JP2011072404A - 放射線撮影システム - Google Patents
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Abstract
【課題】放射線検出器を間欠的に移動させるとともに、間欠移動毎に放射線源の首を振って長尺撮影を行う際の放射線源の撮影中心位置を、簡易に設定可能な放射線撮影システムを提供する。
【解決手段】撮影前に、放射線源14を、被検者の体軸方向(z方向)に平行な軸上所望の位置で体軸方向の座標原点である床面13からの距離が既知の距離DHに配置し、この配置位置DHにおいて、放射線源14から出射されるラインマーカLMを被検者12上で撮影範囲の上限A´及び(又は)下限B´に設定することで、放射線源14の首振り中心位置である撮影中心位置CHを体軸方向Zの座標原点からの距離として算出する。
【選択図】図1
【解決手段】撮影前に、放射線源14を、被検者の体軸方向(z方向)に平行な軸上所望の位置で体軸方向の座標原点である床面13からの距離が既知の距離DHに配置し、この配置位置DHにおいて、放射線源14から出射されるラインマーカLMを被検者12上で撮影範囲の上限A´及び(又は)下限B´に設定することで、放射線源14の首振り中心位置である撮影中心位置CHを体軸方向Zの座標原点からの距離として算出する。
【選択図】図1
Description
この発明は、全脊柱撮影や全下肢撮影のような放射線検出器の全長より長い撮影部位の撮影、いわゆる長尺撮影を行う放射線撮影装置に適用して好適な放射線撮影システムに関する。
放射線撮影においては、撮影前に、被検者を衝立(立位撮影の場合)あるいは臥位テーブル(臥位撮影の場合)に固定した状態で、その被検者の体軸方向(身長方向)上の撮影範囲を設定し、放射線源の撮影位置を決定する必要がある。特に、長尺撮影の場合には、放射線源の撮影位置の決定までに時間がかかり、この時間を短縮することは、被検者の検査時間を短縮することになり、重要である。
長尺撮影ではない一般撮影においては、放射線検出器の位置を被検者に対応させて合わせた後、アナトミカルプログラムに対応して記憶されている前記放射線検出器と放射線源との位置関係{例えば、撮影距離SID(Source−Image−Distance)値と入射角度}になるように、放射線源の撮影位置を決定する技術が提案されている(特許文献1)。
上述したように、長尺撮影を行う場合には、放射線検出器を被検者の体軸方向に沿って間欠的に移動し、各移動位置において放射線源から放射線を照射して分割画像を得、該分割画像を繋ぎ合わせて所望の画像(全脊柱画像や全下肢画像のような長尺画像)を作成する必要があり、この長尺撮影に係る放射線源の撮影位置を決定する技術については、前記特許文献1には開示されていない。
特許文献2には、長尺撮影を行う際に、放射線検出器を被検者の体軸方向に沿って間欠的に移動させるとともに、同時に放射線源を被検者の体軸方向に沿って間欠的に移動させ、各移動位置において放射線源から放射線を照射して分割画像を得、該分割画像を繋ぎ合わせて所望の画像を作成することが記載されているが、放射線源の体軸方向の移動には時間がかかり、結果として、被検者の検査時間を短縮することができず、改良の余地がある。
特許文献3には、前記体軸方向上の撮影範囲の中央位置(撮影中心位置)に放射線源を設定し、その撮影中心位置で、例えば、必要な撮影枚数がn(nは、通常、2〜5)枚であれば、首をn−1回振らせ(水平軸回りに前記放射線源を所定角度回転し)、首を振らせない位置と、首を振らせた位置に、放射線検出器を間欠的に移動固定し、都合n回撮影する放射線撮影装置が開示されている。撮影時に放射線源の首を振らせることで、体軸方向に沿って間欠的に移動させることに比較して、全枚数の撮影時間を大幅に短縮することができる(特許文献3の図7)。
この場合、撮影前に、撮影範囲を設定し、放射線源の撮影中心位置(首振り中心位置)を決定しておく必要があるが、特許文献3では、図17の模式図に示すように、衝立1に被検者2を固定し、放射線源3のコリメータにより調整可能な光照射野(放射線撮影する際の放射線照射野と同じ大きさで被検者2の正面を放射線源3の位置から見て長方形状の光照射野)を有する光を被検者2に当て、長尺撮影したい撮影範囲LP1や撮影範囲LP2まで広げたときの、前記コリメータの制御情報と、放射線源3の位置情報から、分割画像の撮影枚数及び放射線源3の撮影中心位置CHを算出する。なお、体軸方向(z軸方向)の放射線の照射野(照射角度範囲)は、放射線検出器4の長さ(前記被検者の前記体軸方向と平行する方向の長さ)を略カバーする範囲に設定されるので、被検者2によらず、放射線検出器4と放射線源3との間の距離である撮影距離SID(Source−Image−Distance)値は、長尺撮影中は一定値に保持される。
すなわち、例えば、撮影範囲LP1の長尺撮影時には、まず、撮影範囲LP1の上限側に対応する放射線検出器4への投影上限位置に放射線検出器4が移動され、放射線源3は、撮影中心位置CHに配置固定され、その固定位置で放射線源3は、首振りしながら撮影し(図17例の場合、上側の首振り角度βの中心角度で1回撮影され、次に、下側の首振り角度βの中心角度で1回撮影される。)、その撮影毎に、放射線検出器4を上限位置から下限位置に向かって間欠的に移動し、最後に、撮影範囲LP1の放射線検出器4への投影下限位置が含まれる位置まで移動し、各位置で撮影し分割画像を得る。
しかしながら、この特許文献3に係る撮影中心位置CHの決定技術では、小さな値であるコリメータの開き量から被検者2に投影した撮影範囲LP1を計算するので、誤差が発生しやすい。しかも、撮影中心位置CHを決定する際に、撮影範囲LP1の中心位置である撮影中心位置CHに放射線源3を位置(移動)させる必要があるので、下肢の撮影範囲を決める際などは、医師又は放射線技師(以下、医師等という。)が中腰にならなければならず作業がし難いという課題もある。
また、撮影範囲が撮影範囲LP1に比較して撮影範囲LP2のように広い場合には、撮影中心位置CHを決定する際に、放射線源3を撮影位置である撮影距離SIDから、一旦、後方に離さないとコリメータによる光照射野で設定される撮影範囲LP2を被検者2上に投影することができないため、放射線撮影室のスペースとして広いスペースが必要になるという課題もある。
放射線撮影室のスペースを広げないで、広い撮影範囲に対応する撮影中心位置CHを算出する場合には、例えば、図18の模式図に示すように設定することが考えられる。
