JPH1033517A

JPH1033517A - 診断用ｘ線装置

Info

Publication number: JPH1033517A
Application number: JP8212128A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Makino; 英一牧野; Yoshikazu Iketa; 嘉一井桁; Tsutomu Suzuki; 力鈴木; Mariko Miyamoto; 麻里子宮本
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1996-07-24
Publication date: 1998-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】循環器診断用Ｘ線装置において、Ｘ線管とイ
メ−ジインテンシファイアを支持し、かつ、種々の角度
から被検者を撮影するために設けられた複数の移動軸を
もつ支持器構成体の各軸の移動速度について、支持器の
位置に影響を受けずに、指示された移動速度を一様に再
現し、維持できる装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明では、支持器の回転または移動の
ための駆動力として出力されるサ−ボモ−タのモ−タ駆
動電圧値を支持器の位置に応じて補正する。先ず、前現
在位置と現在位置とから位置偏差を求め、現在速度を算
出する。目標速度と現在速度とから速度偏差を求め、こ
れに補正後の速度ゲインを乗じて補正されたモ−タ駆動
電圧値を算出し、サ−ボモ−タに印加する。補正後の速
度ゲインは、標準速度ゲインに、支持器の現在位置に基
づくサ−ボモ−タの負荷力を考慮した速度ゲインの補正
値を加算して求めたもので、支持器の重量を加味した補
正を行っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、診断用Ｘ線装置に
おける支持機構の駆動制御技術に係り、特に複数の支持
器で構成される支持器構成体において、個々の支持器が
自他の支持器の位置に影響されずに、指示された移動速
度を再現し、迅速で正確な動作を行うことができるよう
にする技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４〜図７を用いて、従来の循環器診断
用Ｘ線装置（以下、循環器システムと呼ぶ。）の構成例
について説明する。図４は、循環器システムの支持器と
その支持器の移動方向とその移動軸とを示したものであ
る。図４において、１はＸ線管、２はイメ−ジインテン
シファイア（以下、ＩＩと呼ぶ。）である。Ｘ線管１と
ＩＩ２はＣ型の支持器Ａ３の両端部に対向して支持され
ている。支持器Ａ３は支持器Ｂ４の一端に支持されてい
る。支持器Ｂ４はその他端において、支持器Ｃ５に支持
されている。支持器Ｃ５は通常循環器システムが収容さ
れる部屋の天井に敷設されたレ−ル（図示せず）に支持
され、天井と平行に縦方向（ｅ−ｅ´方向、以下Ｘ軸方
向と呼ぶ。）または横方向（ｆ−ｆ´方向、以下Ｙ軸方
向と呼ぶ。）に直線移動する。支持器Ｂ４は支持器Ｃ５
に支持されている部分で、θ軸（ｄ−ｄ´軸）の周りに
回転移動する。支持器Ａ３は支持器Ｂ４に支持されてい
る部分で、α軸（ｃ−ｃ´軸）の周りに回転移動する。
また、支持器Ａ３はそのＣ型の部分が円弧ａ−ａ´に沿
ってβ軸（ｂ−ｂ´軸）の周りに回転移動する。

【０００３】図５は、循環器システムの装置の構成、特
に支持器構成体の移動に関係する部分の構成を示したも
のである。図５において、支持器Ａ３、支持器Ｂ４、支
持器Ｃ５は図４のものと同じである。支持器Ａ３にはＣ
型ア−ムをβ軸の周りに回転移動させるβ軸回転機構６
が含まれている。支持器Ｂ４には、支持器Ａ３全体をα
軸の周りに回転移動させるα軸回転機構７が含まれてい
る。支持器Ｃ５には、支持器Ｂ４全体をθ軸の周りに回
転移動させるθ軸回転機構８と、支持器Ｃ５全体を天井
に沿ってＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させるＸ軸方向
移動機構９およびＹ軸方向移動機構１０とが含まれてい
る。また、β軸回転機構６はサ−ボモ−タ１１により、
α軸回転機構７はサ−ボモ−タ１２により、θ軸回転機
構８はサ−ボモ−タ１３により回転駆動され、Ｘ軸方向
移動機構９はサ−ボモ−タ１４により、Ｙ軸方向移動機
構１０はサ−ボモ−タ１５により変位駆動されている。
さらに、サ−ボモ−タ１１、１２、１３、１４、１５の
それぞれについて、サ−ボモ−タを駆動、制御するため
のサ−ボモ−タ駆動制御装置１６、１７、１８、１９、
２０が接続されている。

