JP2005296499A - 放射線撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 放射線検出手段の位置を容易に認識することができる放射線撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 放射線検出手段としてフラットパネル型X線検出器(FPD)3を用いる場合、FPD3を支持する支持ベース4は、FPD3全体を収納可能に構成されている。装置を操作するオペレータ(操作者)Oが装置の前面F側に位置する場合、支持ベース4を前面Fにおいて光を透過する透過性部材である白色のカバー部21で構成し、FPD3の前面F側の面にLED22を配設する。このように構成することで、FPD3全体を支持ベース4に収納する場合においても、前面Fにおいて光は透過性部材のカバー部21を透過してオペレータOに向かう。したがって、オペレータOからみてLED22から発光されてカバー部21を透過した光が認識可能になる結果、LED22が配設されたFPD3の位置を、発光されてカバー部21を透過した光を通して容易に認識することができる。
【選択図】 図2

Description

この発明は、医療分野や、非破壊検査,RI(Radio isotope)検査,および光学検査などの工業分野や、原子力分野などに用いられる放射線撮像装置に係り、特に、放射線検出手段を支持する支持枠体について放射線検出手段全体を収納可能に構成した場合において撮像を行う技術に関する。
従来、検出された放射線に基づいて画像処理を行うことで被検体の撮像を行う放射線撮像装置として、X線透視撮影装置がある。かかる装置は、被検体を載置する天板と、天板に載置された被検体にX線を照射するX線管と、X線を検出するイメージインテンシファイア(以下、『I.I』と略記する)とを備えて構成されている。近年では、X線検出手段として、I.Iの替わりにフラットパネル型放射線検出器(以下、『FPD』と略記する)を用いている。FPDは半導体分野の薄膜技術で形成できるので、I.Iと比較して薄型・軽量となる。その結果、FPDを支持する支持枠体にFPD全体がコンパクトに収納可能となる(例えば、特許文献1参照)。
特開平11−178816号公報(第3頁、図1,3,4)
しかしながら、FPDのように放射線検出手段全体を支持枠体に収納した装置の場合には、次のような問題がある。すなわち、I.Iの場合には、図10(a)に示すように、I.I101が支持枠体102や天板103に対して外部にせり出しているので、I.I101を移動させてもその移動位置を認識することができる。ところが、FPDの場合には、図10(b)に示すように、FPD105全体が支持枠体102に対して収納されるので、FPD105を移動させるとその移動位置を認識することができなくなる。図11(a)に示す透視撮影のように、天板103を挟んでX線管104とFPD105とが互いに対向する場合には、X線管104の真下にFPD105が位置すると予測することができるが、図11(b)に示す断層撮影のように、X線管104とFPD105とが互いにずれている場合には、FPD105の位置を予測することができなくなる。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、放射線検出手段の位置を容易に認識することができる放射線撮像装置を提供することを目的とする。
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の発明は、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段と、検出された放射線に基づいて画像処理を行うことで被検体の撮像を行う放射線撮像装置であって、前記装置は、前記放射線検出手段を支持し、かつ放射線検出手段全体を収納可能に構成した支持枠体を備え、放射線検出手段に発光手段を配設し、前記装置を操作する操作者からみて前記発光手段から発光された光が認識可能になるように発光手段および前記支持枠体をそれぞれ構成することを特徴とするものである。
[作用・効果]請求項1に記載の発明によれば、放射線検出手段が支持枠体に支持され、かつ放射線検出手段全体が支持枠体に収納される。このような放射線検出手段全体を支持枠体に収納する場合において、放射線検出手段に発光手段を配設し、装置を操作する操作者からみて発光手段から発光された光が認識可能になるように発光手段および支持枠体をそれぞれ構成する。このように構成することで、このような放射線検出手段全体を支持枠体に収納する場合においても、操作者からみて発光手段から発光された光が認識可能になる結果、発光手段が配設された放射線検出手段の位置を、発光された光を通して容易に認識することができる。
