(57)【要約】【課題】  可動部が障害物との衝突を回避しつつ、速やかに可動部が移動するＸ線診断装置を提供する。【解決手段】  Ｘ線透視装置において、Ｘ線を検出する検出器３と、被検体Ｍ、術者、その他の障害物との離隔距離Ｌｍを静電容量型センサー７とセンサー回路８とによって計測する。ここで、検出器３の移動速度ｖに基づきセンサー回路８の有効測定範囲（レンジ）を変更する。よって、計測される離隔距離Ｌｍは精度がよい。この離隔距離Ｌｍと検出器３の移動速度ｖとに基づいて、検出器３を制動するように駆動制御部１１が駆動部５を操作する。よって、計測される離隔距離Ｌｍの精度がよいので、確実に的確に検出器３と障害物との衝突を回避できる。よって、検出器３が低速で移動しているときに不必要に制動されることや、計測誤差等により誤って制動されることはない。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射してＸ線撮影を行うＸ線診断装置において、照射されるＸ線を検出するＸ線検出手段と、Ｘ線検出手段を駆動する駆動手段と、駆動手段を操作してＸ線検出手段の移動を制御する制御手段と、Ｘ線検出手段と障害物との離隔距離を計測する距離計測手段と、Ｘ線検出手段の移動速度に基づいて距離計測手段の有効測定範囲を変更する変更手段とを備え、前記制御手段は、距離計測手段により計測された離隔距離とＸ線検出手段の移動速度とに基づいてＸ線検出手段を制動するように制御することを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線診断装置において、前記制御手段は、Ｘ線検出手段の移動速度に応じた安全距離に比べて計測された離隔距離が短いとき、Ｘ線検出手段を制動するように制御することを特徴とするＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばＸ線透視装置などのようにＸ線撮影を行うＸ線診断装置に係り、特に、可動部が障害物に衝突しないように制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、Ｘ線透視装置やＸ線断層装置がある。このようなＸ線診断装置は、任意の方向からＸ線撮影を行うため、または、被検体が天板に容易に乗り降りできるようにするために可動部を有することが多い。
【０００３】
可動部としては、Ｘ線を照射するＸ線管やＸ線を検出するイメージインテンシファイアやフラットパネルディスプレイ等のＸ線検出器のほか、被検体を載置する天板等がある。
【０００４】
このような可動部が被検体、術者、その他の障害物と接触しないように、可動部は駆動制御されている。具体的には、障害物と可動部との距離（離隔距離）を非接触で計測する距離センサーを備えて、常に離隔距離を監視している。そして、離隔距離が十分に確保できないときは、可動部を減速、停止等の制動制御を行い、可動部が被検体等と衝突することを防止している。ここで、距離センサーとしては静電容量型が例示される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２０８５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
【０００６】
近年、可動部の動作速度が高速化している。これに伴って、可動部の速度域も広くなっている。
【０００７】
可動部と障害物との衝突を回避するために必要な距離は、可動部が高速になるほど長くなり、より早期に制動制御を開始する必要がある。したがって、可動部が常に最大速度で移動しているとみなして制動制御をすれば、いかなる速度で移動していても衝突を回避することができる。
【０００８】
このため、可動部が低速移動するときは、必要以上に可動部が減速、停止等、制動されることになる。かかる挙動となるＸ線診断装置は術者にとって操作しづらい。
【０００９】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、可動部が障害物との衝突を回避しつつ、速やかに可動部が移動するＸ線診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
【００１１】
