JP4991319B2

JP4991319B2 - 干渉検知装置及びそれを利用した医用画像診断装置

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Publication number: JP4991319B2
Application number: JP2007003586A
Authority: JP
Inventors: 基司原頭; 重治大湯
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2007-01-11
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2027-01-11
Also published as: JP2008167929A

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、核医学診断装置等の医用画像診断装置に関し、特に被検体と架台との接触を未然に防止して安全性を向上した医用画像診断装置に関する。また被検体と架台とが接触しそうになったとき、それを未然に防止するための干渉検知装置に関する。

従来の医用画像診断装置、例えばＸ線ＣＴ装置では、寝台上の被検体を架台(ガントリ)の開口部に挿入し、Ｘ線源からのＸ線を被検体に照射し、Ｘ線源に対向配置したＸ線検出器で透過量を検出し、断層像を得るようにしている。

また、架台を寝台に対して移動可能にした自走式のＣＴ装置もある。例えば、脳外科手術等では手術の進行状況を順次確認するため、手術中にＸ線ＣＴ画像を撮影することがある。これは術中ＣＴ装置と呼ばれるもので、安全上できる限り患者を移動させない状態で撮影したいという要求から、自走式のＣＴ装置を用いることが多い。

術中ＣＴ装置では、被検体が架台等に接触した場合に、接触を検出して撮影動作（架台移動や寝台移動など）を停止させ、安全性を確保するようにしている。

例えば、特許文献１には、ガントリの開口部の上下、左右にタッチセンサを設けた例が記載されている。

また、接触検知の方法として、クッション材で裏打ちされた面状感圧センサを架台開口部に貼付したものがある。これにより、撮影動作中に寝台天板や脳固定フレームなどが架台に接触した場合、これを上記感圧センサが検出して撮影動作を停止する等の安全処置が行われるように設計されている。

一方、患者や滅菌された手術器具等（清潔野）が、滅菌されていない架台表面等（不潔野）に接触した場合は、接触を検出した直後に撮影動作を停止させているが、その後、手術を続行させるには、不潔になった清潔野をもとの状態に回復するための処置が不可欠であった。

清潔野が不潔野に接触した場合、交換が可能な手術器具であれば滅菌されたものと交換し、交換ができない場合は、滅菌済みのテープや滅菌済みガーゼ等で接触部分を覆うことで、清潔状態に戻すための回復処置が行われる。また清潔野の一部である患者自体が不潔野に接触した場合は回復処置が非常に難しいので、予め滅菌されたドレープを患者に被せるといった処置を施ししていた。

このことから、術中ＣＴ装置の面状感圧センサが作動して撮影動作が安全に停止しても、その回復処置に時間がかかるため、清潔野が不潔野に接触することは極力避ける必要がある。

しかしながら、従来の術中ＣＴ装置における感圧センサを用いた安全装置では、清潔野が不潔野に接触した後で撮影動作を停止するものであるため、事前に接触を防止することは困難であった。またＸ線透過を邪魔しないように、Ｘ線源とＸ線検出器の間（開口部の内側）には上記センサを配置することができず、術中に被検体が架台開口部に接触してもそれを検出できないという問題もあった。
特開２００６−６４７１号公報

従来の医用画像診断装置では、被検体が架台表面等（不潔野）に接触した場合は、それを検知して撮影動作を停止させているが、事前に接触を防止することは困難であった。このため、不潔になった清潔野をもとの状態に回復するための処置に手間取るという欠点があった。またＸ線源とＸ線検出器の間にはセンサを配置できないため、術中に被検体が架台開口部に接触してもそれを検出できないという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みて成されたもので、被検体等の清潔野が架台表面（不潔野）に接触しそうになった場合に、接触の兆しを事前に検知する干渉検知装置及びそれを利用した医用画像診断装置を提供することにある。

請求項１記載の本発明は、トンネル状の開口部壁面に取り付けられ前記開口部内を通る物体が前記壁面に接触するのを未然に防止するための干渉検知装置であって、複数本の光ビームを放射する発光部と前記発光部からの複数の光ビームをそれぞれ受光する受光部とを含み、前記発光部から前記受光部に向けて放射された光ビームの束によって前記開口部の壁面に沿って光ビームを張り巡らして成る接触予知センサと、前記発光部から前記受光部に放射された光ビームのいずれかが遮断されたときにそれを検知する検知手段とを具備したことを特徴とする。

