JP2022164096A - 移動型放射線撮影装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】台車の走行によって移動したり、アームが回転する場合でも、比較的安定した無線通信が可能な移動型放射線撮影装置を提供する。【解決手段】移動型放射線撮影装置は、放射線源と、放射線源から照射され被写体を透過した放射線を受けることにより被写体の放射線画像を検出する放射線画像検出器と、放射線源と放射線画像検出器とを保持するアームと、アームが回転可能に取り付けられる本体部と、本体部が搭載される台車と、外部機器と無線通信するために電波を放射するアンテナであって、アームが回転しても電波の放射方向が変化しない箇所に設けられ、かつ、電波の放射方向を変化させることが可能なアンテナとを備えている。【選択図】図6

Description

本開示の技術は、移動型放射線撮影装置に関する。
医療分野において被写体の放射線画像を撮影する放射線撮影装置が知られている(特許文献1参照)。特許文献1に記載の放射線撮影装置は、可搬型の放射線画像検出器と、放射線画像検出器で検出された放射線画像を表示するコンソールとを備えている。また、放射線画像検出器には、放射線画像をコンソールに無線送信するためのアンテナが設けられている。
国際公開2006/101231号公報
放射線撮影装置の中には、例えば手術中の動画撮影などに用いられる移動型放射線撮影装置がある。このような移動型放射線撮影装置は、放射線を発生する放射線源と放射線画像検出部とを保持するアームと、アームが回転可能に取り付けられる本体部と、本体部が搭載される台車とを備えている。アームは、例えば、C字形状をしたいわゆるCアームを有しており、Cアームの両端にそれぞれ放射線源と放射線画像検出部とが設けられている。
こうした回転可能なアームを有する移動型放射線撮影装置に、外部機器に対して放射線画像を無線送信するためのアンテナを設けることが検討されている。アンテナは、通信相手の外部機器に向けて放射する電波が遮蔽されにくい位置に設けられることが好ましい。放射線源及び放射線画像検出部を保持するアームの上端は比較的高い位置にあるため、アームの上端にアンテナを設けることが考えられるが、この位置では、アームの回転により外部機器とアンテナとの相対的な位置が変化してしまうため、安定した通信が難しいという問題がある。
また、移動型放射線撮影装置は、台車の走行により移動する。そのため、アーム以外の場所に単にアンテナを固定するだけでは、台車が走行した場合の外部機器とアンテナとの相対的な位置の変化に対応することができず、やはり安定した通信が難しいという問題があった。
特許文献1には、可搬型の放射線画像検出器にアンテナを設けることが記載されているが、移動型放射線撮影装置にアンテナを設けること、移動型放射線撮影装置にアンテナを設ける場合の問題点については開示も示唆もされていない。
本開示の技術は、台車の走行によって移動したり、アームが回転する場合でも、比較的安定した無線通信が可能な移動型放射線撮影装置を提供する。
本開示の技術に係る移動型放射線撮影装置は、放射線源と、放射線源から照射され被写体を透過した放射線を受けることにより被写体の放射線画像を検出する放射線画像検出部と、放射線源と放射線画像検出部とを保持するアームと、アームが回転可能に取り付けられる本体部と、本体部が搭載される台車と、外部機器と無線通信するために電波を放射するアンテナであって、アームが回転しても電波の放射方向が変化しない箇所に設けられ、かつ、電波の放射方向を変化させることが可能なアンテナとを備えている。
電波の周波数帯は60GHz帯であってもよい。
アームは、側面視した場合の形状がC字形状のCアームであってもよい。
アンテナは、本体部の上面側に設けられていてもよい。
アームを回転可能に支持する支持部であって、本体部の上部側に配置され、かつ、本体部に対して昇降可能な支持部を備えており、アンテナは、支持部に設けられていてもよい。
アンテナが電波を放射する放射方向は、水平方向を基準に上方に向けて傾斜しており、水平方向を基準とする傾斜角度をαとすると、αは以下の条件式(1)を満足してもよい。
0°<α<90° ・・・条件式(1)
傾斜角度は、電波がアームによって遮蔽されない角度に固定されていてもよい。
アンテナは、傾斜角度が可変であってもよい。
本体部の上面側から本体部の上方に延びるアンテナ用支柱に、アンテナは取り付けられていてもよい。
アンテナの上端は、アームの一端が到達可能な最高到達位置未満であってもよい。
アンテナは、鉛直方向に延びる軸回りに回転可能であってもよい。
アンテナの電波の放射方向にアームが存在する位置を基準位置とした場合に、アンテナの回転角度範囲は、基準位置に対して±90°の範囲であってもよい。
操作に用いられるコンソールモニタを備えており、アンテナは、コンソールモニタと物理的に干渉しない範囲で変位可能であってもよい。
アンテナの向きを固定するロック機構を備えていてもよい。
外部機器との相対的な位置の変化に基づいてアンテナの向きを調整する向き調整機構を備えていてもよい。
向き調整機構は、鉛直方向に延びる軸回りの本体部の回転を検知するセンサと、アンテナを本体部と逆向きに回転させるアクチュエータとを備えていてもよい。
向き調整機構は、外部機器の位置を検知する位置センサと、位置センサが検知した外部機器の位置にアンテナの向きを追従させるアクチュエータとを備えていてもよい。
アンテナを用いる無線通信部に加えて、ケーブルを用いる有線通信部を備えていてもよい。
アンテナを用いた無線通信を行う無線通信部は、周波数帯が60GHz帯の電波を用いるワイヤレスHDMI(登録商標)規格の無線通信部であってもよい。
外部機器は、台車を有し、台車の走行によって移動可能な移動型モニタ装置であってもよい。
本開示の技術によれば、台車の走行によって移動したり、アームが回転する場合でも、比較的安定した無線通信が可能な移動型放射線撮影装置を提供することができる。
移動型放射線撮影システムを示す全体斜視図である。 移動型放射線撮影装置の側面図である。 アームを軸回転させた場合の移動型放射線撮影装置の側面図である。 アームを軌道回転させた場合の移動型放射線撮影装置の側面図である。 アームを上昇させた場合の移動型放射線撮影装置の側面図である。 アンテナの斜視図である。 アンテナの回転範囲を示す図である。 アンテナのロック機構を示す図である。 移動型モニタ装置のアンテナの拡大斜視図である。 移動型モニタ装置の拡大斜視図である。 移動型放射線撮影システムの通信に関する機能ブロック図である。 移動型放射線撮影装置と移動型モニタ装置の位置関係の一例を示す図である。 移動型放射線撮影装置と移動型モニタ装置の位置関係の別の例を示す図である。 アンテナの傾斜角度を変化させる例を示す図である。 アンテナを昇降させる例を示す図である。 第1例の向き調整機構を示す図である。 第1例の向き調整機構の作動図である。 第2例の向き調整機構を示す図である。 第2例の向き調整機構の作動図である。 第3例の向き調整機構を示す図である。 第3例の向き調整機構の作動図である。 無線通信をする場合の接続ケーブルの接続状態を示す図である。 中継器の配置を示す図である。 有線通信をする場合の接続ケーブルの接続状態を示す図である。
「第1実施形態」
以下、本開示の実施形態に係る移動型放射線撮影システム(以下、単に放射線撮影システムという)10について、図面を参照して順に説明する。図1に示すように、放射線撮影システム10は、移動型放射線撮影装置(以下、単に放射線撮影装置という)11と、移動型モニタ装置(以下、単にモニタ装置という)12とを備えている。以下、図中において、矢印Xは放射線撮影装置11の前後方向、矢印Yは放射線撮影装置11の幅方向、矢印Zは鉛直方向である上下方向を指す。
放射線撮影装置11は、被写体Hの放射線画像を撮影する装置である。放射線撮影装置11は、例えば、被写体Hの動画撮影および静止画撮影が可能である。動画撮影は、例えば、手術の際に被写体Hの処置対象部位を動画で表示する場合(透視撮影などとも呼ばれる)に行われる。モニタ装置12は、放射線撮影装置11と通信可能な外部機器の一例であり、放射線撮影装置11によって撮影された動画又は静止画の放射線画像を表示することが可能である。
放射線撮影装置11及びモニタ装置12はどちらも移動型であるため、それぞれの設置場所を個別に移動したり、向きを変化させることが可能である。放射線撮影装置11及びモニタ装置12のいずれかが移動等すると、両者の相対的な位置関係が変化する。
放射線撮影装置11は、放射線源21と、放射線画像検出部22と、アーム23と、本体部24と、台車26と、アンテナ27とを備えている。モニタ装置12は、モニタ51と、アンテナ52と、モニタ用支柱53と、台車54とを備えている。アンテナ27及びアンテナ52は、放射線撮影装置11からモニタ装置12に対して放射線画像を無線送信するために用いられる。モニタ装置12は、台車54を有し、台車54の走行によって移動可能である。台車54はキャスター54Aを有しており、キャスター54Aの回転によって走行する。