すなわち、請求項１に記載の発明は、被検体にＸ線を照射してＸ線撮影を行うＸ線診断装置において、照射されるＸ線を検出するＸ線検出手段と、Ｘ線検出手段を駆動する駆動手段と、駆動手段を操作してＸ線検出手段の移動を制御する制御手段と、Ｘ線検出手段と障害物との離隔距離を計測する距離計測手段と、Ｘ線検出手段の移動速度に基づいて距離計測手段の有効測定範囲を変更する変更手段とを備え、前記制御手段は、距離計測手段により計測された離隔距離とＸ線検出手段の移動速度とに基づいてＸ線検出手段を制動するように制御することを特徴とするものである。
【００１２】
［作用・効果］請求項1に記載の発明によれば、Ｘ線検出手段の移動速度に基づき距離計測手段の有効測定範囲を変更する。よって、移動するＸ線検出手段と、被検体、術者、その他の障害物との離隔距離を精度よく計測することができる。この計測された離隔距離とＸ線検出手段の移動速度とに基づいて、Ｘ線検出手段を減速、停止等、制動するように制御する。よって、離隔距離のみに基づいてＸ線検出手段を制動する場合に比べて、Ｘ線検出手段が低速で移動しているときに不必要に制動されることがない。また、計測される離隔距離の精度がよいので、確実に的確にＸ線検出手段と障害物との衝突を回避でき、かつ、計測誤差等により誤ってＸ線検出手段が制動されることはない。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線診断装置において、前記制御手段は、Ｘ線検出手段の移動速度に応じた安全距離に比べて計測された離隔距離が短いとき、Ｘ線検出手段を制動するように制御することを特徴とするものである。
【００１４】
［作用・効果］請求項２に記載の発明によれば、Ｘ線検出手段の移動速度に基づいた安全速度と比較することで、離隔距離が確保されているか否かを明確に判断できる。したがって、確実にＸ線検出手段が障害物と衝突することを回避することができる。
【００１５】
なお、本明細書は、次のようなＸ線診断装置に係る発明も開示している。
【００１６】
（１）被検体にＸ線を照射してＸ線撮影を行うＸ線診断装置において、可動部を駆動する駆動手段と、駆動手段を操作して可動部の移動を制御する制御手段と、可動部と障害物との離隔距離を計測する距離計測手段と、を備え、前記制御手段は、可動部の移動速度に基づいて距離計測手段の有効測定範囲を変更し、かつ、可動部の移動速度と距離計測手段により計測された離隔距離とに基づいて可動部を制動するように制御することを特徴とするＸ線診断装置。
【００１７】
被検体を載置する天板、Ｘ線を照射するＸ線照射手段、被検体を透過するＸ線を検出するＸ線検出手段等は、移動可能に支持されて可動部となる場合が多い。そして、可動部は、常に被検体、術者、その他の障害物と衝突するおそれがある。よって、前記（１）に記載の発明によれば、これら可動部が障害物と衝突することを確実に的確に回避することができ、かつ、不必要に、または誤って可動部を制動することがない。
【００１８】
（２）被検体にＸ線を照射してＸ線撮影を行うＸ線診断装置において、Ｘ線を照射するＸ線照射手段と、Ｘ線照射手段を駆動する駆動手段と、駆動手段を操作してＸ線照射手段の移動を制御する制御手段と、Ｘ線照射手段と障害物との離隔距離を計測する距離計測手段とを備え、前記制御手段は、Ｘ線検出手段の移動速度に基づいて距離計測手段の有効測定範囲を変更し、かつ、Ｘ線検出手段の移動速度と距離計測手段により計測された離隔距離とに基づいてＸ線検出手段を制動するように制御することを特徴とするＸ線診断装置。
【００１９】
前記（２）に記載の発明によれば、Ｘ線照射手段と障害物との衝突を確実に的確に回避することができ、かつ、不必要に、または誤って可動部を制動することがない。
【発明の効果】
【００２０】
この発明に係るＸ線診断装置によれば、Ｘ線検出手段の移動速度に基づき距離計測手段の有効測定範囲（レンジ）を変更する。離隔距離を精度よく計測することができる。この離隔距離とＸ線検出手段の移動速度とに基づいて、Ｘ線検出手段を制動するように制御するので、離隔距離のみに基づいてＸ線検出手段を制動する場合に比べて、Ｘ線検出手段が低速で移動しているときに不必要に制動されることがない。また、計測される離隔距離の精度がよいので、確実に的確にＸ線検出手段と障害物との衝突を回避でき、かつ、計測誤差等により誤ってＸ線検出手段が制動されることはない。よって、可動部が障害物との衝突を回避しつつ、速やかに可動部が移動することができる。また、Ｘ線診断装置の操作性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。
