JP4565906B2

JP4565906B2 - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP4565906B2
Application number: JP2004185232A
Authority: JP
Inventors: 隆次伊藤
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2024-06-23
Also published as: JP2006006471A

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置、特に被検体等とガントリとの接触での安全技術を有するＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、寝台上の被検体をガントリの開口部に挿入して、Ｘ線源からのＸ線を被検体に照射し、Ｘ線源に対向する配置のＸ線検出器でその透過量を検出し、再構成することで断層像を得る装置である。
近年、被検体の種々の傾きからの断層像や被検体を近づけて断層像を得る要求があり、Ｘ線ＣＴ装置もそれに応じた機構と構造とを具えたものになっている。傾きや被検体との距離が種々変更可能なことで、被検体とガントリとの接触が生じたりすることがあり、特に被検体の異常な動きによって予想できないような接触が発生することもあり、またその接触中のＸ線計測をどうするか等の問題が生じている。更に、被検体以外に術者が計測中のＣＴ画像を観察しながら穿刺を行う如き事例では、術者の接触がありうるため、その扱いが問題となる。
従来の公知文献には下記の２件がある。
特開平０９−１４０７００号公報特開２０００−３２５３３３号公報

特許文献１は、被検体との接触を自動的に検出するものであるが、実際上は聴覚に障害を有する被験者の案内のためのガントリに設けたルックガイドと、その被験者との接触の検知に関する。そして、ルックガイドに被験者が接触したことを検出し自動識別するとしたものである。ここで、ルックガイドとは表示板のことであり、聴覚に障害を有する被験者への指示が音声では不可のため、そのルックガイドと称する表示板に音声の指示内容（例えば、「呼吸停止」や「吸収許可」等の指示）を表示させて、被験者に認知させる。
特許文献２は、ガントリの開口部周辺に被験者接触検知用のタッチセンサを設けて、被験者が触れたことを検出したときに、寝台又はガントリの作動及び装置全体の電源を呈しさせるＣＴ装置を開示する。更に、タッチセンサに術者が接触したときの不具合の解決をはかっている。即ち、Ｘ線ＣＴ装置を動作させて断層像を次々に更新しながら撮影表示させ、それに合わせて穿刺技法を施す手術法がある。こうした例では、術者が上記タッチセンサに触れることがあり、そのときに計測や手術を継続するかという問題がある。そこで、この文献では、ガントリと寝台の動作中には接触があれば接触があったとして前記３つの動作の停止を行うが、その動作中でなければ既に計測に入っているとしてタッチセンサの検出信号を無視し、上記電源の停止を、安全上を考慮して短時間に止め、すぐに電源復帰をはからせようとしたものである。
上記従来例は、接触を検出するセンサがガントリ上で限られた位置に設置されている例であり、ガントリへの多点接触の議論の開示はない。ガントリへの接触を確実に知りその接触具合に応じた安全策が必要である。
本発明の目的は、ガントリの上下左右に少なくともタッチセンサを設けて、上下と左右の接触事例に応じて必要な安全策を可能にするＸ線ＣＴ装置を提供するものである。

