(57)【要約】【課題】  近接センサによって対象物をより正確に検出して、可動部分の動きをより正確に制御することができる医用診断装置を提供することを目的とする。【解決手段】  近接センサを構成する１つまたは複数の電極（送受信兼用電極３１、シールド電極、接地電極）のうち、対象物にもっとも近傍にある送受信兼用電極３１の幅について、中央部分３１Ｃが端部３１Ｅよりも狭くなるように構成することで、端部３１Ｅにおけるセンサの感度を中央部分３１Ｓより相対的に上げて、端部３１Ｅでのセンサの感度を相対的に相殺する。その結果、近接センサによって対象物をより正確に検出して、可動部分の動きをより正確に制御することができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の存在を非接触で検出する近接センサを備え、この近接センサによる対象物の検出結果に基づいて可動部分の動きを制御して、可動部分を動かして放射線を検出することで診断用の放射線画像を得る医用診断装置であって、近接センサを構成する１つまたは複数の電極のうち、少なくとも１つの電極の幅について、中央部分が端部よりも狭くなるように構成することを特徴とする医用診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可動部分を動かして放射線を検出することで診断用の放射線画像を得る医用診断装置に係り、特に、近接センサによって対象物の存在を非接触で検出した結果に基づいて可動部分の動きを制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
医用診断装置としてＸ線診断装置を例に採って説明すると、Ｘ線診断装置では、可動部分を動かすことで、被検体や装置を操作する操作者や周辺機器（以下、これらを『対象物』と称する）へ可動部分が衝突する場合がある。この衝突防止のために、従来では静電容量式などに代表される非接触式の近接センサを備え、近接センサによって対象物の存在を非接触で検出することで、対象物に衝突する前に可動部分を停止させることができる。静電容量式では、近接センサは送信電極と受信電極とから構成され、送信電極からの電磁界に対象物のような障害物が入ると、両電極間の静電容量が大きくなって電磁界の強度が低下することを利用して、対象物を非接触で検出する（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特表平１１−５０６６９２号公報（第５，９頁、図１）
【特許文献２】特開２００１−２０８５０４号公報（第２−５頁、図２，４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、かかる静電容量式のように近接センサが複数の電極から構成されるときには、対象物が電極よりも小さい場合には電極の中央部分と比較すると端部では感度が悪化する。図６は電極の平面図および電極の感度分布を模式的に表した図である。図６（ａ）に示すように、電極１０１の端部１０１Ｅでは感度Ｓが下がり、中央部分１０１Ｃでは感度Ｓが上がる。したがって、対象物と電極１０１との間の距離が同じであっても、中央部分１０１Ｃに対象物が存在する場合と、端部１０１Ｅに対象物が存在する場合とでは、センサからの出力に差が生じる。その結果、同じ距離に対象物があるのにも関わらず、検出される距離は異なるものとなり、近接センサによって距離の検出が正確に行えなくなる。
【０００４】
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、近接センサによって対象物をより正確に検出して、可動部分の動きをより正確に制御することができる医用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】
【０００５】
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。
【０００６】
すなわち、請求項１に記載の発明は、対象物の存在を非接触で検出する近接センサを備え、この近接センサによる対象物の検出結果に基づいて可動部分の動きを制御して、可動部分を動かして放射線を検出することで診断用の放射線画像を得る医用診断装置であって、近接センサを構成する１つまたは複数の電極のうち、少なくとも１つの電極の幅について、中央部分が端部よりも狭くなるように構成することを特徴とするものである。
【０００７】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、近接センサを構成する１つまたは複数の電極のうち、少なくとも１つの電極の幅について、中央部分が端部よりも狭くなるように構成することで、端部におけるセンサの感度を中央部分より相対的に上げて、端部でのセンサの感度を相対的に相殺する。すると、電極からの対象物の位置に依存したセンサからの出力の差を低減させることができ、対象物が電極のどの部分に位置してもセンサからの出力を同程度にすることができる。その結果、近接センサによって対象物をより正確に検出して、可動部分の動きをより正確に制御することができる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る医用診断装置によれば、近接センサを構成する１つまたは複数の電極のうち、少なくとも１つの電極の幅について、中央部分が端部よりも狭くなるように構成することで、端部におけるセンサの感度を中央部分より相対的に上げて、端部でのセンサの感度を相対的に相殺する。その結果、近接センサによって対象物をより正確に検出して、可動部分の動きをより正確に制御することができる。
