DE10392506B4

DE10392506B4 - Röntgen-CT-Gerät

Info

Publication number: DE10392506B4
Application number: DE10392506.6T
Authority: DE
Inventors: Masakazu Suzuki; Takahiro Yoshimura; Masanobu Yoshida; Masanori Otsuka; Hideki Yoshikawa
Original assignee: J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2017-04-06
Anticipated expiration: 2023-04-11
Also published as: JPWO2003084407A1; US20050117696A1; FI128745B; WO2003084407A1; US7421059B2; FI20041301A; DE10392506T5; JP3926334B2; FI20155073L; FI20041301A0

Abstract

Röntgen-Computertomografie-Gerät (20) mit einer Röntgenstrahleinrichtung mit einem Röntgengenerator (1) und einem zweidimensionalen Röntgenbildsensor, wobei der Röntgengenerator (1) und der Röntgenbildsensor um ein zwischen sie eingefügtes zu untersuchendes Objekt (O) rotierbar sind, wobei eine einander zugewandte Positionierung beibehalten wird und wobei ein Röntgenstrahl auf das zu untersuchende Objekt (O) strahlbar ist, wobei die Röntgenstrahleinrichtung zum Ausführen einer ersten Röntgentomografie rotiert, um ein Tomografiebild in einer gekrümmten Fläche als ein erstes Röntgenschnittbild zu erhalten, und zum Ausführen einer zweiten Röntgentomografie rotiert, um ein berechnetes Tomografiebild eines interessierenden Gebiets des Objekts (O) als ein zweites Röntgenschnittbild zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, dass das Röntgen-Computertomografie-Gerät (20) Folgendes aufweist: eine Objekthalteeinrichtung (4); eine Objektbewegungseinrichtung (5) zum Bewegen der Objekthalteeinrichtung (4) und/oder eine Rotationszentrum-Bewegungseinrichtung (7) zum Bewegen eines Röntgenstrahl-Rotationszentrums der Röntgenstrahleinrichtung; eine Anzeigeauswähleinrichtung (12), auf der das erste Röntgenschnittbild anzeigbar ist, und zum Auswählen des interessierenden Gebiets der zweiten Röntgentomografie mithilfe des auf der Anzeigeauswähleinrichtung (12) angezeigten ersten Röntgenschnittbilds; einer Rotationszentrumspositions-Berechnungseinrichtung (9b) zum Berechnen von Bewegungsdaten für die Objektbewegungseinrichtung (5) zum Bewegen der Objekthalteeinrichtung (4) oder für die Rotationszentrum-Bewegungseinrichtung (7) zum Bewegen der Röntgenstrahleinrichtung derart, dass das Röntgenstrahl-Rotationszentrum dem interessierenden Bereich entspricht, der durch die Anzeigeauswähleinrichtung (12) ausgewählt wurde; ...

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Röntgen-CT-Gerät, bei dem das Zentrum der Bahn zirkulierender Röntgenstrahlung auf einem für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet im Objekt fixiert wird, Röntgenstrahlung auf zirkulierende Weise nur auf das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet gestrahlt wird, und ein zweites Röntgenschnittbild, das ein Röntgenbild ist, das durch Rekonstruieren eines Röntgen-Absorptionskoeffizienten des für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets erhalten wird, und ferner ein erstes Röntgenschnittbild, wie ein Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene und ein Röntgenschnittbild in einer flachen Ebene, erzeugt werden können.
Hintergrundbildende Technik
Auf dem Gebiet von Zahnbehandlungen in solcher Weise, dass ein lokales Gebiet zum Erhalten eines CT-Bilds, d. h. ein für die Bildaufnahme interessierendes Gebiet, nur ein Teil eines relativ kleinen Gebiets wie eines menschlichen Kopfs, z. B. einer oder zwei Zähne, ist, wurde in jüngerer Zeit ein Röntgen-CT-Gerät, bei dem ein Röntgen-Rotationszentrum auf dem Röntgenschnittbildgebiet fixiert wird, Röntgenstrahlung auf zirkulierende Weise nur auf das Röntgenschnittbildgebiet gestrahlt wird und das Bild des Röntgen-Absorptionskoeffizienten des für die Bildaufnahme interessierenden aufgenommen wird, stark verwendet, da seine Röntgendosismenge bei einem Patienten im Vergleich zum Stand der Technik merklich verringert ist und das Gerät wegen des vertikalen Rotationszentrums klein bemessen ist.
Auf diesem Gebiet bestand starker Bedarf an einem Schnittbild in einer gekrümmten Ebene, wobei es sich um ein Röntgen-Transmissionsbild eines gekrümmten Schnittgebiets eines gesamten Zahnbogens handelt, und es wurde ein Röntgen-CT-Gerät geschaffen, das ein Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene erzeugen kann. Das Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene für das gekrümmte Schnittgebiet eines gesamten Zahnbogens wird als dentales Röntgenpanoramabild bezeichnet.
Z. B. wird beim durch die vorliegende Anmelderin in JP H10-225455 A offenbarten Röntgen-CT-Gerät Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene dadurch ausgeführt, dass ein Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum während einer Röntgenbestrahlung verstellt wird und Röntgen-CT ausgeführt wird, wenn das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum auf dem Gebiet eines Objekts zum Erhalten eines CT-Bilds fixiert ist, d. h. einem für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet. Jedoch ist das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum so konzipiert, dass es für Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene verstellbar ist, so dass die mechanische Genauigkeit, wie sie zum Fixieren des Rotationszentrums während Röntgen-CT erforderlich ist, wegen dem Spiel eines Zahnrads nicht streng eingehalten wird. Daher war der nachteilige Effekt auf die Genauigkeit eines CT-Bilds, hervorgerufen durch eine Auslenkung des Röntgenstrahlungs-Rotationszentrums, nicht vernachlässigbar, wobei es sowohl bei einem Röntgentomografiegerät für eine gekrümmte Ebene als auch bei einem Röntgen-CT-Gerät zu einem Einfluss auf die Röntgen-CT kam.
Das in JP 2000-139902 A offenbarte Röntgen-CT-Gerät wurde von der Anmelderin der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, und im Fall von Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene wird das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum im Zentrum eines gedachten lokalen Bereichs fixiert, der die gesamte Röntgenstrahlungsbahn enthält, die dazu erforderlich ist, zunächst ein Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene zu erhalten, und es wird ein Röntgenstrahl auf den gedachten lokalen Bereich gestrahlt, und so werden erhaltene Röntgentransmissionsbilder zusammengesetzt, um, ähnlich wie im Stand der Technik, das Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene zu erhalten.
Jedoch ist bei diesem Gerät die Schlitzkontrolle zum Abstrahlen eines kegelförmigen Röntgenstrahls kompliziert, und der Abstand zwischen dem Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum und dem Zahn differiert abhängig von der Position im Zahnbogen, so dass es erforderlich ist, für die Expansionsgeschwindigkeit zu sorgen, um insgesamt Bilder derselben Größe zu erhalten.
Ferner wird bei diesem Gerät, wenn eine Rückprojektion eines Röntgentransmissionsbilds erfolgt, ein dreidimensionaler Röntgen-Absorptionskoeffizient des Zahnbogens berechnet, und das Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene kann dadurch erhalten werden, dass der Koeffizient rekonstruiert wird, wobei jedoch die Verarbeitungszeitdauer problematisch war.
Daher ist Röntgen-CT die Hauptaufgabe der Erfindung, wobei ein nachteiliger Effekt auf Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene hervorgerufen wird.
Jedes der oben genannten Röntgen-CT-Geräte kann zusätzlich zu Röntgen-CT-Gerät Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene ausführen, jedoch kann es nicht sowohl Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene und Röntgen-CTs als auch die Funktion eines ausschließlichen Geräts für Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene oder Röntgen-CT ausführen, oder bevorzugter als dies. Ferner ist mit dem Gerät keine gleichmäßige Kopplung beider Tomografien erzielbar, so dass lokale Röntgen-CT unter Ausnutzung des Ergebnisses von Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene ausgeführt wird, während ein Objekt am Gerät fixiert ist.
Im von der Anmelderin der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Dokument JP H02-29329 A ist ein Röntgenbildaufnahmegerät in solcher Weise offenbart, dass eine Röntgen-Panoramabildaufnahme für einen Zahnbogen mit einem Röntgenbildsensor ausgeführt wird, der aus einem Röntgenvervielfacher besteht. Bei diesem Gerät war Panoramaröntgenografie in der gekrümmten Ebene entlang dem Zahnbogen möglich, jedoch war Röntgen-CT nicht möglich.
Aus der Offenlegungsschrift DE 30 01 276 A1 ist ein Panorama-Dental-Röntgengerat bekannt, bei welchem der Zahnbogen eines Patienten dadurch in einer Radiographie abgebildet werden soll, dass ein Röntgengenerator eine Kreisbewegung um den Kopf des Patienten vollzieht, wahrend ein Stuhl, auf dem der Patient festgehalten ist, eine Linearbewegung in x-Richtung vollzieht. Diese Linearbewegung ist in mehrere Abschnitte unterteilt, wobei die Linearbewegung des Stuhls unterschiedliche Beschleunigungen erfahrt. Auf diese Weise soll der unregelmäßigen Struktur eines Zahnbogens näherungsweise Rechnung getragen werden.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung wurde vorgeschlagen, um die oben genannten Probleme zu lösen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Röntgen-CT-Gerät zu schaffen, mit dem die Integration der ersten und der zweiten Tomografie erzielt wird, wobei das Gerät von komplexem Typ ist, so dass die erste Röntgentomografie wie Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene und Röntgentomografie in einer flachen Ebene sowie die zweite Röntgentomografie wie Röntgen-CT möglich sind, wobei andererseits die erste und die zweite Tomografie wie beim Stand der Technik möglich sind, und wobei eine glatte Verknüpfung dieser Röntgentomografien möglich ist.

(1) Durch die Erfindung ist ein Röntgen-CT-Gerät mit einer Röntgenstrahlungseinrichtung mit einem Röntgengenerator und einem zweidimensionalen Röntgenbildsensor vorgeschlagen. Ein Röntgenstrahl wird auf ein zu untersuchendes Objekt gestrahlt, während der Röntgengenerator und der Röntgenbildsensor für zirkulierende Röntgenstrahlung relativ zueinander unter Einhaltung ihrer einander zugewandten Positionsbeziehung verdreht werden, wobei ein zu untersuchendes Objekt zwischen sie eingefügt ist. Es wird eine erste Röntgentomografie ausgeführt, um ein Tomografiebild in einer gekrümmten Ebene oder ein Tomografiebild in einer flachen Ebene zu erhalten, wohingegen eine zweite Röntgentomografie ausgeführt wird, um ein berechnetes Tomografiebild eines interessierenden Gebiets des Objekts zu erhalten. Dieses Röntgen-Camputertomografie-Gerät verfügt über eine Objekthalteeinrichtung und eine Objektbewegungseinrichtung. Die erste Röntgentomografie wird auf solche Weise ausgeführt, dass die Objekthalteeinrichtung durch die Objektbewegungseinrichtung abhängig vom Rotationswinkel der zirkulierenden Röntgenstrahlung bewegt wird, während das Objekt während der zirkulierenden Röntgenstrahlung durch die Objekthalteeinrichtung festgehalten wird, wobei das Bahnzentrum der zirkulierenden Röntgenstrahlung fixiert ist.