【００２２】
図１は、実施例に係るＸ線透視装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２３】
実施例のＸ線透視装置は、被検体Ｍを載置する天板１と、Ｘ線を被検体Ｍに照射するＸ線管２と、被検体Ｍを透過するＸ線を検出する検出器３と、このＸ線管２と検出器３とを保持するＣ字状アーム４と、Ｃ字状アーム４を駆動する駆動部５とを有する。また、Ｘ線透視装置は、このほかに、電磁界の変化を検出する静電容量型センサー７と、検出される信号から検出器３と障害物との離隔距離Ｌｍを計測するセンサー回路８と、このセンサー回路８の有効測定範囲（レンジ）を変更するレンジ変更部９と、駆動部５を操作して検出器３の移動を制御する駆動制御部１１と、Ｘ線透視装置の運転命令を入力する入力部１７とを有する。ここで、障害物とは、被検体Ｍ、術者、その他の障害物を総称するものである。Ｘ線透視装置は、この発明におけるＸ線診断装置に相当する。
【００２４】
Ｘ線管２と検出器３とは、被検体Ｍを挟んで対向するようにＣ字状アーム４に保持されている。このＣ字状アーム４は駆動部５に回転可能に支持されている。駆動部５は、駆動制御部１１に基づいてＣ字状アーム４を回転させる。天板１の長手方向を向いた水平方向の軸心を中心としてＣ字状アーム４を回転駆動し、また、Ｃ字状アーム４によって形成される円弧の中心を軸にＣ字状アーム４を回転駆動する。これにより、Ｘ線管２と検出器３とはＣ字状アーム４と一体となって回転移動する。駆動部５は、この発明における駆動手段に相当する。
【００２５】
Ｘ線管２が被検体ＭにＸ線を照射すると、被検体Ｍを透過したＸ線が検出器３に到達する。このＸ線を検出することで、検出器３は被検体Ｍの透視像を得ることができる。なお、検出器３としては、イメージインテンシファイア、またはフラットパネルディスプレイ型検出器が例示される。Ｘ線管２と検出器３とは、それぞれこの発明におけるＸ線照射手段とＸ線検出手段とに相当する。
【００２６】
検出器３には、静電容量型センサー７が設置されている。この静電容量型センサー７にはセンサー回路８が電気的に接続されている。図２には、静電容量型センサー７とセンサー回路８との概略構成を示す模式図である。
【００２７】
静電容量型センサー７は、対向して配置される送信電極２１と受信電極２２とを有し、これら送信電極２１と受信電極２２が検出器３の側壁に設置されている。
【００２８】
送信電極２１と受信電極２２とには、それぞれセンサー回路８が電気的に接続されている。
【００２９】
送信電極２１には、電源部２３から所定の入力電圧Ｖｉが印加され、検出器３の周囲に一定の電磁界を発生させる。発生した電磁界は、検出器３に障害物が近づくにつれて弱められる。よって、この検出器３と障害物との離隔距離Ｌｍが小さくなるに連れて、受信電極２２により取得される出力電圧Ｖｏも小さくなる。比較増幅回路２５は所定の入力電圧Ｖｉと離隔距離Ｌｍに応じた出力電圧Ｖｏとの差を増幅して検出信号Ｖｄを検出する。よって、離隔距離Ｌｍが小さくなるに連れて検出信号Ｖｄは大きくなる。この検出信号Ｖｄの大きさに基づき離隔距離Ｌｍが計測される。
【００３０】
このように、静電容量型センサー７とセンサー回路８とによって、検出器３と障害物との離隔距離Ｌｍを非接触で計測する。静電容量型センサー７及びセンサー回路８は、この発明における距離計測手段に相当する。
【００３１】
また、レンジ変更部９は、比較増幅回路２５の増幅率を調整する。これにより、センサー回路８と静電容量型センサー７とによる離隔距離Ｌｍの有効測定範囲（レンジ）を変更できる。
【００３２】
図３を参照して有効測定範囲（レンジ）を変更する一例を示す。図３は、増幅率を変えたときの離隔距離Ｌｍと検出信号Ｖｄとの関係を模式的に示す図である。比較的増幅率が小さいとき、曲線Ｇ１に示す特性となり、増幅率を大きくすると曲線Ｇ２に示す特性となる。
【００３３】
曲線Ｇ１と曲線Ｇ２は、いずれも離隔距離Ｌｍに対応した検出信号Ｖｄを出力する。しかしながら、離隔距離Ｌｍを精度良く測定できる範囲が異なる。図２に示すように、曲線Ｇ１によれば、範囲Ｒ１内にある比較的短い離隔距離Ｌｍを精度良く測定できる。一方、曲線Ｇ２によれば、範囲Ｒ２内にある離隔距離Ｌｍを精度良く測定できる。
【００３４】
