(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者（５０）に向けて信号を送信するための発生源（２６）と、
前記患者を透過した送信信号を検出するための検出器（３２）と、
前記発生源と前記検出器のうちの少なくとも一方をその上に取り付けている移動可能部材（１６）と、
複数のセンサ（１０４）を備え、前記移動可能部材と結合させたユーザ入力デバイス（８０）と、
前記ユーザ入力デバイスと結合させたプロセッサ（１１６）と、
前記プロセッサ（１１６）からの制御信号に応じて前記移動可能部材（１６）を移動させる手段と、
を備え、
前記複数のセンサのうちの少なくとも１つのセンサは、前記少なくとも１つのセンサの検知域内の少なくとも１つの物体に応答し、
前記少なくとも１つの物体は、前記移動可能部材に近づくように移動し、前記移動可能部材の所望の動きを表すオペレータ入力を含んでおり、
該オペレータ入力は、前記移動可能部材や前記ユーザ入力デバイスへの物理的な接触を含んでおらず、
前記プロセッサは、前記移動可能部材の所望の動きを生じさせる方向と速さの少なくとも一方を決定するために前記物体の移動可能部材への近接に関する前記複数のセンサからの情報を受け、前記制御信号を生成するように構成されており、
前記ユーザ入力デバイス（８０）が、前記センサに対するオペレータの手の位置及び速さ及び前記移動可能部材への障害物の近接に反応する、医用イメージング・システム（１０）。
【請求項２】
前記センサ（１０４）がキャパシタンス・センサ（１１２）、赤外線センサ、及び超音波センサのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム（１０）。
【請求項３】
前記発生源（２６）が、Ｘ線源（２８）、磁気共鳴発生源、陽電子放射形断層の発生源、及び超音波発生源のうちの１つを含む、請求項２に記載のシステム（１０）。
【請求項４】
前記プロセッサ（１１６）により装置を動かそうとする速さと方向の両方を決定している、請求項１に記載のシステム（１０）。
【請求項５】
前記プロセッサ（１１６）が、前記センサ出力をベクトル加算することにより合成移動ベクトル値を生成させるようにプログラムされている、請求項２に記載のシステム（１０）。
【請求項６】
前記センサ（１０４）のうちの少なくとも幾つかが、その各々が近接センサと接触ベース・センサのうちの一方であるようなキャパシタンス・センサ（１１２）を含む、請求項１に記載のシステム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全般的には医用イメージングに関し、さらに詳細には、患者の周りでのイメージング構成要素の位置決めに関する。
【０００２】
【発明の背景】
診断用医用イメージングでは、患者の周りでのイメージング装置の正確な位置決めが必要である。装置は、その大きさ及び複雑性に応じて、手動式（例えば、歯科用Ｘ線）あるいは装置のモータ駆動（ｍｏｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ）により位置決めすることができる。手動による位置決めでは、オペレータは、位置決めしているデバイスを完全に統括しており、また装置の移動範囲による制限だけしか受けない。さらに、装置を手動で移動させると、装置を所望の位置まで押したり引いたりするだけでよいため、直感的である。
【０００３】
オペレータがもっと重い装置を移動させるのを支援するため、あるいは、イメージング手順の間に装置を精細に位置決めしたり移動させたりする必要があるような高度な手順を容易にするために、幾つかのイメージング装置ではモータ駆動式となっている。もっと大きなモータ駆動式装置の制御用のユーザ・デバイスは、典型的には、ジョイスティックまたは押圧式入力デバイス（例えば、そのハンドルに加わる力を計測している自由度が１〜３のばね押しハンドル）である。このジョイスティックまたは押圧式入力デバイスは、装置から離して（例えば、ユーザ制御パネル上に）配置されており、その装置の幾何学構成と特定の関係をもたないことが多い。例えば、ジョイスティックを左右方向に動かすと、装置が左右以外のどこかの方向に移動してしまうことがある。押圧式入力デバイスは、制御されているデバイスに直接取り付けることがあり、また入力デバイスに加えた力により、加えられた力と同じ方向で加えられた力に相応した大きさで装置が移動することになる。
【０００４】
