JPWO2010109531A1 - 放射線撮影装置 - Google Patents

Abstract

本発明の目的は、術者の指定に応じて忠実に撮影系が移動する放射線撮影装置を提供することにある。すなわち、本発明の構成によれば、追加移動制御部２６により、撮像系３，４の移動を回帰的に制御するフィードバック制御が可能となっている。しかも、本発明の構成は、加速度取得部２３により撮像系３，４の加速度を求めることを特徴としている。すなわち、撮像系３，４の速度が所定の速度に近づくと、移動対象の加速度を０に近づける。この様にすることで、オーバーシュートを抑制することができ、移動対象が移動の度にガタつく現象を確実に防ぐことができるので、操作性の優れたＸ線撮影装置１が提供できる。

Description

本発明は、被検体の放射線透視画像が取得できる放射線撮影装置に関し、特に、天板に対して放射線源と、放射線検出器とを移動させることができる放射線撮影装置に関する。

医療機関には、被検体の透視像を取得する放射線撮影装置が配備されている。この様な放射線撮影装置における従来の構成について説明する。従来の放射線撮影装置５１は、図９に示すように、被検体Ｍを載置する天板５２と、天板５２の下部に設けられた放射線源５３と、天板５２の上部に設けられた放射線検出手段（Ｉ・Ｉ管）５４とを備えている。放射線源５３，およびＩ・Ｉ管５４は、天板５２に対して被検体Ｍの体軸方向Ａに沿って移動可能となっている。なお、放射線源５３，およびＩ・Ｉ管５４は、相対的な位置関係を保った状態で天板５２に対して移動するもので、両者をあわせて、撮像系と呼ぶことがある。

放射線透視画像の撮影の際には、天板５２に被検体Ｍを仰臥させることになる。しかし、放射線撮影装置５１の中には、立位の被検体Ｍも撮影することができるような構成となっているものもある。この様な放射線撮影装置５１は、天板５２を検査室の床面に対し図１０に示すように起立させることもできれば、図９のように天板５２を床面と水平となるように横臥させることもできる。放射線源５３，およびＩ・Ｉ管５４は、天板５２との相対的な位置関係を保った状態で、この天板５２の傾斜移動に伴って、追従移動する。すなわち、放射線源５３，およびＩ・Ｉ管５４は、天板５２と一体に移動される。この様な構成は、例えば、特許文献１，特許文献２に記載されている。

Ｉ・Ｉ管５４は、天板５２に対して被検体Ｍの体軸方向に移動可能であり、駆動モータ６３がＩ・Ｉ管５４を駆動することでＩ・Ｉ管５４の位置の変更が行われる。すなわち、図１１に示すように、放射線撮影装置５１は、被検体Ｍの体軸方向に配列した２つの滑車６０ａ，６０ｂを有し、この滑車にはベルト６１が掛けられている。そして、ベルト６１は、Ｉ・Ｉ管５４を支える支柱５４ａと、Ｉ・Ｉ管５４，および支柱５４ａと同程度の重量を有するバランスウェート６２に接続されている。そして、駆動モータ６３は、２つの滑車６０ａ，６０ｂのいずれかを駆動することにより、Ｉ・Ｉ管５４が体軸方向Ａに沿って進退移動されることになる。なお、滑車６０ａ，滑車６０ｂ，ベルト６１，およびバランスウェート６２は、放射線撮影装置５１に内蔵されている。

バランスウェート６２は、天板５２が起伏自在となっている構成を採用する放射線撮影装置５１にとって、重要な役割を担っている。すなわち、横臥した天板５２を起立させようとすると、図１２の点線の矢印で示すように、天板５２に対して、Ｉ・Ｉ管５４は、支柱５４ａごと滑落しようとしてしまう。これを防止するためにバランスウェート６２が設けられているのである。天板５２を傾斜させたとき、バランスウェート６２とＩ・Ｉ管５４とは、滑車６０ｂを基準に、互いに引っ張り合う位置に配置されている。つまり、Ｉ・Ｉ管５４とバランスウェート６２とがベルト６１を介して、互いの滑落移動を打ち消すように引っ張り合う。こうして、Ｉ・Ｉ管５４は、天板５２の起伏により滑落することなく、術者は、天板５２に対するＩ・Ｉ管５４の位置を指定どおりにすることができるのである。
特開２０００−２３９５７号公報 特開平１１−１３７５４３号公報