図1及び図2に示すように、アーム23は、一例として、側面視した場合の形状がC字形状のCアームである。Cアームは、より正確には、後述する軌道回転が可能なように、少なくとも一部に円弧形状を有するアームである。本体部24には、アーム23が変位可能に取り付けられる。以下において、アーム23が設けられている側を放射線撮影装置11の前方、本体部24が設けられている側を放射線撮影装置11の後方とする。
アーム23は2つの端部を有しており、アーム23の一方の端部には放射線源21が設けられ、他方の端部には放射線画像検出部22が設けられている。アーム23は、放射線源21と放射線画像検出部22とを対向する姿勢で保持することが可能である。放射線源21と放射線画像検出部22との間には被写体H及び被写体Hが仰臥される寝台Sを挿入可能な間隔が確保されている。なお、以下、アーム23の側面視(図2参照)にて、アーム23を基準として放射線源21及び放射線画像検出部22が設けられている方向をアーム23の前方、かつ、本体部24側をアーム23の後方と呼ぶことがある。
図2に示すように、放射線撮影装置11において、放射線源21は、放射線を発生する放射線管21Aと、放射線の照射野を絞る照射野限定器(コリメータ等とも呼ばれる)21Bを備えている。放射線は例えばX線である。放射線管21Aは、陰極から発生する電子を陽極に衝突させることにより、放射線Xを発生する。陽極において電子が衝突する位置が放射線Xを発生する焦点Fとなる。
放射線画像検出部22は、放射線源21から照射され被写体Hを透過した放射線Xを受けることにより被写体Hの放射線画像を検出する。放射線画像検出部22は、検出パネル22Aと、検出パネル22Aを収容するケース22Bとを備えている。ケース22Bは例えばアーム23から取り外すことが可能である。ケース22Bから検出パネル22Aを取り外すことが可能であり、また、例えば、ケース22Bに収容する検出パネル22Aの種類又はサイズを変更することも可能である。
検出パネル22Aは、例えば、デジタルラジオグラフィ(DR;Digital Radiography)方式のフラットパネルディテクタ(FPD;flat panel detector)である。FPDは、複数の画素を2次元に配列した検出面と、画素を駆動するための図示しない薄膜トランジスタ(TFT;thin film transistor)パネルと、を有している。検出パネル22Aは、入射した放射線を電気信号に変換し、変換された電気信号に基づいて被写体Hを示す放射線画像を出力する。検出パネル22Aとしては、例えば、放射線をシンチレータによって可視光に変換し、変換された可視光を電気信号に変換する間接変換型が使用される。なお、検出パネル22Aとしては、放射線を直接電気信号に変換する直接変換型でもよい。また、放射線画像検出部22としては、検出パネル22AとしてFPDを用いる構成以外でもよく、例えば、イメージインテンシファイア(I.I;Image Intensifier)とカメラを組み合わせた構成を採用することも可能である。
アーム23の円弧形状部分には、本体部24側に配置された接続部28が取り付けられている。接続部28は、支持部29に取り付けられている。そして、支持部29は本体部24に取り付けられている。このように、アーム23は、接続部28及び支持部29を介して間接的に、本体部24に取り付けられている。
アーム23は、術者などのオペレータOPの手動操作によって回転操作が可能である。
アーム23の側方には、C字形状の外形に沿ってハンドル23Aが設けられている。ハンドル23Aは、例えば、アーム23を回転させる際に用いられる。
アーム23の回転としては、まず、アーム23は、本体部24の前後方向に延びる軸(図2においてX方向に延びる軸)回りの回転である軸回転が可能となっている。支持部29は、本体部24の前後方向に延びており、内部において、アーム23が軸回転するための回転軸(図示せず)を回転可能に収容する。支持部29の前方に配置される接続部28は、回転軸に固定されており、アーム23と一緒に軸回転する。支持部29は、内部において回転軸が回転するが、回転軸を収容する支持部29の筐体自体は軸回転しない。
この軸回転によって、アーム23の両端に設けられた放射線源21及び放射線画像検出部22の被写体Hに対する上下方向の位置を反転させることができる。すなわち、アーム23の姿勢を、図1及び図2に示すように、放射線画像検出部22に対して放射線源21が下方に配置される姿勢にしたり、反対に、図3に示すように、放射線画像検出部22に対して放射線源21が上方に配置される姿勢に変化させることができる。
ここで、図1及び図2に示すアーム23の姿勢は、放射線源21に含まれる放射線管21A(図2参照)が被写体Hの下方に位置するため、アンダーチューブ姿勢などと呼ばれる。一方、図3に示すアーム23の姿勢は、放射線管21Aが被写体Hの上方に位置するため、オーバーチューブ姿勢などと呼ばれる。
図3に示すオーバーチューブ姿勢では、アンダーチューブ姿勢と比較して、放射線画像検出部22が寝台Sの位置に近くなり、放射線源21と被写体Hとの間の距離を広くとることができる。そのため、比較的広範な領域を撮影することが可能である。このため、オーバーチューブ姿勢は、主に被写体Hの静止画撮影に用いられることが多い。一方、アンダーチューブ姿勢は、放射線源21から照射される放射線が寝台S等によって一部遮蔽されるため、被写体H(図1参照)の周囲にいるオペレータOP等の被ばく量を低減することができる。このため、アンダーチューブ姿勢は、放射線の継続的な照射を行う動画撮影に用いられることが多い。
また、図4に示すように、アーム23は、軌道回転が可能である。軌道回転とは、円弧状のアーム23の外形を軌道とし、Y方向に延びる仮想の軸線を中心とする回転である。アーム23は接続部28に対して軌道回転可能な状態で取り付けられている。
このように、アーム23の回転には、軸回転と軌道回転の2種類の回転が含まれる。支持部29は、アーム23を回転可能に支持する。そして、支持部29は本体部24に取り付けられているため、アーム23は、支持部29を介して間接的に、本体部24に回転可能に取り付けられている。
また、放射線源21は、アーム23に対してY方向に延びる軸線を中心として回転可能に取り付けられている。放射線源21の回転中心は、放射線管21Aの焦点Fである。図4に示すように、アーム23の軌道回転と、アーム23に対する放射線源21の回転とを行うことにより、例えば、放射線画像検出部22とは別のポータブルの放射線画像検出器(いわゆる電子カセッテ)31を放射線源21と対向して配置させることが可能となる。これにより、放射線画像検出部22の代わりに、放射線画像検出器31と放射線源21とを組み合わせた撮影も可能となる。
また、図5に示すように、支持部29は、本体部24に対して上下方向に昇降可能に取り付けられている。そして、支持部29が昇降することによって、アーム23を昇降させることが可能である。支持部29は、図1(図6も参照)に示したとおり、本体部24の上部側に配置されている。
図1及び図2に示すように、放射線撮影装置11の本体部24は、縦長の略直方体形状をしている。本体部24の後方は、傾斜面となっており、本体部24は、上方から下方に向かって本体部24の前後方向の幅が広がっている。本体部24は、台車26に搭載されている。台車26は、複数のキャスター26Aを有しており、床面30を走行することが可能である。また、キャスター26Aの少なくとも一部は旋回する操舵輪となっている。操舵輪を有するため、台車26が進む方向を容易に変更させることが可能である。
本体部24の上部にはハンドル36が設けられている。ハンドル36は、オペレータOPによって把持され、放射線撮影装置11を移動させる場合に用いられる。ハンドル36は、一例としてパイプ状であり、本体部24の側方及び後方を取り囲むように設けられている。
また、本体部24の背面には、放射線撮影を開始するための照射スイッチ39が設けられている。照射スイッチ39の操作により、放射線の照射を開始する指示が入力される。照射スイッチ39は、例えば、伸縮ケーブルを介して本体部24に取り付けられており、伸縮ケーブルを伸ばすことにより、本体部24から離れた位置で照射スイッチ39を操作することが可能である。
また、本体部24の上面24Aにおいて、幅方向(すなわちY方向)の中央には、支持部29を収容する凹部が形成されている。支持部29は、前後方向が長手方向となる角筒状をしており、上面24Aは、本体部24の上面24Aと同様にほぼ平坦である。支持部29を本体部24の凹部に収容した状態では、本体部24の上面24Aと、支持部29の上面29Aとは、ほぼ同じ高さである。
支持部29の上面29Aには、コンソールモニタ37が設けられている。コンソールモニタ37は、操作に用いられるコンソールモニタの一例である。コンソールモニタ37の表示画面には、放射線撮影装置11の設定等を行うための操作画面が表示される他、放射線撮影装置11が撮影した放射線画像を表示することも可能である。放射線撮影装置11の設定としては、例えば、放射線管21Aの管電圧、管電流、及び放射線の照射時間等の照射条件などがある。動画撮影の場合には、基本的に、照射時間は設定されず、動画撮影の開始が指示された後、終了の指示が入力するまで動画撮影が継続される。
