JP4811044B2

JP4811044B2 - Ｘ線診断装置

Info

Publication number: JP4811044B2
Application number: JP2006036599A
Authority: JP
Inventors: 啓史井上
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2006-02-14
Filing date: 2006-02-14
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2026-02-14
Also published as: JP2007215584A

Description

この発明は、可動部分を動かして放射線を検出することで診断用の放射線画像を得るＸ線診断装置に係り、特に、近接センサなどの検出手段によって対象物の存在を検出した結果に基づいて、可動部分の動きを制御する技術に関する。

従来のＸ線診断装置では、可動部分を動かすことで、被検体や装置を操作する操作者や周辺機器（以下、これらを『対象物』と称する）へ可動部分が接触または衝突する場合がある。この衝突などを防止するために、従来では静電容量式などに代表される非接触式の近接センサを備え、近接センサによって対象物の存在を非接触で検出することで、対象物に衝突する前に可動部分を停止させている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

また、他の従来装置では、可動部分を動かしている最中に対象物に所定距離近づいたことをセンサが検出すると、警報を発し、可動部分がさらに対象物に近づくと可動部分の動きを減速または停止させている（例えば、特許文献３参照）。
特表平１１−５０６６９２号公報（第５，９頁、図１）特開２００１−２０８５０４号公報（第２−５頁、図２，４）特開２００２−２１９１１８号公報（図１）

しかしながら、従来装置では、次のような問題がある。

従来装置は、警報が発せされたとき、動作を停止させて可動部分と対象物との接触や衝突を回避するのに有効である。しかし、接近する対象物が異なるにも関わらず同じ態様の警報音を発しているので、どの対象物に可動部分が近づいているかを特定することが困難であるといった不都合が生じしている。また、接触などを回避するための判断を瞬時にできないといった問題もある。この回避判断が遅れることにより、装置の動作を停止させ、回避動作および再操作するまでに時間がかかるといった不都合も生じている。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、可動部分の接近している装置部位を容易に特定できるとともに、装置操作を効率的に行うことのできるＸ線診断装置を提供することを主たる目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。

すなわち、第１の発明は、複数の可動部分の動きを制御しながら、Ｘ線管から被検体に向けて曝射される放射線を放射線検出手段によって検出することで診断用の放射線画像を得るＸ線診断装置であって、少なくとも２以上の可動部分のそれぞれが被検体、操作者及び周辺機器の少なくともいずれかである対象物に接近するのを検出する検出手段と、異なる警報音、異なるランプの点滅、異なる文字、及び、異なる絵柄のいずれかの態様で報知が可能な報知手段と、前記検出手段からの検出信号に基づき、前記検出手段ごとに異なる信号を作成して前記報知手段に出力することで、前記対象物に接近した可動部分に応じて、前記報知手段から報知される報知態様を異なるように制御する制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

［作用・効果］この構成によれば、検出手段によって検出された装置部位に応じて報知手段から異なる態様の報知がなされる。したがって、操作者は、異なる態様の報知によって、対象物が装置のどの部位に接近しているかを容易に特定することができる。また、対象物に接近する可動部分の部位が特定されると、その時点の操作状態から、どの方向に可動部分の移動を変更すれば接触などを回避できるかを瞬時に判断することができる。その結果、装置動作を停止させる必要がなくなるので、作業効率の向上を図ることができる。なお、本発明における「対象物」とは、被検体、操作者などの人体や、周辺機器などを含む。

この構成において、例えば、次のような構成が挙げられる。Ｘ線管と放射線検出手段は、被検体を挟さむようにＣ型アームの先端に対向配備されており、検出手段は、少なくともＸ線管と放射線検出手段に配備されている構成がある。

また、この発明は、可動部分の動きを制御しながら、Ｘ線管から被検体に向けて曝射される放射線を放射線検出手段によって検出することで診断用の放射線画像を得るＸ線診断装置であって、前記可動部分に配備され、被検体、操作者及び周辺機器の少なくともいずれかである対象物との接近を検出する複数個の検出手段と、異なる警報音、異なるランプの点滅、異なる文字、及び、異なる絵柄のいずれかの態様で報知が可能な報知手段と、前記検出手段からの検出信号に基づき、前記検出手段ごとに異なる信号を作成して前記報知手段に出力することで、前記各検出手段の検出信号に応じて前記報知手段による報知態様を異ならせるように制御する制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

