JP2014147465A - X線装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】X線撮影時における患者負担の軽減に寄与するX線装置を提供する。
【解決手段】X線を発生させるX線源40と、X線を検出するX線検出器4を収納するための収納部13と、電源が投入されると発熱する発熱体、例えば電源装置15と、を含む。そして、暖気運転中に、電源装置15から生じる熱により収納部13に収納されたX線検出器4の温度を上昇させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、X線装置に関し、特にX線撮影時における患者負担を軽減する技術に関する。
近年、移動型X線装置は、小型のものから多機能を搭載した大型のものまで種類が豊富になっている。一般に、大型化するにつれて重量が大きくなり、移動が大変になる傾向がある。この移動を軽減するための技術として、例えば、特許文献1には、移動操作するハンドルに加えられる力、及び駆動車輪のトルクの関係が設定された走行モードを複数備えた移動型X線装置が開示されている。
特開2011−167296号公報
移動型X線装置は、使用しないときには、施設ごとに定められた所定の収納場所に置かれていることが多い。収納中は、移動型X線装置及びそれに搭載されたX線検出器は、収納場所の環境温度に近づく。収納場所が、人の出入りが少ない部屋や廊下の端などの温度調整がされていない空間である場合、X線検出器の温度と被検体との差が大きくなることがある。この状態で、移動型X線装置を被検体がいる病室に移動し、X線検出器を患者に接触させてX線撮影を行うと、患者が不快な思いをすることがあるという問題があった。
そこで本発明は、X線撮影時における患者負担の軽減に寄与するX線装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明に係るX線装置は、X線を発生させるX線源と、前記X線を検出するX線検出器を収納するための収納部と、電源が投入されると発熱する発熱体と、を含み、前記発熱体から生じる熱により、前記収納部に収納された前記X線検出器の温度を上昇させる、ことを特徴とする。
本発明によれば、X線撮影時における患者負担の軽減に寄与するX線装置を提供することができる。
第一実施形態に係る移動型X線装置の全体構成を示す説明図 第一実施形態に係る移動型X線装置の背面図 (a)、(b)は、それぞれ、収納部の構造を示す図 図1において、収納部向け排気口を含む断面位置cにおける拡大断面図であって、(a)は収納部向け排気口19bに向けて排気を排出する状態を示し、(b)は外部向け排気口19aに向けて排気を排出する状態を示す。 第一実施形態に係る移動型X線装置の内部構成を示す機能ブロック図 第一実施形態に係る移動型X線装置の動作の流れを示すフローチャート 第二実施形態に係る移動型X線装置の全体構成を示す説明図
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。全図を通して、同一の構成には同一の符号を付し、重複説明を省略する。
<第一実施形態>
第一実施形態は、移動型X線装置1の発熱部品を空冷した時に生じる排気を用いて、X線検出器を温める実施形態である。以下では、移動型X線装置1の発熱部品として、電源装置を例に挙げて説明するが、発熱部品は、電源装置の他、制御装置、X線画像を生成する画像処理装置、及び移動型X線装置の走行に用いる走行モータなどでもよい。望ましくは、移動型X線装置の暖気運転中に作動して発熱する部品がより好適である。以下、図1乃至図6に基づいて、第一実施形態について説明する。図1は、第一実施形態に係る移動型X線装置の全体構成を示す説明図である。図2は、第一実施形態に係る移動型X線装置の背面図である。図3(a)、(b)は、それぞれ収納部の構造を示す図である。図4は、図1における収納部向け排気口を含む断面位置cにおける拡大断面図であって、(a)は収納部向け排気口19bに向けて排気を排出する状態を示し、(b)は外部向け排気口19aに向けて排気を排出する状態を示す。図5は、第一実施形態に係る移動型X線装置の内部構成を示す機能ブロック図である。図6は、第一実施形態に係る移動型X線装置の動作の流れを示すフローチャートである。