スクリーニング用途（例えば、マンモグラフィ）では、一日あたりの患者のスループットが大きい。ある特定の検査に要する時間を最小限にし、これにより装置及びオペレータの生産性を最大限とすることは極めて望ましい。介入的な（ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ）用途（例えば、血管Ｘ線）では、患者及び医学的処置に注目が向けられているため、イメージング・デバイスの制御はできるだけ直感的で、容易で、かつ効率がよいことが必要である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
一態様では、医用装置の位置制御をするためのシステムを提供する。このシステムは、例示的な実施の一形態では、医用装置と結合させると共にこの装置の所望の動きを表すオペレータ入力に応答するように構成した少なくとも１つのセンサと、センサ出力に基づいてオペレータが装置を移動させようと希望する方向を決定するためにセンサと結合させたプロセッサと、を備えている。
【０００６】
別の態様では、外側表面とこの外側表面上にある複数の検知エリアとを有するコアを備えたセンサを提供する。各検知エリアはオペレータ入力に応答し、このオペレータ入力を表す信号を発生させている。
【０００７】
さらに別の態様では、医用イメージング・システムを提供する。例示的な実施の一形態では、このシステムは、患者に向けて信号を送信するための発生源と、患者を透過した送信信号を検出するための検出器と、これら発生源と検出器のうちの少なくとも一方がその上に取り付けられている移動可能部材と、この移動可能部材の位置を制御するためのユーザ入力デバイスと、を備えている。このユーザ入力デバイスは、移動可能部材と結合させると共に装置の所望の動きを表すオペレータ入力に応答している複数のセンサを備えている。このシステムはさらに、センサ出力に基づいてオペレータがこの部材を移動させようと希望する方向を決定するためにユーザ入力デバイスと結合させたプロセッサを備えている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に記載するシステム及び方法は、医用イメージング装置の位置に関するオペレータ制御を目的としている。一般に、制御しようとする装置上には複数の近接センサ（ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  ｓｅｎｓｏｒ）を配置している。これらのセンサの出力はベクトル加算法を用いて処理し、オペレータ入力に応答してその装置をどのように移動させるべきかを決定している。さらに、オペレータ入力の検出及び処理に加えて、外的物体（例えば、付属装置、患者）の近接を検出している。したがって、装置は、オペレータ入力を満足させるだけでなく周囲の物体との衝突を回避させるような方式で移動させることができる。
【０００９】
本明細書に記載したシステム及び方法は、キャパシタンス・センサに基づいており、赤外線センサや超音波センサなど別の非接触型近接センサを使用することもできる。しかし、キャパシタンス・センサは、単に導電表面（例えば、銅製フォイルなどの導体材料）を位置決めして検知ゾーンを画定させているため、組立及び出力が単純であり、高価ではなく、かつ検知ゾーンのカスタマイズが容易となる。さらに、このシステム及び方法はさらに、接触ベースの用途で使用することもできる。
【００１０】
本明細書に記載したシステム及び方法は、多くの様々なタイプの医用イメージング・システムと一緒に使用することができる。一例として、図１に示すようなＸ線イメージング・システム１０の一タイプについて以下に記載する。繰り返しになるが、システム１０は単に一例として本明細書に記載したものであり、本明細書に記載したシステム及び方法は多くの様々なタイプの医用イメージング・システム（例えば、Ｘ線、コンピュータ断層、磁気共鳴、陽電子放射形断層、及び超音波）と一緒に使用することができる。
【００１１】
より具体的に図１を参照すると、イメージング・システム１０をベース１４及び位置決めアーム１６を含むように図示している。ベース１４は、撮影しようとする対象または患者５０に対してベース１４を移動可能とするように、複数の車輪２０を有する可搬式プラットフォーム１８から延びている。車輪２０ではなく、別の位置変更デバイスを利用することもできる。例えば、イメージング装置のアーム１６の傾斜及び回転を可能とするようなピボットを設けることができる。
