JP4716850B2 - 医用画像診断装置用寝台 - Google Patents

Description

本発明は、医用画像診断装置用寝台に係わり、特に非常時に被検体を退避する機構を備えた寝台に関する。

医用画像診断装置として、CT装置や磁気共鳴イメージング（以下MRIと称する）装置等、各種の装置がある。これらの装置においては、被検体を寝台の天板上に載置し、装置の撮像可能範囲まで被検体の撮像部位を移動させ、撮像を行う。通常時の天板の移動は天板駆動機構によって行われる。天板を撮像可能範囲まで移動させた後は摩擦力を利用する位置保持機構によりその位置を保持している。一方、緊急時には、撮像可能範囲から被検体を退避させる必要があるが、従来は、被検体を載置した天板を駆動機構及び位置保持機構から切り離し、手動で天板を移動させている。

例えば、特許文献１には、天板に取り付けられた操作ハンドルを操作することにより、天板下面から補助輪が下降して天板をベッド本体から持ち上げることにより、駆動機構との接触を解除して天板を手動で引き出すことができる構成が開示されている。
特開平６−１４９１９号公報

近年、医用画像診断装置においては、被検体を再配置することなく被検体の全身を撮像可能な構成が主流となりつつあり、天板の移動ストロークが長く、天板が端部までガントリ内に引き込まれる構成のものが増加している。このため、緊急退避時には、操作者は、上半身をガントリ内に潜り込ませるような不自然な体勢で天板端部のハンドルを掴む必要があり、さらに、その体勢から被検体の全身がガントリから出るまで天板を長いストローク移動させる必要がある。退避作業に要する労力は、必要な力と移動量の両観点から増加している。しかも、医用画像診断装置は撮像メカニズムから金属ベアリングや高性能タイヤといった動摩擦抵抗が小さい公知の金属製機構を採用することができないため、動摩擦抵抗そのものを低減することは難しい。また、緊急時には、電力が使用できないことが前提となるため、電動力によるアシストは利用できない。

特許文献１に記載の天板退避機構は、天板下面から補助輪を下降させベッド本体から天板を持ち上げる構成であるが、現実には、天板には被検体が載置されており、その体重に逆らって補助輪を下降させ、天板と補助輪の支持部との間にくさびを挿入して補助輪を固定しなければならず、操作者の人力でこの作業を行うのは容易ではないと思われる。

本発明の目的は、手動により被検体を退避する作業を容易に行うことができる寝台を備えた医用画像診断装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の医用画像診断装置は、被検体を撮像する撮像装置と、被検体を前記撮像装置の撮像空間まで移動させる寝台とを備え、寝台は、被検体を搭載する天板と、天板を駆動する駆動機構と、撮像空間から退避する方向に手動で天板を移動させるための補助機構とを有する。補助機構は、天板と前記駆動機構との連結を解除する解除部と、天板を退避させる方向に補助力を付与する付勢部とを備える構成とする。これにより、退避時には、駆動機構の影響を受けず、しかも補助機構の補助力の分だけ手動で与える力が軽減される。

上記駆動機構は、摩擦力により天板の位置を保持する保持部を有する構成にすることができる。この構成の場合には、解除部が連結を解除することにより、容易に手動退避できるという効果が顕著に表れる。

上記付勢部は、常時、補助力を付与する構成であり、駆動機構は、天板を撮像空間に挿入する方向に移動させる場合には、補助力に逆らって天板を駆動する構成にすることができる。このように常時補助力を付与する構成にすることにより、補助機構として電力を用いないバネ等の機械構造を用いることが可能になるため、停電時にも手動退避が可能となる。例えば、付勢部は、天板の位置にかかわらず一定の補助力を付与する定荷重バネを有する構成にすることができる。

上記解除部は、通電状態では連結され、通電停止状態で解除される電動クラッチと、電動クラッチへの通電を停止させるスイッチとを有する構成にすることができる。これにより、緊急時にはスイッチの操作により、停電時には何ら操作することなく、駆動機構との解除が可能になる。

