JPH08280668A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｘ線診断装置において、被検体テーブル又は
支持機構或いはＸ線像検出器等の移動対象物を手動操作
の感覚を保持しながら、一定の軽い力で容易に移動操作
することを可能とする。 【構成】 被検体テーブル又は支持機構或いはＸ線像検
出器などの移動対象物の移動制御機構部にて該移動対象
物の所定箇所に取り付けられた操作ハンドルに、操作者
の手による移動操作力を検出する力検出器２３を設け、
この力検出器２３で検出した移動操作力を位置の量に変
換して、位置検出器１３で検出した位置情報を位置指令
値の入力部に負帰還するところへ正帰還させるようにし
たものである。これにより、被検体テーブル又は支持機
構或いはＸ線像検出器等の移動対象物を手動操作の感覚
を保持しながら一定の軽い力で容易に移動操作すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検体テーブルに寝載
した被検体にＸ線を放射しその透過Ｘ線を検出して診断
部位のＸ線像を得るＸ線診断装置に関し、特に被検体テ
ーブル又は支持機構或いはＸ線像検出器等の移動対象物
を手動操作の感覚を保持しながら一定の軽い力で容易に
移動操作することができるＸ線診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のＸ線診断装置、例えば循
環器撮影システムは、図３に示すように、被検体１を寝
載する被検体テーブル２と、この被検体テーブル２を間
にして対向配置されたＸ線管装置３ａ，３ｂ及びＸ線像
検出器４ａ，４ｂを支持する支持機構５ａ，５ｂと、上
記Ｘ線管装置３ａ，３ｂ及びＸ線像検出器４ａ，４ｂで
収集したＸ線像を表示する表示装置６と、上記被検体テ
ーブル２又は支持機構５ａ，５ｂ或いはＸ線像検出器４
ａ，４ｂをそれぞれ電動で移動操作するために位置指令
値を与えると共に移動の位置情報を検出し且つ速度情報
を検出して負帰還して位置制御する移動制御機構部７
と、上記各構成要素に操作指令を送出する操作部８とを
有して成っていた。なお、上記Ｘ線像検出器４ａ，４ｂ
は、イメージインテンシファイヤと呼ばれるものであ
る。そして、この例では二つの映像撮影系を有し、第一
のＸ線管装置３ａと第一のＸ線像検出器４ａとが対向配
置されると共に、第二のＸ線管装置３ｂと第二のＸ線像
検出器４ｂとが対向配置され、それぞれ支持機構５ａ，
５ｂで支持されて被検体１に対して異なった位置、方向
からＸ線像を収集するようになっている。

【０００３】図３に示すＸ線診断装置は、主に心臓や頭
部、腹部などの血管の造影検査を行うための装置であ
る。特に、心臓や頭部の造影検査において、被検体１に
対して大腿静脈などからカテーテルを挿入し、その進み
具合をＸ線透視により表示装置６で確認しながら進めて
行く際に、上記被検体１に対する透視方向を変えて別の
角度で見ることにより血管の走行状態を確認して進めて
いた。また、撮影している場所の視野を広げたり、或い
は大きく映すためにＸ線像検出器４ａ，４ｂを被検体１
に向けて前進又は後退させることがあった。一方、被検
体テーブル２は、被検体１の体軸方向に矢印Ａ，Ｂのよ
うに移動が可能であり、さらに高さ方向にも矢印Ｃ，Ｄ
のように昇降可能とされている。このように、多方向か
ら上記二つの映像撮影系の位置決めを行い、体内を複雑
に走行する血管からカテーテルを挿入すべき目的の血管
を選択することができる。そして、目的の血管を選択し
カテーテルを挿入して位置決めが終わると、造影剤をそ
のカテーテルを通して注入し、心臓や頭部の撮影を行っ
ていた。

