JP4934540B2

JP4934540B2 - 医用画像撮影装置

Info

Publication number: JP4934540B2
Application number: JP2007207881A
Authority: JP
Inventors: 隆宏小柳
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2027-08-09
Also published as: US20090040333A1; JP2009039332A; US7540660B2

Description

本発明は、重量バランス機構により撮像部が被写体の位置に合わせて移動可能とする医用画像撮影装置に関するものである。

撮像部が任意の姿勢に配置できるように、上下動自在に移動可能に支持された撮影装置において、撮像部の重量と等しい錘をワイヤ等で連結する機構や、ばね力によるバランス制御機構を用いて重量バランスを保つ手動移動機構が知られている。このような重量バランス機構による装置は、例えば立位スタンドやＣ型アームに支持された放射線画像撮影装置等に用いられている。

図６は一般的な放射線撮影装置の支持架台を示しており、台座１に立設された支柱２内の上部にはワイヤ３を掛けた滑車４が吊り下げられ、ワイヤ３の一端には錘５が接続され、他端には撮像部６を固定した保持部７が接続されている。保持部７の側面に設けられたハンドル８を手動操作することにより、支柱２に沿って撮像部６が保持部７を介してＺ１方向に上下動する。錘５は撮像部６及び保持部７の総重量と釣り合う重量とされ、支柱２内を常に重量バランスが保持された状態でＺ２方向に上下動可能とされている。

特許文献１には、撮像部と同等重量の錘とを連結することにより重量バランスを保持し、Ｃアームの回転移動における重量バランスの調整機構が開示されている。特許文献２には、撮像部と錘を接続しているワイヤの破損等の故障時の落下防止機構に関する提案がされている。

近年では、半導体プロセス技術の進歩に伴い、半導体センサを使用して放射線画像を撮影する装置が開発されており、図７はこのような放射線画像撮影装置を用いた撮影システムの概念図を示している。放射線画像撮影装置１１は放射線検出センサ１２を内蔵しており、被写体Ｓの後方に配置された放射線発生装置１３から発せられた放射線は被写体Ｓに照射される。被写体Ｓを透過した放射線は、放射線検出センサ１２内の蛍光体を介して可視光に変換される。そして、蛍光体により変換された可視光は二次元の格子状に配列された光電変換素子によって電気信号として検出される。

放射線画像撮影装置１１には、放射線検出センサ１２に対して読出駆動や画像転送等の制御を行うための制御部１４が接続され、放射線検出センサ１２から出力された画像を画像処理し、モニタ１５に被写体Ｓの放射線画像を表示する。

この撮影システムでは、後処理で画像を読み出す放射線画像記録再生システムとは異なり、即時的に画像を観察することができる。更に、このような撮影システムでは、立位、臥位等の撮影形態により専用の架台に検出パネルが設置され、必要に応じて使い分けられるように構成されている。

最近では、可搬型のＸ線検出部も開発され、任意の撮影姿勢での撮影が必要な場合に用いられている。特許文献３には、このような可搬型のＸ線検出部を利用し、管球に対向する位置に固定し、支持部から切り離して用いることを可能としたＸ線画像撮影装置が提案されている。

この可搬型Ｘ線検出部によれば、位置決めが容易で、高精度のアライメントが迅速に行うことができる。また、Ｘ線検出部を自由な位置に配置することができるので、動くことのできない被写体に対しての負担を軽減するために、装置側で被写体の位置に合わせて撮影することができる。即ち、２つの撮影形態を１つの装置で兼用することが可能になり、利便性の向上が図られている。

