JP2016005510A - X線撮影装置 - Google Patents

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充 小川
篤弘 大池
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Abstract

【課題】本発明は、X線発生部の水平方向位置を容易に微調整することを目的とするものである。
【解決手段】微調整機構38は、Z軸回転部材33、微調整スライド部材34、微調整ブレーキ35及び基準位置検出部37を有している。回転部材本体33aには、微調整スライド部材34が組み合わされている。微調整スライド部材34は、X線発生部24とともにZ軸回転部材33に対して(支柱22に対して)水平方向(X方向及びY方向)へ移動可能になっている。これにより、X線発生部24の水平方向への微調整が可能となっている。
【選択図】図3

Description

この発明は、天井から吊り下げられたX線発生部が手動で水平方向へ移動可能になっているX線撮影装置に関するものである。
従来の天井走行式のX線撮影装置では、天井に設けられたレールに移動機構部が懸架されている。移動機構部には、上下方向へ伸縮可能な支柱が吊り下げられている。支柱の下端部には、X線発生部が取り付けられている。X線発生部は、前後方向(Y方向)への移動、左右方向(X方向)への移動、上下方向(Z方向)への移動、水平軸回りの回転、及び垂直軸回り(Z軸回り)の回転(旋回)などの動作が可能になっている。
また、X線発生部が取り付けられたブロックには、操作パネル及び操作ハンドルが設けられている。操作パネルには、上記の動作の電磁ロックをそれぞれ解除するための複数のロック解除スイッチが設けられている。X線発生部を撮影位置に移動させる場合、操作者は、移動させたい方向に対応したロック解除スイッチを押しながら操作ハンドルを介してX線発生部を移動させる(例えば、特許文献1参照)。
特開2013−42766号公報
上記のような従来のX線撮影装置では、X線発生部を撮影位置に水平移動させる際に、重量物である移動機構部及び支柱ごと移動させる必要があるため、X線発生部の位置の微調整が難しかった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、X線発生部の水平方向位置を容易に微調整することができるX線撮影装置を得ることを目的とする。
この発明に係るX線撮影装置は、水平方向へ移動可能な水平移動部、水平移動部から吊り下げられている支柱、及び支柱の下端部に設けられているX線発生部を備え、支柱とX線発生部との間には、支柱に対するX線発生部の水平方向への位置の微調整を行うための微調整機構が設けられている。
この発明のX線撮影装置は、X線発生部の水平方向位置を容易に微調整することができる。
この発明の実施の形態1によるX線撮影装置を一部ブロックで示す構成図である。 図1の回転連結部を示す斜視図である。 図2の回転連結部の縦断面図である。 図3の微調整スライド部材をマイナスX方向へ移動させた状態を示す縦断面図である。 この発明の実施の形態2によるX線撮影装置の回転連結部の縦断面図である。 図5のVI−VI線に沿う断面図である。 この発明の実施の形態3によるX線撮影装置の回転連結部の縦断面図である。 図7の微調整スライド部材をマイナスX方向へ移動させた状態を示す縦断面図である。
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による天井走行式のX線撮影装置を一部ブロックで示す構成図である。撮影室(検査室)1内には、被検体を寝かせた状態で撮影するための臥位撮影台(寝台)2と、被検体を立たせた状態で撮影するための立位撮影台3とが設けられている。臥位撮影台2は、被検体を載せる天板4を有している。
また、臥位撮影台2には、臥位撮影用X線検出部5が水平に設けられている。立位撮影台3には、立位撮影用X線検出部6が垂直に設けられている。X線検出部5,6としては、例えば、2次元に配列されたトランジスタとX線を電気信号に変換する変換膜とを有する平面検出器(フラットパネルディテクタ)、又は、被検体を透過した2次元X線エネルギーパターンを潜像として蛍光体に蓄積するイメージングプレートが用いられている。
撮影室1内には、臥位撮影台2上の被検体にX線を照射するための臥位撮影用X線照射部7と、立位撮影台3の前に立っている被検体にX線を照射するための立位撮影用X線照射部8とが設けられている。
