JP2003175024A - 医用イメージング装置の動きを制御するためのユーザ入力デバイス - Google Patents

医用イメージング装置の動きを制御するためのユーザ入力デバイス

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JP2003175024A JP2002295516A JP2002295516A JP2003175024A JP 2003175024 A JP2003175024 A JP 2003175024A JP 2002295516 A JP2002295516 A JP 2002295516A JP 2002295516 A JP2002295516 A JP 2002295516A JP 2003175024 A JP2003175024 A JP 2003175024A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 医用装置の位置を制御するためのユーザ入力
デバイス（８０）を含むシステム（１０）を提供する。 【解決手段】 例示的な実施の一形態では、ユーザ入力
デバイスは、医用装置と結合するように構成させてい
る。センサ（１１２）は、医用装置の所望の動きを表す
オペレータ入力に応答する。センサ出力に基づいてプロ
セッサ（１１６）は、デバイス出力に基づいてオペレー
タが装置を移動させようと希望する方向を決定する。別
の態様では、外側表面とこの外側表面上にある複数の検
知エリアとを有するコアを備えたセンサを提供する。各
検知エリアはオペレータ入力に応答し、このオペレータ
入力を表す信号を発生させている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、全般的には医用イ
メージングに関し、さらに詳細には、患者の周りでのイ
メージング構成要素の位置決めに関する。
【０００２】
【発明の背景】診断用医用イメージングでは、患者の周
りでのイメージング装置の正確な位置決めが必要であ
る。装置は、その大きさ及び複雑性に応じて、手動式
（例えば、歯科用Ｘ線）あるいは装置のモータ駆動（ｍ
ｏｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ）により位置決めすることがで
きる。手動による位置決めでは、オペレータは、位置決
めしているデバイスを完全に統括しており、また装置の
移動範囲による制限だけしか受けない。さらに、装置を
手動で移動させると、装置を所望の位置まで押したり引
いたりするだけでよいため、直感的である。
【０００３】オペレータがもっと重い装置を移動させる
のを支援するため、あるいは、イメージング手順の間に
装置を精細に位置決めしたり移動させたりする必要があ
るような高度な手順を容易にするために、幾つかのイメ
ージング装置ではモータ駆動式となっている。もっと大
きなモータ駆動式装置の制御用のユーザ・デバイスは、
典型的には、ジョイスティックまたは押圧式入力デバイ
ス（例えば、そのハンドルに加わる力を計測している自
由度が１〜３のばね押しハンドル）である。このジョイ
スティックまたは押圧式入力デバイスは、装置から離し
て（例えば、ユーザ制御パネル上に）配置されており、
その装置の幾何学構成と特定の関係をもたないことが多
い。例えば、ジョイスティックを左右方向に動かすと、
装置が左右以外のどこかの方向に移動してしまうことが
ある。押圧式入力デバイスは、制御されているデバイス
に直接取り付けることがあり、また入力デバイスに加え
た力により、加えられた力と同じ方向で加えられた力に
相応した大きさで装置が移動することになる。
【０００４】スクリーニング用途（例えば、マンモグラ
フィ）では、一日あたりの患者のスループットが大き
い。ある特定の検査に要する時間を最小限にし、これに
より装置及びオペレータの生産性を最大限とすることは
極めて望ましい。介入的な（ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ
ａｌ）用途（例えば、血管Ｘ線）では、患者及び医学的
処置に注目が向けられているため、イメージング・デバ
イスの制御はできるだけ直感的で、容易で、かつ効率が
よいことが必要である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】一態様では、医用装置の
位置制御をするためのシステムを提供する。このシステ
ムは、例示的な実施の一形態では、医用装置と結合させ