すなわち、放射線源3を撮影距離SIDの位置に配置し、その位置で放射線源3からライン状のレーザマーカ5が被検者2を横切る方向(水平方向)に照射し、放射線源3を撮影範囲LP3の上限位置h2と下限位置h1に垂直方向(矢印方向)に移動させ、撮影中心位置CHをCH=(h2−h1)/2として算出し、算出後、放射線源3を算出した撮影中心位置CHに配設し、その位置で上述したように放射線源3を首振りさせながら複数枚撮影し分割画像を得ることが考えられる。
しかしながら、撮影中心位置CHを設定する際に、放射線源3を垂直方向に移動させる撮影範囲の設定方法では、放射線源3をモータ等で垂直方向に移動させるための時間がかかり、しかも、下肢部撮影の際等の下限位置h1の設定の際には、撮影範囲の下限を設定するために医師等が中腰にならなければならず作業をし難いという課題も解決されない。
上記したように従来技術に係る長尺撮影における放射線源の撮影中心位置の設定技術は、放射線撮影室のスペースが広い必要があったり、設定時に医師等が中腰になる必要があったり、あるいは放射線源を撮影範囲の上下限に移動させる際に時間がかかるという課題がある。
この発明はこのような種々の課題を考慮してなされたものであり、長尺撮影の際の放射線源の撮影中心位置を、放射線撮影室を広くすることなく、設定時に医師等が中腰になる必要がなく、しかも、短時間に設定することを可能とする放射線撮影システムを提供することを目的とする。
この発明に係る放射線撮影システムは、撮影前に、放射線源を、被検者の体軸方向に平行な軸上所望の位置で前記体軸方向の座標原点からの距離が既知の距離(DHとする。)に配置し、この配置位置において、放射線源から出射され前記被検者に当たるマーカを前記被検者上で撮影範囲の上限位置及び(又は)下限位置に設定して首振り角度を得、前記放射線源の首振り中心位置である撮影中心位置(CHとする。)を前記体軸方向の座標原点からの距離として算出するようにしているので、長尺撮影の際の放射線源の撮影中心位置を、放射線撮影室を広くすることなく、設定時に医師等が中腰になる必要がなく、しかも、短時間に設定することができる。
この場合、撮影範囲の下限位置が所定値{例えば、衝立の台座で被検者が載置される平面の床面(座標原点)からの高さ等}で規定される場合には、前記所望の位置DHで撮影範囲の上限位置A´にのみマーカを照射することで、撮影中心位置CHを次の(1)式〜(3)式により算出(決定)することができる。
CH=(A−LB)/2+LB …(1)
A=2×(A´−LB)×SID/(2×SID−P1)+LB …(2)
A´=DH−(SID−P1)/tanθa …(3)
CH=(A−LB)/2+LB …(1)
A=2×(A´−LB)×SID/(2×SID−P1)+LB …(2)
A´=DH−(SID−P1)/tanθa …(3)
ここで、各記号の意味は以下の通りである。
A:撮影範囲の上限位置A´を放射線検出器位置に投影したときの投影上限位置(未知)
LB:所定値(既知)
A´:撮影範囲の上限位置(未知)
DH:放射線源の所望の位置(既知)
SID:撮影時における放射線検出器と放射線源との間の距離(既知)
P1:放射線検出器と被検者上のマーカ照射位置(体厚含む)間の距離(既知)
θa:撮影範囲の上限位置A´にマーカがあるときの、前記座標原点からの前記放射線源の回転角度(既知)
A:撮影範囲の上限位置A´を放射線検出器位置に投影したときの投影上限位置(未知)
LB:所定値(既知)
A´:撮影範囲の上限位置(未知)
DH:放射線源の所望の位置(既知)
SID:撮影時における放射線検出器と放射線源との間の距離(既知)
P1:放射線検出器と被検者上のマーカ照射位置(体厚含む)間の距離(既知)
θa:撮影範囲の上限位置A´にマーカがあるときの、前記座標原点からの前記放射線源の回転角度(既知)
同様に、撮影範囲の上限位置が所定値{例えば、放射線検出器の体軸方向の上限位置(投影上限位置LTとする。)}で規定される場合には、前記所望の位置DHで撮影範囲の上限位置B´にのみマーカを照射することで、撮影中心位置CHを次の(4)式〜(6)式により算出(決定)することができる。
CH=LT−(B−LT)/2 …(4)
B=2×(LT−B´)(2×SID−P1)/SID …(5)
B´=DH−(SID−P1)/tanθb …(6)
CH=LT−(B−LT)/2 …(4)
B=2×(LT−B´)(2×SID−P1)/SID …(5)
B´=DH−(SID−P1)/tanθb …(6)
ここで、各記号の意味は以下の通りである。
LT:所定値(既知)
B:撮影範囲の下限位置B´を前記放射線検出器位置に投影したときの投影下限位置(未知)
B´:撮影範囲の下限位置(未知)
SID:撮影時における放射線検出器と放射線源との間の距離(既知)
P1:放射線検出器と被検者上のマーカ照射位置(体厚含む)間の距離(既知)
DH:放射線源の所望の位置(既知)
θb:撮影範囲の下限位置にマーカがあるときの、座標原点からの放射線源の回転角度(既知)
LT:所定値(既知)
B:撮影範囲の下限位置B´を前記放射線検出器位置に投影したときの投影下限位置(未知)
B´:撮影範囲の下限位置(未知)
SID:撮影時における放射線検出器と放射線源との間の距離(既知)
P1:放射線検出器と被検者上のマーカ照射位置(体厚含む)間の距離(既知)
DH:放射線源の所望の位置(既知)
θb:撮影範囲の下限位置にマーカがあるときの、座標原点からの放射線源の回転角度(既知)
なお、放射線源の所望の位置DH1で撮影範囲の上限位置A´をマーカにより決定し、前記所望の位置DH1と体軸方向上の異なる位置DH2(DH2<DH1)で撮影範囲の下限位置B´をマーカにより決定した場合には、撮影中心位置CHを次の(7)式〜(9)式により算出(決定)することができる。
CH=(A´−B´)/2+B´ …(7)
A´=DHa−(SID−P1)/tanθa …(8)
B´=DHb−(SID−P1)/tanθb …(9)
CH=(A´−B´)/2+B´ …(7)
A´=DHa−(SID−P1)/tanθa …(8)
B´=DHb−(SID−P1)/tanθb …(9)
ここで、各記号の意味は以下の通りである。
A´:放射線源の所望の位置DH1でマーカにより決定した撮影範囲の上限位置(未知)
B´:放射線源の所望の位置DH2でマーカにより決定した撮影範囲の下限位置(未知)
DHa:所望の第1位置で体軸方向の座標原点からの距離(既知)
