JP4731701B2

JP4731701B2 - 医用ｘ線装置

Info

Publication number: JP4731701B2
Application number: JP2001045186A
Authority: JP
Inventors: 信義鹿島
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2021-02-21
Also published as: JP2002238888A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医用Ｘ線装置に関し、特にＸ線装置のＣアームや天板などの構成要素同士あるいは構成要素と被検体などが接触しそうになったとき、その状態から容易に退避動作を選択できる医用Ｘ線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の医用Ｘ線装置の一例を図９に示す。このＸ線装置は、透視撮影台1と、透視撮影台1の操作を行う操作卓2とを備えている。透視撮影台1は、Ｃアーム3および天板4を備え、Ｃアーム3の一端にＸ線発生部5、他端にＸ線受像部6を有する。被検体は天板4上に載せられ、Ｘ線発生部5と受像部6との間に挟まれて、Ｃアーム3や天板4の駆動により、被検体に対する照射中心軸（Ｘ線発生部とＸ線受像部を結ぶ軸）の角度を任意に変化させ、所望の角度からＸ線の撮像が行われる。
【０００３】
このような透視撮影台は複数の動作軸を持っており、例えば、天板長手動、天板左右動、天板上下動、Ｃアーム長手動、Ｃアーム回転動、Ｃアーム円弧方向のスライド動、Ｘ線受像部前後動、天板ローリング動、起倒動、Ｃアームと天板を一体とした上下動が動作可能である。
【０００４】
ある一つの動作軸を操作者が操作器により動作させているとき、Ｘ線装置の構成要素同士(例えばＣアームと天板)が接触しそうなときや構成要素と構成要素以外のもの（床、天井または患者など）が接触しそうなとき（以下、「接触領域に入ったとき」という）に動作を停止させる。
【０００５】
また、上記各構成要素には被検体への接触や構成要素同士の接触を防ぐために、動作している構成要素と接触しそうな相手方構成要素との距離が所定量以下になったとき、動作構成要素が自動的に動作方向に進行できなくする機構（インターロックという）を有している。
【０００６】
このような天板およびＣアームの駆動あるいはＸ線の照射は、遠隔の操作卓から行う。操作卓は、動作状態やインターロック状態の構成要素を模式図で表示し、動作方向を矢印でグラフィック表示する。
【０００７】
そして、操作者は、上記各構成要素のうち、動作状態のもの又はインターロック状態のものを操作卓の模式図と構成要素の実物を見比べて確認していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術では、操作者が操作卓の模式図と実物とを見比べるために、手元の模式図と遠隔の透視撮影台との間で視線を移動しなければならない。そのため、動作中またはインターロック中の構成要素がどれであるかすぐに特定できず、操作者にとって煩わしいという問題があった。特に、Ｃアームの角度や操作者の位置によっては、接触領域に入ったことを的確に把握することができないこともある。
【０００９】
従って、本発明の主目的は、動作中またはインターロック中の構成要素がどれかをすぐに特定でき、さらに接触領域に入った場合に接触領域から退避動作を行うための構成要素と退避方向も容易に特定することができる医用Ｘ線装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｘ線装置の各構成要素自体またはその近傍に動作方向を示す表示器を設け、構成要素同士が接触領域に入った場合、接触領域から退避動作を行う構成要素の表示器に退避方向を示させることで上記の目的を達成する。
【００１１】
