JP5118375B2 - 医療用寝台及び画像撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、医療用寝台及び画像撮影装置に関し、特に、患者を載せるスライド可能な天板を備えた医療用寝台及びこの医療用寝台を備えたＸ線ＣＴ装置等の画像撮影装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置等の画像撮影装置では、スライド可能な天板を備えた医療用寝台を有し、患者を載せた天板を画像撮影部による撮影位置にスライドさせ、天板をスライドさせて患者の撮影が行われている。

Ｘ線ＣＴ装置でヘリカルスキャンによる撮影を行う場合、撮影した画像の精度を上げるためには、天板を速度ムラなくスライドさせ、及び、天板の停止位置精度を上げることが重要である。

スライド可能な天板を有する医療用寝台の構造としては、下記特許文献１に記載されたものが知られている。

下記特許文献１に記載された医療用寝台は、天板のスライド方向の片側に駆動モータと駆動モータにより駆動されるチェーンとが配置され、チェーンの一部が天板に連結片を介して連結されている。

駆動モータは必要に応じて正逆駆動され、駆動モータが正逆駆動されることによりチェーンが往復移動され、チェーンが往復移動することにより連結片を介してチェーンに固定されている天板が往復方向にスライドする。
特開平０７−１４８１５０号公報

しかしながら、前述の医療用寝台においては、以下の点について配慮がなされていない。

天板のスライド時には、チェーンを介して、天板に対して天板のスライド方向の片側のみから駆動力が伝達される。このため、スライドする天板のスライド方向の両側に作用する力が不均等になり、天板がスライド方向に対する左右方向に横振れを生じ易くなる。特に、天板のスライド速度が高速化されることに伴い、スライド時における天板の横振れが生じ易くなる。

天板がスライド時に横振れすると、この横振れによって天板の走行速度に速度ムラが生じたり、停止位置の精度が低下したりし、ヘリカルスキャンして得られた撮影データを合成して作成される画像の品質が低下する。特に、天板のスライド速度が高速化するにつれ、天板の走行速度の速度ムラが画像の品質低下に対して与える影響が大きくなる。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は、医療用寝台に設けられたスライド可能な天板を、速度ムラや停止位置の誤差を生じることなくスライドさせることができる医療用寝台及びこの医療用寝台を用いた画像撮影装置を提供することである。

本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、医療用寝台において、ベースと、前記ベース上に往復スライド可能に設けられ、患者が載せられる天板と、前記天板のスライド方向の一側に設けられ、前記天板に対してスライド方向への駆動力を伝達する第１のモータを有する第１の駆動機構と、前記第１の駆動機構による前記天板のスライド量を検出する第１の検出手段と、前記天板のスライド方向の他側に設けられ、前記天板に対してスライド方向への駆動力を伝達する第２のモータを有する第２の駆動機構と、前記第２の駆動機構による前記天板のスライド量を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段による検出結果と前記第２の検出手段による検出結果との誤差を検出し、検出した誤差に応じて前記第１の駆動機構と前記第２の駆動機構とに対する出力を変更する駆動制御部とを備えることである。

本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、画像撮影装置において、第１の特徴に係る医療用寝台と、前記医療用寝台の前記天板のスライド方向と対向する位置に配置され、前記天板上に載置された患者を撮影する画像撮影部と、を備えることである。

本発明によれば、医療用寝台に設けられたスライド可能な天板を、速度ムラや停止位置の誤差を生じることなくスライドさせることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る画像撮影装置であるＸ線ＣＴ装置１は、医療用寝台２と、画像撮影部であるガントリ３とにより構成されている。

医療用寝台２は、ベース４と、ベース４上に設けられてガントリ３の方向へ往復スライド可能な天板５と、天板５のスライド方向の一側に設けられて天板５に対してスライド方向への駆動力を伝達する第１の駆動機構６ａと、天板５のスライド方向の他側に設けられて天板５に対してスライド方向の駆動力を伝達する第２の駆動機構６ｂとを備えている。天板５の上には患者Ｐが載せられる。

ベース４と天板５との間には、ベース４に対して天板５をスライド可能とする一対のＬＭ（Linear Motion）ガイド７が設けられている。ＬＭガイド７は、ベース４の上面に固定され、天板５のスライド方向に延出する直線状のレール８と、天板５の下面に固定され、ボールやころを介してレール８に摺動可能に嵌合された摺動体９とを備えている。

