JP2023025794A - 寝台装置及び医用画像診断装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】種々の径を有する点滴棒を支持することである。【解決手段】実施形態に係る寝台装置は、天板と、駆動機構と、絞り機構とを具備する。天板は、被検体を載置する。駆動機構は、前記天板を少なくとも水平方向に駆動する。絞り機構は、前記天板に固定される。絞り機構は、複数の絞り部材と、案内部材と、付勢部材とを具備する。複数の絞り部材は、略鉛直方向に向いた可変の絞り開口を形成し、前記絞り開口の中心軸に向けて狭窄しながら前記水平方向に対し斜め下方に延在するテーパ面をそれぞれ有する。案内部材は、前記絞り開口の中心軸回りに前記絞り開口を開く方向に前記複数の絞り部材を案内する。付勢部材は、前記絞り開口の中心軸回りに前記絞り開口を閉じる方向に前記複数の絞り部材を付勢する。【選択図】図3

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、寝台装置及び医用画像診断装置に関する。
医用画像診断において、被検体に造影剤等の薬剤を点滴しながら被検体を撮影することがある。これを実現するため、被検体を載置する寝台装置には点滴バッグを支持する棒(以下、「点滴棒」と呼ぶ)を取り付けて支持する差込口が設けられる。撮影前、看護師や放射線科医等のユーザは、病室から被検体とともに運んできた点滴棒を差込口に差し替える。
ところで、点滴棒の径は各メーカによって異なる。したがって、径の変化しない差込口に対してユーザは、差込口の径に適合する特定の点滴棒しか取り付けることができない。例えば、ユーザが差込口に対して細い点滴棒を差した場合、点滴棒が不安定な状態になり移動時等に外れるおそれがある。また、種々の径を有する点滴棒に合わせて寝台装置に複数の差込口を設けた場合、ユーザが各差込口の径を確認した上で適切な差込口に点滴棒を差す必要が生じるため、寝台装置の使用性や美観を損なうおそれがある。
特開2020-93074号公報
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、種々の径を有する点滴棒を支持することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。
実施形態に係る寝台装置は、天板と、駆動機構と、絞り機構とを具備する。天板は、被検体を載置する。駆動機構は、前記天板を少なくとも水平方向に駆動する。絞り機構は、前記天板に固定される。絞り機構は、複数の絞り部材と、案内部材と、付勢部材とを具備する。複数の絞り部材は、略鉛直方向に向いた可変の絞り開口を形成し、前記絞り開口の中心軸に向けて狭窄しながら前記水平方向に対し斜め下方に延在するテーパ面をそれぞれ有する。案内部材は、前記絞り開口の中心軸回りに前記絞り開口を開く方向に前記複数の絞り部材を案内する。付勢部材は、前記絞り開口の中心軸回りに前記絞り開口を閉じる方向に前記複数の絞り部材を付勢する。
図1は、第1実施形態に係る寝台装置の構成例を示す斜視図である。 図2は、第1実施形態に係る寝台装置の構成例を示す側面図である。 図3は、第1実施形態に係る絞り機構の構成例及び動作例を示す斜視図である。 図4は、第1実施形態に係る絞り機構の動作における上部ディスク及び下部ディスクの位置関係の一例を示す平面図である。 図5は、第1実施形態に係る絞り機構の動作における絞り羽根及びゼンマイばねの位置関係の一例を示す平面図である。 図6は、第1実施形態に係る絞り機構に点滴棒が挿入される際の動作例を示す断面図である。 図7は、第1実施形態に係る絞り機構から点滴棒が抜去される際の動作例を示す断面図である。 図8は、第2実施形態に係るX線CT装置の構成例を示す全体図である。 図9は、第2実施形態に係るX線CT装置の動作例を示す側面図である。
以下、図面を参照しながら実施形態に係る寝台装置及び医用画像診断装置について説明する。以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作を行うものとして、重複する説明を適宜、省略する。
(第1実施形態)
図1及び図2は、第1実施形態に係る寝台装置1の構成例を示す斜視図及び側面図である。寝台装置1は医用画像診断に使用される寝台であり、電気的な駆動力によって寝台装置1に載置された被検体を移動する装置である。特に、寝台装置1は架台装置を伴う種々の医用画像診断(例:X線コンピュータ断層撮影(CT:Computed Tomography)、磁気共鳴画像診断(MRI:Magnetic Resonance Imaging)、陽電子放出断層撮影(PET:Positron Emission Tomography))において使用される。寝台装置1は、撮影機構を有する架台装置の開口内部へ被検体を移動する。寝台装置1は、天板11、支持フレーム12、駆動機構13、基台14、ハンドルユニット15、差込口16及び絞り機構100を含む。
図1及び図2において、天板11の長手方向D1に平行する軸をZ軸に規定し、鉛直方向D2に平行する軸をY軸に規定し、天板11の短手方向D3に平行する軸をX軸に規定する。互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸から構成されるXYZ座標系は、直交座標系を成す。すなわち、X軸及びZ軸は水平方向の軸であり、Y軸は鉛直方向の軸である。なお、図1及び図2は、点滴棒2が差込口16に挿入された状態を示し、天板11が移動される前の初期位置における寝台装置1の外観を示す。
天板11は、被検体を載置する。天板11は、柔軟性を有する平板状の構造体であり、例えば発泡ウレタンやカーボン等のX線透過率が比較的高い物質により形成される。天板11は、全長に亘って鉛直下向きに湾曲した形状を有しても構わない。天板11は、駆動機構13により長手方向D1、鉛直方向D2及び短手方向D3に移動される。