【０００４】上記のような使用をしている循環器撮影シ
ステムにおいて、近年、インターベンショナル・ラジオ
ロジー（以下「ＩＶＲ」と略称する）と呼ばれるカテー
テルを利用した治療法が盛んに行われるようになってき
た。これは、例えば環状動脈の中に梗塞があり、これを
治療する場合、大動脈などからカテーテルを挿入し、こ
のカテーテルをＸ線透視下において目的とする血管まで
進め、その目的部位においてバルーンカテーテルやアテ
レクトミーカテーテルを使用し、血管の狭窄部の開大を
行うものである。このようなＩＶＲ手技では、Ｘ線透視
下で目的の血管を見つけ、この目的の血管に対し早くカ
テーテルを挿入する必要があるが、そのためにはＸ線透
視下において映像撮影系（３ａ，４ａ；３ｂ，４ｂ）や
支持機構５ａ，５ｂを移動させたり、被検体テーブル２
を移動させる必要があった。このような動作は、従来の
造影検査でも行われていたが、ＩＶＲ手技により一層必
要となった動作である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のＸ線診断装置においては、図３に示すような大掛り
な装置であり、被検体テーブル２も映像撮影系の支持機
構５ａ，５ｂも電動で駆動する移動制御機構部７で移動
操作するようになっていた。例えば、被検体テーブル２
を矢印Ａ，Ｂのように移動するには、操作部８に設けら
れた操作スイッチの操作によりモータ駆動により移動操
作していた。そして、そのモータ駆動による移動操作
は、例えば図４に示すような制御ブロック図で表される
位置制御系で行われていた。すなわち、この位置制御系
は、操作部８で入力された位置指令値を増幅する増幅器
９と、この増幅器９からの位置指令値を入力して回転駆
動されるモータ１０と、このモータ１０の回転駆動によ
り移動操作される負荷としての移動対象物１１と、この
移動対象物１１の移動量を積分する積分器１２と、この
積分器１２からの出力を取り込んで移動の位置情報を検
出して位置指令値の入力部へ負帰還する位置検出器１３
と、上記移動対象物１１の移動の速度情報を検出して上
記増幅器９の次段へ負帰還する速度検出器１４とから成
る。

【０００６】このような位置制御系による例えば被検体
テーブル２の移動操作は、図３に示す操作部８に設けら
れた操作スイッチの操作により行っていた。この場合、
操作者は、操作部８においてスイッチ操作を行うだけで
あり、操作力はほとんど感じず、手で直接動かすような
微妙な操作はできなかった。従って、大きく速く動かし
たり、細かくゆっくり動かしたりするような操作者の意
のままの微妙な移動操作ができず、カテーテルの位置合
わせがなかなか思うようにはできなかった。

【０００７】これに対して、例えば被検体テーブル２を
モータ駆動ではなく手動で移動操作するものもあるが、
この場合は、操作者の手動操作力は小さく、被検体１の
体重が掛かった重い被検体テーブル２を容易に移動する
ことができない半面、動かしたときはその慣性力の影響
で所望位置より行き過ぎてしまうことがあり、移動操作
が難しいものであった。特に、図５に示すように、被検
体１の体重変化などにより実線Ｅで示すように負荷が変
動すると、操作者の発揮する操作力も変化して更に操作
がしにくくなるものであった。

【０００８】なお、このような状況は、映像撮影系や支
持機構５ａ，５ｂを移動操作する場合も同じであり、同
様の問題点を有していた。

【０００９】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、被検体テーブル又は支持機構或いはＸ線像検出器
等の移動対象物を手動操作の感覚を保持しながら一定の
軽い力で容易に移動操作することができるＸ線診断装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるＸ線診断装置は、被検体を寝載する被
検体テーブルと、この被検体テーブルを間にして対向配
置されたＸ線管装置及びＸ線像検出器を支持する支持機
構と、上記Ｘ線管装置及びＸ線像検出器で収集したＸ線
像を表示する表示装置と、上記被検体テーブル又は支持
機構或いはＸ線像検出器をそれぞれ電動で移動操作する
ために位置指令値を与えると共に移動の位置情報を検出
し且つ速度情報を検出して負帰還して位置制御する移動
制御機構部と、上記各構成要素に操作指令を送出する操
作部とを有して成るＸ線診断装置において、上記それぞ
れの移動対象物の移動制御機構部にて該移動対象物の所
定箇所に取り付けられた操作ハンドルに、操作者の手に
よる移動操作力を検出する力検出手段を設け、この力検
出手段で検出した移動操作力を位置の量に変換して上記
検出した位置情報を位置指令値の入力部に負帰還すると
ころへ正帰還させるようにしたものである。