【０００４】循環器システムには、術者が種々の角度か
ら被検者のＸ線透視画像を撮影するために、ＩＩ２の移
動方向と移動速度（以下、目標速度と呼ぶ。）などの操
作条件を入力する操作卓２２と、モ−タ駆動制御装置１
６〜２０を監視、制御するシステム監視制御装置２１が
ある。術者が操作卓２２で入力した操作条件は、システ
ム監視制御装置２１に入力され、操作条件の内容に従っ
て、モ−タ駆動制御装置１６、１７、１８、１９、２０
から選択して、サ−ボモ−タへの動作指令を出力する。
選択されたモ−タ駆動制御装置は、入力された動作指令
に従って、サ−ボモ−タを駆動、制御し、対応する回転
機構または移動機構を動作させて、支持器を回転または
移動させる。

【０００５】図６は、図５のモ−タ駆動制御装置の駆動
制御の手段を、速度制御の場合について示したものであ
る。支持器の位置は、ここではサ−ボモ−タのパルスエ
ンコ−ダにより検知することができるので、以下の説明
では支持器の位置検出手段としてはサ−ボモ−タのパル
スエンコ−ダ（図示せず）を用いることにする。また、
以下では代表例として支持器Ａ３を取り上げて説明する
ことにする。先ず、サ−ボモ−タ１１のパルスエンコ−
ダにより、支持器Ａ３の現在位置３２を検出し、先に検
出した時間△ｔだけ以前の位置（以下、前現在位置と呼
ぶ。）３１と現在位置３２との位置偏差３４を減算器３
３にて求める。この位置偏差３４にある定数Ｇｍを乗算
器３５にて乗じて支持器Ａ３の現在速度３６を算出す
る。次に、支持器Ａ３の目標速度３７と現在速度３６と
の速度偏差３９を減算器３８にて求める。この速度偏差
３９にある定数Ｇｓ（以下、速度ゲインと呼ぶ。）を乗
算器４０にて乗じて、サ−ボモ−タ１１を駆動するため
のモ−タ駆動電圧値４１を算出する。このモ−タ駆動電
圧値４１をサ−ボモ−タ１１に作用させて支持器Ａ３の
位置の補正を行う。

【０００６】そして、新たに検出した支持器Ａ３の現在
位置を新しい現在位置とし、先に検出した現在位置を前
現在位置として、上記の手順を繰り返す。その手順によ
り新たなモ−タ駆動電圧値を算出し、その電圧値をサ−
ボモ−タ１１に作用して、支持器Ａ３の現在位置の補正
を行う。この手順において、現在速度と目標速度との偏
差が小さくなるようにサ−ボモ−タ１１の駆動制御が行
われ、その結果、目標速度を再現し、目標速度を維持す
る。

【０００７】図７は、従来のモ−タ駆動制御装置の内容
の一例を示したものである。図７に示す如く、モ−タ駆
動制御装置１６には、支持器の回転または移動の速度制
御を行うための中央処理演算装置５２、記憶装置５３、
サ−ボモ−タ１１を駆動する電圧４１を出力するモ−タ
駆動装置５１、システム監視制御装置２１と動作指令等
を通信するための通信装置５４を具備している。また、
記憶装置５３には、上記の速度制御を行うために、現在
位置３２、前現在位置３１、位置偏差３４、定数Ｇｍ、
目標速度３７、現在速度３６、速度ゲインなどの演算値
が記憶されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の支持器の速度制
御において、一般に、速度ゲインの値は、サ−ボモ−タ
の出力特性や、サ−ボモ−タが駆動しようとする支持器
の回転または移動機構の機械的特性に応じて、ある適当
な値に固定されている（以下、この適当な値に固定され
ている速度ゲインを標準速度ゲインと呼ぶ。）。この場
合、サ−ボモ−タが駆動しようとする支持器の姿勢は撮
影方向によって変化し、その結果支持器構成体全体から
みた支持器の位置によって、支持器の質量と重力による
サ−ボモ−タ駆動部への負荷の大きさが変化するため、
標準速度ゲインの値が不足したり、過剰になったりし
て、支持器は一様な速度の再現性を得ることができず、
正確で迅速な動作ができない。

【０００９】以下、その状況を図８により説明する。図
８は、支持器Ａ３をβ軸の周りに回転移動する場合の力
関係を説明するための図である。図８（ａ）は支持器Ａ
３がβ軸の０度から＋４５度へ回転移動する場合、図８
（ｂ）はβ軸の０度から−４５度へ回転移動する場合を
示している。両図において、初期状態のβ軸０度の支持
器Ａ３の位置を実線で示し、移動後の状態における支持
器Ａ３の位置を破線で示している。他の支持器および他
の軸の位置については、説明の簡略化のため、α軸は０
度、θ軸は０度、Ｘ軸は０ｍｍ、Ｙ軸は０ｍｍの位置に
あるものとする。

