JP4974138B2 - 撮像装置の取付けのための無線式荷重感知座金 - Google Patents

Description

本発明は一般的には、荷重感知座金を用いた医用撮像アセンブリに関し、さらに具体的には、無線伝送能力を用いて撮像アセンブリの複雑さを抑える荷重感知座金に関する。システムの複雑さを抑えることに加え、本発明は、実時間監視を用いることによりイメージング・システムの重要な構成要素の信頼性を高める。

Ｘ線管のような現代の医用撮像アセンブリは、それぞれのアセンブリの技術が進むにつれて益々高性能化している。多くの場合に、これらのアセンブリの性能が高まると、それぞれの構成要素の質量も増す。この質量の増大は、アセンブリの内部の個々の構成要素に加わる歪みの増大を招き得る。構成要素はしばしばボルト式接合部を用いて接合され、ボルト式接合部はこれらの増大した歪みに耐えなければならない。応力及び歪みの増大に適応する必要性のため、撮像アセンブリの基本的作用、性能及び精度が影響を受ける。

計算機式断層写真法（ＣＴ）のような複雑な撮像技術ではさらなる複雑化が生ずる。計算機式断層写真法アセンブリは通例、システムの開始、停止及び回転のため構成要素及びボルト式接合部に荷重及び応力を交互に加える。このため、これらのボルト式接合部は大きく且つ可変の荷重を受け、するとボルト式接合部が疲労し易くなる。これらのシステムのボルト式接合部は、ＣＴアセンブリの回転アセンブリ部分に撮像装置を取り付けるのに用いられているため極めて重要であり得る。

ボルト式接合部の耐疲労性能は主として、接合部特性と共に、設置時に加わるトルクによって締結具に加わる予備負荷によって左右されることが認められている。締結具に存在する実時間の力を監視すると、システム、接合部又は構成要素に障害が発生する前に取付けの問題の検出を行なうことが可能になる。多数の直接的な荷重監視手法が公知であるが、いずれの手法でも、ボルト接合部に対して直接的な物理的接続が必要である。すると、このことによって複数の付加的な回路、煩雑な配線、複雑な干渉の再構成が導入されて、スリップ・リングの問題点が増大する。このように、直接的な物理的接続による監視は、アセンブリの複雑さ、構成及び経費に望ましくない影響がある。

従って、アセンブリの複雑さ、構成及び経費に対する影響を最小限とした医用撮像アセンブリのボルト又は他の固定具の歪みを監視するアセンブリを提供できると極めて望ましい。加えて、固定具接合部と遠隔モニタとの間を無線で連絡することができ複雑な配線構成を不要とする上述のようなアセンブリを提供できると極めて望ましい。

少なくとも１個の圧締された撮像用構成要素と、この構成要素に取り付けられた圧締用頭部を有する圧締用締結具とを備えた計算機式断層写真法アセンブリを提供する。荷重感知座金が圧締用頭部と少なくとも１個の圧締された撮像用構成要素との間に配置され、この荷重感知座金は、締結具荷重値を送信する無線送信器と連絡している圧力センサ素子を含んでいる。無線受信器が、この締結具荷重値を遠隔で受信するように構成されており、無線受信器と連絡しているプロセッサが、締結具荷重値を実時間で監視するように構成されているロジックを含んでいる。

本発明のその他の特徴は、添付図面及び特許請求の範囲を併せて参照しながら好適実施形態の詳細な説明に照らして見ると明らかとなろう。

図１について説明する。同図は本発明と共に用いられる医用撮像アセンブリ１０又は明確に述べると計算機式断層写真法（ＣＴ）イメージング・システム１０の図である。特定のＣＴイメージング・システム１０を図示しているが、本発明を広範なイメージング・システムに用いてよいことを理解されたい。ＣＴイメージング・システム１０は、ガントリ・アセンブリとして図示されているスキャナ・アセンブリ１２を含んでいる。スキャナ・アセンブリ１２はＸ線源１４を含んでおり、Ｘ線源１４は、該Ｘ線源１４の反対側に配置されている検出器アセンブリ１８に向けてＸ線のビーム１６を投射する。検出器アセンブリ１８は、患者２０のような対象を透過した投射されたＸ線１６を検知する。通常、Ｘ線投影データを取得するための１回の走査中に、スキャナ・アセンブリ１２は患者２０の周りを回転する。検出器アセンブリ１８からのデータは引き続き処理されて、患者２０の１枚の医用画像又は多数の画像を再構成する。コンピュータ２２を用いて、キーボード又は類似の入力装置を有するコンソール２４を介して操作者からの命令及び走査パラメータを受け取る。付設されている表示器２６によって操作者は再構成画像及びコンピュータ２２からの他のデータを観測することができる。得られたアセンブリ１０は、システムの開始、停止及び回転のため構成要素及びボルト式接合部に交互に加わる荷重及び応力を受ける。本発明は、図２に示すような新規の締結具アセンブリ２８の利用を介してこれらの問題に対処する。

