CN1602169A - X线ct装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种X线CT装置,可对被测体的任意部位的任意尺寸进行拍摄。使X线管和X线信息输入装置在从患者下颚到眼窝范围内旋转1次后,根据获得的多个X线信息作成二维数据和三维数据,并据此将断层像显示在显示装置上。旋转结构部安装在支柱上,X线管和X线信息输入装置相对地安装在U形臂上,使U形臂下垂,利用电动地上下移动的椅子,就可对被测体的任意部位取入任意尺寸的图像并将其显示出来。

Description

X线CT装置

技术领域

本发明涉及向被测体的一部分照射X线、处理其投影图像并拍摄断层像等的X线CT装置,尤其涉及牙科医疗等可对被测体的一部分拍摄断层像的X线CT装置。

背景技术

在牙科医疗中,目前有在牙后面挡上胶片进行X线拍摄的一般拍摄,使X线管和胶片同时旋转而进行拍摄的全景拍摄,把X线管和胶片的距离拉大而进行拍摄的头部拍摄等。但是,这些拍摄方法都是单纯的X线照片拍摄,因而只能得到平面图像。

最近,已经可以进行在骨头中埋入植入物、把植入牙固定住的新手术。进行这种手术时,立体地观察牙茎及其附近骨头的形状很重要。

但是,在现有X线拍摄方法中,问题是:因为不能立体地观察牙茎及其附近骨头的形状,所以必须根据平面图像来确定形状,再进行手术,手术要求熟练,由于要求熟练,因此发生医疗事故等的概率变高。

对此,利用通常的X线CT装置立体地观察牙茎及其附近骨头的形状可以解决这种问题。可是,通常的X线CT装置不是仅拍摄牙茎及其附近骨头等身体的一部分断层面,而是整体照射X线,从得到的整体图像中获得期望部位的断层像。但是,这里作为对象的期望部位是牙茎及其附近骨头的形状等,所以,比整体图像小。这样,在期望部位小的情况下,就从整体中提取该部位,所以存在提取的CT图像小而不易识别的问题。

在这种情况下,如果把X线CT装置的结构设计成仅向期望的部位照射X线来拍摄其投影图像,就能很容易拍摄期望部位的断层像。例如,特开2000-139902号公报记载了仅对期望部位,即局部地照射X线来拍摄该部分的CT图像的情况。

在特开2000-139902号公报中考虑了使用光圈,仅对局部部位,局部照射X线锥形束,以防止对被测体过多的X线辐射,但是存在以下问题,例如,对于拍摄与作为病变部位的1颗牙关联的断层像或拍摄整个颚的断层像的这种选择操作,必须一一设定X线发生器的光圈,因此,这种选择操作很繁琐,难以对被测体的任意部位进行任意大小的拍摄。对于这个问题,特开2000-139902号公报中并未做全面的考虑。

发明内容

本发明的目的是提供一种能对被测体的任意部位进行任意大小的拍摄的X线CT装置。

为了达到上述目的,本发明的X线CT装置具有:X线发生装置,产生X线;X线检测装置,与上述X线发生装置相对配置,二维地检测透过被测体的上述X线量;保持上述X线发生装置和上述X线检测装置的装置,使得上述被测体位于上述X线发生装置和上述X线检测装置之间;旋转驱动装置,在上述被测体的周围旋转驱动上述保持装置;图像处理装置,根据上述X线检测装置检测出的上述X线量,作成上述被测体的断层像;显示装置,显示上述断层像,其特征是:具有根据上述显示装置中显示的上述被测体的检测部位而改变上述X线检测装置的视野尺寸的装置。

具体地说,若设定1颗牙的视野尺寸,则根据基于1颗牙的视野尺寸的X线量,在图像处理装置中作成被测体的1颗牙的断层像,在显示装置中显示1颗牙的断层像。若设定整个颚的视野尺寸,则根据基于整个颚的视野尺寸的X线量,在图像处理装置中作成被测体的整个颚的断层像,使整个颚的断层像显示在显示装置中。从而,在拍摄整个颚或1颗牙的情况下,可以分别对被测体的任意部位进行任意大小的拍摄。