ると共にこの装置の所望の動きを表すオペレータ入力に
応答するように構成した少なくとも１つのセンサと、セ
ンサ出力に基づいてオペレータが装置を移動させようと
希望する方向を決定するためにセンサと結合させたプロ
セッサと、を備えている。
【０００６】別の態様では、外側表面とこの外側表面上
にある複数の検知エリアとを有するコアを備えたセンサ
を提供する。各検知エリアはオペレータ入力に応答し、
このオペレータ入力を表す信号を発生させている。
【０００７】さらに別の態様では、医用イメージング・
システムを提供する。例示的な実施の一形態では、この
システムは、患者に向けて信号を送信するための発生源
と、患者を透過した送信信号を検出するための検出器
と、これら発生源と検出器のうちの少なくとも一方がそ
の上に取り付けられている移動可能部材と、この移動可
能部材の位置を制御するためのユーザ入力デバイスと、
を備えている。このユーザ入力デバイスは、移動可能部
材と結合させると共に装置の所望の動きを表すオペレー
タ入力に応答している複数のセンサを備えている。この
システムはさらに、センサ出力に基づいてオペレータが
この部材を移動させようと希望する方向を決定するため
にユーザ入力デバイスと結合させたプロセッサを備えて
いる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に記載するシステム及び方法
は、医用イメージング装置の位置に関するオペレータ制
御を目的としている。一般に、制御しようとする装置上
には複数の近接センサ（ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｓｅｎｓ
ｏｒ）を配置している。これらのセンサの出力はベクト
ル加算法を用いて処理し、オペレータ入力に応答してそ
の装置をどのように移動させるべきかを決定している。
さらに、オペレータ入力の検出及び処理に加えて、外的
物体（例えば、付属装置、患者）の近接を検出してい
る。したがって、装置は、オペレータ入力を満足させる
だけでなく周囲の物体との衝突を回避させるような方式
で移動させることができる。
【０００９】本明細書に記載したシステム及び方法は、
キャパシタンス・センサに基づいており、赤外線センサ
や超音波センサなど別の非接触型近接センサを使用する
こともできる。しかし、キャパシタンス・センサは、単
に導電表面（例えば、銅製フォイルなどの導体材料）を
位置決めして検知ゾーンを画定させているため、組立及
び出力が単純であり、高価ではなく、かつ検知ゾーンの
カスタマイズが容易となる。さらに、このシステム及び
方法はさらに、接触ベースの用途で使用することもでき
る。
【００１０】本明細書に記載したシステム及び方法は、
多くの様々なタイプの医用イメージング・システムと一
緒に使用することができる。一例として、図１に示すよ
うなＸ線イメージング・システム１０の一タイプについ
て以下に記載する。繰り返しになるが、システム１０は
単に一例として本明細書に記載したものであり、本明細
書に記載したシステム及び方法は多くの様々なタイプの
医用イメージング・システム（例えば、Ｘ線、コンピュ
ータ断層、磁気共鳴、陽電子放射形断層、及び超音波）
と一緒に使用することができる。
【００１１】より具体的に図１を参照すると、イメージ
ング・システム１０をベース１４及び位置決めアーム１
６を含むように図示している。ベース１４は、撮影しよ
うとする対象または患者５０に対してベース１４を移動
可能とするように、複数の車輪２０を有する可搬式プラ
ットフォーム１８から延びている。車輪２０ではなく、
別の位置変更デバイスを利用することもできる。例え
ば、イメージング装置のアーム１６の傾斜及び回転を可
能とするようなピボットを設けることができる。
【００１２】アーム１６は、第１の端部２２と第２の端
部２４を含んでいる。より具体的には、アーム１６は回
転軸の周りでベース１４に対して回転し、また、アーム
の第１端部２２とベース１４の間、並びにアームの第２
端部２４とベース１４の間のそれぞれの距離を変更させ
るようにベース１４に対して移動する。
【００１３】Ｘ線源アセンブリ２６は、アームの第１端
部２２と移動可能に結合させている。Ｘ線源アセンブリ
２６は、Ｘ線信号を放出するように構成させたＸ線源２
８を含む。検出器アセンブリ３０はアームの第２端部２
４と移動可能に結合させている。検出器アセンブリ３０
は、前記線源２８からのＸ線信号を受け取って被検体の
画像を作成するように構成させた検出器３２を含んでい
る。検出器３２は、モータ駆動制御を用いて上下に移動