図示の締結具アセンブリ２８は、第一の圧締構成要素３０を第二の圧締構成要素３２に接合する又は圧締めするのに用いられる。これら圧締構成要素３０、３２は、医用撮像アセンブリ１０の全体にわたる多数の重要な構成要素を含むことを想定しており、これらの構成要素の性能は動作にとって重要であり、又はこれらの構成要素の位置若しくは構成によってこれらの構成要素が疲労若しくは他の性能を変化させる条件を受け易くなる。圧締用締結具３４及びばね座金３６が、構成要素３０、３２を互いに対して圧締連絡した状態に置く。本発明は、圧締用締結具３４の圧締用頭部４０と圧締構成要素３０の一方との間に配置された荷重感知座金３８の利用を思量している。少なくとも一つの実施形態では、ばね座金３６は圧締用頭部４０と荷重感知座金３８との間に配置される。荷重感知座金３８は、圧力トランスデューサ又は圧電センサのような圧力センサ素子４２を含む座金を包含するものとする。本開示に照らせば他の荷重／圧力感知素子も想到されよう。

単純な圧力感知座金の利用は、単独でも多くの複雑さ及び構成の問題を生ずる。このことの理由は、医用撮像アセンブリ１０の全体にわたる締結具アセンブリ２８の数及び位置が、厄介な高経費の配線経路を生ずるからである。しかしながら、本発明は、圧力センサ素子４２から締結具荷重値４８を受け取って遠隔位置へ送信し得るようにした圧力センサ素子４２と連絡している無線送信器４４をさらに含めることにより、この望ましくない複雑さに対して独自の解決を提供する。無線送信器４４は、Bluetooth送信器のような無線伝送市場で入手可能な広範な送信器の任意のものであってよい。無線送信器４４は好ましくは、複雑さを抑えるために荷重感知座金３８に直接組み入れられて一体形成される。さらに、荷重感知座金３８が、無線送信器に給電するための座金内部電池５０を内部に装着して含むことも思量される（図４参照）。

図３を参照すると、無線送信器４４は締結具荷重値４８を送信し、この値は次いで、遠隔プロセッサ５４と連絡している無線受信器５２によって受信される。この態様で、プロセッサは、各々の設置された締結具毎に一つずつとして多量の複数の締結具荷重値４８の実時間監視を提供して、値が許容可能な水準を下回ると操作者又は自動化されたソフトウェアが警告を発することを可能にすることができる。この態様で、多量の複数の締結具の実時間監視が速やかに且つ実効的に実時間で達成される。加えて、受信器５２及びプロセッサ５４を手掌型計算装置５６に組み込んで一体形成して、伝送距離を短縮し、またこれにより伝送強度を小さくするのを可能にすることができる。所要の伝送強度を小さくすることにより、荷重感知座金３８の伝送寿命を大幅に延ばすことができる。付加的なエネルギ節減の特徴としては、締結具荷重値４８が最小性能荷重のような予め決められた値を下回った場合にのみ送信器４４が起動されるようなロジックを無線送信器４４に一体化することを思量している。このことを用いて、座金内部電池５０を節約すると共に、荷重感知座金３８の有用性を延長することができる。

しかしながら、荷重感知座金３８は、性能の実時間評価を測定し得るように締結具荷重値４８の間断ない示度を提供することが好ましい。このようなものとして、本発明は、座金３８に一体形成して座金内部電池５０と連絡するようにした少なくとも１個の外部端子５８の利用を思量している。これにより、座金内部電池５０の再充電が可能になり、従って、荷重感知座金３８の性能寿命の延長が可能になる。着脱自在の充電蓋６０（図５参照）を併用して、座金内部電池５０に適当な電荷を保つ簡便で信頼性の高い方法を提供することができる。着脱自在の充電蓋６０は、充電用電池６４を内部に収容した充電用外被６２を含み得る。充電用電池６４は、荷重感知座金３８に設けられた外部端子５８と一致するように外被６２内部で配向された少なくとも１個の充電用端子６６と連絡している。外被６２は好ましくは、圧締用頭部４０に被せるように構成されて、所定の位置に摩擦保持される。

