KR101800712B1 - 이동식 베이스 및 이와 같은 이동식 베이스 상에 장착되는 ｘ선 기계 - Google Patents

이동식 베이스 및 이와 같은 이동식 베이스 상에 장착되는 ｘ선 기계 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 X선 기계(10)를 수용하도록 설계된 이동식 베이스(16)이다. 본 발명의 목적은 또 상기 이동식 베이스 상에 장착될 수 있는 X선 기계이다. 본 발명의 X선 기계는 내비게이션 시스템(56, 60, 62)과 결합되는 모터 구동되는 시스템을 사용하는 이동 수단(52, 36, 37)을 구비한다. 본 발명의 내비게이션 시스템은 X선 기계가 진찰실, 하이브리드 룸 또는 수술실(9) 내에서 하나의 위치로부터 다른 위치로 자동으로 정확하게 이동될 수 있게 한다. X선 기계는 방사선에 노출되는 부위가 X선 비임 내에 유지되도록 한 상태에서 또 환자 주위의 이동 부분의 자동 위치설정을 위한 수단(65)을 구비한다.

Description

이동식 베이스 및 이와 같은 이동식 베이스 상에 장착되는 Ｘ선 기계{MOBILE BASE AND X-RAY MACHINE MOUNTED ON SUCH A MOBILE BASE}
본 발명의 목적은 X선 기계를 수용하도록 설계된 이동식 베이스이다. 본 발명의 목적은 또 이동식 베이스 상에 장착될 수 있는 X선 기계이다. X선 기계는 의료용 화상 및 특히 의료용 진단 장치의 분야에서 매우 유리한 유용성이 알려져 있다.
본 발명의 X선 기계는 외과진료실, 마취실, 진단실, 집중 치료실, 또는 혈관조영실 및 수술실의 양자의 요건에 부합하기 위해 사용되는 하이브리드 병실로 알려져 있는 병실과 같은 병동을 위해 특별히 설계된다.
종래의 기술에서 X선 진단 기계는 X선 화상 취득 기계이다. 이들 기계는 생체 특히 인체의 내부에 위치하는 기관의 화상 또는 연속 화상을 획득하기 위해 사용된다.
종래의 기술에서 X선 기계는 이 X선 기계를 다양한 방향에서 환자를 중심으로 회전시킬 수 있는 이동 부분을 가진다. 이들 이동 부분은 공간의 모든 3차원 내에서 이동할 수 있다. 이들 이동 부분은 일반적으로 일단부에 X선관을 갖고 타단부에 검출기를 갖는 아암으로 구성된다. 이 X선관은 방사 방향을 따라 X선 비임을 방사한다.
이들 X선 기계는 진단 또는 인터벤션(interventional)용 혈관조영 검사를 위해 사용된다.
이들 검사 중에 진단 또는 인터벤션이 수행되는 부위의 X선 노출 사진을 촬영해야 한다. 이 목적을 달성하기 위해, 환자는 X선관과 검출기 사이에 더 구체적으로 말하면 환자는 X선 조사될 부위가 대면 위치에 있도록 위치된다.
현재 예를 들면 진료실 내의 지면에 고정된 X선 기계와 같은 방사선 노출을 실시하기 위해 사용되는 몇 가지 유형의 X선 기계가 존재한다. 이들 X선 기계는 X선 비임이 관심 부위의 전방에 위치될 수 있는 몇 가지 자유도를 갖는다. 그러나, 이 유형의 X선 기계는 수술실에 부적합하다. 실제로, 특정의 진찰을 위해 X선은 진찰의 개시 시와 종료 시에만 필요하다. 이들 두 시점 사이에서는 환자에 대한 접근이 중시된다. 이들 혈관조영 기계는 지면에 고정되어 있으므로 이 기계는 방사선 시스템의 존재가 불필요할 때에 환자의 침상으로부터 멀어지는 방향으로 이동될 수 없다. 더욱, 이 대형 시스템이 이동될 수 없으므로 환자를 침상에 위치시키는 것 및 환자를 침상에서 이동시키는 단계는 더욱 곤란해진다.
또 수동으로 이동시킬 수 있는 "가동형 수술 장치"라고 불리는 X선 기계가 존재한다. 이들 기계는 일반적으로 X선관에 급전하기 위해 사용되는 다수의 배터리를 지지하는 대형 트롤리(trolley)를 갖는다. 그러나, 이 유형의 X선 기계는 단점을 갖는다. 실제로, 이들 기계는 혈관조영술 처치에 부적합하다. X선관에 의해 전송되는 필요한 전력이 우수한 화상 품질을 요구하는 혈관조영술 처치를 수행하기 위해 불충분하기 때문이다.
더욱, 이들 이동식 X선 기계는 X선관 및 검출기를 지지하는 아암의 직경이 충분히 크지 않으므로 복잡한 각 운동(angular movements)을 제공할 수 없다. 유사하게, 이들 이동식 X선 기계는 현대의 혈관조영 기계에서 필요한 것과 같은 고품질의 3D 화상 재구성을 가능하게 하는 충분한 회전 속도에 도달할 수 없다. 이들 이동식 X선 기계는 또한 특정의 적용분야, 특히 3D 재구성을 위해 필요한 특정의 자동화 운동을 요하는 혈관조영술 처치에 부적합하다.
더욱, 이와 같은 X선 기계의 중량이 혈관조영술을 대상으로 한 X선 기계의 절반인 경우에도 그 대형 치수 및 중량(약 300kg)으로 인해 여전히 이동이 극히 곤란하다.
이동식 트롤리 및 전동 모터에 의해 천장의 모든 방향을 따라 레일 상에서 이동될 수 있는 천장에 매달려 있는 혈관조영술을 위한 X선 기계도 있다. 그러나, 이 유형의 X선 기계는 결점을 가진다. 실제로, 수술실은 일반적으로 환자용 침대, 조명 수단, 의료용 유체를 분배하기 위한 시스템, 마취 설비용 지지대, 전기 메스용 지지대 및 주입 펌프를 갖는다. 이들 시스템의 대부분은 수술실의 제약에 의존하여 환자의 침상의 주위의 천장에 고정되어 있으므로 환자의 침상의 주변 공간을 무질서하게 채우고 있다. 그러므로, 천장에 고정된 레일의 공간 요건 및 X선 기계의 체적으로 인해 수술실 내에 이 X선 기계를 혈관조영 기계로서 설치하는 것은 불가능하다.
더욱, 천장에 X선 기계를 장착하는 사실은 환자의 기회성 감염(opportunistic infection)의 위험성을 상당히 증가시킨다. 실제로, 이들 X선 기계는 천장에 매달려 있고, 환자 또는 환자의 인접부 따라서 수술 지점의 인접부의 상측에 위치하므로 X선 기계로부터 입자들이 낙하할 위험성이 증대한다.
더욱, X선 기계 또는 기계가 매달려 있는 사실은 이 기계를 적절히 청소하고 유지보수하기가 곤란해진다. 따라서, 변동하는 멸균 환경에 적합된 이 같은 유형의 X선 기계를 장착하는 것이 불가능해진다. 실제로, 수술실은 항상 멸균되고, 환자의 상부에서 X선 기계가 활주하는 레일을 가진다는 사실은 이들 장치의 세정의 곤란성으로 인해 병원내 감염 질병 또는 패혈증의 위험성을 증대시킨다.
더욱, 특정 수술실에서는 멸균 층류(sterile laminar flow)가 환자의 상측에 배치된다. 이 경우, 레일은 층류를 가지는 천장에서 기계의 활주를 가능하게 하므로 이것은 멸균 구역 내에 입자들을 불어넣는 효과를 갖는다.
또 자동차 공장에 일반적으로 설치되어 있는 산업용 로봇의 기술에 기초한 혈관조영술을 위한 X선 기계가 있다. 그러나, 이 유형의 X선 기계는 단점이 있다. 실제로, 이들 로봇에 설치된 아암은 일반적으로 수술실 내의 이용 가능한 공간을 위한 비교적 상당한 정도의 공간 요건을 갖는다. 그러므로 이들 아암의 이동은 수술실 내에서 작업하는 사람들의 안전에 위험성을 발생한다. 그러므로 이들 로봇을 수술실 내에 혈관조영 기계로서 설치하는 것은 불가능하다.
상기 필요성에 의해 상당 기간 동안 소위 하이브리드 병실에 적합한 하기의 X선 기계가 탐구되었다.
