JP2014054388A - 医用画像診断装置用寝台およびx線コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】寝台及び天板の操作が天板に設けられたハンドルに集約され、操作が直観的であって高い信頼性を有する操作機構を有する医用画像診断装置用寝台を提供すること。
【解決手段】本実施形態に係る医用画像診断装置用寝台は、被検体を載置する天板と、天板の複数の移動方向と移動方向にそれぞれ対応する複数の移動速度とに関する所定の入力操作が実行される操作部と、天板と操作部とを支持し、天板の長軸方向に沿って移動される移動フレームと、移動フレームを長軸方向に移動可能に支持する支持フレームと、支持フレームに設けられ、支持フレームと移動フレームとを非接触で、移動方向と移動速度とに関する入力操作を検出する複数の検出部と、検出部からの出力に基づいて、天板の移動方向と移動速度とを決定する決定部と、決定された移動方向と移動速度とに従って、移動フレームまたは支持フレームを移動させる移動部と、を具備することを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】本実施形態に係る医用画像診断装置用寝台は、被検体を載置する天板と、天板の複数の移動方向と移動方向にそれぞれ対応する複数の移動速度とに関する所定の入力操作が実行される操作部と、天板と操作部とを支持し、天板の長軸方向に沿って移動される移動フレームと、移動フレームを長軸方向に移動可能に支持する支持フレームと、支持フレームに設けられ、支持フレームと移動フレームとを非接触で、移動方向と移動速度とに関する入力操作を検出する複数の検出部と、検出部からの出力に基づいて、天板の移動方向と移動速度とを決定する決定部と、決定された移動方向と移動速度とに従って、移動フレームまたは支持フレームを移動させる移動部と、を具備することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、医用画像診断装置に用いられる寝台およびX線コンピュータ断層撮影装置に関する。
従来、医用画像診断装置における寝台または天板の動作は、架台に設けられた操作パネルにより操作される。しかしながら、寝台または天板の操作において、操作者は、被検体から離れる。これにより、操作者は、寝台または天板の操作および寝台または天板の動作に加えて、被検体にも注意を払う必要がある。加えて、寝台または天板の移動速度は、低速、高速の2つのボタン操作により決定されるため、操作者にとって移動速度が直観的でない問題がある。
また、被検体の検査時において、緊急時の操作性の向上のために、天板に操作ハンドルが設けられる場合がある。しかしながら、上記操作ハンドルは、緊急時を想定したものとなっており、通常検査時の操作の向上は考慮していない問題がある。
加えて、天板に上記操作パネルを設けることにより、架台への天板の搬入、架台から天板の搬出、天板の上下移動を可能にするためには、操作パネルからケーブルを、天板を支持するフレームに引き回す必要がある。この時、ケーブルの引き回しおよびケーブルの断線などにより、天板または寝台の動作に対する信頼性が低下する問題がある。
目的は、寝台及び天板の操作が天板に設けられたハンドルに集約され、操作が直観的であって高い信頼性を有する操作機構を有する医用画像診断装置用寝台を提供することにある。
本実施形態に係る医用画像診断装置用寝台は、被検体を載置する天板と、前記天板の複数の移動方向と前記移動方向にそれぞれ対応する複数の移動速度とに関する所定の入力操作が実行される操作部と、前記天板と前記操作部とを支持し、前記天板の長軸方向に沿って移動される移動フレームと、前記移動フレームを前記長軸方向に移動可能に支持する支持フレームと、前記支持フレームに設けられ、前記支持フレームと前記移動フレームとを非接触で、前記移動方向と前記移動速度とに関する前記入力操作を検出する複数の検出部と、前記検出部からの出力に基づいて、前記天板の移動方向と移動速度とを決定する決定部と、前記決定された移動方向と移動速度とに従って、前記移動フレームまたは前記支持部フレームを移動させる移動部と、を具備することを特徴とする。
以下、医用画像診断装置用寝台の実施形態について図面を参照しながら説明する。本医用画像診断装置用寝台が適用可能な医用画像診断装置は、例えば、X線コンピュータ断層撮影装置(Computed Tomography:以下、X線CT装置と呼ぶ)、X線診断装置、磁気共鳴断層撮影装置、核医学診断装置(陽電子放出コンピュータ断層撮影装置(Positron Emission Computed Tomography:以下、PETと呼ぶ)、単光子放出コンピュータ断層撮影装置(Single Photon Emission Computed Tomography:以下、SPECTと呼ぶ))、PRT/CT装置、SPECT/CT装置などである。本実施形態を医用画像診断装置に適用した一例として、X線CT装置に適用した一例を、実施形態の変形例として後述する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
図1は、本実施形態に係る医用画像診断装置用寝台1の概要の一例を示す概要図である。本実施形態に係る医用画像診断装置用寝台1は、寝台本体3と、天板5と、操作部7と、移動フレーム9と支持フレーム11とを有する。天板5と操作部7とは、移動フレーム9により支持される。操作部7は、移動フレーム9の端部に設けられる。支持フレーム11は、後述する検出部13と、固定部15とを有し、移動フレーム9を天板5の長軸方向に移動可能に支持する。固定部15は、移動フレーム9と支持フレーム11とを所定の信号が入力されるまで固定する。
寝台本体3は、支持フレーム11を鉛直方向に移動可能に支持する。寝台本体3は、決定部17と、移動部19とを有する。決定部17は、検出部13からの出力に基づいて、移動フレーム9の移動方向と移動速度、支持フレーム11の移動方向と移動速度とを決定する。移動部19は、決定された移動方向と移動速度とに従って、移動フレーム9または支持フレーム11を移動させる。移動部19は、後述する検出部13による検出結果に従って、長軸方向に移動フレーム9を移動させる。
図2は、図1のaの部分すなわち移動フレーム9の端部に設けられた操作部7と、移動フレーム9と、支持フレーム11との斜視図を示している。図3は、操作部7における手動動作検知機構71と、鉛直方向移動検知機構73と、長軸方向移動検知機構75との一例を示す図である。図4は、本実施形態に係り、図1の断面bおよび図2の断面aに対応する断面図である。