第１の駆動機構６ａと第２の駆動機構６ｂとは同じ構造であり、第１の駆動機構６ａについて説明する。第１の駆動機構６ａは、複数のプーリ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと、これらのプーリ１０ａ〜１０ｄに巻回されて張設されたタイミングベルト１１ａと、プーリ１０ａに連結された駆動部であるモータ１２ａとを備えている。タイミングベルト１１ａは、天板５のスライド方向に延出して配設され、タイミングベルト１１ａの一部が連結片１３ａを介して天板５に固定されている。

第１の駆動機構６ａのモータ１２ａは、マスタドライバ１４を介して駆動制御部１８に接続されている。モータ１２ａには、モータ１２ａの回転数を検出することにより第１の駆動機構６ａによる天板５のスライド量を検出する第１の検出手段である第１のエンコーダ１５ａが取り付けられ、第１のエンコーダ１５ａは駆動制御部１８に接続されている。

第２の駆動機構６ｂのモータ１２ｂは、マスタドライバ１４により制御されるスレーブドライバ１６を介して駆動制御部１８に接続されている。モータ１２ｂには、モータ１２ｂの回転数を検出することにより第２の駆動機構６ｂによる天板５のスライド量を検出する第２検出手段である第２のエンコーダ１５ｂが取り付けられ、第２のエンコーダ１５ｂは駆動制御部１８に接続されている。なお、モータ１２ａ、１２ｂとしては、サーボモータやステッピングモータ等を使用することができる。

駆動制御部１８からは、第１の駆動機構６ａのモータ１２ａを駆動するための駆動信号と、第２の駆動機構６ｂのモータ１２ｂを駆動するための駆動信号とがマスタドライバ１４に出力される。駆動制御部１８から駆動信号が出力されることにより、マスタドライバ１４を介してモータ１２ａが駆動され、及び、マスタドライバ１４とスレーブドライバ１６とを介してモータ１２ｂが駆動される。なお、駆動制御部１８においては、第１のエンコーダ１５ａからの検出結果と、第２のエンコーダ１５ｂからの検出結果との誤差を検出する処理と、検出された誤差に応じて第１の駆動機構６ａによる天板５の移動量と第２の駆動機構６ｂによる天板５の移動量とが等しくなるように駆動信号を変更する演算とが行われ、演算により求められた駆動信号がマスタドライバ１４に出力される。

ガントリ３は、Ｘ線を放射するＸ線管（図示せず）と、Ｘ線管から放射された後に患者Ｐの患部を透過したＸ線を検出するＸ線検出器（図示せず）とを備えている。さらに、ガントリ３には、天板５上に載せられた患者Ｐを天板５と共にスライドさせた場合に、患者Ｐが天板５と共にＸ線管とＸ線検出器との間に挿入可能とされる円形の開口部１７が形成されている。

このような構成において、天板５上に載せられた患者Ｐに対してＸ線撮影を行う場合には、天板５をスライドさせ、患者Ｐを天板５と共にガントリ３の開口部１７に挿入する。天板５をスライドさせている最中にＸ線管とＸ線検出器とを開口部１７の回りに回転させ、Ｘ線管とＸ線検出器とを回転させながらＸ線管からＸ線を放射し、患者Ｐに対してヘリカルスキャンを行う。

天板５のスライド時には、駆動制御部１８からマスタドライバ１４へ駆動信号が出力され、この駆動信号に基づきマスタドライバ１４を介してモータ１２ａが駆動されるとともに、この駆動信号に基づきマスタドライバ１４とスレーブドライバ１６とを介してモータ１２ｂが駆動され、モータ１２ａとモータ１２ｂとが同期して駆動される。

モータ１２ａ、１２ｂが同期して駆動されることにより、天板５のスライド方向の両側に位置する一対のタイミングベルト１１ａ、１１ｂが同期して天板５のスライド方向に往復移動し、天板５に対して天板５のスライド方向の両側から駆動力が均等に伝達される。このため、天板５のスライド時において天板５の横振れが防止され、スライド時における天板５の横振れが原因となって発生する天板５の速度ムラや停止位置の誤差が防止される。これにより、ヘリカルスキャンにより得られた撮影データを合成して作成される画像の品質を高くすることができる。特に、天板５を高速でスライドさせる場合や低速でスライドさせる場合等のようにスライド速度を変化させる場合であっても、スライド速度が異なるそれぞれの場合において、天板５の速度ムラや停止位置の誤差を防止することができる。

