JPH06327665A - 医用装置と医用装置の回転異常検出方法 - Google Patents

医用装置と医用装置の回転異常検出方法

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JPH06327665A
JPH06327665A JP5144246A JP14424693A JPH06327665A JP H06327665 A JPH06327665 A JP H06327665A JP 5144246 A JP5144246 A JP 5144246A JP 14424693 A JP14424693 A JP 14424693A JP H06327665 A JPH06327665 A JP H06327665A
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JP
Japan
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rotation
rotating body
ray
control computer
detection object
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JP5144246A
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English (en)
Inventor
Shigeo Kobayashi
繁雄 小林
Yuichi Hattori
裕一 服部
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】回転体の回転異常を直ちに検出することができ
るとともに、イニシャルリターンを容易に行える医用装
置を提供すること。 【構成】回転体20の回転方向にそって、固定部40に
設けられた複数のセンサ27により、回転する回転体2
0の検出物体26を検出して、この検出物体26が上記
各センサ27を通過する時間を計測し、上記各センサ2
7間を上記検出物体26が通過する通過時間を比較する
ことにより、回転体20の回転異常を検出する医用装置
の回転異常検出方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、X線CT装置等の医用
装置と、この医用装置の回転異常検出方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来のいわゆる第3世代方式のX線CT
装置においては、固定部に対して回転板を歯付きベルト
(タイミングベルト)で回転させる方式が主流である。
【0003】このような回転板を回転させる方式のX線
CT装置は、次のような構成となっている。 (1)歯付きベルトの経年変化によって生じる延びや縮
みを検出する機能を有してはいない。 (2)歯付きベルトの不都合によって発生する回転板の
回転ムラは、データの取り込み時にハードウェアとソフ
トウェアで間接的に認識することができる。 (3)回転板の位置は、回転板と連動させたカムに対し
て機械的なセンサーで認識する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この従来のX線CT装
置においては、(1)の場合には直接歯付きベルトの延
びや縮み、あるいは破断といった不都合を検出する方法
がなく、もし歯付きベルトに不都合が発生したならば、
上述したように(2)の手段により、データの取り込み
時に、ハードウェアとソフトウェアで間接的に認識する
ことができるだけである。
【0005】しかし、データ取り込みを行った結果(回
転板が1回転した結果)により、取り込みが成功したか
どうかによって判断されるものであり、直ちに回転板の
回転に不都合があったかどうかということは判らない。
【0006】さらに(3)においては、一部の従来の機
種に採用されているものであるが、回転板の停止後、こ
の回転板をイニシャルリターンさせる場合に、カム形状
によっては回転板の停止位置を把握しづらいという欠点
がある。
【0007】本発明は、上記課題を解消するためになさ
れたものであり、回転体の回転異常を直ちに検出するこ
とができるとともに、イニシャルリターンを容易に行え
る医用装置と医用装置の回転異常検出方法を提供するこ
