JP5433371B2 - Ｘ線診断システム - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線診断システムに係り、特に、Ｘ線高電圧発生ユニットから供給される直流高電圧に基づいて被検体のＸ線撮影を行なう複数のＸ線診断装置を有したＸ線診断システムに関する。

Ｘ線診断装置やＭＲＩ装置、あるいはＸ線ＣＴ装置等を用いた医用画像診断は、コンピュータ技術の発展に伴って急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。

Ｘ線診断システムは、例えば、循環器診断用Ｘ線診断装置、消化管診断用透視撮影装置、乳房撮影用Ｘ線装置及び外科用Ｘ線装置等の複数のＸ線診断装置によって構成され、更に、カテーテル手技の発展に伴い近年急速な進歩を遂げている上述の循環器診断用Ｘ線診断装置は、心血管専用撮影装置、頭部専用撮影装置、ディジタルフルオログラフィ装置等に分類される。そして、これらの装置は、例えば、被検体に対してＸ線を照射するＸ線発生部や被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部、更には、検出されたＸ線に基づいて投影データを生成する投影データ生成部等を有したＸ線撮影部と、投影データを処理して画像データを生成する画像データ生成部と、表示部及び操作部を備え、更に、上述のＸ線発生部が有するＸ線管に対して直流高電圧を供給するＸ線高電圧ユニットを有している。

被検体に対して放射されるＸ線は、ガラス管内に設けられた陰極を高温にした場合に生ずる熱電子を上述のＸ線高電圧ユニットから供給される直流高電圧によって加速させ、陽極（ターゲット）に衝突させることによって発生する。そして、単相あるいは３相の商用電源やバッテリー電源を所定の電圧と周波数を有した交流電圧に変換する電力調整部、この交流電圧に対し昇圧と整流を行なって直流高電圧を発生する高電圧発生部及び直流高電圧の電圧値及び印加時間等を制御するＸ線制御部とを有した従来のＸ線高電圧ユニットは、通常、上述のＸ線撮影部等と同様にＸ線診断装置毎に設けられている。又、Ｘ線発生部及びＸ線検出部を複数個有しているＸ線診断装置では、共通のＸ線高電圧ユニットから供給される直流高電圧を切り替えて用いる方法も行なわれている（特許文献１参照。）。即ち、複数のＸ線診断装置を有する従来のＸ線診断システムでは、専用のＸ線高電圧ユニットによりＸ線発生部に対する直流高電圧の供給が行なわれてきた。

特開２００６−２４４９３９号公報

上述のように、従来のＸ線診断システムを構成するＸ線診断装置の各々に対して供給される直流高電圧は、これらＸ線診断装置の各々に設けられた専用のＸ線高電圧ユニットを用いて行なわれてきた。そして、このようなＸ線診断装置を異なる複数の検査室に設置することにより、複数の被検体に対するＸ線検査を並行して実施することを可能とした。

ところで、前記Ｘ線診断装置を用いた一連のＸ線検査では、被検体に対しＸ線を照射する期間（即ち、直流高電圧の印加時間）は短く、従って、異なるＸ線診断装置のＸ線発生部によるＸ線照射が略同時に行なわれる可能性は極めて低い。一方、比較的大きな回路規模を有する上述のＸ線高電圧ユニットを検査室等に設置するためには広い設置スペースと多くの電源設備を必要とした。即ち、従来のＸ線診断システムでは、使用頻度が低いにもかかわらず回路規模の大きな専用のＸ線高電圧ユニットをＸ線診断装置毎に設置しなくてはならないという問題点を有していた。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、Ｘ線診断システムを構成する複数のＸ線診断装置に備えられたＸ線撮影部に対して直流高電圧を供給するＸ線高電圧ユニットあるいはその一部を共有化することによりその回路規模を低減することが可能なＸ線診断システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明のＸ線診断システムは、被検体に対しＸ線を照射する複数のＸ線診断装置と、前記複数のＸ線診断装置の中の１つあるいは複数のＸ線診断装置から供給されるＸ線照射指示信号に基づいて直流高電圧を生成し、前記Ｘ線照射指示信号を供給した前記Ｘ線診断装置に対して供給するＸ線高電圧ユニットを備え、前記Ｘ線高電圧ユニットは、商用電源あるいはバッテリー電源の電圧を処理して所定の電圧値と周波数を有した交流電圧を生成する電力調整手段と、前記交流電圧に対し昇圧と整流を行なって前記直流高電圧を発生する前記複数のＸ線診断装置あるいはこれらのＸ線診断装置が設置された検査室の各々に対応した複数の高電圧発生手段と、前記被検体に対するＸ線の照射タイミングを決定する照射タイミングパルスを前記Ｘ線照射指示信号に基づいて生成するタイミングパルス生成手段と、前記Ｘ線照射指示信号を供給した前記Ｘ線診断装置あるいはこのＸ線診断装置が設置された検査室に対応する前記高電圧発生手段に対し前記電力調整手段が生成した交流電圧を前記照射タイミングパルスに基づいて供給する切り替え手段と、を有することを特徴とするＸ線診断システム。

本発明によれば、Ｘ線診断システムを構成する複数のＸ線診断装置に備えられたＸ線撮影部に対して直流高電圧を供給するＸ線高電圧ユニットあるいはその一部を共有化することによりその回路規模を低減することができる。このため、従来、大きな回路規模とサイズを有していたＸ線高電圧ユニットの小型化が可能となり、これらを設置するスペースを縮小することができる。

本発明の実施例におけるＸ線診断システムの全体構成を示すブロック図。 同実施例のＸ線診断システムが備えるＸ線診断装置の具体的な構成を示すブロック図。 同実施例のＸ線診断システムが備えるＸ線高電圧ユニットの具体的な構成を示すブロック図。 同実施例においてＸ線撮影を行なう２つのＸ線診断装置から供給されるＸ線照射指示信号の時間差が所定閾値より大きい場合にタイミングパルス生成部が生成する通常の照射タイミングパルスを示す図。 同実施例においてＸ線撮影を行なう２つのＸ線診断装置から供給されるＸ線照射指示信号の時間差が所定閾値より小さい場合にタイミングパルス生成部が生成する照射タイミングパルスを示す図。 同実施例において連続的なＸ線撮影と単発的なＸ線撮影が略同時に行なわれる場合にタイミングパルス生成部が生成する照射タイミングパルスを示す図。 同実施例において連続的なＸ線透視と単発的なＸ線撮影が略同時に行なわれる場合にタイミングパルス生成部が生成する照射タイミングパルスを示す図。 同実施例の変形例におけるＸ線診断システムの全体構成を示すブロック図。 同変形例の切り替え部に設けられた半導体スイッチの動作を説明するための図。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