図1に示すように、第一実施形態に係る移動型X線装置1は、本体部10と、本体部10を搭載して移動させる移動部(本実施形態では移動台車を用いて構成する。以下「台車」と称する)20と、台車20上に設置された支柱30と、X線を発生させるX線管を有するX線源40と、X線の照射野を制限するX線可動絞り50と、X線源40を支持するアーム60と、アーム60を支柱30の軸方向に沿って昇降自在に支持するアーム支持部70と、を備える。X線の撮影時には、寝台3にX線検出器4を載置し、X線検出器4上に被検体2を載置する。このとき、X線検出器4は、被検体2を挟んでX線源40と対向させて配置される。このとき、X線検出器4が被検体2に接触する。X線検出器4は、X線を検出する複数の検出素子が二次元アレイ状に配置されたFPD(Flat Panel Detector)を用いて構成されたものの他、フィルムや透過X線を潜像として蓄積するイメージングプレートなど、その種類を問わない。X線検出器4は移動型X線装置1と別体に構成されてもよいし、本体部10に図示しないケーブルを介して電気的に接続されてもよい。
台車20は、床面上を走行する車輪21と、その車輪21をモータ駆動するための車輪駆動装置22と、自走式のキャスター23と、を備える。車輪駆動装置22は、本体部10に備えてもよい。
支柱30は、支柱30の軸方向を回転軸方向と一致させて、台車20上に回転可能に支持される。また、支柱30におけるアーム支持部70に対向する側面には、レール31が備えられ、アーム支持部70は、このレール31の軸方向に沿って昇降動する。アーム支持部70に、昇降動作に対して制動をかけるブレーキ装置及びそのブレーキを解除する解除装置を備えてもよい。
X線源40は、図示を省略するが、陽極及び陰極を有するX線管を内蔵し、陰極から発生する熱電子が陽極に衝突することでX線を発生する。
X線可動絞り50は、X線源40の直下に備えられている。X線可動絞り50は、図示を省略するが、2対の可動制限羽根を有し、各対の稼働制限羽根が、同一面内において直交する2方向に開閉することでX線の照射野を調整する。
アーム60は、垂直方向に伸縮可能な機構を備える。このような機構として、図示する実施形態では、略筒状の第一アーム61と、第一アーム61の内径よりも外径が細い略筒状の第二アーム62と、第二アーム62の内径よりも外径が細い棒状の第三アーム63と、を含み、第二アーム62の内部に第三アーム63を収容し、第二アーム62及び第三アーム63を第一アーム61内に収容可能に構成する。そして、第三アーム63を第二アーム62から引き出し、第二アーム62を第一アーム61から引き出すことにより、アーム60が伸縮する。第三アーム63の先端部(開放端部)にX線源40が配置される。
本体部10は略直方体状に構成され、その天面10aには、撮影条件を設定するための操作パネル11、及び本体部10の内部及び外部を連通する外部向け排気口19aが備えられる。
本体部10の内部には、移動型X線装置1の各種動作の制御を行う制御部14と、バッテリー駆動する電源装置15と、電源装置15を空冷するためのファン16と、電源装置15を通過し、電源装置15から生じた熱により温められた排気の風向きを調整する風向き調整部17と、風向き調整部17付近に配置され、排気の温度を測定する第一温度検出部91と、が備えられる。制御部14は、X線源40のX線照射処理、及び後述するX線検出器4を温める処理に関する制御を行う。また、制御部14にX線画像を生成する画像処理装置としての機能を備えてもよい。そして、X線検出器4を、FPDを用いて構成し、X線検出器4と制御部14とを電気的に接続し、X線検出器4が検出したX線信号を基にX線画像を生成するように構成してもよい。
本体部10における支柱30と対向する面(以下「前面」と称する)10bには、本体部10の内部及び外部に連通する吸気口18が備えられる。ファン16は、吸気口18と電源装置15との間に設けられる。
また、本体部10において、支柱30とは反対側の面(以下「背面」と称する)10cには、図2に示すように、操作者が走行時に把持するための走行ハンドル12と、X線検出器4を収納する収納部13が備えられる。
X線検出器4は、X線撮影をしない時、例えば、移動型X線装置1の保管中及び移動中は、収納部13内に収納される。収納部13の内部には、収納部13に収納されたX線検出器4の表面温度を測定する第二温度検出部92を備える。上記第一温度検出部91及び第二温度検出部92は、温度センサを用いて構成される。
更に、収納部13の内側の側面には、本体部10の内部及び収納部13の内部を連通する収納部向け排気口19bが備えられる。図示を省略するものの、吸気口18、外部向け排気口19a、及び収納部向け排気口19bのそれぞれには、本体部10の内部に埃やごみが進入することを防ぐためのフィルタを備える。なお、収納部向け排気口19bに備えられたフィルタは図4において図示する。
