JPH1057358A - Ｘ線検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つのレバーを縦・横２方向に動かすことに
より検査方向・位置を対応する２方向に変化させる場合
の操作性を向上させる。 【解決手段】 ＣＰＵ３５が、取り込んだレバー２８の
傾き検出量に応じて、メモリ３６から読み出した前回の
傾き検出量と速度に基づき、速度を算出し、速度指令を
モータコントローラ３７に送る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、医学的な診断な
どに用いられるＸ線検査装置に関し、とくに１つのレバ
ーを縦・横２方向に動かすことにより検査方向・位置を
対応する２方向に変化させるようにしたＸ線検査装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、Ｘ線管とＸ線受像系とからな
るＸ線撮像系をＣ型アームで保持したＸ線検査装置で
は、Ｘ線撮像系を直交２軸のそれぞれの回りに回転する
ことが可能となっており、ジョイスティックなどのレバ
ーを縦方向あるいは横方向に動かすことにより、対応す
る各軸の回りの回転が制御される。

【０００３】すなわち、レバーを操作すると、そのレバ
ーの縦方向および横方向での傾きがそれぞれ別個に検出
され、その各方向での傾き検出量に応じて各方向に対応
する軸回りの回転を行なうモータの速度が定められ、そ
の速度でモータが回転して、その軸回り方向の回転がな
される。レバーのある方向での傾き検出量と、それに対
応する軸回りでのモータの回転速度との関係は、図５の
ように定められるのが普通であり、中立位置付近に不感
帯が設けられ、この不感帯を除くと、傾き検出量とモー
タ速度とはリニアな関係とされる。これにより、大きく
傾ければ高速で移動でき、小さく傾ければ移動速度は遅
くなるので、関心部位付近に到達した後は傾き量を小さ
くして低速で移動させて位置の微調整を行なうことがで
きる。縦方向と横方向とを含む方向にレバーを傾けたと
きは、それらに対応する各々の方向での回転や移動がな
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ものでは、つぎのような問題がある。ある方向にのみ移
動・回転させるためにはそれに対応する方向にのみレバ
ーを傾ければよいのであるが、操作者がレバーをその方
向にのみ傾けるという操作は必ずしも容易ではなく、大
抵、他の方向にも傾けてしまうものである。そうする
と、予期しない方向に動いてしまうので、操作がやりず
らいことになる。これを防ぐには、図５で示した不感帯
を広くとればよいが、そうすると、傾き検出量とモータ
速度との対応関係のある領域（不感帯を除く領域）が狭
くなり、傾き角度が少しでも変わればモータ速度が大き
く変わり、微妙なレバーコントロールを要することにな
り、かえって使いずらくなってしまう。

【０００５】この発明は、上記に鑑み、レバー傾き角度
の不感帯を広くとって予期しない方向への制御がなされ
ないようにするとともに、レバー傾き角度に対する速度
変化が大きくならないようにしてレバーを傾ける操作に
よる速度コントロールを容易にした、Ｘ線検査装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるＸ線検査装置においては、Ｘ線撮像
系と、該Ｘ線撮像系の被検体に対する位置関係を異なる
２方向に相対的に変化させる駆動装置と、縦・横２方向
に傾くよう操作されるレバーと、該レバーの各方向の傾
きを時間的に順次検出する検出器と、縦方向の傾き検出
量が不感帯を最初に超えた時にその超過量に応じた速度
で対応する方向への変化が生じ、かつ、次回からはその
回の傾き検出量と前回の傾き検出量との差に応じた速度
で対応する方向への変化が生じるように、上記の駆動装
置を制御するとともに、横方向の傾き検出量が不感帯を
最初に超えた時にその超過量に応じた速度で対応する方
向への変化が生じ、かつ、次回からはその回の傾き検出
量と前回の傾き検出量との差に応じた速度で対応する方
向への変化が生じるように、上記の駆動装置を制御する
制御装置とが備えられることが特徴となっている。

