(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の可動部と、これらの可動部と障害物との位置関係を検出する位置センサとを有する医用診断装置において、
前記位置センサは、前記障害物に電磁波を放射して電磁界を形成する送信電極と、この送信電極によって形成された電磁界の強度を検出する受信電極と、この受信電極によって検出された電磁界の強度から前記受信電極と前記障害物との間の静電容量を検出する静電容量検出手段と、
前記受信電極と障害物との間の静電容量の変化量を検出する静電容量変化量検出手段と、
この静電容量変化量検出手段によって検出された静電容量の変化量から前記障害物の尖鋭度を測定する測定手段と、
この測定手段によって測定された障害物の尖鋭度から前記静電容量検出手段の出力を補正する静電容量補正手段と、
この静電容量補正手段によって補正された静電容量を前記受信電極と障害物との間の距離に変換する距離変換手段とから成ることを特徴とする医用診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は静電容量型距離センサ及びこれを用いた医用診断装置の障害物検出システムに係り、特に電磁波を外部に放射して電磁界を形成しこの電磁界の強度を検出して障害物を検出する静電容量型距離センサ及びこのセンサで前記医用診断装置の障害物を検出するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線透視撮影台や循環器Ｘ線検査装置等の医用Ｘ線透視撮影装置は、診断の分野においては欠かせないものとなっているが、最近は診断のみならず治療にも使われるようになってきた。この治療は、Ｘ線透視下において先端にさまざまな器具を取り付けたカテーテルを被検者の血管や臓器に挿入して行なうものであって、従来、開腹手術をせざるを得なかった治療に対して、被検者に与える苦痛を少なくでき、かつ安価に治療ができるという大きな利点を有するため、近年、急速に普及している。
【０００３】
このような治療方法は、IVR(Interventional  Radiology)と呼ばれている。このIVRでは、治療対象部位の位置や形状を立体的に把握できるようにすることが望ましい。そのため、三次元画像はＸ線断層撮像装置（以下「Ｘ線ＣＴ装置」と記す）で撮影して対象部位の位置や形状を把握しておき、この三次元画像に基づいてＸ線発生系とＸ線検出系をＣ字形アームで支持した循環器Ｘ線検査装置（文献“医歯薬出版株式会社：医用放射線科学講座１３、放射線診断機器工学、156頁の図4-7”に記載）を用いて被検者に対して様々な角度からＸ線を放射し、これによって得られるＸ線透視画像を参照して治療を行う。
【０００４】
上記の循環器Ｘ線検査装置は、いろいろな方向からの透視、撮影ができるように、Ｃ字形アームの回転、スライド移動等の各種の回転、移動動作を行えるようになっており、これによって二次元Ｘ線像を得て、前記Ｘ線ＣＴ装置と組み合わせて診断、治療を行っている。すなわち、手術に先立ちＸ線ＣＴ装置で三次元的Ｘ線像に基づいて治療対象部位の位置や形状を確認し、この三次元的Ｘ線像によって得られた位置や形状と前記循環器Ｘ線検査装置で透視する二次元Ｘ線像に基づいて診断、治療を行うものである。
【０００５】
このように、上記の循環器Ｘ線検査装置は診断のみならず治療にも用いられようになってきたので、これに伴い血管中を流れる造影剤にＣ字形アームを追従させてＸ線撮像系を広範囲に、高速に移動してＸ線による透視、撮影の必要性が生じてきた。前記Ｃ字形アームの移動速度の高速化に伴い、該Ｃ字形アームが患者や術者、あるいは付属装置等（以下、これらを障害物と称する）への接触は絶対に避けなければならない。すなわち、安全性の確保が重要である。このために、機械式の接触検出器を用いて、前記Ｃ字形アームに障害物が接触したとき、前記機械式接触検出器で検出して前記Ｃ字形アームの回転、移動を停止させる方法がある。しかし、この方法によると、障害物に接触してからＣ字形アームを減速させて停止させるようにすると、Ｃ字形アームの移動速度が速いために、安全に減速、停止させるためには長い距離を必要とし、上記高速化への要求に対応できなくなる。そこで、Ｃ字形アームが障害物に接近してこれらが所定の距離になったとき、すなわち障害物に接触する前に該障害物を検出する非接触障害物検出器を用いてＣ字形アームを減速、停止させる方法がＰＣＴ／ＩＢ９７／００４０２に公開されている。この検出器は、静電容量型距離センサと呼ばれ、送信電極と受信電極をＣ字形アームの一端に支持されたＸ線受像手段としてのイメージ・インテンスファイア（Ｉ．Ｉ．）の周囲に取り付け、送信電極より一定の電磁界を発生させ、この電磁界内に障害物が入ると送信電極と受信電極間の静電容量が大きくなって前記電磁界の強度が低下するので、これを受信電極で検出して前記障害物を非接触で検出することができる。