本実施例のＸ線診断システムは、Ｎ個のＸ線診断装置とこれらのＸ線診断装置に対して直流高電圧を供給するＸ線高電圧ユニットを有し、このＸ線高電圧ユニットは、商用電源を所定の電圧値と周波数を有する交流電圧に変換する１つの電力調整部と、前記Ｘ線診断装置の各々に対応して設けられ周波数変換後の交流電圧に対し昇圧と整流を行なって直流高電圧を発生するＮ個の高電圧発生部と、スイッチング機能を有し前記電力調整部が生成した周波数変換後の交流電圧をＮ個のＸ線診断装置の何れかから供給されるＸ線照射指示信号に基づいて当該Ｘ線診断装置に対応した高電圧発生部へ供給する切り替え部と、前記切り替え部をＯＮ状態にすることにより当該Ｘ線診断装置のＸ線照射タイミングを決定する照射タイミングパルスを前記Ｘ線照射指示信号のタイミング情報に基づいて生成するタイミングパルス生成部を備えている。

そして、Ｘ線撮影あるいはＸ線透視を行なう際のＸ線照射指示信号が複数のＸ線診断装置から略同時に供給された場合、前記タイミングパルス生成部は、予め設定された優先順位に基づき、複数の切り替え部が同時にＯＮ状態にならないようにこれらの切り替え部に供給する照射タイミングパルスの発生タイミングを調整する。

尚、既に述べたように、Ｘ線診断システムを構成するＸ線診断装置の各々には、通常、Ｘ線撮影部のＸ線発生部に対して直流高電圧を供給するＸ線高電圧ユニットが含まれるが、本実施例では、Ｘ線高電圧ユニットが別途設置され、このＸ線高電圧ユニットから供給される直流高電圧によって被検体に対するＸ線撮影を行なう複数のＸ線診断装置について述べる。

又、本実施例におけるＸ線高電圧ユニットの高電圧発生部は、Ｘ線診断装置毎に設けられる場合について述べるが、１つの検査室に複数のＸ線診断装置が設置されるような場合には、検査室毎に設けても構わない。

（システムの構成）
本発明の実施例におけるＸ線診断システムの構成につき図１乃至図７を用いて説明する。尚、図１は、Ｘ線診断システムの全体構成を示すブロック図であり、図２は、このＸ線診断システムが備えるＸ線診断装置の具体例を示すブロック図である。又、図３は、前記Ｘ線診断システムが備えるＸ線高電圧ユニットの具体的な構成を示すブロック図である。

図１に示すＸ線診断システム１００は、当該医療施設の図示しない検査室Ｐ１乃至ＰＮに設置されたＸ線診断装置１−１乃至１−Ｎと、これらのＸ線診断装置１−１乃至１−Ｎが有するＸ線撮影部１１−１乃至１１−Ｎに対し所定の直流高電圧を供給するＸ線高電圧ユニット２を備え、Ｘ線診断装置１−１乃至１−Ｎは、Ｘ線撮影部１１−１乃至１１−Ｎ、画像データ生成部１２−１乃至１２−Ｎ、操作部１４−１乃至１４−Ｎ及び制御部１６−１乃至１６−Ｎ、更には、図示しない表示部や移動機構駆動部等を有している。

次に、Ｘ線診断装置１−１乃至１−Ｎの具体例として循環器診断用Ｘ線診断装置１の構成につき図２を用いて説明する。この循環器診断用Ｘ線診断装置１は、被検体１５０の検査対象部位に対して所定強度のＸ線を照射すると共に前記検査対象部位を透過したＸ線を検出して投影データを生成するＸ線撮影部１１と、得られた投影データに基づいて２次元あるいは３次元の画像データを生成する画像データ生成部１２と、画像データ生成部１２が生成した画像データを表示する表示部１３を備え、更に、被検体情報の入力、Ｘ線照射条件を含むＸ線撮影条件の設定、撮影位置及び撮影方向の設定、画像データ生成条件や画像データ表示条件の設定、Ｘ線照射指示信号を含む各種コマンド信号の入力等を行なう操作部１４と、後述するＸ線撮影部１１の保持部１１４及び天板１１５に設けられた各種移動機構に対して駆動信号を供給する移動機構駆動部１５と、上述の各ユニットを統括的に制御する制御部１６を備えている。

Ｘ線撮影部１１は、Ｘ線発生部１１１、Ｘ線検出部１１２、投影データ生成部１１３を備え、Ｘ線発生部１１１は、被検体１５０の検査対象部位に対してＸ線を照射するＸ線管１１６と、Ｘ線管１１６から放射されたＸ線に対してＸ線錘（コーンビーム）を形成するＸ線絞り器１１７を有している。

Ｘ線管１１６は、Ｘ線を発生する真空管であり、加熱された陰極（フィラメント）から生ずる熱電子をＸ線高電圧ユニット２から供給される直流高電圧により加速させてタングステン陽極に衝突させＸ線を発生させる。一方、Ｘ線絞り器１１７は、被検体１５０に対する被曝線量の低減と画像データの画質向上を目的として用いられ、Ｘ線管１１６から放射されたＸ線を所定の照射領域に絞りこむ絞り羽根（上羽根）、絞り羽根に連動して移動することにより散乱線や漏れ線量を低減する下羽根及び吸収量が少ない媒質を透過したＸ線を選択的に低減させてハレーションを防止する補償フィルタ（何れも図示せず）を有している。

