JP5677058B2

JP5677058B2 - 寝台装置及び画像診断装置

Info

Publication number: JP5677058B2
Application number: JP2010271388A
Authority: JP
Inventors: 茂薄田
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2010-12-06
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2030-12-06
Also published as: JP2012120567A

Description

本発明の実施形態は、画像診断に用いられる寝台装置及び画像診断装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置、核医学診断装置、Ｘ線診断装置等の画像診断装置は、被検体の撮影により生成される画像データを提供するものであり、画像診断や治療等の医療行為に重要な役割を果たしている。そして、循環器用のＸ線診断装置は、Ｃ字形の端部に対向して配置されたＸ線発生器及びＸ線検出器を備えた撮影部を有し、Ｘ線発生器及とＸ線検出器の間（開口部）に被検体を送り込んで撮影を行う。また、Ｘ線ＣＴ装置や核医学診断装置等の画像診断装置は、開口部を有する架台を備え、その開口部内へ被検体を送り込んで撮影を行う。そして、開口部近傍には、寝台装置が配置される。この寝台装置は、被検体が載置される天板を有し、この天板を長手方向に移動して開口部内の撮影が可能な位置へ被検体を送り込む。

近年、画像診断装置の例えばＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線検出器の分解能の向上に応じて、被検体を精度良く位置決めし、且つ被検体を広範囲に亘って撮影できることが望まれている。このため、寝台装置の天板は、長手方向の一端部が片持ち支持された駆動部を介して下側に配置された寝台支持部に支持され、下面の一部が寝台支持台上に配置された回転自在のローラに支持されている。そして、駆動部により天板が架台方向へ移動して、天板の寝台支持部からはみ出した部分が開口部内に挿入され、被検体の大部分を開口部内へ送り込むことができるようになっている。

特開２００２−５８６６７号公報

しかしながら、被検体の体重は増加傾向にあり、被検体が載置された天板にかかる荷重が増大して、その天板を長手方向に移動したときの位置精度を確保することが困難になっている。

実施形態は、上記問題点を解決するためになされたもので、天板の位置精度の向上を図ることができる寝台装置及び画像診断装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、実施形態の寝台装置は、被検体が載置される天板と、前記
天板の下側に配置され、前記天板を支持するローラと、動力を発生する動力源と、前記動
力を伝達して前記天板を長手方向に移動させる第1の動力伝達機構と、前記第1の動力伝達
機構に伝達された動力に応じて前記天板の移動方向に前記ローラを回転させる第２の動力
伝達機構とからなる長手動駆動部と、前記長手駆動部を支持する寝台支持部とを備えた。

実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図。実施形態に係る寝台の構成の詳細の一例を示す側面図。実施形態に係る長手動駆動部の構成の詳細の一例を示す上面図。実施形態に係る架台部方向に移動した天板のたわみを示す側面図。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。なお、実施形態は、画像診断に用いられるＸ線ＣＴ装置、核医学診断装置、Ｘ線診断装置等の画像診断装置、並びに寝台装置に適用可能であるが、以下に説明する実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置の例を説明する。

図１は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示したブロック図である。このＸ線ＣＴ装置１００は、被検体Ｐの撮影を行う撮影部１０と、被検体Ｐを撮影部１０方向へ移動する寝台部４０と、撮影部１０及び寝台部４０を操作する入力を行う操作部５０と、操作部５０からの入力情報に基づいて撮影部１０及び寝台部４０を制御するシステム制御部５１とを備えている。

撮影部１０は、被検体Ｐの撮影により投影データを生成する架台部１１と、架台部１１で生成された投影データを処理して画像データを生成する画像処理部３０とを備えている。そして、架台部１１は、寝台部４０により被検体Ｐが送り込まれる円筒状の開口部１２と、この開口部１２内に送り込まれた被検体Ｐの周囲を、アイソセンタ１２ａを中心として回転する回転部１３と、この回転部１３を回転可能に支持する固定部１４とを備えている。