【００１１】また、上記力検出手段の次段には、この力
検出手段で検出した移動操作力を位置の量に変換する際
の係数を可変とした力帰還利得器を設けてもよい。

【００１２】

【作用】このように構成されたＸ線診断装置は、それぞ
れの移動対象物の移動制御機構部にて該移動対象物の所
定箇所に取り付けられた操作ハンドルに設けた力検出手
段で操作者の手による移動操作力を検出し、この力検出
手段で検出した移動操作力を位置の量に変換して上記移
動対象物について検出した位置情報を位置指令値の入力
部に負帰還するところへ正帰還させるように動作する。
これにより、被検体テーブル又は支持機構或いはＸ線像
検出器等の移動対象物を手動操作の感覚を保持しながら
一定の軽い力で容易に移動操作することができる。

【００１３】

【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。図１は本発明によるＸ線診断装置の要
部を示す斜視説明図である。まず、本発明に係るＸ線診
断装置の全体構成は、図３に示す従来例と同じであるの
で、以下に図３を参照してその構造を説明する。すなわ
ち、本発明に係るＸ線診断装置、例えば循環器撮影シス
テムは、図３に示すように、被検体テーブル２と、支持
機構５ａ，５ｂと、表示装置６と、移動制御機構部７
と、操作部８とを有して成る。

【００１４】上記被検体テーブル２は、被検体１を寝載
するもので、所定の幅の細長い板状に形成され、後述の
移動制御機構部７により被検体１の体軸方向に矢印Ａ，
Ｂのように移動されると共に、高さ方向に矢印Ｃ，Ｄの
ように昇降可能とされている。

【００１５】支持機構５ａ，５ｂは、上記被検体テーブ
ル２を間にして対向配置されたＸ線管装置３ａ，３ｂ及
びイメージインテンシファイヤなどのＸ線像検出器４
ａ，４ｂを支持するもので、一方の支持機構５ａで第一
のＸ線管装置３ａと第一のＸ線像検出器４ａとを支持
し、他方の支持機構５ｂで第二のＸ線管装置３ｂと第二
のＸ線像検出器４ｂとを支持している。そして、一方の
支持機構５ａは例えば天井面１５から吊下されて被検体
テーブル２の長手方向に沿って移動可能とされ、他方の
支持機構５ｂは床面上に設置されてＸ線管装置３ｂとＸ
線像検出器４ｂとを上記被検体テーブル２の長手方向の
軸を中心としてその周りに回転可能とされている。これ
らの支持機構５ａ，５ｂで支持された２系統のＸ線管装
置３ａ，３ｂとＸ線像検出器４ａ，４ｂとで、被検体テ
ーブル２上の被検体１に対して異なった位置、方向から
Ｘ線像を収集するようになっている。

【００１６】表示装置６は、上記２系統のＸ線管装置３
ａ，３ｂ及びＸ線像検出器４ａ，４ｂで収集したＸ線像
を表示するもので、例えば複数台のテレビモニタから成
り、操作部８の近傍に設けられている。

【００１７】移動制御機構部７は、上記被検体テーブル
２又は支持機構５ａ，５ｂ或いはＸ線像検出器４ａ，４
ｂを移動対象物としてそれぞれ電動で移動操作するため
に位置指令値を与えると共に移動の位置情報を検出し且
つ速度情報を検出して負帰還して位置制御するもので、
被検体テーブル２を支える台座の内部に組み込んであ
る。この移動制御機構部７による位置制御は、図２に示
すような制御ブロック図で表される位置制御系で行われ
る。すなわち、この位置制御系は、操作部８で入力され
た位置指令値を増幅する増幅器９と、この増幅器９から
の位置指令値を入力して回転駆動されるモータ１０と、
このモータ１０の回転駆動により移動操作される負荷と
しての移動対象物１１と、この移動対象物１１の移動量
を積分する積分器１２と、この積分器１２からの出力を
取り込んで移動の位置情報を検出して位置指令値の入力
部へ負帰還する位置検出器１３と、上記移動対象物１１
の移動の速度情報を検出して上記増幅器９の次段へ負帰
還する速度検出器１４とを有して成る。

