JP5833632B2

JP5833632B2 - 移動型ｘ線撮影機器及びｘ線撮影ユニットの設定方法

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Inventors: アンソニーディリシオ; ジョゼフアールスタニット
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Priority date: 2010-04-13
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Description

本発明は、一般的には、Ｘ線撮影の分野に関し、特に、持ち運び可能なＸ線撮影画像化機器に関する。より具体的にいうと、本発明は、高さが調節可能なＸ線ブームを伴う折り畳み可能な支持柱を有する、移動型Ｘ線撮影機器の柱の高さの調整に関する。

移動型Ｘ線機器は、Ｘ線撮影画像の適時な取得が重要である集中治療室（ＩＣＵ）および他の環境で、特別な価値がある。それはＩＣＵまたは他の領域周辺を車輪で移動し、直接に患者のベッド横へ運ぶことができるので、移動型Ｘ線機器は、担当する内科医または臨床医が患者の状況の最新情報を有すること、および患者を放射線施設の固定装置へ移動することに伴うリスクの減少を補助することを可能にする。

図１の斜視図は、コンピュータＸ線撮影（ＣＲ）および／またはデジタルＸ線撮影（ＤＲ）に使用することができる従来の移動型Ｘ線機器の例を示す。移動型Ｘ線撮影ユニット６００は、得られた画像および関連するデータの表示用ディスプレイ６１０、および得られた画像の格納、送信、修正、および印刷の指示入力を可能にする、キーボードを伴う制御パネル６１２を含むフレーム６２０を有する。

可動性に関して、ユニット６００は、ユニット６００を意図された場所に誘導するのを補助する、１つまたは複数の車輪６１５、および通常は手首、腕、または手の高さに提供される１つまたは複数のハンドルグリップ６２５を有する。内蔵電池パックが、通常、電源を提供し、電源コンセント付近で作動する必要をなくす。

フレーム６２０に据え付けられているのは、より単純にブーム７０と呼ばれるブーム機器７０に据え付けられた、Ｘ線管、チューブヘッド、または発生器とも呼ばれるＸ線源６４０を支持する、柱状支持部材６３５である。示される実施形態で、支持部材６３５は、固定された高さの垂直柱６４を有する。ブーム７０は支持部材６３５から外向きに可変の距離伸長し、柱６４を画像を得るために所望の高さへ上下に平行移動する。ブーム７０は、外向きに固定された距離だけ伸長してもよく、または可変の距離にわたり伸長可能であってもよい。Ｘ線源６４０に対する高さの設定は、足および下肢の画像化のための低い高さから、種々の位置での患者の上半身部分の画像化のための肩の高さおよびその上までの範囲におよぶことが可能である。他の従来の実施形態で、Ｘ線源のための支持部材は固定された柱ではないが、どちらかと言えば、垂直および水平位置にわたる範囲のＸ線源の移動を可能にする接合機構で曲がる関節式部材である。

支持部材の設計で対処しなければならない１つの懸念は、そのブームに据え付けられたＸ線源の位置決めの容易性に関する。変化する状況下で作動を容易にするために、技師は、両手を必要とせず、付加的なツールの必要なく、および近くの人員の補助の必要なしに、Ｘ線源を容易に位置決めおよび方向付け可能であるべきである。これは、画像化位置への運搬中に用いられるドッキングされた位置から画像化位置へのＸ線源の移動を含む。位置決めの容易性を提供する機械的な問題は、Ｘ線源の重量により、およびその垂直軸から外向きの延長により、複雑になる。

ユニット６００として記される従来の移動型Ｘ線機器は多数の適用において持ち運び可能な画像化機能を提供する一方、これらの装置をいくつかの状況で配備するのを困難にする、既存の設計の欠点がある。従来の設計に共通の問題のうちの１つは、ある程度、相対的な可動性および必要とされる移動型Ｘ線機器の動作範囲による。

図２の側面図は、固定された垂直構造である柱６４を使用する移動型Ｘ線撮影ユニット６２として示される、移動型Ｘ線撮影システムの運搬の際に起こる重要な問題を示す。その画像化位置のとき、通常、ユニット６２から外向きに伸長されるＸ線源６８の運搬を提供するブーム７０は、運搬のために技師の方へ向かって後ろに折り畳まれる。この運搬位置は、Ｘ線源を損傷から、または移動間に障害を起こすことからの保護を補助する。柱６４は、しかし、ユニットをある位置から他の位置へ移動するとき、技師６６の視界を妨げ、それにより、ユニット６２の前面端付近またはユニットのすぐ前にある物体を容易に見ることができない。技師は運搬中、柱のまわりから覗き込む必要があり、病院病棟内または他の場所の装置または障害物に、より衝突しやすいまたはぶつかりやすい可能性がある。固定された垂直柱６４はまた、付属装置、備品、または患者を補助する装置のそばを通過または移動するとき、困難を示す。視界が妨げられ、技師はゆっくり移動しなければならず、生産性および応答時間に影響する。アクシデントおよびミスが、より起こりやすくなる。

図２を参照して記載された視界および可動性の問題を緩和する解決策の１つのタイプは、本願と同一譲受人に譲渡された２０１０年４月１３日出願のＷｅｎｄｌａｎｄｔらの名前による米国特許出願整理番号第６１／３２３，５０３号に記載のような、折り畳み可能な柱６４を提供することである。柱６４を、伸縮式の柱の設計を用いるような折り畳み可能にすることで、移動型Ｘ線撮影ユニット６２の移動中の視界の改善を可能にするだけでなく、よりコンパクトで、重心がより低く、技師が部屋から部屋にユニットを移動するのを容易にする、より望ましい重量配分も提供する。