回転部１３は開口部１２の外周に配置され、Ｘ線を照射するＸ線照射部１６と、Ｘ線照射部１６に高電圧を供給する高電圧発生部１７と、Ｘ線を検出するＸ線検出部１８と、Ｘ線検出部１８で検出された検出信号を収集して投影データを生成するデータ収集部１９と、データ収集部１９で生成された投影データを画像処理部３０に出力するためのデータ伝送部２０の送信部と、Ｘ線照射部１６、高電圧発生部１７、Ｘ線検出部１８、データ収集部１９、及びデータ伝送部２０の送信部を回転可能に支持する回転フレーム２１とを備えている。

Ｘ線照射部１６はＸ線管を有し、高電圧発生部１７から供給される高電圧によりＸ線を発生して、開口部１２内に送り込まれた被検体Ｐに対して回転しながらＸ線を照射する。また、Ｘ線検出部１８はＸ線検出素子を有し、Ｘ線照射部１６に対向して配置される。そして、Ｘ線照射部１６からのＸ線照射により被検体Ｐを透過したＸ線を検出して電気信号に変換し、変換した信号を増幅してデータ収集部１９に出力する。

データ収集部１９は、アナログ／デジタル変換回路等を備え、Ｘ線検出部１８からのアナログ信号をデジタル信号に変換した後、回転フレーム２１の所定の回転角度毎に収集して１ビューの投影データを生成する。

データ伝送部２０は、例えば光を利用して送受信するための送信部及び受信部を備えている。そして、送信部が回転部１３に設けられ、データ収集部１９からの投影データを固定部１４に設けた受信部に伝送する。

固定部１４は、回転部１３の回転フレーム２１を回転する回転機構制御部２２及びデータ伝送部２０の受信部を備えている。そして、回転機構制御部２２は、回転フレーム２１を回転する回転機構及びこの回転機構を制御する制御回路を備えている。また、データ伝送部２０の受信部は、送信部からの投影データを画像処理部３０に出力する。

画像処理部３０は、架台部１１における回転部１３のデータ伝送部２０から出力された投影データを保存する記憶部３１と、記憶部３１に保存された複数ビューの投影データを再構成して画像データを生成する再構成部３２と、再構成部３２で生成された画像データを表示する表示部３３とを備えている。

寝台部４０は、被検体Ｐが移動可能に載置される寝台４１と、寝台４１の移動を制御する寝台制御部４２を備えている。そして、寝台４１は、撮影部１０の架台部１１における開口部１２内の撮影が可能な位置へ被検体Ｐを移動する。

操作部５０は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネル、更には各種スイッチなどを備えたインターラクティブなインターフェースであり、寝台部４０における寝台４１に載置された被検体Ｐを移動させる入力操作や、被検体Ｐの撮影に関る様々な入力操作等を行う。

システム制御部５１は、ＣＰＵと記憶回路を備え、操作部５０からの入力操作により供給される入力情報を一旦記憶した後、これらの入力情報に基づいて、撮影部１０の架台部１１における回転部１３の回転フレーム２１の回転、投影データの生成、画像データの生成、及び表示や、寝台部４０における被検体Ｐの移動に関する制御などシステム全体の制御を行う。

次に、図１乃至図３を参照して、寝台部４０の寝台４１の構成の詳細を説明する。
図２は、寝台４１の構成の詳細の一例を示した側面図である。この寝台４１は、撮影部１０の架台部１１近傍に配置され、被検体Ｐが載置される天板４３と、天板４３の下側に配置され、天板４３の一部を支持するローラ４４と、天板４３を長手方向における架台部１１方向である矢印Ｌ１方向及びこのＬ１方向とは反対方向の矢印Ｌ２方向に移動駆動すると共に、天板４３の移動に合わせて天板４３に対して転がる方向に転がる速度でローラ４４を回転駆動する長手動駆動部４５と、長手動駆動部４５を支持する寝台支持部４６と、寝台支持部４６を上下移動して天板４３を上下方向に移動する上下動駆動部４７とを備えている。