しかしながら、この様な従来構成においては、以下のような問題がある。
すなわち、従来構成によれば、Ｉ・Ｉ管５４を指示どおりに動かすことが困難である。バランスウェート６２を設けたことで、ベルト６１を始動させるときに大きなトルクが必要となる。したがって、駆動モータ６３のトルク不足により、駆動モータ６３の回転数が指令よりも小さい事態に陥る可能性が出てくる。しかも、ベルト６１の制動に抵抗する慣性力も強くなっている。したがって、Ｉ・Ｉ管５４の移動を止めようと駆動モータ６３にベルト６１を制動させようとすると、今度は、駆動モータ６３の回転数が指令よりも大きい事態に陥る。このように、バランスウェート６２が存在することで、Ｉ・Ｉ管５４は、指示通りに動かすことがより難しくなっている。

この様な事情に鑑み、従来例においては、駆動モータ６３にフィードバック制御を用いることで、駆動モータ６３における回転不足分を補うこととした構成のものもある。しかしながら、この様な構成を以ってしても、Ｉ・Ｉ管５４を指示どおりに動かすことが困難である。すなわち、駆動モータ６３は、回転が指令どおりになっていないと、フィードバック制御により、駆動モータ６３の加速が行われる。すると、駆動モータ６３は、余計に加速され過ぎてしまう。すると、フィードバック制御が働き、駆動モータ６３は、減速される。すると、今度は、余計に減速され過ぎてしまう。つまり、図１３に示すように、Ｉ・Ｉ管５４の移動速度Ｖは、所定の速度Ｋを数回にわたって跨ぐようにバウンドしてしまう（この様な現象は、オーバーシュートと呼ばれる）。つまり、Ｉ・Ｉ管５４は、ガタつきながら移動する。Ｉ・Ｉ管５４が振動しながら移動するのであるから、従来の放射線撮影装置５１は、術者に非常な煩雑さを感じさせてしまう。

本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、術者の指定に応じて忠実に撮影系が移動する放射線撮影装置を提供することにある。

本発明は、この様な目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明は、天板と、天板に対し放射線ビームを照射する放射線源と、放射線ビームを検出する放射線検出手段と、放射線源を天板に対して所定方向に進退移動させる放射線源移動手段と、これを制御する放射線源移動制御手段と、放射線検出手段を天板に対して所定方向に進退移動させる検出器移動手段と、これを制御する検出器移動制御手段と、放射線源、放射線検出手段の少なくともいずれか１つである移動対象の移動の指示を入力させる指示入力手段とを備えた放射線撮影装置において、指示入力手段に入力された移動の指示を基に、移動対象の目標的な移動速度である目標速度を求める目標速度取得手段と、天板に対する移動対象の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段と、位置情報を基に移動対象の実際的な移動速度である実際速度を求める実際速度取得手段と、実際速度を基に移動対象の加速度を求める加速度取得手段と、目標速度から実際速度を減算して速度差を求める速度差取得手段と、速度差が填補されるように移動対象を追加的に移動させる追加移動制御手段とを備え、追加移動制御手段は、移動対象の加速度を０に近づけるよう移動対象を移動させることを特徴とするものである。

［作用・効果］本発明の構成によれば、移動対象の移動速度である実際速度を取得し、術者の指示を基に求められる目標速度から上述の実際速度を減算することで速度差を求める。移動対象の移動制御量（制御量）は、この速度差が填補されるように追加的に増やされる。この様に構成することで、移動対象の移動を回帰的に制御されるフィードバック制御が可能となる。しかも、本発明の構成は、移動対象の加速度を求めることを特徴としている。術者の指定どおりに移動対象を移動させる放射線撮影装置を提供するには、移動対象の加速度をモニタリングすることが重要なのである。すなわち、実際速度が目標速度よりも僅かに低い場合、移動対象の加速度に構わず移動対象を追加的に制御量を増やし移動させると、実際速度が目標速度を上回り、実際速度が目標速度よりも僅かに高くなってしまう。これを目標速度にしようとすると、今度は、実際速度が目標速度を下回る。こうして、実際速度のオーバーシュートが生じてしまう。

ところが、本発明によれば、実際速度が目標速度に近く、かつ、移動対象の加速度が大きいとき、移動対象の加速度を０に近づける。ここで、加速度を０に近づける制御量とは、前述の速度差による要素と、速度差に対する現在加速度の比による要素とを、それぞれ重み付けをして足し合わせた追加的な制御量である。この様にすることで実際速度は、目標速度に漸近することになり、実際速度が目標速度を跨いで増減することがない。すると、上述のオーバーシュートを抑制することができ、移動対象が移動の度にガタつく現象を確実に防ぐことができるので、操作性の優れた放射線撮影装置が提供できる。

また、上述の追加移動制御手段が参照する速度差設定を記憶する設定値記憶手段を更に備え、追加移動制御手段は、速度差が速度差設定値よりも小さいとき、移動対象の加速度を０に近づけるよう移動対象を移動させればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成によれば、追加移動制御手段は、速度差が速度差設定値よりも小さいとき移動対象の加速度を０に近づける。この様にすれば、撮像系の移動開始時点から加速度が０に近づく構成とすることがないのでより確実に撮像系を移動させることができる。

