JPWO2011162149A1

JPWO2011162149A1 - 天井走行式のｘ線撮像装置及びその制御方法

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Publication number: JPWO2011162149A1
Application number: JP2012521436A
Authority: JP
Inventors: 一洋前澤
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2010-06-21
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2013-08-19
Also published as: WO2011162149A1; CN102946806A

Abstract

操作ハンドルの操作でX線発生部を移動させることができる天井走行式のX線撮像装置を提供するために、X線を発生させるX線発生部17と、X線発生部17を移動させるための操作ハンドル21と、X線発生部17を移動させる移動部(80、85、90、95)を備えた天井走行式のX線撮像装置であって、操作ハンドル21の操作に基づく操作ハンドル21の変位を検出する操作検出部25(変位検出部27)と、該検出された変位に基づいて移動部(80、85、90、95)を制御する制御部100を備えている。

Description

本発明は、操作ハンドルを介して、天井から吊設されたX線発生部を被検体の撮影位置に移動させることができる天井走行式のX線撮像装置及びその制御方法に関する。

天井走行式のX線撮像装置は、天井にレールを設け、レールに懸架した移動部から伸縮可能な支柱を吊設し、支柱の下端にX線発生部を取り付けたものである。X線発生部は、前後・左右・上下、及び回転(水平軸回り)などの動作が可能である。

天井走行式のX線撮像装置は、X線可動絞り付きのX線発生部を取り付けたブロックの前面に操作パネルを備え、その周囲に円形状の操作ハンドルを備えている。操作パネルには、それぞれの移動機構の電磁ロックを解除する複数のロック解除スイッチを備えている。そして、X線発生部を所定の位置に移動させる場合には、操作者は移動したい移動機構に対応したロック解除スイッチを押しながら操作ハンドルを介してX線発生部を移動させる(例えば、特許文献1、2)。

特開2007-117584号公報特開2005-65942号公報

しかしながら、X線発生部を所定の位置に移動させる場合には、操作者はロック解除スイッチを常に押し続ける必要がある。そのため、操作者はロック解除スイッチを押し続けながら、X線発生部を移動させなくてはならない。

X線発生部を前後・左右・上下移動したり、回転させたりすると、操作者とロック解除スイッチの位置関係が変わる。例えば、X線発生部を上方向に移動した場合、操作ハンドルとともにロック解除スイッチが上方向に移動することとなる。よって、操作者は、操作者自身の身長を超えた位置にロック解除スイッチが位置すると、ロック解除スイッチを押し続けながら操作ハンドルでX線発生部を操作することが難しくなる。X線発生部を移動させることができなくなる可能性もある。

本発明の目的は、ロック解除スイッチを押すことなく、操作ハンドルの操作でX線発生部を移動させることである。

本発明の目的を達成するため、X線を発生させるX線発生部と、X線発生部を移動させるための操作ハンドルと、X線発生部を移動させる移動部を備えた天井走行式のX線撮像装置であって、操作ハンドルの操作に基づく操作ハンドルの変位を検出する操作検出部と、該検出された変位に基づいて移動部を制御する制御部を備えている。よって、操作者は、操作ハンドルを移動させたい方向に操作(移動)すれば、X線発生部を移動させることができる。

操作検出部は、操作ハンドルの直線方向と回転方向の変位を検出する。具体的には、操作検出部は、操作ハンドルのX方向の変位を計測するX方向変位計測部と、操作ハンドルのX方向に直交するY方向の変位を計測するY方向変位計測部と、操作ハンドルのX方向及びY方向に直交するZ方向の変位を計測するZ方向変位計測部と、操作ハンドルの回転方向の変位を計測する回転変位検出部とを有している。

制御部は、操作検出部によって変位が検出された前記操作ハンドルの方向に対応する移動部のブレーキを解除させる。また、制御部は、操作検出部によって変位が検出された操作ハンドルの方向に対応する移動部のブレーキを解除させるとともに、移動部の車輪を回転させるモータを駆動させてもよい。さらに、制御部は、操作ハンドルの操作力に基づいて、移動部の車輪を回転させるモータを駆動させてもよい。

本発明によれば、操作ハンドルの操作でX線発生部を移動させることができる。

本発明の天井走行式のX線撮像装置を示す外観図本発明の天井走行式のX線撮像装置の操作例を示す図本発明の操作検出部25の内部構成を示す図本発明の操作ハンドル21の操作例を示す図本発明の操作ハンドル21の操作例を示す図本発明の移動部を制御する形態を示す図本発明の実施例1、2における動作手順を示すフローチャート本発明の実施例4を示す図本発明の内部構成の一例を示す図本発明の内部構成の一例を示す図

本発明に係る天井走行式のX線撮像装置を図を用いて具体的に説明する。

実施例1に係る天井走行式のX線撮像装置の概略構造を説明する。図1は天井走行式のX線撮像装置を示す外観図であり、図2は天井走行式のX線撮像装置の操作例を示すものである。

天井10にはX方向(図1の横方向)にレール11とレール12が設置されている。レール11はレール12に対して平行である。また、X方向に設置されたレール11とレール12上には、X方向と直交するY方向(図1の奥行き方向)にレール13とレール14が設置されている。X方向とY方向は、それぞれ床面に平行である。レール13はレール14に対して平行である。

天井走行式のX線撮像装置は、天井10に設けられたレール11〜14上を水平面内でX方向及びY方向に移動するXY移動部15と、XY移動部15の下方端面に設置され伸縮自在に上下動する支柱16と、支柱16の下方端部に設置されX線を発生するX線発生部17と、X線発生部17のX線発生方向に設置されX線照射範囲を調整するX線可動絞り部18と、X線発生部17を移動させたり、X線発生部17を回転させたりするための操作ハンドル21とを有している。

