JPH06233753A - 水平旋回軸周りに旋回可能な装置部を有するx線装置 - Google Patents

水平旋回軸周りに旋回可能な装置部を有するx線装置

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JPH06233753A
JPH06233753A JP6002183A JP218394A JPH06233753A JP H06233753 A JPH06233753 A JP H06233753A JP 6002183 A JP6002183 A JP 6002183A JP 218394 A JP218394 A JP 218394A JP H06233753 A JPH06233753 A JP H06233753A
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JP
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ray
center
device part
axis
spring
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JP6002183A
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Ulrich Hove
ホーブ ウルリヒ
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Philips Electronics NV
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Publication date
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    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4429Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B6/50Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/502Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for diagnosis of breast, i.e. mammography

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、装置部の旋回中に発生されるトル
クが簡単にかなり精度良く補償され得るX線装置の構成
を目的とする。 【構成】 本発明のX線装置は、その重心の外側で水平
旋回軸周りに旋回可能な装置部と、装置部の旋回中に旋
回軸の周りの軌道内で動く結合部材に装置部により加え
られたトルクを補償するスプリング組立体とから成る。
適切なカウンタバランスは、軌道の中心が旋回軸を含む
垂直平面内の旋回軸の外側に位置し、結合部材は、装置
部に接続されて旋回軸の方に延びるガイド装置内で案内
されることにより達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、その重心の外側で水平
旋回軸の周りに旋回可能な装置部と、装置部の旋回中に
旋回軸の周りの軌道内で動く結合部材に装置部により加
えられたトルクを補償するスプリング組立体とから成る
X線装置に関する。カウンタバランスが行われるように
トルクが補償される際、操作者は小さな力で重い装置部
を旋回させることも可能である。
【0002】
【従来の技術】この種類のX線装置は、欧州特許明細書
A1第0 498 255 号により周知である。周知のX線装置に
よれば、乳房造影装置のX線ユニットである装置部は、
装置部の旋回中に旋回軸の周りの軌道内で動くクランク
のような結合部材に堅く接続される。結合部材は、ロー
ラに対して水平に広がる表面から成り垂直方向に離され
得る部材に、ローラを介して作用する。カウンタバラン
ス装置はこの部材に作用する。この装置から発生される
釣合い力が一定であるならば、適切な設計が選ばれる
際、旋回軸に関して装置部によって加えられる力は補償
され得る。一定の釣合い力は、カウンタバランス重りに
より発生され得る。
【0003】しかし、カウンタバランス装置がスプリン
グ組立体を利用する場合、装置部の旋回中、スプリング
組立体の長さが変わり、したがって、カウンタバランス
装置により発生される力も変わる。しかし、トルクは、
一つ又は二つの旋回位置で尚充分に補償され得る。更
に、周知のX線装置によれば、カウンタバランス装置は
装置部の旋回中に発生されたトルクを補償するだけでは
なく、装置部の重量を補償する。したがって、カウンタ
バランス装置により発生される力は装置部の重量に対応
するか、又は、この装置がプーリー系を介して上記の部
に接続される場合、それは整数比に従う上記の力に関連
する。いずれの場合でも、スプリング組立体の長さの変
化は垂直方向への装置部の移動に対応する。したがっ