【０００６】
以下、これについて簡単に説明する。図８は、Ｉ．Ｉ．の側面に取り付けた静電容量型距離センサで、前記Ｉ．Ｉ．に接近する障害物を検出する例を示したものである。
【０００７】
センサの構成は、送信電極、受信電極のほか、発振回路、共振回路があり、送信電極と受信電極は、Ｉ．Ｉ．の筐体の表面の上下、もしくは左右にならべて配置する。送信電極は、発振回路により障害物を検出するための電界を放射し、Ｉ．Ｉ．の周囲に電界を形成する。一方、受信電極は、送信電極が形成した電界を検出するアンテナとしての役割があり、これと接続する共振回路により受信電極付近の電界強度を検出する。この電界分布について、Ｉ．Ｉ．の周囲に障害物がない場合、送信電極が放射する電界は図８のように一様となる。一方、Ｉ．Ｉ．に障害物が接近すると、センサと障害物間の静電容量変化により、送信電極と受信電極間の空間のインピーダンスが変化するため、図８に示すように電界分布が変化する。この電界分布の変化に応じて、受信電極で検出する電界強度Ｅも変化する。一般に、障害物がセンサに近づくほど、センサと障害物間の静電容量は大きくなり、かつ、Ｉ．Ｉ．と障害物は接地しているので、受信電極で検出する電界強度Ｅは、障害物がない場合に比べて小さい値となる。また、障害物がもつ静電容量（誘電率）が大きいほど、電界強度Ｅも大きく変化する。したがって、受信電極における電界強度Ｅの変化を検出することにより、障害物の有無、センサと障害物との距離を検出することができる。なお、受信電極で検出する物理量は電界強度であるが、その電界強度の変化は、センサと障害物の間の静電容量変化に応じて生じる。そのため、受信電極で電界強度を検出することは、センサと障害物間の静電容量を検出することと同等となる。以下、上記センサで求める検出量を静電容量として説明する。なお、障害物を非接触で検出する方法として、超音波、光等を用いた例もあるが、これらは、上記静電容量型距離センサに比べ、紙、布、ビニール等の影響を受けやすい欠点がある。特に、医療現場では、紙、布、ビニール等を多く使用し、これらに影響されずに人体、装置（金属）等を検出する必要があることから、静電容量型距離センサは上記の他方式に比べて医療現場に適した方法である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の静電容量型距離センサは、非接触でセンサと障害物の間の距離を検出することができるが、同じ位置に障害物があるにもかかわらず該障害物の形状によって、センサと障害物間の静電容量値が異なり、これによってセンサと障害物間の検出距離の値にも差が生じるものとなる。以下、図９（ａ）の平型と（ｂ）の凸型の形状の障害物の例について説明する。図９において、センサの受信電極から見たそれぞれの表面積は（ｂ）の凸型の方が狭く見える。一般に、センサと障害物の間の静電容量は、障害物の誘電率と表面積に比例し、センサと障害物の距離に反比例する関係にある。したがって、障害物は同一位置にあり、同じ誘電率であるとすると、（ｂ）の凸型の方が表面積が小さいため静電容量は小さくなる。また、上記のようにセンサと障害物の距離は検出した静電容量に反比例するので、図９（ｂ）図中の凸型の場合、（ａ）の平型と同じ位置にあるにもかかわらず、実際よりも遠い位置として検出する。このことは、図１０に示すように障害物を検出してＩ．Ｉ．を停止させる場合、Ｉ．Ｉ．の停止位置が変化する。図１０において、どの形状の障害物もすべて同じ位置Ｐ2にあるとし、センサが前記障害物を検出した位置をＰ0とする。先ず、図１０に示す速度カーブからわかるように、障害物を位置Ｐ0で検出すると、Ｉ．Ｉ．は一定速度の走行から即時に減速を開始する。その後の減速動作は、仮に平型の停止位置を目標の停止位置Ｐ1とすると、上記のように凸型の場合の停止位置は平型の場合よりも検出距離が長いため、凸型の速度曲線は図１０のように減速度が他に比べて緩く、位置Ｐ1を越えて位置Ｐ3で停止する。同様に、凹型の停止位置は平型の場合よりも手前の位置Ｐ4になるために、目標停止位置Ｐ1に達しない。このように、このままでは、障害物の形状によって、Ｉ．Ｉ．の停止位置が変化し、不都合である。