この構成によれば、可動部分に複数個の検出手段が配備されているので、対象物との接近を検出した検出手段の配備位置に応じて、この可動部分の移動方向を特定することができる。つまり、対象物に接近する可動部位とその移動方向の両方を同時に特定することができる。したがって、可動部分の接触などを回避するのに最適な方向を、操作者は瞬時に判断することができる。

なお、検出手段としては、例えば、複数の電極を互いに対向配置した静電容量式の近接センサを利用することが好ましい。この近接センサを利用することにより、本発明を好適に実施することができる。

また、制御手段は、報知手段から報知される報知態様として、周波数の異なる報知音または周波数の異なる報知音を組み合せるよう構成することが好ましい。この構成によれば、対象物に接近する可動部位ごとに報知音が異なるので、その部位を容易に特定することができる。

なお、本明細書は、次のようなＸ線診断装置に係る発明も開示している。

（１）可動部分の動きを制御しながら、Ｘ線管から被検体に向けて曝射される放射線を放射線検出手段によって検出することで診断用の放射線画像を得るＸ線診断装置であって、前記可動部分が移動しているとき、該可動部分の移動軌跡上に存在する該装置の部位と対象物とが接近するのを検出する検出手段と、所定の装置部位と対象物との接近を前記検出手段が検出したことを報知する報知手段と、前記対象物に接近する装置部位と対象物までの距離に応じて、前記報知手段から報知される報知音の発音態様を変化させるように制御する制御手段とを備えたことを特徴とするＸ線診断装置。

［作用・効果］この構成によれば、可動部分が移動している最中に、その移動軌道上にある装置部位に対象物が接近すると、対象物から装置部位までの距離に応じて報知手段から報知される発音態様が変化するので、対象物が装置部位に接触するまでのおおよその距離を操作者は予測することができる。したがって、可動部分を適時に操作して接触などを回避させることができる。

前記（１）に記載のＸ線診断装置において、前記検出手段は、静電容量式の近接センサであって、前記制御手段は、前記対象物と前記可動部分との距離の変化に応じて変化する前記近接センサの静電容量に基づいて、前記報知手段の報知音の発音態様を異なるようにすることを特徴とするＸ線診断装置。

［作用・効果］この構成によれば、対象物と装置部位との接近を静電容量式の近接センサによって検出される。このとき、対象物と装置部位の距離が変化すると、近接センサの静電容量も変化するので、両部位間の距離を容易に検出することができる。すなわち、前記（１）に記載のＸ線診断装置を好適に実施することができる。

この発明に係るＸ線診断装置によれば、報知手段から報知される報知音の態様によって対象物が装置のどの部位に接近しているかを容易に特定することができる。したがって、対象物と装置部位との接触や衝突を正確に回避することができる。また、操作者は、装置のレイアウトを認識しているので、装置動作を停止させることなく可動部分の移動方向を瞬時に判断し、装置部位との接触などを回避させることができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係るＸ線診断装置の概略構成を示した正面図であり、図２は、装置のイメージインテンシファイア（以下、『Ｉ．Ｉ』と略記する）のＸ線検出面側に設けられた近接センサの概略図であり、図３は、Ｘ線検出面側の近接センサの各電極の配設箇所を示す概略図である。

本実施例に係るＸ線診断装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１と、その被検体Ｍの撮影を行う撮影系本体２とを備えるとともに、図示を省略する画像処理系を備えている。天板１は、昇降および水平移動可能に構成されている。