【００１０】図８（ａ）において、支持器Ａ３をβ軸の
０度から＋４５度の位置へ移動する場合、図中の矢印の
方向へ、支持器Ａ３を押し上げる移動となる。この移動
の際に、支持器Ａ３の支持部には、支持器Ａ３自身の質
量と重力（Ｘ線管１およびＩＩ２のものを含む。）によ
り、支持器Ａ３の円弧に沿って下方への力Ｆ₁が作用す
る。サ−ボモ−タ１１が駆動する力をＦ₂とすると、支
持器Ａ３を実質的に駆動する力Ｆ₃は、力Ｆ₂と力Ｆ₁の
差となり、力Ｆ₂よりも小さくなる。このことから、力
Ｆ₁は支持器Ａ３の移動に減速をかける力となるので、
移動速度が不足することとなり、速度制御における標準
速度ゲインの値を大きくしなければならない。

【００１１】一方、図８（ｂ）において、支持器Ａ３を
β軸の０度から−４５度へ移動する場合には、図中の矢
印の方向へ、支持器Ａ３を押し下げる移動となる。この
移動の際には、力Ｆ₁と力Ｆ₂の力の方向が一致し、力Ｆ
₃は力Ｆ₁と力Ｆ₂の和となり、力Ｆ₂よりも大きくなる。
このことから、力Ｆ₁は支持器Ａ３の移動に加速をかけ
る力となるので、移動速度が過剰となり、速度制御にお
ける標準速度ゲインの値を小さくしなければならない。

【００１２】このように、支持器Ａ３を回転移動する方
向に従って、支持器Ａ３自身の質量と重力によって作用
する力Ｆ₁が同方向または逆方向に付加されるため、こ
の力Ｆ₁を考慮して、速度制御における標準速度ゲイン
の値を補正しないと、支持器Ａ３の速度制御を適切に行
うことができない。

【００１３】また、支持器Ａ３の移動速度に影響を与え
る力Ｆ₁の大きさは、支持器Ａ３のβ軸における回転位
置によって増減する。支持器Ａ３がβ軸の０度にあると
き、力Ｆ₁は最も大きく、β軸の９０度またはβ軸の−
９０度にあるとき、力Ｆ₁は最も小さくなる。

【００１４】さらに、力Ｆ₁の大きさは、支持器Ａ３の
回転移動範囲であるβ軸での位置だけでなく、他の軸、
すなわち、α軸またはθ軸の位置によっても変化する。
図８（ｃ）によりα軸の位置による力Ｆ₅（β軸の場合
の力Ｆ₁に相当するもの）の変化について説明する。図
８（ｃ）には、支持器Ａ３がα軸に対し左に４５度回転
した状態の図を示してある。説明の簡略化のため、β軸
は０度、θ軸は０度、Ｘ軸は０ｍｍ、Ｙじくは０ｍｍの
位置にあるものとする。力Ｆ₅に関しては、支持器Ａ３
がα軸の０度の場合（支持器Ａ３が鉛直方向にある場
合）に、力Ｆ₅の値は最も大きく、支持器Ａ３がα軸の
＋９０度またはα軸の−９０度の場合に、力Ｆ₅の値は
最も小さく、その値は０となる。特に、支持器Ａ３がα
軸の＋９０度またはα軸の−９０度に位置する場合に
は、回転移動の対象となる軸がβ軸であっても、力Ｆ₅
は、β軸の角度に関係なく０となる。

【００１５】以上述べた如く、力Ｆ₁の大きさは、自軸
における支持器の位置のみならず、他軸における支持器
の位置によっても変化する。このことから、支持器の移
動の速度制御における標準速度ゲインの補正は、移動の
対象となる軸（自軸）における支持器の位置のみではな
く、他軸における支持器の位置も考慮して、補正をしな
ければならない。

【００１６】以上の説明から分かるように、従来の循環
器システムでは、支持器の位置によって支持器への実質
的な駆動力が変化し、一様な速度の再現性を得ることが
できず、正確で迅速な動作ができなかった。また、サ−
ボモ−タが駆動する支持器の重量が重いほど、かつ、支
持器の姿勢変化が大きいほど、支持器の重量による加速
または減速の影響は大きくなる。特に、Ｘ線管とＩＩを
装備し、かつ、それを支持する堅牢な支持器を有する循
環器システムでは、その傾向が顕著である。従って、本
発明では、支持器がどの位置にあっても、一様な速度の
再現性を得ることができ、正確で迅速な動作を行う循環
器システムを提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、次の解
決手段によって達成される。本発明の診断用Ｘ線装置
は、Ｘ線管とＸ線受像器を支持する支持器と、該支持器
を支持し、これを回転または移動させ、かつ、自身も回
転または移動する１個以上の他の支持器と、前記支持器
の回転または移動の指示を与える操作卓と、前記支持器
を駆動するためのサ−ボモ−タと、該サ−ボモ−タを駆
動制御するモ−タ駆動制御装置と、該モ−タ駆動制御装
置を総括して監視制御するシステム監視制御装置とを備
えた診断用Ｘ線装置において、前記支持器の質量、およ
び位置情報に基づき、支持器の重量に基因して前記サ−
ボモ−タにかかる負荷力の値を計算し、該負荷力の値に
基づき、前記サ−ボモ−タの前記支持器を回転または移
動する駆動力を補正するものである（請求項１）。この
構成では、支持器の現在位置に基づくその重量によるサ
−ボモ−タにかかる負荷力を考慮して、サ−ボモ−タの
支持器を回転または移動する駆動力を補正しているの
で、支持器にかかる実質的な駆動力が支持器の位置や回
転方向で変動することがなくなり、支持器の一様な速度
制御を行うことができる。