【０００９】
以下、これについて詳細に説明する。
図１１は、上記のセンサにより障害物を検出してＩ．Ｉ．を停止させるための回路構成を示したものである。図１０に示すように、Ｉ．Ｉ．（図示せず）移動用モータ７、該モータ７の回転を制御するモータ制御回路６、障害物を検出するためのセンサ２０、センサ２０の出力をセンサと障害物までの距離に変換する距離検出回路５から成る。センサ２０の構成は、上記したように電界を放射する送信電極１、これと接続する発振回路３、電界を検出するアンテナとしての受信電極２、これと接続して前記電界強度を検出するための容量検出回路（共振回路）４からなる。なお、センサは、Ｉ．Ｉ．の表面に取付け、Ｉ．Ｉ．と共に動くものとする。
【００１０】
先ず、Ｉ．Ｉ．が移動する前方に障害物があるとする。Ｉ．Ｉ．は障害物に向かって移動する間に、センサ２０が障害物検出可能な位置に達すると、受信電極２における電界強度Ｅが変化する。電界強度Ｅの変化は、容量検出回路４により発振回路３の出力と比較して求められ、検出容量Ｃとして距離検出回路５へ出力する。次に、距離検出回路５では検出容量Ｃを距離Ｄに換算し、モータ制御回路６へセンサと障害物までの距離信号として出力する。その後、モータ制御回路６では、前記、距離信号に基づいて、モータ７の回転を停止してＩ．Ｉ．の移動を停止させる目標位置を決め、この目標位置でＩ．Ｉ．が停止するように前記モータ７を減速制御する。
【００１１】
ここで、同一位置に障害物があり、これらの障害物の形状が平型と凸型の場合について、前記障害物を検出してＩ．Ｉ．を停止させる目標位置Ｐ1（図１０に図示）について比較する。
【００１２】
先に、図９において、静電容量型距離センサでは、障害物が同一位置にあっても、その表面積の違いによって、検出する静電容量が異なることを示した。このことから、障害物が平型形状の場合の検出した静電容量をＣｐ、凸型の場合をＣｑとすると、これらは（１）式に示す関係となる。
Ｃｐ  ＞  Ｃｑ  ---------  （１）
【００１３】
次に、距離検出回路５により求める距離について比較すると、センサと障害物の距離Ｄは検出した静電容量Ｃに反比例することから、センサから障害物までの距離を平型形状の場合はＤｐ、凸型形状の場合をＤｑとすると、これらは（２）式の関係となる。
Ｄｐ  ＜  Ｄｑ  ---------  （２）
【００１４】
次に、センサが算出した障害物の位置Ｐ’1について比較する。位置Ｐ’1は、センサの位置Ｐ0と、センサと障害物までの距離Ｄを加算した値に相当し、センサが算出したそれぞれの障害物の位置Ｐ’1は、
Ｐ’1ｐ（平型）  ＜  Ｐ’1ｑ（凸型）  ---------  （３）
となり、凸型の方が平型よりもＩ．Ｉ．から遠い位置にある障害物として検出する。
【００１５】
最後に、Ｉ．Ｉ．が停止する位置Ｐ１についても、上記と同様に、検出した障害物の位置Ｐ’1から一定の距離Ｄの手前であることから（４）式となる。
【００１６】
Ｐ１ｐ（平型）  ＜  Ｐ１ｑ（凸型）  ---------  （４）
以上のことから、平型と凸型が同じ位置にあっても、停止目標位置が凸型の方が平型よりも遠い位置に設定されることがわかる。このことは、凸型の場合、障害物と接触しやすいことを意味し、凸型の度合いが大きいほど、（１）式における検出される静電容量の差が大きくなることから、障害物と接触する危険性がより高くなることが考えられる。
そのほか、凹型の場合は平型よりも検出される静電容量が大きいことから、凸型の場合とは逆に、障害物からかなり手前で停止する。
【００１７】