折り畳み可能な柱が固定された柱の高さを上回る利点を持つ一方で、解決されるべき多数の問題が残る。特に興味のある１つの領域は、高さ調整のためのブームの移動に関する。柱の高さおよびブームの高さの両方が調節可能なので、好ましくは、技師がブームの高さに対する柱の高さを設定または調整することに対する過度の心配なく、露光の最善の設定状況を得ることに注意を集中できるよう、種々の高さの位置の間のより自然な切り替えを補助する幾分かの調整が有用である。

よって、柱のブーム運搬機構の高さに対して、折り畳み可能な柱の高さ調整を容易にすることが可能な移動型Ｘ線機器の設計の改良のニーズが存在する。

本発明の目的は、移動型Ｘ線撮影の技術を進歩させることである。本発明の別の目的は、垂直位置の間のブーム構体の移動を容易にすることが可能な移動型Ｘ線撮影ユニットのニーズに対処することである。

これらの目的は例示としてのみ示したものであり、そのような目的は本発明の１つまたは複数の実施形態の典型であってもよい。開示された発明により本質的に得られる他の望ましい目的および利点が生じ、または当業者に明らかになるかもしれない。本発明は、添付の特許請求の範囲により定義される。

１つの態様から、本発明は、持ち運び可能な運搬フレームと、フレームに据え付けられ、垂直軸を画定し、垂直軸に対する第１の垂直位置を有する基部と、垂直軸に沿って可変の垂直位置に平行移動可能な少なくとも１つの移動可能区分とを備える区分された垂直柱と、垂直柱の少なくとも１つの移動可能区分に連結され、垂直軸に沿って少なくとも１つの移動可能区分を平行移動するために動力を供給可能なアクチュエータを備える釣合器と、Ｘ線源を支持し、ブーム機器の高さ位置への垂直変位のために少なくとも１つの移動可能区分に連結されるブーム機器と、ブーム機器の高さ位置を示す信号を提供する高さ検出素子とを備え、ブーム機器が移動可能区分に沿って高さ設定の範囲にわたり変位可能であり、少なくとも１つの移動可能区分が平行移動することが、範囲の上限および下限へのブーム機器の高さの近接によって平行移動の速度を変更する移動型Ｘ線撮影機器を提供することができる。

代替の態様から、本発明は、持ち運び可能な運搬フレームと、フレームに据え付けられ、垂直軸を画定し、垂直軸に対する固定された垂直位置を有する基部と、垂直軸に沿って可変の垂直位置に平行移動可能な移動可能区分とを備える区分された垂直柱と、垂直柱の移動可能区分に連結され、張力要素、および垂直軸に沿って移動可能区分を平行移動するために動力を供給可能なアクチュエータを備える釣合器と、Ｘ線源を支持し、移動可能区分に沿った高さ位置の範囲内のブーム機器の高さ位置への垂直変位のために移動可能区分に移動可能に連結されるブーム機器と、垂直柱の移動可能区分上のブーム機器の高さ位置を示す１つ以上の信号を提供する１つ以上の高さ検出素子を備える、移動型Ｘ線撮影機器を提供することができる。

代替の態様から、本発明は、区分された垂直柱を持ち運び可能な運搬フレームに据え付けることであって、柱が垂直軸を画定し、垂直軸に対する第１の垂直位置を有する基部と、垂直軸に沿って垂直柱を伸長するように垂直方向に平行移動可能な少なくとも１つの移動可能区分とを備える垂直柱を据え付けることと、釣合器を垂直柱の少なくとも１つの移動可能区分に連結することであって、釣合器が垂直軸に沿って少なくとも１つの移動可能区分を平行移動するように動力を供給可能なアクチュエータを備える釣合器と連結することと、Ｘ線源を支持するブーム機器を、ブーム機器の高さ位置への垂直移動のために少なくとも１つの移動可能区分に連結することと、操作者の指示に応え、垂直軸に沿って垂直柱の少なくとも１つの移動可能区分を平行移動することにより、露光のためにブーム機器の高さを調整することとを含む、露光のための持ち運び可能なＸ線撮影ユニットの設定方法を提供することができる。

代替の態様から、本発明は、持ち運び可能な運搬フレームに据え付けられた区分された垂直柱を提供することであって、柱は垂直軸を画定し、垂直軸に対する固定された垂直位置を有する基部と、垂直軸に沿って可変の垂直位置に平行移動可能な移動可能区分とを備える垂直柱を提供することと、釣合器を垂直柱の移動可能区分に連結することであって、釣合器は、垂直軸に沿って移動可能区分を平行移動するために動力を供給可能な少なくともアクチュエータを備える釣合器と連結することと、Ｘ線源を支持するブーム機器をブーム機器の高さ位置への垂直移動のために移動可能区分に連結することであって、ブーム機器が、少なくとも移動可能区分の部分に沿って伸長する範囲にわたり垂直方向に移動可能に変位可能であり、操作者のブーム機器の上向きまたは下向きの要請に応え、露光のために垂直柱の高さを調整することとを含む、露光のために持ち運び可能なＸ線撮影ユニットを設定する方法を提供することができる。

本発明の前述および他の目的、特徴、および利点は、添付の図に示されるように、本発明の実施形態の後述のより具体的な記載から明らかになるであろう。図の要素は、必ずしも互いに対して縮尺通りではない。