【実施例】
【０００９】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
【００１０】
図１は、実施例に係るＸ線診断装置の概略構成を示した正面図であり、図２は、装置のイメージインテンシファイア（以下、『Ｉ．Ｉ』と略記する）に設けられた近接センサの概略図であり、図３は、センサを構成する電極の平面図および電極の感度分布を模式的に表した図である。本実施例では、医用診断装置としてＸ線診断装置を例に採って説明する。
【００１１】
本実施例に係るＸ線診断装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１と、その被検体Ｍの撮像を行う撮像系本体２とを備えるとともに、図示を省略する画像処理系を備えている。天板１は、図１に示すように、昇降および水平移動可能に構成されている。
【００１２】
撮像系本体２について図１を参照して説明する。撮像系本体２は、床面（図中のｘｙ平面）に設置された基台部２１と、基台部２１に支持されたＣ型アーム支持部２２と、Ｃ型アーム支持部２２に支持されたＣ型アーム２３と、Ｃ型アーム２３の一端に支持されたＸ線管２４と、他端に支持されたＩ．Ｉ２５とを備えている。
【００１３】
図示を省略するモータの駆動によって床面に対して基台部２１が鉛直軸（図中のｚ軸）心周りに回転するように構成されており、図示を省略する別のモータの駆動によって基台部２１に対してＣ型アーム支持部２２が被検体Ｍの体軸（図中のｙ軸）心周りに回転するようにそれぞれが構成されている。また、図示を省略する別のモータの駆動によってＣ型アーム２３が体軸に対して水平面で直交する軸（図中のｘ軸）心周りに回転するように構成されている。
【００１４】
Ｃ型アーム２３の一端に支持されたＸ線管２４のＸ線照射側にはＸ線の照視野を制御するコリメータ２６を配設している。Ｃ型アーム２３の他端に支持されたＩ．Ｉ２５の背面（Ｘ線検出面とは逆側の面）にはテレビジョン（ＴＶ）カメラ２７を配設している。図示を省略するモータの駆動によってＩ．Ｉ２５に対してＴＶカメラ２７が鉛直軸（図中のｚ軸）心周りに回転するようにそれぞれが構成されている。
【００１５】
なお、基台部２１やＣ型アーム支持部２２を、天板１と同様に昇降および水平移動可能に構成し、それによってＣ型アームを昇降および前後に進退可能にしてもよい。天板１や撮像系本体２を上述のように動かしてＸ線をＩ．Ｉ２５が検出して、図示を省略する画像処理系で検出されたＸ線検出信号を処理することで診断用のＸ線画像を得ることができる。また、撮像系本体２の基台部２１やＣ型アーム支持部２２やＣ型アーム２３やＸ線管２４やＩ．Ｉ２５などは、この発明における可動部分に相当する。
【００１６】
特に、これら可動部分のうち、Ｘ線管２４やＩ．Ｉ２５は、被検体Ｍや装置を操作する操作者（オペレータ）や周辺機器（以下、これらを『対象物』と称する）と衝突しやすい。そこで、Ｘ線管２４やＩ．Ｉ２５に近接センサを備えることで、近接センサによって対象物の存在を非接触で検出する。本実施例では、図１に示すように、Ｉ．Ｉ２５の側面に近接センサ２８を配設する。静電容量式の近接センサ２８を、本実施例では採用している。
【００１７】
静電容量式の近接センサ２８は、送信電極と受信電極とから構成されているが、図２に示すように、本実施例では送信電極と受信電極との双方の機能を兼ねた送受信兼用電極３１から構成されている。送受信兼用電極３１の近傍には送受信兼用電極３１の面に平行してシールド電極３２を配設している。送受信兼用電極３１側とは逆側のシールド電極３２の面に平行して接地電極３３を配設している。つまり、送受信兼用電極３１、シールド電極３２、接地電極３３の順に各面が平行になるようにそれぞれを配設している。本実施例では、合計した電極３１，３２，３３の間隔が、厚みも含めて３ｍｍ程度になるように配設する。
【００１８】
送受信兼用電極３１とシールド電極３２とは、シールドケーブル３４を介して交流電源３５にそれぞれ接続されており、各電極３１，３２は互いに同電位に保たれている。接地電極３３は接地されており、電位は０である。シールド電極３２、接地電極３３間の静電容量をセンサ容量Ｃ1とする。
【００１９】
ここで、対象物Ｘが誘電体で、かつ接地されているものとする。また、近接センサ２８（ここでは送受信兼用電極３１）が対象物Ｘを検出することができる程度の距離にまで、対象物Ｘが近接センサ２８に接近したとする。送受信兼用電極３１、対象物Ｘ間では静電容量をもち、その静電容量を検出容量Ｃ2とする。
【００２０】
