(57)【要約】【課題】放射線撮影装置において、放射線撮影に用いられる機器を移動させるときの操作品質の低下を抑制する。【解決手段】放射線撮影に用いられる機器５を支持しこの機器５を放射線撮影の所定位置へ移動させる支持移動部１０を用意し、この支持移動部１０に支持された機器５の移動を操作するため機器５に操作ハンドル２０を設ける。検出部３０が、操作ハンドル２０に加えられる外力を検出して得た検出信号Ｓｏを出力する。制御部４０が、この検出信号Ｓｏから定められる機器５の移動の目標値に追従させてその機器５を移動させるように支持移動部１０を制御する。操作ハンドル２０の操作中に、固有振動数測定部５０が、機器５の振動の固有振動数を求める測定を実行し、固有振動成分減衰部６０が、制御部４０により支持移動部１０を制御するための制御信号に含まれる、この機器５の移動を上記固有振動数で変動させる信号成分をリアルタイムで減衰させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線撮影に用いられる機器を支持し、該機器を放射線撮影を行うための所定位置へ移動させる支持移動手段と、
前記支持移動手段に支持された前記機器の移動を操作するため前記機器に設けられた操作ハンドルと、
該操作ハンドルに加えられた外力を検出し、該外力を示す検出信号を出力する検出手段と、
前記検出信号から定められる前記機器の移動の目標値に追従させて前記機器を移動させるように前記支持移動手段を制御する制御信号を出力する制御手段とを備え、
前記操作ハンドルに外力を加える操作により前記機器を移動させる放射線撮影装置であって、
前記支持移動手段に前記機器が支持された状態での該機器の振動の固有振動数を測定する測定手段と、
前記測定手段により固有振動数を求める測定を実行しつつ、前記制御手段により前記支持移動手段を制御するための制御信号に含まれる、前記機器の移動を前記固有振動数で変動させる信号成分をリアルタイムで減衰させるための固有振動成分減衰手段とを備えたことを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
前記固有振動成分減衰手段が、前記検出手段から出力される前記検出信号を入力し、該検出信号に含まれる、前記操作ハンドルに加えられた外力の前記固有振動数での変動を示す信号成分を減衰させてなる補正済みの検出信号を出力するものであることを特徴とする請求項１記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記支持移動手段が、前記機器を、天井から懸垂支持して鉛直方向および水平方向へ移動させるものであることを特徴とする請求項１または２記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記検出手段が、前記操作ハンドルに加えられた外力の大きさと方向とを検出し、該外力の大きさと方向とを示す検出信号を出力するものであり、
前記機器の移動の目標値が、前記機器を、前記外力の加えられた方向へ前記外力の大きさに応じた速度で移動させるように定められるものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
前記固有振動成分減衰手段が、可変ローパスフィルタを用いて前記信号成分を減衰させるものであることを特徴とする請求項１から４記載の放射線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放射線撮影装置に関し、詳しくは、放射線撮影に用いられる機器に設けられた操作ハンドルを操作してこの機器を移動させる放射線撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、開業医、診療所等、比較的小規模な医療施設においては、撮影部位に応じた専用の放射線撮影装置を設置することは少なく、一台の放射線撮影装置を用いて様々な撮影体位に応じた放射線撮影を実施している。例えば、立位撮影台、臥位撮影台等を同一の撮影室に設置し、放射線源を天井走行懸垂器等で支持してこの放射線源を移動させたり放射線源の姿勢を変えたりして、放射線の照射方向を各撮影台の方向に向けるように調節する放射線撮影装置が知られている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
そのような天井走行懸垂器には、天井に沿って水平方向に走行する天井水平移動台と、この天井水平移動台の下側に取り付けられた、多段繰り出し方式により鉛直方向へ伸縮可能な多段伸縮支柱とを有し、この多段伸縮支柱の下端に放射線源が取り付けられたものが知られている。
【０００４】
また、放射線源に取り付けられた操作ハンドルに対して外力が加えられたときに、その外力を検出し、その外力に応じて放射線源をモータ等の動力により移動させるパワーアシスト付きの放射線撮影装置も知られている（特許文献３参照）。
【０００５】
このような、パワーアシスト付きの放射線撮影装置としては、ハンドルに加えられた外力の方向へ、この外力に応じた速度で放射線源を移動させるように放射線源の移動を制御する方式を採用したものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４４５６９号公報
【特許文献２】特表２００７−５２７７６３号公報
【特許文献３】特開２０００―３１６８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、小規模な医療施設への設置を前提に設計された天井走行懸垂器は比較的剛性が低く、また、天井水平移動台から下方に延びる多段伸縮支柱の下端に放射線源が配置されるので、この放射線源が、天井走行懸垂器の支持の状態に応じた特定の振動数（固有振動数）で振り子のように振れることがある。さらに、天井走行懸垂器が取り付けられた天井自身が揺れることもあり、そのような場合には天井が揺れる影響をも受けて放射線源が振れる。