そして、ローラ４４は、寝台支持部４６上の架台部１１側の端部近傍に配置される。そして、天板４３のＬ１方向への移動に合わせて、天板４３に対して転がる方向である矢印Ｒ１方向に転がる速度で回動駆動される。また、天板４３のＬ２方向への移動に合わせて、天板４３に対して転がる方向であるＲ１方向とは反対方向の矢印Ｒ２方向に転がる速度で回動駆動される。

図３は、長手動駆動部４５の構成の詳細の一例を示した上面図である。この長手動駆動部４５は、動力を発生するサーボモータ等の動力源６０と、この動力源６０からの動力を伝達して天板４３を長手方向に移動する第１の動力伝達機構６１と、この第１の動力伝達機構６１に伝達された動力を伝達してローラ４４を回転する第２の動力伝達機構６２と、ローラ４４にかかる荷重を計測する２つの荷重センサ６３とを備えている。

動力源６０は、寝台支持部４６の例えば一端部近傍に固定されている。そして、荷重センサ６３で計測された荷重に基づいて、寝台制御部４２によりローラ４４への荷重に応じたトルクの制御が行われる。

第１の動力伝達機構６１は、動力源６０からの動力を断続するクラッチ６１１と、クラッチ６１１を介して伝達される動力源６０からの動力により回転する駆動プーリ６１２と、この駆動プーリ６１２に対して天板４３の長手方向に配置され、ローラ４４と同じ回転半径を有する従動プーリ６１３と、駆動プーリ６１２及び従動プーリ６１３に巻回され、駆動プーリ６１２に係合して駆動プーリ６１２の回転により天板４３の長手方向に移動するベルト６１４とにより構成される。

また、第１の動力伝達機構６１は、例えばガイドレールを介して天板４３の長手方向へ移動可能に寝台支持部４６に支持され、ベルト６１４の一部と天板４３の一端部を連結してベルト６１４の移動により天板４３を移動する連結体６１５とにより構成される。そして、動力源６０の動力を天板４３に伝達し、天板４３を長手方向に移動駆動する。また、ベルト６１４に係合する従動プーリ６１３により、動力源６０からの動力を第２の動力伝達機構６２へ伝達する。

第２の動力伝達機構６２は、寝台支持部４６の他端部近傍に配置され、第１の動力伝達機構６１の従動プーリ６１３の回転により回転する従動プーリ６１３及びローラ４４の回転中心に貫設されたシャフト６２１と、このシャフト６２１を回転自在に軸支する２つの軸受け６２２とにより構成される。そして、第１の動力伝達機構６１から伝達された動力をシャフト６２１の回転によりローラ４４に伝達し、ローラ４４を従動プーリ６１３と同じ方向へ同じ速度で回転する。これにより、ローラ４４を天板４３に対して転がる方向に転がる速度で回転駆動する。

荷重センサ４３は、第２の動力伝達機構６２の軸受け６２２に配置され、被検体Ｐが載置された天板４３を支持しているローラ４４にかかる荷重を計測する。そして、計測した荷重を寝台制御部４２に出力する。

このように、第１の動力伝達機構６１により天板４３が長手方向へ移動駆動するとき、この天板４３の移動に合わせて、ローラ４４を天板４３に対して転がる方向に転がる速度で回転駆動することが可能となり、天板４３が移動するときのローラ４４との接触部分における起動摩擦及び運動摩擦による摩擦抵抗を、ローラ４４を回転自在に設けた場合の摩擦抵抗よりも低減することができる。また、ローラ４４にかかる荷重に基づいて動力源６０を制御することができる。これにより、天板４３を長手方向に移動したときの移動中における位置や停止した位置における位置精度の向上を図ることができる。