コンソールモニタ37は、支持アーム37Aを介して支持部29の上面29Aに取り付けられている。支持アーム37Aは、上下方向(すなわちZ方向)に延びる軸回りに回転可能である。これにより、コンソールモニタ37は、Z方向に延びる軸回りに回転させることが可能である。コンソールモニタ37は、初期位置では、表示画面が本体部24の後方を向いている。また、コンソールモニタ37は、Y方向に延びる軸回りに回転可能に取り付けられており、これによりチルトさせることも可能である。
また、支持部29の上面29Aには、コンソールモニタ37に加えて、アンテナ27が設けられている。アンテナ27は、上述のとおり、外部機器の一例であるモニタ装置12と無線通信するための電波を放射する無線通信用のアンテナである。アンテナ27は、本開示のアンテナの一例である。アンテナ27は、上下方向(すなわちZ方向)に延びるアンテナ用支柱38を介して上面29Aに設けられている。このように、アンテナ27は、本体部24の上面24A側に設けられている。また、アンテナ用支柱38は、支持部29の上面29Aに下端が取り付けられており、本体部24の上方に延びている。すなわち、本体部24の上面24A側から本体部24の上方に延びる支柱の一例であるアンテナ用支柱38に、アンテナ27は取り付けられている。また、支持部29は、アーム23が回転しても電波の放射方向RDが変化しない箇所の一例である。
図2に示すように、アンテナ27の上端は、アーム23の一端が到達可能な最高到達位置未満である。すなわち、図2においてアンテナ27の上端の高さをT1とし、アーム23の最高到達位置をT0とした場合、T1とT0の関係は、T1<T0である。
図5に示したとおり、アーム23は支持部29とともに昇降可能である。そして、本例においては、アーム23の支持部29にアンテナ27が設けられているため、アーム23の昇降に伴ってアンテナ27も昇降する。そのため、本例においては、アーム23が昇降しても、アーム23の最高到達位置T0とアンテナ27の上端の高さT1との間のT1<T0という関係は変化しない。すなわち、アーム23に対するアンテナ27の相対的な高さは変化しない。
また、アンテナ27が取り付けられる箇所は支持部29であり、支持部29は、アーム23が回転(軌道回転又は軸回転)しても、変位しない。すなわち、アンテナ27は、アーム23が回転しても電波の放射方向が変化しない箇所に設けられている。また、後述するように、アンテナ27は、アーム23の回転とは独立に電波の放射方向RDを変化させることが可能である。
本例において、アンテナ27は、放射線撮影装置11が撮影した放射線画像を変調した電波を放射する。アンテナ27が放射する電波をモニタ装置12が受信することにより、モニタ装置12に放射線画像を表示させることができる。モニタ装置12は、放射線撮影装置11とは独立した装置であり、移動可能である。そのため、例えば、図1に示すように、放射線撮影装置11と間隔を空けて配置することが可能であり、術者などのオペレータOPが視認しやすい位置にモニタ装置12を配置することが可能である。
モニタ装置12を移動させると、放射線撮影装置11とモニタ装置12との相対的な位置が変化する。これにより、放射線撮影装置11のアンテナ27とモニタ装置12のアンテナ52との相対的な位置も変化する。これにより、アンテナ27とアンテナ52との間で送受信される電波の電波強度が変化したり、アンテナ27とアンテナ52との間に電波を遮蔽する遮蔽物(人を含む)が進入する場合がある。このような場合に、アンテナ27の電波を放射する向きを変化させることにより、無線通信の通信品質を安定させることができる。
図2に示すように、アンテナ27は、初期位置では、電波の放射方向RDが本体部24の前方に向く姿勢で配置されている。本例のアンテナ27は、電波の放射面が平面で構成される板状のアンテナであり、初期位置においては、放射面が前方を向いている。ここで、放射方向RDは、電波の進行方向を代表する方向であり、電波が放射面を基点に広がる広がり角を有する場合は、広がり角の中心と一致する方向である。
さらに、アンテナ27が電波を放射する放射方向RDは、水平方向HL(図2においてXY平面と平行な方向)を基準に上方に向けて傾斜している。水平方向HLを基準とする傾斜角度をαとすると、本例においては、傾斜角度αは45°であり、傾斜角度αは固定されている。アンテナ27の電波の放射方向RDを水平方向HLに対して上方に45°傾斜させることで、例えば、天井56に向けて電波を放射することができる。天井56に到達した電波は天井56で反射する。傾斜角度αを45°とすることで、天井56の反射を利用して電波をモニタ装置12へ送信することが可能である。
また、傾斜角度αは、電波がアーム23によって遮蔽されない角度に固定されている。本例の45°という傾斜角度αは、電波がアーム23によって遮蔽されない角度の一例である。図2に示すように、傾斜角度αが45°の場合は、アンテナ27が放射する電波は、アンテナ27の前方に配置されるアーム23の上方を進むため、電波がアーム23によって遮蔽されない。
また、本体部24の上面24A側から本体部24の上方に延びるアンテナ用支柱38に、アンテナ27は取り付けられている。アンテナ用支柱38にアンテナ27を取り付けることによって、本体部24の上面24Aよりも高い位置にアンテナ27を配置することができる。
図6及び図7に示すように、アンテナ27は、鉛直方向である上下方向に延びる軸回りに回転可能である。アンテナ27の回転中心ROは、例えば、アンテナ用支柱38の中心軸と一致する。図7に示すように、平面視において、アンテナ27の電波の放射方向RDにアーム23が存在する位置を基準位置とした場合に、アンテナ27の回転角度範囲は、基準位置に対して±90°の範囲である。本例において、図7(A)に示す位置は、放射線撮影装置11を平面視した場合に、アンテナ27の電波の放射方向RDにアーム23が存在する基準位置となる。基準位置は、より具体的には、アンテナ27の電波の放射方向RDが、本体部24の前後方向と平行になる位置である。この基準位置に対して、アンテナ27は、図7(B)に示す-90°の位置と、図7(C)に示す+90°の位置の範囲内で回転可能である。これにより、放射線撮影装置11とモニタ装置12との相対的な位置が変化した場合に、アンテナ27の向きを調整することが可能である。
アンテナ27とコンソールモニタ37は、どちらも支持部29の上面29Aに取り付けられており、本体部24の前後方向において並べて配置されている。図7に示すように、少なくともコンソールモニタ37が初期位置(表示画面が後方を向く位置)にある状態では、アンテナ27は、コンソールモニタ37と物理的に干渉しない範囲で変位可能である。具体的には、アンテナ27の回転範囲にコンソールモニタ37が進入しないように、初期位置にあるコンソールモニタ37との間隔を空けてアンテナ27が配置されている。
また、アンテナ27は、アーム23の後方に配置されており、本体部24の前後方向におけるアンテナ27とアーム23の間隔は固定されている。そのため、アンテナ27はアーム23とも物理的に干渉しない位置に配置されている。
また、図8に示すように、アンテナ27の向きを固定するロック機構41を備えている。ロック機構41は、図7に示すアンテナ27の回転範囲内の任意の位置で、アンテナ27の向きを固定する。図8(A)は、アンテナ27及びアンテナ用支柱38の側面図であり、図8(B)は、ロック機構41の概念図である。ロック機構41は、アンテナ用支柱38に設けられた回転操作部41Aを有している。ロック機構41は、回転操作部41Aを手動操作によって回転させることにより、アンテナ27の向きを固定するロック状態と、ロックを解除してアンテナ27の回転を許容するロック解除状態とに切り替えが可能である。ロック機構41は、例えば、回転操作部41Aを回転させると、アンテナ27を回転させる回転軸の摩擦抵抗が変化する。この摩擦抵抗の変化により、ロック状態とロック解除状態とを切り替える機構である。なお、ロック機構41としてはアクチュエータを用いた電動の機構を用いてもよい。
図9に示すように、アンテナ27は、例えば、2つのアンテナユニット27Aが内蔵されている。2つのアンテナユニット27Aを有することにより、例えば、MIMO(multiple-input and multiple-output)方式の無線通信が可能となる。これにより無線通信の通信品質及びスループットが向上する。
アンテナユニット27Aは、無線出力I/F(Inter/Face)61に接続されている。無線出力I/F61は、アンテナ27を用いた無線通信を行う無線通信部の一例である。無線出力I/F61は、本例では、周波数帯が60GHz帯の電波を用いるワイヤレスHDMI(登録商標)(High-Definition Multimedia Interface)規格の無線通信部である。無線出力I/F61は、映像信号を電波に変調して出力する変調回路、及び通信プロトコルに従った伝送制御を行う通信回路などで構成される。
図10に示すように、モニタ装置12は、2つのモニタ51を備えている。そのため、一方のモニタ51に動画を表示し、他方のモニタ51に静止画を表示するといった使い方が可能である。静止画としては、放射線撮影装置11で撮影した静止画でもよいし、図示しない画像サーバから読み込んだ静止画でもよい。