还有,上述视野尺寸改变装置具有:X线变换装置,将上述X线变换为可见光;受光装置,将由上述X线变换装置变换的上述可见光变换为电信号;改变区域的装置,该区域是作成上述X线变换装置的上述可见光中的上述断层像所需要的。

这是和X线检测装置的具体结构有关的装置,包含:影像增强器(I.I.)装置等X线变换装置;CCD摄像机等受光装置;将影像增强器上的图像结像在CCD摄像机中的光学系统。光学系统中包含进行光量调整的电动光圈。从而,即使拍摄不同区域时,也能或者调整光学系统中图像的大小,或者调整电动光圈的亮度,拍摄最佳的CT图像。

还有,上述X线检测装置是将X线变换为电信号的二维X线平面传感器,上述视野尺寸改变装置具有用上述二维X线平面传感器所变换的电信号来改变作成上述断层像所需的区域的装置。

这是和X线检测装置的具体结构有关的装置,采用二维X线平面传感器代替I.I.和CCD摄像机。从而,即使拍摄不同的区域时,也能或者通过屏蔽不需要的区域的电信号来调整图像大小,或者改变二维X线平面传感器元件的增益幅度来调整显示亮度,拍摄最佳的CT图像。

上述视野尺寸改变装置具有:将对准装置的光标移动到上述显示装置所显示的视野尺寸切换开关,输入期望的视野尺寸的装置;改变为已输入到该输入装置中的视野尺寸的控制装置。从而,通过操作显示装置画面中显示的视野切换开关,就能可靠且迅速地设定视野尺寸的变更输入。

还有,根据上述视野尺寸改变装置所改变的视野尺寸来控制上述X线发生装置的X线发生的条件,就能通过调整X线发生器的管电压、管电流以及照射时间,使由于视野尺寸改变而改变的X线检测器的X线输入量在更合适的X线条件下得到图像。

还有,具有调整上述显示装置中显示的断层像的大小的装置。从而,能拍摄被测体的任意大小。

还有,上述调整装置具有调整上述保持装置的上述X线发生装置和上述X线检测装置间的距离的装置。从而,X线发生装置的照射范围就可固定,因此,通过适当调整X线发生装置和X线检测装置之间的距离,可以使X线发生装置或者靠近或者远离X线检测装置,自由地选择任意的视野尺寸。这样,就能够扩大医生认为必要的部位。对应于上述光学系统或上述二维平面传感器所用的元件的大小来调整该距离,从而能进行更高精度的调整。

还有,上述调整装置通过使上述保持装置的一部分进行伸缩来调整上述X线发生装置和上述X线检测装置间的距离。从而,在上述距离调整装置中设有X线发生装置和X线检测装置的情况下,通过使上述距离调整装置的一部分进行伸缩来调整两者间的距离。

还有,上述保持装置是形成为U形的臂,其端部设有上述X线发生装置和上述X线检测装置,上述旋转驱动装置以上述U形臂的中间部为中心而旋转。这和X线CT装置的具体结构有关,X线发生装置和X线检测装置设置在U形臂的两侧前端,使X线沿着U形臂的腕从X线发生装置向X线检测装置照射。旋转驱动装置以U形臂的中间部为中心而旋转,从而能使X线绕被测体周围旋转,得到制作断层像所需的透过像。

还具有对在上述视野尺寸改变装置所改变的视野尺寸中得到的断层像进行扩大的装置。通过视野尺寸切换,就可扩大并拍摄整个面部和单个牙,就能够使制定植入手术的治疗计划和术后的进程观察易于进行。