天井走行式のX線撮像装置は、X線発生部17から発生され被検体を透過したX線を検出するX線検出部31を備えている。X線検出部31は、2次元に配列されたトランジスタとX線を電気信号に変換する変換膜とを有した平面検出器(フラットパネルディテクタ)、若しくは、蛍光体を有し、X線発生部17から発生され被検体を透過した2次元X線エネルギーパターンを潜像として蛍光体に蓄積するイメージングプレートである。また、検査室内又は検査室外には、X線検出部31で検出されたX線画像データに基づき作成されたX線画像を表示する表示部1を備えている。

臥位となっている被検体を撮影する場合、図1の下部に示すように、X線検出部31はベッド30上に水平に設置される。そして、ベッド30上に設置されたX線検出部31を覆うように被検体がベッド30上に設置される。また、立位となっている被検体を撮影する場合、図1の左部に示すように、床面に固定され鉛直方向に配置された固定台32上にX線検出部31が鉛直に設置される。そして、固定台32上に設置されたX線検出部31を覆うように被検体が設置される。

被検体の体位に応じてそれぞれ設置されたX線検出部31は、X線発生部17から発生され被検体を透過したX線を検出する。X線検出部31で検出されたX線画像データは所定の画像処理が施され、表示部1にX線画像として表示される。所定の画像処理とは、例えば、ダイナミックレンジ圧縮処理、周波数強調処理である。

XY移動部15の内部機構に関しては、図示しないが、X方向に設置されたレール11とレール12に噛み合い、レール11とレール12に沿って移動することができるX方向移動部と、Y方向に設置されたレール13とレール14に噛み合い、レール13とレール14に沿って移動することができるY方向移動部とからなる。

具体的には、X方向移動部は、Y方向に配置されたレール13とレール14に固定されX方向に配置されたレール11とレール12に回転可能に嵌められた車輪と、X方向移動部の車輪にブレーキを掛けるX方向ブレーキと、X方向移動部の車輪を回転させるX方向モータとを有している。Y方向に配置されたレール13とレール14がX方向に配置されたレール11とレール12に沿ってX方向に移動可能となっている。X方向モータを用いてX方向移動部の車輪を回転させることにより、XY移動部15自体をX方向に移動させることができる。なお、上記において、X方向ブレーキは車輪にブレーキを掛ける例を説明したが、X方向モータ自体にブレーキを掛けて車輪の回転を静止させたり、レール11とレール12に電磁ブレーキを押し付けて車輪の回転を静止させたりしてもよい。

Y方向移動部は、XY移動部15の筐体内部に固定されレール13とレール14に回転可能に嵌められた車輪と、Y方向移動部の車輪にブレーキを掛けるY方向ブレーキと、Y方向移動部の車輪を回転させるY方向モータを有している。Y方向モータを用いてY方向移動部の車輪を回転させることにより、XY移動部15自体をY方向に移動させることができる。なお、上記において、Y方向ブレーキは車輪にブレーキを掛ける例を説明したが、Y方向モータ自体にブレーキを掛けて車輪の回転を静止させたり、レール13とレール14に電磁ブレーキを押し付けて車輪の回転を静止させたりしてもよい。

このように、X方向移動部とY方向移動部を適宜駆動することによって、XY移動部15は支柱16をX線発生部17とともにX方向及びY方向に移動することができる。そして、X方向ブレーキ及びY方向ブレーキでそれぞれの車輪にブレーキを掛けることにより、支柱16をX線発生部17とともにX方向及びY方向に移動しないように固定することができる。

支柱16の内部機構に関しては、図示しないが、複数の筒状のアームと、それぞれのアーム内に設けられたスライドレールと、スライドレールに回転可能に嵌められ回転動作を行うローラーと、ローラーにブレーキを掛けるZ方向ブレーキとが設けられている。Z方向は、XY平面に対し直交する方向である。ローラーをスライドレールに沿って回転させて、それぞれのアームを移動させることにより、支柱16を伸縮させることができる。このように、支柱16を伸縮させることにより、支柱16の下方に設置されたX線発生部17をZ方向に移動させることができる。そして、Z方向ブレーキでローラーにブレーキを掛けることにより、X線発生部17をZ方向に移動しないように固定することができる。なお、ローラーを回転させるZ方向モータを有していてもよい。

また、支柱16は、複数の筒状のアームの最下点を牽引するワイヤと、ワイヤを巻き取る巻き取り機構を有していてもよい。巻き取り機構によって、ワイヤを巻き取ることにより、支柱16を収縮させることができ、ワイヤを引き出すことにより、支柱16を伸張させることができる。

