JP2003290202A - 放射線撮影装置、放射線撮影方法、放射線画像用システム、プログラム、及びコンピュータ可読記憶媒体 - Google Patents
放射線撮影装置、放射線撮影方法、放射線画像用システム、プログラム、及びコンピュータ可読記憶媒体Info
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Abstract
した放射線撮影装置等を提供すること。 【解決手段】 呼吸状態にある人体胸部を透過した放射
線を固体撮像素子により周期的に検出し、人体胸部の呼
吸動態を撮影する放射線撮影装置を、呼吸動態を複数の
異なる方向から撮影する撮影手段から構成する。
Description
射線撮影装置、放射線撮影方法、放射線画像用システ
ム、プログラム、及びコンピュータ可読記憶媒体に関す
る。
を用いて、その透過強度分布を画像化する技術は、近代
医療技術発展の基本となるものである。X線発見以来、
その強度分布の画像化は、X線強度分布を蛍光体により
可視光に変換した後、銀塩フィルムで潜像を作り現像す
るという方法が取られてきた。近年、X線画像をデジタ
ル化する際は輝尽性蛍光体を用い、X線照射による輝尽
性蛍光体上の蓄積エネルギ分布としての潜像をレーザ光
で励起して読み出し、デジタル画像化する、いわゆるイ
メージングプレートを用いる方法が一般化してきた。さ
らに、半導体技術の進歩により人体の大きさをカバーで
きる大判の固体撮像素子、いわゆるフラットパネルディ
テクタも開発され、潜像をつくることなく直接X線画像
をデジタル化し、効率のよい診断が行えるようになって
来た。
ンシファイア)に代表される高感度の撮像素子により微
弱なX線による蛍光を画像化し、人体内部の動態を観察
することも可能であり、一般に用いられてきている。そ
して、最新のフラットパネルディテクタはそのイメージ
インテンシファイアにも匹敵する感度を持ち、人体の広
範囲における動態を撮影することが可能になってきてい
る。
体の胸部撮影である。腹部を含む胸部の広範囲を撮影す
れば、肺疾患を含む多くの疾病の発見に役立つため、通
常の健康診断では胸部X線撮影は不可欠なものになって
いる。また、近年健康診断のために撮影された膨大な量
の胸部X線画像を効率よく診断するため、胸部デジタル
X線画像に対し、計算機を用いて画像解析を行い、医師
の初期診断を補助するいわゆる計算機支援診断(Com
puter−Aided Diagnosis,CA
D)も実用化しつつある。
ような大きさのフラットパネルディテクタを用いて、人
体の呼吸動態を観察することにより、さらに診断精度の
向上を図ることができるようになりつつあり、また、そ
の膨大な画像データを効率よく処理する動態CAD技術
も開発されつつある。
は、主に肺野部分の呼吸による動態を観察するためのも
のであるが、本来3次元的な人体構造を観察・把握する
必要がある医療診断において、3次元的な情報を提供す
るためのものではない。
3次元的把握を可能にした放射線撮影装置、放射線撮影
方法、放射線画像用システム、プログラム、及びコンピ
ュータ可読記憶媒体を提供することを目的とする。
めの第1の発明は、呼吸状態にある人体胸部を透過した
放射線を固体撮像素子により周期的に検出し、前記人体
胸部の呼吸動態を撮影する放射線撮影装置において、前
記呼吸動態を複数の異なる方向から撮影する撮影手段を
有することを特徴とする放射線撮影装置である。
れた放射線画像を、当該放射線画像が取得された順序に
従い、順次表示する表示手段を有することを特徴とする
請求項1に記載の放射線撮影装置である。
れた2つの異なる方向からの放射線画像を順次ステレオ
表示するステレオ表示手段を有することを特徴とする請
求項1に記載の放射線撮影装置である。
一の呼吸位相において2つの異なる方向からの放射線画
像を取得することを特徴とする請求項3に記載の放射線
撮影装置である。
態における呼気状態と吸気状態とで異なる方向の放射線
画像を取得することを特徴とする請求項4に記載の放射
線撮影装置である。
にわたって撮影を行い、2つの呼気状態において実質的
に同一の呼吸位相における2つの異なる方向からの放射
線画像を取得し、2つの吸気状態において実質的に同一
の呼吸位相における2つの異なる方向からの放射線画像
を取得することを特徴とする請求項3に記載の放射線撮
影装置である。
吸状態検出手段を更に有し、前記呼吸状態検出手段によ
り検出される呼吸の位相に基づいて、前記撮影手段が実
質的に同一の呼吸位相において2つの異なる方向からの
放射線画像を取得するように構成されていることを特徴
とする請求項4に記載の放射線撮影装置である。
能に接続されてなる放射線画像用システムであって、請
求項1乃至7のいずれか1項に記載の放射線撮影装置を
構成する各要素を有することを特徴とする放射線画像用
システムである。
として機能させるためのプログラムであって、前記所定
の手段は、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の放射
線撮影装置を構成する各手段を含むことを特徴とするプ
ログラムである。
ラムを格納したことを特徴とするコンピュータ可読記憶
