(57)【要約】  メカニカルアーム(３)を備えた医用画像システムであって、支持部(１)と、プローブ(２)と、メカニカルアーム(３)と、制御器とを含み、メカニカルアーム(３)は支持部(１)に取り付けられ、プローブ(２)はメカニカルアーム(３)の支持部(１)と反対側の端部に取り付けられ、制御器は、プローブ(２)を多自由度で移動させるようにメカニカルアーム(３)を駆動可能である。上記医用画像システムは、制御器によりメカニカルアーム(３)を駆動してプローブ(２)を多自由度で移動させるように構成され、医者などの職員がプローブを操作するときの手間を低減することで、医者などの職員の操作による疲労を減少させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部（１）及びプローブ（２）を含むメカニカルアームを備えた医用画像システムであって、
前記メカニカルアームを備えた医用画像システムは、メカニカルアーム（３）と、制御器とをさらに含み、
前記メカニカルアーム（３）は、前記支持部（１）に取り付けられ、
前記プローブ（２）は、前記メカニカルアーム（３）の前記支持部（１）と反対側の端部に取り付けられ、
前記制御器は、前記プローブ（２）を多自由度で移動させるように、前記メカニカルアーム（３）を駆動可能である、
ことを特徴とするメカニカルアームを備えた医用画像システム。
【請求項２】
前記メカニカルアーム（３）は、前記支持部（１）に取り付けられる固定部（３１）と、前記固定部（３１）に伝動接続される可動アーム（３２）と、前記可動アーム（３２）における前記固定部（３１）とは反対側の端部に伝動接続される挟持機構（３３）とを含み、
前記プローブ（２）は、前記挟持機構（３３）に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のメカニカルアームを備えた医用画像システム。
【請求項３】
前記メカニカルアーム（３）は、第１の伝動機構（３４）をさらに含み、
前記可動アーム（３２）は、前記第１の伝動機構（３４）を介して前記固定部（３１）に伝動接続され、
前記第１の伝動機構（３４）は、前記固定部（３１）に取り付けられる第１のモータと、前記第１のモータの出力軸に取り付けられる第２のモータ（３４１）と、前記第２のモータ（３４１）の出力軸に取り付けられる第３のモータ（３４０）とを含み、
前記第１のモータの出力軸と前記第２のモータ（３４１）の出力軸とは互いに垂直に配置され、前記第２のモータ（３４１）の出力軸と前記第３のモータ（３４０）の出力軸とは互いに垂直に配置され、
前記可動アーム（３２）は、前記第３のモータ（３４０）の出力軸に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項２に記載のメカニカルアームを備えた医用画像システム。
【請求項４】
前記メカニカルアーム（３）は、第２の伝動機構（３５）をさらに含み、
前記挟持機構（３３）は、前記第２の伝動機構（３５）を介して前記可動アーム（３２）における前記固定部（３１）とは反対側の端部に伝動接続され、
前記第２の伝動機構（３５）は、前記可動アーム（３２）の前記固定部（３１）と反対側の端部に取り付けられる第４のモータ（３５０）と、前記第４のモータ（３５０）の出力軸に取り付けられる第５のモータ（３５１）とを含み、
前記第４のモータ（３５０）の出力軸と前記第５のモータ（３５１）の出力軸とは互いに垂直に配置され、
前記挟持機構（３３）は、前記第５のモータ（３５１）の出力軸に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項２に記載のメカニカルアームを備えた医用画像システム。
【請求項５】
前記可動アーム（３２）は、前記固定部（３１）に伝動接続される第１の可動アーム（３２１）と、前記第１の可動アーム（３２１）に伝動接続される第２の可動アーム（３２２）と、前記第２の可動アーム（３２２）に伝動接続される第３の可動アーム（３２３）とを含み、
前記第３の可動アーム（３２３）における前記第２の可動アーム（３２２）とは反対側の端部は、前記挟持機構（３３）に伝動接続される、
ことを特徴とする請求項２に記載のメカニカルアームを備えた医用画像システム。
【請求項６】
前記メカニカルアーム（３）は、第３の伝動機構（３６）をさらに含み、
前記第２の可動アーム（３２２）は、前記第３の伝動機構（３６）を介して前記第１の可動アーム（３２１）に伝動接続され、
