JPH0616779B2 - Ｘ線撮影装置の圧迫装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、通常のＸ線造影では描出できない被検者の目
的撮影部位を圧迫部材で押圧して描出可能とするＸ線撮
影装置の圧迫装置に関し、特に圧迫動作により圧迫部材
が被検者から受ける反力を操作者へ伝達することができ
るＸ線撮影装置の圧迫装置に関する。

従来の技術 一般に、胃や食道のような消化器系の器官（以下「消化
管」という）のＸ線撮影においては、コントラストの良
い最適なＸ線写真を得るために、バリウム等の陰性造影
剤（以下、単に「造影剤」と称す）をその内部に投与す
る。この場合、消化管内部の造影剤の状況によってはそ
の造影剤のために病変部が見えないことがあるので、被
検者の目的撮影部位を圧迫し上記造影剤を拡散してＸ線
を透過し易くしたり、または消化管内部の粘膜のヒダを
押し拡げるために圧迫して、上記消化管のＸ線撮影を行
っている。

このような造影剤を用いた撮影を行う従来のＸ線撮影装
置は、第７図に示すように、被検者１を寝載する天板２
と、この天板２の上方に設けられたＸ線管３と、上記天
板２の下方にてスライド可能に設けられたフィルムホル
ダ４と、さらにその下方に設けらえたＸ線テレビカメラ
５とを有すると共に、本体６には被検者１の上方にて矢
印Ａ，Ｂ方向に昇降する圧迫部材７を設けていた。そし
て、この圧迫部材７を被検者１の目的撮影部位に押し付
けるには、上記Ｘ線撮影装置とは別室に設置された遠隔
操作卓８（第８図参照）のところに操作者が位置し、Ｘ
線透視撮影によるＸ線テレビモニタ９の画面によって消
化管（例えば胃）内の造影剤のたまり具合や拡散具合を
確認しながら、操作レバー１０を所定の方向へ操作し
て、上記圧迫部材７を矢印Ａ方向に下降させて被検者１
の目的撮影部位に押し付け、造影剤の投与された消化管
を圧迫していた。

発明が解決しようとする問題点 しかし、このようなＸ線撮影装置においては、上記遠隔
操作卓８の操作レバー１０は、本体６の圧迫部材７へ圧
迫動作の指令を与えるだけであり、被検者１の腹部等の
目的撮影部位を上記圧迫部材７が圧迫したときの被検者
１からの反力は何も伝達することができず、操作者は被
検者１に対する圧迫力を何も感ずることができなかっ
た。従って、どのような被検者１の対しても一律の圧迫
力を加えていた。ところが、このような場合の圧迫力は
被検者１の体格（体厚の厚い人はまたは薄い人等）によ
りその感じ方が違い、ある被検者にとっては上記一律の
圧迫力では力が強すぎ、苦痛に感ずるものであった。ま
た、同じ圧迫力を目的撮影部位に加えても造影剤の拡散
の仕方がそれぞれ異なることがあり、その被検者１にお
いて最適な拡散をさせるためには、圧迫の仕方を加減し
ながら試行錯誤的に何回も圧迫動作を行わなければなら
なかった。従って、消化感のＸ線撮影の作業効率が低下
するものであった。そこで、本発明はこのような問題点
を解決することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決する本発明の手段は、通常のＸ線造
影では描出できない被検者の目的撮影部位を圧迫部材で
押圧して描出可能とするＸ線撮影装置の圧迫装置におい
て、上記被検者の目的撮影部位を圧迫する圧迫部材を昇
降操作して該目的撮影部位に接触させると共にその目的
撮影部位を圧迫する押圧力の目標値を与える操作レバー
及びこの操作レバーの位置変位を検出して出力すると共
に前記圧迫部材が受ける反力に対応する方向の動きを発
生する駆動手段を有する圧迫操作部と、上記被検者の目
的撮影部位に圧迫部材が接触したのを検出する手段を有
し上記圧迫操作部からの目標値に追従して目的撮影部位
を圧迫する圧迫部材及びこの圧迫部材を昇降させる駆動
手段を有する圧迫動作部と、上記圧迫操作部からの目標
値を入力して圧迫動作部を動作させると共にこの圧迫動
作部からの追従値と上記目標値との偏差信号によりフィ
ードバック制御する制御回路とで構成し、この制御回路
の制御により上記目的撮影部位から圧迫部材が受ける反
力を操作レバーに伝達するようにしたことによってなさ
れる。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明によるＸ線撮影装置の圧迫装置の実施例
を示すブロック図である。この圧迫装置は、第７図に示
すと同様のＸ線撮影装置において被検者１の例えば胃な
どの消化管内に投与されたバリウム等の造影剤をその目
的撮影部位を圧迫することにより拡散させるもので、圧
迫操作部１１と、圧迫動作部１２と、制御回路１３とか
ら成る。