【００１８】本発明の診断用Ｘ線装置はさらに、Ｘ線管
とＸ線受像器を支持する支持器と、該支持器を支持し、
これを回転または移動させ、かつ、自身も回転または移
動する１個以上の他の支持器と、前記支持器の回転また
は移動の指示を与える操作卓と、前記支持器を駆動する
ためのサ−ボモ−タと、該サ−ボモ−タを駆動制御する
モ−タ駆動制御装置と、該モ−タ駆動制御装置を総括し
て監視制御するシステム監視制御装置とを備えた診断用
Ｘ線装置において、前記支持器の現在位置情報を入力す
る入力手段と、該支持器の現在位置情報に基づき支持器
に基因してサ−ボモ−タにかかる負荷力の値を計算し、
これに伴う支持器を回転または移動する駆動力の変化分
を補正値として計算する補正値計算手段と、前記補正値
と予め定められた標準値とを加算した値をサ−ボモ−タ
駆動電圧値に変換する手段とを具備する（請求項２）。
この構成は、支持器を回転または移動するサ−ボモ−タ
の駆動力について、支持器の位置情報に基づき補正する
手段であり、請求項１の場合と同様な効果が得られる。

【００１９】本発明の診断用Ｘ線装置ではさらに、前記
予め定められた標準値は標準速度ゲインであり、サ−ボ
モ−タ駆動電圧値への変換は補正後の速度ゲインと速度
偏差との乗算によって行うものである（請求項３）。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
に従って説明する。図面の符号は、従来技術と同じ機能
を持つものについては同じ符号を用いることにする。本
発明の循環器システムでは、その構成および支持器の構
成は図５および図４に示した従来技術と同じであるが、
支持器の移動における駆動制御の点で従来技術と相違す
る。図１および図２は本発明の第１の実施例を示したも
のである。図１は、本発明の循環器システムのモ−タ駆
動制御装置の内容の一例を示したものである。また、図
２は、本発明のモ−タ駆動制御装置の駆動制御の手段
を、速度制御の場合について示したものである。また、
図３は、本発明において支持器Ａ３をβ軸の周りに回転
移動する場合の力関係を説明するための図である。

【００２１】図１において、図４の支持器Ａ３をβ軸の
周りに回転移動させるサ−ボモ−タ１１は、モ−タ駆動
制御装置１６Ａによって駆動制御される。モ−タ駆動制
御装置１６Ａは、サ−ボモ−タ１１を駆動する電圧を出
力するモ−タ駆動装置５１、支持器Ａ３の速度制御を行
うための中央処理演算装置５２、支持器Ａ３の現在位
置、目標速度などの速度制御に必要なデ−タを記憶する
記憶装置５３、システム監視制御装置２１と動作指令等
を通信するための通信装置５４、システム監視制御装置
２１から他の支持器の現在位置等のデ−タを入力する通
信装置Ａ５７、他の支持器の現在位置等を考慮して速度
ゲインの補正値を算出する速度ゲイン補正装置５５、他
の支持器の現在位置、速度ゲインの補正値等を記憶する
ための記憶装置Ａ５６を具備している。このモ−タ駆動
制御装置１６Ａでは、従来の循環器システムにおける固
定された標準速度ゲインに対し、支持器の質量や姿勢を
考慮して速度ゲイン補正装置５５にて速度ゲインの補正
値を算出して、標準速度ゲインを適切に補正した上で、
サ−ボモ−タ１１に適正なモ−タ駆動電圧を出力して、
サ−ボモ−タ１１を駆動制御できるようにしたものであ
る。

【００２２】図２のモ−タ駆動制御装置の駆動制御の手
段は、速度ゲインの乗算器の部分を除いて、図６の従来
技術で示したものと同じ構成である。図２においては、
支持器Ａ３の目標速度３７と現在速度３６との速度偏差
３９を減算器３８にて求めた後、補正した速度ゲインを
乗算器４５にて乗じている。この補正された速度ゲイン
は、標準速度ゲインＧｓ４２に補正値４３を加算器４４
にて加算して求めたものである。この補正後の速度ゲイ
ンは、図１の速度ゲイン補正装置５５で算出されるもの
である。上記の如く、支持器Ａ３の質量と、支持器Ａ３
の姿勢によって、支持器Ａ３の重力によるサ−ボモ−タ
１１への負荷が変化するため、支持器Ａ３の速度制御に
おいて、ある適当な値に固定されている標準速度ゲイン
Ｇｓだけでは、速度ゲインの値が不足または過剰とな
り、支持器Ａ３の回転移動速度を一様に再現することが
できない。このため、本発明では、支持器Ａ３の重力に
よるサ−ボモ−タ１１への負荷の変動にもかかわらず、
支持器Ａ３の回転移動速度が一様になるように、標準速
度ゲインＧｓ４２に補正値４３を加算するものである。
この補正値４３は、支持器Ａ３のある位置等に応じて計
算されるもので、その詳細については後に説明する。