【０００８】
このように放射線源が振れるときの固有振動数は、天井走行懸垂器を設置する天井の状態、天井走行懸垂器の剛性、および天井走行懸垂器による放射線源の支持形態等に応じて変化する。例えば天井に設けられたレール上での天井走行懸垂器の位置（レールの端、またはレールの中央等）や多段伸縮支柱の伸縮度合いや、立位撮影から臥位撮影に変更するときの放射線源の回転（姿勢の変更）等に応じて変化する。なお、天井走行懸垂器等で支持した放射線源を自由振動させたときのこの放射線源の振れの振動数が固有振動数である。
【０００９】
また、例えば、操作者が放射線源に取り付けられた操作ハンドルを付勢し、上記パワーアシストの作用で、この操作ハンドルに加えられた外力の方向へその外力に応じた速度で放射線源を移動させようとするときに放射線源が固有振動数で振れることがある。このような場合には、操作者による操作ハンドルの付勢と放射線源の固有振動数での振れとが干渉して、操作ハンドルに加えられる外力が上記固有振動数の周期で変動する。
【００１０】
そして、上記操作ハンドルに加えられる外力の固有振動数での変動に対し、上記パワーアシストの制御が反応すると、固有振動数での放射線源の振れが増幅されてしまい、操作ハンドルの操作に違和感を感じることがある。
【００１１】
ここで、そのような放射線源の振れを抑制するには、例えば、放射線源をいずれの位置に移動させても、その位置での放射線源の振れの固有振動数（以後、放射線源の振動の固有振動数ともいう）に対しパワーアシストの制御が反応しないように、パワーアシストの制御の周波数特性を定めることが考えられる。すなわち、放射線源を移動させるパワーアシストの制御が上記いずれの位置における放射線源の振動の固有振動数に対しても反応しないようにすることが考えられる。
【００１２】
しかしながら、そのようにすると、移動可能な全ての位置に放射線源を移動させたときに観測される放射線源の振動の固有振動数に対して上記パワーアシストの制御が反応しないように制御の周波数特性を定めることになり、パワーアシスト制御の反応が鈍くなってしまう。すなわち、操作ハンドルの操作に応じた放射線源の移動が遅れて、操作ハンドルの操作性が低下してしまうという問題がある。
【００１３】
なお、操作者が操作ハンドルを操作して放射線源を移動させる際に、単に放射線源が自由振動しながら、すなわち、固有振動数でこの放射線源が振動しながら移動することは許容されるが、パワーアシストの制御によりこの放射線源の自由振動（固有振動数での振動）が増幅され振幅が大きくなることは、操作ハンドルの操作性を低下させるので問題である。
【００１４】
そのため、操作ハンドルの操作に対して放射線源を移動させる制御の反応が遅れないように、かつ、放射線源の固有振動数での振動が上記パワーアシストの制御によって増幅されないようにこの放射線源を移動させたいという要請がある。
【００１５】
なお、上記問題は、放射線撮影に用いられる移動可能に支持された機器である放射線源または放射線検出器に関し、この機器に設けられた操作ハンドルに加えられる外力に応じた目標値（例えば、移動方向、移動速度等）に追従させて、この機器を移動させるように制御するときに一般に生じる問題である。
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、放射線撮影に用いられる機器を移動させるときの操作品質の低下を抑制することができる放射線撮影装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の放射線撮影装置は、放射線撮影に用いられる機器である放射線源または放射線検出器を支持し、該機器を放射線撮影を行うための所定位置へ移動させる支持移動手段と、支持移動手段に支持された機器の移動を操作するため機器に設けられた操作ハンドルと、操作ハンドルに加えられた外力を検出し、その外力を示す検出信号を出力する検出手段と、検出信号から定められる機器の移動の目標値に追従させてこの機器を移動させるように支持移動手段を制御する制御信号を出力する制御手段とを備え、操作ハンドルに外力を加える操作により機器を移動させる放射線撮影装置であって、支持移動手段に機器が支持された状態でのこの機器の振動の固有振動数を測定する測定手段と、測定手段により固有振動数を求める測定を実行しつつ、制御手段により支持移動手段を制御するための制御信号に含まれる、機器の移動を前記固有振動数で変動させる信号成分をリアルタイムで減衰させるための固有振動成分減衰手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
前記操作ハンドルは、機器の移動を操作するための外力が加えられるように形成されたものであればどのようなものであってもよい。この操作ハンドルは、手で握れる部位を有するものに限らず、単に手を掛けたり、単に押したりして外力が加えられるように形成されたのであってもよい。
【００１９】
前記放射線撮影装置は、支持移動手段による機器の移動により、この機器の振動の固有振動数が変化するものである。なお、上記固有振動数は、支持移動手段に機器が支持されている状態でこの機器を自由振動させたときに観測される振動の振動数である。
【００２０】
前記機器の移動は、機器の移動方向および機器の移動速度とすることができる。
【００２１】
前記固有振動成分減衰手段は、検出手段から出力される検出信号を入力し、この検出信号に含まれる、操作ハンドルに加えられた外力の固有振動数での変動を示す信号成分を減衰させてなる補正済みの検出信号を出力するものとすることができる。
【００２２】
前記支持移動手段は、機器を、天井から懸垂支持して移動させるものとすることができる。さらに、支持移動手段は、機器を、天井から懸垂支持して鉛直方向および水平方向へ移動させるものとすることができる。