風向き調整部17は、電源装置15の冷却に用いた排気が、外部向け排気口19a又は収納部向け排気口19bから排出されるように、排気の向きを調整する部材である。風向き調整部17が排気の向きを外部向け排気口19aに向けると、排気は、本体部10の内部から外部向け排気口19aを経て本体部10の外部に排出される(図1の矢印A参照)。風向き調整部17が排気の向きを収納部向け排気口19bに向けると、排気は、本体部10の内部から収納部向け排気口19bを経て収納部13の内部に送られる。そして、収納部13内に収納されたX線検出器4の外表面を通り、収納部13から本体部10の外部へと排出される(図1の矢印B参照)。排気がX線検出器4の外表面を通過することで、X線検出器4の表面温度が排気の温度よりも低い場合、排気によりX線検出器4の外表面が温められる。
次に図3及び図4に基づいて、収納部13及び風向き調整部17の構成について説明する。
図3(a)及び(b)に示すように、収納部13は、本体部10の内部空間に対し、X線検出器4を収納する収納空間13aを仕切る仕切部131と、本体部10に対し開閉可能な可動部132とからなる。可動部132の形状は、その機能を持つものであれば特に限定されないが、図示する実施形態では、断面がL字状の部材で、収納空間13aの蓋となる部分132aとX線検出器4を支持する底面132bとからなる。仕切り部131は、一面が開口したボックス状の部材で、前述した第二温度検出部92は、仕切り部131の上面に固定されている。
収納部13の空間13aを本体部10に対し開閉可能にする機構としては、例えば、図3(a)に示すように可動部132を本体部10に固定された軸部133を中心に回転可能にしてもよいし、図3(b)に示すように可動部132を本体部10に対しスライド可能な構成にしてもよい。
また仕切り部131の、可動部132の蓋部分132aに対向する面(背面という)には、本体部10の内部空間に通じる開口が設けられ、この開口が収納部向け排気口19bとして機能する。収納部向け排気口19bには防塵フィルタ19f(図4)が配置される。
風向き調整部17は、図4(a)及び(b)に示すように、収納部13の仕切り部131の背面に連結されており、間隔を空けて配置された複数枚(図4では3枚)の風向き調整板17a−1、17a−2、17a−3と、風向き調整板17a−1、17a−2、17a−3を連動させて回転させる回転機構17bと、回転機構17bに回転駆動力を付与する回転駆動装置17cと、本体部10に風向き調整部17を固定するための固定支持体17fと、を備える。回転機構17bは、歯付きベルト17bと、各風向き調整板17a−1、17a−2、17a−3の一端に固定された歯車17b−1、17b−2、17b−3とから構成される。回転駆動装置17cにより歯付きベルト17bが回転することによって、各風向き調整板17a−1、17a−2、17a−3は、図4(a)に示す水平方向と平行な位置から、図4(b)に示す水平方向に対し角度を持つ位置に移動する(逆回転により、その逆方向の移動となる)。また必要に応じて風向き調整板の角度を変化させることも可能である。
X線検出器4を温める場合は、図4の(a)に示すように、排気を収納部向け排気口19bに向けて排出するよう、風向き調整板17a−1、17a−2、17a−3の角度を調整する。また、X線検出器4を温めない時、例えば、X線検出器4の温度が体温相当になった時や、排気温度が高温で、X線検出器4に排気をあてることが好ましくない時には、図4の(b)に示すように、排気を外部向け排気口19aに向けて送風するよう、風向き調整板17a−1、17a−2、17a−3の角度を調整する。なお、図4で示した収納部13及び風向き調整部17の構成は一例に過ぎず、これに限定されない。
次に、図5に基づいて、移動型X線装置1の内部構成、主として制御部14によって制御される要素、について説明する。図5に示すように、制御部14は、操作パネル11、回転駆動装置17c、X線源40、第一温度検出部91、及び第二温度検出部92に電気的に接続される。そして、制御部14は、第一温度検出部91及び第二温度検出部92から検出結果を取得し、その結果に応じて、回転駆動装置17cの回転量を決定する。この回転駆動装置17cの回転に応じて、風向き調整板17a−1、17a−2、17a−3の向きが変わる。また、制御部14は、操作パネル11から入力された撮影条件に従って、X線源40に対し、X線を照射するための制御を行う。
次に図6に基づいて、第一実施形態の処理の流れについて説明する。以下、図6の各ステップ順に説明する。以下では、操作者が、移動型X線装置1の保管場所に移動型X線装置1を取りに行き、保管場所から被検体が在室する病室へ移動させる間の暖気運転中に、X線検出器4を温める場合を例に挙げて説明する。以下、図6の各ステップ順に沿って説明する。
(ステップS1)
操作パネル11にある主電源スイッチをONにし、移動型X線装置1の主電源を投入されると、電源装置15が起動し、ファン16の送風が開始する。同時に第一温度検出部91及び第二温度検出部92の温度検出動作も開始する。検出結果は随時、制御部14に出力される(S1)。