また、上述の移動対象は、放射線検出手段であれば、より望ましい。

［作用・効果］上述の構成によれば、より確実に操作性に優れた放射線撮影装置が提供できる。放射線検出手段の具体的構成としては、イメージインテンシファイアが挙げられる。これは、重荷物であり、これを術者の指示通りに移動させるのは難しいのである。上述の構成によれば、重荷物を移動させる場合であっても、移動に伴ってガタつくことがない。

また、上述の位置情報取得手段は、ポテンショメータであればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の具体的な態様を表したものである。ポテンショメータは、ロッドとスライドを備えており、ロッド上をスライドが移動することで、スライドの電位が変化する構成となっている。この様なポテンショメータを位置情報取得手段として採用すれば、安価で確実に移動対象の天板に対する位置を知ることができる。

また、上述の天板を起伏させる天板起伏機構と、これを制御する天板起伏制御手段を更に備え、天板は、その長手方向の１端が上側に移動することで、起立し、起立した天板は、その長手方向の１端が下側に移動することで、横臥する構成となっており、天板を起伏させる際に、放射線源、放射線源移動手段、放射線検出手段、および検出器移動手段は、天板との位置関係を保った状態で天板と一体に移動する構成となっており、所定方向は、天板の長手方向となっていればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成によれば、天板を起伏させることができる。すなわち、検査の目的に合わせて天板を、検査室の床面に対して起立させることができれば、横臥させることもできる。

また、上述の設定値記憶手段は、第１重み付け係数、および第２重み付け係数をも記憶し、上述の追加移動制御手段が行う追加的な移動の制御量は、速度差に第１重み付け係数を掛けたものと、速度差に対する加速度の比に第２重み付け係数を掛けたものとを足し合わせたものであればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の具体的な態様を表したものである。上述のように構成すれば、速度差、加速度を確実に加味して追加的な移動の制御量を決定することができる。

本発明の構成によれば、移動対象の移動を回帰的に制御するフィードバック制御が可能となっている。しかも、本発明の構成は、移動対象の加速度を求めることを特徴としている。すなわち、移動対象の速度が所定の速度に近づくと、移動対象の加速度を０に近づける。この様にすることで、オーバーシュートを抑制することができ、移動対象が移動の度にガタつく現象を確実に防ぐことができるので、操作性の優れた放射線撮影装置が提供できる。

実施例１に係るＸ線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。 実施例１に係る放射線撮影装置の動作を説明するフローチャートである。 実施例１に係る撮像系の速度変化を示す模式図である。 実施例１に係る追加移動制御部の動作を説明するフローチャートである。 実施例１に係る撮像系の速度変化を示す模式図である。 実施例１に係る撮像系の速度変化を示す模式図である。 本発明の１変形例に係るＸ線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。 本発明の１変形例に係るＸ線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。 従来構成の放射線撮影装置の構成を説明する模式図である。 従来の放射線撮影装置の構成を説明する模式図である。 従来の放射線撮影装置の構成を説明する模式図である。 従来の放射線撮影装置の構成を説明する模式図である。 従来の放射線撮影装置の構成に係る撮像系の速度変化を示す模式図である。

符号の説明

２ 天板
３ 放射線源
４ Ｉ・Ｉ管（放射線検出手段）
１５ 撮像系移動機構（放射線源移動手段・検出器移動手段）
１６ 撮像系移動制御部（放射線源移動制御手段・検出器移動制御手段）
２１ 位置情報取得部（位置情報取得手段）
２２ 実際速度取得部（実際速度取得手段）
２３ 加速度取得部（加速度取得手段）
２４ 目標速度取得部（目標速度取得手段）
２５ 速度差取得部（速度差取得手段）
２６ 追加移動制御部（追加移動制御手段）
２７ 設定値記憶部（設定値記憶手段）
３２ 操作盤（指示入力手段）

以下、本発明に係る放射線撮影装置の最良の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明におけるＸ線は、本発明の放射線の一例である。

まず、実施例１に係るＸ線撮影装置１の構成について説明する。図１は、実施例１に係るＸ線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。図１に示すように、実施例１に係るＸ線撮影装置１には、被検体Ｍを載置する天板２と、その天板２の下部に設けられたパルス状のＸ線ビームＢを照射するＸ線管３と、天板２の上部に設けられた被検体Ｍを透過したＸ線を検出するイメージインテンシファイア（Ｉ・Ｉ管）４と、Ｉ・Ｉ管４に入射する散乱Ｘ線を除去するＸ線グリッド５とが設けられている。

