JP3518573B2 - Ｘ線検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は、医学的な診断な
どに用いられるＸ線検査装置に関し、とくにＸ線透視方
向・位置を自由に定めることのできるＸ線検査装置に関
する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、Ｘ線映像系（Ｘ線管、イメー
ジインテンシファイア、テレビカメラなどからなる）を
直線運動機構や回転運動機構などの種々の機構を組み合
わせた機構で保持して、Ｘ線ビーム（透視視野）の被検
者に対する位置・方向を変えることにより、Ｘ線透視方
向・位置を自由に定めるようにしたＸ線検査装置が知ら
れている。このようなＸ線検査装置では、各機構のそれ
ぞれの動きが相互に干渉したり被検者に衝突したりしな
いようにその種々の移動方向ごとに他の移動軸での移動
を考慮してその動作を制御している。 【０００３】この場合、目標とする最終の位置・方向を
設定した後、動作開始スイッチを押し、その設定位置・
方向に向けて各々の動作軸での動作を開始させるという
使い方と、レバーを倒すとその倒した方向に、倒した角
度に応じた速度で動くように構成されていて、そのレバ
ーを倒す操作によって任意に移動させることにより種々
試してみて最適な位置・角度を定めるという使い方があ
る。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｘ線検査装置では、使い方によっては不便であるという
問題があった。すなわち、最終的な位置・方向を設定し
ておいてそれに向けて各軸での動作を行わせるという使
用法では、各軸での干渉を考慮して最終位置・方向を干
渉領域内に設定できないようにしたり、最終位置・方向
を干渉領域近傍の警告領域内に設定する場合は、それに
向けて動作開始した後その警告領域内の目標位置・方向
に近づいてきたとき干渉領域に誤って入ってしまわない
ように速度を落とすというような制御が可能である。と
ころが、最終位置・方向を定めずにレバー操作によって
任意に動かしていく場合は、最終位置・方向がどこにな
るかが分からないため警告領域に入ったなら直ちに動作
停止できるよう減速しなければ干渉領域に入ってしまう
危険がある（慣性により急には止めることができないか
ら）。そのため、このようにレバー操作などで任意に動
かしていく使用法では、危険回避のため低速で動作させ
る時間が長くなって操作性が悪く、不便であった。 【０００５】この発明は、上記に鑑み、レバー操作など
で任意に動かしていく場合に移動量を予測して、その予
測した位置・方向が干渉領域に入るようなものである場
合にのみ減速させるようにして、低速で動かす時間を短
くし、操作性を高めるよう改善した、Ｘ線検査装置を提
供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるＸ線検査装置においては、Ｘ線映像
手段と、該Ｘ線映像手段を複数軸のそれぞれの方向に移
動させる移動手段と、上記Ｘ線映像手段の移動の各軸に
対応した任意の方向に任意の角度傾ける操作が可能なレ
バーと、該レバーの動きに追従して、レバーの傾き方向
に向け傾き角度に対応した速度で上記Ｘ線映像手段を移
動させるよう上記移動手段を制御する制御手段と、上記
Ｘ線映像手段の各方向での位置を一定時間間隔ごとに検
出する手段と、上記Ｘ線映像手段の移動についての制限
領域を表わす情報を保持する手段と、現時点での検出位
置に現時点での速度に基づいて求めた移動距離を加えて
次回の検出時点での予想位置およびそこで減速停止した
ときの予想停止位置を求める手段と、該予想停止位置と
上記の制限領域情報とを対照して減速停止動作を行わせ
る手段とが備えられることが特徴となっている。 【０００７】レバーが操作されると、それに追従して、
つまりそのレバーの傾けられた方向に向けて傾き角度に
対応した速度で、Ｘ線映像手段が移動していく。その移
動するＸ線映像手段の位置（各方向での位置）が、一定
時間ごとに検出される。これにより現時点での位置が検
出されると、次回の検出時点に開始される減速停止によ
って停止する位置が予測され、この予測停止位置が制限
領域に入っているかどうかが判定され、入っているとき
減速停止動作を開始させる。すなわち、将来の一定時間
後に減速停止動作を開始したとき停止する位置が制限領
域に入るであろうと判定されるまでは、自由な方向に自
由な速度でＸ線映像手段の移動を行うことができる。そ
