JP4398230B2

JP4398230B2 - 血管に関係する用途のためのグラウティングされた傾斜型患者位置決め台

Info

Publication number: JP4398230B2
Application number: JP2003393335A
Authority: JP
Inventors: ムトゥヴェラン・バラドハラジュール; ラージャゴーパル・ナラヤナサミー; バスカー・ソマスンダラム; シャージー・アラカト
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2023-11-25
Also published as: DE10352646A1; JP2004174250A; US6986179B2; US20040098804A1

Description

本発明は一般的に云えば患者位置決め台に関するものである。特に、本発明は特に血管に関係する用途に使用されるような患者位置決め台に関するものである。

患者位置決め台は、医師、看護士又は技師のような医療従事者がＸＲ、ＣＴ、ＥＢＴ、核及びＰＥＴによるような医学的処置の際に患者を位置決めすることを可能にする。テーブルや他の支持体のような患者位置決め台は、処置中に患者を上げ下げし、横方向及び長手方向に移動させ、回転させ、或いは傾斜させることができる。患者位置決め台は、患者について検査し及び／又は医学的処置を行うために医療従事者の能力を改善する。

血管系、神経系及び心臓に関する処置に使用できるように患者位置決め台を改良することが必要である。現在の患者位置決め台は、例えば、動脈系、心臓、肺野又は脳における血流の像を得る際に様々な制約を持ち込む。従って、血管系、神経系、心臓及びその他に関する処置における血流撮像のために位置決めの安定性及び信頼性を改善するような患者位置決めシステムがあれば、非常に望ましいことである。

その上、緊急事態、静脈への接近、及びＣＯ₂ 研究のような生起する血管に関係する処置に使用できるように患者位置決め台を改良することが必要である。緊急事態には、迅速な治療を必要とする動脈血圧低下又は血管破裂のような、緊急な生命にかかわる事態又は深刻な事態が含まれる。患者の位置決めを適切に且つ容易に行えるようにすることは、医療従事者が緊急事態に対処する治療を行うのに役立つ。静脈への接近は、患者の血管内に液体を導入し又は抜き出すためにカテーテルを挿入することに関する。患者の位置決めを適切に且つ容易に行えるようにすることは、カテーテルの挿入と共に、カテーテルを介しての物質の導入又は抽出を容易にする。ＣＯ₂ 研究は、患者の血管内に造影剤として二酸化炭素を注入することが関係する。ＣＯ₂ は血液が肺を最初に通るときに排出されるが、脳のような身体の特定の領域内で汚染又は毒性を生じる可能性を制限することが望ましい。患者の位置決めを適切に且つ容易に行えるようにすることは、患者のＣＯ₂ 研究の際にＣＯ2 汚染の機会を低減するのに役立つ。
米国特許第６３３４７０８号

現在では、患者位置決め台は、緊急事態、静脈への接近、及びＣＯ₂研究のような血管に関係する用途のために患者を適切に位置決めする際に様々な制約を有している。その上、多くの現在の患者位置決め台は、患者の緊急事態、静脈への接近、及びＣＯ₂研究に対処するための融通性がない。従って、緊急事態、静脈への接近、及びＣＯ₂研究のような血管に関係する様々な用途に対処できる融通性を有していて、患者の信頼性のある容易な位置決めを行える患者位置決めシステムがあれば、非常に望ましいことである。

このように、血管に関係する用途及びその他の医学的用途のために信頼性及び融通性のある完全な解決策を提供する患者位置決めシステムが必要とされている。

本発明の実施形態は、患者位置決めシステムにより患者を位置決めするためのシステム及び方法を含む。本システムは、患者を支持するための患者位置決め面を含んでいる。本システムはまた、患者位置決め面の高さをを調節するためのリフト装置と、患者位置決め面を長手方向に動かすための長手方向装置と、患者位置決め面を横方向に動かすための横方向装置と、患者位置決め面を傾斜させるための傾斜(tilt)装置と、患者位置決め面を回転させるための回転装置とを含んでいる。本システムは更に、患者位置決めシステムの動作を制御するための制御装置も含んでいる。制御装置はまた、傾斜させている際に患者の関心のある領域を画像領域内に維持するためにアイソセンタ追跡を行うようにすることができる。制御装置はまた、床面及び／又は所定の物体との衝突を避けるようにすることができる。

特定の一実施形態では、制御装置は、傾斜させている際に患者の関心のある領域を画像領域内に維持するためにアイソセンタ追跡を実行する。リフト装置は、二段同期伸縮式リフト装置を使用して患者位置決め面の高さを調節する。長手方向装置は、二段同期伸縮式長手方向装置を使用して患者位置決め面を長手方向に動かす。長手方向及び横方向装置は、患者位置決め面を横方向及び／又は長手方向に手動で又は電動で動かすようにすることができる。

本システムはまた、患者位置決めシステムを固定するために床に取り付けられた基部を含むことができる。本システムはまた、患者を患者位置決め面に固定するために患者拘束具を含むことができる。本システムはまた、電圧が供給されているときに制動を行うパワーオン・ブレーキと、電圧が取り去られているときに制動を行うパワーオフ・ブレーキとを含むことができる。本システムは更に、患者位置決め面の位置を決定するために少なくとも１つのエンコーダを含むことができる。エンコーダは、患者位置決め面が或る特定の記録された位置へ戻ることができるようにし得る。