【００２３】
前記機器は、放射線源あるいは放射線検出器とすることができる。
【００２４】
前記検出手段を、操作ハンドルに加えられる外力の大きさと方向とを検出し、その外力の大きさと方向とを示す検出信号を出力するものとし、機器の移動の目標値は、機器を、外力の加えられた方向へ外力の大きさに応じた速度で移動させるように定められるものとすることができる。
【００２５】
前記固有振動成分減衰手段は、可変ローパスフィルタを用いて信号成分を減衰させるもとしたり、可変バンドパスフィルタを用いて信号成分を減衰させるものとすることができる。なお、可変バンドパスフィルタは、特定の周波数の信号のみ減衰させ、この周波数から高周波側および低周波側に外れた周波数の信号を通すフィルタである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の放射線撮影装置によれば、支持移動手段に機器が支持された状態でのこの機器の振動の固有振動数を測定する測定手段と、測定手段により固有振動数を求める測定を実行しつつ、支持移動手段を制御するための制御信号に含まれる、機器の移動を固有振動数で変動させる信号成分をリアルタイムで減衰させるための固有振動成分減衰手段とを備えるようにしたので、固有振動数での機器の振動が制御手段の制御により増幅されることを抑制することができ、機器を移動させるときの操作品質の低下を抑制することができる。
【００２７】
すなわち、機器の移動に応じて変化するこの機器の振動の固有振動数に対し、固有振動成分減衰手段が、リアルタイムで、機器を移動させる制御が反応しない周波数を上記固有振動数とすることができる。これにより、機器を移動させる制御が反応しない周波数の範囲を不要に拡大させることなく、その制御によって生じる機器の固有振動数での振動の増大を抑えることができる。それにより、操作ハンドルの操作に対して機器を移動させる制御の反応が遅れないように、かつ、固有振動数での機器の振動を操作ハンドルの操作中に増大させないようにすることができ、放射線撮影に用いられる機器を移動させるときの操作品質の低下を抑制することができる。したがって、操作ハンドルの操作に違和感を感じないようにすることができる。
【００２８】
また、固有振動成分減衰手段を、検出手段から出力される検出信号を入力し、検出信号に含まれる、操作ハンドルに加えられた外力の固有振動数での変動を示す信号成分を減衰させてなる補正済みの検出信号を出力するものとすれば、より確実に、操作ハンドルの操作に対して機器を移動させる制御の反応が遅れないように、かつ、固有振動数での機器の振動を操作ハンドルの操作中に増大させないようにすることができ、機器を移動させるときの操作品質の低下を抑制することができる。
【００２９】
また、支持移動手段を、機器を天井から懸垂支持して鉛直方向および水平方向へ移動させるものとすれば、天井から懸垂支持された機器は振れ易いので、上記操作ハンドルの操作に対して機器を移動させる制御の反応が遅れないように、かつ、固有振動数での機器の振動を操作ハンドルの操作中に増大させないようにする顕著な効果を得ることができる。
【００３０】
さらに、検出手段を、操作ハンドルに加えられた外力の大きさと方向とを検出し、その外力の大きさと方向とを示す検出信号を出力するものとし、機器の移動の目標値を、この機器を、上記外力の加えられた方向へ外力の大きさに応じた速度で移動させるように定められるものとすれば、より確実に、操作ハンドルの操作に対して機器を移動させる制御の反応が遅れないように、かつ、固有振動数での機器の振動を操作ハンドルの操作中に増大させないようにすることができる。
【００３１】
なお、固有振動成分減衰手段を、可変ローパスフィルタを用いて信号成分を減衰させるものとすれば、より確実に、操作ハンドルの操作に対して機器を移動させる制御の反応が遅れないように、かつ、固有振動数での機器の振動を操作ハンドルの操作中に増大させないようにすることができる。
【００３２】
さらに、固有振動成分減衰手段を、可変バンドパスフィルタを用いて信号成分を減衰させるものとすれば、機器を移動させる制御が反応しない周波数の範囲を不要に拡大させないようにしつつ、その機器を移動させる制御手段の制御によって操作ハンドルの操作中に生じるこの機器の固有振動数での振動の増大を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態による立位撮影を行う場合の放射線撮影装置の概略構成を示す側面図
【図２】支持移動部を拡大して示す斜視図
【図３】操作ハンドルが検出部を介して放射線源に取り付けられる様子を拡大して示す斜視図である。
【図４】加速度センサによって検出された信号をFFTアナライザで分析して固有振動数を求める様子を示す図
【図５】操作者が加えた外力と放射線源の固有振動数での振動の影響で加えられた外力とを合成した外力を示す図
【図６】上記合成された外力から放射線源の固有振動数での振動の影響で加えられた外力を除去した外力、
【図７】１Ｈｚの振動のみを遮断するバンドパスフィルタ特性を示す図である。
【図８】１Ｈｚ以上の振動を遮断し１Ｈｚ未満の振動を通すローパスフィルタ特性を示す図
【図９】放射線撮影装置の変形例で臥位撮影を行う放射線撮影装置の概略構成を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態による放射線撮影装置の概略構成を示す図であり、立位の放射線撮影を行うときの様子を示す側面図、図２は支持移動部が放射線源を支持している状態を拡大して示す斜視図、図３は操作ハンドルが検出部を介して放射線源に取り付けられる様子を拡大して示す斜視図である。
【００３５】