このように、比較増幅部２５の増幅率を調整することによって、精度よく測定できる離隔距離Ｌｍの範囲、すなわち有効測定範囲（レンジ）を変更することができる。レンジ変更部９は、この発明における変更手段に相当する。
【００３５】
入力部１７は、術者がＸ線透視装置を運転するときに操作するものであり、各種運転命令が入力される。運転命令としては、「Ｘ線照射」や「検出器３の移動」等がある。
【００３６】
駆動制御部１１には、操作対象である駆動部５と接続されるほか、入力部１７とセンサー回路８と接続される。入力部１７からは、術者による運転命令が送られる。駆動制御部１１の通常操作部１５は、この入力部１７からの運転命令に基づいて駆動部５を操作して検出器３の移動を制御する。以下では、通常操作部１５による制御を特に「通常制御」と呼ぶ。
【００３７】
一方、駆動制御部１１は、センサー回路８から検出器３と障害物との離隔距離Ｌｍが与えられる。制動判断部１３は、この離隔距離Ｌｍと検出器３の移動速度ｖとに基づいて検出器３を制動するか否か判断する。制動すると判断すると、駆動部５の操作は通常操作部１５から制動操作部１４に切り換えられる。制動操作部１４は、検出器３の移動速度ｖを制動するように駆動部５を操作する。ここで、制動とは、検出器３の移動速度ｖを減速させ、または停止させることをいう。以下では、制動操作部１４による制御を特に「制動制御」と呼ぶ。駆動制御部１１は、この発明における制御手段に相当する。
【００３８】
以下、駆動制御部１１について、図４を参照して詳しく説明する。図４は、通常制御中において制動制御が開始するまでの処理の流れを示すフローチャートである。
【００３９】
まず、Ｘ線透視装置は、術者による入力部１７からの運転命令に基づいて通常制御により運転されているとする。
【００４０】
＜ステップＳ１＞  制動判断部１３が移動速度ｖを取得する
制動判断部１３が検出器３の移動速度ｖを取得する。ここで、検出器３の移動速度ｖは実際に計測して取得してもよいが、通常操作部１５による駆動部５の操作量から算出して取得してもよい。
【００４１】
＜ステップＳ２＞  安全距離Ｌｓを求める
制動判断部１３は、検出器３が安全に障害物と衝突することを回避することができる最小の距離（以下、この距離を「安全距離」という）Ｌｓを検出器３の移動速度ｖに基づいて求める。言い換えれば、この安全距離Ｌｓは、検出器３の移動速度ｖに応じて連続的に変化する。
【００４２】
図５に安全距離Ｌｓの採り方を例示する。たとえば、符号Ｐ１を付した直線のように、安全距離Ｌｓを移動速度ｖに比例するように変化させてもよい。また、符号Ｐ２を付した曲線のように、安全距離Ｌｓを移動速度ｖに応じて曲線的に変化させてもよい。あるいは、符号Ｐ３で示すように、安全距離Ｌｓをステップ状に変化させてもよい。
【００４３】
そのため、検出器３の移動速度ｖとこれに応じた安全距離Ｌｓとが対応付けられたテーブルを図示省略の記憶部に予め記憶しておき、この記憶部から安全距離Ｌｓを読み出すようにしても構成してもよい。あるいは、検出器３の移動速度ｖと安全距離Ｌｓとの関係式に検出器３の移動速度ｖを代入することで安全距離Ｌｓを算出するようにしてもよい。
【００４４】
＜ステップＳ３＞  レンジ変更部９が移動速度ｖを取得する
レンジ変更部９が検出器３の移動速度ｖを取得する。ここでも、検出器３の移動速度ｖは実際に計測して取得してもよいが、制動判断部１３から間接的に取得するようにしてもよい。
【００４５】
＜ステップＳ４＞  レンジを変更する
レンジ変更部９は、移動速度ｖに基づいてセンサー回路８の比較増幅回路２５の増幅率を調整する。これにより、センサー回路８と静電容量型センサー７とによる離隔距離Ｌｍの有効測定範囲（レンジ）が変更される。
【００４６】
本実施例では、離隔距離Ｌｍが安全距離Ｌｓを確保できているかが重要である。そこで、移動速度ｖに応じた安全距離Ｌｓが少なくとも有効測定範囲（レンジ）に含まれるように変更する。
【００４７】
＜ステップＳ５＞  離隔距離Ｌｍを取得する
静電容量型センサー７の入力電圧Ｖｉと出力電圧Ｖｏとから、センサー回路８は検出信号Ｖｄを検出する。制動判断部１３はこの検出信号Ｖｄに基づく離隔距離Ｌｍを取得する。
【００４８】
＜ステップＳ６＞  離隔距離Ｌｍが安全距離Ｌｓを確保できているか？
