(57)【要約】【課題】  小型かつ安定性の高いモバイルCアーム型X線診断装置を提供する。          【解決手段】  床面を移動可能な台車と、該台車に立設され鉛直方向に沿った軸を持つ支柱と、X線発生器とX線受像装置とをその間に被検体を位置させ得るように対向して支持する円弧状の第一のアームと、この第一のアームから外側に向かって伸びる第二のアームを有し前記第一のアームを移動可能に支持するアーム支持機構と、前記支柱と前記アーム支持機構とを接続し、前記アーム支持機構を前記第一のアームと伴に回転させる回転機構を備えたX線診断装置において、前記回転機構により、前記第1のアームを回転させる際に、前記第1のアームの回転方向に前記台車を追従させる安定化機構を備える。      【選択図】          図2
2011161139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床面を移動可能な台車と、該台車に立設され鉛直方向に沿った軸を持つ支柱と、Ｘ線発生器とＸ線受像装置とをその間に被検体を位置させ得るように対向して支持する円弧状の第一のアームと、この第一のアームから外側に向かって伸びる第二のアームを有し前記第一のアームを移動可能に支持するアーム支持機構と、前記支柱と前記アーム支持機構とを接続し、前記アーム支持機構を前記第一のアームと伴に回転させる回転機構を備えたＸ線診断装置において、前記回転機構により、前記第１のアームを回転させる際に、前記第１のアームの回転方向に前記台車を追従させる安定化機構を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記安定化機構は、前輪と、前記前輪を台車に固定するための前輪アームとを１組として成ることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記前輪と前輪アームを２組備えることを特徴とする請求項２記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記安定化機構により、前記第１のアームの回転方向に前記台車を追従させる際に、２組のうち１組のみが移動することを特徴とする請求項３記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記安定化機構により、前記第１のアームの回転方向に前記台車を追従させる際に、２組のうち両方が移動することを特徴とする請求項３記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記安定化機構は、前記回転機構による回転を前記前輪アームへ伝える伝達手段を備えたことを特徴とする請求項２記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
前記伝達手段は、前記支柱に取り付けられた第１の部材と、前記前輪アームに取り付けられた第２の部材から成り、前記第１の部材に回転が与えられると前記第２の部材の一方に回転が与えられることを特徴とする請求項４記載のＸ線診断装置。
【請求項８】
前記伝達手段は、前記支柱に取り付けられた第１の部材と、前記それぞれの前輪アームに取り付けられ１体となった第３の部材から成り、前記第１の部材に回転が与えられると前記第３の部材に回転が与えられることを特徴とする請求項５記載のＸ線診断装置。
【請求項９】
前記前輪アームと前記台車の間に、バネ要素があることを特徴とする請求項２乃至８のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
【請求項１０】
前記伝達手段は、２つの前輪アームの間に、該２つの前輪アームを駆動させる駆動モータがあり、前記第１のアームを回転させる際に、２つの前輪アームが開脚されるようになっていることを特徴とする請求項３記載のＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、X線診断装置に係り、特にモバイルCアーム型X線診断装置の安定性向上技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイルCアーム型X線診断装置は、操作性確保のため、あるいは手術台・術者との干渉をさけるためになるべく小型な装置が良いとされている。また、狭い場所で使用するため良好な旋回性が求められる。よって、前輪の車幅が狭く、後輪の車幅が広く、鉛直方向上側から見た形が台形の形状をしている。さらに、Cアームの機能を絞り込み軽量化することによって不安定にならないようにしている。
【０００３】
一方、CアームはIVRなどの高機能用途への対応が求められており、それら用途の例としてCアームの移動ストロークの延長や、次に示す新機能の追加がある。
【０００４】
例えば新機能の追加の例として、従来は手術台長手方向のCアーム移動は、Cアーム首振り機構による円弧軌道であったものを、Cアーム左右動機構による直線移動により行なうようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。また、これらを両方備えたものもある(例えば、特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2002-177251号公報