以上のことをまとめると、同一位置に障害物があっても、該障害物の形状によって停止目標位置Ｐ1が異なり、Ｉ．Ｉ．が停止する位置が異なる。例えば、障害物が患者の場合、Ｉ．Ｉ．に接近する該患者の部位（例えば、頭部、腹部、下肢など）によって、その形、大きさは様々であり、これらの形状が異なり該障害物が同じ位置にある場合でも、センサが検出する位置が異なるためＩ．Ｉ．が停止する位置も異なることになる。このことは、凸型の形状の部位の場合はＩ．Ｉ．から遠くの位置に停止するので、このように離れた位置で透視、あるいは撮影すると、その画像が縮小するなどの弊害が生じ、再度の位置合わせが必要となり、その操作に多大の時間を要する。逆に凹型の形状の部位の場合はＩ．Ｉ．から最も近くの位置に停止するので、接触しないようにするために停止位置に十分な余裕が必要になる。このような観点から、患者の部位にかかわらず、常に一定の位置に停止するようにすることは、操作性、画質、安全性の点から望ましいことであり、従来の静電容量型距離センサを用いた障害物検出システムには前記の点の配慮に欠けていた。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、同一位置にある障害物は、その形状にかかわらず、同じ位置で障害物を検出し、該障害物に接触させないで安全性、信頼性の向上を図ることができる静電容量型距離センサ及びこれを用いた医用診断装置の障害物検出システムを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、複数の可動部と、これらの可動部と障害物との位置関係を検出する位置センサとを有する医用診断装置において、前記位置センサは、前記障害物に電磁波を放射して電磁界を形成する送信電極と、この送信電極によって形成された電磁界の強度を検出する受信電極と、この受信電極によって検出された電磁界の強度から前記受信電極と前記障害物との間の静電容量を検出する静電容量検出手段と、 前記受信電極と障害物との間の静電容量の変化量を検出する静電容量変化量検出手段と、この静電容量変化量検出手段によって検出された静電容量の変化量から前記障害物の尖鋭度を測定する測定手段と、この測定手段によって測定された障害物の尖鋭度から前記静電容量検出手段の出力を補正する静電容量補正手段と、この静電容量補正手段によって補正された静電容量を前記受信電極と障害物間の距離に変換する距離変換手段とから成る医用診断装置を提供する。
【００２０】
また、上記目的の医用診断装置の障害物検出システムは、上記静電容量型距離センサを医用診断装置の可動部に設け、このセンサで前記可動部の可動時に該可動部の周囲の障害物を検出することによって達成される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明による医用診断装置の障害物検出システムの構成を示す。
本発明は、図１１に示した従来の構成に、障害物の各位置での静電容量の変化を検出する容量変化検出回路８と、この容量変化検出回路８の出力に基づいて前記障害物の形状を判断する形状判断回路１０と、前記形状に基づきセンサ２０で検出した静電容量を正しい値に補正するための補正係数を求める補正係数算出回路１１と、前記容量変化検出回路８と同期してＩ．Ｉ．の移動速度を指令し、この指令速度をモータ制御回路６に入力するセンシング速度設定器９と、を加えたものである。
【００２２】
以下、容量変化検出回路８から説明する。先ず、センサ２０が各時間毎に検出する静電容量は、該センサ２０を取り付けた移動体の移動に応じて、前記移動体と障害物間の静電容量は刻々と変化する。すなわち、該静電容量の変化は時間に対する変化量として式（５）と表すことができる。
【数１】
0004298119.tif 000002
【００２３】
式（５）において、位置の変数を入れるために式（６）のように変形すると、この式（６）の右側の偏微分の項は距離を時間で除したもので、移動体の移動速度に相当する。一方、左側の偏微分の項は各位置での静電容量の変化量を示し、後述する障害物の形状を検出するために必要な情報となる。この静電容量の変化を求めるために、容量変化検出回路８では、センサ２０で検出した静電容量とモータ制御回路６から移動体の位置情報を入力し、各位置で検出した静電容量値を積分することにより、各位置での静電容量の変化量を算出することができる。ここで、式（６）において、移動体に設けたセンサの移動速度を一定速度とすれば、式（６）の右側の偏微分項が定数となり、静電容量の変化量のみを求めることができる。そこで、容量変化検出回路８における静電容量の変化量を検出するとき、移動体に取り付けたセンサの移動速度を一定速度とするための速度指令値を、容量変化検出回路８による静電容量の検出タイミングと同期して前記モータ制御回路６に入力することが必要になる。この役割を担うものがセンシング速度設定器９である。