上述した発明において、支持枠体を、少なくとも操作者側の面において光を透過する透過性部材で構成し、放射線検出手段の少なくとも操作者側の面に発光手段を配設するのが好ましい(請求項2に記載の発明)。このように構成することで、操作者側の面において光は透過性部材を透過して操作者側に向かう。したがって、操作者からみて発光手段から発光されて透過性部材を透過した光が認識可能になる結果、発光手段が配設された放射線検出手段の位置を、発光されて透過性部材を透過した光を通して容易に認識することができる。なお、操作者が通常に操作する位置に応じて、支持枠体を透過性部材で構成すればよい。
この発明に係る放射線撮像装置によれば、放射線検出手段全体を支持枠体に収納する場合において、放射線検出手段に発光手段を配設し、装置を操作する操作者からみて発光手段から発光された光が認識可能になるように発光手段および支持枠体をそれぞれ構成することで、発光手段が配設された放射線検出手段の位置を、発光された光を通して容易に認識することができる。
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図1は、実施例に係るX線透視撮影装置のブロック図であり、図2は、X線透視撮影装置の天板や支持ベースやフラットパネル型X線検出器の平面図であり、図3は、側面視したフラットパネル型X線検出器の等価回路であり、図4は、平面視したフラットパネル型X線検出器の等価回路である。本実施例では、放射線検出手段としてフラットパネル型X線検出器(以下、『FPD』と略記する)を例に採るとともに、放射線撮像装置としてX線透視撮影装置を例に採って説明する。
本実施例に係るX線透視撮影装置は、図1に示すように、被検体Mを載置する天板1と、その被検体Mに向けてX線を照射するX線管2と、被検体Mを透過したX線を検出するFPD3とを備えている。天板1の下には支持ベース4が取り付けられている。この支持ベース4は、FPD3を載置したFPD受け5ごとFPD3全体を収納することで、FPD3を支持する。FPD受け5は、図1、図2中の矢印の方向に移動し、この移動に伴ってFPD3も同方向に移動する。なお、天板1やX線管2や支持ベース4は取り付け部材6によって相互に連結されており、この取り付け部材6の底面は床面に配設されている。FPD3はこの発明における放射線検出手段に相当し、支持ベース4はこの発明における支持枠体に相当する。
X線透視撮影装置は、他に、天板1の昇降および回転を制御する天板制御部7や、FPD受け5の移動を制御するFPD制御部8や、X線管2の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部9を有するX線管制御部10や、FPD3から電荷信号であるX線検出信号をディジタル化して取り出すA/D変換器11や、A/D変換器11から出力されたX線検出信号に基づいて種々の処理を行う画像処理部12や、これらの各構成部を統括するコントローラ13や、処理された画像などを記憶するメモリ部14や、オペレータが入力設定を行う入力部15や、処理された画像などを表示するモニタ16などを備えている。
天板制御部7は、天板1を昇降させたり、図1、図2中のX軸,Y軸方向に回転させて起倒動する制御などを行う。FPD制御部8は、FPD受け5をFPD3とともに図1、図2中の矢印の方向に移動させる制御などを行う。高電圧発生部9は、X線を照射させるための管電圧や管電流を発生してX線管2に与え、X線管制御部10は、X線管2を水平移動させたり、図1、図2中のX軸,Y軸方向に回転させる制御などを行う。なお、この装置を用いて透視撮影を行う場合には、天板1を挟んでX線管2とFPD3とが互いに対向するように各制御部7,8,10を制御する。断層撮影を行う場合には、X線管2とFPD3とを互いにずらして各制御部7,8,10を制御する。
コントローラ13は、中央演算処理装置(CPU)などで構成されており、メモリ部14は、ROM(Read-only Memory)やRAM(Random-Access Memory)などに代表される記憶媒体などで構成されている。また、入力部14は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。X線透視撮影装置では、被検体Mを透過したX線をFPD3が検出して、検出されたX線に基づいて画像処理部12で画像処理を行うことで被検体Mの撮像を行う。
本明細書中では、図2の紙面からみて下側の面(図1、図2中のY軸からみて手前の面)を『前面』と定義づけるとともに、上側の面(図1、図2中のY軸からみて奥の面)を『背面』と定義づける。同様に、図2の紙面からみて右側の面を『右側面』と定義づけるとともに、左側の面を『左側面』と定義づける。図2中の符号Fは前面を示し、符号Bは背面を示し、符号Rは右側面を示し、符号Lは左側面を示す。
