JP3578513B2

JP3578513B2 - X-ray diagnostic equipment

Info

Publication number: JP3578513B2
Application number: JP11101595A
Authority: JP
Inventors: 桁嘉一井; 木力鈴
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1995-04-13
Filing date: 1995-04-13
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: JPH08280668A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、被検体テーブルに寝載した被検体にＸ線を放射しその透過Ｘ線を検出して診断部位のＸ線像を得るＸ線診断装置に関し、特に被検体テーブル又は支持機構或いはＸ線像検出器等の移動対象物を手動操作の感覚を保持しながら一定の軽い力で容易に移動操作することができるＸ線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のＸ線診断装置、例えば循環器撮影システムは、図３に示すように、被検体１を寝載する被検体テーブル２と、この被検体テーブル２を間にして対向配置されたＸ線管装置３ａ，３ｂ及びＸ線像検出器４ａ，４ｂを支持する支持機構５ａ，５ｂと、上記Ｘ線管装置３ａ，３ｂ及びＸ線像検出器４ａ，４ｂで収集したＸ線像を表示する表示装置６と、上記被検体テーブル２又は支持機構５ａ，５ｂ或いはＸ線像検出器４ａ，４ｂ等の移動対象物をそれぞれ電動で移動操作するために該移動対象物の移動目標位置を示す位置指令値を与えると共に移動の現在位置情報を検出し且つ速度情報を検出して負帰還して位置制御する移動制御機構部７と、上記各構成要素に操作指令を送出する操作部８とを有して成っていた。なお、上記Ｘ線像検出器４ａ，４ｂは、イメージインテンシファイヤと呼ばれるものである。そして、この例では二つの映像撮影系を有し、第一のＸ線管装置３ａと第一のＸ線像検出器４ａとが対向配置されると共に、第二のＸ線管装置３ｂと第二のＸ線像検出器４ｂとが対向配置され、それぞれ支持機構５ａ，５ｂで支持されて被検体１に対して異なった位置、方向からＸ線像を収集するようになっている。
【０００３】
図３に示すＸ線診断装置は、主に心臓や頭部、腹部などの血管の造影検査を行うための装置である。特に、心臓や頭部の造影検査において、被検体１に対して大腿静脈などからカテーテルを挿入し、その進み具合をＸ線透視により表示装置６で確認しながら進めて行く際に、支持機構５ａ，５ｂを移動操作して上記被検体１に対する透視方向を変えて別の角度で見ることにより血管の走行状態を確認して進めていた。また、撮影している場所の視野を広げたり、或いは大きく映すためにＸ線像検出器４ａ，４ｂを被検体１に向けて前進又は後退させることがあった。一方、被検体テーブル２は、被検体１の体軸方向に矢印Ａ，Ｂのように移動が可能であり、さらに高さ方向にも矢印Ｃ，Ｄのように昇降可能とされている。このように、多方向から上記二つの映像撮影系の位置決めを行い、体内を複雑に走行する血管からカテーテルを挿入すべき目的の血管を選択することができる。そして、目的の血管を選択しカテーテルを挿入して位置決めが終わると、造影剤をそのカテーテルを通して注入し、心臓や頭部の撮影を行っていた。
【０００４】
上記のような使用をしている循環器撮影システムにおいて、近年、インターベンショナル・ラジオロジー（以下「ＩＶＲ」と略称する）と呼ばれるカテーテルを利用した治療法が盛んに行われるようになってきた。これは、例えば環状動脈の中に梗塞があり、これを治療する場合、大動脈などからカテーテルを挿入し、このカテーテルをＸ線透視下において目的とする血管まで進め、その目的部位においてバルーンカテーテルやアテレクトミーカテーテルを使用し、血管の狭窄部の開大を行うものである。このようなＩＶＲ手技では、Ｘ線透視下で目的の血管を見つけ、この目的の血管に対し早くカテーテルを挿入する必要があるが、そのためにはＸ線透視下において映像撮影系（３ａ，４ａ；３ｂ，４ｂ）や支持機構５ａ，５ｂを移動させたり、被検体テーブル２を移動させる必要があった。このような動作は、従来の造影検査でも行われていたが、ＩＶＲ手技により一層必要となった動作である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のＸ線診断装置においては、図３に示すような大掛りな装置であり、被検体テーブル２も映像撮影系の支持機構５ａ，５ｂも電動で駆動する移動制御機構部７で移動操作するようになっていた。例えば、被検体テーブル２を矢印Ａ，Ｂのように移動するには、操作部８に設けられた操作スイッチの操作によりモータ駆動により移動操作していた。そして、そのモータ駆動による移動操作は、例えば図４に示すような制御ブロック図で表される位置制御系で行われていた。すなわち、この位置制御系は、操作部８で入力された移動対象物１１の移動目標位置を示す位置指令値を増幅する増幅器９と、この増幅器９からの位置指令値を入力して回転駆動されるモータ１０と、このモータ１０の回転駆動により移動操作される負荷としての移動対象物１１と、この移動対象物１１の移動量を積分する積分器１２と、この積分器１２からの出力を取り込んで移動の現在位置情報を検出して位置指令値の入力部へ負帰還する位置検出器１３と、上記移動対象物１１の移動の速度情報を検出して上記増幅器９の次段へ負帰還する速度検出器１４とから成る。
【０００６】
このような位置制御系による例えば被検体テーブル２の移動操作は、図３に示す操作部８に設けられた操作スイッチの操作により行っていた。この場合、操作者は、操作部８においてスイッチ操作を行うだけであり、操作力はほとんど感じず、手で直接動かすような微妙な操作はできなかった。従って、大きく速く動かしたり、細かくゆっくり動かしたりするような操作者の意のままの微妙な移動操作ができず、カテーテルの位置合わせがなかなか思うようにはできなかった。
【０００７】
これに対して、例えば被検体テーブル２をモータ駆動ではなく手動で移動操作するものもあるが、この場合は、操作者の手動操作力は小さく、被検体１の体重が掛かった重い被検体テーブル２を容易に移動することができない半面、動かしたときはその慣性力の影響で所望位置より行き過ぎてしまうことがあり、移動操作が難しいものであった。特に、図５に示すように、被検体１の体重変化などにより実線Ｅで示すように負荷が変動すると、操作者の発揮する操作力も変化して更に操作がしにくくなるものであった。
【０００８】
なお、このような状況は、映像撮影系や支持機構５ａ，５ｂを移動操作する場合も同じであり、同様の問題点を有していた。
【０００９】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、被検体テーブル又は支持機構或いはＸ線像検出器等の移動対象物を手動操作の感覚を保持しながら一定の軽い力で容易に移動操作することができるＸ線診断装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるＸ線診断装置は、被検体を寝載する被検体テーブルと、この被検体テーブルを間にして対向配置されたＸ線管装置及びＸ線像検出器を支持する支持機構と、上記Ｘ線管装置及びＸ線像検出器で収集したＸ線像を表示する表示装置と、上記被検体テーブル又は支持機構或いはＸ線像検出器等の移動対象物をそれぞれ電動で移動操作するために該移動対象物の移動目標位置を示す位置指令値を与えると共に移動の現在位置情報を検出し且つ速度情報を検出して負帰還して位置制御する移動制御機構部と、上記各構成要素に操作指令を送出する操作部とを有して成るＸ線診断装置において、上記それぞれの移動対象物の所定箇所に取り付けられ該移動対象物を手動で移動操作する操作ハンドルに、操作者の手による移動操作力を検出する力検出手段を設け、この力検出手段で検出した移動操作力に比例する量を、上記移動制御機構部に与えられる位置指令値と上記移動対象物の移動操作による現在位置との位置偏差量に加算するようにしたものである。