シールド電極３２、接地電極３３間にはセンサ容量Ｃ1に応じた電流Ｉ1が流れるとともに、送受信兼用電極３１、対象物Ｘ間には検出容量Ｃ2に応じた電流Ｉ2が流れる。もし、送受信兼用電極３１の近傍に対象物Ｘがないとき、あるいは送受信兼用電極３１が検出することができない程度の距離に対象物Ｘがあるときには、送受信兼用電極３１は静電容量をもたないので、送受信兼用電極３１、対象物Ｘ間での検出容量Ｃ2＝０、すなわち電流Ｉ2＝０となる。したがって、電流Ｉ2を測定して測定された電流Ｉ2が０あるいは所定値未満であれば、近接センサ２８は対象物Ｘが接近していないとし、電流Ｉ2が０以外の値あるいは所定値以上であれば、対象物Ｘが接近して近傍にあると近接センサ２８は検出する。このように、近接センサ２８が非接触で対象物Ｘを検出することが可能になる。
【００２１】
近接センサ２８を構成する３つの電極３１〜３３のうち、対象物Ｘにもっとも近傍にある送受信兼用電極３１は、図３に示すように構成されている。すなわち、図３（ｂ）に示すように、電極３１の幅について、中央部分３１Ｃが端部３１Ｅよりも狭くなるように構成する。例えば、幅に直交する長手方向によって好適な範囲は変動するが、端部３１Eの幅が、中央部分３１Ｃの幅の１．２〜２倍程度になるように構成する。なお、送受信兼用電極３１のみならず、他の電極３２，３３についても送受信兼用電極３１と同じように、図３（ｂ）に示すように電極の幅について、中央部分が端部よりも狭くなるように構成してもよい。つまり、少なくとも対象物Ｘにもっとも近傍にある送受信兼用電極３１の幅について、中央部分が端部よりも狭くなるように構成すれば、他の電極の形状については特に限定されない。なお、送受信兼用電極３１以外の電極のみ、各電極の幅について、中央部分が端部よりも狭くなるように構成してもよいが、端部３１Ｅでのセンサ２８の感度Ｓを相対的に相殺することを鑑みれば、対象物Ｘにもっとも近傍にある送受信兼用電極３１の幅について、中央部分が端部よりも狭くなるように構成するのが好ましい。
【００２２】
以上のように構成された本実施例装置によれば、近接センサ２８を構成する３つの電極３１〜３３のうち、対象物Ｘにもっとも近傍にある送受信兼用電極３１の幅について、中央部分３１Ｃが端部３１Ｅよりも狭くなるように構成することで、図３（ａ）に示すように、端部３１Ｅにおけるセンサ２８の感度Ｓを中央部分３１Ｃより相対的に上げて、端部３１Ｅでのセンサ２８の感度Ｓを相対的に相殺する。
【００２３】
より具体的に説明すると、中央部分３１Ｃが端部３１Ｅよりも狭くなるように構成することで、対象物Ｘの端部３１Ｅにおける電極面３１へ投影面が中央部分３１Ｃよりも相対的に大きくなる。送受信兼用電極３１、対象物Ｘ間での静電容量（検出容量）Ｃ2は、この投影面積に比例して大きくなる。同一の対象物Ｘに対して中央部分３１Ｃよりも端部３１Ｅにおける投影面積が相対的に大きくなることから、端部３１Ｅでの静電容量が大きくなり、端部３１Ｅでの感度Ｓの低下を相殺することができる。
【００２４】
すると、電極３１からの対象物Ｘの位置に依存したセンサ２８からの出力の差を低減させることができ、対象物Ｘが電極３１のどの部分に位置してもセンサ２８からの出力を同程度にすることができる。その結果、近接センサ２８によって対象物Ｘをより正確に検出して、可動部分であるＸ線管２４やＩ．Ｉ２５などの動きをより正確に制御することができる。
【００２５】
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。
【００２６】
（１）上述した実施例では、Ｃ型アームの駆動で撮像を行うＸ線診断装置を例に採って説明したが、この発明は、Ｃ型アーム以外の駆動機構がＸ線管やＩ．Ｉを支持して動かすＸ線診断装置に適用してもよい。
【００２７】
（２）上述した実施例では、Ｘ線診断装置を例に採って説明したが、ＥＣＴ（Emission Computed Tomography）装置のように放射性同位元素（ＲＩ）を投与された被検体から放射されるγ線を検出する装置に適用してもよい。このように、Ｉ．Ｉ２５などに代表される可動部分を動かして放射線を検出することで診断用の放射線画像を得る医用診断装置であれば、適用することができる。
【００２８】
（３）上述した実施例では、近接センサは静電容量式であったが、対象物が金属や導電体の場合には誘導形式を採用してもよいし、対象物が磁性体の場合には磁気形式を採用してもよい。この他に、光を検出の媒体とした光電形近接センサや、音を検出の媒体とした超音波形近接センサや、放射線を検出の媒体とした放射線近接センサや、熱エネルギを検出の媒体とした温度近接センサなど、対象物の存在を非接触で検出し、１つまたは複数の電極から構成される近接センサであれば特に限定されない。
【００２９】
（４）上述した実施例では、Ｉ．Ｉの側面に近接センサを備えたが、Ｉ．Ｉの検出面に備えてもよい。近接センサは１つまたは複数の電極から構成されるので、薄い電極によってＸ線などの放射線の検出に妨げにならないのであれば、検出の有効領域に近接センサを備えてもよい。もちろん、検出面の有効領域以外の領域（端部）に近接センサを備えてもよい。