(ステップS2)
操作者が、走行ハンドル12を把持して、移動型X線装置1を保管場所から検査対象となる被検体が在室している病室まで移動させる。この間、電源装置15が起動しており、吸気口18からとりこまれた外気が、ファン16により電源装置15に送風される。これにより、電源装置15が空冷される(S2)。
(ステップS3)
制御部14は、第一温度検出部91が検出した本体部10の内部空間の温度T1が予め定められた第一閾値Th1未満か否かを判断する(S3)。「肯定」(T1<Th1)であれば、ステップS4−1へ進む。「否定」(T1≧Th1)であれば、ステップS4−2に進む。
(ステップS4−1、ステップS4−2)
第二温度検出部92が検出した収納部13の温度T2が予め定められた第二閾値Th2未満か否かを判断する。ステップS4−1において、「肯定」(T2<Th2)であれば、ステップS5に進み、「否定」(T2≧Th2)であれば、ステップS6に進む。ステップS4−2において、「肯定」(T2<Th2)であれば、ステップ7に進み、「否定」(T2≧Th2)であれば、ステップS6に進む。
通常、熱源がある本体部10内部の温度T1は、外側に面した収納部内の温度T2より低く、第一閾値Th1>第二閾値Th2に設定される。例えば第一閾値Th1は、X線検出器4の耐熱温度を目安に設定される。第二閾値Th2は、正常な人体の体温相当であることが望ましく、例えば36度前後に設定される。
(ステップS5)
ステップS5は、本体部10の温度T1が第一閾値Th1より低く且つ収納部13の温度T2が第二閾値Th2より低い場合の処理である。この場合には、前述の図4の(a)に示すように、排気が収納部向け排気口19bに向かうように風向き調整板17a−1、17a−2、17a−3の角度を調整する(S4)。制御部14は、回転駆動装置17cに対し、上記風向きを達成するための回転量の指示信号を出力し、回転駆動装置17cが回転する。回転機構17bを介して風向き調整板17a−1、17a−2、17a−3の角度を調整し、排気は、収納部向け排気口19bから収納部13内に排出され、その後、本体部10の外部へと排出される。その結果、第二閾値Th2未満の温度で、収納部13に収納されたX線検出器4が温められる。本ステップ終了後、ステップS2へ戻る。
(ステップS6)
ステップS6は、収納部13の温度T2が第二閾値Th2以上の場合(本体部10の温度T1が第一閾値Th1未満の場合と第一閾値Th1以上を含む)の処理である。この場合には、前述の図4の(b)に示すように、排気が外部向け排気口19aに向かうように風向き調整板17a−1、17a−2、17a−3の角度を調整する(S7)。制御部14は、回転駆動装置17cに対し、上記風向きを達成するための回転量の指示信号を出力し、回転駆動装置17cが回転する。回転機構17bを介して風向き調整板17a−1、17a−2、17a−3の角度を調整し、排気は、外部向け排気口19aから本体部10の外部へと排出される。これにより、収納部13に第二閾値Th2(例えば体温)よりも高い空気が送り込まれ、X線検出器4の温度が過度に高くなることを防止できる。本ステップ終了後、ステップS2へ戻る。
(ステップS7)
本体部10の温度T1は第一閾値Th1以上であるが、収納部13の温度T2が第二閾値Th2未満の場合である。この場合には、風向き調整板17a−1、17a−2、17a−3の角度を、図4の(a)に示す位置と(b)に示す位置との間の位置に調整し、第二温度検出部92の温度が目標温度(例えば第二閾値Th2)になるようにする。本ステップ終了後、ステップS2へ戻る。
移動型X線装置1を被検体の病室まで移動し終えると、被検体2と寝台3との間にX線検出器4を配置し、X線源40をX線検出器4に対向配置する。このとき、X線検出器4が、暖気運転中に温められることで、X線検出器4の表面温度と被検体2の体温との温度差が小さくなり、温度差による不快感の低減が期待できる。
特に、第一実施形態では、移動型X線装置1の暖気運転中に生じる排熱を用いてX線検出器4を温めることにより、排熱の有効利用を図ることができる。
<第二実施形態>
第二実施形態は、X線検出器を温めるための加熱装置(ヒータ)を備える実施形態である。以下、図7に基づいて、第二実施形態に係るX線撮影装置の概略構成について説明する。図7は、第二実施形態に係る移動型X線装置の全体構成を示す説明図である。第一実施形態と共通する要素は同じ符号で示し、その説明は省略する。
図7に示すように、第二実施形態に係る移動型X線装置1は、第一実施形態に係る移動型X線装置1(図1参照)の収納部13にX線検出器4を温めるためのヒータ100を備える。代わりに、風向き調整部17、収納部向け排気口19b、及び第一温度検出部91は備えない。電源装置15を空冷した排気は、温かいため、本体部10の上部に溜まる。そこで、外部向け排気口19aを備え、ここから外部へと排出する(矢印A参照)。