SID:撮影時における放射線検出器と放射線源との間の距離(既知)
P1:放射線検出器と被検者上のマーカ照射位置(体厚含む)間の距離(既知)
θa:撮影範囲の上限位置A´にマーカがあるときの、座標原点からの放射線源の回転角度(既知)
DHb:所望の第2位置で体軸方向の座標原点からの距離(既知)
θb:撮影範囲の下限位置B´にマーカがあるときの、座標原点からの放射線源の回転角度(既知)
A´:放射線源の所望の位置DH1でマーカにより決定した撮影範囲の上限位置(未知)
B´:放射線源の所望の位置DH2でマーカにより決定した撮影範囲の下限位置(未知)
DHa:所望の第1位置で体軸方向の座標原点からの距離(既知)
SID:撮影時における放射線検出器と放射線源との間の距離(既知)
P1:放射線検出器と被検者上のマーカ照射位置(体厚含む)間の距離(既知)
θa:撮影範囲の上限位置A´にマーカがあるときの、座標原点からの放射線源の回転角度(既知)
DHb:所望の第2位置で体軸方向の座標原点からの距離(既知)
θb:撮影範囲の下限位置B´にマーカがあるときの、座標原点からの放射線源の回転角度(既知)
この場合において、所望の位置DH2に移動しないで所望の位置DH1で撮影範囲の下限位置B´をマーカにより決定することで、撮影中心位置CHを次の(10)式〜(12)式により算出(決定)することができる。
CH=(A´−B´)/2+B´ …(10)
A´=DH−(SID−P1)/tanθa …(11)
B´=DH−(SID−P1)/tanθb …(12)
CH=(A´−B´)/2+B´ …(10)
A´=DH−(SID−P1)/tanθa …(11)
B´=DH−(SID−P1)/tanθb …(12)
ここで、各記号の意味は以下の通りである。
A´:放射線源の所望の位置DHでマーカにより決定した撮影範囲の上限位置(未知)
B´:放射線源の所望の位置DHでマーカにより決定した撮影範囲の下限位置(未知)
DH:所望の位置で体軸方向の座標原点からの距離(既知)
SID:撮影時における放射線検出器と放射線源との間の距離(既知)
P1:放射線検出器と被検者上のマーカ照射位置(体厚含む)間の距離(既知)
θa:撮影範囲の上限位置A´にマーカがあるときの、座標原点からの放射線源の回転角度(既知)
θb:撮影範囲の下限位置B´にマーカがあるときの、座標原点からの放射線源の回転角度(既知)
A´:放射線源の所望の位置DHでマーカにより決定した撮影範囲の上限位置(未知)
B´:放射線源の所望の位置DHでマーカにより決定した撮影範囲の下限位置(未知)
DH:所望の位置で体軸方向の座標原点からの距離(既知)
SID:撮影時における放射線検出器と放射線源との間の距離(既知)
P1:放射線検出器と被検者上のマーカ照射位置(体厚含む)間の距離(既知)
θa:撮影範囲の上限位置A´にマーカがあるときの、座標原点からの放射線源の回転角度(既知)
θb:撮影範囲の下限位置B´にマーカがあるときの、座標原点からの放射線源の回転角度(既知)
この発明によれば、長尺撮影の際の放射線源の撮影中心位置を、放射線撮影室を広くすることなく、設定時に医師等が中腰になる必要がなく、しかも、短時間に設定することができる。
以下、この発明の一実施形態に係る放射線撮影システムについて、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、この実施形態に係る放射線撮影システム(放射線長尺撮影システム)10(以下、「撮影システム10」という。)の構成を示している。
図2は、図1に示す放射線撮影システム10のブロック図である。
図1及び図2において、放射線Xの撮影室に設置される撮影システム10は、撮影条件に従った線量の放射線Xを患者等の被検者12に照射(曝射)する、管球保持器15内に収容された放射線源14と、被検者12を透過した放射線Xを検出する放射線検出器16{FPD(Flat Panel Detector):平面検出器}を備える放射線検出装置18と、放射線検出装置18で検出された放射線Xに基づく放射線画像を表示する表示装置20と、当該撮影システム10を総合的に制御する撮影制御装置22(コンソール)と、撮影制御装置22の制御下に図示しないモータ等の駆動源により管球保持器15や放射線検出装置18等を移動制御(後述する首振り制御を含む位置制御)する駆動機構部23(繁雑となるので図1には記載していない。)と、を備える。
なお、撮影条件とは、被検者12の撮影部位に対して、適切な線量からなる放射線Xを照射するための管電圧、管電流、照射時間等を決定するための条件であり、例えば、撮影部位、撮影方法等の条件を挙げることができる。
撮影システム10において、撮影制御装置22に対して、放射線源14と、放射線検出装置18と、表示装置20と、駆動機構部23とは、無線又は有線の通信線で接続され、信号の送受信が行われる。
放射線源14は、天井11から延びた伸縮自在のアーム24に連結され、該アーム24は、撮影制御装置22の入力部86(ジョイステック等の操作レバーやスイッチ、キーボード、マウス等から構成される)を操作することで、駆動機構部23を通じて高さ方向に伸縮可能であり、撮影時において被検者12の撮影部位に応じた所望の位置に移動可能である。なお、管球保持器15に保持された放射線源14の座標原点である床面13からの距離を表す位置DHは、図示しないポテンショメータ等から読み取られる既知の値である。
また、入力部86を操作することでレーザ光Lを角度θ方向に回転可能であり、レーザ光Lの被検者12上を横切るように映されるレーザマーカLMを利用して後述するように撮影範囲{この実施形態では、被検者12の体軸方向の撮影範囲の決定について説明する。被検者12の体軸方向と直交する水平方向の撮影範囲は予め撮影条件によって決定することができる。}を決定することができる。角度θは、図示しない角度センサから読み取られる既知の値である。
表示装置20は自在アーム26に連結され、表示される放射線画像を医師や放射線技師(以下、医師等という。)27が容易に確認できる位置に移動可能である。
放射線検出装置18は、被検者12を載せる撮影台28と、この撮影台28に設けられ垂直方向に延びる支柱30と、この支柱30に沿って設けられるガイドレール32と、このガイドレール32に取り付けられ高さ方向に移動可能な前記の放射線検出器16を内蔵する放射線検出ユニット34と、この撮影台28に設けられ垂直方向(z方向)に延び、被検者12を固定する衝立35と、を備える。