【００１２】
アーム１６は、第１の端部２２と第２の端部２４を含んでいる。より具体的には、アーム１６は回転軸の周りでベース１４に対して回転し、また、アームの第１端部２２とベース１４の間、並びにアームの第２端部２４とベース１４の間のそれぞれの距離を変更させるようにベース１４に対して移動する。
【００１３】
Ｘ線源アセンブリ２６は、アームの第１端部２２と移動可能に結合させている。Ｘ線源アセンブリ２６は、Ｘ線信号を放出するように構成させたＸ線源２８を含む。検出器アセンブリ３０はアームの第２端部２４と移動可能に結合させている。検出器アセンブリ３０は、前記線源２８からのＸ線信号を受け取って被検体の画像を作成するように構成させた検出器３２を含んでいる。検出器３２は、モータ駆動制御を用いて上下に移動させることができる。
【００１４】
アーム１６をベース１４に対して移動させることにより、線源アセンブリ２６の位置を変更させ、線源アセンブリ２６をベース１４に近づく方向または遠ざかる方向に移動させることができる。線源アセンブリ２６の位置を変更させると、ベース１４に対する検出器アセンブリ３０の位置は反対向きに変更される。患者に対するアセンブリ２６とアセンブリ３０の向きは作成される画像に影響を及ぼす。
【００１５】
検出器３２は、実施の一形態では、投射され被検体を透過したＸ線を一体になって検知している複数の検出器素子３４によって形成されている。この例示的実施形態では、検出器３２は、フラットパネル、イメージ・インテンシファイア、またはフィルムである。実施の一形態では、検出器３２は、横列と縦列の形に配列させた複数のピクセル３４を有するような大型フラットパネル・イメージング・デバイスを備えた半導体検出器または放射線イメージャである。繰り返しになるが、本明細書に記載したシステム及び方法は、ある特定のタイプの検出器による使用に限定されるものではない。
【００１６】
システム１０はさらに、患者５０を支持するテーブル４６を含む。患者５０の画像を作成するために、アーム１６を回転させ線源アセンブリ２６と検出器アセンブリ３０が患者５０の周りを回転するようにしている。より具体的には、アーム１６は、検出器３２と線源２８が被検体５０の周りを回転できるようにベース１４と回転自在に結合させている。
【００１７】
アーム１６の動き、並びにＸ線源アセンブリ２６及び検出器アセンブリ３０の動作は、システム１０の制御機構５２により統御している。制御装置（すなわち、制御機構）５２は、Ｘ線源２８と、アーム１６、線源アセンブリ２６及び検出器アセンブリ３０の位置を制御するモータ制御装置５６とに対して電力信号及びタイミング信号を提供しているＸ線制御装置５４を含んでいる。
【００１８】
この例示的実施形態では、制御機構５２内のデータ収集システム（ＤＡＳ）５８が後続の処理のために検出器３２からのデータをサンプリングしている。画像処理装置／再構成装置６０（再構成装置という用語は、本明細書で使用する場合、コンピュータ断層技術分野で周知の再構成装置、並びに、スキャン中に収集したデータを処理するためのプロセッサを含んでいる（すなわち、コンピュータ断層の画像再構成装置に限定されない））は、サンプリングしたＸ線データをＤＡＳ５８から受け取り、高速で画像処理／再構成を実行している。得られた画像はコンピュータ６２に入力として与えられ、この画像はコンピュータ６２により大容量記憶装置６３内に格納される。
【００１９】
コンピュータ６２はさらに、キーボードを有するコンソール６４を介してオペレータからのコマンド及びスキャン・パラメータを受け取っている。１つまたは幾つかの付属のディスプレイ６６によりオペレータはこの得られた画像やコンピュータ６２からのその他のデータを観察することができる。コンピュータ６２は、オペレータが供給するコマンド及びパラメータを用い、ＤＡＳ５８、Ｘ線制御装置５４及びモータ制御装置５６に対して制御信号及び制御情報を提供している。システム１０に対するモータ式テーブル４６の位置を制御しているテーブル・モータ制御装置６８は、コンピュータ６２により操作している。
【００２０】
実施の一形態では、そのユーザ入力デバイスは、ベース１４上に配置した複数のキャパシタンス・センサと、線源アセンブリ２６と、検出器３２と、位置決めアーム１６と、テーブル４６と、を備えている。各センサは、オペレータ（例えば、オペレータの手）やその他の物体（例えば、患者の身体）のセンサへの近接に関する情報を発生させる。各センサからの情報は、以下に記載するようなベクトル加算アルゴリズムを使用して（例えば、コンピュータ６２により）処理される。