すなわち、本発明の医用Ｘ線装置は、Ｘ線管装置、Ｘ線受像部、これらを保持する支持アームおよび被検体を載せる天板を含む各構成要素の位置を可変する複数の移動機構と、各移動機構の動作に対応して各構成要素の位置データを求める検知手段と、検知手段の位置データから構成要素同士が接触領域に入ったことを求める判定手段と、接触領域に入った際に動作している構成要素とその動作方向および接触領域にある相手方の構成要素と、接触領域から退避動作を行う構成要素とその動作方向との組合せを記憶した記憶手段と、判定手段の結果に対応して、どの構成要素をどの方向に移動すれば接触領域から退避できるかを記憶手段から選ぶ選択手段と、選択された構成要素またはその近傍に設けられて、接触領域から退避するための動作方向を示す表示器とを備えることを特徴とする。
【００１２】
Ｘ線装置の各構成要素自体またはその近傍に動作方向を示す表示器を設け、接触領域に入ったときに、退避するにはどの構成要素をどの方向に動作すれば良いかを表示器で示す。これにより、操作卓とＸ線装置との間で視線の移動を伴わなくても容易に退避動作を行うことができる。特に、接触領域に入った際に動作していた構成要素とは別の構成要素を動作させて退避動作を行うときに、操作者は表示器により視覚的にどの構成要素をどの方向に移動させればよいかを即断できる。
【００１３】
表示器にはランプなどが好適である。このランプの点灯または点滅あるいは点灯色の変更などにより操作者に対して退避動作を行う構成要素と退避動作方向とを明確に示すことができる。また、表示器は、現在動作中の構成要素とその動作方向の表示も兼ねていることが好ましい。例えば、ある構成要素を正常動作している場合は緑色でランプを点灯し、インターロック中になれば赤色で点灯させるように構成することなどが挙げられる。
【００１４】
接触領域に入った状態と退避動作との組合せは一対一としておくことで、容易に退避動作の選択ができる。特に、「接触領域に入った際に動作している構成要素とその動作方向ならびに接触領域にある相手方の構成要素」と「接触領域から退避動作を行う構成要素とその動作方向」との組合せは、「接触領域に入った構成要素の動作」を優先的に考慮し、「接触領域に入った構成要素」以外の構成要素を動作させる或いは接触領域に入った構成要素と同じ構成要素を異なる動作で接触領域から退避を行うように決定することが好ましい。例えば、Ｃアームを円弧の＋方向にスライドして天板との接触領域に入った場合、「接触領域に入った際に動作している構成要素」はＣアームで、その動作方向は「＋」である。そのため、Ｃアームを円弧の−方向に後退させて接触領域から退避するのではなく、Ｃアーム以外の構成要素である天板を左方向に動作するなどして接触領域から回避するように構成する。
【００１５】
さらに、Ｘ線装置の構成要素と構成要素以外のものとが接触領域に入ったことも判定して、表示器で退避動作を行う構成要素と退避方向とを表示できるようにすることが好ましい。構成要素以外のものとしては、被検体やＸ線装置の設置室における床や天井が挙げられる。被検体との接触は、天板に対する接触領域を大きめに採ることなどで実現できる。床はＸ線装置自体の設置基準面であるから、位置を把握することは容易にできるが、天井は部屋によって高さが異なるので、予めＸ線装置に天井の高さデータを入力しておくことなどで、接触領域に入ったことを検知することが好ましい。
【００１６】
なお、従来と同様に、操作卓には、各構成要素の動作軸に関連付けた模式図と、動作方向を示す矢印でグラフィック表示を行い、併せてインターロック中であることなどを示すメッセージ表示も行うことが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
このＸ線装置は、図９のＸ線装置と同様に、透視撮影台1と、透視撮影台1の操作を行う操作卓2とを備えている。従来装置との外観上の主な相違は、図１に示すように、透視撮影台1の各構成要素に動作方向を示す表示灯21〜30を設けた点にある。表示灯21〜30を点灯する論理手順の説明に先だってＸ線装置の構成を説明する。
【００１８】
透視撮影台1は、Ｘ線を発生し照射するＸ線発生部5と、被検体を透過したＸ線を検出し画像化するための電気信号に変換するＸ線受像部6と、Ｘ線発生部5およびＸ線受像部6を対向して保持するＣアーム3と、被検体を寝かせる天板4とを備える。
【００１９】