Ｘ線源の位置決めのために固定された長さの垂直柱を用いる、従来の移動型Ｘ線撮影ユニットの斜視図である。Ｘ線源の位置決めのために固定された垂直柱を有する、従来の移動型Ｘ線撮影ユニットの側面図である。本発明の１つの実施形態による、区分された垂直柱を有する、移動型Ｘ線撮影ユニットの斜視図である。移動用に構成された、区分された垂直柱を有する、移動型Ｘ線撮影ユニットの斜視図である。本発明の１つの実施形態による、区分された垂直柱を有する、移動型Ｘ線撮影ユニットの側面図である。折り畳まれた位置の区分された垂直柱を有する、移動型Ｘ線撮影ユニットの側面図である。患者の画像化のために完全に伸びた区分された垂直柱を有する、移動型Ｘ線撮影ユニットの側面図である。Ｘ線源のためのブーム運搬機構を持つ、患者の画像化のために完全に伸びた区分された垂直柱を有する、移動型Ｘ線撮影ユニットの側面図である。固定された外側基部内の移動可能区分を示す、区分された垂直柱の上面断面図である。見やすさのためにブーム部分を取り除いた、図８の区分された垂直柱の斜視図である。ブームが上の位置に運搬された、折り畳み可能な柱の上の区分でのブームの運搬を示す斜視図である。ブームが真ん中の位置に運搬された、折り畳み可能な柱の上の区分でのブームの運搬を示す斜視図である。ブームが下の位置に移動された、折り畳み可能な柱の上の区分でのブームの運搬を示す斜視図である。１つの実施形態のブーム運搬のキャリッジ機構を示す上面図である。図２４Ａの実施形態のブーム運搬のキャリッジ機構を示す側面図である。区分された垂直柱を使用する本発明の実施形態で、ブーム機器に対する吊上力を提供するために、釣合錘を配備する概略的に方法を示す図である。区分された垂直柱を使用する本発明の実施形態で、ブーム機器に対する吊上力を提供するために、釣合錘を配備する概略的に方法を示す図である。本発明の１つの実施形態による、それぞれブーム機器を上げたおよび下げた位置での、細長形の釣合錘の使用を概略的に示す図である。本発明の１つの実施形態による、それぞれブーム機器を上げたおよび下げた位置での、細長形の釣合錘の使用を概略的に示す図である。上げたおよび下げた位置でのブーム機器を示し、ブームが下げられたとき上方に伸びる釣合錘要素を示す斜視図である。上げたおよび下げた位置でのブーム機器を示し、ブームが下げられたとき上方に伸びる釣合錘要素を示す斜視図である。細長形の釣合錘を使用する実施形態を用いて、ブーム機器の同一の高さを達成するいくつかの可能な組み合わせを示す概略図である。細長形の釣合錘を使用する実施形態を用いて、ブーム機器の同一の高さを達成するいくつかの可能な組み合わせを示す概略図である。細長形の釣合錘を使用する実施形態を用いて、ブーム機器の同一の高さを達成するいくつかの可能な組み合わせを示す概略図である。本発明の実施形態による、柱の高さ調整器の構成要素を示すブロック図である。ブーム機器がその移動路の底部付近にある、折り畳まれた状況の柱を示すブロック図である。ブーム機器がその移動路に沿って上方に移動している、伸ばされた柱を示すブロック図である。ブーム機器がその移動路の頂部底部付近にある、完全に伸ばされた状況の柱を示すブロック図である。ブーム機器がその移動路に沿って下方に移動している、伸ばされた柱を示すブロック図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を詳細に記載し、図を参照するが、図内の同一の参照番号はいくつかの図のそれぞれの構成の同一の要素を特定する。

「第１」、「第２」などの語が使用される場合、それらは必ずしも順序または優先関係を表さないが、１つの要素または時間間隔を別のものからより明らかに区別するために使用するかもしれない。

本発明の機器および方法は、垂直柱を使用する従来の移動型Ｘ線撮影装置の多くのタイプに共通の物理的または視覚的障害なしに、治療施設内である場所から別の場所に容易に車輪で移動することが可能なＸ線撮影ユニットのニーズに対処する。前に述べたように、そのようなシステムのＸ線源は、大人の肩近辺またはその上の高さから足首または足近辺の非常に低い高度までの動作の広い垂直範囲にわたる高度を可能にしなければならない。この移動の範囲を達成する１つの方法は、前述のような接続された支持部材の使用である。いくぶん単純な機械的設計は、柱から外向きに水平方向に伸長し、柱を垂直方向に上下するブームに据え付けられたＸ線源を伴う、図１および図２に示されたような固定垂直柱の使用である。垂直柱に対したブーム７０の移動に、２つの自由度が必要とされる。垂直方向、すなわち垂直軸に沿った平行移動、および垂直軸を中心とする回転である。ブーム７０は、通常は垂直軸に対する方向に可変の水平の長さにも伸長するが、本発明の移動型Ｘ線撮影機器で固定長のブームが使用可能であることに注目すべきである。