Die erste Röntgentomografie betrifft ein Bildaufnahmeverfahren zum Erhalten eines Röntgentransmissionsbilds einer Schnittebene, die in einem Objekt angenommen wird, und die über eine wünschenswerte Dicke einiger Millimeter und eine Breite verfügt, die in der Größe eines Zahns, der ein Bildaufnahmeobjekt ist, enthalten ist. Das sich ergebende Bild wird als erstes Röntgenschnittbild bezeichnet. Auf dem Gebiet der Zahnheilkunde wird ein Röntgenografievorgang, bei dem das Objekt ein Zahnbogen ist und das Bildaufnahmeobjekt eine gekrümmte Schnittebene am Zahnbogen ist, speziell als dentale Panoramaröntgenografie bezeichnet, und dazu gehört Röntgenografie zum Erhalten des Schnittbilds in einer gekrümmten Ebene für das Schläfenbein/Unterkiefer-Gelenk sowie Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene von Hörknöchelchen bei der Otolaryngologie.
Die erste Röntgentomografie beinhaltet Röntgentomografie in einer flachen Ebene, wie Querschnitts-Röntgenografie oder tangentiale Röntgenografie, um das Bild einer flachen Schnittebene zu erhalten, die orthogonal zum Zahnbogen verläuft oder über eine vorbestimmte Dicke entlang der tangentialen Richtung desselben verfügt.
Als Verfahren einer Röntgentomografie in einer flachen Ebene wird ein zweidimensionaler Weitbereichs-Röntgenbildsensor wie ein MOS-Sensor verwendet, und auf dem zweidimensionalen Bildsensor kann durch TDI, was später beschrieben wird, ein Schnittbild einer flachen Ebene erzeugt werden, während der zweidimensionale Röntgenbildsensor fixiert und nur ein Röntgengenerator verstellt wird.
Demgemäß wird bei der ersten Röntgentomografie eine Bilderzeugung einer Röntgenschnittebene mit einer Dicke ausgeführt, die der Dicke des Bildaufnahmeobjekts, wie eines Zahns, eines Zahnbogens, eines Schläfenbein/Unterkiefer-Gelenks, eines Hörknöchelchens usw. entspricht.
Die zweite Tomografie betrifft CT am für die Bildaufnahme interessierendegebiet des Objekts.
Das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum bezeichnet das Rotationszentrum, wenn der Röntgengenerator und der zweidimensionale Röntgenbildsensor, die einander zugewandt sind, um das Objekt verdreht werden, um Röntgenstrahlung auf dieses zu strahlen.
Bei diesem Röntgen-CT-Gerät wird die Objekthalteeinrichtung zum Fixieren des Objekts durch die Objektbewegungseinrichtung entlang der Bahn zum Erzeugen des ersten Röntgenschnittbilds, entsprechend dem Rotationswinkel des Dreharms bewegt, während Röntgenstrahlung auf zirkulierende Weise abgestrahlt wird, um das erste Röntgenschnittbild zu erhalten.
Daher, da nämlich das Zentrum der Bahn der zirkulierenden Röntgenstrahlung bei der ersten Röntgentomografie mit diesem Gerät festgehalten und fixiert wird, führt das Rotationszentrum zu keiner Auslenkung, so dass die Genauigkeit der zweiten Röntgentomografie, d. h. der Röntgen-CT, nicht wegen einer Auslenkung beeinträchtigt ist. Ferner wird, da das Objekt entlang der Bahn zum Erhalten des ersten Röntgenschnittbilds bewegt wird, das durch Bestrahlung erhaltene Röntgentransmissionsbild als solches angesetzt, ohne dass für die Expansionsgeschwindigkeit zu sorgen wäre, und ohne eine zeitaufwändige Rückprojektion auszuführen, um dadurch das Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene oder einer flachen Ebene, wie bei bekannter Technik, innerhalb kurzer Zeit zu erhalten.

(2) Ferner wird durch die Erfindung Folgendes vorgeschlagen: ein Röntgen-Computertomografie-Gerät mit einer Röntgenstrahlungseinrichtung mit einem Röntgengenerator, zweidimensionalen Röntgenbildsensor und einer Zirkuliereinrichtung zum Zirkulieren des Röntgengenerators und des zweidimensionalen Röntgenbildsensors. Eine erste Röntgentomografie wird ausgeführt, um ein Tomografiebild in einer gekrümmten Ebene oder ein Tomografiebild in einer flachen Ebene auf solche Weise zu erhalten, dass der Röntgengenerator und der zweidimensionale Bildsensor relativ zueinander, mit dazwischen eingefügtem zu untersuchendem Objekt, so verdreht werden, dass ihre einander zugewandte Positionsbeziehung erhalten bleibt, wohingegen eine zweite Röntgentomografie ausgeführt wird, um ein berechnetes Tomografiebild eines interessierenden Gebiets des Objekts zu erhalten. Dieses Röntgen-Computertomografie-Gerät weist Folgendes auf: eine Objekthalteeinrichtung zum Halten des Objekts und eine Objektbewegungseinrichtung zum Bewegen der Objekthalteeinrichtung, die abhängig vom Rotationswinkel der rotierenden Röntgenstrahlung während derselben fixiert wird, wobei das Bahnzentrum der zirkulierenden Röntgenstrahlung fixiert ist, wenn die erste Röntgentomografie des Objekts ausgeführt wird.

Bei diesem Röntgen-CT-Gerät ist es geklärt, dass die Zirkulationseinrichtung für die Röntgenstrahlungseinrichtung von (1) vorhanden ist, um den Röntgengenerator und den zweidimensionalen Bildsensor zu drehen.
Die Zirkulationseinrichtung ist so konzipiert, dass sie einen Dreharm dreht, jedoch kann sie für einen Galgen vorhanden sein. Beim Galgentyp liegt ein Patient im Allgemeinen während der Bildaufnahme auf einem Bett, so dass die Objekthalteeinrichtung ein Bett ist, das nach oben und unten oder auf zwei- oder dreidimensionale Weise seitlich bewegt wird. Andernfalls wird, wenn ein Patient liegt, ein als C-Arm bezeichneter Dreharm in einer senkrechten Ebene um den Bildaufnahme-Zielbereich des Patienten gedreht.
Wie bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann eine Zirkulationseinrichtung so aufgebaut sein, dass ein Patient sitzt oder steht und sie in einer horizontalen Ebene um den Bildaufnahme-Zielbereich des Patienten gedreht wird. Andernfalls kann sie so konstruiert sein, dass ein Patient liegt und die Zirkulationseinrichtung in einer senkrechten Ebene um den Bildaufnahme-Zielbereich des Patienten gedreht wird.

(3) Noch ferner ist durch die Erfindung ein Röntgen-Computertomografie-Gerät, wie es in (1) und (2) genannt ist, mit Folgendem versehen: einer Bildverarbeitungseinrichtung zum Erzeugen eines Röntgenschnittbilds durch Ausführen eines Zeitverzögerungsintegrations(TDI = Time Delay Integration)-Prozesses am durch den zweidimensionalen Röntgenbildsensor bei der ersten Röntgentomografie erfassten Röntgentransmissionsbild, das durch Abstrahlen von Röntgenstrahlung vom Röntgengenerator durch das Objekt gestrahlt wurde; und einer Objektbewegungseinrichtung zum Bewegen der Röntgenstrahlungseinrichtung oder der Objekthalteeinrichtung.

Ein Röntgentomografiegerät unter Verwendung des TDI-Verfahrens ist detailliert im Dokument JP-A-8-215182 angegeben, das von der Anmelderin der vorliegenden Erfindung eingereicht wurde, und sein Prinzip ist im Dokument JP-B-2-29329 erläutert, das ebenfalls von der Anmelderin von der vorliegenden Erfindung eingereicht wurde. Die in diesen Veröffentlichungen offenbarte Technologie kann als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung genutzt werden.
Das Röntgen-CT-Gerät ist dadurch gekennzeichnet, dass während der in (1) und (2) beschriebenen Röntgentomografie am Röntgenschnittbild eine Zeitverzögerungsintegration ausgeführt wird.

(4) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (1)–(3) angegeben ist, bei dem die erste Röntgentomografie ausgeführt wird, um durch Tomografie in einer gekrümmten Ebene oder Tomografie in einer flachen Ebene ein Röntgenschnittbild, das für andere Bereiche als das Ziel-Schnittgebiet ein unscharfes Bild enthält, auf solche Weise zu erhalten, dass der Röntgengenerator und der zweidimensionale Röntgenbildsensor unter Einfügung eines zu untersuchenden Objekts zwischen ihnen relativ zueinander so bewegt werden, dass sie ihre einander zugewandte Positionsbeziehung beibehalten. Die zweite Röntgentomografie wird ausgeführt, um durch Computertomografie, bei der dreidimensionale Daten zu einem Röntgenstrahlungs-Absorptionskoeffizienten berechnet und verarbeitet werden, ein Röntgenschnittbild ohne ein unscharfes Bild zu erhalten.

Bei diesem Röntgen-CT-Gerät wird die Information zur Verteilung der Röntgenstrahlungsabsorption in der Schnittebene digital für das Röntgenschnittbild des interessierenden Gebiets erhalten, wenn die zweite Röntgentomografie erhalten wird, und durch diese Information zur Verteilung der Röntgenstrahlungsabsorption kann ein Röntgenschnittbild ohne Bildunschärfe erhalten werden. Daher kann bei einem Tomografievorgang am interessierenden Gebiet, wie er allgemein erforderlich ist, um ein genaues Röntgenschnittbild zu erhalten, ein Röntgenschnittbild ohne Bildunschärfe erhalten werden, um zu einer genauen Diagnose beizutragen.
Als Verfahren zum Erhalten des ersten Röntgenschnittbilds, wie eines Röntgenschnittbilds in einer gekrümmten Ebene und eines Röntgenschnittbilds in einer flachen Ebene, mit einer Bildunschärfe, kann ein beliebiges der Verfahren verwendet werden, wie sie in den oben genannten Dokumenten JP H10-225455 A , JP 2000-139902 A , JP H02-29329 B und auch in JP H09-140701 A , JP H02-824602 B oder JP H07-308314 A genannt sind. Es wird jedes beliebige Verfahren genutzt, das für die Ausführungsform des ersten Röntgenschnittbilds der Erfindung anwendbar ist.

(5) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (2)–(4) beschrieben ist, ist die Relativbewegung zwischen dem Röntgengenerator und dem zweidimensionalen Röntgenbildsensor eine Drehbewegung oder eine Parallelbewegung.

Als Mechanismus für eine Parallelbewegung kann ein Mechanismus zum Ausführen von Röntgentomografie in einer flachen Ebene, während der Röntgengenerator und der Röntgendetektor parallel bewegt werden, zum Dreharm hinzugefügt werden, wie er bei Panorama-Röntgenografie oder Röntgen-CT anwendbar ist, bei denen der Röntgengenerator und der Röntgendetektor so positioniert sind, dass sie einander zugewandt sind.
Das durch die Anmelderin der vorliegenden Erfindung eingereichte Dokument JP H07-136158 A offenbart eine Vorrichtung, die sowohl bei Panorama-Röntgenografie als auch bei Röntgentomografie in einer flachen Ebene anwendbar ist, wobei ein Mechanismus zum Ausführen von Röntgentomografie in einer flachen Ebene, während der Röntgengenerator und der Röntgendetektor parallel bewegt werden, zum Dreharm für Panorama-Röntgenografie oder Röntgen-CT hinzugefügt ist, bei denen der Röntgengenerator und der Röntgendetektor so vorhanden sind, dass sie einander zugewandt sind. Der offenbarte Mechanismus kann bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung angewandt werden.