そして、主電源が投入されるとヒータ100が通電し、X線検出器4が温められる。これにより、暖気運転中に温められることで、X線検出器4の表面温度と被検体2の体温との温度差が小さくなり、温度差による不快感の低減が期待できる。X線検出器4の表面温度を検出する第二温度検出部92を備えてもよいが、ヒータ100に第二閾値以下で温めることが可能な温度設定機能が有る場合には、第二温度検出部92を備えなくてもよい。
本実施形態によれば、ヒータ100を収納部13に備えるだけでよいので、X線検出器4を温めるための機構が、第一実施形態に比べて簡略化できる効果が期待できる。
上記各実施形態では、移動型X線装置に本発明を適用した例について説明したが、撮影室等に固定されて設置されたX線装置についても本発明を適用することができる。この場合、例えば、撮影室やそれと壁を隔てて位置する操作室内の操作卓に備えられた発熱部品、例えば画像処理装置、制御装置、またポータブルX線検出器の充電装置等を用いて、X線検出器を温めてもよい。
1:移動型X線装置、4:X線検出器、10:本体部、13:収納部、16:ファン、17:風向き調整部、18:吸気口、19a:第一排気口、19b:第二排気口、20:移動部、30:支柱、40:X線源、50:X線可動絞り、60:アーム、70:アーム支持部、80:ブレーキ部

Claims (8)

  1. X線を発生させるX線源と、
    前記X線を検出するX線検出器を収納するための収納部と、
    電源が投入されると発熱する発熱体と、を含み、
    前記発熱体から生じる熱により、前記収納部に収納された前記X線検出器の温度を上昇させる、
    ことを特徴とするX線装置。
  2. 前記X線装置は、電源装置、制御装置、及び前記X線検出器が検出した信号に基づいてX線画像を生成する画像処理装置、の少なくとも一つを含み、
    前記発熱体は、前記電源装置、制御装置、又は画像処理装置であり、前記発熱体から生じた排熱を用いて、前記収納部に収納された前記X線検出器の温度を上昇させる、
    ことを特徴とする請求項1に記載のX線装置。
  3. 前記発熱体に送風するためのファンと、
    前記発熱体を冷却した排気の排出方向を調整する風向き調整部と、
    前記排気を前記収納部に排出するための収納部向け排出口と、を更に備える、
    ことを特徴とする請求項2に記載のX線装置。
  4. 前記排気の温度を検出する第一温度検出部と、
    前記排気を前記X線装置の外部に排出するための外部向け排出口と、を更に備え、
    前記風向き調整部は、前記第一温度検出部により検出され温度が予め定められた第一閾値以上である場合に、前記排気の排出方向を前記外部向け排出口に向かう方向に調整し、前記第一閾値未満である場合に、前記排気の排出方向を前記収納部向け排出口に向かう方向に調整する、
    ことを特徴とする請求項3に記載のX線装置。
  5. 前記収納部に格納された前記X線検出器の温度を測定する第二温度検出部と、
    前記排気を前記X線装置の外部に排出するための外部向け排出口と、を更に備え、
    前記風向き調整部は、前記第二温度検出部により検出され温度が予め定められた第二閾値以上である場合に、前記排気の排出方向を前記外部向け排出口に向かう方向に調整し、前記第一閾値未満である場合に、前記排気の排出方向を前記収納部向け排出口に向かう方向に調整する、
    ことを特徴とする請求項3に記載のX線装置。
  6. 前記排気の温度を検出する第一温度検出部と、前記排気を前記X線装置の外部に排出するための外部向け排出口と、前記収納部に格納された前記X線検出器の温度を測定する第二温度検出部と、を更に備え、
    前記風向き調整部は、前記第一温度検出部により検出され温度が予め定められた第一閾値以上であって且つ前記第二温度検出部により検出され温度が予め定められた第二閾値未満である場合に、前記第二温度検出部により検出される温度が前記第二閾値に達するまで前記収納部向け排出口に向ける排気量を調整する、
    ことを特徴とする請求項3に記載のX線装置。
  7. 前記発熱体は、前記収納部に収納された前記X線検出器の温度を上昇させるための加熱装置である、
    ことを特徴とする請求項1に記載のX線装置。
  8. 前記X線装置は、前記X線源を搭載する本体部、及び当該本体部を搭載して床面上を移動する移動部材を備える、
    ことを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載のX線装置。

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