図3は、放射線検出器16の回路構成ブロック図である。放射線検出器16は、放射線Xを感知して電荷を発生させるアモルファスセレン(a−Se)等の物質からなる光電変換層51を行列状の薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)52のアレイの上に配置した構造を有し、発生した電荷を蓄積容量(蓄積部)53に蓄積した後、各行毎にTFT52を順次オンにして、電荷を画像信号として読み出す。図3では、光電変換層51及び蓄積容量53からなる1つの画素50と1つのTFT52との接続関係のみを示し、その他の画素50の構成については省略している。
各画素50に接続されるTFT52には、行方向に平行に延びるゲート線54と、列方向に平行に延びる信号線56とが接続される。各ゲート線54は、ライン走査駆動部58に接続され、各信号線56は、読取回路を構成するマルチプレクサ66に接続される。
ゲート線54には、行方向に配列されたTFT52をオンオフ制御する制御信号Von、Voffがライン走査駆動部58から供給される。この場合、ライン走査駆動部58は、ゲート線54を切り替える複数のスイッチSW1と、スイッチSW1の1つを選択する選択信号を出力するアドレスデコーダ60とを備える。アドレスデコーダ60には、検出器制御部46からアドレス信号が供給される。
また、信号線56には、列方向に配列されたTFT52を介して各画素50の蓄積容量53に保持されている電荷が流出する。この電荷は、増幅器62によって増幅される。増幅器62には、サンプルホールド回路64を介してマルチプレクサ66が接続される。マルチプレクサ66は、信号線56を切り替える複数のスイッチSW2と、スイッチSW2の1つを選択する選択信号を出力するアドレスデコーダ68とを備える。アドレスデコーダ68には、検出器制御部46からアドレス信号が供給される。マルチプレクサ66には、A/D変換器(A/D変換部)70が接続され、A/D変換器70によってデジタル信号の画像データに変換された放射線画像情報が検出器制御部46に供給される。
スイッチング素子として機能するTFT52は、CMOS(Complementary Metal−Oxside Semiconductor)イメージセンサ等、他の撮像素子と組み合わせて実現してもよい。また、TFTで言うところのゲート信号に相当するシフトパルスにより電荷をシフトしながら転送するCCD(Charge−Coupled Device)イメージセンサに置き換えることも可能である。
図2において、撮影制御装置22には、病院内の放射線科で取り扱われる放射線画像情報やその他の情報を統括的に管理する放射線科情報システム(RIS)29が接続され、RIS29には、病院内の医事情報を統括的に管理する医事情報システム(HIS)33が接続される。
放射線源14は、放射線Xを発生するX線管76と、放射線Xの照射野を決定するコリメータ78と、マーカ発生部72と、これらを制御する線源制御部80とを備える。
放射線源14は、図4の模式図に示すように、駆動機構部23(図2)を通じて角度θ方向に首振り可能な管球保持器15を有し、この管球保持器15内に、コリメータ78、レーザダイオード101、ミラー102、X線管76及び線源制御部80が配設されている。レーザダイオード101とミラー102によりマーカ発生部72が形成される。
コリメータ78の開口を矢印方向に調節することにより放射線Xの照射野を調節することができる。図4において、放射線Xの照射野(照射角度α´)は、放射線検出器16の体軸方向の有効検出範囲Dの略全面に調整されている。ミラー102は、放射線Xが発生されていないときに、破線の位置に移動可能に構成される。破線の位置で、レーザダイオード101から出射されるライン状のレーザ光Lが2点鎖線で示すミラー102の位置で反射され、光軸上を進み、被検者12の表面に被検者12の体軸方向(z方向)と直交する方向(水平方向で紙面の前後方向である後述するx方向)を横切るラインマーカLMを映させる。このラインマーカMは、医師等27及び被検者12も視認することができる。
図5は、被検者12を正面からみた説明図である。被検者12上に映されるラインマーカLMは、管球保持器15、すなわち放射線源14をyz平面上(yは紙面の前後方向であって図1等参照)で角度θ方向に回転することにより、被検者12が固定される衝立35の略全長に渡って移動させることができる。
なお、図6に示すようにラインマーカLMに代替して、レーザポインタのようなドットマーカDMを体軸の中心線98に沿って移動させるようにしてもよい。ドットマーカDMに代替して正面からみて体軸と直交する方向に略片足の半分の距離分、右側あるいは左側にオフセットさせたドットマーカDM´を中心線98と平行に移動させるようにしてもよい。オフセットさせることで下肢上に容易にドットマーカDM´を照射することができる。そのため、オフセットさせたドットマーカDM´の大きさは、ドットマーカDMの大きさより小さくすることができる。以下、図5のラインマーカLMを例として説明する。
図5及び図1において、後に詳しく説明するが、撮影範囲を決定(算出)する際に利用される各符号の意味は、以下に示す通りである。なお、角度θ[゜]以外の各符号の単位は、長さ[mm]であり、座標原点(0[mm])からの高さを示している。上述したように、座標原点は、床面13である。
CH:撮影中心位置(未知)
A´:撮影範囲の上限位置(未知)
A:撮影範囲の上限位置A´を、撮影中心位置CHに配された放射線源14から見て放射線検出器16の位置に投影したときの該放射線検出器16上の投影上限位置(未知)
LB:投影下限位置(被検者12の踝の位置に対応する値で既知)
DH:撮影範囲を決定する際の放射線源14の所望の位置(既知)
SID:撮影時における放射線検出器16と放射線源14との間の距離(いわゆる撮影距離であって既知)
P1:放射線検出器16と被検者12上のマーカ照射位置(体厚含む)間の距離(既知)
θa:撮影範囲の設定上限位置A´にマーカがあるときの、鉛直線からの前記放射線源14の回転角度(既知)
LT:投影上限位置(既知)
B:撮影範囲の下限位置B´を、撮影中心位置CHに配された放射線源14から見て放射線検出器16の位置に投影したときの放射線検出器16上の投影下限位置(未知)
B´:撮影範囲の設定下限位置(未知)
θb:撮影範囲の下限位置B´にマーカLMがあるときの、鉛直線からの放射線源14の回転角度(既知)