X方向ブレーキ、Y方向ブレーキ、Z方向ブレーキは、例えば、車輪又はローラーとともに回転する円板をその両側から挟むことによって、車輪又はローラーを制動することができるディスクブレーキである。
ここで、図9(a)(b)、図10を用いて、X方向ブレーキ81、Y方向ブレーキ86、Z方向ブレーキ91及び、後述する回転方向ブレーキ96及び、後述するX方向モータ82、Y方向モータ87、Z方向モータ91a、回転方向モータ96aの設置位置につき説明をする。図9(a)(b)は、図1のXY移動部15を、それぞれY方向から見た場合とX方向からみた場合の図である。図9(a)(b)に示す車輪901は、レール13はレール14に設置され、これにより、レール13、レール14がレール11、レール12の上を走行可能にしている。また、車輪902は、XY移動部15に設置され、これにより、XY移動部15がレール13、レール14の上を走行可能にしている。また、車輪901は、レール13、レール14に設置されたX方向モータ82により駆動され、車輪902は、XY移動部15に設置されたY方向モータ87により駆動される。また、車輪901は、レール13、レール14に設置されたX方向ブレーキ81によりブレーキがかけられ、また、車輪902は、XY移動部15に設置されたY方向ブレーキ86によりブレーキがかけられる。Z方向モータ91aは、XY移動部15に設置され、回転円盤(特に図示しない)等を介して支柱16内部を通るワイヤ1001の牽引を行なうことで、支柱16を伸張させる。また、XY移動部15に設置されたZ方向ブレーキ91によって、前記回転円盤にブレーキをかける。回転方向モータ96aは、支柱16に設置され、後述する回転連結部5を回転駆動させる。また、回転連結部5は、支柱16に設置された回転方向ブレーキ96によりブレーキがかけられる。前記各モータ及び各ブレーキは後述する制御部100にて制御される。

なお、XY移動部15と支柱16の内部機構に関しては、特許文献1、2に開示された機構を用いてもよい。

X線発生部17は支柱16の下方端部(例えば、回転連結部5)で回転可能に設置される。回転連結部5は、支柱16に対してX線発生部17を保持するとともに、X線発生部17を回転させる機構を有するものである。X線発生部17は、予め設定されたX線撮影条件(管電圧、管電流等)に応じてX線を発生させるX線管を内部に有している。X線管は、所定の電流が供給されたフィラメントから熱電子を放射する陰極と、この陰極によって放射された熱電子ビームを衝突させるターゲットを有する回転陽極とを有している。フィラメントから放射される熱電子は、回転陽極に到達するまで加速され、熱電子が回転陽極に衝突することにより、X線管からX線が発生される。

X線可動絞り部18は、X線発生部17のX線発生方向に固設されている。X線可動絞り部18の内部機構に関しては、図示しないが、X線発生部17によるX方向のX線照射範囲を調整する第1の可動制限羽根と、第1の可動制限羽根に直交し、Y方向のX線照射範囲を調整する第2の可動制限羽根とを有している。また、X線可動絞り部18の外部には、第1の可動制限羽根と第2の可動制限羽根を制御する操作つまみ19、20が設けられている。操作者2は、操作つまみ19、20を回転することにより、第1の可動制限羽根と第2の可動制限羽根を開閉することができる。

操作ハンドル21は操作検出部25を介してX線発生部17に連結され、操作ハンドル21はX線発生部17及びX線可動絞り部18と一体化されている。そのため、操作者2は、操作ハンドル21をX方向、Y方向、Z方向に移動させると、X線発生部17はX線可動絞り部18とともにX方向、Y方向、Z方向に移動させることができる。また、操作者2は、操作ハンドル21を回転すると、X線発生部17はX線可動絞り部18とともに回転することができる。操作ハンドル21が回転する回転方向は、図1、2に示されるように、Y方向の中心軸を中心に回転する方向である。

また、操作ハンドル21には、操作パネル22が設置されている。操作パネル22には、X線を発生させるX線管のX線撮影条件を入力する入力部を有し、X線撮影条件を設定することができる。また、操作パネル22は、X線検出部31で検出されたX線画像データをX線画像として表示させる表示パネルを有し、X線画像を表示させることができる。

ここで、操作ハンドル21の操作でX線発生部17を移動させる機能、操作ハンドル21の変位を検出する機能について、図3〜図5を用いて具体的に説明する。

図3は操作検出部25の内部構成を示すものである。図3(a)は操作検出部25のX-Z断面を示すものであり、図3(b)は操作検出部25のY-Z断面を示すものである。図4と図5は、操作ハンドル21の操作例を示すものである。

操作ハンドル21とX線発生部17を連結する操作検出部25は、操作ハンドル21の変位を検出する機能を有している。操作ハンドル21の変位とは、操作ハンドル21の直線方向と回転方向の変位である。操作検出部25は、操作された操作ハンドル21の変位をX方向、Y方向、Z方向の直線方向及び回転方向に関してそれぞれ計測し、操作ハンドル21がどの方向にどの程度操作されたのかを検出することができる。

具体的には、操作検出部25は、操作ハンドル21のX方向の変位を計測するX方向変位計測部40と、操作ハンドル21のY方向の変位を計測するY方向変位計測部50と、操作ハンドル21のZ方向の変位を計測するZ方向変位計測部60と、操作ハンドル21の回転方向の変位を計測する回転方向変位計測部70と、X方向変位計測部40とY方向変位計測部50とZ方向変位計測部60と回転方向変位計測部70から出力されるそれぞれの変位から、操作ハンドル21がどの方向にどの程度操作されたのかを検出する変位検出部27とを有している。

ここで、操作検出部25の内部機構について説明する。操作検出部25の一端は操作ハンドル21に連結されている。また、図3、4では図示しないが、図2に示すように操作検出部25の他端はX線発生部17に連結されている。このように、操作検出部25は操作ハンドル21とX線発生部17を一体に連結するものであり、操作ハンドル21の操作をX線発生部17側に伝達するものである。

具体的には、操作検出部25は、一端が操作ハンドル21に固設され、Y方向に配置された円柱状の棒部26と、棒部26をY方向に移動可能に周設し、棒部26のX方向、Z方向の移動及び棒部26の回転を支持部29に伝達する伝達部28と、操作検出部25の内壁に固設され伝達部28の回転を操作検出部25に伝達する支持部29とからなる。