上記補助機構は、天板に一端が接続されたロープを有し、ロープを介して天板に補助力を付与する構成にすることができる。ロープの一端は、駆動機構による天板の駆動に伴い移動するため、ロープに、移動量を検出する検出手段を備えることにより、天板移動量が検出できる。

本発明によれば、緊急時に手動で被検体を退避する際の操作力を低減することが出来る。したがって、手動により被検体を退避する作業を容易に行うことができる寝台を備えた医用画像診断装置を実現することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
まず、第１の実施の形態の医用画像診断装置について説明する。この医用画像診断装置は、図１に示したように被検体３が配置される寝台２０と、被検体を撮像するための撮像装置とを備えている。ここでは撮像装置がＭＲＩ装置の場合を例に説明するが、撮像装置はＭＲＩ装置に限られず、ＣＴ装置等他の撮像装置であっても構わない。ＭＲＩ装置は、撮像空間に静磁場を発生する静磁場発生系と、撮像空間に配置された被検体に傾斜磁場パルスを印加する傾斜磁場発生系と、被検体に高周波磁場パルスを印加する高周波磁場送信系と、被検体が発生する核磁気共鳴信号を受信する高周波磁場受信系と、得られたデータの画像再構成処理等を行う演算制御部と、演算制御部の指示に従い各部を制御し所望の撮像シーケンスを実行させるシーケンサと、操作部２３とを備えて構成される。静磁場発生系、傾斜磁場発生系の傾斜磁場コイル、高周波磁場送信系の送信コイルは、図１のガントリ１の内部に配置されている。傾斜磁場発生系および高周波磁場発生系の電源や、シーケンサ等の他の構成は、ガントリ１の外部の筐体２４等に配置されている。

ガントリ１は、円筒形状であり、中心軸を水平にして配置されている。ガントリ１の中央の空間２５には静磁場発生系等により撮像空間が形成される。撮像空間には寝台２０によって被検体３が挿入される。

寝台２０は、図１のように、天板２ａと、寝台本体２ｅとを有する。天板２ａは、下面に複数の車輪２ｂを備え、寝台本体２ｅの上面及びガントリ１の内部空間２５の下部壁面を走行可能である。寝台本体２ｅは、タイミングベルト２ｄとタイミングベルト２ｄを駆動する天板駆動機構４とを備えている。天板２ａは、連結金具２ｃによって、寝台２０内のタイミングベルト２ｄと連結されている。タイミングベルト２ｄは、天板２ａを長手方向に駆動する。天板２ａの端部には、ハンドル２２が備えられている。寝台本体２ｅの側面には、操作者が操作可能な位置に退避スイッチ２１が設けられている。緊急時には、操作者が退避スイッチ２１を操作すると、ハンドルを掴んで天板２ａをガントリ１内から引き出すことが可能になる。

天板駆動機構４の構造を図２を用いて説明する。天板駆動機構４は、タイミングベルト２ｄが巻装されたプーリー４ａと、プーリー４ａの側方に配置されプーリー４ａの回転軸に連結された電動クラッチ４ｂと、ギア４ｃ，４ｄを介して電動クラッチ４ｂの回転軸に接続されたブレーキ付きモーター４ｅと、プーリー４ａの他側に配置され、その回転軸に連結された手動退避補助機構５とを備えている。すなわち、天板２ａが接続されているタイミングベルト２ｄは、プーリー４ａ、クラッチ４ｂ、ギヤ４ｃ、４ｄを介して、ブレーキ付きモーター４ｅと接続されている。ブレーキ付きモーター４ｅは、ＭＲＩ装置の操作部２３が受け付けた指示に応じた演算制御部やシーケンサの制御信号により動作し、タイミングベルト２ｄを駆動して移動させる。これにより、ブレーキ付きモーター４ｅは、天板２ａを所望位置まで移動させ、そのブレーキによって位置を保持する。

