JP2006288617A - X-ray sensor, x-ray irradiation device and x-ray diagnosis apparatus - Google Patents

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芳浩 井野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray sensor for receiving an X-ray, easily registering an X-ray irradiation range with a light receiving area without a fixing tool, to provide an X-ray irradiation device for applying X-rays of an irradiation range registered with the light receiving area of the X-ray sensor, and to provide an X-ray diagnosis apparatus, formed by combination of the X-ray sensor and the X-ray irradiation device. <P>SOLUTION: This X-ray diagnosis device includes: the X-ray irradiation device 1 having a movable arm capable of moving in rotation, an X-ray irradiation part for applying X-rays and a receiving part for receiving radio waves, which are mounted at the tip of the movable arm; and the X-ray sensor 3 having a radio wave transmitting source for transmitting a radio wave and receiving X-rays, wherein the light receiving part receives the radio wave transmitted from the radio wave transmitting source, and the X-ray irradiation device determines the orientation and position to maximize the intensity of received radio wave, and moves the movable arm in rotation to irradiate the X-ray sensor with X-ray from the X-ray irradiation part. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、X線照射装置とX線センサとの間の位置決めを行うX線診断装置に関する。   The present invention relates to an X-ray diagnostic apparatus that performs positioning between an X-ray irradiation apparatus and an X-ray sensor.

近年、X線を用いて物体等の内部の様子を検査、診断する技術は、CCDイメージセンサあるいは、CMOSイメージセンサなどのデバイス技術の発展に伴い、フィルムを用いたものから、電気信号を利用したX線センサを用いたものに変化している。イメージセンサで得られた信号からデジタル信号化された画像データを形成し、パソコンなどを介して、瞬時にCRTや液晶などの表示装置に表示可能となっている。この電子化は、特に、膨大な量の検査、診断を行う工業用非破壊検査、医科あるいは歯科の医療分野において、広くその威力を発揮している。電子化により、これまで、フィルムを用いてきたことによる現像作業や現像液の処理作業などの手間を解消でき、種々の大容量保存メディアの発展に伴い、電子データ化による省スペース化、検索機能による効率化などの利便性が高くなる。   In recent years, the technology for inspecting and diagnosing the inside of an object or the like using X-rays has utilized an electrical signal from one using a film with the development of a device technology such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor. It has changed to those using X-ray sensors. Image data converted into a digital signal is formed from a signal obtained by the image sensor, and can be instantaneously displayed on a display device such as a CRT or a liquid crystal via a personal computer or the like. This digitization is widely used especially in the fields of industrial nondestructive inspection, medical treatment, and dentistry that perform a huge amount of inspection and diagnosis. The computerization can eliminate the hassle of developing work and developing solution processing work that has been using film, and with the development of various high-capacity storage media, space-saving and search function by converting to electronic data. Convenience such as efficiency improvement by becomes high.

これらの一例として、歯科において用いられる口腔内用のX線センサがある(例えば特許文献1参照)。   As an example of these, there is an intraoral X-ray sensor used in dentistry (see, for example, Patent Document 1).

図8は、従来のX線センサを用いたX線診断装置を示す模式図である。X線照射装置114は、回転移動可能な可動アーム113を有し、可動アーム113の先端にはX線を照射するX線照射装置が配置されている。X線センサ115は、診断時には患者111の口腔112内に挿入され、X線を受光し電気信号に変換する光電変換素子を有する。制御ユニット117は、X線センサ115と接続され、X線センサ115からの電気信号を画像データへ変換し、X線センサの駆動制御を行う電子回路で構成されている。表示装置118は、制御ユニット117に接続され、制御ユニットで変換された画像データを表示するモニタである。   FIG. 8 is a schematic diagram showing an X-ray diagnostic apparatus using a conventional X-ray sensor. The X-ray irradiation apparatus 114 has a movable arm 113 that can be rotated and moved. An X-ray irradiation apparatus that irradiates X-rays is disposed at the tip of the movable arm 113. The X-ray sensor 115 is inserted into the oral cavity 112 of the patient 111 at the time of diagnosis, and has a photoelectric conversion element that receives X-rays and converts them into electrical signals. The control unit 117 is connected to the X-ray sensor 115, and is configured by an electronic circuit that converts an electric signal from the X-ray sensor 115 into image data and performs drive control of the X-ray sensor. The display device 118 is a monitor that is connected to the control unit 117 and displays image data converted by the control unit.

このX線診断装置の動作について説明する。X線照射装置114は、可動アーム113の先端からX線115を照射する。Xセンサ116は、疾患部を透過したX線を受光し、電気信号に変換して制御ユニット117へ送る。制御ユニット117は受け取った電気信号に信号処理を施し、画像データを形成して表示装置118へ送り、表示装置118は受け取った画像データを画像として表示する。このX線診断装置により、歯科医は現像することなく即座に患者111の疾患部を見ることができる。   The operation of this X-ray diagnostic apparatus will be described. The X-ray irradiation device 114 irradiates the X-ray 115 from the tip of the movable arm 113. The X sensor 116 receives X-rays that have passed through the diseased part, converts them into electrical signals, and sends them to the control unit 117. The control unit 117 performs signal processing on the received electrical signal, forms image data and sends it to the display device 118, and the display device 118 displays the received image data as an image. With this X-ray diagnostic apparatus, the dentist can immediately see the diseased part of the patient 111 without developing.

但し、X線照射の際、照射ターゲットであるX線センサ116が患者111の口腔内にあるため操作者からは見えず、的を外さずに正確に照射することは困難である。そこで、Xセンサ116の受光部のうち、X線115を受光する受光領域より、X線照射装置114から出力されるX線115の照射範囲を広くすることにより、少々的を外しても問題なくX線画像を得ることができる。   However, when X-ray irradiation is performed, the X-ray sensor 116 that is the irradiation target is in the oral cavity of the patient 111 and thus cannot be seen by the operator, and it is difficult to accurately perform irradiation without removing the target. Therefore, there is no problem even if a little is removed by widening the irradiation range of the X-ray 115 output from the X-ray irradiation device 114 from the light receiving region of the X sensor 116 that receives the X-ray 115. An X-ray image can be obtained.