【０００７】不感帯を大きくすることにより、レバーを
縦・横の一方に傾けようとしたとき他の方向にも傾けて
しまったような場合に、その所望の方向でない方向の動
きがなされないようにすることができる。他方、レバー
傾き角度がいったん不感帯を超えてしまえば、傾き角度
の変化量に応じて速度が定まるため、レバー傾き角度に
対する速度変化が大きくならず、レバーの傾き角度によ
る速度コントロールがやり易くなる。

【０００８】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、こ
の発明の実施の形態にかかる制御系のブロック図である
が、図２に示すようなＸ線検査装置に適用したものであ
る。説明の都合上、図２から説明すると、この図におい
て、Ｘ線管２１と、イメージインテンシファイア（Ｉ．
Ｉ．）２２にテレビカメラ２３を結合させたＸ線撮像装
置とが、Ｃ型アーム２４の両端に取り付けられており、
その間にベッドなどに横たえられた被検者１０が配置で
きるようになっている。Ｃ型アーム２４は保持装置２５
により保持されており、この保持装置２５はスタンド２
６に取り付けられている。スタンド２６は車輪を有し、
床面上で自由に移動できるようにされている。

【０００９】保持装置２５は、Ｘ線管２１等からなるＸ
線撮像系が取り付けられたＣ型アーム２４を、そのアー
ム２４の弧に沿って移動可能で、かつ、その弧に直交す
る保持軸の回りに回転可能に、保持する。これにより、
Ｘ線撮像系が被検者１０に対して相対的に、図２のＸ軸
回りの回転と、Ｙ軸（紙面に直角な軸）回りの回転とが
できるように保持される。

【００１０】そして、スタンド２６に設けたパネルある
いは図示しないコンソール上のパネルなどに図３で示す
ようなジョイスティック２７が設けられ、上記のＸ軸・
Ｙ軸回りの回転が制御されるようになっている。ジョイ
スティック２７のレバー２８を横方向（Ｘ方向）に倒す
と、図２のＸ軸回りの回転が行われ、レバー２８を縦方
向（Ｙ方向）に倒すと、図２のＹ軸回りの回転が行われ
る。

【００１１】このレバー２８の傾き操作に基づく制御系
が図１に示されている。ジョイスティック２７には、レ
バー２８のＸ方向、Ｙ方向の傾きをそれぞれ検出する角
度検出器が設けられている。角度検出器としては、角度
に応じて抵抗値が変化するポテンショメータ（可変抵抗
器）等種々のものが使用可能である。ここではポテンシ
ョメータが用いられるものとし、ポテンショメータ３１
はＸ方向の、ポテンショメータ３２はＹ方向の、それぞ
れの傾き角度に比例した電圧を発生するものとする。

【００１２】このポテンショメータ３１、３２からの電
圧は、Ａ／Ｄ変換器３３、３４において、一定時間ごと
にサンプリングされてデジタルデータに変換され、ＣＰ
Ｕ３５に取り込まれる。最初、操作者がレバー２８に手
をかけず、レバー２８が中立位置にあるとき、傾き角度
は０で、その傾きの検出量も０であるとする。このと
き、ＣＰＵ３５は、検出量が不感帯に入っていることを
判定して、モータコントローラ３７に速度０の指令を出
す。このモータコントローラ３７は、上記のＣ型アーム
２４のＸ軸回りの回転駆動用モータ３８およびＹ軸回り
の回転駆動用モータ３９を制御するＡＣサーボやインバ
ータなどのコントローラ部である。

【００１３】操作者がジョイスティック２７を操作して
そのレバー２８をたとえばＸ方向に傾ける。このとき、
図４に示すように、ポテンショメータ３１から電圧Ｖａ
が発生し、これがつぎのサンプリングタイミングでＡ／
Ｄ変換されたとすると、Ｖａ＞Ｖｑ（Ｖｑはオフからオ
ンになるときの不感帯に対応する電圧）であるため、モ
ータ速度Ｓａの指令がＣＰＵ３５から出される。この速
度Ｓａは、直線ＱＲ上でＶａに対応する速度として求め
られる。すなわち、傾き検出量の最大値Ｖｒとモータ速
度の最高値Ｓｒで示される点Ｒと、不感帯の電圧Ｖｑと
速度０とで表わされる点Ｑとを結ぶ直線ＱＲに基づき、
Ｓａ＝Ｓｒ｛（Ｖａ−Ｖｑ）／（Ｖｒ−Ｖｑ）｝により
求められる。そして、電圧値Ｖａと速度値Ｓａとで表わ
されるＡ点がメモリ３６に記憶される。