させることができる。
【００１４】アーム１６をベース１４に対して移動させ
ることにより、線源アセンブリ２６の位置を変更させ、
線源アセンブリ２６をベース１４に近づく方向または遠
ざかる方向に移動させることができる。線源アセンブリ
２６の位置を変更させると、ベース１４に対する検出器
アセンブリ３０の位置は反対向きに変更される。患者に
対するアセンブリ２６とアセンブリ３０の向きは作成さ
れる画像に影響を及ぼす。
【００１５】検出器３２は、実施の一形態では、投射さ
れ被検体を透過したＸ線を一体になって検知している複
数の検出器素子３４によって形成されている。この例示
的実施形態では、検出器３２は、フラットパネル、イメ
ージ・インテンシファイア、またはフィルムである。実
施の一形態では、検出器３２は、横列と縦列の形に配列
させた複数のピクセル３４を有するような大型フラット
パネル・イメージング・デバイスを備えた半導体検出器
または放射線イメージャである。繰り返しになるが、本
明細書に記載したシステム及び方法は、ある特定のタイ
プの検出器による使用に限定されるものではない。
【００１６】システム１０はさらに、患者５０を支持す
るテーブル４６を含む。患者５０の画像を作成するため
に、アーム１６を回転させ線源アセンブリ２６と検出器
アセンブリ３０が患者５０の周りを回転するようにして
いる。より具体的には、アーム１６は、検出器３２と線
源２８が被検体５０の周りを回転できるようにベース１
４と回転自在に結合させている。
【００１７】アーム１６の動き、並びにＸ線源アセンブ
リ２６及び検出器アセンブリ３０の動作は、システム１
０の制御機構５２により統御している。制御装置（すな
わち、制御機構）５２は、Ｘ線源２８と、アーム１６、
線源アセンブリ２６及び検出器アセンブリ３０の位置を
制御するモータ制御装置５６とに対して電力信号及びタ
イミング信号を提供しているＸ線制御装置５４を含んで
いる。
【００１８】この例示的実施形態では、制御機構５２内
のデータ収集システム（ＤＡＳ）５８が後続の処理のた
めに検出器３２からのデータをサンプリングしている。
画像処理装置／再構成装置６０（再構成装置という用語
は、本明細書で使用する場合、コンピュータ断層技術分
野で周知の再構成装置、並びに、スキャン中に収集した
データを処理するためのプロセッサを含んでいる（すな
わち、コンピュータ断層の画像再構成装置に限定されな
い））は、サンプリングしたＸ線データをＤＡＳ５８か
ら受け取り、高速で画像処理／再構成を実行している。
得られた画像はコンピュータ６２に入力として与えら
れ、この画像はコンピュータ６２により大容量記憶装置
６３内に格納される。
【００１９】コンピュータ６２はさらに、キーボードを
有するコンソール６４を介してオペレータからのコマン
ド及びスキャン・パラメータを受け取っている。１つま
たは幾つかの付属のディスプレイ６６によりオペレータ
はこの得られた画像やコンピュータ６２からのその他の
データを観察することができる。コンピュータ６２は、
オペレータが供給するコマンド及びパラメータを用い、
ＤＡＳ５８、Ｘ線制御装置５４及びモータ制御装置５６
に対して制御信号及び制御情報を提供している。システ
ム１０に対するモータ式テーブル４６の位置を制御して
いるテーブル・モータ制御装置６８は、コンピュータ６
２により操作している。
【００２０】実施の一形態では、そのユーザ入力デバイ
スは、ベース１４上に配置した複数のキャパシタンス・
センサと、線源アセンブリ２６と、検出器３２と、位置
決めアーム１６と、テーブル４６と、を備えている。各
センサは、オペレータ（例えば、オペレータの手）やそ
の他の物体（例えば、患者の身体）のセンサへの近接に
関する情報を発生させる。各センサからの情報は、以下
に記載するようなベクトル加算アルゴリズムを使用して
（例えば、コンピュータ６２により）処理される。
【００２１】より具体的に、ベクトル加算アルゴリズム
の一般的原理を図２、３、及び４に関連させて以下で記
載することにする。図２を参照すると、図には外部の障
害物は全くなく、その目的はオペレータの手８２がデバ
イス８０に近づくに連れてデバイス８０が移動すること
にある。デバイス８０は、オペレータの手８２から遠ざ
かるように直接的に移動する。手８２がデバイス８０の
より近くにあるほど、デバイス８０はより高速で手８２
から離れるように移動する。この動作は、外部物体の可
能性を有効にしたり、複数のオペレータによる制御を有
効にすると若干複雑となる。こうしたより複雑な場合に
ついては図３及び４に示している。