図６を参照すると、充電用ステーション６８を用いて、複数の着脱自在の充電蓋６０を完全に充電していつでも利用できる状態に保つことができる。これにより、操作者は、充電用ステーション６８から着脱自在の充電蓋６０を取り外して、荷重感知座金３８と連絡した状態に置くことができる。充電状態標示器７０が充電用外被６２に装着されて、好ましくは二つの目的を果たす。充電用ステーション６８の上に位置しているときには、標示器７０は充電用電池６４の充電状態を連絡する。荷重感知座金３８と連絡しているときには、標示器７０は座金内部電池５０（図４参照）の充電状態を標示する。

動作時に、着脱自在の充電蓋６０を多様な態様で用い得ることが思量される。一実施形態では、医用撮像アセンブリを利用していない時間に充電蓋６０を荷重感知座金３８の上に配置してよい。思量されるもう一つのシナリオでは、許容可能な電荷を保つのに適したスケジュールで操作者が充電蓋６０を設置してもよい。最後に、座金内部電池５０の電荷が過度に低いときに信号を送信するロジックを無線送信器４４がさらに含んで、これにより充電蓋６０を設置するように操作者に注意を促してもよいことが思量される。また、充電蓋６０は、機械の動作時に長時間にわたってオンの状態にあるように十分に小さいプロファイルを保つように設計されてもよい。

最後に説明した実施形態に照らして、本発明はさらに、図７に示す実施形態を思量しており、この実施形態では、無線送信器４４を着脱自在の送信器蓋７２の内部に移動させて無給電の無電池型荷重感知座金３８を用いることができる。この場合には、送信器蓋７２は、送信器外被７６の内部に配置された送信器電池７４を含んでいる。送信器蓋７２を荷重感知座金３８と連絡した状態に置くことにより、無線送信器４４が圧力センサ素子４２と連絡した状態に置かれる。この態様では、蓋７２はやはり充電用ステーション６８に保持されて、荷重の実時間監視が必要とされる場合にはいつでも荷重感知座金３８に設置される。

本発明の特定の実施形態を図示して説明したが、当業者には多くの変形及び代替的な実施形態が想到されよう。従って、本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定されるものとする。

本発明による医用撮像アセンブリの図である。 図１に示す医用撮像アセンブリに用いられる締結具アセンブリの詳細図である。 図２に示す締結具アセンブリが遠隔プロセッサと無線連絡している様子を示す図である。 図２に示す締結具アセンブリに用いられる荷重感知座金の詳細図である。 図２に示す締結具アセンブリと共に用いられる着脱自在の充電蓋の図である。 図５に示す充電蓋と共に用いられる充電用ステーションの図である。 図５に示す充電蓋の代わりに用いられる送信器蓋の図である。

符号の説明

１０ 医用撮像アセンブリ
１２ スキャナ・アセンブリ
１４ Ｘ線源
１６ Ｘ線ビーム
１８ 検出器アセンブリ
２０ 患者
２２ コンピュータ
２４ コンソール
２６ 表示器
２８ 締結具アセンブリ
３０、３２ 圧締構成要素
３４ 圧締用締結具
３６ ばね座金
３８ 荷重感知座金
４０ 圧締用頭部
４２ 圧力センサ素子
４４ 無線送信器
４８ 締結具荷重値
５０ 座金内部電池
５２ 無線受信器
５４ 遠隔プロセッサ
５６ 手掌型計算装置
５８ 外部端子
６０ 充電蓋
６２ 充電用外被
６４ 充電用電池
６６ 充電用端子
６８ 充電用ステーション
７０ 充電状態標示器
７２ 送信器蓋
７４ 送信器電池
７６ 送信器外被

Claims (10)