天板5には、図示していない被検体が載置される。移動フレーム9における長軸方向の端部には、複数の第1直動軸受91と複数の第2直動軸受93とを介して操作部7が設けられる。第1直動軸受91は、操作部7を長軸方向に移動可能に支持する。第2直動軸受93は、操作部7を天板5の短軸方向に移動可能に支持する。すなわち、第1直動軸受91および第2直動軸受93の上面には操作部7が設けられる。
操作部7は、図2に示すように、手動動作検知機構71と、鉛直方向移動検知機構73と、長軸方向移動検知機構75とを有する。具体的には、手動動作検知機構71は、第1部分711と、第2部分712と、リンク機構714と、第1センサドグ716と、第2部分712とリンク機構714との間に設けられた第3直動軸受718と、後述する鉛直方向移動検知機構73を鉛直方向に移動可能に支持する複数の第4直動軸受720と、複数の第1弾性体722とを有する。第1部分711は、後述するハンドル733に対する長軸方向への操作に応じて、長軸方向に移動される。第2部分712は、後述するハンドル733の長軸方向への操作に応じて、短軸方向に移動される。第1部分711と第2部分712とは、リンク機構714および第3直動軸受718とを介して接続される。
具体的には、リンク機構714は、互いに交差する第1部材7141と第2部材7142とを有する。第1部材7141と第2部材7142との交差部分には、回転可能なピン7143により接続される。リンク機構714の第1部分711側の複数の端部のうち一方は、回転可能なピン7145を介して移動フレーム9に固定される。他方は、第1部分711に回転可能な図示していないピンを介して接続される。リンク機構714の第2部分712側の複数の端部は、回転可能なピン7146、7147と第3直動軸受718とを介して第2部分712にそれぞれ固定される。
手動動作検知機構71の第1部分711は、第1直動軸受91により支持される。第2部分712は、第2直動軸受93により支持される。第2部分712には、第1センサドグ716が設けられる。第1弾性体722は、例えば、図2に示すようにバネである。第1弾性体722は、後述するハンドル733に対して鉛直方向に加えられた力に応じて変化する。具体的には、第1弾性体722の鉛直方向の長さは、上記力に応じて変化する。これにより、第1弾性体722は、後述するハンドル733に対して鉛直方向に加えられた力が解除されると、鉛直方向移動検知機構73を初期位置に戻す。図4に示すように、ハンドル が長軸方向(図4の紙面における手前側)に移動されると、第2部分712が短軸方向に沿って移動する。
鉛直方向移動検知機構73は、第4直動軸受720を介して、手動動作検知機構71の上面に設けられる。鉛直方向移動検知機構73は、第2センサドグ731と、ハンドル733と、ハンドル733の回転軸735と、短軸方向に移動可能に長軸方向移動検知機構75を支持する複数の第5直動軸受737と、複数の第2弾性体739とを有する。鉛直方向移動検知機構73は、鉛直上向きの凹状の形状を有する。第2センサドグ731は、鉛直方向移動検知機構73の端部分に設けられる。第2センサドグ731は、短軸方向に凸状の形状を有する。回転軸735は、鉛直方向移動検知機構73の凹部分に橋を架けるように設けられる。回転軸735には、ハンドル733が回転方向736に回転可能に設けられる。回転軸735には、ハンドル733の回転に応じて回転軸方向に後述するボールナット751を移動させるボールねじ743が設けられる。
第2弾性体739は、ハンドル733に対して加えられた回転力に応じて変化する。第2弾性体739は、例えば、図2に示すようにバネである。具体的には、第2弾性体739において、短軸方向の長さは、回転力に応じて変化する。これにより、第2弾性体739は、後述するハンドル733に対して回転力が解除されると、長軸方向移動検知機構75およびボールナット751を初期位置に戻す。図4に示すように、鉛直方向に沿ったハンドル733の移動に伴って、鉛直方向移動検知機構73は、鉛直方向に移動する。
長軸方向移動検知機構75は、第5直動軸受737の上面に設けられる。長軸方向移動検知機構75は、回転軸735に設けられたボールナット751と、第3センサドグ753とを有する。ボールナット751は、ハンドル733の回転に応じて回転軸735に沿って移動される。長軸方向移動検知機構75は、ボールナット751の移動に伴って、短軸方向に移動される。第3センサドグ753は、鉛直下向きに凸上の形状を有する。第3センサドグ753は、長軸方向移動検知機構75の端部に設けられる。図4に示すように、ハンドル733が回転方向に沿って回転されると、ボールナット751は、回転軸735に沿って移動する。ボールナット751の移動に伴って、長軸方向移検知機構75が短軸方向に移動する。
なお、図2乃至図4における第2センサドグ731および第3センサドグ753の形状は、3段の凸形状を示しているが、段差の数は4段以上(多段階)であってもよい。また、第2センサドグ731および第3センサドグ753は、無段階的な形状であってもよい。図5は、第2、第3のセンサドグの形状の一例を示す図である。図5のaは、4段階の凸形状を有するセンサドグの断面の一例を示している。図5のbは、無段階の凸形状を有するセンサドグの断面の一例を示している。
移動フレーム9は、天板5と操作部7とを、第6直動軸受91により長軸方向に移動可能に支持する。具体的には、移動フレーム9は、手動動作検知機構71における第1部分711を、第1直動軸受91を介して長軸方向に移動可能に支持する。移動フレーム9は、手動動作検知機構71における第2部分712を、第2直動軸受93を介して短軸方向に移動可能に支持する。
支持フレーム11は、寝台本体3に固定される。支持フレーム11は、複数の第6直動軸受110と、検出部13と、固定部15とを有する。検出部13は、複数の第1距離センサ111と、複数の第2距離センサ112と、複数の第3距離センサ113とを有する。図6は、図1の断面cを天板5の短軸方向から見た断面図である。支持フレーム9は、長軸方向に沿って設けられた第6直動軸受110により、移動フレーム9を、長軸方向に移動可能に支持する。なお、支持フレーム11は、他の複数の直動軸受を介して、移動フレーム9を鉛直方向に移動可能に支持してもよい。