- 첫째, 높은 화상 품질 및 3D 재구성이 가능한 충분한 전력을 갖는 X선관을 장착한 시스템에 의해 혈관조영술의 필요에 부합할 수 있는 X선 기계, 및
- 둘째, 특히 X선 기계를 이동시킬 수 있는 시스템을 통해 수술실의 필요에 부합하는 X선 기계.
본 발명은 상기 필요에 정확하게 부합함과 동시에 전술한 종래의 결점을 극복하는 것을 목적으로 한다. 이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 혈관조영술의 요건에 적합하고 수술 환경 내에 설치될 수 있는 X선 기계를 제안한다.
본 발명의 X선 기계는 내비게이션 시스템과 결합된 모터 구동 시스템을 통한 이동 수단을 갖추고 있다.
본 발명의 내비게이션 시스템은 진료실 또는 수술실의 내부에서 하나의 위치로부터 다른 위치로 X선 장치를 자동으로 또는 수동으로 정밀하게 이동시키기 위해 사용될 수 있다. 이 병실은 소위 하이브리드 룸, 즉 혈관조영술 유형의 검사뿐만 아니라 동시에 외과적 인터벤션을 위해 설계된 병실일 수 있다.
X선 기계는 또한 환자의 주위에 이동 부분들을 자동으로 위치시키고 동시에 촬상 예정의 부위를 X선 비임 내에 유지하기 위한 수단을 갖추고 있다.
그러므로 본 발명의 목적은,
- 방사 방향을 따라 X선 비임을 방사하는 X선관, 및
- X선의 방사 방향으로 정렬되고 X선관에 대면하도록 위치되는 X선 검출기를 포함하는 X선 기계가 장착되는 이동식 베이스에 있어서,
이동식 베이스는, 적어도,
- 트랙션 모터 및 디렉션 모터에 의해 각각 구동되는 2개의 방향설정 가능한 구동 휠을 포함하고,
- 모터들은 처리 장치에 결합되며,
- 처리 장치는 목적지에 대한 명령값, 궤적에 대한 명령값, 및 적어도 하나의 센서에 의해 제공되는 X선 기계의 위치 데이터를 입력하도록, 그리고 각 휠의 방향 및 속도 각각을 출력으로 생성하도록 구성되는 처리 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 베이스이다.
유리하게, 본 발명은 또한 이동식 베이스가 자이로레이저를 포함하고, 자이로레이저는 병실 내에 사전 설치된 반사기로부터의 반사에 기초하여 소정의 고정 기준계 내에서 X선 기계의 위치를 연산할 수 있는 판독 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.
유리하게, 본 발명은 또한 반사기가 반사 굴절 반사기인 것을 특징으로 한다.
유리하게, 본 발명은 또한 이동식 베이스가 트랙션 모터 및 디렉션 모터 상에 각각 장착되며 또한 X선 기계의 위치에 대한 데이터를 제공할 수 있는 트랙션 인코더 및 디렉션 인코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
유리하게, 본 발명은 또한 이동식 베이스가 지지 구조체를 포함하고, 지지 구조체가,
- X선 기계를 고정하도록 설계된 상단부를 포함하는 지지 아암, 및
- 휠에 의해 지면에 지지되며 지지 아암과 조립되는 구조 부분의 세트를 포함하며,
- 지지 아암 및 구조 부분의 세트는 지지 아암에 대한 강성의 기계적 특징을 유닛에 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
유리하게, 본 발명은 또한 구조 부분의 세트가,
- 지지 아암에 고정되고, 모터가 설치되는 수평 플레이트를 포함하는 베이스플레이트와,
- 베이스플레이트에 고정 상태로 접합되는 크로스바아와,
- 각도를 이루고, 크로스바아에 고정 상태로 접합되며, 상기 기계의 전면 부분에 배치되는 2개의 아암을 갖는 요소를 포함하는 것을 특징으로 한다.
유리하게, 본 발명은 또한 2개의 아암을 갖는 요소가,
- 아암의 전단부가 X선관의 임의의 위치에서 X선관과 충돌하지 않도록, 그리고
- X선관과 상기 기계의 등각점 사이의 거리가 최대화될 수 있도록, 소정의 거리에 배치되는 것을 특징으로 한다.
유리하게, 본 발명은 또한 아암 및 크로스바아의 에지는 횡방향 바아에 대응하는 수직 보강 부품으로 라이닝되는 것을 특징으로 한다.
유리하게, 본 발명은 또한 크로스바아와 베이스플레이트 사이의 고정 접합부의 위치에 플라스틱 유형의 가요성 재료가 더 삽입될 수 있는 것을 특징으로 한다.
유리하게, 본 발명은 또한 지면 대향면에서 각 아암의 일단부에 프리휠이 장착되고, 상기 장착은 휠의 회전 축선이 지면 상의 휠의 지지 베이스에 대해 편심되도록 실행되는 것을 특징으로 한다.
유리하게, 본 발명은 또한 이동식 베이스가 휠의 회전을 저지하고 또한 휠을 정지된 상태로 유지하도록 프리휠 상에 장착된 브레이크 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
유리하게, 본 발명은 또한 이동식 베이스가 연결 폴을 포함하고, 연결 폴의 하단부가 지지 구조체에 고정되며, 연결 폴의 상단부가 자이로레이저에 지지되는 것을 특징으로 한다.
유리하게, 본 발명은 또한 이동식 베이스가 처리 장치에 연결되는, 목적지에 대한 명령값 및/또는 궤적에 대한 명령값을 입력하기 위한 맨-머신 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
유리하게, 본 발명은 또한 맨-머신 인터페이스가 이동식 베이스 내에 내장되거나 또는 이동식 베이스로부터 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
유리하게, 본 발명은 또한 맨-머신 인터페이스가 터치스크린, 조이스틱 및/또는 원격 제어 장치인 것을 특징으로 한다.
유리하게, 본 발명은 또한 이동식 베이스가 배터리 또는 전원을 통해 급전되는 것을 특징으로 한다.
유리하게, 본 발명은 또한 이동식 베이스가 충돌방지 및 경사 센서를 포함하는 안전 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적은 또 본 발명의 이동식 베이스 상에 장착되도록 설계되는 X선 기계이다.
본 발명에 의해 전술한 문제점들이 해소되는 X선 기계를 수용하도록 설계된 이동식 베이스 및 상기 이동식 베이스 상에 장착될 수 있는 X선 기계가 제공된다.
본 발명은 하기의 설명 및 첨부한 도면으로부터 더욱 명확히 이해될 것이다. 이들 도면은 단지 개시로서 제시된 것이고 본 발명의 범위를 결코 제한하지 않는다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 이동식 베이스 상에 장착된 혈관 유형의 X선 기계를 개략도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따라, X선 기계가 장착된 이동식 베이스의 지지 구조체의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 처리 장치에 의해 제어되는 X선 기계의 작동을 실현하기 위한 모듈의 개략도이다.
도 5는 도 4의 처리 장치의 개략 세부도이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 상기 장치에 목적지에 대한 명령값을 입력하기 위해 사용되는 X선 기계의 맨-머신 인터페이스(man-machine interface)의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 소정의 경로를 따라 병실 내의 이동식 베이스를 이용하여 이동되는 X선 기계의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 고정된 직각 기준계 내의 이동식 베이스의 절대 위치의 그래프이다.
도 9는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 프리휠 시스템의 사시도이다.
도 1은 참조번호 9로 표시된 프레임 형태 내에 표시되는 진찰실 또는 외과진료실 또는 하이브리드 룸(hybrid room) 내의 혈관 유형의 X선 기계(10)를 도시한다. 이 X선 기계(10)는 환자의 주위에서 다양한 방향으로 회전할 수 있는 이동 부분을 갖는다. 이들 이동 부분은 공간의 모든 3차원 내에서 이동할 수 있다. 이들 이동 부분은 일반적으로 X선관(11)을 포함하는 아암(13)에 의해 형성되고, 아암의 일단부에는 X선원이 있고, 아암의 타단부에는 검출기(12)가 있다. 이 X선관(11)은 방사 방향을 따라 X선 비임을 전송하기 위해 사용된다. 일반적으로, 아암(13)은 C자 형상이다.