とを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、固定部に対して回転体を回転することにより生
体に関する検査もしくは処置をするための医用装置にお
いて、上記回転体に配置された検出物体と、上記固定部
において回転方向にそって一定の間隔で配置されて上記
検出物体を検出するため複数のセンサと、上記回転体の
駆動手段と、上記回転体の回転量を検出する回転量検出
手段と、上記回転体が回転する際に、ある位置の上記セ
ンサが上記検出物体を検出し、次の位置の上記センサが
上記検出物体を検出するまでの時間を計測する時間計測
手段と、上記回転量検出手段と上記時間計測手段からの
情報に基づいて、上記回転体の回転の異常を検出する異
常検出手段と、を備える医用装置により、達成される。
【0009】また、好ましくはこの医用装置はX線CT
装置である。また、上記目的は、本発明にあっては、回
転体の回転方向にそって、固定部に設けられた複数のセ
ンサにより、回転する回転体の検出物体を検出して、こ
の検出物体が上記各センサを通過する時間を計測し、上
記各センサ間を上記検出物体が通過する通過時間を比較
することにより、回転体の回転異常を検出する医用装置
の回転異常検出方法により、達成される。
【0010】
【作用】上記構成によれば、回転体を駆動手段により固
定部に対して回転して、回転体の回転量を検出し、ある
位置の上記センサが回転体の検出物体を検出し、次の位
置のセンサが検出物体を検出するまでの時間を計測す
る。得られた回転体の回転量と時間から、回転体の回転
の異常を検出する。
【0011】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、本
発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々
の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明
において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、こ
れらの態様に限られるものではない。
【0012】図1は、本発明の医用装置の好ましい実施
例として、3次元X線CT装置を示している。また、図
2は、このX線CT装置のスキャナガントリと、その制
御回路系を示している。
【0013】図1において、X線CT装置は、スキャナ
ガントリ1、患者テーブル2、X線発生装置3、操作コ
ンソール4、画像処理装置5、中央制御コンピュータ3
4などの各ユニットで構成されている。
【0014】スキャナガントリ1は、スキャナガントリ
制御コンピュータ33に接続されている。また、X線発
生装置3は、X線発生装置制御コンピュータ12に接続
されている。さらに操作コンソール4は、操作コンソー
ル制御コンピュータ14に接続されている。
【0015】スキャナガントリ制御コンピュータ33
は、スキャナガントリ1内の機構の制御と患者テーブル
2の水平および上昇移動の制御を行うものである。X線
制御コンピュータ12は、X線発生装置3における発生
X線の出力制御および異常監視を行うものである。
【0016】操作コンソール制御コンピュータ14は、
操作コンソール4上のスイッチの入力監視、LED、セ
グメント表示器への出力を行うものである。図1と図2
に示すように、スキャナガントリ1内の回転板20に
は、X線管21とX線検出器22が対向して配置されて
いる。
【0017】図1において、X線撮影時には、スキャナ
ガントリ1の開口径に送られた患者の周囲360°以上
を回転して、X線照射を行いながらデータの取り込みを
行う。
【0018】図1に示すように、X線検出器22は、計
測データバッファ13へデータ伝送をするものである。
計測データバッファ13は、アナログ信号をデジタル信
号に変換する機能を有し、データを格納するものであ
る。
【0019】格納された(デジタル化された)データ
を、画像処理装置5へ転送し、最終的にX線CT像が形
成されるようになっている。この画像処理装置5におい
て形成されたX線CT像は、操作コンソール4上の画像
用ディスプレイモニタ10に表示される。
【0020】ディスプレイモニタ10に表示されたX線
CT像は、外部記憶装置15へ格納される。この外部記
憶装置15は、たとえばハードディスクドライブ装置
や、データカードとそのデータカードの記録再生装置が
採用できる。オペレーション用ディスプレイモニタ9