特開平６−１６９９０４号公報実公平３−４９６８７号公報特開２００５−４７０号公報

従来、この種の撮像装置は撮影形態により専用の支持装置に撮像部を設置している。しかし近年では、可搬型の撮像部を用いて、１つの支持装置に対し複数の撮像部を併用する装置や、設置時等に撮像部の着脱を必要とする装置があり、撮像部の着脱時に重量バランスが崩れる虞れがある。重量バランスが崩れると、急激に撮影部の姿勢が変化する危険性が高く、着脱位置や可動部の状態に関する制限事項を手動で行う必要がある。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、重量バランスが崩れた場合でも姿勢が急激に変化する危険性が低く、容易に着脱可能とした医用画像撮影装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る医用画像撮影装置の技術的特徴は、被写体の二次元画像を検出又は撮影するための撮像手段と、該撮像手段を着脱可能に保持する保持手段と、前記撮像手段の位置を手動で変化させるための移動手段と、前記撮像手段の移動時に重量バランスを保つためのバランス制御手段と、前記移動手段の作動を規制する固定手段と、該固定手段がロックされていない状態において、前記撮像手段の着脱操作ができないように規制する着脱規制手段とを有することにある。

本発明に係る医用画像撮影装置によれば、撮像手段が着脱可能な保持手段において、その状態と連動した着脱動作規制を行うことにより、撮像手段の着脱操作により重量バランスが崩れた場合でも、危険性が低く容易に作業を続行することができる。

以下に、図１〜図５に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は実施例１における医用画像撮影装置の立位スタンドにおける構成図を示している。台座２１には中空の支柱２２が立設され、この支柱２２内の上部には滑車２３が吊設され、滑車２３にはこの滑車２３をロックするための安全ロック部２４が取り付けられている。滑車２３にはワイヤ２５が掛けられ、ワイヤ２５の一端には錘２６が接続され、他端には保持部２７が接続され、支柱２２に沿って上下動可能に取り付けられている。

保持部２７の前面には、アクチュエータ駆動式の着脱ロック部２８を介して、被写体の二次元画像を検出する複数種類の撮像部２９が択一的に着脱自在に取り付け可能とされている。この撮像部２９は検出器２９ａを内包する筐体２９ｂにより覆われ、撮像部２９の種類毎に設けられている識別プレート２９ｃを内蔵している。

また、撮像部２９と保持部２７の間には、撮像部２９の装着を検知する装着有無検知手段３０及び撮像部２９の種類を判別する種類検知手段３１が設けられている。保持部２７の側面には、保持部２７の上下動操作を行うハンドル３２を有する移動ロックスイッチ３３、撮像部２９を取り外す際に操作する安全スイッチ３４、着脱ロック解除釦３５が設けられている。また、保持部２７の支柱２２と接する面には、支柱２２に対して保持部２７をロックするための移動ロック部３６が設けられている。

更に、保持部２７内には液体を貯溜した重量調整部３７が設けられ、この重量調整部３７に可撓性のパイプ３８、３９が接続され、パイプ３８、３９の他端は滑車２３を介して錘２６内に貯溜された液体に通じている。錘２６の液体を含めた重量は、保持部２７及び撮像部２９の総重量と釣り合う重量にされており、撮像部２９の移動時には常に重量バランスが保たれた状態で自在に上下動が可能とされている。

保持部２７内には制御部４０が内蔵され、滑車２３の着脱ロック部２８、装着有無検知手段３０、種類検知手段３１、移動ロックスイッチ３３、安全スイッチ３４、着脱ロック解除釦３５、重量調整部３７と電気的に接続されている。

作動に際して、制御部４０は種類検知手段３１を介して撮像部２９に設けられている識別プレート２９ｃの情報を基に、撮像部２９の種類を判別することにより重量を判断し、重量バランスを調整する。即ち、重量調整部３７の内部に貯溜されている液体は、図示にない駆動ポンプによりパイプ３８、３９を介して、錘２６の内部との間を移動することにより、撮像部２９の種類によって重量が変化しても、錘２６は適切な重量バランスに調整される。

また、着脱ロック解除釦３５を操作することで、着脱ロック部２８による撮像部２９の着脱規制を解除し、保持部２７から撮像部２９を取り外すことが可能となる。この間に、移動ロックスイッチ３３を操作しても、移動ロックスイッチ３３は機能することはない。

図２は安全スイッチ３４の操作時におけるフローチャート図を示している。先ず、ステップＳ１において、安全スイッチ３４をオンにすると、ステップＳ２に進み、移動ロック部３６及び滑車２３に取り付けられている安全ロック部２４がロックされる。更に、移動ロックスイッチ３３が操作不能になると共に、着脱ロック解除釦３５は操作可能となる。

