株式会社日立メディコ製一般 X 線撮影装置「Radnext PLUS」の開発におけるデザインの関わり
株式会社日立メディコ 知的財産部 業務情報グループ長

蜂谷 晃

抄録
当社が扱っている画像診断装置の開発では、従来は装置を実際に利用する操作者と開発者の接点が少なく、特に使い勝手の面を検討することが多いデザイナーが操作者の話を聞く機会はほとんどありませんでした。また使い勝手は使用する施設の規模等によって使用方法が異なり操作者のニーズを的確に捉えることが困難でした。
そのため、最近の当社の開発においては、デザイナーが開発の初期段階から開発者と一体となって開発に関わり、またデザイナーと開発者が操作者より直接意見を聞いて開発に反映することで、操作者の立場に立った製品の開発を行っております。
本稿では当社の一般 X 線撮影装置「Radnext PLUS」を例に、デザインと製品及び知的財産の関わりについてご紹介いたします。

1. はじめに置かれ、装置の外観まではあまり意識されておりませんでした。
しかしながら、最近の傾向として、必要な検査ができる

当社は、病院等で利用される X 線装置、CT 装置、MRIだけではなく、装置自身のデザインも重視されるように装置、超音波装置等の画像診断装置を開発・製造・販売しなってきております。ており、「Patient Friendly」をキーワードに、装置を実際になお、当社装置のデザインは株式会社日立製作所デザイ利用する操作者、さらにその装置で検査を受ける被検者かン本部様のご協力の元、数々の製品を開発し、その時代にらの視点で製品開発を行っております。

合わせ操作者、被検者双方に配慮したデザインを行ってき過去の画像診断装置は、必要な検査ができることに重きがております。

HI VISION Preirus

Radnext PLUSCUREVISTA

2013

AIRIS

2008
1996

SCENARIA

APERTO

図1

Noblus

デザインの変遷

tokugikon

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医療技術の2. 開発とデザインの関わりと調査報告では、国内及び先進国ではフラットパネル検出器（FPD）の急激な展開に伴い買い替え需要が増えると予想

画像診断装置の開発では、一般にユーザ（操作者等）とされ、また、新興国でも経済発展に伴う医療レベルの向上

開発者の接点が少ないため、実使用上の良否を互いに共通により、農村部等での医療施設の新設により増えることが認識する機会が余りありませんでした。特に、今回説明を予想されていました。

いたします一般 X 線撮影装置の場合では、使用する施設の当社の従来装置では新興国での需要が高い普及機及び先規模によって使用頻度や運用方法等が異なっているため、進国等で要求されている高級機の 2 機種を販売してきまし開発者にはわからないことが多く、ユーザニーズを的確にたが、それぞれの機種において撮影用途や撮影方法が異捉えることが難しくなっていました。さらに、通常開発者なっておりましたので、今回国内、先進国のみならず新興は画像診断装置の機能を中心に開発するため、実際に使用国を含めた普及機、高級機のユーザニーズに対応できる天する際の使い勝手を考慮したデザインにするためにはデザ

井走行式管球保持装置を開発することにしました。

イナーの協力が必要不可欠ですので、当社の最近の開発で4. 仕様の検討は開発の初期段階からユーザ、開発者、デザイナーが一緒になって開発することが多くなってきています。
今回、2012 年度の機械工業デザイン賞において、日本病院において、画像診断装置で撮影する際、患者に一番力（にっぽんぶらんど）賞を受賞いたしました「Radnextに接するのは操作者である診療放射線技師の方々であり、PLUS」の天井走行式管球保持装置「SX-A300」を例に開発

その方々の使い勝手が良くなければ患者に対しても快適なから製品化、さらにそれに付随する知的財産権の状況につ検査ができません。
しかしながら、先ほども述べましたように、今まではいてご説明します。

ユーザである診療放射線技師の方々と製品の開発者の接点

3.「Radnext PLUS」開発の背景が少なかったため、診療放射線技師の方々が満足する使い勝手にすることは難しいものでした。

「Radnext PLUS」は X 線管を天井に配置した天井走行式管

そこで、今回の開発では小規模病院から大規模病院ま球保持装置を備え、被検者が立った状態で撮影可能な立位で複数の施設より診療放射線技師の方々を仕様検討の撮影台及び被検者を寝かせた状態で撮影可能な臥位テーブワーキンググループ（WG）に加えて、ユーザと開発者、ル及び画像処理装置を組み合わせて使用される一般 X 線撮デザイナーが開発の最上流から一緒になって開発を進め影装置であり、基本的な画像診断装置の一つです。使用頻ました。