前記第３の伝動機構（３６）は、前記第１の可動アーム（３２１）に取り付けられる第６のモータ（３６１）を含み、
前記第２の可動アーム（３２２）は、前記第６のモータ（３６１）の出力軸に取り付けられ、前記第６のモータ（３６１）の出力軸と互いに垂直に配置される、
ことを特徴とする請求項５に記載のメカニカルアームを備えた医用画像システム。
【請求項７】
前記メカニカルアーム（３）は、第４の伝動機構（３７）をさらに含み、
前記第３の可動アーム（３２３）は、前記第４の伝動機構（３７）を介して前記第２の可動アーム（３２２）に伝動接続され、
前記第４の伝動機構（３７）は、前記第２の可動アーム（３２２）に取り付けられる第７のモータ（３７１）を含み、
前記第３の可動アーム（３２３）は、前記第７のモータ（３７１）の出力軸に取り付けられ、前記第７のモータ（３７１）の出力軸と互いに垂直に配置される、
ことを特徴とする請求項５に記載のメカニカルアームを備えた医用画像システム。
【請求項８】
前記メカニカルアームを備えた医用画像システムは、前記メカニカルアーム（３）に取り付けられる位置センサ及び圧力センサをさらに含み、
前記制御器は、前記位置センサ及び前記圧力センサで検出された信号に応じて、前記メカニカルアーム（３）の移動を制御可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載のメカニカルアームを備えた医用画像システム。
【請求項９】
前記挟持機構（３３）は、前記可動アーム（３２）に伝動接続される接続部材（３３１）と、前記接続部材（３３１）の両側方から延びて、両上部が互いに向かって曲がる１対の挟持体（３３２）とを含み、
前記プローブ（２）は、１対の前記挟持体（３３２）の間に締め付けられる、
ことを特徴とする請求項２に記載のメカニカルアームを備えた医用画像システム。
【請求項１０】
前記支持部（１）は、縦型構造を持ち、
前記メカニカルアーム（３）は、前記支持部（１）の側面に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のメカニカルアームを備えた医用画像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療機器技術分野に関し、具体的に、メカニカルアームを備えた医用画像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、医用画像システムを用いて患者のある部位に対して３次元撮像を行うとき、得られた画像に基づいて当該部位に対して診断分析を行うことができる。例えば、超音波撮像又はＸ線撮像などにより患者の脊柱側彎の診断、又は他の部位の診断を行うことができる。従来の医用画像システムは、患者のある部位に対して３次元撮像を行うとき、一般的に医者などの職員がプローブを手動操作して当該部位をスキャンすることが必要であった。しかしながら、このようなプローブの操作は比較的不便であり、かつ医者などの職員の疲労を増大させやすい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の技術的課題は、従来技術における上記医用画像システムによるプローブの操作不便の問題について、プローブの移動を自動的に制御可能なメカニカルアームを備えた医用画像システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の課題を解決するための技術的手段は、以下の通りである。
【０００５】
本発明は、支持部及びプローブを含むメカニカルアームを備えた医用画像システムであって、上記医用画像システムはメカニカルアーム及び制御器をさらに含み、上記メカニカルアームは上記支持部に取り付けられ、上記プローブは上記メカニカルアームの上記支持部と反対側の端部に取り付けられ、上記制御器は、上記プローブを多自由度で移動させるように上記メカニカルアームを駆動可能である。
【０００６】
本発明に係る上記メカニカルアームを備えた医用画像システムにおいて、上記メカニカルアームは、上記支持部に取り付けられる固定部と、上記固定部に伝動接続される可動アームと、上記可動アームにおける上記固定部とは反対側の端部に伝動接続される挟持機構とを含み、上記プローブは、上記挟持機構に取り付けられる。
【０００７】