操作検出部25には、操作ハンドル21側に円状の穴部23が設けられている。操作ハンドル21に固設されている棒部26は、操作検出部25の穴部23を貫通した状態で設置されている。棒部26は操作ハンドル21に固設されているため、操作ハンドル21を移動すると棒部26は操作ハンドル21が移動した方向に移動する。例えば、Y方向を中心軸にして操作ハンドル21を回転すると、棒部26は操作ハンドル21が回転した回転方向に回転する。

棒部26のX方向、Z方向の移動及び棒部26の回転を支持部29に伝達する伝達部28は、Y方向に配置された筒状の中空部材である。伝達部28には棒部26がY方向に挿通されている。棒部26は伝達部28とY方向変位検出部50に対してY方向に往復運動することができ、棒部26はY方向に移動可能となっている。

伝達部28の端面に固設された支持部29は、略半球状の部材からなり、操作検出部25の内部に固設されている。支持部29は、略半球状の部材の頂点で操作検出部25と一体化されている。

このように、棒部26と伝達部28と支持部29とからなる回転軸部は、操作ハンドル21のY方向に形成されている。操作ハンドル21の回転軸部は、操作ハンドル21の平面に対して垂直である。操作ハンドル21の回転軸部の先端は、操作検出部25の内壁に固設されている。よって、操作ハンドル21は、回転軸部の先端(支持部29)を支点として円を描くように振ることができ、首振り運動(歳差運動)を行うことができる。

例えば、図4に示すように、操作者2が操作ハンドル21をZ方向に押し上げると、棒部26と伝達部28と支持部29とからなる回転軸部は、支持部29を支点としてZ方向に傾く。操作ハンドル21の回転軸部が傾動すると、棒部26が穴部23の周縁部に接触する。操作検出部25の穴部23の周縁部と支持部29によって、操作ハンドル21の回転軸部が支えられるため、操作ハンドル21は操作検出部25とともにZ方向に移動させることができる。

また、操作者2が操作ハンドル21をY方向に押すと、図5に示すように、Y方向に配置された円柱状の棒部26は、操作ハンドル21とともにY方向に移動する。操作ハンドル21がY方向に移動すると、操作ハンドル21と操作検出部25が接触する。よって、操作ハンドル21と操作検出部25が一体化されるため、操作ハンドル21は操作検出部25とともにY方向に移動させることができる。

また、操作者2が操作ハンドル21を回転すると、棒部26と伝達部28と支持部29とからなる回転軸部は、操作検出部25とともに回転する。つまり、操作者2は操作ハンドル21を回転すると、X線発生部17を回転させることができる。

ここで、操作検出部25の変位検出機能について説明する。操作ハンドル21のX方向の変位を計測するX方向変位計測部40は、操作検出部25に内設されている。X方向変位計測部40は、X方向に設置され、操作ハンドル21と一体となっている棒部26をX方向変位計測部40の中央に維持させようと保持するバネ41及びバネ43と、X方向に設置され、X方向に沿ってバネ41及びバネ43のガイドとなるスライダ42を有している。バネ41及びバネ43は、棒部26を挟んでそれぞれ対向するように設置されている。

操作ハンドル21のX方向の移動に伴って棒部26がX方向に移動すると、棒部26が移動された側のバネ41又はバネ43がスライダ42に沿ってX方向に撓む。撓んだバネ41又はバネ43とは異なるバネ41又はバネ43がスライダ42に沿ってX方向に伸びる。

X方向変位計測部40は、図示しないが、棒部26のX方向の変位すなわち操作ハンドル21のX方向の変位を検出するリニアポテンショメータを有している。リニアポテンショメータとは、内部に可変抵抗器を有し、棒部26の変位に応じて変化する抵抗値によって、棒部26の変位を計測するものである。

なお、本発明では、リニアポテンショメータを用いて棒部26の変位を計測したが、バネ41及びバネ43に圧力センサを設け、バネ41及びバネ43の撓み若しくは伸びによって得られる圧力の変化によって棒部26の変位すなわち操作ハンドル21の変位を計測してもよい。

操作ハンドル21のY方向の変位を計測するY方向変位計測部50は、操作検出部25に内設された伝達部28に内設されている。Y方向変位計測部50は、Y方向に設置され、操作ハンドル21と一体となっている棒部26を所定の位置に維持させようと保持するバネ51と、Y方向に設置され、Y方向に沿ってバネ51のガイドとなるスライダ52を有している。

操作ハンドル21のY方向の移動に伴って棒部26がY方向に移動すると、棒部26が移動された側のバネ51がスライダ52に沿ってY方向に撓む。Y方向変位計測部50は、図示しないが、棒部26のY方向の変位すなわち操作ハンドル21のY方向の変位を検出するリニアポテンショメータ又は圧力センサを有している。なお、リニアポテンショメータ又は圧力センサの機能については、上述したとおりである。

操作ハンドル21のZ方向の変位を計測するZ方向変位計測部60は、操作検出部25に内設されている。Z方向変位計測部60は、Z方向に設置され、操作ハンドル21と一体となっている棒部26をZ方向変位計測部60の中央に維持させようと保持するバネ61及びバネ63と、Z方向に設置され、Z方向に沿ってバネ61及びバネ63のガイドとなるスライダ62を有している。バネ61及びバネ63は、棒部26を挟んでそれぞれ対向するように設置されている。

操作ハンドル21のZ方向の移動に伴って棒部26がZ方向に移動すると、棒部26が移動された側のバネ61又はバネ63がスライダ62に沿ってZ方向に撓む。撓んだバネ61又はバネ63とは異なるバネ61又はバネ63がスライダ62に沿ってZ方向に伸びる。