【００２３】標準速度ゲインの補正値４３は、支持器Ａ
３のある位置等のデ−タにより求められて、速度ゲイン
の値が随時補正されることにより、支持器Ａ３がどの位
置にあっても、一様な回転移動速度が再現される。ま
た、速度ゲインの補正にあたっては、自軸の支持器の位
置だけでなく、他軸の支持器の位置も含めて考慮するこ
とが必要で、そのような補正をすることにより、他軸の
支持器の位置も含めた支持器構成体全体から見た自軸の
支持器のある位置について、速度ゲインが補正されるこ
とになり、一様な移動速度が再現される。

【００２４】上記の如く、循環器システムの複数の支持
器からなる支持器構成体では、支持器の質量と、支持器
の姿勢によって、支持器の重力によるサ−ボモ−タへの
負荷が変動する。この負荷の算出する方法について図３
を用いて説明する。

【００２５】図３（ａ）は、支持器Ａ３がβ軸で任意の
角度のφ度の位置にある場合を示している。他の支持器
の位置については、説明の簡略化のため、α軸は０度、
θ軸は０度、Ｘ軸は０ｍｍ、Ｙ軸は０ｍｍとし、図示を
省略する。循環器システムにおいて、支持器Ａ３はＣ型
の形をしているが、この支持器Ａ３の質量を考える場合
これを質点とみなしてサ−ボモ−タ１１への負荷計算を
行うことにする。ここで、支持器Ａ３の質量をＭ、重力
加速度をｇとする。支持器Ａ３がβ軸の０度の位置にあ
るとき、支持器Ａ３はそれ自身の重量により、鉛直下方
向に重力Ｆ₀（＝Ｍｇ）が常に作用する。そして、支持
器Ａ３にはその円弧に沿って下向きに力Ｆ₁（このとき
は力Ｆ₀に等しい。）が作用する。この力Ｆ₁がサ−ボモ
−タ１１への負荷に相当する。

【００２６】支持器Ａ３がβ軸の角度φ度にある場合に
は、支持器Ａ３の重量による力Ｆ₀は、Ｃ型の円弧に沿
った力Ｆ₁とそれに直角な方向の力Ｆ₄とにベクトル分解
することで、サ−ボモ−タ１１への負荷である力Ｆ₁を
求めることができる。図３（ａ）に基づき、力Ｆ₁は
φ、Ｍ、ｇを用いて、式（１）の如く表わされる。Ｆ₁＝Ｍ×ｇ×ｃοｓ（φ）…………（１）力Ｆ₁については、支持器Ａ３がβ軸の０度にあるとき
に最大値Ｍｇとなり、支持器Ａ３の移動速度への影響も
最も大きくなる。また、支持器Ａ３がβ軸の＋９０度ま
たは−９０度にあるときには力Ｆ₁は最小値０となり、
支持器Ａ３の移動速度への影響は小さい。

【００２７】次に、力Ｆ₁の値は、上記の如く、回転移
動の対象であるβ軸の角度だけでなく、他の回転軸であ
るα軸の角度によっても変動する。図３（ｂ）は、支持
器Ａ３がβ軸の角度φ度（φ＝Ｃ）にあり、かつ、α軸
が任意の角度τ度にある場合を示したものである。ま
た、支持器Ａ３の質量をＭとし、他の支持器の位置につ
いては、θ軸は０度、Ｘ軸は０ｍｍ、Ｙ軸は０ｍｍとす
る。図３（ｂ）の場合には、支持器Ａ３の重量による力
Ｆ₀は、Ｃ型の円弧に沿った力Ｆ₅とそれに直角な方向の
力Ｆ₆とにベクトル分解することができるので、支持器
Ａ３のＣ型の円弧に沿った力Ｆ₅は式（２）によって求
めることができる。Ｆ₅＝Ｍ×ｇ×ｃοｓ（τ）…………（２）力Ｆ₅の大きさについては、支持器Ａ３がα軸の０度に
あるときにＦ₅の値は最大値Ｍｇとなり、α軸の角度が
大きくなるにつれて力Ｆ₅の値は小さくなり、α軸の９
０度のときには力Ｆ₅は最小値０となる。