本発明は、被検体搭載用寝台と、
寝台の挿入開口を持つガントリと、
この挿入開口の上下左右に設けた接触探知手段と、
接触探知手段の検出出力に応じてガントリ又は寝台の動作を制御する制御手段と、
を備えるＸ線ＣＴ装置を開示する。
更に本発明は、Ｘ線ＣＴ装置において、前記動作が、ガントリと寝台との接触回避動作又は動作停止、動作続行のいずれかであることを特徴とするＸ線ＣＴ装置を開示する。
更に本発明は、被検体搭載用寝台と、
寝台の挿入開口を持つガントリと、
ガントリの傾斜駆動を操作指示するための第１の手動スイッチと、
寝台の前進・後退・上下動を操作指示するための第２の手動スイッチと、
その挿入開口の上下左右に取り付けられたタッチセンサと、
上記第１の手動スイッチの指示に従ってガントリの傾斜の駆動を行う第１の駆動手段と、
上記第２の手動スイッチの指示に従って寝台の前進・後退及び上下動の駆動を行う第２の駆動手段と、
ガントリに搭載したＸ線源とそれに対向して配置されたＸ線検出器と、を含むＸ線計測系と、
上下左右のタッチセンサの検出信号、ガントリの傾斜を示す信号、寝台の位置及び高さを示す信号とを取り込む制御手段と、を備え、
上記制御手段は、
上下のタッチセンサの検出信号から上下のタッチがあると判断したときに、そのタッチ状態が回避できるような、第１の駆動手段によるガントリの傾斜制御、又は第２の駆動手段による寝台の上下動又は前進・後退の制御を行わせる手段を有するものとしたＸ線ＣＴ装置を開示する。

更に本発明は、被検体搭載用寝台と、
ガントリの傾斜駆動を操作指示するための第１の手動スイッチと、
寝台の前進・後退・上下動を操作指示するための第２の手動スイッチと、
寝台上の被検体挿入開口を持つガントリと、
その挿入開口の上下左右に取り付けられたタッチセンサと、
上記第１の手動スイッチの指示に従ってガントリの傾斜の駆動を行う第１の駆動手段と、
上記第２の手動スイッチの指示に従って寝台の前進・後退及び上下動の駆動を行う第２の駆動手段と、
ガントリに搭載したＸ線源とそれに対向して配置されたＸ線検出器と、を含むＸ線計測系と、
上下左右のタッチセンサの検出信号、ガントリの傾斜を示す信号、寝台の位置及び高さを示す信号とを取り込む制御手段と、を備え、
上記制御手段は、上下のタッチセンサ、及び左右のタッチセンサの検出信号から上下又は左右のタッチがあると判断したときに、上下のタッチと左右のタッチとで異なる回避動作を行うように第１、第２の駆動手段を制御する手段を有するものとしたＸ線ＣＴ装置を開示する。

更に本発明は、被検体搭載用寝台と、
寝台上の被検体挿入開口を持つガントリと、
ガントリの傾斜駆動を操作指示するための第１の手動スイッチと、
寝台の前進・後退・上下動を操作指示するための第２の手動スイッチと、
その挿入開口の上下左右に取り付けられたタッチセンサと、
上記第１の手動スイッチの指示に従ってガントリの傾斜の駆動を行う第１の駆動手段と、
上記第２の手動スイッチの指示に従って寝台の前進・後退及び上下動の駆動を行う第２の駆動手段と、
ガントリに搭載したＸ線源とそれに対向して配置されたＸ線検出器と、を含むＸ線計測系と、
上下左右のタッチセンサの検出信号、ガントリの傾斜を示す信号、寝台の位置及び高さを示す信号とを取り込む制御手段と、を備え、
上記制御手段は、上下のタッチセンサ、及び左右のタッチセンサの検出信号から上下又は左右のタッチがあると判断したときに、上下のタッチであればタッチ回避するように第１又は第２の駆動手段の制御を行うと共に計測中であれば計測中断の制御を行い、左右のタッチであれば、電源断又は計測中断の制御を行う手段を有するものとしたＸ線ＣＴ装置を開示する。