媒体である。
を透過した放射線を固体撮像素子により周期的に検出
し、前記人体胸部の呼吸動態を撮影する放射線撮影方法
において、前記呼吸動態を複数の異なる方向から撮影す
る撮影工程を有することを特徴とする放射線撮影方法で
ある。
しい実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明す
る。
的に示すブロック図であり、1はX線発生装置(X線
源)を表し、図で示す破線の矢印の方向へX線を放射す
る。2は被写体である人体(患者)を示し、この場合胸
部の撮影をするため背面よりX線を入射し胸部の画像を
撮影する。3はX線強度分布を画像化するフラットパネ
ルディテクタであり、受像面に画像を構成する複数の画
素に対応する複数の受像素子(単に画素ともいう)がマ
トリックス状に配置されている。そして、このX線源1
とフラットパネルディテクタ3とは31で模式的に示さ
れる回転アームで接続されている。この回転アーム31
の回転により、X線源1とフラットパネルディテクタ3
とは常に対向しながら、被写体2を異なる方向から撮影
するように動作する。通常フラットパネルディテクタ3
の画素マトリックスは100μm〜200μmピッチの
等間隔に配置さている。4は人体に放射されるX線量が
最適なX線量になるようにコントロールするため、人体
を透過したX線量をモニタするフォトタイマと呼ばれる
装置であり、フラットパネルディテクタの後部もしくは
前部に配置されている。フラットパネルディテクタから
出力される各画素値は初期段階ではアナログ電圧信号で
あるため、5で示すA/D変換器で数値であるデジタル
値に変換される。通常、少なくともこのA/D変換器は
フラットパネルディテクタと同筐体に内蔵され、外見的
にはフラットパネルディテクタから直接デジタル値(画
像データ)が出力されるように認識される。6および7
は画像データを一旦格納するバッファメモリであり、そ
れぞれいわゆるダブルバッファとして働き、片側が読み
込み中はもう一方は読み出しを行う構成で、読み出し処
理の連続性を保つ働きをスイッチ16を用いて行う。9
は差分器であるが、あらかじめメモリ8に記憶されたX
線を放射せずにセンサから取得された画像データ(オフ
セット画像)を実際の被写体の画像データから差し引く
機能を有する。具体的にはスイッチ17をB側に倒し、
X線を放射せずに画像データをメモリ8に格納し、実際
の使用時にはスイッチ17をA側に倒して用いる。10
は参照テーブル(Look Up Table)であ
り、画像データ値を値変換する機能を有する。具体的に
はこの参照テーブルは入力値をその対数値に比例した値
に変換するように設定される。11のブロックは差分器
であり、あらかじめ被写体を置かずに、X線のみを放射
して取得され、対数値に変換された画像データをメモリ
12に格納し、当該画像データを実際の被写体の画像か
ら差し引き、フラットパネルディテクタの画素ごとのゲ
インのばらつきを補正するためのものである。具体的に
は被写体が無い状態で放射線を放射し、スイッチ17を
A側、スイッチ18をB側に倒して、メモリ12へゲイ
ンばらつきを表す画像データを格納し、実際の被写体画
像の場合にはスイッチ17、スイッチ18それぞれをA
側に倒して用いる。19は欠陥画素を補正する機能を有
するブロックであり、20で示すメモリにあらかじめ記
憶された、使用されるフラットパネルセンサの欠陥画素
について、そのデータを回りの正常な画素データから推
測し、欠陥画素補正を行うためのものである。この補正
には一般に周りの正常な画素データ値の平均値が用いら
れる。このようにして各種の補正がなされた画像は一旦
画像メモリ13に格納され、ついで14のファイリング
装置に記録される。この複数の画像データは21で示さ
れる表示装置で読み出され、連続的に表示されて、観察
者に提示される。
うコントローラ(制御機構)を表し、所定のタイミング
でフラットパネルディテクタ3を駆動すると共に、X線
発生装置1へX線パルスの放射タイミングのトリガを出
力する。
のAの列は被写体である患者の動作、Bの列は操作者で
ある放射線技師の動作、Cの列はX線撮影装置のモー
ド、Dの列は回転アーム31の動きを表す。最初の(A
1)の時点で患者は操作者の指示に従って、撮影台の前
(図1の2の位置)に立つ。次の(B1)の時点で操作
者は息を吸い込むように指示し、ついで(B2)の時点
から息をゆっくり吐き出すように指示を出す。患者はそ
の指示に従って息を吸い込んだ(A2)後、ゆっくりと
息を吐き出す(A3)が、操作者は図1の撮影装置およ
び回転アームを操作し、患者の呼吸動態を連続的に撮影
する(C1)。回転アームは撮影中、所定の速度で回転
する(D1)。通常一回の撮影の回転角度は±30°く
らいである。また、この撮影間隔は呼吸動作の速度にあ
わせて、秒あたり3画像〜10画像程度になる。操作者
は患者の様子を見ながら適当な時間(数秒)経過したあ
とに、今度はゆっくりと息を吸い込むように指示を出す
(B3)。この時点でも、連続的なX線撮影は継続して
いる。操作者は患者の様子をみながら、患者が息を吸い