本発明に係る上記メカニカルアームを備えた医用画像システムにおいて、上記メカニカルアームは第１の伝動機構をさらに含み、上記可動アームは上記第１の伝動機構を介して上記固定部に伝動接続され、上記第１の伝動機構は、上記固定部に取り付けられる第１のモータと、上記第１のモータの出力軸に取り付けられる第２のモータと、上記第２のモータの出力軸に取り付けられる第３のモータとを含み、上記第１のモータの出力軸と上記第２のモータの出力軸とは互いに垂直に配置され、上記第２のモータの出力軸と上記第３のモータの出力軸とは互いに垂直に配置され、上記可動アームは上記第３のモータの出力軸に取り付けられる。
【０００８】
本発明に係る上記メカニカルアームを備えた医用画像システムにおいて、上記メカニカルアームは第２の伝動機構をさらに含み、上記挟持機構は上記第２の伝動機構を介して上記可動アームの上記固定部と反対側の端部に伝動接続され、上記第２の伝動機構は、上記可動アームの上記固定部と反対側の端部に取り付けられる第４のモータと、上記第４のモータの出力軸に取り付けられる第５のモータとを含み、上記第４のモータの出力軸と上記第５のモータの出力軸とは互いに垂直に配置され、上記挟持機構は上記第５のモータの出力軸に取り付けられる。
【０００９】
本発明に係る上記メカニカルアームを備えた医用画像システムにおいて、上記可動アームは、上記固定部に伝動接続される第１の可動アームと、上記第１の可動アームに伝動接続される第２の可動アームと、上記第２の可動アームに伝動接続される第３の可動アームを含み、上記第３の可動アームにおける上記第２の可動アームとは反対側の端部は、上記挟持機構に伝動接続される。
【００１０】
本発明に係る上記メカニカルアームを備えた医用画像システムにおいて、上記メカニカルアームは第３の伝動機構をさらに含み、上記第２の可動アームは上記第３の伝動機構を介して上記第１の可動アームに伝動接続され、上記第３の伝動機構は上記第１の可動アームに取り付けられる第６のモータを含み、上記第２の可動アームは上記第６のモータの出力軸に取り付けられ、上記第６のモータの出力軸と互いに垂直に配置される。
【００１１】
本発明に係る上記メカニカルアームを備えた医用画像システムにおいて、上記メカニカルアームは第４の伝動機構をさらに含み、上記第３の可動アームは上記第４の伝動機構を介して上記第２の可動アームに伝動接続され、上記第４の伝動機構は上記第２の可動アームに取り付けられる第７のモータを含み、上記第３の可動アームは上記第７のモータの出力軸に取り付けられ、上記第７のモータの出力軸と互いに垂直に配置される。
【００１２】
本発明に係る上記メカニカルアームを備えた医用画像システムにおいて、上記医用画像システムは、上記メカニカルアームに取り付けられる位置センサ及び圧力センサを含み、上記制御器は、上記位置センサ及び上記圧力センサで検出された信号に応じて、上記メカニカルアームの移動を制御可能である。
【００１３】
本発明に係る上記メカニカルアームを備えた医用画像システムにおいて、上記挟持機構は、上記可動アームに伝動接続される接続部材と、上記接続部材の両側方から延びて、両上部が互いに向かって曲がる１対の挟持体を含み、上記プローブは、１対の上記挟持体の間に締め付けられている。
【００１４】
本発明に係る上記メカニカルアームを備えた医用画像システムにおいて、上記支持部は縦型構造を持ち、上記メカニカルアームは上記支持部の側面に取り付けられる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のメカニカルアームを備えた医用画像システムによれば、次のような有益な効果が得られる。まず、上記医用画像システムは、制御器によりメカニカルアームを駆動してプローブを多自由度で移動させるように構成され、医者などの職員がプローブを操作するときの手間を低減することで、医者などの職員の操作による疲労を減少させることができる。次に、上記医用画像システムは、メカニカルアームの構造を有するので、測量の再現性及び精度を向上させることができる。また、上記医用画像システムは、位置センサの構造を有するので、プローブの空間位置情報を収集して、撮像画像に基づいてプローブの移動経路をリアルタイムで制御することができる。また、上記医用画像システムは、圧力センサの構造を有するので、過度な力が加わるのを効果的に防止するように、メカニカルアームの作用力を監視することができる。
【００１６】