Ｉ・Ｉ管４は、被検体の体軸方向Ａ（本発明の所定方向に相当する）に沿って移動可能な支柱６に支持されている。支柱６は、天板２に干渉しないようにＪ形状となっている。そして、支柱６には、スライダー７ａに接続されており、スライダー７ａは、ポテンショメータ本体７ｂに接触している。ポテンショメータ本体７ｂは、天板２の長手方向（被検体Ｍの体軸方向Ａ）に伸びたロッド状であり、スライダー７ａは、支柱６の移動に伴って、ポテンショメータ本体７ｂの表面を往復自在にスライドする。ポテンショメータ本体７ｂの両端には、電極が設けられており、所定の電圧が印加されているスライダー７ａがポテンショメータ本体７ｂに対して移動すると、それに対応してスライダー７ａの電位が変化する。この電位の変化を計測すると、スライダー７ａのポテンショメータ本体７ｂに対する位置が分かる。すなわち、スライダー７ａには、電位計測用の電極が設けられている。なお、スライダー７ａとポテンショメータ７ｂを合わせた構成が、本発明の言うポテンショメータ７である。

支柱６の基部は、ベルト８に接続されている。そして、実施例１に係るＸ線撮影装置１は、ベルト８が掛けられている２つの滑車と、ベルト８に接続されたバランスウェート、滑車を駆動する駆動モータが設けられている。これらの構成は、撮像系移動機構１５の具体的な構成である。また、これらの構成は、従来構成と同様であるので、詳細は、背景技術を参照されたい。ただし、実施例１の構成は、支柱６の基部にＸ線管３が付設されている。したがって、支柱６の移動に伴って、Ｉ・Ｉ管４とＸ線管３とが一括に移動される。そして、バランスウェートの重さは、Ｉ・Ｉ管４のみならずＸ線管３の重さも加えられて設定される。

また、Ｉ・Ｉ管４，およびＸ線管３は、被検体の体側方向Ｓにも移動可能となっている。すなわち、支柱６の基部とベルト８の介する位置に、支柱６を被検体の体側方向Ｓに伸びたレールが設けられており、支柱６はこのレールに沿って移動することができる。なおＸ線管３についても同様な構成となっている。

また、実施例１の構成は、Ｘ線管３の管電圧、管電流やＸ線ビームＢにおけるパルスの時間的な幅を制御するＸ線管制御部１０を備えている。また、実施例１の構成は、天板２を起伏させる天板起伏機構１３と、これを制御する天板起伏制御部１４とを備えている。さらに、実施例１に係るＸ線撮影装置１は、Ｉ・Ｉ管４を移動させる撮像系移動機構１５と、これを制御する撮像系移動制御部１６とを備えている。

そして、Ｘ線撮影装置１は、指示入力手段に入力された移動の指示を基に、Ｉ・Ｉ管４の目標的な移動速度である目標速度Ｋを求める目標速度取得部２４と、天板２に対するＩ・Ｉ管４の位置を示す位置情報Ｐを取得する位置情報取得部２１と、位置情報Ｐを基にＩ・Ｉ管４の実際的な移動速度である実際速度Ｖを求める実際速度取得部２２と、実際速度Ｖを基にＩ・Ｉ管４の加速度Ａを求める加速度取得部２３と、目標速度Ｋから実際速度Ｖを減算して速度差Ｄを求める速度差取得部２５と、速度差Ｄが填補されるようにＩ・Ｉ管４を追加的に移動させる追加移動制御部２６と、追加移動制御部２６が参照する速度差設定値ＭＤ，その他重み付け係数を記憶する設定値記憶部２７とを備えている。

また、Ｘ線撮影装置１は、オペレータの指示を受け付ける操作盤３２と、Ｘ線透視画像、が表示される表示部３１とを備えている。

さらにまた、Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線管制御部１０，天板起伏制御部１４，撮像系移動制御部１６，位置情報取得部２１，実際速度取得部２２，加速度取得部２３，目標速度取得部２４，速度差取得部２５，および追加移動制御部２６を統括的に制御する主制御部３３を備えている。この主制御部３３は、ＣＰＵによって構成され、種々のプログラムを実行することにより、各部を実現している。また、上述の各部は、それらを担当する演算装置に分割されて実行されてもよい。

Ｘ線管３は、Ｘ線管制御部１０の制御にしたがって、所定の管電流、管電圧、照射時間でＸ線を被検体に向けて照射される。

また、Ｘ線管３，およびＩ・Ｉ管４は、撮像系移動制御部１６の制御にしたがって、被検体Ｍの体軸方向Ａ（天板２の長手方向）に沿って移動自在である。

Ｘ線グリッド５は、Ｉ・Ｉ管４の有するＸ線入射面を覆うように設けられている。このＸ線グリッド５には、被検体Ｍの内部で生じた散乱Ｘ線を吸収する吸収箔が配列されている。このＸ線グリッド５を設けることによって、コントラストの高い放射線透視画像の取得が可能となる。