また、請求項１３記載の本発明の医用画像診断装置は、被検体を支持する天板を挿入可能な開口部を有し、被検体に対して相対的に移動可能な架台と、前記架台内に設けられ前記被検体を撮影する撮影手段と、前記撮影手段によって撮影したデータを収集するデータ収集部と、前記データ収集部で収集したデータを処理して表示する表示部と、前記開口部に取り付けられ、複数本の光ビームを放射する発光部と前記発光部からの複数の光ビームをそれぞれ受光する受光部を含んで構成し、前記発光部から前記受光部に向けて放射された光ビームの束によって前記開口部の壁面に沿って光ビームを張り巡らす接触予知センサと、前記発光部から前記受光部に放射された光ビームのいずれかが遮断されたときにそれを検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に応答して前記被検体の撮影動作を停止する制御部と、を具備したことを特徴とする。

清潔野が架台の開口部に接触する前に接触の兆しを検知して撮影動作を停止させることができる。また、開口部内側においても接触の兆しがあればそれを検知することができる。

以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の医用画像診断装置の一実施形態を示す全体構成図である。図１では、Ｘ線ＣＴ装置１０を例に示している。

図１において、Ｘ線ＣＴ装置１０は、架台（ガントリ）１１を有し、この架台１１内には回転リング１２が設けられ、図示しない回転機構によって回転する。回転リング１２内には、有効視野領域内に載置された被検体Ｐに対してＸ線を発生するＸ線管１３が取り付けられている。

また、Ｘ線管１３に対向して放射線検出器１４が配置されており、回転リング１２の中心部分は開口して、そこに寝台の天板１５に載置された被検体Ｐが挿入される。被検体Ｐを透過したＸ線は放射線検出器１４で検出されて電気信号に変換され、データ収集部（ＤＡＳ）１６で増幅され、デジタルデータに変換される。

データ収集部１６からのデジタルデータ（投影データ）は、非接触のデータ伝送装置１７を介してコンピュータシステム２０に伝送される。また、架台１１には、架台駆動部１８及びスリップリング１９が設けられている。

コンピュータシステム２０はコンソールに設けられ、非接触データ伝送装置１７からの投影データは、前処理部２１に供給される。前処理部２１では投影データに対してデータ補正等の前処理を行いバスライン２０１上に出力する。

バスライン２０１には、システム制御部２２、入力部２３、データ記憶部２４、再構成処理部２５、画像データ処理部２６、表示部２７等が接続されている。

システム制御部２２はホストコントローラとして機能し、コンピュータシステム２０の各部の動作や、架台駆動部１８及び高電圧発生部２８を制御する。データ記憶部２４は断層画像等のデータを記憶するものであり、再構成処理部２５は投影データから３Ｄ画像データを再構成する。画像データ処理部２６はデータ記憶部２４に保存されたデータ、または再構成したあとの画像データを処理する。表示部２７は画像データ処理によって得られた画像等を表示する。

入力部２３はキーボード、マウス等を有し、ユーザ（医師、オペレータ等）によって操作され、データ処理する上で各種の設定を行う。また、撮影開始や撮影終了等の各種の指示を入力するものである。

高電圧発生部２８は、スリップリング１９を介してＸ線管１３に電力を供給し、Ｘ線の曝射に必要な電力（管電圧、管電流）を与えるものである。Ｘ線管１３は、被検体Ｐの体軸方向に平行なスライス方向と、それに直交するチャンネル方向の２方向に広がるビームＸ線を発生する。

また、架台１１は架台移動装置１００によって移動可能であり、自走式になっている。さらに架台１１の開口部１１０の表面には、センサ１０１が取り付けられている。センサ１０１は、後述するタッチセンサ３０と接触予知センサ４０から構成されている。

タッチセンサ３０と接触予知センサ４０による検知結果は、検知回路１０２を介してコンピュータシステム２０に送られ、表示部２７において検知結果を表示するようにしている。

図２は、本発明の医用画像診断装置（Ｘ線ＣＴ装置１０）の構成図である。

図２において、１１は架台であり、ほぼ中央部にトンネル状の開口部１１０が設けられている。開口部１１０は、中心の円筒状開口部１１ａと、中心部から出入口部分に漏斗状に拡大する傾斜開口部１１ｂを有している。架台１１内には、円筒状開口部１１ａを挟んで撮影手段であるＸ線管１３とＸ線検出器１４が対向して配置されている。

