JPH11324A

JPH11324A - 医用ｘ線装置

Info

Publication number: JPH11324A
Application number: JP9169687A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Suzuki; 力鈴木
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｘ線管と受像手段（Ｉ．Ｉ．）とを支持する
アームを手動で目的とする位置に操作性よく移動させる
こと。【解決手段】Ｘ線管と、受像手段と、これらを保持す
る保持手段と、前記保持手段を任意の水平方向に移動さ
せる移動手段と、移動動作を制御する制御手段と、前記
保持手段の移動及び位置等を指示する操作卓とを備えた
医用Ｘ線装置において、前記Ｘ線管もしくは受像手段に
設けらたリング状レバーと、該レバーに加えられた任意
方向の力を検出する第一の力検出手段と、前記任意方向
の力と直交した方向の力を検出する第二の検出手段とを
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線照射手段と受
像手段を任意の方向に移動してＸ線撮影可能な医用Ｘ線
装置に係わり、特に、Ｘ線照射手段と受像手段の移動手
段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の医用Ｘ線装置、例えば循
環器Ｘ線検査装置では、図１２に示すように、Ｘ線照射
手段であるＸ線管２と、イメージインテンシファイアと
テレビカメラ等からなる受像手段（以下Ｉ．Ｉ．と呼
ぶ）４を対向配置させ、その間に被検者（図示略）を寝
載したテーブルを位置させる。Ｘ線管２とＩ．Ｉ．４は
円弧状のアーム６によりなる保持手段に一体的に支持さ
れ、この円弧状のアーム６は他の円弧状のアーム８の端
部に支持されている。また、アーム６はアーム８との支
持中心を軸として（α軸）、矢印ａ方向に回転可能であ
り、アーム６の円弧中心を軸として（β軸）、矢印ｂ方
向に回転可能となっている。アーム８の他端部は天井に
設置された天井走行装置１０に支持され、天井走行装置
１０との支持中心を軸として（θ軸）、矢印ｃ方向に回
転可能となっている。天井走行装置１０は天井面の敷設
レール（図示略）により案内され、Ｘ軸及びＹ軸方向に
移動可能となっている。それぞれの動作はモータとその
制御装置により実現され、それらの位置や速度は術者に
より操作卓（図示略）から指示される。

【０００３】このように循環器Ｘ線検査装置は、被検者
に対する様々な角度のＸ線透視画像を得ることができる
ため、血管造影検査に多く用いられている。例えば、Ｘ
線透視下において被検者に対し大腿静脈等からカテーテ
ルを挿入し、血管の走行状態を確認して、Ｘ線管とＩ．
Ｉ．の位置を変えながらカテーテルを進め、目的の血管
を選択し、位置決めが終了すると造影剤をカテーテルを
介して注入し検査を行なっていた。

【０００４】一方、このような循環器Ｘ線検査装置を用
いて、近年、診断のみならずＩＶＲ（Ｉnterventional
Ｒadiology）と呼ばれるカテーテルを利用した治療法が
盛んに行なわれるようになってきた。これは、例えば先
端にさまざまな器具を取り付けたカテーテルを被検者に
挿入し行なうものであって、従来の外科的な手術による
治療に対して、被検者に与える苦痛を少なくでき、かつ
安価に治療ができるという大きなメリットを持つため、
急速に普及してきている。

【０００５】このようなＩＶＲ手技では、Ｘ線透視下で
目的の部位（血管だけでなく各臓器も対象とすることが
ある）までカテーテルを早く正確に挿入する必要がある
ため、従来の血管造影検査以上にＸ線管とＩ．Ｉ．は簡
単に素早く術者の意のままに移動することが必要であっ
た。ところが、従来の循環器Ｘ線検査装置では、Ｘ線管
とＩ．Ｉ．の移動は操作卓から遠隔操作で行なってい
た。遠隔操作では、操作者がＸ線管やＩ．Ｉ．と、被検
者、術者、器具等が接触しないよう周囲の状況を把握し
つつ、操作卓のスイッチを操作しなければならない。大
きな視線の移動が頻繁に伴うため、Ｘ線管とＩ．Ｉ．を
素早く適確に操作することは非常に難しいという問題が
あった。特に、ＩＶＲ手技の前と後では、準備や始末を
円滑に行なうためＸ線管とＩ．Ｉ．を被検者から大きく
離すが、それらの移動には煩わしさを感じさせていた。
このような問題を解決するには、保持装置を直接手で操
作させれば良いが、重く大きな機械装置を単に手動で意
のままに動作させるのは、不可能であった。