きった時点で、撮影終了を告げる(B4)。そして、撮
影、回転アームの回転を停止する(C2,D2)。図3
はこのときの状態を模式的に表すタイミングチャートで
あり、上段が患者の状態、中段がX線パルス、下段がフ
ラットパネルディテクタ3を含むセンサシステムの動き
を表す。患者が操作者の指示に従って呼気もしくは吸気
を行う間、Aで示されるX線パルスが発せられる。この
Aのパルス幅は、規定の一定値を用いてもよく、また、
図1にあるフォトタイマ4を用いて制御することも可能
であり、後者の場合、フォトタイマ4で計測される総X
線量(積分値)が所定の設定値になった時点で、コント
ローラ15はX線放射停止信号をX線発生装置1へ送出
し、X線放射を止める(パルスを停止する)。通常、ゆ
っくり呼吸する場合に必要な時間サンプリング間隔は秒
あたり3〜10フレーム程度であり、ここでは患者に比
較的ゆっくり呼吸してもらい、秒あたり3フレーム程度
の撮影を行う。
だけの従来の健康診断とあまり変わらない動作を患者に
行ってもらうことで、呼吸動態撮影が行える。
のものに限られるものではない。
対応した複数の画像が得られる。
子を示したものである。ここでは、最大吸気状態から最
大呼気状態を経て、最大吸気状態に再び戻るまでのF1
〜F32の32枚の画像が表示される。図4の各フレー
ム(途中を省略してある)に添えてある模式図は、撮影
時の回転アーム31の回転により変化する被写体2とX
線源1及びフラットパネルディテクタ3との位置関係を
模式的に示している。F1では被写体の左後ろから撮影
し、F16ではほぼ正面、F32では右後ろから撮影す
るような構成になる。この画像を連続して観察する観察
者は、肺野の呼吸動態を観察できると同時に、撮影方向
が回転する動画像を観察することにより、被写体内部の
3次元構造を把握することができる。
線源1とフラットパネルディテクタ3とを同時に回転さ
せたが、フラットパネルディテクタを固定し、撮影方向
を常に被写体およびフラットパネルディテクタへ向けな
がらX線源のみを移動する構成をとることも当然可能で
ある。
図を図5に示す。第1の実施形態と同様の構成要素には
同様の符号を付し説明を省略する。図5において、33
で示されるブロックはステレオX線発生装置であり、図
6に示されるように回転陽極に対して、2ヶ所の陰極線
のターゲットを有し、離れた位置である右眼焦点、左眼
焦点から交互にX線を放射できる。また、最終段に22
で示されるブロックは3Dモニタであり、具体的にはス
テレオ表示可能なモニタである。このモニタには各種の
方式があるが、観察者の左右眼に独立した左眼用画像と
右眼用画像を提示し、観察者の脳内で融像を誘起させ3
次元構造を把握可能にするものであればよい。左右画像
を左右眼に独立して提示する方法は、偏光特性の異なる
左右レンズを備えためがねを観察者がかけ、対応した偏
光による画像を表示する方法、レンチキュラ・レンズを
用いて、左右画像を空間的に分離して観察者の左右眼に
独立に提示する方法等がある。
り、上段がX線パルス、下段がフラットパネルセンサ3
の動作である。図7のA1のタイミングでステレオX線
管の右眼焦点からX線を発するように制御し、A2のタ
イミングでステレオX線管の左眼焦点からX線を発する
ように制御する。このA1のパルスとA2のパルスの間
隔T1は約50mSecと比較的短く設定する。このT
1の期間にX線の強度分布をフラットパネルディテクタ
3に蓄積し、読み出す動作を行う。この蓄積に要する時
間は3〜4mSec程度で、残りの時間でフラットパネ
ルディテクタ3からデータを読み取る。すなわちフラッ
トパネルディテクタ3は、X線パルスが発せられている
間は画像情報を蓄積し、その後画像情報を読み取る。こ
のA1及びA2のパルス幅は、所定の一定値を用いても
よく、また、フォトタイマ4を用いて制御することも可
能であり、後者の場合、フォトタイマ4で計測される総
X線量(積分値)が所定の設定値になった時点で、コン
トローラ15はX線放射停止信号をX線発生装置1へ送
出し、X線放射を止める(パルスを停止する)。また、
次のサイクルの撮影までの時間間隔T2を約300mS
ec程度の比較的長い時間として設定する。通常、ゆっ
くり呼吸する場合に必要な時間サンプリング間隔は秒あ
たり3〜10フレーム程度であり、ここでは患者に比較
的ゆっくり呼吸してもらい、秒あたり3フレーム程度の
撮影を行う。
間中にも当然肺野は運動して動いているはずであるが、
ステレオビューアで観察する場合、観察者にとって左右
画像の多少の動きは観察の邪魔になりにくく、十分脳内
で融像可能であり、3次元構造を把握可能である。
右用の2組の動画像を3Dモニタ21に表示することに
より、観察者は呼吸動態を観察しつつ、その3次元構造
も把握できることになる。
が、場合により、通常のX線管球を物理的に移動させ
る、もしくは、2個以上の複数のX線管球を用いること
により、同様の機能を実現することも可能である。
では同様の肺形状になるタイミングがある。したがっ
て、呼気動作中の複数の画像と吸気動作中の複数の画像
との間で対応する画像のペアが存在するように構成する
ことができる。
とでそれぞれ異なる方向から撮影し、異なる方向から撮