【００１１】
また、上記力検出手段の次段には、この力検出手段で検出した移動操作力に比例する量を、上記移動対象物の移動操作による位置偏差量に加算する際の係数を可変とした利得器を設けてもよい。
【００１２】
【作用】
このように構成されたＸ線診断装置は、それぞれの移動対象物の所定箇所に取り付けられ該移動対象物を手動で移動操作する操作ハンドルに設けた力検出手段で操作者の手による移動操作力を検出し、この力検出手段で検出した移動操作力に比例する量を、移動制御機構部に与えられる位置指令値と上記移動対象物の移動操作による現在位置との位置偏差量に加算するように動作する。これにより、被検体テーブル又は支持機構或いはＸ線像検出器等の移動対象物を手動操作の感覚を保持しながら一定の軽い力で容易に移動操作することができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明によるＸ線診断装置の要部を示す斜視説明図である。まず、本発明に係るＸ線診断装置の全体構成は、図３に示す従来例と同じであるので、以下に図３を参照してその構造を説明する。すなわち、本発明に係るＸ線診断装置、例えば循環器撮影システムは、図３に示すように、被検体テーブル２と、支持機構５ａ，５ｂと、表示装置６と、移動制御機構部７と、操作部８とを有して成る。
【００１４】
上記被検体テーブル２は、被検体１を寝載するもので、所定の幅の細長い板状に形成され、後述の移動制御機構部７により被検体１の体軸方向に矢印Ａ，Ｂのように移動されると共に、高さ方向に矢印Ｃ，Ｄのように昇降可能とされている。
【００１５】
支持機構５ａ，５ｂは、上記被検体テーブル２を間にして対向配置されたＸ線管装置３ａ，３ｂ及びイメージインテンシファイヤなどのＸ線像検出器４ａ，４ｂを支持するもので、一方の支持機構５ａで第一のＸ線管装置３ａと第一のＸ線像検出器４ａとを支持し、他方の支持機構５ｂで第二のＸ線管装置３ｂと第二のＸ線像検出器４ｂとを支持している。そして、一方の支持機構５ａは例えば天井面１５から吊下されて被検体テーブル２の長手方向に沿って移動可能とされ、他方の支持機構５ｂは床面上に設置されてＸ線管装置３ｂとＸ線像検出器４ｂとを上記被検体テーブル２の長手方向の軸を中心としてその周りに回転可能とされている。これらの支持機構５ａ，５ｂで支持された２系統のＸ線管装置３ａ，３ｂとＸ線像検出器４ａ，４ｂとで、被検体テーブル２上の被検体１に対して異なった位置、方向からＸ線像を収集するようになっている。
【００１６】
表示装置６は、上記２系統のＸ線管装置３ａ，３ｂ及びＸ線像検出器４ａ，４ｂで収集したＸ線像を表示するもので、例えば複数台のテレビモニタから成り、操作部８の近傍に設けられている。
【００１７】
移動制御機構部７は、上記被検体テーブル２又は支持機構５ａ，５ｂ或いはＸ線像検出器４ａ，４ｂを移動対象物としてそれぞれ電動で移動操作するために該移動対象物の移動目標位置を示す位置指令値を与えると共に移動の現在位置情報を検出し且つ速度情報を検出して負帰還して位置制御するもので、被検体テーブル２を支える台座の内部に組み込んである。この移動制御機構部７による位置制御は、図２に示すような制御ブロック図で表される位置制御系で行われる。すなわち、この位置制御系は、操作部８で入力された位置指令値を増幅する増幅器９と、この増幅器９からの位置指令値を入力して回転駆動されるモータ１０と、このモータ１０の回転駆動により移動操作される負荷としての移動対象物１１と、この移動対象物１１の移動量を積分する積分器１２と、この積分器１２からの出力を取り込んで移動の現在位置情報を検出して位置指令値の入力部へ負帰還する位置検出器１３と、上記移動対象物１１の移動の速度情報を検出して上記増幅器９の次段へ負帰還する速度検出器１４とを有して成る。
【００１８】
操作部８は、上記の各構成要素に操作指令を送出するもので、上記被検体テーブル２を移動可能に支える保持枠などの前面に設けられ、各種の操作スイッチが配列されている。なお、図３において、符号１６は透視撮影の操作をするフットスイッチを示している。
【００１９】
ここで、本発明においては、上記それぞれの移動対象物の所定箇所に取り付けられ該移動対象物を手動で移動操作する操作ハンドルに、操作者の手による移動操作力を検出する力検出手段を設け、この力検出手段で検出した移動操作力に比例する量を、上記移動制御機構部７に与えられる位置指令値と上記移動対象物の移動操作による現在位置との位置偏差量に加算するように構成されている。以下、一例として被検体テーブル２を移動対象物とし、これに本発明を適用した実施例について図１及び図２を参照して説明する。
【００２０】
図１において、被検体テーブル２の一側辺部の１箇所には例えば棒状に形成された操作ハンドル１７が取り付けられている。この操作ハンドル１７は、被検体テーブル２を手動により矢印Ａ，Ｂのように水平方向に直線移動させるための把手となるもので、該被検体テーブル２の長手方向に直交して突出している。そして、この操作ハンドル１７の被検体テーブル２への取付部には、操作者の手による移動操作力を検出する力検出手段として、例えば歪ゲージ又はたわみ検出器などが設けられている（図示せず）。従って、操作者が上記操作ハンドル１７を握って、被検体テーブル２を矢印Ａ方向又はＢ方向に動かそうとして力を加えると、該操作ハンドル１７の取付部がたわんでその部位に設けられた歪ゲージ又はたわみ検出器などで移動操作力を検出することができる。
【００２１】
なお、図１において、被検体テーブル２を移動させる駆動機構の構造は、駆動源としてのモータ１０と、このモータ１０の回転軸に取り付けられたエンコーダ又はポテンショメータ等の位置検出器１３と、同じく上記回転軸に取り付けられた速度検出器１４と、上記位置検出器１３が設けられたプーリ及び上記被検体テーブル２の保持枠に設けられた第一のプーリ１８の間に掛け回された第一の動力伝達ベルト１９と、上記第一のプーリ１８及び被検体テーブル２の保持枠の他の箇所に設けられた第二のプーリ２０の間に掛け回された第二の動力伝達ベルト２１と、上記モータ１０の駆動を制御する制御回路部２２とから成る。この場合、上記第一のプーリ１８又は第二のプーリ２０又は第二の動力伝達ベルト２１のそれぞれの一部が被検体テーブル２の側辺部又は下面に係合しており、この係合によりモータ１０の回転による駆動力を上記被検体テーブル２へ伝達して、該被検体テーブル２を移動するようになっている。上記の係合手段は、上記プーリ１８，２０に取り付けられた歯車でもよいし、第二の動力伝達ベルト２１の１箇所又は数箇所に取り付けられた結合具でもよい。
【００２２】
そして、図２に示す位置制御系において、図１に示す操作ハンドル１７の取付部に設けられた歪ゲージ又はたわみ検出器などの力検出手段は、力検出器２３として、操作部８で入力された位置指令値を増幅する増幅器９の前段へ出力信号を送るように設けられている。さらに、上記力検出器２３の次段には、該力検出器２３で検出した移動操作力に比例する量を、上記移動制御機構部７に与えられる位置指令値と上記移動対象物１１の移動操作による現在位置との位置偏差量に加算する際の係数を可変とした利得器２４が設けられている。