さらに、天板５は一対のＬＭガイド７を介してスライドするため、スライド時の摩擦抵抗が極めて小さくなり、天板５のスライドをより一層安定して行わせることができる。

第１の実施の形態では、２つのタイミングベルト１１ａ、１１ｂを別個のモータ１２ａ、１２ｂにより別個に駆動させている。このため、個々のモータ１２ａ、１２ｂを小型化することができ、タイミングベルト１１ａ、１１ｂを移動制御するための精度を向上させることができる。

また、第１の駆動機構６ａによる天板５のスライド量が第１のエンコーダ１５ａにより検出され、第２の駆動機構６ｂによる天板５のスライド量が第２のエンコーダ１５ｂにより検出され、検出結果の誤差に応じた駆動信号が駆動制御部１８からマスタドライバ１４に出力される。この駆動信号は、第１の駆動機構６ａによる天板５の移動量と第２の駆動機構６ｂによる天板５の移動量とが等しくなるようにするための演算により求められたものである。したがって、第１の駆動機構６ａによる天板５のスライド量と第２の駆動機構６ｂによる天板５のスライド量とに誤差が生じた場合でも、演算結果に基づいて出力される駆動信号を変更することにより、その誤差を速やかに解消することができる。 （第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図３及び図４に基づいて説明する。なお、第２の実施の形態及びこれ以降の他の実施の形態において、先行する実施の形態で説明した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。

本発明の第２の実施の形態に係る画像撮影装置であるＸ線ＣＴ装置１Ａの基本的な構造は第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置１と同じであり、医療用寝台２Ａと、画像撮影部であるガントリ３とにより構成されている。

医療用寝台２Ａと第１の実施の形態の医療用寝台２との異なる点は、医療用寝台２Ａの両側に設けられた第１の駆動機構６ａと第２の駆動機構６ｂとが、駆動部である共通のモータ２０により駆動される点である。モータ２０はドライバ２１を介して駆動制御部１８Ａに接続されている。モータ２０には、モータ２０の回転数を検出するエンコーダ２２が取り付けられ、エンコーダ２２は駆動制御部１８Ａに接続されている。

このような構成において、この医療用寝台２Ａにおいて天板５をスライドさせる場合には、駆動制御部１８Ａからドライバ２１へ駆動信号が出力され、ドライバ２１を介してモータ２０が駆動される。モータ２０が駆動されることにより、天板５の両側に位置する一対のタイミングベルト１１ａ、１１ｂが天板５のスライド方向に同期して往復移動し、天板５に対して天板５のスライド方向の両側から駆動力が均等に伝達される。このため、天板５のスライド時において天板５の横振れが防止され、スライド時における天板５の横振れが原因となって発生する天板５の速度ムラや停止位置の誤差が防止される。これにより、ヘリカルスキャンにより得られた撮影データを合成して作成される画像の品質を高くすることができる。

また、第２の実施の形態では、第１の駆動機構６ａと第２の駆動機構６ｂとの駆動部として１つのモータ２０を共用しているため、２つのタイミングベルト１１ａ、１１ｂを簡単な構成により確実に同期させることができる。

なお、第１及び第２の実施の形態では、モータ１２ａ、１２ｂ、２０によりタイミングベルト１１ａ、１１ｂを往復移動させ、タイミングベルト１１ａ、１１ｂから天板５へ駆動力を伝達する場合を例に挙げて説明したが、このタイミングベルト１１ａ、１１ｂに変えてチェーンを用いてもよい。この場合には、プーリ１０ａ〜１０ｄに代えてスプロケットを用いる。チェーンを用いた場合にも、第１及び第２の実施の形態と同様に、天板５のスライド時における天板５の横振れを防止することができ、天板５を速度ムラや停止位置の誤差を生じることなくスライドさせることができる。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態を図５及び図６に基づいて説明する。