本発明による方法は、患者を乗せることのできる所望の高さに患者位置決め面を垂直方向に位置決めする工程と、患者を乗せることのできる位置へ患者位置決め面を回転させる工程と、患者位置決め面の上に患者を乗せる工程とを含んでいる。本方法は更に、患者位置決め面を回転させ、上げ下げし、横方向に動かし、長手方向に動かし、及び／又は長手方向に傾斜させることによって、医学的処置のために患者を位置決めする工程を含む。本方法はまた、患者位置決め面を動かす際に患者の関心のある領域を維持する工程も含む。

本方法はまた、患者位置決め面から患者を降ろす工程を含むことができる。本方法はまた、緊急事態にそなえて患者位置決め面を水平な出発位置へ戻す工程を含むことができる。本方法は更に、患者位置決め面に患者を固定する工程を含むことができる。更に、本方法は、医学的処置の際に患者位置決め面をロックする工程を含むことができる。また本方法は、横方向及び長手方向のうちの少なくとも一方に患者位置決め面を手動で動かす工程を含むことができる。

本発明の特定の実施形態には、患者位置決めシステムが含まれている。患者位置決めシステムは、患者を位置決めするためのテーブルと、該テーブルを床に取り付ける基部と、テーブルの動きを制御するためのユーザ・インターフェースとを含んでいる。テーブルは回転させ、上げ下げし、且つ長手方向に動かすことができる。テーブルはまた長手方向に傾斜させることができる。患者の関心のある領域は、傾斜させている際に画像領域内に維持される。

上記の発明の概要、並びに本発明の特定の実施形態についての以下の詳しい説明は、添付の図面を参照することによりより良く理解されよう。特定の実施形態は本発明の例示の目的で図面に図示してある。ところで、本発明が添付の図面に示されている配置構成及び機器類に限定されないことは勿論である。

図１は本発明の一実施形態に従って使用される患者位置決めシステム１００を示す。患者位置決めシステム１００は、患者位置決め面１０５と、基部１１０と、伸縮式リフト装置１２０と、長手方向装置１３０と、傾斜装置１４０と、横方向装置１５０と、回転装置１６０とを含んでいる。患者位置決めシステム１００は、テーブル基部１１０で床にグロウティング(grouting)又は固着されている。

患者を乗せたり降ろしたりし易くするために、患者位置決め面１０５は回転装置１６０を使用して垂直軸を中心にして回転させることができる。患者位置決め面１０５はまた回転装置１６０の周りに手動で回転させることもできる。患者を画像領域へ動かすため、患者位置決め面１０５は、患者を乗せるのに便利な高さから、撮像を行う高さまで（例えば、７８０ｍｍから１０８０ｍｍまで）、伸縮式リフト装置１２０を使用して垂直に動かすことができる。患者の身体の一部を画像領域内へ動かすため、患者位置決め面１０５は横方向装置１５０を使用して横方向に（例えば、標準撮像位置から±１４０ｍｍまで）動かすことができる。

更に、伸縮式リフト装置１２０はアイソセンタ追跡のためにストロークすなわちリフト動作を生じさせることができる。アイソセンタは、Ｘ線撮像システムのガントリの３つの軸が交わる点（図示していない）である。アイソセンタ追跡により、患者位置決めシステム１００の傾斜やその他の動きの際に患者の関心のある領域をアイソセンタに維持する。長手方向軸及び横方向軸の交点（アイソセンタ）は、患者位置決め面１０５を傾斜させ又は回転させたときにシフトしない。アイソセンタ追跡のための付加的なストロークが、オーバーハング荷重から生じるモーメントに対処するために伸縮式案内機構によって支持されている伸縮式リフト装置１２０によって与えられる。

患者の頭から爪先までカバーするため、患者位置決めシステム１００は長手方向装置１３０による長手方向動作を使用するようにすることができる。ボーラス(bolus) 追跡（患者の血管を通るボーラスすなわち造影剤を追跡する）ため、長手方向の動きは、長手方向装置１３０及び案内機構を使用して、可変速度モータ（例えば、２〜１５ｃｍ／秒）により電動にすることができる。一実施形態では、電動にするのに加えて、横方向及び長手方向軸には、患者位置決め面１０５の手動パンニング(panning) を支持するためにクラッチが設けられている。すなわち、クラッチを解放すると、患者位置決め面１０５をオペレータによって手動で位置決めすることが可能になる。

緊急事態（例えば、動脈血圧低下）、静脈への接近及びＣＯ₂研究の場合の様な生起する血管に関係する処置のため、患者位置決め面１０５は長手方向において頭が上（ヘッドアップ位置）及び頭が下（ヘッドダウン位置）になる向きに（例えば、上向きに１２度及び下向きに２０度）傾斜させることができる。患者位置決め面１０５が傾斜しているとき、患者の関心のある領域はアイソセンタ又は画像領域に留まるようにすることができる。一実施形態では、関心のある領域は、逆運動学公式によって定義されているように伸縮式リフト装置１２０と長手方向装置１３０と傾斜装置１４０との同期させた動作を使用してアイソセンタ又は画像領域内に留まるようにすることができる。

一実施形態では、電気及び機械的連動並びに患者位置決めシステム１００からの位置帰還が患者の安全性を保証するのに役立つ。患者を患者位置決め面１０５上に保持して、患者の安全性を保証するのに役立てるために患者拘束具が設けられる。特定の実施形態の患者位置決めシステム１００は、有効な安全連動保護装置及び一点故障を避けるための冗長な装置を設けることにより高度の患者安全性を保証するのに役立つ。