【００１８】操作部８は、上記の各構成要素に操作指令
を送出するもので、上記被検体テーブル２を移動可能に
支える保持枠などの前面に設けられ、各種の操作スイッ
チが配列されている。なお、図３において、符号１６は
透視撮影の操作をするフットスイッチを示している。

【００１９】ここで、本発明においては、上記それぞれ
の移動対象物の移動制御機構部７にて該移動対象物の所
定箇所に取り付けられた操作ハンドルに、操作者の手に
よる移動操作力を検出する力検出手段を設け、この力検
出手段で検出した移動操作力を位置の量に変換して上記
検出した位置情報を位置指令値の入力部に負帰還すると
ころへ正帰還させるように構成されている。以下、一例
として被検体テーブル２を移動対象物とし、これに本発
明を適用した実施例について図１及び図２を参照して説
明する。

【００２０】図１において、被検体テーブル２の一側辺
部の１箇所には例えば棒状に形成された操作ハンドル１
７が取り付けられている。この操作ハンドル１７は、被
検体テーブル２を矢印Ａ，Ｂのように水平方向に直線移
動させるための把手となるもので、該被検体テーブル２
の長手方向に直交して突出している。そして、この操作
ハンドル１７の被検体テーブル２への取付部には、操作
者の手による移動操作力を検出する力検出手段として、
例えば歪ゲージ又はたわみ検出器などが設けられている
（図示せず）。従って、操作者が上記操作ハンドル１７
を握って、被検体テーブル２を矢印Ａ方向又はＢ方向に
動かそうとして力を加えると、該操作ハンドル１７の取
付部がたわんでその部位に設けられた歪ゲージ又はたわ
み検出器などで移動操作力を検出することができる。

【００２１】なお、図１において、被検体テーブル２を
移動させる駆動機構の構造は、駆動源としてのモータ１
０と、このモータ１０の回転軸に取り付けられたエンコ
ーダ又はポテンショメータ等の位置検出器１３と、同じ
く上記回転軸に取り付けられた速度検出器１４と、上記
位置検出器１３が設けられたプーリ及び上記被検体テー
ブル２の保持枠に設けられた第一のプーリ１８の間に掛
け回された第一の動力伝達ベルト１９と、上記第一のプ
ーリ１８及び被検体テーブル２の保持枠の他の箇所に設
けられた第二のプーリ２０の間に掛け回された第二の動
力伝達ベルト２１と、上記モータ１０の駆動を制御する
制御回路部２２とから成る。この場合、上記第一のプー
リ１８又は第二のプーリ２０又は第二の動力伝達ベルト
２１のそれぞれの一部が被検体テーブル２の側辺部又は
下面に係合しており、この係合によりモータ１０の回転
による駆動力を上記被検体テーブル２へ伝達して、該被
検体テーブル２を移動するようになっている。上記の係
合手段は、上記プーリ１８，２０に取り付けられた歯車
でもよいし、第二の動力伝達ベルト２１の１箇所又は数
箇所に取り付けられた結合具でもよい。

【００２２】そして、図２に示す位置制御系において、
図１に示す操作ハンドル１７の取付部に設けられた歪ゲ
ージ又はたわみ検出器などの力検出手段は、力検出器２
３としてモータ１０の後段から増幅器９の前段への帰還
回路上に設けられている。さらに、上記帰還回路上にて
上記力検出器２３の次段には、該力検出器２３で検出し
た移動操作力を位置の量に変換する際の係数を可変とし
た力帰還利得器２４が設けられている。

【００２３】次に、このように構成されたＸ線診断装置
における移動制御機構部７の動作について説明する。ま
ず、操作者は、図１において、被検体１の寝載された被
検体テーブル２を例えば矢印Ａ方向に移動させようとし
て操作ハンドル１７を握る。そして、矢印Ａ方向に移動
させるべく、上記操作ハンドル１７に所要の力を加えて
移動操作する。すると、上記被検体テーブル２はそのま
まの位置にとどまろうとするので、上記操作ハンドル１
７の取付部には移動操作力によってたわみが発生する。
従って、操作ハンドル１７の取付部に設けられた歪ゲー
ジ又はたわみ検出器などの力検出器２３で、操作者の手
による移動操作力が検出される。