【００２１】
より具体的に、ベクトル加算アルゴリズムの一般的原理を図２、３、及び４に関連させて以下で記載することにする。図２を参照すると、図には外部の障害物は全くなく、その目的はオペレータの手８２がデバイス８０に近づくに連れてデバイス８０が移動することにある。デバイス８０は、オペレータの手８２から遠ざかるように直接的に移動する。手８２がデバイス８０のより近くにあるほど、デバイス８０はより高速で手８２から離れるように移動する。この動作は、外部物体の可能性を有効にしたり、複数のオペレータによる制御を有効にすると若干複雑となる。こうしたより複雑な場合については図３及び４に示している。
【００２２】
図３では、オペレータは、デバイス８０が手８２から離れるように移動することを求めているが、直ぐ先の障害物８４にぶつかってしまう。このシステムは、手８２から離れるように移動させること、さらにデバイス８０が障害物８４に近づくに従って減速すること、による応答をさせる必要がある。最終的に、デバイス８０は、手８２と障害物８４のいずれにも直接接触することなく、手８２と障害物８４の間で平衡点を見いだすことになる。
【００２３】
図４は、オペレータによる「左方向移動」の要求を満足させる一方で、同時に障害物８４を避けながらデバイス８０が移動できる方向に相当する軌道が存在する場合を図示している。図３及び４に示す機能を達成させるためには、様々な物体のデバイス外縁に沿った位置と近接との両方が分かっている必要がある。
【００２４】
図２、３、及び４は２次元で表示しているが、この原理は、制御しようとするシステムの機能性に応じて３次元用途に容易に一般化することが可能である。
【００２５】
図５は、図４に示す動きの達成を示したベクトルである。具体的には、物体の近接があった場合の移動の速さと方向は、各近接センサの出力を用いて計算している。ある特定のセンサに関する移動の方向は、そのセンサの向きに基づいている、またセンサ出力はスカラー量（例えば、ある電圧値または単精度整数）であることを前提としている。このデバイスには複数のセンサを取り付けて所望の空間分解能及びデバイスのカバー範囲を提供している。次いで、信号強度（速さを表している）と各センサの向きに基づく方向とから構成されている各センサからの出力は、ベクトル的に加算され合成移動ベクトルを生成させる。この合成移動ベクトルは周辺の物体を見込んだものである。こうしたベクトル加算は、ソフトウェア、ファームウェア、または専用のハードウェアの形で実現させる。次いで、デバイスは、この合成移動ベクトルの速さと方向で移動するように指令を受ける。例えば、当該デバイスの移動を制御するベクトルは、その動きが合成移動ベクトルと一致するように制御している。
【００２６】
以下では、本明細書においてユーザ入力デバイスと呼ぶことがあるキャパシタンス・センサ配置の２つの実施形態を記載することにする。実施形態の１つは、「８セグメント」センサ配置といい、またもう１つの実施形態は「３２セグメント」センサ配置という。この２つの実施形態はいずれも、２次元的であり、かつ単一面内の物体の近接を検知している。さらに詳細には、８セグメント・センサ配置では物体の近接を検知しており、一方３２セグメント・センサ配置では「接触（ｔｏｕｃｈ）」を検出している。したがって、８セグメント・センサ配置は上述したベクトル加算アルゴリズムを使用しており、一方３２セグメント・センサ配置では、ベクトルが、ある特定のセンサが接触状態（１）と非接触状態（０）のいずれにあるかに従って０または１のいずれかの長さを有することを前提としている。これらのセンサは、医用装置と結合させるように構成している。この文脈で使用する場合、「結合させるように構成される（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ  ｔｏ  ｃｏｕｐｌｅ）」とは、直接的または間接的に取り付けることを意味している。
【００２７】