支持フレーム12は、天板11を載置して支持する。支持フレーム12は、天板11をZ軸方向にスライド可能に支持する案内レール(不図示)を有する。支持フレーム12は、剛性を有する矩形状の構造体であり、金属等の比較的頑強な物質により形成される。
駆動機構13は、天板11及び支持フレーム12を載置して支持する。駆動機構13は、天板11をX軸方向に移動可能に支持する水平移動機構(不図示)を有する。また、駆動機構13は天板11をY軸方向に昇降可能に支持する昇降機構(不図示)を有する。さらに、駆動機構13は天板11を支持フレーム12に設けられた案内レールに沿ってZ軸方向にスライドするための駆動力を発生する駆動力発生部(不図示)を有する。駆動機構13は、発生した駆動力により天板11をZ軸方向に駆動する。もちろん、駆動機構13は水平移動機構及び昇降機構により天板11をX軸方向及びY軸方向に駆動しても構わない。すなわち、駆動機構13は天板11を少なくとも水平方向に駆動する。駆動力発生部は、モータ又はアクチュエータである。駆動力発生部は、駆動信号のデューティ比等に応じた回転速度で駆動することにより駆動力を発生する。駆動力発生部は、例えばダイレクトドライブモータやサーボモータである。
基台14は、駆動機構13を載置して支持する。基台14は、剛性を有する矩形状の構造体であり、金属等の比較的頑強な物質により形成される。基台14は、床面に設置される。
ハンドルユニット15は、寝台装置1を利用する看護師や放射線科医等のユーザが、手動で天板11を移動するのを支援する。ハンドルユニット15は、X軸方向に扁平な円環状に形成されたハンドルと、当該ハンドルを下方から支持するハンドル支持部とを含む。具体的には、ユーザはハンドルを把持しながら天板11を長手方向D1に移動する。ハンドルユニット15は、天板11が駆動機構13により各軸方向に移動するのに連動して同様な方向に移動する。ハンドルユニット15は、天板11の一対の短手側のうち一方において、天板11の上部に固定される。特に、ハンドルユニット15は天板11の一対の短手側のうち架台装置からより遠い短手側に固定される。ハンドルユニット15は、金属等の比較的頑強な物質により形成される。
本実施形態において、ハンドルユニット15は点滴棒2を挿入するための差込口16を有する。具体的には、差込口16はハンドル支持部において、受容可能な点滴棒2の最大径に合わせて形成される。特に、差込口16は点滴棒2のうち絞り機構100に挿入される部分の最大径に合わせて形成される。例えば、差込口16に挿入される点滴棒2の径の範囲が「18mm-25mm」である場合、差込口16の径は「25mm」又は「25mm」に数ミリの余裕を設けた大きさに設計される。差込口16は、天板11の長手方向D1に平行する中心線上に1箇所形成されると良い。差込口16の下方には、絞り機構100が設置される。もちろん、差込口16の位置に絞り機構100が設置されてもよい。ハンドルユニット15は、絞り機構100の高さ方向(鉛直方向)に絞り機構100の設置空間を確保する。
絞り機構100は、種々の径を有する点滴棒2を支持する。絞り機構100は、ハンドルユニット15及び天板11に埋設して固定される。絞り機構100は、差込口16を通して鉛直方向に挿入された点滴棒2を、水平方向から締め付けて支持する。絞り機構100は、鉛直方向に伸びた円筒形の空間に設置される。
図3は、第1実施形態に係る絞り機構100の構成例及び動作例を示す斜視図である。図3において、図1及び図2における空間的位置関係との対応を示すため、X軸、Y軸及びZ軸から成る各座標軸が示される。具体的には、絞り機構100の高さ方向がY軸に相当する。図3(a)は点滴棒2が挿入される前の絞り機構100が閉じた状態(閉状態)を示し、図3(b)は点滴棒2が挿入された後の絞り機構100が開いた状態(開状態)を示す。絞り機構100は、点滴棒2の挿入前後に応じて開状態及び閉状態を相互に遷移する。なお、図3においては絞り機構100を構成する一部の構成(絞り羽根110、上部ディスク120、下部ディスク130、ゼンマイばね140、連結棒150,160)が示される。絞り機構100を構成する他の構成(ローラ115、鉤型部材170、センサ180)については図6及び図7に後述する。説明の便宜上、上部ディスク120は二点鎖線により透視可能に示されるが、実際には不透過な部材により構成されても構わない。前述した他の構成(ローラ115、鉤型部材170、センサ180)は必ずしも必須ではない。
絞り羽根110は、鉛直方向に挿入された点滴棒2を水平方向から締め付けて支持する。複数の絞り羽根110は、略鉛直方向に向いた可変の絞り開口111を形成し、絞り開口111の中心軸Pに向けて狭窄しながら水平方向に対し斜め下方に延在するテーパ面112をそれぞれ有する。中心軸Pは、点滴棒2が挿入される鉛直方向に設定され、特に点滴棒2の長手方向の中心線に合わせて設定される。各絞り羽根110は、中心軸P回りの同一円周上に回転対称に配置される。各絞り羽根110の内縁部に位置するテーパ面112は絞り開口111を形成する。閉状態では各絞り羽根110のテーパ面112どうしが互いに当接するため絞り開口111は形成されないか、極めて小さく形成される。絞り羽根110は、一定の高さを有する角柱であり、詳細には外縁部に位置し底面が略台形を成す角柱と、内縁部に位置し底面が三角形を成す角柱とにより構成される。内縁部に位置する角柱の上面は、三角形を成すテーパ面112である。テーパ面112は、例えば水平方向に対して斜め45°下方に延在する。絞り羽根110は、剛性を有する金属や樹脂等の比較的頑強な物質により形成される。絞り羽根110は、絞り部材の一例である。
本実施形態において、絞り機構100は6枚の絞り羽根110を含む。6枚の絞り羽根110は、中心軸P回りに6回の回転対称に配置されることで、六角形の絞り開口111を形成する。もちろん、絞り羽根110の枚数はこれに限らず、如何なる枚数であってもよい。例えば、絞り羽根110の枚数が多いほど絞り開口111の形状はより正円に近付く。換言すれば、絞り羽根110の枚数が多いほどより多くの接地面で点滴棒2を支持することが可能となり、絞り羽根110は点滴棒2をより安定して支持することができる。