次に、天板２の起伏について説明する。図１においては、天板２は、横臥された状態であるが、図１０のように、天板２を起立させることができるとともに、これを再び横臥された状態とすることもできる。この天板２の起伏は、天板起伏機構１３が実行する。天板起伏機構１３は、天板２とともに、Ｘ線管３，Ｉ・Ｉ管４，支柱６，ポテンショメータ本体７ｂ，および撮像系移動機構１５を一体的に起伏させる。このとき、各部材と天板２との相対的な位置関係は保たれている。そして、天板２は、その長手方向（被検体の体軸方向Ａ）の１端２ｐが上側に移動することで、起立し、起立した天板２は、１端２ｐが下側に移動することで、再び横臥する構成となっている。

次に、実施例１に係るＸ線撮影装置１の動作について説明する。図２は、実施例１に係る放射線撮影装置の動作を説明するフローチャートである。実施例１に係るＸ線撮影装置１で被検体のＸ線透視画像の取得は、被検体Ｍを載置する載置ステップＳ１と、撮像系３，４の移動を指示する撮像系移動指示ステップＳ２と、撮像系３，４の位置情報Ｐから種々のパラメータを算出するパラメータ算出ステップＳ３と、各種のパラメータを比較検討して、撮像系３，４を追加的に移動させる追加移動ステップＳ４と、Ｘ線の曝射を指示する曝射指示ステップＳ５と、被検体ＭにＸ線を曝射する曝射ステップＳ６との各ステップを順に実行することでなされる。以降、図面を参照して、これらのステップの詳細を順を追って説明する。なお、後述の動作説明においては、天板２は、横臥されているものとし、被検体Ｍが天板２に載置されてＸ線透視画像が撮影されるものとする。

＜載置ステップＳ１，撮像系移動指示ステップＳ２＞
まず、天板２に被検体Ｍが載置される。ここで術者は、操作盤３２を通じて撮像系を被検体Ｍの体軸方向Ａに沿って移動を指示したものとする。主制御部３３は、術者の指示を受信して、撮像系移動制御部１６に対して、移動指示信号を送出し、撮像系３，４を移動させる指示を行う。移動指示信号には、撮像系３，４を移動させる速度を示す速度情報と、移動させる期間を示す期間情報とが含まれている。この移動指示信号は、目標速度取得部２４にも送出され、これにより、目標速度取得部２４は、撮像系移動制御部１６が撮像系３，４をいかなる速度で移動させようとしているかを知る。撮像系移動制御部１６は、撮像系移動機構１５に付属の駆動モータを制御し、撮像系３，４，の移動を開始する。これに伴って、ポテンショメータ本体７ｂに案内されてスライダー７ａが摺動する。この時点より、ポテンショメータ７は、撮像系３，４の位置信号を位置情報取得部２１に送出する。

＜パラメータ算出ステップＳ３＞
位置情報取得部２１は、受信した位置信号を基に、撮像系３，４の位置情報Ｐを取得する。位置情報取得部２１は、ポテンショメータ７から出力された電気信号を読み取って、この電気信号に線形的な変換を施すことで、天板２に対する撮像系３，４の位置を表す位置情報Ｐを得る。この位置情報Ｐは、実際速度取得部２２に送出される。なお、位置情報Ｐは、位置情報取得部２１において、ディジタルデータに変換された上で実際速度取得部２２に送出されてもよい。

実際速度取得部２２では、位置情報Ｐを時間微分して、実際速度Ｖを求める。これは、撮像系３，４が駆動モータによって移動されるときの速度を示している。このときの実際速度Ｖを例示する。図３に示すように、移動開始の時点Ｔ０から、撮像系３，４は移動し始め、時点Ｔ０の実際速度Ｖは、０である。これから、徐々に実際速度Ｖは上昇する。実際速度取得部２２で求められた実際速度Ｖは、加速度取得部２３，および速度差取得部２５の各々に送出される。加速度取得部２３は、実際速度Ｖを時間微分して加速度Ａを求める。この加速度Ａは、追加移動制御部２６に送出される。

速度差取得部２５には、上述の目標速度取得部２４から目標速度Ｋが送られてきている。目標速度Ｋは、撮像系移動制御部１６が撮像系移動機構１５に送出している撮像系３，４の移動指示を速度で表したもので、実際に撮像系３，４がこの目標速度Ｋに従って移動される保障はない。駆動モータのトルク不足が発生している可能性があるからである。目標速度取得部２４から送出される目標速度Ｋは、実際速度Ｖが到達する目標の速度である。時点Ｔ０の実際速度Ｖは、０なのであるから、実際速度Ｖは即座に目標速度Ｋとはならない。操作性のよいＸ線透視画像１を提供するには、オーバーシュートを防止して実際速度Ｖをスムーズに目標速度Ｋとする必要がある。