は、中央制御コンピュータ34で動作するソフトウェア
に沿って、オペレータを支援するための表示、ソフトウ
ェアの動作状態等を表示するものである。
【0021】次に、図1においてX線CT装置の撮影方
法の例について述べる。あらかじめスキャナガントリの
開口径に患者を移動させておく。オペレータは、操作コ
ンソール4およびオペレーション用ディスプレイモニタ
9を使用して、X線CT像撮影用の命令を、中央制御コ
ンピュータ34に対して与える。
【0022】命令を受け取った中央制御コンピュータ6
は、操作コンソール制御コンピュータ14を介して、ス
キャナガントリ制御コンピュータ33とX線発生装置制
御コンピュータ12に対して、撮影準備の命令を与え
る。
【0023】X線発生装置3においては、X線管21内
のロータが定速回転状態になると、準備完了であり、X
線発生装置制御コンピュータ12が中央制御コンピュー
タ34へ準備完了の命令を与える。また、スキャナガン
トリ1に関しては、X線管21の位置を初期位置に戻し
て(イニシャルリターン)、準備完了とする。
【0024】上述した全てのユニットが準備完了とな
り、これをそれぞれのユニットの制御コンピュータ3
3,12,14が認識すると、中央制御コンピュータ6
は、撮影開始の命令を送って、ユニットの制御コンピュ
ータ33,12,14へ発行する。なお、撮影条件(ス
キャンタイム、X線管電圧、管電流等)は、あらかじめ
オペレータによって、操作コンソール4において、中央
制御コンピュータ34に登録されているものとする。
【0025】X線CT撮影は、前述したとおりに、回転
板20とともにX線管21とX線検出器22が、患者の
周囲に沿って360°以上回転することで行われる。計
測データは、X線曝射1回分(パルス曝射)が、1vi
ewであり、X線管20とX線検出器22が1回転する
間に、所定回数の曝射によって所定のview数のデー
タが得られる。
【0026】計測データは逐次計測データバッファ13
に転送されて格納される。X線曝射およびデータ取り込
みを終了すると、中央制御コンピュータ34は、撮影条
件と、あらかじめ操作コンソール4で設定された画像再
構成演算条件とを、画像処理装置5へ伝達する。これに
より、画像再構成演算を開始させる。
【0027】X線CT像の作成が完了すると、画像処理
装置5は、外部記憶装置15へCT像を格納する。
【0028】次に、図2を参照する。回転板20には、
X線管21とX線検出器22を設定している。この回転
板20は、時計方向(CW)および反時計方向(CC
W)共に、180°以上の回転が可能であり、トータル
では360°以上の回転を可能としている。
【0029】駆動装置23は、回転盤20を回転させる
ものであり、駆動装置23と回転板20との間には回転
板駆動伝達手段として歯付きベルト(タイミングベル
ト)24が使用されている。この駆動装置23と歯付き
ベルト24が、回転体20を回転する駆動手段115を
構成している。
【0030】モータのような駆動装置23が回転するこ
とによって、エンコーダ25はパルスを発生する。回転
板20には1つの検出物体26が取り付けられている。
この検出物体26を検出するのはセンサーともいう複数
の回転検出器27である。
【0031】この実施例においては、この回転検出器2
7は約45°ごとにスキャナガントリ固定部40に固定
されている。つまり、各回転検出器27は固定部40に
おいて、回転体20の回転方向に沿って等間隔に、しか
も回転板20の外側の位置に配置されている。
【0032】表示器28は、X線管21の位置等を表わ
す表示器である。信号出力装置29は表示器28を制御
する。
【0033】信号入力装置30は、各回転検出器27か
らの信号を入力する装置である。モータ制御装置31
は、駆動装置23を制御する。パルス計数装置32は、
エンコーダ25のパルスを計測するものである。このパ
ルス計数装置32とエンコーダ25は、回転体20の回
転量を検出するための回転量検出手段120を構成して
いる。
【0034】スキャナガントリ制御コンピュータ33
は、信号出力装置29、信号入力装置30、モータ制御
装置31、パルス計数装置32の各制御を行う。またス
キャナガントリ制御コンピュータ33は、中央制御コン
ピュータ34と通信することにより情報の送受信を行う
ことができる。
【0035】次に、上記説明した図2に示す装置によっ
て、回転板20の回転異常の検出方法の一例を示す。回