図３の斜視図は、１つの実施形態による、区分された垂直柱３０に連結されたブーム７０を有する移動型Ｘ線撮影ユニット２０を示す。図３は、Ｘ線源６８が垂直軸Ｖに垂直である水平軸Ｈに沿って外向きに伸長し、ブーム７０に支持された、画像化の位置にあるユニット２０を示す。図４は、区分された垂直柱３０が折り畳まれ、Ｘ線源６８がユニットの頂面に対し寄せられた、移動用に構成された代替の配設にあるユニット２０を示す。図５の側面図は、移動用に構成されたユニット２０を示し、折り畳まれた柱を用いて技師の視界が前に図１および図２で示された従来の固定された垂直柱の配設よりもどのように改善されるかを示す。

図６〜図８に示された実施形態のそれぞれで、移動型Ｘ線撮影ユニット２０は、車輪で移動する運搬フレーム２２を有し、ディスプレイ、および前に図１を参照して記載したように作動に必要とされる制御パネル構成要素を有する。１つの実施形態で、フレーム２２に据え付けられた区分された垂直柱３０は、垂直軸Ｖを画定し、フレーム２２に対して着座する基部３２を有し、固定された垂直位置である軸Ｖに対して第１の垂直位置を有する。ブーム７０が可能な高さ設定の範囲にわたり適切な高さに設定できるように、１つまたは複数の移動可能区分３６は、垂直軸Ｖに沿って伸長するよう水平移動可能である。それぞれの実施形態で、Ｘ線源６８を可変の垂直および水平位置、ならびに垂直軸Ｖを中心とする角度位置の範囲に設定可能である。

図６から図１９Ｄに示された実施形態で、区分された垂直柱３０は単一の移動可能区分３６を有する。区分３６は、固定基部３２に対して、伸縮する様式で移動可能である。ブーム７０は区分された垂直柱３０から外向きに伸長し、垂直軸Ｖを中心とする位置へと少なくともいくぶんかの角度範囲にわたって回転可能である。軸Ｖを中心とする回転は、多数の方法で達成可能である。図６から図１９Ｄに示された実施形態で、区分された垂直柱３０自身が、その運搬フレーム２２に対して回転する。代替の実施形態では、一番外側の移動可能区分３６のみが取り付けられたブーム７０とともに回転する。これらの実施形態のそれぞれで、垂直軸Ｖを中心とする回転および垂直軸に沿った垂直変位の両方を、同時に実行することができる。

図５の移動構成で、Ｘ線源６８を、１人の患者の場所から他に車輪で移動するような移動用の安定したドッキング位置に着座するために、区分された垂直柱３０は折り畳まれ、ブーム７０は内向きに回転される。図６は、配備のためにユニットを準備している、移動位置から上向きでかつ回転した区分された垂直柱３０の最初の高度を示す。図７は、ブーム７０が外向きに面し、移動可能区分３６が移動の極限の端にあり、Ｘ線ブーム７０が水平軸Ｈに沿って区分された垂直柱３０から直交に外向きに伸長して、この位置で画像化の準備ができた、完全に伸長した区分された垂直柱３０を示す。

持ち運び可能なシステムで、画像化する技師の肩の高さより上から患者の足または足首の画像化に有益であるかもしれないような比較的低い高度まで、Ｘ線源を可能な最大範囲の垂直の高さを可能にすることは有益である。この所望される高さの範囲が、伸縮する柱の設計に問題をもたらすことが理解できる。伸縮する柱が完全に折り畳まれたとき、図６に示されるように、ブーム７０は、移動可能な柱３６に沿って固定位置に取り付けられたとき、それより下側には移動不可能である。この移動の限定は、伸縮する配設を、持ち運び可能なＸ線撮影システムにとってより望ましくないものにする可能性がある。

本発明の実施形態は、伸縮する区分された垂直柱と機械的に共働し、Ｘ線ブームの広範囲の高さ設定にわたる変位を可能にする、ブーム運搬機構を用いてこの困難に対処する。好都合なことに、実質的に均一な量の努力が、高さの範囲内の任意のレベルに高さを調整するのに必要とされるように、柱の重量とブームの構成要素は機械的に平衡を保つことにより、操作者はＸ線ブームの高さを容易に調整することができる。

図８の側面図およびそれに続く図は、ブーム運搬機構４０が、移動可能区分３６に据え付けられて、画像化に必要とされる追加の垂直範囲を提供するように作動可能であり、源６８が、図６に示された実施形態を用いるとき、区分された垂直柱３０を完全に折り畳んで通常可能な範囲を下回る低い高度である、移動型Ｘ線撮影ユニット２０の実施形態を示す。ブーム運搬機構４０は、ブーム７０が垂直の折り畳み可能な柱に据え付けられるだけでなく、移動可能区分の長さに沿った距離のその垂直移動がさらに許されるように、ブーム７０の垂直変位の第２のモードを可能にする。図９は、図８の実施形態の区分された垂直柱３０の上断面を示し、ブーム運搬機構４０の部分としてのキャリッジ４４とともに、固定された外側基部３２内のブーム機器７０を支持する、移動可能区分３６を示す。

図１０は図８の区分された垂直柱３０の斜視図であり、見やすくするためにブーム部分を取り除いた。移動可能区分３６が内側基部３２を移動するとき、垂直開口部７２が基部３２に提供される。開口部７２は、折り畳まれた柱構成のとき、ブーム機器７０が基部３２の長さに沿って移動するのを可能にする。１つの実施形態では、ゴムまたはプラスチックのような弾性を有する材料から形成され、または、ブラシまたは他の適切な材両を使用して形成されたスリーブ７６が、ブーム機器７０の開口部に沿った移動を可能にする開口部７２にわたり保護覆いを提供する。