速度差取得部２５は、随時送出される目標速度Ｋ，および実際速度Ｖを基に、現在の速度差Ｄを求める。すなわち、ある時点における目標速度Ｋから、ある時点における実際速度Ｖを減算して、これを速度差Ｄ（図３参照）とする。速度差Ｄは、追加移動制御部２６に送出される。

＜追加移動ステップＳ４＞
次に、実施例１の構成における最も特徴的な部分である追加移動ステップＳ４について説明する。追加移動制御部２６の動作を図４におけるフローチャートに示す。追加移動制御部２６の動作は、追加的な移動をするかどうか判断する第１小第１小ステップＴ１と、速度差を判断する第３小ステップＴ３と、撮像系の加速度を０に近づける指示を行う第４小ステップＴ４とを備えている。

＜第１小ステップＴ１，第２小ステップＴ２＞
追加移動制御部２６は、速度差Ｄが０でないとき、追加移動制御部２６は、撮像系３，４を追加的に移動の制御量（制御量）を増やす必要があるものと認め、撮像系移動制御部１６に対して、現在行われている撮像系３，４の移動に加えて、追加的に制御量を増やすように撮像系３，４の移動を指示する。

＜第３小ステップＴ３＞
追加移動制御部２６は、設定値記憶部２７に記憶されている速度差設定値ＭＤと速度差Ｄとを比較する。速度差Ｄが速度差設定値ＭＤ（図３参照）よりも小さい場合、追加移動制御部２６は、速度と加速度に応じた追加的な制御量を算出する必要があるものと認め、設定値記憶部２７に記憶されている速度、加速度それぞれの重み付け係数α，βを読み出す。

第３小ステップＴ３の判断がｙｅｓとなる場合は、速度差Ｄが小さいことを意味し、実際速度Ｖが目標速度Ｋに接近してきていることを意味している。このまま高い加速度Ａを維持すると、勢い余って、実際速度Ｖが目標速度Ｋを超えてしまう。すると、この速度の超過分を打ち消すため、撮像系３，４を減速させる必要が出てしまい、図１３のようなオーバーシュートが生じてしまう。

＜第４小ステップＴ４＞
オーバーシュートを防ぐために、追加移動制御部２６は、撮像系３，４の現在の加速度Ａを０に近づけるように指示する。加速度を０に近づける追加的な制御量としては、速度差Ｄに重み付け係数αを掛けたものと、速度差Ｄに対する加速度Ａの比に重み付け係数βを掛けたものを足し合わせて求める。ここで、αは正、βは負の係数である。すなわち、追加的な制御量Ｘは、次の様に表せる。なお、重み付け係数αは本発明の第１重み付け係数に、重み付け係数βは本発明の第２重み付け係数に相当する。追加移動制御部２６がこの追加的な制御量Ｘの算出を行う。
Ｘ＝α×Ｄ＋β（Ａ／Ｄ）

第４小ステップＴ４では、実際速度Ｖが目標速度Ｋに近づいているにもかかわらず、加速度Ａが大きすぎる場合を想定している。このまま高い加速度Ａを維持すると、オーバーシュートが生じてしまう。そこで、追加移動制御部２６は、それを防ぐために、撮像系３，４の加速度Ａが０に近づくように撮像系移動制御部１６に指示する構成となっている。

追加移動制御部２６は、第１小ステップＴ１を再び実行し、速度差Ｄの監視を続ける。この様に、実際速度Ｖが目標速度Ｋに接近した時点で加速度Ａは小さくされるので、図５に示すように、実際速度Ｖは、目標速度Ｋに漸近し、結局、目標速度Ｋを越えることがない。速度差Ｄが０のときは、追加移動制御を停止する（第５小ステップＴ５）。

なお、上述の説明においては、撮像系３，４の移動が開始する時における追加移動制御部２６の動作について説明したものである。同様の動作は上述の例に限られず、追加移動制御部２６は、撮像系３，４が停止する場合ように、撮像系３，４の速度を変化させる場合、上述の説明の通り作動する。撮像系３，４を停止させる場合、図６に示すように、目標速度Ｋは、０となっている。追加移動制御部２６が作動することで、実際速度Ｖは、０に漸近し、やがて０となる。この様な構成とすると、撮像系３，４を停止させる直前にオーバーシュートが生じて停止の直前に撮像系３，４が振動するという現象を防ぐことができる。