上記圧迫操作部１１は、被検者１の目的撮影部位を圧迫
する後述の圧迫部材２４を昇降操作して該目的撮影部位
に接触させると共にその目的撮影部位を圧迫する押圧力
の目標値を与え、かつ上記圧迫部材２４が受ける反力に
対応する方向の動きを発生するもので、操作レバー１４
とその駆動手段１５とを有しており、第８図に示すと同
様の遠隔操作卓８に設けられている。その具体的な構造
は、第２図に示すように、二つの支点１６ａ，１６ｂに
支持された支点軸１７を有し、この支点軸１７にスライ
ド可能に軸受部１８が嵌合しており、この軸受部１８か
ら上向きに操作レバー１４が設けられている。上記軸受
部１８の下部の連結部材１９は、二つのプーリ２０ａ，
２０ｂの間に掛け回されたベルト２１の片側に結合され
ている。また、上記二つのプーリ２０ａ，２０ｂのうち
一方のプーリ２０ａの回転軸にはサーボモータ２２が連
結されると共に、このサーボモータ２２の回転軸にはそ
の回転角を検出するエンコーダ２３が設けられている。
そして、上記支点軸１７と、軸受部１８と、ベルト２１
と、プーリ２０ａ，２０ｂと、サーボモータ２２とで駆
動手段１５を形成している。なお、上記操作レバー１４
は、二自由度を有しており、第２図において紙面に直交
する面内の＋Ｃ，−Ｃ方向の傾倒操作と、紙面に平行な
面内の＋Ｄ，−Ｄ方向のスライド操作とができるように
なっている。そして、上記操作レバー１４を＋Ｄ，−Ｄ
方向にスライド操作することにより、軸受部１８及びベ
ルト２１を介してプーリ２０ａ，２０ｂを回転させ、こ
れによりサーボモータ２２が回転し、この回転角をエン
コーダ２３で検出して、後述の制御回路１３へ出力する
ようになっている。

前記圧迫動作部１２は、上記被検者１の目的撮影部位に
圧迫部材２４が接触したのを検出すると共に上記圧迫操
作部１１からの目標値に追従して被検者１の目的撮影部
位を圧迫するもので、圧迫部材２４とその駆動手段２５
とを有しており、第７図に示すと同様にＸ線撮影装置の
本体６に設けられている。その具体的な構造は、第３図
に示すように、二つの支点２６ａ，２６ｂに支持された
支点軸２７を有し、この支点軸２７にスライド可能に軸
受部２８が嵌合しており、この軸受部２８から横斜下方
に向けて圧迫部材２４が突設されている。上記軸受部２
８から反対側の側方に突出した連結部材２９は、二つの
プーリ３０ａ，３０ｂの間に掛け回されたベルト３１の
片側に結合されている。また、上記二つのプーリ３０
ａ，３０ｂのうち一方のプーリ３０ａの回転軸にはサー
ボモータ３２が連結されると共に、このサーボモータ３
２の回転軸にはその回転角を検出するエンコーダ３３が
設けられている。そして、上記支点軸２７と、軸受部２
８と、ベルト３１と、プーリ３０ａ，３０ｂと、サーボ
モータ３２とで駆動手段２５を形成している。ここで、
上記サーボモータ３２は、後述の制御回路１３からの制
御信号を入力して回転し、この回転がプーリ３０ａ及び
ベルト３１を介して軸受部２８へ伝達され、この軸受部
２８が支点軸２７をガイドとして矢印Ａ，Ｂ方向にスラ
イドすることにより、上記圧迫部材２４が矢印Ａ，Ｂ方
向に昇降して被検者１の目的撮影部位を圧迫するように
なっている。なお、上記圧迫部材２４の先端に設けられ
た接触部分３４は、Ｘ線透過性の良い木材やカーボンフ
ァイバ等でできている。また、上記圧迫部材２４の軸受
部２８への付根付近に、上記接触部分３４が被検者１に
接触したのを検出する歪ゲージ等の接触検出器４７が取
り付けられている。