また、第２の動力伝達機構６２は、単純な構成であるため、ローラ４４を回転駆動するための駆動系の大型化を防ぐことができる。

なお、既に稼動している天板を長手方向に移動する移動機構が第１の動力伝達機構６１と同様に構成される場合、その移動機構に単純な構成の第２の動力伝達機構６２を容易に取り付けることができる。これにより、天板の位置精度の向上を図ることができる。

以下、図１乃至図４を参照して、Ｘ線ＣＴ装置１００の動作の一例を説明する。
寝台部４０における寝台４１の天板４３は、架台部１１から矢印Ｌ２方向へ最も離れた位置であり、且つ被検体Ｐの乗降が容易な高さをホームポジションとして停止している。そして、被検体Ｐの撮影が行われるとき、天板４３上に被検体Ｐが載置された後、Ｘ線ＣＴ装置１００の操作者により、操作部５０から天板４３を上昇させる操作が行われると、システム制御部５１は、寝台制御部４２に天板４３の移動を指示する。そして、寝台４１の上下動駆動部４７は、被検体Ｐが載置された天板４３を、架台部１１の開口部１２内へ被検体Ｐを送り込むことができる高さまで上へ移動する。

天板４３が停止した後、操作部５０から被検体Ｐを撮影位置へ移動させる操作が行われると、荷重センサ６３は、ローラ４４にかかる荷重を計測して寝台制御部４２に出力する。寝台制御部４２は、荷重センサ６３で計測された荷重に基づいて、長手動駆動部４５を駆動制御する。

長手動駆動部４５は、天板４３をＬ１方向へ移動駆動すると共にローラ４４をＲ１方向へ回転駆動する。ここでは、寝台制御部４２の制御により動力源６０が作動すると、この動力源６０から第１の動力伝達機構６１のクラッチ６１１を介して伝達される動力により、駆動プーリ６１２がＲ１方向へ回転する。この駆動プーリ６１２の回転する動力により、ベルト６１４がＬ１方向へ移動する。このベルト６１４の移動する動力により、連結体６１５がＬ１方向へ移動すると共に従動プーリ６１３がＲ１方向へ回転する。そして、連結体６１５の移動する動力により、天板４３がＬ１方向へ移動する。また、従動プーリ６１３の回転する動力により第２の動力伝達機構６２のシャフト６２１がＲ１方向へ回転し、シャフト６２１の回転する動力によりローラ４４が従動プーリ６１３と同じ方向へ同じ速度で回転する。

そして、長手動駆動部４５は、天板４３をＬ１方向に移動駆動して被検体Ｐを開口部１２内に送り込み、被検体Ｐの撮影が可能な位置で停止させる。この停止位置付近における天板４３は、図４に示すように、寝台支持部４６から大きくはみ出して一端部近傍で片持ち支持されているため、支持されている以外の部分で被検体Ｐの荷重により下方へのたわみが生じる。このため、ローラ４４にかかるモーメントが大きくなると共に、たわみによる天板４３との接触部分が増大する。

このように、天板４３の移動に合わせて、天板４３に対して転がる方向に転がる速度でローラ４４を回転駆動することにより、天板４３との接触部分が増え、且つ荷重が増えたローラ４４の摩擦抵抗を、ローラ４４を回転自在に設けた場合の摩擦抵抗よりも低減することができるため、天板４３の停止位置の精度の向上を図ることができる。

ここで、天板４３を操作者が手動操作により、架台部１１から最も離れた位置へ緊急退避させる必要が生じたとき、操作者がクラッチ６１１を操作して動力源６０と駆動プーリ６１２を切り離す。次いで、操作者の例えばＬ２方向に天板４３を引く又は押す手動動作による連結体６１５のＬ２方向へ移動する動力により、ベルト６１４がＬ２方向へ移動する。このベルト６１４の移動する動力により、従動プーリ６１３がＲ２方向へ回転する。この従動プーリ６１３の回転する動力により、シャフト６２１がＲ２方向へ回転する。このシャフト６２１の回転する動力により、ローラ４４が従動プーリ６１３と同じ方向へ同じ速度で回転する。