更に本発明は、上記制御手段は、上記タッチセンサの検出信号を含む条件とそれに対応する回避動作との関係を示すデータテーブルを具えるものとしたＸ線ＣＴ装置を開示する。

本発明によれば、上下のタッチセンサでの接触検出と左右のタッチセンサでの接触検出とを可能にすると共に、上下と左右とでそれに応じた適切な危険回避動作を達成できる。

図２と図３はＸ線ＣＴ装置を示すもので、被検体（以下の例では被験者と呼ぶ）１を寝載する寝台２と、被検者１をＸ線撮影するためのガントリ３とから成る。ガントリ３の中央部には開口部４があり、寝台２は被検者１の撮影位置決めのためにこの中に出し入れされるように平行移動（前後方向）と上下方向に移動可能である。一方、ガントリ３は、図３のように、ティルト時には前後にティルト動作する。また、ガントリ内のＸ線管とＸ線検出器は、計測中、被検者の周りを回転する。
ガントリ３の開口部４周辺に、テープ状のタッチセンサ５を設けた。タッチセンサ５は、その感応部位に被検体等が接触するとそれを感知し、検出信号を発生する。タッチセンサ５は、開口部４周辺の上下左右の４箇所にそれぞれ設けた。それがセンサ５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄである。但し、センサ５Ｄは、図２では寝台２の下側にあるため図示していないが、図３には示した。開口部４は図３に示すように奥行きがあり、開口部手前の他に後方にも、同様の部位にセンサ５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄを設けて、手前での接触の他に後方での接触検出をはかる。かかるタッチセンサ５は、当然の事ながら、ガントリ３に固着しており、ガントリ３の駆動や方向（姿勢）の変化と共に変位する。
タッチセンサ５を、ガントリ３の開口部４の手前と後方との２ヶ所設置以外に以下の如き例がある。
（１）、開口部４の手前と後方との間の１以上の位置に設置する例。
（２）、上下左右の４点としたが、円周上３０°区分で１２ヶ設ける例とかの４点以上設置する例。
以下では、上下左右の４点例に限定して説明するが、動作に関して上記（１）、（２）の例への拡張も当然である。

図１は、本発明の実施例を示すＸ線ＣＴ装置のブロック図である。このＸ線ＣＴ装置は、被検者にＸ線を放射してこの被検者の撮影部位について断層像を撮影し、再構成演算してその再構成画像を表示するもので、操作卓１０と、ガントリ３と、寝台２と、システム系電源１１とにより構成されている。システム系電源１１は、電源スイッチがオンの場合には、常時、電力供給線１２、１３、１４および１５を介して、それぞれ、操作卓１０、ガントリ３の動作系と制御系および寝台２に電力を供給するようになっている。

ガントリ３は、オペレータや術者が接触可能であって、その接触操作によって入力した寝台２およびガントリ３の操作指令を出力するマニュアルスイッチ３０と、タッチセンサ５と、この検出信号を入力してこの信号をスキャナ制御部３３へ送るタッチセンサ検出部３６と、Ｘ線管３２と、Ｘ線検出器３１と、これらを制御するスキャナ制御３３を有する。また、ガントリ３はティルトモータ３５により図３に示したように前後方向にティルト動作する。また、ガントリ３内のＸ線管３２とＸ線検出器３１は、回転モータ３４により、被検者の周りを回転する。寝台２はモータ２１、２２により図２、図３に示すように、ガントリ３の開ロ部４に対して被検者１を出し入れさせるため寝台を前後、上下動作させる。各モータ２１、２２、３４、３５とＸ線管３２は、システム系電源１１に接続されており、スキャナ制御部３３からの制御信号により動作させる。テープスイッチ検出部３６が、タッチセンサ５（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ）とスキャナ制御部３３との間に設けられており、タッチセンサ５の入力をスキャナ制御部３３へ信号を伝えることができる。スキャナ制御部３３は、この信号を受けると、ブザー３８を作動させてブザー音を鳴らして接触した旨の報知をさせると共に、図４に示すようにテーブル前後動モータ２１、テーブル上下動モータ２２およびティルトモータ３５の各駆動部２３、２４、３７へそれぞれの制御線３９、４０、４１を介して送りこれらのモータの動作を停止させる。また、タッチセンサ検出部３６からの出力信号は、スキャナ制御部３３に入力し、スキャナ制御部３３が、タッチセンサ５のセンサ位置での検出に応じて種々の安全動作を行う。
次に、動作を図５、図６、図７によって説明する。