【特許文献２】国際公開WO01/010300号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記高機能用途への対応を追加することにより、Cアームの重量は増え不安定になる。特許文献1及び2には、安定性を高める手法が開示されていない。  
そこで、本発明は、小型かつ安定性の高いモバイルCアーム型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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、床面を移動可能な台車と、該台車に立設され、鉛直方向に軸を持つ支柱機構と、X線発生器とX線受像装置とをその間に被検体を位置させ得るように対向して支持する円弧状の第一のアームと、この円弧状アームにおける1点から外側に向かって伸びる第二のアームを有し前記第1のアームを移動可能に支持するアーム支持機構と、前記支柱機構と前記アーム支持機構とを接続し、前記軸を軸中心に前記アーム支持機構を前記第一のアームと伴に回転させる回転機構を備えたX線診断装置において、前記回転機構により、前記第1のアームを回転させる際に、前記第1のアームの回転方向に前記台車を追従させる安定化機構を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、小型かつ安定性の高いモバイルCアーム型X線診断装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】モバイルCアーム型X線診断装置の全体構成を示す図。
【図２】本発明に係る実施例1を示す図。
【図３】左右動機構と首振り機構による位置決めの違いを示す図。
【図４】左右動機構のみの場合の重心位置の移動を示す図。
【図５】左右＋首振り機構の場合の重心位置の移動を示す図。
【図６】実施例1の場合の重心位置を示す図。
【図７】本発明に係る実施例2を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図1はモバイルCアーム型X線診断装置の全体構成を示す図である。図1において、X線発生部12とX線受像部13とは相対向して配置され、C型アーム部11によって支持され、C型アーム部11とX線発生部12とX線受像部13とで合わせてCアーム全体となる。アーム支持台10は、Cアーム部11に併設され、Cアーム全体を円弧移動(b方向)可能に支持している。ハウジング100は、アーム支持台10に接続され、アーム支持台10を前後左右移動および旋回可能に支持している。左右ガイド5は、ハウジング100を左右移動可能に支持している。上下動支柱1は、左右ガイド5を上下移動可能に支持している。また、上下動支柱1を上下移動可能にガイドしX線制御部等を収納する本体部15が備えられ、これらを移動可能にするように、2個の主車輪18及び2個の自在車輪である前輪19とを備えた台車部17が備えられている。上下動支柱1には、床面から高さ方向の軸まわりに回転することで、Cアーム首振りを可能にする首振り機構部35が備えられている。
【００１１】
すなわち、本発明に係るモバイルCアーム型X線診断装置は、床面を移動可能な台車(台車部17)と、該台車に立設され鉛直方向に沿った軸を持つ支柱(上下動支柱1)と、X線発生器とX線受像装置とをその間に被検体を位置させ得るように対向して支持する円弧状の第一のアーム(Cアーム全体)と、この第一のアームから外側に向かって伸びる第二のアームを有し前記第一のアームを移動可能に支持するアーム支持機構(ハウジング100及びアーム支持台10)と、前記支柱と前記アーム支持機構とを接続し、前記アーム支持機構を前記第一のアームと伴に回転させる回転機構(首振り機構部35)を備えている。
【実施例１】
【００１２】
次に、本発明の実施例1の特徴であるCアーム首振りに連動して2つある台車の前輪の1方が首振り方向に向く機構について図2を用い説明する。図2において、図2(a)は図1の本体部15と台車部17の内部を鉛直方向上側から見た図、図2(b)は、側面から見た図である。
【００１３】
図2(a)、(b)によれば、2個の前輪19は2本の前輪アーム31に固定されている。2本の前輪アーム31は軸41まわりに回転できるように台車17に支持され、首振りがないときは、前輪19同士が最小幅になるように台車17とばね要素32により連結されている。
【００１４】
また、Cアーム首振りを前輪アーム31に伝達するカム33a及びカム40がある。上下動支柱1は固定支柱36と移動支柱37で構成されており、固定支柱36の内部において移動支柱37が移動することにより上下動する。固定支柱36には、固定支柱36の外周を回転できるガイド38がある。また、ガイド38の動きはカム40によりカム33aに伝達され、前輪アーム31へ伝達される様になっている。首振り機構35には回転をガイド38に伝達するカム39がある。カム39はガイド38に設けられた穴に挿入されており支柱上下移動時には干渉することはなく、回転のみを伝達できる。
【００１５】