(6) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (1)–(5) beschrieben ist, wird die zweite Röntgentomografie ausgeführt, um ein Röntgen-Computertomografie-Bild um einen lokalen Bereich des Objekts herum auf solche Weise zu erhalten, dass das interessierende Gebiet des Objekts dadurch mit dem Rotationszentrum der zirkulierenden Röntgenstrahlung übereinstimmt, dass die Objekthalteeinrichtung oder die Röntgenstrahlungseinrichtung bewegt wird, nachdem die erste Röntgentomografie beendet ist.
(7) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (1)–(6) beschrieben ist, ist das Röntgen-Computertomagrafie-Gerät mit Folgendem versehen: einer Anzeigeeinrichtung, auf der das erste Röntgenschnittbild des durch die erste Röntgentomografie aufgenommenen Objekts angezeigt wird, und einer Interessierendes-Gebiet-Auswähleinrichtung, um das bei der zweiten Röntgentomografie aufzunehmende interessierende Gebiet im auf der Anzeigeeinrichtung angezeigten ersten Röntgenschnittbild auszuwählen und einer Kalkulationszentrumspositions-Berechnungseinrichtung zum Berechnen von Verstelldaten für eine Relativbewegung der Objekthalteeinrichtung oder der Röntgenstrahlungseinrichtung auf solche Weise, dass das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum mit dem durch die Interessierendes-Gebiet-Auswähleinrichtung ausgewählten interessierenden Gebiets übereinstimmt. Die Objekthalteeinrichtung oder die Röntgenstrahlungseinrichtung wird abhängig von den Verstelldaten bewegt und danach die Röntgenstrahlungseinrichtung zirkuliert, wobei das Bahnzentrum der zirkulierenden Röntgenstrahlung während der zirkulierenden Röntgenstrahlung in feste Übereinstimmung mit dem interessierenden Gebiet gebracht ist, um dadurch die zweite Röntgentomografie auszuführen.

Diese Eigenschaft ist bei einem Röntgen-CT-Gerät, bei dem der Röntgengenerator und der zweidimensionale Bildsensor bewegt werden, während das Objekt fixiert wird, einem Gerät, bei dem das Objekt bewegt wird, während das Rotationszentrum des Röntgengenerators und des zweidimensionalen Bildsensors fixiert wird, oder einem Gerät mit beiden Funktionen anwendbar.

(8) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (1)–(7) beschrieben ist, verfügt die Objekthalteeinrichtung über einen Stuhl zum Halten eines Patienten in sitzender Position und eine Kopffixiereinrichtung am oberen Teil des Stuhls, wobei sie ferner einen Schrittmotor zum Bewegen des Objekts in der axialen Richtung einer Röntgenstrahlungs-Rotationsachse oder in einer Richtung vertikal zu dieser aufweist.

Bei diesem Röntgen-CT-Gerät ist ferner die Konstruktion der Objekthalteeinrichtung speziell definiert, und das Gerät wird vorzugsweise dann verwendet, wenn ein Patient auf einem Stuhl sitzt, wobei sein Kopf fixiert ist und dieser ein Objekt ist, von dem ein Bild aufzunehmen ist. Selbstverständlich kann eine andere Ausführungsform nicht ausgeschlossen werden, bei der die Objekthalteeinrichtung vom Betttyp ist, um einen liegenden Patienten zu halten.

(9) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (8) beschrieben ist, weist die Röntgenstrahlungseinrichtung einen um das Rotationszentrum drehbaren Arm auf, der den Röntgengenerator und den zweidimensionalen Röntgenbildsensor so hält, dass ihre einander zugewandte wechselseitige Positionsbeziehung aufrecht erhalten bleibt. Die erste Röntgentomografie wird ausgeführt, um ein Schnittbild in einer gekrümmten Ebene auf solche Weise zu erhalten, dass sich der Dreharm um das Objekt dreht, während das Bahnzentrum der zirkulierenden Röntgenstrahlung während dem Tomografievorgang fixiert ist, während der Stuhl entlang einer vorbestimmten Bildaufnahmebahn synchron mit der Drehung des Dreharms bewegt wird.
(10) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (1)–(8) beschrieben ist, wird die erste Röntgentomografie ausgeführt, um ein Schnittbild in einer flachen Ebene dadurch zu erhalten, dass der Röntgengenerator und der zweidimensionale Röntgenbildsensor, die durch einen Dreharm gehalten werden, in einer Richtung entgegengesetzt zueinander bewegt werden, während der Dreharm um das Objekt gedreht wird, wobei sich das interessierende Gebiet dazwischen befindet.
(11) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (1)– (9) beschrieben ist, wird die zweite Röntgentomografie ausgeführt, um ein Röntgen-Computertomografiebild des lokalen Bereichs des Objekts dadurch zu erhalten, dass vom Röntgengenerator ein kegelförmiger Röntgenstrahl abgestrahlt wird.
(12) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (7) beschrieben ist, wird ein Positionsführungsindex oder ein Gebietsführungsindex zum Auswählen des interessierenden Gebiets im auf der Anzeigeeinrichtung angezeigten ersten Röntgenschnittbild dargestellt und das interessierende Gebiet dadurch ausgewählt wird, dass eine Auswähloperation hinsichtlich des Positionsführungsindex oder eine Bewegungsoperation hinsichtlich des Gebietsführungsindex ausgewählt wird.

Bei diesem Röntgen-CT-Gerät wird das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet dadurch ausgewählt, dass eine Auswahl des im ersten Röntgenschnittbild im abzubildenden Bereich angezeigten Positionsführungsindex ausgeführt wird oder für eine Bewegung des Gebietsführungsindex gesorgt wird, so dass die Auswahl unter Verwendung des Positionsführungsindex oder des Gebietsführungsindex einfach wird.

(13) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (7) oder (12) beschrieben ist, ist die Interessierendes-Gebiet-Auswähleinrichtung so aufgebaut, dass sie ein Diagramm des Bildaufnahmebereichs anzeigen kann, das dem ersten Röntgenschnittbild und dem Index für das interessierende Gebiet entspricht mit Verstellbarkeit im auf der Anzeigeeinrichtung angezeigten Diagramm, und bei dem das für Röntgen-CT auszuwählende interessierende Gebiet so aufgebaut ist, dass es durch eine Bewegungsoperation oder eine Auswähloperation hinsichtlich des auf dem Diagramm angezeigten Index für das interessierende Gebiet spezifiziert werden kann.

Bei diesem Röntgen-CT-Gerät erfolgt die Auswahl des für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets durch Bewegen des im Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene angezeigten Index für das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet in den Bereich, für den ein Bild aufzunehmen ist, so dass die Auswahl unter Verwendung des Index für das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet einfach wird. Der Index für das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet kann ein solcher sein, der das tatsächliche für die Bildaufnahme interessierende Gebiet imitiert, oder es kann ein Mauszeiger sein (Pfeil oder Kreuz), wie er im Allgemeinen als Positioniereinrichtung auf dem Display eines Computers verwendet wird.

(14) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (1)–(13) beschrieben ist, ist der zweidimensionale Röntgenbildsensor als CdTe, MOS, CCD, XII, XICCD, Photodiodenarray oder dergleichen ausgebildet.

Die Arten des zweidimensionalen Röntgensensors sind speziell angegeben, um die Effekte der Erfindung zu erzielen, damit das Röntgen-CT-Gerät, das die Effekte gemäß (1) – (6) erzielt, leicht konstruierbar ist.

(15) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (1)–(14) beschrieben ist, werden der Start- und der Endwinkel der zirkulierenden Röntgenstrahlung in solcher Weise als geeignete Position oder Winkel eingestellt, dass ein Patient für die erste bzw. zweite Röntgentomografie leicht in die Objekthalteeinrichtung und aus ihr heraus gelangen kann.
(16) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (1)–(15) beschrieben ist, ist eine Röntgenstrahl-Umschalteinrichtung vorhanden, um zwischen der Form des bei der ersten Röntgentomografie vom Röntgengenerator abgestrahlten Röntgenstrahls und der Form des bei der zweiten Röntgentomografie vom Röntgengenerator abgestrahlten Röntgenstrahls umzuschalten.
(17) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (1)–(9) und (11)–(16) beschrieben ist, wird die Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene ausgeführt, um ein dentales Panoramabild oder ein Röntgenbild in einer gekrümmten Ebene zur Verwendung auf dem Gebiet der Otolaryngologie zu erhalten.
(18) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (1)–(17) beschrieben ist, ist das Röntgen-Computertomografie-Gerät mit Folgendem versehen: einer Schnittbild-Kopplungseinrichtung zum vorab erfolgenden Unterteilen des durch die zweite Röntgentomografie erhaltenen zweiten Röntgenschnittbilds in eine Anordnung eines Röntgenschnittbilds aus mehreren Röntgenschnittbildern, die mit einem festen Intervall zumindest in einer Richtung der drei Dimensionalenrichtungen ausgeschnitten sind, und um jedes Röntgenschnittbild in dieser Anordnung der Röntgenschnittbilder als zweites Röntgenschnittbild zum ersten Röntgenschnittbild auszuwählen, das dem Bildaufnahmebereich entsprechend durch die erste Röntgentomografie erhaltenen wurde. Das Röntgen-Computertomografie-Gerät ist ferner mit Folgendem versehen: einer Bildaufzeichnungseinrichtung zum Speichern des ersten Röntgenschnittbilds und des zweiten Röntgenschnittbilds gemeinsam mit jeder Positionsinformation, wobei sie jeweils mit der entsprechenden Information gekoppelt sind; und einer Entsprechendes-Bild-Aufrufeinrichtung zum Aufrufen des gekoppelten entsprechenden Röntgenschnittbilds, wenn hinsichtlich des ersten Röntgenschnittbilds und des zweiten Röntgenschnittbilds, wie sie in der Bildaufzeichnungseinrichtung abgespeichert sind, mindestens eines ausgelesen wird und auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt wird.
(19) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (18) beschrieben ist, kann das zweite Röntgenschnittbild, das in eine Anordnung mehrerer Röntgenschnittbilder unterteilt ist, mindestens in einer Richtung der drei Dimensionsrichtungen durch eine Bewegungsoperation eines Cursors auf der Anzeigeeinrichtung reproduziert und angezeigt werden, und das gekoppelte entsprechende Röntgenschnittbild wird durch die entsprechende Bildaufrufeinrichtung abgerufen, wenn hinsichtlich des ersten Röntgenschnittbilds und des zweiten Röntgenschnittbilds, wie sie in der Bildaufzeichnungseinrichtung abgespeichert sind, mindestens eines ausgelesen und auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt wird.

Das Aufrufen des entsprechenden Röntgenschnittbilds erfolgt auf einfache Weise durch Bedienen eines Cursors.