【００２８】ここで、力Ｆ₁と力Ｆ₅の関係について述べ
る。まず、力Ｆ₁は、支持器Ａ３がα軸の０度にあり、
β軸の任意の角度にあるとして算出された力である。従
って、この力Ｆ₁はβ軸の角度に依存した力成分である
ことから、この力Ｆ₁を力Ｆ_βで表わすことにする。一
方、力Ｆ₅は、支持器Ａ３のβ軸の角度を固定し、α軸
の任意の角度にあるとして算出された力であり、α軸の
角度に依存した力成分であることから、この力Ｆ₅を力
Ｆ_αで表わすことにする。また、α軸、β軸がともに任
意の角度にあるときに、支持器Ａ３のＣ型の円弧に沿っ
た力をＦｓで表わすことにする。この約束に基づいて、
式（１）、（２）を再掲すると下記の如くなる。Ｆ_β＝Ｍ×ｇ×ｃｏｓ（φ）…………（１ａ）Ｆ_α＝Ｍ×ｇ×ｃｏｓ（τ）…………（２ａ）式（１ａ）においてｃｏｓ項を乗じる演算値（Ｍ×ｇ）
は、支持器Ａ３がα軸の０度にある場合のものであり、
α軸の任意の角度にある場合には式（２ａ）となること
から、α軸、β軸がともに任意の角度にあるときの力Ｆ
ｓは、式（２ａ）のｃｏｓ項を乗じる演算値として、
（Ｍ×ｇ）の代わりに式（２ａ）を組み入れることによ
り、次ぎの式（３）でもとめることができる。Ｆｓ＝（Ｍ×ｇ×ｃｏｓ（τ））×ｃｏｓ（φ）…………（３）

【００２９】支持器Ａ３がα軸の９０度の位置にあると
き、支持器Ａ３は水平に置かれた状態になる。この状態
では、β軸の角度φがいかなる値であっても、力Ｆｓは
０となっている。このことは、式（３）からもそれを確
認できる。

【００３０】これまでの説明では、支持器Ａ３がβ軸の
周りに回転移動する場合を例にとり、α軸、β軸がとも
に任意の角度にあるときの支持器Ａ３による負荷力Ｆｓ
について述べてきた。他のθ軸、Ｘ軸、Ｙ軸について
は、θ軸は０度、Ｘ軸は０ｍｍ、Ｙ軸は０ｍｍにあると
してきた。

【００３１】以下では、Ｘ軸、Ｙ軸について、それぞれ
任意の位置ａｍｍ、ｂｍｍにあるとする。Ｘ軸、Ｙ軸の
移動は、支持器Ｃ５を平行に移動する動作であるため、
Ｘ軸、Ｙ軸の位置によって、支持器Ａ３による負荷力Ｆ
ｓは変化しない。同様に、θ軸についても、θ軸が任意
の角度γにあっても、支持器Ａ３および支持器Ｂ４は鉛
直軸であるθ軸の周りに回転移動するのみであるので、
θ軸の角度によっては支持器Ａ３による負荷力Ｆｓは変
化しない。従って、支持器Ａ３をβ軸の周りに回転移動
する場合、支持器Ａ３の重量によるサ−ボモ−タ１１へ
の負荷の大きさは式（３）によって求めることができ
る。

【００３２】次に、支持器Ａ３をβ軸の周りに回転移動
する場合の速度ゲインの補正値の算出の仕方を説明す
る。速度ゲインの補正値をΔＧｂとする。補正値ΔＧｂ
は、式（３）により求めた力Ｆｓにある定数Ｋ₃を乗じ
たものである。定数Ｋ₃は、補正する強さを変えるため
の係数であり、以下補正ゲインと呼ぶ。補正値ΔＧｂの
符号については、支持器Ａ３をβ軸の周りに回転移動す
る場合、支持器Ａ３のＣ型部分を押し上げる方向（以
下、正方向と呼ぶ。）では速度ゲインが不足するため、
補正値ΔＧｂの符号は＋となり、逆方向（以下、負方向
と呼ぶ。）では速度ゲインが過剰となるため、補正値Δ
Ｇｂの符号は−となる。従って、補正値ΔＧｂの符号
は、β軸での回転移動方向にしたがって、＋１または−
１の値をとることになる。以上のことから、標準速度ゲ
インをＧｓ、補正後の速度ゲインをＧとすると、速度ゲ
インの補正式は式（４）、式（５）となる。Ｇ＝Ｇｓ＋ΔＧｂ×（回転移動方向による符号）…………………（４） ΔＧｂ＝Ｋ₃×（（Ｍ×ｇ×ｃｏｓ（τ））×ｃｏｓ（φ））……（５）但し、回転移動方向による符号は、支持器Ａ３の回転が
正方向の場合には＋１、負方向の場合には−１である。