より具体的にカム33a、前輪アーム31、前輪19は、カム33a-1、前輪アーム31-1、前輪19-1と、カム33a-2、前輪アーム31-2、前輪19-2から成る。そして、Cアーム首振りが時計と反対回りに回転すると、カム40が時計と反対周りに回転し、上側のカム33a-1が押され、前輪アーム31-1と前輪19-1が時計と反対周りに回転する(図2(c))。そして、Cアーム首振りが再び右側方向に戻ると、バネ要素32により前輪アーム31-1と前輪19-1が元に戻る。そして、Cアーム首振りが時計回りに回転すると、カム40が時計周りに回転し、上側のカム33a-2が押され、前輪アーム31-2と前輪19-2が時計周りに回転する(図2(d))。
【００１６】
すなわち、上記構成によれば、前記回転機構により、前記第1のアームを回転させる際に、前記第1のアームの回転方向に前記台車を追従させる安定化機構を備えている。より具体的には、前記安定化機構は、前輪と、前記前輪を台車に固定するための前輪アームとを1組として成る。前記前輪と前輪アームを2組備える。前記安定化機構により、前記第1のアームの回転方向に前記台車を追従させる際に、2組のうち1組のみが移動する。前記安定化機構は、前記回転機構による回転を前記前輪アームへ伝える伝達手段を備える。前記伝達手段は、前記支柱に取り付けられた第1の部材(40)と、前記前輪アームに取り付けられた第2の部材(33a)から成り、前記第1の部材に回転が与えられると前記第2の部材の一方に回転が与えられる。また、前記2つの前輪アームと前記台車の間に、バネ要素がある。
上記構成により、Cアーム首振りに連動して、Cアーム首振り方向に前輪の1つが移動する台車を提供できる。  なお、この機構は、図示しない機構により電動駆動すること、あるいは、手による操作に対して電動アシストするように構成することが可能である。
【００１７】
なお、上記実施例によればCアーム左右動と首振り機構を両方搭載ことができるが、そのことによる効果を次に示す。
【００１８】
Cアーム左右動は、カテーテルを観察しながら頭部の疾患部まで挿入して頭部血管の検査、治療に用いる場合の例について効果が顕著であるので説明する。すなわち、この例は、図3に示す被検者のO1点からカテーテルを挿入し、このカテーテルを頭部血管の疾患部であるO2点まで該カテーテルの移動に追従してこのカテーテルの透視像を観察する例であり、Cアームの位置合わせ作動は以下に説明する手順により行われる。
【００１９】
(1)最初に、X線透視撮影装置を移動して、手術台に仰向けに寝かされた被検者21を挟むようにC型アーム11に支持されたX線発生部12とX線受像部13とを配置し、この位置でX線透視撮影装置を動かないようにする。
【００２０】
(2)次に、カテーテルの位置を透視像で観察しながらCアームの上下動、旋回動、首振
り動、前後動及び左右動の各機構を移動、回動調整して前記X線発生部12からの照射X線中心が前記O1点に一致するように位置合わせを行う。
【００２１】
(3)次に、カテーテルを図3に示す頭部血管の目標位置にO2点まで移動させる場合、前記カテーテルの先端を観察しながら、このカテーテルに追従してCアームの左右動機構を用いてX線発生部12とX線受像部13とを直線的に移動させて、該X線発生部12からの照射X線中心をO2点に一致させる。
【００２２】
(4)そして、前記O2点にX線発生部12とX線受像部13とを位置合わせした状態疾患部の検査、治療を行う。また、必要に応じて目標位置を変更する場合、前記の各機構を用いて適切に前記変更した目標位置にX線発生部12とX線受像部13とを位置合わせして検査、治療を行う。
【００２３】
前述したように、本発明の実施形態によるX線透視撮影装置によるCアームの左右動機構を用いることによって、Cアームを直線的に移動させて目標位置に位置決めすることができる。従って、本発明の実施形態によれば、従来の首振り機構を用いたCアームの首振り回転における回転半径Rの円周上に沿って移動させ、この移動した位置と目標値とのずれをCアームの前後動機構を用いて補正する必要がないので、短時間で位置合わせを行うことが可能となり、これにより、透視時間が短くなるので被検者に対する被曝X線量も低減させることができる。上記実施例によれば、小型で操作性が良く、Cアーム首ふり機構とCアーム左右動機構を搭載した高機能な装置を提供することができる。
【００２４】
首ふりと左右動ができることで、円弧状に撮影可能で、細部での位置決めが容易になる。整形外科での用途はもちろん、IVRのようにカテーテルの先端を追従する手技にも適しており、多目的に使用できる装置を提供できる。
【００２５】
図3には、従来技術と本発明の実施形態とにおける前述した例でのCアームの軌跡も示しており、従来技術の場合、O1点からCアームの首振り回転の回転半径Rで描かれる円周上点ホに沿ってO3点に移動させて、次にCアーム前後動機構でΔL分だけO2点に移動させているのに対して、本発明の実施形態の場合、Cアーム左右動機構によりO1点からO2点に移動させることができる。また、モニタ上の画像を見てみると、従来技術の首振り回転機構を使用してO2点に位置合わせを行った場合には、首振り角α分だけモニタ上の画像も回転した状態で表示されることとなり、それを修正するためにカメラ回転あるいは画像回転を行う必要があったのに対し、本発明の実施形態の場合、モニタ上で画像の表示角度に変化が無く使用者および観察者にとって、見やすい画像を提供することができる。