移動型Ｘ線撮影ユニット２０の使用性の設計の検討で重要なのは、患者およびＸ線検出パネルに対し適切な位置にＸ線源６８を位置決めするのに必要な移動の容易性である。これは、部分的には、いくつかのシステムで１００ポンドを超える可能性があるＸ線管およびそのコリメータの重量による、複雑な機械的問題である。操作者は、過度の労力なしに、必要な垂直および水平位置へＸ線源６８を容易に移動できるべきである。また、Ｘ線源６８の高度の調整に必要な努力の量は、任意のあらレベルから他のレベルに高さを調整するために付加される努力が実質的に必要ないように、その垂直変位の全範囲にわたり平衡を保たれるべきである。

図１１、図１２、および図１３の斜視図は、ブーム運搬機構４０、および上方の移動可能区分３６に沿って異なる垂直位置にあるキャリッジ機構４４を示す。これらの図では、ブーム運搬機構４０は、送路４２内を移動可能な車輪で移動するキャリッジ機構４４により区分３６へ連結される。

図１４Ａおよび図１４Ｂの上面および側面図に図面の詳細がそれぞれ示されたブーム運搬機構４０は、垂直変位を提供する送路４２内で回転する一連の車輪５４をそれぞれ有する。図１４Ａおよび図１４Ｂに示された実施形態で、４つの車輪がこの機能に使用される。垂直軸に対するブーム７０の望ましくない横方向移動を抑えるために、付加的な２対の車輪５８が、センタリングブロック６０に対して直交方向で回転する。代替的な実施形態が、例えば、１つまたは複数のリニアベアリング、スライダの使用を含むブーム運搬機構の移動に使用できることが理解できる。

図１５Ａおよび図１５Ｂは、区分された垂直柱を使用する本発明の実施形態でブーム機器７０に吊上力を提供するために、釣合錘８０を配備する方法を概略的に示す。図１５Ａは、例えば患者の足または下腿の画像化に使用されてもよい、低い高度のブーム機器７０を、折り畳まれた区分柱とともに示す。図１５Ｂは、伸ばされた位置の柱を、基部３２から伸ばされた移動可能区分３６と、最大の高さに上げられたブーム機器７０とともに示す。釣合錘８０は、プーリ８２およびケーブル９０の手段によってブーム機器７０に作動可能に連結される。ブーム機器７０の移動と共働し、釣合錘８０はシャフト７８、柱内に伸長する空洞に沿って、垂直軸Ｖの方向に垂直方向に変位される。

図１５Ａおよび図１５Ｂに示された実施形態で、釣合機器１３０の構成要素が示される。例えば張力スプリングのような張力要素１０４により、釣合力Ｓが提供される。移動可能区分３６を所望の垂直位置へ動かす必要があるとき、モータ８８または他のアクチュエータは、付加的な釣合力を提供する。任意選択の高さ検出素子１１０は、柱の高さおよび／または移動可能区分３６に対するブーム機器７０の垂直位置のいずれか一方または両方を示す信号を出すように、動力供給可能である。この信号は、後で詳細をさらに記載するように、必要とされるときモータ８８を作動させるのに使用される。吊上力を提供するために、ケーブル９２がプーリ８４周辺および車輪８６を通して張力要素１０４およびモータ８８または他のアクチュエータへ経路設定される。移動可能な柱３６への機械的な接地がＧで示されている。

釣合錘８０は、区分された柱内部のシャフト７８内を移動し、柱は寸法的に可搬性のためのサイズである。これは、この重い釣合錘８０構成要素に許すことができる全体の幅の寸法（すなわち垂直軸Ｖに直交する寸法）にいくつかの制約を課し、釣合錘の重量、よって使用可能な釣合錘力は、その容量およびその構成要素材料の質量の両方による。釣合錘に鉛が通常使用されるが、より害が少ないと思われる他の素材が好ましく、追加の容量が提供される場合に使用可能である。容量の制約に加え、内部のプーリ、ケーブル、およびブームまたは柱の移動に関する関連の移動構成要素のような移動する部分に対してあり得る偶発的な接触から、操作者を遮蔽することが好ましい。

図１６Ａおよび図１６Ｂに概略的に、および対応する図１６Ｃおよび図１６Ｄに対応する斜視図に示されるように、本発明の実施形態は、幅の寸法の限定の問題を、垂直方向に釣合錘８０の長さを伸長することで対処する。伸ばされた区分８１は、釣合錘８０に垂直方向の上方へ容量を追加する。図１６Ａ〜図１６Ｄは、柱区分３６に対するブーム７０の変位の範囲Ｒも示す。範囲Ｒは、移動可能区分３６の高さおよびブーム運搬機構４０構成要素の配設を含む多数の要因による。１つの実施形態では、例えば、範囲Ｒは２４インチから３０インチの間である。

図１６Ａおよび図１６Ｂは、折り畳まれた構成の垂直柱３０を示す。図１６Ｂおよび図１６Ｄに示されるように、ブーム７０が下げられ、釣合錘８０の伸ばされた区分８１はシャフト７８の上方に突出または伸長することが可能で、シャフト７８の上端は垂直柱３８の上端７９により画定される。図１６Ｃおよび図１６Ｄの実施形態で、シャフト７８を覆う任意選択のキャップ８３が提供される。図１６Ｂは、シャフト７８が固定柱３２を通って完全に伸長する実施形態のシャフトの高さＨ２を示す。代替の実施形態では、シャフト７８は柱３２を通って途中までのみ伸長する。複数の柱区分の実施形態で、シャフト７８の頂部は最も上に移動可能な柱の上端７９により画定される。