図示の放射線撮影装置１００は、天井懸垂式の放射線撮影装置であって、放射線撮影に用いられる機器である放射線源５と、放射線源５から照射され被験者１を通った放射線を検出する放射線検出器６と、放射線源５を天井９から懸垂した状態で支持しつつこの放射線源５を鉛直方向および水平方向へ移動させる支持移動部１０と、支持移動部１０による放射線源５の移動を操作するための、この放射線源５に一体的に取り付けられた操作ハンドル２０と、操作ハンドル２０に加えられた外力を検出し、その外力の大きさと方向とを示す検出信号Ｓｏを出力する検出部３０とを備えている。なお、上記放射線撮影装置１００では、支持移動部１０による放射線源５の移動によって、支持移動部１０に支持された状態での放射線源５の振動の固有振動数が変化する。
【００３６】
この放射線撮影装置１００は、支持移動部１０に放射線源５が支持されている状態での放射線源５の振動の固有振動数ωｏをリアルタイムで測定する固有振動数測定部５０と、操作ハンドルに外力を加える操作中に、検出信号Ｓｏに含まれる、操作ハンドル２０に加えられた外力の大きさや方向の上記固有振動数ωｏでの変動を示す信号成分をリアルタイムで減衰させてなる固有振動成分減衰部であって、検出信号Ｓｏを補正した補正済の検出信号Ｓｏ′を出力する固有振動成分減衰部６０とを備えている。
【００３７】
この固有振動成分減衰部６０は、支持移動部１０を制御するための制御信号Ｓ２に含まれる、放射線源５を固有振動数ωｏで変動させる信号成分をリアルタイムで減衰させるものである。
【００３８】
なお、固有振動数測定部５０には、加速度センサを用いて固有振動数ωｏを測定する方式を採用することができる。
【００３９】
また、この放射線撮影装置１００は、補正済の検出信号Ｓｏ′を入力し、この補正済の検出信号Ｓｏ′の示す外力の大きさと方向とに応じて、放射線源５を移動させる動作（移動方向、移動速度）の目標値Ｆ(So′)をリアルタイムで定める目標値設定部５５と、放射線源５を移動させる動作を目標値Ｆ(So′)に追従させるように、この放射線源５を支持する支持移動部１０を制御する制御部４０とを備えている。
【００４０】
この制御部４０は、検出信号から定められる放射線源５の移動（移動方向、移動速度）の目標値に追従させてこの放射線源５を移動させるように支持移動部１０を制御するものである。
【００４１】
これにより、操作者２による操作ハンドル２０の操作に応じて制御部４０が支持移動部１０を制御することにより放射線源５を移動させることができる。
【００４２】
なお、上記固有振動数ωｏは、支持移動部１０に放射線源５が支持されている状態で自由振動させたときに観測される振動数として求められるものである。
【００４３】
支持移動部１０は、図２に示すように、天井９に架設された固定レール１１と、この固定レール１１の延びる方向に対して直交する方向に延びるレールであって、固定レール１１に懸架された状態でこの固定レール１１の延びる方向（図中矢印Ｙ方向）へ走行可能な可動レール１２と、この可動レール１２に懸架された状態でこの可動レール１２の延びる方向（図中矢印Ｘ方向）へ移動可能な水平移動台１３と、この水平移動台１３の下側に取り付けられ、多段繰り出し方式により鉛直方向（図中矢印Ｚ方向）へ伸縮可能な多段支柱１４と、上記Ｙ方向への可動レール１２の移動、Ｘ方向への水平移動台１３の移動、Ｚ方向への支柱の伸縮を行うための各駆動モータ（図示は省略）とを備えている。
【００４４】
さらに、この支持移動部１０には、放射線源５を移動させるために制御部４０から出力された制御信号Ｓ２を入力し、この制御信号Ｓ２に応じて水平移動台１３を移動させたり多段支柱１４を伸縮させたりするために上記各駆動モータを駆動する動作コントロール部１５と、放射線源５の移動（移動方向、移動速度）を測定する動作測定部１６とを備えている。
【００４５】
なお、動作測定部１６による測定には、従来より知られているリニアエンコーダやレーザ測長器、あるいはポテンショメータ等を採用することができる。
【００４６】
図１、２に示すように、多段支柱１４の下端に取り付けられている放射線源５は、多段支柱１４に対して姿勢の変更が可能であり、この放射線源５は、立位の放射線撮影と臥位の放射線撮影とが可能になるように多段支柱１４によって回転可能に支持されている。
【００４７】
より具体的には、多段支柱１４に支持されている放射線源５は、この多段支柱１４に対してＺ軸方向と直交する水平軸αの回り（図２中矢印Ｒａ方向）に回転可能である。また、放射線源５は、多段支柱１４の中心を通り伸縮方向に延びる中心軸と平行なＺ軸方向に平行な垂直軸βの回り（図２中矢印Ｒｂ方向）にも回転可能である。
【００４８】
なお、図１、２は、Ｘ軸方向に放射線が照射されるように放射線源５の姿勢が定められた状態を示している。
【００４９】
また、この放射線源５は２５０Ｋｇ程度の質量を持つものである。
【００５０】
操作ハンドル２０は、検出部３０を介し放射線源５に対して一体的に取り付けられており、この検出部３０が、操作ハンドル２０に加えられた外力の方向と大きさとを検出する。検出部３０は、例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向に加えられたそれぞれの力を検出したり、Ｘ軸回り、Ｙ軸回り、Ｚ軸回りに加えられたそれぞれの力（回転モーメント）を検出することにより、操作ハンドル２０に加えられた外力の方向と大きさを検出する。
【００５１】
図３に示すように、操作ハンドル２０は検出部３０のハードウエア部分３１を介して放射線源５に取り付けられている。すなわち、ハードウエア部分３１の４隅が放射線源５に固定されており、このハードウエア部分３１の中央に設けられた開口部３５に、操作ハンドル２０の中央から突出する軸２１を嵌合させることにより、操作ハンドル２０が放射線源５に一体的に取り付けられている。
【００５２】