続いて、ステップＳ３において、着脱ロック部２８を解除した後に、ステップＳ４に進み、撮像部２９の装填又は着脱が可能となる。ステップＳ５において、着脱ロック部２８をオンにした後にステップＳ６に進み、装着有無検知手段３０を介して撮像部２９の有無を検知する。撮像部２９が装着されていると判断された場合にはステップＳ７に進み、種類検知手段３１により撮像部２９の種類を判別する。ステップＳ８において、判別された種類の撮像部２９の重量と保持部２７との合計重量が、錘２６との重量と釣り合うようにウェイト調整が自動で行われる。また、ステップＳ６において、撮像部２９が装着されていないと判断された場合にもステップＳ８に進み、同様に保持部２７と錘２６が釣り合うように自動的にウェイト調整が行われる。

ステップＳ８のウェイト調整が終了するとステップＳ９に進み、安全スイッチ３４及び安全ロック部２４が解除され、着脱ロック解除釦３５は操作不能となり、再び安全スイッチ３４を解除しないと着脱操作は行えなくなる。最後に、ステップＳ１０に進み、移動ロック部３６は操作可能となり保持部２７の上下動操作が可能となる。

このような撮像部２９の種類検知と連動する自動制御手段を備えることで、作業者の負荷も軽減され、操作ミスによる危険性も低く容易に撮像部２９の着脱操作が可能となる。

図３は実施例２における医用画像撮影装置に移動型Ｃアームを用いた構成図を示している。車輪４１を備えた本体部４２には、上下動調整可能な支柱４３が立設され、この支柱４３には前後動調整可能な水平支持部４４が取り付けられている。水平支持部４４には、Ｃアーム保持部４５を介してＣアーム４６がその形状に沿って矢印方向に摺動可能に設けられている。Ｃアーム４６の両端には、放射線発生装置４７と撮像部４８がそれぞれ対向して取り付けられている。更に、Ｃアーム４６と撮像部４８の間には、撮像部４８の有無及び種類を検知する撮像部検知手段４９が設けられている。

本体部４２の側面には、支柱４３を上下動させるためのレバー５０が設けられ、水平支持部４４の側面にはこの水平支持部４４を前後動させるためのレバー５１が設けられている。また、水平支持部４４の端部には、この水平支持部４４の回動動作を行うレバー５２が設けられている。更に、Ｃアーム４６の側面には、Ｃアーム４６の摺動回転動作を行うレバー５３が設けられ、Ｃアーム４６には撮像部４８を着脱するための着脱ロックレバー５４が設けられている。

撮像部４８はＣアーム４６から着脱可能であり、例えば用途に応じて撮像部４８の種類を変更したり、或いは取り外したままで移動型の放射線発生装置として使用できるようになっている。また、着脱ロックレバー５４はレバー５０、レバー５１、レバー５２、レバー５３の全てが各動作を固定した状態でなければ、解除できない構造とされている。

図４は実施例２の重量調整機構の一例を示しており、ポンプ６１には、本体部４２に内蔵された供給タンク６２、放射線発生装置４７に取り付けられる冷却部６３、撮像部４８付近のＣアーム４６に取り付けられた重量調整タンク６４が接続されている。また、ポンプ６１には制御部６５が接続され、この制御部６５には撮像部４８の撮像部検知手段４９、供給タンク６２内に設けられた液体の残量を検知する残量検知手段６６が接続されている。

通常の使用時には、この重量調整機構においては、冷却部６３による放射線発生装置４７の冷却を行っている。しかし、撮像部４８の着脱時には、撮像部４８の撮像部検知手段４９の信号を受けた制御部６５が、供給タンク６２の残量検知手段６６の信号を基にポンプ６１を制御し、重量調整タンク６４内の液量を調整し、装置の重量バランスを取るようにされている。重量バランスの調整が終了するまでは、各レバー操作は固定のまま操作不可とされている。

このような制御手段を備えることにより、各可動部のロックを忘れたままで撮像部４８の着脱操作を行ってしまうといった危険性が低く、撮像部４８の着脱操作が容易となる。これらは手動又は自動で操作することにより、各移動動作を個別に固定及び解除することが可能な構造となっている。