図１７Ａ、図１７Ｂ、および図１７Ｃは、区分された垂直柱３０を基部３２および移動可能区分３６とともに示す。これらの図が示すように、可変の柱の高さおよび可変の釣合錘８０位置の組み合わせは、ブーム機器７０の同一の高さを達成する多数の可能な組み合わせを可能にする。図１７Ａでは、例えば、移動可能区分３６が上方に伸ばされ、高さＨ１が達成されるとき、釣合錘８０の伸ばされた区分８１がシャフト７８の頂部から長さＤだけ突出する。ここで、ブーム７０は変位範囲Ｒの底部近くに変位される。図１７Ｂでは、移動可能区分３６がいくぶん伸長が少ない状態で、同じ高さＨ１が達成される。ここで、ブーム７０はその変位範囲Ｒの中央近くに移動され、釣合錘８０の伸ばされた区分８１がシャフト７８の頂部からより短い長さＤ２だけ突出する。図１７Ｃでは、柱は折り畳まれ、ブーム７０は移動可能な柱３６に対して示される位置、移動範囲Ｒの頂点近くにあり、釣合錘８０は全てシャフト７８内に囲まれ、上端７９の上に突出する部分はない。この例から見られるように、区分された垂直柱３０により、ブーム機器７０を中間の高さにするのに用いられる、柱および釣合錘８０構成要素の任意の数の可能な配設がある可能性がある。作動されるとき、移動可能区分３６の垂直移動を制限する、または妨げる任意選択のブレーキ５２も提供される。

図１５Ａから図１７Ｃに関して、構成要素、錘およびプーリ構成の他の配設が可能であり、ならびに例えば釣合錘または種々のタイプの電気機械式または液圧式アクチュエータを使用した機械構成が可能であることが理解できる。前述の例に示すように、垂直柱３０は、可変の高さを可能にする１つまたは複数の移動可能区分を有することが可能である。種々のタイプの機械式ブレーキ構成も可能で、柱の区分またはブーム機器７０自身の垂直移動の安定化を補助するために提供されてもよい。

柱の高さの調整
図１５Ａから図１７Ｃを参照して記載したように、柱３０の高さの適切な調整が、ブーム機器７０の高さの調整に許される垂直移動の範囲をコントロールする。柱の高さを設定するために、得られる画像のタイプを含む、患者のベッドまたは他の支持体の高さ、および水平に対する受信器の角度のような条件の多数の検討がある。

本発明の実施形態は、柱３０の高さの設定に異なるアプローチを用いる。例えば、（ｉ）操作者の直接制御。このアプローチを用いて、操作者は柱３０の高さを変更する指示を開始する。この指示は、制御パネル６１２（図１）またはこの目的専用の分離したスイッチまたはコントロールで入力される。この方法を用いて、操作者は設定高さを入力もしくはその手順をとることができ、または所望の高さ設定が達成されるまでキーボードのキーまたはスイッチを押して保持することができる。（ｉｉ）視認タイプによる自動的高さ設定。このアプローチを用いると操作者の設定は、例えばＡＰ胸部Ｘ線のような画像の視認タイプの指定を含む。本発明の１つの実施形態によれば、操作者の指示により操作者の露光に対する設定の一部としてＸ線撮影システムが自動的に柱の高さを調整するように、視認タイプの設定は、関連する初期設定の柱の高さの値も選択する。この情報は、制御パネル６１２（図１）で、またはこの目的専用の分離したスイッチまたはコントロールを使用して入力される。代替的に、操作者は、患者のベッドまたは支持プラットフォームの高さ、および真の水平もしくは垂直に対する、またはチューブヘッドのコリメータに対する受信器の角度を含む付加的な情報を入力できる。（ｉｉｉ）補助された操作者の位置決め。このアプローチを用いて、操作者は手動で所望の高さ設定にブームを上げまたは下げて、柱の高さをこれ従って調整する。この方法の使用は、操作者が柱の高さの設定を無視し、ブームおよびチューブヘッドを正しい位置へ移動することだけに集中することを可能にする。アプローチ（ｉ）および（ｉｉ）と異なり、操作者の補助された位置決めは、操作者の移動とシステムの相互作用を必要とする。柱の高さ設定を制御する操作者の指示は、よって操作者がブーム７０を上下するように促すことによって入力され、例えば、高さ検出素子１１０からの信号により検出可能である。要件ではないが、ブーム７０をブーム移動範囲の異なる部分に上下するときに操作者が追加の動力をかける必要がないように、ブームのスムーズな連続した移動を自動化した柱の高さ調整を提供することは好都合である。

図１８の概略ブロック図は、本発明の実施形態の前述（ｉ）、（ｉｉ）、および（ｉｉｉ）のうちの任意のものを補助する、柱の高さ調整器１１６を示す。制御論理プロセッサ１２０は、専用プロセッサ、プログラム可能な論理アレイ、もしくはマイクロプロセッサであってもよく、または移動型Ｘ線撮影ユニット２０の他の機能のために提供されるオンボードコンピュータであってもよいが、１つまたは複数の高さ検出素子１１０と、およびモータ８８または他のアクチュエータと信号連通している。柱の高さの調整の必要を示す信号を受信すると、制御論理プロセッサ１２０は、モータ８８を作動させて、プーリ８４および８６、ケーブル９２、および張力要素１０４のシステムを用いて、柱の高さを変更する。信号が、前述の（ｉ）のように直接の操作者制御からである場合、または前述の（ｉｉ）のように露光の視認タイプによる場合、信号は、制御パネル６１２、オンボード制御論理コンピュータまたはプロセッサ、または他のスイッチから得られる。