CH:撮影中心位置(未知)
A´:撮影範囲の上限位置(未知)
A:撮影範囲の上限位置A´を、撮影中心位置CHに配された放射線源14から見て放射線検出器16の位置に投影したときの該放射線検出器16上の投影上限位置(未知)
LB:投影下限位置(被検者12の踝の位置に対応する値で既知)
DH:撮影範囲を決定する際の放射線源14の所望の位置(既知)
SID:撮影時における放射線検出器16と放射線源14との間の距離(いわゆる撮影距離であって既知)
P1:放射線検出器16と被検者12上のマーカ照射位置(体厚含む)間の距離(既知)
θa:撮影範囲の設定上限位置A´にマーカがあるときの、鉛直線からの前記放射線源14の回転角度(既知)
LT:投影上限位置(既知)
B:撮影範囲の下限位置B´を、撮影中心位置CHに配された放射線源14から見て放射線検出器16の位置に投影したときの放射線検出器16上の投影下限位置(未知)
B´:撮影範囲の設定下限位置(未知)
θb:撮影範囲の下限位置B´にマーカLMがあるときの、鉛直線からの放射線源14の回転角度(既知)
なお、図2おいて、放射線源14の線源制御部80は、撮影スイッチ74がオン状態とされたことを検出すると、撮影制御装置22から供給される撮影条件に基づきX線管76を駆動し、X線管76からコリメータ78を通じて放射線Xを出力させる。
放射線検出装置18は、上述した放射線検出器16の他に検出器制御部46と記憶部82を備える。検出器制御部46は、放射線検出器16から得た画像データを取得し、記憶部82(画像メモリ)に記憶する。
撮影制御装置22は、上述した入力部86及び撮影スイッチ74の他、撮影制御部90と、撮影中心位置算出部92と、記憶部94と表示部96を備える。
放射線検出装置18の記憶部82に記憶された画像データは、撮影後直ちに撮影制御装置22の記憶部94に転送され撮影制御部90により所定の画像処理が施されて表示装置20に画像データとして転送される。画像データに応じて表示装置20上に被検者12の撮影範囲に係る放射線画像が表示される。
この実施形態に係る撮影システム10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について、図7のフローチャートを参照して説明する。
ステップS1において、撮影制御装置22に対してRIS29を通じて撮影オーダが入るかどうかが監視され被検者情報を含む撮影オーダ(撮影条件)が入ると、撮影制御装置22の表示部96に表示される。
ステップS2において、その撮影オーダに対応する撮影メニュー、ここでは長尺撮影メニュー(撮影条件が全脊柱撮影や全下肢撮影等)が、撮影制御部90より選択されるものとする。なお、長尺撮影メニューのプログラムは、記憶部94に予め記憶されている。
このとき、撮影制御部90は、駆動機構部23を介して放射線源14を、図1に示す所定位置DH(座標原点からの距離)に移動する。
その所定位置DHは、これからラインマーカLMを設定しようとする撮影範囲の上限位置A´より高い位置であることが好ましい。すなわち、医師等27がラインマーカLMを見るのに、放射線源14が死角にならない位置であることが好ましい。なお、所定位置DHは、入力部86を操作することで初期設定でき、記憶部94に記憶しておくことができる。また、所定位置DHは、被検者12の身長(身長区分)に略比例して予め所定値に初期設定しておくことも可能であり、この場合、被検者12の身長を含む情報に応じて自動的に位置を決定することができる。
次いで、被検者12を撮影台28に載せ、衝立35に位置決めし、固定ベルトで固定する。
次に、ステップS4において、撮影中心位置CHを決定(算出)する処理を行うが、このステップS4の処理に、第1〜第5実施例に係る処理がある。
[第1実施例]
ここで、まず、撮影中心位置CHを決定する第1実施例について、図8の説明図及び図9のフローチャートをも参照して説明する。
ここで、まず、撮影中心位置CHを決定する第1実施例について、図8の説明図及び図9のフローチャートをも参照して説明する。
医師等27は、ステップS41aにおいて、入力部86を操作することで、所定位置DHにおいて、ラインマーカLMを照射したまま放射線源14の首を振らせ、ラインマーカLMにて撮影範囲SAの上限位置A´を設定する。この場合、ステップS41bにおいて、撮影中心位置算出部92は、入力部86の操作を検出し、駆動機構部23を通じて放射線源14の首を振らせるとともに、線源制御部80及びマーカ発生部72を通じてラインマーカMを発生させ、ラインマーカLMが設定された被検者12上の撮影範囲SAの上限位置A´に対応する回転角度θaを検出する。
次に、ステップS41cにおいて、入力部86を操作することで、放射線源14の首を下方側に振らせ、ラインマーカLMにて撮影範囲SAの下限位置B´を設定する。この場合、ステップS41dにおいて、撮影中心位置算出部92は、入力部86の操作を検出し、駆動機構部23を通じて放射線源14の首を振らせるとともに、ラインマーカMが設定された被検者12上の撮影範囲SAの下限位置B´に対応する回転角度θbを検出する。
次いで、ステップS41eにおいて、撮影中心位置CHを次の(10)式により算出(決定)する。
CH=(A´−B´)/2+B´ …(10)
CH=(A´−B´)/2+B´ …(10)
ここで、上限位置A´と下限位置B´は、未知数であるが、次の(11)式及び(12)式により求めることができる。
A´=DH−(SID−P1)/tanθa …(11)
B´=DH−(SID−P1)/tanθb …(12)
A´=DH−(SID−P1)/tanθa …(11)
B´=DH−(SID−P1)/tanθb …(12)
各記号の意味は以下の通りである。
A´:放射線源14の所望の位置DHでラインマーカLMにより決定した撮影範囲SAの上限位置
B´:放射線源14の所望の位置DHでラインマーカLMにより決定した撮影範囲SAの下限位置
DH:所望の位置(任意の位置)であって、体軸方向(z方向)の座標原点からの既知の距離
SID:撮影時における放射線検出器16と放射線源14との間の撮影距離(既知)
P1:放射線検出器16と被検者12上のマーカ照射位置(体厚含む)間の既知の距離(放射線検出器16から衝立35の表面までの距離と、被検者12の体厚を加算した値、補正距離ともいう。)
θa:撮影範囲の上限位置A´にマーカがあるときの、鉛直線からの放射線源の回転角度
θb:撮影範囲の下限位置B´にマーカがあるときの、鉛直線からの放射線源の回転角度