電動クラッチ４ｂは、通電時に接続状態、通電停止時に解除状態となるように構成されている。ここでは励磁式電動クラッチを用いている。退避スイッチ２１は、電動クラッチ４ｂの電源線に接続され、退避スイッチ２１が押された場合には、電動クラッチ４ｂへの通電が停止し、電動クラッチ４ｂは解除状態となる。また、停電等により通電が停止した場合にも、電動クラッチ４ｂは解除状態になる。よって、天板２ａは、通常の静止状態では、ブレーキ付きモーター４ｅのブレーキによって位置を保持されているが、電動クラッチ４ｂにより、ブレーキ付きモーター４ｅとの接続が解除された場合には、手動で退避することが可能となる。

一方、手動退避補助機構５は、常に、天板２ａを退避する方向、すなわち天板２ａをガントリ１から引き出す方向にプーリー４ａを付勢している。図２および図３を用いて手動退避補助機構５の構造を説明する。手動退避補助機構５は、プーリー４ａの回転軸と接続されたドラム５ａと、ドラム５ａに対向配置されたドラム５ｂと、定荷重バネ５ｃとを備えている。定荷重バネ５ｃは、一端がドラム５ａに他端がドラム５ｂに固定され、それぞれ巻回されている。定荷重バネ５ｃの長さは、天板２ａがガントリ１内から完全に引き出されるまでのストローク長よりも長い。これにより、定荷重バネ５ｃは、天板２ａの位置にかかわらず常に一定の荷重で、天板２ａを引き出す方向にプーリー４ａを付勢することができ、天板２ａの手動退避時の補助力６ｂとなる。

つぎに、第１の実施の形態の医用画像診断装置の動作について説明する。
操作者は、被検体３を寝台２０の天板２ａに搭載し、操作部２３を操作することにより、天板駆動機構４のブレーキ付きモーター４ｅを動作させて、ガントリ１内の撮像空間２５に天板２ａを挿入する。その後、所望の撮像シーケンスをＭＲＩ装置に実行させ、被検体の撮像を行う。

図４は、天板駆動機構４が天板２ａを移動させる際に、天板２ａに作用する力の関係を示す説明図である。天板２ａを駆動する際は、天板２ａの自重と、天板２ａ上に載置した被検体３の体重と、車輪２ｂ部分の摩擦によって、天板駆動機構４が駆動される方向と逆方向に摩擦反力６ａが発生する。この摩擦反力６ａは、天板駆動機構４が天板２ａをガントリ１の内部へ挿入する方向へ移動させる場合にも、ガントリ１から外部へ出す方向に移動させる場合にも、それぞれ移動方向とは逆方向に生じる。一方、手動退避補助機構５がプーリー４ａを付勢する手動退避補助力６ｂは、天板２ａの移動方向にかかわらず、常に天板２ａをガントリ１から外部へ移動させる方向に作用している。

よって、天板駆動機構４が、天板２ａをガントリ１の内部方向に移動する場合は、摩擦反力６ａと手動退避補助機構５の手動退避補助力６ｂを合わせた力に逆らって、天板２ａを移動させる。天板駆動機構４のブレーキ付きモーター４ｅとしては、摩擦反力６ａと手動退避所助力６ｂよりも十分に大きな駆動力６ｃを有するものが備えられている。ガントリ１内に天板２ａを移動させた後は、ブレーキ付きモーター４ｅのブレーキ力によって位置が保持される。天板駆動機構４が、天板２ａをガントリ１内から外部へ移動する場合は、摩擦反力６ａに逆らいつつ、手動退避補助力６ｂにより付勢されながら、天板２ａを駆動する。

天板２ａがガントリ１に挿入された状態で、緊急事態や停電が生じた場合には、操作者は天板２ａのハンドル２２を掴んで引っ張り、ガントリ１内から手動退避させる。緊急事態の際は、操作者が寝台本体２ｅの側面の退避スイッチ２１を押し、天板駆動機構４のクラッチ４ｂを解除することにより、ブレーキ付きモーター４ｅからプーリー４ａを切り離す。停電の場合は、操作者が操作するまでもなく、クラッチ４ｂへの通電が止まり解除状態となる。