以下、図面及び実施形態に基づいて本発明をさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の好適な第１実施形態に係るメカニカルアームを備えた医用画像システムの立体構造の概略図である。
【図２】図２は、図１におけるＡ部分の拡大図である。
【図３】図３は、図１におけるメカニカルアームによりプローブを締め付けるときの構造概略図である。
【図４】図４は、図１におけるメカニカルアームの拡散分解断面図である。
【図５】図５は、本発明の好適な第２実施形態に係るメカニカルアームを備えた医用画像システムの立体構造の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の技術的特徴、目的及び効果をより明確に理解するために、図面を参照しながら本発明の具体的な実施形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１に示すように、本発明の好適な第１の実施形態に係るメカニカルアームを備えた医用画像システムは、支持部１と、プローブ２と、メカニカルアーム３と、制御器（図示せず）と、位置センサ（図示せず）と、圧力センサ（図示せず）とを含む。
【００２０】
図１に示すように、支持部１は縦型構造を持ち、支持部１の側面にメカニカルアーム３が取り付けられている。本実施形態において、患者が支持部１に向かって直立する場合、メカニカルアーム３は患者の右側に位置する。プローブ２は、メカニカルアーム３における支持部１とは反対側の端部に取り付けられている。本実施形態において、プローブ２は、患者の脊柱を撮像するために用いられる超音波プローブである。メカニカルアーム３の取り付け高さは、人体の脊柱の位置とほぼ合わせる。本発明の他の実施形態において、当該プローブ２は、患者の他の部位を合わせて撮像することもできる。
【００２１】
図２〜４に示すように、メカニカルアーム３は、固定部３１と、可動アーム３２と、挟持機構３３と、第１の伝動機構３４と、第２の伝動機構３５と、第３の伝動機構３６と、第４の伝動機構３７とを含む。固定部３１は、略中空円筒の構造であり、支持部１の側面に固定して取り付けられる。固定部３１は、支持部１と反対側の端部が可動アーム３２に伝動接続される。可動アーム３２は、第１の可動アーム３２１と、第２の可動アーム３２２と、第３の可動アーム３２３とを含む。第１の可動アーム３２１は、略中空棒状の構造であり、一方の端部が固定部３１に伝動接続され、他方の端部が第２の可動アーム３２２に伝動接続される。第２の可動アーム３２２は、略中空棒状の構造であり、一方の端部が第１の可動アーム３２１に伝動接続され、他方の端部が第３の可動アーム３２３に伝動接続される。第３の可動アーム３２３は、中空棒状の構造であり、一方の端部が第２の可動アーム３２２に伝動接続され、他方の端部が挟持機構３３に伝動接続される。挟持機構３３は、接続部材３３１と挟持体３３２とを含む。接続部材３３１は、略帯状の構造であり、第３の可動アーム３２３に伝動接続される。挟持体３３２は1対で設けられ、１対の挟持体３３２が接続部材３３１の両側方から延びて、その両上部が互いに向かって曲がる。プローブ２は、当該1対の挟持体３３２の間に締め付けられる。
【００２２】
図４に示すように、第１の伝動機構３４は、固定部３１と第１の可動アーム３２１との伝動接続を実現するために用いられる。当該第１の伝動機構３４は、第１のモータ（図示せず）と、第２のモータ３４１と、第１の歯車組３４２と、第２の歯車組３４３と、第３のモータ３４０とを含む。第１のモータは、固定部３１内に取り付けられている。第２のモータ３４１は、第１の歯車組３４２を介して第１のモータの出力軸に伝動接続される。第３のモータ３４０は、第２の歯車組３４３を介して第２のモータ３４１の出力軸（図示せず）に接続される。第１の可動アーム３２１は、第３のモータ３４０の出力軸（図示せず）に取り付けられる。本実施形態において、第１のモータの出力軸と第２のモータ３４１の出力軸とは互いに垂直に配置され、第２のモータ３４１の出力軸と第３のモータ３４０の出力軸とは互いに垂直に配置される。
【００２３】
図４に示すように、第２の伝動機構３５は、第３の可動アーム３２３と接続部材３３１との伝動接続を実現するために用いられる。当該第２の伝動機構３５は、第４のモータ３５０と、第５のモータ３５１と、第３の歯車組３５２と、第４の歯車組３５３とを含む。第４のモータ３５０は、第３の可動アーム３２３の一端部内に取り付けられる。第５のモータ３５１は、第３の歯車組３５２を介して第４のモータ３５０の出力軸（図示せず）に伝動接続される。接続部材３３１は、第４の歯車組３５３を介して第５のモータ３５１の出力軸（図示せず）に伝動接続される。本実施形態において、第４のモータ３５０の出力軸と第５のモータ３５１の出力軸とは互いに垂直に配置される。