A´:放射線源14の所望の位置DHでラインマーカLMにより決定した撮影範囲SAの上限位置
B´:放射線源14の所望の位置DHでラインマーカLMにより決定した撮影範囲SAの下限位置
DH:所望の位置(任意の位置)であって、体軸方向(z方向)の座標原点からの既知の距離
SID:撮影時における放射線検出器16と放射線源14との間の撮影距離(既知)
P1:放射線検出器16と被検者12上のマーカ照射位置(体厚含む)間の既知の距離(放射線検出器16から衝立35の表面までの距離と、被検者12の体厚を加算した値、補正距離ともいう。)
θa:撮影範囲の上限位置A´にマーカがあるときの、鉛直線からの放射線源の回転角度
θb:撮影範囲の下限位置B´にマーカがあるときの、鉛直線からの放射線源の回転角度
図10に示すように、被検者12の撮影範囲SAに対し、放射線検出器16の撮影範囲(透過撮影範囲という。)TSAは、次の(12)式に示すように、(13)式に示す拡大率Xをかけることにより求めることができる。
TSA=X×SA …(12)
X=(SID−P1)/SID …(13)
TSA=X×SA …(12)
X=(SID−P1)/SID …(13)
次いで、放射線Xの照射野角度αに対応する放射線検出器16の位置上での放射線Xの照射野のZ方向(体軸方向)の長さで、透過撮影範囲TSAを割ることにより撮影枚数が決定される。このとき、隣り合う撮影において、放射線検出器16上で繋ぎ合わせのための重複撮影部分が設けられる。実際上、この重複撮影部分を考慮して放射線Xの首振り角度が予め決定される。
撮影枚数Nは、例えば、次の(14)式により決定することができる。
N≧(A−B−V)/(D−V) …(14)
V:重複撮影部分
D:放射線検出器16の撮影範囲(体軸方向の長さで、概ね、放射線Xの照射野角度αに対応する放射線検出器16の位置上での放射線Xの照射野の長さ)
N≧(A−B−V)/(D−V) …(14)
V:重複撮影部分
D:放射線検出器16の撮影範囲(体軸方向の長さで、概ね、放射線Xの照射野角度αに対応する放射線検出器16の位置上での放射線Xの照射野の長さ)
撮影枚数が決定されると、放射線検出器16の間欠移動範囲が決定される。その結果、放射線源14の1枚目の撮影位置(1枚目の首振り角度、例えば、図8の2回撮影においては、体軸方向上側の照射野角度αの中央の角度位置)が算出される。なお、放射線Xの照射野角度αに対応する放射線検出器16の位置上での放射線Xの照射野のZ方向(体軸方向)の長さが、撮影毎に同一の長さとなるよう撮影毎にコリメータ78の開口長さが自動調整される。
ステップS41eで撮影中心位置CH等(撮影中心位置CHの他、撮影枚数、放射線検出器16の間欠移動範囲)が算出されると、ステップS5において、管球保持器15に保持された放射線源14は、位置DHから撮影位置CHに移動し、1枚目の撮影位置に向けて首振り回転する(図8の場合には、上側の角度αの中心角度位置まで)。
1枚目の撮影位置に向けての首振り回転が終了すると、表示部96上にレディ状態(準備完了)が表示される。
次いで、ステップS6に撮影スイッチ74が押下されオン状態にされると、ステップS7において、撮影条件に応じてX線管76が駆動され被検者12に放射線Xが照射される。被検者12を透過した放射線Xは、放射線検出器16の各画素50で検出され、放射線Xの照射が終了すると、上述したように、各画素50の電荷が読み出されA/D変換器70でデジタル化され、デジタル画像データ(分割画像データ)として記憶部82に記憶される。
なお、放射線Xの1枚目の照射が終了した時点で、放射線検出器16は、ステップS8において、2枚目の撮影位置に移動され、放射線源14も2枚の撮影位置に首振り回転される(図8の場合には、下側の角度αの中心角度位置まで)。
次いで、ステップ9において1枚目と同様に2枚目の撮影がなされ、2枚目のデジタル画像データ(分割画像データ)が記憶部82に記憶される。
次いで、ステップS10において、予め定められた撮影が終了すると、表示部96に撮影完了の表示がなされるので、医師等27は、撮影スイッチ74の押下を解除して、スイッチをオフ状態にする。なお、撮影スイッチ74の押下を解除することで、撮影中にいつでも放射線撮影を中止することができる。
長尺分の画像の撮影終了後に、記憶部82に記憶されている分割画像データが撮影制御装置22の記憶部94に転送され、撮影制御装置22内で、当該技術分野で公知の要領にて分割画像データが繋ぎ合わされ合成画像データとされ画像処理が施される。画像処理後の合成画像データ(放射線画像情報)は、表示装置20に送信される。
放射線画像情報を受信した表示装置20は、被検者12の放射線画像を表示する。このため、医師等27が医師である場合、当該医師は、例えば、放射線画像を確認しながら診断を遂行することができる。
[第2実施例]
次に、撮影中心位置CHを決定する第2実施例について、図11の説明図及びステップ4の他のサブルーチンに係る図12のフローチャートを参照して説明する。
次に、撮影中心位置CHを決定する第2実施例について、図11の説明図及びステップ4の他のサブルーチンに係る図12のフローチャートを参照して説明する。
この第2実施例では、図11に示すように、放射線源14の所望の位置(第1位置)DH1で撮影範囲の上限位置A´をラインマーカLMにより設定し(ステップS42a)、そのときの回転角度θaを検出する(ステップS42b)。次いで、前記所望の位置DH1と体軸方向上の異なる位置(第2位置)DH2(DH2<DH1)に管球保持器15を移動し(ステップS42c)、その第2位置DH2で撮影範囲の下限位置B´をラインマーカLMにより設定し(ステップS42d)、そのときの回転角度θbを検出する(ステップS42e)。これによりステップS42fにおいて、撮影中心位置CHを次の(7)式〜(9)式により算出(決定)することができる。
CH=(A´−B´)/2+B´ …(7)
A´=DHa−(SID−P1)/tanθa …(8)
B´=DHb−(SID−P1)/tanθb …(9)
CH=(A´−B´)/2+B´ …(7)
A´=DHa−(SID−P1)/tanθa …(8)
B´=DHb−(SID−P1)/tanθb …(9)
この第2実施例は、図示しない角度センサの精度が良くないとき等に採用して好適である。
[第3実施例]
次に、撮影中心位置CHを決定する第3実施例について、図13の説明図及びステップ4のさらに他のサブルーチンに係る図14のフローチャートを参照して説明する。