本発明の第３の実施の形態に係る画像撮影装置であるＸ線ＣＴ装置１Ｂの基本的な構造は第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置１と同じであり、医療用寝台２Ｂと、画像撮影部であるガントリ３とにより構成されている。

医療用寝台２Ｂは、ベース４と、ベース４上に設けられてガントリ３の方向へ往復スライド可能な天板５と、天板５のスライド方向の一側に設けられて天板５に対してスライド方向への駆動力を伝達する第１の駆動機構３０ａと、天板５のスライド方向の他側に設けられて天板５に対してスライド方向への駆動力を伝達する第２の駆動機構３０ｂとを備えている。天板５の上には患者Ｐが載せられる。

ベース４と天板５との間には、ベース４に対して天板５をスライド可能とする一対のＬＭガイド７が設けられている。ＬＭガイド７は、レール８と摺動体９とを備えている。

第１の駆動機構３０ａと第２の駆動機構３０ｂとは同じ構造であり、第１の駆動機構３０ａについて説明する。第１の駆動機構３０ａは、天板５のスライド方向に延出して設けられ、両端を保持部３１により保持されてベース４上に取付けられたボールネジ３２ａと、ボールネジ３２ａの一端に連結されてボールネジ３２ａを回転させる駆動部であるモータ３３ａと、ボールネジ３２ａに螺合されて天板５の下面に固定された可動片３４ａとを備えている。

第１の駆動機構３０ａのモータ３３ａは、マスタドライバ３５を介して駆動制御部１８Ｂに接続されている。モータ３３ａには、モータ３３ａの回転数を検出することにより第１の駆動機構３０ａによる天板５のスライド量を検出する第１の検出手段である第１のエンコーダ３７ａが取り付けられ、第１のエンコーダ３７ａは駆動制御部１８Ｂに接続されている。

第２の駆動機構３０ｂのモータ３３ｂは、マスタドライバ３５に制御されるスレーブドライバ３６を介して駆動制御部１８Ｂに接続されている。モータ３３ｂには、モータ３３ｂの回転数を検出することにより第２の駆動機構３０ｂによる天板５のスライド量を検出する第２の検出手段である第２のエンコーダ３７ｂが取り付けられ、第２のエンコーダ３７ｂは駆動制御部１８Ｂに接続されている。

駆動制御部１８Ｂからは、第１の駆動機構３０ａのモータ３３ａを駆動するための駆動信号と、第２の駆動機構３０ｂのモータ３３ｂを駆動するための駆動信号とがマスタドライバ３５に出力される。駆動制御部１８Ｂから駆動信号が出力されることにより、マスタドライバ３５を介してモータ３３ａが駆動され、及び、マスタドライバ３５とスレーブドライバ３６とを介してモータ３３ｂが駆動される。なお、駆動制御部１８Ｂにおいては、第１のエンコーダ３７ａからの検出結果と、第２のエンコーダ３７ｂからの検出結果との誤差を検出する処理と、検出された誤差に応じて第１の駆動機構３０ａによる天板５の移動量と第２の駆動機構３０ｂによる天板５の移動量とが等しくなるように駆動信号を変更するための演算とが行われ、演算により求められた駆動信号がマスタドライバ３５に出力される。

このような構成において、天板５上に載せられた患者Ｐに対してＸ線撮影を行うために天板５がスライドされる場合には、駆動制御部１８Ｂからマスタドライバ３５へ駆動信号が出力され、この駆動信号に基づいてマスタドライバ３５を介してモータ３３ａが駆動されるとともに、この駆動信号に基づいてマスタドライバ３５とスレーブドライバ３６とを介してモータ３３ｂが駆動され、モータ３３ａとモータ３３ｂとが同期して駆動される。

モータ３３ａ、３３ｂが同期して駆動されることにより、天板５のスライド方向の両側に位置する一対のボールネジ３２ａ、３２ｂが同期して回転駆動される。ボールネジ３２ａ、３２ｂが同期して回転駆動されることにより、天板５に固定された可動片３４ａ、３４ｂがボールネジ３２ａ、３２ｂ上をボールネジ３２ａ、３２ｂの中心線方向に移動し、天板５に対して天板５のスライド方向の両側から駆動力が均等に伝達される。このため、天板５のスライド時において天板５の横振れが防止され、スライド時における天板５の横振れが原因となって発生する天板５の速度ムラや停止位置の誤差が防止される。これにより、ヘリカルスキャンにより得られた撮影データを合成して作成される画像の品質を高くすることができる。