撮影系本体２について図１を参照して説明する。撮影系本体２は、床面（図中のｘｙ平面）に設置された基台部２１と、基台部２１に支持されたＣ型アーム支持部２２と、Ｃ型アーム支持部２２に支持されたＣ型アーム２３と、Ｃ型アーム２３の一端に支持されたＸ線管２４と、他端に支持されたＩ．Ｉ２５とを備えている。また、基台部２１、Ｘ線管２４、およびＩ．Ｉ２５の側面に近接センサ２８〜３０が配設されており、これら近接センサ２８〜３０から送信される検出信号を受信する警報機制御部３と、検出信号を受信した警報機制御部３により制御されて警報音を発する警報機４と、各種駆動部分の動作を制御する駆動制御部７とを備えている。なお、Ｉ．Ｉ２５は、この発明における放射線検出手段に、近接センサ２８〜３０は、検出手段に、警報機４は、報知手段に、警報機制御部３は制御手段にそれぞれ相当する。以下、各構成について、具体的に説明する。

基台部２１は、図示を省略するモータの駆動によって床面に対して鉛直軸（図中のｚ軸）心周りに回転するように構成されている。Ｃ型アーム支持部２２は、図示を省略する別のモータの駆動によって基台部２１に対して被検体Ｍの体軸（図中のｙ軸）心周りに回転するようにそれぞれが構成されている。Ｃ型アーム２３は、図示を省略する別のモータの駆動によって被検体Ｍの体軸に対して水平面で直交する軸（図中のｘ軸）心周りに回転するように構成されている。

Ｃ型アーム２３の一端に支持されたＸ線管２４のＸ線照射側にはＸ線の照視野を制御するコリメータ２６を配設している。Ｃ型アーム２３の他端に支持されたＩ．Ｉ２５の背面（Ｘ線検出面とは逆側の面）にはテレビジョン（ＴＶ）カメラ２７を配設している。図示を省略するモータの駆動によってＩ．Ｉ２５に対してＴＶカメラ２７が鉛直軸（図中のｚ軸）心周りに回転するようにそれぞれが構成されている。

なお、基台部２１やＣ型アーム支持部２２を、天板１と同様に昇降および水平移動可能に構成し、それによってＣ型アーム２３を昇降および前後に進退可能にしてもよい。天板１や撮影系本体２を上述のように動かしてＸ線をＩ．Ｉ２５が検出して、図示を省略する画像処理系で検出されたＸ線検出信号を処理することで診断用のＸ線画像を得ることができる。なお、撮影系本体２の基台部２１やＣ型アーム支持部２２やＣ型アーム２３やＸ線管２４やＩ．Ｉ２５などは、この発明における可動部分に相当する。

特に、これら可動部分のうち、基台部２１やＸ線管２４やＩ．Ｉ２５は、被検体Ｍや装置を操作する操作者（オペレータ）や周辺機器（以下、これらを『対象物』と称する）と接触や衝突しやすい。そこで、基台部２１、Ｘ線管２４、およびＩ．Ｉ２５に近接センサ２８〜３０を備えることで、これら近接センサ２８〜３０によって対象物の存在を非接触で検出する。本実施例では、図１に示すように、基台部２１、Ｘ線管２４、およびＩ．Ｉ２５の側面に静電容量式の近接センサ２８〜３０を配設する。

これら近接センサ２８〜３０は、送信電極と受信電極とから構成されていてもよいし、図２および図３に示すように、送信電極と受信電極との双方の機能を兼ねた送受信兼用電極３１で構成されていてもよい。本実施例では送受信兼用電極３１の構成を利用し、近接センサ２８を例に採って説明する。なお、他の近接センサ２９，３０も同じ構成を利用している。

この送受信兼用電極３１の近傍には、送受信兼用電極３１の面に平行してシールド電極３２を配設している。送受信兼用電極３１側とは逆側のシールド電極３２の面に平行して接地電極３３を配設している。つまり、送受信兼用電極３１、シールド電極３２、接地電極３３の順に各面が平行になるようにそれぞれを配設している。本実施例では、合計した電極３１，３２，３３の間隔が、厚みも含めて３ｍｍ程度になるように配設する。

見方を変えれば、送受信兼用電極３１にＸ線検出面側とは逆側に隣接してシールド電極３２を対向配置している。シールド電極３２から見れば、シールド電極３２のＸ線検出面側に隣接して送受信兼用電極３１を対向配置している。シールド電極３２は、この発明における別電極に相当する。