て、その長さの変化はかなり大きく、カウンタバランス
装置により発生されるスプリング力の対応する大きな変
化を生じ、その結果、補償用に発生されるトルクは装置
部により発生されるモーメントから逸脱する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、装置部の旋
回中に発生されるトルクが簡単に、かなり精度良く補償
され得る、上述の種類のX線装置を構成することを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、軌道の中
心が旋回軸を含む垂直平面内の旋回軸の外側に置かれ、
結合部材は、装置部に接続されて旋回軸の方に延びるガ
イド装置内に案内されることにより達成される。かくし
て、本発明によれば、軌道の中心は、旋回軸と一致しな
いが、旋回軸を含む垂直平面内に置かれる。その結果、
適当なカウンタバランスは、かなり広い範囲の旋回角度
に対しても実現され得る。結合部材は旋回軸に関して偏
心した経路に沿って動くので、ガイド装置は、結合部材
が装置部の重心を旋回軸に接続するライン上に常に置か
れることを確実にする。
【0006】結合部材に接続され、旋回軸に平行に延在
する第2の旋回軸の周りに旋回し得るクランクアーム
は、結合部材が旋回軸に関して偏心している軌道に沿っ
て移動するように設けられ得る。しかし、その場合、装
置部の旋回範囲は制限される。本発明の一実施例によれ
ば、かかる制限は、結合部材が中心軸は旋回軸に一致し
ない軸受リングに支承されたキャリアに接続されること
により回避される。
【0007】本発明の他の実施例によれば、結合部材及
び装置部の重心は旋回軸の異なる側面に位置し、軌道の
中心は旋回軸の下方に位置する。結合部材及び装置部の
重心が旋回軸の同じ側面に位置するならば、軌道の中心
は旋回軸の上方に位置すべきである。本発明の一実施例
によれば、軌道の中心と旋回軸との間の距離を調整する
調整手段が設けられ、調整手段は中心と旋回軸が再調整
される際垂直平面も定めるよう構成される。旋回軸に関
して装置部により発生されたトルクと、スプリング組立
体により発生されたトルクとの間の差は、旋回位置だけ
ではなく、スプリングの特性、とりわけバネ定数にも依
存する。しかし、コイルバネが利用される場合、15%
のオーダーの製造公差がバネ定数に関して生じ得る。カ
ウンタバランスは、異なるバネ定数に対して軌道の中心
と旋回軸との間の距離の調整により適合させられ得る。
【0008】本発明の望ましい一実施例によれば、装置
部はX線源と対象物位置決めユニットとから成る乳房造
影装置のX線ユニットにより構成され、X線源は、必望
に応じて、対象物位置決めユニットと共に、又は、対象
物位置決めユニットとは独立に旋回軸の周りに旋回し
得、旋回軸は対象物位置決めユニットの重心を通って延
在する。したがって、カウンタバランスは、X線装置が
対象物位置決めユニットと共に旋回するか、又は対象物
位置決めユニットとは独立に旋回するかどうかに依存し
ない(後者の旋回は生検に重要である)。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照して本発明をより詳細に説
明する。図1の(a)及び(b)は、側面図及び背面図
夫々により乳房造影用X線検査装置の断面を示す。水平
軸の周りに旋回し得る装置部は、この例では、X線源1
と対象物位置決めユニット2とから成るX線ユニットに
より構成される。このユニットは、水平軸3の周りに旋
回し得るようスタンド4に支承され、上記のスタンドの
支持壁の一部のみが示されている。X線ユニット1、2
は、中心軸が旋回軸3を構成し、スタンドに支承された
シャフト5に接続される。
【0010】欧州特許明細書A1第498 255 号による装置
と同様に、旋回軸は検査される対象物の略中央に置かれ
る。しかし、X線源1は対象物位置決めユニット2より
も実質的に重いため、旋回軸3は重心を通って延在しな
い;この重心はX線源1の近くに位置する。旋回軸3を
重心に接続し、図1の(b)において符号6により示さ
れる面が垂直方向にないと、X線装置1、2は、軸3に
関してトルクを加える。
【0011】カウンタバランスのために、すなわち、上
記のトルクの補償のために、シャフト5に平行に伸びる
トラニオン13の周りに旋回し得るスプリング組立体7
が設けられ、上記スプリング組立体7はシャフト5の下
方に置かれ、シャフトと共に垂直平面を定め;したがっ
て、カウンタバランス特性はユニット1、2が左又は右
のいずれに旋回させられるかに依存しない。スプリング
組立体7はコイルバネ71を収納するスプリングハウジ
ング70から成り;コイルバネのスプリング力は、スプ
リングの振幅に実質的に線形に依存する。コイルバネ7
1は、ハウジング70の上方端面の開口を通るロッド7
2を囲み、その下方端にねじ山が設けられる。コイルバ
ネ71の上方端は端面に押しつけられ、コイルバネ71
のバイアスはナット73を用いて調整可能である。かく
してコイルバネは圧縮されるが、引張り力がロッド72
に加えられる。