(20) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (18)–(19) beschrieben ist, ist das erste Röntgenschnittbild ein dentales Panorama-Röntgenbild.
(21) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (18)–(20) beschrieben ist, wird/werden das dem ersten Röntgenschnittbild und/oder dem zweiten Röntgenschnittbild entsprechende Röntgenschnittbild ausgelesen, um auf einem Teil der Anzeigeeinrichtung angezeigt zu werden, wenn hinsichtlich des ersten Röntgenschnittbilds und des zweiten Röntgenschnittbilds, wie sie in der Bildaufzeichnungseinrichtung abgespeichert sind, mindestens eines ausgelesen und auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt wird.
(22) Beim oben genannten Röntgen-CT-Gerät, wie es in (1)–(21) beschrieben ist, ist die Objekthalteeinrichtung in der axialen Richtung der Röntgenstrahlungs-Rotationsachse und auch in einer Richtung vertikal zu dieser verstellbar.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt die Gesamtkonstruktion einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Geräts.
2a und 2b erläutern schematisch Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene mit einem erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät.
3a und 3b erläutern schematisch die Auswahl eines für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets unter Verwendung eines Röntgenschnittbilds in einer gekrümmten Ebene, das durch das erfindungsgemäße Röntgen-CT-Gerät erhalten wurde.
4 zeigt schematisch eine Rotationszentrumposition, die mit dem für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet ausgerechnet wurde, das so ausgewählt wurde, wie es in der 3 dargestellt ist.
5 zeigt schematisch lokale Röntgen-CT, wie sie durch das erfindungsgemäße Röntgen-CT-Gerät ausgeführt wird.
6 zeigt schematisch die Kopplung von Röntgentomografie in einer flachen Ebene und CT gemäß der Erfindung, wobei die 6a eine schematische Ansicht einer Röntgentomografie in einer flachen Ebene zeigt, die 6b beispielhaft ein erhaltenes Schnittbild in einer flachen Ebene zeigt, und die 6c beispielhaft ein CT-Bild zeigt, das durch das in der 6b ausgewählte Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum erhalten wurde.
7a ist eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Geräts, und die 7b ist dessen Seitenansicht.
8 zeigt eine Objektbewegungseinrichtung für das erfindungsgemäße Röntgen-CT-Gerät.
9 ist ein Steuerblockdiagramm betreffend Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene mit dem erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät.
10 ist eine erläuternde Ansicht einer Führungsstrahl-Erzeugungseinrichtung gemäß der Erfindung.
11a ist eine Seitenansicht für den Fall, dass ein Objekt an einer Objekthalteeinrichtung fixiert ist, und die 11b ist eine perspektivische Ansicht, die zeigt, wie eine Kalibriereinrichtung verwendet wird.
12 ist ein Flussdiagramm, das die Prozedur einer Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene mit dem erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät zeigt.
13 ist eine erläuternde Ansicht eines Bildaufnahme-Startwinkels, eines Dreharms und eines Bildaufnahme-Endwinkels eines Dreharms.
14 zeigt die Gesamtkonstruktion an anderen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Geräts.
15 zeigt die Gesamtkonstruktion einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Geräts.
16 ist eine erläuternde Ansicht, die das Prinzip einer Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene veranschaulicht, wenn das Bahnzentrum zirkulierender Röntgenstrahlung beim erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät fixiert ist.
17 ist eine schematische Ansicht von Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene, wenn das Bahnzentrum zirkulierender Röntgenstrahlung beim erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät fixiert ist.
18 ist eine schematische Ansicht von Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene, wenn das Bahnzentrum zirkulierender Röntgenstrahlung beim erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät fixiert ist.
19 ist ein Blockdiagramm, das die Grundkonstruktion einer Kopplungseinrichtung zeigt, wie sie für das erfindungsgemäße Röntgen-CT-Gerät vorhanden ist.
20 ist ein Blockdiagramm, das die Grundkonstruktion einer anderen Kopplungseinrichtung zeigt, wie sie für das erfindungsgemäße Röntgen-CT-Gerät vorhanden ist.
21a erläutert das Prinzip, wenn aus dreidimensionalen Röntgen-CT-Daten ein Schnittbild herausgetrennt wird, und die 21b ist eine erläuternde Ansicht eines Anzeigeverfahrens für ein Schnittbild.
22a veranschaulicht beispielhaft ein Röntgentransmissionsbild, das durch die erste Tomografie erhalten wird, und die 22b ist eine schematische Ansicht von Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene, wenn das Bahnzentrum zirkulierender Röntgenstrahlung beim erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät fixiert ist.
23 ist ein Bild einer gekrümmten Ebene, die ein Bildaufnahmeziel ist, um prinzipiell dentale Panorama-Röntgenografie zu verstehen.
24 ist ein Bild, wenn das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet, das in der 4 mit einem Index Q1 oder Q2 für das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet dargestellt ist, auf dem Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene auf einer gekrümmten Ebene PL überlappt.
25a zeigt eine Ausführungsform, bei der das Bild mit einem festen Intervall in zumindest einer Richtung hinsichtlich der Richtung der X-, der Y- und der Z-Achse herausgetrennt wird, und die 25b zeigt eine Ausführungsform, bei der eine axiale CTR in einem für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet bestimmt wird und das Bild durch Bildbearbeitung herausgetrennt wird, um um die axiale CTR gedreht zu werden.
Beste Art zum Ausführen der Erfindung
Nun wird die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Die 1 zeigt die Gesamtkonstruktion einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Geräts.
Das Röntgen-CT-Gerät 20 besteht aus einem Dreharm 3, an dem ein Röntgengenerator 1 und ein zweidimensionaler Röntgenbildsensor 2 so aufgehängt sind, dass sie einander zugewandt sind, einer Objekthalteeinrichtung 4 zum Fixieren eines Objekts, einer Objektbewegungseinrichtung 5 zum horizontalen Bewegen der Objekthalteeinrichtung 4, einer Bildverarbeitungseinrichtung 9 zur Gesamtsteuerung des Geräts, einem Hauptrahmen 10 und einer Bedienkonsole 11 mit einer Anzeigeeinrichtung 11b zum einfachen Anzeigen einer Bedienungsführung für das Gerät 20, und mit einer Bedienkonsole 11a für Bedienung entsprechend der Anzeige auf der Anzeigeeinrichtung 11b.
Bei dieser Ausführungsform ist der Dreharm 3 als Röntgenbestrahlungseinrichtung ausgebildet, und der Röntgengenerator 1 verfügt über eine Röntgenstrahlungssteuerung 1b zum Steuern der Energie erzeugter Röntgenstrahlung zum Abstrahlen eines kegelförmigen Röntgenstrahls mit vorbestimmter Strahlbreite.
Der zweidimensionale Röntgenbildsensor 2 empfängt die vom Röntgengenerator 1 abgestrahlte und durch das Objekt gelaufene Röntgenstrahlung, und er erfasst sie, und er gibt Röntgentransmissionsbild-Daten als analoge elektrische Daten oder als digitale Daten aus, wenn er selbst über einen A/D-Wandler verfügt. Es kann ein zweidimensionaler Röntgenbildsensor wie ein Cadmiumtelluriddetektor (CdTe) und ein MOS-Sensor, ein CCD-Bildsensor, der eine Kombination aus einem Szintillator, einer Glasfaser und einem CCD, XII, XICCD und einem Fotodiodenarray ist, verwendet werden. In diesem Fall wird XII dazu verwendet, analoge Daten auszugeben.
Bei XII läuft Röntgenstrahlung in eine Szintillatorschicht, die an der zugehörigen Oberfläche vorhanden ist, und sie wird in sichtbares Licht gewandelt, das in Elektronen gewandelt, um durch einen fotoelektrischen Wandler elektrisch verstärkt zu werden, und die Elektronen werden durch ein Fluoreszenzmaterial in sichtbares Licht gewandelt, um durch eine zweidimensionale CCD-Kamera (Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung) durch eine Linse hindurch abgebildet zu werden.
Ein zweidimensionaler Bildsensor ist teuer, und es wurde nur ein kleiner in den Handel gebracht. Wenn ein zweidimensionaler Bildsensor verwendet wird, der den Kopf des Objekts erfassen kann, kann im Fall von CT Röntgenbildaufnahme unabhängig von einem örtlichen Bereich erfolgen. Wenn jedoch Röntgen-CT so ausgeführt wird, dass die Röntgenexposition minimiert wird, ist es erforderlich, Röntgenstrahlung nur in ein für die Bildaufnahme interessierendes Gebiet zu strahlen. In einem solchen Fall wird das Röntgenstrahlungsgebiet durch die Röntgenstrahlungssteuerung 1b minimiert, die die Form der vom Röntgengenerator 1 abgestrahlten Röntgenstrahlung bestimmt.
Der Dreharm 3 ist so konzipiert, dass sich das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a nicht in den Richtungen X, Y und Z, d. h. in horizontaler oder vertikaler Richtung, bewegt, und ein Armrotationsmotor 31 ist nur vorhanden, um den Dreharm 3 mit konstanter oder variabler Geschwindigkeit um das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a zu drehen.
Das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a des Dreharms 3, d. h. eine Rotationsachse, ist vertikal vorhanden, und der Dreharm 3 dreht sich horizontal, um örtlich einen kegelförmigen Röntgenstrahl 1a horizontal abzustrahlen, um es dadurch zu ermöglichen, ein vertikales Gerät mit kleiner Standfläche zu konstruieren.
Der Armrotationsmotor 31 bildet eine Drehantriebseinrichtung für den Dreharm 3. Es kann jeder beliebige Motor verwendet werden, der die Rotationsgeschwindigkeit und die Rotationsposition des Dreharms 3 steuern kann, z. B. ein Servomotor und ein Schrittmotor. Der Motor wird direkt mit einer Achse mit dem Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a des Dreharms 3 verbunden.
Demgemäß wird der Dreharm 3 um das Rotationszentrum 3a gedreht, und die Rotationsposition ist entlang einer zeitlichen Achse bekannt, was dazu zweckdienlich ist, das Röntgentransmissionsbild mittels der zweidimensionalen Röntgenbildaufnahmevorrichtung 2 zeitgerecht zu entnehmen und Röntgen-CT effektiv zu ermöglichen, ohne dass es zu einer Auslenkung kommt.
Für das Rotationszentrum 3a des Dreharms 3 ist ein Hohlteil 3b vorhanden. Es ist erforderlich, für alle am Rotationszentrum 3a vorhandenen Elemente ein Hohlteil wie das Hohlteil 3b auszubilden. Zu diesem Zweck kann als Armrotationsmotor 31 ein Servomotor mit Hohlachse verwendet werden.
Das Hohlteil 3b ist vorhanden, um zwischen dem Röntgengenerator 1 und der Röntgenbildaufnahmevorrichtung 2, die am Dreharm 3 hängen, der Bedienkonsole 11 des Hauptrahmens 10 und der Bildverarbeitungseinrichtung 3 Verbindungsleitungen anzubringen.