複数の第1距離センサ111は、長軸方向に沿って、第1の間隔1110で一列に配列される。第1の間隔1110とは、例えば、第1センサドグ716において長軸方向に沿った幅である。2つの複数の第2距離センサ112(以下、第2距離センサ群と呼ぶ)は、鉛直方向に第2の間隔1120をあけて配列される。第2の間隔1120とは、例えば、第2センサドグ731において、段差のない部分の幅(図4におけるb、c、d、e)に相当する。第2距離センサ群は、長軸方向に沿って、第3の間隔1123をあけて配列される。第3の間隔とは例えば、第2センサドグ731において長軸方向に沿った幅である。
図7は、本実施形態に係り、図1の断面dを天板の載置面から見た断面図である。2つの複数の第3距離センサ113(以下、第3距離センサ群と呼ぶ)は、短軸方向に第4の間隔1130をあけて配列される。第4の間隔1130とは、例えば、第3センサドグ753において、段差のない部分の幅(図4におけるg、h、i、j)に相当する。第2の間隔1120と、第4の間隔21130とは、例えば、図5に示すような間隔である。第3距離センサ群は、長軸方向に沿って、第5の間隔1131をあけて配列される。第5の間隔1131とは例えば、第3センサドグ753において長軸方向に沿った幅である。
第1乃至第3距離センサは、例えば赤外線センサである。赤外線センサは、赤外線を投光する投光部と、センサドグにより反射された赤外線を受光する受光部とを有する。以下、説明を簡単にするために、赤外線センサは、受光した赤外線の強度(以下、受光強度と呼ぶ)、または赤外線の光路長に応じて、異なる電圧を発生するものとする。すなわち、センサドグが受光部に近い場合は、センサドグが受光部から遠い場合に比べて高い電圧を発生する。センサドグが受光部から遠い場合は、センサドグが受光部に近い場合に比べて、低い電圧を発生する。
加えて、なお、投光部の正面にセンサドグがない場合、説明を簡単にするために、第1乃至第3距離センサは、後述する決定部17に電圧を出力しない、またはゼロの電圧を出力するものとする。なお、第2および第3距離センサ群は、デュアルセンサであってもよい。第1距離センサ111は、第1センサドグ716を検出すると、検出信号を、後述する固定部15に出力する。第2距離センサ112と第3距離センサ113とは、発生した電圧を後述する決定部17に出力する。
決定部17は、第2距離センサ群からの出力に基づいて、鉛直方向移動検知機構73の移動方向を決定する。具体的には。決定部17は、第2距離センサ群のおける鉛直方向に並んだ2つの第2距離センサ112から出力された2つの電圧を比較する。決定部17は、2つの電圧が等しければ、後述する移動部19および固定部15に信号を出力しない。上記信号未出力の状態は、第2センサドグ731における段差のない部分の幅に対向位置(図4におけるa)に、第2距離センサ群が位置している状態に対応する。以下、説明を簡単にするために、鉛直方向移動検知機構73の移動前の初期位置は、第2距離センサ群に対向する第2センサドグ731の位置が図4におけるaの位置であるものとする。
図3に示すように、第2距離センサ群の内、上方の第2距離センサからの電圧(以下、上方電圧と呼ぶ)が下方の第2距離センサからの電圧(以下、下方電圧と呼ぶ)より低ければ、決定部17は、鉛直方向移動検知機構73の移動方向を鉛直下向きであると決定する。決定部17は、後述する移動部19に、天板5または支持フレーム11を鉛直下向きに移動させるための信号(以下、下方移動信号と呼ぶ)を出力する。
下方の第2距離センサから水平方向に投光された赤外線が、図4における第2センサドグ731のcの部分に当たった場合、上方の第2距離センサから水平方向に投光された赤外線は、図4における第2センサドグ731のaの部分に当たる。このとき、上方電圧は、下方電圧より高くなる。上方電圧が下方電圧より高い場合、決定部17は、鉛直方向移動検知機構73の移動方向を鉛直上向きであると決定する。決定部17は、後述する移動部19に、天板5または支持フレーム11を鉛直上向きに移動させるための信号(以下、上方移動信号と呼ぶ)を出力する。
決定部17は、第3距離センサ群のおける短軸方向に並んだ2つの第3距離センサ113から出力された2つの電圧を比較する。決定部17は、2つの電圧が等しければ、後述する移動部19および固定部15に信号を出力しない。上記信号未出力の状態は、第3センサドグ753における段差のない部分の幅に対向位置(図4におけるf)に、第3距離センサ群が位置している状態に対応する。以下、説明を簡単にするために、長軸方向移動検知機構75の移動前の初期位置は、第3距離センサ群に対向する第3センサドグ753の位置が図3におけるfの位置であるものとする。
第3距離センサ群の内、第1距離センサ111から遠い第3距離センサ、すなわち図4の紙面に向かって右方側の第3距離センサからの電圧(以下、右方電圧と呼ぶ)が、他方、すなわち図4の紙面に向かって左方側の第3距離センサからの電圧(以下、左方電圧と呼ぶ)より低ければ、決定部17は、天板5の移動方向を、操作部7から天板5の中央部分に向かう方向(図1において、紙面に向かって右側から左側に向かう方向:以下、IN方向と呼ぶ)として決定する。決定部17は、後述する移動部19と固定部15とに、移動フレーム9をIN方向に移動させるための信号(以下、IN移動信号と呼ぶ)を出力する。
左方側の第3距離センサから鉛直方向に投光された赤外線が、図4における第3センサドグ753のhの部分に当たった場合、右方側の第3距離センサから鉛直方向に投光された赤外線は、図4における第3センサドグ753のfの部分に当たる。このとき、右方電圧は、左方電圧より高くなる。右方電圧が左方電圧より高い場合、決定部17は、天板5の移動方向を、天板5の中央部分から操作部7に向かう方向(図1において、紙面に向かって左側から右側に向かう方向:以下、OUT方向と呼ぶ)として決定する。決定部17は、後述する移動部19と固定部15とに、移動フレーム9をOUT方向に移動させるための信号(以下、OUT移動信号と呼ぶ)を出力する。
決定部17は、鉛直方向移動検知機構73の初期位置からの移動に応じて、第2距離センサ112から出力された電圧信号の変化に基づいて、天板5または支持フレーム11を鉛直方向に沿って移動させるときの移動速度(以下、鉛直方向移動速度と呼ぶ)を決定する。具体的には、図4のような場合、上方電圧は、位置a(初期位置)に対応する電圧(以下、電圧aと呼ぶ)から位置bに対応する電圧(以下、電圧bと呼ぶ)に変化する。決定部17は、電圧aと電圧bとの差分の絶対値に基づいて、鉛直方向移動速度を決定する。なお、上方電圧が電圧aから位置eに対応する電圧(以下、電圧eと呼ぶ)に変化した場合に対応する鉛直方向移動速度は、電圧aから電圧bへ変化した場合に対応する移動速度より大きくなる。決定部17は、決定した鉛直方向移動速度を、後述する移動部19に出力する。