上記圧迫操作部１１と圧迫動作部１２との間には、制御
回路１３が設けられている。この制御回路１３は、上記
圧迫操作部１１からの目標値を入力して圧迫動作部１２
を動作させると共にこの圧迫動作部１２からの追従値と
上記目標値との偏差信号によりフィードバッグ制御する
もので、この制御回路１３の制御により上記目的撮影部
位から圧迫部材２４が受ける反力を操作レバー１４に伝
達するようになっている。そして、これらの圧迫操作部
１１及び圧迫動作部１２並びに制御回路１３の全体でサ
ーボ機構を構成している。ここで、上記制御回路１３の
具体的な構成は、第４図に示すように、第一の位置カウ
ンタ３５及び第二の位置カウンタ３６と、中央処理装置
（ＣＰＵ）３７と、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）３８
と、随時読出し書込みメモリ（ＲＡＭ）３９と、第一の
サーボ増幅器４０及び第二のサーボ増幅器４１と、第一
の駆動回路４２及び第二の駆動回路４３とを有して成
る。上記第一の位置カウンタ３５は、圧迫操作部１１の
サーボモータ２２の回転角を検出するエンコード２３か
ら出力されたパルス信号を入力してカウントし、上記サ
ーボモータ２２の位置情報として出力するものである。
同様に、上記第二の位置カウンタ３６は、圧迫動作部１
２のサーボモータ３２の回転角を検出するエンコーダ３
３から出力されたパルス信号を入力してカウントし、上
記サーボモータ３２の位置情報として出力するものであ
る。これら第一及び第二の位置カウンタ３５，３６から
の位置情報は、入力インタフェース４４を介してＣＰＵ
３７へ取り込まれる。このＣＰＵ３７は、上記それぞれ
の位置情報から圧迫操作部１１のサーボモータ２２の回
転角変位θ_１と、圧迫動作部１２のサーボモータ３２の
回転角変位θ_２との位置偏差ε（＝θ_１−θ_２）や、各
サーボモータ２２，３２の速度ｖ_１，ｖ_２や、さらに上
記各サーボモータ２２，３２への制御量などを演算する
ものである。このＣＰＵ３７で演算した制御量は、出力
インタフェース４５を介して第一及び第二のサーボ増幅
器４０，４１へ入力される。第一のサーボ増幅器４０
は、圧迫操作部１１のサーボモータ２２に対する制御信
号を増幅するものであり、第二のサーボ増幅器４１は、
圧迫動作部１２のサーボモータ３２に対する制御信号を
増幅するものである。そして、上記第一のサーボ増幅器
４０からの出力信号は第一の駆動回路４２を介してサー
ボモータ２２へ入力し、上記ＣＰＵ３７からの制御信号
に応じて該サーボモータ２２を駆動する。同様に、上記
第二のサーボ増幅器４１からの出力信号は第二の駆動回
路４３を介してサーボモータ３２へ入力し、上記ＣＰＵ
３７からの制御信号に応じて該サーボモータ３２を駆動
する。なお、ＲＯＭ３８は、このような制御のプログラ
ムを格納しておくものであり、ＲＡＭ３９は、バッファ
用のメモリとして用いられる。また、第４図において、
符号４６は、圧迫操作部１１側からの圧迫指令や停止指
令、及び圧迫動作部１２の圧迫部材２４が被検者１に接
触していることを検出する接触検出器４７からの検出信
号等をＣＰＵ３７へ取り込む外部との入力インタフェー
スである。