Ｘ線発生部5には、Ｘ線管装置と、Ｘ線の照射範囲を制限する可動絞りと、Ｘ線管装置に高電圧を印加してＸ線を発生させる高電圧装置とが含まれる。Ｘ線受像部6には、被検体を透過したＸ線を光学画像にするイメージインテンシファイヤ（以下I.I.という）と、この光学画像を映像信号に変換するＸ線ＴＶカメラが含まれる。
【００２０】
この透視撮影台1は、Ｚビーム10と、Ｚビーム沿いにスライドすると共にＺビーム10に対して回転できるＸビーム11と、Ｘビーム11の一端に連結された伸縮自在のＹビーム12を有する。Ｃアーム3はＸビーム11に沿って移動するスライダ13に装着されている。また、Ｙビーム12の端部にＸビーム11と平行の天板が4取り付けられている。そして、Ｃアーム3、Ｘビーム11、Ｙビーム12および天板4の全体で起倒テーブルを構成する。
【００２１】
この透視撮影台1は合計10の動作軸を有する。各構成要素の動作方向と表示灯の取り付け状態を整理すると次のようになる。この表示灯21〜30は動作する構成要素自体またはその近傍に取り付ける。
【００２２】
(1)Ｃアーム長手動：Ｘ線管装置、可動絞り、I.I.、Ｘ線カメラを取り付けたＣアーム3がＸ軸方向に移動する。表示灯21はＸ軸方向のプラス／マイナスを表す矢印をスライダ13に設ける。
【００２３】
(2)Ｃアーム回転：ＣアームがＹ軸を中心に回転する。表示灯22はＹ軸回りのプラス／マイナスの回転方向を表す矢印と回転軸を表す円をスライダ13とＣアーム3の連結部に設ける。
【００２４】
(3)Ｃアームスライド：Ｃアームが円弧方向にスライド、つまりＸ軸を中心に回転する。表示灯23は円弧方向のプラス／マイナスを表す矢印をＣアーム3に設ける。
【００２５】
(4)I.I.前後動：I.I.がＣアームに対してＸ線発生部方向に前後する。表示灯24はＸ線照射方向のプラス／マイナスを表す矢印をＸ線受像部6の側方に設ける。
【００２６】
(5)天板長手動：天板がＸ軸方向に移動する。表示灯25は天板長手方向のプラス／マイナスを表す矢印を天板側方に設ける。
【００２７】
(6)天板左右動：天板がＹ軸方向に移動する。表示灯26は天板左右方向のプラス／マイナスを表す矢印をＹビーム12の先端部に設ける。
【００２８】
(7)天板上下動：天板がＣアームとは独立にＺ軸方向に移動する。表示灯27はＺ軸方向のプラス／マイナスを表す矢印をＹビーム12の根元部に設ける。
【００２９】
(8)天板ローリング：天板がＸ軸を中心に回転する。表示灯28はＸ軸に対するプラス／マイナスの回転方向を表す矢印と回転軸を表す円とをＹビーム12の先端部に設ける。
【００３０】
(9)テーブル上下動：天板とＣアームが一体となってＺ軸方向に移動する。表示灯29はＺ軸方向のプラス／マイナスを表す矢印をＸビーム11に設ける。
【００３１】
(10)天板起倒動：天板とＣアームが一体となってＹ軸を中心に回転する。表示灯30はＹ軸に対するプラス／マイナスの回転方向を表す矢印と回転軸を示す円とをＸビーム11に設ける。
【００３２】
さらに、Ｘ線の照射、Ｃアーム3や天板4の駆動は、図９の操作卓2から遠隔にて行う。操作卓2には、Ｘ線照射スイッチ、Ｃアーム操作器、天板操作器および構成要素の位置情報を表示する表示パネルが備えられている。
【００３３】
表示パネルの表示例を図２に示す。各構成要素の模式図が示されて、その動作状況が表示される。上段の左から順に、Ｃアーム回転、Ｃアームスライド、I.I.前後動、天板上下動、天板起倒動、テーブル上下動および天板ローリングを示しており、その下方に回転角や位置を表示している。中段には、インターロック時に、このインターロックを解除するために操作するべき構成要素とその操作方向とを模式図と矢印で表示している。ここでは天板の長手動で頭側に移動させることを示している。操作するべき構成要素を表示パネルに表すには、模式図と矢印のデータを用意しておき、操作器からの動作指令により模式図と矢印のデータに応じた表示を行えば良い。さらに下段にはインターロック中であることやどちらに動作するべきかを示すメッセージが表示される。
【００３４】
なお、図示していないが、Ｘ線画像を表示するモニタが透視撮影台1に接続されていることは言うまでもない。
【００３５】