架台１１は、レール２９に沿って矢印Ｘ１，Ｘ２方向に移動可能であり、架台移動装置１００によって移動量と移動方向が制御される。これにより架台１１は、被検体Ｐが載置された寝台天板１５に対して移動することができ、手術の途中でＸ線ＣＴ画像を撮影することができる。

例えば、脳外科手術などでは手術そのものを精確に行う必要があり、術中のナビゲーション情報を入手したいとか、手術の進行に合わせてどの程度患部が切除できたかどうかを順次確認したいとかの要求が強い。そこで手術中のＣＴ撮影を可能とするため架台自走式としている。

また脳外科手術中にＣＴ撮影を行う場合、患者の出血量を最小限に抑えるために、頭部は心臓と同じレベル又はそれより下に下げないようにし、下肢は心臓より下に下げる必要があり、寝台天板１５は開口部１１０の中心軸に対して斜めになっている。

一方、架台１１の開口部１１０の表面部には、Ｘ線の通過路を除く部分にタッチセンサ３０が取り付けられている。

このタッチセンサ３０は、面状の感圧センサであり、図２の円Ａ内に詳細構造を示すように、上下のゴム板３１，３２の間にスイッチ素子３３を配置したものである。ゴム板３１，３２が外部から押されるとスイッチ素子３３がメークする構造になっている。このタッチセンサ３０としては、例えば東京センサ株式会社の商品名「マットスイッチ」を利用することができる。

術中ＣＴ装置は、被検体等がタッチセンサ３０に接触し、スイッチ素子３３が動作したことを検出して撮影動作（例えば架台１１の移動）を停止するように制御する。タッチセンサ３０への接触が検知されると検知回路１０２（図１）は、コンピュータシステム２０に情報を送り、システム制御部２２は、架台移動装置１００を制御する。

尚、このタッチセンサ３０はクッション材で裏打ちされており、清潔野が不潔野に接触しても、接触による患者のダメージや滅菌器具の破壊などは最小限に食い止められる。

こうして、被検体等がこのタッチセンサ３０に接触した場合は、撮影動作を停止することができるが、これはあくまでも接触した後の対策に過ぎない。また、Ｘ線管１３とＸ線検出器１４との間にはタッチセンサ３０を配置することができないため、接触検知に関しては万全とは言えない。

そこで本発明では、開口部１１０の周辺に光学式の接触予知センサ４０を配置している。以下、接触予知センサ４０の具体例について説明する。接触予知センサ４０は、開口部１１０の表面に被検体Ｐ等が接触するのを未然に防止する干渉検知装置を構成するものである。

図３は、接触予知センサ４０の一実施形態を示す構成図である。図３（ａ）において、４１，４２は環状のセンサフレームであり、例えば円形のものである。センサフレーム４１には複数の発光素子４３が円周上に所定の間隔で取り付けられている。またセンサフレーム４２には複数の受光素子４４が円周上に所定の間隔で取り付けられている。

センサフレーム４１と４２は所定の距離をおいて対向配置され、センサフレーム４１のそれぞれ発光素子４３からの光ビームが、対向する受光素子４４にそれぞれ所定のねじれた角をもって発射され、それぞれ受光素子４４で受光するようになっている。

即ち、環状のセンサフレーム４１に取り付けた発光素子４３からの光ビームをセンサフレーム４２の受光素子４４に真直ぐに放射した場合、その放射ビーム群は円柱状になるが、その放射ビーム群を中心軸とねじれの位置関係を保ったまま中心軸の周りに回転すると光ビームによる包絡面４５は一葉回転双曲面を形成する。

図３（ｂ）は、センサフレーム４１のそれぞれの発光素子４３と、センサフレーム４２のそれぞれの受光素子４４間の光ビームの束が形成する包絡面４５を概略的に示したものである。

光ビームが形成する包絡面４５は、一葉回転双曲面となっている。Ｘ線ＣＴ装置１０の開口部１１０の形状は、中心部が円筒状で出入口付近は円錐状に拡大しており全体として鼓の側面形状に近い。したがって発光素子４３を取り付けたセンサフレーム４１を開口部１１０の入口側（または出口側）に配置し、受光素子４４を取り付けたセンサフレーム４２を開口部１１０の出口側（または入口側）に配置すれば、光ビームが形成する包絡面４５がほぼ鼓状になることから、架台１１の開口部１１０の壁面に沿って環状の光ビームを張り巡らすことができる。