＜曝射指示ステップＳ５，曝射ステップＳ６＞
撮像系３，４の移動が終了した時点で、術者は、操作盤３２を通じてＸ線の曝射の開始をＸ線撮影装置１に指示する。すると、Ｘ線管制御部１０は、術者が操作盤３２を通じて入力した管電圧、管電流、照射時間に応じてＸ線管３を制御する。こうして、Ｘ線管３が被検体Ｍに向けて照射され、被検体Ｍを透過したＸ線は、Ｉ・Ｉ管４の入射面に入射され、Ｉ・Ｉ管４に写りこんだＸ線透視画像が表示部３１に表示される。こうして、実施例１に係るＸ線撮影装置１におけるＸ線透視画像の取得は終了となる。

以上のように、実施例１の構成によれば、撮像系３，４の移動速度である実際速度Ｖを取得し、術者の指示を基に求められる目標速度Ｋから上述の実際速度Ｖを減算することで速度差Ｄを求める。撮像系３，４は、追加移動制御部２６により、速度差Ｄが填補されるように追加的に移動の制御量を増やす。この様に構成することで、撮像系３，４の移動を回帰的に制御されるフィードバック制御が可能となる。しかも、実施例１の構成は、撮像系３，４の加速度Ａを求めることを特徴としている。術者の指定どおりに撮像系３，４を移動させることができるＸ線撮影装置１を提供するには、追加移動制御部２６が撮像系３，４の加速度Ａをモニタリングすることが重要である。すなわち、実際速度Ｖが目標速度Ｋよりも僅かに低い場合、加速度Ａに構わず撮像系３，４を追加的に移動の制御量を増やして移動させると、実際速度Ｖが目標速度Ｋを上回り、実際速度Ｖが目標速度Ｋよりも僅かに高くなってしまう。実際速度Ｖを目標速度Ｋにしようと撮像系３，４を追加的に移動させると、今度は、実際速度Ｖが目標速度Ｋを下回ってしまう。つまり、実際速度Ｖのオーバーシュートが生じてしまう。

ところが、実施例１によれば、実際速度Ｖが目標速度Ｋに近く、かつ、加速度Ａがオーバーシュートを発生させる程度に大きいとき、撮像系３，４の加速度Ａを０に近づける。この様にすることで実際速度Ｖは、目標速度Ｋに漸近することになり、実際速度Ｖが目標速度Ｋを跨いで増減することがない。すると、上述のオーバーシュートを抑制することができ、撮像系３，４が移動の度にガタつく現象を確実に防ぐことができ、操作性の優れたＸ線撮影装置１が提供できる。

本発明は、上述の実施例の構成に限られず、下記のような変形実施が可能である。

（１）上述の実施例において、放射線検出手段としてＩ・Ｉ管４を採用していたが、本発明はこれに限られない。Ｉ・Ｉ管４に代わって、フラット・パネル・ディテクタを用いてもよい。

（２）上述の実施例は、医用装置に関するものであったが、本発明はこれに限られない。本発明は、工業分野、原子力分野に応用することもできる。

（３）上述の実施例は、撮像系移動制御部が本発明の放射線源移動制御手段、検出器移動制御手段に相当していたが、これを独立なものとすることができる。すなわち、図７，図８に示すように、撮像系移動制御部に代わって、Ｘ線管移動制御部１６ａ，Ｉ・Ｉ管移動制御部１６ｂを設けた構成としてもよい。また、撮像系移動機構に代わって図７，図８に示すように、Ｘ線管移動機構１５ａ，Ｉ・Ｉ管移動機構１５ｂを備えた構成としてもよい。なお、Ｘ線管移動機構１５ａ，Ｉ・Ｉ管移動機構１５ｂは、実施例１における２つの撮像系移動機構１５がＸ線管３と、Ｉ・Ｉ管４に対して独立に設けられた構成となっている。

図７は、Ｘ線管３に関する構成をまとめて記載したものである。図７に示すように、本変形例に係るＸ線撮影装置１は、実施例１における撮像系３，４の移動に関する撮像系移動機構１５，撮像系移動制御部１６，位置情報取得部２１，実際速度取得部２２，加速度取得部２３，目標速度取得部２４，速度差取得部２５，追加移動制御部２６，および設定値記憶部２７の各々に代わって、Ｘ線管３の移動のみに関するＸ線管移動機構１５ａ，Ｘ線管移動制御部１６ａ，Ｘ線管位置情報取得部２１ａ，Ｘ線管実際速度取得部２２ａ，Ｘ線管加速度取得部２３ａ，Ｘ線管目標速度取得部２４ａ，Ｘ線管速度差取得部２５ａ，Ｘ線管追加移動制御部２６ａ，およびＸ線管設定値記憶部２７ａの各々を備えている。