決定部17は、長軸方向移動検知機構75の初期位置からの移動に応じて、第3距離センサ753から出力された電圧信号の変化に基づいて、移動フレーム9を長軸方向に沿って移動させるときの移動速度(以下、長軸方向移動速度と呼ぶ)を決定する。具体的には、図4のような場合、右方電圧は、位置f(初期位置)に対応する電圧(以下、電圧fと呼ぶ)から位置gに対応する電圧(以下、電圧gと呼ぶ)に変化する。決定部 は、電圧fと電圧gとの差分の絶対値に基づいて、長軸方向移動速度を決定する。なお、右方電圧が電圧fから位置jに対応する電圧(以下、電圧jと呼ぶ)に変化した場合に対応する長軸方向移動速度は、電圧fから電圧gへ変化した場合に対応する移動速度より大きくなる。
固定部15は、支持フレーム11と移動フレーム9とを、解放可能に固定する。具体的には、固定部15は、例えば、支持フレーム11と移動フレーム9とを解放可能に固定するためのクラッチブレーキを有する。固定部15は、第1距離センサ111から第1センサドグ716に関する検出信号が入力されると、支持フレーム11に対する移動フレーム9のクラッチブレーキによる固定を解放する。固定部15は、検出信号が入力されている期間に亘って、固定を解放した状態(クラッチブレーキをオフにした状態:以下、解放状態と呼ぶ)を持続する。この時、移動フレーム9は、操作者により長軸方向に沿って、任意に移動可能な状態となる。
固定部15は、決定部17からIN移動信号またはOUT移動信号が入力されると、支持フレーム11に対する移動フレーム9のクラッチブレーキによる固定を解放する。この時、移動フレーム9は、後述する移動部19により長軸方向に沿って、移動可能な状態となる。固定部15は、IN移動信号またはOUT移動信号が入力されている期間に亘って、解放状態を持続する。
解放状態時において、第1センサドク716を未検出とする信号が第1距離センサ111から固定部15に入力されると、固定部15は、支持フレーム11に移動フレーム9を固定する。すなわち、固定部15は、クラッチブレーキをオンにする。また、解放状態時において、決定部17からIN移動信号またはOUT移動信号の入力が途絶えると、固定部15は、支持フレーム11に移動フレーム9を固定する。
移動部19は、決定部17から出力された上方移動信号または下方移動信号と、鉛直方向移動速度とに基づいて、支持フレーム11を鉛直方向に移動させる。具体的には、上方移動信号と鉛直方向移動速度とが移動部19に入力されると、移動部19は、上方移動信号の入力が続く時間に亘って、鉛直方向上向きに、鉛直方向移動速度で、支持フレーム11を移動させる。このとき、寝台本体3は、上方に拡大する。下方移動信号と鉛直方向移動速度とが移動部19に入力されると、移動部19は、下方移動信号の入力が続く時間に亘って、鉛直方向下向きに、鉛直方向移動速度で、支持フレーム11を移動させる。このとき、寝台本体3は、下方に収縮する。
移動部19は、決定部17から出力されたIN移動信号またはOUT移動信号と、長軸方向移動速度とに基づいて、移動フレーム9を長軸方向に移動させる。具体的には、IN移動信号と長軸方向移動速度とが移動部19に入力されると、移動部19は、IN移動信号の入力が続く時間に亘って、IN方向に、長軸方向移動速度で、移動フレーム9を移動させる。OUT移動信号と長軸方向移動速度とが移動部19に入力されると、移動部19は、OUT移動信号の入力が続く時間に亘って、OUT方向に、長軸方向移動速度で、移動フレーム9を移動させる。
(手動動作検知機能)
手動動作検知機能とは、長軸方向に沿ってハンドル733が操作されると、支持フレーム11に対する移動フレーム9の固定を解放し、ハンドル733の操作が持続している間に亘って、解放状態が持続させる機能である。以下、手動動作検知機能に従う動作(以下、手動動作検知動作と呼ぶ)を説明する。
手動動作検知機能とは、長軸方向に沿ってハンドル733が操作されると、支持フレーム11に対する移動フレーム9の固定を解放し、ハンドル733の操作が持続している間に亘って、解放状態が持続させる機能である。以下、手動動作検知機能に従う動作(以下、手動動作検知動作と呼ぶ)を説明する。
図8は、手動動作検知動作の手順の一例を示すフローチャートである。
操作部7におけるハンドル733が、操作者により長軸方向に沿って移動される(ステップSa1)。ハンドル733の移動に対応して、手動動作検知機構71の第1部分711が、長軸方向に移動される(ステップSa2)。リンク機構714を介して、手動動作検知機構71の第2部分712が、短軸方向に移動される(ステップSa3)。第1センサドグ716が検出される(ステップSa4)。支持フレーム11に対する移動フレーム9の固定が、解放される(ステップSa5)。すなわち、クラッチブレーキによる固定が解放される。このとき、移動フレーム9は、長軸方向に沿って、任意に移動可能な状態となる。ハンドル733の操作により、手動動作検知機構71が初期位置に移動される(ステップSa6)と、移動フレーム9は、支持フレーム11に固定される(ステップSa7)。
操作部7におけるハンドル733が、操作者により長軸方向に沿って移動される(ステップSa1)。ハンドル733の移動に対応して、手動動作検知機構71の第1部分711が、長軸方向に移動される(ステップSa2)。リンク機構714を介して、手動動作検知機構71の第2部分712が、短軸方向に移動される(ステップSa3)。第1センサドグ716が検出される(ステップSa4)。支持フレーム11に対する移動フレーム9の固定が、解放される(ステップSa5)。すなわち、クラッチブレーキによる固定が解放される。このとき、移動フレーム9は、長軸方向に沿って、任意に移動可能な状態となる。ハンドル733の操作により、手動動作検知機構71が初期位置に移動される(ステップSa6)と、移動フレーム9は、支持フレーム11に固定される(ステップSa7)。
(鉛直方向移動機能)
鉛直方向移動機能とは、鉛直方向に沿ったハンドル733の操作に応じて、支持フレーム11を鉛直方向に移動させる機能である。以下、鉛直方向移動機能に従う動作(以下、鉛直方向移動動作と呼ぶ)を説明する。
鉛直方向移動機能とは、鉛直方向に沿ったハンドル733の操作に応じて、支持フレーム11を鉛直方向に移動させる機能である。以下、鉛直方向移動機能に従う動作(以下、鉛直方向移動動作と呼ぶ)を説明する。