図1、図2に示すように、白色のカバー部21で支持ベース4の前面Fを構成する。白色のカバー部21を、光を透過する透過性部材で形成する。カバー部21については支持ベース4の前面F全体に構成する必要はなく、図1に示すように、FPD3が位置する箇所付近のみをカバー部21で構成し、例えばFPD受け5が位置する箇所をそれ以外の物質で構成すればよい。もちろん、カバー部21で支持ベース4の前面F全体を構成してもよい。透過性部材として、白色の場合には、例えばアクリルやFRPや塩化ビニルが挙げられる。透過性部材として、白色以外の半透明の場合には、例えばポリプロピレンやポリエチレンが挙げられる。また、FPD3の前面F側の面に発光ダイオード、すなわちLED(Light-emitting Diode)22を配設している。LED22は、この発明における発光手段に相当する。
通常において、図2に示すように、装置を操作するオペレータ(操作者)Oは、装置の前面F側に位置する。したがって、前面Fは、この発明における操作者側の面に相当する。
FPD3は、図3に示すように、ガラス基板31と、ガラス基板31上に形成された薄膜トランジスタTFTとから構成されている。薄膜トランジスタTFTについては、図3、図4に示すように、縦・横式2次元マトリクス状配列でスイッチング素子32が多数個(例えば、1024個×1024個)形成されており、キャリア収集電極33ごとにスイッチング素子32が互いに分離形成されている。すなわち、FPD3は、2次元アレイ放射線検出器でもある。
図3に示すようにキャリア収集電極33の上にはX線感応型半導体34が積層形成されており、図3、図4に示すようにキャリア収集電極33は、スイッチング素子32のソースSに接続されている。ゲートドライバ35からは複数本のゲートバスライン36が接続されているとともに、各ゲートバスライン36はスイッチング素子32のゲートGに接続されている。一方、図4に示すように、電荷信号を収集して1つに出力するマルチプレクサ37には増幅器38を介して複数本のデータバスライン39が接続されているとともに、図3、図4に示すように各データバスライン39はスイッチング素子32のドレインDに接続されている。
図示を省略する共通電極にバイアス電圧を印加した状態で、ゲートバスライン36の電圧を印加(または0Vに)することでスイッチング素子32のゲートがONされて、キャリア収集電極33は、検出面側で入射したX線からX線感応型半導体34を介して変換された電荷信号(キャリア)を、スイッチング素子32のソースSとドレインDとを介してデータバスライン39に読み出す。なお、スイッチング素子がONされるまでは、電荷信号はキャパシタ(図示省略)で暫定的に蓄積されて記憶される。各データバスライン39に読み出された電荷信号を増幅器38で増幅して、マルチプレクサ37で1つの電荷信号にまとめて出力する。出力された電荷信号をA/D変換器11でディジタル化してX線検出信号として出力する。
以上のように構成された本実施例装置によれば、FPD3が支持ベース4に支持され、かつFPD3全体が支持ベース4に収納される。このようなFPD3全体を支持ベース4に収納する場合において、FPD3にLED22を配設し、装置を操作するオペレータO(図2参照)からみてLED22から発光された光が認識可能になるようにLED22および支持ベース4をそれぞれ構成する。このように構成することで、このようなFPD3全体を支持ベース4に収納する場合においても、オペレータOからみてLED22から発光された光が認識可能になる結果、LED22が配設されたFPD3の位置を、発光された光を通して容易に認識することができる。
本実施例では、支持ベース4を前面Fにおいて光を透過する透過性部材である白色のカバー部21で構成し、FPD3の前面F側の面にLED22を配設している。このように構成することで、前面Fにおいて光は透過性部材のカバー部21を透過してオペレータOに向かう。したがって、オペレータOからみてLED22から発光されてカバー部21を透過した光が認識可能になる結果、LED22が配設されたFPD3の位置を、発光されてカバー部21を透過した光を通して容易に認識することができる。
なお、FPD3は、半導体分野の薄膜技術で形成できるので、イメージインテンシファイア(I.I)と比較して薄型・軽量となる。したがって、FPD3を支持する支持ベース4にFPD3全体がコンパクトに収納可能となる。この発明は、本実施例のようにFPD3全体を支持ベース4にコンパクトに収納する場合において、特に有用である。
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
(1)上述した実施例では、図1に示すようなX線透視撮影装置を例に採って説明したが、この発明は、例えばC型アームに配設されたX線透視撮影装置にも適用してもよい。また、この発明は、X線CT装置にも適用してもよい。
(2)上述した実施例では、フラットパネル型X線検出器(FPD)3を例に採って説明したが、支持枠体(実施例では支持ベース4)に全体が収納可能な検出器であれば、この発明は適用することができる。