次に、Ｘ線検出部１１２には、Ｉ．Ｉ．（イメージインテンシファイア）を用いる方法と平面検出器を用いる方法があり、更に、平面検出器には、Ｘ線を直接電荷に変換するものと、一旦光に変換した後電荷に変換するものとがある。Ｘ線を直接電荷に変換することが可能な平面検出器は、微小な検出素子を列方向及びライン方向に２次元配列して構成され、検出素子の各々は、Ｘ線を感知し入射Ｘ線量に応じて電荷を生成する光電膜と、この光電膜に発生した電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサと、電荷蓄積コンデンサに蓄積された電荷を所定のタイミングで読み出すＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を備えている。そして、被検体１５０を透過したＸ線により各々の検出素子において発生した電荷は図示しないゲートドライバから供給される駆動パルスによって順次読み出される。

一方、投影データ生成部１１３は、上述のＸ線検出部１１２が有する平面検出器から行単位あるいは列単位でパラレルに読み出された電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器と、この電荷・電圧変換器の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、デジタル変換されたパラレル信号を時系列的なシリアル信号（投影データ）に変換するパラレル・シリアル変換器（何れも図示せず）を備えている。

更に、Ｘ線撮影部１１は、Ｘ線発生部１１１及びＸ線検出部１１２（以下では、これらを纏めて撮像系と呼ぶ。）を保持し被検体１５０の周囲で所定方向へ移動させる保持部１１４と、被検体１５０を載置した天板１１５をスライド自在に保持する図示しない寝台部を備えている。

画像データ生成部１２は、図示しない投影データ記憶部と画像演算部を備え、前記投影データ記憶部は、Ｘ線撮影部１１の投影データ生成部１１３から供給される時系列的な投影データを順次保存して２次元投影データを生成する。一方、前記画像演算部は、前記投影データ記憶部にて生成された２次元投影データに対しフィルタリング処理等の画像処理を行なって画像データを生成し、更に、得られた複数の画像データに対し合成処理や減算（サブトラクション）処理等を必要に応じて行なう。

表示部１３は、図示しない表示データ生成部とモニタを備えている。前記表示データ生成部は、画像データ生成部１２から供給される画像データを所定の表示フォーマットへ変換する。更に、変換処理後の画像データに被検体情報やＸ線撮影条件等の付帯情報を付加して表示データを生成し前記モニタに表示する。

操作部１４は、表示パネルやキーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウス等の入力デバイスを備えたインターラクティブなインターフェイスであり、Ｘ線照射条件を設定する照射条件設定機能やＸ線照射指示信号を入力する指示信号入力機能を有している。又、被検体情報の入力、Ｘ線撮影条件の設定、画像データ生成条件及び画像データ表示条件の設定、撮影位置及び撮影方向の設定、更には、透視開始指示信号や移動指示信号を含む各種コマンド信号の入力等も上述の表示パネルや入力デバイスを用いて行なわれる。

移動機構駆動部１５は、Ｘ線発生部１１１とＸ線検出器１１２を有する撮像系を所望の方向へ移動あるいは回動させるために保持部１１４に設けられた図示しない移動機構部及び回動機構部に対して駆動信号を供給し、更に、被検体１５０を載置した天板１１５を所望の方向へ移動させるために天板１１５に設けられている移動機構部に対して駆動信号を供給する駆動信号生成部とこの駆動信号生成部に対して制御信号を供給する機構駆動制御部（何れも図示せず）を有している。更に、移動機構駆動部１５は、保持部１１４の移動機構部及び回動機構部に取り付けられた位置検出器からの出力信号に基づいて撮像系の移動情報（撮像系の移動方向及び移動距離と回動方向及び回動角度）を計測し、更に、天板１１５の移動機構部に取り付けられた位置検出器からの出力信号に基づいて天板１１５の移動情報（天板１１５の移動方向及び移動距離）を計測する図示しない移動情報計測部を備えている。

制御部１６は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、操作部１４において入力あるいは設定された上述の情報は前記記憶回路に一旦保存される。一方、前記ＣＰＵは、これらの入力情報及び設定情報に基づいて循環器診断用Ｘ線診断装置１が備える各ユニットを統括的に制御し画像データの生成と表示を行なう。又、制御部１６は、操作部１４において設定あるいは入力されたＸ線照射条件（即ち、Ｘ線管１１６の管電圧、管電流及び照射時間）やＸ線照射指示信号をＸ線高電圧ユニット２に設けられた後述のＸ線制御部２１へ供給する。

図１へ戻って、Ｘ線診断装置１−１乃至１−ＮのＸ線撮影部１１−１乃至１１−Ｎが有する上述のＸ線管１１６に対して直流高電圧を供給するＸ線高電圧ユニット２は、Ｘ線制御部２１、タイミングパルス生成部２２及び電力調整部２３を有し、更に、Ｘ線診断装置１−１乃至１−Ｎの各々に対応した切り替え部２４−１乃至２４−Ｎと高電圧発生部２５−１乃至２５−Ｎを有している。

Ｘ線制御部２１は、Ｘ線診断装置１−１乃至１−Ｎの操作部１４−１乃至１４−Ｎにおいて設定あるいは入力され制御部１６−１乃至１６―Ｎを介して供給される管電圧、管電流及び照射時間等のＸ線照射条件やＸ線照射指示信号を受信する。そして、上述のＸ線照射条件に基づいて生成したＸ線照射制御信号を電力調整部２３へ供給し、Ｘ線照射指示信号のタイミング情報及びＸ線照射条件の照射時間情報をタイミングパルス生成部２２へ供給する。

タイミングパルス生成部２２は、Ｘ線撮影部１１−１乃至１１−ＮのＸ線管１１６から放射されるＸ線の照射タイミングと照射時間を決定するための照射タイミングパルスをＸ線制御部２１から供給されるＸ線照射指示信号のタイミング情報及びＸ線照射条件の照射時間情報に基づいて生成し、この照射タイミングパルスを切り替え部２４−１乃至２４−Ｎに対して供給する。このとき生成される照射タイミングパルスの発生タイミングは、Ｘ線照射指示信号のタイミング情報に基づいて設定され、照射タイミングパルスのパルス幅は、Ｘ線照射条件の照射時間に基づいて設定される。

但し、Ｘ線診断装置１−１乃至１−Ｎの中の複数のＸ線診断装置からＸ線照射指示信号が略同時に供給された場合、タイミングパルス生成部２２は、これらのＸ線診断装置に対して直流高電圧の供給が同時に行なわれないように照射タイミングパルスの発生タイミングを予め設定された優先度に従って制御する機能を有しているがその詳細については後述する。