前述の（ｉｉｉ）のような補助された操作者の位置決めの柱の高さの調整は、これが柱の高さとブーム７０の位置の調整を必要とするので、より複雑である。このアプローチは、操作者が高さの制御に使用するものとして、ブーム７０を効果的に使用する。前述したように、人間工学的な柱の移動の目標は、柱３０が完全に伸ばされたか完全に折り畳まれたかのどちらかのときのみ、ブーム７０が移動範囲Ｒの最端部にあるように、ブームの移動をたどることである。そうでなければ、ブーム７０はその変位範囲Ｒ内を自由に動き、操作者は柱３０の高さ設定を無視できる。これは、移動可能区分３６に対するブーム７０の相対的な位置の検出、および別個の操作者の注意または指示を必要せずに、「バックグラウンド」タイプの動作として柱３０の高さを調整することによる、ブーム７０の移動に従う補正を必要とする。

図１９Ａおよび図１９Ｂのブロック図は、１つの実施形態による、釣合器１３０が区分された垂直柱３０の伸長を支持する方法を示す。図１９Ａは、変位範囲Ｒの最端部において、かつ完全に折り畳まれた状態の柱３０によるブーム機器７０に対する、高さが最も低い高度を示す。操作者がブーム７０を上方に上げるとき、釣合器１３０は対応する柱３０の伸長を提供して共働する。ブーム７０のスムーズな移動を可能にするために、ブーム７０の上方移動を導くよう、制御論理プロセッサ１２０（図１８）は釣合器１３０を作動させて柱３０を伸長し、現在のブーム７０の位置に対し効果的に変位範囲Ｒの中心に位置付けるようはたらく。特定の高さに移動されたとき、ブーム７０は範囲Ｒの正確な中心またはその付近にあるので、範囲Ｒを正確に再び位置付ける必要はない。柱３０が最大に伸ばされた高さまたは最小に折り畳まれた高さのどちらかにあるとき以外、ブーム７０が範囲Ｒ内のその移動の最端部に到達しないように、正確な中心からのいくぶんかの遅れまたは進みの距離が、スムーズな移動には適切かもしれない。

ブーム７０の下向きの移動には、本発明の実施形態による、少し修正を加えた動作制御の類似のアプローチが使用される。例示の目的で、図１９Ｃは、最大の高さの高度、その変位範囲Ｒの頂点にあり、かつ完全に伸長された柱３０を伴う、ブーム７０を示す。操作者がブーム７０を下げるとき、制御論理プロセッサ１２０（図１８）はこの移動を検出して柱３０を下げることにより補正し、再度、ブーム７０の位置に対して目標を効果的に変位範囲Ｒの中心に位置付ける。しかし、ブーム７０が患者の上方のＸ線管を位置付けるので、図１９Ｂに示された上向き方向への移動と比較されるとき、下向き方向の移動は低速である。ブレーキも、特定の高さを越え、または高さ検出素子１１０または他のセンサ要素に示される移動の速度が閾値を超えるとき、下向き移動に対し作動されてもよい。

図１９Ａから図１９Ｄを参照して記載された移動シーケンスで、動作制御ロジックは、相互作用の様式でブーム７０の相対的な位置をたどり、高さの変化ならびに変化率を補正することが可能である。これを行うのに、制御論理プロセッサ１２０がブーム７０の位置および柱３０の高さのアップデートされた情報を得て、応答することが必要になる。加えて、移動可能区分３６の平行移動の速度を、ブーム機器７０の高さが変位範囲Ｒの上下の境界にどれぐらい近いかによって変更してもよい。相対位置の変化および位置の変化率の変化の両方に適合し、かつこの調整の実行においてスムーズな動作を提供するための制御の解決法は、動作制御の業界の当業者には周知である。

動作制御の業界の当業者には周知のように、ブーム７０のその範囲Ｒ内の変位ならびに柱３０の高さを、種々のタイプの連続したまたは個別のセンサを用いて検出する、多数の方法が存在する。１つの実施形態では、高さ検出素子１１０として使用されるセンサは、柱３０に対する、または変位範囲Ｒ内のブーム７０の高さを示す信号を生成する、リニアエンコーダのようなリニア検出素子である。この信号は、継続的に制御論理プロセッサ１２０の位置情報をアップデートする。１つの実施形態によると、柱３０の高さはモータドライバロジックにより判断される。代替の実施形態では、範囲Ｒ内のそれぞれの移動端付近のブーム機器７０の位置を示すように、高さ検出素子１１０として複数のセンサ素子が使用される。高さ検出素子１１０の個別のセンサは、代替的に、リミットスイッチ、またはブーム７０の移動および柱３０の高さの両方の様々な設定点に位置付けられた他のスイッチ要素とすることが可能である。代替的に、高さ検出素子１１０としてロータリエンコーダを使用することも可能である。