【００２４】次に、図２において、上記力検出器２３で
検出した移動操作力の信号は、次段の力帰還利得器２４
へ入力する。すると、この力帰還利得器２４は、上記入
力した移動操作力の信号を位置の量に変換して、後述す
る位置検出器１３で検出した位置情報を位置指令値の入
力部に負帰還するところへ正帰還させる。すなわち、位
置偏差量として上記位置指令値に足している。これは、
上記力検出器２３で検出した移動操作力を正帰還し、移
動操作力がゼロとなるように目標指令をモータ１０に与
えるものである。例えば、ある力を操作ハンドル１７に
加えたとき、力を加えた方向に上記操作ハンドル１７の
たわみがゼロとなるように被検体テーブル２を移動させ
ると、そのときの操作ハンドル１７から受ける力はゼロ
となる。すなわち、力の偏差量を位置偏差量に変換して
正帰還することにより、力のフィードバックを実現して
いる。これにより、操作者の移動操作力に相当する力を
補償することができる。なお、このとき、上記力帰還利
得器２４で移動操作力を位置の量に変換する際の係数を
変化させることにより、操作ハンドル１７に加える力を
補償する量を可変できる。

【００２５】このように、力の量を位置の量に変換して
制御することから、図２に示す位置制御系の外側の帰還
ループには位置のフィードバックループが必要となる。
そのため、図１に示す位置検出器１３で被検体テーブル
２の現在位置を検出する。すなわち、モータ１０の回転
軸に取り付けられた位置検出器１３で上記回転軸の回転
角度量を検出することにより、被検体テーブル２の現在
位置を検出し、その位置情報を図２に示すように位置指
令値の入力部に負帰還する。これと同時に、図１に示す
速度検出器１４で被検体テーブル２の移動速度を検出
し、その速度情報を図２に示すように増幅器９の次段へ
負帰還する。なお、この速度情報の検出は、上記位置検
出器１３で検出した位置情報を時間微分することにより
求めることもできる。このように、被検体テーブル２の
移動の位置検出及び速度検出を行うことにより、上記被
検体テーブル２の位置制御及び速度制御を行い、現在位
置の保持及び速度オーバーの防止などの基本的な制御が
可能となる。

【００２６】このような位置制御系を有する移動制御機
構部７の動作による負荷変動と操作力との関係を示す
と、図６のグラフのようになる。すなわち、被検体１が
変わることによる体重変化等により、図２に示す位置制
御系にかかる負荷は実線Ｅで示すように変動する。この
負荷変動に対し、操作者が図１に示す操作ハンドル１７
を移動操作することにより図２に示す力検出器２３で検
出される操作力がやや変化し、そのときのモータ１０へ
の指令値が変化する。これにより、モータ１０は負荷の
変動に対応した力を出力し、図６に示す補償力Ｆを発揮
する。従って、操作者は、被検体１の変化（体重変化
等）によらず、常に一定の軽い操作力Ｇで被検体テーブ
ル２を移動操作することができる。この結果、操作者
は、負荷の大小にかかわらず、一定の軽い操作力Ｇのみ
でほとんど力を感じることなく上記被検体テーブル２を
移動することができる。