しかしながら近年、患者が不必要なX線に被曝することがないように規制されつつあり、X線照射範囲とX線センサの受光領域が一致することが求められる。そこで、X線センサ116とX線照射装置114との位置関係を固定し、X線照射装置114からのX線照射の方向を決定する固定冶具119を備えることによりX線照射範囲とX線センサの受光領域を一致させる構成が考えられている。
特開2004−105518号公報
In recent years, however, the patient is being regulated so as not to be exposed to unnecessary X-rays, and the X-ray irradiation range and the light-receiving area of the X-ray sensor are required to match. Therefore, the X-ray irradiation range and the X-ray sensor are provided by fixing the positional relationship between the X-ray sensor 116 and the X-ray irradiation device 114 and including a fixing jig 119 that determines the direction of X-ray irradiation from the X-ray irradiation device 114. A configuration is considered in which the light receiving areas are matched.
JP 2004-105518 A

しかしながら、X線の照射のたびに固定冶具119を設定するのには手間がかかり、また撮影する部位により固定時具119を変更する必要が有り、固定冶具119を用いるのが困難である場合もある。   However, it takes time to set the fixing jig 119 for each X-ray irradiation, and it is necessary to change the fixing tool 119 depending on the part to be imaged, and it may be difficult to use the fixing jig 119. is there.

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、固定冶具を用いなくとも、受光領域にX線照射範囲を容易に整合させることが可能なX線を受光するX線センサを提供することを目的とする。また、X線センサの受光領域に整合する照射範囲のX線を照射するX線照射装置を提供することを目的とする。さらに、上記X線センサおよびX線照射装置を組み合わせたX線診断装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an X-ray sensor that receives X-rays that can easily align the X-ray irradiation range with the light-receiving region without using a fixing jig. For the purpose. Moreover, it aims at providing the X-ray irradiation apparatus which irradiates the X-ray of the irradiation range matched with the light reception area | region of an X-ray sensor. Furthermore, it aims at providing the X-ray diagnostic apparatus which combined the said X-ray sensor and X-ray irradiation apparatus.

上記従来の問題を解決するために、本発明の第1のX線センサは、X線を受光しX線強度に応じた信号を出力する受光素子を配列した受光部と、前記受光部の向きを示す指向性のある電波を送信する電波発信源とを備えたことを特徴とする。この構成によりX線センサの位置を知らせることができる。   In order to solve the above-described conventional problems, a first X-ray sensor of the present invention includes a light receiving unit in which light receiving elements that receive X-rays and output a signal corresponding to the X-ray intensity are arranged, and the direction of the light receiving unit And a radio wave transmission source for transmitting a radio wave having directivity indicating. With this configuration, the position of the X-ray sensor can be notified.

また、本発明の第2のX線センサは、X線を光に変換するシンチレータと、前記シンチレータにより変換された光を受光し、前記光の強度に応じた信号を出力する受光素子を配列した受光部と、前記受光部の向きを示す指向性のある電波を送信する電波発信源とを備えたことを特徴とする。   In the second X-ray sensor of the present invention, a scintillator that converts X-rays into light and a light receiving element that receives the light converted by the scintillator and outputs a signal corresponding to the intensity of the light are arranged. A light receiving unit and a radio wave transmission source for transmitting a directional radio wave indicating the direction of the light receiving unit are provided.

また、前記電波発信源は、受光部の平面形状の受光面と平行な平面上の複数ヵ所に配置された構成にすることもできる。X線センサの受光領域を示すことができる。   In addition, the radio wave source can be arranged at a plurality of locations on a plane parallel to the planar light receiving surface of the light receiving section. The light receiving area of the X-ray sensor can be shown.

また、前記受光部は、CCDイメージセンサ、またはCMOSイメージセンサにより構成されることもできる。   Further, the light receiving unit may be constituted by a CCD image sensor or a CMOS image sensor.

また、前記受光部が駆動状態となった時に、前記電波発信源を電波発信状態にする電波発信源制御回路を有する構成にすることもできる。この構成によりX線センサの消費電力を減らすことができる。   Moreover, it can also be set as the structure which has a radio wave transmission source control circuit which makes the said radio wave transmission source a radio wave transmission state, when the said light-receiving part will be in a drive state. With this configuration, the power consumption of the X-ray sensor can be reduced.

また、前記X線センサは、防水加工が施されている構成にすることもできる。この構成によりX線センサを口腔内で用いることができる。   Further, the X-ray sensor may be configured to be waterproof. With this configuration, the X-ray sensor can be used in the oral cavity.

また、本発明のX線照射装置は、電波を受信する受信部と、位置可変であり、X線を照射するX線照射部と、前記受信部で受信した電波の信号に基づき、X線照射部の位置および向き決め制御を行う位置設定部とを備えたことを特徴とする。   The X-ray irradiation apparatus according to the present invention includes an X-ray irradiation based on a reception unit that receives radio waves, a position variable X-ray irradiation unit that irradiates X-rays, and a radio signal received by the reception unit. And a position setting unit for controlling the position and orientation of the unit.

また、前記受信部の電波を受信する面は、前記X線照射部が照射するX線の向きに垂直となるように配置された構成にすることもできる。   Further, the radio wave receiving surface of the receiving unit may be arranged so as to be perpendicular to the X-ray direction irradiated by the X-ray irradiation unit.

また、前記位置設定部は、前記電波の受信強度が最大となるよう前記受光部の向きおよび位置決め制御を行う構成にすることもできる。この構成により受光部とX線照射の向きの関係を一定にすることができ、効率よくX線診断を行うことができる。   Further, the position setting unit may be configured to control the direction and positioning of the light receiving unit so that the reception intensity of the radio wave is maximized. With this configuration, the relationship between the direction of the light receiving unit and the X-ray irradiation can be made constant, and X-ray diagnosis can be performed efficiently.

また、電波を受信する受信部を少なくとも2つ備えた構成にすることもできる。   In addition, a configuration in which at least two receiving units for receiving radio waves are provided may be employed.

また、本発明のX線診断装置は上記のX線センサと、前記X線センサの電波発信源からの電波を受信する上記のX線照射装置とを備えることを特徴とする。この構成により患者に不要な被曝を与えることなくX線診断を行うことができる。   The X-ray diagnostic apparatus of the present invention includes the X-ray sensor and the X-ray irradiation apparatus that receives radio waves from a radio wave transmission source of the X-ray sensor. With this configuration, X-ray diagnosis can be performed without giving unnecessary exposure to the patient.