図８は、Ｉ・Ｉ管４に関する構成をまとめて記載したものである。図８に示すように、本変形例に係るＸ線撮影装置１は、実施例１における撮像系３，４の移動に関する撮像系移動機構１５，撮像系移動制御部１６，位置情報取得部２１，実際速度取得部２２，加速度取得部２３，目標速度取得部２４，速度差取得部２５，追加移動制御部２６，および設定値記憶部２７の各々に代わって、Ｉ・Ｉ管４の移動のみに関するＩ・Ｉ管移動機構１５ｂ，Ｉ・Ｉ管移動制御部１６ｂ，Ｉ・Ｉ管位置情報取得部２１ｂ，Ｉ・Ｉ管実際速度取得部２２ｂ，Ｉ・Ｉ管加速度取得部２３ｂ，Ｉ・Ｉ管目標速度取得部２４ｂ，Ｉ・Ｉ管速度差取得部２５ｂ，Ｉ・Ｉ管追加移動制御部２６ｂ，およびＩ・Ｉ管設定値記憶部２７ｂの各々を備えている。

（４）なお、実施例１では速度差設定値ＭＤという閾値を設けているが、これを用いない構成とすることもできる。すなわち、追加的な制御量Ｘを撮像系３，４が移動する期間中逐次求める構成とすることもできる。この様にすれば、追加的な制御量Ｘは速度差Ｄが大きいほど徐々に大きくなり、加速度Ａが小さいほど徐々に大きくなる。この様にすると、撮像系３，４の移動速度を目標速度Ｋに速やかに近づけることができる。

なお、本実施例は、Ｘ線管３の移動に関する各部と、Ｉ・Ｉ管４の移動に関する各部とを両方兼ね備え、Ｘ線管３とＩ・Ｉ管４のフィードバック制御を互いに独立して実現した構成としてもよい。

以上のように、本発明は、医用の放射線撮影装置に適している。

Claims (6)

1. 天板と、前記天板に対し放射線ビームを照射する放射線源と、前記放射線ビームを検出する放射線検出手段と、前記放射線源を前記天板に対して所定方向に進退移動させる放射線源移動手段と、これを制御する放射線源移動制御手段と、前記放射線検出手段を前記天板に対して所定方向に進退移動させる検出器移動手段と、これを制御する検出器移動制御手段と、前記放射線源、前記放射線検出手段の少なくともいずれか１つである移動対象の移動の指示を入力させる指示入力手段とを備えた放射線撮影装置において、
   前記指示入力手段に入力された移動の指示を基に、前記移動対象の目標的な移動速度である目標速度を求める目標速度取得手段と、
   前記天板に対する前記移動対象の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   前記位置情報を基に前記移動対象の実際的な移動速度である実際速度を求める実際速度取得手段と、
   前記実際速度を基に前記移動対象の加速度を求める加速度取得手段と、
   前記目標速度から前記実際速度を減算して速度差を求める速度差取得手段と、
   前記速度差が填補されるように前記移動対象を追加的に移動させる追加移動制御手段とを備え、
   前記追加移動制御手段は、前記移動対象の加速度を０に近づけるよう前記移動対象を移動させることを特徴とする放射線撮影装置。
2. 請求項１に記載の放射線撮影装置において、
   前記追加移動制御手段が参照する速度差設定を記憶する設定値記憶手段を更に備え、
   前記追加移動制御手段は、前記速度差が前記速度差設定値よりも小さいとき、前記移動対象の加速度を０に近づけるよう前記移動対象を移動させることを特徴とする放射線撮影装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の放射線撮影装置において、前記移動対象は、前記放射線検出手段であることを特徴とする放射線撮影装置。
4. 請求項１ないし請求項３に記載の放射線撮影装置において、前記位置情報取得手段は、ポテンショメータであることを特徴とする放射線撮影装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
   前記天板を起伏させる天板起伏機構と、これを制御する天板起伏制御手段を更に備え、
   前記天板は、その長手方向の１端が上側に移動することで、起立し、起立した前記天板は、その長手方向の１端が下側に移動することで、横臥する構成となっており、
   前記天板を起伏させる際に、前記放射線源、前記放射線源移動手段、前記放射線検出手段、および前記検出器移動手段は、前記天板との位置関係を保った状態で前記天板と一体に移動する構成となっており、
   前記所定方向は、前記天板の長手方向となっていることを特徴とする放射線撮影装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
   前記設定値記憶手段は、第１重み付け係数、および第２重み付け係数をも記憶し、
   前記追加移動制御手段が行う追加的な移動の制御量は、前記速度差に第１重み付け係数を掛けたものと、前記速度差に対する前記加速度の比に第２重み付け係数を掛けたものとを足し合わせたものであることを特徴とする放射線断層撮影装置。

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