図２は、本発明の一実施形態に従って使用される伸縮式リフト装置２００を示す。伸縮式リフト装置２００は、図１及び患者位置決めシステム１００に関して前に述べた伸縮式リフト装置１２０と同様である。伸縮式リフト装置２００は、患者を乗せるのに便利な高さから撮像を行う位置まで患者位置決め面１０５を動かすリフト動作のためのストロークを与える。その上、伸縮式リフト装置２００はまたアイソセンタ追跡の際に垂直方向の補償のためのストロークを与える。

伸縮式リフト装置２００は患者位置決め面１０５の収縮高さのストロークよりも高いストロークを与える。一実施形態では、伸縮式リフト装置２００は、二段ボール・ネジ２０３，２１６を駆動する単一のモータ２１３を含んでいる。伸縮式リフト装置２００は、モーメントを補償するために二段直線運動（ＬＭ）案内部材（第１段ＬＭ案内部材２１４及び第２段ＬＭ案内部材２２０）を有する。ＬＭ案内部材２１４，２２０は、該案内部材（例えば、レール）に沿って正確で一貫した滑らかな直線運動を生じさせるのに役立つ。伸縮式リフト装置２００の両方の段は同期化されている。両方の段を同期化し且つ単一のモータ２１３で駆動することにより、伸縮式リフト装置２００がコンパクトになると共に、高い耐荷重容量を持ち且つ高い精度を維持することが可能になる。このように、伸縮式リフト装置２００は、現在市販のリフト装置において制約になっているような、ストローク、耐荷重容量及び耐高モーメント容量における欠点を取り扱って改善する。

伸縮式リフト装置２００は誘導装置を含んでいる。誘導装置は、主構造体２０２と、第１段構造体２１８と、第２段構造体２２１を含んでいる。リフト装置の主構造体２０２は基部２３０に取り付けられている。主構造体２０２は伸縮式リフト装置２００の第１段についての第１段ＬＭ案内ブロック２０４を備えている。第１段ＬＭ案内部材２１４は第１段構造体２１８に取り付けられている。第１段ＬＭ案内部材２１４は第１段ＬＭ案内ブロック２０４及び第２段ＬＭ案内ブロック２１７を通って摺動する。一実施形態では、第１段構造体２１８は３０５ｍｍのストロークを持つ。第２段構造体２２１は第２段ＬＭ案内部材２２０を備えている。第２段ＬＭ案内部材２２０は第２段ＬＭ案内ブロック２１７を通って摺動する。一実施形態では、第２段構造体２２１は付加的なストローク（例えば、３０５ｍｍ）を持つ。一実施形態では、第１段構造体２１８と第２段構造体２２１との組み合わさったストロークは６１０ｍｍである。

伸縮式リフト装置２００はまた駆動装置も含んでいる。駆動装置の要素は駆動板２１０を介して第１段構造体２１８に接続されている。モータ／歯車箱２１３が駆動板２１０に取り付けられている。モータ／歯車箱２１３は、伸縮式リフト装置２００の第１段及び第２段を駆動するためにトルクを供給する。モータ／歯車箱２１３は歯車Ａ２０９を含んでいる。歯車Ａ２０９は歯車Ｂ２０８を駆動する。歯車Ｂ２０８は不動のボール・ネジ２０３用の回転ナット２１５に取り付けられている。不動のボール・ネジ２０３は基部２３０に取り付けられている。歯車Ａ２０９及び歯車Ｂ２０８が回転すると、不動のボール・ネジ２０３を介して駆動板２１０と共に第１段構造体２１８を平行移動させる。歯車Ｂ２０８はまた歯車Ｃ２０７と噛み合う。歯車Ｃ２０７は第２段回転ボール・ネジ２１６を回転させる。第２段回転ボール・ネジ２１６は、駆動板２１０に設けられた軸受の中に保持されている。第２段回転ボール・ネジ２１６は標準のナット２１９を第１段と同じ方向に平行移動させる。標準のナット２１９は第２段構造体２２１に取り付けられている。駆動装置の要素が同時に動くことにより、例えば６１０ｍｍのリフト・ストロークが得られる。歯車Ｃ２０７はまた歯車Ｄ２０５と噛み合い、該歯車Ｄ２０５は動作制御用途のために絶対エンコーダ２１２に取り付けられている。フェイルセーフ電磁ブレーキ２１１が駆動装置の負荷側に配置されていて、歯車Ｄ２０５によって駆動される歯車Ｅ２０６に取り付けられている。エンコーダ２１２からの帰還により、何れかの駆動要素が故障した場合に動作制御装置１７０（図示していない）を介してブレーキ２１１に信号が送られる。

図３は、本発明の一実施形態に従って使用される長手方向装置３００を示す。長手方向装置３００は図１及び患者位置決めシステム１００に関して前に述べた長手方向装置１３０と同様である。患者位置決めシステム１００は撮像のための長手方向の移動を順方向に（例えば、１７００ｍｍ）動かすことができる。患者位置決め面１０５を傾斜させている際のアイソセンタ追跡のために、患者位置決め面１０５を長手方向で逆方向に（例えば、２５ｍｍ）動かすようにすることができる。