【００３３】次に、図１を用いて、速度ゲインを補正す
る例について簡単に説明する。動作例は、支持器Ａ３を
β軸の０度から＋４５度の位置に向かって、目標速度毎
秒１０度で回転移動するものである。また、α軸は４５
度、θ軸は０度、Ｘ軸は０ｍｍ、Ｙ軸は０ｍｍ、標準速
度ゲインＧｓは１０、補正ゲインＫ₃は０．０１、支持
器Ａの質量は１００ｋｇ、重力加速度ｇは９．８ｋｇ／
ｓ²であるとする。

【００３４】システム監視制御装置２１から通信装置５
４を介して目標速度３７が伝えられ、記憶装置５３に目
標速度、毎秒１０度の値が記憶される。それと同時に、
システム監視制御装置２１から通信装置Ａ５７を介し
て、他の軸の最新の位置情報が記憶装置Ａ５６に記憶さ
れる。記憶される位置情報は、α軸は４５度、θ軸は０
度、Ｘ軸は０ｍｍ、Ｙ軸は０ｍｍというデ−タである。
サ−ボモ−タ１１からは、パルスエンコ−ダ等の位置検
出手段で検出した支持器Ａ３の現在位置（β軸の角度）
のデ−タが入力され、中央処理演算装置５２において、
現在位置３２と前現在位置３１との位置偏差３４が演算
される。この場合、起動直後であるため、位置偏差３４
は０となり、現在速度３６は毎秒０度となる。次に、記
憶装置５３より目標速度３７を読みだし、目標速度３７
（毎秒１０度）と現在速度３６（毎秒０度）との速度偏
差３９（毎秒１０度）を算出し、速度偏差の値毎秒１０
度が記憶装置５３に記憶される。

【００３５】次に、速度偏差３９に速度ゲインを乗じる
段階で、速度ゲイン補正装置５５において、補正後の速
度ゲインを求めることになる。記憶装置Ａ５６から速度
ゲイン補正装置５５に他の軸の位置情報、標準速度ゲイ
ンＧｓの値を入力する。そして、式（５）に従って、速
度ゲインの補正値を算出し、記憶装置Ａ５６に記憶す
る。この場合、支持器Ａ３についてのβ軸の回転移動で
あり、回転方向は正方向、β軸は０度、α軸は４５度で
あるから、補正値４３は式（５）から、 ΔＧｂ＝Ｋ₃×（（Ｍ×ｇ×ｃｏｓ（４５度））×ｃｏｓ（０度））＝６．９３となる。

【００３６】補正後の速度ゲインは、標準速度ゲインＧ
ｓ４２に上記の補正値４３を加算したものであるので、
現在の補正後の速度ゲインは１６．９３となる。速度ゲ
イン補正装置５５において補正後の速度ゲインを算出
後、引き続き、中央処理演算装置５２において、記憶装
置５３、記憶装置Ａ５６から、補正後の速度ゲインと速
度偏差値を読みだし、速度偏差値に補正後の速度ゲイン
を乗じて、サ−ボモ−タ１１を駆動するためのモ−タ駆
動電圧値４１を算出し、このモ−タ駆動電圧をモ−タ駆
動装置５１に出力して、サ−ボモ−タ１１を駆動する。

【００３７】次に、一定時間Δｔ（この場合、１秒とす
る。）後に、再びサ−ボモ−タ１１から、パルスエンコ
−ダ等の位置検出手段で現在位置を求める。このとき、
現在位置が＋５度であったとすると、現在速度は毎秒５
度となる。そして、記憶装置５３から目標速度を読みだ
し、目標速度と現在速度の速度偏差を算出し、速度偏差
の値は記憶装置５３に記憶される。この場合の速度偏差
は毎秒５度である。

【００３８】次に、速度ゲイン補正装置５５において、
記憶装置５３、記憶装置Ａ５６から他の軸の位置情報、
標準速度ゲインを入力し、式（５）に従って、補正値を
算出する。この場合、前回の演算と異なるデ−タとして
は、支持器Ａ３の現在位置がβ軸の＋５度にあることで
ある。従って、補正値ΔＧｂは、 ΔＧｂ＝Ｋ₃×（（Ｍ×ｇ×ｃｏｓ（４５度））×ｃｏｓ（５度））＝６．９０となる。この補正値を標準速度ゲインに加算した値１
６．９０が、新たな補正後の速度ゲインとなる。

【００３９】このように、支持器Ａ３のある位置に従っ
て、サ−ボモ−タ１１にかかる支持器Ａ３の重量による
負荷を算出し、その負荷に応じて遂次、速度ゲインを補
正している補正後の速度ゲインは、標準速度ゲイン分と
支持器Ａ３の重量による負荷に対応する速度ゲインの補
正値分とが加算されたものとなっており、サ−ボモ−タ
１１の駆動力として考えた場合、後者の補正値分は、上
記の支持器Ａ３の重量による負荷で相殺されて、実質的
には標準速度ゲイン分が支持器Ａ３を回転または移動さ
せる駆動力として働くことになる。