【０００６】そこで、アーム８の背後にレバーを設け、
そのレバーに加えた力に応じた速度で動作させるように
した装置がある。図１に上記レバーを備えた循環器Ｘ線
検査装置を示す。レバー７，９に対し、術者がＸ線管２
とＩ．Ｉ．４を移動させたい方向に力を与えると、その
方向に移動するようになっている。しかし、レバー７，
９がアーム８の背後にあるため、実際の臨床現場におい
ては操作しにくく、十分な操作性の向上を達成できてい
ない。この点について図１３を用いて詳細に説明する。
図１３は、循環器Ｘ線検査装置が設置された検査室７２
の平面図である。この図に示す検査室は、この種の装置
が設置される室としては一般的な広さである。天板５０
に横臥した被検者５２を中心として、天井に敷設された
レール５４，５６により案内される天井走行装置１０が
アーム６，８を吊下する形で配置されるが、この部屋に
は被検者５２に造影剤を注入する造影剤注入器５８，縫
合器具やカテーテル等を置く作業台６６，その他の各種
器具を収納したロッカー６８，７０も置かれる。このよ
うに循環器Ｘ線検査室７２には様々な器具が置かれるた
め、術者６０の指示に従い介添え者６２，６４がアーム
８の背後に周り、レバー７，９を操作することは容易で
はない。

【０００７】また、装置は天井から片持ちで吊り下げる
構造になっている。このため、加減速時にアーム８（す
なわちレバー７，９）が大きく振動し、レバー７，９に
所望の操作力を与えにくくなり、操作性が悪化するとい
う問題もあった。この振動は、図１において装置全体の
重量の重心位置Ｗが、Ｙ軸から距離Ｌ１離れ、θ軸から
距離Ｌ２離れているので、加減速時にはＹ軸周り（もし
くはＸ軸周り）とθ軸周りにアーム８が揺れるものであ
る。操作性を悪化させない１つの手法が、レバー７，９
を振動の振幅がない支点ｐに設けることであるが、アー
ム８の頭頂部は床から２ｍ以上の高さとなるので、術者
が触れることができない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の循環器検査装置は、遠隔操作ではＸ線管とＩ．
Ｉ．を思い通りにかつ迅速に移動させることはできなか
った。また、加えた力に応じた速度で動作させるレバー
を設けた場合においては、検査室ではしバーが触れにく
く、また振動の問題もあり、良好な操作性を満足させえ
るものでなかった。本発明の目的は、Ｘ線管とＩ．Ｉ．
を手動で目的とする位置に素早く移動でき、かつ操作性
が良好な力検出手段を備えた医用Ｘ線装置を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、天板上の被検者にＸ線を照射するＸ線照
射手段と、被検者を透過したＸ線を電気信号に変換する
受像手段と、前記Ｘ線照射手段と受像手段を互いに対向
させて保持する保持手段と、前記保持手段を任意の水平
方向に移動させる移動手段と、前記移動手段の動作を制
御する制御手段と、前記保持手段の移動及び位置等を指
示する操作卓とを有する医用Ｘ線装置において、前記Ｘ
線照射手段もしくは受像手段に設けられ保持手段を移動
させるリング状に形成されたレバーと、該レバーに加え
られた任意方向の力を検出する第一の力検出手段と、前
記任意方向の力と直交した方向の力を検出する第二の検
出手段とを備えたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例として、循環器
検査装置を例に図１乃至図１１により説明する。図１の
循環器Ｘ線検査装置に示す如く、術者の手が触れ易い位
置であって、かつ、出来るだけ装置の振動が少ない位置
に力検出器１２を設ける。その位置は術者の目前に位置
するＩ．Ｉ．４にあり、その周囲にリング状のレバー２
０を設ける。このレバー２０の位置は術者の手が容易に
とどく位置であり、さらにレバー７，９の位置よりＰ点
に近い位置にあるので、レバー７，９に比べて振動が少
なくなる。すなわち、支点Ｐとアーム６の中心０との距
離をＭ１、中心０とレバー７，９との距離をＭ２とする
と、レバー７，９は支点Ｐより距離Ｍ１，Ｍ２離れた位
置に設けられているので振動が大きくなるが、Ｐ点とレ
バー２０との距離Ｍ３、中心０とレバー２０の中心線
０’（中心０よりのづれであってほぼ０に近い）との距
離Ｍ４とすると、レバー２０は支点Ｐより距離Ｍ３，Ｍ
４離れた位置にあり、Ｍ１＞Ｍ３，Ｍ２＞Ｍ４（＝０）
の関係によりレバー２０の方がレバー７，９の位置より
支点Ｐに近い位置にあるので、その分だけ、レバー２０
の方が振動が少ない。