また、本発明のX線診断装置は上記のX線センサと、上記のX線照射装置とを備え、前記X線センサの少なくとも2つの電波発信源から送信された電波それぞれに対して、前記電波を受信する前記X線照射装置の受信部が存在することを特徴とする。   The X-ray diagnostic apparatus of the present invention includes the X-ray sensor and the X-ray irradiation apparatus, and each of the radio waves transmitted from at least two radio wave sources of the X-ray sensor The receiving part of the said X-ray irradiation apparatus which receives is characterized by the above-mentioned.

本発明によれば、固定冶具を用いなくとも、受光領域にX線照射範囲を容易に整合させることが可能なX線を受光するX線センサを提供することができる。また、X線センサの受光領域に整合する照射範囲のX線を照射するX線照射装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it does not use a fixing jig, the X-ray sensor which light-receives the X-ray which can align an X-ray irradiation range easily with a light reception area | region can be provided. Moreover, the X-ray irradiation apparatus which irradiates the X-ray of the irradiation range matched with the light-receiving area | region of an X-ray sensor can be provided.

以下、本発明のX線センサおよびX線照射装置を備えたX線診断装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of an X-ray diagnostic apparatus including an X-ray sensor and an X-ray irradiation apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、X線診断装置の構成について説明する。図1は、本実施の形態に係るX線診断装置の一構成例を示す模式図である。X線照射装置1は、回転移動可能な可動アーム8を有し、可動アーム8は、その先端にX線2を照射するX線照射部を有する。X線センサ3は、診断時に患者6の口腔内7に挿入され、疾患部を透過したX線2を受光し電気信号に変換する光電変換素子で構成されている。制御ユニット4は、制御ユニット4および表示装置5と接続され、X線センサ3から送られた電気信号から画像データを形成して表示装置5へ送る電子回路で構成されている。表示装置5は、画像データを画像として表示するCRTなどで構成されている。   First, the configuration of the X-ray diagnostic apparatus will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of the X-ray diagnostic apparatus according to the present embodiment. The X-ray irradiation apparatus 1 has a movable arm 8 that can be rotated and moved, and the movable arm 8 has an X-ray irradiation unit that irradiates the X-ray 2 on the tip thereof. The X-ray sensor 3 is composed of a photoelectric conversion element that is inserted into the oral cavity 7 of the patient 6 at the time of diagnosis and receives the X-ray 2 that has passed through the diseased part and converts it into an electrical signal. The control unit 4 is connected to the control unit 4 and the display device 5, and is composed of an electronic circuit that forms image data from the electrical signal sent from the X-ray sensor 3 and sends it to the display device 5. The display device 5 includes a CRT that displays image data as an image.

なお、X線照射装置1の操作については図示を省略しているが、例えば、あらかじめ決められた設定時間内のスイッチを押している間だけX線2が照射されるように設定可能な操作装置を用いて行われる。あるいは他のどのような形態の装置を用いて操作を行ってもよい。   Although illustration of the operation of the X-ray irradiation apparatus 1 is omitted, for example, an operation apparatus that can be set so that the X-ray 2 is irradiated only while a switch within a predetermined setting time is pressed. Done with. Alternatively, the operation may be performed using any other type of apparatus.

また、制御ユニット4を操作する装置についても図示を省略しているが、例えば、パーソナルコンピュータを用いた遠隔操作によって制御ユニット4の操作を行い、X線画像データを表示装置5に表示させることができる。また、そのパーソナルコンピュータと制御ユニット4との通信はLAN通信を用いても良い。このほかUSBによる通信方法をとってもよく、特に限定されない。また、制御ユニット4を操作する装置が表示装置5と一体となっていてもよい。   Although the illustration of the device for operating the control unit 4 is also omitted, for example, the control unit 4 can be operated by remote operation using a personal computer to display X-ray image data on the display device 5. it can. Further, LAN communication may be used for communication between the personal computer and the control unit 4. In addition, a communication method using USB may be used and is not particularly limited. Further, a device for operating the control unit 4 may be integrated with the display device 5.

次に、X線センサ3について詳細に説明する。図2は、X線センサ3の(a)正面図および(b)断面図である。基板15上に受光部12が形成されている。受光部12は図2(b)に示すように、受光素子11上にシンチレータ13が形成された2層構造であり、X線を受光し電気信号に変換可能である。信号線16は、受光部12により変換された電気信号を制御ユニット4へ送り、受光素子11および後述する電波発信源14を駆動するための、制御ユニット4からの電力および制御信号を受け取るための伝送線である。電波発信源14は、基板15上の矩形の受光部12外側の対角位置に2つ配置され、受光部12受光面の向きに指向性をもつ電波を発信する素子である。   Next, the X-ray sensor 3 will be described in detail. 2A is a front view of the X-ray sensor 3 and FIG. 2B is a cross-sectional view thereof. The light receiving unit 12 is formed on the substrate 15. As shown in FIG. 2B, the light receiving unit 12 has a two-layer structure in which a scintillator 13 is formed on the light receiving element 11, and can receive X-rays and convert them into electrical signals. The signal line 16 sends an electric signal converted by the light receiving unit 12 to the control unit 4 and receives power and a control signal from the control unit 4 for driving the light receiving element 11 and a radio wave source 14 to be described later. It is a transmission line. Two radio wave transmission sources 14 are elements that are arranged at diagonal positions outside the rectangular light receiving unit 12 on the substrate 15 and transmit radio waves having directivity in the direction of the light receiving surface of the light receiving unit 12.