このように、天板４３を緊急退避させる手動動作により、天板４３の移動に合わせて、天板４３に対して転がる方向に転がる速度でローラ４４を回転駆動することが可能となり、天板４３が移動するときのローラ４４との接触部分における起動摩擦抵抗及び運動摩擦抵抗を、ローラ４４を回転自在に設けた場合の摩擦抵抗よりも低減することができる。これにより、天板４３を手動操作で退避させる操作者の負担を軽減することができる。

以上述べた実施形態によれば、長手動駆動部４５を設けることにより、天板４３を長手方向に移動駆動すると共に天板４３の移動に合わせてローラ４４を天板４３に対して転がる方向に転がる速度で回転駆動することができる。これにより、天板４３が移動するときのローラ４４との接触部分における摩擦抵抗を低減することができる。また、ローラ４４にかかる荷重に基づいて動力源６０を制御することができる。以上により、天板４３を長手方向に移動したときの位置精度の向上を図ることができる。

また、天板４３を退避させる手動動作により、天板４３の移動に合わせて、天板４３に対して転がる方向に転がる速度でローラ４４を回転駆動することができる。これにより、天板４３が移動するときのローラ４４との接触部分における摩擦抵抗を、ローラ４４を回転自在に設けた場合の摩擦抵抗よりも低減することが可能となり、天板４３を手動操作により退避させる操作者の負担を軽減することができる。

更に、長手動駆動部４５に、第１の動力伝達機構６１の天板４３を移動する動力をローラ４４に伝達する単純な構成の第２の動力伝達機構６２を設けることにより、ローラ４４を回転駆動するための駆動系の大型化を防ぐことができる。

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を意図していない。これらの実施形態は、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共に、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。

Ｐ被検体
１１架台部
１２開口部
４０寝台部
４１寝台
４２寝台制御部
４３天板
４４ローラ
４５長手動駆動部
４６寝台支持部
４７上下動駆動部

Claims

被検体が載置される天板と、
前記天板の下側に配置され、前記天板を支持するローラと、
動力を発生する動力源と、前記動力を伝達して前記天板を長手方向に移動させる第1の動
力伝達機構と、前記第1の動力伝達機構に伝達された動力に応じて前記天板の移動方向に
前記ローラを回転させる第２の動力伝達機構とからなる長手動駆動部と、
前記長手駆動部を支持する寝台支持部とを
備えたことを特徴とする寝台装置。
前記第１の動力伝達機構は、前記動力源からの動力により回転する駆動プーリと、この
駆動プーリに係合して前記駆動プーリの回転により前記天板の長手方向に移動するベルト
と、このベルトの一部と前記天板の長手方向における一端部を連結して前記ベルトの移動
により前記天板を移動する連結体を有し、
前記第２の動力伝達機構は、前記ベルトに係合して前記ベルトの移動により回転する従動
プーリと、この従動プーリの回転により回転する前記従動プーリ及び前記ローラの回転中
心に貫設されたシャフトと、このシャフトを軸支する軸受けとを有することを特徴とする
請求項１に記載の寝台装置。
前記従動プーリと前記ローラの回転半径は、同じであることを特徴とする請求項２に記
載の寝台装置。
前記駆動プーリは、前記寝台支持部の一端部近傍に配置され、
前記ローラは、前記寝台支持部の他端部近傍に配置されていることを特徴とする請求項２
又は請求項３に記載の寝台装置。
前記ローラにかかる荷重を計測する荷重センサ、及びこの荷重センサにより計測された
荷重に基づいて前記動力源を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１乃至請
求項４のいずれかに記載の寝台装置。
請求項１に記載の寝台装置を用いて、前記被検体を撮影装置方向に移動することを特徴
とする画像診断装置。