８セグメント・センサ配置１００に関して図６を参照すると、３２ｃｍの公称外径を有する円形のプラスチック（例えば、ＡＢＳプラスチック）製リング１０２を備えたコアの一部分を表している。別法として、このコアは矩形とすることも可能である。この円形状は、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ＣｏｍｐａｎｙのＧＥ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）から市販されている血管Ｘ線イメージング製品に使用されている２０ｃｍのＸ線イメージ・インテンシファイアの外側と同じ大きさである。８個のセンサ・セグメント１００は、各センサ１０４が名目上４５°のセグメントをカバーするようにしてリング１０２の外部表面１０６に固定されている。各４５°セグメントは、１つの主検知エリア１０８となるように分割されており、各セグメントの外縁１１０は接地面によって覆われている。この接地面により交差セグメント（ｃｒｏｓｓ−ｓｅｇｍｅｎｔ）感度、並びにセグメント間での電気的クロストークを最小限にしている。接地面によりさらに、その検知エリアを限局させることにより、所望の検知エリアの外部にある物体が検出されないようにしている。図６に示す材料はリングと結合させた薄い銅製フォイルである。例示的寸法は、Ａ＝５．１３インチ、Ｂ＝２．６インチ、Ｃ＝０．３６インチ、Ｄ＝０．１２５インチである。
【００２８】
この例示的実施形態では、各セグメント及び接地面の大きさは、図７に示す公称有限要素解析に従って選択している。このセンサは、外部表面からの離間が３〜５ｃｍの感度エリアを有している。
【００２９】
各検知エリアは、図８に示すように、キャパシタンス式センサの電子回路と接続している。このセンサ配置は、実施の一形態ではＱｕａｎｔｕｍ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｇｒｏｕｐ（Ｕｎｉｔｅｄ  ｋｉｎｇｄｏｍ）から市販されているモデルＱＴ９７０１Ｂ−Ｓセンサ・ユニットであるようなキャパシタンス式ユニット１１２を含んでいる。各センサ・ユニット１１２は、ＲＳ２３２通信リンクを用いた８チャンネル・シリアル・インタフェース１１４を介してプロセッサ（パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）１１６として図示）と結合させている。もちろん、これ以外の通信リンクを使用することもできる。しかし、プロセッサが必ずしもＰＣである必要はなく、以下で記載する処理機能を実行できる任意のデバイスとすることができる。ＱＴ９７０１Ｂ−Ｓセンサ・ユニットはさらに、シリアル通信リンクを経由して構成させることができるような概ね２０個の構成可能パラメータを含んでいる。ソフトウェア構成インタフェースにより、８個すべてのＱＴ９７０１Ｂ−Ｓセンサ・ユニットを全く同一に構成させ、そのセンサ感度が確実にセンサ外縁の周囲で均一となるようにしている。幾つかの用途では、不均一な感度が所望のことがあり、またセンサ・ユニット１１２を異なる構成とすること、あるいは、各センサ・ユニット１１２からの信号に対してプロセッサ１１６上で異なる解釈を行うこと、のいずれかとすることもできる。
【００３０】
図８では、パーソナル・コンピュータ１１６上に構成情報を表示するためのソフトウェア・インタフェース１１８も図示している。８セグメント・センサ１００を実際にイメージング装置に接続せずに、移動させる速さ及び方向の情報は、ベクトル加算アルゴリズムを用いて計算する。次いで、ＰＣディスプレイ１２０上に表示させた矢印によって、計算した移動方向を示している。計算した移動の速さは、より大きな矢印がより大きな速さを示すようにして、矢印の大きさによって表現している。したがって、完全なイメージング・システムを必要とせずに、術者や物体に応答してイメージング装置の動く方向と速さの両方に関する情報が表示される。
【００３１】
センサ・ユニット１１２は、センサの励起／読み出し間で非同期に自律的に動作する。もちろん、同期式の実現形態では、集積型電子回路により励起と各検知セグメントの計測との間の同期を容易にさせ、これによりチャンネル間の（ｃｒｏｓｓ−ｃｈａｎｎｅｌ）干渉や感度をさらに減少させている。
【００３２】
３２セグメント・センサ配置に関しても、上述した８セグメントの実施形態と同様に、３２ｃｍの公称外径をもつリングを利用している。この例示的実施形態では、使用しているキャパシタンス式センサ・ユニットは、Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｇｒｏｕｐ（Ｕｎｉｔｅｄ  ｋｉｎｇｄｏｍ）から市販されているモデルＱＴ６０３２０センサ・ユニットである。これらのセンサ・ユニットは一般に、キャパシタンス・ベースのマトリックス接触スイッチとして知られている。