상기 검출기(12)는 X선관(11)의 방사 방향의 반대측의 아암(13)에 후크 결합되어 있다. X선관(11) 및 화상 검출기(12)는 X선관(11)에 의해 방사되는 X선이 화상 검출기(12)에 입사되고 이 화상 검출기(12)에 의해 검출되도록, 아암(13)의 반대측 단부에 장착되어 있다. 검출기(12)는 방사 방향으로 상기 검출기를 승강시키기 위해 사용되는 리프트(lift; 19)에 연결되어 있다.
병실(9)은 또한 환자가 눕는 진찰대(14)를 가진다. 진찰대(14)는 지면에 고정된 프레임(15) 상에 장착될 수 있다. 진찰대(14)는 또한 가동 프레임을 갖춘 수술대일 수 있다.
방사선 검사 중에 X선 기계(10)는 검사 대상의 기관이 X선 비임 내에 위치되도록 작동 모드의 위치로 이동된다.
아암(13)은 지지 요소(17)를 통해 이동식 베이스(16) 상에 장착된다. 지지 요소(17)는 이동식 베이스(16) 상에 고정 상태로 장착된다. 아암(13)은 회전 아암(18)에 의해 지지 요소(17)에 연결된다. 아암(13)은 회전 아암(18)에 대해 슬라이딩하도록 장착된다. 회전 아암(18)은 X선 비임을 관통하는 축선을 중심으로 회전한다. 지지 요소(17) 상의 회전 아암(18)의 이 회전 조립체는 X선관(11)과 화상 검출기(12)가 회전 아암(18)의 호(arc)를 중심으로 회전 상태로 이동될 수 있도록 한다. 따라서 지지 요소(17), 회전 아암(18) 및 아암(13)은 모두 서로에 대해 힌지 결합된다. 이 힌지 결합은 X선 기계(10)의 3차원 이동을 가능하게 한다. X선 기계(10)의 이동 부분의 이 3차원 이동은 다양한 입사값(values of incidence)에서 검사 대상의 기관의 화상을 획득하기 위해 사용된다.
X선 기계(10)의 이동 부분들의 회전 운동을 조합함으로써, X선 비임은 중심이 X선관(11)과 검출기(12) 사이의 거리와 실질적으로 동일 직경을 갖는 X선 기계(10)의 등각점(isocenter; 69)에 대략 일치하는 구(sphere) 내에 포함된 X선의 모든 방사 방향을 그린다. 등각점(69)은 X선관(11)과 X선 검출기(12) 사이의 공간에 위치된다. 등각점(69)은 아암(13)에 의해 작성되는 원호의 중심과 일치한다. 이동식 베이스(16)는 지면 상에서 X선 기계(10)를 이동시키도록 설계된다. 이동식 베이스(16)는 처리 장치(50)에 의해 자동적으로 제어된다. 이 처리 장치(50)는 이동식 베이스 내에 내장되거나 진료실(9)의 외측에 위치될 수 있는 제어실 내에 격리 상태로 유지될 수 있다. 후자의 경우, 이동식 베이스(16)는 임의의 유형의 통신 프로토콜을 이용하여 무선주파수 또는 유선 접속을 통해 제어될 수 있다.
도 2는 이동식 베이스(16)의 특징부의 상세를 제공한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이동식 베이스(16)는 지지 구조체(39)를 갖는다. 이 지지 구조체는 나사체결 또는 솔더링(soldering)에 의해 접합되는 몇 가지 부분을 포함할 수 있다. 이 지지 구조체(39)는 또 주물 요소일 수 있다. 이 지지 구조체(39)는 접합 형태 및 기하학적 형태가 하기와 같이 설계된 한 세트의 구조 부분을 갖는다:
- 지지 구조체(39)를 형성하는 한 세트의 구조 부분의 변형에 의해 이동식 베이스(16)를 위해 지면 상에 적합한 지지체가 제공된다.
- 지면 상에 지지되는 이동식 베이스(16)의 4개의 휠에 의해 유발될 수 있는 하이퍼스테티즘(hyperstatism)의 문제를 제거하기 위해 필요충분한 강성이 이동식 베이스(16)에 부여된다. 구조 지지체(30)는 이동식 베이스(16)의 모든 4개의 휠이 지면과 영구적으로 접촉하는 것을 보장한다.
- 특히, 모터, 휠, 맨-머신 인터페이스 등일 수 있는 이동식 베이스(16)의 장치들을 지지한다. 지지 구조체(39) 내의 이들 장치의 배치는 또 지지 구조체(39) 및 장치들의 중량이 X선 기계(10)의 중량과 평형을 이루도록 설계된다. 이 평형화의 목적은 X선 기계의 이동 부분의 이동 중에도 X선 기계의 X선의 안정성을 보장하기 위한 것이다. 따라서 이동식 베이스(16)는 X선 기계(10), 장치들 및 지지 구조체(39)의 정적 및 동적 안정성을 유지할 수 있는 평형추(counterweight)의 작용을 한다. 일 예에서, 이동식 베이스의 중량은 300kg의 범위 내에 있을 수 있는 X선 기계(10)의 중량에 비해 500kg의 범위 내에 있을 수 있다.
지지 구조체(39)는 직각 기준계(R0)의 종방향(Y0)을 따라 연장하는 지지 아암(20)을 갖는다. 지지 아암(20)은 예를 들면 실질적으로 관의 형상을 갖는다. 하나의 실시예에서, 지지 아암(20)은 1m의 높이이고, 30cm×20cm의 장방향 단면을 갖는다.
지지 아암(20)은 상단부(21)에 지지 요소(17)를 수용하기 위해 기하학적 및 구조적으로 설계된 접합 수단(22)을 갖는다. 도면에 도시된 예에서, 접합 수단(22) 및 지지 요소(17)는 원형이다. 접합 수단(22)은 예를 들면 나사/너트 시스템 또는 솔더링에 의해 지지 요소(17)에 고정될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 이동식 베이스(16)는 접합수단(22)의 반대측의 면(23) 상에 수용 수단을 갖는다. 이들 수용 수단 상에 맨-머신 인터페이스(24)를 장착하는 것이 가능하다. 도 6은 맨-머신 인터페이스(24)의 일례를 도시한다.
지지 구조체(39)는 휠(36, 37, 38)에 의해 지면에 지지되는 강성 금속 구조 세트(26)를 갖는다. 이 세트(26)는 지지 아암(20)과 접합된다. 이 세트(26)의 전방 부분은 수평 위치에서 실질적으로 Y자 형상이다. 이 세트(26)는 크로스바아(40)에 고정상태로 접합된 Y자 형상의 후방 부분 상에 위치되는 베이스플레이트(27)를 갖는다. 이 베이스플레이트(27)는 세트(26)를 지지 아암(20)에 연결하는 지지 부분이다.
상기 바아(40)는 코너부를 갖는 2개의 아암(28, 29)에 의해 형성된 요소에 고정상태로 접합된다. 이 고정상태의 접합은 솔더링 또는 임의의 기타 유형의 체결 시스템에 의해 달성될 수 있다. 응력에 대한 저항성을 위해, 아암(28, 29)의 에지 및 크로스바아(40)의 에지를 강성의 측면 금속 스트립인 수직 보강 부품(41)으로 라이닝하는 것이 일반적으로 필요하다.
베이스플레이트(27)는 도 4에 도시된 터릿 기구(turret features; 52)가 장착된 수평 플레이트(31)를 지지하는 수직 프레임(30)을 갖는다. 지지 아암(20)의 하단부(25)는 이 프레임(30)에 고정된다. 이 체결은 솔더링 또는 임의의 기타 유형의 체결 시스템에 의해 달성될 수 있다.
상기 유닛(26)의 부품 및 수직 보강 부품(41)의 재료, 치수, 형상 및 두께의 선택뿐만 아니라 내부 구조 내의 이들 부품 및 보강 부품의 배치는 유닛(26)에 지지 아암(20)에 대한 강성의 기계적 특징을 제공한다. 이들 강성의 기계적 특징은 이동식 베이스(16)에 의해 지지되는 X선 기계(10)의 중량에 기인하는 형태 변화를 보상하도록 그리고 X선 기계(10)의 진동 및 그에 따른 소음을 흡수하도록 설계된다. 이들 기계적 특징은 아암(28, 29) 및 베이스플레이트(27)에서 X선 기계(10)의 안정화 지점(points of stabilization)의 형성을 가능하게 한다.
일 예에서, 2개의 아암(28, 29)에 의해 형성되는 각도는 약 90도이고, 수직 보강 부품(41)의 높이는 약 20cm이다.