送受信兼用電極３１とシールド電極３２とは、シールドケーブル３４を介して交流電源３５にそれぞれ接続されており、各電極３１，３２は互いに同電位に保たれている。接地電極３３は接地されており、電位は０である。シールド電極３２、接地電極３３間の静電容量をセンサ容量Ｃ₁とする。

ここで、対象物Ｘが誘電体で、かつ接地されているものとする。また、近接センサ２８（ここでは送受信兼用電極３１）が対象物Ｘを検出することができる程度の距離にまで、対象物Ｘが近接センサ２８に接近したとする。送受信兼用電極３１、対象物Ｘ間では静電容量をもち、その静電容量を検出容量Ｃ₂とする。

シールド電極３２、接地電極３３間にはセンサ容量Ｃ₁に応じた電流Ｉ₁が流れるとともに、送受信兼用電極３１、対象物Ｘ間には検出容量Ｃ₂に応じた電流Ｉ₂が流れる。もし、送受信兼用電極３１の近傍に対象物Ｘがないとき、あるいは送受信兼用電極３１が検出することができない程度の距離に対象物Ｘがあるときには、送受信兼用電極３１は静電容量をもたないので、送受信兼用電極３１、対象物Ｘ間での検出容量Ｃ₂＝０、すなわち電流Ｉ₂＝０となる。したがって、電流Ｉ₂を測定して測定された電流Ｉ₂が０あるいは所定値未満であれば、近接センサ２８は対象物Ｘが接近していないとし、電流Ｉ₂が０以外の値あるいは所定値以上であれば、対象物Ｘが接近して近傍にあると近接センサ２８は検出する。このように、近接センサ２８が非接触で対象物Ｘを検出することが可能になる。

警報機制御部３は、信号処理部５と、発生回路６とを備えている。信号処理部５は、近接センサ２８〜３０から送信されてくる検出信号である検出容量値、すなわち電流値をデジタル信号に変換する。また、このとき、信号を送信してきた近接センサと変換後の信号を関連付ける。

発生回路６は、信号処理部５で変換などの処理の施されたデジタル信号に基づいて、検出対象部位に応じて警報音（報知音）の発音態様を異なったものにする。警報音の発音態様としては、例えば、近接センサごとに周波数の異なる音を連続的に発音させたり、周波数の異なる複数種類の音を組み合せて交互に発音させるデュアルリングやトリリングような態様で発音させたりする信号作成処理を行う。

警報機４は、発生回路６によって作成された信号をアンプを介して増幅し、近接センサ２８〜３０に応じて異なる所定の警報音を発音させる。なお、発音は、近接センサ２８〜３０による対処物Ｘを検出することがなくなるまで行う。つまり、可動部分が近接センサから所定距離に遠ざかるまで鳴り続ける。

駆動制御部７は、基台部２１、Ｃ型アーム支持部２２、およびＣアーム２３の駆動を制御する。本実施例の場合、操作部８からの指令信号に基づいて、各部を動作させるとともに、近接センサ２８〜３０からの検出信号を受信したときに、少なくとも、その近接センサの備わった可動部分の現在時点の移動速度を減速させたり、駆動を停止させたりする。

次に、上記実施例装置の動作を図３に示すフローチャートに沿ってついて説明する。

操作部８を操作し、装置可動部分の動作を開始する（ステップＳ１）。動作開始と同時に各近接センサ２８〜３０が作動状態となり、各可動部分の移動軌跡上にある装置部位の対象物に接近するのを監視し続ける（ステップＳ２）。

可動部分を移動させている最中に、例えば、Ｉ．Ｉ２５の近接センサ２８が、移動軌道上にある対象物に近接すると、その静電容量が変化する。近接センサ２８は、この変化量に応じて検出信号を警報機制御部３の信号処理部５に送信する。信号処理部５は、静電量の変化量を示す電流値をデジタル信号に変化するとともに、検出信号を送信してきた近接センサ２８との関連付け処理を行う。