絞り羽根110の外縁部における上面端部には、直方体の上部突起113(第1突起)が凸設される。上部突起113は、絞り羽根110と同様な物質により形成される。上部突起113は、絞り羽根110の上面に当接する上部ディスク120に凹設された上部凹溝121(第1凹溝)に嵌合する。上部凹溝121は、中心軸Pを回転対称の中心とする六角形状に凹設される。上部突起113は、上部凹溝121の長手方向(六角形の周方向)にスライド可能に嵌合する。
一方、絞り羽根110の外縁部における下面中央部には、円柱又は半球の下部突起114(第2突起、図5に後述)が凸設される。下部突起114は、絞り羽根110と同様な物質により形成される。下部突起114は、絞り羽根110の下面に当接する下部ディスク130に凹設された下部凹溝131(第2凹溝)に嵌合する。下部凹溝131は、中心軸Pを回転対称の中心とする六角形の周方向に凹設される。下部突起114は、下部凹溝131の長手方向にスライド可能に嵌合する。上部突起113とは異なり、下部突起114は下部突起114の中心軸回りに回転可能である。
上部ディスク120は、絞り開口111の中心軸P回りに絞り開口111を開く方向(鉛直上方から見て反時計回りの方向)に複数の絞り羽根110を案内する。上部ディスク120は、上部突起113に嵌合して絞り開口111を開く方向に凹設された上部凹溝121と、中心軸P回りに形成された上部開口122(第1開口)とを有する。上部ディスク120は、上部凹溝121に嵌合した上部突起113を介して絞り羽根110が下部突起114の中心軸回りに回転するのを案内することで、絞り開口111を開く。上部開口122は、差込口16と同様に受容可能な点滴棒2の最大径に合わせて形成される。特に、上部開口122は、閉状態において各テーパ面112により形成される六角形に内接する円の直径に合わせて形成される。上部ディスク120は、剛性を有する金属や樹脂等の比較的頑強な物質により形成される。上部ディスク120は、閉状態から中心軸P回りに60°回転可能である。上部ディスク120は、第1案内部材の一例である。
下部ディスク130は、絞り開口111の中心軸P回りに絞り開口111を開く方向に複数の絞り羽根110を案内する。下部ディスク130は、下部突起114に嵌合して絞り開口111を開く方向に凹設された下部凹溝131と、中心軸P回りに形成された下部開口132(第2開口、図4に後述)とを有する。下部ディスク130は、下部凹溝131に嵌合した下部突起114を介して絞り羽根110が下部凹溝131の長手方向に移動するのを案内することで、絞り開口111を開く。下部開口132は、差込口16と同様に受容可能な点滴棒2の最大径に合わせて形成される。下部ディスク130は、剛性を有する金属や樹脂等の比較的頑強な物質により形成される。上部ディスク120とは異なり、下部ディスク130は中心軸P回りに回転しない。上部ディスク120の直径に対して下部ディスク130の直径のほうが、少なくとも連結棒160の直径分だけ長くてもよい。下部ディスク130は、第2案内部材の一例である。
ゼンマイばね140は、絞り開口111の中心軸P回りに絞り開口111を閉じる方向(鉛直上方から見て時計回りの方向)に複数の絞り羽根110を付勢する。ゼンマイばね140は、閉状態及び開状態に関わらず常に絞り開口111を閉じる方向に付勢する。上記の構成により、閉状態において空気中を漂う微細なゴミや薬剤等の異物が絞り開口111に侵入するのを防ぐことができる。ゼンマイばね140は、上部ディスク120の外縁部における上面に当接して設置される。ゼンマイばね140の内周側の一端141は、連結棒150により上部ディスク120と連結される。具体的には、ゼンマイばね140の一端141は上部ディスク120を貫通して鉛直方向に伸びる連結棒150に巻き付いて固定される。ゼンマイばね140の付勢力は、連結棒150を介して上部ディスク120に伝達された後、上部ディスク120の上部凹溝121に嵌合する上部突起113を介して絞り羽根110に伝達される。
一方、ゼンマイばね140の外周側の一端142は、連結棒160により下部ディスク130と連結される。具体的には、ゼンマイばね140の一端142は、下部ディスク130を貫通して鉛直方向に伸びる連結棒160に巻き付いて固定される。なお、ゼンマイばね140の一端142は、上部ディスク120よりも水平方向に突出するため、連結棒160は上部ディスク120を貫通しない。ゼンマイばね140の一端142は常に同一位置に固定されるため、別の一端141の反時計回りの変位が大きいほど、ゼンマイばね140に、より大きい時計回りの付勢力が付加される。ゼンマイばね140は、弾性を有する金属等の物質により形成される。連結棒150,160は金属等の比較的頑強な物質により形成される。ゼンマイばね140は、付勢部材の一例である。連結棒150は第1連結部材の一例であり、連結棒160は第2連結部材の一例である。
図4は、第1実施形態に係る絞り機構100の動作における上部ディスク120及び下部ディスク130の位置関係の一例を示す平面図である。図4(a)は図3(a)における閉状態に対応し、図4(b)は図3(b)における開状態に対応する。図4(c)は、閉状態と開状態との間の中間状態(半開状態)を示す。上部ディスク120及び下部ディスク130は、点滴棒2の挿入に応じて「閉状態→半開状態→開状態」の順に相対的な位置関係を変化させる。逆に、上部ディスク120及び下部ディスク130は、点滴棒2の抜去に応じて「開状態→半開状態→閉状態」の順に相対的な位置関係を変化させる。
図4(a)のように、閉状態において上部ディスク120の上部凹溝121と下部ディスク130の下部凹溝131は、互いに重畳する位置関係にある。上部ディスク120の上部開口122は紙面に対して手前側に位置し、下部ディスク130の下部開口132は紙面に対して奥側に位置する。中心軸Pを起点として連結棒150及び連結棒160をそれぞれ通る2本の半直線が成す角度は90°である。