操作ハンドル２０に外力を加えると、このハードウエア部分３１中の歪み易く加工された各検出領域３２が歪む。各検出領域３２の歪みは各検出領域３２に取り付けられた歪ゲージ（図示は省略）によって検出される。このようにして検出された各検出領域３２の歪を示す歪ゲージからの出力は、検出部３０のソフトウエア部分である基板３３に入力される。この基板３３は、入力された歪みゲージからの出力を用いて操作ハンドル２０に加えられた外力の大きさと方向を求めその値を検出信号Ｓｏとして出力する。
【００５３】
また、制御部４０は、動作測定部１６の測定で得られた放射線源５の移動（移動方向、移動速度）を示すフィードバック信号Ｓ３と目標値設定部５５が定めた目標値Ｆ(So′)を示す目標値信号Ｓ１とを比較して、その差を示す差信号Ｓ２′を出力する比較部４２と、比較部４２から出力される差信号Ｓ２′を、すなわち放射線源５の移動の操作量（移動方向、移動速度）を示す信号に変換し、この変換で得られた操作量を示す制御信号Ｓ２を出力する制御信号生成部４３とを有している。
【００５４】
より詳しくは、制御部４０は、フィードバック信号Ｓ３の示す移動方向および移動速度を、目標値設定部５５が定めた目標値Ｆ(So′)の示す移動方向および移動速度に一致させるように、すなわち支持移動部１０による放射線源５の移動を、この放射線源５の移動の目標値Ｆ(So′)に追従させるように支持移動部１０を制御する。
【００５５】
上記のように、目標値設定部５５は、操作ハンドル２０に加えられた外力の示す方向を目標値に定めるとともに、操作ハンドル２０に加えられた外力の大きさに応じた速度を目標値に定めるものである。
【００５６】
なお、固有振動成分減衰部６０には、可変ローパスフィルタや可変バンドパスフィルタを採用することができる。この可変ローパスフィルタは、特定の周波数以下での上記外力の変動を示す信号成分を減衰させ、特定の周波数を超える周波数での外力の変動を示す信号成分を通すものである。可変バンドパスフィルタは、特定の周波数での上記外力の変動を示す信号成分のみを減衰させ、この特定の周波数よりも低周波数側およびこの特定の周波数よりも高周波数側における周波数での外力の変動を示す信号成分を通すものである。
【００５７】
＜放射線撮影を行う場合の作用について＞
次に、上記実施の形態の放射線撮影装置１００を用いて立位の放射線撮影を行う場合の作用について説明する。
【００５８】
立位の放射線撮影を行う操作者２は、立位の撮影台３に支持された放射線検出器６の前面側に被験者１を起立させる。
【００５９】
次に、操作者２は、放射線源５に設けられた操作ハンドル２０を把持し、放射線源５を移動させる方向への外力を操作ハンドル２０に対して加える。
【００６０】
操作ハンドル２０に加えられた外力の大きさと方向は、リアルタイムに検出部３０で検出され、検出部３０から上記外力の大きさと方向を示す検出信号Ｓｏが出力される。
【００６１】
固有振動成分減衰部６０には、検出部３０から出力された検出信号Ｓｏと、固有振動数測定部５０で測定された、支持移動部１０に放射線源５が支持されている状態でのこの放射線源５の振動の固有振動数ωｏを示す信号とが入力される。
【００６２】
固有振動成分減衰部６０は、検出信号Ｓｏに含まれる、上記固有振動数ωｏでの操作ハンドル２０の変動を示す信号成分、すなわち、操作ハンドル２０に加えられた外力の大きさや方向の固有振動数ωｏでの変動を示す信号成分をリアルタイムで減衰させ、この固有振動数ωｏでの変動を示す信号成分を減衰させるように検出信号Ｓｏを補正した補正後の検出信号Ｓｏ′を出力する。
【００６３】
固有振動成分減衰部６０から出力された上記補正後の検出信号Ｓｏ′は目標値設定部５５に入力され、目標値設定部５５が、検出信号Ｓｏ′の示す外力の大きさと方向とに応じて、放射線源５を移動させる動作（移動方向、移動速度）の目標値Ｆ(So′)を示す目標値信号Ｓ１をリアルタイムで定める。
【００６４】
比較部４２は、目標値設定部５５からの目標値信号Ｓ１と動作測定部１６からのフィードバック信号Ｓ３とを入力し、両者の差を示す差信号Ｓ２′を出力する。
【００６５】
制御信号生成部４３は、入力された差信号Ｓ２′を、放射線源５の移動方向および移動速度の操作量、例えば、移動方向を示すベクトルと移動速度を示すベクトルの大きさとで構成される信号、あるいは、このようなベクトルを分解してなる、Ｘ方向への移動速度０．３ｍ／ｓｅｃ、Ｙ方向への移動速度０．２ｍ／ｓｅｃ、Ｚ方向への移動速度０．１ｍ／ｓｅｃ等を示す信号に変換し、この操作量を示す制御信号Ｓ２を出力する。
【００６６】
支持移動部１０の有する動作コントロール部１５は、放射線源５を、制御信号Ｓ２の示す操作量に追従させて移動させる。すなわち、上記操作量に応じて上記各駆動モータを駆動させ、水平移動台１３を移動させたり多段支柱１４を伸縮させたりして放射線源５を移動させる。
【００６７】
支持移動部１０の有する動作測定部１６は、この放射線源５の移動（移動方向、移動速度）を測定し、この測定で得られた、放射線源５の移動（移動方向、移動速度）を示すフィードバック信号Ｓ３を出力し、このフィードバック信号Ｓ３が比較部４２に入力される。
【００６８】
このようにして、操作ハンドル２０に加えられる外力によって定められる放射線源５の移動の目標値に対して、実際の放射線源５の移動を追従させるようにフィードバック制御が行われる。
【００６９】
これにより、操作者２は、操作ハンドル２０の操作により放射線源５を所望の位置に移動させることができる。
【００７０】
上記のようにして放射線源５、放射線検出器６、および被験者１が所定位置に配置された後、操作者２がコントローラ９５を介して放射線撮影の指示を各部に与える。これにより、放射線源５から照射された放射線Ｘｅが被験者１を通過して放射線検出器６で検出される。
【００７１】
放射線検出器６は、この放射線検出器６で検出された被験者１の放射線像を表す画像信号を出力し、放射線撮影装置１００を用いた放射線撮影が終了する。
【００７２】