のため、す早く移動させることができて操作性が良好と
なる。しかも、次回の検出時点で開始される減速停止動
作によって停止する位置が制限領域に入ったことに応じ
て、減速停止動作が行われるので、減速停止動作が遅く
開始されその遅延が原因となって間に合わずに制限領域
に入ってしまうという危険が回避され、安全性が高めら
れる。 【０００８】 【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、こ
の発明の実施の形態にかかるＸ線検査装置の制御系のブ
ロック図であるが、このＸ線検査装置は図２に示すよう
なものである。すなわち、このＸ線検査装置は、一種の
Ｃ型アーム式Ｘ線透視装置であり、循環器の検査にも用
いることができるタイプのものである。説明の都合上、
図２から説明する。 【０００９】図２において、Ｘ線管２１と、イメージイ
ンテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）２２にテレビカメラ２３
を結合させたＸ線撮像装置とが、Ｃ型アーム２４の両端
に取り付けられており、その間に被検者を横たえるため
のベッド天板１１が配置される。Ｃ型アーム２４はアー
ム保持ブロック２５により保持されており、このアーム
保持ブロック２５はスライドブロック２６に取り付けら
れている。スライドブロック２６はスライドレール２７
上で移動できるようにされており、このスライドレール
２７は半円形の起倒フレーム２８に取り付けられてい
る。この起倒フレーム２８はベース２９により保持され
ている。そして、ベッド天板１１は、この起倒フレーム
２８に取り付けられている。 【００１０】各部の動作（移動方向）について説明する
と、起倒フレーム２８はベース２９上で、フレーム２８
の半円形に沿って矢印０８方向に回転できるよう保持さ
れている。したがってこのフレーム２８が回転すること
により、ベッド天板１１もそれと一体となって回転する
ことになる。ベッド天板１１は、起倒フレーム２８によ
り保持された状態のまま矢印０１、０２、０３の各方向
にそれぞれ移動できるようにされている。つまり、ベッ
ド天板１１の左右方向（その上に横たわる被検者の左右
方向）０１、ベッド天板１１の長さ方向（被検者の身長
方向）０２、ベッド天板１１の面に直角な方向０３に移
動可能である。これらの方向０１、０２、０３は、図の
ような状態では水平面内のＸ方向、Ｙ方向および鉛直方
向であるＺ方向に一致しているが、起倒フレーム２８が
回転するとそれに伴って回転する。 【００１１】スライドブロック２６は、起倒フレーム２
８に固定されたスライドレール２７に沿って矢印０７の
ように直線的に移動することができる。この矢印０７方
向は起倒フレーム２８の回転に伴って回転する。そし
て、このスライドブロック２６に、アーム保持ブロック
２５が矢印０６方向に回転可能に保持されている。つま
り、アーム保持ブロック２５は、スライドレール２７
（矢印０７で示すスライド方向）に直角な軸（水平な
軸）の回りに回転可能である。 【００１２】このアーム保持ブロック２５によってＣ型
アーム２４がそのＣ字形状に沿って矢印０５方向に回転
移動可能に保持される。そこで、Ｘ線管２１から発せら
れイメージインテンシファイア２２に入射するＸ線ビー
ムの方向は、３つの軸の回りに矢印０５、０６、０８の
ように回転可能であるとともに、Ｘ線ビームの位置がベ
ッド天板１１（その上の被検者）に対して矢印０７のよ
うに直線移動可能である。さらに、イメージインテンシ
ファイア２２とこれに結合されたテレビカメラ２３はＣ
型アーム２４の先端で、矢印０４のように直線移動して
Ｘ線管２１に近づいたり遠ざかったりすることができる
ようになっている。 【００１３】このＸ線検査装置では、このように移動軸
が８軸あり、これら８軸で自由に移動してＸ線ビームの
位置・方向を任意に定めることができるようになってい
る。これら８軸での動きの制御系は図１に示すように構
成されている。この図１はＣ型アーム２４の矢印０５方
向および矢印０６方向での移動についての制御系のみを
示す。なお、矢印０５方向はベッド天板１１に横たえら
れる被検者の体軸回りの回転方向でＬＡＯ−ＲＡＯ方向
と呼ばれ、矢印０６方向は被検者の体軸を含む鉛直な平
面内での回転方向でＣＲＡＮ−ＣＡＵＤ方向と呼ばれて
いる。 【００１４】図１において、操作パネル４０上に、Ｃ型
アーム２４の操作用のジョイスティック状のレバー４１
が設けられている。このレバー４１がＬＡＯ−ＲＡＯ方
向あるいはＣＲＡＮ−ＣＡＵＤ方向（またはその中間の