図4(c)のように、閉状態から上部ディスク120が反時計回りに30°回転すると、下部ディスク130は回転しないため、下部ディスク130に対して上部ディスク120が回転方向に30°ずれる。中心軸Pを起点として連結棒150及び連結棒160をそれぞれ通る2本の半直線が成す角度は120°である。
図4(b)のように、半開状態から上部ディスク120が反時計回りに30°回転すると、下部ディスク130に対して上部ディスク120が回転方向に30°ずれる。開状態において、上部ディスク120の上部凹溝121と下部ディスク130の下部凹溝131は、再び互いに重畳する位置関係にある。ただし、開状態における上部凹溝121と下部凹溝131との位置関係は、閉状態における当該位置関係と比較して回転方向に60°ずれる。中心軸Pを起点として連結棒150及び連結棒160をそれぞれ通る2本の半直線が成す角度は150°である。
図5は、第1実施形態に係る絞り機構100の動作における絞り羽根110及びゼンマイばね140の位置関係の一例を示す平面図である。図4に示される各構成に加えて、図5では絞り羽根110及びゼンマイばね140がさらに示される。
図5(a)のように、閉状態において上部ディスク120の上部凹溝121には絞り羽根110の上部突起113が嵌合し、下部ディスク130の下部凹溝131には絞り羽根110の下部突起114が嵌合する。上部突起113は、下部突起114に対して反時計回りに所定の角度だけずれて位置する。また、下部突起114は下部凹溝131の一端かつ、下部凹溝131の長手方向にスライド可能な場所に位置する。前述の通り、閉状態においてゼンマイばね140には時計回りの付勢力が常に付加されている。
図5(c)のように、閉状態から上部ディスク120が反時計回りに30°回転すると、上部突起113は時計回りに上部凹溝121の長手方向にスライドする一方、下部突起114は反時計回りに下部凹溝131の長手方向にスライドする。同時に、絞り羽根110は下部突起114を回転の中心軸として反時計回りに回転する。各絞り羽根110が同様な動作を行うことで、複数の絞り羽根110により囲まれる絞り開口111が形成される。絞り開口111の中心から見ると、複数の絞り羽根110はそれぞれ、反時計回りに回転しながら当該中心から遠ざかるように移動する。また同時に、ゼンマイばね140には時計回りの付勢力が付加される。
図5(b)のように、半開状態から上部ディスク120が反時計回りに30°回転すると、上部突起113及び下部突起114は上記と同様に移動する。ここで、下部突起114は下部凹溝131の別の一端に到達するため、下部突起114の更なるスライドが規制される。これにより、絞り羽根110の更なる回転及び移動が規制され、当該時点において絞り開口111の径が最大となる。絞り開口111の最大径は、六角形の絞り開口111に内接する円の直径に相当する。なお、ゼンマイばね140には更なる時計回りの付勢力が付加され、当該時点においてゼンマイばね140の付勢力も最大となる。
図6は、第1実施形態に係る絞り機構100に点滴棒2が挿入される際の動作例を示す断面図である。具体的には、図6は図5(a)の閉状態において絞り開口111の中心及びゼンマイばね140の一端141を通る破断線A-A’における絞り機構100の断面図である。
図6(a)のように、ユーザが点滴棒2を挿入する前の閉状態では、ゼンマイばね140の付勢力により絞り開口111は閉じられている。
図6(c)のように、ユーザが点滴棒2を鉛直上方から上部ディスク120の上部開口122を通して絞り羽根110のテーパ面112に押し当てた場合、点滴棒2上のテーパ面112との接地点からテーパ面112に対して垂直方向にテーパ面112を押し下げる外力が付加される。当該外力は、テーパ面112の傾斜により水平方向の分力と鉛直方向の分力とに分解される。当該水平方向の分力がゼンマイばね140による付勢力を上回ると、絞り羽根110は上部ディスク120及び下部ディスク130の案内により回転しながら水平方向に移動することで、絞り開口111を開く。
図6(b)のように、点滴棒2の径よりも絞り開口111の径が上回った場合、点滴棒2は絞り開口111を鉛直方向に通過する。絞り開口111に挿入された点滴棒2は、絞り開口111の下方に設置された鉤型部材170により支持される。すなわち、鉤型部材170は、点滴棒2の一定深さ以上の鉛直下方への挿入を規制するストッパである。鉤型部材170は、L字型に成形された部材であり、一端で下部ディスク130に固定される。鉤型部材170の一面は、下部ディスク130の下部開口132を被覆可能な大きさに設計されると良い。鉤型部材170は、金属等の頑強な物質により形成される。鉤型部材170は、支持部材の一例である。
鉤型部材170の点滴棒2との接地面には、絞り開口111に挿入された点滴棒2の挿入を検知するセンサ180が設置される。センサ180は、点滴棒2の自重による圧力や接触に基づいて点滴棒2の挿入を検知してもよい。あるいは、センサ180は挿入された点滴棒2の径を検知してもよい。さらに、センサ180による検知結果をユーザに通知するランプ(不図示)が寝台装置1に設置されてもよい。例えば、ランプはハンドルユニット15に設置され、点滴棒2の挿入時には点灯し、点滴棒2の抜去時には消灯するように構成されてもよい。あるいは、センサ180による検知結果をユーザに通知するディスプレイ(不図示)が寝台装置1又は架台装置に設置されてもよい。センサ180は、検知部の一例である。ランプ及びディスプレイは、通知部の一例である。
図6(b)のように、点滴棒2が鉤型部材170に接触している状態において、点滴棒2はテーパ面112を押し下げていない。したがって、絞り羽根110を開く水平方向の分力が絞り羽根110に付加されず、絞り羽根110はゼンマイばね140の付勢力によって再び閉じる方向に移動する。これにより、点滴棒2は絞り羽根110により側方から締め付けて支持される。