【００２３】
次に、このように構成されたＸ線診断装置における移動制御機構部７の動作について説明する。まず、操作者は、図１において、被検体１の寝載された被検体テーブル２を例えば矢印Ａ方向に移動させようとして操作ハンドル１７を握る。そして、矢印Ａ方向に移動させるべく、上記操作ハンドル１７に所要の力を加えて移動操作する。すると、上記被検体テーブル２はそのままの位置にとどまろうとするので、上記操作ハンドル１７の取付部には移動操作力によってたわみが発生する。従って、操作ハンドル１７の取付部に設けられた歪ゲージ又はたわみ検出器などの力検出器２３で、操作者の手による移動操作力が検出される。
【００２４】
次に、図２において、上記力検出器２３で検出した移動操作力の信号は、次段の利得器２４へ入力する。すると、この利得器２４は、上記入力した移動操作力に比例する信号を、後述する位置検出器１３で検出した位置情報を位置指令値の入力部に負帰還するところへ送る。これは、上記力検出器２３で検出した移動操作力に比例する量を、上記移動制御機構部７に与えられる位置指令値と上記移動対象物１１の現在位置との位置偏差量に加算し、移動操作力がゼロとなるように目標指令をモータ１０に与えるものである。例えば、ある力を操作ハンドル１７に加えたとき、力を加えた方向に上記操作ハンドル１７のたわみがゼロとなるように被検体テーブル２を移動させると、そのときの操作ハンドル１７から受ける力はゼロとなる。これにより、操作者の移動操作力に相当する力を補償することができる。なお、このとき、上記利得器２４で移動操作力に比例する量を、上記移動制御機構部７に与えられる位置指令値と上記移動対象物１１の現在位置との位置偏差量に加算する際の係数を変化させることにより、操作ハンドル１７に加える力を補償する量を可変できる。
【００２５】
このような移動制御を実行することから、図２に示す位置制御系の外側の帰還ループには位置のフィードバックループが必要となる。そのため、図１に示す位置検出器１３で被検体テーブル２の現在位置を検出する。すなわち、モータ１０の回転軸に取り付けられた位置検出器１３で上記回転軸の回転角度量を検出することにより、被検体テーブル２の現在位置を検出し、その位置情報を図２に示すように位置指令値の入力部に負帰還する。これと同時に、図１に示す速度検出器１４で被検体テーブル２の移動速度を検出し、その速度情報を図２に示すように増幅器９の次段へ負帰還する。なお、この速度情報の検出は、上記位置検出器１３で検出した位置情報を時間微分することにより求めることもできる。このように、被検体テーブル２の移動の位置検出及び速度検出を行うことにより、上記被検体テーブル２の位置制御及び速度制御を行い、現在位置の保持及び速度オーバーの防止などの基本的な制御が可能となる。
【００２６】
このような位置制御系を有する移動制御機構部７の動作による負荷変動と操作力との関係を示すと、図６のグラフのようになる。すなわち、被検体１が変わることによる体重変化等により、図２に示す位置制御系にかかる負荷は実線Ｅで示すように変動する。この負荷変動に対し、操作者が図１に示す操作ハンドル１７を移動操作することにより図２に示す力検出器２３で検出される操作力がやや変化し、そのときのモータ１０への指令値が変化する。これにより、モータ１０は負荷の変動に対応した力を出力し、図６に示す補償力Ｆを発揮する。従って、操作者は、被検体１の変化（体重変化等）によらず、常に一定の軽い操作力Ｇで被検体テーブル２を移動操作することができる。この結果、操作者は、負荷の大小にかかわらず、一定の軽い操作力Ｇのみでほとんど力を感じることなく上記被検体テーブル２を移動することができる。
【００２７】
なお、以上の説明においては、移動対象物として被検体テーブル２を取り上げた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図３に示すＸ線像検出器４ａ，４ｂ又は支持機構５ａ，５ｂを移動対象物とした場合も同様に適用できる。Ｘ線像検出器４ａ，４ｂを移動対象物とした場合は、該Ｘ線像検出器４ａ，４ｂの側面に図１に示す操作ハンドル１７に相当するハンドルを突出させ、このハンドルを操作者が手で握って上記Ｘ線像検出器４ａ，４ｂを被検体テーブル２側に向けて前進又は後退させるように構成すればよい。また、一方の支持機構５ａを移動対象物とした場合は、例えば第一のＸ線管装置３ａの取付基部の側面に図１に示す操作ハンドル１７に相当するハンドルを突出させ、このハンドルを手で握って上記支持機構５ａの全体を被検体テーブル２の長手方向に沿って移動させるように構成すればよい。さらに、他方の支持機構５ｂを移動対象物とした場合は、例えば第二のＸ線管装置３ｂの取付基部の側面に図１に示す操作ハンドル１７に相当するハンドルを突出させ、このハンドルを手で握って上記支持機構５ｂの全体を被検体テーブル２の長手方向の軸を中心としてその回りに回転させるように構成すればよい。上記いずれの場合も、図２に示す位置制御系は全く同様に構成されている。
【００２８】
なお、図２において力検出器２３の次段に設けた利得器２４は、図１に示す操作ハンドル１７に加える力を補償する量を可変とする必要がない場合は省略してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、それぞれの移動対象物の所定箇所に取り付けられ該移動対象物を手動で移動操作する操作ハンドルに設けた力検出手段で操作者の手による移動操作力を検出し、この力検出手段で検出した移動操作力に比例する量を、移動制御機構部に与えられる位置指令値と上記移動対象物の移動操作による現在位置との位置偏差量に加算することができる。これにより、被検体テーブル又は支持機構或いはＸ線像検出器等の移動対象物を手動操作の感覚を保持しながら一定の軽い力で容易に移動操作することができる。従って、各移動対象物を操作者の意のままに大きく速く動かしたり、細かくゆっくり動かしたりして微妙な移動操作をすることができ、例えばＩＶＲ手技においてカテーテルの位置合わせを容易として、その操作性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＸ線診断装置の要部を示す斜視説明図である。
【図２】本発明に係る移動制御機構部を構成する位置制御系を示す制御ブロック図である。
【図３】本発明及び従来例に係るＸ線診断装置の全体構成を示す斜視説明図である。
【図４】従来例に係る移動制御機構部を構成する位置制御系を示す制御ブロック図である。
【図５】従来の手動操作の場合の負荷変動と操作者の操作力との関係を示すグラフである。
【図６】本発明に係る移動制御機構部の動作による負荷変動と操作者の操作力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…被検体
２…被検体テーブル
３ａ，３ｂ…Ｘ線管装置
４ａ，４ｂ…Ｘ線像検出器
５ａ，５ｂ…支持機構
６…表示装置
７…移動制御機構部
８…操作部
９…増幅器
１０…モータ
１１…移動対象物
１２…積分器
１３…位置検出器
１４…速度検出器
１７…操作ハンドル
２３…力検出器