하나의 실시예에서, 가요성의 무소음 재료가 크로스바아(40)와 베이스플레이트(27)의 프레임의 고정상태의 접합부의 지점에 더 삽입될 수 있다. 이 가요성 재료의 추가는 지면 상의 4개의 휠에 평형의 지지체를 제공하기 위해 지지 구조체(39)의 변형을 보강하도록 설계된다. 이 가요성 재료의 추가는 또 지지 아암(20)에 대한 세트(26)의 강성의 기계적 특징을 개선시킨다. 하나의 실시예에서, 이 가요성 재료는 고무이다. 하나의 실시예에서, 지지 아암(20) 및 Y자 형상 유닛(26)은 강으로 제작된다.
2개의 터릿 기구(52)의 각각은 수직 축선(V)을 중심으로 회전한다. 각 터릿은 각각 트랙션 모터(traction motor; 34, 35) 및 디렉션 모터(direction motor; 42, 43)를 장착하고 있다. 휠(36)은 2개의 모터, 즉 트랙션 모터(34) 및 디렉션 모터(42)에 의해 구동된다. 휠(37)은 2개의 모터, 즉 트랙션 모터(35) 및 디렉션 모터(43)에 의해 구동된다. 디렉션 모터(42, 43)는 각각 수직 축선 상에서 휠(36, 37)의 회전을 제공한다.
이동식 베이스(16)는 2개의 구동 모터 터릿 기구(52)를 지지한다. 이 2개의 터릿 기구(52)는 수평 플레이트(31)에 고정된다. 이 목적을 달성하기 위해, 수평 플레이트(31)는 2개의 터릿 기구(52) 중의 하나를 각각 수용하도록 구성된 2개의 구멍(32, 33)을 갖는다. 이 2개의 터릿 기구(52)의 각각은 상호 독립적으로 제어될 수 있다.
휠(36)은 속도 A로 회전하고 각도 α로 방향설정되고, 휠(37)은 속도 B로 회전하고 각도 β로 방향설정된다. 속도 A 및 B는 다른 경우가 많고, 각도 α 및 β도 다른 경우가 많다. 이들 2개의 구동 휠(36, 37)의 다른 속도 및 각도는 X선 기계(10)의 최대 범위의 횡단 체적을 최소화하는 상태로 진료실(9) 내에서 이동될 수 있도록 한다. 실제로, X선 기계(10)의 회전 중심은 2개의 휠(36, 37)의 다른 속도 및 각도에 의해 임의의 위치에 배치될 수 있다. 이 독립성은 또 X선 기계(10)의 세트(26)에 평행한 이동을 가능하게 한다. 일반적으로, 2개의 휠(36, 37)의 다른 속도 및 각도는 진료실(9) 내의 모든 가능한 이동을 제공한다.
더욱 이동식 베이스(16)는 프리휠 시스템을 갖는다. 이 시스템은 평형추 시스템(26)의 각 아암(28, 29)의 일단부의 지면 대향면에 각각 장착된다. 회전 가능하게 장착된 이들 2개의 프리휠(38)은 구동 휠(36, 37)에 의해 유도되는 회전 운동을 할 수 있다.
따라서 이동식 베이스(16)는 모든 방향으로 X선 기계(10)를 이동시킬 수 있는 4개의 다방향 휠을 갖는다. 이들 휠은 전방 트레인을 구성하는 프리휠 시스템 및 후방 트레인을 구성하는 구동 및 디렉션 휠(36, 37)로 2개의 한 세트로 대칭으로 배치된다. 하나의 대안적 실시예에서, 휠들은 비대칭으로 배치될 수 있다.
도 9는 아암(28) 상에 장착된 프리휠(38)의 일례의 확대 사시도이다. 이 조립체는 아암(29)에 대한 것과 동일한 것으로 알려져 있다.
커버(44)는 휠(38)의 회전 핀(47)을 수용하도록 설계된다. 커버(44)의 상측 부분은 수직 회전 축선(48)을 중심으로 선회하도록 아암(28)의 직하부에 장착된다. 이 피봇 조립체는 회전 자유도를 제공하는 나사/너트 체결 시스템에 의해 달성될 수 있다. 스페이서(45)는 너트를 저지함과 동시에 회전 축선(48)의 회전을 가능하게 하기 위해 아암(28) 내에 형성된 공간을 관통할 수 있다.
프리휠(38)의 수직 회전 축선(48)은 지면 상의 프리휠(38)의 지지 베이스에 대해 옵셋되어 있는 축선을 갖도록 고정된다. 이동식 베이스(16)가 결정된 방향으로 이동될 때, 각 프리휠은 이 프리휠(38)의 재밍(jam)을 방지하기 위해 수직 회전 축선(48)을 중심으로 한 회전에 의해 방향설정된다.
프리휠 시스템은 첫째로, 수직 회전 축선(48)을 중심으로 하는 프리휠(38)의 회전 및 둘째로, 회전축(47)을 중심으로 하는 프리휠(38)의 회전을 저지하도록 설계된 브레이크 장치를 더 포함할 수 있다. 도 9의 예에서, 커버(44)는 본 도에서 커버의 하부 선단에 고정된 저지 장치를 포함하는 브레이크 장치(49)를 갖는다. 이 브레이크 장치(49)는 수동으로 제어되거나 예를 들면 제어 장치(50)에 의해 원격 제어될 수 있다. 브레이크 장치(49)는 이 브레이크 장치의 작동이 축선(48) 및 축(47)의 회전을 저지하는 것에 의해 휠(38)을 정지 또는 부동화시키도록 구성된다.
따라서, X선 기계(10)가 작업 위치 및 정지 위치에 있을 때, 프리휠(38)이 정지되어 있다는 사실은 X선 기계(10)의 이동 부분의 가속 및 감속 단계 중에 이동 부분의 이동을 방지한다.
브레이크 장치(49)는 휠(38)의 회전축(47)에 장착되거나 스페이서(45) 및 회전 축선(48)에 장착될 수 있다. 브레이크 장치는 기능이 휠(38)을 정지시키고 그 정지상태에서 유지시키는 것인 임의의 유형의 현존하는 브레이크 장치에 의해 제작될 수 있다.
따라서 본 발명을 이용하면 하기와 같이 함으로써 검사 대상의 부위를 쉽게 변경할 수 있다.
- 이동식 베이스(16)를 구동 및 조종 가능한 휠(36, 37)에 의해 하나의 작업 위치로부터 다른 위치로 이동시킴.
- 검사 대상의 기관을 X선 비임 하에 유지한 상태에서 이동 부분을 다른 주어진 방향설정으로 이동시킴.
프리휠(38)을 지지하고 있는 선단부가 X선관이 취하고 있는 임의의 위치에서 X선관의 후드와 충돌하지 않도록 아암(28, 29)을 갖는 요소는 X선관으로부터 충분한 거리를 두고 위치된다는 것을 주목해야 한다. 이 구성은 X선관(11)과 X선 기계(10)의 등각점(69) 사이의 거리를 증대시킬 수 있다. 호를 따르는 아암(13)의 이동을 통해 X선관(11) 및 검출기(12)는 그들 사이의 대면(face-to-face) 관계를 유지한 상태에서 등각점(69)을 중심으로 회전할 수 있다. X선관(11)과 검출기(12)는 환자의 양측 상에 배치되고, 일반적으로 이들 요소들 중의 하나는 환자의 상측에 다른 하나는 X선에 대해 투과성인 진찰대(14)의 직하에 배치된다. X선관(11)과 등각점(69) 사이의 거리의 증대는 이들 요소들 중의 하나의 배치뿐만 아니라 상이한 각도 형성, 때때로 복합 각도 형성에 따른 그 이동을 가능하게 하기 위해 등각점에 대한 진찰대(14)의 직하에 위치된 공간을 해방한다.
X선관(11)과 등각점(69) 사이의 거리의 증대는 신체의 주변에 위치되는 기관, 예를 들면 환자의 간장의 복합 각도 형성 및 3D 재구성을 실행할 수 있는 X선 기계(10)를 얻는 것을 가능하게 한다. 본 발명의 이 실시예에 따르면, X선관(11)과 등각점(69) 사이의 거리는 지면에 고정되고 동일한 기계적 형상을 갖는 종래의 X선 기계에 비해 약 10%만큼 증대될 수 있다.