【００２４】
センシング速度設定器９は、容量変化検出回路８の検出信号を入力し、この検出信号に同期して前記移動体の駆動モータ７の速度指令を生成し、この速度指令をモータ制御回路６に入力して、該速度指令値に対応した移動速度で移動体を移動させる。前記移動体が所定の距離を走行して前記容量検出回路４で検出した静電容量値を前記移動体の形状に対応した値に補正するための補正係数を後述の補正係数算出回路１１で求めた後に、この補正係数算出の終了を報せる信号を前記センシング速度設定器９に入力して該センシング速度設定器９の動作を停止し、後述の距離検出回路５から移動体と障害物との距離信号をモータ制御回路６に入力して、移動体の停止目標位置及びこの停止目標位置から所定の減速度で減速させるための減速開始点を演算して求め、該減速開始点から移動体を減速させで該移動体を停止させる。
【００２５】
次に、形状検出回路１０について説明する。この回路では、容量変化検出回路８の検出信号に基づいて、障害物の形状Ｇを判断する。以下、静電容量の変化量から障害物の形状Ｇを判断する方法について、図２を用いて説明する。図２は、図３に示すように、各形状をした物体（障害物）がセンサ（電極）に向かって一定速度で接近したときの位置に対する静電容量の変化の様子を示したものである。図２からわかるように、一般に、静電容量は、センサが障害物に近づくにつれて増加し、２次、もしくは３次曲線に近い特性となる。また、物体の形状によっても、静電容量変化の様子は異なる。例えば、平型の場合を基準の特性とすると、凸型は前記基準の特性よりも下側に位置し、変化率が大きい。一方、凹型は、基準の特性よりも上側に位置し、変化率が小さい。これらのことから、予め基準となる特性を決めておけば、この基準の特性からどの程度、下側、もしくは上側に位置しているかを調べることによって、物体の形状を判断することができる。
【００２６】
図２では、前記基準の特性を障害物の形状が平型の場合とし、図２の点線に示す距離の長さを基にして、形状の度合いを示す係数をＧ（以下、このＧ値を形状値と呼ぶことにする）とすると、平型の場合は、Ｇ＝１、凸型の場合は０＜Ｇ＜１、凹型の場合は２＞Ｇ＞１となるように正規化して、物体の形状を決めている。
例えば、Ｇ＝０に近づくほど、物体（障害物）の形状は凸型で針のように尖っていることを示し、Ｇ＝２に近づくほど、おわん型であることを示す。以上のことから、図１に示した形状検出回路１０では、容量変化検出回路８において求めた静電容量の変化量に基づいて、上記に示した基準となる特性に対して、どのように異なるかを判断することにより、検出する障害物の形状をＧ値で判断することができる。
【００２７】
次に、補正係数算出回路１１について説明する。この回路は、前記形状検出回路１０で求めた障害物の形状値Ｇに基づいて、センサ２０が検出した静電容量を補正するための補正係数Ｔを算出するものである。以下、形状値Ｇから補正係数Ｔを算出する方法について説明する。図４は、同一位置にある物体（障害物）について、物体の各形状（尖鋭度）毎の静電容量値を示したものである。上記したように、静電容量は面積に比例することから、物体の形状が尖っているほど、実際の静電容量値よりも小さく検出される。そこで、図５は、障害物の形状が平型の場合の静電容量値を正しい静電容量値とし、これを基準として、各形状毎にセンサの検出した静電容量値との比を算出したものである。この比率は、センサの検出した静電容量値にこの比率の逆数を乗じることで、平型のときの静電容量値に補正することができ、この比率を補正係数Ｔとして使用するものである。これにより、例えば、物体の形状の尖り具合Ｇが０.５であるとき、補正係数Ｔは２.０となり、物体の形状の尖り具合が大きいほど、大きい補正係数を必要とする。したがって、形状検出回路１０で求めた物体の形状値Ｇを、図５の物体の形状の尖鋭度に対応させて、補正係数Ｔを求めれば、障害物の形状に応じた静電容量の補正係数Ｔを求めることができる。
【００２８】