X線照射部7,8には、X線を発生するために必要な電力を供給するX線高電圧発生部9と、X線の発生以外に必要な電力を供給する電圧発生部10とが接続されている。
撮影室1内又は撮影室1外には、X線画像処理部11、外部記憶部12、表示部13、制御部14及び操作卓15が設けられている。X線画像処理部11は、X線検出部5,6で検出されたX線信号に対して、例えばダイナミックレンジ圧縮処理及び周波数強調処理等の画像処理を施す。外部記憶部12は、X線画像処理部11から出力されたX線画像データを記憶する。
表示部13は、X線画像処理部11で画像処理されたX線画像等を表示する。制御部14は、X線撮影装置内の各機器を制御する。制御部14に対する指令は、操作卓15から入力される。
臥位撮影用X線照射部7は、水平移動部としてのXY移動部21、支柱22、回転連結部23、X線を発生するX線発生部24、X線絞り部25、操作ハンドル26及び操作パネル27を有している。
XY移動部21は、水平方向、即ち図1のX軸に平行な方向及びY軸に平行な方向へ移動可能になっている。支柱22の上端部は、XY移動部21に接続されている。また、支柱22は、XY移動部21とともに水平方向へ移動可能になっている。さらに、支柱22は、上下方向へ伸縮可能になっている。
X線発生部24は、回転連結部23を介して支柱22の下端部に接続されている。即ち、X線発生部24は、XY移動部21、支柱22及び回転連結部23を介して天井から吊り下げられている。また、X線発生部24は、回転連結部23の回転部とともに、垂直な軸を中心として回転(旋回)可能になっている。さらに、X線発生部24は、回転連結部23に対して、水平な軸を中心として回転可能になっている。
X線絞り部25は、X線発生部24のX線発生方向に配置されており、X線照射範囲を調整する。操作ハンドル26は、X線発生部24に連結されており、X線発生部24及びX線絞り部25と一体化されている。
X線発生部24及びX線絞り部25は、操作者が操作ハンドル26を把持して、前後方向(Y方向)、左右方向(X方向)、上下方向(Z方向)へ手動で移動させることができるとともに、水平軸回り及び垂直軸回り(Z軸回り)に手動で回転させることができる。
操作パネル27は、操作ハンドル26に設けられている。臥位撮影用X線照射部7には、X線発生部24の移動及び回転を阻止する複数の電磁ブレーキ28(図1では1つのブロックで示す)が設けられている。操作パネル27には、これらの電磁ブレーキ28のオン/オフを個別に操作する複数のブレーキ操作スイッチ(図示せず)が設けられている。
各電磁ブレーキ28は、電磁マグネットを有している。また、各電磁ブレーキ28は、電磁マグネットへの通電を遮断することにより制動力を発生し、対応する方向へのX線発生部24の移動又は回転を阻止する。さらに、各電磁ブレーキ28は、電磁マグネットを励磁することにより制動力を解除する。これにより、対応する方向へのX線発生部24の手動での移動又は回転が可能となる。
次に、臥位撮影用X線照射部7の各部の詳細について説明する。撮影室1の天井には、X軸に平行なX方向レールが設けられている。XY移動部21の内部構造は図示しないが、XY移動部21は、X方向移動部とY方向移動部とを有している。X方向移動部は、X方向レールに沿って移動可能である。また、X方向移動部には、Y軸に平行なY方向レールが設けられている。Y方向移動部は、Y方向レールに沿って移動可能である。
このような構成では、X線発生部24を手動で水平移動させる場合、X方向移動部、Y方向移動部及び支柱22も水平移動させることになる。
X方向移動部には、X方向レールに沿って回転移動する複数のX方向車輪が設けられている。X線発生部24のX方向移動に対応する電磁ブレーキ28は、X方向車輪に制動力を加えてX方向移動部の移動を阻止する。
Y方向移動部には、Y方向レールに沿って回転移動する複数のY方向車輪が設けられている。X線発生部24のY方向移動に対応する電磁ブレーキ28は、Y方向車輪に制動力を加えてY方向移動部の移動を阻止する。
支柱22の内部構造に関しても図示しないが、支柱22は、複数の筒状のアームを有している。Y方向移動部には、最上段に位置するアームの上端部が接続されている。最上段以外のアームの上端部は、上段側に隣接するアーム内に上下方向へスライド可能に挿入されている。
最下段以外のアームの内側には、下段側に隣接するアームのスライドを案内するスライドレールがそれぞれ設けられている。各スライドレールには、アームのスライドに伴って回転するローラが設けられている。X線発生部24のZ方向移動に対応する電磁ブレーキ28は、これらのローラに制動力を加えて支柱22の伸縮を阻止する。