モニタ装置12のアンテナ52にも、アンテナ27のアンテナユニット27Aと同様の規格のアンテナユニット52A(図11参照)が2つ内蔵されている。アンテナ52は、アンテナ27からの電波を受信するために用いられる。アンテナユニット52Aは、無線入力I/F(Inter/Face)66に接続されている。無線入力I/F66は、アンテナ52を用いた無線通信を行う無線通信部の一例である。本例では、無線入力I/F66は、無線出力I/F61と通信するためのものであるので、無線出力I/F61と同様に、周波数帯が60GHz帯の電波を用いるワイヤレスHDMI(登録商標)(High-Definition Multimedia Interface)規格の無線通信部である。
アンテナ52は、モニタ用支柱53に対して変位可能である。具体的には、アンテナ52は、アンテナ27と同様に、上下方向に延びる軸回りに回転可能である。これにより、放射線撮影装置11とモニタ装置12との相対的な位置が変化した場合に、アンテナ52の向きを調整することが可能である。
また、アンテナ52は、電波を受信する受信面が水平方向HLに対して傾斜している。アンテナ52の傾斜角度は、アンテナ27の傾斜角度αに対応する角度である45°に設定されている。
また、アンテナ52はモニタ51よりも上方に配置されている。モニタ装置12の周囲には電波を遮蔽する遮蔽物が存在する場合が多い。こうした遮蔽物を避けるためにはアンテナ52が配置される高さは高い方がよい。また、アンテナ52をモニタ51よりも上方に配置することで、モニタ51によって電波が遮蔽されることを防止できる。
図11に示すように、放射線撮影装置11は、アンテナ27を用いる無線出力I/F61に加えて、接続ケーブル65を用いる有線通信部の一例である有線出力I/F62を備えている。有線出力I/F62は、接続ケーブル65を接続するためのコネクタ62Aを有している。コネクタ62Aの規格としては、例えばDVI(Digital Visual Interface)規格である。もちろん、コネクタ62Aの規格はHDMI(登録商標)規格など他の規格でもよい。
さらに、放射線撮影装置11は、制御部63とビデオスプリッタ64とを備えている。制御部63は、放射線源21及び放射線画像検出部22の他、放射線撮影装置11の各部を統括的に制御する。制御部63は、放射線画像検出部22が検出した放射線画像を取得する。制御部63は、取得した放射線画像の映像信号をビデオスプリッタ64に出力する。ビデオスプリッタ64は、無線出力I/F61と有線出力I/F62の両方に、モニタ装置12に送信する映像信号を出力する。
モニタ装置12は、無線入力I/F66に加えて、切り替え器68を備えている。また、モニタ51は、映像入力I/F67を備えている。無線入力I/F66のコネクタ66Aは例えばHDMI(登録商標)規格であり、映像入力I/F67のコネクタ67Aは例えばDVI規格である。
切り替え器68は、モニタ51とアンテナ52とを接続する接続経路上に配置され、アンテナ52から入力される映像信号と、放射線撮影装置11の有線出力I/F62から入力される映像信号とを選択的にモニタ51に出力する。切り替え器68は、コネクタ68A、68B及び68Cを有している。コネクタ68A、68B及び68Cは、映像入力I/F67のコネクタ67Aと同様に例えばDVI規格である。
コネクタ68Aには、無線入力I/F66のコネクタ66Aから延びる内部ケーブル69が接続される。コネクタ68Bには、放射線撮影装置11の有線出力I/F62と接続するための接続ケーブル65が接続される。コネクタ68Cには、映像入力I/F67のコネクタ67Aと接続する内部ケーブル69が接続される。コネクタ68Aとコネクタ68Bは、映像信号が入力される入力ポートであり、コネクタ68Cは、コネクタ68A又はコネクタ68Bに入力された映像信号を出力する出力ポートである。
切り替え器68は、コネクタ68Cとの電気的な接続先を、コネクタ68Aとコネクタ68Bとの間で切り替えることで、モニタ51に表示される映像信号の入力元を、無線出力I/F61及び有線出力I/F62のいずれかに切り替える。切り替え器68は、例えば、無線出力I/F61からコネクタ68Aに入力される映像信号を監視し、コネクタ68Aへの映像信号の入力が途絶えたり、不調である場合に、映像信号の入力元を自動的にコネクタ68Bに切り替える。このため、無線通信障害が生じた場合でも、オペレータOPによって接続ケーブル65が接続されれば、有線通信によってモニタ装置12における放射線画像の表示を再開させることができる。
(作用効果)
以上説明したように、放射線撮影装置11は、放射線源21と、放射線源21から照射され被写体Hを透過した放射線Xを受けることにより被写体Hの放射線画像を検出する放射線画像検出部22と、放射線源21と放射線画像検出部22とを保持するアーム23と、アーム23が変位可能に取り付けられる本体部24と、本体部24が搭載される台車26と、外部機器の一例であるモニタ装置12と無線通信するために電波を放射するアンテナ27であって、アーム23が回転しても電波の放射方向RDが変化しない箇所に設けられ、かつ、電波の放射方向RDを変化させることが可能なアンテナを備えている。
そのため、台車26の走行によって放射線撮影装置11が移動したり、アーム23が回転する場合でも、比較的安定した無線通信が可能である。すなわち、アンテナ27は、アーム23が回転しても電波の放射方向RDが変化しない箇所に設けられている。そのため、アーム23が回転しても、モニタ装置12とアンテナ27との相対的な位置は変化しない。また、アンテナ27は、図7に示したように、電波の放射方向RDを変化させることが可能である。そのため、台車26の走行によって放射線撮影装置11が移動した場合でも、アンテナ27の電波の放射方向RDをアンテナ27とモニタ装置12との相対的な位置の変化に対応させることが可能である。もちろん、放射線撮影装置11の位置は変化せずにモニタ装置12のみが移動したり、あるいは、放射線撮影装置11又はモニタ装置12の向きが変化することによって、アンテナ27とモニタ装置12との相対的な位置の変化に対応させることも可能である。これにより、アンテナ27の放射方向RDを変更できない場合と比較して、安定した無線通信が可能となる。放射線撮影装置11は移動型であるため、モニタ装置12との相対的な位置が変化しやすいため、本開示の技術は特に有効である。
放射線撮影装置11とモニタ装置12との相対的な位置関係としては、一例として、図12に示すように、モニタ装置12を、寝台Sを挟んで、放射線撮影装置11の前面と対向させて配置する場合がある。図12に示す場合は、放射線撮影装置11のアンテナ27の向きを、図7(A)に示す基準位置にセットして、電波の放射方向RDを平面視において本体部24の前方に向ける。これにより、放射線撮影装置11のアンテナ27とモニタ装置12のアンテナ52とを平面視において(すなわちXY面内において)対向させることができる。
また、別の例として、図13に示すように、放射線撮影装置11の右側方にモニタ装置12を配置する場合もある。この場合は、アンテナ27の向きを、図7(C)に示すように、基準位置に対して+90°の位置にセットして、電波の放射方向RDを平面視において本体部24の右側方に向ける。これにより、放射線撮影装置11のアンテナ27とモニタ装置12のアンテナ52とを平面視において対向させることができる。
電波を送受信する場合、送信側のアンテナ27と受信側のアンテナ52とが対向している状態は、対向していない状態と比べて、通信品質が安定する。特に、電波の周波数帯が高くなるほど、電波の直進性が強くなるため、アンテナ同士を対向させる必要性が大きい。そのため、本開示の技術は、周波数帯が高いほど有効である。
なお、本例では、アーム23が回転しても電波の放射方向RDが変化しない箇所の一例として、支持部29を例に説明したが、アーム23が回転しても電波の放射方向RDが変化しない箇所としては、支持部29以外でもよく、例えば本体部24の上面24Aなどでもよい。ただし、支持部29は本体部24に対してアーム23と一緒に昇降するため、アンテナ27を支持部29に設けた方が好ましい。支持部29の方が本体部24よりも高い位置にアンテナ27を配置することが可能であること、さらに、アーム23が昇降した場合でも、アンテナ27とアーム23との相対的な高さが変化しないなどのメリットがあるからである。
また、本例のアンテナ27は電波の放射方向RDが水平方向に対して45°上方に傾斜しており、アンテナ52の受信面も水平方向HLに対して45°上方に傾斜している。そのため、アンテナ27とアンテナ52とを平面視において(すなわちXY面内において)対向させておくことで、アンテナ27が放射する電波を天井56で反射させることにより、アンテナ52に送信することができる。
一般に、床面30(図2参照)に近いほど電波を遮蔽する遮蔽物が多く、天井56に向かうほど遮蔽物は少なくなる傾向がある。放射線撮影装置11のアンテナ27から、水平方向HLに対して上方に電波を放射し、かつ、天井56における電波の反射を利用することにより、間隔を空けて配置されるモニタ装置12に対して遮蔽物を避けながら電波を送信することが可能となる。