図５は、天板２ａを手動退避する際に、天板２ａに作用する力の関係を示す図である。天板２ａをガントリ１から手動退避する際は、天板２ａを天板駆動機構４により駆動する際と同様に、摩擦反力７ａが発生するが、手動退避補助機構５が天板２ａを付勢する手動退避補助力６ｂは、操作者が天板２ａを手で引く力７ｂと方向と同じであるため、操作者に求められる力７ｂは、手動退避補助力６ｂの分だけ軽減される。

また、手動退避補助力６ｂは、天板２ａ上に被検体３を載置しない状態の摩擦反力７ａよりも小さくなるように設定されている。よって、クラッチ４ｂにより天板２ａと天板駆動機構４との連結を解除した状態においても天板２ａの位置は保持される。なお、補助力６ｂの設定は、定荷重バネ５ｃのバネ力の調整により可能である。

このように、本実施の形態では、手動退避補助機構５が電力を用いることなく、天板２ａを引き出す方向に天板２ａを常に付勢し、通常時にはモーター４ｅが補助力６ｂに逆らって天板２ａをガントリ１内に移動させる構成にしているため、手動退避時には、補助力６ｂの分だけ天板を手で引く力７ｂが軽減され、小さな力で天板２ａをガントリ１から容易に引き出すことができる。よって、操作者の負担を軽減できる。また、モーター４ｅは、補助力６ｂに逆らって天板２ａを移動させる必要があるため、負荷が若干増すが、電動モーターとして駆動力は十分大きなものは容易に用意できるため、天板２ａの移動精度に影響を与える恐れはない。

また、補助力６ｂは、定荷重バネ５ｃという機械的構造により発生されるため、緊急時にスイッチ２１を操作した時のみならず、停電時にも補助力を付与して退避させることができる。

なお、本実施の形態では、天板駆動機構４のブレーキ付きモーター４ｅは、ＭＲＩ装置の操作部２３の制御により動作する構成であったが、操作部２３とは別の操作部を設けることも可能である。

つぎに、第２の実施の形態の医用画像診断装置について図６および図７を用いて説明する。
第２の実施の形態の医用画像診断装置は、寝台２０の手動退避補助機構８が、天板駆動機構４とは別に備えられている点で第１の実施の形態とは相違している。それ以外の寝台２０の構成およびＭＲＩ装置の構成は、第１の実施の形態と同じであるので説明を省略する。

天板駆動機構４は、図２と同様の構成であるが、図２の手動退避補助機構４は備えられていない。第２の実施の形態では図６のように、寝台本体２ｅの内部に、天板駆動機構４とは別に手動退避補助機構８が備えられている。

手動退避補助機構８は、図７のように、ロープ８ｄと、ドラム８ａと、ドラム８ｉ、８ｂと、定荷重バネ８ｃとを含んでいる。ロープ８ｄでは、一端が天板接続部８ｅによって天板２ａに固定され、他端はドラム８aに固定され、巻き付けられている。ドラム８ｉは、ドラム８ａと回転軸が接続されている。ドラム８ｂは、ドラム８ｉと対向配置されている。定荷重バネ８ｃは、一端がドラム８ｉに他端がドラム８ｂに固定され、それぞれ巻回されている。定荷重バネ８ｃの長さは、天板２ａがガントリ１内から外部に完全に引き出されるまでのストローク長よりも長い。また、ロープ８ｄの長さも天板２ａのストローク長よりも長い。これにより、定荷重バネ５ｃは、天板２ａの位置にかかわらず常に一定の荷重で、天板２ａを引き出す方向にロープ８ｄを引くことができ、天板２ａの手動退避時の補助力となる。よって、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

