JP5414503B2 - X線診断装置 - Google Patents

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Description

本発明は、被検体にX線を照射してX線撮影を行うX線診断装置に関する。
X線診断装置では、X線撮影のときに被検体の関心部位に向けてX線を照射することができるように、撮影前にX線を照射するX線照射部やX線を検出するX線検出部を移動して、被検体に対するX線照射部やX線検出部のポジショニングを行う。そして、X線照射部及びX線検出部を1つのアームで支持してX線検出部に対するX線照射部の角度が固定されたタイプでは、ポジショニングの精度を上げるために、被検体にレーザを照射する投光器をX線照射部又はX線検出部に設けたX線診断装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
また、X線照射部やX線検出部を個々に移動できる一般撮影のタイプでは、X線照射方向の中心の軸(照射軸)が常にX線検出部における検出面の検出中心に交わるようにX線照射部又はX線検出部の一方の移動により他方を追従させる機能を設けて、ポジショニングの精度を上げている。
特開平9−28701号公報
しかしながら、一般撮影で、被検体の2つの部位が重なる方向からX線を照射させる必要がある場合や、被検体の所定の部位を透過したX線が検出面の検出中心に入射するように所定の方向からX線を照射させる必要がある場合には、被検体を通り抜けるX線の経路を辿ることができないため、X線のX線照射部及びX線検出部のポジショニングを困難なものにしている。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、ポジショニングが容易なX線診断装置を提供することを目的とする。
上記問題を解決するために、本発明のX線診断装置は、被検体に向けて照射軸の方向を中心としてX線を照射する回動可能なX線照射手段と、前記X線照射手段により照射され、前記被検体を透過したX線を検出するX線検出手段と、前記X線検出手段に対する前記X線照射手段の照射角度を検出する角度検出手段と、前記角度検出手段により検出された照射角度の情報に基づいて、前記照射軸方向の側方から可視光を照射して、前記照射軸を示すマーカを前記被検体上に投影させる投光手段とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、X線照射部の照射軸の側方から可視光を照射して、被検体に照射軸を示すマーカを投影させることができる。これにより、被検体に対するX線照射部及びX線検出部のポジショニングを容易に行うことができる。
本発明の実施例に係るX線診断装置の構成を示すブロック図。 本発明の実施例に係る撮影台、X線照射部、X線検出部、及び投光器の構成を示す図。 本発明の実施例に係る2次元中心制御が設定されている場合のX線照射部又はX線検出部の一方の移動操作に応じて移動する他方の移動方向の一例を示す図。 本発明の実施例に係る投光器の構成の詳細を示す図。 本発明の実施例に係る投光器の外観を示す図。 本発明の実施例に係るマーカの移動方向を説明するための図。 本発明の実施例に係る投光器の構成の他の例を示す図。 本発明の実施例に係る被検体に投影されたマーカの例を示す図。 本発明の実施例に係る被検体に投影されたマーカの例を示す図。 本発明の実施例に係る投光器を追加配置した場合の例を示す図。
本発明の実施例を説明する。
以下、本発明によるX線診断装置の実施例を、図1乃至図10を参照して説明する。
図1は、本発明の実施例に係るX線診断装置の構成を示したブロック図である。このX線診断装置100は、被検体PのX線撮影を行う撮影部10と、撮影部10におけるX線撮影により画像データを生成する画像データ生成部60と、画像データ生成部60で生成された画像データを保存する画像データ記憶部65と、画像データ生成部60で生成された画像データを表示する表示部70と、各種コマンド等の入力を行う操作部80と、撮影部10、画像データ生成部60、及び画像データ記憶部65を統括して制御するシステム制御部90とを備えている。
撮影部10は、X線撮影が行われる被検体Pの一部や全身を支持する撮影台18と、撮影台18に支持された被検体Pに対してX線を照射するX線照射部20と、被検体Pを透過したX線を検出するX線検出部24と、被検体Pに対するX線照射部20及びX線検出部24の相対的なポジショニングを行うための可視光を被検体Pに照射する投光器30と、撮影台18、X線照射部20、及びX線検出部24を移動する機構部40と、X線検出部24に対するX線照射部20の照射角度を検出する角度検出器45と、X線照射部20を照射駆動する高電圧制御部50とを備えている。
図2は、撮影台18、X線照射部20、X線検出部24、及び投光器30の構成を示した図である。
撮影台18は、矢印で示した水平方向の長手方向及びこの長手方向に対して垂直な幅方向、並びに上下方向に移動可能に配置され、投光器30からの可視光及びX線照射部20からのX線の透過性に優れた透過材である例えばアクリル板により形成されている。