【００３３】
ＱＴ６０３２０センサ・ユニットは、電磁場の容量結合を検出する。マトリックス・スイッチは４横列で８縦列の「配線（ｗｉｒｅ）」として案出することができる。ある特定の横列とある特定の縦列との交差は１つの「スイッチ」となっているが、電気的には、横列が縦列と真の意味で交差しているのではない。これらの配線の各々は電子回路により付勢させ電磁場を生成させる。指、手、またはその他の物体を任意の交点にごく近接させて配置すると、対応する横列と対応する縦列の電磁場が結合されて、この当該の「スイッチ」がＯＮになる。与えられた任意の時点でのセンサの出力は、４横列と８縦列の交差により形成させた３２個のスイッチのすべてに関する状態となる。「接触スイッチ（ｔｏｕｃｈ  ｓｗｉｔｃｈ）」の幾つかと異なり、ＱＴ６０３２０センサでは、検出対象内に「漏れ（ｌｅａｋａｇｅ）」電流を通す必要がない。したがって、導電性配線、またはフォイル・マトリックスを、導電性をもたないガラス、プラスチックその他の材料の内側に完全に封入することができる。導電性コンポーネントへの直接の接触という意味での厳密な「接触」は必要でない。このスイッチは、ごく近接させる必要があるため接触スイッチとして知られており、実用的にはこれを接触と区別できないこともあるが、電気的には、この非接触型技法は安全性（例えば、漏れ電流がないこと）、並びに信頼度（例えば、静電気放電に影響されないこと）で利点を有する。
【００３４】
図９を参照すると、センサ２００は、直径３２ｃｍのコア（プラスチック製リング２０４として図示）の外縁の周りに配列させた導電性マトリックス２０２を含んでいる。この４つの「横列」は４個の円形セグメントに対応しており、これらの各々は名目上９０°の弧をカバーしており、図１０に示す（９０°をカバーする）１つの「Ｘ」セグメントを示した「Ｘ」により表している。例示的寸法は、Ｅ＝２７．５２ｃｍ、Ｆ＝５ｍｍ、Ｇ＝８ｃｍ、Ｈ＝２ｍｍ、Ｉ＝３．３ｃｍ、Ｊ＝５ｍｍ、Ｋ＝０．５ｍｍである。
【００３５】
図１１を参照すると、各９０°の弧の範囲には、その各々が名目上１１．２５°の弧をカバーしている「Ｙ」とラベルを付けたようなこれより小さい８個のセグメントが存在する。例示的寸法は、Ｌ＝３．３ｃｍ、Ｍ＝２ｍｍ、Ｎ＝３ｍｍ、Ｏ＝１．５ｍｍ、Ｐ＝１ｍｍ、Ｑ＝５ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｓ＝２．５ｍｍ、Ｔ＝２．５ｍｍ、Ｕ＝１ｍｍ、Ｖ＝５ｍｍ、Ｗ＝１．５ｍｍである。
【００３６】
各Ｙセグメントは、Ｘセグメントから「フィンガ（ｆｉｎｇｅｒ）」の間で撚り合わされている蛇紋形状（ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ  ｓｈａｐｅ）を有している。手、指などの物体（図１１では指（ＦＩＮＧＥＲ）と名称を付けている）がセンサ表面とごく近接状態になると、この物体により、典型的にはＸ個の「フィンガ」のうちの幾つかが覆われ、これにより対応するＸとＹのセグメントの電磁場が結合される。この電磁場の結合により、対応するＸとＹのセグメントの交点に関連するスイッチが閉じられる、すなわちＯＮになる。
【００３７】
図１２は、３２セグメント・センサ２００に対する検知回路配置の模式図である。センサ２００は、この例示的実施形態ではＱｕａｎｔｕｍ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｇｒｏｕｐ（Ｕｎｉｔｅｄ  ｋｉｎｇｄｏｍ）から市販されているＱＴ６０３２０スイッチであるようなマトリックス・スイッチ２０６と結合させている。スイッチ２０６は、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）として図示しているプロセッサ２０８とシリアル（ＲＳ２３２）インタフェース・ボード２１０を介して結合させている。もちろん、これ以外の通信リンクも使用可能である。しかし、プロセッサは必ずしもＰＣである必要はなく、ＰＣに関連して本明細書に記載した処理機能を実行できる任意のデバイスとすることができる。パーソナル・コンピュータ２０８は、スイッチ２０６に対する構成と較正を行っている。名目上は、各スイッチは均一な感度を提供できるように同一状態に構成させている。しかし、異なるスイッチに対して、その用途の詳細に応じて異なる構成とさせたり、あるいは、「スイッチ」の幾何学形状が異なる場合に様々な「スイッチ」の多様性に対応するように構成させることができる。センサ２００の出力は、３２個のスイッチの各々の離散的状態（すなわちＯＮまたはＯＦＦ）となる。この情報は、概ね５０ｍｓごとに読み取ってパーソナル・コンピュータ２０８により処理している。各スイッチからのＯＮ／ＯＦＦ情報は上述したベクトル加算アルゴリズムを用いてパーソナル・コンピュータにより処理している。スイッチ状態は、コンピュータ２０８のディスプレイ２１２上に表示させる。