度も高く、高い操作性が求められ、過去に数回に亘りマイその中で、病院内の装置を実際操作しながら診療放射線ナーチェンジを行ってまいりましたが、今回、当社では天技師より直接話を伺い、例えば以下のような問題点を抽出

井走行式管球保持装置に対するユーザニーズを根本的に見しました。

直すことにしました。

・装置が重いため両手での操作になり被検者へのサポートが難しい。

また、一般 X 線撮影装置の市場に関する各種マーケット

図2

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Radnext PLUS

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「手動で、素早く、軽やかに、静かに」
やさしい天井走行装置部のデザイン

引き降ろし易くつかみ易い
ハンドル形状重い管球を軽々と上下させる

重い装置でも軽快な移動ができる

片手で管球を操作しながら、スムーズにもう一方の手で患者の介助を行う

医療チューブやケーブルなどを巻き込まない配慮
片手でも管球の回転が可能

操作者がしゃがんだ状態でも楽に撮影部位へ管球を向ける

管球の位置が変わっても、ハンドルが回転することで、指と操作ボタンの位置関係が一定

図3

コンセプトスケッチ・被検者により異なる撮影部位へのセッティングが煩雑。

OK となるまで約 3 年の開発期間を経て最終製品が完成し・作業中に装置が操作者、被検者に接触することがある。

ました。

・装置の外観が大きく威圧感がある。

5.「Radnext
PLUS」（天井走行式管球保持装置「SX-A300」）の特徴

・停止時の電磁ロックのノイズが大きい。
今までの開発では知り得なかった、日常業務の中で天井走行式管球保持装置を使う苦労の多いさまざまな状況が分

1）デザイン的特徴

かりました。検査部位は毎回異なること、被検者も小児から老人までで体格も一人ひとり異なることなどから重い管球を上下左右前後に移動して細かい位置決めを行うことは今回の開発コンセプトを達成するため、デザイン面から大変な重労働となっていました。これらの動作を分析し、は以下の開発を行いました。

「手動で、素早く、軽やかに、静かに」をコンセプトとして、

1.1）ワンハンドコントローラ

コンセプトスケッチを作成しました。
この分析結果、コンセプトスケッチから第一次モック

従来は両手で行っていた操作を一部片手で効率良く代替アップを製作し、WG メンバーで一次評価を行い、評価結しうるものとして、片手での動作や操作ボタンの配置など果を踏まえ改良を加えて製品設計を行いました。完成が近を考慮しました。これにより、片手で管球を操作しながらづいた段階で第二次モックアップを作り、二次評価を行もう一方の手で被検者の介助が行え、また管球の向きが変い、その評価結果に対しさらに改良を加えて、最終評価でわってもハンドルが回転することで指と操作ボタンの位置

図4

ワンハンドコントローラ

図5

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ワンハンドコントローラの使用例

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医療技術のと1.3）装置外観

関係が一定となりどのような位置でも変わらぬ操作性を実現しました。さらに、右手と左手のいずれの操作でも同じ

ワンハンドコントローラや操作部は上記のようにデザイように行えるよう、ボタン配置はシンメトリカルとしました。

ンを一新しましたが、天井走行式管球保持装置全体の構成は大きく変わるものではありません。しかしながら、その

1.2）操作部・液晶画面

中でも被検者に対して少しでも検査のストレスを軽減でき従来からあるハンドル部は、ワンハンドコントローラをるよう全体に丸みを帯びたデザインを採用しました。特邪魔しないようできるだけコンパクトにするとともに、ワに、今までは操作部を支える支柱部分は四角柱の四隅を面

ンハンドコントローラ付近のハンドル部分に傾斜角をつ取りしたような八角柱でしたが、ゆるいアール形状を持たけ、自然に手が添えられるようにしました。また、ボタンせた樹脂カバーを被せ、支柱全体に丸みが出るようにしま