도 4는 처리 장치(50)에 의해 제어되는 이동식 베이스(16)의 작동의 블록도이다. 도 4의 예에서, 터릿 기구(52) 중 하나만이 도시되어 있고, 도시되지 않은 제 2 터릿 기구는 동일하게 작동한다는 것을 이해할 수 있다. 이 예에서, 도시된 터릿 기구(52)는 휠(36)을 구동하도록 설계된 트랙션 모터(34) 및 디렉션 모터(42)를 포함한다.
처리 장치(50)는 도 5에 상세하게 도시되어 있다. 처리 장치(50)는 DC 또는 정류 전원(51)에 연결된다. 이 전원(51)은 또 충전식 배터리일 수 있다.
처리 장치(50)는 특히 인터페이스(24) 및/또는 목적지에 대한 명령값을 처리 장치에 전송하는 관리 컴퓨터와 통신한다.
하나의 실시예에서, 처리 장치(50) 및 인터페이스(24)는 통신 버스(88)를 통해 접속된다.
하나의 대안적 실시예에서, 인터페이스(24)는 이동식 베이스(16)로부터 이격된 위치에 설치될 수 있다. 이 경우, 이것은 진찰대(14) 상에 설치될 수 있다. 처리 장치 및 원격지의 인터페이스(24) 사이의 통신은 무선 링크에 의해 달성될 수 있다. 이 무선 링크는 본 발명의 구성으로부터 벗어나지 않는 임의의 유형일 수 있다. 예를 들면 이것은 예를 들면 직비(ZigBee) 표준 또는 소유권 표준과 같은 산업 표준에 기초한 적외선, 자외선, 또는 무선주파수 링크일 수 있고, 또는 와이파이, 블루투스 등과 같은 소정의 프로토콜과 관련된 주파수 밴드 내에서 달성될 수 있다. 이 목적을 달성하기 위해, 처리 장치(50)는 원격지의 인터페이스(24)와 무선 링크를 달성할 수 있도록 하는 안테나(52)를 갖는다.
원격지에 설치된 인터페이스(24)와 처리 장치(50) 사이의 통신은 유선 링크를 통해 달성될 수도 있다.
맨-머신 인터페이스(24)는 도 6에 도시되어 있다. 도 6은 이동식 베이스(16)의 평면도이다. 여기서 맨-머신 인터페이스(24)는 터치스크린(53)이다. 변형례에서, 이 인터페이스(24)는 키보드와 결합된 스크린일 수 있다. 인터페이스(24)는 전원(51)에 의해 급전될 수 있다. 하나의 변형례에서, 인터페이스는 별도의 에너지원에 의해 급전될 수 있다.
이 터치스크린(53)은 스크린 상에 표시된 인터페이스 제어수단(54)을 갖는다. 이들 인터페이스 제어수단(54)은 병실(9) 내에서 X선 기계(10)의 소정의 작동 위치 및 파킹 위치에 대응한다. 이 제어수단(54)은 문자, 도형, 또는 그래픽에 의해 스크린(53) 상에 표시될 수 있다. 이 인터페이스(24)는 작업자를 위해 스크린(53) 상에 표시된 인터페이스 제어수단(54) 중의 하나를 누름으로써 목적지에 대한 명령값을 쉽게 입력할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 이 인터페이스(54)는 비상 정지 버튼(55) 또는 이동식 베이스(16)의 시동용 버튼과 같은 한 세트의 제어 버튼에 의해 완성된다.
처리 장치(50)는 광학 위치 센서(56)에 연결된다. 이 광학 위치 센서(56)는 연결 폴(connection pole; 57)의 상단부 상에 장착된다. 연결 폴(57)의 하단부는 이동식 베이스(16)의 지지 아암(20)에 고정된다. 하나의 변형례에서, 연결 폴(57)은 지지 아암(20)의 인접부에서 수평 플레이트(31)에 고정될 수 있다. 연결 폴(57)의 이 장착 유형은 지지 아암(20)의 진동을 위치 센서(56)로 전송할 필요성을 제거한다.
광학 센서(56)는 적어도 하나의 축선을 중심으로 한 각도 또는 각속도를 측정하기 위해 사용된다. 이것은 또한 소정의 고정 기준계(R0(X0, Y0))에 대한 X선 기계(10)의 위치의 정확한 측정을 위해 사용될 수 있다.
도 2에 도시된 광학 센서(56)는 일반적인 공지의 광학 구성을 가지므로 매우 간단하게만 설명될 것이다. 이하 자이로레이저(gyrolaser)라고 부르는 이 광학 센서(56)는 일반적으로 특히 레이저 방사 장치 및 이 방사 장치의 회전을 위한 시스템을 갖는다. 이 방사 장치는 펄스 입사 레이저 비임(68)을 방사한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 병실(9)은 소정의 위치에 설치된 레이저 비임 반사기(58)를 사전에 구비하고 있다. 이들 반사기(58)는 반사 굴절 반사기일 수 있다. 이 반사기(58)는 입사 레이저 비임(68)을 검출할 수 있는 높이의 병실(9)의 구획 벽 상에 설치된다.
2개의 연속하는 반사기(58) 사이의 설치 거리는 자이로레이저(56)의 정확도를 증대시키도록 결정된다. 일 예에서, 반사기(58)는 지면으로부터 약 2.5m의 높이에 존재할 수 있고, 2개의 반사기 사이의 최소 거리는 2m의 범위일 수 있다. 약 60m2 표면적의 병실(9)에서 반사기(58)의 개수는 약 10개일 수 있다.
입사 레이저 비임(68)이 반사기(58)에 충돌하면, 반사기(58)는 반사된 레이저 비임을 판독하기 위한 시스템을 갖는 자이로레이저(56)를 향해 반사한다.
판독 시스템(59)은 입사 비임이 자이로레이저(56)로 복귀하기 위해 걸린 시간을 측정하기 위한 수단을 갖는다. 이 측정 수단은 측정된 시간에 기초하여 정확하게 거리를 측정할 수 있다. 이 측정 수단은 1도의 1/10의 정확도를 갖는 광학 인코더를 이용하여 상기 측정된 거리를 각 위치와 관련시킨다. 이 목적을 달성하기 위해, 한 세트의 반사기(58)의 위치(고정 기준계 내의 좌표)를 포함하는 카드가 판독 시스템(59)의 데이터 메모리(도시되지 않음) 내에 사전에 기록된다. 수광된 반사광을 방사하는 반사기(58)의 위치 및 각 속도에 의존하여 판독 시스템(59)은 X선 기계(10)의 방향설정의 각도(Ω)를 연산한다.
판독 시스템(59)은 또 방사 장치의 일 순환에서 수광된 반사광 및 데이터 메모리 내에 기록된 반사기(58)의 위치의 일람표에 따라 X선 기계(10)의 절대 위치에 대응하는 자이로레이저(56)의 절대 위치를 결정할 수 있는 연산 수단을 갖는다.
판독 시스템(59)은 컴퓨터일 수 있다. 판독 시스템(59)에 의해 시행되는 작용은 마이크로프로세서(도시되지 않음)에 의해 순서대로 배열된다. 이 마이크로프로세서는 메모리 내에 기록된 명령 코드에 대응하여 고정 기준계 내의 X선 기계의 각도 α 및 좌표를 생성한다.
도 8은 직각 기준계 내의 X선 기계(10)를 도시한 그래프이다. X선 기계(10)의 방향설정은 고정 기준계(R0(X0, Y0)) 내의 국소 기준계(R(x, y))의 방향설정과 일치하는 각도(Ω)에 의해 확인된다. 고정 기준계(R0)는 국소 기준계 내의 X선 기계(10)의 동작 정지 단계 내의 초기 좌표에 일치한다. 국소 기준계R(x,y) 내의 X선 기계(10)의 각도(Ω) 및 좌표는 자이로레이저(56)에 의해 주어진다.
고정 기준계(R0)는 각각 축선(OX0, OY0)의 방향을 나타내는 한 세트의 단위 벡터(i, j)를 특징으로 한다. 하나의 실시예에서, 고정 기준계(R0)는 진찰대(14)가 프레임(15)을 통해 지면에 고정된 경우 진찰대(14)에 결합된 직각 기준계이다. 이 경우, 고정 기준계의 x축선(OX0)은 진찰대(14)의 수평면에 일치한다. 하나의 변형례에서, 고정 기준계(R0)는 병실(9) 내의 임의의 특정되지 않은 소정의 직각 기준계일 수 있다.