＜放射線源の固有振動数での振動の増幅を抑制する作用について＞
以下、放射線源の固有振動での振動の増幅を抑制する作用について説明する。
【００７３】
この放射線撮影装置１００は、完全な剛体ではないので、水平移動台１３を移動させたり多段支柱１４を伸縮させたりするときに、支持移動部１０に支持された質量２５０Ｋｇの放射線源５が振れる。
【００７４】
この放射線源５の振れの大きさは、多段支柱１４が伸びているとき、放射線源５が可動レール１２の端に位置し片持ち状態で支持されているとき等に大きくなる。また、天井の剛性が低く支持移動部１０の全体が天井から垂れ下がった状態でこの天井に保持されているときには、主にこの天井の揺れに応じて放射線源５が振れることもある。
【００７５】
また、この放射線源５の振動の周期、すなわち、固有振動数ωｏは、多段支柱１４の伸縮度合い、可動レール１２や固定レール１１に対する放射線源５の位置、支持移動部１０が取り付けられる天井の剛性、放射線源５の姿勢等によって変化する。
【００７６】
ここで、操作者２が操作ハンドル２０を１方向に付勢すると、この付勢で操作ハンドル２０に加えられる外力に応じた所定速度Ｖ１が移動速度の目標値となり、この１方向への所定速度Ｖ１での移動を目標値とした、フィードバック制御が施される。ここでは、放射線源５が速度Ｖ１に達するまでの時間がなるべく短くなるように、かつ、目標値を超えるようなオーバーシュートを繰り返したりしないように、すなわち移動速度の振動的な変動を繰り返して目標値へ漸近したりしないようにフィードバック制御の特性が調節されている。
【００７７】
このようにフィードバック制御の特性が調節された放射線撮影装置１００については、操作者２が操作ハンドル２０を操作するときに感じる違和感は少ないはずであるが、上記制御により放射線源５の固有振動数での振動が増幅された場合には違和感を感じる。
【００７８】
すなわち、操作者２が操作ハンドル２０を１方向へ一定の力で付勢すると、操作ハンドル２０に加えた外力に応じた所定速度Ｖ１で放射線源５が１方向に移動するようにフィードバック制御が施されるはずである。しかしながら、操作者２が操作ハンドル２０を１方向へ付勢しているときに放射線源５が振れると、操作者２によって操作ハンドル２０に加えられる外力が変動してしまう。
【００７９】
すなわち、操作者２が操作ハンドル２０に対して１方向へ一定の付勢力を加えようとしても、操作ハンドル２０が１方向（付勢力を加える方向）へ振れているときには操作ハンドル２０に加えられる力が小さくなり、操作ハンドル２０が１方向とは反対方向（付勢力を加える方向とは逆方向）へ振れているときには操作ハンドル２０に加えられる力が大きくなる。
【００８０】
例えば、放射線源５が振れるときの固有振動数ωｏが１Ｈｚの場合に、操作者２が操作ハンドル２０を１方向に一定の力で付勢しようとすると、操作ハンドル２０に加えられる外力は１Ｈｚに対応する周期で変動する。
【００８１】
この操作ハンドル２０に加えられた外力は、フィードバック制御の目標値に対応するので、フィードバック制御の目標値も１Ｈｚに対応する周期で変動することになる。
【００８２】
すなわち、このような１Ｈｚの周期で変動する目標値が入力されたフィードバック制御の作用により、支持移動部１０は、放射線源５の移動速度を１Ｈｚで変動させながら放射線源５を１方向へ移動させることになる。
【００８３】
この放射線源５の移動速度の１Ｈｚでの変動によりこの放射線源５に設けられた操作ハンドル２０の移動速度も同様に１Ｈｚで変動する。したがって、上記操作ハンドル２０（放射線源５）の固有振動数（１Ｈｚ）での振れが増幅されてしまい、操作者２が操作ハンドル２０を操作しているときの感触に違和感を感じる。
【００８４】
しかしながら、このような操作ハンドル２０（放射線源５）の移動速度の変動は、固有振動成分減衰部６０の作用により低減される。
【００８５】
すなわち、固有振動数測定部５０が、支持移動部１０に放射線源５が支持されている状態での放射線源５の振動周期を示す固有振動数ωｏをリアルタイムで測定する。そして、この固有振動数ωｏを示す信号と検出部３０から出力された検出信号Ｓｏとを入力した固有振動成分減衰部６０が、検出部３０で検出された検出信号Ｓｏから、操作ハンドル２０に加えられる外力（外力の大きさや方向）の固有振動数ωｏでの変動を示す信号成分をリアルタイムで除去してなる補正済の検出信号Ｓｏ′を生成し、この補正済の検出信号Ｓｏ′を目標値設定部５５へ出力する。
【００８６】
目標値設定部５５は、固有振動数ωｏで変動する信号成分が除去された補正済の検出信号Ｓｏ′を用いて、放射線源５の移動（移動方向、移動速度）の目標値Ｆ(So′)を定める。
【００８７】
そして、制御部４０が、支持移動部１０による放射線源５の移動を、この目標値Ｆ(So′)に追従させるように支持移動部１０を制御する。
【００８８】
これにより、操作ハンドル２０を用いて放射線源５を移動させる操作は、固有振動数ωｏ（１Ｈｚ）で変動する外力に対して反応しなくなる。したがって、操作ハンドル２０に対して固有振動数ωｏ（１Ｈｚ）の周期で外力を加えても、放射線源５を移動させる動作を固有振動数ωｏ（１Ｈｚ）の周期で変動させるような制御は実行されない。
【００８９】
なお、ここでは、固有振動成分減衰部６０が、検出部３０で検出された検出信号Ｓｏから、操作ハンドル２０に加えられる外力（外力の大きさや方向）の固有振動数ωｏでの変動を示す信号成分を完全に除去する場合について説明している。しかしながら、このように、検出信号Ｓｏから、操作ハンドル２０に加えられる外力の固有振動数ωｏでの変動を示す信号成分を完全に除去する場合に限らず、検出信号Ｓｏから、操作ハンドル２０に加えられる外力の固有振動数ωｏでの変動を示す信号成分の一部を除去する場合であっても上記完全に除去する場合に準じた効果を得ることができる。
【００９０】