シンチレータ13は、X線をX線の強度に応じた強度の光に変換する波長変換素子である。受光素子11は、例えばCCDイメージセンサで構成され、シンチレータ13により変換された光を受光し、電気信号に変換する光電変換素子である。受光素子11は、受光した光の強度に応じて電荷を検出する極小の画素サイズ(数μm〜100μm)の画素を平面状に配置した構成である。検出された電荷は、電荷量応じて電圧に変換され、制御ユニット4に送られる。このようにしてX線センサ3は、患部を通過したX線を受信し、診断に必要なX線データを得る。   The scintillator 13 is a wavelength conversion element that converts X-rays into light having an intensity corresponding to the intensity of the X-rays. The light receiving element 11 is configured by a CCD image sensor, for example, and is a photoelectric conversion element that receives light converted by the scintillator 13 and converts it into an electric signal. The light receiving element 11 has a configuration in which pixels having a minimum pixel size (several μm to 100 μm) for detecting charges according to the intensity of received light are arranged in a planar shape. The detected charge is converted into a voltage according to the amount of charge and sent to the control unit 4. In this way, the X-ray sensor 3 receives X-rays that have passed through the affected area, and obtains X-ray data necessary for diagnosis.

電波発信源14は、電波の周波数が数kHzで、強度は微弱であるが、指向性の強い電波を発信し、その電波を受信するX線照射装置1にX線センサ3の位置を検出可能にする。この電波の指向の向きは、受光部12の受光面に垂直であり、受光部12から出る向きである。なお、この指向の向きは、受光部12の位置によっても若干変化するため、電波の指向の向きは上記の向きに限定されない。   The radio wave transmission source 14 is capable of detecting the position of the X-ray sensor 3 to the X-ray irradiation device 1 that transmits a radio wave having a strong directivity and receiving the radio wave although the frequency of the radio wave is several kHz and the intensity is weak. To. The direction of the direction of the radio wave is perpendicular to the light receiving surface of the light receiving unit 12 and is a direction that exits from the light receiving unit 12. Note that the direction of directivity varies slightly depending on the position of the light receiving unit 12, so the direction of directivity of radio waves is not limited to the above direction.

なお、受光素子11は、CCDイメージセンサに限定されるものではなく、CMOSイメージセンサであっても良い。   The light receiving element 11 is not limited to a CCD image sensor, and may be a CMOS image sensor.

また、X線を光に変換するシンチレータ13として、例えばCsIを用いることができるが、ZnSなど同性質を示すものであれば他の材料を用いても良い。また、シンチレータ13を用いずX線を直接電荷に変換する性質を持つCdTeを用いた光電変換素子を用いても良い。また、シンチレータ13で変換された光の散乱を防止するために、受光素子11の各画素周辺をファイバー線により囲み、遮光壁とすることもできる。   For example, CsI can be used as the scintillator 13 that converts X-rays into light, but other materials such as ZnS may be used as long as they exhibit the same properties. Alternatively, a photoelectric conversion element using CdTe having the property of directly converting X-rays into charges without using the scintillator 13 may be used. Further, in order to prevent scattering of light converted by the scintillator 13, the periphery of each pixel of the light receiving element 11 can be surrounded by a fiber line to form a light shielding wall.

また、X線センサ3は、例えば樹脂などによりコーティングすることにより防水加工することが好ましい。この構成により、口腔内に用いることができる。また、口腔内において固定されるように歯および歯肉の形状あわせた形状にしてもよい。   The X-ray sensor 3 is preferably waterproofed by coating with, for example, resin. With this configuration, it can be used in the oral cavity. Moreover, you may make it the shape which match | combined the shape of the tooth | gear and the gum so that it might be fixed in the oral cavity.

次に、X線センサ3を制御する制御ユニット4について詳細に説明する。図3は、本実施の形態に係るX線診断装置の制御ユニット4の一構成例を示すブロック図である。電波発信源制御回路22、CCD駆動回路23および信号処理回路24は、X線センサ3およびI/F回路21と接続され、I/F回路21は表示装置5と接続されている。I/F回路21は、表示装置5および制御ユニット4の制御用パーソナルコンピュータ(図示せず)との通信を行い、X線画像データを表示装置5へ送信し、パーソナルコンピュータからの制御信号を受信する制御回路である。電波発信源制御回路22は、パーソナルコンピュータからの指令に基づいてX線センサ3の電波発信源14に対して電波の発信制御を行う制御回路である。   Next, the control unit 4 that controls the X-ray sensor 3 will be described in detail. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the control unit 4 of the X-ray diagnostic apparatus according to the present embodiment. The radio wave source control circuit 22, the CCD drive circuit 23 and the signal processing circuit 24 are connected to the X-ray sensor 3 and the I / F circuit 21, and the I / F circuit 21 is connected to the display device 5. The I / F circuit 21 communicates with the display device 5 and a control personal computer (not shown) of the control unit 4, transmits X-ray image data to the display device 5, and receives control signals from the personal computer. Control circuit. The radio wave source control circuit 22 is a control circuit that performs radio wave transmission control on the radio wave source 14 of the X-ray sensor 3 based on a command from a personal computer.

CCD駆動回路23は、パーソナルコンピュータからの指令に基づいてX線センサ3の受光素子11であるCCDイメージセンサを制御する制御回路である。なお、上述したように、受光部にCCDイメージセンサを用いたが、CMOSイメージセンサを用いても良く、その場合、CCD駆動回路23の代わりにCMOS駆動回路を用いる。信号処理回路24は、A/Dコンバータを有し、X線センサ3から送信される受信信号をX線センサ3の各画素の信号ごとにデジタルデータに変換し、X線画像データを構築する回路である。画像メモリ25は、信号処理部24およびI/F回路21に接続され、信号処理部24によりデジタル化されたX線画像データを保存し、I/F回路21へ送る記憶装置である。   The CCD drive circuit 23 is a control circuit that controls the CCD image sensor that is the light receiving element 11 of the X-ray sensor 3 based on a command from the personal computer. As described above, the CCD image sensor is used for the light receiving unit, but a CMOS image sensor may be used. In this case, a CMOS drive circuit is used instead of the CCD drive circuit 23. The signal processing circuit 24 includes an A / D converter, and converts a reception signal transmitted from the X-ray sensor 3 into digital data for each pixel signal of the X-ray sensor 3 to construct X-ray image data. It is. The image memory 25 is a storage device that is connected to the signal processing unit 24 and the I / F circuit 21, stores the X-ray image data digitized by the signal processing unit 24, and sends it to the I / F circuit 21.