各構成要素の表示灯21〜30は、動作方向ごとに対応して矢印の形に点灯するように設けられている（図１）。表示灯21〜30の点灯は、各構成要素の位置を各構成要素に設けた位置検出器（検知手段）により把握することで行う。位置検出器には、例えばポテンショメータが利用できる。操作器よりいずれかの構成要素を動作すると、この位置検出器の検出結果より、動作した構成要素が他の構成要素と接触するかどうかのチェックを繰り返し行う。
【００３６】
動作例を図３のフローチャートに示す。まず、操作器で各構成要素の操作を行い、接触領域に入っているかどうかを判断する。接触せず動作可能な場合は動作を続ける。一方、接触領域に入って接触しそうな場合は動作を停止する。次に、操作している動作を続けることを優先に考え、どうすれば接触領域から退避可能か退避動作の検索を行う。退避動作で選択された構成要素とその動作方向とを操作卓の表示パネルにグラフィックスとメッセージで表示すると共に表示灯を点灯させる。退避動作に選択された構成要素を別の操作器で操作する。以上を繰り返すことで継続して動作させることが可能となる。
【００３７】
ここで、接触領域に入っているかどうかの判断を行う手順を説明する。一例としては、Ｃアームの位置検出結果からＸ線発生部やＸ線受像部の一点における三次元座標を求め、この座標が天板の位置検出結果から求めた天板領域に入ったことで接触領域に入ったことを判断することができる。
【００３８】
しかし、Ｘ線発生部やＸ線受像部の一点しか求めなければ、その一点以外の個所が天板領域に入っても接触したことを判断できない。
【００３９】
そこで、図４に示すように、構成要素（ここではＸ線受像部6）の接触個所に複数の点Pnを設け、Ｃアーム3の位置検出結果から各点の三次元座標を演算で求めることが好ましい。そして、図５に示すように、天板領域40にPnのいずれかの点が入ったことで接触したと判断する。Pnの数は、演算装置の計算能力などを考慮して適宜決定すれば良い。Pnの座標は回転行列を用いて簡単に求めることができる。天板領域40は、例えば横断面であるＹ−Ｚ平面における領域とすれば良い。この天板領域をある程度のマージンを設けて大きめに設定することで、実際に天板4とＸ線発生部5またはＸ線受像部6が接触する前に接触しそうであることを判定させることができる。
【００４０】
これと同様に、被検体7も例えば標準体型を楕円球などに近似した被検体領域が天板上に固定されたものと仮定してＸ線発生部5またはＸ線受像部6との接触を判断できる。その他、天板4の上面方向に標準体型の体の厚みに相当するマージンをとって、天板4と被検体7とを一体の形状として、そのサイズを記憶させ、位置検出を行うことで接触領域の判定を行うこともできる。
【００４１】
なお、床はＸ線装置設置面であるから、そのＺ軸方向の座標は当然把握できる。一方、天井については、設置室により高さが異なるため、予め天井の高さを入力してＸ線装置に記憶させておき、そのＺ軸座標を天井領域とすることが好ましい。
【００４２】
次に、退避動作を行う構成要素と、その方向とを選択する手順を説明する。この選択は、予め「接触領域に入った際に動作している構成要素とその動作方向ならびに接触領域にある相手方の構成要素」と「接触領域から退避動作を行う構成要素とその動作方向」との組合せを記憶させておき、この組合せの中から選択することが好ましい。
【００４３】
例えば、Ｃアームを＋の円弧方向にスライドしてＸ線発生部が天板との接触領域に入ったとき、最も単純に接触領域から退避するための動作は、Ｃアームを−の円弧方向に後退させることである。しかし、Ｃアームを＋の円弧方向にスライドすると言う初期の動作を優先して、Ｃアームを−の円弧方向に後退させる以外の動作で接触領域から退避できるような組合せを組んでおくことが好ましい。この組合せは、「接触領域に入った際に動作している構成要素とその動作方向ならびに接触領域にある相手方の構成要素」に対して一対一で「接触領域から退避動作を行う構成要素とその動作方向」を対応させる。
【００４４】
このようなＸ線装置は、多目的に使用するために、多くの動作軸を持った透視撮影台においては、多くの接触条件が存在する。また、多くの動作軸があるため操作器の数も多く操作方向も多くなっている。このため、接触しそうなため動作が停止した場合どうすれば目的の動作が続けられるのか操作者の判断が難しくなってしまう。このような場合、操作卓のグラフィック表示と併せて透視撮影台の各軸の各移動方向ごとに設けた表示灯を点灯させることで、視覚的に動作すべき構成要素を操作者に知らせることができる。その結果、透視撮影台から目を移すことなく、より早く接触領域から回避することが可能になる。