X線照射部20は、移動可能に撮影台18の上方に配置され、高電圧制御部50の駆動により、被検体Pに向けて照射軸201の方向を中心としてX線を照射するX線管21と、被検体Pに照射するX線管21からのX線の照射範囲を制限するX線可動絞り22とを備えている。
X線検出部24は、長手方向に移動可能に撮影台18の下側に撮影台18に対して平行に配置され、被検体Pを透過したX線を検出する四角形の検出面241を有する表面側に設けられた平面検出器25と、平面検出器25で検出された検出信号に基づいてX線投影データを生成する裏面側に設けられた信号処理部26とを備えている。
平面検出器25は例えばX線を直接電荷に変換する直接変換方式であり、入射したX線を電荷に変換して蓄積する列方向及びライン方向の2次元の検出面241に配列された複数のX線検出素子と、このX線検出素子に蓄積された電荷を読み出すための駆動パルスを供給するゲートドライバとを備えている。そして、読み出した電荷を信号処理部26に出力する。
信号処理部26は、平面検出器25の各検出素子から読み出された電荷を電圧に変換するアンプ及びその電圧を増幅するアンプと、このアンプの出力をデジタル信号に変換するA/D変換器と、A/D変換器からの信号を時系列信号に変換してX線投影データを生成するパラレル・シリアル変換器とを備えている。そして、生成したX線投影データを画像データ生成部60に出力する。
投光器30は、X線検出部24の縁辺の長手方向における中央に着脱可能に配置され、角度検出器45で検出された照射角度の情報に基づきX線照射部20の照射軸201方向の側方から照射軸201の方向へ、撮影台18の下側から上側に亘って可視光を照射する。この照射により、X線検出部24の検出面241における幅方向の中央で検出面241と直交する2次元の領域で、検出面241の長手方向の長さを一辺とし、下側の一辺が検出面241対して平行に近接した長方形の照射野301を形成する。そして、検出面241の検出中心242上方近傍で撮影台18に支持された被検体Pに照射軸201を示すマーカを投影させる。
図1に示した機構部40は、撮影台18を移動する撮影台移動機構41、X線照射部20を移動する照射移動機構42、X線検出部24を移動する検出移動機構43、並びに撮影台移動機構41、照射移動機構42、及び検出移動機構43を統括して制御する機構制御部44を備えている。そして、撮影台移動機構41は、撮影台18を長手方向、幅方向、及び上下方向へ移動する。また、照射移動機構42は、照射X線部20を長手方向、幅方向、及び上下方向へ移動し、またX線検出部24に対して様々な方向から照射可能なようにX線照射部20を回動する。更に、検出移動機構43は、X線検出部24を長手方向へ移動する。
ここで、操作部80からの入力操作により、X線照射部20の照射軸201が投光器30の照射野301に接してX線検出部24の検出中心242で交わるように制御するX線照射部20を2次元方向に移動させる2次元中心制御を行うことができる。この制御が設定されている場合、操作部80からX線照射部20又はX線検出部24の一方を移動させる操作が行われると、機構制御部44は、照射移動機構42及び検出移動機構43を制御して一方を移動させると共に、照射軸201が検出中心242で交わるように他方を移動させる。
図3は、2次元中心制御が設定されている場合のX線照射部20又はX線検出部24の一方の移動操作に応じて移動する他方の移動方向の一例を示した図である。
図3(a)において、照射軸201が照射野301に接して検出中心242で交わり、且つX線検出部24の検出面241に対して角度θで交わるようにX線照射部20及びX線検出部24の位置が設定されているとする。そして、操作部80から一方を長手方向の一方向である矢印L1方向へ移動する操作が行われると、機構制御部44は、一方をL1方向へ移動させると共に、他方をL1方向へ一方の移動距離と同じ距離移動させる。
図3(b)において、照射軸201が照射野301に接触して検出中心242で交わるようにX線照射部20及びX線検出部24の位置が設定されているとする。そして、操作部80からX線照射部20を照射野301に対して垂直な軸を中心として矢印R1方向へ回動させる操作が行われると、機構制御部44は、X線照射部20をR1方向へ回動させると共に、回動したX線照射部20の照射軸201が照射野301に接して検出中心242で交わるようにX線検出部24をL1方向とは反対方向である矢印L2方向へX線検出部24を移動させる。
また、操作部80からX線検出部24をL2方向へ移動する操作が行われると、機構制御部44は、X線検出部24をL2方向へ移動させると共に、照射軸201が照射野301に接して検出中心242で交わるようにX線照射部20をR1方向へ回動させる。
図1に示した角度検出器45は、2次元中心制御が設定されている場合、X線照射部20の照射軸201が投光器30の照射野301に接して検出中心242で交わるときのX線検出部24の検出面241に対する照射軸201の角度を、X線検出部24に対するX線照射部20の照射角度として検出する。そして、検出した照射角度の情報を投光器30に出力する。