長手方向の動きは長手方向装置３００によって生じさせる。長手方向装置３００は、ＬＭ案内部材３８０を備えた二段伸縮式レールを含む。長手方向の動きは、モータ３１０によって駆動されるラック−ピニオン機構を介して生じさせる。２つの伸縮式レールの動作は付加的なラック−ピニオン機構を介して同期化される。長手方向装置３００はまた、患者位置決め面１０５の手動パンニングに役立つように長手方向装置３００のモータ３１０を駆動から切り離すクラッチ３６０を含んでいる。長手方向における患者位置決め面１０５の位置を決定するために絶対エンコーダ３５０が使用される。

二段伸縮式長手方向装置３００は上部と下部に分割されている。モータ３１０は上部を駆動する。上部及び下部は患者位置決め面１０５の低く且つ一様なパンニングに役立ち且つ患者位置決め面１０５を傾斜させている際に下部の滑りを避けるのに役立つように同期化される。

伸縮式長手方向装置３００の第１段すなわち上部のＣ字形チャネルは、モータ３１０を介して主駆動ピニオン３２０及び主ラック３２５によって駆動される。主ラック３２５はブレーキ軸３３５のブレーキ・ピニオン３３０を駆動する。ブレーキ・ピニオン３３０からの駆動力が、駆動歯車及び被動歯車を介して同期化ピニオン３４０へ伝達される。歯車箱３７０からの駆動歯車及び被動歯車が同期化ラック３４５の動きの方向を決定する。同期化ピニオン３４０は、伸縮式長手方向装置３００の第２段すなわち下部のＣ字形チャネルに装着された同期化ラック３４５を駆動する。手動パンニングのための相対的な動き及び機械的な利点はブレーキ・ピニオン３３０と同期化ピニオン３４０との歯車比によって達成される。

図４は、本発明の一実施形態に従って使用される傾斜装置４００を示す。傾斜装置４００は図１及び患者位置決めシステム１００に関して前に述べた傾斜装置１４０と同様である。傾斜装置４００は患者位置決め面１０５を長手方向において頭が上（ヘッドアップ位置）及び頭が下（ヘッドダウン位置）になる向きに（例えば、±２０度）傾斜させることができる。傾斜装置４００はまた、（例えば、−１６度のヘッドダウン）傾斜している際にアイソセンタ追跡に役立つ。

傾斜装置４００は傾斜駆動装置を含んでいる。傾斜駆動装置は、ボール・ネジ４０２と、モータ４０９によって駆動される回転ナット４０５とを含んでいる。一実施形態では、傾斜駆動装置は患者位置決め面１０５の後部側でヒンジ結合されている。傾斜装置４００は、モーメントを補償するためにＬＭ案内部材４０１を含んでいる。一実施形態では、傾斜装置４００は患者位置決め面１０５の前部側でヒンジ結合（４１３）されている。モータ４０９は回転ナット４０５を駆動する。回転ナット４０５は、患者位置決め面１０５の前部にある傾斜軸ヒンジ４１３を中心にして傾斜動作させるようにボール・ネジ４０２を直線的に平行移動させる。

傾斜装置４００はリフト装置２００の主構造体２０２に取り付けされている。傾斜板４１２が、患者位置決め面１０５の前部にある傾斜軸ヒンジ４１３により主構造体２０２にヒンジ結合されている。傾斜板４１２は、その後部側がヒンジ４１４を介してＬＭ案内部材４０１及び非回転のボール・ネジ４０２によって支持されている。ボール・ネジ４０２の回転ナット４０５及びＬＭ案内部材ブロック４０３が板４０７上に配置され、板４０７はヒンジ４１５を介して主構造体２０２に装着されている。モータ４０９が、ブレーキ及び増分エンコーダと共に、板４０７に装着されている。モータ４０９上の駆動歯車４０６がボール・ネジ４０２の回転ナット４０５上の被動歯車４０４と噛み合う。被動歯車４０４はまたブレーキ歯車４０８とも噛み合う。フェイルセーフ電磁ブレーキ４１０及び絶対エンコーダ４１１が、ブレーキ歯車４０８のシャフト上に装着されている。

モータ４０９は駆動歯車４０６及び被動歯車４０４を介してボール・ネジ４０２の回転ナット４０５を駆動する。回転ナット４０５は回転運動を非回転ボール・ネジ４０２の直線運動に変換し、非回転ボール・ネジ４０２は傾斜軸ヒンジ４１３に対して傾斜板４１２を押したり引いたりすることができる。被動歯車４０４がブレーキ歯車４０８と噛み合う。フェイルセーフ電磁ブレーキ４１０がブレーキ歯車４０８のシャフト上に装着されている。フェイルセーフ・ブレーキ４１０は、駆動歯車４０６、モータ４０９及び／又はモータ・ブレーキが故障した場合でも、傾斜装置４００が誤って収縮状態になるのを防止することができる。フェイルセーフ電磁ブレーキ４１０は、モータ内の増分エンコーダとブレーキ歯車４０８のシャフトに接続された絶対エンコーダ４１１とからの信号を動作制御装置１７０を介して検知することによって、誤って収縮するのを防止する。

図５は、本発明の一実施形態に従って使用される横方向装置５００を示す。横方向装置５００は図１及び患者位置決めシステム１００に関して前に述べた横方向装置１５０と同様である。横方向装置５００は患者位置決め面１０５を横方向に（例えば、±１４０ｍｍ）移動させる。横方向装置５００は、横方向の移動のために、モータ５１０と、タイミング・ベルト駆動装置５２０と、ＬＭ案内部材５３０と、ブレーキ５４０と、エンコーダ５５０とを含んでいる。横方向装置５００は、タイミング・ベルト駆動装置５２０を介して動きを生じさせる。タイミング・ベルト駆動装置５２０はモータ５１０によって駆動されて、ＬＭ案内部材５３０によって案内される。横方向装置５００はまた、患者位置決め面１０５の手動パンニングに役立つように横方向装置５００をモータ５１０による駆動から切り離すクラッチ５６０を含んでいる。