図9は、鉛直方向移動動作の手順の一例を示すフローチャートである。
操作部7におけるハンドル733が、操作者により鉛直方向に沿って移動される(ステップSb1)。ハンドル733の移動に対応して、鉛直方向移動検知機構73が、鉛直方向に移動される(ステップSb2)。第2センサドグ731の移動が、第2距離センサ群により検出される(ステップSb3)。第2距離センサ群からの出力に基づいて、支持フレーム11の移動方向が決定される(ステップSb4)。鉛直方向にハンドル733に加えられた力に応じて、鉛直方向移動速度が決定される(ステップSb5)。決定された移動方向に沿って、決定された鉛直方向移動速度で、支持フレーム11が移動される(ステップSb6)。
操作部7におけるハンドル733が、操作者により鉛直方向に沿って移動される(ステップSb1)。ハンドル733の移動に対応して、鉛直方向移動検知機構73が、鉛直方向に移動される(ステップSb2)。第2センサドグ731の移動が、第2距離センサ群により検出される(ステップSb3)。第2距離センサ群からの出力に基づいて、支持フレーム11の移動方向が決定される(ステップSb4)。鉛直方向にハンドル733に加えられた力に応じて、鉛直方向移動速度が決定される(ステップSb5)。決定された移動方向に沿って、決定された鉛直方向移動速度で、支持フレーム11が移動される(ステップSb6)。
鉛直方向移動検知機構73が第1弾性体722により初期位置に移動されなければ(ステップSb7)、ステップSb6の動作が繰り返される。このとき、寝台本体3は、鉛直方向に沿って、拡大または収縮する。鉛直方向移動検知機構73が第1弾性体722により初期位置に移動されると(ステップSb7)、支持フレーム11の移動が停止する(ステップSb8)。
(長軸方向移動機能)
長軸方向移動機能とは、ハンドル733の回転操作に応じて、移動フレーム9を長軸方向に移動させる機能である。以下、長軸方向移動機能に従う動作(以下、長軸方向移動動作と呼ぶ)を説明する。
長軸方向移動機能とは、ハンドル733の回転操作に応じて、移動フレーム9を長軸方向に移動させる機能である。以下、長軸方向移動機能に従う動作(以下、長軸方向移動動作と呼ぶ)を説明する。
図10は、長軸方向移動動作の手順の一例を示すフローチャートである。
操作部7におけるハンドル733の回転により、ボールナット751が回転軸735に沿って移動する(ステップSc1)。ハンドル733の回転に応じて、長軸方向移動検知機構75が、短軸方向に移動される(ステップSc2)。第3センサドグ753の移動が、第3距離センサ群により検出される(ステップSc3)。この検出により、支持フレーム11に対する移動フレーム9の固定が解放される(ステップSc4)。第3距離センサ113からの出力に基づいて、移動フレーム9の移動方向が決定される(ステップSc5)。ハンドル733の回転による回転力に応じた長軸方向移動速度が決定される(ステップSc6)。
操作部7におけるハンドル733の回転により、ボールナット751が回転軸735に沿って移動する(ステップSc1)。ハンドル733の回転に応じて、長軸方向移動検知機構75が、短軸方向に移動される(ステップSc2)。第3センサドグ753の移動が、第3距離センサ群により検出される(ステップSc3)。この検出により、支持フレーム11に対する移動フレーム9の固定が解放される(ステップSc4)。第3距離センサ113からの出力に基づいて、移動フレーム9の移動方向が決定される(ステップSc5)。ハンドル733の回転による回転力に応じた長軸方向移動速度が決定される(ステップSc6)。
決定された移動方向に沿って、決定された長軸方向移動速度で、移動フレーム9が移動される(ステップSc7)。なお、移動フレーム9の代わりに、寝台本体3が、決定された移動方向に沿って、決定された長軸方向移動速度で、移動されてもよい。この時、移動フレーム9は、支持フレーム11に固定されたままとなる。長軸方向移動検知機構75が第2弾性体739により初期位置に移動されなければ(ステップSc8)、ステップSc7の動作が繰り返される。
長軸方向移動検知機構75が第2弾性体739により初期位置に移動されると(ステップSc8)、移動フレーム9の移動が停止する(ステップSc9)。この時、移動フレーム9が支持フレーム11に固定される(ステップSc10)。
(変形例)
本変形例は、本実施形態における医用画像診断装置用寝台1を、医用画像診断装置の一例としてのX線CT装置に適用したものである。
本変形例は、本実施形態における医用画像診断装置用寝台1を、医用画像診断装置の一例としてのX線CT装置に適用したものである。
以下、本実施形態における医用画像診断装置用寝台1を有するX線CT装置31について図面を参照しながら説明する。なお、X線CT装置31には、X線管3101とX線検出部3103とが一体として被検体の周囲を回転するRotate/Rotate−Type、リング状にアレイされた多数のX線検出素子が固定され、X線管3101のみが被検体の周囲を回転するStationary/Rotate−Type等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本変形例へ適用可能である。また、画像を再構成するには被検体の周囲一周、360°分の投影データが、またハーフスキャン法でも180°+ファン角度分の投影データが必要とされる。いずれの再構成方式に対しても本変形例へ適用可能である。また、入射X線を電荷に変化するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でX線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、X線によるセレン等の半導体内での電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。X線検出素子としては、それらのいずれの方式を採用してもよい。さらに、近年では、X線管3101とX線検出部3103との複数のペアを回転リング3102に搭載したいわゆる多管球型のX線CT装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本変形例においては、従来からの一管球型のX線CT装置であっても、多管球型のX線CT装置であってもいずれも適用可能である。ここでは、一管球型として説明する。