【００１１】図２は図１の力検出器１２の部分の断面を
示す、Ｉ．Ｉ．４の周囲にリング状のレバー２０を配置
し、Ｉ．Ｉ．４とレバー２０との間に、互いに直交する
ように第一の力検出手段であるポテンショメータ２４、
および第二の力検出手段であるポテンショメータ２５を
設け、レバー２０が半径方向に移動させられたときにそ
の移動変位を検出するようにする。さらにＩ．Ｉ．４と
レバー２０との間には、ポテンショメータ２４，２５に
対向する位置に保持機構３１，３３を設けてレバー２０
を保持するように構成する。

【００１２】図３は図２のＡ部の詳細を示す拡大図であ
る。突状の取付け部材２２をＩ．Ｉ．４に固定する。こ
の部材２２上にポテンショメータ２４（２５）を取付け
る。ポテンショメータ２４（２５）にはストッパー３５
およびバネ止め３７を有する可動軸３０を挿通し、その
一端をレバー２０に形成した溝４０に嵌合する。ポテン
ショメータ２４（２５）の縁とバネ止め３７との間には
バネ２６を設け、常時、その両者間に押圧力を与え、レ
バー２０が押されて移動したときは、バネ２６は押圧力
に抗して縮小し、その変位は可動軸３０の移動量に比例
するように構成する。

【００１３】図４は図２のＢ部の詳細を示す拡大図であ
る。支持部材３２をＩ．Ｉ．４に固定する。この支持部
材３２には軸受け３４を取付ける。ストッパー４１およ
びバネ止め４３を有する可動軸３６を軸受け３４に挿通
し、その一端をレバー２０の溝４０に嵌合する。軸受け
３４の縁とバネ止め４３との間にはバネ２６を設け、常
時、その両者間に押圧力を与えて、前記バネ２６の押圧
力と相まって、レバー２０を保持し、レバー２０の半径
方向の移動に対しては、バネ２６は伸縮し、可動軸３６
は軸受け３４に案内されて移動するように構成する。

【００１４】上記溝４０の形状は、図５（図３および図
４のＣ−Ｃ断面図）に示す如く、ポテンショメータ２
４，２５の可動軸が嵌め合わされる箇所の近傍は平面に
形成したほうが良い。これは、例えばＸ方向に力が加え
られた場合、リング状レバー２０はＸ方向に変位し、ポ
テンショメータ２４はＸ方向の変位を検出する。しか
し、この時Ｙ方向の変位を検出するポテンショメータ２
５の可動軸も溝部４０の曲率分変位するので、曲率を無
限大とし変位をなくすためである。

【００１５】なお、力検出手段は、ポテンショメータと
バネに限定する必要はなく、力に応じて電気信号が変化
するものであれば良い。例えば、歪みゲージを用いたも
のでも良い。さらに、上記検出手段は、被検者の上方に
Ｘ線管が位置する場合には、このＸ線管に設けても良
い。また、θ軸が動作しない（存在しない）タイプの装
置に適用もできる。なお、リング状レバー２０は、操作
者が力を与えても大きく変形しない適度な剛性を持ち、
また直接手で触るので、冷たい感触がなく温かな手触り
の材質が良い。例えば、エンジニアリングプラスチック
として広く利用されている発砲ウレタン，塩化ビニー
ル，ＦＲＰ（Ｆiber Ｒeinforced Ｐlastic：繊維強化
プラスチック），その他に木材等が上げられる。

