JP5222686B2

JP5222686B2 - 移動型ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP5222686B2
Application number: JP2008265032A
Authority: JP
Inventors: 美幸布施
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2008-10-14
Filing date: 2008-10-14
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2028-10-14
Also published as: JP2010094162A

Description

本発明は、病室等へ移動して患者のX線撮影を行うための移動型X線撮影装置に係り、特に装置の移動操作性を改善する技術に関するものである。

病院の入院患者には，病状が重く、X線検査室へ行ってX線検査を受けることができない者もいる。このような患者のX線検査を行う装置に移動型X線撮影装置がある。すなわち、移動型X線撮影装置は、X線撮影装置を移動台車へ搭載したもので、移動台車によってX線撮影装置を保管場所から患者が寝ているベッドサイドへ移動してX線撮影を行うものである。そして、このような移動型X線撮影装置は、電動式移動台車に搭載された筐体部に固定された走行用ハンドルを操作することで病室へ移動される。

移動台車は所定範囲内で連続的に移動速度を変えられるようになっている。その移動速度制御は、操作者によって操作ハンドルへ加えられた力をハンドルの前方と後方に配置された圧力センサで検出し、その検出値に応じてモータの回転速度並びに回転方向を制御することで行われる。なお、移動型X線撮影装置の電動式移動台車の走行駆動機構と操作ハンドル部の構成を開示する文献として特許文献1がある。

特開2002−34962号公報

移動型X線撮影装置の移動台車は2つの駆動輪のそれぞれをモータで駆動して走行するが、走行用ハンドルへ左右アンバランスに力を加えると、電動台車が直進せず、加えられた力の大きいほうが速く進み、それを修正しようとして操作者が力の加減を行っても、力の加減量が適正になされないと台車が蛇行する。したがって、病院内での装置の移動安全性に課題として残されている。

本発明は、上記に鑑みて成されたもので、移動型X線撮影装置における移動操作性を改善することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するために、電動式の移動台車と、前記移動台車に搭載されＸ線制御装置を収容する筐体部と、前記筐体部の後側面に設置された前記移動台車の走行制御を行う走行用ハンドル機構と、を備えた移動型Ｘ線撮影装置であって、前記移動台車と操作者間の距離を計測する距離センサを前記筐体部の後側面であって概後側面の横方向に少なくとも３個以上並んで有し、前記走行用ハンドル機構から前記移動台車への旋回指令がない場合であって、前記３個以上の距離センサからの値により前記移動台車が前記操作者の正面にないと判定した場合に、前記筐体部の後側面が前記操作者の正面に向くように走行方向を修正する移動台車走行方向修正手段を有することを特徴としている。

本発明によれば、移動台車の走行方向修正手段を設けたことにより、走行用ハンドルへ左右アンバランスな力を加えたことにより生ずる装置の蛇行を小さくすることができるので、装置の移動操作性が改善される。

以下本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。
先ず、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。図1は、移動型X線撮影装置の概略構成を示す装置の側面図である。図1に示すように、移動型X線撮影装置は、移動台車へX線撮影装置を搭載したものである。移動台車は、台車11と、2個の駆動輪12と、2個の前輪13と、走行駆動機構14と、筐体15から成り、台車11の内部スペースへバッテリー16が収納されている。この移動台車は、後に説明する走行用ハンドルを、例えば矢印A方向(前後方向)へ操作することにより、走行駆動機構14のモータが回転させられ、矢印B方向へ移動することができる。

台車11の前方上方には、矢印C方向に回転可能に台車11へ設けられた支柱17が設けられている。支柱17には、X線管支持機構18が矢印D方向(上下方向)へ移動可能に取り付けられている。このX線管支持機構18は、支柱17に対して上下方向へスライド機構によって連結されたテレスコピックアームと称されるもので、矢印E方向へアームが伸縮可能となっている。テレスコピックアームの先端には、X線管装置19が取り付けられ、X線管装置19の下方にコリメータ20が取り付けられている。これらのX線管支持機構18とX線管19とコリメータ20の結合体は手動で上下動可能なように支柱内に設けられたカウンタバランス機構(図示省略)で釣り合いが成されている。なお、ここではテレスコピックアームを示したが、X線管装置19を支えるアームに関節構造を備えたパンタアームでもあってもよい。