なお、絞り開口111の開状態において絞り開口111の中心軸に面するように複数の絞り羽根110に固定され、略鉛直方向に回転可能なローラ115が設置されてもよい。ローラ115は、例えば一つの絞り羽根110のテーパ面112の下方に複数個、直線上に並んで配置される。ローラ115は、絞り開口111の開状態において点滴棒2に接触可能に突出すると良い。ローラ115は水平方向に回転しないため、点滴棒2の水平方向への回転を規制することで、絞り羽根110による点滴棒2の保持力を向上させることができる。一方、ローラ115は鉛直方向に回転するため、ユーザが鉛直方向に点滴棒2を挿入及び抜去するのを容易にすることができる。すなわち、ローラ115は点滴棒2に付加される鉛直方向の摩擦力を、水平方向の摩擦力よりも低減する。ローラ115は絞り開口111の閉状態においては絞り羽根110の内部に格納されるように、絞り羽根110の側面に設置空間が確保されると良い。ローラ115は、回転部材の一例である。
前述の通り、ローラ115が絞り羽根110に設置される場合、点滴棒2は鉛直方向に容易に移動可能となる。したがって、点滴棒2が一定深さ以上に鉛直方向に進入するのを防ぐストッパとして鉤型部材170が設置される。一方、ローラ115が絞り羽根110に設置されない場合、鉤型部材170は設置されなくともよい。代わりに、点滴棒2は絞り羽根110により直接押圧されることで、静止摩擦力により保持され得る。もちろん、後者の場合に鉤型部材170が設置されても構わない。
図7は、第1実施形態に係る絞り機構100から点滴棒2が抜去される際の動作例を示す断面図である。図7(b)のように、ユーザが点滴棒2を抜去する際には、絞り羽根110の側面に設置されたローラ115が鉛直上向きに回転する。図7(c)のように、点滴棒2との接触を失うと、センサ180は点滴棒2が抜去されたことを検知する。このとき、通知部は点滴棒2が抜去されたことを検知結果としてユーザに通知してもよい。点滴棒2が絞り開口111から抜去されると、ゼンマイばね140の付勢力により絞り開口111が自動的に閉まることで、図7(a)のように絞り羽根110は閉状態に戻る。
以上、第1実施形態に係る寝台装置1及び絞り機構100について説明した。上記の構成を備えた寝台装置1及び絞り機構100によれば、ユーザは点滴棒2の径に配慮することなく、寝台装置1の差込口16に点滴棒2を差すことができる。例えば、ユーザが差込口16に対して細い点滴棒2を差した場合であっても、絞り機構100により点滴棒2が側方から締め付けられることで点滴棒2が安定的に支持される。これにより、点滴棒2が不安定な状態になり移動時等に外れるおそれが解消される。また、寝台装置1に複数の差込口16を設ける必要がないため、寝台装置1の使用性や美観を損なうおそれが解消される。
(第2実施形態)
図8は、第2実施形態に係るX線CT装置3の構成例を示す全体図である。図8に示すX線CT装置3は、架台装置4と、寝台装置1と、コンソール装置5とを有する。X線CT装置3は、架台装置4及び寝台装置1を伴う医用画像診断装置の一例である。例えば、架台装置4及び寝台装置1はCT検査室に設置され、コンソール装置5はCT検査室に隣接する制御室に設置される。なお、コンソール装置5は、架台装置4及び寝台装置1とともに同一の部屋に設置されてもよい。架台装置4と、寝台装置1と、コンソール装置5とは互いに通信可能に有線又は無線で接続される。
架台装置4は、被検体PをX線CT撮影するための構成を有するスキャン装置である。架台装置4は、X線管41と、検出器42と、回転フレーム43と、X線高電圧装置44と、制御装置45と、ウェッジ46と、コリメータ47と、DAS48とを含む。
X線管41は、X線高電圧装置44からの高電圧の印加及びフィラメント電流の供給により、陰極(フィラメント)から陽極(ターゲット)に向けて熱電子を照射することでX線を発生する真空管である。具体的には、熱電子がターゲットに衝突することによりX線が発生される。例えば、X線管41には回転する陽極に熱電子を照射することでX線を発生させる回転陽極型のX線管がある。X線管41で発生したX線は、例えばコリメータ47を介してコーンビーム形に成形され、被検体Pに照射される。
検出器42は、X線管41から照射され、被検体Pを透過したX線を検出し、X線量に対応した電気信号をDAS48へと出力する。検出器42は、例えば、X線管41の焦点を中心として1つの円弧に沿ってチャンネル方向に複数のX線検出素子が配列された複数のX線検出素子列を有する。検出器42は、例えば、チャンネル方向に複数のX線検出素子が配列されたX線検出素子列がスライス方向(列方向、row方向)に複数配列された列構造を有する。
回転フレーム43は、X線管41と検出器42とを回転軸Z回りに回転可能に支持する。具体的には、回転フレーム43は、X線管41と検出器42とを対向支持し、制御装置45によってX線管41と検出器42とを回転させる円環状のフレームである。回転フレーム43は、アルミニウム等の金属により形成された固定フレーム(不図示)に回転可能に支持される。詳しくは、回転フレーム43は、ベアリングを介して固定フレームの縁部に接続されている。回転フレーム43は、制御装置45の駆動機構からの動力を受けて回転軸Z回りに一定の角速度で回転する。
なお、回転フレーム43は、X線管41と検出器42とに加えて、X線高電圧装置44やDAS48を更に備えて支持する。このような回転フレーム43は、撮影空間をなすボア49が形成された略円筒形状の筐体に収容されている。ボア49はFOVに略一致する。ボア49の中心軸は、回転フレーム43の回転軸Zに一致する。なお、DAS48が生成した撮影データは、例えば発光ダイオード(LED)を有する送信機から光通信によって架台装置4の非回転部分(固定フレーム)に設けられた、フォトダイオードを有する受信機(不図示)に送信され、コンソール装置5へと転送される。なお、回転フレーム43から架台装置4の非回転部分への撮影データの送信方法は、光通信に限らず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式を採用してもよい。