なお、XY移動部21及び支柱22の内部構造は、特開2007−117584号公報又は特開2005−65942号公報に示されたような構造としてもよい。
X線発生部24の内部には、予め設定されたX線撮影条件(管電圧、管電流等)に応じてX線を発生するX線管が設けられている。X線管は、陰極と回転陽極とを有している。陰極は、所定の電流が供給されて熱電子を放射するフィラメントを有している。回転陽極は、フィラメントから放射された熱電子ビームを衝突させるターゲットを有している。フィラメントから放射された熱電子は、回転陽極に到達するまで加速される。そして、熱電子がターゲットに衝突することにより、X線管からX線が発生する。
操作パネル27には、X線管のX線撮影条件を入力する入力部が設けられている。また、操作パネル27には表示パネルが設けられており、この表示パネルにもX線画像を表示させることができる。
立位撮影用X線照射部8は、臥位撮影用X線照射部7と同様に、XY移動部21、支柱22、回転連結部23、X線発生部24、X線絞り部25、操作ハンドル26、操作パネル27及び電磁ブレーキ28を有しているが、詳細な説明は省略する。
次に、図2は図1の回転連結部23を示す斜視図、図3は図2の回転連結部23の縦断面図である。支柱22の下端部には、固定部である円板状の支柱固定枠31が固定されている。支柱固定枠31の中央には、軸受挿入穴31aが設けられている。また、支柱固定枠31の軸受挿入穴31aの周囲には、複数(ここでは4つ)のZ軸回転ブレーキ挿入孔31bが周方向に等間隔で設けられている。
軸受挿入穴31aには、軸受32が挿入されている。軸受32の外輪は、支柱固定枠31に固定されている。支柱固定枠31には、軸受32を介して回転部であるZ軸回転部材33が回転可能に連結されている。Z軸回転部材33は、円板状の回転部材本体33aと、回転部材本体33aの中央から上方へ突出した軸部33bとを有している。
軸部33bは、軸受32の内輪を貫通しているとともに、内輪に固定されている。これにより、Z軸回転部材33は、支柱固定枠31に対して、Z軸に平行な軸を中心として回転可能になっている。
各Z軸回転ブレーキ挿入孔31bには、X線発生部24の垂直な軸を中心とした回転に対応する電磁ブレーキ28であるZ軸回転ブレーキ28aが挿入されている。各Z軸回転ブレーキ28aは、電磁マグネット及びブレーキパッドを有している。
これらのZ軸回転ブレーキ28aでは、電磁マグネットへの通電を遮断することによりブレーキパッドがZ軸回転部材33の上面に接触し、Z軸回転部材33の回転が阻止される。また、電磁マグネットを励磁することにより、ブレーキパッドがZ軸回転部材33の上面から離れる。これにより、軸部33bを中心としたZ軸回転部材33の回転が可能となる。
回転部材本体33aには、微調整スライド部材34が組み合わされている。微調整スライド部材34は、X線発生部24とともにZ軸回転部材33に対して(支柱22に対して)水平方向(X方向及びY方向)へ移動可能になっている。これにより、X線発生部24の水平方向への微調整が可能となっている。このような微調整の範囲は、例えば±10〜50mm程度であり、XY移動部21の水平移動量よりも十分に小さい。
微調整スライド部材34は、円筒状のスライド部材本体34aと、スライド部材本体34aの上端部から径方向外側へ突出したフランジ部34bとを有している。
回転部材本体33aには、スライド部材本体34aの上部が挿入されたスライド部材挿入穴33cが設けられている。スライド部材挿入穴33cは、微調整スライド部材34の水平移動を許容するように、スライド部材本体34aの外径に対して余裕を持って形成されている。
また、回転部材本体33aには、フランジ部34bの径方向外側端部が挿入されるフランジ部挿入穴33dが設けられている。フランジ部挿入穴33dの径は、スライド部材挿入穴33cの径よりも大きい。また、フランジ部挿入穴33dは、微調整スライド部材34の水平移動を許容するように、フランジ部34bの外径に対して余裕を持って形成されている。
フランジ部34bがフランジ部挿入穴33dに挿入されることにより、微調整スライド部材34のZ軸回転部材33からの抜け(落下)が阻止されている。フランジ部34bは、例えばZ軸回転部材33を2分割可能に構成することで、フランジ部挿入穴33dに挿入することができる。
フランジ部34bとフランジ部挿入穴33dとの間には、微調整スライド部材34の水平移動を容易にするために、滑り材、車輪又はボール等を介在させてもよい。