【００４０】以上の説明では、主に支持器Ａのβ軸の回
転移動を対象として説明してきたが、他の軸、すなわ
ち、α軸、θ軸、Ｘ軸、Ｙ軸での支持器の移動について
も、β軸での支持器Ａの移動の場合と同様に考えること
ができ、上記と同様に支持器のある位置に従って、サ−
ボモ−タにかかる支持器の重量による負荷を算出して、
その負荷に応じて速度ゲインの補正を行うことができ
る。

【００４１】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、循
環器システムにおいて、支持器がどの位置にあっても、
一様な速度の再現性を得ることができ、正確で迅速な動
作ができるため、操作の正確さと信頼性が向上する。ま
た、支持器を連続動作させながらＸ線透視撮影画像を記
録する場合でも、正確な画像を再現できるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の循環器システムのモ−タ駆動制御装置
の一例を示す図。

【図２】本発明のモ−タ駆動制御装置の駆動制御の手段
を、速度制御の場合について示した図。

【図３】本発明において支持器Ａをβ軸の周りに回転移
動する場合の力関係を説明するための図。

【図４】従来の循環器システムの支持器とその支持器の
移動方向とその移動軸を示した図。

【図５】従来の循環器システムの装置の構成、特に支持
器構成体の移動に関係する部分の構成を示した図。

【図６】従来のモ−タ駆動制御装置の駆動制御の手段
を、速度制御の場合について示した図。

【図７】従来のモ−タ駆動制御装置の内容の一例を示し
た図。

【図８】支持器Ａをβ軸の周りに回転移動する場合の力
関係を説明するための図。

【符号の説明】

１Ｘ線管２イメ−ジインテンシファイア３支持器Ａ４支持器Ｂ５支持器Ｃ６ β軸回転機構７ α軸回転機構８ θ軸回転機構９Ｘ軸方向移動機構１０Ｙ軸方向移動機構１１、１２、１３、１４、１５サ−ボモ−タ１６、１６Ａ、１７、１８、１９、２０モ−タ駆動制
御装置２１システム監視制御装置２２操作卓３１前現在位置３２現在位置３３、３８減算器３４位置偏差３５、４０、４５乗算器３６現在速度３７目標速度３９速度偏差４１モ−タ駆動電圧値４２標準速度ゲインＧｓ４３補正値４４加算器５１モ−タ駆動装置５２中央処理演算装置５３記憶装置５４通信装置５５速度ゲイン補正装置５６記憶装置Ａ５７通信装置Ａ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年９月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【図１】

【図２】

【図３】

【図６】

【図７】

【図５】

【図８】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮本麻里子東京都千代田区内神田一丁目１番14号株式会社日立メディコ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線管とＸ線受像器を支持する支持器
と、該支持器を支持し、これを回転または移動させ、か
つ、自身も回転または移動する１個以上の他の支持器
と、前記支持器の回転または移動の指示を与える操作卓
と、前記支持器を駆動するためのサ−ボモ−タと、該サ
−ボモ−タを駆動制御するモ−タ駆動制御装置と、該モ
−タ駆動制御装置を総括して監視制御するシステム監視
制御装置とを備えた診断用Ｘ線装置において、前記支持
器の質量および位置情報に基づき、支持器の重量に基因
して前記サ−ボモ−タにかかる負荷力の値を計算し、該
負荷力の値に基づき、前記サ−ボモ−タの前記支持器を
回転または移動する駆動力を補正することを特徴とする
診断用Ｘ線装置。
【請求項２】Ｘ線管とＸ線受像器を支持する支持器
と、該支持器を支持し、これを回転または移動させ、か
つ、自身も回転または移動する１個以上の他の支持器
と、前記支持器の回転または移動の指示を与える操作卓
と、前記支持器を駆動するためのサ−ボモ−タと、該サ
−ボモ−タを駆動制御するモ−タ駆動制御装置と、該モ
−タ駆動制御装置を総括して監視制御するシステム監視
制御装置とを備えた診断用Ｘ線装置において、前記支持
器の現在位置情報を入力する入力手段と、該支持器の現
在位置情報に基づき支持器に基因してサ−ボモ−タにか
かる負荷力の値を計算し、これに伴う支持器を回転また
は移動する駆動力の変化分を補正値として計算する補正
値計算手段と、前記補正値と予め定められた標準値とを
加算した値をサ−ボモ−タ駆動電圧値に変換する手段と
を具備することを特徴とする診断用Ｘ線装置。
【請求項３】請求項２記載の診断用Ｘ線装置におい
て、前記予め定められた標準値は標準速度ゲインであ
り、サ−ボモ−タ駆動電圧値への変換は補正後の速度ゲ
インと速度偏差との乗算によって行うことを特徴とする
診断用Ｘ線装置。