【００１４】こうして比較的速い速度でＸ軸回りの回転
駆動がなされ、所望の角度に近づいた場合、レバー２８
を戻して、その傾き角度を小さくすると、つぎのサンプ
リングタイミングでの傾き検出電圧は図４のＶｂのよう
になるから、Ａ点（Ｖａ，Ｓａ）と点Ｐ（Ｖｐ，０）と
を結ぶ線ＡＰにおいて速度Ｓｂが求められる。すなわ
ち、メモリ３６からＶａ，Ｓａを読み出してＳｂ＝Ｓａ
｛（Ｖｂ−Ｖｐ）／（Ｖａ−Ｖｐ）｝の計算を行なう。
なお、Ｖｐは、オンからオフなるときの不感帯に対応す
る電圧である。こうしてＸ軸回りの回転駆動を行なうモ
ータ３８は比較的遅い速度で回転させられることにな
る。Ｂ点（Ｖｂ，Ｓｂ）はメモリ３６に記憶される。

【００１５】さらにこれでは遅すぎるとしてレバー２８
をより傾けるよう再度操作した場合、つぎのサンプリン
グタイミングでＶｃが取り込まれる。このとき、メモリ
３６から読み出した点Ｂ（Ｖｂ，Ｓｂ）と点Ｒとを結ぶ
直線ＢＲ上で、Ｓｃ＝Ｓｂ＋（Ｓｒ−Ｓｂ）｛（Ｖｃ−
Ｖｂ）／（Ｖｒ−Ｖｂ）｝により速度Ｓｃが求められ
る。これにより、より速い速度とされる。メモリ３６に
はＣ点（Ｖｃ，Ｓｃ）が記憶される。

【００１６】また、少し速すぎたと思い直してレバー２
８の角度が小さくなるようにすれば、つぎのサンプリン
グタイミングでＶｄが取り込まれ、メモリ３６から読み
出した点Ｃ（Ｖｃ，Ｓｃ）と点Ｐとを結ぶ直線ＣＰ上
で、Ｓｄ＝Ｓｃ｛（Ｖｃ−Ｖｐ）／（Ｖｄ−Ｖｐ）｝に
より速度Ｓｄが求められる。このＤ点（Ｖｄ，Ｓｄ）も
メモリ３６に記憶される。

【００１７】従来であれば、傾き角度が大きくて速度が
速すぎたとして傾き角度を戻したとき、傾き検出量が不
感帯の電圧Ｖｑよりも小さくなるなら、速度０（オフ）
になってしまい、止まってしまう。より遅い速度Ｓｂと
するにはほんの少しだけ角度を戻すようにしなければな
らない。速度Ｓｃ、Ｓｄなども、傾き検出電圧Ｖｑ−Ｖ
ｒの範囲で角度調整しなければならないので、狭い範囲
で角度調整することになり、やりづらいことになる。

【００１８】この図４の例では、オフからオンへの不感
帯を、オンからオフへの不感帯よりも大きくし、いった
んオンになった後は、前回の傾き検出量と今回の傾き検
出量との差（変化量）に応じて前回の速度から速度を変
更するようにしているので、結局ＰＱＲを結ぶ三角形の
中で速度が定まることになり、いったんオンになってし
まえばレバー２８の角度を比較的大きく動かして速度を
調整でき、速度調整が容易である。これはモータ速度の
正転側についての説明であるが、逆転側についても同様
にＰ’Ｑ’Ｒ’を結ぶ三角形の中で速度が定まる。