尚、投光器と受光器を使用した光センサとして、オムロン株式会社から商品名「セイフティライトカーテン」で製品化されているセンサが知られているが、これは発光器と受光器が直線上に等間隔に配置された構造であり、平面状の検出領域に限定されたものであるため、開口部１１０の形状に近い面状の検出領域に適合させることはできない。

図４は、接触予知センサ４０の他の実施形態を示す構成図である。図４（ａ）において、４１，４２は環状のセンサフレームであり、例えば円形のものである。センサフレーム４１には複数の発光素子４３が円周上に所定の間隔で取り付けられている。またセンサフレーム４２は、センサフレーム４１よりも径が大きく複数の受光素子４４が円周上に所定の間隔で取り付けられている。

センサフレーム４１と４２は所定の距離をおいて対向配置され、センサフレーム４１のそれぞれ発光素子４３からの光ビームが、対向する受光素子４４にそれぞれ真直ぐ発射され、それぞれ受光素子４４で受光するようになっている。

図４（ｂ）は、センサフレーム４１のそれぞれの発光素子４３と、センサフレーム４２のそれぞれの受光素子４４間の光ビームが形成する包絡面４６を概略的に示したものである。

即ち、環状のセンサフレーム４１に取り付けた発光素子４３からの光ビームを径の大きいセンサフレーム４２の受光素子４４に真直ぐに放射した場合、光ビームの束が形成する包絡面４６は円錐状になる。

Ｘ線ＣＴ装置１０の開口部１１０の形状は、中心部が円筒状であるが、出入口付近は漏斗状に拡大している。したがって発光素子４３を取り付けたセンサフレーム４１を開口部１１０の入口側の中心部に近い側に配置し、受光素子４４を取り付けたセンサフレーム４２を開口部１１０の入口側の拡大した端部に配置すれば、開口部１１０の入口側を光ビームが形成する包絡面４６で覆い尽くすことができる。

同様に開口部１１０の出口側に対称的に、発光素子４３を取り付けたセンサフレーム４１と受光素子４４を取り付けたセンサフレーム４２配置すれば、開口部１１０の出口側を光ビームが形成する包絡面４６で覆い尽くすことができる。

したがって、Ｘ線ＣＴ装置１０の開口部１１０の中心部には図３の接触予知センサ４０を配置し、開口部１１０の入口側及び出口側の拡大した端部に図４の接触予知センサ４０を配置すれば、開口部１１０の周囲をすべて光ビームの包絡面４５，４６で覆い尽すことができる。

図５は、接触予知センサ４０の他の実施形態を示す構成図である。図５（ａ）において、４１は環状のセンサフレームであり、センサフレーム４１には複数の発光素子４３と受光素子４４のペアが円周上に所定の間隔で規則的に取り付けられている。

各ペアの発光素子４３と受光素子４４は所定の距離をおいて近接しており、各ペアの発光素子４３からは、センサフレーム４１の一方向周りに隣接するペアの受光素子４４に向けて光ビームが発射され、それぞれ受光素子４４で受光するようになっている。

図５（ｂ）は、径の異なるセンサフレーム４１１，４１２，４１３を近接して並べて配置し、それぞれに発光素子４３と受光素子４４のペアを設けた例を示している。

図５（ｃ）は、センサフレーム４１１，４１２，４１３のそれぞれの発光素子４３と受光素子４４間の光ビームが形成する包絡面４７を概略的に示したものである。この場合はほぼ円錐状の包絡面４７が形成される。

したがって、発光素子４３と受光素子４４を取り付けた径の小さいセンサフレーム４１１を開口部１１０の入口側の中心部に近い側に配置し、開口部１１０の入口側の拡大した端部に近づくにしたがって径の大きなセンサフレーム４１２，４１３を配置すれば、開口部１１０の入口側を光ビームが形成する包絡面４７で覆うことができる。

同様に開口部１１０の出口側に対称的に、径の異なるセンサフレーム４１１，４１２，４１３を順次配置すれば、開口部１１０の出口側を光ビームが形成する包絡面４７で覆うことができる。