本例において、アンテナ27が放射する電波の周波数帯は60GHz帯である。無線LAN(Local Area Network)規格で用いられる2.4GHz帯及び5GHz帯などの周波数帯の電波は、タブレット端末及び無線アクセスポイントなど様々な通信機器の多くで使用されているため、電波干渉が生じやすい。60GHz帯の電波を使用することにより電波干渉が抑制されるため、無線通信の通信品質が安定する。また、60GHz帯の電波を使用することで、2.4GHz帯及び5GHz帯の電波と比較して、単位時間当たりの伝送量を増加させることができる。そのため、60GHz帯の電波は、データ量が多い動画などの送信に適している。動画を送信する場合は、2.4GHz帯及び5GHz帯の電波だと表示遅延が懸念されることが多いが、60GHz帯の電波の場合は表示遅延の懸念を低減することができる。
また、上述のとおり、電波の周波数帯が高くなるほど、電波の直進性が強くなり、遮蔽物による影響を受けやすい。そのため、2.4GHz帯及び5GHz帯などの周波数帯と比較して、直進性が強い60GHz帯の周波数帯を使用する場合に、本開示の技術は特に有効である。
なお、アンテナ27が放射する電波の周波数帯としては、60GHz帯に限らず、他の周波数帯でもよい。無線LAN規格に準拠した2.4GHz帯及び5GHz帯などの周波数帯を使用してもよい。ただし、無線LAN規格に準拠した電波を使用する場合と比較して、上記のようなメリットがある上、無線LAN規格に準拠した電波よりも周波数が大きい電波を使用した場合に、本開示の技術の必要性は高い。
また、本例では、放射線撮影装置11のアーム23はCアームである。Cアームを有する放射線撮影装置11は、動画撮影に用いられる場合が多い。動画はデータ量が多く、しかも継続的に通信を行う必要があるため、無線通信の品質を安定させる必要性が高い。そのため、本開示の技術はCアームを有する放射線撮影装置11に対して特に有効である。
また、本例では、アンテナ27は、本体部24の上面24A側に設けられている。本体部24の下部側に比べて上部側の方が電波を遮蔽する遮蔽物が少ない。そのため、アンテナ27を本体部24の上面24A側に配置することで、電波が遮蔽されることが抑制されるため、無線通信の通信品質がより安定する。
また、本例では、アンテナ27は、アーム23を回転可能に支持する支持部29に設けられており、支持部29は、本体部24の上部側に配置され、かつ、本体部24に対して昇降可能である。このため、アーム23の昇降に伴ってアンテナ27も昇降するが、アーム23に対するアンテナ27の相対的な高さは変化しないため、アーム23の高さの変化によってアンテナ27の電波がアーム23によって遮蔽されてしまうことはない。
また、本例では、傾斜角度αを45°としているが、αは以下の条件式(1)を満足していればよい。
0°<α<90° ・・・条件式(1)
傾斜角度αが0°の場合、すなわち、放射方向RDが水平方向HLの場合は、電波が遮蔽物によって遮蔽される可能性が高いため、好ましくない。上述のとおり、放射線撮影装置11の周囲において、床面30に近づくほど、遮蔽物が多くなる場合が多い。傾斜角度αが0°よりも大きければ、電波の放射方向RDは上方を向くため、遮蔽物が少ない上方に電波を放射することができる。また、傾斜角度αが90°の場合、すなわち、放射方向RDが垂直方向の場合は、アンテナ27から放射され、天井56で反射した電波がアンテナ27に戻ってきてしまうため好ましくない。そのため、傾斜角度αは上記条件式(1)を満足することが好ましい。
さらに、傾斜角度αは、以下の条件式(2)を満足することがより好ましい。
30°<α<60° ・・・条件式(2)
傾斜角度αが30°以上あれば、30°未満の場合と比べて、放射線撮影装置11の横方向に存在する遮蔽物の多くを避けやすい。また、傾斜角度αが60°以下であれば、60°を超える場合と比較して、電波の水平方向HLの到達距離を伸ばしやすい。
また、上記の45°という傾斜角度αは、電波がアーム23によって遮蔽されない角度の一例である。このような傾斜角度αに設定することで、通信品質を安定させることができる。なお、本例では電波がアーム23によって遮蔽されない角度を45°としているが、45°以外でもよい。アーム23によって遮蔽されない角度は、アーム23のサイズ、アンテナ27の高さ及びアーム23とアンテナ27との間隔などに応じて適宜設定される。
また、本例では、本体部24の上面24A側から本体部24の上方に延びるアンテナ用支柱38に、アンテナ27は取り付けられている。これにより、アンテナ用支柱38を設けない場合と比較して、本体部24の上面24Aよりも高い位置にアンテナ27を配置することができる。アンテナ27の位置が高いほど、放射線撮影装置11の周囲に存在する電波の遮蔽物を避けることができるため、無線通信の通信品質がより安定する。
また、本例では、図2に示したとおり、アンテナ27の上端の高さT1は、アーム23の一端が到達可能な最高到達位置T0未満である。アンテナ27の上端の高さT1が、アーム23の最高到達位置T0よりも低ければ、アンテナ27が天井56及び天井56に設置される無影灯などと物理的に干渉する懸念が少ない。
また、アンテナ27は、図7に示したように、鉛直方向である上下方向に延びる軸回りに回転可能である。これにより、台車の走行等によって放射線撮影装置11が水平方向HLに移動した場合でも、上下方向に延びる軸回りに回転するので、図12及び図13に示したとおり、アンテナ27とモニタ装置12との相対的な位置の変化に対応させやすい。
また、図7(A)に示した基準位置のように、アンテナ27の電波の放射方向RDにアーム23が存在する位置を基準位置とした場合に、アンテナ27の回転角度範囲は、基準位置に対して±90°の範囲である。このように回転角度範囲を一部規制することで、他の部位との物理的な干渉を避けつつ、アンテナ27とモニタ装置12などの外部機器との相対的な位置の変化に対応させることができる。
また、放射線撮影装置11は、操作に用いられるコンソールモニタ37を備えており、アンテナ27は、コンソールモニタ37と物理的に干渉しない範囲で変位可能である。より具体的には、図7に示したように、少なくともコンソールモニタ37が初期位置にある状態では、アンテナ27は、コンソールモニタ37と物理的に干渉しない範囲で変位可能である。これにより、コンソールモニタ37とアンテナ27とが物理的に干渉してしまう場合と比較して、アンテナ27の向きの変化の自由度を確保することができる。
また、本例の放射線撮影装置11は、図8に示したように、アンテナ27の向きを固定するロック機構41を備えているので、アンテナ27の向きが不用意に変化することを防止できる。
また、図11に示したように、本例の放射線撮影装置11は、アンテナ27を用いる無線通信部の一例である無線出力I/F61に加えて、接続ケーブル65を用いる有線通信部の一例である有線出力I/F62を備えている。これにより、他の機器との電波干渉及び無線出力I/F61の故障などの理由により無線通信が使用できない場合でも、有線通信により、モニタ装置12などの外部機器との通信を行うことができる。
また、無線出力I/F61は、周波数帯が60GHz帯の電波を用いるワイヤレスHDMI(登録商標)規格の無線通信部である。汎用のインタフェースを用いることで、接続可能な外部機器の種類が増加することに加えて、製造コストを低減することができる。
外部機器は、台車54を有し、台車54の走行によって移動可能なモニタ装置12である。放射線撮影装置11とモニタ装置12の両方が移動型であるため、両者の相対的な位置は変化しやすい。そのため、アンテナ27の電波の放射方向RDを可変とすることにより無線通信の安定化を図る本開示の技術は、移動型の装置に対して特に有効である。
また、本例では、アンテナ52はモニタ用支柱53に対して変位可能である。モニタ装置12に対する放射線撮影装置11の相対的な位置が変化した場合でも、アンテナ52の変位によって電波の受信状態を改善することができる。これにより、通信品質をより安定させることができる。
また、本例では、アンテナ52はモニタ51よりも上方に配置されている。そのため、アンテナ52が受信する電波がモニタ51によって遮蔽されることを抑制することができる。
また、モニタ装置12は、モニタ51とアンテナ52とを接続する接続経路上に配置され、アンテナから入力される映像信号と、放射線撮影装置11の有線出力I/F62から入力される映像信号とを選択的にモニタ51に出力する切り替え器68を備える。切り替え器68を設けることにより、アンテナ52による無線通信が不能又は不調になった場合の有線通信への切り替えが容易である。この切り替えは手動操作によるものでもよい。ただし、切り替え器68によって、映像信号の入力元を自動的に切り替えるようにすれば、さらに好ましい。こうすれば、例えば、オペレータOPが接続ケーブル65を接続するだけで、有線通信によってモニタ装置12における放射線画像の表示を再開させることができるからである。
また、放射線撮影装置11は、有線通信部の一例である有線出力I/F62と無線通信部の一例である無線出力I/F61の両方に、モニタ装置12に送信する映像信号を出力するビデオスプリッタ64を備える。そのため、放射線撮影装置11において、制御部63からの映像信号の出力先として、有線出力I/F62と無線出力I/F61とを切り替える切り替え器が不要となる。