【００２２】図３では、オペレータは、デバイス８０が
手８２から離れるように移動することを求めているが、
直ぐ先の障害物８４にぶつかってしまう。このシステム
は、手８２から離れるように移動させること、さらにデ
バイス８０が障害物８４に近づくに従って減速するこ
と、による応答をさせる必要がある。最終的に、デバイ
ス８０は、手８２と障害物８４のいずれにも直接接触す
ることなく、手８２と障害物８４の間で平衡点を見いだ
すことになる。
【００２３】図４は、オペレータによる「左方向移動」
の要求を満足させる一方で、同時に障害物８４を避けな
がらデバイス８０が移動できる方向に相当する軌道が存
在する場合を図示している。図３及び４に示す機能を達
成させるためには、様々な物体のデバイス外縁に沿った
位置と近接との両方が分かっている必要がある。
【００２４】図２、３、及び４は２次元で表示している
が、この原理は、制御しようとするシステムの機能性に
応じて３次元用途に容易に一般化することが可能であ
る。
【００２５】図５は、図４に示す動きの達成を示したベ
クトルである。具体的には、物体の近接があった場合の
移動の速さと方向は、各近接センサの出力を用いて計算
している。ある特定のセンサに関する移動の方向は、そ
のセンサの向きに基づいている、またセンサ出力はスカ
ラー量（例えば、ある電圧値または単精度整数）である
ことを前提としている。このデバイスには複数のセンサ
を取り付けて所望の空間分解能及びデバイスのカバー範
囲を提供している。次いで、信号強度（速さを表してい
る）と各センサの向きに基づく方向とから構成されてい
る各センサからの出力は、ベクトル的に加算され合成移
動ベクトルを生成させる。この合成移動ベクトルは周辺
の物体を見込んだものである。こうしたベクトル加算
は、ソフトウェア、ファームウェア、または専用のハー
ドウェアの形で実現させる。次いで、デバイスは、この
合成移動ベクトルの速さと方向で移動するように指令を
受ける。例えば、当該デバイスの移動を制御するベクト
ルは、その動きが合成移動ベクトルと一致するように制
御している。
【００２６】以下では、本明細書においてユーザ入力デ
バイスと呼ぶことがあるキャパシタンス・センサ配置の
２つの実施形態を記載することにする。実施形態の１つ
は、「８セグメント」センサ配置といい、またもう１つ
の実施形態は「３２セグメント」センサ配置という。こ
の２つの実施形態はいずれも、２次元的であり、かつ単
一面内の物体の近接を検知している。さらに詳細には、
８セグメント・センサ配置では物体の近接を検知してお
り、一方３２セグメント・センサ配置では「接触（ｔｏ
ｕｃｈ）」を検出している。したがって、８セグメント
・センサ配置は上述したベクトル加算アルゴリズムを使
用しており、一方３２セグメント・センサ配置では、ベ
クトルが、ある特定のセンサが接触状態（１）と非接触
状態（０）のいずれにあるかに従って０または１のいず
れかの長さを有することを前提としている。これらのセ
ンサは、医用装置と結合させるように構成している。こ
の文脈で使用する場合、「結合させるように構成される
（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄｔｏ ｃｏｕｐｌｅ）」とは、
直接的または間接的に取り付けることを意味している。
【００２７】８セグメント・センサ配置１００に関して
図６を参照すると、３２ｃｍの公称外径を有する円形の
プラスチック（例えば、ＡＢＳプラスチック）製リング
１０２を備えたコアの一部分を表している。別法とし
て、このコアは矩形とすることも可能である。この円形
状は、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａ
ｎｙのＧＥ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｍｉｌ
ｗａｕｋｅｅ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）から市販されてい
る血管Ｘ線イメージング製品に使用されている２０ｃｍ
のＸ線イメージ・インテンシファイアの外側と同じ大き
さである。８個のセンサ・セグメント１００は、各セン
サ１０４が名目上４５°のセグメントをカバーするよう
にしてリング１０２の外部表面１０６に固定されてい
る。各４５°セグメントは、１つの主検知エリア１０８
となるように分割されており、各セグメントの外縁１１
０は接地面によって覆われている。この接地面により交