次に、Ｘ線制御部２１から供給されるＸ線照射制御信号及びタイミングパルス生成部２２から供給される照射タイミングパルスに基づいて直流高電圧を発生する電力調整部２３、切り替え部２４−１乃至２４−Ｎ及び高電圧発生部２５−１乃至２５−Ｎの具体的な構成につき図３を用いて説明する。

電力調整部２３は、通常の商用電源から供給される交流電圧の周波数ｆ０（例えば、ｆ０＝５０Ｈｚ）と電圧値をＸ線制御部２１から供給されるＸ線照射制御信号に基づいて所望の大きさに変換する機能を有し、商用電源の交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ（整流器）２３１と、この直流電圧の電圧値を前記Ｘ線照射制御信号に基づいて所定の大きさに変換するＤＣ／ＤＣコンバータ２３２と、電圧変換された直流電圧を所定の周波数ｆ１（例えば、ｆ１＝２ＫＨｚ）を有した交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣインバータ２３３を備えている。

尚、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３２は、ＤＣチョッパとも呼ばれ、図３に示したトランジスタＴｒ０のＯＮ時間とＯＦＦ時間を調整することにより平均電力を制御する時間比率制御方法が通常行なわれる。一方、ＤＣ／ＡＣインバータ２３３では図３に示すように、直列接続されたトランジスタＴｒ１及びＴｒ２とトランジスタＴｒ３及びＴｒ４が直流電源端子に並列接続され、Ｔｒ１とＴｒ２との接続部とＴｒ３とＴｒ４との接続部との間に負荷Ｌが設けられる。そして、Ｔｒ１及びＴｒ４とＴｒ２及びＴｒ３を所定周期Ｔ１で交互にスイッチングすることにより、負荷Ｌの両端には周波数ｆ１（ｆ１＝１／Ｔ１）を有した交流電圧が生成される。

一方、切り替え部２４は、例えば、半導体スイッチによって構成され、タイミングパルス生成部２２から供給される照射タイミングパルスを用いて前記半導体スイッチをＯＮ動作させることにより、電力調整部２３のＤＣ／ＡＣインバータ２３３において生成された所定の周波数ｆ１と電圧値を有した交流電圧を高電圧発生部２５へ供給する。この場合、複数の切り替え部２４（即ち、図１の切り替え部２４−１乃至２４−１）の何れかに対し所定のＸ線照射時間に対応したパルス幅を有する照射タイミングパルスが供給され、この照射タイミングパルスが供給された切り替え部２４に接続されている高電圧発生部２５に対して周波数ｆ１の交流電圧が供給される。

高電圧発生部２５は、電力調整部２３において生成された周波数ｆ１の交流電圧に対し昇圧と整流を行なって直流高電圧を発生する機能を有し、電力調整部２３のＤＣ／ＡＣインバータ２３３から切り替え部２４を介して供給される周波数ｆ１の交流電圧を昇圧する変圧器２５１と、昇圧された交流電圧を整流することによって直流高電圧を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ（整流器）２５２を備えている。

次に、所望の撮影位置における診断用画像データの収集を目的としたＸ線撮影及び所望の撮影位置及び撮影タイミングを把握するためにモニタリング用画像データの連続的な観察を目的としたＸ線透視を行なう際のＸ線照射指示信号が複数のＸ線診断装置において略同時に入力された場合、Ｘ線高電圧ユニット２のタイミングパルス生成部２２が生成する照射タイミングパルスの具体例につき図４乃至図７を用いて説明する。

図４は、例えば、検査室Ｐ１に設置されたＸ線診断装置１−１によるＸ線撮影と検査室Ｐ２に設置されたＸ線診断装置１−２によるＸ線撮影が行なわれる際、Ｘ線診断装置１−１の操作部１４−１から入力されるＸ線照射指示信号とＸ線診断装置１−２の操作部１４−２から入力されるＸ線照射指示信号が所定の時間間隔（例えば、Ｘ線照射時間）より離れている場合にタイミングパルス生成部２２が生成する照射タイミングパルスを示している。

この場合、Ｘ線撮影を目的とした検査室Ｐ１及び検査室Ｐ２におけるＸ線検査は、通常、図４（ａ）に示すように「入室」、医師による検査内容等の「説明」、「撮影準備」、「撮影」、「退室」の順に行なわれる。そして、「撮影」の期間では、図４（ｂ）に示すように、例えば、撮像系を所望の位置／方向へ移動するための移動指示信号Ｓ１−１及びＳ２−１がＸ線診断装置１−１及び１−２の操作部１４−１及び１４−２において入力され、撮像系の移動が終了したならば被検体１５０に対しＸ線撮影を行なうためのＸ線照射指示信号Ｓ１−２及びＳ２−２が前記操作部１４−１及び１４−２において入力される。

一方、操作部１４−１から制御部１６−１及びＸ線制御部２１を介して供給されるＸ線照射指示信号Ｓ１−２と操作部１４−２から制御部１６−２及びＸ線制御部２１を介して供給されるＸ線照射指示信号Ｓ２−２を受信したＸ線高電圧ユニット２のタイミングパルス生成部２２は、Ｘ線照射指示信号Ｓ１−２とＸ線照射指示信号Ｓ２−２の時間差τを計測する。そして、この時間差τが所定の閾値τ０（τ０＝数百ｍｓｅｃ）より大きい場合、Ｘ線照射指示信号Ｓ１−２及びＳ２−２から所定時間Δτ（Δτ≪τ０）だけ遅れたタイミングで照射タイミングパルスＳ１−３及びＳ２−３を生成し切り替え部２４−１及び切り替え部２４−２へ供給する。

この場合、閾値τ０の期間内に複数のＸ線照射指示信号が異なるＸ線診断装置から入力されることは極めて稀であり、従って、通常のＸ線検査では、図４（ｂ）に示すようにＸ線診断装置１−１乃至１−ＮにおけるＸ線照射指示信号の入力タイミングに対応したＸ線照射が当該被検体に対して行なわれる。

一方、図５は、例えば、Ｘ線診断装置１−１の操作部１４−１から入力されるＸ線照射指示信号Ｓ１−２とＸ線診断装置１−２の操作部１４−２から入力されるＸ線照射指示信号Ｓ２−２が所定の時間間隔より接近している場合にタイミングパルス生成部２２が生成する照射タイミングパルスを示している。