次に、撮影中心位置CHを決定する第3実施例について、図13の説明図及びステップ4のさらに他のサブルーチンに係る図14のフローチャートを参照して説明する。
この第3実施例では、図13に示すように、撮影範囲の下限が所定値{ここでは、衝立35の台座で被検者12が載置される撮影台28の床面(座標原点)からの高さに踝までの高さを加算した高さ}LBで規定される場合には、前記所望の位置DHで撮影範囲の上限位置A´にのみマーカを照射することで(ステップS43a)、そのときの回転角度θa(ステップS43b)を求めれば、撮影中心位置CHを次の(1)式〜(3)式により算出(決定)することができる(ステップS43c)。
CH=(A−LB)/2+LB …(1)
A=2×(A´−LB)×SID/(2×SID−P1)+LB …(2)
A´=DH−(SID−P1)/tanθa …(3)
CH=(A−LB)/2+LB …(1)
A=2×(A´−LB)×SID/(2×SID−P1)+LB …(2)
A´=DH−(SID−P1)/tanθa …(3)
ここで、図13を参照すれば、H1+H2=A´−LBであり、H1=H2×SID/(SID−P1)であり、A=2×H1+LBであることから、上記(2)式を導くことができる。
[第4実施例]
次に、撮影中心位置CHを決定する第4実施例について、図15の説明図及びステップ4のさらに他のサブルーチンに係る図16のフローチャートを参照して説明する。
次に、撮影中心位置CHを決定する第4実施例について、図15の説明図及びステップ4のさらに他のサブルーチンに係る図16のフローチャートを参照して説明する。
この第4実施例では、図15に示すように、撮影範囲の上限が所定値{ここでは、放射線検出器16の体軸方向の上限位置(投影上限位置とする。)LTで規定される場合には、前記所望の位置DHで撮影範囲の下限位置B´にのみマーカを照射することで(ステップS44a)、そのときの回転角度θb(ステップS44b)を求めれば、撮影中心位置CHを次の(4)〜(6)式により算出(決定)することができる(ステップS44c)。
CH=LT−(B−LT)/2 …(4)
B=2×(LT−B´)(2×SID−P1)/SID …(5)
B´=DH−(SID−P1)/tanθb …(6)
CH=LT−(B−LT)/2 …(4)
B=2×(LT−B´)(2×SID−P1)/SID …(5)
B´=DH−(SID−P1)/tanθb …(6)
ここで、図15を参照すれば、H1+H2=LT−B´であり、H1=H2×(SID−P1)/SIDであり、B=LT−2×H2であることから、上記(5)式を導くことができる。
以上説明したように、上述した実施形態に係る放射線撮影システム10は、撮影前に、放射線源14を、被検者の体軸方向に平行な軸上所望の位置で前記体軸方向の座標原点である床面13からの距離が既知の距離DHに配置し、この配置位置DHにおいて、放射線源14から出射され被検者12に当たる光線あるいは光点のマーカLM、DM、DM´を被検者12上で撮影範囲SA(A´〜B´の間)の上限位置A´及び(又は)下限位置B´に設定して首振り角度θa、θb等を得、既知の値である配置位置DH及び首振り角度θa、θb等を用い、未知の値である上限位置A´や下限位置B´を三角関数の公式を利用して床面からの距離として算出し、さらに、放射線源14の首振り中心位置である撮影中心位置CHを前記体軸方向の座標原点である床面13からの距離として算出、例えば、CH=(A´−B´)/2+B´として算出するようにしているので、長尺撮影の際の放射線源14の撮影中心位置CHを、放射線撮影室を広くすることなく、設定時に医師等27が中腰になる必要がなく、しかも、短時間に自動的に設定することができる。
なお、この発明は、上述の実施の形態に限らず、例えば、立位撮影のみならず、臥位撮影に適用する等、また、座標原点は、立位撮影の場合には、床面13に限らず、撮影台28の上面である被検者12の載置面あるいは天井11等に設定することが可能であり、臥位撮影の場合には、ベッドの下端等を座標原点に設定することができる。すなわち、この発明は、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る。
10…放射線撮影システム 12…被検者
14…放射線源 15…管球保持器
16…放射線検出器 18…放射線検出装置
22…撮影制御装置 72…マーカ発生部
14…放射線源 15…管球保持器
16…放射線検出器 18…放射線検出装置
22…撮影制御装置 72…マーカ発生部
Claims (6)
- 被検者の体軸方向に平行な軸上を移動可能で、かつ前記体軸方向に所定角度範囲で首振り回転動作可能な放射線源と、
前記放射線源から距離SIDの位置に配され、前記被検者を透過した放射線を検出し、かつ前記被検者の体軸方向に間欠的に移動され前記首振り回転位置に対応した長尺撮影用の分割画像を得る放射線検出器と、
前記被検者上に照射するマーカを発生するマーカ発生部と、
撮影前に、前記放射線源を、前記軸上所望の位置で前記体軸方向の座標原点からの距離が既知の距離(DHとする。)に配置し、この配置位置において、前記放射線源を首振り回転させながら前記マーカを前記被検者上で撮影範囲の上限位置及び(又は)下限位置に照射したときの首振り角度を得、前記放射線源の首振り中心位置である撮影中心位置(CHとする。)を前記体軸方向の座標原点からの距離として算出する撮影中心位置算出部と、
を備えることを特徴とする放射線撮影システム。 - 請求項1記載の放射線撮影システムにおいて、
前記マーカは、前記被検者上を横切る方向に延びる光線又は前記被検者上に当たる光点である
ことを特徴とする放射線撮影システム。 - 請求項1又は2記載の放射線撮影システムにおいて、
前記撮影中心位置算出部は、
前記マーカの前記被検者上での前記撮影範囲の上限位置(前記座標原点からの距離が未知である距離)をA´とし、該上限位置A´を、
前記撮影範囲の上限位置に前記マーカがあるときの、前記座標原点からの前記放射線源の回転角度(θaとする。)と、
前記放射線検出器と前記被検者上のマーカ照射位置間の既知の距離(P1とする。)とから、
A´=DH−(SID−P1)/tanθa
として求め、
前記撮影範囲の下限位置を前記放射線検出器に投影したときの投影下限位置をLBとし、
前記撮影範囲の上限位置A´を前記放射線検出器位置に投影したときの投影上限位置をAとしたとき、該投影上限位置Aを、