なお、画像メモリ25を用いず、信号処理回路24でデジタル化された信号を逐次I/F回路21から表示装置5へ送信する構成であってもよい。なお、図3では示していないが、制御ユニット4中には、各回路の制御を行うためのCPUやFPGAなどを備えている。   Note that a configuration may be employed in which the signal digitized by the signal processing circuit 24 is sequentially transmitted from the I / F circuit 21 to the display device 5 without using the image memory 25. Although not shown in FIG. 3, the control unit 4 includes a CPU and FPGA for controlling each circuit.

次に、X線照射装置1について詳細に説明する。図4は、X線照射装置1の一構成例を示す構成図である。X線照射装置1は、第1軸回転方向34、第2軸回転方向35、第3軸回転方向36に回転移動する可動アーム8と、可動アーム8の先端に備えられたX線照射部32とを有する。X線照射部32の近傍には、電波33を受信する受信部31が配置されている。受信部31は、X線センサ3が有している電波発信源14から発信された電波33を受信する電波受信装置である。   Next, the X-ray irradiation apparatus 1 will be described in detail. FIG. 4 is a configuration diagram illustrating a configuration example of the X-ray irradiation apparatus 1. The X-ray irradiation apparatus 1 includes a movable arm 8 that rotates in a first axis rotation direction 34, a second axis rotation direction 35, and a third axis rotation direction 36, and an X-ray irradiation unit 32 provided at the tip of the movable arm 8. And have. In the vicinity of the X-ray irradiation unit 32, a reception unit 31 that receives the radio wave 33 is disposed. The receiving unit 31 is a radio wave receiver that receives a radio wave 33 transmitted from the radio wave transmission source 14 of the X-ray sensor 3.

図5は、X線照射装置1の可動アーム8の各回転軸を制御するための自動方向調整部46を含めたX線照射装置1の一構成例を示すブロック図である。第1および第2受信部31は、可動アーム8の回転移動制御を行う自動方向調整部46に接続されている。また、X線照射制御回路43は、X線2の照射のタイミングおよび照射の長さなどを設定した制御信号を発生する制御回路であり、X線照射回路45と接続されている。X線照射回路45は、X線照射制御回路43からの制御信号により、X線2を照射する駆動回路である。   FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the X-ray irradiation apparatus 1 including an automatic direction adjustment unit 46 for controlling each rotation axis of the movable arm 8 of the X-ray irradiation apparatus 1. The first and second receiving units 31 are connected to an automatic direction adjusting unit 46 that performs rotational movement control of the movable arm 8. The X-ray irradiation control circuit 43 is a control circuit that generates a control signal that sets the timing of irradiation of the X-ray 2 and the length of irradiation, and is connected to the X-ray irradiation circuit 45. The X-ray irradiation circuit 45 is a drive circuit that irradiates the X-ray 2 with a control signal from the X-ray irradiation control circuit 43.

自動方向調整部46は、第1軸回転方向34、第2軸回転方向35、第3軸回転方向36に対して、可動アーム8を回転移動させる制御を行う第1〜3軸制御回路41と、可動アーム8を回転移動させる第1〜3軸モータ駆動回路42と、X線照射部32の位置および向きを設定する位置設定調整制御回路44を有している。なお、自動方向調整回路46は、X線照射装置1に含まれていても良いし、また外部のコンピュータであっても良い。   The automatic direction adjustment unit 46 includes first to third axis control circuits 41 that perform control to rotate and move the movable arm 8 with respect to the first axis rotation direction 34, the second axis rotation direction 35, and the third axis rotation direction 36. The first to third axis motor drive circuit 42 that rotates the movable arm 8 and the position setting adjustment control circuit 44 that sets the position and orientation of the X-ray irradiation unit 32 are provided. The automatic direction adjustment circuit 46 may be included in the X-ray irradiation apparatus 1 or may be an external computer.

次に、以上のような構成のX線診断装置についてその動作について説明する。図1に示す操作者が患者6の患部をX線撮影する際に、X線センサ3が患者6の口腔7内に設置される。操作者により、パーソナルコンピュータなどを介して、制御ユニット4へ制御信号が送信され、図3に示すI/F回路21がその信号を受け、CCD駆動回路23からX線センサ3へ受光素子11が駆動する駆動信号が送信される。この時、電波発信源制御回路22からX線センサ3へ電波発信源14から電波が照射される信号が送信される。   Next, the operation of the X-ray diagnostic apparatus having the above configuration will be described. The X-ray sensor 3 is installed in the oral cavity 7 of the patient 6 when the operator shown in FIG. An operator transmits a control signal to the control unit 4 via a personal computer or the like, the I / F circuit 21 shown in FIG. 3 receives the signal, and the light receiving element 11 is sent from the CCD drive circuit 23 to the X-ray sensor 3. A driving signal for driving is transmitted. At this time, a signal for radiating radio waves from the radio wave source 14 is transmitted from the radio wave source control circuit 22 to the X-ray sensor 3.

図6は、この時の各信号を示すタイミングチャートである。図6(a)に示すように、X線照射装置1がX線を照射可能であることを示す照射待機信号が入力されると、図6(b)に示すように、CCDイメージセンサの駆動が開始されるCCD駆動状態となる。CCD駆動状態になると共に、図6(c)に示すように、電波発信源14が電波を発信するための制御信号である電波発信源発信開始信号がオンとなりX線センサ3の位置を知らせるために電波発信源14から電波の発信が開始される。   FIG. 6 is a timing chart showing each signal at this time. When an irradiation standby signal indicating that the X-ray irradiation apparatus 1 can irradiate X-rays is input as shown in FIG. 6A, the CCD image sensor is driven as shown in FIG. 6B. The CCD driving state is started. In addition to the CCD driving state, as shown in FIG. 6C, the radio wave source transmission start signal, which is a control signal for the radio wave source 14 to transmit radio waves, is turned on to inform the position of the X-ray sensor 3. At the same time, transmission of radio waves from the radio wave transmission source 14 is started.

