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解決事例
「X線診断システム」開発を妨げるのは!?

高度な医療に求められる「画像の高精度化」と「装置の小型化」を実現したい…。

医療機器メーカーU社(従業員数:約1,000名)
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Problem
課題・問題

1895年に発見されたX線は,身体内部の観察を可能とすることで近代医学の驚異的な発展に寄与し,その後100年以上にわたり「確定診断」の手段として用いられてきました。近年,フィルムを用いないX線撮影技術が確立したことで,3D診断やX線透視下でおこなう治療など,X線診断システムに求められる機能は多様化しています。

しかし,医療機器には性能以外にもクリアしなければならない課題がたくさんあり,開発者を悩ませているのです。

求められるスムーズかつ高精度な機器動作。現行サーボシステムでは振動を抑制できず…

医療機器の企画・製造・販売を手掛けるU社は,高度化する医療ニーズに対応するため,新たなX線診断システムの研究・開発を進めていました。

この次世代型のX線診断システムは,X線透視下における外科的処置や,頭部から下肢までの全身撮影などを可能とするもので,処置技術者の意思通りのポジショニングと安定した鮮明な画像を得るため,アームや診療台にはスムーズかつ高精度な動作が求められます。

しかし,これらの実現は一筋縄ではいかず,U社の開発部門を悩ませていました。同社では各製品に同じモデルのサーボシステムを汎用的に使用していましたが,新モデルの試作機に実装して検証したところ,三次元測定データを作成する際に,アーム先端部の振動を十分に抑制することができなかったのです。同社技術開発部のJ氏はこう語ります。

「サーボシステムは10年来使用し続けてきたタイプのため,まだアーム先端部の振動を抑える機能を持っていなかったのです。実は,薬事法の関係で,搭載する部品に変更が加わるとその都度申請・承認フローを通さなければなりません。申請には長い時間を要するので,開発期間やコストを考えると,承認済みの部品を流用することが望ましかったのです。しかし,処置効率を上げるというユーザーのニーズを満たすためには,思い切って新しいサーボシステムを選択するほかありませんでした。」

限られたスペースに設置する医療機器…装置小型化の障壁は?

加えて,J氏を悩ませていたのが,装置の小型化の問題でした。
処置室内の限られたスペースにおいて,複数の医療機器を使用し高度な医療処置をおこなう必要があります。そのため,各医療機器の省スペース化は必須でした。

また,従来のX線診断システムでは,装置全体に6軸のサーボモータが搭載されていましたが,その仕様ごとに2メーカーの製品が混在していました。今まではそれでも問題はなかったのですが,次期モデルでは,コントローラとサーボシステムをシリアル通信で結ぶことを考えていたので,メーカーによって通信仕様が異なると,システムが複雑になってしまいます。

「シリアル通信にして省配線化すると,コスト削減だけでなく,トラブルの低減やメンテナンス面でも大きなメリットがあります。」(J氏)

課題
  • 処置技術者の意思に即したスムーズな動作と画像の高精度化を実現するためには,現行のサーボシステムでは必要な性能を得られない。
  • 処置室内の限られたスペースにおいて,複数の医療機器を使用し高度な医療処置をおこなうためには,装置の省スペース化は必須。
  • 次期モデルでは,シリアル通信を採用し省配線化したい。

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