さらに、ロープ８ｄは、天板接続部８ｅとドラム８ａとの間に、一対のプーリー８ｈと、プーリー８ｇと、ロータリーエンコーダ８ｆとを配置している。プーリー８ｇは、ロープ８ｄの移動により回転し、ロータリーエンコーダ８ｆは、その回転量を検出する。よって、ロータリーエンコーダ８ｆの回転量をＭＲＩ装置の演算制御部または別途も受けた演算部に取り込んで、回転量を距離に換算することで、天板２ａの移動量を検出することができる。なお、天板２ａの移動量の検出は、手動退避時ではなく天板駆動機構４による、通常の天板２ａ移動時に用いられる。

このように、第２の実施の形態の構成によれば、第１の実施の形態の構成と同様に、手動退避時の補助力が得られるだけでなく、手動退避補助機構８に天板の移動量検出機能を付加することができる。

第１の実施の形態の医用画像診断装置の構成を示す説明図である。 図１の医用画像診断装置において、寝台２０の天板駆動機構４の概略構成を示す説明図である。 図１の医用画像診断装置において、寝台２０の手動退避補助機構８の概略構成を示す説明図である。 第１の実施の形態による天板駆動機構４の動作を示す説明図である。 第１の実施の形態による天板２ａの手動退避時の動作を示す説明図である。 第２の実施の形態の医用画像診断装置の構成を示す説明図である。 図７の手動退避補助機構８の概略構成を示す説明図である。

符号の説明

１…ガントリ、２ａ…天板、２ｂ…車輪、２ｃ…連結金具、２ｄ…タイミングベルト、２ｅ…寝台本体、４…天板駆動機構、４ａ…プーリー、４ｂ…電動クラッチ、４ｃ、４ｄ…ギア、４ｅ…ブレーキ付きモーター、５…手動退避補助機構、５ａ、５ｂ…ドラム、６ａ…摩擦反力、６ｂ…手動退避補助力、６ｃ…駆動力、８…手動退避補助機構、８ａ、８ｂ…ドラム、８ｃ…定荷重バネ、８ｄ…ロープ、８ｅ…天板接続部、８ｆ…ロータリーエンコーダ、８ｇ…プーリー、８ｈ…プーリー、８ｉ…ドラム、２０…寝台、２１…退避スイッチ、２２…ハンドル、２３…操作部、２４…筐体、２５…撮像空間。

Claims (6)

1. 被検体を撮像する撮像装置と、被検体を前記撮像装置の撮像空間まで移動させる寝台とを備えた医用画像診断装置であって、
   前記寝台は、被検体を搭載する天板と、該天板を駆動する駆動機構と、前記撮像空間から退避する方向に手動で前記天板を移動させるための補助機構とを有し、
   前記補助機構は、前記天板と前記駆動機構との連結を解除する解除部と、前記天板を前記退避させる方向に補助力を付与する付勢部とを備えることを特徴とする医用画像診断装置。
2. 請求項１に記載の医用画像診断装置において、前記駆動機構は、摩擦力により前記天板の位置を保持する保持部を有することを特徴とする医用画像診断装置。
3. 請求項１または２に記載の医用画像診断装置において、前記付勢部は、常時、前記補助力を付与する構成であり、前記駆動機構は、前記天板を前記撮像空間に挿入する方向に移動させる場合には、前記補助力に逆らって前記天板を駆動することを特徴とする医用画像診断装置。
4. 請求項３に記載の医用画像診断装置において、前記付勢部は、前記天板の位置にかかわらず一定の前記補助力を付与する定荷重バネを有することを特徴とする医用画像診断装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の医用画像診断装置において、前記解除部は、通電状態では連結され、通電停止状態で解除される電動クラッチと、前記電動クラッチへの通電を停止させるスイッチとを有することを特徴とする医用画像診断装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の医用画像診断装置において、前記補助機構は、前記天板に一端が接続されたロープを有し、該ロープを介して前記天板に前記補助力を付与する構成であり、前記ロープの前記一端は、前記駆動機構による前記天板の駆動に伴い移動し、
   前記ロープには、その移動量を検出する検出手段が備えられていることを特徴とする医用画像診断装置。

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