この場合も、検査室Ｐ１及び検査室Ｐ２におけるＸ線検査は、図４（ａ）と同様にして「入室」、「説明」、「撮影準備」、「撮影」、「退室」の順に行なわれる。そして、「撮影」の期間では、図５（ｂ）に示すように、移動指示信号Ｓ１−１及びＳ２−１の入力とＸ線照射指示信号Ｓ１−２及びＳ２−２の入力が操作部１４−１及び１４−２において行なわれる。

次いで、タイミングパルス生成部２２は、操作部１４−１から供給されるＸ線照射指示信号Ｓ１−２と操作部１４−２から供給されるＸ線照射指示信号Ｓ２−２の時間差τを計測する。そして、この時間差τが閾値τ０より小さい場合、照射タイミングパルスＳ１−３をＸ線照射指示信号Ｓ１−２からΔτ後に生成し、このＸ線照射指示信号Ｓ１−２から、例えば、τ０後に照射タイミングパルスＳ２−３を生成して切り替え部２４−１及び２４−２へ供給する。即ち、図５に示すように複数のＸ線撮影が略同時に行なわれる場合、Ｘ線照射指示信号が早く入力されたＸ線診断装置によるＸ線撮影が優先的に行なわれ、Ｘ線照射指示信号が遅く入力されたＸ線診断装置によるＸ線撮影が所定時間遅れて行なわれる。

次に、図６は、例えば、Ｘ線診断装置１−１において連続的な複数回のＸ線撮影が行なわれＸ線診断装置１−２において１回のＸ線撮影が行なわれる際、Ｘ線診断装置１−１におけるＸ線照射の何れかとＸ線診断装置１−２のＸ線照射が略同時に行なわれるようなＸ線照射指示信号Ｓ２−２がＸ線診断装置１−２の操作部１４−２において入力される場合に照射タイミング制御装置２２が生成する照射タイミングパルスを示している。

この場合も、検査室Ｐ１及び検査室Ｐ２におけるＸ線検査は、図６（ａ）に示すように「入室」、「説明」、「撮影準備」、「撮影」、「退室」の順に行なわれる。そして、検査室Ｐ１における「撮影」の期間では図５（ｂ）に示すように、Ｘ線診断装置１−１の操作部１４−１において撮像系を移動するための移動指示信号Ｓ１−１とＸ線照射指示信号Ｓ１−２の入力が交互に繰り返され、タイミングパルス生成部２２は、これらＸ線照射指示信号Ｓ１−２の各々に基づいて照射タイミングパルスＳ１−３を生成する。

そして、検査室Ｐ１における「撮影」の期間中に検査室Ｐ２に設置されたＸ線診断装置１−２の操作部１４−２において移動指示信号Ｓ２−１とＸ線照射指示信号Ｓ２−２の入力が行なわれた場合、タイミングパルス生成部２２は、操作部１４−１から供給されるＸ線照射指示信号Ｓ１−２と操作部１４−２から供給されるＸ線照射指示信号Ｓ２−２の時間差τを計測する。そして、この時間差τが閾値τ０より小さい場合、図５の場合と同様にして、照射タイミングパルスＳ１−３をＸ線照射指示信号Ｓ１−２からΔτ後に生成し、このＸ線照射指示信号Ｓ１−２からτ０後に照射タイミングパルスＳ２−３を生成する。次いで、得られた照射タイミングパルスＳ１−３及びＳ１−３を切り替え部２４−１及び切り替え部２４−２へ供給する。即ち、図６に示すように、連続的なＸ線撮影と１回のＸ線撮影が略同時に行なわれる場合には連続的なＸ線撮影が優先的に行なわれる。

次に、図７は、例えば、Ｘ線診断装置１−１において連続的な複数回のＸ線透視が行なわれＸ線診断装置１−２において１回のＸ線撮影が行なわれる際、Ｘ線診断装置１−１におけるＸ線透視の何れかとＸ線診断装置１−２のＸ線撮影が略同時に行なわれるようなＸ線照射指示信号Ｓ２−２がＸ線診断装置１−２の操作部１４−２において入力された場合に照射タイミング制御装置２２が生成する照射タイミングパルスを示している。

この場合、検査室Ｐ１におけるＸ線検査は、図７（ａ）に示すように「入室」、医師による検査内容等の「説明」、「撮影準備」、「パルス透視」、「撮影」、「退室」の順に行なわれ、検査室Ｐ２におけるＸ線検査は、既に述べたように「入室」、「説明」、「撮影準備」、「撮影」、「退室」の順に行なわれる。

そして、検査室Ｐ１における「パルス透視」の期間では、図７（ｂ）に示すように、Ｘ線診断装置１−１の操作部１４−１において透視開始指示信号Ｓ１−４が入力されたならば、タイミングパルス生成部２２は、透視開始指示信号Ｓ１−４に基づいて時系列的な複数の照射タイミングパルスＳ１−３を所定時間間隔で生成する。

一方、検査室Ｐ１における「パルス透視」の期間中にＸ線診断装置１−２の操作部１４−２において移動指示信号Ｓ２−１とＸ線照射指示信号Ｓ２−２の入力が行なわれた場合、タイミングパルス生成部２２は、操作部１４−２から供給されるＸ線照射指示信号Ｓ２−２からΔτ後に照射タイミングパルスＳ２−３を生成すると共にこの照射タイミングパルスＳ２−３の発生から所定期間Δτｘの間照射タイミングパルスＲ１−３の生成を中断する。即ち、この方法では、Ｘ線撮影とＸ線透視が略同時に行なわれる場合、臨床的に重要なＸ線撮影をＸ線透視より優先的に行なう。尚、照射タイミングパルスＲ１−３の生成が中断される期間Δτｘは、通常、図５あるいは図６に示したΔτ＋τ０より大きく設定される。