【００１６】次に力検出器の動作について説明する。操
作者がリング状レバー２０にＸ方向の力を加えると、こ
のリング状レバー２０はＸ方向に移動する。この変位
は、ポテンショメータ２４によって検出されるが、この
検出された変位はバネ２６の力に応じたものになるた
め、ポテンショメータの変位は操作者がＸ方向に与えた
力を検出することになる。

【００１７】次に、操作者がリング状レバー２０にＹ方
向の力を加えると、このリング状レバー２０をＹ方向に
移動する。この変位は、ポテンショメータ２５によって
検出されるが、この検出された変位はバネ２６の力に応
じたものになるため、ポテンショメータ２５の変位は操
作者がＹ方向にあたえた力を検出することになる。さら
に、操作者がＸ方向とＹ方向の中間方向に力を加える
と、ポテンショメータ２４，２５はそれぞれＸ方向、Ｙ
方向の変位を検出する。

【００１８】次に天井走行装置１０の構成を説明する。
図６および図７は、それぞれ、天井走行装置１０とアー
ム８の正面及び側面図である。レール１５２ａ，１５２
ｂは天井１５０に固定されており、Ｘ軸方向台車１５４
の車輪１５６ａ，１５６ｂ，１５６ｃ，１５６ｄ（図示
略）を案内するようになっている。このＸ軸方向台車１
５４には、ギア１６２を有したＸ軸モータ１６０が固定
され、前記レール１５２ａに固定されたラック１５８と
ギア１６２が噛み合うようになっている。また、Ｘ軸方
向駆動台車１５４には、レール１６４ａ，１６４ｂが固
定されており、Ｙ軸方向台車１６８の車輪１６６ａ，１
６６ｂ（図示略），１６６ｃ，１６６ｄが嵌め込まれて
いる。このＹ軸方向台車１６８には、ギア１７４を有し
たＹ軸モータ１７２が固定され、前記レール１６４ｂに
固定されたラック１７０とギア１７４が噛み合うように
なっている。また、Ｙ軸方向台車１６８には、支持部１
７６が固定されている。この支持部１７６は、θ軸の角
度を検出するエンコーダ１７８（特にエンコーダでなく
ても良く、回転位置が検出できるものであれば限定しな
い）とθ軸モータ１８０が内蔵され、アーム８の上部１
８２を支持している。これらの構成からなる支持装置
は、Ｘ軸モータ１６０を図示を省略した制御装置（後
述）により駆動することにより、アーム８はＸ方向に移
動する。また、Ｙ軸モータ１７２を図示を省略した制御
装置（後述）により駆動することにより、アーム８はＹ
方向に移動する。θ軸モータ１８０を図示を省略した制
御装置（図示略）により駆動することにより、アーム８
は回転する。

【００１９】図８は力検出手段と天井走行装置の制御ブ
ロック図である。図２のポテンショメータ２４，２５
と、図６および図７のエンコーダ１７８の出力信号は、
演算器２００に入力される。この演算器２００は、アー
ム６，８がθ軸周りに回転すると、ポテンショメータ２
４，２５が検出する力の方向と、図６および図７の天井
走行装置の移動方向が異なり、操作者が意図する方向に
移動しなくなるため、上記力の方向と移動方向を補正す
る機能を持つ。さらに、Ｘ軸モータ１６０，Ｙ軸モータ
１７２が、補正後の力に応じた位置、もしくは速度で動
作するよう、Ｘ軸モータコントローラ２０２，Ｙ軸モー
タコントローラ２０４に対し位置もしくは速度指令値を
発する機能をもつ。上記補正の具体的な内容を以下に述
べる。