具有对上述被测体进行定位的装置,使得上述被测体的任意区域位于上述X线发生装置和上述X线检测装置的旋转中心。被测体为人体时,根据保持人体的椅子和该人体的座高等的大小不同等,需要对拍摄位置进行调整,或者根据拍摄部位,需要对拍摄位置进行微调,因此,或者以电动方式上下前后左右移动被测体,或者旋转移动被测体,以便能够在三维空间自由定位。还有,可以定位成能够:在拍摄头部时,根据头部的形状,使其拍摄位置进行前后左右移动或者旋转移动。

附图说明

图1是表示本发明的一种实施方式的X线CT装置的扫描器机构部分的外观形状的正视图;图2是图1的左视图;图3是图1的俯视图;图4是表示本发明的一种实施方式的X线CT装置的整体结构的功能方框图;图5是表示拍摄不同区域时X线CT装置的外观形状的变化的图。

具体实施方式

以下参考附图说明本发明的X线CT装置的优选实施方式。本发明的X线CT装置由扫描器机构部1和图像处理部2构成。图1是表示本发明一种实施方式的X线CT装置的扫描器机构部1的外观形状的正视图。图2是图1的左视图,图3是图1的俯视图。图4是表示本发明一种实施方式的X线CT装置的整体结构的功能方框图。图5是表示拍摄比较大的区域时的X线CT装置的外观形状的图。

扫描器机构部1包括:支柱11、U形臂旋转驱动部12、U形臂131、132、X线发生器14、X线信息输入装置15、控制装置16、椅子17、操作台18、椅子驱动装置19和垫子开关1A。支柱11是倒L形,前端部有U形臂旋转驱动部12。U形臂旋转驱动部12使U形臂131、132保持下垂状态,以倒L形支柱11的前端部为旋转中心,以规定速度旋转U形臂131、132。X线发生器14产生X线,设在U形臂131的前端部。X线信息输入装置15与X线发生器14相对配置,二维地检测透过被测体的X线量,设在U形臂132的前端部。即,X线发生器14和X线信息输入装置15通过U形臂131、132,彼此相对地配置。U形臂131、132以倒L形支柱11的前端部为旋转中心,由U形臂旋转驱动部12进行约405°的旋转驱动。拍摄范围是360°,但因为从旋转速度稳定后开始拍摄,所以增加45°的旋转范围。而且,U形臂131在U形臂132的内部滑动,可在半径方向自由伸缩,以调整X线发生器14和X线信息输入装置15间的距离。图5表示U形臂131伸展为最大的状态,图1表示U形臂收缩为最小的状态。拍摄开始后,与获取图像同步,X线发生器14脉冲照射X线,以减轻X线引起的辐射。通过内置在U形臂旋转驱动部12中的位置检测用编码器来控制其定时。

X线信息输入装置15由CCD摄像机151、电动光圈152和影像增强器(I.I.)装置153构成。I.I.装置153将透过被测体而入射的X线变换为可见光。CCD摄像机151接受由I.I装置153变换的可见光并将其变换为电信号。光学系统构成为:X线信息输入装置15可根据拍摄部位而切换拍摄范围,在拍摄牙时,缩小视野尺寸;拍摄颚、面部时,增大视野尺寸。通过切换视野尺寸,可扩大整个面部和单个牙来进行拍摄,从而能够使得植入手术的治疗计划的制订和术后的进程观察易于进行。即,X线信息输入装置15由包含电动光圈152的光学系统来切换I.I.装置153的视野尺寸,从而改变CCD摄像机151的像素尺寸,即使视野尺寸小,也能详细观察。在支柱11的下部设有控制整个扫描器机构部1的控制装置16。控制装置16根据来自图像处理部2的控制信号,对X线条件、扫描器机构部1的控制和X线照射等进行控制。此外,也可以用成像板、二维平面X线传感器等来代替I.I.装置153。这里,如果用二维平面X线传感器,不通过CCD摄像机等也能直接由X线变换为电信号,因此,能实现X线CT装置的小型、轻量化。二维平面X线传感器中的视野尺寸切换是指:把X线的输入面上配置的传感器的各元件设为工作/不工作的状态,从不工作的元件不获取X线数据,而是从工作的元件获取X线数据。