図11は、本医用画像診断装置用寝台1を有するX線コンピュータ断層撮影装置31の構成の一例を示す構成図である。本変形例に係るX線CT装置31は、架台3100、前処理部3106、再構成部3114、入力部3115、表示部3116、制御部3110、寝台1を有する。
架台3100には、回転支持機構が収容される。回転支持機構は、回転リング3102と、回転軸Zを中心として回転自在に回転リング3102を支持するリング支持機構とリングの回転を駆動する架台駆動部3107(電動機)を有する。回転リング3102には、X線管3101と、高電圧発生部3109と、2次元アレイ型または多列型とも称されるエリア検出器(以下、X線検出部3103と呼ぶ)が搭載されている。
高電圧発生部3109は、X線管3101に印加する管電圧と、X線管3101に供給する管電流とを発生する。高電圧発生部3109は、後述する制御部3110からスリップリング3108を介して入力された制御信号に従って、管電圧と管電流とを発生する。
X線管3101は、高電圧発生部3109からの管電圧の印加および管電流の供給を受けて、X線の焦点からX線を放射する。
コリメータ3121は、X線管3101の前面のX線放射窓に取り付けられる。コリメータ3121は、X線の焦点から放射されたX線を、例えばコーンビーム形(角錐形)に整形する。撮像視野(Field Of View:以下、FOVと呼ぶ)は、図1において点線3112で示されている。X軸は、回転軸Zと直交し、鉛直方向上向きの直線である。Y軸は、X軸および回転軸Zと直交する直線である。以下、説明を簡単にするために、FOVの中心(以下、FOV中心と呼ぶ)は、回転軸上にあるもとのとする。
X線検出部3103は、回転軸Zを挟んでX線管3101に対向する位置およびアングルで取り付けられる。X線検出部3103は、複数のX線検出素子を有する。ここでは、単一のX線検出素子が単一のチャンネルを構成しているものとして説明する。複数のチャンネルは、回転軸Zに直交し、かつ放射されるX線の焦点を中心として、この中心から1チャンネル分のX線検出素子の受光部中心までの距離を半径とする円弧方向(チャンネル方向)とスライス方向との2方向に関して2次元状に配列される。2次元状の配列は、上記チャンネル方向に沿って一次元状に配列された複数のチャンネルを、スライス方向に関して複数列並べて構成される。このような2次元状のX線検出素子配列を有するX線検出部3103は、略円弧方向に1次元状に配列される複数の上記モジュールをスライス方向に関して複数列並べて構成してもよい。また、X線検出部3103は、複数のX線検出素子を1列に配列した複数のモジュールで構成されてもよい。このとき、モジュール各々は、上記チャンネル方向に沿って略円弧方向に1次元状に配列される。
撮影又はスキャンに際しては、X線管3101とX線検出部3103との間の円筒形の撮影領域3111内に、被検体Pが天板5に載置され挿入される。X線検出部3103の出力には、DAS(Data Acquisition System:以下、DASと呼ぶ)と呼ばれる投影データ収集部3104(いわゆるデータ収集回路)が接続されている。
投影データ収集部3104には、X線検出部3103の各チャンネルの電流信号を電圧に変換するI−V変換器と、この電圧信号をX線の曝射周期に同期して周期的に積分する積分器と、この積分器の出力信号を増幅するアンプと、このアンプの出力信号をディジタル信号変換するアナログ・ディジタル・コンバータとが、チャンネルごとに取り付けられている。投影データ収集部3104から出力されるデータ(純生データ(pure raw data))は、磁気送受信又は光送受信を用いた非接触データ伝送部3105を経由して、前処理部3106に伝送される。投影データ収集部3104は、後述する制御部3110による制御のもとで、積分器における積分間隔をスキャンに応じて変更する。
前処理部3106は、投影データ収集部3104から出力された純生データに対して前処理を施す。前処理には、例えばチャンネル間の感度不均一補正処理、X線強吸収体、主に金属部による極端な信号強度の低下または、信号脱落を補正する処理等が含まれる。前処理部3106から出力された再構成処理直前のデータ(生データ(raw data)または、投影データと称される、ここでは投影データという)は、データ収集したときにビュー角を表すデータ(以下、ビュー角データと呼ぶ)と関連付けられて、磁気ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリを備えた図示していない投影データ記憶部に記憶される。すなわち、前処理部3106は、複数のチャンネル各々の投影データを、ビュー角データと関連付けられて発生する。
なお、投影データとは、被検体を透過したX線の強度に応じたデータ値の集合である。ここでは説明の便宜上、ワンショットで略同時に収集したビュー角が同一である全チャンネルにわたる一揃いの投影データを、投影データセットと称する。また、ビュー角は、X線管3101が回転軸Zを中心として周回する円軌道の各位置を、回転軸Zから鉛直上向きにおける円軌道の最上部を0°として360°の範囲の角度で表したものである。なお、投影データセットの各チャンネルに対する投影データは、ビュー角、コーン角、チャンネル番号によって識別される。
再構成部3114は、ビューアングルが360°又は180°+ファン角の範囲内の投影データセットに基づいて、フェルドカンプ法またはコーンビーム再構成法により、略円柱形の3次元画像を再構成する機能を有する。再構成部3114は、例えばファンビーム再構成法(ファンビーム・コンボリューション・バックプロジェクション法ともいう)またはフィルタード・バックプロジェクション法により2次元画像(断層画像)を再構成する機能を有する。フェルドカンプ法は、コーンビームのように再構成面に対して投影レイが交差する場合の再構成法である。フェルドカンプ法は、コーン角が小さいことを前提として畳み込みの際にはファン投影ビームとみなして処理し、逆投影はスキャンの際のレイに沿って処理する近似的画像再構成法である。コーンビーム再構成法は、フェルドカンプ法よりもコーン角のエラーが抑えられる方法として、再構成面に対するレイの角度に応じて投影データを補正する再構成法である。再構成部3114は、後述する制御部3110により制御のもとで、スキャンに応じて再構成に用いる投影データセットを選択する。