２４…利得器 [0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an X-ray diagnostic apparatus that emits X-rays to a subject placed on a subject table and detects transmitted X-rays to obtain an X-ray image of a diagnostic site, and more particularly to a subject table or a support mechanism or an X-ray diagnostic apparatus. The present invention relates to an X-ray diagnostic apparatus capable of easily moving a moving object such as a line image detector with a constant light force while maintaining a feeling of manual operation.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 3, a conventional X-ray diagnostic apparatus of this kind, for example, a circulatory organ imaging system, is arranged opposite to a subject table 2 on which a subject 1 is placed, and the subject table 2 is interposed therebetween. X-ray images collected by the X-ray tube devices 3a, 3b and the X-ray image detectors 4a, 4b, and the support mechanisms 5a, 5b that support the X-ray tube devices 3a, 3b and the X-ray image detectors 4a, 4b. The display device 6 to be displayed and the movement target position of the moving object such as the object table 2 or the supporting mechanisms 5a and 5b or the moving objects such as the X-ray image detectors 4a and 4b are moved in order to electrically move the moving object. A movement control mechanism section 7 for giving a position command value to indicate , detecting current position information of the movement, detecting speed information and performing negative feedback to control the position, and an operation section 8 for sending an operation command to each of the above components. It was made to have. The X-ray image detectors 4a and 4b are called image intensifiers. In this example, two image capturing systems are provided. The first X-ray tube device 3a and the first X-ray image detector 4a are arranged to face each other, and the second X-ray tube device 3b and The two X-ray image detectors 4b are arranged to face each other, and are supported by support mechanisms 5a and 5b, respectively, to collect X-ray images from different positions and directions with respect to the subject 1.
[0003]
The X-ray diagnostic apparatus shown in FIG. 3 is an apparatus for mainly performing a contrast examination of blood vessels such as a heart, a head, and an abdomen. In particular, in a contrast examination of the heart and the head, when a catheter is inserted into the subject 1 from a femoral vein or the like and the procedure is performed while confirming the progress of the catheter on the display device 6 by X-ray fluoroscopy, the support mechanism 5a is used. , 5b is moved to change the perspective direction with respect to the subject 1 and to look at a different angle to confirm the running state of the blood vessel. Further, the X-ray image detectors 4a and 4b may be moved forward or backward toward the subject 1 in order to widen or enlarge the field of view of the place where the image is taken. On the other hand, the subject table 2 can be moved in the body axis direction of the subject 1 as shown by arrows A and B, and can be moved up and down in the height direction as shown by arrows C and D. In this manner, the two image capturing systems are positioned from multiple directions, and a target blood vessel into which a catheter is to be inserted can be selected from blood vessels that travel in a complex manner in the body. When a target blood vessel is selected, a catheter is inserted, and positioning is completed, a contrast agent is injected through the catheter to take an image of the heart or head.