なお、本例においては、アンテナ27の傾斜角度αが45°に設定されている。上述したとおり、45°という傾斜角度αは、電波がアーム23によって遮蔽されない角度の一例である。しかし、例えば、本例よりもアーム23のサイズが大きく、かつ、アンテナ27の高さが低いような場合には、45°という傾斜角度αでも、図7(A)に示す基準位置において、放射方向RDにアーム23が進入してしまう場合もある。このような場合でも、図7に示したようにアンテナ27を上下方向に延びる軸回りに回転可能とすることで、アーム23を避けることが可能となる。すなわち、本例のアンテナ27は、電波がアーム23によって遮蔽されない位置に、放射方向RDを変化させることが可能である。これにより、無線通信の通信品質を確保しやすい。また、図7(A)に示す基準位置において、電波の放射方向RDにアーム23が進入してしまう例としては、傾斜角度αが0°に近いような場合も考えられる。このような場合も、図7(B)又は図7(C)に示すようにアンテナ27を回転させることで、アーム23を避けることが可能である。
(アンテナの傾斜角度を可変)
図14に示す例は、アンテナ27の傾斜角度αを可変にする例である。アンテナ27は、上下方向(図14においてZ方向)に延びる軸回りの回転に加えて、Y方向に延びる軸回りに回転することが可能である。アンテナ用支柱38の上端には、アンテナ27を回転可能に支持する回転機構38Aが設けられている。アンテナ27は、回転機構38Aにより、例えば、傾斜角度αが45°の位置を基準位置として、30°~60°の範囲で傾斜角度αが変化する。このように、傾斜角度αが可変であれば、電波の放射方向RDの調整幅が広がり、モニタ装置12との相対的な位置関係及び遮蔽物の有無などの環境の変化により柔軟に対応することが可能となる。これにより、無線通信の通信品質をより安定させることができる。なお、本例において、傾斜角度αの範囲を、30°~60°としているが、0°<α<90°の範囲としてもよい。また、傾斜角度αの範囲には、電波がアーム23によって遮蔽されない角度が含まれていることが好ましい。
(アンテナは上下に昇降可能)
また、図15に示すように、アンテナ27を上下方向に昇降可能としてもよい。これにより、アンテナ27の高さ方向の調整幅が広がる。アンテナ27をより高い位置にセットすることも可能となるので、遮蔽物を避けやすい。
なお、このようにアンテナ27を昇降可能にした場合においても、アンテナ27の上端の最高位置T1Aは、アーム23の最高到達位置T0よりも低いことが好ましい。というのも、アンテナ27が天井56に設置される無影灯などと物理的に干渉することを抑制できるためである。
「第2実施形態」
第1実施形態においては、アンテナ27の向きを手動によって調整する例で説明したが、放射線撮影装置11は、外部機器との相対的な位置の変化に基づいてアンテナ27の向きを調整する向き調整機構を備えていてもよい。これにより、外部機器との相対的な位置が変化した場合でもその変化に応じてアンテナ27の向きを調整することが容易となる。
(第1例の向き調整機構)
図16及び図17に示す例の放射線撮影装置11は、向き調整機構70を備えている。向き調整機構70は、鉛直方向である上下方向に延びる軸回りに本体部24が回転する場合において、本体部24の回転を検知するセンサの一例であるジャイロセンサ71と、アンテナ27を本体部24と逆向きに回転させるアクチュエータとしての一例であるモータ72とを備える。
ジャイロセンサ71は、例えば本体部24に設けられており、本体部24の上下方向(図16におけるZ方向)の軸回りの回転を検知する。具体的には、ジャイロセンサ71は、本体部24が回転した場合の角速度を制御部63に出力する。制御部63は、入力された角速度に基づいて本体部24の回転角度及び回転方向を検知する。制御部63は、検知した回転角度及び回転方向に基づいて、アンテナ27を逆向きに回転させるための駆動信号をモータ72に出力する。モータ72は入力された駆動信号に基づいてアンテナ27を回転させる。
例えば、図16に示すように、放射線撮影装置11のアンテナ27とモニタ装置12のアンテナ52とが対向している状態から、図17に示すように、本体部24が時計方向に+30°回転する場合を考える。この場合は、制御部63は、アンテナ27を反時計方向に-30°回転させるための駆動信号をモータ72に出力する。これにより、本体部24が回転しても、アンテナ27の向きの変化はキャンセルされるため、放射線撮影装置11のアンテナ27とモニタ装置12のアンテナ52とが対向する位置関係が維持される。
このような向き調整機構70により、本体部24の回転に関わらずアンテナ27の向きを安定させることができる。その結果、本体部24が回転した場合でも、安定した無線通信の通信品質を維持することができる。
(第2例の向き調整機構)
図18及び図19に示す放射線撮影装置11は、第2例の向き調整機構76を備えている。向き調整機構76は、外部機器としてのモニタ装置12の位置を検知する位置センサの一例であるカメラ77と、カメラ77が検知したモニタ装置12の位置にアンテナ27の向きを追従させるアクチュエータの一例であるモータ72とを備える。
カメラ77は、例えば、可視光に基づいて被写体を撮像するデジタルカメラである。カメラ77は、例えば、アンテナ27の上部に設けられており、アンテナ27の放射方向RDに存在する被写体を視野FOVに含むように姿勢が調整されている。カメラ77は、起動中は予め設定されたフレームレートで動画撮影を行い、撮像した動画を撮像画像として制御部63に出力する。
そのため、図18に示すように、アンテナ27と対向する位置にモニタ装置12が存在する場合は、カメラ77が出力する撮像画像にモニタ装置12が写り込む。制御部63は、カメラ77から入力された撮像画像に基づいて画像認識処理を実行することにより、撮像画像の中からモニタ装置12を認識する。モニタ装置12の認識処理は、例えば、パターンマッチング又は機械学習モデルを用いた手法によって行われる。
そして、制御部63は、撮像画像内で認識したモニタ装置12の移動方向及び移動量を検知する移動検知処理を実行する。制御部63は、撮像画像内で移動するモニタ装置12の移動方向を検知する。制御部63は、検知した移動方向に基づいて、例えば、撮像画像内のほぼ中央にモニタ装置12が写り込むように、モータ72を介して、アンテナ27の向きを変化させる。
例えば、図18に示すように、アンテナ27と対向する位置にモニタ装置12が存在する場合は、カメラ77の撮像画像内のほぼ中央にモニタ装置12が写り込んでいる。そして、モニタ装置12が図18に示す位置から、図19に示す位置に移動する場合を考える。この場合は、制御部63は、カメラ77から入力される撮像画像に基づいて、モニタ装置12の移動方向が右方向であることを検知する。そして、制御部63は、撮像画像内のほぼ中心にモニタ装置12が写り込むように、モータ72を介してアンテナ27を時計方向に回転させる。これにより、モニタ装置12の位置にアンテナ27の向きが追従する。
このように、向き調整機構76は、モニタ装置12の位置を検知する位置センサとしてのカメラ77と、カメラ77が検知したモニタ装置12の位置にアンテナ27の向きを追従させるモータ72とを備えている。これにより、放射線撮影装置11と外部機器としてのモニタ装置12との相対的な位置関係が変化した場合でも、無線通信を安定させることができる。
(第3例の向き調整機構)
図20及び図21に示す第3例の向き調整機構81は、電波を受信するモニタ装置12側のアンテナ52の向きを調整する機構である。向き調整機構81は、アンテナ52が受信する電波強度を検知する電波強度検知部を有し、検知した電波強度に基づいてアンテナ52の向きを変化させる。モニタ装置12に設けられる制御部83が電波強度検知部として機能する。
ここで、アンテナ27は第1アンテナの一例であり、アンテナ52は第2アンテナの一例であり、アンテナ52が受信する電波強度は、第1アンテナと第2アンテナとの間の電波強度の一例である。
図20に示すように、制御部83は、アンテナ52から電波強度を取得する。そして、制御部83は、電波強度に基づくアンテナ52の最適な向きを探索する向き探索処理を実行する。例えば、制御部83は、モータ82を通じてアンテナ52の向きを回転させながら、電波強度が最大となる向きを探索する。そして、電波強度が最大となる向きにアンテナ52の向きを調整する。
図20に示すように、モニタ装置12のアンテナ52が、放射線撮影装置11のアンテナ27と対向している状態では、アンテナ52の電波強度が最大となっている。図20に示す状態から、図21に示すように、放射線撮影装置11が移動した場合、アンテナ52の電波強度は低下する。この場合において、制御部83は、アンテナ52の向きを回転させながら、電波強度が最大となる向きを探索し、探索結果に基づいてアンテナ52の向きを調整する。これにより、放射線撮影装置11と外部機器としてのモニタ装置12との相対的な位置関係が変化した場合でも、無線通信を安定させることができる。
また、本例では、モニタ装置12のアンテナ52が受信する電波強度に基づいてアンテナ52の向きを調整する例で説明したが、放射線撮影装置11のアンテナ27が受信する電波強度に基づいてアンテナ27の向きを調整してもよい。また、アンテナ27とアンテナ52のそれぞれの電波強度を検知してもよい。また、アンテナ27とアンテナ52の両方の向きを調整してもよい。