판독 시스템(59)은 통신 버스(88)에 의해 처리 장치(50)에 연결된다. 통신 버스는 처리 장치에 국소 기준계에 대한 X선 기계(10)의 각도(Ω) 및 좌표에서 정보 요소를 전송한다. 이들 정보 요소는 X선 기계(10)의 절대 위치를 구성한다.
처리 장치(50)는 X선 기계(10)의 절대 위치 및 진행 예정의 경로(67)에 따라 에너지 공급을 관리하면서 휠(36) 특유의 트랙션 모터(34) 및 디렉션 모터(42)를 구동한다.
상기 자이로레이저(56)의 완전한 일 회전 중에 이동식 베이스(16)는 이동하게 되므로 절대 위치의 측정값은 그 위치를 개선하기 위해 다른 측정값에 의해 보완되어야 한다.
이 보완 측정값을 얻기 위해, 각 위치 센서(60)는 디렉션 모터(42) 상에 설치된다. 이 각 위치 센서(60)는 매 순간 구동 및 디렉션 휠(36)의 방향설정을 검출하기 위해 사용된다. 각 위치 센서(60)는 많은 유형, 예를 들면 광학 센서, 리졸버(resolver)형 또는 동기형 로터리 트랜스포머 센서 등일 수 있다.
더욱, 트랙션 모터(34)는 또 휠 속도 센서(61)를 구비할 수 있다. 한 세트의 센서(60, 61)의 신호로부터 얻어지는 정보는 X선 기계(10)의 상대 위치를 구성한다. 이 X선 기계(10)의 상대 위치는 레이저 측정값의 정확도의 하락이 존재하는 경우 처리 장치(50)가 절대 위치를 갱신할 수 있도록 한다.
매 시점에서 처리 장치(50)는 X선 기계(10)의 상대 위치의 데이터를 절대 위치의 데이터와 비교하는 것에 의해 각 휠의 속도를 비교적 정확하게 추정한다.
트랙션 모터(34)는 트랙션 배리에이터(62)에 의해 제어된다. 디렉션 모터(42)는 디렉션 배리에이터(63)에 의해 제어된다. 이 트랙션 배리에이터(62) 및 디렉션 배리에이터(63)는 통신 버스(88)를 통해 처리 장치(50)에 연결된다. 배리에이터(62, 63)는 각각 처리 장치(50)로부터 명령된 속도 및 방향의 값을 수신하고, 각 모터에 대한 전류 및 전압으로 전환시킨다.
트랙션 배리에이터(62) 및 디렉션 배리에이터(63)는 처리 장치에 의해 송신된 명령어에 따라 전기적 미분(electrical differential)을 생성하기 위해 사용된다.
이들 미분은 휠(36, 37)이 프로그램된 경로(67)를 따라 이동할 수 있도록 이들 2개의 휠(36, 37) 사이의 추진력 및 회전각을 공유하도록 설계된다. 배리에이터를 사용하는 처리 장치(50)는 작업자의 위치, X선 기계(10)의 절대 위치 및 진행 예정의 경로(67)의 측정값 및 명령값으로서 특히 구동 휠(36, 37)의 속도 및 각도 방향을 표시하는 정보에 따라 트랙션 모터 및 디렉션 모터의 전류를 결정한다.
X선 기계(10)는 더욱 통신 버스(88)에 의해 처리 장치에 연결되는 안전 시스템(64)을 구비하고 있다. 안전 시스템(64)은 한 세트의 센서(도시되지 않음)를 갖고 처리 장치(50)에 전송된 상기 센서의 신호는 처리 장치(50)가 이동식 베이스(16)의 비상 정지 시스템 및 필요한 경우 X선 기계(10)의 이동 부분을 제어하는 것을 가능하게 한다. 이들 센서는 경사계, 충격 센서 및 레이저 센서 등에 의해 형성될 수 있다.
처리 장치(50)는 더욱 X선 기계(10)의 이동 부분을 제어하기 위한 장치(65)와 결합되어 있다. 처리 장치(50)와 제어 장치(65)의 연결은 통신 버스(88)를 통해 또는 무선 링크를 통해 달성될 수 있다. 이 제어 장치(65)는 조이스틱 또는 컴퓨터일 수 있다. 하나의 변형례에서, 이 제어 장치(65)는 인터페이스(24) 내에 결합될 수 있다.
X선 기계(10)는 더욱 이동 부분의 회전 속도를 검출하기 위한 센서(66)를 구비하고 있다. 이 센서(66)는 통신 버스(88)를 통해 처리 장치(50)와 결합된다. 이 센서(66)에 의해 처리 장치(50)에 전송된 신호는 이 처리 장치가 이동식 베이스(16)의 비상 정지 시스템 및 필요한 경우 X선 기계(10)의 이동 부분을 제어하는 것을 가능하게 한다.
하나의 실시예에서, 비상 정지 시스템의 작동은 음향 및/또는 광학 경보 시스템을 수반할 수 있다.
통신 버스(88)는 'RS 232'형 시리즈 링크 또는 ADC(아날로그 디지털 컨버터) 링크일 수 있다.
다시 말하면, X선 기계(10)의 자동 구동은 각 트랙션 모터(34, 35)에 위치하는 트랙션 인코더(61) 및 각 디렉션 모터(42, 43)에 위치하는 디렉션 인코더(60)와 같은 위치 센서, 회전 레이저 스캐닝 센서(56), 컴퓨터(50), 각 터릿 기구를 위한 트랙션 배리에이터(62) 및 디렉션 배리에이터(63), 안전 센서 및 마지막으로 트랙션 모터(34, 35) 및 디렉션 모터(42, 43)인 액츄에이터로 구성되는 하드웨어 배열에 의해 실현된다.
따라서 전술한 본 발명의 실시예는 2개의 별도의 내비게이션 시스템을 실현한다. 이 내비게이션 시스템은 트랙션 및 디렉션 인코더로부터 달성된다. 다른 내비게이션 시스템은 로터리 레이저 스캐닝 센서로부터 달성된다. 이 과잉의 내비게이션 시스템은 X선 기계의 절대 위치를 명확하게 정의할 수 있도록 할 뿐 아니라 X선 기계의 안전 시스템을 개선할 수 있도록 한다. 실제로, 로터리 레이저 센서에 의해 주어진 위치와 인코더에 의해 주어진 위치 사이의 차이가 소정의 안전 역치보다 큰 경우, 처리 장치는 X선 기계(10)의 이동 부분 및 이동식 베이스(16)의 비상 정지 시스템을 구동한다.
처리 장치(50)는 컴퓨터 장치, 예를 들면 프로그램 가능한 기준에 따라 모터의 전류를 결정하기 위해 그리고 X선 기계(10)의 관리 및 안전에 관한 추가의 기능을 충족시키기 위해 프로그램된 마이크로컴퓨터이다.
본 설명에서 동작이 장치 또는 프로그램에 의해 발생하는 경우, 이것은 이들 동작이 이 장치 또는 프로그램을 포함하는 장치의 마이크로프로세서에 의해 수행되고, 다음에 상기 마이크로프로세서는 그 장치의 메모리 내에 기록된 명령 코드에 의해 제어되는 것을 의미한다. 이들 명령 코드는 장치의 수단을 실현하기 위해 그러므로 착수된 동작을 충족하기 위해 사용된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 처리 장치(50)는 안테나(52)에 연결된 전자 회로(70)를 포함한다. 이 회로의 역할은 처리 장치와 외부 인터페이스 사이에 무선 인터페이스를 제공하는 것이다.
처리 장치는 마이크로프로세서(71), 프로그램 메모리(72) 및 양방향 버스(74)에 연결된 데이터 메모리(73)를 더욱 포함한다. 프로그램 메모리(72)는 몇 개의 구역으로 분할되고, 각 구역은 하나의 기능에 대응하거나 X선 기계(10) 및 이동식 베이스(16)의 프로그램의 작용의 모드에 대응한다. 유사하게, 동작이 프로그램에 의해 발생하는 경우, 이 작용은 상기 프로그램이 기록되어 있는 메모리에 연결된 마이크로프로세서에 의한 상기 프로그램을 형성하는 명령 코드의 전부 또는 일부의 실행에 대응한다.
본 발명의 실시예에 가장 직접적으로 관련되는 메모리(72)의 구역만이 도시되어 있다.