【００４５】
以下、具体的な動作例を示す。
（天板と天井の接触回避：図６）
天板4が水平位置で天板長手動が頭側（図の左側）に大きく出ているとき、起倒動操作により天板4を起す方向に動作しようとしても、天井50の高さによっては天板4を起すことができないため、起倒動の途中で動作が停止する。この場合、天板4の長手動を足側に下げれば天板4を起す方向に動作を継続可能なので、図１における天板4の長手動の足側へ移動を示す表示灯25を点灯させる。
【００４６】
（Ｘ線発生部と天板の接触回避：図７）
天板4の左右が左側に大きく出ているとき、Ｃアーム3のスライド操作により右側に回転させるとＸ線発生部5が天板4に接触しそうなためＣアームスライド動作が停止する。この場合、天板4を右側に移動させればＣアーム3のスライドにより接触状態を回避できるので、図１における天板4の左右動の右側へ移動を示す表示灯26を点灯させる。
【００４７】
（Ｘ線発生部と床の接触回避：図８）
Ｃアーム長手動が頭側にあるとき、テーブルの起倒動操作により逆傾に倒す場合、Ｘ線発生部5が床60に接触しそうなため逆傾動作が停止する。この場合、Ｃアーム長手動を足側に移動させることで逆傾動作が可能なので、図１におけるＣアーム長手動の足側へ移動を示す表示灯21を点灯させる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の医用Ｘ線装置によれば、接触領域に入って動作が停止したとき、より早く目的位置に到達するために操作者がどの操作器を操作すれば良いかをＸ線装置自体に設けた表示器で示すことができる。通常、操作者は透視撮影台と患者とを見て動作させているので、このときにも目を移すことなく、操作器を操作することができ、診断の効率化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の医用Ｘ線装置における透視撮影台の概略構成図である。
【図２】表示パネルの表示例を示す説明図である。
【図３】本発明装置の動作例を示すフローチャートである。
【図４】構成要素の接触個所に設けた複数の点Pnを図１の矢視Ａから見た説明図である。
【図５】Ｘ線発生部が天板の接触領域に入った状態を示す説明図である。
【図６】天板と天井の接触回避動作を示す説明図である。
【図７】Ｘ線発生部と天板の接触回避動作を示す説明図である。
【図８】Ｘ線発生部と床の接触回避動作を示す説明図である。
【図９】従来のＸ線装置を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
1 透視撮影台
2 操作卓
3 Ｃアーム
4 天板
5 Ｘ線発生部
6 Ｘ線受像部
7 被検体
10 Ｚビーム
11 Ｘビーム
12 Ｙビーム
13 スライダ
21〜30 表示灯
40 天板領域
50 天井
60 床

Claims

Ｘ線発生部と、Ｘ線受像部と、前記Ｘ線発生部及び前記Ｘ線受像部を保持する支持アームと、被検体を載せる天板とを含む各構成要素の位置を可変する複数の移動機構と、
前記複数の移動機構の動作に対応して前記各構成要素の位置データを求める検知手段と、
前記検知手段の位置データから前記構成要素同士が接触領域に入ったことを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づき、前記各構成要素のうちどの構成要素が動作中であるかを表示すると共に、該動作中の構成要素が他の構成要素と接触しないような退避動作を表示する表示手段と、を備える医用Ｘ線装置であって、
前記退避動作は、前記動作中の構成要素について動作中の動作方向とは異なる動作方向の表示と、前記動作中の構成要素以外の構成要素について退避動作が可能な構成要素と該構成要素の動作方向の表示とからなり、
該構成要素の表面に表示され、
前記表示手段に表示された退避動作から退避動作を行う構成要素とその動作方向を選択できるようにしたことを特徴とする医用Ｘ線装置。