX線撮影装置。
(Item 6)
The X-ray imaging apparatus according to any one of
(項目7)
前記補正回路部は、前記センサによって出力された検出信号を増幅する信号増幅部と、前記センサによって出力された検出信号をアナログ―デジタル変換して、前記検出信号が変換されたデジタル信号を送信する信号変換部と、前記デジタル信号に基づいて演算処理を行う演算部と、を含み
前記信号増幅部と前記信号変換部と前記演算部と前記センサとは、前記移動体に配置されている、項目6に記載のX線撮影装置。
(Item 7)
The correction circuit unit has a signal amplification unit that amplifies the detection signal output by the sensor, analog-digital conversion of the detection signal output by the sensor, and transmission of the converted digital signal. An item in which the signal amplification unit, the signal conversion unit, the calculation unit, and the sensor are arranged on the moving body, including a signal conversion unit and a calculation unit that performs calculation processing based on the digital signal. 6. The X-ray imaging apparatus according to 6.
1 X線管
2 X線検出部
3 移動体
4 駆動部
5 センサ
6 補正回路部
7 制御部
8 把持部
9 姿勢検出部
31 支持部
32 鉛直方向移動部
33 水平方向移動部
61 信号増幅部
62 信号変換部
63 演算部
64 記憶部
100 X線撮影装置
A キャリブレーション情報
F 操作力
H1 個体差補正
H2 姿勢補正
H2a 把持部自重補正
H2b 支持部姿勢補正
P 被検体
S1 検出信号
S1b デジタル信号
S2 補正信号
S3 姿勢信号
1 X-ray tube 2
Claims (7)
前記X線管および前記X線検出部の少なくとも一方を移動可能に支持する移動体と、
前記移動体を移動させる駆動部と、
前記操作者による前記移動体を移動させるための操作力を含む力を検出するセンサと、
前記センサの出力する検出信号に対して、前記センサの個体差に応じた補正である個体差補正をハードウェア的に行う補正回路部と、
前記補正回路部とは別個に設けられ、前記補正回路部によって補正された前記検出信号である補正信号に対して、前記移動体の姿勢の変化に応じた補正である姿勢補正をソフトウェア的に行うとともに、前記駆動部のパワーアシスト動作を制御する制御部と、を備える、X線撮影装置。 When the operator manually moves at least one of the X-ray tube that irradiates the subject with X-rays and the X-ray detection unit that detects the X-rays emitted from the X-ray tube, a power assist operation is performed. It is an X-ray imaging device to perform
A moving body that movably supports at least one of the X-ray tube and the X-ray detector,
A drive unit that moves the moving body and
A sensor that detects a force including an operating force for moving the moving body by the operator, and a sensor.
A correction circuit unit that performs hardware-like correction of individual differences, which is correction according to individual differences of the sensor, with respect to the detection signal output by the sensor.
The correction signal, which is the detection signal corrected by the correction circuit unit, is provided separately from the correction circuit unit, and the posture correction, which is the correction according to the change in the posture of the moving body, is performed by software. An X-ray imaging device including a control unit that controls the power assist operation of the drive unit.
前記移動体は、前記X線管を回動可能に支持する支持部と、前記支持部を鉛直方向の1軸に移動可能な鉛直方向移動部と、前記鉛直方向移動部を水平方向の2軸に移動可能な水平方向移動部と、を含み、
前記制御部は、前記補正回路部によって補正された前記3つの検出信号の各々と対応する3つの前記補正信号に対して、前記姿勢補正をソフトウェア的に行うとともに、前記鉛直方向移動部および前記水平方向移動部を移動させるように、前記駆動部のパワーアシスト動作を制御するように構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載のX線撮影装置。 The sensor is configured to output the three detection signals corresponding to each of the three axes orthogonal to each other based on the magnitude and direction of the force including the operating force.
The moving body includes a support portion that rotatably supports the X-ray tube, a vertical moving portion that can move the supporting portion in one vertical axis, and two horizontal axes that support the vertical moving portion. Including a movable part in the horizontal direction, which can be moved to
The control unit performs the posture correction on the three correction signals corresponding to each of the three detection signals corrected by the correction circuit unit by software, and also performs the vertical movement unit and the horizontal movement unit. The X-ray imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3, which is configured to control the power assist operation of the drive unit so as to move the direction moving unit.
前記移動体の姿勢を検出する姿勢検出部とをさらに備え、
前記センサは、前記把持部に加えられた前記操作力と前記把持部の自重とを含む力を検出するように構成されており、
前記制御部は、前記姿勢検出部から出力された姿勢信号に基づいて、前記補正回路部から出力された補正信号に対して、前記把持部の自重に応じた補正である把持部自重補正と、前記支持部の姿勢の変化に応じた補正である支持部姿勢補正とをソフトウェア的に行うとともに、前記駆動部のパワーアシスト動作を制御するように構成されている、請求項4に記載のX線撮影装置。 A grip portion to be gripped when moving the moving body, and a grip portion to be gripped.
A posture detection unit for detecting the posture of the moving body is further provided.
The sensor is configured to detect a force including the operating force applied to the grip portion and the own weight of the grip portion.
Based on the posture signal output from the posture detection unit, the control unit corrects the correction signal output from the correction circuit unit according to the weight of the grip unit. The X-ray according to claim 4, wherein the support portion posture correction, which is a correction according to a change in the posture of the support portion, is performed by software and the power assist operation of the drive unit is controlled. Shooting device.
前記信号増幅部と前記信号変換部と前記演算部と前記センサとは、前記移動体に配置されている、請求項6に記載のX線撮影装置。 The correction circuit unit has a signal amplification unit that amplifies the detection signal output by the sensor, analog-digital conversion of the detection signal output by the sensor, and transmission of the converted digital signal. A claim that includes a signal conversion unit and a calculation unit that performs arithmetic processing based on the digital signal, and the signal amplification unit, the signal conversion unit, the calculation unit, and the sensor are arranged on the moving body. Item 6. The X-ray imaging apparatus according to Item 6.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2019173383A JP2021049069A (en) | 2019-09-24 | 2019-09-24 | X-ray photographing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2021049069A true JP2021049069A (en) | 2021-04-01 |
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Family Applications (1)
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JP2019173383A Pending JP2021049069A (en) | 2019-09-24 | 2019-09-24 | X-ray photographing apparatus |
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JP (1) | JP2021049069A (en) |
-
2019
- 2019-09-24 JP JP2019173383A patent/JP2021049069A/en active Pending
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