デザインは多様なポジションであっても操作しやすいデザした。

インと配置に考慮しました。
液晶画面につきましては、以下の点を配慮した画面構成にしました。
①明るい撮影室でも見やすい文字、背景色②必要な項目のフォントサイズを大きく強調③縦位置、横位置でも情報のブレが少ないレイアウト④タブ画面や階層を浅くし、ページ遷移の簡易化

支柱カバー

図8

装置外観

2）機構的特徴
今回の開発コンセプトの達成及びデザイン的特徴を実現するために技術的な面から以下の操作性向上、機能向上を行いました。

2.1）操作力の軽減化①管球回転バランスの最適化および操作力の調整可能化
一般 X 線撮影装置の使い勝手を考える上で、X 線管球部の操作性を外すことはできませんので、管球回転バランスの最適化および操作力の調整可能化による操作性の向上を
図6図るべく、各部のバランスを見直しました。X 線管球部を操作部回転動作させる際に、X 線管球へ電源を供給するケーブルは次の支持点までの距離が長いことにより、ケーブル自体の自重が回転動作に影響している点について各部操作力を実測定で確認しました。
今回の開発では、ケーブル自重の影響を最小化するために、ケーブル束用カバーチューブの変更（次項）による軽量化、およびケーブル自重を小さくするためのケーブル中間固定点の追加、その改良を考慮し管球回転軸を適切な位置へ移動するなどしました。

図7

液晶画面

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てくるため、ケーブル束の軽量化は装置全体の操作性に影固定点追加響します。
今回の開発では、操作性を良くするための根本的な重さを 軽 減 す る た め、 従 来 約 15kg あ っ た ケ ー ブ ル カ バ ー
チューブの材質を変更して約 1.5kg まで軽量化を行い、合わせて直径も 4cm 程度に細くし大幅に軽量化しました。
③支柱バランス用ワイヤーロープ部の最適化
天井走行式管球保持装置は、装置の移動を軽減するために強力なスプリングを天井走行台車に納め、伸縮によって焦点変化するスプリングの力を一定になるような機構を作り、ワイヤーロープで伸縮する支柱を支える構造になってい

重心ます。

回転中心
（軸）

今回の開発では、ワイヤーロープがプーリーに巻きつく際の曲げおよび伸ばしによって発生する抵抗を最小にすることにしました。細いワイヤーロープをできるだけ大きな焦点
図9

曲げ半径を持つプーリーで走行させることで、支柱上下操回転中心と重心が一致

作に必要な力の低減ができました。ただし、装置に収まる固定点の追加と回転中心大きさに最適化することが重要であり、その最適化においては自己回帰型の計算手法を用いました。結果的には上下

また、管球回転操作において、45 度ずつの角度でクリッストローク延長に伴うバネの強化、バネの強化に伴う一部ク感を付けていますが、このクリック感の感覚を納入後でのワイヤーロープ直径の拡大などの効果で従来装置と同等も調整可能なように改良しました。

なレベルとなりました。

②ケーブル束用カバーチューブの変更④天井走行ローラの幅広化による面圧の低減

被検者を撮影する場合、管球回転の操作以外にも、撮影

天井走行部はアルミ素材によって製造されたレールと部位への移動を伴うため X 線管球部から出ているケーブルほぼ同等の硬さを持つローラによって走行／保持されて束も装置の移動と同一範囲を移動するようになっていまいます。

す。これは、天井から吊り下げられた X 線管まで高電圧今回の開発では、ローラ幅を従来比 1.5 倍にすることで、ケーブル（最大 15 万ボルトの電圧供給用）がつながっていローラ及びレールの長寿命化、動き出し抵抗の低減を実現るためです。すなわち装置を移動するとケーブル束も付いしました。

ケーブル束用カバーチューブの変更

ケーブルカバー軽量化

従来装置のケーブルカバー
15kg/20m

Radnext PLUS のケーブルカバー
1.5kg/20m

図 10ケーブルカバーの軽量化

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各部操作軽量化

医療技術の2.2）上下動の長ストローク化と150mm 下に伸び、膝関節付近の撮影も踏み台を使用せず

従来装置は上下動のストロークが 1500mm に対し、天に撮影が可能となりました。

井高さは 2700 〜 2800mm 程度が想定され、X 線焦点位置2.3）静音化

は最も下げた状態で、床上 350mm 〜 450mm となり、この状態だと膝関節付近の撮影では踏み台等を使用しなけれ従来装置では、装置を動作させる際にバネを使用してブばなりませんでした。