Die Vorgehensweise zum Anbringen von Leitungen wird ein Problem, wenn es darum geht, eine elektrische Verdrahtung für sich drehende Elemente zu schaffen. Wenn die Verbindungsleitung dabei durch das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a des Dreharms 3 angeordnet wird, kann der durch die Drehung hervorgerufene Einfluss, wie ein Verdrillen, minimiert werden, und es kann ein bevorzugter Effekt eines guten Aussehens erzielt werden.
Die Objekthalteeinrichtung 4 ist mit einer Kopfstütze 4a zum Halten eines Objekts O (hier wird als Beispiel der Kopf eines Patienten verwendet) und einem Stuhl 4b versehen, auf dem ein Patient sitzt und der dazu dient, die Kopfstütze 4a vertikal verstellbar zu halten.
Die Objekthalteeinrichtung 4 besteht aus einem X-Achse-Motor 51 zum Bewegen der Objekthalteeinrichtung 4 nach rechts und links, einem Y-Achse-Motor 52 für Bewegung nach hinten und vorne, einem Z-Achse-Motor 53 zum Verstellen nach oben und unten sowie einer Objektbewegungseinrichtung 5 mit einem Kopfstützenmotor 54 zum Verstellen der Kopfstütze 4a nach oben und unten in Bezug auf den Stuhl 4b. Diese Motoren 51, 52, 53, 54 sind als Servomotor oder Schrittmotor ausgebildet.
Das Objekt O sitzt auf dem Stuhl 4b, während sein Kopf durch die Kopffixiereinrichtung 4a fixiert ist, und es wird eine Kalibrierung ausgeführt, um den Bildaufnahme-Bezugspunkt des Objekts O und denjenigen der Röntgenbildaufnahme mittels der Objektbewegungseinrichtung 5 in Übereinstimmung zu bringen. Im Fall von Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene wird das Objekt O entlang einer gut bekannten Bahn für Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene während zirkulierender Röntgenstrahlung bewegt. Im CT-Fall wird das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a des Dreharms 3 mit dem für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet innerhalb des Objekts O in Übereinstimmung gebracht, d. h. mit dem Zentrum des für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets, gesehen in der Richtung der Rotationsachse des Röntgenstrahlungs-Rotationszentrums 3a.
Bei dieser Objekthalteeinrichtung 4 sitzt ein Patient auf dem Stuhl 4b, wobei sein Kopf durch die Kopfstütze fixiert ist, um für den Kopf als Objekt Röntgenografie auszuführen, wobei vorzugsweise eine Verwendung als vertikales Bildaufnahmegerät erfolgt.
Im Fall eines Geräts vom horizontalen Typ wird die Objekthalteeinrichtung 4 eine solche vom Betttyp zum horizontalen Halten eines bettlägerigen Patienten, und die Objektbewegungseinrichtung 5 verstellt das Bett in der Richtung X, Y oder Z. Ferner kann der Dreharm 3 im Fall eines horizontalen Typs verdreht werden, oder es kann ein Galgen vorhanden sein, bei dem die axiale Richtung der Rotationsachse der zirkulierenden Röntgenstrahlung horizontal verläuft, abweichend von vertikal bei einem vertikalen Gerät.
Die Bildverarbeitungseinrichtung 9 verfügt über eine Operationsverarbeitungseinrichtung 9a, die mit einem Operationsprozessor aufgebaut ist, der zur Bildverarbeitungsanalyse mit hoher Geschwindigkeit betreibbar ist, sowie eine Rotationszentrumspositions-Berechnungseinrichtung 9b als einer Funktion der Operationsverarbeitungseinrichtung 9a, einen A/D-Wandler 9c, einen Bildspeicher 9d und einen Operationsspeicher 9e.
Die Anzeigeauswähleinrichtung 12 besteht z. B. aus einem PC zum Anzeigen eines Röntgenschnittbilds in einer gekrümmten Ebene oder eines durch Röntgen-CT erhaltenen Röntgenschnittbilds, und zum Spezifizieren oder Auswählen der Position eines speziellen Teils im Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene.
Die Anzeigeauswähleinrichtung 12 verfügt auch über Kommunikationsfunktion zum Übertragen angesammelter Daten über eine öffentliche Telefonleitung usw., genauer gesagt eines durch das Röntgen-CT-Gerät 20 erhaltenen Röntgenschnittbilds in einer gekrümmten Ebene oder eines durch Röntgen-CT erhaltenen Schnittbilds an eine andere Vorrichtung, und um erforderliche Daten und Bilder von einer anderen Vorrichtung zu empfangen. Ferner ist die Anzeigeauswähleinrichtung 12 mit einer externen Aufzeichnungsträger-Wiedergabeeinrichtung versehen, um die oben genannten Daten und die Röntgenschnittbilder in einer gekrümmten Ebene oder einer flachen Ebene und das durch Röntgen-CT erhaltene Röntgenschnittbild auf einer Diskette, einer MO, DVD, CDR, CDRW und dergleichen aufzuzeichnen und zu speichern.
Die auf die oben angegebene Weise aufgebaute Bildverarbeitungseinrichtung 9 ist mit dem Röntgengenerator 1, dem zweidimensionalen Röntgenbildsensor 2, jedem Motor 31, 51, 52, 53, 54, der Bedienkonsole 12 und der Anzeigeauswähleinrichtung verbunden, um von diesen Vorrichtungen gelieferte Daten zu liefern, um dadurch eine Steuerung auszuführen.
Genauer gesagt, werden die von der zweidimensionalen Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 2 empfangenen Bilddaten durch den A/D-Wandler 9c in digitale Signale gewandelt, und die digitalisierten Bilddaten werden im Bildspeicher 9d abgespeichert. Mehrere Bilddaten im Bildspeicher 9d werden im Operationsspeicher 9e abgespeichert, und durch die Operationsverarbeitungseinrichtung 9a wird entsprechend einem Bildaufnahmemodus, wie Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene, Röntgentomografie in einer flachen Ebene und Röntgen-CT, eine vorbestimmte Operation zum Erzeugen mehrerer Röntgenschnittbilder ausgeführt. Andernfalls wird ein dreidimensionaler Röntgen-Absorptionskoeffizient im für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet berechnet. Aus dem so erhaltenen dreidimensionalen Röntgen-Absorptionskoeffizienten werden mehrere Bilder rekonstruiert, die auf der Anzeigeauswähleinrichtung 12 angezeigt oder in einer externen Speichereinrichtung (nicht dargestellt) abgespeichert werden.
Die Bildverarbeitungseinrichtung 9 steuert die Röntgenstrahlungssteuerung 1b und die Motoren 31, 51, 52, 53, 54 mittels der Operationsverarbeitungseinrichtung 9a in solcher Weise, dass die kegelförmige Röntgenstrahlung vom Röntgengenerator 1, die Drehung des Dreharms 3 und die Bewegung der Objektbewegungseinrichtung 5 entsprechend der Drehung gesteuert werden.
Die Röntgenstrahlungssteuerung 1b führt eine Steuerung zum Variieren der Form des vom Röntgengenerator 1 zur zweidimensionalen Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 2 abgestrahlten Röntgenstrahls aus. Z. B. ist der Strahl im Fall der ersten Röntgentomografie wie von Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene lang, und er ist im CT-Fall, bei dem es sich um die zweite Röntgentomografie handelt, rechteckig.
Wenn die Lichtempfangsfläche der zweidimensionalen Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 2 in Bezug auf die Z-Richtung klein ist, wird die Bildaufnahme dadurch wiederholt, dass die Höhe der Objekthalteinrichtung 4 durch den Z-Achse-Motor 53 verändert wird, um die erhaltenen Daten zusammenzusetzen.
Die 2a und 2b veranschaulichen schematisch dentale Panorama-Röntgenografie mit dem erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät. Die bereits erläuterten Teile tragen dieselben Bezugszahlen, und Erläuterungen zu ihnen werden weggelassen.
In der 2a ist für Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene durch bekannte dentale Panorama-Röntgenografie die Bahn des Röntgenstrahls 1a für den Fall dargestellt, dass dieser auf einen Zahnbogen S, der das Objekt bildet, gestrahlt wird, während das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a des Dreharms 3 verstellt wird, um dadurch eine Einhüllendenkurve L0 des Röntgenstrahls 1a zu bilden.
Andererseits zeigt die 2b Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene durch dentale Panorama-Röntgenografie unter Verwendung des erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Geräts.
Die Objekthalteeinrichtung 4, auf der ein Patient sitzt, wird entsprechend dem Rotationswinkel des Dreharms 3 verstellt, während das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a des Dreharms 3 fixiert ist, so dass der Zahnbogen S entlang der Bahn LM zur Panorama-Röntgenbilderzeugung bewegt wird und der Röntgenstrahl 1a auf den Zahnbogen S gestrahlt wird.
In der 2a ist der Röntgenstrahl 1a(4) derjenige Röntgenstrahl, der beim vierten Mal ausgewählt wird, der Röntgenstrahl 1a(8) ist derjenige, der beim achten Mal ausgewählt wird, und der Röntgenstrahl 1a(12), der beim zwölften Mal ausgewählt wird. In der 2 liegt der Bezugspunkt für den Zahnbogen S an den Punkten LM(4), LM(8) bzw. LM(12) auf der Bahn LM für die Panorama-Röntgenbilderzeugung, nämlich in der Reihenfolge, in der die genannten Röntgenstrahlen 1a(4), (8), (12) abgestrahlt werden. Der entsprechende Zahnbogen S ist als S(4), S(8) bzw. S(12) dargestellt.
Aus einem Vergleich der 2a und der 2b ist es ersichtlich, dass der Röntgenstrahl 1a in der 2b gleich wie in der 2a auf den Zahnbogen S gestrahlt wird.
Bei Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene mit dem erfindungsgemäßen Gerät wird das Bahnzentrum der zirkulierenden Röntgenstrahlung fixiert, so dass es zu keiner Auslenkung des Rotationszentrums kommt und die Genauigkeit der Röntgen-CT nicht durch eine Auslenkung beeinträchtigt wird. Ferner wird das Objekt entlang der Bahn zur Panorama-Röntgenbilderzeugung bewegt, so dass die erhaltenen Röntgentransmissionsbilder unverändert zusammengesetzt werden, um das Panorama-Röntgenbild eines Zahnbogens zu erhalten, wie bei bekannter Technik, ohne dass die Expansionsgeschwindigkeit eingestellt würde, und ohne Ausführen einer zeitaufwändigen Rückprojektion.
Die erste Röntgentomografie ist ein Verfahren, bei dem eine Schnittbildebene mit vorbestimmter Dicke für das Objekt angenommen wird und Röntgen-CT-Gerät so abgestrahlt wird, dass das Röntgentransmissionsbild des Objekts aus verschiedenen Richtungen zu projizieren ist, die im Wesentlichen innerhalb eines vertikalen Gebiets auf der angenommenen Schnittbildebene liegen. Das so erhaltene Bild wird als erstes Röntgenschnittbild bezeichnet. Auf zahnmedizinischem Gebiet wird, wenn das Objekt ein Zahnbogen ist und die vorbestimmte Schnittbildebene eine solche entsprechend einer gekrümmten Ebene auf dem Zahnbogen ist, ein solches Verfahren als dentale Panorama-Röntgenografie bezeichnet, und das so erhaltene Bild ist ein dentales Panorama-Röntgenbild. Röntgenografie zum Erhalten eines Röntgenschnittbilds in einer gekrümmten Ebene des Schläfenbein/Unterkiefer-Gelenks sowie Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene für Hörknöchelchen auf dem Gebiet der Otolaryngologie sind enthalten.
Ferner kann das durch die erste Röntgentomografie erhaltene Bild dadurch erhalten werden, dass eine Zeitverzögerungsintegration (TDI = Time Delay Integration) am durch den zweidimensionalen Bildsensor erfassten Transmissionsbild ausgeführt wird.
Noch ferner gehört zur ersten Röntgentomografie eine Röntgentomografie in einer flachen Ebene, wie Querschnitts-Röntgenografie oder tangentiale Röntgenografie zum Erhalten eines Schnittbilds in einer flachen Ebene mit einer vorbestimmten Dicke, orthogonal zum Zahnbogen oder entlang der tangentialen Richtung desselben.