横方向装置５００及び長手方向装置３００は患者位置決め面１０５の電動及び手動パンニングの両方を可能にする。一実施形態では、ユーザ・インターフェース（図示していない）が、電動パンニングを容易にするように長手方向装置３００のモータ３１０及び横方向装置５００のモータ５１０を制御する。例えば、ユーザ・インターフェース内のジョイスティックにより、患者位置決め面１０５の電動パンニングのためにモータ３１０，５１０を制御することができる。長手方向装置３００及び横方向装置５００内のクラッチ３６０，５６０は、手動パンニングを容易にするようにモータ３１０，５１０を切り離す。

パンニング動作は、長手方向及び／又は横方向に画像領域へ患者を移動させるように実施される。手動パンニングは、患者位置決め面１０５が水平に位置決めされているときに可能である。手動パンニング・モードが選択されたとき、長手方向及び横方向クラッチ３６０，５６０が患者位置決め面１０５を横方向及び長手方向モータ３１０，５１０から切り離す。そのとき、患者位置決め面１０５は減摩ＬＭ案内部材上を浮動し、これにより患者位置決め面１０５を横方向及び／又は長手方向に移動させることが可能になる。患者位置決め面１０５は任意の位置でロックすることができる。

図６は、本発明の一実施形態に従って使用される回転装置６００を示す。回転装置６００は図１及び患者位置決めシステム１００に関して前に述べた回転装置１６０と同様である。回転装置６００は、ブル・ギア６１０と、軸受クランプ板６２０と、ピニオン６３０，６３５と、パワーオフ・ブレーキ６４０と、パワーオン・ブレーキ６４５と含んでいる。一実施形態では、患者位置決め面１０５は手動で回転させる。回転装置６００は、患者位置決め面１０５を垂直軸を中心に（例えば、±９０度）回転させる。回転装置６００は、ゼロ位置（回転軸の０度）を容易に突き止めるためにドッキング(docking) 機構を含んでいてよい。

ブル・ギア６１０が軸受クランプ板６２０上に機械加工されている。ブル・ギア６１０は不動である。２つのピニオン６３０，６３５が軸受ハウジング６２５上に９０度の角度で装着されている。ピニオン６３０，６３５はブル・ギア６１０と噛み合って、主構造体２０２と共に回転する。パワーオフ・ブレーキ６４０がピニオン６３０に直接装着され、パワーオン・ブレーキ６４５がピニオン６３５に装着される。ブレーキ６４０，６４５が適用されたとき、ピニオン６３０，６３５は不動のブル・ギア６１０に対して主構造体２０２を保持する。回転装置６００に歯車角度装置を使用することにより、トルクの増大が可能である。

一実施形態では、患者位置決めシステム１００は、電力が供給されているときにアクティブになるパワーオン・ブレーキと、電力が遮断されているときにアクティブになるパワーオフ・ブレーキとを含んでいる。回転装置６００はパワーオン・ブレーキ６４５及びパワーオフ・ブレーキ６４０を有する。医学的処置の際、回転装置６００は両方のパワーオン及びパワーオフ・ブレーキ６４０，６４５を作動して、患者位置決め面１０５の安定性及び剛性を保証するのに役立たせる。電力がオフであるとき、患者位置決め面１０５から患者を降ろすのを容易にするためにパワーオフ・ブレーキ６４０のみを作動することができる。

一実施形態では、パワーオン及びパワーオフ・ブレーキ６４０，６４５の組み合わせの結果として３つの状態が生じる。第１の状態では、電力がパワーオン・ブレーキ６４５に供給され、パワーオフ・ブレーキ６４０には電力が供給されない（１００％能力）。両方のブレーキ６４０，６４５はピニオン６３０，６３５を介してテーブルを保持して、堅固な接続を生じさせる。処置の際（すなわち、撮像の際、及び患者を患者位置決め面１０５上に乗せる間）、電力はパワーオン・ブレーキ６４５にのみ供給され、両方のブレーキ６４０，６４５は患者位置決め面１０５を保持する。

第２の状態では、パワーオン・ブレーキ６４５及びパワーオフ・ブレーキ６４０の両方に電力が供給されない（５０％能力）。停電状態では、パワーオフ（フェイルセーフ）ブレーキ６４０が係合するが、パワーオン・ブレーキ６４５は解放される。従って、患者位置決め面１０５は、例えば緊急の場合に患者を降ろすために、より少ない力で回転させることができる。

第３の状態では、電力がパワーオフ・ブレーキ６４０に供給されるが、パワーオン・ブレーキ６４５には供給されない（０％能力）。従って、両方のブレーキ６４０，６４５は解放されて、患者位置決め面１０５を自由に回転できる。この自由な患者位置決め面１０５は或る角度で走査を繰り返すために使用することができる。自由な患者位置決め面１０５はまた、患者位置決め面１０５をゼロ位置へ移動させるために患者を降ろした後に使用することができる。