なお、第１図において、符号４８，４９は、サーボ機構
の安定性を確保するために、補償要素としてそれぞれの
エンコーダ２３，３３からの位置情報を微分して上記制
御回路１３へ負帰還する微分器である。

次に、このように構成されたＸ線撮影装置の圧迫装置の
動作について説明する。まず、操作者が圧迫動作を開始
する際の初期状態においては、第３図において圧迫動作
部１２の圧迫部材２４は、矢印Ｂ方向に上昇しておりそ
の付根部がｂ点に位置している。この状態で、操作者が
第２図に示す操作レバー１４を紙面に直交する面内で例
えば＋Ｃ方向に倒すと、第３図に示すように、圧迫部材
２４は支点軸２７のガイドにより矢印Ａ方向に下降し、
被検者１へ近づく。そして、上記圧迫部材２４の先端の
接触部分３４が被検者１の目的撮影部位へ接触すると、
その下降動作がとめられることにより上記圧迫部材２４
の付根部がたわみ、このたわみを接触検出器４７が検出
してその検出信号を第４図に示す制御回路１３の入力イ
ンタフェース４６へ送出する。これにより、ＣＰＵ３７
の制御によって上記圧迫部材２４の下降が停止し、第３
図に示すようにその付根部がａ点に位置すると共に、第
１図に示すサーボ機構の制御系に切り換わる。

このように、上記圧迫部材２４の接触部分３４が被検者
１に接触して停止した状態から、実際に上記被検者１に
対して圧迫力を加える。すなわち、今度は、操作者は第
２図に示す操作レバー１４を紙面に平行な面内で例えば
＋Ｄ方向にスライドさせる。すると、軸受部１８が支点
軸１７をガイドとして＋Ｄ方向へスライドし、連結部材
１９を介してベルト２１が回され、この結果プーリ２０
ａ，２０ｂが回転する。これにより、上記プーリ２０ａ
の回転軸に連結されたサーボモータ２２が回転され、こ
の回転角をエンゴーダ２３で検出する。この回転角変位
を例えばθ_１とすると、これが圧迫操作部１１から出力
される圧迫動作の目標値となる。そして、この回転角変
位θ_１は、第１図に示すように、制御回路１３へ入力さ
れる。上記回転角変位θ_１は、第４図に示すように、制
御回路１３の第一の位置カウンタ３５へ入力し、その後
ＣＰＵ３７で所要の演算を施され、第二のサーボ増幅器
４１及び第二の駆動回路４３を介して出力される。その
制御回路１３から出力される制御信号Ｓ_１は、第１図に
示すように、圧迫動作部１２のサーボモータ３２へ入力
する。すると、このサーボモータ３２は、上記制御信号
Ｓ_１の入力により回転し、第３図に示すように、その回
転がプーリ３０ａ及びベルト３１を介して軸受部２８へ
伝達され、この軸受部２８が支点軸２７をガイドとして
矢印Ａ方向にスライドする。従って、上記軸受部２８に
取り付けられた圧迫部材２４が矢印Ａ方向に下降して被
検者１の目的撮影部位を圧迫する。

このとき、上記サーボモータ３２の回転と同時に、その
サーボモータ３２の回転角はその回転軸に取り付けられ
たエンコーダ３３によって検出される。この回転角変位
を例えばθ_２とすると、これが圧迫動作部１２における
圧迫動作の追従値となる。そして、この回転角変位θ_２
は、第１図に示すように、制御回路１３へ入力される。
上記回転角変位θ_２は、第４図に示すように、制御回路
１３の第二の位置カウンタ３６へ入力し、その後ＣＰＵ
３７で上記圧迫操作部１１から送出される目標値として
の回転角変位θ_１との差、すなわち偏差信号ε（＝θ_１
−θ_２）が演算され、第一のサーボ増幅器４０及び第一
の駆動回路４２を介して出力される。この制御回路１３
から出力される制御信号Ｓ_２は、第１図に示すように、
圧迫操作部１１のサーボモータ２２へ入力する。する
と、このサーボモータ２２は、上記制御信号Ｓ_２の入力
により上記偏差信号εを小さくする方向、すなわち当初
の目標値としての回転角変位θ_１を小さくするように反
対方向に回転し、第２図に示すように、その回転がプー
リ２０ａ及びベルト２１を介して軸受部１８へ伝達さ
れ、この軸受部１８が支点軸１７をガイドとして−Ｄ方
向へスライドする。従って、上記軸受部１８に設けられ
た操作レバー１４は、操作者が当初＋Ｄ方向に操作した
方向とは反対方向に戻されることになる。この操作レバ
ー１４の戻りが、被検者１の目的撮影部位から圧迫部材
２４が受ける反力として操作者に感じ取られる。