スライド部材本体34aの中央には、上方へ開口した微調整ブレーキ挿入穴34cが設けられている。微調整ブレーキ挿入穴34cには、Z軸回転部材33に対する(支柱22に対する)微調整スライド部材34の水平移動を阻止する微調整ブレーキ35が挿入されている。
微調整ブレーキ35は、電磁マグネット及びブレーキパッドを有している。微調整ブレーキ35では、電磁マグネットへの通電を遮断することによりブレーキパッドがZ軸回転部材33に押し付けられ、Z軸回転部材33に対する微調整スライド部材34の水平移動が阻止される。このとき、微調整スライド部材34は、Z軸回転部材33と一体に垂直な軸を中心として回転可能である。
また、電磁マグネットを励磁することによりブレーキパッドがZ軸回転部材33から離れる。これにより、Z軸回転部材33に対する微調整スライド部材34の水平移動が可能となる。
操作パネル27には、微調整ブレーキ35のオン/オフを操作する微調整ブレーキ操作スイッチ(図示せず)も設けられている。
スライド部材本体34aの下部は、Z軸回転部材33から下方へ突出している。また、スライド部材本体34aの下部には、X線発生部24を保持する保持部材36が固定されている。
Z軸回転部材33と微調整スライド部材34との間には、X線発生部24が支柱22に対して基準位置に位置することを検出して操作者に知らせる基準位置検出部37が設けられている。基準位置は、微調整スライド部材34の中心がZ軸回転部材33の回転中心と一致している位置である。
実施の形態1の基準位置検出部37は、微調整スライド部材34の上面に設けられた複数(この例では4つ)の位置決め穴と、Z軸回転部材33に設けられている複数(この例では4個)のボールと、Z軸回転部材33に設けられ、微調整スライド部材34の上面にボールを押し付けるばねとを有している。
位置決め穴は、同一円周上に90度ピッチで設けられている。微調整スライド部材34を基準位置以外の位置から基準位置に戻すと、ボールが位置決め穴に入り込む。そのときの感触により、操作者は微調整スライド部材34が基準位置に戻ったことを知ることができる。
実施の形態1の微調整機構38は、Z軸回転部材33、微調整スライド部材34、微調整ブレーキ35及び基準位置検出部37を有している。また、回転連結部23は、支柱固定枠31、軸受32、微調整機構38、Z軸回転ブレーキ28a及び保持部材36を有している。即ち、微調整機構38は、回転連結部23に設けられている。
図4は図3の微調整スライド部材34をマイナスX方向(図4の左方向)へ移動させた状態を示す縦断面図である。操作者は、X線発生部24を撮影位置へ移動させた後、微調整ブレーキスイッチを操作して微調整ブレーキ35による制動を解除する。そして、例えば図4のように、Z軸回転部材33に対して微調整スライド部材34を水平移動させ、X線発生部24の水平方向の位置の微調整を行う。
X線発生部24の位置を決定したら、微調整ブレーキスイッチを操作して微調整ブレーキ35を作動させ、微調整スライド部材34の水平移動を阻止する。これにより、X線発生部24の水平位置の微調整は完了する。X線撮影終了後は、微調整スライド部材34を基準位置に戻し、次のX線撮影に備える。
このようなX線撮影装置では、支柱22とX線発生部24との間に微調整機構38が設けられているので、XY移動部21によりX線発生部24を水平方向へ大きく移動させた後、XY移動部21及び支柱22を動かさずに、X線発生部24の水平方向位置を容易に微調整することができる。
例えば、XY移動部21及び支柱22ごと移動させる場合には200〜300kgの重量を移動させることになるが、微調整スライド部材34から下の機器のみを移動させる場合には20〜30kgの重量を移動させればよく、X線発生部24の水平方向位置を容易かつ精確に調節することができる。
また、微調整機構38を回転連結部23に設けたので、現行の動作に制限をかけることなく、微調整機構38をコンパクトに組み込むことができる。
さらに、微調整機構38に微調整ブレーキ35を設けたので、微調整作業を行っていないときにX線発生部24が支柱22に対して不要に水平移動するのを容易に阻止することができるとともに、X線発生部24を微調整後の位置に容易に固定することができる。
さらにまた、微調整機構38に基準位置検出部37を設けたので、X線発生部24を容易に基準位置に戻すことができる。
なお、基準位置検出部37は、上記のような構成に限定されるものではない。例えば、マイクロスイッチ等のセンサを用い、微調整スライド部材34が基準位置に位置するときに微調整ブレーキ35を自動的にオンにして、微調整スライド部材34の水平移動を阻止してもよい。
実施の形態2.