転板20を回転するには、スキャナガントリ制御コンピ
ュータ33よりモータ制御装置31を介して駆動装置2
3に対して命令を与える。駆動装置23が回転すること
により、回転板駆動伝達手段24を通じて回転板20を
回転する。
【0036】回転板20が回転すると同時に、X線管2
1、X線検出器22および検出物体26が、固定部40
の各回転検出器27に対して回転する。検出物体26が
各回転検出器27を通過するごとに、信号入力装置30
に通過信号が伝達される。
【0037】信号入力装置30に通過信号が伝達される
と、スキャナガントリ制御コンピュータ33は、回転板
20が回転していることを認識する。エンコーダ25
は、駆動装置23と直結されており、所定の回転角度ご
とに所定のパルスを出力する。スキャナガントリ制御コ
ンピュータ33はパルス計数装置32を介してエンコー
ダ25の出力パルスを計数する。
【0038】各回転検出器27が検出物体26を検出す
るごとに、スキャナガントリ制御コンピュータ33自身
が有するタイマー装置33aを始動させるか、または停
止させる。そして、スキャナガントリ制御コンピュータ
33は、検出物体26が各回転検出器27間の移動時間
を比較して、回転板20の回転が正常かどうかを判断す
る。
【0039】次に、図3を参照する。図3は、具体的に
X線管21が、図3の紙面上、反時計方向回転(CCW
方向)した時の場合について示している。
【0040】図3においては、各回転検出器27のうち
の最上部の回転検出器を、動作の理解をし易くするため
に便宜上Oと表示し、反時計方向(CCW)方向の回転
検出器にA,B,C、そして時計方向(CW)方向の回
転検出器にA1,B1,C1と表示し、そして最下部の
回転検出器をUと表示する。
【0041】X線管21が回転と同時に、検出物体26
も回転するので、各回転検出器は、検出物体26が通過
するのを検出する。
【0042】ここで、検出物体26が回転検出器Oを出
発して、回転検出器Aに達するまでの時間を、移動時間
1とし、その移動時間1の間における図2のエンコーダ
25の出力パルスを出力パルス数1として、スキャナガ
ントリ制御コンピュータ33内のメモリ33a内に設け
た配列A,Bの1番目に、それぞれ格納する。このメモ
リ33aの配列Aは図4に例示し、メモリ33aの配列
Bは図5に例示している。
【0043】そして、X線管21がさらに回転して検出
物体26が回転検出器Aを通過して回転検出器Bに達す
るまでの時間を移動時間2とし、その移動時間2におけ
る出力パルス2として、図4の配列Aと図5の配列Bの
2番目にそれぞれ格納する。
【0044】さらにスキャナガントリ制御コンピュータ
33は、図4の配列A内の1番目の要素内のデータと、
2番目の要素内のデータとを比較して、回転板20の回
転異常の発生の有無をチェックする。
【0045】図3において、仮に移動時間1が適当な時
間であり、移動時間2との比較で移動時間1が移動時間
2よりも比較してかなり小さい場合には、回転検出器
A,B間で回転板20の回転になにか異常が発生したと
判断できる。また、検出物体26が回転検出器Aを通過
後回転検出器Bに達しなければ、図2の回転板駆動伝達
手段24に破損が生じたと判断することができる。
【0046】さらに、図5の配列Bの要素内のデータを
チェックして、駆動装置23の異常を検出することも可
能である。
【0047】次に図6と7を参照する。図6と図7は本
発明のX線CT装置における実行方法を示している。図
1の中央制御コンピュータ6から、スキャナ回転(回転
板20の回転)の命令が、スキャナガントリ制御コンピ
ュータ33へ発行される(ステップS1)。
【0048】続いて、スキャナガントリ制御コンピュー
タ33が、図2に示す各装置29,30,31,32に
スタート命令を発行する(ステップS2)。図2のモー
タ駆動装置23が駆動し(ステップS3)、回転板20
が回転を始める。
【0049】回転板20に取り付けられた検出物体26
が、図3の最上部の回転検出器27(O)より離脱する
のを、スキャナガントリ制御コンピュータ33が監視し
続ける(ステップS4)。検出物体26の離脱を確認す
ると(ステップS4)、図2のエンコーダ25の出力パ
ルスの計数と、時間計測手段としてのスキャナガントリ
制御コンピュータ33内のタイマー1をスタートさせる
(ステップS5およびS6)。ここでいうタイマー1と