図５は計測までの処理ステップを示し、この処理の中でステップＦ_２が操作卓１０、ステップＦ_３、Ｆ_４がスキャナ制御部３３、Ｆ_５が図示していない画像処理装置、による。

図６は、マニュアルスイッチ３０と回避動作との関連を示す図である。

図７は、主としてスキャナ制御部３３によるその回避動作を実行する安全動作処理を示す図である。

図５において、先ず電源ＯＮ（Ｆ_１）にする。更に、操作卓１０により被験者の計測条件を選択入力する（Ｆ_２）。この計測条件やマニュアルスイッチ３０の入力に基づき、スキャナ制御部３３は、各モータ２１、２２、３４、３５、並びにＸ線管３２を制御し、ガントリ３、寝台２、Ｘ線管３２を所定の位置、条件に設定する（Ｆ_３、Ｆ_４）。次に計測動作に入り、Ｘ線の照射、Ｘ線検出器３１に上る計測がなされ、計測結果を画像処理装置（図示せず）が処理して再構成し、断層画像を得、更にこれを表示し、格納する（Ｆ_５）。

図７は、スキャナ制御部３３による安全動作処理フローを示し、この処理では、タッチセンサの中で、上下と左右とで安全動作を異ならせた。その考え方は、上下のタッチセンサ５Ａ、５Ｃでの接触による危険回避は重要な要求であるのに比として、左右のタッチセンサ５Ｂ、５Ｄは接触可能性は低く且つ接触があった場合にも、次善の安全動作で充分に対応可能であるとの立場による。

図７を詳述する。スキャナ制御部３３は、上下左右のタッチセンサでタッチ検出がされたかを、そのセンサ出力を取り込むことで監視する（Ｆ_１）。上下のタッチセンサ５Ａ、５Ｃのいずれかで接触の検出あれば、接触があった旨の音を鳴らすと共に（Ｆ_２）、その接触継続時間をチェックする。基準となる接触基準時間Ｔ_０（例えばＴ_０＝０．２秒）以上か否かを判定し（Ｆ_４）、未満ならば、偶然な接触と判断し、その時に計測中であれば、そのまま計測を続行する（Ｆ_６）。Ｔ_０以上ならば、ガントリ、寝台の接触回避のための強制回避動作を行う（Ｆ_７）。そのとき計測中であれば計測中断させる（Ｆ_６）。更に、ステップＦ_７の処理後、即ち回避動作完了後に計測再開する（Ｆ_１０）。
一方、左右のタッチセンサ５Ｂ、５Ｄでの検出（少なくともどちらか一方）があれば、ブザー３８を鳴らし（Ｆ_３）、更にその継続時間幅を監視し、Ｔ_０以下か否かをチェックする（Ｆ_５）。Ｔ_０未満であれば、計測中にあっては計測をそのまま続行させる（Ｆ_９）。Ｔ_０以上であれば、システム系の電源（例えばガントリ及び寝台の駆動用電源）を遮断し、そのとき計測中であれば計測を中断させる（Ｆ_８）。この際、ガントリ及び寝台の回避動作は行わない。計測中の中断であれば、チェック後に計測を再開する。
図７でのステップＦ_６、Ｆ_９は、一時的な接触例であり、具体的には被験者が暴れたり、術者がたまたま触れたりしたことによる例である。