患者位置決めシステム１００についての動作制御装置１７０（図示していない）は３つの主要な部分、すなわち、ユーザ・インターフェースと、Ｉ／Ｏボードと、サーボ・ノード（図示していない）とを含んでいる。ユーザは、ユーザ・インターフェースを使用して患者位置決め面１０５を動かすことができる。ユーザ・インターフェースの命令がＩ／Ｏボード（ＣＰＵ）によって処理される。次いで、命令は、それぞれの軸の動きを制御する対応するサーボ・ノードに送られる。一実施形態では、パワーＰＣベースのマイクロコントローラがＣＰＵとして使用される。実時間オペレーティング・システムで動作するアプリケーション・プログラムにより、患者位置決めシステム１００を制御することができる。

患者を乗せたり降ろしたりするのを容易にするために患者位置決め面１０５の最低位置が使用されるので、患者位置決め面１０５の最低位置では患者位置決め面１０５を傾斜させないようにすることができる。停電及び／又はモータ及びサーボ駆動装置の何らかの機能障害があった場合に動作をロックするために、各々の軸にはパワーオフ・ブレーキが設けられる。各々の軸にはソフトウエア限界、ハードウエア限界、及び機械的ハード・ストップが設けられる。ソフトウエア限界の一例は次の通りである。すなわち、正常な動作中、患者位置決め面１０５は特定の点を超えて移動しない。ハードウエア限界の一例は次の通りである。すなわち、患者位置決め面１０５がリミット・スイッチによって制御される。リミット・スイッチは、ソフトウエアに機能障害が生じた場合に、患者位置決め面１０５の動きを停止させる。機械的ハード・ストップの一例は次の通りである。すなわち、ソフトウエア及びハードウエア限界の両方が故障した場合のバックアップとして、エンド・ストップが設けられる。全ての軸の座標を連続的に監視することにより、床面及び／又は所定の物体との衝突を避けるようにすることができる。

動作について説明すると、患者位置決めシステム１００は患者位置決め面１０５をヘッドダウン又はヘッドアップ状態に傾斜させ、及び／又は患者位置決め面１０５を回転させることができる。図７及び図８は、撮像システムにおける患者位置決め面１０５の幾つかの典型的な姿勢を示している。アイソセンタ追跡のため、伸縮式リフト装置２００と傾斜装置４００と長手方向装置３００は逆運動関係で同時に作動されて、患者位置決め面１０５が傾斜している際に患者の関心のある領域をアイソセンタ又は画像領域に保つ。図９は、本発明の一実施形態に従って使用されるアイソセンタ追跡がある場合と無い場合の患者位置決め面の傾斜を示している。

運動学は、患者位置決めシステム１００における運動軸（横方向、長手方向など）の位置と速度と加速度との間の関係を定義している。順運動学は、軸相互の間の角度及び変位によって、患者位置決めシステム１００における患者位置決め面１０５の位置を決定することに関係する。逆運動学は、患者位置決めシステム１００における患者位置決め面１０５及び／又は患者の場所に基づいて軸相互（及び伸縮式リフト装置２００と長手方向装置３００と傾斜装置４００）の間の関係を決定することに関係する。

患者位置決めシステム１００における患者の安全性を保証するのに役立てるために安全連動保護装置及び冗長な安全装置が設けられる。一実施形態では、患者位置決めシステム１００内の全ての軸は、任意の時間の任意の位置における患者位置決め面１０５の座標を読み込むために位置エンコーダを持つように設計される。患者位置決め面１０５の床面からの高さを計算し、床面からの高さが指定された安全限界以下になった場合に患者位置決め面１０５の動作を停止させる。このようにして、衝突を避けることができる。

一実施形態では、全ての軸は、一点故障を避け且つ患者の安全性を確実にするために冗長な安全装置を備えるように設計される。患者位置決めシステム１００の各々の電動軸は（駆動又はモータ側に）増分エンコーダ及びブレーキを含むことができる。各々の電動軸はまた、負荷側に絶対エンコーダ及びブレーキを含むこともできる。正常な動作中、駆動側のブレーキは任意の運動軸を停止させるように動作する。もし駆動系に問題が起こった場合、増分エンコーダ（駆動側）と絶対エンコーダ（負荷側）の読みの差により、負荷側のブレーキが作動されて軸を停止させる。更に、前に述べたように、パワーオン及びパワーオフ・ブレーキの両方は、患者位置決め面１０５の安定性及び剛性を保証するために、処置の際に作動することができる。パワーオフ状態の間、患者位置決め面１０５を回転させることによって患者を容易に降ろすことができるようにパワーオフ・ブレーキのみが作動される。

患者位置決めシステム１００に関係する動作の幾つかの例を以下に示す。これらの例は、患者位置決めシステム１００内の構成要素及び装置の使用法を例示するために提供するもので、全リストを示そうとするものではない。

例えば、患者を患者位置決め面１０５に乗せることができる。その際、先ず、伸縮式リフト装置２００を使用して、患者位置決め面１０５を床面から７８０ｍｍの高さに位置決めする。次いで、回転装置６００を使用して、患者位置決め面１０５を右側又は左側に回転させる。次いで、患者位置決め面１０５に患者を乗せる。患者位置決め面１０５上に患者を固定するために患者拘束具を使用してもよい。患者を降ろすには、回転装置６００を使用して、患者位置決め面１０５を右側又は左側に回転させる。次いで、リフト装置によって患者位置決め面１０５を床面から７８０ｍｍの高さに位置決めし直す。そして、患者拘束具を解放して、患者を患者位置決め面１０５から降ろす。