[0004]
In the cardiovascular imaging system used as described above, in recent years, a treatment method using a catheter called interventional radiology (hereinafter abbreviated as “IVR”) has been actively performed. . This is because, for example, when an infarction is present in a circular artery and a catheter is to be treated, a catheter is inserted from the aorta or the like, the catheter is advanced to a target blood vessel under fluoroscopy, and a balloon catheter or atherectomy is performed at the target site. A catheter is used to open a narrowed portion of a blood vessel. In such an IVR procedure, it is necessary to find a target blood vessel under X-ray fluoroscopy and insert a catheter into this target blood vessel as soon as possible. For this purpose, an image capturing system (3a, 4a; 3b, 4b), the supporting mechanisms 5a, 5b, and the subject table 2 need to be moved. Such an operation has been performed even in a conventional contrast examination, but is an operation that is required more by an IVR procedure.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional X-ray diagnostic apparatus is a large-scale apparatus as shown in FIG. 3, and a movement control mechanism section that electrically drives both the object table 2 and the support mechanisms 5a and 5b of the image capturing system. 7 was used to perform the movement operation. For example, in order to move the subject table 2 as indicated by arrows A and B, the operation is performed by operating a motor provided by operating an operation switch provided on the operation unit 8. The moving operation by the motor drive is performed by a position control system represented by a control block diagram as shown in FIG. 4, for example. That is, the position control system is configured to amplify a position command value indicating a target movement position of the moving object 11 input by the operation unit 8, and is rotationally driven by inputting the position command value from the amplifier 9. The motor 10, a moving object 11 as a load that is moved by the rotation of the motor 10, an integrator 12 that integrates a moving amount of the moving object 11, and an output from the integrator 12 The position detector 13 detects the current position information of the movement and negatively feeds back to the input portion of the position command value, and detects the speed information of the movement of the moving object 11 and performs negative feedback to the next stage of the amplifier 9. And a speed detector 14.
[0006]
The operation of moving the subject table 2 by such a position control system has been performed by operating an operation switch provided on the operation unit 8 shown in FIG. In this case, the operator only performed the switch operation on the operation unit 8, hardly felt the operation force, and could not perform a delicate operation such as directly moving by hand. Therefore, it is not possible to perform a delicate moving operation as desired by the operator, such as a large fast movement or a finely slow movement, and the positioning of the catheter cannot be easily performed.