A=2×(A´−LB)×SID/(2×SID−P1)+LB
として求め、
前記撮影中心位置CHを、
CH=(A−LB)/2+LB
として求める
ことを特徴とする放射線撮影システム。 - 請求項1記載の放射線撮影システムにおいて、
前記撮影中心位置算出部は、
前記マーカの前記被検者上での前記撮影範囲の下限位置(前記座標原点からの距離が未知である距離)をB´とし、該下限位置B´を、
前記撮影範囲の下限位置に前記マーカがあるときの、前記座標原点からの前記放射線源の回転角度(θbとする。)と、
前記放射線検出器と前記被検者上のマーカ照射位置間の既知の距離(P1とする。)とから、
B´=DH−(SID−P1)/tanθb
として求め、
前記撮影範囲の上限位置を前記放射線検出器に投影したときの投影上限位置をLTとし、
前記撮影範囲の下限位置B´を前記放射線検出器位置に投影したときの投影下限位置をBとしたとき、該投影下限位置Bを、
B=2×(LT−B´)(2×SID−P1)/SID
として求め、
前記撮影中心位置CHを、
CH=LT−(B−LT)/2
として求める
ことを特徴とする放射線撮影システム。 - 請求項1記載の放射線撮影システムにおいて、
前記撮影中心位置算出部は、
撮影前に、前記放射線源を、前記軸上所望の位置で前記体軸方向の座標原点からの距離が既知の距離(DHとする。)に配置し、この配置位置において、前記マーカを前記被検者上で撮影範囲の上限及び(又は)下限に設定することで、前記放射線源の首振り中心位置である撮影中心位置(CHとする。)を前記体軸方向の座標原点からの距離として求める際に、
前記放射線源を、前記軸上所望の第1位置で前記体軸方向の座標原点からの既知の距離DHaに配置し、この既知の距離DHaの配置位置において、前記マーカを前記被検者上での撮影範囲の上限位置(前記座標原点からの距離が未知である距離)A´に合わせ、該上限位置A´を、
前記撮影範囲の上限位置に前記マーカがあるときの、前記座標原点からの前記放射線源の回転角度(θaとする。)と、
前記放射線検出器と前記被検者上のマーカ照射位置間の既知の距離(P1とする。)とから、
A´=DHa−(SID−P1)/tanθa
として求め、
前記放射線源を、前記軸上所望の第2位置で前記体軸方向の座標原点からの既知の距離DHb(DHb<DHa)に配置し、この既知の距離DHbの配置位置において、前記マーカを前記被検者上での撮影範囲の下限位置(前記座標原点からの距離が未知である距離)B´に合わせ、該下限位置B´を、
前記撮影範囲の下限位置に前記マーカがあるときの、前記座標原点からの前記放射線源の回転角度(θbとする。)と、
前記放射線検出器と前記被検者上のマーカ照射位置間の既知の距離(P1とする。)とから、
B´=DHb−(SID−P1)/tanθb
として求め、
撮影中心位置CHを、
CH=(A´−B´)/2+B´
として求める
ことを特徴とする放射線撮影システム。 - 請求項1記載の放射線撮影システムにおいて、
前記撮影中心位置算出部は、
撮影前に、前記放射線源を、前記軸上所望の位置で前記体軸方向の座標原点からの距離が既知の距離(DHとする。)に配置し、この配置位置において、前記マーカを前記被検者上で撮影範囲の上限及び(又は)下限に設定することで、前記放射線源の首振り中心位置である撮影中心位置(CHとする。)を前記体軸方向の座標原点からの距離として求める際に、
前記放射線源を、前記軸上所望の位置で前記体軸方向の座標原点からの既知の距離DHに配置し、この既知の距離DHの配置位置において、前記マーカを前記被検者上での撮影範囲の上限位置(前記座標原点からの距離が未知である距離)A´に合わせ、該上限位置A´を、
前記撮影範囲の上限位置に前記マーカがあるときの、前記座標原点からの前記放射線源の回転角度(θaとする。)と、
前記放射線検出器と前記被検者上のマーカ照射位置間の既知の距離(P1とする。)とから、
A´=DH−(SID−P1)/tanθa
として求め、
前記放射線源を、前記軸上所望の位置で前記マーカを前記被検者上での撮影範囲の下限位置(前記座標原点からの距離が未知である距離)B´に合わせ、該下限位置B´を、
前記撮影範囲の下限位置に前記マーカがあるときの、前記座標原点からの前記放射線源の回転角度(θbとする。)と、
前記放射線検出器と前記被検者上のマーカ照射位置間の既知の距離(P1とする。)とから、
B´=DH−(SID−P1)/tanθb
として求め、
撮影中心位置CHを、
CH=(A´−B´)/2+B´
として求める
ことを特徴とする放射線撮影システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009225088A JP2011072404A (ja) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | 放射線撮影システム |
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JP2009225088A JP2011072404A (ja) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | 放射線撮影システム |
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Family Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2693274B1 (en) | 2011-03-29 | 2015-03-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Conductive member |
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US10996581B2 (en) | 2011-03-29 | 2021-05-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Conductive member |
-
2009
- 2009-09-29 JP JP2009225088A patent/JP2011072404A/ja not_active Withdrawn
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