差セグメント（ｃｒｏｓｓ−ｓｅｇｍｅｎｔ）感度、並
びにセグメント間での電気的クロストークを最小限にし
ている。接地面によりさらに、その検知エリアを限局さ
せることにより、所望の検知エリアの外部にある物体が
検出されないようにしている。図６に示す材料はリング
と結合させた薄い銅製フォイルである。例示的寸法は、
Ａ＝５．１３インチ、Ｂ＝２．６インチ、Ｃ＝０．３６
インチ、Ｄ＝０．１２５インチである。
【００２８】この例示的実施形態では、各セグメント及
び接地面の大きさは、図７に示す公称有限要素解析に従
って選択している。このセンサは、外部表面からの離間
が３〜５ｃｍの感度エリアを有している。
【００２９】各検知エリアは、図８に示すように、キャ
パシタンス式センサの電子回路と接続している。このセ
ンサ配置は、実施の一形態ではＱｕａｎｔｕｍ Ｒｅｓ
ｅａｒｃｈ Ｇｒｏｕｐ（Ｕｎｉｔｅｄ ｋｉｎｇｄｏ
ｍ）から市販されているモデルＱＴ９７０１Ｂ−Ｓセン
サ・ユニットであるようなキャパシタンス式ユニット１
１２を含んでいる。各センサ・ユニット１１２は、ＲＳ
２３２通信リンクを用いた８チャンネル・シリアル・イ
ンタフェース１１４を介してプロセッサ（パーソナル・
コンピュータ（ＰＣ）１１６として図示）と結合させて
いる。もちろん、これ以外の通信リンクを使用すること
もできる。しかし、プロセッサが必ずしもＰＣである必
要はなく、以下で記載する処理機能を実行できる任意の
デバイスとすることができる。ＱＴ９７０１Ｂ−Ｓセン
サ・ユニットはさらに、シリアル通信リンクを経由して
構成させることができるような概ね２０個の構成可能パ
ラメータを含んでいる。ソフトウェア構成インタフェー
スにより、８個すべてのＱＴ９７０１Ｂ−Ｓセンサ・ユ
ニットを全く同一に構成させ、そのセンサ感度が確実に
センサ外縁の周囲で均一となるようにしている。幾つか
の用途では、不均一な感度が所望のことがあり、またセ
ンサ・ユニット１１２を異なる構成とすること、あるい
は、各センサ・ユニット１１２からの信号に対してプロ
セッサ１１６上で異なる解釈を行うこと、のいずれかと
することもできる。
【００３０】図８では、パーソナル・コンピュータ１１
６上に構成情報を表示するためのソフトウェア・インタ
フェース１１８も図示している。８セグメント・センサ
１００を実際にイメージング装置に接続せずに、移動さ
せる速さ及び方向の情報は、ベクトル加算アルゴリズム
を用いて計算する。次いで、ＰＣディスプレイ１２０上
に表示させた矢印によって、計算した移動方向を示して
いる。計算した移動の速さは、より大きな矢印がより大
きな速さを示すようにして、矢印の大きさによって表現
している。したがって、完全なイメージング・システム
を必要とせずに、術者や物体に応答してイメージング装
置の動く方向と速さの両方に関する情報が表示される。
【００３１】センサ・ユニット１１２は、センサの励起
／読み出し間で非同期に自律的に動作する。もちろん、
同期式の実現形態では、集積型電子回路により励起と各
検知セグメントの計測との間の同期を容易にさせ、これ
によりチャンネル間の（ｃｒｏｓｓ−ｃｈａｎｎｅｌ）
干渉や感度をさらに減少させている。
【００３２】３２セグメント・センサ配置に関しても、
上述した８セグメントの実施形態と同様に、３２ｃｍの
公称外径をもつリングを利用している。この例示的実施
形態では、使用しているキャパシタンス式センサ・ユニ
ットは、Ｑｕａｎｔｕｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｇｒｏｕ
ｐ（Ｕｎｉｔｅｄ ｋｉｎｇｄｏｍ）から市販されてい
るモデルＱＴ６０３２０センサ・ユニットである。これ
らのセンサ・ユニットは一般に、キャパシタンス・ベー
スのマトリックス接触スイッチとして知られている。
【００３３】ＱＴ６０３２０センサ・ユニットは、電磁
場の容量結合を検出する。マトリックス・スイッチは４
横列で８縦列の「配線（ｗｉｒｅ）」として案出するこ
とができる。ある特定の横列とある特定の縦列との交差
は１つの「スイッチ」となっているが、電気的には、横
列が縦列と真の意味で交差しているのではない。これら
の配線の各々は電子回路により付勢させ電磁場を生成さ
せる。指、手、またはその他の物体を任意の交点にごく
近接させて配置すると、対応する横列と対応する縦列の
電磁場が結合されて、この当該の「スイッチ」がＯＮに
なる。与えられた任意の時点でのセンサの出力は、４横
列と８縦列の交差により形成させた３２個のスイッチの
すべてに関する状態となる。「接触スイッチ（ｔｏｕｃ