[0007]
On the other hand, for example, there is a type in which the subject table 2 is manually moved instead of being driven by a motor. In this case, the manual operation force of the operator is small, and the heavy subject table with the weight of the subject 1 is applied. On the other hand, the user cannot easily move 2, but when it is moved, it may go too far from the desired position due to the effect of the inertial force, making the moving operation difficult. In particular, as shown in FIG. 5, when the load fluctuates as shown by the solid line E due to a change in the weight of the subject 1 or the like, the operating force exerted by the operator also changes, making the operation more difficult.
[0008]
Such a situation is the same when moving and operating the image capturing system and the support mechanisms 5a and 5b, and has the same problem.
[0009]
Therefore, the present invention addresses such a problem, and allows a moving object such as an object table or a support mechanism or an X-ray image detector to be easily moved with a constant light force while maintaining the feeling of manual operation. It is an object of the present invention to provide an X-ray diagnostic apparatus capable of performing the above.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an X-ray diagnostic apparatus according to the present invention comprises: an object table on which an object is placed; an X-ray tube apparatus and an X-ray image detector which are opposed to each other with the object table interposed therebetween. A display device for displaying an X-ray image collected by the X-ray tube apparatus and the X-ray image detector, and a moving object such as the subject table or the support mechanism or the X-ray image detector. A movement control mechanism for controlling the position by giving a position command value indicating a movement target position of the moving object , detecting current position information of the movement, detecting speed information, and performing negative feedback in order to move the object electrically. When, in the X-ray diagnostic apparatus comprising and an operation section for sending an operation command to the above components, the operation of moving the operation manually attached the mobile object to a constant position at the respective mobile object The operator's handle A force detecting means for detecting the moving operation force by providing a quantity proportional to the moving operation force detected by the force detection unit, the current due to the moving operation of the position command value and the moving object given above movement control mechanism This is added to the amount of positional deviation from the position .
[0011]
In the next stage of the force detecting means, a gain in which a coefficient when adding an amount proportional to the moving operation force detected by the force detecting means to the position deviation amount by the moving operation of the moving object is variable. A vessel may be provided.
[0012]
[Action]
The X-ray diagnostic apparatus having such a structure, the moving operation by the operator's hand in each of the moving object at the force detecting means provided to the operating handle to move operation manually attached the mobile object in a fixed position The force is detected, and an amount proportional to the moving operation force detected by the force detecting means is added to the position deviation amount between the position command value given to the movement control mechanism and the current position of the moving object by the moving operation. Works as follows. This makes it possible to easily move the moving object such as the subject table, the support mechanism, or the X-ray image detector with a constant light force while maintaining the feeling of manual operation.
[0013]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an explanatory perspective view showing a main part of an X-ray diagnostic apparatus according to the present invention. First, since the overall configuration of the X-ray diagnostic apparatus according to the present invention is the same as that of the conventional example shown in FIG. 3, the structure will be described below with reference to FIG. That is, as shown in FIG. 3, the X-ray diagnostic apparatus according to the present invention, for example, a circulatory organ imaging system, includes a subject table 2, support mechanisms 5a and 5b, a display device 6, a movement control mechanism unit 7, And an operation unit 8.
[0014]
The subject table 2 on which the subject 1 is placed, is formed in an elongated plate shape having a predetermined width, and is moved in the body axis direction of the subject 1 by arrows A and B by a movement control mechanism 7 described later. , And can be moved up and down in the height direction as shown by arrows C and D.
[0015]
The support mechanisms 5a and 5b support the X-ray tube detectors 3a and 3b and the X-ray image detectors 4a and 4b such as an image intensifier, which are arranged to face each other with the subject table 2 therebetween. The first X-ray tube device 3a and the first X-ray image detector 4a are supported by the support mechanism 5a, and the second X-ray tube device 3b and the second X-ray image detector are supported by the other support mechanism 5b. 4b. The one support mechanism 5a is suspended from, for example, the ceiling surface 15 so as to be movable along the longitudinal direction of the subject table 2, and the other support mechanism 5b is installed on the floor surface and the X-ray tube device 3b The X-ray image detector 4b and the X-ray image detector 4b are rotatable around the longitudinal axis of the subject table 2. The X-ray tube apparatuses 3a and 3b and the X-ray image detectors 4a and 4b supported by the support mechanisms 5a and 5b have different positions and directions with respect to the subject 1 on the subject table 2. To collect X-ray images.
[0016]
The display device 6 displays X-ray images collected by the two systems of X-ray tube devices 3a and 3b and the X-ray image detectors 4a and 4b, and includes, for example, a plurality of television monitors. It is provided in the vicinity.
[0017]
The movement control mechanism section 7 indicates a movement target position of the moving object in order to move the object table 2 or the support mechanisms 5a, 5b or the X-ray image detectors 4a, 4b as moving objects, respectively. The position command value is given, the current position information of the movement is detected, the speed information is detected, and the position is controlled by negative feedback. The position control value is incorporated in a pedestal supporting the subject table 2. The position control by the movement control mechanism 7 is performed by a position control system represented by a control block diagram as shown in FIG. That is, the position control system includes an amplifier 9 for amplifying the position command value input from the operation unit 8, a motor 10 that is driven by inputting the position command value from the amplifier 9, and a rotation of the motor 10. A moving object 11 as a load that is moved by driving, an integrator 12 that integrates a moving amount of the moving object 11, and an output from the integrator 12 is fetched to detect current position information of the movement. It has a position detector 13 that negatively feeds back to the input part of the position command value, and a speed detector 14 that detects speed information of the movement of the moving object 11 and negatively feeds back to the next stage of the amplifier 9. .