Z方向変位計測部60は、図示しないが、棒部26のZ方向の変位すなわち操作ハンドル21のZ方向の変位を検出するリニアポテンショメータ若しくは圧力センサを有している。なお、リニアポテンショメータ又は圧力センサの機能については、上述したとおりである。

操作ハンドル21の回転方向の変位を計測する回転方向変位計測部70は、操作検出部25に内設されている。回転方向変位計測部70は、操作ハンドル21と一体となっている棒部26の外側に周設されている。回転方向変位計測部70は、例えば、ロータリーエンコーダであり、操作ハンドル21の回転に伴って回転した棒部26の回転を電気信号に変換し、変換された電気信号に基づいて回転の変位を検出するものである。なお、図示はしないが、回転方向変位計測部70は、支柱16とX線発生部17を連結する回転連結部5内に設けていてもよい。操作ハンドル21を回転させるとX線発生部17も同じ方向に回転するため、回転連結部5内の回転方向変位計測部70によって、操作ハンドル21の回転方向の変位を計測することができる。

変位検出部27は、上記のように検出された変位に応じて、操作ハンドル21の変位を検出するものであり、操作検出部25に内設されている。X方向変位計測部40とY方向変位計測部50とZ方向変位計測部60と回転方向変位計測部70とが変位検出部27に接続されている。X方向変位計測部40から出力される操作ハンドル21のX方向の変位(ΔX)と、Y方向変位計測部50から出力される操作ハンドル21のY方向の変位(ΔY)と、Z方向変位計測部60から出力される操作ハンドル21のZ方向の変位(ΔZ)と、回転方向変位計測部70から出力される操作ハンドル21の回転方向の変位(Δγ)とが変位検出部27に出力される。

ここで、変位検出部27によって検出された操作ハンドル21の変位に基づいて、移動部を制御する形態について図6を用いて具体的に説明する。本実施例における移動部とは、XY移動部15であるX方向移動部80とY方向移動部85、支柱16内のZ方向移動部90、操作検出部25内の回転方向移動部95である。

XY移動部15は、上述した通り、X方向移動部80の車輪にブレーキを掛けるX方向ブレーキ81とX方向移動部80の車輪を回転させるX方向モータ82とを有したX方向移動部80と、Y方向移動部85の車輪にブレーキを掛けるY方向ブレーキ86とY方向移動部85の車輪を回転させるY方向モータ87とを有したY方向移動部85とを備えている。

また、支柱16は、Z方向移動部90の車輪にブレーキを掛けるZ方向ブレーキ91を有したZ方向移動部90を備えている。操作検出部25は、操作ハンドル21の棒部26(回転軸部)にブレーキを掛ける回転方向ブレーキ96を有した回転方向移動部95を備えている。回転方向ブレーキ96は、例えば、コイルを通電させることによる電磁力で、操作ハンドル21の棒部26(回転軸部)が動かないように制動するクラッチブレーキである。

さらに、XY移動部15は、変位検出部27によって検出された操作ハンドル21の変位に基づいて、移動部(X方向移動部80、Y方向移動部85、Z方向移動部90、回転方向移動部95)を制御する制御部100を備えている。

操作検出部25内の変位検出部27は、支柱16内若しくは支柱16の外部に沿って配置されたケーブルを介して制御部100に接続されている。制御部100は、XY移動部15内でX方向移動部80とY方向移動部85に接続される。また、制御部100は、支柱16内若しくは支柱16の外部に沿って配置されたケーブルを介して、Z方向移動部90と回転方向移動部95に接続される。

操作検出部25は変位が検出された操作ハンドル21の方向を検出し、制御部100は操作検出部25によって変位が検出された方向に対応する移動部のブレーキを解除する。具体的には、操作検出部25内の変位検出部27は、X方向変位計測部40とY方向変位計測部50とZ方向変位計測部60と回転方向変位計測部70によって、操作ハンドル21のX方向の変位(ΔX)又はY方向の変位(ΔY)又はZ方向の変位(ΔZ)又は回転方向の変位(Δγ)の少なくとも1つを検出した場合、変位が検出された操作ハンドル21の方向(X方向、Y方向、Z方向、回転方向)を制御部100に出力する。そして、制御部100は、変位検出部27から出力された方向に対応する移動部(X方向移動部80、Y方向移動部85、Z方向移動部90、回転方向移動部95)のブレーキを解除する。

よって、操作者2は、操作ハンドル21の変位を検出した方向に操作ハンドル21をX線発生部17とともに移動させることができる。

例えば、図4に示すように、操作者2が操作ハンドル21をZ方向に押し上げると、Z方向変位検出部60は操作ハンドル21のZ方向の変位(ΔZ)を検出し、変位検出部27に出力する。このとき、Z方向移動部90のZ方向ブレーキ91によってブレーキが掛けられているが、操作ハンドル21の回転軸部(棒部26)が穴部23の周縁部に接触するまで、操作ハンドル21の回転軸部をZ方向に傾動させることができる。そして、変位検出部27は、Z方向変位検出部60によって変位が検出されたZ方向を制御部100に出力する。制御部100は、変位検出部27から出力されたZ方向に対応するZ方向移動部90のZ方向ブレーキ91を解除する。よって、Z方向ブレーキ91によってブレーキが解除されるため、操作者2は、操作ハンドル21をX線発生部17とともにZ方向に移動させることができる。