レーキ板から電磁ブレーキを垂直に 1 〜 2mm 離しており、今回の開発で、天井高さを 2800mm と設定した場合、ブレーキを掛ける際には電磁ブレーキがその吸着力で移動

床上 300mm までのストロークを計画しました。床からのして吸着するという構造を採っていましたが、このような最大高さは 1950mm で、ストロークは 1650mm に構成す構造では、電磁ブレーキと鉄板が吸着して衝突する際に衝ることにより、最も高い位置でも従来装置と変わらない位撃音が発生していました。

置 で あ り な が ら、 最 も 低 い 位 置 で は 従 来 装 置 よ り も今回の開発では、ブレーキの吸着／退避での移動を極小化して、ブレーキの移動に伴う衝撃音の発生を極力抑え込む方針とし、具体的には、従来装置の動作時での電磁ブレーキの退避量をなくし、常時非常に弱いバネで鉄板側に押しつける構造としました。

3）その他特徴
床面から
約 1,950mm

画像処理やワークフロー等については日々改良が求められております。
例えば、画像処理ではグリッドモアレ除去、濃度安定

1,650mm化、コントラスト向上、階調特性の最適化を行う「FAiCEα」技術を搭載し、上記各種処理を適正に行うことで体型が変わっても最適な画像を得ることができるようになりました。
また、撮影条件、被検者情報、撮影オーダー、画像処理

床面から
約 300mm

図 11

画面等を操作者のコンソールに表示できるようにし、省スペース、操作の一元化、ワークフローの向上を図りました。

上下動長ストローク化

体形の例

痩せ型

標準

Ｘ線制御画面

画像処理画面図 12

太め

画像処理・コンソール

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6.「Radnext
PLUS」（天井走行式管球保持装置「SX-A300」）における知的財産おりました。しかしながら、天井走行部のカバーは余り機能に関係する部分ではなく、被検者も操作者も直接触れるところではないため、外観についてはそれほど考慮してい上記において「Radnext PLUS」（天井走行式管球保持装るものではありませんでした。今回の開発において操作者置「SX-A300」）の特徴を説明いたしましたが、知的財産のの操作性だけでなく、被検者のストレス軽減という観点か観点、特に今回はデザイン的な面を中心に製品との関係をら目に触れる部分全てにおいて見直しを行い、従来は直線説明いたします。

的な構成となっていた天井走行部のカバーについても丸みをつけ、意匠出願を行いました。

1）意匠出願

なお、「1.3」装置外観」において、支柱に関してはカバーをつけ支柱全体に丸みを持たせたことを説明いたしました

今回の開発では、操作器、ワンハンドコントローラの操が、この支柱に関しては意匠出願は行いませんでした。支

作部分、さらにカバーを含めた装置全体を見直しましたの

柱は従来においても八角柱を採用しており、八角柱であるで、上記を中心に意匠出願を行いました。

時点で四角柱より円柱に近く、その八角柱に丸みをつけたカバーを付けた点で従来との違い（相違点）を主張することが難しいと判断したためです。

①操作器
従来の天井走行式管球保持装置の操作器においても操作画面＋ハンドルの構成はありましたが、「Radnext PLUS」で③ワンハンドコントローラ

はハンドルを握った時でも操作スイッチが容易に操作でき

天井走行式管球保持装置を備えた一般 X 線撮影装置におる位置関係になるようにコンパクトなハンドル・操作部といては、ワンハンドコントローラのような操作器は今までしました。また、ハンドル下部に傾斜を設け、垂直に配置に存在しておりませんでしたので、ワンハンドコントローされた時と比べ自然に手が添えられるよう配慮しました。

ラのみで意匠出願いたしました。

②天井走行部カバー④装置全体

従来の天井走行式保持装置については、操作者が直接触

天井走行式管球保持装置は従来から存在しておりますのれる操作器については各社とも検討し意匠出願等も行ってで、全体的な構成（カバー、支柱、操作器）自体には大き④②①

図 13①意匠登録第 1421725 号（出願日：2011/3/31）⑤〜⑧

Radnext PLUS（SX-A300）の意匠（1）②意匠登録第 1421726 号（出願日：2011/3/31）

図 14③③意匠登録第 1421727 号（出願日：2011/3/31）

Radnext PLUS（SX-A300）の意匠（2）tokugikon

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2013.11.1. no.271④意匠登録第 1421728 号（出願日：2011/3/31）