[0018]
The operation unit 8 sends an operation command to each of the above-described components. The operation unit 8 is provided on a front surface of a holding frame or the like that movably supports the subject table 2 and has various operation switches. In FIG. 3, reference numeral 16 denotes a foot switch for performing a fluoroscopic operation.
[0019]
In the present invention, the operating handle to move operation manually attached the mobile object to a constant position at the respective mobile object, the force detecting means for detecting the moving operation force by the operator's hand And an amount proportional to the moving operation force detected by the force detecting means is added to a position deviation amount between a position command value given to the movement control mechanism unit 7 and a current position by the moving operation of the moving object. Is configured. Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an object table 2 as a moving object, as an example, will be described with reference to FIGS.
[0020]
In FIG. 1, an operation handle 17 formed, for example, in a bar shape is attached to one location on one side of the subject table 2. The operation handle 17 serves as a handle for manually moving the subject table 2 linearly in the horizontal direction as indicated by arrows A and B, and protrudes perpendicularly to the longitudinal direction of the subject table 2. The operation handle 17 is attached to the object table 2 at a portion where the operation handle 17 is attached to the object table, for example, a strain gauge or a flexure detector is provided as a force detecting means for detecting a moving operation force by an operator's hand (not shown). Zu). Therefore, when the operator grips the operation handle 17 and applies a force to move the subject table 2 in the direction of the arrow A or B, the mounting portion of the operation handle 17 is bent and the distortion provided in the portion is distorted. The moving operation force can be detected by a gauge or a deflection detector.
[0021]
In FIG. 1, the structure of the drive mechanism for moving the subject table 2 includes a motor 10 as a drive source and a position detector 13 such as an encoder or a potentiometer attached to a rotation shaft of the motor 10. A speed detector 14 attached to a rotating shaft, a first pulley 18 provided on the holding frame of the subject table 2 and a pulley provided with the position detector 13 and a first pulley 18 A power transmission belt 19, a second power transmission belt 21 looped between the first pulley 18 and a second pulley 20 provided at another portion of the holding frame of the subject table 2, And a control circuit section 22 for controlling the driving of the motor 10. In this case, a part of each of the first pulley 18 or the second pulley 20 or the second power transmission belt 21 is engaged with a side portion or a lower surface of the subject table 2. The driving force by the rotation of the motor 10 is transmitted to the subject table 2 to move the subject table 2. The engagement means may be a gear attached to the pulleys 18 and 20, or a coupling attached to one or several places of the second power transmission belt 21.
[0022]
Then, in the position control system shown in FIG. 2, the force detecting means such as a strain gauge or the deflection detector is provided in the mounting portion of the operating handle 17 shown in FIG. 1, the force detector 23 is input by the operation unit 8 The output signal is provided to a stage preceding the amplifier 9 that amplifies the position command value . In addition, the next upper Symbol force detector 23, a quantity proportional to the moving operation force detected by the force detector 23, the position command value given to said movement control mechanism unit 7 and the moving object 11 A gain unit 24 is provided which has a variable coefficient when added to the amount of positional deviation from the current position due to the moving operation .
[0023]
Next, the operation of the movement control mechanism 7 in the X-ray diagnostic apparatus configured as described above will be described. First, in FIG. 1, the operator grips the operation handle 17 in order to move the subject table 2 on which the subject 1 rests, for example, in the direction of arrow A. Then, in order to move in the direction of arrow A, a required force is applied to the operation handle 17 to perform the movement operation. Then, since the subject table 2 tries to stay at the same position, the mounting portion of the operation handle 17 is bent by the moving operation force. Therefore, the movement operation force of the operator's hand is detected by the force detector 23 such as a strain gauge or a flexure detector provided on the mounting portion of the operation handle 17.
[0024]
Next, in FIG. 2, the signal of the moving operation force detected by the force detector 23 is input to the gain unit 24 in the next stage. Then, the gain unit 24 sends a signal proportional to the input moving operation force to a position where the position information detected by the position detector 13 described later is negatively fed back to the position command value input unit . This is a quantity proportional to the moving operation force detected by the force detector 23, and added to the position deviation between the current position of the movement control mechanism unit position command value given to 7 and the moving object 11 A target command is given to the motor 10 so that the moving operation force becomes zero. For example, when a certain force is applied to the operation handle 17 and the subject table 2 is moved so that the deflection of the operation handle 17 becomes zero in the direction in which the force is applied, the force received from the operation handle 17 at that time becomes It becomes zero . This ensures that it is possible to compensate for the force corresponding to the moving operation force of the operator. At this time, the gain unit 24 adds the amount proportional to the moving operation force to the position deviation between the position command value given to the movement control mechanism 7 and the current position of the moving object 11 . By changing the coefficient, the amount of compensating the force applied to the operation handle 17 can be changed.
[0025]
Since such movement control is performed , a position feedback loop is required for the feedback loop outside the position control system shown in FIG. Therefore, the current position of the subject table 2 is detected by the position detector 13 shown in FIG. That is, the current position of the subject table 2 is detected by detecting the rotation angle amount of the rotation shaft by the position detector 13 attached to the rotation shaft of the motor 10, and the position information is obtained as shown in FIG. Negative feedback is provided to the position command value input section. At the same time, the moving speed of the subject table 2 is detected by the speed detector 14 shown in FIG. 1, and the speed information is negatively fed back to the next stage of the amplifier 9 as shown in FIG. Note that the speed information can be detected by time-differentiating the position information detected by the position detector 13. As described above, by performing the position detection and the speed detection of the movement of the object table 2, the position control and the speed control of the object table 2 are performed, and the basic control such as holding the current position and preventing the speed over is performed. Becomes possible.