1. 少なくとも１個の撮像用構成要素（３０）と、
   該少なくとも１個の撮像用構成要素（３０）に取り付けられており、圧締用頭部（４０）を含んでいる圧締用締結具（３４）と、
   前記圧締用頭部（４０）と前記少なくとも１個の撮像用構成要素（３０）との間に配置されている荷重感知座金（３８）であって、
   圧力センサ素子（４２）、及び
   該圧力センサ素子（４２）と連絡しており、該圧力センサ素子（４２）から受け取った締結具荷重値（４８）を送信する前記無線送信器（４４）
   を含んでいる荷重感知座金（３８）と、
   前記締結具荷重値（４８）を遠隔受信するように構成されている無線受信器（５２）と、
   該無線受信器（５２）と連絡しており、前記締結具荷重値（４８）を実時間で監視するように構成されているロジックを含んでいるプロセッサ（５４）と、
   を備えた計算機式断層写真法アセンブリ（１０）。
2. 前記無線送信器（４４）は、前記締結具荷重値（４８）が最小閾値を下回ったときにのみ前記締結具荷重値（４８）を送信するように構成されているロジックを含んでいる、請求項１に記載の計算機式断層写真法アセンブリ（１０）。
3. 前記荷重感知座金（３８）は、座金外面の内部に配置されている座金内部電池（５０）と、前記座金外面に形成されており、前記座金内部電池（５０）と連絡している少なくとも１個の外部端子（５８）と、を含んでいる、請求項１に記載の計算機式断層写真法アセンブリ（１０）。
4. 少なくとも１個の着脱自在の充電蓋（６０）であって、
   前記圧締用頭部（４０）を覆って配置されて固定されるように構成されている充電用外被（６２）と、
   該充電用外被（６２）の内部に配置されている充電用電池（６４）と、
   当該着脱自在の充電蓋（６０）が前記圧締用頭部（４０）を覆って配置されているときに前記外部端子（５８）と係合して、前記充電用電池（６４）が前記座金内部電池（５０）を再充電するように構成されている充電用端子（６６）と、
   を含んでいる少なくとも１個の着脱自在の充電蓋（６０）
   をさらに含んでいる請求項３に記載の計算機式断層写真法アセンブリ（１０）。
5. 前記圧締用締結具（３４）から遠隔に配置されている充電用ステーション（６８）をさらに含んでおり、
   前記着脱自在の充電蓋（６０）は、該着脱自在の充電蓋（６０）が前記圧締用頭部（４０）に配置されていないときには前記充電用ステーション（６８）の上に配置されて該充電用ステーション（６８）から再充電を受ける、請求項４に記載の計算機式断層写真法アセンブリ（１０）。
6. 少なくとも１個の撮像用構成要素（３０）と、
   該少なくとも１個の撮像用構成要素（３０）に取り付けられており、圧締用頭部（４０）を含んでいる圧締用締結具（３４）と、
   前記圧締用頭部（４０）と前記少なくとも１個の撮像用構成要素（３０）との間に配置されており、圧力センサ素子（４２）を含んでいる荷重感知座金（３８）と、
   前記圧力センサ素子（４２）と連絡しており、前記圧力センサ素子（４２）から受け取った締結具荷重値（４８）を送信する無線送信器（４４）と、
   前記締結具荷重値（４８）を遠隔で受信するように構成されている無線受信器（５２）と、
   を備えた医用撮像アセンブリ（１０）。
7. 前記荷重感知座金（３８）は、座金外面の内部に配置されている座金内部電池（５０）を含んでいる、請求項６に記載の医用撮像断層写真法アセンブリ（１０）。
8. 前記圧締用頭部（４０）を覆って配置されて固定されるように構成されており、前記無線送信器（４４）が内部に配置されている送信器外被（６２）と、
   該送信器外被（６２）の内部に配置されている送信器電池（６４）と、
   を含んでいる少なくとも１個の着脱自在の送信器蓋（６０）であって、前記締結具荷重値（４８）が前記圧力センサ素子（４２）から前記無線送信器（４４）へ連絡されるように、当該着脱自在の送信器蓋（６０）が前記圧締用頭部（４０）を覆って配置されているときには前記圧力センサ素子（４２）に着脱自在で連絡している少なくとも１個の着脱自在の送信器蓋（６０）
   をさらに含んでいる請求項６に記載の医用撮像断層写真法アセンブリ（１０）。
9. 前記圧力センサ素子（４２）は無給電センサ素子を含んでいる、請求項６に記載の医用撮像アセンブリ（１０）。
10. 医用撮像アセンブリ（１０）の締結具荷重を監視する方法であって、
    圧締用締結具（３４）と少なくとも１個の撮像用構成要素（３０）との間に荷重感知座金（３８）を配置するステップと、
    前記圧締用締結具（３４）に荷重を加えるステップと、
    締結具荷重値（４８）を生成するために前記荷重感知座金（３８）の内部に配置されている圧力センサ素子（４２）を用いて前記荷重を測定するステップと、
    前記圧力センサ素子（４２）と連絡している無線送信器（４４）を用いて前記締結具荷重値（４８）を送信するステップと、
    前記荷重感知座金（３８）から遠隔に配置されている無線受信器（５２）を用いて前記締結具荷重値（４８）を受信するステップと、
    前記無線受信器（５２）と連絡しているプロセッサ（５４）を用いて前記締結具荷重値（４８）を実時間で監視するステップと、
    を備えた方法。
    
    

Images