【００３８】
８セグメントの原型と異なり、３２セグメント配置では、周辺の物体に関する距離情報を提供していない。したがって、ベクトル加算アルゴリズムでは、ＯＮになっている「スイッチ」の角度を足し合わせること、並びにこの角度情報に基づいて移動方向を計算すること、が必要である。移動の速さは、制御を受けている装置に関して適当に選択した何らかの公称値となる。
【００３９】
図１２では、移動方向をベクトル加算アルゴリズムにより計算しているようなディスプレイ２１２を表している。もちろん、こうしたディスプレイ２１２を必ずしも存在させる必要はない。移動の方向は矢印により示す方向となる。
【００４０】
本発明を、様々な具体的な実施形態に関して記載してきたが、当業者であれば、本発明は本特許請求の範囲の精神及び趣旨の域内にある修正を伴って実施できることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｘ線イメージング・システムの模式図である。
【図２】手の動きとデバイスの動きに関する模式図である。
【図３】障害物があるときの、手の動きと意図したデバイスの動きに関する模式図である。
【図４】障害物があるときの、手の動きと補償したデバイスの動きに関する模式図である。
【図５】動きをベクトル表示した図である。
【図６】８セグメント・センサ配置内の１つの例示的セグメントの図である。
【図７】８セグメント・センサ配置に対する公称有限要素解析を表したグラフである。
【図８】８セグメント・センサ配置の制御回路の模式図である。
【図９】キャパシタンス・ベースのマトリックス接触スイッチの図である。
【図１０】図９に示すスイッチの例示的セグメントの図である。
【図１１】図１０に示すスイッチの一セグメントの分解図である。
【図１２】３２セグメント・センサ配置の制御回路の模式図である。
【符号の説明】
１０  イメージング・システム
１４  ベース
１６  位置決めアーム
１８  可搬式プラットフォーム
２０  車輪
２２  第１の端部
２４  第２の端部
２６  Ｘ線源アセンブリ
２８  Ｘ線源
３０  検出器アセンブリ
３２  検出器
３４  検出器素子
４６  テーブル、モータ式テーブル
５０  撮影対象、患者
５２  制御機構
５４  Ｘ線制御装置
５６  モータ制御装置
５８  データ収集システム（ＤＡＳ）
６０  画像処理装置／再構成装置
６２  コンピュータ
６３  大容量記憶装置
６４  コンソール
６６  ディスプレイ
６８  テーブル・モータ制御装置
８０  デバイス
８２  オペレータの手
８４  障害物
１００  ８セグメント・センサ
１０２  リング
１０４  センサ
１０６  リングの外部表面
１０８  主検知エリア
１１０  セグメント外縁
１１２  センサ・ユニット
１１４  ８チャンネル・シリアル・インタフェース
１１６  プロセッサ、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）
１１８  ソフトウェア・インタフェース
１２０  ＰＣディスプレイ
２００  ３２セグメント・センサ
２０２  導電性マトリックス
２０４  コア、プラスチック製リング
２０６  マトリックス・スイッチ
２０８  パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）
２１０  シリアル・インタフェース・ボード
２１２  ディスプレイ
【図１】
0004384843.tif 000002
【図２】
0004384843.tif 000003
【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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【図１２】
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