X線高電圧装置44は、変圧器(トランス)及び整流器等の電気回路を有し、X線管41に印加する高電圧及びX線管41に供給するフィラメント電流を発生する機能を有する高電圧発生装置と、X線管41が照射するX線に応じた出力電圧の制御を行うX線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。なお、X線高電圧装置44は、回転フレーム43に設けられてもよいし、架台装置4の固定フレーム側に設けられてもよい。
制御装置45は、CPU(Central Processing Unit)等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。処理回路は、ハードウェア資源として、CPUやMPU(Micro Processing Unit)等のプロセッサとROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等のメモリとを有する。また、制御装置45は、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA)、他の複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)により実現されてもよい。制御装置45は、コンソール装置5からの指令に従い、X線高電圧装置44及びDAS48等を制御する。
また、制御装置45は、架台装置4又はコンソール装置5に取り付けられた、入力インタフェース53からの入力信号を受けて、架台装置4及び寝台装置1の動作制御を行う機能を有する。例えば、制御装置45は、入力信号を受けて回転フレーム43を回転させる制御や、架台装置4をチルトさせる制御、及び寝台装置1及び天板11を動作させる制御を行う。なお、架台装置4をチルトさせる制御は、架台装置4に取り付けられた入力インタフェース53によって入力される傾斜角度(チルト角度)情報により、制御装置45がX軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム43を回転させることによって実現される。また、制御装置45は架台装置4に設けられてもよいし、コンソール装置5に設けられてもよい。なお、制御装置45は、前述のメモリにプログラムを保存する代わりに、前述のプロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成してもよい。
ウェッジ46は、X線管41から照射されたX線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ46は、X線管41から被検体Pへ照射されるX線が、予め定められた分布になるように、X線管41から照射されたX線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ46(ウェッジフィルタ(wedge filter)、ボウタイフィルタ(bow-tie filter))は、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。
コリメータ47は、ウェッジ46を透過したX線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。なお、コリメータ47は、X線絞りと呼ばれる場合もある。
DAS48は、検出器42が積分型検出器である場合、検出器42から電気信号を読み出し、読み出した電気信号に基づいて、検出器42により検出されたX線の線量に関するデジタルデータ(以下、撮影データともいう)を生成する。撮影データは、生成元のX線検出素子のチャンネル番号、列番号、収集されたビュー(投影角度ともいう)を示すビュー番号、及び検出されたX線の線量の積分値を示すデータのセットである。一方、DAS48は、検出器42がフォトンカウンティング型検出器である場合、検出器42により検出されたX線光子のカウント値を示す撮影データを、複数のエネルギー帯域毎に生成する。撮影データは、生成元のX線検出素子のチャンネル番号、列番号、収集されたビュー(投影角度)を示すビュー番号、及びエネルギー・ビン番号により識別されたカウント値のデータのセットである。DAS48は、例えば、撮影データを生成可能な回路素子を搭載したASIC(Application Specific Integrated Circuit)により実現される。撮影データは、コンソール装置5へと転送される。
寝台装置1は、第1実施形態と同様である。第2実施形態において、寝台装置1の駆動機構13は、コンソール装置5又は制御装置45による制御に従い、天板11を移動する。例えば、駆動機構13は、天板11に載置された被検体Pの体軸が回転フレーム43のボア49の中心軸に一致するよう、天板11を被検体Pに対して直交方向に移動する。また、駆動機構13は、架台装置4を用いて実行されるX線CT撮影に応じて、天板11を被検体Pの体軸方向に沿って移動してもよい。天板11が架台装置4のボア49に進入した状態で被検体Pが撮影される。なお、駆動機構13は、天板11のみならず支持フレーム12を天板11の長手方向に移動してもよい。換言すれば、駆動機構13は、支持フレーム12に設けられた案内レールに沿って天板11を長手方向に移動させるのみならず、支持フレーム12を天板11の長手方向に移動させる二段階のスライドを制御してもよい。さらに、駆動機構13は、被検体Pの天板11への乗り降りに応じて天板11を鉛直方向に移動してもよい。
コンソール装置5は、メモリ51と、ディスプレイ52と、入力インタフェース53と、処理回路54とを有する。メモリ51と、ディスプレイ52と、入力インタフェース53と、処理回路54との間のデータ通信は、バス(BUS)を介して行われる。なお、コンソール装置5は架台装置4とは別体として説明するが、架台装置4にコンソール装置5又はコンソール装置5の各構成要素の一部が含まれてもよい。