図６は、図３の接触予知センサを４０ａとし、図４の接触予知センサを４０ｂとし、それらを組み合わせて架台１１の開口部１１０に配置した例を概略的に示した構成図である。

図６において、接触予知センサを４０ａは開口部１１０の中心部に配置し、接触予知センサ４０ｂを開口部１１０の拡大した斜面部に配置したものである。このように開口部１１０の形状に合わせて複数形態の接触予知センサ４０ａと４０ｂを組み合わせて配置することにより、包絡面４５と４６を繋ぎ合わせ、開口部１１０の形状に近い面状の検出領域を覆い尽すことができる。

また、図３の接触予知センサを４０ａとし、図５の接触予知センサを４０ｃとし、それらを組み合わせて架台１１の開口部１１０に配置しても良い。

こうして、開口部１１０の壁面に沿って光ビームを環状に張り巡らすことができる。これにより、被検体Ｐ等が開口部１１０に接触しようとした場合は、光ビームの一部が遮断されるため、それを検知した時点で架台１１の移動を停止して撮影動作を中断すれば接触を未然に防止することができる。尚、接触予知センサ４０からの光ビームはＸ線撮影に影響を与えることはない。

尚、図３，図４，図５に示す接触予知センサ４０は、発光素子４３、受光素子４４自体が包絡面４５，４６，４７でなる検出領域よりも開口部１１０の円の中心方向に突出しないようにする必要がある。即ち、接触予知センサ４０自体が検出領域から突出していると不潔野がセンサ４０に接触する可能性があるので、接触予知センサ４０は検出領域から突出しないようにすることが重要である。

図７は、発光素子４３と受光素子４４からなるセンサ回路５１を示す回路図である。

接触予知センサ４０は、面状の光遮断型センサを構成するものであり、発光素子４３として例えばレーザダイオード（半導体レーザ）を使い、受光素子４４としてフォトトランジスタを使用する。レーザダイオード４３、フォトトランジスタ４４は電圧源＋Ｖｃｃによって動作し、レーザダイオード４３からの光ビームは、フォトトランジスタ４４で検出され、出力端子５０に検出出力を取出すことができる。出力端子５０には、受光時に論理「１」の信号が得られ、光ビームが遮断されたときには論理「０」の出力が得られる。

したがって、架台１１の開口部１１０に接触予知センサ４０を配置し、被検体Ｐ等が架台１１に接近し、光ビームを遮った場合は、それを検出して論理「０」の出力を生成する。

図８は干渉検知装置を構成する検知回路１０２の一例を示すブロック図である。

図８において、５１１，５１２…５１ｎは、それぞれ発光素子４３と受光素子４４で構成した図７に示すセンサ回路であり、それぞれのセンサ５１１，５１２…５１ｎは個々に光ビームの遮断を判定する機能を持っている。

このため、それぞれのセンサ５１１，５１２…５１ｎの出力を論理積（ＡＮＤ）回路５２に供給することにより、いずれか１つのセンサで光ビームの遮断（論理「０」）が検出されると、論理積回路５２の出力５３が「１」から「０」に変化する。この出力５３の変化を例えば表示部２７に表示して報知することにより、何かが開口部１１０に接触しようとしていることを予知することができる。

こうして、一箇所でも清潔野と不潔野の接触（機械的干渉）の兆しが有れば、判定出力「０」として検出することができる。接触の兆しを検出した場合は、コンピュータシステム２０は、速やかに撮影動作を一時停止すると同時に、表示部２７に警告表示をする。或いは、警告音を発してもよい。

また、それぞれのセンサ回路５１１，５１２…５１ｎの出力を出力回路５４に供給し、各センサ回路５１１，５１２…５１ｎの検出結果を出力端子５５を介してコンピュータシステム２０に送れば、個々の検出結果を表示部２７に表示することができる。

図９は、表示部２７での表示例を示すものである。表示部２７には架台１１に配置された接触予知センサ４０の発光素子４３と受光素子４４の配置が模式的に表示されており、センサ回路５１１，５１２…５１ｎのいずれかで光ビームが遮断されたときに、どの部分で光ビームが遮断されたかを表示することができる。図９では、遮断された部分が特殊なパターン５６として表示された例を示している。

こうして、センサ回路５１１，５１２…５１ｎの出力をディスプレイ上の模式図にリアルタイムに表示することで、接触の兆しが発生している箇所を術者や補助者に分かりやすく伝えることができる。