(3)上述した実施例では、X線を検出するX線検出器を例に採って説明したが、この発明は、ECT(Emission Computed Tomography)装置のように放射性同位元素(RI)を投与された被検体から放射されるγ線を検出するγ線検出器に例示されるように、放射線を検出する放射線検出器であれば特に限定されない。同様に、この発明は、上述したECT装置に例示されるように、放射線を検出して撮像を行う装置であれば特に限定されない。
(4)上述した実施例では、FPD3は、放射線(実施例ではX線)感応型の半導体を備え、入射した放射線を放射線感応型の半導体で直接的に電荷信号に変換する直接変換型の検出器であったが、放射線感応型の替わりに光感応型の半導体を備えるとともにシンチレータを備え、入射した放射線をシンチレータで光に変換し、変換された光を光感応型の半導体で電荷信号に変換する間接変換型の検出器であってもよい。
(5)上述した実施例では、発光手段としてLEDを用いたが、LEDに限定されない。例えば、電界によって電子の加速や電荷の注入が生じるルミネセンス現象を利用したエレクトロルミネセンス(Electro Luminescence)(以下、『EL』と略記する)を発光手段として用いてもよい。また、ELでは有機ELども含まれる。また、例えば、液晶表示盤を発光手段として用いてもよい。
(6)LEDなどに代表される発光手段を、撮影術式に応じて点灯状態や発光色を変更するように構成してもよい。例えば、透視撮影のようにディジタル撮影を行うときと、断層撮影を行うときとで区別して、発光色を変更してもよいし、キャパシタやスイッチング素子を構成する検出素子ごとに蓄積される電荷の量にバラツキが発生するのをなくすために検出素子ごとの増幅器(アンプ)38(図4参照)のゲインをそれぞれ調節して出力側をそろえるキャリブレーションを行うときと、装置エラーが発生するときとで区別して、点灯間隔を変更してもよい。もちろん、ディジタル撮影を行うときと、断層撮影を行うときとで点灯間隔などの点灯状態を変更してもよいし、キャリブレーションを行うときと、装置エラーが発生するときとで発光色を変更してもよい。また、発光色の変更と点灯状態の変更との双方を組み合わせてもよい。
(7)上述した実施例では、カバー部21を白色の透過性部材で形成したが、白色以外の半透明の透過性部材で形成してもよいし、透明の透過性部材で形成してもよい。なお、透明の透過性部材で形成した場合には、装置の外部から光がその透明の透過性部材を介して入り込み、FPD3からのX線検出信号にノイズとなって重畳する恐れがあるので、白色や半透明の透過性部材でカバー部21を形成するのが好ましい。
(8)上述した実施例では、図2に示すように、白色のカバー部21で支持ベース4の前面Fを構成したが、図5(a)〜図5(c)の平面図に示すように前面Fのみならずカバー部21などに代表される透過性部材で支持ベース4を構成してもよい。例えば、図5(a)に示すように、カバー部21で支持ベースの前面Fおよび背面Bを構成してもよいし、図5(b)に示すように、カバー部21で支持ベース4の前面Fおよび右側面Rを構成してもよいし、図5(c)に示すように、カバー部21で支持ベース4の前面Fおよび左側面Lを構成してもよい。また、各図5(a)〜図5(c)を組み合わせて、カバー部21で支持ベース4の前面F・背面B・右側面Rを構成してもよいし、カバー部21で支持ベース4の前面F・背面B・左側面Lを構成してもよいし、カバー部21で支持ベース4の前面F・右側面R・左側面Lを構成してもよいし、あるいはカバー部21で支持ベース4の全面を構成してもよい。
(9)図6(a)〜図6(c)の平面図に示すように、支持ベース4のカバー部21の内側(FPD3が収容されている側)の一部に反射材41を取り付ける、あるいは塗布して、FPD3の前面Fに配設されたLED22から発光した光の一部が反射材41に反射して、その反射された光が前面F以外のカバー部21を透過するようにカバー部21を配設してもよい。例えば、図6(a)に示すように反射材41によって反射された光が背面Bを透過する場合には、カバー部21で支持ベース4の前面Fおよび背面Bを構成してもよいし、図6(b)に示すように反射材41によって反射された光が右側面Rや左側面Lを透過する場合には、カバー部21で支持ベース4の前面F・右側面R・左側面Lを構成してもよいし、図6(c)に示すように反射材41によって反射された光が背面Bおよび右側面Rや左側面Lを透過する場合には、カバー部21で支持ベース4の全面を構成してもよい。