影された同一の呼吸位相の画像を3Dモニタ22により
観察することにより、3次元構造の把握が可能となる。
のステレオ管球33のいずれを用いても可能であるが、
患者が呼気状態のときには左斜め後ろからX線撮影し、
吸気状態のときには右斜め後ろから撮影する。次に、得
られた複数の画像から対応する画像ペアを見出し、3D
モニタ22によりステレオ表示する。このとき、対応す
る画像ペアを見出す方法には、画像データから肺野部分
の大きさ・形状に基づいてペアを見出す方法や、画像取
得時に患者の呼吸状態をベローズもしくはインピーダン
ス測定器等を用いてモニタし、実質的に同じ呼吸位相時
に撮影を行うと共に、画像ペアを設定する方法等が考え
られる。
2つの呼気動作及び吸気動作の同一位相時にそれぞれ異
なる方向からのX線撮影を行って、3Dモニタで観察す
るように構成することも可能である。
(例えば、1以上の画像処理装置、1以上のインターフ
ェース、1以上の放射線撮影装置、及び1以上のX線発
生装置、等)から構成されるシステム、又は画像処理装
置及び放射線撮影装置を統合した構成等のいずれにも適
用可能であることは言うまでもない。
の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコー
ドを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給
し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(CPU又
はMPU等)が記憶媒体に格納されたプログラムコード
を読み出して実行することによっても、達成されること
は言うまでもない。
グラムコード自体が上述の実施の形態の機能を実現する
こととなり、当該プログラムコード、及び当該プログラ
ムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することと
なる。
体としては、ROM、フロッピー(R)ディスク、ハード
ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−RO
M、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等
を用いることができる。
ムコードを実行することにより、上述の実施の形態の機
能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指
示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS等が実
際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述
の実施の形態の機能が実現される場合も本発明を構成す
ることは言うまでもない。
ラムコードが、コンピュータに挿入された拡張機能ボー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニット等に備
わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの
指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニット
等に備わるCPUなどが実際の処理の一部又は全部を行
い、その処理によって上述の実施の形態の機能が実現さ
れる場合も本発明を構成することは言うまでもない。
呼吸動態を異なる複数の方向から撮影し、表示し、観察
することにより、患者の呼吸動態を3次元的に把握する
ことが可能になった。
3次元的把握を可能にした放射線撮影装置、放射線撮影
方法、放射線画像用システム、プログラム、及びコンピ
ュータ可読記憶媒体を提供することができる。
Claims (11)
- 【請求項1】 呼吸状態にある人体胸部を透過した放射
線を固体撮像素子により周期的に検出し、前記人体胸部
の呼吸動態を撮影する放射線撮影装置において、 前記呼吸動態を複数の異なる方向から撮影する撮影手段
を有することを特徴とする放射線撮影装置。 - 【請求項2】 前記撮影手段により取得された放射線画
像を、当該放射線画像が取得された順序に従い、順次表
示する表示手段を有することを特徴とする請求項1に記
載の放射線撮影装置。 - 【請求項3】 前記撮影手段により取得された2つの異
なる方向からの放射線画像を順次ステレオ表示するステ
レオ表示手段を有することを特徴とする請求項1に記載
の放射線撮影装置。 - 【請求項4】 前記撮影手段は実質的に同一の呼吸位相
において2つの異なる方向からの放射線画像を取得する
ことを特徴とする請求項3に記載の放射線撮影装置。 - 【請求項5】 前記撮影手段は前記呼吸状態における呼
気状態と吸気状態とで異なる方向の放射線画像を取得す
ることを特徴とする請求項4に記載の放射線撮影装置。 - 【請求項6】 前記撮影手段は2回の呼吸にわたって撮
影を行い、2つの呼気状態において実質的に同一の呼吸
位相における2つの異なる方向からの放射線画像を取得
し、2つの吸気状態において実質的に同一の呼吸位相に
おける2つの異なる方向からの放射線画像を取得するこ