台車11の上方に設けられた筐体15の内部には、X線高電圧装置を含むX線制御装置21が収納されており、また筐体15の上面には操作パネル22が配置されている。X線制御装置21は、X線管装置19へ管電圧、管電流を供給するとともに、X線放射のオン／オフ制御を行うものである。操作パネル22は、X線撮影条件(管電圧、管電流、撮影時間)を設定する操作器やX線撮影用押しボタンスイッチ、X線照射野設定操作器等を備えている。また、筐体15の上面には、移動型X線撮影装置の走行時に、X線管装置19の位置を固定しておくためのロック機構23が設けられている。

そして、図1に示すように、台車11の筐体15の右上隅には走行用ハンドル機構30が設けられている。走行用ハンドル機構30は、棒状のハンドル31の両端部をハンドル支持具32で支持するとともに、ハンドル支持具32へ形成されたハンドル支持用凹部内に配置された圧力センサから構成されている。ハンドル支持具32へ配置された圧力センサは、操作者がハンドル31へ加えた前後方向への移動方向と移動速度の指定値となる圧力を検出するために複数個が設けられている。このようなセンサの配置は、例えば、前記特許文献1や特開2008−61944号公報に詳述されているので、ここではこれ以上の説明を省略する。

次に、以上説明した移動型X線撮影装置の電気信号のやり取りを行うユニットの接続関係を、図2を用いて説明する。移動型X線装置には、電源としてバッテリー16が搭載され、各ユニットへの電力供給を担う。CPU60は、移動型X線撮影装置の各種制御の中枢を担うもので、操作パネル22、X線制御装置21、コリメータ20、走行用ハンドル機構30、走行用モータ駆動制御回路14aへ接続され、それらのユニットへ各種制御信号を送る。X線制御装置21は、X線管装置19へ接続され、操作者によって操作パネル22へ入力された管電圧、管電流、撮影時間に従ってX線管装置19から放射されるX線量を制御する。走行用モータ駆動制御回路14aは、走行用モータ14bへ接続され、ハンドル31へ加えられた操作者の力に応じてモータ(左)14b、モータ(右)14cの回転数を制御する。距離センサ50は、CPU60へ接続され、台車11と操作者1との間隔を計測し、その計測値を移動台車の走行方向修正用データとしてCPU60へ出力する。

上記の如く構成された移動型X線撮影装置においては、不稼動時にバッテリー16の充電が行われ、そして病室内の患者のX線検査を行う際に、装置が保管場所から病室の患者が寝ているベッドサイドへ移動される。そして、操作者1により、移動台車11による装置の位置調整と、支柱17の旋回と、X線管支持機構(テレスコピックアーム)18の伸縮とにより、患者の撮影部位へX線管装置19が位置決めされ、次いでX線撮影条件の設定が行われた後に、患者とベッドの間にX線受像媒体、例えばX線フィルムカセッテやX線平面検出器(FPD)が置かれてX線撮影が行われる。

次に、本発明の実施形態の特徴点について説明する。この実施形態の特徴点は、移動型X線撮影装置が操作ハンドルへ加えられた力に比例した速度で移動することに起因する不具合、例えば、操作者が走行用ハンドルへ左右アンバランスな力を加えることにより、装置が直進せず、蛇行することを防止又は蛇行を小さくするものである。

本実施形態は、移動型X線撮影装置と操作者の間隔を検出する距離センサ50を設け、その検出値に基づいて走行用モータの駆動制御、すなわち走行方向の修正動作を行うことを特徴としている。距離センサ50は、図1、図3に示すように、台車11に搭載された筐体15の後側面、すなわち、操作者1が走行操作をする側(正面)に複数個設けられている。なお、本実施形態では、距離センサは、具体的には計測範囲が10cm〜1m程度の超音波距離センサが用いられ、その個数は3個とされている。それらの距離センサ50a、50b、50cの配置高さは同一高さとされ、走行用ハンドル機構の位置よりも低い操作者の腰部に相当する高さ位置とされている。また、それらの距離センサ50a、50b、50cは、台車11の幅方向の中心部へ1個と、装置両側面に近く、かつ操作者の腰の幅の内側の位置に2個というように分散して配置されている。

ここで、距離センサ50の配置数を3個とした理由を、図4を用いて説明する。図4には、距離センサの数を1個(図4(a))、2個(図4(b))、3個(図4(c))設けた例を示している。なお、図中において、操作者1は、装置に正対(斜めではないという意味であって、横にずれているケースを含む。)して立っている状態を実線で、また装置へ斜めに立っている状態を破線で示している。