Wie oben angegeben, dient die erste Röntgentomografie zur Bildaufnahme der Röntgenschnittebene mit einer Dicke entsprechend der Dicke des Bildaufnahmeobjekts, wie eines Zahns, eines Zahnbogens, eines Schläfenbein/Unterkiefer-Gelenks und eines Hörknöchelchens. Bei dentaler Panorama-Röntgenografie ist die Dicke zwischen einem Schneidezahn und einem Backenzahn verschieden, d. h. die Schnittdicke eines Schneidezahns ist klein, und diejenige eines Backenzahns ist groß. Die Dicke des Schnitts in einer flachen Ebene ist im Allgemeinen gleich.
Der gekrümmte Schnitt PL ist in der 23 als Bild dargestellt, um das oben genannte Konzept einer dentalen Panorama-Röntgenografie zu verstehen.
Im Gegensatz dazu wird CT an einem für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet eines Objekts als zweite Röntgentomografie bezeichnet.
Die 3a und 3b erläutern prinzipiell die Auswahl eines für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets unter Verwendung des durch das erfindungsgemäße Röntgen-CT-Gerät erhaltenen Röntgenschnittbilds in einer gekrümmten Ebene. Die 4 zeigt schematisch eine durch das in der 3 ausgewählte, für die Bildaufnahme interessierende Gebiet berechnete Rotationszentrumsposition.
Gemäß den 3a und 3b wird das durch Panorama-Röntgenografie für einen Zahnkiefer als Objekt, wie in der 2b dargestellt, erhaltene Röntgenschnittbild PI in einer gekrümmten Ebene auf einer Anzeigeauswähleinrichtung 12 angezeigt.
In der 3a betrifft die Bezugszahl 61 einen Führungspunkt, der mit dem Rotationswinkel des Dreharms 3 berechnet wird, der durch die Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene am Zahnkiefer erhalten wird. Der Führungspunkt ist ein Punkt zum Unterteilen des Zahnkiefers mit dem Zahnbogen mit gleichmäßigem Intervall, und er wird zu einer Führungsgröße zum Bestimmen einer Koordinate der Position entlang dem Zahnbogen im Bild des gesamten Zahnkiefers.
Ein Führungselement 19 ist der Reihe nach für jeden Führungspunkt 61 von rechts (R) nach links (L) zugeordnet, wenn der Zahnkiefer vom Objekt her gesehen wird, und für den gesamten Zahnkiefer sind 21 Führungspunkte 61 dargestellt.
Diese Führungspunkte 61 und die Führungszahlen 62 bilden einen Index zum Führen der Position zum Auswählen des für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets bei lokaler Röntgen-CT im Röntgenschnittbild PI in einer gekrümmten Ebene, und sie werden jeweils als Positionsführungsindex bezeichnet.
In der 3b sind die Positionsführungsindizes, wie in der 3a, nicht dargestellt, und statt dessen wird ein Gebietsführungsindex 64 angezeigt, um schematisch das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet für lokale Röntgen-CT anzuzeigen.
Der Gebietsführungsindex 64 zeigt ein mögliches Bildaufnahmegebiet, das das Gebiet für CT angibt. Wenn das Schnittbild eines kegelförmigen Röntgenstrahls für Röntgen-CT rechteckig ist, muss der Index 64 rechteckig sein, und wenn der Querschnitt kreisförmig ist, muss auch der Index 64 kreisförmig sein.
Die 4 zeigt ein auf einem Display 11b des Röntgen-CT-Geräts 20 angezeigtes Bild, wobei ein Zahnkiefermodell GI, das ein Diagramm eines Zahnbogens entsprechend dem Röntgenschnittbild GI in einer gekrümmten Ebene in der 3 ist, zusätzlich zu mehreren Bedienungsführungshinweisen auf dem Modelldisplay 11c angezeigt wird.
Im Modell GI sind die Bezugszahlen L1, L2, ..., L20 sowie L21 Führungslinien, die den Führungspunkten 61 in der 3a entsprechen, wobei die Richtung der Führungslinien L1, ... dem Rotationswinkel des Dreharms 3 entspricht, wobei sie auch der Richtung des Röntgenstrahls 1a entspricht, der vom Röntgengenerator 1 zum zweidimensionalen Röntgenbildsensor 2 abgestrahlt wird.
Die Bezugszahl SI kennzeichnet ein Zahnbogenmodell, das auf dem Zahnkiefermodell GI angezeigt wird, und die Bezugszahl P bezeichnet einen Bildaufnahme-Bezugspunkt des Röntgen-CT-Geräts 20.
Die Auswahl des für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets für CT erfolgt durch Anklicken des Führungspunkts 61 oder durch Eingabe der Führungszahl ”3” mittels einer Tastatur, wenn das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet als solches beurteilt wird, das als in der 3a dargestellten Führungspunkt 61 die Führungszahl ”3” aufweist.
Dementsprechend wird im Röntgenschnittbild PI in einer gekrümmten Ebene eine Führungslinie 63 als Linie mit zwei Punkten dargestellt.
Die Rotationszentrumspositions-Berechnungseinrichtung 9b bestimmt die Position des Zentrums QP1 eines Index Q1 des für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets auf solche Weise, dass die Führungslinie L3 entsprechend dem Führungspunkt 61 ausgewählt wird, wie es auf dem Modelldisplay 11c in der 4 angezeigt wird, wobei das Zentrum QP1 des Index Q1 für das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet mit einer Linie mit zwei Punkten zur Führungslinie L3 wird und die Bilder des Zahnkiefers und des Zahns um die Führungslinie L3 herum enthalten sind.
Die Rotationszentrumspositions-Berechnungseinrichtung 9b berechnet Bewegungsdaten zum horizontalen Verstellen der Objekthalteeinrichtung 4 auf solche Weise, dass das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a mit dem Zentrum QP1 des Index Q1 für das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet übereinstimmt, gesehen aus der Richtung der Rotationsachse des Röntgenstrahlungs-Rotationszentrums 3a, entsprechend der Positionsbeziehung zwischen dem Zentrum und dem Bildaufnahme-Bezugspunkt P des Zahnkiefers. So erhaltene Bewegungsdaten werden an die Objektbewegungseinrichtung 5 geliefert.
So erfolgt die Auswahl des für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets durch Auswählen des Positionsführungsindex im Gebiet, in dem ein Bild aufzunehmen ist, unter den Indizes, die im Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene angezeigt werden, so dass die Auswahl unter Verwendung des Positionsführungsindex als Führung erleichtert wird.
Der Index Q1 für das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet ist das Gebiet, das immer durch den kegelförmigen Röntgenstrahl 1a um das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a herum bestrahlt wird, wenn dieser auf zirkulierende Weise so abgestrahlt wird, dass beim erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät das Bahnzentrum der zirkulierenden Röntgenstrahlung fixiert ist, wie es in der 5 dargestellt ist. Wenn die Schnittform des kegelförmigen Röntgenstrahls 1a quadratisch ist, ist der Index Q1 dreidimensional zylindrisch, der Gebietsführungsindex ist in der Seitenansicht, wie in der 3a, rechteckig, und der Index für das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet ist in einer ebenen Ansicht, wie in der 4, kreisförmig.
Das für CT für die Bildaufnahme interessierende Gebiet kann durch das in der 3b dargestellte Verfahren ausgewählt werden. Ohne Verwendung des Führungspunkts 61 wird der Führungsindex 64 für das rechteckige Gebiet im Röntgenschnittbild 21 in einer gekrümmten Ebene bewegt, und das Röntgen-CT-Bild für die erforderliche Position eingestellt, um dadurch ein für die Bildaufnahme interessierendes Gebiet auszuwählen.
Bei dieser Ausführungsform entspricht der Gebietsführungsindex 64 dem linken Backenzahn. Demgemäß berechnet die Rotationszentrumspositions-Berechnungseinrichtung 9b Bewegungsdaten zum horizontalen Verstellen der Objekthalteeinrichtung 4 auf solche Weise, dass das Zentrum QP2 des angezeigten Index Q2 für die Bildaufnahme interessierende Gebiet so bestimmt wird, wie es auf dem Modelldisplay 11c in der 4 dargestellt ist, wobei das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a mit dem Zentrum des Index des für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets übereinstimmt, gesehen aus der Richtung der Rotationsachse des Röntgenstrahlungs-Rotationszentrums 3a. So erhaltene Bewegungsdaten werden an die Objektbewegungseinrichtung 5 geliefert.
So erfolgt die Auswahl des für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets durch Verstellen des im Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene angezeigten Gebietsführungsindex, so dass die Auswahl unter Verwendung des Index für das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet als Führung erleichtert wird.
Die 24 zeigt ein Bild für den Fall, dass das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet, das als Index Q1 oder Q2 für das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet auf dem Modelldisplay 11c in der 4 angezeigt wird, mit einer gekrümmten Schnittebene PL überlappt, bei der es sich um ein Bildaufnahmeobjekt handelt, das ebenfalls in der 23 dargestellt ist, um das Auswahlkonzept für das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet, bei dem es sich um ein Bildaufnahmeobjekt für Röntgen-CT handelt, aus dem Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene verständlich zu machen.
Der Positionsführungsindex kann sowohl der Führungspunkt als auch die Führungsnummer oder einer dieser Werte sein. Der Gebietsführungsindex oder der Index für das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet kann eine Form wie das tatsächliche für die Bildaufnahme interessierende Gebiet aufweisen, wie bei dieser Ausführungsform angegeben, oder es kann sich um einen Mauszeiger (Pfeil oder Kreuz) handeln, der tatsächlich als Zeigeeinrichtung auf dem Display eines Computers verwendet wird. Andernfalls können der Positionsführungsindex und der Gebietsführungsindex gleichzeitig angezeigt werden.
In einem solchen Fall ist die Zeit zum Starten der Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene zum Fixieren des Röntgenstrahlungs-Rotationszentrums des Dreharms 3 innerhalb des ausgewählten für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets des Objekts extrem kurz, wodurch die Röntgen-CT ausgeführt wird, ohne dass ein Patient belastet würde, während das Objekt durch die Objekthalteeinrichtung festgehalten und fixiert wird. Im Ergebnis können Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene und Röntgen-CT auf geschickte Weise miteinander gekoppelt werden.
Genauer gesagt, benötigt es, nachdem das Objekt O auf der Objekthalteeinrichtung 4 eingestellt wurde, ungefähr 80 Sekunden als Standard, bis Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene ausgeführt ist, ein Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene angezeigt wird, das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet ausgewählt ist, die Fixierposition für das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum berechnet ist und die Röntgen-CT ausgeführt ist.