（変形例）
次に、本実施例の変形例につき図８を用いて説明する。上述の実施例では、図１に示したように、切り替え部２４−１乃至２４−Ｎを介してＮ個の高電圧発生部２５−１乃至２５−Ｎと１つの電力調整部２３を接続し、Ｘ線撮影あるいはＸ線透視を行なう際のＸ線照射指示信号が複数のＸ線診断装置において略同時に入力された場合、Ｘ線高電圧ユニット２の照射タイミングパルス生成部２２は、切り替え部２４−１乃至２４−Ｎの中の複数の切り替え部２４が同時にＯＮ状態にならないように前記複数の切り替え部２４に供給する照射タイミングパルスの発生タイミングを調整する場合について述べたが、本変形例では、図８に示すように切り替え部２４ａ−１乃至２４ａ−Ｎを介してＮ個の高電圧発生部２５−１乃至２５−ＮとＭ（１＜Ｍ＜Ｎ）個の電力調整部２３ａ−１乃至２３ａ−Ｍを接続し、Ｘ線照射指示信号が複数のＸ線診断装置において略同時に入力された場合、Ｘ線高電圧ユニット２ａのタイミングパルス生成部２２ａは、これらＸ線照射指示信号の入力タイミングに対応して生成した照射タイミングパルスを切り替え部２４ａへ供給することにより、複数の電力調整部において生成された周波数変換後の交流電圧を複数の高電圧発生部２５に対して略同時に供給する。

図８は、本変形例におけるＸ線診断システム２００の全体構成を示すブロック図であり、この図８において、図１に示したＸ線診断システム１００のユニットと同一の構成及び機能を有するユニットは同一の符号を付加し詳細な説明は省略する。

即ち、図８に示す本変形例のＸ線診断システム２００は、当該医療施設の図示しない検査室Ｐ１乃至ＰＮに設置されたＸ線診断装置１−１乃至１−Ｎと、これらのＸ線診断装置１−１乃至１−Ｎが有するＸ線撮影部１１−１乃至１１−Ｎに対し所定の直流高電圧を供給するＸ線高電圧ユニット２ａを備えている。そして、Ｘ線診断装置１−１乃至１−Ｎは、Ｘ線撮影部１１−１乃至１１−Ｎ、画像データ生成部１２−１乃至１２−Ｎ、操作部１４−１乃至１４−Ｎ及び制御部１６−１乃至１６−Ｎを有し、更に、図示しない表示部や移動機構駆動部等を有している。

一方、Ｘ線診断装置１−１乃至１−ＮのＸ線撮影部１１−１乃至１１−Ｎに対して直流高電圧を供給するＸ線高電圧ユニット２ａは、Ｘ線制御部２１ａ、タイミングパルス生成部２２ａ及び電力調整部２３ａ−１乃至２３ａ−Ｍを有し、更に、Ｘ線診断装置１−１乃至１−Ｎの各々に対応した切り替え部２４ａ−１乃至２４ａ−Ｎと高電圧発生部２５−１乃至２５−Ｎを有している。

尚、以下では、説明を簡単にするために、図８のように２個（Ｍ＝２）の電力調整部２３ａ−１及び２３ａ−２が切り替え部２４ａ−１乃至２４ａ−Ｎを介して高電圧発生部２５−１乃至２５−Ｎに接続され、Ｘ線診断装置１−１乃至１−Ｎの何れかからＸ線照射指示信号が供給された場合には電力調整部２３ａ−１が選択され、複数のＸ線診断装置からＸ線照射指示信号が略同時に供給された場合には電力調整部２３ａ−２が追加選択される場合について述べるが、電力調整部２３ａの数は２個に限定されない。

即ち、図８に示すＸ線高電圧ユニット２ａのＸ線制御部２１ａは、Ｘ線診断装置１−１乃至１−Ｎの操作部１４−１乃至１４−Ｎにおいて設定あるいは入力され制御部１６−１乃至１６−Ｎを介して供給される管電圧、管電流、照射時間等のＸ線照射条件やＸ線照射指示信号を受信する。そして、上述のＸ線照射条件に基づいて生成したＸ線照射制御信号を電力調整部２３ａ−１及び２３ａ−２へ供給し、Ｘ線照射指示信号のタイミング情報及びＸ線照射条件の照射時間情報をタイミングパルス生成部２２ａへ供給する。

タイミングパルス生成部２２ａは、Ｘ線撮影部１１−１乃至１１−ＮのＸ線管１１６に対して直流高電圧を供給するタイミングと印加時間を決定するための照射タイミングパルスをＸ線制御部２１ａから供給されるＸ線照射指示信号のタイミング情報及びＸ線照射条件の照射時間情報に基づいて生成し、この照射タイミングパルスを切り替え部２４ａ−１乃至２４ａ−Ｎに対して供給する。

又、所定時間内にＸ線診断装置１−１乃至１−Ｎの中の１つのＸ線診断装置からＸ線照射指示信号が供給された場合には電力調整部２３ａ−１が出力する周波数変換後の交流電圧を選択し、複数のＸ線診断装置からＸ線照射指示信号が略同時に供給された場合には電力調整部２３ａ−１及び電力調整部２３ａ−２が出力する周波数変換後の交流電圧を選択するための選択指示信号を前記１つのＸ線診断装置あるいは前記複数のＸ線診断装置に対応した切り替え部２４ａへ供給する。

次に、電力調整部２３ａ−１及び２３ａ−２は、図３に示した上述の実施例における電力調整部２３と同様にして、通常の商用電源から供給される交流電圧の周波数ｆ０と電圧値をＸ線制御部２１ａから供給されるＸ線照射制御信号に基づいて所望の大きさに変換する機能を有し、商用電源の交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ（整流器）２３１と、この直流電圧の電圧値を所定の大きさに変換するＤＣ／ＤＣコンバータ２３２と、電圧値が変換された直流電圧を所定の周波数ｆ１（ｆ１＞ｆ０）を有した交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣインバータ２３３を備えている。

一方、切り替え部２４−１乃至２４−Ｎは、例えば、半導体スイッチによって構成され、タイミングパルス生成部２２ａから供給される照射タイミングパルスを用いて前記半導体スイッチをＯＮ動作させることにより電力調整部２３ａ−１及び２３ａ−２のＤＣ／ＡＣインバータ２３３から供給される周波数変換後の交流電圧を高電圧発生部２５−１乃至２５−Ｎへ供給する。この場合、切り替え部２４−１乃至２４−Ｎの何れかに対し所定のＸ線照射時間に対応したパルス幅を有する照射タイミングパルスが供給され、この照射タイミングパルスが供給された切り替え部２４ａに接続されている高電圧発生部２５に対して周波数ｆ１の交流電圧が供給される。