方向）に傾けられると、そのＬＡＯ−ＲＡＯ方向での傾
き角度が角度検出器４２により、ＣＲＡＮ−ＣＡＵＤ方
向での傾き角度が角度検出器４３によりそれぞれ検出さ
れ、その検出出力がＣＰＵ３１に入力される。これらの
角度検出器４２、４３はポテンショメータなどで構成さ
れる。 【００１５】こうしてＣＰＵ３１にレバー４１の傾き方
向、角度に関する情報が入力されるので、ＣＰＵ３１は
メモり３７に格納された動作範囲テーブル（図４で示
す）を参照しながら移動指令を発生し、これがＤ／Ａ変
換器３２を経て駆動装置３３に入力され、モータ３４が
回転させられる。移動指令はＬＡＯ−ＲＡＯ方向および
ＣＲＡＮ−ＣＡＵＤ方向のそれぞれについて発生され、
それぞれのモータ３４によりそれらの方向にＣ型アーム
２４が移動させられることになる。このそれぞれの方向
のモータ３４の回転方向はレバー４１の各方向での傾き
方向に対応したものとされ、回転速度は各方向での角度
に対応したものとされる。 【００１６】一方、各方向での位置は、それぞれポテン
ショメータなどからなる位置検出器３５によって一定の
サンプリング時間間隔で検出されており、Ａ／Ｄ変換器
３６を経てＣＰＵ３１に送られている。ＣＰＵ３１は、
図３のフローチャートのように、この検出された現在位
置についての情報と現在の移動速度とにより将来の位置
を予測し、その予測位置とメモリ３７内の動作範囲テー
ブルとを比較して制御を行う。 【００１７】この動作範囲テーブルは図４に示すよう
に、ＬＡＯ−ＲＡＯ方向及びＣＲＡＮ−ＣＡＵＤ方向の
両方に一定角度以上傾けたときベッド天板１１およびそ
の上の被検者に衝突する可能性のある衝突領域５１とそ
の近傍の警告領域５２とを表わすものである。これらの
領域５１、５２は図２のようなメカニズムが定まってい
ればあらかじめ決定可能である。衝突領域５１、警告領
域５２はベッド天板１１の位置によって変化するため、
ベッド天板１１の位置ごとに図４のような動作範囲テー
ブルを用意したり、あるいはベッド天板１１の位置に応
じて修正するようにすることが望ましい。 【００１８】レバー４１の操作によってＣ型アーム２４
が移動させられていくが、その軌跡は図４の動作範囲テ
ーブル上では矢印６１のようなものとなる。ＣＰＵ３１
が予測した将来の位置が衝突領域５１や警告領域５２に
入ると、ＣＰＵ３１は急停止あるいは減速停止動作の指
令を出してモータ３４を急停止、あるいは減速停止させ
る。 【００１９】これにつき、図３のフローチャートを参照
しながら詳しく説明する。まず現在位置が図５に示すよ
うにＡであり、この位置Ａが検出されると、仮にこの位
置Ａで直ちに減速停止に入った場合に、現在の速度から
停止までに必要な移動距離ｂが算出される。つぎに現在
の速度に基づき、次回のサンプリング時までの予想移動
距離ｃが算出される。この距離ｃを現在位置Ａに加える
ことにより次回のサンプリング時において到達している
であろう位置Ｃが分かる（図５参照）。さらにこの位置
Ｃに上記の減速移動距離ｂを加えることにより、次回の
サンプリング時の位置で直ちに減速停止した時の予想停
止位置Ｄ（図５）が求められる（次回のサンプリング時
においても現在と同じ速度で移動しているものと仮定し
ている）。 【００２０】そこで、この予想停止位置Ｄと動作範囲テ
ーブルとが比較され、位置Ｄが警告領域５２に入ってい
るかどうかにより停止準備が必要かどうかが判断され
る。位置Ｄが警告領域５２に入っていず停止準備が必要
でないと判断されれば、一定のサンプリング時間の経過
後現在位置の検出動作が再び行われる。 【００２１】位置Ｄが警告領域５２に入っていて停止準
備が必要と判断されたときは、現在位置で直ちに減速停
止動作に入ったときの予想停止位置Ｂ（図５）が求めら
れる。これは現在位置Ａに上のように求めた減速移動距
離ｂを加えることにより算出される（図５参照）。 【００２２】そして、この位置Ｂと動作範囲テーブルと
が比較され、この位置Ｂが衝突領域５１に入っているか
どうかで急停止が必要かどうかが判断される。位置Ｂが
衝突領域５１に入っていて急停止が必要と判断されれ
ば、直ちに急停止動作指令が出され、そうでなければ減
速停止の指令が出されてＣ型アーム２４は減速停止す
る。このとき将来における予想停止位置Ｄが警告領域５
２に入っていると判断されているのであるから、通常
は、位置Ｂが衝突領域５１に入っていることはなく、そ
のため、減速停止動作が行われることになる。そして、
この減速停止によって必ず衝突領域５１の手前で停止す
ることになり安全である。 【００２３】このように急停止されることは例外的であ