【0012】この引張り力はロッド72から平面6に置
かれたトラニオンの形の結合部材8に伝達される。結合
部材8はシャフト5に接続されたフランジ9において旋
回軸に垂直に延在するスロット90で案内されるので、
結合部材は平面6内で旋回軸3の前後に動き得る。トラ
ニオン8は、シャフト5を囲い中心軸が旋回軸3に平行
に伸びるリング10に接続される。したがって、X線源
1が旋回させられるとき、トラニオン8はスロット90
内を移動させられ、同時に旋回軸3に垂直な軌道100
に沿って動く。この実施例によれば、この軌道の中心1
1と旋回軸3は垂直平面に位置し、中心は旋回軸3の下
方に位置する。
【0013】トラニオン8と共にリング10を支えるベ
アリングは、調整ねじ12を用いて垂直方向に調整され
得るので、軌道100の位置又は軌道の中心11は、旋
回軸3に関して垂直平面内で調整され得る。スプリング
組立体7によりトラニオン8に加えられる引張り力は、
X線ユニット1、2により加えられるトルクに対抗する
トルクを旋回軸3の周りに発生する。したがって、トル
クの正確な補償又はスプリング力の適切な釣合いによる
カウンタバランスは、X線ユニット1、2の任意の傾き
に対しては用いられない。
【0014】X線ユニット1、2により発生されるトル
クは、旋回角度0°と180°に対して零である(旋回
角度は鉛直方向と平面6との間の角度である)。同じこ
とは、これらの位置におけるスプリング組立体により加
えられるトルクに対して成り立つ。0°と180°との
間で、ユニット1、2により加えられるトルクは、旋回
角度の正弦に比例して変わる。スプリング組立体により
加えられるトルクの変化は、かかる正弦曲線関数に近似
するにすぎないので、正確な補償は全ての旋回角度に対
しては可能ではない。
【0015】トラニオンの移動し得る軌道100の中心
11が、特許明細書A1第498 255 号に開示された装置の
如く、旋回軸と一致する場合、スプリング組立体は、例
えば90°のように更なる旋回角度に対してもトルクの
正確な補償が得られるように調整され得る。旋回角度が
より小さい場合、スプリング71が圧縮される程度はよ
り小さくなり、スプリングが発生する引張り力はより小
さくなるので、ユニット1、2のトルクが優勢になる。
しかし、旋回角度がより大きい場合、スプリング71が
圧縮される程度はより大きくなり、トラニオン8により
大きな引張り力を加えるので、スプリングにより発生さ
れるトルクが優勢になる。トルク間の偏差はかなり大き
いので、ユーザは僅かな力だけで所望の位置にユニット
1、2を動かし得る。
【0016】しかし、図1に示す如く中心11が旋回軸
3の下方に位置する場合、トラニオン8と旋回軸3との
間の距離は、旋回角度が増加するにつれて(スプリング
力が増加するにつれて)減少する。これは、0°と18
0°だけでなく、第1及び第2の旋回角度に対しても正
確な補償が得られるようにカウンタバランスを釣り合わ
せ得る(装置の対称性により、同じことが反対方向にお
ける垂直の初期位置からのユニット1の旋回に対しても
成り立つ)。したがって、小さな旋回角度に対して、ユ
ニット1、2のトルクが優勢になる。ある旋回角度の範
囲において、スプリング組立体のトルクが優勢になり;
それを越えて最高180°までの旋回角度に対して、ユ
ニット1、2のトルクが再び優勢になる。したがって、
トルクの正確な補償による偏差は、中心11と旋回軸3
が一致する装置における偏差よりも数段小さくなり得
る。最適な釣合いは、3つの旋回角度範囲の全てにおけ
る相互のトルク偏差の最大値が絶対値で等しい時に得ら
れる。
【0017】これは図2の(a)に示され、X線露光ユ
ニット1、2のトルクとスプリング組立体のトルクとの
間の差の変化を旋回角度(0°と180°の間)の関数
として定性的に示す。実線の曲線21は、調整ねじ12
により中心11と旋回軸3との間の距離を最適化し、調
整ねじ73によりスプリングバイアスを最適化した後、
一定のバネ定数に対して得られる。
【0018】以下に、数値例に基づいてかかる最適化と
その効果を説明する。ユニット1、2の重心と旋回軸3
との間の距離500mmに対し、全体の質量は40kg
に達する。トラニオン13と旋回軸3との間の距離は6
00mmに達し、軌道の半径は60mmである。最適条
件は、14N/mmのバネ定数と0°から180°の旋
回角度の範囲に対して、スプリングバイアス(トラニオ
ンが軌道の最低位の点にあるとき、最小のスプリング力
が生じる)2362Nと、旋回軸3と中心11との間の
距離9.5mmとして得られる。この場合、トルク間の
最大の偏差は約3000N/mmに達する。これは、上
記の如く重心に関して与えられた距離に対して、40k
gの重量を有するユニット1、2が最大6Nの力で旋回
させられ得ることを意味する。これは、臨床的な業務に
おいて許容される。
【0019】図2の(a)に、破線の曲線22と一点鎖
線の曲線20も示される。これらの曲線は、約6.5%
大きい(曲線22)或いは小さい(曲線20)バネ定数
を有するスプリングが利用された際の最適条件を示す。
このバネ定数の偏差は、商品として入手可能なバネの公