は、任意に指定したものである。
【0050】引き続きスキャナガントリ制御コンピュー
タ33は、検出物体26が回転検出器27(A)に達す
るまで監視をする。検出物体26が回転検出器Aに到達
すると(ステップS7)、パルス計数とタイマー1を停
止させる(ステップS8とS9)。
【0051】ここで、移動時間1(OA間)データを、
1番目の要素として、スキャナガントリ制御コンピュー
タ33にメモリ33aの図4の配列Aに格納し、出力パ
ルス1(OA間)データを、図5の配列Bに格納する
(ステップS10)。この移動時間1は、図3に示して
いる。
【0052】次に、図6に戻ると、引き続いてスキャナ
ガントリ制御コンピュータ33はタイマー2、エンコー
ダ出力パルス計数をスタートさせる(ステップS11,
S12)。
【0053】そして、検出物体26が回転検出器Bに到
達すれば、タイマー2とパルス計数を停止する(ステッ
プS13,S14およびS15)。タイマー2のデータ
(移動時間2)をスキャナガントリ制御コンピュータ3
3のメモリ33a内の図4の配列Aに格納し、出力パル
ス2(AB間)データを、図5の配列Bに格納する(ス
テップS16)。
【0054】そして、図4の配列A内の1番目のデータ
と2番目のデータを比較して、図2の回転板(スキャ
ナ)20の回転に異常が発生したかどうかを判断する
(ステップS17とS18)。
【0055】もし異常が発生したならば、スキャナガン
トリ制御コンピュータ33はモータ駆動装置23を停止
する(ステップS19)。そして表示器において、異常
表示をして終了する(ステップS20)。
【0056】上述したように、図4と図5においては、
X線管21が回転検出器Oから反時計方向へ回転する場
合について図示してある。
【0057】図3におけるOA区間では、回転板20の
加速部分を含んでいるので、移動時間1と移動時間2の
比較では、移動時間1は移動時間2よりも大きくなる関
係にある。
【0058】また、低速領域となるAB,BC区間で
は、移動時間2は移動時間3とほぼ同じである。また、
図5における出力パルス数での比較では、出力パルス数
1が出力パルス数2とほぼ同じで、さらに出力パルス数
3ともほぼ同じである。
【0059】図8を参照する。この図8は、X線管21
の初期位置への復帰(イニシャルリターン)を示したフ
ロー図である。図2の回転板20(スキャナ)が回転中
に、非常停止あるいはX線照射停止で停止させられた場
合に、このX線管21の初期位置への復帰を行う。この
場合には、X線管21の位置を初期位置に戻さなけれ
ば、X線管21の回転角度情報が正確に得られなくな
る。
【0060】そのために、このように回転板21の回転
を途中で強制的に停止させられた場合に、再び撮影を実
行しようとする時には、X線管21の初期位置への復帰
が必要となる。
【0061】図8において、このX線管の初期位置への
復帰方法を説明する。まず回転板21を時計方向(C
W)かあるいは反時計方向(CCW)へ回転させる(ス
テップS40)。
【0062】検出物体26が回転検出器により検出され
ると(ステップS41)、現在の回転方向が、電源ケー
ブル等の引き廻し上の限界方向であるかどうかを、図2
のスキャナガントリ制御コンピュータ33が判断する
(ステップS42)。もし、スキャナガントリ制御コン
ピュータ33が引き廻し限界方向の回転方向だと判断す
ると、回転板20を停止して、回転板20を逆回転させ
る(ステップS43,S44)。
【0063】検出物体26が初期位置に達すると、スキ
ャナガントリ制御コンピュータ33は、回転板20を停
止(ステップS45,46)させて、この時のX線管2
1の角度情報を0°とする(ステップS47)。
【0064】このように本発明の実施例では、回転板2
0の円周上の外側に360°等分割配置した複数の回転
検出器を設定し、回転盤に取り付けた検出物体が回転時
に各回転検出器を通過する時間を計測すると共に、各通
過位置での通過時間を比較することで、回転盤の異常回
転を検出することが可能である。
【0065】また、X線照射しながら被検体(患者)の
周囲を回転しながらデータの収集を行うスキャナガント
リユニットを備えている。このスキャナガントリユニッ
ト内部の構造に1つに、X線管とそれに対向配置させた
X線検出器を設定している回転板がある。
【0066】通常のX線CT装置ではこの回転盤をタイ
ミングベルト等の駆動装置で回転させてデータ取り組み