椅子17设置成使被测体的头部附近位于U形臂131、132的旋转中心轴上。椅子17安装在支柱4的侧面,具有椅子驱动装置19,为了根据患者的座高不同而调整拍摄位置或者根据拍摄部位不同而微调拍摄位置,该椅子驱动装置19能电动地在上下前后左右的三维空间中自由移动。还有,椅子驱动装置19可以在XYZ三维空间移动,同时,可以以头部附近为旋转中心进行旋转驱动。在椅子17上设有:椅子位置检测部171,用于检测其座面高度;肩位置检测部172,用于检测肩的位置—患者的肩部不接触旋转的X线信息输入装置15。另外,图1~图3省略了椅子位置检测部171。在椅子17上设有肩托173和头托174。肩托173中内置有肩位置检测部172。还有,肩托173可以在患者座在椅子17中时向上方旋转90度,而不会造成妨碍。由椅子位置检测部171和肩位置检测部172检测出的位置信号被发送给控制装置16,在那里进行信号处理,当肩托173和X线信息输入装置15间的距离为最低限度时,进行联锁,使椅子17不能上升。头托174装备有带子等,用于固定头部,使拍摄过程中患者的头保持不动。还有,安装头托174的位置可以前后左右移动,以便根据头的形状前后移动拍摄位置。垫子开关1A是设置成包围U形臂131、132的旋转区域133的垫子,人和物体等进入垫子开关1A时,进行联锁,使U形臂131、132的旋转动作不能进行。

图像处理部2由图像处理装置21、CRT22、键盘23、鼠标24或跟踪球、触摸面板等指示设备等构成。图像处理装置21在360°获取288张X线透视图像,重构这些图像并作成二维断面像,将其显示在监视器(CRT)22上。图像处理装置21进行的图像重构,使用作为现有技术的锥形束CT的技术,通过使U形臂绕患者旋转一周,就能获取多条纵信息。如果启动装在图像处理装置21内的3D显示软件,就可以使3D图像作成显示为信息元。这样就能够把握立体形状,所以能够在植入等手术的计划中发挥作用。

对该X线CT装置的视野尺寸切换方法进行说明。首先,用鼠标24进行移动,使光标位于CRT22上显示的视野尺寸切换开关上。所选择的视野尺寸由图像处理装置21指示给控制装置16。控制装置16根据指示的视野尺寸将X线条件(管电压,管电流)的改变输出到X线控制装置161中。同样,输出I.I.装置153的视野尺寸切换信号和对CCD摄像机进行光量调整的电动光圈152的信号。如果I.I.装置153减小视野尺寸,但采用与大视野尺寸相同的X线条件,输出到CCD摄像机中光量就会减少,CRT中显示的图像就会变暗,对比度下降。因此,为了显示和大视野尺寸相同的对比度的图像,就需要在提高X线条件的同时使CCD摄像机前面的光圈向开放方向动作。

具体地说,考虑以下两种情况的视野尺寸的切换设定:要拍摄整个颚的形状的情况,和要为1颗牙而拍摄牙茎及其附近骨头的形状的情况。因此,对于输入到I.I.装置153中的X线视野尺寸,按整个颚进行设定,根据基于整个颚的照射区域的X线量,在图像处理装置21中作成被测体的整个颚的断层像,在CRT22中显示1颗牙的断层像。还有,对于输入到I.I.装置153中的X线的视野尺寸,按1颗牙进行设定,作成被测体的1颗牙的断层像,在CRT22中显示1颗牙的断层像。这样,在从拍摄整个颚开始、而后拍摄1颗牙的情况下,就能够在分辨率不下降的情况下拍摄供诊断的图像。

此外,由于不使X线发生器14的照射范围发生移动,所以电动或手动地改变安装X线发生器14的U形臂131、132的臂长,使X线发生器14从图5所示的位置靠近到图1所示的I.I.装置153,因而能够自由地选择任意的视野尺寸。这样,就能扩大医生认为必要的部位。