【００２４】
図４に示すように、第３の伝動機構３６は、第１の可動アーム３２１と第２の可動アーム３２２との伝動接続を実現するために用いられる。当該第３の伝動機構３６は、第６のモータ３６１と、第５の歯車組３６２と、第６の歯車組３６３とを含む。第６のモータ３６１は、第５の歯車組３６２を介して第１の可動アーム３２１に伝動接続される。第２の可動アーム３２２は、第６の歯車組３６３を介して第６のモータ３６１の出力軸（図示せず）に伝動接続される。本実施形態において、第２の可動アーム３２２と第６のモータ３６１の出力軸とは互いに垂直に配置される。
【００２５】
図４に示すように、第４の伝動機構３７は、第２の可動アーム３２２と第３の可動アーム３２３との伝動接続を実現するために用いられる。当該第４の伝動機構３７は、第７のモータ３７１と、第７の歯車組３７２と、第８の歯車組３７３とを含む。第７のモータ３７１は、第７の歯車組３７２を介して第２の可動アーム３２２に伝動接続される。第３の可動アーム３２３は、第８の歯車組３７３を介して第７のモータ３７１の出力軸（図示せず）に伝動接続される。本実施形態において、第３の可動アーム３２３と第７のモータ３７１の出力軸とは互いに垂直に配置される。
【００２６】
本実施形態において、可動アーム３２は、３つのアームが設けられている。本発明の他の実施形態において、可動アーム３２におけるアームは、任意の数であってもよく、それに応じて、隣接する２つのアームの間に伝動機構を追加すればよい。
【００２７】
位置センサ及び圧力センサは、それぞれ可動アーム３２に取り付けられている。位置センサ及び圧力センサは、いずれも第２のモータ３４１に取り付けられる。制御器は、位置センサ及び圧力センサで検出された信号に応じて、それぞれ第１の伝動機構３４、第２の伝動機構３５、第３の伝動機構３６、及び第４の伝動機構３７を動作させるように制御することで、メカニカルアーム３がプローブ２を駆動して多自由度で移動させることを可能にし、医者などの職員がプローブを操作するときの手間を低減することができ、ひいては医者などの職員の操作による疲労を減少させることができる。本実施形態において、メカニカルアーム３は、プローブ２を駆動して６自由度で移動させることができる。位置センサは、プローブ２の空間位置情報を収集することができる。そして、制御器は、撮像画像に基づいてプローブの移動経路をリアルタイムで制御することができる。圧力センサは、過度な力が加わるのを効果的に防止するように、メカニカルアームの作用力を監視することができる。本実施形態において、予め設定されたメカニカルアーム３の移動軌跡により、プローブ２の患者脊柱におけるスキャン経路を制御することができる。
【００２８】
図５に示すように、本発明の好適な第２の実施形態に係るメカニカルアームを備えた医用画像システムは、メカニカルアーム３の支持部１における取り付け位置が第１の実施形態とは異なる。本実施形態において、患者が支持部１に向かって直立する場合、メカニカルアーム３は患者の左側に位置している。
【００２９】
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明するが、本発明は上記具体的な実施形態に限定されるものではない。上記具体的な実施形態は、本発明を制限するものではなく、例示的なものにすぎない。本発明の主旨及び特許請求の範囲による保護範囲を逸脱しない範囲で、当業者が本発明に基づいて行う複数の変形及び変更は、本発明の保護範囲に属するものである。
【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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【国際調査報告】
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2016531679.tif 000009
2016531679.tif 000010
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