また、第１の駆動機構３０ａによる天板５のスライド量が第１のエンコーダ３７ａにより検出され、第２の駆動機構３０ｂによる天板５のスライド量が第２のエンコーダ３７ｂにより検出され、検出結果の誤差に応じた駆動信号が駆動制御部１８Ｂからマスタドライバ３５に出力される。この駆動信号は、第１の駆動機構３０ａによる天板５の移動量と第２の駆動機構３０ｂによる天板５の移動量とが等しくなるようにするための演算により求められたものである。したがって、第１の駆動機構３０ａによる天板５のスライド量と第２の駆動機構３０ｂによる天板５のスライド量とに誤差が生じた場合でも、演算結果に基づいて出力される駆動信号を変更することにより、その誤差を速やかに解消することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置を示す側面図である。 その医療用寝台を示す正面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置を示す側面図である。 その医療用寝台を示す正面図である。 本発明の第３の実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置を示す側面図である。 その医療用寝台を示す正面図である。

符号の説明

２、２Ａ、２Ｂ 医療用寝台
３ 画像撮影部
４ ベース
５ 天板
６ａ 第１の駆動機構
６ｂ 第２の駆動機構
７ ＬＭガイド
８ レール
９ 摺動体
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ プーリ
１１ａ、１１ｂ タイミングベルト
１２ａ、１２ｂ 駆動部
１５ａ 第１の検出手段
１５ｂ 第２の検出手段
１８ 駆動制御部
１８Ｂ 駆動制御部
３０ａ 第１の駆動機構
３０ｂ 第２の駆動機構
３２ａ、３２ｂ ボールネジ
３３ａ、３３ｂ 駆動部
３４ａ、３４ｂ 可動片
３７ａ 第１の検出手段
３７ｂ 第２の検出手段

Claims (6)

1. ベースと、
   前記ベース上に往復スライド可能に設けられ、患者が載せられる天板と、
   前記天板のスライド方向の一側に設けられ、前記天板に対してスライド方向への駆動力を伝達する第１のモータを有する第１の駆動機構と、
   前記第１の駆動機構による前記天板のスライド量を検出する第１の検出手段と、
   前記天板のスライド方向の他側に設けられ、前記天板に対してスライド方向への駆動力を伝達する第２のモータを有する第２の駆動機構と、
   前記第２の駆動機構による前記天板のスライド量を検出する第２の検出手段と、
   前記第１の検出手段による検出結果と前記第２の検出手段による検出結果との誤差を検出し、検出した誤差に応じて前記第１の駆動機構と前記第２の駆動機構とに対する出力を変更する駆動制御部と
   を備えることを特徴とする医療用寝台。
2. 前記ベースに設けられ、前記天板のスライド方向に延出するレールと、
   前記天板の下面に取付けられ、前記レールに嵌合されて摺動する摺動体と、
   を有するＬＭガイドを備えることを特徴とする請求項１記載の医療用寝台。
3. 前記第１駆動機構と前記第２駆動機構とは、プーリを介して前記天板のスライド方向に張設され、一部が前記天板に固定されるタイミングベルトと、前記タイミングベルトを往復移動させる駆動部とを備えることを特徴とする請求項１または２項記載の医療用寝台。
4. 前記第１駆動機構と前記第２駆動機構とは、前記天板のスライド方向に延出する向きに設置されるボールネジと、前記天板に固定されて前記ボールネジに螺合される可動片と、前記ボールネジを回転させる駆動部とを備えることを特徴とする請求項１または２項記載の医療用寝台。
5. 前記第１駆動機構と前記第２駆動機構とは、スプロケットを介して前記天板のスライド方向に張設され、一部が前記天板に固定されるチェーンと、前記チェーンを往復移動させる駆動部とを備えることを特徴とする請求項１または２項記載の医療用寝台。
6. 請求項１ないし５のいずれか一記載の医療用寝台と、
   前記医療用寝台の前記天板のスライド方向と対向する位置に配置され、前記天板上に載置された患者を撮影する画像撮影部と、
   を備えることを特徴とする画像撮影装置。
   

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