図４は横軸ｆに周波数、縦軸Ｍａｇに信号の大きさを示す座標上に自由振動させた放射線源５の動作を分析した結果を示す図である。より詳しくは、放射線源５に加速度センサを固定し、支持移動部１０に放射線源５が支持されている状態でこの放射線源５を自由振動させたときにその加速度センサで検出した加速度をＦＦＴアナライザで分析した結果を示す図である。図５、図６は横軸ｔに時間、縦軸Ｆに力の大きさを示す座標上に、操作ハンドルに加えられた外力を示す図であり、図５は操作者が操作ハンドルに加えた外力と放射線源５の固有振動での振動の影響で操作ハンドルに加えられた外力とを合成した外力を示す図、図６は上記合成された外力から放射線源５の固有振動数での振動の影響で加えられた外力を除去した外力、すなわち操作者が操作ハンドルに加えた外力のみを示す図である。
【００９１】
また、図７、図８は横軸ｆに周波数、縦軸εに透過率を示す座標上に、固有振動成分減衰部のフィルタ特性を示す図であり、図７は１Ｈｚの振動成分のみを遮断し他の振動成分を通すバンドパスフィルタの特性を示す図、図８は１Ｈｚ以上の振動を遮断し１Ｈｚ未満の振動を通すローパスフィルタの特性を示す図、である。
【００９２】
図４に示すように、固有振動数測定部５０が、加速度センサを用いて検出した放射線源５の振動の様子をＦＦＴアナライザにより分析して固有振動数ωｏを求める。なお、固有振動数ωｏを測定するときには支持移動部１０を振動させる必要がある。そのため、固有振動数測定部５０を、放射線撮影装置１００の稼動中に常に固有振動数ωｏを測定可能な状態にしておき、支持移動部１０により放射線源５を移動させている最中および移動後等に放射線源５に生じる振動を測定して固有振動数ωｏを求めている。これにより、インパルスハンマ等により支持移動部１０へ衝撃を加えることなく上記固有振動数ωｏを測定することができる。
【００９３】
ここでは、図４に示すように、固有振動数測定部５０で測定された、支持移動部１０に放射線源５が支持されている状態での放射線源５の振動を示す固有振動数は１Ｈｚである。
【００９４】
また、操作者２の１方向へ付勢により操作ハンドル２０に加えられる外力と、上記固有振動数１Ｈｚの周期での上記放射線源５の振動により操作ハンドル２０へ加えられる外力とを合成してなる外力の大きさを検出した検出部３０から出力される検出信号Ｓｏは、図５に示すように、放射線源５の振動の固有振動数ωｏは上記付勢中に常に１Ｈｚであり、外力の大きさが１Ｈｚの周期で変動しつつこの外力が徐々に大きくなることを示すものとなる。
【００９５】
そして、この検出信号Ｓｏを固有振動成分減衰部６０に通すと、図６に示すように、１Ｈｚの振動成分が除去されて外力が徐々に大きくなる成分のみを示す補正後の検出信号Ｓｏ′となり、この検出信号Ｓｏ′が目標値設定部５５に入力される。
【００９６】
このように、固有振動成分減衰部６０は、操作ハンドル２０に外力を加える操作中に、測定部３０により固有振動数ωｏを求める測定を実行しつつ、制御部４０により支持移動部１０を制御するための制御信号に含まれる、放射線源５の移動を固有振動数ωｏで変動させる信号成分をリアルタイムで減衰させる。
【００９７】
より具体的には、図７に示すように、固有振動成分減衰部６０は、測定部３０で測定された固有振動数ωｏ（ここではωｏ＝１Ｈｚ）のみを除去する特性を有するものとすることが望ましい。なお、図８に示すように、固有振動成分減衰部６０は、測定部３０で測定された固有振動数ωｏ（ここではωｏ＝１Ｈｚ）以上の振動成分を除去し固有振動数ωｏ未満の振動成分を通す特性を有するものとしてもよい。
【００９８】
固有振動成分減衰部６０には、上記１Ｈｚ以上の振動成分を除去し１Ｈｚ未満の振動成分を通すものを採用するよりも、１Ｈｚの振動成分のみを除去し他の振動成分を通すものを採用した方が、放射線源５を移動させる制御の応答性を高めることができるので、放射線源５の移動（移動方向、移動速度）の目標値への追従をよりスムーズに実行することができる。
【００９９】
すなわち、放射線源５の移動を目標値へ追従させる制御部４０による支持移動部１０の制御をよりスムーズに、つまり目標値への到達が遅くなったり、移動速度の振動的な変動を繰り返したりすることなく、放射線源５の移動を目標値へ追従させる制御を実行することができる。そして、機器を移動させる制御が反応しない周波数の範囲の不要な拡大を抑制しつつ、その機器を移動させる制御によって生じるこの機器の固有振動数での振動の増大を抑える。これにより、操作ハンドルの操作に対して機器を移動させる制御の反応が遅れないように、かつ、固有振動数での機器の振動を増大させないようにその機器を移動させることができる。
【０１００】
さらに、支持移動部１０に放射線源５が支持されている状態でのこの放射線源５の振動（固有振動数）が、放射線源５のＸ，Ｙ，Ｚ方向への移動により変わったとしても、固有振動数測定部５０がその固有振動数をリアルタイムで測定し、固有振動成分減衰部６０が、検出部３０から出力される検出信号から、上記と同様にこの固有振動数での外力の変動を示す信号成分を除去する。これにより、放射線源５がどのように移動した場合であっても、操作ハンドルの操作に対応させて放射線源を移動させる制御の反応が遅れないように、かつ、放射線源の固有振動数での振動を放射線源を移動させる制御によって増幅させないようにこの放射線源を移動させることができる。
【０１０１】
＜放射線撮影装置の変形例＞
図９は本発明の放射線撮影装置の変形例であって、臥位の放射線撮影を行うときの放射線撮影装置の様子を示す側面図である。
【０１０２】
上述した立位の放射線撮影を行う放射線撮影装置の説明においては、固有振動成分減衰部６０が、検出部３０から出力された検出信号Ｓｏに含まれる、操作ハンドル２０に加えられた外力の固有振動数ωｏでの変動を示す信号成分を減衰させて、放射線源５の固有振動数での振動の増大を抑制する場合について説明した。