また、例えば、患者を画像領域内へ移動させることができる。その際、先ず、回転装置６００により患者位置決め面１０５をゼロ度へ回転させる。次いで、伸縮式リフト装置２００を使用して、患者位置決め面１０５を垂直方向に画像領域まで動かす。そこで、横方向装置５００により患者位置決め面１０５を画像領域内で横方向に調節する。患者位置決め面１０５はまた長手方向装置３００によって長手方向に調節して、画像領域内の所望の位置へ達するようにする。

患者は幾つかの医学的処置及び検査のために患者位置決め面１０５上に位置決めすることができる。例えば、血管撮像の際、伸縮式リフト装置２００を使用して、患者位置決め面１０５を上げ下げすることにより患者の高さを調節することができる。更に、横方向装置５００及び長手方向装置３００を使用して、四方向パンニングを行うことができる。末梢血管撮像では、回転装置５００を使用して患者位置決め面１０を適切な位置まで回転させ、傾斜装置４００を使用して患者位置決め面１０を傾斜させる。

ボーラス追跡のため、患者拘束具を使用して、患者を患者位置決め面１０５上に固定することができる。ボーラス・モードでは、長手方向装置３００により患者位置決め面１０５を長手方向に進行させる（０〜１５ｃｍ／秒）。静脈への接近及びＣＯ₂研究のためには、例えば、患者拘束具により患者を患者位置決め面１０５に接触した状態に保ち、リフト装置２００と長手方向装置３００と傾斜装置４００とをアイソセンタ追跡のために使用して、移動中に所望の画像領域を維持することができる。緊急事態では、拘束具により患者を患者位置決め面１０５上に固定し、傾斜装置４００により所望の姿勢に傾斜させる。

心肺蘇生（ＣＰＲ）は、例えば、心拍停止を起こした患者について行う処置である。患者位置決め面１０５が水平位置にある場合に患者をＣＰＲ位置まで動かすために、長手方向装置３００を使用して患者位置決め面１０５を長手方向に後方へ動かす。次いで、リフト装置２００を使用して患者位置決め面１０５を下げる。もし患者位置決め面１０５が傾斜している場合は、傾斜装置４００により患者位置決め面１０５を水平位置に戻す。次いで、長手方向装置３００により患者位置決め面１０５を後方へ動かし、そしてリフト装置２００により患者位置決め面１０５を下げて、患者についてＣＰＲを実行できるようにする。

図１０は、本発明の一実施形態に従って使用される医用撮像システムにおいて患者を位置決めするための方法の流れ図１０００を示す。
先ず、工程１０１０で、患者位置決め面１０５を垂直方向に床から所望の距離、例えば、７８０ｍｍの高さに位置決めする。次いで、工程１０２０で、患者位置決め面１０５上に患者を乗せることが出来るように患者位置決め面１０５を回転させる。次いで、工程１０３０で、患者を患者位置決め面１０５上に固定させてもよい。

工程１０４０で、患者を画像領域内に位置決めする。患者位置決め面１０５を回転させ、垂直方向に動かし、横方向に動かし、及び／又は長手方向に動かして、患者又は患者内の関心のある領域を画像領域内に位置決めする。工程１０５０で、撮像、或いは他の医学的検査又は処置の際に、患者位置決め面１０５を横方向に又は長手方向に動かし、上げ下げし、回転させ、及び／又は傾斜させて、そのような処置に対処させることができる。患者の関心のある領域の位置を画像領域内に維持するためにアイソセンタ追跡を用いることができる。

次いで、工程１０６０で、ＣＰＲやその他の緊急処置を必要とする難事の場合、患者位置決め面１０５を水平位置に位置決めし直すことができる。また、患者位置決め面１０５を後方へ動かし且つ下方へ動かして、患者への接近が容易になる出発位置へ戻すこともできる。

最後に、工程１０７０で、患者を患者位置決め面１０５から降ろすことができる。患者へ接近できるように患者位置決め面１０５を回転させることができる。患者を容易に降ろすことができる高さになるように患者位置決め面１０５を調節する。患者拘束具を外した後、患者は患者位置決め面１０５から降ろされる。

このように、本発明の特定の実施形態では、血管やその他に関係する用途に使用できる固定されたテーブルが提供される。患者位置決めシステム１００は、患者を乗せたり降ろしたりするために患者位置決め面１０５を垂直軸を中心に回転させることができる。パワーオフ及びパワーオン状態下で保持トルクを調節するために回転装置６００が設けられる。

伸縮式リフト装置２００は、高荷重、モーメント、及び患者を画像領域内に位置決めするためのリフト動作又はストロークに対処するために、患者位置決めシステム１００で使用される。傾斜装置３００は、患者位置決めシステム１００がヘッドアップ又はヘッドダウン状態に傾斜させ且つアイソセンタ追跡により所望の画像を維持することを可能にする。患者位置決めシステム１００は、電動及び／又は手動パンニングを使用して患者位置決め面１０５を横方向に動かす横方向装置５００を含んでいる。

患者位置決めシステムは、頭から爪先までの範囲にわたって電動によるボーラス追跡を行わせて、造影剤が患者内を進行する軌跡を画像に描画できるようにする。患者位置決めシステム１００は患者位置決め面１０５の座標を追跡する。位置決めの追跡により、床面及び／又は他の所定の物体との衝突が防止される。また、追跡により、患者位置決めシステム１００は患者位置決め面１０５を以前に記録された及び／又は記憶された位置へもどすことが可能になる。