【００１９】このようなＣＰＵ３５での速度算出は、つ
ぎのように説明することもできる。すなわち、まず、レ
バー２８の傾き検出量の変化量Δがマイナスの時は、図
４の傾き検出量−速度グラフ上で点Ｐと前回の点とを結
ぶ直線の傾きｋにその変化量Δを乗じた速度ｋΔを、前
回の速度から差し引くことにより、今回の速度を求めて
いる。また、レバー２８の傾き検出量の変化量Δがプラ
スの時は、図４の傾き検出量−速度グラフ上で点Ｑと前
回の点とを結ぶ直線の傾きｋにその変化量Δを乗じた速
度ｋΔを、前回の速度に加算することにより、今回の速
度を求めている。そこで、Δに正・負の符号がついてい
るものとして今回の速度Ｓｎは、Ｓｎ＝Ｓｍ＋ｋΔ（Ｓ
ｍは前回の速度）として表わすことができる。この例で
は、ｋを、Δがマイナスのとき傾き検出量−速度グラフ
上の前回の点と点Ｐとを結ぶ直線の傾きとし、Δがプラ
スのとき前回の点と点Ｑとを結ぶ直線の傾きとして、Δ
がプラスかマイナスか、および前回の点がどこにある
か、によって変化させるようにしている。そのため、三
角形ＰＱＲ内でΔに対するＳの変化率が適切に変えられ
ることとなり、ｋを一定値にした場合などに比較してレ
バー２８の角度変化による速度調整が容易にできる。

【００２０】なお、この発明はその趣旨を逸脱しない範
囲で種々に変更できる。たとえば上記のｋ値の算出方法
は上記のものに限らないし、制御性が多少劣るがｋ値は
一定値としてもよい。また、速度Ｓは連続的に変化させ
られているが、速度Ｓとしては数段階の値をとることと
して、階段状に変化させることにしてもよい。さらに、
Ｘ線撮像系をＣ型アームで保持したＸ線検査装置の他の
Ｘ線検査装置にも適用できるし、Ｘ線撮像系の移動は回
転によるものだけでなく直線移動によってもよく、被検
者１０に対する移動は相対的であればよいのだから被検
者１０側の移動であってもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のＸ線検
査装置によれば、１つのレバーを縦・横２方向に動かす
ことにより検査方向・位置を対応する２方向に変化させ
る場合に、レバー傾き角度の不感帯を広くとって予期し
ない方向への制御がなされないようにするとともに、レ
バー傾き角度に対する速度変化が大きくならないように
してレバーを傾ける操作による速度コントロールを容易
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態にかかる制御系のブロッ
ク図。

【図２】Ｃ型アーム式Ｘ線検査装置の模式図。

【図３】ジョイスティックを示す斜視図。

【図４】この発明の実施の形態にかかる傾き検出量とモ
ータ速度との関係を表わすグラフ。

【図５】従来の傾き検出量とモータ速度との関係を表わ
すグラフ。

【符号の説明】

１０ 被検者 ２１ Ｘ線管 ２２ イメージインテンシファ
イア ２３ テレビカメラ ２４ Ｃ型アーム ２５ 保持装置 ２６ スタンド ２７ ジョイスティック ２８ レバー ３１、３２ ポテンショメータ ３３、３４ Ａ／Ｄ変換器 ３５ ＣＰＵ ３６ メモリ ３７ モータコントローラ ３８ Ｘ軸回りの回転駆動用モ
ータ ３９ Ｙ軸回りの回転駆動用モ
ータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯野 浩孝 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地株 式会社島津製作所三条工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線撮像系と、該Ｘ線撮像系の被検体に
   対する位置関係を異なる２方向に相対的に変化させる駆
   動装置と、縦・横２方向に傾くよう操作されるレバー
   と、該レバーの各方向の傾きを時間的に順次検出する検
   出器と、縦方向の傾き検出量が不感帯を最初に超えた時
   にその超過量に応じた速度で対応する方向への変化が生
   じ、かつ、次回からはその回の傾き検出量と前回の傾き
   検出量との差に応じた速度で対応する方向への変化が生
   じるように、上記の駆動装置を制御するとともに、横方
   向の傾き検出量が不感帯を最初に超えた時にその超過量
   に応じた速度で対応する方向への変化が生じ、かつ、次
   回からはその回の傾き検出量と前回の傾き検出量との差
   に応じた速度で対応する方向への変化が生じるように、
   上記の駆動装置を制御する制御装置とを備えることを特
   徴とするＸ線検査装置。