尚、図９では二次元的な表示例を述べたが、立体的に表示すれば、より一層、接触の兆しが発生している箇所を分かりやすく表示することができる。

また本発明によれば、手術中にＣＴ撮影する場合、清潔野（患者、滅菌された器具など）が不潔野（術中ＣＴ装置の開口部近傍表面）に接触する前に接触の兆しを予知することができるので、システム制御部２２は、その予知結果を利用して撮影動作（自走式ＣＴ装置の場合は架台の移動、通常のＣＴ装置の場合は手術寝台に載っている寝台天板の移動）を停止させることができる。

また、清潔野に不潔野が接触しない状態を維持することができるので、接触回避処置を行うだけで撮影を再開することができ、接触に起因する患者のダメージや滅菌器具の破損等をなくすことができる。尚、撮影の再開に際しては、入力部２３に例えばリセットボタンを設け、接触回避処置をとった後に入力部２３を操作して再開すると良い。

また、本発明の接触予知センサ４０は、基本的に複数本の光ビーム網で不潔野を覆い尽くすものであるから、Ｘ線ＣＴ装置１０の撮影領域（Ｘ線管１３からＸ線検出器１４に至る空間）を光ビームが横切ることになるが、ＣＴ撮影には全く影響しない。したがって、タッチセンサ３０の使えない開口部内側においても接触の兆しを検出することができる。

尚、接触予知センサ４０としては、更なる変形例が考えられる。

図３の例では、センサフレーム４１，４２の形状を円形として説明したが、図１０で示すようにセンサフレーム４１，４２を楕円形状にすることで、光ビームの包絡面として、直交座標軸方向に一定の比率で伸縮させた一葉双曲面を形成することができる。

同様に図４の例では、センサフレーム４１，４２の形状を円形として説明したが、図１１で示すようにセンサフレーム４１，４２を楕円形状にすることで、光ビームの包絡面として二次円錐面を形成することができる。

また図１０で示す接触予知センサ４０と、図１１で示す接触予知センサ４０を組み合わせることで、開口部１１０が楕円状を成す医用画像診断装置に適用することができる。

さらに、図５のように径の異なるセンサフレーム４１１，４１２，４１３を用いる代わりに、図１２に示すように螺旋状のセンサフレーム４１４に発光素子４３と受光素子４４のペアを複数取り付けても良い。こうして開口部１１０の形状に合わせて種々の変形が可能である。

また、上記の警告によって接触の兆しに気づいた術者または補助者は、接触の回避処置を行うことになるが、その際に接触の兆しがある場所を簡単に目視確認できるように、光ビームとして有色可視光線（赤、青、緑など）を用いても良い。これにより場所の特定がより簡単になるという利点が生じる。当然、光ビームの強度は患者、術者などの目に入っても安全なレベル以下にしておく必要がある。

尚、発光素子４３からの光ビームのビーム間隔をゼロにすることは難しいので、その隙間をぬって清潔野の物体が不潔野である架台表面と接触する可能性も若干残る。このため、実用上はタッチセンサ３０と接触予知センサ４０を併用し、タッチセンサ３０によって接触を検知した場合は、撮影動作を停止することが望ましい。このように二重の安全措置を講じることで、接触事故を減少することが可能となる。

このように本発明では、接触予知センサ４０をＸ線ＣＴ装置の開口部内側や開口部近傍表面に配置することで、清潔野と不潔野の接触の兆しを非接触で検出することができる。また接触予知センサ４０は、開口部１１０の形状に近い面状の検出領域を持ち、Ｘ線撮影に影響を与えないため、正確に接触予知を行うことができる。またどの部分に接触の兆しがあるかどうかを模式的に表示・警告することも可能である。

また、この面状光遮断型の接触予知センサ４０は、他の医用画像診断装置、例えばＭＲＩ装置に用いることもできる。ＭＲＩ装置に用いた場合、光ビームの周波数とＭＲＩの共鳴周波数が大幅に違い、且つ光ビームは磁場の影響も受けないことから、被検体からのＮＭＲ（核磁気共鳴:Nuclear Magnetic Resonance）信号の収集にも影響を与えることはない。