【００２６】
左右動機構により、被検者の透視、撮影部位にCアームに支持されたX線発生部とX線受像部とを位置合わせする位置合わせ手段として、前記Cアームを被検者の対軸方向の左右に移動させるCアーム左右動機構を使い、従来の首振り機構による位置合わせ手段で必要としていた被検者の体軸方向と直角の方向に移動する前後動機構による位置補正を不要とすることができ、これにより、前記位置補正分だけ位置合わせ時間を短縮でき、操作性を向上すると共に透視時間を短くすることで被曝X線量を低減させることができる。
【００２７】
一方、Cアーム首振り動は前述のように位置あわせが煩雑であるが、Cアーム先端からテコの原理で軽く操作でき、円弧状に動くので、整形領域においては背骨など湾曲した部位を連続して撮影しやすい。
【００２８】
よって両方の撮影上のメリットを装置に反映するため、左右動機構を回転させる装置を提供することで、より高機能で多目的に使用することができる。
【００２９】
次に、Cアーム左右動と首振り機構を両方搭載した場合の安定性について説明する。  
図4に従来の台車での左右動機構のみの装置重心について示す。Cアームがセンターにある場合は、装置中央に重心があるが、左右動により、重心が移動方向に移動する。装置の安定性を保つためには、重心位置が車輪でかこまれる台形内に入っているおり、また台形図心と重心が近ほど安定性は高まる。
【００３０】
図5に左右動と首振りを両方搭載した場合の装置重心について示す。左右動した状態からさらに首振りするので重心位置はさらに移動し、より不安定になる。これを解決するには、車輪で囲まれる面積を大きくすることが有効であるが、装置全体の大型化につながり、操作性が低下する。
【００３１】
上記実施例の形態によれば、図6に示すように、前輪19の一方の位置をCアームの動きに連動した方向に動かしたので、車輪で囲まれる面積を大きくすることができ、その中にCアーム全体の重心が配置されるようにすることができる。また、Cアームを動かした方向に車輪が移動するので、その方向に術者や機材が存在することはない。よって小型なまま高機能で操作性の良い装置を提供できる。
【実施例２】
【００３２】
次に、本発明の実施例2の特徴であるCアーム首振りに連動して2つある台車の前輪の両方が首振り方向に向く機構について図7を用い説明する。図7において、図7(a)は図1の本体部15と台車部17の内部を鉛直方向上側から見た図、図7(b)は、側面から見た図である。実施例2では、2つの前輪アーム31に取り付けられたカム33bが一体となり鉛直方向から見てカム40側が凹んだ形状になっていて、凹みにカム40が挟まるようになっている。あるいは、カム33bに孔が空いていて、その中にカム40が挟まるようになっている。そのため、首振り機構35によりCアーム全体が振られる方向に2本の前輪アーム及び2個の前輪19が移動するようになっている。
【００３３】
より具体的に前輪アーム31、前輪19は、前輪アーム31-1、前輪19-1と、前輪アーム31-2、前輪19-2から成る。そして、Cアーム首振りが時計と反対回りに回転すると、カム40が時計と反対周りに回転し、カム33bが時計と反対周りに回転し、前輪アーム31-1と前輪19-1と前輪31-2と前輪19-2が一体となって時計と反対周りに回転する(図7(c))。また、Cアーム首振りが時計回りに回転すると、カム40が時計周りに回転し、上側のカム33bが時計回りに回転し、前輪アーム31-1と前輪19-1と前輪アーム31-2と前輪19-2が一体となって時計周りに回転する(図7(d))。
【００３４】
すなわち、上記構成によれば、安定化機構により、前記第1のアームの回転方向に前記台車を追従させる際に、2組のうち両方が移動する。前記安定化機構は、前記回転機構による回転を前記前輪アームへ伝える伝達手段を備える。前記伝達手段は、前記支柱に取り付けられた第1の部材と、前記それぞれの前輪アームに取り付けられ1体となった第3の部材(33b)から成り、前記第1の部材に回転が与えられると前記第3の部材に回転が与えられる。
【００３５】
ただし、本発明は要旨を逸脱しない範囲で様々に変更可能である。例えば、前記伝達手段は、2つの前輪アームの間に、該2つの前輪アームを駆動させる駆動モータがあり、前記第1のアームを回転させる際に、2つの前輪アームが開脚されるようになっていても良い。
【符号の説明】
【００３６】
17  台車、19  前輪、31  前輪アーム、33a  カム、36  固定支柱、37  移動支柱、38  ガイド、40  カム、41  軸
【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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【図６】
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【図７】
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