次に、図5はこの発明の実施の形態2によるX線撮影装置の回転連結部23の縦断面図、図6は図5のVI−VI線に沿う断面図である。実施の形態2では、フランジ部挿入穴33dの底面に、X軸に平行な直線状の一対の溝部33eが設けられている。また、フランジ部34bの下面には、一対の直線状の突起部34dが設けられている。
突起部34dは、溝部33eにそれぞれ嵌め合わされている。これにより、支柱22に対するX線発生部24の水平方向への移動が、1方向、即ちX方向に制限されている。他の構成及び動作は、実施の形態1と同様である。
このようなX線撮影装置では、X線発生部24の微調整可能な方向がX方向に制限されているため、例えば、X方向のみに微調整したい場合、又は撮影室1の状態によりX線発生部24の移動方向がX方向に制限されている場合などに、X線発生部24の水平方向位置を安定して微調整することができる。
なお、実施の形態2では、微調整可能な方向をX方向に制限したが、例えばY方向など、他の方向に制限してもよい。
また、微調整可能な距離は、フランジ部34bの外周面がフランジ部挿入穴33dの内面に当たること、又はスライド部材本体34aの外周面がスライド部材挿入穴33cの内面に当たることにより制限されるが、溝部33eの長さによって制限することもできる。
さらに、実施の形態1、2のX線撮影装置において、基準位置からの移動量(ずれ量)を検出する移動量検出装置(例えばポテンションメータ)を微調整機構に設け、移動量検出装置により検出された移動量を操作パネル27の表示パネルに表示するようにしてもよい。これにより、X線発生部24をどの程度移動させれば基準位置に戻せるかを操作者が容易に把握することができ、作業性を向上させることができる。
実施の形態3.
次に、図7はこの発明の実施の形態3によるX線撮影装置の回転連結部23の縦断面図、図8は図7の微調整スライド部材34をマイナスX方向へ移動させた状態を示す縦断面図である。
実施の形態3の微調整機構41は、実施の形態1の微調整機構38の構成に加えて、Z軸回転部材33に設けられている複数本(この例では4本)の押付ピン42、押付ピン42をZ軸回転部材33の中心方向へ押し付ける複数の押付ばね(図示せず)、押付ピン42を吸引して、押付ピン42を押付ばねに抗してZ軸回転部材33の径方向外側へ変位させる複数のソレノイドユニット43を有している。
押付ピン42は、微調整スライド部材34を挟んでX軸に平行に配置された一対のピンと、微調整スライド部材34を挟んでY軸に平行に配置された一対のピンとを含んでいる。
ソレノイドユニット43への通電を遮断すると、押付ばねにより押付ピン42がZ軸回転部材33の中心方向へ移動する。このとき、押付ピン42の先端部がフランジ部34bの外周面に当たり、微調整スライド部材34を基準位置に移動させる。実施の形態3の基準位置復帰装置44は、押付ピン42、押付ばね及びソレノイドユニット43を有している。
X線発生部24の水平方向位置の微調整を行う場合、微調整ブレーキ35による制動を解除するとともに、ソレノイドユニット43を励磁して押付ピン42を吸引させる。これにより、Z軸回転部材33に対する微調整スライド部材34の水平方向への移動が可能となる。
微調整完了後には、ソレノイドユニット43を励磁したまま、微調整ブレーキ35への通電は遮断して、Z軸回転部材33に対する微調整スライド部材34の移動は阻止する。また、X線撮影後には、微調整ブレーキ35による制動を解除しつつ、ソレノイドユニット43への通電を遮断して、X線発生部24を基準位置に戻す。
ソレノイドユニット43は、操作パネル27に設けられた微調整ブレーキ操作スイッチにより微調整ブレーキ35の制動力を解除したときに励磁される。また、この状態で、操作パネル27に設けられた基準位置復帰スイッチ(図示せず)をオンにすることにより、ソレノイドユニット43の励磁が解除される。他の構成及び動作は、実施の形態1と同様である。