図示していないインターフェースは、本X線コンピュータ断層撮影装置31と電子的通信回線(以下、ネットワークと呼ぶ)とを接続する。ネットワークには、図示していない放射線部門情報管理システムおよび図示していない病院情報システムなどが接続される。
表示部3116は、再構成部3114で再構成された医用画像、X線コンピュータ断層撮影のために設定される条件などを表示する。
入力部3115は、操作者からの各種指示・命令・情報・選択・設定を本X線コンピュータ断層撮影装置1に取り込む。取り込まれた各種指示・命令・情報・選択・設定は、後述する制御部3110などに出力される。入力部115は、図示しないが、関心領域(ROI)の設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等を有する。入力部3116は、架台3100を覆う架台カバーに設けられてもよい。
入力部3115は、後述する寝台1における天板5の移動に関する操作を入力する。具体的には、入力部3115は、長軸方向および鉛直方向に沿った天板5(移動フレーム9または支持フレーム11)の移動方向および移動速度、天板5の移動のオン、オフなどを入力する。
入力部3115は、表示画面上に表示されるカーソルの座標を検出し、検出した座標を制御部3110に出力する。なお、入力部3115は、表示画面を覆うように設けられたタッチパネルでもよい。この場合、入力部3115は、電磁誘導式、電磁歪式、感圧式等の座標読み取り原理でタッチ指示された座標を検出し、検出した座標を制御部3110に出力する。
制御部3110は、本X線コンピュータ断層撮影装置31の中枢として機能する。制御部3110は、図示しないCPUとメモリとを備える。制御部3110は、図示していないメモリに記憶された検査スケジュールデータと制御プログラムとに基づいて、X線コンピュータ断層撮影のために高電圧発生部3109、および架台3100などを制御する。具体的には、制御部3110は、後述する入力部3115および図示していない放射線部門情報管理システムおよび図示していない病院情報システムなどから送られてくる操作者の指示などを、一時的に図示していないメモリに記憶する。制御部3110は、メモリに一時的に記憶されたこれらの情報に基づいて、高電圧発生部3109、および架台3100などを制御する。制御部3110は、所定の画像発生・表示等を実行するための制御プログラムを、図示していない記憶部から読み出して自身が有するメモリ上に展開し、各種処理に関する演算・処理等を実行する。
寝台1は、寝台本体3と、天板5と、操作部7と、移動フレーム9と、支持フレーム11とを有する。図12は、本医用画像診断装置用寝台1を有するX線CT装置31の側面を示す側面図である。
天板5と操作部7とは、移動フレーム9により支持される。操作部7は、移動フレーム9の端部に設けられる。支持フレーム11は、検出部13と、固定部15とを有し、移動フレーム9を天板5の長軸方向に移動可能に支持する。固定部15は、移動フレーム9と支持フレーム11とを所定の信号が入力されるまで固定する。
寝台本体3は、支持フレーム11を鉛直方向に移動可能に支持する。寝台本体3は、決定部17と、移動部19とを有する。決定部17は、検出部13からの出力に基づいて、移動フレーム9の移動方向と移動速度、支持フレーム11の移動方向と移動速度とを決定する。移動部19は、決定された移動方向と移動速度とに従って、移動フレーム9または支持フレーム11を移動させる。移動部19は、検出部13による検出結果に従って、長軸方向に移動フレーム9を移動させる。
以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態における医用画像診断装置用寝台1によれば、寝台1の操作機構を天板5の端部の操作部7のハンドル733に集約して設けることができる。このため、操作者は、被検体に近い位置で、天板5の移動に関する操作を実行することができる。加えて、ハンドル733に加える力の方向と大きさに比例して寝台1および天板5が動作するため、操作者にとって入力が直観的なものとなる。例えば、X線CT装置31の操作に慣れていない新人の看護婦でも、安心して寝台1および天板5を操作することができる。さらに、操作部7から寝台本体3まで信号伝達のためのケーブルを引き回す必要がないため、ケーブルの屈曲による断線などの危険性はない。このため、本医用画像診断装置用寝台1の信頼性は、向上する。
本実施形態における医用画像診断装置用寝台1によれば、寝台1の操作機構を天板5の端部の操作部7のハンドル733に集約して設けることができる。このため、操作者は、被検体に近い位置で、天板5の移動に関する操作を実行することができる。加えて、ハンドル733に加える力の方向と大きさに比例して寝台1および天板5が動作するため、操作者にとって入力が直観的なものとなる。例えば、X線CT装置31の操作に慣れていない新人の看護婦でも、安心して寝台1および天板5を操作することができる。さらに、操作部7から寝台本体3まで信号伝達のためのケーブルを引き回す必要がないため、ケーブルの屈曲による断線などの危険性はない。このため、本医用画像診断装置用寝台1の信頼性は、向上する。
加えて、本実施形態の変形例に係る本医用画像診断装置用寝台1を有するX線CT装置31によれば、図12に示すように、被検体の頭部が架台3100に近い場合、架台3100に設けられた入力部3115における操作で、寝台1および天板5に関する操作を実行することができる。一方、図12における被検体の向きが、長軸方向に関して反対である場合、すなわち被検体の脚部が架台3100に近い場合、操作部7におけるハンドル733の操作により、寝台1および天板5に関する操作を実行することができる。