구역(75)은 X선 기계(10)의 위치설정 또는 목적지에 대한 명령값의 입력에 대응하는 이동 신호를 수신하기 위한 명령 코드를 포함한다. 위치설정에 대한 명령값은 파킹 위치 또는 X선 기계(10)의 이동 부분의 방향설정에 결합된 작동 위치일 수 있다.
구역(76)은 이동 신호의 수신 시에 자이로레이저에 명령하는 명령 코드를 포함한다.
구역(77)은 고정 기준계에서 수신된 신호에 기초하여 데이터 메모리(73)로부터 X선 기계(10)에 의해 달성되는 위치의 좌표를 추출하기 위한 명령 코드를 포함한다.
구역(78)은 고정 기준계 내의 X선 기계(10)의 초기 절대 위치를 판정하기 위해 자이로레이저에 의해 주어지는 정보를 해석하기 위한 명령 코드를 포함한다.
판정된 초기 위치가 데이터 메모리에 사전에 기록된 임의의 파킹 위치 또는 작동 위치와 일치하지 않는 경우, 구역(78)의 명령 코드는 인코더 및 자이로레이저에 의해 주어지는 데이터에 기초하여 위치들 즉 파킹 위치 또는 작동 위치 중의 하나의 위치에 도달하기 위해 이동식 베이스(16)가 취할 예정의 경로를 연산한다. 하나의 실시예에서, 처리 장치는 초기 위치에 가장 근접하는 작동 위치 또는 파킹 위치에 도달하기 위해 필요한 최단 경로를 연산한다. 구역(79)은 X선 기계(10)가 도달할 예정의 위치와 초기 위치를 연결하기 위해 X선 기계(10)가 취해야 하는 경로(67)를 데이터 메모리(73)로부터 추출하기 위한 명령 코드를 포함한다.
구역(80)은 이동식 베이스(16) 상에 설치된 센서에 의해 주어지는 데이터에 따라 X선 기계(10)의 상대 위치를 판정하기 위한 명령 코드를 포함한다.
구역(81)은 X선 기계(10)의 상대 위치, 초기 위치 및 진행 예정의 경로(67)에 따라 전원 배리에이터를 통해 전류를 각 트랙션 모터(34, 35) 및 각 디렉션 모터(42, 43)에 제공하기 위한 명령 코드를 포함한다.
구역(82)은 진행 예정의 경로(67)를 모두 따라 소정의 연산 기간에서 X선 기계(10)의 절대 위치 및 상대 위치를 연산하기 위한 명령 코드를 포함한다. 연산 기간은 약 수 밀리초(milliseconds)일 수 있다.
구역(83)은 데이터 메모리(73)로부터 병실(9)의 소정의 매핑을 추출하기 위한 명령 코드를 포함한다.
구역(84)은 구역(83)의 명령 코드에 의해 주어지는 데이터에 따라 매핑에서 X선 기계(10)의 위치를 각 연산 기간에서 판정하기 위한 명령 코드를 포함한다. 구역(84)의 명령 코드는 매핑에서 진행 예정의 경로 상에 중첩되고 또 X선 기계(10)의 위치가 실질적으로 상기 경로 내에 존재하는지의 여부를 판정한다. 편향의 경우, 명령 코드는 진행 예정의 경로(67) 내에 이동식 베이스(16)의 이동을 명령하기 위해 배리에이터에 보상 명령을 전송한다.
이 실시예에서, 본 발명은 따라서 사전에 연산된 추출 경로(67)를 따라 X선 기계(10)를 이동시킬 수 있게 한다. 구역(84)의 명령 코드에 의해 실행되는 안내 기능은 위치설정 작용으로부터의 측정값과 예정 경로 사이의 위치 차이의 평가 시에 경로 상에 절대 위치를 유지한다. 이것으로부터 유래되는 위치 방향 명령이 위치 및 속도에서 자동 피드백 제어를 구성하는 배리에이터에 가해진다.
안내에 더하여, 내비게이션 기능이 경로를 따라 트랙션 속도의 스케쥴링(scheduling)을 실행하고 또 따라서 배리에이터에 제어 명령을 전송하기 위해 구역(84)의 명령 코드에 의해 실행된다. 따라서 배리에이터는 트랙션 모터 및 디렉션 모터 사이에서 자동 피드백 제어를 구성한다.
안전 기능의 일 부분은 디렉션 및 트랙션 사이의 결합부에 의해 이 수준에서 실행된다. 이 경우, 경로(67)에서 측정된 절대 위치의 편차가 편차의 소정의 역치 이상인 경우, 이동식 베이스(16)의 속도는 완전 정지될 때까지 감소된다.
X선 기계(10)가 도달 예정의 위치에 도달한 경우, 구역(85)은 자이로레이저를 정지시키기 위한 명령 코드를 포함한다. 이들 명령 코드는 또 휠들이 소정의 동작 정지 위치에서 정렬되도록 디렉션 배리에이터에 제어 명령을 전송한다.
구역(86)은 위치설정 명령값으로부터 X선 기계의 도달된 작동 위치에 대응하는 이동 부분의 작업 방향설정 신호를 추출하기 위한 명령 코드를 포함한다. 구역(86)의 명령 코드는 또한 제어 장치(65)의 방향설정 명령의 작동에 대응하는 X선 기계의 이동 부분을 위한 작업 방향설정 신호의 수신을 허용할 수 있다.
구역(87)은 방향설정 신호에 따라 이동 부분을 구동하기 위한 시스템을 제어하기 위한 명령 코드를 포함한다. 이 구동 시스템은 아암(13), 회전 아암(18), 지지 요소(17) 및 이동식 베이스(16)의 이동을 가능하게 한다. 방향설정 신호에 따라 실행되는 이들 부분들의 이동은 검사 대상의 기관이 진단 중에 X선 비임 내의 위치에 유지되도록 실행된다. 하나의 실시예에서, 구동 시스템은 이동식 베이스(16)가 이동 중인 단계 중에 작동될 수 있다.
데이터 메모리(73)는 X선 기계(10)의 소정의 파킹 위치 및 작동 위치가 기록되어 있는 데이터 베이스(90)를 갖는다. 이들 소정의 위치는 인터페이스 제어수단에 의해 스크린 상에 표시된다. 파킹 위치는 X선 기계(10)가 파킹 모드에 있을 때 배치되는 위치이다. 파킹 위치는 병실(9) 내의 작용을 위해 필요한 한정된 공간으로부터 X선 기계를 제거한다. 작동 위치는 방사선 노출의 획득 중에 X선 기계(10)가 배치되는 위치이다.
데이터 베이스(90)는 예를 들면 테이블의 형태로 구성된다. 예를 들면, 테이블의 각 행은 고정 기준계 내의 X선 기계의 위치의 좌표에 대응하고, 테이블의 각 열은 이 위치에 대한 정보에 대응한다. 따라서 데이터 베이스(90)는 하기를 포함한다.
- 고정 기준계 내의 위치의 좌표에 대응하는 행(90a),
- 작업 위치의 신호가 기록되어 있는 제 1 필드, X선 기계(10)의 이동 부분의 소정의 작동 방향설정에 대응하는 방향설정 신호가 기록되어 있는 제 2 필드, 및 진행 예정의 경로가 기록되어 있는 제 3 필드를 포함하는 열(90b), 및
- 파킹 신호가 기록되어 있는 제 1 필드, 및 진행 예정의 경로가 기록되어 있는 제 2 필드를 포함하는 열(90c).
작동 방향설정은 아암(13), 회전 아암(18), 지지 요소(17) 및 이동식 베이스(16)가 방향설정 신호에 따라 방사선 위치로 이동되는 X선 기계의 구성이다. 이 이동은 X선 비임에 대한 검사 대상의 기관의 위치에 영향을 주지 않는다.
데이터 메모리(73)는 또 병실(9)의 매핑이 기록되어 있는 데이터 베이스(91)를 갖는다.
데이터/메모리 베이스는 컴포넌트의 배치 및 데이터 기록의 도해에 의해서만 도시되었다. 실제로, 이들 메모리는 데이터 베이스의 치수의 제약 및/또는 원하는 처리 작용의 속도에 따라 통합 및 분산된다.
본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않는다. 실제로 하나의 실시예에서, 맨-머신 인터페이스(24)는 3개의 자유도를 갖는 조이스틱 유형의 제어 레버에 의해 보완되거나 또는 대체될 수 있다. 조이스틱은 이동식 베이스(16) 상에 장착되거나 원격지에 설치될 수 있다.