先ず、距離センサが1個(50a)の場合には、操作者1と台車11の筐体15との間の距離は計測できるが、操作者1が装置に対し斜めに立っていることは検出できない。

次に、距離センサが2個(50a、50b)の場合には、操作者1と台車11の筐体15との間の距離は計測できるが、各センサの出力が相違する場合に、操作者1が装置に対し斜めに立っているのか、それとも横にずれて立っているのかが判定できない。

これに対し、距離センサが3個(50a、50b、50c)の場合には、操作者1と台車11の筐体15との間の距離、及び操作者1が装置に対し斜めに立っているのか、それとも横にずれて立っているのかが判定可能である。このことから、距離センサは3個設けることが最良と考えられる。

上記複数の距離センサ50は、図3に示すように、CPU60を介して走行用モータ駆動制御回路14aへ接続されている。そして、それらの距離センサの出力によって、図5のフローチャートに示すように、走行用モータの駆動制御が行われる。

図5において、先ず、操作者が装置を移動させるために、走行用ハンドル機構30に設けられた走行用モータ14b、14cのブレーキ解除レバー33を走行姿勢で操作する(S201)。

すると、CPU60は、距離センサ50a、50b、50cの出力、すなわち各センサと操作者間の距離を取り込み、それらを基準値としてメモリへ格納する(S202)。それらの基準値を、センサ50aに対するものをSa、センサ50bに対するものをSb、センサ50cに対するものをScとする。

ブレーキが解除され、操作者がハンドル31を走行方向へ押すと、CPU60によって走行方向が検知される(S203)。この走行方向の検知は、走行用ハンドル機構30のどの圧力センサへ圧力が加えられたかをCPU60が判定することで成される。

それとともに、その圧力が圧力センサによって検出され、その検出値に応じた信号がCPU60から走行用モータ駆動制御回路14aへ出力され、それに応じて駆動信号が走行用モータ14a、14bへ与えられて、装置が走行する(S204)。

装置が走行中も距離センサ50a、50b、50cは操作者との間の距離を計測し続け、それらの検出値はCPU60へ出力されている。そしてCPU60は、それらの検出値と前記基準値との比較を行って、装置と操作者間の距離が変化したか否かを判定し続ける(S205)。

仮に、装置と操作者間の距離が基準値に対し変化していない場合は、それまでの制御状態でモータ14a、14bの駆動が行われる(S204へ戻る。)。

そして、装置と操作者間の距離が基準値に対し変化した場合は、次の判定動作、すなわち、装置と複数のセンサ間の距離が一様に変化しているか否かの判定がCPU60において行われる(S206)。つまり、装置と操作者間の距離の基準値に対する変化の態様には、
(1)装置と複数のセンサ間の距離が一様に変化している。(図6(a)参照)
(2)装置と複数のセンサ間の距離が一様にではなく、少なくとも1つは変化している。(図6(b)参照)
の2通りがある。

上記(1)の状態は、装置と操作者の移動速度が異なることに起因し、どちらかの移動速度を変えることで対応が可能である。本願発明者は、この場合には、操作者や病院の廊下を歩行中の人に対する安全性を配慮し、距離センサの出力によりモータ14b、14cの制御を行うことは望ましくなく、操作者自身が移動速度を変えることが望ましいと考え、それまでの制御状態でモータ14a、14bの駆動を行うこととした(S204へ戻る。)。

また、上記(2)の状態は、装置と操作者が斜めに対面していることを意味し、
(a)移動台車が右方向又は左方向へ旋回中である。
(b)操作者がハンドルを押す力が左右でアンバランスのため、台車が直線的にではなく斜めに走行している。

ことが想定される。これらの(a)、(b)のうち、(a)の現象は操作者の意思によって生じているものであるから装置による修正動作は必要とされない。しかし、(b)は操作者が意識せずに生じている現象であるから装置による修正が必要である。

そこで、装置と複数のセンサ間の距離が一様に変化したものでないときは、操作者が右方向又は左方向への旋回指令を出しているか否かをCPU60が判定する(S207)。この判定は、走行ハンドル機構30の旋回指令用圧力センサの抵抗値又はセンサ回路の電流値により行われる。

S206の判定において、移動台車の右方向又は左方向旋回指令が操作者によって入力されている場合には、走行用モータの駆動制御の修正は行われず、指令通りに走行する(S204へ戻る。)。この理由は、操作者の意思に従って台車が旋回しつつある状態を変えると、却って安全性を損ねるからである。