なお、以上の動作は圧迫操作部１１側と圧迫動作部１２
側とで同時に進行し、圧迫操作部１１からの目標値に追
従して直ちに圧迫動作部１２が動作し、上記目標値とし
ての回転角変位θ_１と追従値としての回転角変位θ_２と
の偏差信号εによって制御回路１３が圧迫動作部１２の
サーボモータ３２へ制御信号Ｓ_１を送出すると共に、圧
迫操作部１１のサーボモータ２２へ制御信号Ｓ_２を送出
する。このとき、上記制御信号Ｓ_１，Ｓ_２の入力によ
り、主動側としての圧迫操作部１１と従動側としての圧
迫動作部１２には、ほぼ同じトルクが発生する。この発
生するトルクの方向は、圧迫操作部１１と圧迫動作部１
２の回転角変位θ_１，θ_２の差である偏差信号εを小さ
くし、上記それぞれの回転角変位θ_１，θ_２を一致させ
るように設定されている。すなわち、従動側の追従動作
部１２の回転角変位θ_２が主動側の圧迫操作部１１の回
転角変位θ_１より小さいときには、上記圧迫動作部１２
は変位θ_１まで追従しようと加速し、一方圧迫操作部１
１は偏差信号εの値を小さくしようと減速する。従っ
て、このような偏差信号εを常に小さくしようとするサ
ーボ機構においては、圧迫動作部１２の圧迫部材２４が
被検者１に対して圧迫力を加えることによって作用する
被検者１からの反力を受けると、圧迫動作部１２の回転
角変位θ_２と操作レバー１４による圧迫操作部１１の回
転角変位θ_１との差が大きくなり、これに比例して被検
者１への圧迫力が大きくなると同時に、その偏差信号ε
を小さくしようとするので圧迫操作部１１の操作レバー
１４にはその操作方向と反対向きのトルクが生じること
となる。すなわち、操作者は、上記操作レバー１４から
被検者１に対する圧迫部材２４による圧迫力に相当する
反力を受け、その手に被検者１に対する圧迫力の感覚を
得ることができる。

第５図は本発明の他の実施例を示すブロック図である。
この実施例は、圧迫動作部１２の圧迫部材２４の付根部
に例えば歪ゲージ５０を取り付けると共に、この歪ゲー
ジ５０からの計測信号を入力して上記圧迫部材２４被検
者１から受ける反力を検出するトルク検出器５１を設
け、かつ、このトルク検出器５１の出力信号を制御回路
１３へ取り込むようにしたものである。この場合は、上
記トルク検出器５１によって従動側の圧迫動作部１２に
発生するトルクを直接検出することができ、その検出ト
ルクを主動側の圧迫操作部１１へ伝達することができ
る。従って、圧迫操作部１１の操作レバー１４には、上
記圧迫動作部１２の圧迫部材２４が被検者１から受ける
反力に比例したトルクが発生し、よりきめの細かい圧迫
動作をすることができる。なお、この実施例において
は、第６図に示すように、制御回路１３の内部に、上記
トルク検出器５１からのアナログ信号をＣＰＵ３７へ取
り込むためのＡ／Ｄ変換器５２が追加されている。

なお、上記第１図及び第５図の実施例の場合において、
圧迫操作部１１の操作レバー１４から操作者が受ける力
は、この操作レバー１４を駆動するサーボモータ２２の
出力を制御回路１３内のＣＰＵ３７で演算制御すること
により、直接的な比例関係をもたせたり、あるいは或る
関数に基づいて適宜変化させるようにしてもよい。ま
た、第４図及び第６図に示す外部との入力インタフェー
ス４６からは、被検者１に対する圧迫部材２４による圧
迫力が予め設定した限界値を越えた場合に、その圧迫部
材２４を駆動するサーボモータ３２への駆動信号を切断
する遮断信号を入力させてもよい。これにより、安全保
護対策を施すことができる。