り、通常は将来における予想停止位置Ｄが警告領域５２
に入っていることに応じて減速停止するので、このこと
は逆にいえば、将来時点の予想停止位置Ｄが警告領域５
２に入るようになるまでは、レバー４１の自由な操作に
よって速度を高めた移動を行うことができ、良好な操作
性を維持することができる。 【００２４】なお、上記の説明および図５はＬＡＯ−Ｒ
ＡＯ方向あるいはＣＲＡＮ−ＣＡＵＤ方向のいずれか一
方の方向について説明したものであるが、実際にはその
両方の方向のそれぞれについて上記のような動作が行わ
れる。また、上記ではＣ型アーム２４の動きについての
み説明しているが、図２のようなメカニズムのＸ線検査
装置では他の移動軸での動作についてもそれぞれ動作範
囲テーブルを作って同様に制御するよう構成することが
可能である。さらに、動作範囲（衝突領域や警告領域等
の制限領域）を示す情報は上記のようなテーブルの形式
で保持されることに限定されない。 【００２５】 【発明の効果】以上説明したように、この発明のＸ線検
査装置によれば、レバーを操作し、その操作に追従し
て、つまりその傾き方向に向け傾き角度に対応した速度
で、Ｘ線映像手段を移動させることができ、そのように
レバー操作に追従して移動させる場合に、現時点より一
定時間後に減速停止動作が開始されるとしたら停止する
であろう位置を予想し、その予想停止位置が制限領域に
入ることを判定して減速停止動作を行う。つまり、将来
の予想停止位置に応じて減速停止動作を開始するので、
減速停止動作が早い時点でゆとりをもって開始され、そ
の減速停止動作開始の遅れから危険な事態に至ることが
未然に回避され、安全性が高められる。このように減速
停止動作が早い時点で開始されるようになっていて安全
性が高められているので、任意に速い速度で移動させて
も安全であり、速い速度で移動させることが自由にでき
るなど、操作性が悪くなることがない。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の実施の形態にかかるＸ線検査装置の
制御系のブロック図。 【図２】同Ｘ線検査装置の全体の外観を模式的に示す斜
視図。 【図３】動作を説明するためのフローチャート。 【図４】動作範囲テーブルを示す図。 【図５】各位置を示す図。 【符号の説明】 １１
ベッド天板 ２１
Ｘ線管 ２２
イメージインテンシファイア ２３
テレビカメラ ２４
Ｃ型アーム ２５
アーム保持ブロック ２６
スライドブロック ２７
スライドレール ２８
半円形起倒フレーム ２９
ベース ３１
ＣＰＵ ３２
Ｄ／Ａ変換器 ３３
駆動装置 ３４
モータ ３５
位置検出器 ３６
Ａ／Ｄ変換器 ４０
操作パネル ４１
レバー ４２、４３ 角度検出
器 ５１
衝突領域 ５２
警告領域 ６１
移動軌跡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯野 浩孝 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会社島津製作所三条工場内 (56)参考文献 特開 平４−245598（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−161710（ＪＰ，Ｕ) 国際公開96／03078（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 6/00 - 6/14

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 Ｘ線映像手段と、該Ｘ線映像手段を複数
   軸のそれぞれの方向に移動させる移動手段と、上記Ｘ線
   映像手段の移動の各軸に対応した任意の方向に任意の角
   度傾ける操作が可能なレバーと、該レバーの動きに追従
   して、レバーの傾き方向に向け傾き角度に対応した速度
   で上記Ｘ線映像手段を移動させるよう上記移動手段を制
   御する制御手段と、上記Ｘ線映像手段の各方向での位置
   を一定時間間隔ごとに検出する手段と、上記Ｘ線映像手
   段の移動についての制限領域を表わす情報を保持する手
   段と、現時点での検出位置に現時点での速度に基づいて
   求めた移動距離を加えて次回の検出時点での予想位置お
   よびそこで減速停止したときの予想停止位置を求める手
   段と、該予想停止位置と上記の制限領域情報とを対照し
   て減速停止動作を行わせる手段とを備えることを特徴と
   するＸ線検査装置。