さらに特許請求の範囲を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

本発明に係る医用画像診断装置の一実施の形態を示すブロック図。本発明に係る医用画像診断装置の構成を示す側面図。本発明の干渉検知装置を構成する接触予知センサの一実施の形態を示す斜視図。本発明の接触予知センサの他の実施形態を示す斜視図。本発明の接触予知センサのさらに他の実施形態を示す正面図及び斜視図。本発明の接触予知センサを医用画像診断装置に組み込んだ状態示す斜視図。本発明の接触予知センサの要部の回路構成を示す回路図。本発明の接触予知センサを応用した検知回路の構成示すブロック図。本発明の医用画像診断装置における表示部の表示例を示す説明図。本発明の接触予知センサの変形例を示す斜視図。本発明の接触予知センサの他の変形例を示す斜視図。本発明の接触予知センサさらに他の変形例を示す斜視図。

符号の説明

１０…断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）
１１…架台
１３…Ｘ線管
１４…Ｘ線検出器
１５…寝台天板
１６…データ収集部
１７…データ伝送装置
１８…架台駆動部
１９…スリップリング
２０…コンピュータシステム
２２…システム制御部
２３…入力部
２４…データ記憶部
２５…再構成処理部
２６…画像データ処理部
２７…表示部
２８…高電圧発生部
２９…レール
３０…タッチセンサ
４０…接触予知センサ
４１，４２…センサフレーム
４３…発光素子
４４…受光素子
４５，４６，４７…複数の光ビームが形成する包絡面
５１…センサ回路
５２…論理積回路
１００…架台移動装置
１０１…センサ
１０２…検知回路