図９は、切り替え部２４ａ−１及び２４ａ−２に設けられた半導体スイッチの動作を説明するための図であり、電力調整部２３ａ−１及び２３ａ−２が切り替え部２４ａ−１乃至２４ａ−Ｎを介して高電圧発生部２５−１乃至２５−Ｎに接続されている場合、切り替え部２４ａ−１乃至２４ａ−Ｎの各々は、高電圧発生部２５−１乃至２５−Ｎと電力調整部２３ａ−１とを接続するスイッチＳＷ１１乃至ＳＷ１Ｎ及び高電圧発生部２５−１乃至２５−Ｎと電力調整部２３ａ−２とを接続するスイッチＳＷ２１乃至ＳＷ２Ｎを有している。

そして、例えば、所定時間内に高電圧発生部２５−１に対応するＸ線診断装置１−１の操作部１４−１において入力されたＸ線照射指示信号のタイミング情報のみがタイミングパルス生成部２２ａに供給された場合、タイミングパルス生成部２２ａは、このタイミング情報に基づいて生成した照射タイミングパルスを切り替え部２４ａ−１へ供給してスイッチＳＷ１１をＯＮ状態とし、電力調整部２３ａ−１が出力した周波数変換後の交流電圧を高電圧発生部２５−１へ供給する。

一方、所定時間内にＸ線診断装置１−１の操作部１４−１において入力されたＸ線照射指示信号のタイミング情報と高電圧発生部２５−２に対応するＸ線診断装置１−２の操作部１４−２において入力されたＸ線照射指示信号のタイミング情報がタイミングパルス生成部２２ａに供給された場合、タイミングパルス生成部２２ａは、これらのタイミング情報に基づいて生成した照射タイミングパルスを切り替え部２４ａ−１のスイッチＳＷ１１及び切り替え部２４ａ−２のスイッチＳＷ２２に供給してこれらをＯＮ状態とし、電力調整部２３ａ−１が出力した周波数変換後の交流電圧を高電圧発生部２５−１へ供給して電力調整部２３ａ−２が出力した周波数変換後の交流電圧を高電圧発生部２５−２へ供給する。

この場合、高電圧発生部２５−１と高電圧発生部２５−２に供給される上述の交流電圧は、異なる電力調整部（即ち、電力調整部２３ａ−１と電力調整部２３ａ−２）から供給されるため、切り替え部２４ａ−１に対する照射タイミングパルスと切り替え部２４ａ−２に対する照射タイミングパルスは同時に供給されてもＸ線診断装置１−１及びＸ線診断装置１−２に対して好適な直流高電圧を供給することができる。

以上述べた本発明の実施例及びその変形例によれば、Ｘ線診断システムを構成する複数のＸ線診断装置に備えられたＸ線撮影部の各々に対して直流高電圧を供給するＸ線高電圧ユニットあるいはその一部を共有化することによりその回路規模を低減することができる。このため、従来、大きな回路規模とサイズを有していたＸ線高電圧ユニットの小型化が可能となり、これらを設置するスペースを縮小することができる。又、Ｘ線高電圧ユニットを共有化することにより、このＸ線高電圧ユニットに対して商用電源を供給する電源設備の規模を低減することが可能となり、設置に要する費用を削減することができる。

又、共有化して使用されるＸ線高電圧ユニットの電力調整部とＸ線診断装置の各々に対応した高電圧発生部を照射タイミングパルスに基づいて切り替え接続することにより、比較的簡単なスイッチング回路で正確な切り替え動作を行なうことができる。

更に、Ｘ線照射指示信号に基づいて照射タイミングパルスを生成する本実施例のタイミングパルス生成部は、予め設定された優先度に従って照射タイミングパルスの発生タイミングを調整する機能を有しているため、複数のＸ線診断装置からＸ線照射指示信号が略同時に供給されるような場合においても、これらのＸ線診断装置に対する直流高電圧の同時供給を防止することができる。又、同時供給の防止により電力供給の瞬間的な集中を避けることができる。

一方、上述の変形例によれば、Ｘ線診断システムが有するＸ線診断装置の数より少ない複数からなるＸ線高電圧ユニットの電力調整部を共有化することによりその回路規模を低減することができるのみならず、複数のＸ線診断装置から略同時にＸ線照射指示信号が供給されるような場合においても、タイミングパルス生成部２２ａは自己が生成する照射タイミングパルスの発生タイミングを調整する必要がない。即ち、各々のＸ線診断装置に対する直流高電圧は、Ｘ線診断装置から供給される前記Ｘ線照射指示信号の入力タイミングに対応させて供給することができ、従って、操作者が希望するタイミングにおいて被検体に対するＸ線照射を行なうことができる。

又、複数からなる電力調整部を主電力調整部及び予備用電力調整部として備え、主電力調整部が故障した場合には、予備用電力調整を用いて直流高電圧の生成を行なうことによりＸ線検査を確実に実行することが可能となる。

以上、本発明の実施例及びその変形例について述べてきたが、本発明は、上述の実施例及びその変形例に限定されるものではなく、更に変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例及びその変形例におけるＸ線高電圧ユニット２（２ａ）の高電圧発生部２５はＸ線診断装置毎に設けられる場合について述べたが、１つの検査室に複数のＸ線診断装置が設置されるような場合には、高電圧発生部２５を検査室毎に設けてもよい。

又、上述の実施例及びその変形例におけるＸ線高電圧ユニット２（２ａ）の電力調整部２３（２３ａ）は、商用電源から供給される交流電圧に基づいて所定の電圧値と周波数を有した交流電圧を生成する場合について述べたが、バッテリー電源から供給される直流電圧に基づいて所定の電圧値と周波数を有した交流電圧を生成してもよい。

又、Ｘ線高電圧ユニット２（２ａ）の一部（即ち、電力調整部２３（２３ａ））を共有化する場合について述べたが、共有化は上述の部分に限定されるものではなく、例えば、Ｘ線高電圧ユニット２（２ａ）の電力調整部２３（２３ａ）及び高電圧発生部２５を共有化しても構わない。この場合、高電圧発生部２５が発生した直流高電圧は、別途設けられた高圧切り替え部を介してＸ線診断装置１−１乃至１−Ｎの各々に供給される。