発明の効果 本発明は以上のように構成されたので、圧迫操作部１１
の操作レバー１４により圧迫部材２４を昇降操作して被
検者１の目的撮影部位に接触させると共にその目的撮影
部位を圧迫する押圧力の目標値を与えることができ、か
つ圧迫動作部１２の圧迫部材２４で上記被検者の目的撮
影部位に該圧迫部材２４が接触したのを検出すると共に
駆動手段２５により上記圧迫操作部１１からの目標値に
追従して圧迫部材２４で目的撮影部位を圧迫することが
でき、さらに制御回路１３により上記圧迫操作部１１か
らの目標値を入力して圧迫動作部１２を動作させると共
にその圧迫動作部１２からの追従値と上記目標値との偏
差信号を用いてフィードバック制御して、上記目的撮影
部位から圧延部材２４が受ける反力を操作レバー１４に
伝達することができる。

従って、操作者は、操作レバー１４を握って圧迫動作を
しながら、上記操作レバー１４を介して被検者１に対す
る圧迫部材２４による圧迫力に相当する反力を受け、そ
の手に被検者１に対する圧迫力の感覚を得ることができ
る。このことから、被検者１の体格等に応じてその目的
撮影部位に対する圧迫力を自在に調整することができ、
上記被検者１に対して不必要に強い圧迫力を加えること
なく、苦痛を与えないようにすることができる。また、
目的撮影部位に対する圧迫力を自由に調整することがで
きることから、消化管内に投与された造影剤の拡散を最
適ににかつ早く行うことができ、消化管のＸ線撮影の作
業効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＸ線撮影装置の圧迫装置の実施例
を示すブロック図、第２図は圧迫操作部の具体的な構造
を示す説明図、第３図は圧迫動作部の具体的な構造を示
す説明図、第４図は制御回路の構成を示すブロック図、
第５図は本発明の他の実施例を示すブロック図、第６図
は他の実施例における制御回路の構成を示すブロック
図、第７図はＸ線撮影装置を示す側面図、第８図はその
遠隔操作卓を示す斜視図である。 １……被検者 ６……Ｘ線撮影装置の本体 ８……遠隔操作卓 １１……圧迫操作部 １２……圧迫動作部 １３……制御回路 １４……操作レバー １５……圧迫操作部の駆動手段 ２２……サーボモータ ２３……エンコーダ ２４……圧迫部材 ２５……圧迫動作部の駆動手段 ３２……サーボモータ ３３……エンコーダ ５０……歪ゲージ ５１……トルク検出器 θ_１……圧迫操作部の回転角変位（目標値） θ_２……圧迫動作部の回転角変位（追従値） ε……偏差信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通常のＸ線造影では描出できない被検者の
   目的撮影部位を圧迫部材で押圧して描出可能とするＸ線
   撮影装置の圧迫装置において、上記被検者の目的撮影部
   位を圧迫する圧迫部材を昇降操作して該目的撮影部位に
   接触させると共にその目的撮影部位を圧迫する押圧力の
   目標値を与える操作レバー及びこの操作レバーの位置変
   位を検出して出力すると共に上記圧迫部材が受ける反力
   に対応する方向の動きを発生する駆動手段を有する圧迫
   操作部と、上記被検者の目的撮影部位に圧迫部材が接触
   したのを検出する手段を有し上記圧迫操作部からの目標
   値に追従して目的撮影部位を圧迫する圧迫部材及びこの
   圧迫部材を昇降させる駆動手段を有する圧迫動作部と、
   上記圧迫操作部からの目標値を入力して圧迫動作部を動
   作させると共にこの圧迫動作部からの追従値と上記目標
   値との偏差信号によりフィードバック制御する制御回路
   とで構成し、この制御回路の制御により上記目的撮影部
   位から圧迫部材が受ける反力を操作レバーに伝達するよ
   うにしたことを特徴とするＸ線撮影装置の圧迫装置。