また、図5に示すように、操作者2が操作ハンドル21をY方向に移動させると、Y方向変位検出部50は操作ハンドル21のY方向の変位(ΔY)を検出し、変位検出部27に出力する。このとき、Y方向移動部85のY方向ブレーキ86によってブレーキが掛けられているが、操作ハンドル21の回転軸部(棒部26)はY方向変位検出部50に対してY方向に往復運動することができる。そして、変位検出部27は、Y方向変位検出部50によって変位が検出されたY方向を制御部100に出力する。制御部100は、変位検出部27から出力されたY方向に対応するY方向移動部85のY方向ブレーキ86を解除する。よって、Y方向ブレーキ86によってブレーキが解除されるため、操作者2は、操作ハンドル21をX線発生部17とともにY方向に移動させることができる。

そして、操作者2が操作ハンドル21から手を離すと、変位検出部27は操作ハンドル21の変位を検出しない。操作ハンドル21が操作されていないことを制御部100に出力する。そして、制御部100は、移動部(X方向移動部80、Y方向移動部85、Z方向移動部90、回転方向移動部95)のブレーキを掛ける。X方向移動部80のX方向ブレーキ81とY方向移動部85のY方向ブレーキ86とZ方向移動部90のZ方向ブレーキ91と回転方向移動部95の回転方向ブレーキ96によって、それぞれブレーキが掛けられ、操作ハンドル21が固定される。つまり、操作者2は、手を離した位置に操作ハンドル21をX線発生部17とともに固定することができる。

以上、本実施例では、X線を発生させるX線発生部17と、X線発生部17を移動させるための操作ハンドル21と、X線発生部17を移動させる移動部(X方向移動部80、Y方向移動部85、Z方向移動部90、回転方向移動部95)と、操作ハンドル21の操作に基づく操作ハンドル21の変位を検出する操作検出部25(変位検出部27)と、該検出された変位に基づいて移動部を制御する制御部100を備えている。よって、ロック解除スイッチを押すことなく、操作ハンドル21の操作でX線発生部17を移動させることができる。

なお、回転方向変位計測部70によって計測される回転方向の変位(Δγ)が所定角度(例えば90度)を超えた場合、図1で示すX方向及びZ方向と、X方向変位計測部40で検出するX方向及びZ方向変位計測部60で検出するZ方向とが異なってしまう。そこで、回転方向変位計測部70によって計測される回転方向の変位(Δγ)に合わせて、制御部100は、それぞれのX方向変位計測部40とZ方向変位計測部60の変位の方向を入れ替えて認識し、X方向移動部80又はZ方向移動部90のブレーキを解除する。

具体的には、回転方向変位計測部70によって計測される回転方向の変位(Δγ)が所定角度(例えば90度)を超えた場合、制御部100はX方向変位計測部40で検出された操作ハンドル21のX方向の変位(ΔX)をZ方向の変位(ΔZ)として認識する。そして、制御部100は、Z方向に対応するZ方向移動部90のブレーキを解除する。また、制御部100はZ方向変位計測部60で検出された操作ハンドル21のZ方向の変位(ΔZ)をX方向の変位(ΔX)として認識する。そして、制御部100は、X方向に対応するX方向移動部80のブレーキを解除する。

(モータ)
ここで、本発明の実施例2について説明する。実施例1と異なる点は、操作検出部25(変位検出部27)によって変位が検出された操作ハンドル21の方向に対応する移動部(X方向移動部80、Y方向移動部85)のブレーキを解除するとともに、移動部(X方向移動部80、Y方向移動部85)の車輪を回転させるモータを駆動する点である。

本実施例では、X方向移動部80及びY方向移動部85が、移動部の車輪を回転させるモータを有しているものとして説明する。変位検出部27は、X方向変位計測部40とY方向変位計測部50によって、操作ハンドル21のX方向の変位(ΔX)又はY方向の変位(ΔY)の少なくとも1つを検出した場合、変位が検出された操作ハンドル21の方向(X方向、Y方向)を制御部100に出力する。制御部100は、変位検出部27から出力された方向に対応するX方向ブレーキ81若しくはY方向ブレーキ86を解除する。そして、制御部100は、変位検出部27から出力された方向に対応するX方向モータ82若しくはY方向モータ87を駆動させ、X方向移動部80若しくはY方向移動部85の車輪を回転させる。

例えば、図5に示すように、操作者2が操作ハンドル21をY方向に押すと、Y方向変位検出部50は操作ハンドル21のY方向の変位(ΔY)を検出し、変位検出部27に出力する。そして、変位検出部27は、Y方向変位検出部50によって変位が検出されたY方向を制御部100に出力する。制御部100は、変位検出部27から出力されたY方向に対応するY方向移動部85のY方向ブレーキ86を解除するとともに、Y方向モータ87を駆動し、Y方向の変位の検出方向にY方向移動部85車輪を回転させる。

操作者2が操作ハンドル21を＋Y方向(図1の奥方向、図2と図5の右方向)に押して＋Y方向に変位が検出された場合、Y方向移動部85のY方向ブレーキ86を解除するとともに、Y方向モータ87は＋Y方向にY方向移動部85の車輪を回転させる。よって、操作者2はXY移動部15をX線発生部17とともに＋Y方向に移動させることができる。また、操作者2が操作ハンドル21を−Y方向(図1の手前方向、図2と図5の左方向)に引いて−Y方向に変位が検出された場合、Y方向移動部85のY方向ブレーキ86を解除するとともに、Y方向モータ87は−Y方向にY方向移動部85の車輪を回転させる。よって、操作者2はXY移動部15をX線発生部17とともに−Y方向に移動させることができる。