高電圧制御部50は、X線を発生させるためにX線照射部20のX線管21を照射駆動する高電圧発生器を備え、操作部80からの入力操作により、システム制御部90から供給される管電圧、管電流等の照射条件に基づいて高電圧発生器を制御する。そして、X線管21からX線を照射させる。
画像データ生成部60は、撮影部10におけるX線検出部24の信号処理部26から出力されるX線投影データに基づいて画像データを生成する。そして、生成した画像データを画像データ記憶部65や表示部70に出力する。
表示部70はCRTや液晶パネル等を備え、画像データ生成部60から出力された画像データを表示する。
操作部80は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスを備え、被検体Pを識別する氏名やID番号等の被検体情報、撮影部10における撮影台18、X線照射部20、及びX線検出部24を移動させる操作、2次元中心制御や照射条件を設定するための入力操作、表示に関する諸条件の設定や選択を行なうための入力操作等を行う。
システム制御部90は、CPUと記憶回路を備え、操作部80から入力された情報を一旦記憶した後、これらの入力情報に基づいて、撮影部10におけるX線照射部20、X線検出部24、投光器30、機構部40、角度検出器45、及び高電圧制御部50、並びに画像データ生成部60及び画像データ記憶部65の制御やシステム全体の制御を行なう。
次に、図1乃至図7を参照して、投光器30の構成の詳細を説明する。図4は、投光器30の構成の一例を示す図である。図5は、投光器30の外観を示す図である。図6は、投光器30の構成の他の例を示す図である。
図4は、投光器30の構成の詳細を示した図である。この投光器30は、2次元中心制御が設定されたX線照射部20の照射軸201に対して垂直であり、且つX線検出部24の検出面241上の検出中心242を通る仮想の直線302上に配置される。そして、直線302上に焦点が位置するように配置された可視光を照射する例えばハロゲンランプを有する光源31と、直線302に対して垂直に回動可能に光源31とX線検出部24の間に配置された棒状の指針32とを備えている。
また、指針32を回動自在に支持する直線302上に配置された回動軸33と、回動軸33を中心として指針32を回動駆動するモータ34と、角度検出器45からの照射角度の情報に基づいて指針32が検出面241に対して照射軸201と同じ角度になるようにモータ34を駆動制御する制御部35と、投光器30へ供給される電力の光源31への出力及び角度検出器45から供給される角度の情報の制御部35への出力を行う接続部36とを備えている。
更に、光源31、指針32、回動軸33、モータ34、及び制御部35を覆うと共に光源31、回動軸33、モータ34、制御部35、及び接続部36を保持するカバー37と、このカバー37に設けられた光源31から指針32に向けて照射された可視光を制限して照射野301を形成するためのスリット38と、図5に示すように、カバー37のスリット38を有する外面の下端部近傍に設けられたX線検出部24に着脱可能とする着脱機構39とを備えている。
そして、光源31が指針32に向けて可視光を照射すると、この照射された可視光の内、スリット38を通過した可視光が撮影台18を透過し、透過した可視光を撮影台18上に照射する。ここで、照射野301に例えば被検体P等の遮蔽物体があると、照射野301の領域に映し出される指針32の影を照射軸201のマーカとして投影させる。そして、図6に示すように、マーカ320は、検出中心242を支点として照射軸201と同じR1方向及びこのR1方向とは反対方向である矢印R2方向へ同じ角度回動する。
なお、図7に示すように、投光器30上面にX線検出部24に着脱可能とする着脱機構39aを設け、光源31からの光が上方に向けて照射するように投光器30を配置する。また、上方に向けて照射した光を反射して照射野301を形成するように反射体を設ける。これにより構成される投光器30aを用いて実施するようにしてもよい。
また、照射野301を形成する4枚のスリット板を上下左右に設け、照射野301をこの照射野301を含む2次元領域で形成されるX線の照射野に一致するように左右の2枚のスリット板を可変できるように実施してもよい。これにより、X線撮影前に、被検体Pに対して照射される前記2次元領域におけるX線の照射範囲を知ることが可能となり、被検体Pへの不要なX線の照射を低減することができる。
以下、図1乃至図9を参照して、X線診断装置100の動作の一例を説明する。
被検体PのX線撮影を行うために、被検体Pの撮影部位に応じて予めX線照射部20及びX線検出部24のポジショニングを行う。次いで、撮影部10のX線検出部24の検出中心242上方近傍の撮影台18上に被検体Pの撮影部位を含む一部が載置される。そして、X線診断装置100の操作者により、操作部80から機構部40の制御条件として2次元中心制御が設定入力された後に投光開始の操作が行われると、システム制御部90は、投光器30、機構部40、及び角度検出部45にポジショニング動作を指示する。