検出信号の変換処理が終了すると、発生回路６がそのデジタル信号に基づいて、近接センサ２８〜３０ごとの異なる警報音の信号を作成する。この場合、近接センサ２８に対応する信号を作成して警報機４に送信するとともに、駆動制御部７にも信号を送信する（ステップＳ３）。

一方の警報機４は、内臓されたアンプで受信信号を増幅し、その受信信号に基づいて近接センサ２８に対応する警報音を発音させる（ステップＳ５）。

他方の駆動制御部７は、基台部２１、Ｃ型アーム支持部２２、Ｃ型アーム２３のうち少なくとも接近する装置部位に向かう可動部分の駆動動作にブレーキをかけて減速させる（ステップＳ４）。

警報音が発音されたとき、特有の発音態様によって可動部分がどの装置部位に接近しているかを操作者は瞬時に判断することができるので、可動部分を操作して移動方向を変更する。この間、近接センサ２８〜３０は連続的に作動している。したがって、警報機４は、可動部分が近接センサの検知範囲が遠ざかるまで発音し続ける。可動部分が検知範囲から遠ざかると、その近接センサから検出信号の送信が停止しされ、警報機４からの警報音が停止される（ステップＳ６）。上述のステップＳ２〜７の処理が、装置可動部分の動作が終了するまで繰り返し行われる（ステップＳ７）。

上述のように構成された本実施例装置によれば、可動部分に備わった近接センサ２８〜３０がそれぞれ動いているときに、対象物の接近をその移動軌跡上に存在する装置部位を検出すると、検出した近接センサ２８〜３０ごとに異なる警報音を発音するので、どの可動部分が装置部位に接近しているかを瞬時、かつ、容易に特定することができる。したがって、可動部分を停止させることなく、対象物が装置部位に接触や衝突するのを回避させることができる。したがって、作業効率の向上を図ることができる。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、近接センサ２８〜３０のそれぞれに応じて異なる警報音を発音するように構成したが、さらに、近接センサごとの容量変化に連動して警報音の発音態様に変化を与えるように構成してもよい。例えば、発音態様が、周波数の異なる２種類の音を交互に発音するデュアルリングの場合、対象物が移動軌跡上にある所定の装置部位に近づくにしたがって静電容量が増加し、その静電容量の変化に連動して交互に発音する警報音の時間の間隔を短くする。

この構成によれば、対象物が接近している装置部位を容易に特定できるとともに、対象物から装置部位までの距離をおおよそ認識することができる。したがって、操作者は、状況に応じた可動部分の接触などの回避を行うことができる。

（２）上述した実施例では、例えば、Ｉ．Ｉ２５についてはその側面に1個の近接センサ２８を配備していたが、図５のＩ．Ｉ２５の平面図に示すように、Ｉ．Ｉ２５を平面視したときに、その4方向のそれぞれに近接センサ２８ａ〜２８ｃを配備し、それぞれの近接センサの検出結果ごとに、警報音を異なるように構成してもよい。この構成によれば、対象物の接近を検出する近接センサによって、その移動方向を特定することができる。したがって、操作者は、瞬時に接触などの回避方向を判断することができる。

なお、近接センサの配備されていないＩ．Ｉ２５の部位が、その部位を進行方向として対象物に接近した場合、図中の破線で示すその角部を頂点にもつ端辺上の２箇所に配備した両近接センサから同時に検出信号が警報機制御部３に送信される。したがって、この警報機制御部３に備わった信号処理部５によって両信号が変換され、発生回路６によって、個別の近接センサごとに発音させる警報音とは異なる態様の警報音を発生させる信号を作成するように構成すればよい。

（３）上述した実施例では、Ｃ型アームの駆動で撮影を行うＸ線診断装置を例に採って説明したが、この発明は、Ｃ型アーム以外の駆動機構がＸ線管やＩ．Ｉを支持して動かすＸ線診断装置に適用してもよい。

（４）上述した実施例は、Ｉ．Ｉ２５に代えてフラットパネル型検出器に適用してもよい。

（５）上述した実施例では、Ｘ線診断装置を例に採って説明したが、ＥＣＴ（Emission Computed Tomography）装置のように放射性同位元素（ＲＩ）を投与された被検体から放射されるγ線を検出する装置に適用してもよい。このように、Ｉ．Ｉ２５などに代表される可動部分を動かして放射線を検出することで診断用の放射線画像を得る医用診断装置であれば、適用することができる。