医療技術の⑤意匠登録第 1430074 号（出願日：2011/3/31）⑥意匠登録第 1430198 号（出願日：2011/3/31）

図 15⑦意匠登録第 1446049 号（出願日：2011/3/31）と⑧意匠登録第 1446403 号（出願日：2011/3/31）

Radnext PLUS（SX-A300）の意匠（3）な違いはありませんが、今回はカバーを含めた全体の見直を作成した段階で既に出来上がっておりましたので、そのしを行いましたので、装置全体での意匠出願を行いました。

コンセプト内容を特許として出願しました。
ワンハンドコントローラの意匠出願は 2011 年 3 月 31日ですが、そのコンセプト特許は約 1 年前の 2010 年 3 月⑤〜⑧操作画面
今回の操作器及びワンハンドコントローラの開発に伴29 日に出願しております。特許出願においては意匠出願

い、操作画面も見直しを行い、操作画面が横の時、縦の時、のワンハンドコントローラの形状とは多少異なりますが、さらに画面の内容を異ならせた X 線条件などを表示した画

片手で操作できロック機構を備えた回転できる操作器とし面をそれぞれ意匠出願いたしました。て出願し、ワンハンドコントローラのコンセプトを権利化することができました。

2）特許出願さらに、コンセプト特許ではカバーしきれない使い勝手の部分については、最終形態が出来上がった意匠出願と同ワンハンドコントローラの意匠は最終的な製品形態のみ時期に追加で出願しましたので、ワンハンドコントローラを出願いたしましたが、そのコンセプトは上述の「4. 仕様を意匠・特許の両方で出願することによりデザイン＋機能の検討」の WG にて図 2 に示すようなコンセプトスケッチをカバーすることができました。

図 16

ワンハンドコントローラのコンセプト特許

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tokugikon図 17

ワンハンドコントローラに関する他の特許

7. まとめ※なお、本文及び図面中に記載いたしました「Radnext PLUS」の名称は、 天井走行式管球保持装置を備えた X 線撮影装置

当社ではここ数年の開発において、開発者とデザイナー「Radnext 50/80」と画像処理装置「DXR-3000F」を組み合わが開発の初期段階から一緒になって開発しており、開発者せた総称です。また、今回説明するワンハンドコントローラとデザイナーの意思を統一するため最初に開発のコンセプ付の操作器を含む天井走行式管球保持装置「SX-A300」はオ

トをイメージにしております（例えば、コンセプトカタロ

プション構成であり、操作器が異なる他の天井走行式管球保持装置を組み合わせることも可能です。

グや今回の「Radnext PLUS」のようなコンセプトスケッ※ R a d ne x t、A IR IS、A PE R TO、C UR E V ISTA、HI V ISIONチ。）。

Preirus、Preirus、SCENARIA、FAiCE、FAiCE αは株式会社

また、開発者とデザイナーが実際の現場に行き、開発者、日立メディコの登録商標です。

デザイナー自身が操作者より直接話を聞くことで細かい※ Noblus は日立アロカメディカル株式会社の登録商標です。

ニュアンスを含む課題や問題点、要望を理解することができ、より操作者の立場に立った製品に近づけることができ参考文献るものと考えております。

M EDIX Vol.57「新型天井走行式管球保持装置 SX-A300 の開このような開発者とデザイナーとの一体的に開発された発」、株式会社日立メディコ（2012.9）

製品が、最近のデザイン賞（全国発明表彰、機械工業デザイン賞、グッドデザイン賞、キッズデザイン賞、ドイツも認められており、当社としても今後の開発の励みになっprofileております。

蜂谷 晃（はちや あきら）

レッドドットデザイン賞、ユニバーサルデザイン賞等）で今後も操作者、被検者の立場に立ち、デザイン的な面、1990 年 株式会社日立メディコ入社
現在まで 主に管理業務及び意匠・商標業務に従事

機能的な面からの機能向上、操作性の改良に取り組んでいきたいと思います。

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