図６を説明する。マニュアルスイッチ３０は、ガントリ３及び寝台２の手動操作用に使用する。マニュアルスイッチ３０の中で、スイッチ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄが寝台２に関し、スイッチ３０Ｅ、３０Ｆがガントリ３に関する。即ちに寝台２関し、スイッチ３０Ａが前進、３０Ｂが後退、３０Ｃが上昇、３０Ｄが下降、のためのボタンスイッチ、ガントリ３に関し、スイッチ３０Ｅが前傾、スイッチ３０Ｆが後傾、のためのボタンスイッチである。いずれも、押し続けることで、対応する動作が継続して進行する。
図６で、（イ）はガントリの前傾動作中にそのガントリ上部に被験者が接触した場合を示し、（ロ）、（ハ）がそれに対する手動操作による回避動作を示す。即ち、操作者が下方向に移動可能と判断した場合は、下降スイッチ３０Ｄを押下することで、寝台を下降させたのが（ロ）である。これは、危険回避の最良の応答である。一方、寝台が下方向に移動不可な場合は、操作者がそれを判断した上で後傾スイッチ３０Ｆを押下してガントリを後傾させる。これが（ハ）である。この（ハ）は（ロ）に比べて若干、安全上も問題もある。
本実施例では、接触時においては、操作者の判断を排除して、強制安全動作に入らせるようにした。それが（ニ）、（ホ）である。ここで、操作者の判断排除とは、接触時には、スイッチ３０に操作者がいかなる操作を行っても、スキャナ制御部３３がこれらの各スイッチ３０Ａ〜３０Ｆの入力を取り込まないようにするか、取り込んでもそれを無視して使用しないようにするとか、のいずれかの対処法をとればよい。そして、この対処法のもとで、図７による処理を実行する。かくして、（ヘ）に示すように迅速な危険回避が可能となる。

図８〜図１１は本発明の図７の強制回避動作の説明図である。即ち、タッチセンサ５での上下面での接触検出時の強制動作例を図８〜図１１に示す。尚、タッチセンサ５は、ガントリの開口部の前面の上下に上下タッチセンサ５Ａ、５Ｃ、後面の上下に上下タッチセンサ５Ａ_２、５Ｃ_２が設置されている例とする。これらの強制回避動作は、次善に強制動作のための「条件」（図８〜図１１のガントリの状態、テーブルの状態、タッチセンサの検出センサ名）と、その各条件対応の「強制動作内容」とを、対比してスキャン制御部３３内のメモリ上にデータテーブルとして登録しておき、接触時の「条件」を入力し対応する強制動作内容を読み出し、これをスキャン制御部３３が、その強制動作内容に従っての、テーブル２の動作制御（上昇、下降、前進、後退）を行うことで、実現する。

図８〜図１１に関し、図８はガントリ前傾停止状態のもとでの例、図９は後傾停止状態のもとでの例、図１０は中心センタで停止状態のもとでの例、図１１は前傾動作中、及び後傾動作中のもとでの例を示す。
図８〜図１１全体について簡単に説明する。患者がタッチセンサに一定時間以上（例えば０．２秒）触れた場合、タッチセンサ検出部３６は各モータが動作中かどうかを判断し、いずれかのモータが動作中の場合のみ、上・下・左右いずれか、及びスキャナ前面・後面どちらかのタッチセンサを検出したことをスキャナ制御部３３に伝える。
上、または下のタッチセンサで接触を検出したスキャナ制御部３３は、ガントリ前後傾・テーブル上下・前後動作を一端停止させ、計測中の場合は計測を中断、（Ｘ線曝射停止）し、患者を退避させるある１方向（前後・上下・前傾後傾）を図８〜図１１の通り判断して、３０Ａ〜３０Ｆのどの釦が押された場合もその１方向へ移動させるモータを駆動する。ここで図８〜図１１において、動作方向「一」の場合は（本来起こり得ない状態のため）３０Ａ〜３０Ｆ押下釦指示通りの動作を行う。また動作方向がａ，ｂと２つある場合は、ａが動作可能である場合はａ、（リミット状態等により）ａが動作不可である場合はｂを選択する。

以上の実施態様では、ガントリの傾きの駆動の例を示したが、ガントリが首振り機構（即ち方向変化）を持つ例にも適用できる。

本発明のＸ線装置の実施の形態を示す図である。本発明のガントリと寝台との関係を示す図である。本発明のガントリと寝台との関係を示す図である。本発明のスキャナ制御部３３の詳細例図である。本発明の計測条件の設定から再構成像の取得までのフローである。本発明のマニュアルスイッチ３０と安全動作との関係の説明図である。本発明のスキャナ制御部３３による安全動作の処理フローである。本発明の強制回避動作例の処理フローを示す図である。本発明の強制回避動作例を示す図である。本発明の強制回避動作例を示す図である。本発明の強制回避動作例を示す図である。