本出願の実施形態によると、移動型Ｘ線撮影機器の区分された垂直柱は、第１の垂直位置に位置付けされた基部、可変の垂直位置に平行「移動可能な少なくとも第１の移動可能区分、および可変の垂直位置に平行移動可能な少なくとも１つの付加的な（例えば中間）区分を有してもよく、これらの例示的な区分は、区分された垂直柱の高さを変えるために移動可能である。さらに、これらの区分は、単独でまたは組み合わせて、区分された垂直柱が垂直軸を中心として回転可能にすることができる。Ｘ線源の位置決めのために、ブーム機器を、１つまたは複数のこれらの区分（例えば少なくとも１つの第１の移動可能区分、少なくとも１つの付加的な区分、基部）を連結することが可能である。さらに、少なくとも１つの中間区分を、第１の移動可能区分と基部との間に取り付けることが可能で、または、少なくとも１つの中間区分を、基部に対して第１の移動可能区分の反対側に取り付けることが可能である。加えて、少なくとも１つの第１の移動可能区分および少なくとも１つの中間区分を基部内に据え付けることが可能で、基部は、基部内のブーム機器の垂直移動を可能にする垂直開口部を有し、または第１の移動可能区分および少なくとも１つの中間区分を基部の外側に据え付けることが可能である。例示的な構成において、ブーム運搬機構は、ブーム機器が取り付けられた区分の少なくとも部分に沿った垂直移動を作動可能とすることができる。

本発明の特定の望ましい実施形態を特定の参照を用いて本発明を詳細に記載したが、当業者により、前述のように、および添付の特許請求の範囲項で述べたように、本発明の範囲内で、本発明の範囲から逸脱することなく変形および改良をもたらすことができることを理解されたい。例えば、前述のスプリングのような張力機構１０４により任意選択的に補助されるモータ８８または何等かの他のタイプのアクチュエータを用いて、釣合器１３０は多数の方法で実行可能である。ブーム機器７０は、ある位置から他の位置へのその垂直変位を補助する、釣合錘８０または何等かの他のタイプの機械的調整具を使用してもよい。付加的なセンサを、操作者が及ぼした力または圧力量の表示に使用することができ、動作制御ロジックは、センサの検出に基きより高速または低速で柱の高さを変更することにより応えてもよい。移動型Ｘ線撮影ユニット１０の運搬準備時に、ドッキング手順の一部として、柱の高さを、自動的または手動で調整してもよい。区分された垂直柱３０は、伸縮する区分の連結配設を用いて、付加的なプーリまたは他の従来装置の相互移動のために相互に連結された、２つ以上の移動可能区分を有してもよい。

よって、提供されるものは、折り畳み可能な支持柱を、高さが調節可能なＸ線ブームとともに有する、移動型Ｘ線撮影機器の柱の高さ調整のための機器および方法である。

Claims

持ち運び可能な運搬フレームと、
前記フレームに据え付けられ、垂直軸を画定し、前記垂直軸に対する第１の垂直位置を有する基部と、前記垂直軸に沿って可変の垂直位置に平行移動可能な少なくとも１つの移動可能区分とを備える区分された垂直柱と、
前記垂直柱の前記少なくとも１つの移動可能区分に連結され、前記垂直軸に沿って前記少なくとも１つの移動可能区分を平行移動するために動力を供給可能なアクチュエータを備える釣合器と、
Ｘ線源を支持するブーム機器であって、前記ブーム機器の高さ位置への垂直変位のために前記少なくとも１つの移動可能区分に連結されるブーム機器と、
前記ブーム機器の前記高さ位置を示す信号を提供する高さ検出素子と、
を備え、
前記ブーム機器が前記移動可能区分に沿って高さ設定の範囲にわたり変位可能であり、前記少なくとも１つの移動可能区分が平行移動することが、前記範囲の上限および下限への前記ブーム機器の高さの近接によって平行移動の速度を変更する移動型Ｘ線撮影機器。
区分された垂直柱を持ち運び可能な運搬フレームに据え付けることであって、垂直軸を画定し、前記垂直軸に対する固定された垂直位置を有する基部と、前記垂直軸に沿って前記垂直柱を伸長するように垂直方向に平行移動可能な少なくとも１つの移動可能区分とを備える前記垂直柱を据え付けることと、
釣合器を前記垂直柱の前記少なくとも１つの移動可能区分に連結することであって、前記垂直軸に沿って前記少なくとも１つの移動可能区分が平行移動するために動力を供給可能なアクチュエータを備える前記釣合器を連結することと、
Ｘ線源を支持するブーム機器を、前記ブーム機器の高さ位置への垂直移動のために前記少なくとも１つの移動可能区分に連結することと、
操作者の指示に応え、前記垂直軸に沿って前記垂直柱の前記少なくとも１つの移動可能区分を平行移動することにより、露光のために前記ブーム機器の前記高さを調整することと、
を含む、露光のための持ち運び可能なＸ線撮影ユニットの設定方法。
前記操作者の指示が、取得されるＸ線撮影画像のタイプ、または到達する高さを示し、さらに前記操作者の指示が、前記ブーム機器の前記高さ位置を示す信号を取得すること、または前記垂直柱の前記高さ位置を示す信号を取得することを含み、
前記ブーム機器が前記移動可能区分に沿って高さ設定の範囲にわたり変位可能であり、前記少なくとも１つの移動可能区分が平行移動することが、前記範囲の上限および下限への前記ブーム機器の高さの近接によって平行移動の速度を変更することを含む、請求項２に記載の方法。
前記操作者の指示が、操作者による前記ブーム機器を上下に促すことを含み、
前記垂直柱の前記高さを調整することが、前記ブーム機器の高さを前記範囲の中心へ向けて調整するために上下に促すために補正することを含む、請求項３に記載の方法。