このようなX線撮影装置では、微調整機構41に基準位置復帰装置44を設けたので、X線発生部24を容易に基準位置に復帰させることができ、作業性を向上させることができる。
なお、実施の形態2のように微調整可能な方向を1方向に制限する構成に、基準位置復帰装置44を設けてもよい。この場合、押付ピン42、押付ばね及びソレノイドユニット43は、2組のみ用いればよい。
また、基準位置復帰装置の具体的な構成は、実施の形態3で示した構成に限定されない。
さらに、実施の形態1〜3のX線撮影装置において、基準位置からの移動量(ずれ量)を検出する移動量検出装置(例えばポテンションメータ)を微調整機構に設けるとともに、基準位置からの移動量の閾値を設定可能とし、移動量が閾値に達すると、微調整ブレーキ35によりX線発生部24の移動が自動的に阻止されるようにしてもよい。
さらにまた、実施の形態1〜3では、臥位撮影用X線照射部7に微調整機構38,41を設けたが、立位撮影用X線照射部8に微調整機構を設けてもよい。
また、実施の形態1〜3では、臥位撮影用X線照射部7及び立位撮影用X線照射部8を備えたX線撮影装置を示したが、いずれか一方のみであってもよい。
さらに、実施の形態1〜3では、水平動部としてXY移動部21を示したが、水平移動部は、X方向又はY方向のみ移動するものであってもよい。
さらにまた、実施の形態1〜3では、X線発生部24が上下方向(Z方向)に移動可能であるとともに、水平軸回り及び垂直軸回り(Z軸回り)に回転可能であるが、これらの動きは必ずしも可能でなくてもよい。
21 XY移動部(水平移動部)、22 支柱、23 回転連結部、24 X線発生部、31 支柱固定枠(固定部)、33 Z軸回転部材(回転部)、34 微調整スライド部材、35 微調整ブレーキ、37 基準位置検出部、38,41 微調整機構、44 基準位置復帰装置。

Claims (6)

  1. 水平方向へ移動可能な水平移動部、
    前記水平移動部から吊り下げられている支柱、及び
    前記支柱の下端部に設けられているX線発生部
    を備え、
    前記支柱と前記X線発生部との間には、前記支柱に対する前記X線発生部の水平方向への位置の微調整を行うための微調整機構が設けられているX線撮影装置。
  2. 前記X線発生部は、回転連結部を介して前記支柱の下端部に接続されており、
    前記回転連結部は、前記支柱に固定された固定部と、前記固定部に回転可能に連結された回転部とを有しており、
    前記X線発生部は、前記回転部とともに、垂直な軸を中心として回転可能になっており、
    前記微調整機構は、前記回転連結部に設けられている請求項1記載のX線撮影装置。
  3. 前記微調整機構は、前記X線発生部とともに前記支柱に対して水平方向へ移動可能な微調整スライド部材と、前記支柱に対する前記微調整スライド部材の水平移動を阻止する微調整ブレーキとを有している請求項1又は請求項2に記載のX線撮影装置。
  4. 前記微調整機構は、前記X線発生部が前記支柱に対して基準位置に位置することを検出して操作者に知らせる基準位置検出部を有している請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のX線撮影装置。
  5. 前記支柱に対する前記X線発生部の水平方向への移動が、前記微調整機構により1方向に制限されている請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のX線撮影装置。
  6. 前記微調整機構は、前記X線発生部を前記支柱に対する基準位置に戻す基準位置復帰装置を有している請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のX線撮影装置。
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