조이스틱과 처리 장치(50) 사이의 통신은 본 발명의 실시예에 따라 무선 링크 또는 시리즈 링크와 같은 유선 링크를 통해 실행된다. 조이스틱은 처리 장치(50)에 배리에이터를 위한 제어 신호를 전송한다.
조이스틱은 베이스 유닛 및 모든 방향으로 경사질 수 있고 또 다수의 자유도를 따라 조작될 수 있는 가동 핸들을 형성하는 유닛을 포함할 수 있다. 베이스 유닛에 대한 핸들 형성 유닛의 이동의 효과 하에서, 처리 장치는 트랙션 배리에이터(62) 및 디렉션 배리에이터(63)의 각각에 명령된 속도 및 방향의 값을 전송하고, 이것을 이들 배리에이터는 각 모터를 위한 전류 및 전압으로 전환한다. 일방향으로 베이스 유닛에 대한 핸들 형성 유닛의 이동은 처리 장치(50) 내에 프로그램된 이동의 방향에 따라 일방향 또는 타방향으로 이동 베이스(16)의 이동을 위한 명령을 기동한다.
따라서 조이스틱은 처리 장치(50)에 의해 수신된 신호에 따라 병실(9) 내에서 이동식 베이스(16)의 이동을 제어할 수 있다.
자이로레이저에 의해 처리 장치(50)에 제공된 데이터는 예를 들면 진찰대(14)와의 가능한 충돌을 방지하기 위해 실시간으로 병실(9) 내에서 X선 기계(10)의 지리적 위치를 검출하기 위해 사용될 수 있다.
하나의 대안적 실시예에서, 인터페이스(24)는 두 직교 방향 및 하나의 각도(θ) 만큼의 회전으로 이동식 베이스의 이동을 조종할 수 있는 원격 제어 무선형 제어 레버에 의해 보완되거나 대체될 수 있다.

Claims (18)

  1. 의료용 촬상 기기를 지지하도록 구성된 이동식 베이스로서,
    적어도 하나의 전동 구동휠;
    자이로레이저, 판독 시스템 및 메모리를 포함하는 광학 위치 시스템으로서, 상기 광학 위치 시스템은 규정된 공간에 대하여 위치설정된 반사기로부터의 반사 및 상기 메모리 내에 저장된 상기 반사기의 위치에 기초하여 소정의 고정 기준계 내의 상기 의료용 촬상 기기의 위치에 대응하는 위치 데이터를 산출하도록 구성되는, 상기 광학 위치 시스템; 및
    상기 적어도 하나의 전동 구동휠 및 상기 광학 위치 시스템과 통신하는 처리 유닛으로서, 상기 처리 유닛은 상기 의료용 촬상 기기의 위치에 대응하는 상기 위치 데이터를 수신하고 상기 적어도 하나의 전동 구동휠의 속도 및 방향을 제어하기 위한 대응 출력을 생성하여, 상기 규정된 공간 내의 하나 이상의 소망하는 위치로 상기 이동식 베이스를 이동 및 지향시키도록 구성되는, 상기 처리 유닛을 포함하는
    이동식 베이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 의료용 촬상 기기는 X선 기계인
    이동식 베이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사기는 반사 굴절 반사기(catadioptric reflector)인
    이동식 베이스.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전동 구동휠 상에 각각 장착된 트랙션 인코더 및 디렉션 인코더를 더 포함하고,
    상기 트랙션 인코더 및 상기 디렉션 인코더는 상기 X선 기계의 위치에 대한 데이터를 제공하도록 구성되는
    이동식 베이스.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동식 베이스는 지지 구조체를 포함하고,
    상기 지지 구조체는,
    상기 X선 기계가 고정되도록 설계된 상단부를 포함하는 지지 아암 및
    적어도 하나의 휠을 포함하고 상기 지지 아암과 조립되는, 바닥에 지지되는 구조 부분의 세트를 포함하며,
    상기 지지 아암 및 상기 구조 부분의 세트는 상기 지지 아암에 대한 강성의 기계적 특징을 상기 이동식 베이스에 제공하도록 구성되는
    이동식 베이스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 구조 부분의 세트는,
    상기 지지 아암에 고정되는 베이스플레이트로서, 상기 베이스플레이트는 상기 적어도 하나의 전동 구동휠이 설치되는 수평 플레이트를 포함하는, 상기 베이스플레이트와,
    상기 베이스플레이트에 고정 상태로 접합되는 크로스바아와,
    각도를 이루고 상기 크로스바아에 고정 상태로 접합되는 2개의 아암을 갖는 요소로서, 상기 아암은 상기 X선 기계의 전면 부분에 배치되는, 상기 2개의 아암을 갖는 요소를 포함하는
    이동식 베이스.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 2개의 아암을 갖는 요소는, 상기 아암의 전단부가 X선관과 충돌하지 않도록, 그리고 상기 X선관과 상기 X선 기계의 등각점 사이의 거리가 최대화될 수 있도록, 소정의 거리에 위치설정되는
    이동식 베이스.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 아암 및 상기 크로스바아의 에지는 수직 보강 부품으로 라이닝되는
    이동식 베이스.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 크로스바아와 상기 베이스플레이트가 고정 접합되는 위치에 플라스틱 가요성 재료가 삽입되는
    이동식 베이스.
  10. 제 6 항에 있어서,
    지면 대향면에서 각 아암의 일단부에 장착되는 적어도 하나의 프리휠을 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프리휠은 상기 적어도 하나의 프리휠의 회전 축선이 지면 상의 상기 적어도 하나의 프리휠의 지지 베이스에 대해 편심되도록 장착되는
    이동식 베이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프리휠 상에 장착되는 브레이크 장치를 더 포함하고, 상기 브레이크 장치는 상기 적어도 하나의 프리휠의 회전을 저지하고 상기 적어도 하나의 프리휠을 정지된 상태로 유지하도록 구성되는
    이동식 베이스.
  12. 제 6 항에 있어서,
    하단부 및 상단부를 갖는 연결 폴을 더 포함하고, 상기 하단부는 상기 지지 구조체에 고정되며, 상기 상단부가 상기 자이로레이저에 지지되는
    이동식 베이스.
  13. 제 1 항에 있어서,
    목적지에 대한 명령값 및 궤적에 대한 명령값 중 적어도 하나를 입력하기 위해 상기 처리 유닛과 통신하는 맨-머신 인터페이스(man-machine interface)를 더 포함하는
    이동식 베이스.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 맨-머신 인터페이스는 상기 이동식 베이스 내에 내장되거나, 상기 이동식 베이스로부터 일정 거리에 배치되는
    이동식 베이스.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 맨-머신 인터페이스는 터치 스크린, 조이스틱 및 원격 제어 유닛 중 적어도 하나를 포함하는
    이동식 베이스.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동식 베이스는 배터리 또는 주전원을 통해 전기적으로 작동되는
    이동식 베이스.
  17. 제 1 항에 있어서,
    충돌방지 및 경사 센서를 포함하는 안전 시스템을 더 포함하는
    이동식 베이스.
  18. 방사 방향을 따라 X선 비임을 방사하도록 구성되는 X선관 및 상기 X선 비임의 방사 방향으로 정렬되고 상기 X선관에 대면하도록 위치된 X선 검출기를 포함하는 X선 기계로서,
    상기 X선 기계는 이동식 베이스 상에 장착되고, 상기 이동식 베이스는,
    적어도 하나의 전동 구동휠;
    자이로레이저, 판독 시스템 및 메모리를 포함하는 광학 위치 시스템으로서, 상기 광학 위치 시스템은 규정된 공간에 대하여 위치설정된 반사기로부터의 반사 및 상기 메모리 내에 저장된 상기 반사기의 위치에 기초하여 소정의 고정 기준계 내의 상기 X선 기계의 위치에 대응하는 위치 데이터를 산출하도록 구성되는, 상기 광학 위치 시스템; 및
    상기 적어도 하나의 전동 구동휠 및 상기 광학 위치 시스템과 통신하는 처리 유닛으로서, 상기 처리 유닛은 상기 X선 기계의 위치에 대응하는 상기 위치 데이터를 수신하고 상기 적어도 하나의 전동 구동휠의 속도 및 방향을 제어하기 위한 대응 출력을 생성하여, 상기 규정된 공간 내의 하나 이상의 소망하는 위치로 상기 이동식 베이스를 이동 및 지향시키도록 구성되는, 상기 처리 유닛을 포함하는
    X선 기계.
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