X線センサ3がCCD駆動状態となると、図2の電波発信源14は指向性の強い電波33を発信する。操作者によりX線照射装置1が、患者6の外側からX線照射の方向を患者6の口腔7内に設置されたX線センサ3におおまかに向けられる。さらに操作者により、上述の位置および向き決め制御を行う自動方向調整モードのオンオフの切り替えスイッチがオンに設定される。自動方向調整モードとなることにより、図5に示す位置設定調整制御回路44は、X線照射部32の位置および向きを調整するための指令を発生する。その指令に基づいて第1〜3軸制御回路41は、可動アーム8の各回転方向34〜36に対する回転移動量を求め、第1〜3軸モータ駆動回路42へ送る。第1〜3軸モータ駆動回路42は、第1〜3軸制御回路41の回転移動量に基づいて、可動アーム8を回転移動する。このようにして、X線照射部32から照射されるX線2は、図2で示すX線センサ3の受光部9のすべてを覆うように制御される。   When the X-ray sensor 3 is in the CCD drive state, the radio wave transmission source 14 of FIG. 2 transmits a radio wave 33 with high directivity. The X-ray irradiation apparatus 1 is directed roughly from the outside of the patient 6 to the X-ray sensor 3 installed in the oral cavity 7 of the patient 6 by the operator. Further, the operator turns on an on / off switch for the automatic direction adjustment mode for performing the above-described position and orientation determination control. By entering the automatic direction adjustment mode, the position setting adjustment control circuit 44 shown in FIG. 5 generates a command for adjusting the position and orientation of the X-ray irradiation unit 32. Based on the command, the first to third axis control circuit 41 obtains the rotational movement amount of the movable arm 8 in each of the rotation directions 34 to 36 and sends it to the first to third axis motor drive circuit 42. The first to third axis motor drive circuits 42 rotate and move the movable arm 8 based on the rotational movement amount of the first to third axis control circuits 41. In this way, the X-ray 2 irradiated from the X-ray irradiation unit 32 is controlled so as to cover all of the light receiving unit 9 of the X-ray sensor 3 shown in FIG.

この動作における可動アーム8で電波発信源14との関係について図4、図5、図7を用いて説明する。図7は、X線照射部32を先端に有する可動アーム8と電波発信源14との位置関係を示す図である。受信部31で受信した信号を横軸に波長、縦軸に信号強度をとり、可動アーム8と電波発信源14との位置関係の対応する図の下に示す。電波発信源14からの電波の指向の向きと受光部12と垂直の向きつまりX線照射部32が照射する向きが正反対でない場合、受信する電波の受信強度は小さい(図7(a))。   The relationship between the movable arm 8 and the radio wave transmission source 14 in this operation will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 7. FIG. 7 is a diagram showing the positional relationship between the movable arm 8 having the X-ray irradiation unit 32 at the tip and the radio wave transmission source 14. The signal received by the receiving unit 31 is indicated by the wavelength on the horizontal axis and the signal intensity on the vertical axis, and is shown below the corresponding diagram of the positional relationship between the movable arm 8 and the radio wave source 14. When the direction of the radio wave from the radio wave source 14 and the direction perpendicular to the light receiving unit 12, that is, the direction of irradiation by the X-ray irradiating unit 32 are not exactly opposite, the reception intensity of the received radio wave is small (FIG. 7A).

この状態から可動アーム8を正逆いずれかに回転させ、受信信号の信号強度が大きくなる向きを認知し、可動アーム8をその向きに回転させる。回転させると電波の指向の向きとX線照射装置1が照射する向きの角度が180°に近くなるため、受信信号が大きくなる(図7(b))。さらに回転させると、その角度が180°を越えると受信信号の強度が減少する(図7(c))。受信信号が減少し始めると回転を止め逆方向に戻す。   From this state, the movable arm 8 is rotated forward or backward to recognize the direction in which the signal intensity of the received signal increases, and the movable arm 8 is rotated in that direction. When rotated, the angle of the direction of the radio wave and the angle of the direction of irradiation by the X-ray irradiation apparatus 1 are close to 180 °, so that the received signal becomes large (FIG. 7B). Further rotation causes the intensity of the received signal to decrease when the angle exceeds 180 ° (FIG. 7C). When the received signal begins to decrease, the rotation is stopped and returned to the opposite direction.

この作業を1回または何回か繰り返して図7(b)で示すように、電波発信源14から発信された電波が最大となる位置に回転軸の位置を決める。そしてこの位置決め調整を図4で示す第1軸回転方向34、第2軸回転方向35、および第3軸回転方向36のすべての回転軸について行う。   This operation is repeated once or several times, and the position of the rotating shaft is determined at a position where the radio wave transmitted from the radio wave transmission source 14 becomes maximum as shown in FIG. 7B. This positioning adjustment is performed for all the rotation axes of the first axis rotation direction 34, the second axis rotation direction 35, and the third axis rotation direction 36 shown in FIG.

また、図2で示すように電波発信源14はX線センサ3と同一面上の受光素子11に対して対角線上に2箇所設けられており、2つの電波発信源からの電波がともに最大となるように各回転軸において調整を行う。   In addition, as shown in FIG. 2, the radio wave source 14 is provided at two positions diagonally with respect to the light receiving element 11 on the same plane as the X-ray sensor 3, and the radio waves from the two radio wave sources are both maximum. Adjustment is performed on each rotating shaft so that

この位置決め動作は自動方向調整部46において、以下のように制御が行われる。図5に示す第1および第2受信部31が2つの電波発信源14からの電波を個別に受信し、位置設定制御回路44において受信電波の大きさを調べ、第1、第2および第3軸制御回路41に対してそれぞれ回転方向を指示する。回転方向の指示に合わせて第1〜3の軸制御回路41は、第1、第2および第3軸モータ駆動回路42によって実際に各回転軸の回転動作を行わせる。またこの各軸制御回路42における制御は、各回転軸ごとに順に行い、所定の回数繰り返す。この動作により、図1に示すX線2が患者6に照射されるときはX線2がX線センサ3の面にほぼ直角に、かつ全受光領域を覆うことができる。   This positioning operation is controlled in the automatic direction adjusting unit 46 as follows. The first and second receiving units 31 shown in FIG. 5 individually receive radio waves from the two radio wave transmission sources 14, and the position setting control circuit 44 checks the magnitude of the received radio waves. The rotation direction is instructed to the axis control circuit 41. The first to third shaft control circuits 41 cause the first, second, and third shaft motor drive circuits 42 to actually rotate the respective rotation shafts in accordance with the direction of the rotation direction. The control in each axis control circuit 42 is sequentially performed for each rotation axis and repeated a predetermined number of times. With this operation, when the patient 6 is irradiated with the X-ray 2 shown in FIG. 1, the X-ray 2 can cover the entire light receiving area almost at right angles to the surface of the X-ray sensor 3.