【０１０３】
一方、図９に示す変形例の放射線撮影装置１０１は、臥位の放射線撮影を行うものであり、操作者２は、臥位の撮影台４に支持された放射線検出器６の上面側に被験者１を配置する。さらに、操作者２は、放射線源５を水平軸αの回りに回転させたり、垂直軸βの回りに回転させたりして放射線源５から照射される放射線が上記被験者１および放射線検出器６の方向へ向うように放射線源５の姿勢を定める。
【０１０４】
なお、図９は、Ｚ軸方向に放射線が照射されるように放射線源５の姿勢が定められた状態を示している。
【０１０５】
この放射線撮影装置１０１は、支持移動部１０を制御するために制御部４０から出力される制御信号Ｓ1２に含まれる、支持移動部１０により放射線源５を固有振動数で変動させる信号成分をリアルタイムに減衰させる固有振動成分減衰部６５を備えている。なお、放射線撮影装置１０１は、上記放射線撮影装置１００が備えているような固有振動成分減衰部６０は備えていない。
【０１０６】
その他の構成は説明済みの放射線撮影装置１００と同様なので、その構成については放射線撮影装置１００と同じ符号を用いその説明を省略する。
【０１０７】
なお、上記放射線源５を固有振動数で変動させる信号成分は、放射線源５の移動方向を固有振動数で変動させたり、放射線源５の移動速度を固有振動数で変動させたりする動作を支持移動部１０に実行させるための制御信号Ｓ1２に含まれる信号成分である。
【０１０８】
変形例の放射線撮影装置１０１では、検出部３０で検出された検出信号Ｓｏは、そのまま目標値設定部５５に入力される。検出信号Ｓｏを入力した目標値設定部５５は、上記固有振動数ωｏでの変動を含む目標値信号Ｓ１１が生成され、この目標値信号Ｓ１１が目標値設定部５５から出力される。
【０１０９】
比較部４２は、目標値設定部５５からの目標値信号Ｓ１１と動作測定部１６からのフィードバック信号Ｓ１３とを入力し、両者の差を示す差信号Ｓ１２′を出力する。
【０１１０】
制御信号生成部４３は、入力された差信号Ｓ１２′を、放射線源５の移動（移動方向、移動速度）の操作量を示す信号に変換し、この操作量を示す制御信号Ｓ１２を出力する。
【０１１１】
制御部４０から出力されたこの制御信号Ｓ１２は、放射線源５の移動（移動方向、移動速度）の上記固有振動数ωｏでの変動をも要求するものである。
【０１１２】
しかしながら、制御信号Ｓ１２が支持移動部１０に入力される前にこの制御信号Ｓ１２を固有振動成分減衰部６５に通すことにより、制御信号Ｓ１２に含まれる上記放射線源５を固有振動数で変動させる信号成分を減衰させたり、あるいは除去したりすることができる。
【０１１３】
すなわち、固有振動成分減衰部６５が、制御信号Ｓ１２に含まれる上記放射線源５を固有振動数で変動させる信号成分を減衰させたり除去したりして、この制御信号Ｓ１２を補正してなる補正済の制御信号Ｓ２２を生成し出力する。
【０１１４】
固有振動成分減衰部６５から出力された補正済の制御信号Ｓ２２は、支持移動部１０の動作コントロール部１５に入力され、支持移動部１０がこの補正済の制御信号Ｓ２２に応じて放射線源５を移動させる。
【０１１５】
これにより、支持移動部１０により放射線源５を移動させる動作は上記固有振動数に対して反応しないように、あるいは反応を鈍くすることができる。したがって、操作ハンドルの操作に対して放射線源を移動させる制御の反応が遅れないように、かつ、放射線源の固有振動数での振動を放射線源を移動させる制御によって増大させないように、この放射線源を移動させることができる。
【０１１６】
なお、固有振動成分減衰部６５を用いた放射線撮影装置１０１のその他の作用および効果等は、上記説明済みの放射線撮影装置１００と同様である。
【０１１７】
上記実施の形態においては、放射線源５の移動を制御する場合について説明したが、この放射線源５の代わりに、放射線検出器６の移動を制御する場合にも上記手法を採用することができる。
【０１１８】
また、上記実施の形態においては、放射線源５の移動をフィードバック制御する場合について説明したが、操作ハンドルの操作により放射線源５の移動をオープンループ制御する場合、さらに操作ハンドルの操作により放射線源５の移動をＯＮ／ＯＦＦ制御する場合等についても上記手法を採用することができる。
【０１１９】
なお、上記実施の形態においては、検出信号から定められる機器の移動の目標値を、移動方向の目標値と移動速度の目標値としたが、このような場合に限らず、この機器の移動に関する目標値であればどのようなものであってもよい、例えば、移動加速度を目標値としたり、この機器が回転する場合には角速度を目標値とする等のことができる。
【０１２０】
なお、測定部による固有振動数の測定は、支持移動部による機器の移動中にのみ行うものとしたり、機器の停止中にのみ行なうものとしたり、機器の移動中および停止中の両方において行うものとすることができる。
【０１２１】
上記のように、本発明によれば、操作ハンドルの操作性を低下させることなく、固有振動数での機器の振動の増大を抑制してこの機器を移動させることができる。
【符号の説明】
【０１２２】
５    機器
１０    支持移動部
２０    操作ハンドル
３０    検出部
４０    制御部
５０    固有振動数測定部
６０    固有振動成分減衰部
【図１】
2010227290.tif 000003
【図２】
2010227290.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010227290.tif 000006
【図５】
2010227290.tif 000007
【図６】
2010227290.tif 000008
【図７】
2010227290.tif 000009
【図８】
2010227290.tif 000010
【図９】
2010227290.tif 000011