以上、本発明を特定の実施形態に関して説明したが、本発明の範囲から逸脱せずに様々な変更及び等価物との置換が可能であることが当業者には理解されよう。更に、本発明の範囲から逸脱せずに本発明による教示に特定の状況または素材を適合させるように多くの修正を行うことができる。従って、本発明は上記の開示した特定の実施形態に限定されず、特許請求の範囲内に入る全ての実施形態を包含するものである。

本発明の一実施形態に従って使用される患者位置決めシステムを示す。本発明の一実施形態に従って使用される伸縮式リフト装置を示す。本発明の一実施形態に従って使用される長手方向装置を示す。本発明の一実施形態に従って使用される傾斜装置を示す。本発明の一実施形態に従って使用される横方向装置を示す。本発明の一実施形態に従って使用される回転装置を示す。本発明の一実施形態に従って使用される患者位置決め面の様々な位置を示す。本発明の一実施形態に従って使用される患者位置決め面の様々な位置を示す。本発明の一実施形態に従って使用されるアイソセンタ追跡がある場合と無い場合の患者位置決め面の傾斜を示す。本発明の一実施形態に従って使用される医用撮像システムにおいて患者を位置決めするための方法の流れ図を示す。

符号の説明

１００患者位置決めシステム
１０５患者位置決め面
１１０基部
１２０伸縮式リフト装置
１３０長手方向装置
１４０傾斜装置
１５０横方向装置
１６０回転装置
２００伸縮式リフト装置
３００傾斜装置
５００横方向装置

Claims

医学用途の患者位置決めシステム（１００）であって、
患者を支持するための患者位置決め面（１０５）と、
前記患者位置決め面（１０５）の高さをを調節するためのリフト装置（１２０，２００）と、
ラック−ピニオン機構を備え、前記患者位置決め面（１０５）を長手方向に動かすための長手方向装置（１３０，３００）と、
前記患者位置決め面（１０５）を横方向に動かすための横方向装置（１５０，５００）と、
ボール・ネジと回転ナットを備え、前記患者位置決め面（１０５）を傾斜させるための傾斜装置（１４０，４００）と、
前記患者位置決め面（１０５）を回転させるための回転装置（１５０，６００）と、
当該患者位置決めシステム（１００）の動作を制御するための制御装置（１７０）と、
を有し、
前記制御装置（１７０）は、前記リフト装置、前記傾斜装置及び前記長手方向装置を同時に作動させることにより、傾斜させている際に患者の関心のある領域を画像領域内に維持するようにアイソセンタ追跡を実行する、患者位置決めシステム（１００）。
血管に関係する用途のためのグラウティングされた傾斜式患者位置決めシステム（１００）であって、
床に固着されていて、当該位置決めシステム（１００）を固定するための基部（１１０）と、
患者を支持するための患者位置決め面（１０５）と、
前記患者位置決め面（１０５）の高さをを調節するための伸縮式リフト装置（１２０，２００）と、
ラック−ピニオン機構を備え、前記患者位置決め面（１０５）を長手方向に動かすための伸縮式長手方向装置（１３０，３００）と、
前記患者位置決め面（１０５）を横方向に動かすための横方向装置（１５０，５００）と、
ボール・ネジと回転ナットを備え、前記患者位置決め面（１０５）を傾斜させるための傾斜装置（１４０，４００）と、
前記患者位置決め面（１０５）を回転させるための回転装置（１６０，６００）と、
前記リフト装置、前記傾斜装置及び前記長手方向装置が同時に作動して、傾斜させている際に患者の関心のある領域を画像領域内に維持するように当該患者位置決めシステム（１００）の動作を制御するための制御装置（１７０）と、
を有する、患者位置決めシステム（１００）。
前記リフト装置（１２０，２００）は、二段同期伸縮式リフト装置を使用して前記患者位置決め面（１０５）の高さをを調節し、
前記長手方向装置（１３０，３００）は、二段同期伸縮式長手方向装置を使用して前記患者位置決め面（１０５）を長手方向に動かす、請求項１又は２に記載のシステム（１００）。
床に固着されていて、当該位置決めシステム（１００）を固定するための基部（１１０）を更に備える、請求項１記載のシステム（１００）。
更に、患者を前記患者位置決め面（１０５）に固定するための患者拘束具を含んでいる請求項１乃至４のいずれかに記載のシステム（１００）。
更に、電圧が供給されているときに制動を行うパワーオン・ブレーキ（６４５）と、電圧が取り去られているときに制動を行うパワーオフ・ブレーキ（６４０）とを含んでいる請求項１乃至５のいずれかに記載のシステム（１００）。
前記患者位置決めシステム（１００）内の全ての軸の任意の時間の任意の位置における前記患者位置決め面（１０５）の座標を読み込む位置エンコーダを更に有し、前記制御装置（１７０）が前記患者位置決め面（１０５）の床面からの高さを計算し、床面からの高さが指定された安全限界以下になった場合に前記患者位置決め面（１０５）の動作を停止させる、請求項１乃至６のいずれかに記載のシステム（１００）。
前記制御装置（１７０）が前記患者の血管を通る造影剤のボーラスを追跡するように当該患者位置決めシステム（１００）の動作を制御する、請求項１乃至７のいずれかに記載のシステム（１００）。
前記造影剤が二酸化炭素を含む、請求項８に記載のシステム（１００）。