とを特徴とする請求項3に記載の放射線撮影装置。 - 【請求項7】 前記呼吸状態を検出する呼吸状態検出手
段を更に有し、前記呼吸状態検出手段により検出される
呼吸の位相に基づいて、前記撮影手段が実質的に同一の
呼吸位相において2つの異なる方向からの放射線画像を
取得するように構成されていることを特徴とする請求項
4に記載の放射線撮影装置。 - 【請求項8】 複数の装置が互いに通信可能に接続され
てなる放射線画像用システムであって、請求項1乃至7
のいずれか1項に記載の放射線撮影装置を構成する各要
素を有することを特徴とする放射線画像用システム。 - 【請求項9】 コンピュータを所定の手段として機能さ
せるためのプログラムであって、 前記所定の手段は、請求項1乃至7のいずれか1項に記
載の放射線撮影装置を構成する各手段を含むことを特徴
とするプログラム。 - 【請求項10】 請求項9に記載のプログラムを格納し
たことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。 - 【請求項11】 呼吸状態にある人体胸部を透過した放
射線を固体撮像素子により周期的に検出し、前記人体胸
部の呼吸動態を撮影する放射線撮影方法において、 前記呼吸動態を複数の異なる方向から撮影する撮影工程
を有することを特徴とする放射線撮影方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002101210A JP3740429B2 (ja) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | 放射線撮影装置、放射線撮影方法、放射線画像用システム、プログラム、及びコンピュータ可読記憶媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002101210A JP3740429B2 (ja) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | 放射線撮影装置、放射線撮影方法、放射線画像用システム、プログラム、及びコンピュータ可読記憶媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003290202A true JP2003290202A (ja) | 2003-10-14 |
| JP3740429B2 JP3740429B2 (ja) | 2006-02-01 |
Family
ID=29241702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002101210A Expired - Fee Related JP3740429B2 (ja) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | 放射線撮影装置、放射線撮影方法、放射線画像用システム、プログラム、及びコンピュータ可読記憶媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3740429B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005304905A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | 放射線撮影装置 |
| CN1327813C (zh) * | 2004-01-05 | 2007-07-25 | 株式会社东芝 | 核医学诊断装置以及核医学诊断的数据收集方法 |
| US7477930B2 (en) | 2004-07-27 | 2009-01-13 | Fujifilm Corporation | Radiation emission control method, apparatus and program |
| JP2019092612A (ja) * | 2017-11-20 | 2019-06-20 | コニカミノルタ株式会社 | 動態撮影システム |
-
2002
- 2002-04-03 JP JP2002101210A patent/JP3740429B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7477930B2 (en) | 2004-07-27 | 2009-01-13 | Fujifilm Corporation | Radiation emission control method, apparatus and program |
| JP2019092612A (ja) * | 2017-11-20 | 2019-06-20 | コニカミノルタ株式会社 | 動態撮影システム |
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|---|---|
| JP3740429B2 (ja) | 2006-02-01 |
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