ｈ ｓｗｉｔｃｈ）」の幾つかと異なり、ＱＴ６０３２
０センサでは、検出対象内に「漏れ（ｌｅａｋａｇ
ｅ）」電流を通す必要がない。したがって、導電性配
線、またはフォイル・マトリックスを、導電性をもたな
いガラス、プラスチックその他の材料の内側に完全に封
入することができる。導電性コンポーネントへの直接の
接触という意味での厳密な「接触」は必要でない。この
スイッチは、ごく近接させる必要があるため接触スイッ
チとして知られており、実用的にはこれを接触と区別で
きないこともあるが、電気的には、この非接触型技法は
安全性（例えば、漏れ電流がないこと）、並びに信頼度
（例えば、静電気放電に影響されないこと）で利点を有
する。
【００３４】図９を参照すると、センサ２００は、直径
３２ｃｍのコア（プラスチック製リング２０４として図
示）の外縁の周りに配列させた導電性マトリックス２０
２を含んでいる。この４つの「横列」は４個の円形セグ
メントに対応しており、これらの各々は名目上９０°の
弧をカバーしており、図１０に示す（９０°をカバーす
る）１つの「Ｘ」セグメントを示した「Ｘ」により表し
ている。例示的寸法は、Ｅ＝２７．５２ｃｍ、Ｆ＝５ｍ
ｍ、Ｇ＝８ｃｍ、Ｈ＝２ｍｍ、Ｉ＝３．３ｃｍ、Ｊ＝５
ｍｍ、Ｋ＝０．５ｍｍである。
【００３５】図１１を参照すると、各９０°の弧の範囲
には、その各々が名目上１１．２５°の弧をカバーして
いる「Ｙ」とラベルを付けたようなこれより小さい８個
のセグメントが存在する。例示的寸法は、Ｌ＝３．３ｃ
ｍ、Ｍ＝２ｍｍ、Ｎ＝３ｍｍ、Ｏ＝１．５ｍｍ、Ｐ＝１
ｍｍ、Ｑ＝５ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｓ＝２．５ｍｍ、Ｔ＝
２．５ｍｍ、Ｕ＝１ｍｍ、Ｖ＝５ｍｍ、Ｗ＝１．５ｍｍ
である。
【００３６】各Ｙセグメントは、Ｘセグメントから「フ
ィンガ（ｆｉｎｇｅｒ）」の間で撚り合わされている蛇
紋形状（ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ ｓｈａｐｅ）を有して
いる。手、指などの物体（図１１では指（ＦＩＮＧＥ
Ｒ）と名称を付けている）がセンサ表面とごく近接状態
になると、この物体により、典型的にはＸ個の「フィン
ガ」のうちの幾つかが覆われ、これにより対応するＸと
Ｙのセグメントの電磁場が結合される。この電磁場の結
合により、対応するＸとＹのセグメントの交点に関連す
るスイッチが閉じられる、すなわちＯＮになる。
【００３７】図１２は、３２セグメント・センサ２００
に対する検知回路配置の模式図である。センサ２００
は、この例示的実施形態ではＱｕａｎｔｕｍ Ｒｅｓｅ
ａｒｃｈ Ｇｒｏｕｐ（Ｕｎｉｔｅｄ ｋｉｎｇｄｏ
ｍ）から市販されているＱＴ６０３２０スイッチである
ようなマトリックス・スイッチ２０６と結合させてい
る。スイッチ２０６は、パーソナル・コンピュータ（Ｐ
Ｃ）として図示しているプロセッサ２０８とシリアル
（ＲＳ２３２）インタフェース・ボード２１０を介して
結合させている。もちろん、これ以外の通信リンクも使
用可能である。しかし、プロセッサは必ずしもＰＣであ
る必要はなく、ＰＣに関連して本明細書に記載した処理
機能を実行できる任意のデバイスとすることができる。
パーソナル・コンピュータ２０８は、スイッチ２０６に
対する構成と較正を行っている。名目上は、各スイッチ
は均一な感度を提供できるように同一状態に構成させて
いる。しかし、異なるスイッチに対して、その用途の詳
細に応じて異なる構成とさせたり、あるいは、「スイッ
チ」の幾何学形状が異なる場合に様々な「スイッチ」の
多様性に対応するように構成させることができる。セン
サ２００の出力は、３２個のスイッチの各々の離散的状
態（すなわちＯＮまたはＯＦＦ）となる。この情報は、
概ね５０ｍｓごとに読み取ってパーソナル・コンピュー
タ２０８により処理している。各スイッチからのＯＮ／
ＯＦＦ情報は上述したベクトル加算アルゴリズムを用い
てパーソナル・コンピュータにより処理している。スイ
ッチ状態は、コンピュータ２０８のディスプレイ２１２
上に表示させる。
【００３８】８セグメントの原型と異なり、３２セグメ
ント配置では、周辺の物体に関する距離情報を提供して
いない。したがって、ベクトル加算アルゴリズムでは、
ＯＮになっている「スイッチ」の角度を足し合わせるこ
と、並びにこの角度情報に基づいて移動方向を計算する
こと、が必要である。移動の速さは、制御を受けている
装置に関して適当に選択した何らかの公称値となる。
【００３９】図１２では、移動方向をベクトル加算アル