差のバラツキの範囲内にある。最適条件を得るために、
スプリングバイアスと、旋回軸と中心との間の距離は、
変えられたバネ定数に適合させられるべきである。バネ
定数が大きくなる場合(曲線22)、より小さいスプリ
ング定数が必要とされるが、旋回軸と中心との間により
大きな距離が必要とされ;バネ定数が小さくなる場合
(曲線20)、反対の状況が生ずる。
【0020】しかし、バネ定数が変えられた場合にスプ
リングバイアスだけが変えられ、旋回軸3と中心11と
の間の距離は同じままにされる(9.5mm)ならば、
最良の条件として図2の(b)に示す曲線20’及び2
2’が得られ;これらの曲線は図2の(a)における曲
線20及び22と同じバネ定数に基づいている。最適条
件として、バネ定数と、スプリングバイアスと、上記の
距離が常に適合させられるべきであることは明らかであ
る。これら3つの最適化パラメータの中の一つが変えら
れると、偏差は増大する。
【0021】例えば、旋回軸と中心との間の距離が最適
条件に必要とされる値より小さい値に選ばれるとき、ト
ルクの偏差は小さな旋回角度に対してより大きくなり、
大きな旋回角度に対してより小さくなる。これは、最適
化された場合と比較して、トラニオン8と旋回角度3と
の間の距離が小さな旋回角度に対して減少し、大きな旋
回角度に対して増大するので、スプリング組立体により
発生されるトルクも夫々、より小さく、或いは、より大
きくなるためである。しかし、中心11と旋回軸3との
間の距離が最適条件に必要とされる値より大きい場合、
他のパラメータが同じ値に維持されるならば、小さな旋
回角度に対する偏差はより小さくなり、一方、大きな旋
回角度に対する偏差はより大きくなる。更に、後者の場
合に、スプリングバイアスが僅かに増加させられると、
小さな旋回角度と大きな旋回角度に対する偏差が増大
し、中間範囲の旋回角度に対する偏差が減少する。した
がって、最大で例えば110°の中間範囲の旋回角度ま
でに、0°から180°までの全旋回角度範囲に対して
最適化された曲線によって得られる偏差より小さい偏差
が生じる。これは、X線ユニットが180°に亘って旋
回されることはないが、例えば垂直方向の周りに90°
だけに亘って旋回される場合に利点がある。
【0022】他の最適化パラメータが変わらぬよう維持
しながら、スプリングバイアスを変えてもトルク間の偏
差に影響を与える。スプリングバイアスは増大させられ
て、スプリング力が増大し、他のパラメータが同じ値に
維持されると、スプリングにより発生されるトルクも増
加し、図2の(a)の曲線20乃至22は下方にシフト
され、すなわち、トルク間の正の偏差は減少し、負の偏
差は絶対値で増加する。しかし、スプリング力の減少に
応じて、図2の(a)の曲線は上方にシフトされる。
【0023】図1に示す装置によれば、旋回軸はユニッ
ト1、2の重心とトラニオン8との間に置かれる。カウ
ンタバランスは、トラニオン8に引張り力を加えること
により得られる。しかし、旋回軸3とユニット1、2の
重心との間の領域に圧力を加えることによってもカウン
タバランスを得ることができる。このために、軸受リン
グは図1の(b)に示された位置に関して180°に亘
り回転されるべきであり、スプリング組立体7は圧力ス
プリングとして機能すべきである。しかし、図2に対応
する最適条件は、中心11が旋回軸3の上方に位置する
場合にだけ得られる。
【0024】図1に示す実施例によれば、対称性のため
に軸受トラニオンは、旋回軸3を含む垂直平面に置か
れ、すなわち、旋回軸の下方に置かれる。しかし、カウ
ンタバランスは、上記平面の旋回軸3の上方に支承され
た軸受トラニオン13を用いても可能であるが;スプリ
ング組立体7はトラニオンに圧力を加える必要がある。
次に、中心11は旋回軸3の下方に再び位置する。
【0025】通常のX線乳房造影装置において、X線源
1と対象物位置決めユニット2の両方が旋回軸3の周り
に旋回させられる必要がある。しかし、生検針の位置が
X線制御下の2つの異なる視点から記録される生検にお
いては、X線源1だけが動かされる必要があり、対象物
位置決めユニット2は、例えば、旋回軸3の下方のよう
な所定の位置に留まるべきである。したがって、対象物
位置決めユニット2は軸受14を用いてシャフト5に回
転できるように支承され、一方、X線源1はシャフト5
に堅く接続される。対象物位置決めユニット2は結合装
置(図示されず)を用いてX線源に堅く接続され得るの
で、X線源と共に旋回軸3の周りに回転させられ得る。
いずれの場合においても単一のスプリング組立体を用い
てカウンタバランスを行い得るために、対象物位置決め
ユニット2はその重心で支承されなければならない。
【0026】上記の装置のトラニオン8により描かれる
軌道は、旋回軸3に垂直に広がる平面に置かれる。しか
し、平面への法線が水平に伸びる場合、原理的に、軌道
を含む平面が90°以外の角度で旋回軸に交差すること
も可能である。これは、トラニオンと旋回軸との間の距
離が90°辺りの旋回角度範囲に対して縮小され、スプ
リングにより発生されるトルクはかかる角度範囲におい