メモリ51は、種々の情報を記憶するHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、集積回路記憶装置等の記憶装置である。メモリ51は、例えば、撮影データや再構成画像データを記憶する。メモリ51は、HDDやSSD以外にも、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体や、RAM(Random Access Memory)等の半導体メモリ素子等との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。また、メモリ51の保存領域は、X線CT装置3内にあってもよいし、ネットワークで接続された外部記憶装置内にあってもよい。例えば、メモリ51は、CT画像や表示画像のデータを記憶する。また、メモリ51は、実施形態に係る制御プログラムを記憶する。
ディスプレイ52は、種々の情報を表示する。例えば、ディスプレイ52は、処理回路54によって生成された医用画像(CT画像)や、操作者からの各種操作を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)を出力する。例えば、ディスプレイ52としては、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、有機ELディスプレイ(OELD:Organic Electro Luminescence Display)、プラズマディスプレイ又は他の任意のディスプレイが適宜、使用可能となっている。また、ディスプレイ52は、架台装置4に設けられてもよい。また、ディスプレイ52は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置5本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されてもよい。本実施形態において、ディスプレイ52はセンサ180による点滴棒2の挿入状態に関する検知結果をユーザに表示してもよい。
入力インタフェース53は、操作者からの種々の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路54に出力する。例えば、入力インタフェース53は、撮影データを収集する際の収集条件や、CT画像を再構成する際の再構成条件、CT画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件等を操作者から受け付ける。入力インタフェース53としては、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド、及びタッチパネルディスプレイ等が適宜、使用可能となっている。なお、本実施形態において、入力インタフェース53は、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパッド、及びタッチパネルディスプレイ等の物理的な操作部品を有するものに限られない。例えば、コンソール装置5とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路54へ出力する電気信号の処理回路も、入力インタフェース53の例に含まれる。入力インタフェース53は、架台装置4に設けられてもよい。また、入力インタフェース53は、コンソール装置5本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されてもよい。
処理回路54は、入力インタフェース53から出力される入力操作の電気信号に応じてX線CT装置3全体の動作を制御する。例えば、処理回路54は、ハードウェア資源として、CPUやMPU、GPU等のプロセッサとROMやRAM等のメモリとを有する。処理回路54は、当該メモリに展開されたプログラムを実行するプロセッサにより、各機能(システム制御機能541、前処理機能542、再構成処理機能543、表示制御機能544)を実行する。なお、各機能は単一の処理回路で実現される場合に限らない。複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能を実現するものとしてもよい。
システム制御機能541は、入力インタフェース53を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路54の各機能を制御する。具体的には、システム制御機能541は、メモリ51に記憶されている制御プログラムを読み出して処理回路54内のメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従ってX線CT装置3の各部を制御する。
前処理機能542は、DAS48から出力された撮影データに対して、対数変換処理やオフセット補正処理、チャンネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施した補正撮影データを生成する。
再構成処理機能543は、前処理機能542にて生成された補正撮影データに対して、フィルタ補正逆投影法(FBP法:Filtered Back Projection)や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行ってCT画像データを生成する。
表示制御機能544は、処理回路54の各機能又は処理における処理途中又は処理結果の情報を表示するようにディスプレイ52を制御する。
なお、処理回路54は、スキャン制御処理及び画像処理も行う。スキャン制御処理は、X線高電圧装置44に高電圧を供給させて、X線管41にX線を照射させる等、X線スキャンに関する各種動作を制御する処理である。画像処理は、入力インタフェース53を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、再構成処理機能543によって生成されたCT画像データを公知の方法により、任意断面の断層画像データや3次元画像データに変換する処理である。処理回路54は、コンソール装置5に含まれる場合に限らず、複数の医用画像診断装置にて取得されたデータに対する処理を一括して行う統合サーバに含まれてもよい。