ゴリズムにより計算しているようなディスプレイ２１２
を表している。もちろん、こうしたディスプレイ２１２
を必ずしも存在させる必要はない。移動の方向は矢印に
より示す方向となる。
【００４０】本発明を、様々な具体的な実施形態に関し
て記載してきたが、当業者であれば、本発明は本特許請
求の範囲の精神及び趣旨の域内にある修正を伴って実施
できることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｘ線イメージング・システムの模式図である。
【図２】手の動きとデバイスの動きに関する模式図であ
る。
【図３】障害物があるときの、手の動きと意図したデバ
イスの動きに関する模式図である。
【図４】障害物があるときの、手の動きと補償したデバ
イスの動きに関する模式図である。
【図５】動きをベクトル表示した図である。
【図６】８セグメント・センサ配置内の１つの例示的セ
グメントの図である。
【図７】８セグメント・センサ配置に対する公称有限要
素解析を表したグラフである。
【図８】８セグメント・センサ配置の制御回路の模式図
である。
【図９】キャパシタンス・ベースのマトリックス接触ス
イッチの図である。
【図１０】図９に示すスイッチの例示的セグメントの図
である。
【図１１】図１０に示すスイッチの一セグメントの分解
図である。
【図１２】３２セグメント・センサ配置の制御回路の模
式図である。
【符号の説明】
１０ イメージング・システム １４ ベース １６ 位置決めアーム １８ 可搬式プラットフォーム ２０ 車輪 ２２ 第１の端部 ２４ 第２の端部 ２６ Ｘ線源アセンブリ ２８ Ｘ線源 ３０ 検出器アセンブリ ３２ 検出器 ３４ 検出器素子 ４６ テーブル、モータ式テーブル ５０ 撮影対象、患者 ５２ 制御機構 ５４ Ｘ線制御装置 ５６ モータ制御装置 ５８ データ収集システム（ＤＡＳ） ６０ 画像処理装置／再構成装置 ６２ コンピュータ ６３ 大容量記憶装置 ６４ コンソール ６６ ディスプレイ ６８ テーブル・モータ制御装置 ８０ デバイス ８２ オペレータの手 ８４ 障害物 １００ ８セグメント・センサ １０２ リング １０４ センサ １０６ リングの外部表面 １０８ 主検知エリア １１０ セグメント外縁 １１２ センサ・ユニット １１４ ８チャンネル・シリアル・インタフェース １１６ プロセッサ、パーソナル・コンピュータ（Ｐ
Ｃ） １１８ ソフトウェア・インタフェース １２０ ＰＣディスプレイ ２００ ３２セグメント・センサ ２０２ 導電性マトリックス ２０４ コア、プラスチック製リング ２０６ マトリックス・スイッチ ２０８ パーソナル・コンピュータ（ＰＣ） ２１０ シリアル・インタフェース・ボード ２１２ ディスプレイ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ａ６１Ｂ 6/03 ３３１ Ａ６１Ｂ 6/10 ３５１ 6/10 ３５１ 8/00 8/00 5/05 ３９０ Ｇ０１Ｒ 33/28 Ｇ０１Ｎ 24/02 Ｙ (72)発明者 リュック・モーヴァラン フランス、エフ92370、リュ・デュ・ヴァ ル・ブリゼミーシェ・シャビル、10番 Ｆターム(参考） 4C093 AA01 AA21 CA16 CA33 CA38 CA39 EC53 EC57 EC58 4C096 AA18 AB46 EB08 FB09 FC20 4C301 EE10 EE13 LL20

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 医用装置の位置を制御するためのシステ
    ム（１０）であって、 医用装置と結合させると共に、該装置の所望の動きを表
    すオペレータ入力に応答するように構成した少なくとも
    １つのセンサ（１０４）と、 センサ出力に基づいてオペレータが装置を移動させよう
    と希望する方向と速さの少なくとも一方を決定するため
    に前記センサと結合させたプロセッサ（１１６）と、を
    備えるシステム（１０）。
  2. 【請求項２】 前記センサ（１０４）がキャパシタンス
    ・センサ（１１２）、赤外線センサ、及び超音波センサ
    のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシス
    テム（１０）。
  3. 【請求項３】 前記装置には複数のセンサ（１０４）が
    結合されており、かつ前記センサからの出力を前記プロ
    セッサ（１１６）により処理して装置を動かそうとする