角度検出器45は、X線照射部20の照射角度を検出し、検出した照射角度の情報を投光器30に出力する。投光器30の制御部35は、角度検出器45からの照射角度の情報に基づいてモータ34を駆動制御する。モータ34は、制御部35の制御により、X線検出部24の検出面241に対して照射軸201と同じ角度になるように指針32を回動する。光源31は指針32に向けて可視光を照射する。この照射された可視光の内、スリット38を通過した可視光が撮影台18を透過する。そして、透過した可視光を撮影台18上の被検体Pに照射して、指針32の影を照射軸201のマーカとして被検体P上に投影させる。
図8及び図9は、被検体Pに投影されたマーカの例を示した図である。そして、図7に示したこのマーカ321は、撮影台18上に支持された被検体Pの例えば頭部に投影されている。また、図8に示したマーカ322は、撮影台18に支持された被検体Pの足部に投影されている。
このように、被検体P上にマーカ321を投影させることができるため、被検体Pを通り抜けるX線の経路を視認することができる。これにより、X線撮影の前に、被検体Pに対するX線照射部20及びX線検出部24の位置がずれているか否かを容易に知ることができる。
図8において、マーカ321が被検体Pの例えば耳付近の点Aを通り、所定の角度に傾斜していると、被検体Pの所定の部位を透過したX線が検出面241の検出中心242に入射するように所定の方向からX線を照射させることができるため、操作者は被検体Pに対するX線照射部20及びX線検出部24のポジショニングを終了したと判断して、操作部80からX線撮影開始の操作を行う。また、マーカ321が点Aから外れている、又は所定の角度になっていないと、引き続きX線照射部20及びX線検出部24のポジショニングを行うために、X線照射部20及びX線検出部24を移動させる操作を行う。
なお、被検体Pの足部のX線撮影を行う場合、被検体Pの足部を撮影台18の代わりに支持して、X線の検出が可能なX線検出部に投光器30を取り付けて実施するようにしてもよい。
図9において、マーカ322が被検体Pの足部における例えばくるぶし付近の点B及び足の裏の所定の点Cを通っていると、2つの部位が重なる方向からX線を照射することができるため、操作者は被検体Pに対するX線照射部20及びX線検出部24のポジショニングを終了したと判断して、操作部80からX線撮影開始の操作を行う。また、マーカ322が点B,Cから少なくとも1点でも外れていると、引き続きX線照射部20及びX線検出部24のポジショニングを行うために、X線照射部20及びX線検出部24を移動させる操作を行う。
そして、X線照射部20及びX線検出部24のポジショニングを行うために、操作部80から操作してX線照射部20及びX線検出部24を移動させる操作が行われると、機構部40の機構制御部44は、照射移動機構42及び検出移動機構43を制御して、X線照射部20の照射軸201が投光器30の照射野301に接して検出中心242で交わるようにX線照射部20及びX線検出部24を移動させる。
角度検出器45は、移動操作に応じて回動したX線照射部20の照射角度を検出し、検出した照射角度の情報を投光器30に出力する。制御部35は、光源31が指針32に向けて可視光を照射している状態で、角度検出器45からの照射角度の情報に基づいて照射軸201と同じ角度になるように指針32を回動させる。
被検体P上に投影された例えばマーカ322は、X線照射部20及びX線検出部24の移動に応じて、被検体P上を移動する。そして、マーカ322が点B,Cを通る位置で照射X線部20及びX線検出部24の移動操作を停止させた後、操作部80から投光終了操作が行われると、システム制御部90は、投光器30、機構部40、及び角度検出部45にポジショニング動作の停止を指示する。
このように、各マーカ321,322が被検体Pの所望の位置からずれている場合、X線照射部20及びX線検出部24を移動させることにより、各マーカ321,322を被検体Pの所望の位置に移動させることができる。これにより、被検体Pに対するX線照射部20及びX線検出部24のポジショニングが容易になり、精度よくポジショニングを行うことができる。そして、ポジショニングミスによる再撮影を防ぐことができる。
ポジショニングの終了後、操作部80からX線撮影の開始操作が行われると、高電圧制御部50は、システム制御部90から供給される照射条件に基づいて、X線照射部20のX線管21を照射駆動する。X線照射部20は、被検体Pに対してX線を照射する。X線検出部24は、被検体Pを透過したX線を検出してX線投影データを生成し、生成したX線投影データを画像データ生成部60に出力する。画像データ生成部60はX線検出部24から出力されたX線投影データに基づいて画像データを生成し、生成した画像データを表示部70に表示すると共に画像データ記憶部65に保存する。