以上のことから、本実施形態における医用画像診断装置用寝台1によれば、寝台1及び天板5に関する操作機構が天板5の端部に設けられたハンドル733に集約され、操作が直観的であって高い信頼性を有する操作機構を具備する医用画像診断装置用寝台1を提供することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…医用画像診断装置用寝台、3…寝台本体、5…天板、7…操作部、9…移動フレーム、11…支持フレーム、13…検出部、15…固定部、17…決定部、19…移動部、31…X線コンピュータ断層撮影装置、71…手動動作検知機構、73…鉛直方向移動検知機構、75…長軸方向移動検知機構、91…第1直動軸受、93…第2直動軸受、110…第6直動軸受、111…第1距離センサ、112…第2距離センサ、113…第3距離センサ、711…第1部分、712…第2部分、714…リンク機構、716…第1センサドグ、718…第3直動軸受、720…第4直動軸受、722…第1弾性体、731…第2センサドグ、733…ハンドル、735…ハンドルの回転軸、736…回転方向、737…第5直動軸受、739…第2弾性体、743…ボールねじ、751…ボールナット、753…第3センサドグ、1110…第1の間隔、1120…第2の間隔、1123…第3の間隔、1130…第4の間隔、1131…第5の間隔、3100…架台、3101…X線管、3102…回転リング、3103…X線検出部、3104…投影データ収集部、3105…非接触データ伝送部、3106…前処理部、3107…架台駆動部、3108…スリップリング、3109…高電圧発生部、3110…制御部、3111…撮影領域、3112…撮像視野、3114…再構成部、3115…入力部、3116…表示部、3121…コリメータ、7141…第1部材、7142…第2部材、7143…ピン、7145…ピン、7146…ピン、7147…ピン
Claims (6)
- 被検体を載置する天板と、
前記天板の複数の移動方向と前記移動方向にそれぞれ対応する複数の移動速度とに関する所定の入力操作が実行される操作部と、
前記天板と前記操作部とを支持し、前記天板の長軸方向に沿って移動される移動フレームと、
前記移動フレームを前記長軸方向に移動可能に支持する支持フレームと、
前記支持フレームに設けられ、前記支持フレームと前記移動フレームとを非接触で、前記移動方向と前記移動速度とに関する前記入力操作を検出する複数の検出部と、
前記検出部からの出力に基づいて、前記天板の移動方向と移動速度とを決定する決定部と、
前記決定された移動方向と移動速度とに従って、前記移動フレームまたは前記支持フレームを移動させる移動部と、
を具備することを特徴とする医用画像診断装置用寝台。 - 前記操作部は、
前記天板の短軸方向を回転軸として回転可能であって、前記天板の鉛直方向に移動可能なハンドルを有し、
前記検出部は、
前記天板の長軸方向に沿った第1の移動方向を、前記ハンドルの回転方向により検出し、
前記天板の鉛直方向に沿った第2の移動方向を、前記ハンドルの鉛直方向への移動方向により検出し、
前記第1の移動方向における移動速度を、前記回転軸の回転力により検出し、
前記第2の移動方向の移動速度を、前記鉛直方向に加えられた力により検出すること、
を特徴とする請求項1に記載の医用画像寝台装置用寝台。 - 前記移動フレームを前記支持フレームに固定する固定部を有し、
前記操作部は、前記ハンドルを前記長軸方向に沿って移動可能に支持し、
前記固定部は、前記ハンドルの前記長軸方向への移動の検出を契機として、前記支持フレームに対する前記移動フレームの固定を解放し、
前記移動フレームは、前記固定の解放により、前記第1の移動方向に沿って移動可能な状態となること、
を特徴とする請求項2に記載の医用画像診断装置用寝台。 - 前記検出部は、前記回転力および前記鉛直方向に加えられた力に応じて、多段階的に移動速度を検出すること、
を特徴とする請求項2に記載の医用画像診断装置用寝台。 - 前記検出部は、前記回転力および前記鉛直方向に加えられた力に応じて、無段階的に前記移動速度を検出すること、
を特徴とする請求項2に記載の医用画像診断装置用寝台。 - X線を発生するX線発生部と、
前記X線発生部で発生され、被検体を透過したX線を検出するX線検出部と、
前記X線検出部からに出力に基づいて、前記被検体の医用画像を再構成する再構成部と、
前記被検体を載置する天板を移動可能に支持する寝台とを具備し、
前記寝台は、
前記天板の複数の移動方向と前記移動方向にそれぞれ対応する複数の移動速度とに関する所定の入力操作が実行される操作部と、
前記天板と前記操作部とを支持し、前記天板の長軸方向に沿って移動される移動フレームと、
前記移動フレームを前記長軸方向に移動可能に支持する支持フレームと、
前記支持フレームに設けられ、前記支持フレームと前記移動フレームとを非接触で、前記移動方向と前記移動速度とに関する前記入力操作を検出する複数の検出部と、
前記検出部からの出力に基づいて、前記天板の移動方向と移動速度とを決定する決定部と、
前記決定された移動方向と移動速度とに従って、前記移動フレームまたは前記支持フレームを移動させる移動部とを有すること、
を特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012200838A JP2014054388A (ja) | 2012-09-12 | 2012-09-12 | 医用画像診断装置用寝台およびx線コンピュータ断層撮影装置 |
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JP2012200838A JP2014054388A (ja) | 2012-09-12 | 2012-09-12 | 医用画像診断装置用寝台およびx線コンピュータ断層撮影装置 |
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JP2014054388A true JP2014054388A (ja) | 2014-03-27 |
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JP (1) | JP2014054388A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017209160A (ja) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | 東芝メディカルシステムズ株式会社 | X線コンピュータ断層撮影装置及び寝台装置 |
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2012
- 2012-09-12 JP JP2012200838A patent/JP2014054388A/ja active Pending
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JP2017209160A (ja) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | 東芝メディカルシステムズ株式会社 | X線コンピュータ断層撮影装置及び寝台装置 |
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