    速さ及び方向を決定している、請求項１に記載のシステ
    ム（１０）。
  4. 【請求項４】 前記プロセッサ（１１６）が、前記セン
    サ出力をベクトル加算することにより合成移動ベクトル
    値を生成させるようにプログラムされている、請求項３
    に記載のシステム（１０）。
  5. 【請求項５】 前記センサ（１０４）が、近接センサと
    接触ベース・センサのうちの一方であるようなキャパシ
    タンス・センサ（１１２）を含む、請求項１に記載のシ
    ステム（１０）。
  6. 【請求項６】 前記医用装置が、Ｘ線装置、コンピュー
    タ断層装置、陽電子放射形断層装置、磁気共鳴装置、及
    び超音波装置のうちの少なくとも１つを含む、請求項１
    に記載のシステム（１０）。
  7. 【請求項７】 外側表面（１０６）を有するコア（１０
    ２）と、前記外側表面上にあってその各々がオペレータ
    入力に応答して該オペレータ入力を表す信号を発生させ
    るような複数の検知エリア（１０８）と、を備えるセン
    サ（１０４）。
  8. 【請求項８】 前記コア（１０２）がプラスチックを含
    むと共に、前記検知エリア（１０８）の各々は前記プラ
    スチックと結合させた導電性フォイルを含んでいる、請
    求項７に記載のセンサ（１０４）。
  9. 【請求項９】 前記コア（１０２）が円形の断面形状と
    矩形の断面形状のうちの一方を有している、請求項７に
    記載のセンサ（１０４）。
  10. 【請求項１０】 各検知エリア（１０８）の外縁（１１
    ０）の位置に１つの接地面が存在している、請求項７に
    記載のセンサ（１０４）。
  11. 【請求項１１】 前記オペレータ入力がオペレータの手
    （８２）の位置に基づいている、請求項７に記載のセン
    サ（１０４）。
  12. 【請求項１２】 さらに、８つの検知エリア（１０８）
    を備えると共に、該検知エリアの各々は、１つの導電性
    フォイルと、該検知エリアの各々の外縁（１１０）の位
    置にある接地面とを含んでいる、請求項７に記載のセン
    サ（１０４）。
  13. 【請求項１３】 さらに、その各々がマトリックス・ス
    イッチ（２０６）と結合した３２個の検知エリア（１０
    ８）を備える請求項７に記載のセンサ（１０４）。
  14. 【請求項１４】患者（５０）に向けて信号を送信するた
    めの発生源（２６）と、 前記患者を透過した送信信号を検出するための検出器
    （３２）と、 前記発生源と前記検出器のうちの少なくとも一方をその
    上に取り付けている移動可能部材（１６）と、 前記移動可能部材と結合させると共に装置の所望の動き
    を表すオペレータ入力に応答している複数のセンサ（１
    ０４）を備えるユーザ入力デバイス（８０）と、 センサ出力に基づいてオペレータが前記部材を移動させ
    るように希望する方向と速さの少なくとも一方を決定す
    るために前記ユーザ入力デバイスと結合させたプロセッ
    サ（１１６）と、 を備える医用イメージング・システム（１０）。
  15. 【請求項１５】 前記センサ（１０４）がキャパシタン
    ス・センサ（１１２）、赤外線センサ、及び超音波セン
    サのうちの少なくとも１つを含む、請求項１４に記載の
    システム（１０）。
  16. 【請求項１６】 前記プロセッサ（１１６）により装置
    を動かそうとする速さと方向の両方を決定している、請
    求項１４に記載のシステム（１０）。
  17. 【請求項１７】 前記プロセッサ（１１６）が、前記セ
    ンサ出力をベクトル加算することにより合成移動ベクト
    ル値を生成させるようにプログラムされている、請求項
    １６に記載のシステム（１０）。
  18. 【請求項１８】 前記センサ（１０４）のうちの少なく
    とも幾つかが、その各々が近接センサと接触ベース・セ
    ンサのうちの一方であるようなキャパシタンス・センサ
    （１１２）を含む、請求項１４に記載のシステム（１
    ０）。
  19. 【請求項１９】 前記発生源（２６）が、Ｘ線源（２
    ８）、磁気共鳴発生源、陽電子放射形断層の発生源、及
    び超音波発生源のうちの１つを含む、請求項１５に記載
    のシステム（１０）。
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