还有,采用例如特开平8-112272号公报中记载的支持装置的长度可变的结构的套筒方式来保证臂长可变。在电动情况下,由电动机等进行驱动,在手动情况下,摄影者可对伸缩性的臂进行适当的伸缩调整,—该结构的详细说明从略。

如上所述,根据上述实施方式,可以作成从患者下颚到眼窝的范围的二维数据和三维数据,进行图像显示,通过术前的下颚骨评价、术后的跟踪等,进行正确的立体评价观察,因此,具有防止由于植入等手术等引起医疗事故,同时改善诊断的效果。而且,因为通过图像处理还可以显示与现有X线拍摄得到的全景照相、头部图像同等的图像,可以与立体图像并用,因而可以进行更准确的诊断。

在上述实施例中,以作成从下颚到眼窝的范围的二维数据和三维数据,并据此作成断层像的X线CT装置为例进行了说明,但对于通常的X线CT装置也同样适用。

工业实用性采用以上说明的本发明的X线CT装置,可以对被测体的任意位置进行任意大小的拍摄。

Claims (11)

1.一种X线CT装置,具有:X线发生装置,产生X线;X线检测装置,与上述X线发生装置相对配置,二维地检测透过被测体的上述X线量;保持上述X线发生装置和上述X线检测装置的装置,使得上述被测体位于上述X线发生装置和上述X线检测装置之间;旋转驱动装置,在上述被测体的周围旋转驱动上述保持装置;图像处理装置,根据上述X线检测装置检测出的上述X线量,作成上述被测体的断层像;显示装置,显示上述断层像,其特征在于:具有根据上述显示装置中显示的上述被测体的检测部位而改变上述X线检测装置的视野尺寸的装置。
2.根据权利要求1所述的X线CT装置,其特征在于:上述视野尺寸改变装置具有:X线变换装置,将上述X线变换为可见光;受光装置,将由上述X线变换装置变换的上述可见光变换为电信号;改变区域的装置,该区域是作成上述X线变换装置的上述可见光中的上述断层像所需要的。
3.根据权利要求1所述的X线CT装置,其特征在于:上述X线检测装置是将X线变换为电信号的二维X线平面传感器,上述视野尺寸改变装置具有用上述二维X线平面传感器变换的电信号来改变作成上述断层像所需的区域的装置。
4.根据权利要求1所述的X线CT装置,其特征在于:上述视野尺寸改变装置具有:将对准装置的光标移动到上述显示装置中显示的视野尺寸切换开关,输入期望的视野尺寸的装置;改变为已输入到该输入装置中的视野尺寸的控制装置。
5.根据权利要求1所述的X线CT装置,其特征在于:具有根据上述视野尺寸改变装置所改变的视野尺寸来控制上述X线发生装置的X线发生条件的装置。
6.根据权利要求1所述的X线CT装置,其特征在于:具有调整上述显示装置中显示的断层像的大小的装置。
7.根据权利要求6所述的X线CT装置,其特征在于:上述调整装置具有调整上述X线发生装置和上述X线检测装置间的距离的装置。
8.根据权利要求6所述的X线CT装置,其特征在于:上述调整装置通过使上述保持装置的一部分进行伸缩来调整上述X线发生装置和上述X线检测装置间的距离。
9.根据权利要求6所述的X线CT装置,其特征在于:上述保持装置是形成为U形的臂,其端部设有上述X线发生装置和上述X线检测装置,使上述旋转驱动装置以上述U形臂的中间部为中心而旋转。
10.根据权利要求6所述的X线CT装置,其特征在于:具有对在上述视野尺寸改变装置所改变的视野尺寸中得到的断层像进行扩大的装置。
11.根据权利要求1所述的X线CT装置,其特征在于:具有对上述被测体进行定位的装置,使得上述被测体的任意区域位于上述X线发生装置和上述X线检测装置的旋转中心。
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