JP6415823B2 - 医用診断装置用寝台装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、医用診断装置用寝台装置に関する。

近年、医用診断装置として例えばＸ線コンピュータ断層撮影装置はその高速化、高精細化とともに、多数被験者を対象としたスクリーニング検査、頭部内部の三半規管等の複雑な骨構造の検査、さらには脚部等の骨そしょう症検査等への適用範囲が拡大している。

スクリーニング検査では高速ヘリカルスキャンが必要とされ、一方、三半規管や骨そしょう症等の検査等では非常に精密なマルチスライス又はヘリカルスキャンが必要とされる。

それに伴い必要とされる天板の移動速度範囲が従前よりも拡大することになる。つまり、精密検査では例えば０．１ｍｍ／ｓｅｃの超低速で天板を移動させる必要があり、一方、スクリーニング検査では例えば５００ｍｍ／ｓｅｃの超高速で天板を移動させる必要がある。

しかしモータの回転速度と駆動信号の関連付けによる電気的制御方式により、様々な速度での天板移動を高い速度精度で行うという技術があるが、モータ特性、つまり低回転時に速度精度が低下するという問題により実質的に実用可能な対応範囲（速度域）が狭いと考えられる。従ってこの方法では低速時のモータ回転数が低くなった場合にモータ特性上速度精度が悪くなり、このため速度仕様に合わせたパラメータ調整が困難になっている。また、低速度域〜高速度域までの速比をさらに拡大しようとすると速度精度を確保できなくなる可能性が高い。

特開２０１１−３０５８５号

目的は、低速度域から高速度域までの大きな速比にも対応できる医用診断装置用寝台装置を提供することにある。

本実施形態に係る医用診断装置用寝台装置は、基台と、前記基台上に移動機構を介して支持される天板と、前記天板を水平方向に移動駆動するための駆動部とを具備し、前記駆動部は、単一のモータと、前記モータの駆動軸に接続され、一方の減速比は１／５、他方の減速比は１／８１である２機の減速機と、前記２機の減速機のいずれかを選択的に前記移動機構に接続する接続選択部とを具備する。

本実施形態に係る医用診断装置用寝台装置の側面図である。 図１の水平動駆動ユニットの機能ブロック図である。 図１の天板移動機構を示す図である。 図１の水平動駆動ユニットの正面図である。 図１の水平動駆動ユニットの平面図である。 図２の減速機各々を介したモータ回転数と天板速度との関係を示す図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる医用診断装置用寝台装置を説明する。医用診断装置としては、典型的にはＸ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ）であるが、循環器系のＸ線診断装置等も該当する。例えばＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線管とＸ線管に対向するＸ線検出器とを有する。Ｘ線検出器で検出した透過Ｘ線の強度に応じた出力信号をデータ収集回路で増幅し、ディジタル信号に変換する。このデータ収集回路の出力に基づいて画像データが再構成処理部で再構成される。Ｘ線管とＸ線検出器とは１体として被検体の周囲を回転する。被検体は寝台の天板に載置される。天板のスライドにより、被検体はＸ線管とＸ線検出器との間の撮影領域に挿入される。ヘリカルスキャンに際しては、天板は一定速度で移動される。例えばスクリーニング検査では高速ヘリカルスキャン条件のもと天板は例えば５００ｍｍ／ｓｅｃの超高速で移動される必要がある。一方、三半規管や骨そしょう症等の検査等では非常に精密なヘリカルスキャン条件のもと例えば０．１ｍｍ／ｓｅｃの超低速で天板が移動される。この必要な速度範囲は、モータの回転可動範囲を大幅に超過している。したがって無段変速機では対応できない。そのため本実施形態では、減速比が大幅に異なる複数の減速機を装備する。

図１にその側面図を示すように、寝台装置１は基台２を有する。基台２にはフレーム３が搭載される。フレーム３には被検体Ｐが載置される天板４が移動機構６を介して設けられる。天板４は移動機構６によりその長手方向に沿って直線的に移動自在に支持される。フレーム３内には、天板３の移動を駆動するための水平動駆動ユニット（駆動部）５が収容される。