以上述べた本発明の実施例によれば、角度検出部45により検出された照射角度の情報に基づく投光器30からの可視光の照射により、撮影台18上に支持された被検体PにX線照射部20の照射軸201を示す各マーカ321,322を投影させることができる。これにより、被検体Pを通り抜けるX線の経路を視認することが可能となり、被検体Pに対するX線照射部20及びX線検出部24の位置がずれているか否かを容易に知ることができる。
そして、各マーカ321,322が被検体Pの所望の位置からずれている場合、X線照射部20及びX線検出部24を移動させることにより、マーカ322を被検体Pの所望の位置に移動させることができる。これにより、被検体Pに対するX線照射部20及びX線検出部24のポジショニングが容易になり、精度よくポジショニングを行うことができる。そして、ポジショニングミスによる再撮影を防ぐことができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、図10に示すように、投光器30と同様に構成される投光器30bを追加配置するように実施してもよい。この場合、X線照射部20の照射軸201がX線検出部24の検出中心242で交わるように制御するX線照射部20を3次元方向への移動が可能な3次元中心制御を行い、この制御が行われた場合のX線照射部20の三次元的な照射角度を検出する角度検出器に置き換える。また、X線検出部24の検出面241上の検出中心242を通り且つ直線302に直交する仮想の直線上のX線検出部24縁辺中央に配置され、X線検出部24の検出面241における長手方向の中央で検出面241と直交する2次元の領域で、検出面241の幅手方向の長さを一辺とし、下側の一辺が検出面241に平行に近接した四角形の照射野301aを形成するように投光器30bを設ける。そして、3次元中心制御が行われた場合に照射野301に投影されるX線検出部24に対する照射軸201の角度情報に基づいて投光器30により被検体P上にマーカを投影させると共に、照射野301aに投影されるX線検出部24に対する照射軸201の角度情報に基づいて投光器30bにより被検体P上にマーカを投影させる。
P 被検体
10 撮影部
18 撮影台
20 X線照射部
21 X線管
22 X線可動絞り
24 X線検出部
25 平面検出器
26 信号処理部
30 投光器
40 機構部
41 撮影台移動機構
42 照射移動機構
43 検出器移動機構
44 機構制御部
45 角度検出器
50 高電圧制御部
60 画像データ生成部
65 画像データ記憶部
70 表示部
80 操作部
90 システム制御部
100 X線診断装置
201 照射軸
242 検出中心

Claims (8)

  1. 被検体に向けて照射軸の方向を中心としてX線を照射する回動可能なX線照射手段と、
    前記X線照射手段により照射され、前記被検体を透過したX線を検出するX線検出手段と、
    前記X線検出手段に対する前記X線照射手段の照射角度を検出する角度検出手段と、
    前記角度検出手段により検出された照射角度の情報に基づいて、前記照射軸方向の側方から可視光を照射して、前記照射軸を示すマーカを前記被検体上に投影させる投光手段とを
    備えたことを特徴とするX線診断装置。
  2. 前記投光手段は、前記X線検出手段のX線を検出する検出面の検出中心を通り、且つ前記照射軸に対して垂直な仮想の直線上に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のX線診断装置。
  3. 前記投光手段は、前記X線検出手段に配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のX線診断装置。
  4. 前記投光手段は、前記X線検出手段に着脱可能に配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のX線診断装置。
  5. 前記投光手段は、光を発する光源、この光源と前記X線検出手段の間に配置された指針、この指針を前記直線を軸として回動駆動する駆動手段、及びこの駆動手段を前記角度検出手段により検出された照射角度の情報に基づいて駆動制御する制御手段を有することを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれかに記載のX線診断装置。
  6. 前記マーカは、前記被検体上に映し出される前記指針の影であることを特徴とする請求項5に記載のX線診断装置。
  7. 前記照射軸が前記検出中心で交わるように前記X線照射手段及び前記X線検出手段を移動させる制御手段を有することを特徴とする請求項2乃至請求項6のいずれかに記載のX線診断装置。
  8. 前記X線検出手段の上側に配置された前記被検体を支持する撮影台を有し、
    前記撮影台は、前記投光手段からの可視光及び前記X線照射手段からのX線を透過する透過材により形成されていることを特徴とする請求項1に記載のX線診断装置。
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