をするケースが多い。
【0067】この方式を第3世代X線CT装置と呼ぶ。
本発明は、このような第3世代X線CT装置における改
良であり、次の(1)ないし(4)の特色を有してい
る。 (1)回転板円周上外側に360°等分割した位置に複
数の回転検出器を設定している。 (2)回転板が回転すると回転板自身で回転検出器を通
過する際に信号を与える。 (3)スキャナガントリユニット内に制御コンピュータ
を設けて、回転板に取り付けた検出物体が、各検出器を
通過する時間を計測すると共に、各位置での通過時間と
比較するようになっている。
【0068】(4)(3)の結果で、回転板の回転が正
常に行われているかどうかを判断することができる。
【0069】このような各機能を有する本発明のX線C
T装置の実施例では、上述したように、さらに緊急停止
等で回転盤を停止させた場合に、回転盤を初期位置に戻
す処理(いわゆるイニシャルリターン)において、回転
盤を僅かに時計方向あるいは反時計方向に回転させるだ
けで、回転盤の位置を認識させることができるので、イ
ニシャルリターン処理を迅速に行うことができる。
【0070】ところで、本発明は上記実施例に限定され
るものではない。上記実施例では生体を検査する装置と
してX線CT装置を例に述べているが、しかし本発明は
これに限定されず、本発明はたとえば、その他の検査装
置もしくはその他の種類の装置、あるいは外科的処置を
するような医用装置に対しても適用することができる。
また、回転検出器の数は8つに限らない。
【0071】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
転体の回転異常を直ちに検出することができるととも
に、イニシャルリターンを容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の医用装置としての好ましい実施例であ
るX線CT装置を示す図。
【図2】図1のX線CT装置における、回転板の回転機
構とその回転異常検出装置を示す図。
【図3】図2のX線CT装置の回転板と各回転検出器の
関係を示す説明図。
【図4】スキャナガントリ制御コンピュータ内のメモリ
における回転板の移動時間の例を示す図。
【図5】スキャナガントリ制御コンピュータ内のメモリ
内に記憶された回転板の回転に伴い出力された出力パル
スの例を示す図。
【図6】回転板の回転異常検出をするための前半のフロ
ー図。
【図7】回転板の回転異常検出をするための図6に続く
後半のフロー図。
【図8】X線管のイニシャルリターンを行うためのフロ
ー図。
【符号の説明】
1 スキャナガントリ 3 X線発生装置 7 X線管 8 X線検出器 20 回転板(回転体) 26 検出物体 27 回転検出器(センサー) 33 スキャナガントリ制御コンピュータ(時間計測手
段と異常検出手段) 34 中央制御コンピュータ 115駆動手段 120回転量検出手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定部に対して回転体を回転することに
    より生体に関する検査もしくは処置をするための医用装
    置において、 上記回転体に配置された検出物体と、 上記固定部において回転方向にそって一定の間隔で配置
    されて上記検出物体を検出するため複数のセンサと、 上記回転体の駆動手段と、 上記回転体の回転量を検出する回転量検出手段と、 上記回転体が回転する際に、ある位置の上記センサが上
    記検出物体を検出し、次の位置の上記センサが上記検出
    物体を検出するまでの時間を計測する時間計測手段と、 上記回転量検出手段と上記時間計測手段からの情報に基
    づいて、上記回転体の回転の異常を検出する異常検出手
    段と、を備えることを特徴とする、医用装置。
  2. 【請求項2】 X線CT装置である、請求項1に記載の
    医用装置。
  3. 【請求項3】 回転体の回転方向にそって固定部に設け
    られた複数のセンサにより、回転する回転体の検出物体
    を検出して、この検出物体が上記各センサを通過する時
    間を計測し、 上記各センサ間を上記検出物体が通過する通過時間を比
    較することにより、回転体の回転異常を検出することを
    特徴とする、医用装置の回転異常検出方法。
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