「第3実施形態」
図22~図24に示す第3実施形態は、モニタ装置12における有線通信と無線通信とを切り替える方式に特徴がある。放射線撮影装置11については、図11に示した構成と同様であり、有線通信部としての有線出力I/F62は、モニタ装置12からの接続ケーブル91を接続するための第1ケーブルコネクタとしてのコネクタ62Aを有している。
一方、モニタ装置12は、モニタ51と第2アンテナとしてのアンテナ52とを接続する接続ケーブル91と、アンテナ52と接続ケーブル91との間に配置され、接続ケーブル91の一端が着脱可能な第2ケーブルコネクタとしてのコネクタ92Aを有する中継器92とを備えている。そして、モニタ装置12のコネクタ92Aから取り外された接続ケーブル91の一端は、放射線撮影装置11の第1ケーブルコネクタとしてのコネクタ62Aに接続可能である。
中継器92は、無線入力I/F66と内部ケーブル93で接続されている。中継器92のコネクタ92Aは、コネクタ62A及びコネクタ67Aと同様のDVI規格に準拠したコネクタである。図23に示すように、モニタ装置12において、中継器92のコネクタ92Aは、モニタ用支柱53に設けられており、外部に露呈している。
接続ケーブル91の一端は、モニタ51の映像入力I/F67のコネクタ67Aに接続されている。そして、無線出力I/F61と無線入力I/F66との間の無線通信を行う場合は、接続ケーブル91の他端が、中継器92のコネクタ92Aに接続される。図23に示すように、接続ケーブル91は、例えば、モニタ51のコネクタ67Aからモニタ用支柱53の内部を通り、モニタ用支柱53に形成された開口53Aから、接続ケーブル91の他端を含む一部がモニタ用支柱53の外部に引き出される。そして、接続ケーブル91のうち、モニタ用支柱53から外部に引き出された他端が、中継器92のコネクタ92Aに接続される。接続ケーブル91のうち、モニタ用支柱53から外部に引き出された引き出し部分91Aの長さは、例えば、数mある。引き出し部分91Aは、例えば、円環状に巻かれて束ねられた状態で、モニタ用支柱53に設けられた図示しないフックに引っ掛けられる。
そして、図24に示すように無線通信障害が発生した場合は、オペレータOPは、コネクタ92Aに接続されている接続ケーブル91の他端をコネクタ92Aから取り外し、円環状に巻かれた引き出し部分91Aを放射線撮影装置11まで伸ばして、有線出力I/F62のコネクタ62Aに接続する。これにより、放射線撮影装置11の有線出力I/F62とモニタ装置12の映像入力I/F67が接続ケーブル91によって接続され、有線通信が可能になる。
このように、本例によれば、接続ケーブル91の他端を、中継器92のコネクタ92Aから有線出力I/F62のコネクタ92Aに付け替えるだけで、無線通信から有線通信に切り替えることができるため、切り替え操作が非常に簡単である。また、モニタ装置12においては、無線通信に利用する接続ケーブル91が有線通信にも利用される。加えて、図11に示すような切り替え器68を用いることなく、モニタ51に設けられている1つの映像入力I/F67を有線通信と無線通信の両方に利用することができる。そのため、モニタ装置12の装置構成をシンプルにすることができる。
上記各実施形態において、外部機器としてモニタ装置12を例に説明したが、外部機器はモニタ装置12以外でもよい。モニタ装置12以外の外部機器としては、放射線撮影装置11で撮影した放射線画像に対してコンピュータによる診断支援処理を実行する画像処理装置でもよい。このような画像処理装置の使い方としては、例えば、放射線撮影装置11で撮影した放射線画像を、画像処理装置に送り、画像処理装置で処理した処理結果を放射線撮影装置11に返す。このような場合には、放射線撮影装置11と外部機器との間で双方向通信が必要になるので、放射線撮影装置11及び外部機器のそれぞれの無線通信部としては、双方向通信が可能な無線通信部が設けられる。
このような画像処理装置の中にはサーバ装置のような据え置きタイプの他、小型のポータブルタイプのものも開発されつつある。放射線撮影装置11とポータブルタイプの画像処理装置とを組み合わせることにより、迅速な画像診断が可能となる。
また、上記各実施形態において、アーム23として、軌道回転及び軸回転が可能なCアームを例に説明したが、軸回転のみが可能なアーム、例えば側面形状がU字形状のUアームでもよい。
なお、放射線としてX線を例に説明したが、X線に限らず、γ線等であってもよい。
上記各実施形態において、無線通信部の一例としての無線出力I/F61及び無線入力I/F66、有線通信部の一例としての有線出力I/F62、制御部63及び制御部83といった各種の処理を実行する処理部(Processing Unit)のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ(Processor)を用いることができる。各種のプロセッサには、上述したように、ソフトウェアを実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるCPUに加えて、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device:PLD)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。
1つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの1つで構成されてもよいし、同種または異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ(例えば、複数のFPGAの組み合わせ、および/または、CPUとFPGAとの組み合わせ)で構成されてもよい。また、複数の処理部を1つのプロセッサで構成してもよい。
複数の処理部を1つのプロセッサで構成する例としては、1つ以上のCPUとソフトウェアの組み合わせで1つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第2に、システムオンチップ(System On Chip:SoC)等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を1つのIC(Integrated Circuit)チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの1つ以上を用いて構成される。
さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路(circuitry)を用いることができる。
本開示の技術は、上述の種々の実施形態および/または種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。また、上記実施形態に限らず、要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。
上記説明によって以下の技術を把握することができる。
[付記項1]
移動型放射線撮影装置と、移動型モニタ装置とを備えた移動型放射線撮影システムであって、
移動型放射線撮影装置は、
放射線源と、
放射線源から照射され被写体を透過した放射線を受けることにより被写体の放射線画像を検出する放射線画像検出部と、
放射線源と放射線画像検出部とを保持するアームと、
アームが回転可能に取り付けられる本体部と、
本体部が搭載される台車と、
外部機器と無線通信するために電波を放射する第1アンテナであって、アームが回転しても電波の放射方向が変化しない箇所に設けられ、かつ、電波の放射方向を変化させることが可能な第1アンテナとを備えており、
移動型モニタ装置は、
モニタと、
第1アンテナからの電波を受信する第2アンテナと、
モニタと第2アンテナとを保持するモニタ用支柱と、
モニタ用支柱が搭載される台車とを備えている、
移動型放射線撮影システム。
ここで、第1アンテナの一例はアンテナ27であり、第2アンテナの一例はアンテナ52である。
[付記項2]
第2アンテナはモニタ用支柱に対して変位可能である、
付記項1に記載の移動型放射線撮影システム。
[付記項3]
第2アンテナはモニタよりも上方に配置されている、
付記項1又は付記項2に記載の移動型放射線撮影システム。
[付記項4]
移動型放射線撮影装置と移動型モニタ装置との相対的な位置の変化に基づいてアンテナの向きを調整する向き調整機構を備えている、
付記項1から付記項3のうちのいずれか1項に記載の移動型放射線撮影システム。
[付記項5]
第1アンテナと第2アンテナとの間の電波強度を検知する電波強度検知部を有し、
検知した電波強度に基づいて第1アンテナと第2アンテナの少なくとも一方の向きを変化させる向き調整機構を備えている、
付記項4に記載の移動型放射線撮影システム。
[付記項6]
向き調整機構は、移動型モニタ装置又は移動型放射線撮影装置の位置を検知する位置センサと、位置センサが検知した移動型モニタ装置又は移動型放射線撮影装置の位置に第1アンテナ又は第2アンテナの向きを追従させるアクチュエータとを備える、
付記項4に記載の移動型放射線撮影システム。
[付記項7]