【００２０】図９は演算器２００における上記力の方向
と移動方向の補正機能を説明する説明図である。天井走
行装置１０と、Ｘ軸及びＹ軸が図に示すような位置関係
にあり、またアーム８がＸ軸に対してθ゜だけ回転して
いる時に、リング状レバー２０へＦの操作力を与えた時
を示している。ポテンショメータ２４が検出する力はＦ
ｘでありポテンショメータ２５が検出する力はＦｙであ
る。アーム８がどのようなθの回転位置にあっても、リ
ング状レバー２０に操作者が移動させたい方向に力を与
えると、Ｘ軸方向の力Ｓｘ、及びＹ軸方向の力Ｓｙは次
式で示すように表すことができ、それらの力に相当する
信号ををＸ軸モータコントローラ、Ｙ軸モータコントロ
ーラに与えることにより、希望の位置に操作に応じた力
でアーム８が移動するようになる。Ｓｘ＝Ｆｘ・ｃｏｓθ＋Ｆｙ・ｓｉｎθ （１）Ｓｙ＝−Ｆｘ・ｓｉｎθ＋Ｆｙ・ｃｏｓθ （２）

【００２１】例えば、図１０に示すように、アーム８が
Ｘ軸上にある場合には、θ＝０°であり、これを上記の
式（１），（２）に代入すると、Ｓｘ＝Ｆｘ，Ｓｙ＝Ｆ
ｙになる。レバー２０に操作力Ｆ１を与えた場合、Ｓｘ
＝Ｆｘ（Ｆ１），Ｓｙ＝０となり、アーム８はＸ方向に
移動する。操作力Ｆ２を与えた場合、Ｓｘ＝０，Ｓｙ＝
（＝Ｆ２）となり、アーム８はＹ方向に移動する。操作
力Ｆ３を与えた場合、Ｓｘ＝Ｆｘ，Ｓｙ＝Ｆｙとなり、
アーム８は斜めに移動する。

【００２２】また、図１１に示すように、アーム８がＹ
軸上にある場合には、θ＝９０°になり、これを
（１），（２）式に代入すると、Ｓｘ＝Ｆｙ，Ｓｙ＝−
Ｆｘとなる。レバー２０に操作力Ｆ１を与えた場合、Ｓ
ｘ＝Ｆｙ（＝Ｆ１），Ｓｙ＝０となり、アーム８はＸ方
向に移動する。操作力Ｆ２を与えた場合、Ｓｘ＝０，Ｓ
ｙ＝−Ｆｘ（Ｆ２）となり、アーム８は−Ｙ方向に移動
する。操作力Ｆ３を与えた場合、Ｓｘ＝Ｆｙ，Ｓｙ＝−
Ｆｘとなり、アーム８は斜めに移動する。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、循環器Ｘ線検査装置等
の医用Ｘ線装置において、Ｘ線管とＩ．Ｉ．およびこれ
らを保持する保持手段を手動で目的とする位置に素早く
適確に、かつ加減速時による振動が少なく操作性よく移
動できるようになり、ＩＶＲをする上で非常に使い易い
装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す斜視図である。

【図２】本発明の実施例の断面図である。

【図３】図２のＡ部の拡大平面図である。

【図４】図２のＢ部の拡大平面図である。

【図５】図３および図４のＣ−Ｃ断面図である。

【図６】天井走行装置とアームとの関係を示す正面図で
ある。

【図７】図６の側面図である。

【図８】力検出手段と天井走行装置の制御ブロック図で
ある。

【図９】アームの移動方向を説明するための説明図であ
る。

【図１０】同じく、アームの移動方向を説明するための
説明図である。

【図１１】同じく、アームの移動方向を説明するための
説明図である。

【図１２】通常の循環器Ｘ線検査装置を示す斜視図であ
る。

【図１３】循環器Ｘ線検査装置が設置された検査室の平
面図である。

【符号の説明】

２Ｘ線管４Ｉ．Ｉ．６，８アーム１０天井走行装置１２力検出器２０リング状レバー２４，２５ポテンショメータ３１，３３保持機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】天板上の被検者にＸ線を照射するＸ線照
射手段と、被検者を透過したＸ線を電気信号に変換する
受像手段と、前記Ｘ線照射手段と受像手段を互いに対向
して保持する保持手段と、前記保持手段を任意の水平方
向に移動させる移動手段と、前記移動手段の動作を制御
する制御手段と、前記保持手段の移動及び位置等を指示
する操作卓とを有する医用Ｘ線装置において、前記Ｘ線
照射手段もしくは受像手段に設けたリング状のレバー
と、該レバーに加えられた任意方向の力を検出する第一
の力検出手段と、前記任意方向の力と直交した方向の力
を検出する第二の力検出手段とを備えたことを特徴とす
る医用Ｘ線装置。