（６）上述した実施例では、静電容量式の近接センサを利用したが、このタイプに限らず、光学式などの非接触式の近接センサであってもよいし、接触式のセンサであってもよい。なお、接触式のセンサの場合、例えばリミットセンサを利用し、センサの検出部位のみが装置部位と接触し、可動部分が装置部位と接触または衝突しないように制御する必要がある。

（７）上述した実施例では、可動部分に近接センサ２８〜３０を配設していたが、可動部分の移動軌跡上に存在する装置部位ごとに近接センサを配設してもよい。

（８）上述した実施例では、対象物に接近する可動部分を警報音によって操作者に報知していたが、照明装置やランプの点滅などを利用して報知させてもよいし、操作パネルの画面に文字や絵柄などを利用して操作者に報知するように構成してもよい。この場合、移動方が特定できる場合、その移動方向を図示して表示させることが好ましい。

実施例に係るＸ線診断装置の概略構成を示した正面図である。実施例装置のイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ）のＸ線検出面側に設けられた近接センサの概略図である。Ｘ線検出面側の近接センサの各電極の配設箇所を示す概略図である。実施例に係るＸ線診断装置の動作を説明するフローチャートである。変形例に係るＸ線診断装置に備わったＩ．Ｉの平面図である。

符号の説明

３ … 警報機制御部
４ … 警報機
５ … 信号処理部
６ … 発生回路
７ … 駆動制御部
２１ … 基台部
２２ … Ｃ型アーム支持部
２３ … Ｃ型アーム
２４ … Ｘ線管
２５ … イメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ）
２８〜３０… 近接センサ
Ｍ … 被検体
Ｘ … 対象物

Claims

複数の可動部分の動きを制御しながら、Ｘ線管から被検体に向けて曝射される放射線を放射線検出手段によって検出することで診断用の放射線画像を得るＸ線診断装置であって、
少なくとも２以上の可動部分のそれぞれが被検体、操作者及び周辺機器の少なくともいずれかである対象物に接近するのを検出する検出手段と、
異なる警報音、異なるランプの点滅、異なる文字、及び、異なる絵柄のいずれかの態様で報知が可能な報知手段と、
前記検出手段からの検出信号に基づき、前記検出手段ごとに異なる信号を作成して前記報知手段に出力することで、前記対象物に接近した可動部分に応じて、前記報知手段から報知される報知態様を異なるように制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
請求項１に記載のＸ線診断装置において、
前記Ｘ線管と前記放射線検出手段は、被検体を挟さむようにＣ型アームの先端に対向配備されており、前記検出手段は、少なくとも前記Ｘ線管と前記放射線検出手段に配備されていることを特徴とするＸ線診断装置。
可動部分の動きを制御しながら、Ｘ線管から被検体に向けて曝射される放射線を放射線検出手段によって検出することで診断用の放射線画像を得るＸ線診断装置であって、
前記可動部分に配備され、被検体、操作者及び周辺機器の少なくともいずれかである対象物との接近を検出する複数個の検出手段と、
異なる警報音、異なるランプの点滅、異なる文字、及び、異なる絵柄のいずれかの態様で報知が可能な報知手段と、
前記検出手段からの検出信号に基づき、前記検出手段ごとに異なる信号を作成して前記報知手段に出力することで、前記各検出手段の検出信号に応じて前記報知手段による報知態様を異ならせるように制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のＸ線診断装置において、
前記検出手段は、複数の電極を互いに対向配置した静電容量式の近接センサであることを特徴とするＸ線診断装置。
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のＸ線診断装置において、
前記制御手段は、前記報知手段から報知される報知態様として、周波数の異なる報知音または周波数の異なる報知音を組み合せることを特徴とするＸ線診断装置。
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のＸ線診断装置において、
前記制御手段は、さらに前記検出手段の検出信号に応じて報知態様に変化を与えることを特徴とするＸ線診断装置。