なお、本実施の形態においては、CCDイメージセンサの駆動の開始を照射待機信号が入力された後からとしたが、場合によっては常時駆動状態であってもよい。その場合は、照射待機信号が入力されると同時に電波発信源発信開始信号のみがオンに切り替わる。電波発信源発信開始信号を照射待機信号の入力に同期させたのは、必要なときのみに電波発信源14から電波を発信させて、無駄な電力消費をなくすためであり、特段支障がなければ、電波発信源14からの発信を常時させるようにしてもよい。   In the present embodiment, the CCD image sensor is started after the irradiation standby signal is input. However, in some cases, the CCD image sensor may be always driven. In that case, only the radio wave source transmission start signal is turned on simultaneously with the input of the irradiation standby signal. The reason why the radio wave source transmission start signal is synchronized with the input of the irradiation standby signal is to transmit radio waves from the radio wave source 14 only when necessary, so as to eliminate wasteful power consumption. The transmission from the radio wave transmission source 14 may be always performed.

また、本実施の形態においては、制御軸数、電波発信源数の一例を示したものでこの数に限定されない。また、X線照射部32の位置および方向決めは、可動アーム8の回転による方法に限定されず、可動アーム8の伸縮による方法を用いることもできる。   Moreover, in this Embodiment, an example of the number of control axes and the number of radio wave transmission sources is shown, and the present invention is not limited to this number. Further, the position and orientation of the X-ray irradiation unit 32 are not limited to the method using the rotation of the movable arm 8, and a method using expansion and contraction of the movable arm 8 can also be used.

さらに、図示しないが、各軸の調整が完了したら操作者に知らせる調整完了灯を設け、調整完了したら点灯するような構成にすることもできる。この調整完了灯が点灯することにより、操作者は即座にX線照射装置1に連動するX線の照射ボタンを押してX線照射を開始することができる。   Further, although not shown, an adjustment completion lamp for notifying the operator when the adjustment of each axis is completed can be provided, and the light can be turned on when the adjustment is completed. When the adjustment completion lamp is turned on, the operator can immediately start X-ray irradiation by pressing an X-ray irradiation button linked to the X-ray irradiation apparatus 1.

なお、調整が完了したら自動調整モードをオフにしてもよいが、患者6が微かに動いてしまうことに追随できるようにオン状態を維持するようにしておいてもよい。また、このとき、患者6が大きく動くことがないので、自動調整モードに調整する範囲を設定できる機能を設けても良い。この機能を設けることにより、自動調整により可動アーム8が大きく動くことを防ぎ、人に衝突するような危険な事態、事故を避けることができる。   Although the automatic adjustment mode may be turned off when the adjustment is completed, the on state may be maintained so that the patient 6 can follow the slight movement. At this time, since the patient 6 does not move greatly, a function for setting the range to be adjusted to the automatic adjustment mode may be provided. By providing this function, it is possible to prevent the movable arm 8 from moving greatly by automatic adjustment, and to avoid dangerous situations and accidents such as collision with people.

また、X線センサ3は、図2において、受光素子11の領域外の対角に電波発信源14を2つ配置されているが少なくとも1つあればよく、X線センサ3のどこかに配置されていればよい。   In FIG. 2, the X-ray sensor 3 has two radio wave transmission sources 14 arranged diagonally outside the region of the light receiving element 11, but at least one radio transmission source 14 may be provided. It only has to be done.

以上のように、本実施の形態において、X線センサ3からの電波によりX線照射装置1からのX線2の照射の向きを決定し、照射することにより、不必要領域にX線2を照射することを抑えることができ、患者の被曝量を抑えることができる。   As described above, in the present embodiment, the direction of X-ray irradiation from the X-ray irradiation apparatus 1 is determined by the radio wave from the X-ray sensor 3, and the X-ray 2 is applied to unnecessary areas by irradiation. Irradiation can be suppressed, and the exposure dose of the patient can be suppressed.

なお、本実施の形態はあくまでも一例であって、本発明はこの例のみに限定されるわけではない。例えば、X線センサ3は、鼻孔内で用いてもよいし、体内に限定されずにX線センサ3の位置を肉眼で確認することができない物に対して、用いることができる。   Note that this embodiment is merely an example, and the present invention is not limited to this example. For example, the X-ray sensor 3 may be used in a nostril or may be used for an object in which the position of the X-ray sensor 3 cannot be confirmed with the naked eye without being limited to the inside of the body.

本発明は、X線センサからの電波によりX線照射装置が照射するX線の向きを決定し、照射することにより、必要のない領域にX線を照射することを抑えることができるという利点を有するX線診断装置として、医療業の分野において利用可能である。   The present invention has an advantage in that it is possible to suppress irradiation of X-rays to an unnecessary area by determining the direction of X-rays irradiated by the X-ray irradiation apparatus by radio waves from the X-ray sensor and irradiating. As an X-ray diagnostic apparatus, it can be used in the medical industry.

本発明の実施の形態に係るX線診断装置の構成を示す模式図The schematic diagram which shows the structure of the X-ray diagnostic apparatus which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施の形態に係るX線センサの受光面に対して(a)垂直方向からの平面図、(b)平行方向からの平面図FIG. 4A is a plan view from the vertical direction with respect to the light receiving surface of the X-ray sensor according to the embodiment of the present invention, and FIG. 本実施の形態に係る制御ユニットを構成するブロック図The block diagram which comprises the control unit which concerns on this Embodiment 本実施の形態に係るX線照射装置の構造を示す構成図The block diagram which shows the structure of the X-ray irradiation apparatus which concerns on this Embodiment 本実施の形態に係るX線照射装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the X-ray irradiation apparatus which concerns on this Embodiment 本実施の形態に係るX線診断装置の(a)照射待機信号、(b)CCD駆動状態および(c)電波発信源発信開始信号のタイミングチャートTiming chart of (a) irradiation standby signal, (b) CCD driving state, and (c) radio wave source transmission start signal of X-ray diagnostic apparatus according to the present embodiment 本実施の形態に係るX線センサからの電波とX線照射装置の位置関係およびX線照射装置が受信する電波の強度を示す図The figure which shows the intensity | strength of the radio wave which the radio wave from the X-ray sensor which concerns on this Embodiment and X-ray irradiation apparatus, and the X-ray irradiation apparatus receives 従来のX線診断装置を示す模式図Schematic diagram showing a conventional X-ray diagnostic apparatus