図５は実施例３における医用画像撮影装置の眼底写真撮影装置の構成図を示している。台座７１には支柱７２が立設され、支柱７２に取り付けられた円弧状のチルトアーム７３を介してヘッドユニット７４が保持されている。このヘッドユニット７４の内部には光学基台７５が配置されており、ヘッドユニット７４は一対のガイドローラ７６をガイドとし、チルトアーム７３の曲面に沿って移動可能となっている。

ヘッドユニット７４の上部にはウェイト調整ばね機構７７が設けられ、このウェイト調整ばね機構７７のばね力を調整するための調整ダイヤル７８が設けられ、常に重量バランスが保たれた状態で、ヘッドユニット７４が移動可能な構造となされている。そして、ヘッドユニット７４を手動で移動させても、任意の位置で止まるようにウェイト調整がなされる。

ヘッドユニット７４の前面には、撮像部７９が取り付けられており、カメラロック部８０により着脱が規制され、種類検知手段８１により撮像部７９の種類を検出している。ヘッドユニット７４の上面にはロック釦８２が設けられ、ヘッドユニット７４内に内蔵された制御部８３に接続されている。ガイドローラ７６が固定され、ヘッドユニット７４のチルト位置を保持すると同時に、カメラロック部８０が解除される機構になっており、チルト移動がロックされた状態でないと、撮像部７９が取り外せない構造となっている。

また、ウェイト調整ばね機構７７と種類検知手段８１は、制御部８３に接続されており、撮像部７９の種類毎に予め設定してある値とウェイト調整ばね機構７７の値が一致していない場合は、ロック釦８２が解除できないよう制御されている。このような制御手段を備えることで、着脱操作によりバランスが崩れ、チルト移動が勝手動作してしまう危険性が低く、安全に撮像部７９の着脱操作が可能となる。

実施例１における医用画像撮影装置の構成図である。フローチャート図である。実施例２における医用画像撮影装置の構成図である。実施例２における重量調整機構の構成図である。実施例３における医用画像撮影装置の構成図である。従来例の放射線撮影装置の支持架台の構成図である。従来例の放射線画像撮影装置の構成図である。

符号の説明

２１、７１台座
２２、４３、７２支柱
２３滑車
２４安全ロック部
２５ワイヤ
２６錘
２７保持部
２８着脱ロック部
２９、４８、７９撮像部
２９ａ検出器
２９ｂ筺体
２９ｃ識別プレート
３０装着有無検知手段
３１、８１種類検知手段
３２ハンドル
３３移動ロックスイッチ
３４安全スイッチ
３５着脱ロック解除釦
３６移動ロック部
３７重量調整部
３８、３９パイプ
４０、６５、８３制御部
４２本体部
４６Ｃアーム
４７放射線発生装置
４９撮像部検知手段
５４着脱ロックレバー
６１ポンプ
６２供給タンク
６３冷却部
６４重量調整タンク
７４ヘッドユニット
７７ウェイト調整ばね機構
７８調整ダイヤル

Claims

被写体の二次元画像を検出又は撮影するための撮像手段と、該撮像手段を着脱可能に保持する保持手段と、前記撮像手段の位置を手動で変化させるための移動手段と、前記撮像手段の移動時に重量バランスを保つためのバランス制御手段と、前記移動手段の作動を規制する固定手段と、該固定手段がロックされていない状態において、前記撮像手段の着脱操作ができないように規制する着脱規制手段とを有することを特徴とする医用画像撮影装置。
前記撮像手段の種類又は／及び有無を判断する検知手段を有することを特徴とする請求項１に記載の医用画像撮影装置。
前記保持手段には重量が異なる複数種類の前記撮像手段を択一的に取り付け可能であり、前記バランス制御手段は前記検知手段による前記撮像手段の種類又は／及び有無に合わせて、前記重量バランスを調整可能としたことを特徴とする請求項２に記載の医用画像撮影装置。
前記調整により前記重量のバランスが取れていない場合は、前記固定手段のロック解除の操作ができないように制御することを特徴とする請求項３に記載の医用画像撮影装置。