て減少し;したがって、負の偏差はこの角度範囲でより
小さくなるためである。これによりカウンタバランスは
改善され;しかし、トラニオンの案内とトラニオンとス
プリングとの接続は実質的により難しくなろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明によるX線検査装置の側面図、
(b)は同じ装置の背面図である。
【図2】(a)は最適な調整における装置部のトルクと
補償トルクとの間の差を角度位置の関数として示すグラ
フ、(b)は非最適な調整における異なるバネ定数に関
する差を旋回角度の関数として示すグラフである。
【符号の説明】
1 装置部(X線源) 2 装置部(対象物位置決めユニット) 3 旋回軸 4 スタンド 5 シャフト 6 平面 7 スプリング組立体 8 結合部材 9 フランジ(ガイド装置) 10 キャリア 11 中心 12 調整ねじ(調整手段) 13 トラニオン 70 スプリングハウジング 71 コイルバネ 72 ロッド 73 ナット(調整手段) 90 スロット(ガイド装置) 100 軌道

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 その重心の外側で水平旋回軸(3)の周
    りに旋回可能な装置部(1、2)と、該装置部の旋回中
    に該旋回軸(3)の周りの軌道(100)内で動く結合
    部材(8)に該装置部により加えられたトルクを補償す
    るスプリング組立体(7)とから成るX線装置であっ
    て、 該軌道(100)の中心(11)は、該旋回軸(3)を
    含む垂直平面内の該旋回軸(3)の外側に置かれ、該結
    合部材(8)は、該装置部に接続されて該旋回軸の方に
    延びるガイド装置(9、90)内で案内されることを特
    徴とするX線装置。
  2. 【請求項2】 前記結合部材(8)は、中心軸(11)
    が前記旋回軸(3)と一致していない軸受リング内に回
    転可能的に支承されるキャリア(10)に接続されたこ
    とを特徴とする請求項1記載のX線装置。
  3. 【請求項3】 前記結合部材(8)及び前記装置部
    (1、2)の重心は前記旋回軸(3)の異なる側面に位
    置し、前記軌道(100)の前記中心(11)は該旋回
    軸(3)の下方に位置することを特徴とする請求項1又
    は2記載のX線装置。
  4. 【請求項4】 前記軌道(100)の前記中心(11)
    と前記旋回軸(3)との間の距離を調整する調整手段
    (12)が設けられ、該調整手段は該中心(11)と該
    旋回軸(3)が再調整される際垂直平面も定めるよう構
    成されたことを特徴とする請求項1記載のX線装置。
  5. 【請求項5】 前記スプリング組立体(7)はコイルバ
    ネ(71)から成ることを特徴とする請求項1乃至4の
    うちいずれか1項記載のX線装置。
  6. 【請求項6】 前記スプリング組立体(7)のバイアス
    を調整する調整手段(73)が設けられたことを特徴と
    する請求項1乃至5のうちいずれか1項記載のX線装
    置。
  7. 【請求項7】 前記装置部はX線源(1)と対象物位置
    決めユニット(2)とから成る乳房造影装置のX線ユニ
    ット(1、2)により構成され、該X線源(1)は、必
    望に応じて、該対象物位置決めユニット(2)と共に、
    又は、該対象物位置決めユニットとは独立に、前記旋回
    軸(3)の周りに旋回し得、該旋回軸は該対象物位置決
    めユニットの重心を通って延在することを特徴とする請
    求項1乃至6のうちいずれか1項記載のX線装置。
JP6002183A 1993-01-14 1994-01-13 水平旋回軸周りに旋回可能な装置部を有するx線装置 Pending JPH06233753A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4300796A DE4300796A1 (de) 1993-01-14 1993-01-14 Röntgengerät mit einem um eine horizontale Schwenkachse schwenkbaren Geräteteil
DE4300796:1 1993-01-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06233753A true JPH06233753A (ja) 1994-08-23

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ID=6478179

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6002183A Pending JPH06233753A (ja) 1993-01-14 1994-01-13 水平旋回軸周りに旋回可能な装置部を有するx線装置

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