以上、本実施例によれば、ロック解除スイッチを押すことなく、操作ハンドル21の操作に基づく各モータのサポートを受けることにより、容易にX線発生部17を移動させることができる。

次に、本発明の実施例1、2における動作手順を図7を用いて説明する。

(S10)被検体の撮影位置に合わせて、X線発生部17を移動させる必要がある場合、操作者2は操作ハンドル21を握り、操作ハンドル21を移動させたい方向へ押したり、引いたり、回転させたりする。X線撮影条件の都合により、X線発生部17を被検体から遠ざけたり近づけたりして設置する必要がある場合、操作者2は操作ハンドル21をZ方向に押し上げる。図1において、立位となっている被検体を撮影する場合、操作者2は操作ハンドル21を回転させ、X線発生部17を回転させる。

(S11)そして、各方向変位計測部は各方向の変位を計測する。X方向変位計測部40は操作ハンドル21のX方向の変位(ΔX)を計測し、Y方向変位計測部50は操作ハンドル21のY方向の変位(ΔY)を計測し、Z方向変位計測部60は操作ハンドル21のZ方向の変位(ΔZ)を計測する。そして、回転方向変位計測部70は操作ハンドル21の回転方向の変位(Δγ)を計測する。
(S12)変位検出部27は、X方向変位計測部40とY方向変位計測部50とZ方向変位計測部60と回転方向変位計測部70によって、操作ハンドル21のX方向の変位(ΔX)又はY方向の変位(ΔY)又はZ方向の変位(ΔZ)又は回転方向の変位(Δγ)の少なくとも1つを検出した場合、制御部100は、変位検出部27から出力された方向に対応する移動部(X方向移動部80、Y方向移動部85、Z方向移動部90、回転方向移動部95)のブレーキを解除する。

また、制御部100は、変位検出部27から出力された方向に対応するX方向モータ82若しくはY方向モータ87を駆動させ、X方向移動部80若しくはY方向移動部85の車輪を回転させてもよい。

(S13)操作者2は、操作ハンドル21を移動させたい方向へ適宜押したり、引いたり、回転させたりすることによって、S11〜S12に示すように、被検体の撮影位置に合わせて、X線発生部17を移動させる。そして、X方向移動部80のX方向ブレーキ81とY方向移動部85のY方向ブレーキ86とZ方向移動部90のZ方向ブレーキ91と回転方向移動部95の回転方向ブレーキ96によって、それぞれブレーキが掛けられ、操作ハンドル21が固定される。

(S14)操作者2は、操作つまみ19、20を回転することにより、第1の可動制限羽根と第2の可動制限羽根を開閉し、X線発生部17のX線照射範囲を調整する。また、操作ハンドル21における操作パネル22によって、X線を発生させるX線発生部17(X線管)のX線撮影条件を入力し、X線撮影条件を設定する。X線発生部17は、予め設定されたX線撮影条件に応じて被検体にX線を発生させる。X線検出部31は、X線発生部17から発生され被検体を透過したX線を検出する。そして、表示部1はX線検出部31で検出されたX線画像データに基づき作成されたX線画像を表示する。

(S15)再度X線撮影を行なう場合、S10〜S14を繰り返す。再度X線撮影を行なう場合とは、例えば、被検体の他の撮影部位を撮影する場合や、臥位となっている被検体を撮影した後に立位となっている被検体を撮影する場合である。なお、再度X線撮影を行わない場合、動作が終了する。
本発明はこれに限定されることなく、Z方向移動部90、及び回転方向移動部95にはX方向移動部80、及びY方向移動部85と同様に、各移動方向に対応するZ方向モータ91a、及び回転方向モータ96aを備え、Z方向ブレーキ91、及び回転方向ブレーキ96の解除後に、変位検出部27から出力された方向に対応するZ方向モータ91a若しくは回転方向モータ96aを駆動させさせてもよい。

(複数方向)
ここで、本発明の実施例3について説明する。実施例1、2と異なる点は、操作ハンドル21をX線発生部17とともに複数方向に移動させることができる点である。制御部100は、操作検出部25によって変位が検出された操作ハンドルの複数方向に対応する移動部の複数方向のブレーキを解除させる。

変位検出部27は、X方向変位計測部40とY方向変位計測部50とZ方向変位計測部60と回転方向変位計測部70によって、操作ハンドル21のX方向の変位(ΔX)又はY方向の変位(ΔY)又はZ方向の変位(ΔZ)又は回転方向の変位(Δγ)を同時に複数検出した場合、変位が検出された操作ハンドル21の複数の方向(X方向とY方向とZ方向と回転方向の内、2つ以上)を制御部100に出力する。そして、制御部100は、変位検出部27から出力された複数方向に対応する移動部(X方向移動部80とY方向移動部85とZ方向移動部90と回転方向移動部95の内、2つ以上)のブレーキを同時に解除する。よって、操作者2は、操作ハンドル21を斜めに移動させたり、操作ハンドル21を回転しながら直線移動させたりしても、操作ハンドル21をX線発生部17とともに複数方向に移動させることができる。

また、制御部100は、変位検出部27から出力された複数方向に対応するX方向モータ82若しくはY方向モータ87を駆動させ、X方向移動部80若しくはY方向移動部85の車輪を回転させてもよい。

(操作力)
ここで、本発明の実施例4について主に図8を用いて説明する。実施例1〜3と異なる点は、制御部100が操作ハンドル21の操作力に基づいて移動部(X方向移動部80、Y方向移動部85、Z方向移動部90)の車輪を回転させるモータを駆動する点である。