【００２７】なお、以上の説明においては、移動対象物
として被検体テーブル２を取り上げた場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、図３に示すＸ線像検出器
４ａ，４ｂ又は支持機構５ａ，５ｂを移動対象物とした
場合も同様に適用できる。Ｘ線像検出器４ａ，４ｂを移
動対象物とした場合は、該Ｘ線像検出器４ａ，４ｂの側
面に図１に示す操作ハンドル１７に相当するハンドルを
突出させ、このハンドルを操作者が手で握って上記Ｘ線
像検出器４ａ，４ｂを被検体テーブル２側に向けて前進
又は後退させるように構成すればよい。また、一方の支
持機構５ａを移動対象物とした場合は、例えば第一のＸ
線管装置３ａの取付基部の側面に図１に示す操作ハンド
ル１７に相当するハンドルを突出させ、このハンドルを
手で握って上記支持機構５ａの全体を被検体テーブル２
の長手方向に沿って移動させるように構成すればよい。
さらに、他方の支持機構５ｂを移動対象物とした場合
は、例えば第二のＸ線管装置３ｂの取付基部の側面に図
１に示す操作ハンドル１７に相当するハンドルを突出さ
せ、このハンドルを手で握って上記支持機構５ｂの全体
を被検体テーブル２の長手方向の軸を中心としてその回
りに回転させるように構成すればよい。上記いずれの場
合も、図２に示す位置制御系は全く同様に構成されてい
る。

【００２８】なお、図２において力検出器２３の次段に
設けた力帰還利得器２４は、図１に示す操作ハンドル１
７に加える力を補償する量を可変とする必要がない場合
は省略してもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
それぞれの移動対象物の移動制御機構部にて該移動対象
物の所定箇所に取り付けられた操作ハンドルに設けた力
検出手段で操作者の手による移動操作力を検出し、この
力検出手段で検出した移動操作力を位置の量に変換して
上記移動対象物について検出した位置情報を位置指令値
の入力部に負帰還するところへ正帰還させることができ
る。これにより、被検体テーブル又は支持機構或いはＸ
線像検出器等の移動対象物を手動操作の感覚を保持しな
がら一定の軽い力で容易に移動操作することができる。
従って、各移動対象物を操作者の意のままに大きく速く
動かしたり、細かくゆっくり動かしたりして微妙な移動
操作をすることができ、例えばＩＶＲ手技においてカテ
ーテルの位置合わせを容易として、その操作性を向上す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＸ線診断装置の要部を示す斜視説
明図である。

【図２】本発明に係る移動制御機構部を構成する位置制
御系を示す制御ブロック図である。

【図３】本発明及び従来例に係るＸ線診断装置の全体構
成を示す斜視説明図である。

【図４】従来例に係る移動制御機構部を構成する位置制
御系を示す制御ブロック図である。

【図５】従来の手動操作の場合の負荷変動と操作者の操
作力との関係を示すグラフである。

【図６】本発明に係る移動制御機構部の動作による負荷
変動と操作者の操作力との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１…被検体 ２…被検体テーブル ３ａ，３ｂ…Ｘ線管装置 ４ａ，４ｂ…Ｘ線像検出器 ５ａ，５ｂ…支持機構 ６…表示装置 ７…移動制御機構部 ８…操作部 ９…増幅器 １０…モータ １１…移動対象物 １２…積分器 １３…位置検出器 １４…速度検出器 １７…操作ハンドル ２３…力検出器 ２４…力帰還利得器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体を寝載する被検体テーブルと、こ
   の被検体テーブルを間にして対向配置されたＸ線管装置
   及びＸ線像検出器を支持する支持機構と、上記Ｘ線管装
   置及びＸ線像検出器で収集したＸ線像を表示する表示装
   置と、上記被検体テーブル又は支持機構或いはＸ線像検
   出器をそれぞれ電動で移動操作するために位置指令値を
   与えると共に移動の位置情報を検出し且つ速度情報を検
   出して負帰還して位置制御する移動制御機構部と、上記
   各構成要素に操作指令を送出する操作部とを有して成る
   Ｘ線診断装置において、上記それぞれの移動対象物の移
   動制御機構部にて該移動対象物の所定箇所に取り付けら
   れた操作ハンドルに、操作者の手による移動操作力を検
   出する力検出手段を設け、この力検出手段で検出した移
   動操作力を位置の量に変換して上記検出した位置情報を
   位置指令値の入力部に負帰還するところへ正帰還させる
   ようにしたことを特徴とするＸ線診断装置。
2. 【請求項２】 上記力検出手段の次段には、この力検出
   手段で検出した移動操作力を位置の量に変換する際の係
   数を可変とした力帰還利得器を設けたことを特徴とする
   請求項１記載のＸ線診断装置。