それとは異なり、移動台車の旋回指令が無いにもかかわらず、装置と複数のセンサ間の距離が基準値に対して少なくとも1つが変化しているときは、走行用モータの駆動制御の修正、すなわち補正値を求め、それを前の制御値へ加算する動作が行われる(S208)。具体的には、図6(b)に示すように、移動台車の旋回指令が無いにもかかわらず、距離センサ50aの検出値がSa＋α、距離センサ50bの検出値がSb＋β、距離センサ50cの検出値がSc＋γであって、操作者に対し装置が右方向へ傾いて走行している場合には、移動台車11が図6(a)に示すように操作者に対面して走行するようにするための補正信号をCPU60で生成し、その補正信号をモータの駆動制御信号へ加算する(S207)。この補正信号は、回転速度が異なっている2つのモータを所定時間後、例えば1〜2秒後に同一回転速度で回転するとともに、各センサの検出値が基準値となるようにする速度制御信号であって、CPU60において演算により求められる。

以上説明した第2の実施形態によれば、操作者がハンドル31の左右へアンバランスな力を加えたことにより生ずる装置の蛇行を小さくすることができる。したがって、装置の走行安定性が増し、病院の廊下を通行中の人に危害を与える惧れがなくなる。

以上述べた第2の実施形態は、本願発明の要旨を逸脱しない範囲で変形することが可能である。例えば、上記第2の実施形態は、距離センサにより計測された操作者と移動台車の間隔をそのまま移動台車の走行方向の修正制御に用いる例であるが、距離センサと移動台車の間隔は操作者が歩くだけでも多少の変化が伴うので、制御を頻繁に行わねばならなくなる。それを改良するために、最初に計測された操作者と移動台車の間隔の基準値に対し所定の範囲の許容値を設定し、この許容範囲を越えた場合には操作者と移動台車の間隔が変化したと判定し、走行方向の修正動作が行われるようにしても良い。

なお、上記実施形態では、移動型X線撮影装置を支柱へテレスコピックアーム式のX線管支持機構を備えたものとして説明したが、パンタアーム式X線管支持機構を備えた移動型X線撮影装置であっても本発明を適用することが可能であることは言うまでも無い。

本発明が適用された移動型X線撮影装置の概略構成を示す装置側面図。本発明の移動型X線撮影装置におけるユニット間の信号のやり取りを示すブロック図。本発明の実施形態における距離センサの配置を示す装置正面図。本発明において距離センサの配置数を決めた理由を説明する図。装置の走行方向修正動作を説明するフローチャート。本発明の第2の実施形態における台車の走行方向に関する操作者と距離センサの検出値を示す図。

符号の説明

1 操作者、11 移動台車、12，12a，12b 駆動輪、13 前輪、14a 走行用モータ駆動制御回路、14b モータ(左)、14c モータ(右)、15 筐体、16 バッテリー、17 支柱、18 X線管支持機構、19 X線管装置、20 コリメータ、21 X線制御装置、22 操作パネル、23 ロック機構、30 走行用ハンドル機構、31 ハンドル、32 ハンドル支持具、33 ブレーキ解除レバー、50，50a，50b，50c 距離センサ、60 CPU

Claims

電動式の移動台車と、前記移動台車に搭載されＸ線制御装置を収容する筐体部と、前記筐体部の後側面に設置された前記移動台車の走行制御を行う走行用ハンドル機構と、を備えた移動型Ｘ線撮影装置において、
前記移動台車と操作者間の距離を計測する距離センサを前記筐体部の後側面であって概後側面の横方向に少なくとも３個以上並んで有し、前記走行用ハンドル機構から前記移動台車への旋回指令がない場合であって、前記３個以上の距離センサからの値により前記移動台車が前記操作者の正面にないと判定した場合に、前記筐体部の後側面が前記操作者の正面に向くように走行方向を修正する移動台車走行方向修正手段を有すること
を特徴とする移動型Ｘ線撮影装置。
前記移動台車の走行開始前に操作者が走行姿勢を取った場合の距離センサの値を基準値とし、該基準値と、前記移動台車の走行時の距離センサの値と、の差分値に基づいて前記移動台車の走行方向を修正すること
を特徴とする請求項１に記載の移動型Ｘ線撮影装置
前記差分値が予め定めた値を超えた場合、前記移動台車の走行方向の修正動作を行うことを特徴とする請求項２に記載の移動型Ｘ線撮影装置。