なお、コンソール装置5は、単一のコンソールにて複数の機能を実行するものとして説明したが、複数の機能を別々のコンソールが実行することにしてもよい。例えば、別々のコンソールが前処理機能542、再構成処理機能543等の処理回路54の機能を分散して有してもよい。
図9は、第2実施形態に係るX線CT装置3の動作例を示す側面図である。図9において、図2に示す寝台装置1が模式的に示される。点滴棒2が絞り機構100により支持された状態で、天板11に載置された被検体Pは、寝台装置1の駆動機構13により架台装置4のボア49に移動される。なお、絞り機構100はハンドルユニット15及び天板11のみならず、天板11の下方に位置する支持フレーム12や駆動機構13に亘り鉛直方向に延在してもよい。この場合、架台装置4のボア49に向かうZ軸方向の天板11の移動に伴い絞り機構100及び点滴棒2が掃く領域に相当する空間が、支持フレーム12や駆動機構13の内部に確保されていればよい。
以上、第2実施形態に係るX線CT装置3について説明した。上記の構成を備えたX線CT装置3によれば、第1実施形態と同様な寝台装置1を含むため、第1実施形態と同様な効果が得られる。加えて、第2実施形態に係るX線CT装置3は、架台装置4又はコンソール装置5による制御を介して、点滴棒2が安定的に支持された寝台装置1を任意の方向に移動させることができる。これにより、X線CT装置3は、被検体Pが架台装置4に進入した状態で、被検体Pに点滴を施しながら被検体Pを撮影することができる。
以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、種々の径を有する点滴棒を支持することができる。
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1 寝台装置
2 点滴棒
3 X線CT装置
4 架台装置
5 コンソール装置
11 天板
12 支持フレーム
13 駆動機構
14 基台
15 ハンドルユニット
16 差込口
41 X線管
42 検出器
43 回転フレーム
44 X線高電圧装置
45 制御装置
46 ウェッジ
47 コリメータ
48 DAS
49 ボア
51 メモリ
52 ディスプレイ
53 入力インタフェース
54 処理回路
100 絞り機構
110 絞り羽根
111 絞り開口
112 テーパ面
113 上部突起
114 下部突起
115 ローラ
120 上部ディスク
121 上部凹溝
122 上部開口
130 下部ディスク
131 下部凹溝
132 下部開口
140 ゼンマイばね
141,142 一端
150,160 連結棒
170 鉤型部材
180 センサ
541 システム制御機能
542 前処理機能
543 再構成処理機能
544 表示制御機能

Claims (7)

  1. 被検体を載置する天板と、
    前記天板を少なくとも水平方向に駆動する駆動機構と、
    前記天板に固定された絞り機構と、
    を具備する寝台装置であって、
    前記絞り機構は、略鉛直方向に向いた可変の絞り開口を形成し、前記絞り開口の中心軸に向けて狭窄しながら前記水平方向に対し斜め下方に延在するテーパ面をそれぞれ有する複数の絞り部材と、
    前記絞り開口の中心軸回りに前記絞り開口を開く方向に前記複数の絞り部材を案内する案内部材と、
    前記絞り開口の中心軸回りに前記絞り開口を閉じる方向に前記複数の絞り部材を付勢する付勢部材と、
    を具備する寝台装置。
  2. 前記絞り開口の開状態において前記絞り開口の中心軸に面するように前記複数の絞り羽根に固定され、前記略鉛直方向に回転可能な回転部材と、
    をさらに具備する請求項1に記載の寝台装置。
  3. 前記絞り開口の下方に設置され、前記絞り開口に挿入された物体を支持する支持部材と、
    をさらに具備する請求項1又は請求項2に記載の寝台装置。
  4. 前記絞り開口の下方に設置され、前記絞り開口に挿入された物体の挿入を検知する検知部と、
    前記検知部による検知結果を通知する通知部と、
    をさらに具備する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の寝台装置。
  5. 前記複数の絞り羽根は、上部に凸設された第1突起と下部に凸設された第2突起とをそれぞれ有し、
    前記案内部材は、前記第1突起に嵌合して前記絞り開口を開く方向に凹設された第1凹溝と、前記絞り開口の中心軸回りに形成された第1開口とを有する第1案内部材と、
    前記第2突起に嵌合して前記絞り開口を開く方向に凹設された第2凹溝と、前記絞り開口の中心軸回りに形成された第2開口とを有する第2案内部材と、
    をさらに具備し、
    前記第1案内部材は、前記絞り開口の中心軸回りに回転可能である、
    請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の寝台装置。
  6. 前記付勢部材の一端と前記第1案内部材とを連結する第1連結部材と、
    前記付勢部材の別の一端と前記第2案内部材とを連結する第2連結部材と、
    をさらに具備する請求項5に記載の寝台装置。
  7. 被検体を撮影する架台装置と、寝台装置とを具備する医用画像診断装置であって、
    前記寝台装置は、
    前記被検体を載置する天板と、
    前記天板を少なくとも水平方向に駆動する駆動機構と、
    前記天板に固定された絞り機構と、
    を具備し、
    前記絞り機構は、前記絞り機構の略鉛直方向に向いた可変の絞り開口を形成し、前記絞り開口の中心軸に向けて狭窄しながら前記水平方向に対し斜め下方に延在するテーパ面をそれぞれ有する複数の絞り部材と、
    前記絞り開口の中心軸回りに前記絞り開口を開く方向に前記複数の絞り部材を案内する案内部材と、
    前記絞り開口の中心軸回りに前記絞り開口を閉じる方向に前記複数の絞り部材を付勢する付勢部材と、
    を具備する医用画像診断装置。
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