(10)上述した実施例では、オペレータOが通常に操作する位置は、前面Fであったが、オペレータOが操作する位置に応じて、支持ベース4を透過性部材で構成すればよい。例えば、装置の背面B側にオペレータOが位置する場合には、図7(a)の平面図に示すように、カバー部21で支持ベース4の背面Bを構成してもよいし、装置の右側面R側にオペレータOが位置する場合には、図7(b)の平面図に示すように、カバー部21で支持ベース4の右側面Rを構成してもよいし、装置の背面B側にオペレータOが位置する場合には、図7(c)の平面図に示すように、カバー部21で支持ベース4の左側面Lを構成してもよい。また、装置の複数箇所にオペレータOが位置して操作する可能性がある場合には、各図5や図6のように、カバー部21で支持ベース4の複数の面を構成してもよい。なお、LED22の配設箇所も、オペレータOが操作する位置に応じて、図7(a)〜図7(c)に示すように変更する。
また、図8(a)に示すようにオペレータOが床面から覗き込む、あるいは図8(b)に示すように天板1や支持ベース4が起立姿勢に起動した場合には、X線の照射側とは逆側の面(図8(a)では床面)にオペレータOが位置する。したがって、この場合にはX線の照射側とは逆側の面が、この発明における操作者側の面に相当する。かかる場合においても、実施例や各変形例と同様に、図8(a)、図8(b)に示すように、カバー部21で支持ベース4のX線の照射側とは逆側の面を構成して、FPDのX線の照射側とは逆側の面にLED22を配設する。なお、カバー部21で支持ベース4のX線の照射側の面を構成してもよいが、装置の外部から光がX線の照射側に入り込み、FPD3からのX線検出信号にノイズとなって重畳する恐れがあるので、X線の照射側以外の面をカバー部21などに代表される透過性部材で構成するのが好ましい。
(11)LED22などに代表される発光手段も、カバー部21を形成する透過性部材と同様に、オペレータOが操作する位置に応じて、FPD3に2つ以上の発光手段をそれぞれの面に配設してもよい。
(12)FPD3が、図9の平面図に示すように、Y軸方向に移動する場合には、図7(b)や図7(c)に示すように、カバー部21で支持ベース4の右側面Rや左側面Lを構成してもよいし、図9に示すように発光された光の照射角がY軸方向に合わせて変更可能になるように、前面Fに配設されたLED21を構成してもよい。例えば、図9(a)に示すように、Y軸からみて手前にFPD3が位置する場合には照射角度を広げる。そして、図9(b)に示すように、Y軸からみて奥にFPD3が位置する場合には照射角度を狭める。照射角度の変更については、図7に示すように、左右に移動可能な遮蔽板42を備えて、各遮蔽板42の開きによって角度を変更すればよい。より具体的には、FPD3のY軸の位置をコントローラ13に送り込んで、コントローラ13がその位置情報に基づいて各遮蔽板42の駆動を操作すればよい。このように照射角度を変更することで、照射角度が狭い場合にはFPD3がY軸に対して奥に移動したと認識することができ、照射角度が広い場合にはFPD3がY軸に対して手前に移動したと認識することができる。
実施例に係るX線透視撮影装置のブロック図である。 X線透視撮影装置の天板や支持ベースやフラットパネル型X線検出器の平面図である。 側面視したフラットパネル型X線検出器の等価回路である。 平面視したフラットパネル型X線検出器の等価回路である (a)〜(c)は、変形例に係るX線透視撮影装置の天板や支持ベースやフラットパネル型X線検出器の平面図である。 (a)〜(c)は、さらなる変形例に係るX線透視撮影装置の支持ベースおよびフラットパネル型X線検出器の平面図である。 (a)〜(c)は、さらなる変形例に係るX線透視撮影装置の支持ベースおよびフラットパネル型X線検出器の平面図である。 (a)、(b)は、さらなる変形例に係るX線透視撮影装置の正面図である。 (a)、(b)は、さらなる変形例に係るX線透視撮影装置の支持ベースおよびフラットパネル型X線検出器の平面図である。 (a)、(b)は、従来のX線透視撮影装置の概略構成図である。 (a)、(b)は、従来のX線透視撮影装置を用いたときの各撮影の様子を模式的に表した説明図である。
符号の説明
3 … フラットパネル型X線検出器(FPD)
4 … 支持枠体
21 … カバー部
22 … LED
F … 前面
M … 被検体
O … オペレータ

Claims (2)

  1. 被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段と、検出された放射線に基づいて画像処理を行うことで被検体の撮像を行う放射線撮像装置であって、前記装置は、前記放射線検出手段を支持し、かつ放射線検出手段全体を収納可能に構成した支持枠体を備え、放射線検出手段に発光手段を配設し、前記装置を操作する操作者からみて前記発光手段から発光された光が認識可能になるように発光手段および前記支持枠体をそれぞれ構成することを特徴とする放射線撮像装置。
  2. 請求項1に記載の放射線撮像装置において、前記支持枠体を、少なくとも前記操作者側の面において光を透過する透過性部材で構成し、前記放射線検出手段の少なくとも操作者側の面に前記発光手段を配設することを特徴とする放射線撮像装置。
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