[0026]
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the load fluctuation and the operation force due to the operation of the movement control mechanism unit 7 having such a position control system. That is, the load applied to the position control system shown in FIG. When the operator moves the operation handle 17 shown in FIG. 1 in response to this load change, the operation force detected by the force detector 23 shown in FIG. 2 slightly changes, and the command value to the motor 10 at that time is changed. Changes. As a result, the motor 10 outputs a force corresponding to the fluctuation of the load, and exerts the compensation force F shown in FIG. Therefore, the operator can always move and operate the subject table 2 with a constant light operating force G irrespective of a change (such as a change in weight) of the subject 1. As a result, regardless of the magnitude of the load, the operator can move the subject table 2 with only a constant light operating force G and hardly feel any force.
[0027]
In the above description, the case where the object table 2 is taken up as the moving object has been described. However, the present invention is not limited to this, and the X-ray image detectors 4a and 4b or the support mechanisms 5a and 5a shown in FIG. The same applies to the case where 5b is a moving object. When the X-ray image detectors 4a and 4b are set as moving objects, a handle corresponding to the operation handle 17 shown in FIG. 1 is protruded from a side surface of the X-ray image detectors 4a and 4b, and the handle is operated by the operator. The X-ray image detectors 4a and 4b may be configured to move forward or backward by holding the hand toward the subject table 2 side. When one of the support mechanisms 5a is an object to be moved, for example, a handle corresponding to the operation handle 17 shown in FIG. 1 is protruded from a side surface of a mounting base of the first X-ray tube device 3a, and this handle is manually operated. Then, the entire support mechanism 5a may be moved along the longitudinal direction of the subject table 2 by grasping the support mechanism 5a. Further, when the other support mechanism 5b is an object to be moved, for example, a handle corresponding to the operation handle 17 shown in FIG. 1 is protruded from the side surface of the mounting base of the second X-ray tube device 3b, and this handle is manually operated. And the whole of the support mechanism 5b may be configured to rotate around the longitudinal axis of the subject table 2 as a center. In any of the above cases, the position control system shown in FIG. 2 has exactly the same configuration.
[0028]
In FIG. 2, the gain unit 24 provided next to the force detector 23 may be omitted when it is not necessary to change the amount of compensating the force applied to the operation handle 17 shown in FIG.
[0029]
【The invention's effect】
Since the present invention configured as described above, the moving operation by the operator's hand by the force detecting means provided to the operating handle to move the operation of each moving object where attached the mobile object to the constant position of the manually The force is detected, and an amount proportional to the moving operation force detected by the force detecting means is added to the position deviation amount between the position command value given to the movement control mechanism and the current position of the moving object by the moving operation. be able to. This makes it possible to easily move the moving object such as the subject table, the support mechanism, or the X-ray image detector with a constant light force while maintaining the feeling of manual operation. Therefore, each moving object can be moved large and fast as desired by the operator, or can be finely and slowly moved to perform a delicate moving operation. For example, in the IVR procedure, the positioning of the catheter is facilitated, and the operability is improved. Can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory perspective view showing a main part of an X-ray diagnostic apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a control block diagram showing a position control system constituting a movement control mechanism according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory perspective view showing an overall configuration of an X-ray diagnostic apparatus according to the present invention and a conventional example.
FIG. 4 is a control block diagram showing a position control system constituting a movement control mechanism according to a conventional example.
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a load change and an operation force of an operator in the case of a conventional manual operation.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a load change due to an operation of a movement control mechanism unit according to the present invention and an operation force of an operator.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Subject 2 ... Subject table 3a, 3b ... X-ray tube apparatus 4a, 4b ... X-ray image detectors 5a, 5b ... Support mechanism 6 ... Display device 7 ... Movement control mechanism part 8 ... Operation part 9 ... Amplifier 10 ... Motor 11 moving object 12 integrator 13 position detector 14 speed detector 17 operating handle 23 force detector 24 gain unit

Claims

An object table on which the object rests, a support mechanism for supporting an X-ray tube apparatus and an X-ray image detector which are arranged opposite to each other with the object table interposed therebetween, and the X-ray tube apparatus and X-ray image detection A display device for displaying the X-ray image collected by the detector, and a moving target position of the moving object in order to electrically move the moving object such as the object table or the support mechanism or the X-ray image detector. It has a movement control mechanism for giving a position command value, detecting current position information of the movement, detecting speed information and performing negative feedback to control the position, and an operation unit for sending an operation command to each of the above components. In an X-ray diagnostic apparatus comprising:
The operating handle is moved manually operated the attached the mobile object to a constant position at the respective mobile object, provided the force detecting means for detecting the moving operation force by the operator's hand, detected by the force detecting means An amount proportional to the obtained moving operation force is added to a position deviation between the position command value given to the movement control mechanism and the current position of the moving object by the moving operation. Diagnostic device.

In the next stage of the force detecting means, a gain device having a variable coefficient for adding an amount proportional to the moving operation force detected by the force detecting means to the position deviation amount due to the moving operation of the moving object is provided . The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the diagnostic apparatus is provided.