Die folgenden Vorteile sind in geschickter Weise kombiniert: Das Röntgen-CT-Gerät 20 erzeugt schnell Bilder durch digitale Verarbeitung; das Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene wird dadurch innerhalb kurzer Zeit erzeugt, dass direkt Bilder im Röntgen-CT-Gerät 20 aneinander gesetzt werden; die so digitalisierten Röntgenschnittbild-Daten in einer gekrümmten Ebene enthalten Rotationswinkeldaten, so dass durch Auswählen des für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets im Bild die horizontale Position des für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets im Objekt aus den Rotationswinkeldaten entsprechend dem für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet und den statistischen Abmessungsdaten des Objekts berechnet werden, und es werden die oben genannten Bewegungsdaten erhalten.
Bei dieser Ausführungsform ist das Bahnzentrum der zirkulierenden Röntgenstrahlung im Zentrum des für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets fixiert, das von der Rotationsachsenrichtung des Röntgenstrahlungs-Rotationszentrums 3a aus gesehen wird, und die Strahlungs-Mittelachse des kegelförmigen Röntgenstrahls läuft durch das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum. Jedoch besteht für das Fixierverfahren für das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum auf das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet keine Einschränkung auf ein derartiges Verfahren.
Wenn z. B. das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet größer als die Strahlungsbreite des kegelförmigen Röntgenstrahls ist, wird dieser abgestrahlt, während seine Strahlungs-Mittelachse exzentrisch außerhalb des Röntgenstrahlungs-Rotationszentrums liegt, so dass er auf zirkulierende Weise auf das gesamte Gebiet des großen für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets gestrahlt werden kann. Die Aussage ”das Bahnzentrum der zirkulierenden Röntgenstrahlung ist im für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet fixiert” in dieser Beschreibung beinhaltet einen derartigen Fall.
Die auf dem Display 11b der 4, das nicht das Modelldisplay 11c ist, dargestellte Bedienungsführung ist als Führung für mehrere Röntgenografieoperationen geschickt.
Die erste Tomografie kann in einem anderen Gebiet als dem Ziel-Bildaufnahmebereich ein unscharfes Bild enthalten, und die zweite Tomografie kann das Röntgenschnittbild ohne das unscharfe Bild enthalten, wenn eine Computertomografie ausgeführt wird, bei der dreidimensionale Absorptionskoeffizientendaten für genaue Diagnose einer Computerverarbeitung unterzogen werden.
Information zur Verteilung der für die Bildaufnahme interessierendesabsorption für das Schnittgebiet wird digital in Bezug auf das Röntgenschnittbild im interessierenden Gebiet, wie durch die zweite Tomografie erhalten, ermittelt, und durch diese Information zur Verteilung der Röntgenstrahlungsabsorption kann ein Röntgenschnittbild ohne defokussierte Bilder erhalten werden. Daher können Röntgenschnittbilder ohne unscharfes Bild für die Tomografie des interessierenden Gebiets erhalten werden, wobei es häufig erforderlich ist, dafür ein genaues Röntgenschnittbild zu erzielen, um dadurch zu einer genauen Diagnose beizutragen.
Die 5 zeigt schematisch eine lokale Röntgen-CT, wie sie durch das erfindungsgemäße Röntgen-CT-Gerät ausgeführt wird.
Bei lokaler Röntgen-CT, wie sie durch das erfindungsgemäße Röntgen-CT-Gerät ausgeführt wird, wird ein kegelförmiger Röntgenstrahl 1a lokal nur auf das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet Q des Objekts O gestrahlt, d. h., dass der kegelförmige Röntgenstrahl 1a immer nur auf das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet gestrahlt wird, während der Dreharm 3, an dem der Röntgengenerator 1 und der zweidimensionale Röntgenbildsensor 2a so hängen, dass sie einander zugewandt sind, verdreht wird.
Die Röntgenografiebedingungen sind die Folgenden: Ein kegelförmiger Röntgenstrahl 1a, der nur das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet Q enthält, wird vom Röntgengenerator 1 erzeugt, und der Dreharm 3 wird gedreht, während das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a im Zentrum des für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets, gesehen aus der Richtung der Rotationsachse des Röntgenstrahlungs-Rotationszentrums 3a, fixiert ist.
Die tatsächliche Größe des für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets Q ist fixiert, wobei z. B. der Durchmesser 40 mm und die Höhe 30 mm betragen, was dazu geeignet ist, ein Röntgenbild eines Teilgebiets des Zahnkiefers zu erhalten, wobei jedoch die Größe wahlfrei ausgewählt wird.
Das durch derartige Strahlung vom zweidimensionalen Röntgenbildsensor 2 erhaltene elektrische Signal wird einer digitalen Verarbeitung und einer Rückprojektionsverarbeitung unterzogen, um den dreidimensionalen Röntgenstrahlungs-Absorptionskoeffizienten für das lokal bestrahlte, für die Bildaufnahme interessierende Gebiet zu erhalten, um dadurch ein optionales Röntgenschnittbild im für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet zu erhalten. Im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem Röntgenstrahlung auf das gesamte Objekt gestrahlt wird, ist die Röntgenexpositionsmenge für das Objekt durch derartige lokale Bestrahlung von einigen wenigen Zehnteln bis auf einige wenige Hundertstel verringert.
Dieses Verfahren beruht auf der Idee, dass ein Röntgentransmissionsbild im Allgemeinen für ein Gebiet erhalten wird, auf das der kegelförmige Röntgenstrahl 1a lokal gestrahlt wird, d. h. das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet, wobei jedoch der kegelförmige Röntgenstrahl 1a zeitweilig andere Teile des Objekts durchstrahlt, die das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet Q umgeben, was mit einer Rotation im Vergleich zum für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet Q einhergeht, und der Einfluss auf die Bilddaten ist nur gering, so dass der Einfluss im Fall einer Rückprojektion beinahe vernachlässigt werden kann.
Wenn der Unterschied zwischen dem Röntgenstrahlungs-Absorptionskoeffizienten im für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet und demjenigen im Gebiet darum herum groß ist, wenn sich z. B. ein Zahn, Knochen, ein Implantat usw. im für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet befinden, kann das erhaltene Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene ein Bild mit ausreichendem Kontrast sein, das den Zahn, den Knochen und das Implantat gegenüber dem Weichgewebegebiet darum herum hervorhebt, um die Form zu diagnostizieren. Daher kann das durch lokales Aufstrahlen des kegelförmigen Röntgenstrahls nur auf das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet erhaltene Röntgenbild in der Praxis zur aktuellen Diagnose verwendet werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät wird das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet, das lokal zu bestrahlen ist, leicht im Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene ausgewählt, das mittels der Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene mit demselben Gerät erhalten wird, und die Position des Röntgenstrahlungs-Rotationszentrums wird auf Grundlage der Auswahl berechnet, um das Objekt zu bewegen. Daher kann Röntgen-CT effektiv und schnell für ein genaues für die Bildaufnahme interessierendes Gebiet ausgeführt werden, wobei vorzugsweise der Effekt einer örtlichen Bestrahlung erzielt wird.
Das Gerät zum Ausführen von Röntgen-CT zum lokalen Aufstrahlen eines Röntgenstrahls nur auf das für die Projektion interessierende Gebiet wird speziell als lokales Röntgen-CT-Gerät bezeichnet, und Einzelheiten zu einem solchen sind in JP 2000-139902 A offenbart.
Die 6 zeigt schematisch die Kopplung von Röntgentomografie in einer flachen Ebene und CT gemäß der Erfindung, wobei die 6a eine schematische Ansicht von Röntgentomografie in einer flachen Ebene zeigt, die 6b beispielhaft ein erhaltenes Röntgenschnittbild in einer flachen Ebene zeigt und die 6c beispielhaft ein CT-Bild zeigt, das mit dem in der 6b ausgewählten Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum erhalten wurde.
Bei Röntgentomografie in einer flachen Ebene wird eine flache Schnittebene R mit vorbestimmter Dicke an einer optionalen Position auf dem das Objekt bildenden Zahnbogen S eingestellt, und ein Röntgenstrahl 1a wird mit differierendem Winkel in das Gebiet vertikal zur flachen Schnittebene R gestrahlt.
Genauer gesagt, wird im Fall zirkulierender Strahlung, wenn der Röntgenstrahl 1a auf zirkulierende Weise mit einem geringen Winkel θ_S, wie es in der 6a dargestellt ist, abgestrahlt wird, das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a des Röntgengenerators 1 und des zweidimensionalen Röntgenbildsensors 2 so positioniert, dass der Röntgenstrahl 1a auf zirkulierende Weise so abgestrahlt wird, dass der Röntgenstrahl 1a immer auf die flache Schnittebene R innerhalb eines im Wesentlichen vertikalen Gebiets strahlt.
Der Röntgenstrahl 1a kann unter einem geringen Winkel θ_S gedreht werden, so dass dieser Röntgenstrahl 1a (durchgezogene Linie) zu einem Röntgenstrahl 1a' (gestrichelte Linie) wird. Andernfalls kann, ohne den Röntgenstrahl 1a zu drehen, der Zahnbogen S (durchgezogene Linie) bewegt werden, um mit dem Zahnbogen S' (gestrichelte Linie) einen Bogen mit geringem Winkel θ_S in entgegengesetzter Richtung um das Rotationszentrum 3a des Röntgenstrahls 1a zu beschreiben. Wenn der Winkel θ_S ziemlich klein ist, kann der Zahnbogen S linear in einer Bogensehnenrichtung bewegt werden, die beide Enden einer Kreisbewegung verbindet, anstatt dass der Zahnbogen S so bewegt würde, dass er einen Bogen beschreibt.
Beim erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät 20, bei dem der Röntgengenerator 1 und die Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 2 um das feste Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a gedreht werden können und das Objekt O durch die Objektbewegungseinrichtung 5 beweglich ist, ist eine Zirkulation der Röntgenstrahlen 1a oder eine zirkulare oder lineare Bewegung des Objekts möglich, wie oben angegeben.
Das Objekt kann durch die Objektbewegungseinrichtung 5 unter einem kleinen Winkel θ_S gedreht werden, und der Röntgenstrahl 1a kann aus einem anderen Winkel auf den Schnitt R der flachen Ebene gestrahlt werden.
Der Röntgenstrahl 1a wird so auf den Schnitt R der flachen Ebene gestrahlt, und es erfolgt Röntgentomografie in einer flachen Ebene mit geringem Einfluss auf das Bild, anders als bei einem Schnitt R in einer flachen Ebene durch optionales Auswählen und entnehmen aus dem erhaltenen Röntgentransmissionsbild, um dadurch das in der 6b dargestellte Röntgenschnittbild RI in einer flachen Ebene zu erhalten.
Ein derartiges Tomografieprinzip ist grundsätzlich dasselbe wie das bei Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene bei einem Röntgen-CT-Gerät, das das empfangene Röntgenbild als digitale Daten rekonstruieren kann, wie es in JP H02-29329 B offenbart ist.