符号の説明Explanation of symbols

1 X線照射装置
3 X線センサ
4 制御ユニット
5 表示装置
8 可動アーム
11 受光素子
12 受光部
13 シンチレータ
14 電波発信源
15 基板
21 I/F回路
22 電波発信源制御回路
23 CCD駆動回路
24 信号処理回路
25 画像メモリ
31 受信部
32 X線照射部
41 軸制御回路
42 軸モータ駆動回路
43 X線照射制御回路
44 位置設定調整制御回路
45 X線照射回路
46 自動方向調整回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray irradiation apparatus 3 X-ray sensor 4 Control unit 5 Display apparatus 8 Movable arm 11 Light receiving element 12 Light receiving part 13 Scintillator 14 Radio wave transmission source 15 Board | substrate 21 I / F circuit 22 Radio wave transmission source control circuit 23 CCD drive circuit 24 Signal processing Circuit 25 Image memory 31 Reception unit 32 X-ray irradiation unit 41 Axis control circuit 42 Axis motor drive circuit 43 X-ray irradiation control circuit 44 Position setting adjustment control circuit 45 X-ray irradiation circuit 46 Automatic direction adjustment circuit

Claims (12)

X線を受光しX線強度に応じた信号を出力する受光素子を配列した受光部と、
前記受光部の向きを示す指向性のある電波を送信する電波発信源とを備えたことを特徴とするX線センサ。
A light receiving section in which light receiving elements that receive X-rays and output signals corresponding to the X-ray intensity are arranged;
An X-ray sensor comprising: a radio wave transmission source that transmits a directional radio wave indicating a direction of the light receiving unit.
X線を光に変換するシンチレータと、
前記シンチレータにより変換された光を受光し、前記光の強度に応じた信号を出力する受光素子を配列した受光部と、
前記受光部の向きを示す指向性のある電波を送信する電波発信源とを備えたことを特徴とするX線センサ。
A scintillator that converts X-rays into light;
A light receiving section in which light receiving elements that receive light converted by the scintillator and output a signal corresponding to the intensity of the light are arranged;
An X-ray sensor comprising: a radio wave transmission source that transmits a directional radio wave indicating a direction of the light receiving unit.
前記電波発信源は、受光部の平面形状の受光面と平行な平面上の複数ヵ所に配置された請求項1または2のいずれか一項に記載のX線センサ。   The X-ray sensor according to claim 1, wherein the radio wave transmission sources are arranged at a plurality of locations on a plane parallel to a planar light receiving surface of the light receiving unit. 前記受光部はCCDイメージセンサ、またはCMOSイメージセンサのいずれかにより構成された請求項1〜3のいずれか一項に記載のX線センサ。   The X-ray sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the light receiving unit is configured by either a CCD image sensor or a CMOS image sensor. 前記受光部が駆動状態となった時に、前記電波発信源を電波発信状態にする電波発信源制御回路を有する請求項1〜4のいずれか一項に記載のX線センサ。   The X-ray sensor according to claim 1, further comprising: a radio wave source control circuit that sets the radio wave source to a radio wave transmission state when the light receiving unit is in a driving state. 前記X線センサは、防水加工が施されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のX線センサ。   The X-ray sensor according to any one of claims 1 to 5, wherein the X-ray sensor is waterproofed. 電波を受信する受信部と、
位置可変であり、X線を照射するX線照射部と、
前記受信部で受信した電波の信号に基づき、X線照射部の向きおよび位置決め制御を行う位置設定部とを備えたことを特徴とするX線照射装置。
A receiver for receiving radio waves;
An X-ray irradiation unit that is variable in position and emits X-rays;
An X-ray irradiation apparatus comprising: a position setting unit configured to perform direction control and positioning control of the X-ray irradiation unit based on a radio wave signal received by the reception unit.
前記受信部の電波を受信する面は、前記X線照射部が照射するX線の向きに垂直となるように配置された請求項7記載のX線照射装置。   The X-ray irradiation apparatus according to claim 7, wherein a surface of the reception unit that receives radio waves is disposed so as to be perpendicular to an X-ray direction irradiated by the X-ray irradiation unit. 前記位置設定部は、前記電波の受信強度が最大となるように前記受信部の向きおよび位置決め制御を行う請求項8記載のX線照射装置。   The X-ray irradiation apparatus according to claim 8, wherein the position setting unit controls the direction and positioning of the receiving unit so that the reception intensity of the radio wave is maximized. 電波を受信する受信部を複数個備えた請求項7〜9のいずれか一項記載のX線照射装置。   The X-ray irradiation apparatus as described in any one of Claims 7-9 provided with two or more receiving parts which receive an electromagnetic wave. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のX線センサと、
前記X線センサの電波発信源からの電波を受信する請求項7〜10のいずれか一項に記載のX線照射装置とを備えることを特徴とするX線診断装置。
The X-ray sensor according to any one of claims 1 to 6,
An X-ray diagnostic apparatus comprising: the X-ray irradiation apparatus according to claim 7, wherein the X-ray irradiation apparatus receives radio waves from a radio wave transmission source of the X-ray sensor.
請求項3〜6のいずれか一項に記載の複数の電波発信源を有するX線センサと、
請求項10記載のX線照射装置とを備え、
前記X線センサの複数の電波発信源から送信される電波をそれぞれX線照射装置の複数の受信部が受信し、
前記位置設定部は前記電波を受信する受信強度が最大となるように前記複数の受信部の向きおよび位置決め制御を行うX線診断装置。
An X-ray sensor having a plurality of radio wave sources according to any one of claims 3 to 6,
An X-ray irradiation apparatus according to claim 10,
A plurality of receiving units of the X-ray irradiation device respectively receive radio waves transmitted from a plurality of radio wave transmission sources of the X-ray sensor,
The X-ray diagnostic apparatus, wherein the position setting unit controls the orientation and positioning of the plurality of receiving units so that reception intensity for receiving the radio waves is maximized.
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