符号の説明

１被験体
２寝台
３ガントリ
４開口部
５、５Ａ〜５Ｄタッチセンサ
３３スキャナ制御部
３８ブザー

Claims

被検体搭載用寝台と、
寝台の挿入開口を持つガントリと、
この挿入開口の上下左右に設けた接触探知手段と、
接触探知手段の検出出力に応じてガントリ又は寝台の動作を制御する制御手段と、を備えるＸ線ＣＴ装置であって、
前記制御手段は、前記挿入開口の上下に設けた接触探知手段の検出出力と、前記挿入開口の左右に設けた接触探知手段の検出出力とで、異なる回避動作を行うように前記ガントリ又は前記寝台の動作を制御することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記制御手段は、前記挿入開口の上下に設けた接触探知手段の検出出力であれば接触回避するように前記ガントリ又は前記寝台の動作を制御するとともに計測中であれば計測中断の制御を行い、前記挿入開口の左右に設けた接触探知手段の検出出力であれば電源断又は計測中断の制御を行うことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
被検体搭載用寝台と、
ガントリの傾斜駆動を操作指示するための第１の手動スイッチと、
寝台の前進・後退・上下動を操作指示するための第２の手動スイッチと、
寝台上の被検体挿入開口を持つガントリと、
その挿入開口の上下左右に取り付けられたタッチセンサと、
上記第１の手動スイッチの指示に従ってガントリの傾斜の駆動を行う第１の駆動手段と、
上記第２の手動スイッチの指示に従って寝台の前進・後退及び上下動の駆動を行う第２の駆動手段と、
ガントリに搭載したＸ線源とそれに対向して配置されたＸ線検出器と、を含むＸ線計測系と、
上下左右のタッチセンサの検出信号、ガントリの傾斜を示す信号、寝台の位置及び高さを示す信号とを取り込む制御手段と、を備え、
上記制御手段は、上下のタッチセンサ、及び左右のタッチセンサの検出信号から上下又は左右のタッチがあると判断したときに、上下のタッチと左右のタッチとで異なる回避動作を行うように第１、第２の駆動手段を制御する手段を有するものとしたＸ線ＣＴ装置。
被検体搭載用寝台と、
寝台上の被検体挿入開口を持つガントリと、
ガントリの傾斜駆動を操作指示するための第１の手動スイッチと、
寝台の前進・後退・上下動を操作指示するための第２の手動スイッチと、
その挿入開口の上下左右に取り付けられたタッチセンサと、
上記第１の手動スイッチの指示に従ってガントリの傾斜の駆動を行う第１の駆動手段と、
上記第２の手動スイッチの指示に従って寝台の前進・後退及び上下動の駆動を行う第２の駆動手段と、
ガントリに搭載したＸ線源とそれに対向して配置されたＸ線検出器と、を含むＸ線計測系と、
上下左右のタッチセンサの検出信号、ガントリの傾斜を示す信号、寝台の位置及び高さを示す信号とを取り込む制御手段と、を備え、
上記制御手段は、上下のタッチセンサ、及び左右のタッチセンサの検出信号から上下又は左右のタッチがあると判断したときに、上下のタッチであればタッチ回避するように第１又は第２の駆動手段の制御を行うと共に計測中であれば計測中断の制御を行い、左右のタッチであれば、電源断又は計測中断の制御を行う手段を有するものとしたＸ線ＣＴ装置。
上記制御手段は、上記タッチセンサの検出信号を含む条件とそれに対応する回避動作との関係を示すデータテーブルを具えるものとした請求項３又は４のいずれかに記載のＸ線ＣＴ装置。