Claims

トンネル状の開口部壁面に取り付けられ、前記開口部内を通る物体が前記壁面に接触するのを未然に防止するための干渉検知装置であって、
複数本の光ビームを環状に放射する発光部と前記発光部からの複数の光ビームをそれぞれ受光する受光部とを含み、前記発光部から前記受光部に向けて放射された光ビームの束によって前記開口部の壁面に沿って環状の光ビームを張り巡らして成る接触予知センサと、
前記発光部から前記受光部に放射された光ビームのいずれかが遮断されたときにそれを検知する検知手段と、
を具備したことを特徴とする干渉検知装置。
前記接触予知センサを構成する前記発光部と前記受光部が、前記光ビームの包絡面から突出しないようしたことを特徴とする請求項１記載の干渉検知装置。
前記接触予知センサは、前記発光部から前記受光部に向けて放射された光ビームの束による包絡面が、近似的に一葉双曲面、一葉回転双曲面、双曲放物面のいずれかを形成することを特徴とする請求項１記載の干渉検知装置。
前記接触予知センサは、前記発光部から前記受光部に向けて放射された光ビームの束による包絡面が、前記開口部の壁面形状と近似するように一葉回転双曲面と円錐面を繋ぎ合わせた面を形成することを特徴とする請求項１記載の干渉検知装置。
前記接触予知センサは、前記発光部から前記受光部に向けて放射された光ビームの束による包絡面が、前記開口部の壁面形状と近似するように一葉双曲面と、二次円錐面を繋ぎ合わせた面を形成することを特徴とする請求項１記載の干渉検知装置。
前記接触予知センサは、前記開口部の入口部分及び出口部分にそれぞれ対向配置した一対の環状フレームと、一方の環状フレームに所定の間隔をおいて取り付けられた複数の発光素子と、他方の環状フレームに所定の間隔をおいて取り付けられ前記複数の発光素子に対向配置した複数の受光素子とを備え、
前記複数の発光素子からの光ビームを対向する複数の受光素子にそれぞれ所定のねじれ角をもって発射し、前記複数の発光素子からの光ビームの束による包絡面が一葉双曲面又は一葉回転双曲面を形成することを特徴とする請求項１記載の干渉検知装置。
前記接触予知センサは、径の小さい第１の環状フレームと前記第１の環状フレームよりも径の大きい第２の環状フレームを対向配置して成るフレーム部材と、
前記第１，第２の環状フレームの一方に所定の間隔をおいて取り付けられた複数の発光素子と、前記第１，第２の環状フレームの他方に所定の間隔をおいて取り付けられ前記複数の発光素子に対向配置した複数の受光素子とを備え、
前記開口部の入口部分及び出口部分が漏斗状に拡大する場合、前記入口部分及び出口部分の小径部に前記第１の環状フレームを取り付け、前記入口部分及び出口部分の大径部に前記第２の環状フレームを取り付け、前記複数の発光素子からの光ビームの束による包絡面が円錐面又は二次円錐面を形成することを特徴とする請求項１記載の干渉検知装置。
前記接触予知センサは、それぞれ径の異なる複数の環状フレームを有し、所定の間隔をおいて配置した発光素子と受光素子のペアを前記それぞれの環状フレームに所定の間隔で規則的に取り付け、それぞれの発光素子からの光ビームを自己の環状フレームの一方向周りに隣接するペアの受光素子に向けて発射するようにし、
前記開口部の入口部分及び出口部分が漏斗状に拡大する場合、前記入口部分及び出口部分の小径部から大径部にかけて順次径が大きくなる複数の環状フレームを取り付けたことを特徴とする請求項１記載の干渉検知装置。
前記接触予知センサは、径が次第に大きくなる螺旋状のフレームを有し、所定の間隔をおいて配置した発光素子と受光素子のペアを前記螺旋状のフレームに所定の間隔で規則的に取り付け、各ペアの発光素子からの光ビームを前記螺旋状のフレームの一方向周りに隣接するペアの受光素子に向けて発射し、
前記開口部の入口部分及び出口部分が漏斗状に拡大する場合、前記入口部分及び出口部分に前記螺旋状のフレームを取り付けたことを特徴とする請求項１記載の干渉検知装置。
前記検知手段は、前記発光部から前記受光部に放射された複数の光ビームのいずれかが遮断されたときに、遮断された光ビームを特定して報知することを特徴とする請求項１記載の干渉検知装置。
前記接触予知センサの前記発光部から放射される光ビームは、可視光領域の波長を有し、かつ直視しても安全な強度を有することを特徴とする請求項１記載の干渉検知装置。
前記接触予知センサによる前記光ビームの包絡面と前記開口部壁面との間にさらにタッチセンサを取り付けたことを特徴とする請求項１記載の干渉検知装置。
被検体を支持する天板を挿入可能な開口部を有し、被検体に対して相対的に移動可能な架台と、
前記架台内に設けられ前記被検体を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段によって撮影したデータを収集するデータ収集部と、
前記データ収集部で収集したデータを処理して表示する表示部と、
前記開口部に取り付けられ、複数本の光ビームを環状に放射する発光部と前記発光部からの複数の光ビームをそれぞれ受光する受光部を含んで構成し、前記発光部から前記受光部に向けて放射された光ビームの束によって前記開口部の壁面に沿って環状の光ビームを張り巡らす接触予知センサと、
前記発光部から前記受光部に放射された光ビームのいずれかが遮断されたときにそれを検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に応答して前記被検体の撮影動作を停止する制御部と、を具備したことを特徴とする医用画像診断装置。
前記検知手段は、前記光ビームのいずれかが遮断されたときに、遮断された光ビームを特定して前記表示部に表示することを特徴とする請求項１３記載の医用画像診断装置。
前記制御部は、前記検知手段の検知結果に応答して前記架台又は前記天板の移動を停止させること特徴とする請求項１３記載の医用画像診断装置。
前記接触予知センサの前記光ビームの束が形成する包絡面と前記開口部壁面との間にさらにタッチセンサを取り付け、前記タッチセンサによって前記開口部に物体が接触したことを検知することを特徴とする請求項１３記載の医用画像診断装置。
前記制御部は、前記検知手段又は前記タッチセンサの少なくとも一方の検知結果に応答して前記撮影動作を停止することを特徴とする請求項１６記載の医用画像診断装置。
前記接触予知センサは、前記発光部から前記受光部に向けて放射された光ビームの束による包絡面が、近似的に一葉双曲面、一葉回転双曲面、双曲放物面のいずれかを形成することを特徴とする請求項１３記載の医用画像診断装置。
前記接触予知センサは、前記発光部から前記受光部に向けて放射された光ビームの束による包絡面が、前記開口部の壁面形状と近似するように一葉回転双曲面と円錐面を繋ぎ合わせた面を形成することを特徴とする請求項１３記載の医用画像診断装置。
前記接触予知センサは、前記発光部から前記受光部に向けて放射された光ビームの束による包絡面が、前記開口部の壁面形状と近似するように一葉双曲面と、二次円錐面を繋ぎ合わせた面を形成することを特徴とする請求項１３記載の医用画像診断装置。