更に、上述の実施例及びその変形例では、検査室Ｐ１乃至ＰＮに設置されたＸ線診断装置１−１乃至１−Ｎと、これらのＸ線診断装置１−１乃至１−Ｎが有するＸ線撮影部１１−１乃至１１−Ｎに対し所定の直流高電圧を供給するＸ線高電圧ユニット２について述べたが、Ｘ線高電圧ユニット２の設置方法は、これに限定されるものではなく、例えば、Ｘ線診断装置１−１がＸ線診断装置１−２乃至１−Ｎに対し先行して設置される場合等においては、Ｘ線高電圧ユニット２のＸ線制御部２１、タイミングパルス生成部２２、電力調整部２３、切り替え部２４−１及び高電圧発生部２５−１を、Ｘ線診断装置１−１と同じ検査室Ｐ１に設置し、電力調整部２３の出力端をＸ線診断装置１−２乃至１−Ｎと共に新たに設けられる高電圧発生部２５−２乃至２５−Ｎへ切り替え部２４−２乃至２４−Ｎを介し接続してもよい。

１…Ｘ線診断装置
１１…Ｘ線撮影部
１１１…Ｘ線発生部
１１２…Ｘ線検出部
１１３…投影データ生成部
１１４…保持部
１１５…天板
１１６…Ｘ線管
１１７…Ｘ線絞り器
１２…画像データ生成部
１３…表示部
１４…操作部
１５…移動機構駆動部
１６…制御部
２、２ａ…Ｘ線高電圧ユニット
２１、２１ａ…Ｘ線制御部
２２、２２ａ…タイミングパルス生成部
２３、２３ａ…電力調整部
２３１…ＡＣ／ＤＣコンバータ（整流器）
２３２…ＤＣ／ＤＣコンバータ（ＤＣチョッパ）
２３３…ＤＣ／ＡＣインバータ
２４、２４ａ…切り替え部
２５…高電圧発生部
２５１…変圧器
２５２…ＡＣ／ＤＣコンバータ（整流器）
１００、２００…Ｘ線診断システム

Claims (7)

1. 被検体に対しＸ線を照射する複数のＸ線診断装置と、
   前記複数のＸ線診断装置の中の１つあるいは複数のＸ線診断装置から供給されるＸ線照射指示信号に基づいて直流高電圧を生成し、前記Ｘ線照射指示信号を供給した前記Ｘ線診断装置に対して供給するＸ線高電圧ユニットを備え、
   前記Ｘ線高電圧ユニットは、商用電源あるいはバッテリー電源の電圧を処理して所定の電圧値と周波数を有した交流電圧を生成する電力調整手段と、前記交流電圧に対し昇圧と整流を行なって前記直流高電圧を発生する前記複数のＸ線診断装置あるいはこれらのＸ線診断装置が設置された検査室の各々に対応した複数の高電圧発生手段と、前記被検体に対するＸ線の照射タイミングを決定する照射タイミングパルスを前記Ｘ線照射指示信号に基づいて生成するタイミングパルス生成手段と、前記Ｘ線照射指示信号を供給した前記Ｘ線診断装置あるいはこのＸ線診断装置が設置された検査室に対応する前記高電圧発生手段に対し前記電力調整手段が生成した交流電圧を前記照射タイミングパルスに基づいて供給する切り替え手段と、を有することを特徴とするＸ線診断システム。
2. 前記Ｘ線高電圧ユニットは１つの前記電力調整手段を備え、前記タイミングパルス生成手段は、前記Ｘ線照射指示信号が前記複数のＸ線診断装置から所定時間内に供給された場合、前記電力調整手段が生成した交流電圧が前記切り替え手段を介して複数の高電圧発生手段へ略同時に供給されないように前記照射タイミングパルスの発生タイミングを調整することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断システム。
3. 前記タイミングパルス生成手段は、Ｘ線透視を目的としたＸ線照射指示信号とＸ線撮影を目的としたＸ線照射指示信号が前記複数のＸ線診断装置から所定時間内に供給された場合、Ｘ線撮影を優先させ、前記Ｘ線透視に対する照射タイミングパルスの発生タイミングを調整することを特徴とする請求項２記載のＸ線診断システム。
4. 前記タイミングパルス生成手段は、時系列的な複数回のＸ線撮影を目的としたＸ線照射指示信号と１回のＸ線撮影を目的としたＸ線照射指示信号が前記複数のＸ線診断装置から所定時間内に供給された場合、前記時系列的な複数回のＸ線撮影を優先させ、前記１回のＸ線撮影に対する照射タイミングパルスの発生タイミングを調整することを特徴とする請求項２記載のＸ線診断システム。
5. 前記タイミングパルス生成手段は、１回のＸ線撮影を目的とした第１のＸ線照射指示信号と１回のＸ線撮影を目的とした第２のＸ線照射指示信号とが前記複数のＸ線診断装置から所定の時間間隔より離れて供給された場合、照射タイミングパルスの発生タイミングを、前記第１のＸ線照射指示信号と前記第２のＸ線照射指示信号との入力タイミングに基づいて生成することを特徴とする請求項２記載のＸ線診断システム。
6. 前記タイミングパルス生成手段は、１回のＸ線撮影を目的とした第１のＸ線照射指示信号と１回のＸ線撮影を目的とした第２のＸ線照射指示信号とが前記複数のＸ線診断装置から所定の時間間隔より接近して供給された場合、照射タイミングパルスの発生タイミングを、前記第１のＸ線照射指示信号と前記第２のＸ線照射指示信号のうち早く入力されたＸ線撮影を優先させ、前記第１のＸ線照射指示信号と前記第２のＸ線照射指示信号のうち遅く入力されたＸ線撮影に対する照射タイミングパルスの発生タイミングを調整することを特徴とする請求項２記載のＸ線診断システム。
7. 前記Ｘ線高電圧ユニットは複数の前記電力調整手段を備え、前記タイミングパルス生成手段は、前記Ｘ線照射指示信号が前記複数のＸ線診断装置から所定時間内に供給された場合、前記複数の電力調整手段が生成した交流電圧を前記複数のＸ線診断装置に対して略同時に供給するための照射タイミングパルスを前記Ｘ線照射指示信号に基づいて生成することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断システム。

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