操作ハンドル21の操作力は、上述した各移動部におけるバネに設置された圧力センサを用いて検出される。圧力センサはバネの撓みによって検出した圧力を制御部100に出力し、制御部100は検出された圧力を操作ハンドル21の操作力として認識する。

図8は操作ハンドル21の操作力Nと時間Tの関係を示すものである。操作者2が操作ハンドル21を移動させたい方向へ押したり引いたりした場合、時刻t1において操作ハンドル21の操作力が検出される。操作ハンドル21の操作力が検出された場合、制御部100は操作力が検出された方向に対応する移動部(X方向移動部80、Y方向移動部85、Z方向移動部90)のブレーキを解除する。

操作ハンドル21の操作力が閾値n1を超えた時刻t2において、制御部100は操作ハンドル21の操作力が検出された方向に対応するX方向モータ82若しくはY方向モータ87を駆動させ、X方向移動部80若しくはY方向移動部85の車輪を回転させる。時刻t1において、X方向モータ82若しくはY方向モータ87の回転速度とトルクが上がる。

そして、操作ハンドル21の操作力が閾値n2を超えた時刻t3において、制御部100は、操作ハンドル21の操作力が検出された方向に対応するX方向モータ82若しくはY方向モータ87に時刻t2よりも高い電圧を掛けて駆動させる。X方向モータ82若しくはY方向モータ87に高い電圧を掛けると、X方向モータ82若しくはY方向モータ87の回転数を上げるとともにトルクを上げることができる。なお、所定の回転速度を超えるとX方向モータ82若しくはY方向モータ87のトルクが下がっていく。

よって、操作ハンドル21の操作力が閾値n2を超えた場合、X方向移動部80若しくはY方向移動部85の車輪を時刻t2よりもさらに加速して高速に回転させることができる。したがって、操作ハンドル21の操作力Nに応じてモータの回転速度を制御することができるため、操作者2は操作ハンドル21を所望の位置に迅速に移動させることができる。

操作ハンドル21の操作力が閾値n2以下となる時刻t4において、制御部100は、操作ハンドル21の操作力が検出された方向に対応するX方向モータ82若しくはY方向モータ87に時刻t2と同じ電圧を掛けて駆動させる。操作ハンドル21の操作力が閾値n1以下となる時刻t5において、制御部100は、X方向モータ82若しくはY方向モータ87の駆動を停止させる。

そして、操作ハンドル21の操作力が0となる時刻t6において、X方向移動部80のX方向ブレーキ81とY方向移動部85のY方向ブレーキ86とZ方向移動部90のZ方向ブレーキ91と回転方向移動部95の回転方向ブレーキ96によって、それぞれブレーキが掛けられ、操作ハンドル21が固定される。

1 表示部、2 操作者、10 天井、11 X方向レール、12 X方向レール、13 Y方向レール、14 Y方向レール、15 XY移動部、16 支柱、17 X線発生部、18 X線可動絞り部、19 操作つまみ、20 操作つまみ、21 操作ハンドル、22 操作パネル、25 操作検出部、30 ベッド、31 X線検出部、32 固定台

Claims

X線を発生させるX線発生部と、前記X線発生部を移動させるための操作ハンドルと、前記X線発生部を移動させる移動部を備えた天井走行式のX線撮像装置であって、前記操作ハンドルの操作に基づく前記操作ハンドルの変位を検出する操作検出部と、該検出された変位に基づいて前記移動部を制御する制御部を備えることを特徴とする天井走行式のX線撮像装置。
前記操作検出部は、前記操作ハンドルの直線方向と回転方向の変位を検出することを特徴とする請求項1記載の天井走行式のX線撮像装置。
前記操作検出部は、前記操作ハンドルのX方向の変位を計測するX方向変位計測部と、前記操作ハンドルの前記X方向に直交するＹ方向の変位を計測するＹ方向変位計測部と、前記操作ハンドルの前記X方向及び前記Y方向に直交するＺ方向の変位を計測するＺ方向変位計測部と、前記操作ハンドルの回転方向の変位を計測する回転変位検出部とを有していることを特徴とする請求項1記載の天井走行式のX線撮像装置。
前記操作検出部の一端は前記操作ハンドルに連結され、前記操作検出部の他端は前記X線発生部に連結されていることを特徴とする請求項1記載の天井走行式のX線撮像装置。
前記操作ハンドルの回転軸部の先端は、前記操作検出部の内壁に固設されていることを特徴とする請求項1記載の天井走行式のX線撮像装置。
前記制御部は、前記操作検出部によって変位が検出された前記操作ハンドルの方向に対応する前記移動部のブレーキを解除させることをとする請求項1記載の天井走行式のX線撮像装置。
前記制御部は、前記操作検出部によって変位が検出された前記操作ハンドルの方向に対応する前記移動部のブレーキを解除させるとともに、前記移動部の車輪を回転させるモータを駆動させることを特徴とする請求項1記載の天井走行式のX線撮像装置。
前記制御部は、前記操作検出部によって変位が検出された前記操作ハンドルの複数方向に対応する前記移動部の複数方向のブレーキを解除させることを特徴とする請求項1記載の天井走行式のX線撮像装置。
前記制御部は、前記操作ハンドルの操作力に基づいて、前記移動部の車輪を回転させるモータを駆動させることを特徴とする請求項1記載の天井走行式のX線撮像装置。
X線を発生させるX線発生部を移動させるための操作ハンドルの変位を検出するステップと、前記検出された変位に基づいて、前記X線発生部を移動させる移動部を制御するステップと、を含むことを特徴とする天井走行式のX線撮像装置の制御方法。