【００３０】
（５）上述した実施例では、Ｉ．Ｉに近接センサを備えたが、例えばＸ線管や上述した実施例の基台部やＣ型アーム支持部やＣ型アーム２３などに代表されるように可動部分であれば、近接センサの配設箇所については特に限定されない。また、Ｉ．ＩとＸ線管との両者に近接センサをそれぞれ備えるなど、複数の可動部分に近接センサをそれぞれ備えてもよい。
【００３１】
（６）上述した実施例では、電極は図３（ｂ）に示すような形状であったが、中央部分が端部よりも狭くなるような幅であれば、図３（ｂ）に示す形状に限定されない。例えば、図６（ｂ）に示す従来の形状で感度を測定し、感度が略同レベルになるように中央部分から端部までの各箇所について幅を設定して、形状を決定してもよい。
【００３２】
（７）上述した実施例では、接地電極を備えたが、接地電極を図４に示すような電極で構成してもよい。すなわち、可動部分（例えばＩ．Ｉ２５）の外装部分を接地して、その外装部分を接地電極として構成してもよい。この場合には、実施例のような接地電極を１つ減らして装置をより簡略化することができる。なお、図４では側面視した状態なので、この発明の特徴部分である電極の形状が図示されていないことに留意されたい。
【００３３】
（８）上述した実施例では、送信電極と受信電極との双方の機能を兼ねた送受信兼用電極を静電容量式の近接センサとして用いたが、送信電極と受信電極とを独立して各電極として用いるとともに、これらの電極を静電容量式の近接センサとして用いてもよい。電極としては、図５（ａ）に示すように送信電極２８Ａと受信電極２８Ｂとが対向した対向配置であってもよいし、図５（ｂ）に示すように送信電極２８Ａと受信電極２８Ｂとを水平にした水平配置であってもよい。図５（ａ）の対向配置の場合には、対象物Ｘにもっとも近傍にある電極は受信電極２８Ｂであるので、少なくとも受信電極２８Ｂの幅について、中央部分が端部よりも狭くなるように構成するのが好ましい。したがって、送信電極２８Ａの幅についても、受信電極２８Ｂと同様に、中央部分が端部よりも狭くなるように構成してもよい。図５（ｂ）の水平配置の場合には、両電極２８Ａ，２８Ｂの幅について、中央部分が端部よりも狭くなるように構成するのが好ましい。なお、図５では側面視した状態なので、この発明の特徴部分である電極の形状が図示されていないことに留意されたい。
【００３４】
変形例（７）、（８）のように、この発明が適用する近接センサの具体的な構造については特に限定されず、各構造に合わせて、対象物にもっとも近傍にある電極の幅について、中央部分が端部よりも狭くなるように構成すればよい。また、対象物にもっとも近傍にある電極以外の他の電極についても、各電極の幅について、中央部分が端部よりも狭くなるように構成すればよい。なお、実施例でも述べたように、対象物にもっとも近傍にある電極以外の他の電極のみ、各電極の幅について、中央部分が端部よりも狭くなるように構成してもよいが、対象物にもっとも近傍にある電極の幅について、中央部分が端部よりも狭くなるように構成するのが好ましい。なお、１つの電極のみから構成される近接センサにおいても同様に、中央部分が端部よりも狭くなるように構成するように適用すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例に係るＸ線診断装置の概略構成を示した正面図である。
【図２】実施例装置のイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ）に設けられた近接センサの概略図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、実施例に係るセンサを構成する電極の平面図および電極の感度分布を模式的に表した図である。
【図４】変形例に係る近接センサの概略図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は変形例に係る近接センサの概略図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、従来のセンサを構成する電極の平面図および電極の感度分布を模式的に表した図である。
【符号の説明】
【００３６】
２５  …  イメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ）
２８  …  近接センサ
３１  …  送受信兼用電極
３１Ｃ  …  中央部分
３１Ｅ  …  端部
３２  …  シールド電極
３３  …  接地電極
Ｍ  …  被検体
Ｘ  …  対象物
【図１】
2006081741.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006081741.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006081741.tif 000007
【図６】
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