制動判断部１３は、計測された離隔距離Ｌｍと求めた安全距離Ｌｓとを比較する。ここで、離隔距離Ｌｍが安全距離Ｌｓ以上あると判断できれば制動する必要がない。この場合は、通常制御によるＸ線透視装置の運転を続けるとともに再びステップＳ１から一連の動作を繰り返す。
【００４９】
他方、離隔距離Ｌｍが安全距離Ｌｓ未満であるときは、制動する必要が発生するのでステップＳ７に移る。
【００５０】
＜ステップＳ７＞  制動制御を開始する
制動判断部１３は、駆動部５の操作を通常操作部１５から制動操作部１４に切り換える。これにより、入力部１７からの運転命令はキャンセルされ、検出器３を制動するように制動制御が開始される。
【００５１】
制動制御が開始されると、検出器３は減速または停止し障害物との衝突を回避する。
【００５２】
このように、本実施例にかかるＸ線透視装置によれば、レンジ変更部９が検出器３の移動速度ｖに基づいて有効測定範囲（レンジ）を変更する。これにより、安全距離Ｌｓ付近の離隔距離Ｌｍを精度よく計測することができる。よって、制動制御を開始する判断も正確になる。よって、検出器３は障害物と衝突を確実に回避することができるとともに、離隔距離Ｌｍの計測誤差により制動制御が開始されることがない。
【００５３】
また、安全距離Ｌｓを検出器３の移動速度ｖに基づいて求めるので、一律に安全距離を設定する場合に比べてより的確に制動制御を開始する判断をすることができる。したがって、検出器３は障害物と衝突を確実に回避することができるとともに、特に検出器３の低速で移動しているときに不必要に制動制御が開始されることがない。
【００５４】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００５５】
（１）上述した実施例では、静電容量型センサー７を検出器３に設置していたが、この構成に限られない。すなわち、Ｘ線透視装置の可動部であれば、いずれの可動部に静電容量型センサー７を設置してもよい。これにより、可動部と障害物と衝突することを回避することができる。たとえば、静電容量型センサー７をＸ線管２に設置してＸ線管２と障害物との離隔距離Ｌｍを計測するように構成してもよい。また、天板１が昇降等することにより可動部となる場合にあっては、静電容量型センサー７を天板１に設置して天板１と障害物との離隔距離Ｌｍを計測するように構成してもよい。
【００５６】
（２）上述した実施例では、静電容量型センサー７を距離センサーとして用いたが、非接触で距離を計測できれば静電容量型に限られない。たとえば、超音波型センサーを用いても良い。これにより、検出対象物の材質等の制約を少なくすることができる。
【００５７】
（３）上述した実施例では、Ｃ字状アーム４を備える構成であったが、かかる構成に限られない。検出器３が移動する構成であれば、Ｃ字状アーム４を備える必要はない。また、検出器３とＸ線管２とが一体となって移動する構成であったが、当然、個別に移動する構成であってもよい。
【００５８】
（４）この発明のＸ線診断装置は、実施例に係るＸ線透視装置に限らず、Ｘ線断層撮影装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施例に係るＸ線透視装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】静電容量型センサー７とセンサー回路８との概略構成を示す模式図である。
【図３】離隔距離Ｌｍと検出信号Ｖｄとの関係を模式的に示す図である。
【図４】通常制御中において制動制御が開始するまでの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】検出器３の移動速度ｖと安全距離Ｌｓとの関係を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  …天板
２  …Ｘ線管
３  …検出器
４  …Ｃ字状アーム
５  …駆動部
７  …静電容量型センサー
８  …センサー回路
９  …レンジ変更部
１１  …駆動制御部
１３  …制動判断部
１４  …制動操作部
１５  …通常操作部
Ｍ  …被検体
Ｌｍ  …離隔距離
Ｌｓ  …安全距離
ｖ  …移動速度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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