移動型放射線撮影装置と移動型モニタ装置のそれぞれは、第1アンテナ及び第2アンテナを用いた無線通信を行うための無線通信部に加えて、ケーブルを用いた有線通信を行う有線通信部を備えている、
付記項1から付記項6のうちのいずれか1項に記載の移動型放射線撮影システム。
[付記項8]
移動型放射線撮影装置において、
有線通信部は、移動型モニタ装置からの接続ケーブルを接続するための第1ケーブルコネクタを有しており、
移動型モニタ装置は、
モニタと第2アンテナとを接続する接続ケーブルと、
第2アンテナと接続ケーブルとの間に配置され、接続ケーブルの一端が着脱可能な第2ケーブルコネクタとを備えており、
移動型モニタ装置の第2ケーブルコネクタから取り外された接続ケーブルの一端は、移動型放射線撮影装置の第1ケーブルコネクタに接続可能である、
付記項7に記載の移動型放射線撮影システム。
[付記項9]
移動型モニタ装置は、
モニタと第2アンテナとを接続する接続経路上に配置され、第2アンテナから入力される映像信号と、移動型放射線撮影装置の有線通信部から入力される映像信号とを選択的にモニタに出力する切り替え器を備える、
付記項8に記載の移動型放射線撮影システム。
[付記項10]
移動型放射線撮影装置は、
有線通信部と無線通信部の両方に、移動型モニタ装置に送信する映像信号を出力するビデオスプリッタを備える、
付記項7から付記項9のうちのいずれか1項に記載の移動型放射線撮影システム。
以上に示した記載内容および図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、および効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、および効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容および図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことはいうまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容および図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。
本明細書において、「Aおよび/またはB」は、「AおよびBのうちの少なくとも1つ」と同義である。つまり、「Aおよび/またはB」は、Aだけであってもよいし、Bだけであってもよいし、AおよびBの組み合わせであってもよい、という意味である。また、本明細書において、3つ以上の事柄を「および/または」で結び付けて表現する場合も、「Aおよび/またはB」と同様の考え方が適用される。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願および技術規格は、個々の文献、特許出願および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
10 移動型放射線撮影システム
11 移動型放射線撮影装置
12 移動型モニタ装置
21 放射線源
21A 放射線管
22 放射線画像検出部
22A 検出パネル
22B ケース
23 アーム
23A ハンドル
24 本体部
24A 上面
26 台車
26A キャスター
27 アンテナ
27A アンテナユニット
28 接続部
29 支持部
29A 上面
30 床面
31 放射線画像検出器
36 ハンドル
37 コンソールモニタ
37A 支持アーム
38 アンテナ用支柱
38A 回転機構
39 照射スイッチ
41 ロック機構
41A 回転操作部
51 モニタ
52 アンテナ
52A アンテナユニット
53 モニタ用支柱
53A 開口
54 台車
54A キャスター
56 天井
61 無線出力I/F
62 有線出力I/F
62A コネクタ
63 制御部
64 ビデオスプリッタ
65 接続ケーブル
66 無線入力I/F
66A コネクタ
67 映像入力I/F
67A コネクタ
68 切り替え器
68A、68B、68C コネクタ
69 内部ケーブル
70、76、81 向き調整機構
71 ジャイロセンサ
72 モータ
77 カメラ
82 モータ
83 制御部
91 接続ケーブル
91A 引き出し部分
92 中継器
92A コネクタ
93 内部ケーブル
α 傾斜角度
F 焦点
FOV 視野
H 被写体
HL 水平方向
OP オペレータ
RD 放射方向
RO 回転中心
S 寝台
T0 最高到達位置
T1A 最高位置
X 放射線

Claims (20)

  1. 放射線源と、
    前記放射線源から照射され被写体を透過した放射線を受けることにより前記被写体の放射線画像を検出する放射線画像検出部と、
    前記放射線源と前記放射線画像検出部とを保持するアームと、
    前記アームが回転可能に取り付けられる本体部と、
    前記本体部が搭載される台車と、
    外部機器と無線通信するために電波を放射するアンテナであって、前記アームが回転しても電波の放射方向が変化しない箇所に設けられ、かつ、電波の放射方向を変化させることが可能なアンテナとを備えている、移動型放射線撮影装置。
  2. 前記電波の周波数帯は60GHz帯である、
    請求項1に記載の移動型放射線撮影装置。
  3. 前記アームは、側面視した場合の形状がC字形状のCアームである、
    請求項1又は請求項2に記載の移動型放射線撮影装置。
  4. 前記アンテナは、前記本体部の上面側に設けられている、
    請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の移動型放射線撮影装置。
  5. 前記アームを回転可能に支持する支持部であって、前記本体部の上部側に配置され、かつ、前記本体部に対して昇降可能な支持部を備えており、
    前記アンテナは、前記支持部に設けられている、
    請求項4に記載の移動型放射線撮影装置。
  6. 前記アンテナが前記電波を放射する放射方向は、水平方向を基準に上方に向けて傾斜しており、
    前記水平方向を基準とする傾斜角度をαとすると、αは以下の条件式(1)を満足する、
    請求項1から請求項5のうちのいずれか1項に記載の移動型放射線撮影装置。
    0°<α<90° ・・・条件式(1)
  7. 前記傾斜角度は、前記電波が前記アームによって遮蔽されない角度に固定されている、
    請求項6に記載の移動型放射線撮影装置。
  8. 前記アンテナは、前記傾斜角度が可変である、
    請求項6に記載の移動型放射線撮影装置。
  9. 前記本体部の上面側から前記本体部の上方に延びるアンテナ用支柱に、前記アンテナは取り付けられている、
    請求項1から請求項8のうちのいずれか1項に記載の移動型放射線撮影装置。
  10. 前記アンテナの上端は、前記アームの一端が到達可能な最高到達位置未満である、
    請求項1から請求項9のうちのいずれか1項に記載の移動型放射線撮影装置。
  11. 前記アンテナは、鉛直方向に延びる軸回りに回転可能である、
    請求項1から請求項10のうちのいずれか1項に記載の移動型放射線撮影装置。
  12. 前記アンテナの電波の放射方向に前記アームが存在する位置を基準位置とした場合に、
    前記アンテナの回転角度範囲は、前記基準位置に対して±90°の範囲である、
    請求項11に記載の移動型放射線撮影装置。
  13. 操作に用いられるコンソールモニタを備えており、
    前記アンテナは、前記コンソールモニタと物理的に干渉しない範囲で変位可能である、
    請求項1から請求項12のうちのいずれか1項に記載の移動型放射線撮影装置。
  14. 前記アンテナの向きを固定するロック機構を備えている、
    請求項1から請求項13のうちのいずれか1項に記載の移動型放射線撮影装置。
  15. 前記外部機器との相対的な位置の変化に基づいて前記アンテナの向きを調整する向き調整機構を備えている、
    請求項1から請求項14のうちのいずれか1項に記載の移動型放射線撮影装置。
  16. 前記向き調整機構は、鉛直方向に延びる軸回りの前記本体部の回転を検知するセンサと、前記アンテナを前記本体部と逆向きに回転させるアクチュエータとを備える、
    請求項15に記載の移動型放射線撮影装置。
  17. 前記向き調整機構は、前記外部機器の位置を検知する位置センサと、前記位置センサが検知した前記外部機器の位置に前記アンテナの向きを追従させるアクチュエータとを備える、
    請求項15に記載の移動型放射線撮影装置。
  18. 前記アンテナを用いる無線通信部に加えて、ケーブルを用いる有線通信部を備えている、
    請求項1から請求項17のうちのいずれか1項に記載の移動型放射線撮影装置。
  19. 前記アンテナを用いた無線通信を行う無線通信部は、周波数帯が60GHz帯の電波を用いるワイヤレスHDMI(登録商標)規格の無線通信部である、
    請求項1から請求項18のうちのいずれか1項に記載の移動型放射線撮影装置。
  20. 前記外部機器は、台車を有し、前記台車の走行によって移動可能な移動型モニタ装置である、
    請求項1から請求項19のうちのいずれか1項に記載の移動型放射線撮影装置。
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