以上のことから、図１に示した補正係数算出回路１１では、形状検出回路１０で求めた形状値Ｇに基づいて、平型の形状のときの静電容量値と形状値Ｇとの比率を示す特性とから、センサ２０が検出した静電容量値を補正する補正係数Ｔを算出する。この補正係数Ｔによりセンサ２０で検出した静電容量値を障害物の形状に拘わらず正確な値に補正し、この補正した静電容量値から障害物までの距離を従来と同様の距離検出回路５で求めるものである。以上が、本発明により追加した回路の説明である。
【００２９】
次に、上記本発明の医用診断装置の障害物検出システムをＣ字形アームで支持した循環器Ｘ線検査装置のイメージ・インテンスファイアＩ．Ｉ．に適用した場合の動作について説明する。図６は図１に示す静電容量型距離センサ２０の送信電極１と受信電極２を上記ＣアームのＩ．Ｉ．（移動体）に取り付けたものである。図６において、Ｃ字形アーム３０の一端には静電容量型距離センサを取り付けたＩ．Ｉ．３２（光学系及びテレビカメラを含む）が、前記Ｃ字形アーム３０の他端にはＸ線管３１が取り付けられている。
【００３０】
前記Ｃ字形アーム３０はホルダ３３、支柱３４を介して支持台３５で支持されている。
前記Ｃ字形アーム３０は、ホルダ３３により公知の機構で回転及びスライド可能に構成され、支柱３４により公知の機構で該Ｃ字形アーム３０の高さを可変できるように構成されている。このような構成のＣ字形アーム３０を回転、スライド量及び高さを可変して患者の透視、撮影位置に位置決めし、前記Ｘ線管３１からＸ線を照射し、前記患者を透過したＸ線量をＩ．Ｉ．３２で検出し、このＩ．Ｉ．３２の出力Ｘ線像を光学系を介してテレビカメラで撮像して図示省略の画像処理装置で画像処理して透視あるいは撮影像をモニタに表示し、検査、診断に供する。本発明による静電容量型距離センサを用いた障害物検出システムは、図１の発振回路３により障害物を検出するための電界を送信電極１から放射し、Ｉ．Ｉ．に障害物が接近してこれらの間の電界強度を受信電極２で検出して、この受信電極２の検出値と前記発振回路１からの基準値を容量検出回路４で比較し、前記Ｉ．Ｉ．と障害物間の静電容量、すなわち距離を検出する。この容量検出回路４で検出した静電容量値とモータ制御回路６からのＩ．Ｉ．の位置情報を容量変化検出回路８に入力し、この容量変化検出回路８により各位置での静電容量の変化量を算出すると共にセンシング速度設定器９によりＩ．Ｉ．に取り付けたセンサの移動速度を一定速度とするための速度指令値を算出し、この速度指令により前記容量変化検出回路８による静電容量の検出タイミングと同期してＩ．Ｉ．の移動速度を制御する。そして、前記容量変化検出回路８で検出した静電容量値の変化に基づいて障害物の形状を形状判断回路１０で判断し、判断した障害物の形状に基づいてＩ．Ｉ．３２と障害物間の静電容量値を補正するための係数を補正係数算出回路１１で求め、この補正係数を距離検出回路５に入力して前記Ｉ．Ｉ．３２と障害物間の距離を求めて、この距離の値をモータ制御回路６に入力し、該モータ制御回路６では、前記、距離信号に基づいて、Ｉ．Ｉ．を停止させる目標位置を決め、この目標位置でＩ．Ｉ．が停止するように前記モータ７を減速制御する。
【００３１】
以上の動作を図７を用いて詳細に説明する。先ず、障害物はＰ2の位置にあるとし、センサが障害物を検出する位置をＰ0とする。また、障害物の形状を凸型とし、センサが障害物を検出した位置Ｐ0の時点から説明をする。センサを取り付けたＩ．Ｉ．がＰ0の位置にあるときの前記Ｉ．Ｉ．の移動速度をＶ1とする。センサが障害物を検出すると、センサ２０から検出した静電容量値を出力する。この検出した静電容量値により容量変化検出回路８はＩ．Ｉ．の移動位置による静電容量の変化量の計測を開始する。これと同時に、センシング速度設定器９では、容量変化検出回路８での静電容量の変化量の検出を正確にするために、Ｉ．Ｉ．が一定速度Ｖ1で走行する速度指令をモータ制御回路６に出力する。容量変化検出回路８では、Ｉ．Ｉ．が一定の距離を移動して静電容量の変化の様子を求める必要があることから、しばらく、Ｉ．Ｉ．は速度Ｖ1のままで走行を続ける。
【００３２】