図３、図４、図５には水平動駆動ユニット５の構成を概略的に示している。水平動駆動ユニット５は、フレーム３の下面に取り付けられた単一のモータ４１を有する。モータ４１の駆動軸４２は複数の減速機５１，５２の一次回転軸５５，５６にベルト５８で接続されている。モータ４１の回転は、減衰率の異なる複数の減速機５１，５２に伝達される。減速機５１，５２としてはここでは２台を例に説明するが、３台、又は４台以上が設けられていても良い。減速機５１，５２はフレーム３の下面にモータ４１を挟むよう配置される。減速機５１，５２の二次回転軸は、減速機５１，５２にそれぞれ設けられているクラッチ５３，５４及びベルト６１を介して水平動駆動ユニット５の駆動軸２１に接続されている。駆動軸２１にはブレーキ２５及び駆動軸２１の回転角を検出するためのエンコーダ２３が設けられる。駆動軸２１はベルト２２を介して移動機構６の駆動軸（ねじ軸）１４に接続されている。

クラッチ５３，５４は何れか一方が接続し、他方が断続する、つまり接続状態と断続状態が相補するよう図示しない動力部とその制御部が設けられている。一対のクラッチ５３，５４は接続選択部として構成される。

移動機構６のねじ軸１４は、フレーム３に軸回転自在に設けられる。このねじ軸１４には図示しないボールネジが勘合される。ボールネジにはスライダ１３が取り付けられる。スライダ１３はフレーム３の表面に設けられたレール１１，１２上に移動自在に設けられる。ねじ軸１４が軸回転をすると、スライダ１３に取り付けられた天板４がスライダ１３とともにレール１１，１２に沿って移動する。

図６には減速機５１，５２各々を介したモータ回転数と天板速度との関係を示している。減速機５１は低速用であり、減速機５２は高速用である。モータ４１はその回転数変化とともに当然にしてトルクは変化する。ここでモータ４１のトルクが所定値以上を示す回転数範囲が適正トルク回転域として定義する。適正トルク回転域の中央値で、高速ヘリカルスキャンなどで必要とされる天板４の移動速度、例えば５００ｍｍ／ｓｅｃの超高速を実現するよう、高速用の減速機５２の減速比が決定されている。高速用の減速機５２は例えば１／５の減速比を有する。一方、適正トルク回転域の中央値で、超高精細ヘリカルスキャンなどで必要とされる天板４の移動速度、例えば０．１ｍｍ／ｓｅｃの超低速を実現するよう、低速用の減速機５１の減速比が決定されている。低速用の減速機５１は例えば１／８１の減速比を有する。なお、このように大幅に相違する低速用の減速機５１の減速比と、高速用の減速機５２の減速比は、無段変速機単一の変速比幅では収まらない。

このように１つのモータ４１に対して後述するように低速／高速の２つの伝達系（減速機５１，５２、エンコーダ２５等）を組み合わせることで、クラッチ５３，５４の切り替えにより低速度域〜高速度域までの速度精度の確保が実現され得る。また単体のモータ４１を複数の減速機に共用させることにより、設置スペースの縮小化やコスト低減だけではなく、複数の減速機に複数のモータを設けることによるモータの性能個体差による精度のバラツキを抑制することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…寝台装置、２…基台、３…フレーム、４…天板、５…水平動駆動ユニット（駆動部）、６…移動機構。

Claims (3)

1. 基台と、
   前記基台上に移動機構を介して支持される天板と、
   前記天板を水平方向に移動駆動するための駆動部とを具備し、
   前記駆動部は、
   単一のモータと、
   前記モータの駆動軸に接続され、一方の減速比は１／５、他方の減速比は１／８１である２機の減速機と、
   前記２機の減速機のいずれかを選択的に前記移動機構に接続する接続選択部とを具備することを特徴とする医用診断装置用寝台装置。
2. 前記接続選択部は、前記２機の減速機にそれぞれ接続される２機のクラッチを有することを特徴とする請求項１記載の医用診断装置用寝台装置。
3. 前記２機のクラッチのいずれかが選択的に接続状態にされ、他は切断状態にされることを特徴とする請求項２記載の医用診断装置用寝台装置。