この間の様子は、図７に示すセンシング域に相当する。その後、形状検出回路１０において容量変化検出回路８で求めた静電容量の変化の様子と基準の静電容量変化の様子とを比較し、障害物の形状Ｇを出力する。障害物の形状Ｇが求まると、この形状は次の補正係数算出回路１１に入力され、形状Ｇに応じた補正係数Ｔが算出される。補正係数Ｔが算出されると、距離検出回路５に入力されるほか、センシング速度設定器９と容量変化検出回路８へも出力する。センシング速度設定器９では、モータ制御回路への速度入力を終了し、Ｉ．Ｉ．を一定速度で走行する状態から減速する状態へと移行し、容量変化検出回路８では、容量変化の検出が終了する。一方、距離検出回路５ではセンサ２０で検出した静電容量に補正係数Ｔを乗じて、正確な静電容量を算出する。その後、距離に換算し、センサと障害物間の正確な距離をモータ制御回路６に入力する。以上の方法により、センサ２０で検出した静電容量は、障害物の形状を検出し、その形状にもとづく補正係数が乗じられることから、常に、障害物の形状にかかわらず、正確な静電容量を求めることができる。したがって、障害物の形状による静電容量の誤差は、補正係数Ｔによって補正されるため、常に平型の場合と同等の静電容量とすることができる。このため、障害物の形状によって、Ｉ．Ｉ．の停止位置が変化することはなく、凹型、凸型の形状でも平型の場合の停止位置と同じ位置に停止することが可能となる。このことは、例えば、患者の部位にかかわらず、常に一定の位置で停止できることを意味し、Ｉ．Ｉ．が患者に接近するときの安全性が向上する。このようにして、障害物とＩ．Ｉ．３２とが所定の距離にある場合には該障害物の形状にかかわらずに、前記Ｃ字形アームの回転やスライド移動、上下移動等の可動動作を停止させ、患者や術者等がＣ字形アームに接触することを未然に防止するものであり、これによって循環器Ｘ線検査装置の安全性が従来よりも格段に向上するものである。なお、上記実施例では、障害物を検出するセンサを取り付ける移動体として循環器Ｘ線診断装置のＣ字型アームに適用した例について説明したが、本発明は、上記循環器Ｘ線検査装置のＣ字形アームの他にも、回転や移動して患者や術者への接触を未然に防ぐ用途のＸ線診断装置に適用できることはもちろんのこと、Ｘ線診断装置以外の医用診断装置にも適用できることは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、医用診断装置の移動体の移動時に該移動体が患者や術者等への接触を非接触で検出して前記移動体の障害物を検出する医用診断装置の障害物検出システムにおいて、前記障害物が同一位置にある場合は、その形状にかかわらず、正確にその位置を検出できるので、医用診断装置の安全性と信頼性の向上を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による医用診断装置の障害物検出システムの構成を示す図。
【図２】各形状をした障害物センサ電極に向かって一定速度で接近したときの位置に対する静電容量の変化の様子を示す図。
【図３】各形状別の障害物とセンサ（受信電極）の組み合わせを示す図。
【図４】同一位置にある障害物の各形状（尖鋭度）毎の静電容量を示す図。
【図５】同一位置にある障害物の各形状（尖鋭度）毎の静電容量値の補正係数を示す図。
【図６】静電容量型距離センサを循環器Ｘ線検査装置のＣアーム部に取り付けた図。
【図７】本発明による障害物の減速時の位置と速度の関係を示す図。
【図８】静電容量型距離センサに障害物が接近した場合の電界の変化の模様を示す図。
【図９】静電容量型距離センサから見た平型と凸型の形状の障害物の表面積を示す図
【図１０】従来の障害物の形状別の減速時の位置と速度の関係を示す図。
【図１１】  従来の医用診断装置の障害物検出システムの構成を示す図。
【符号の説明】
１  送信電極  ２  受信電極  ３  発振回路  ４  容量検出回路（共振回路）
５  距離検出回路  ６  モータ制御回路  ７  モータ  ８  容量変化検出回路
９  センシング速度設定器  １０  形状判断回路（カーブ比較器）  １１  補正係数算出回路  ２０  静電容量型距離センサ  ２１  静電容量補正回路
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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