Eine Indexlinie 65 für das für die Projektion interessierende Gebiet, um dieselbe Funktion wie mit dem Index 64 für ein für die Bildaufnahme interessierendes Gebiet gemäß der 3b zu erzielen, wird an einem wünschenswerten Ort (z. B. dem in der 6b dargestellten Ort) positioniert, so dass die Rotationszentrumspositions-Berechnungseinrichtung 9b das Zentrum QP3 des für die Projektion interessierenden Gebiets Q3, gesehen aus der Richtung der Rotationsachse des Röntgenstrahlungs-Rotationszentrums 3a, wie in der 4, berechnet. Das so erhaltene Zentrum QP3 des für die Projektion interessierenden Gebiets Q3 ist in der 6a dargestellt.
Nachdem die Position des Zentrums QP3 berechnet wurde, wird CT ausgeführt, während das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a auf dem Zentrum QP3 fixiert wird, es wird ein dreidimensionaler Röntgenstrahls-Absorptionskoeffizient für das für die Projektion interessierende Gebiet Q3 erhalten, und durch Rekonstruieren des Koeffizienten wird das in der 6c dargestellte Bild IX erhalten.
Bei dieser Ausführungsform ist die Zeit ab dem Start einer Röntgentomografie in einer flachen Ebene bis zum Zeitpunkt, zu dem die Bahn der zirkulierenden Röntgenstrahlung im ausgewählten für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet fixiert wird, sehr kurz, wie bei der Ausführungsform in den 3 und 4, so dass Röntgen-CT ausgeführt wird, während das Objekt auf der Objekthalteeinrichtung fixiert ist, ohne dass der Patient einer Belastung unterliegen würde. Daher ist eine geschickte Kopplung von Röntgentomografie in einer flachen Ebene und Röntgen-CT möglich.
Die 7a ist eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Geräts, und die 7b ist die zugehörige Seitenansicht.
Beim Röntgen-CT-Gerät 20 sind der Röntgengenerator 1, der zweidimensionale Röntgenbildaufnahmesensor (Röntgenbildaufnahmeeinrichtung) 2, der Dreharm 3, die Objekthalteeinrichtung 4, die Objektbewegungseinrichtung 5 und die Bedienkonsole 11a mit dem Display 11b für den Hauptarm 10 vorhanden, wie es in der Figur dargestellt ist.
Das Display 11b ist an der Fläche eines vertikalen Trägers 10c, der zum Hauptrahmen 10 gehört, und auf der Bedienkonsole 11a dort vorhanden, wo ein Bediener die Konsole 11a leicht verwenden kann, während er steht. Das Display 11b zeigt ein Zahnkiefermodell und eine Führungsanzeige zur Bedienung an.
Für die Bedienkonsole 11a ist zum Verstellen des Stuhls 4b von einer Seite zur anderen, nach hinten und vorne oder nach oben und unten mittels der Objektbewegungseinrichtung 5 ein Bewegungsschalter (nicht dargestellt) vorhanden. Die Objektbewegungseinrichtung 5 wird auch dazu verwendet, die Röntgenografie-Bezugsposition und einen Bildaufnahme-Bezugspunkt P (4) des Objekts mittels des Schalters zur Übereinstimmung zu bringen.
Der Hauptrahmen 10 besteht aus einem den Dreharm 3 drehbar haltenden Arm 10a, einem Querträger 10b, der die Basis des Arms 10a festhält, einem Paar vertikaler Träger 10c, die den Querarm 10b halten, und einem Sockel 10d, auf dem das Paar vertikaler Träger 10c befestigt ist und bei dem es sich um das Fundament des gesamten Geräts 20 handelt.
Für die Elemente des Hauptrahmens 10 wird ein hochstabiles Stahlmaterial verwendet, und um einer Verformung entgegenzuwirken, damit das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a des Dreharms 3 während der Drehung nicht variiert, werden in geeigneter Weise Bänder und Winkelverstärkungselemente verwendet.
Der Hauptrahmen 10 ist so aufgebaut, dass es zu keiner Rotationsauslenkung des Dreharms 3 kommt, so dass er bei einem Röntgen-CT-Gerät anwendbar ist, das keine Rotationsauslenkung benötigt.
In dieser Figur gehören der X-Achse-Motor 51, der Y-Achse-Motor 52, der Z-Achse-Motor 53 und der Rückenstützenmotor 54 zur Objektbewegungseinrichtung 5 zum Bewegen der Objekthalteeinrichtung 4 zum Halten eines Patienten, wie es unter Bezugnahme auf die 1 erläutert wurde, und sie sind schematisch mit skizzierten Pfeilen mit denselben Bezugszahlen dargestellt.
Die 8 zeigt eine Objektbewegungseinrichtung für das erfindungsgemäße Röntgen-CT-Gerät, bei dem ein Teil der Objekthalteeinrichtung 4 in der 7 vergrößert dargestellt ist und als teilweise gebrochene Ansicht dargestellt ist.
Die Objektbewegungseinrichtung 5 ist in der Objekthalteeinrichtung 4 oder an ihrem Rand vorhanden, wie es in der 8 dargestellt ist, und sie besteht aus dem X-Achse-Motor 51, dem Y-Achse-Motor 52, dem Z-Achse-Motor 53 und dem Kopfstützenmotor 54, einer Kugelspindel 51a, 52a, 53a, 54a, die durch jeden Motor drehend angetrieben wird, einer Innengewindeschraube 51b, 52b, 53b, 54b, die mit einer jeweiligen Spindel in Eingriff steht, einer Außenschiene 51c, 52c, 53c, 54c, die an der Außenspindel befestigt ist, um mit dieser zu gleiten, und einer Innenschiene 51d, 52d, 53d, 54d zum genauen Gleiten in der Außenschiene.
Der X-Achse-Motor 51, die Kugelspindel 51a und die Innenschiene 51d sind am Sockel 10d befestigt, die Innengewindeschraube 51d und die Außenschiene 51c sind an einem Sockel 4c der Objekthalteeinrichtung 4 befestigt, und diese wird dadurch in der X-Richtung (wie ein Konturzeichen 53 in der 7, d. h. in der Richtung nach oben und unten) relativ zum Sockel 10d bewegt, dass die Drehung und die Ansteuerung des X-Achse-Motors 51 kontrolliert werden. In der Z-Richtung wird die Rotationsantriebskraft zwischen dem Z-Achse-Motor 53 und der Kugelspindel 53a durch einen Synchronisierriemen 53e und eine Synchronisierriemenscheibe (nicht dargestellt) übertragen, da nur begrenzter Platz zur Verfügung steht, jedoch können sie direkt verbunden sein, wenn keine Platzeinschränkung besteht. Die Kombination zwischen der Innenschiene 53d und der Außenschiene 53c ist dergestalt, dass ein Kolben und Zylinder von großem Kaliber kombiniert sind, um die Auslenkung des Stuhls 4b relativ zum Sockel 4c zu verringern, wenn der Stuhl 4b horizontal verstellt wird.
Der Y-Achse-Motor 52, die Kugelspindel 52a und die Innenschiene 52d sind an der Außenschiene 53c für eine Auf- und Abbewegung des Sockels 4c der Objekthalteeinrichtung 4 befestigt, die Innengewindeschraube 52b und die Außenschiene 52c sind am Stuhl 4b befestigt und dieser wird dadurch relativ zum Sockel 4c in der Y-Richtung (Konturpfeil 52 in der 7, d. h. nach hinten und vorne) verstellt, dass die Drehung und Ansteuerung des Y-Achse-Motors 52 kontrolliert werden.
Der Kopfstützenmotor 54, die Kugelspindel 54a und die Innenschiene 54d sind am oberen Teil des Stuhls 4b der Objekthalteeinrichtung 4 befestigt, die Innengewindeschraube 54b und die Außenschiene 54c sind an der Kopfstütze 4a befestigt, und diese wird dadurch relativ zum oberen Teil des Stuhls 4b in der Z-Richtung (Konturpfeil 54 in der 7, d. h. in der Richtung nach oben und unten) verstellt, dass die Drehung und die Ansteuerung des Kopfstützenmotors 54 kontrolliert werden, so dass die Auf/Ab-Position der Kopfstütze 4a abhängig vom auf dem Stuhl 4b sitzenden Patienten eingestellt werden kann.
Um die Objekthalteeinrichtung 4 in vertikaler Richtung zu verstellen, werden innerhalb der oben genannten Objektverstelleinrichtung 5 die Bewegungseinrichtung für die X-Richtung aus dem X-Achse-Motor 51 usw. in die Bewegungseinrichtung für die Y-Richtung aus dem Y-Achse-Motor 52 usw. verwendet.
Vorstehend wurde ein allgemein bekanntes Verfahren unter Verwendung von Schienen und Kugelspindeln als Bewegungseinrichtung für die X-, die Y- und die Z-Achse erläutert, jedoch können als Führungseinrichtung eine gut bekannte Querrollenführung und eine Kombination aus einem normalen Lager und einer Führung verwendet werden, und als Antriebsverfahren kann ein Zahnstangen-Ritzel-Verfahren oder eine normale Kugelspindel verwendet werden. Mit Vorzugs wird jedes Verfahren verwendet, das eine genaue Positionierung ausführen kann.
Die 9 ist ein Steuerblockdiagramm betreffend die erste Röntgentomografie, wie Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene beim erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät.
Die 9 ist ein Steuerungsblockdiagramm, bei dem die Steuerung für die zirkulierende Röntgenstrahlung um die Steuerung zum Bewegen eines Objekts aus der Gesamtkonstruktionsansicht der 1 entnommen sind, um detaillierter erläutert zu werden.
Ein Armrotationsmotor 31, der X-Achse-Motor 51, der Y-Achse-Motor 52, der Z-Achse-Motor 53 und der Kopfstützenmotor 54 sind über eine Armrotationssteuerung 51f, eine X-Achse-Antriebssteuerung 51f, eine Y-Achse-Antriebssteuerung 52f, eine Z-Achse-Antriebssteuerung 53f und eine Kopfstützen-Antriebssteuerung 54f, die einen jeweiligen Motor ansteuern, mit der Operationsverarbeitungseinrichtung 9b verbunden.
Die angetriebene Seite, wie der durch die Motoren 31, 51, 52, 53, 54 angetriebene Dreharm 3, ist mit einem Armursprungs-Erfassungssensor 31g, einem x-Achse-Ursprungserfassungssensor 51g, einem Y-Achse-Ursprungserfassungssensor 52g, einem Z-Achse-Ursprungserfassungssensor 53g und einem Kopfstütze-Höhenerfassungssensor 54g versehen, und ihre Ausgänge sind mit der Operationsverarbeitungseinrichtung 9a verbunden.
Die Operationsverarbeitungseinrichtung 9a ist mit der Bedienkonsole 11a, einem Arbeitsspeicher 9f zum Speichern von Steuerdaten oder Programmen, einem Strahlungsschalter 10f, der ein Startschalter für Röntgenstrahlung ist, und einer Fernsteuerung 10g zum entfernten Ausführen erforderlicher Bedienungsvorgänge verbunden.
Die so aufgebaute Operationsverarbeitungseinrichtung steuert die Abstrahlung von Röntgenstrahlung auf zirkulierende Weise, und sie dient zum Bewegen des Objekts.
Die 10 ist einer erläuternde Ansicht einer Führungsstrahl-Erzeugungseinrichtung gemäß der Erfindung. Die 10a ist eine Teilansicht in der Richtung in der 7, die 10b ist eine Teilansicht in der Richtung X2 in der 10a, die 10c ist eine Teilansicht in der Richtung X3 in der 10a, und die 10d ist eine Teilansicht in der Richtung X4 in der 10a.
Die Führungsstrahl-Erzeugungseinrichtung 6 wird sowohl für Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene als auch Röntgen-CT beim Röntgen-CT-Gerät 20 verwendet, und sie wird dazu verwendet, den Bezugspunkt P des Objekts und den Röntgenografie-Bezugspunkt zur Übereinstimmung zu bringen, was vor einem Röntgenografievorgang unabdingbar ist.
Die Führungsstrahl-Erzeugungseinrichtung 6 besteht aus einem sich ausgehend vom Arm 10a erstreckenden Haltekörper 6a, einer rechten und einer linken Führungsstrahl-Erzeugungseinrichtung 6b, die für den Haltekörper 6a vorhanden sind, um einen rechten und einen linken Führungsstrahl LX abzustrahlen, einem Paar einer hinteren und einer vorderen Führungsstrahl-Erzeugungseinrichtung 6c, 6d, die für den Röntgengenerator 1 bzw. den zweidimensionalen Röntgenbildsensor 2 vorhanden sind, um Führungsstrahlen LX für hinten und vorne abzustrahlen, und einem Paar von Führungsstrahl-Erzeugungseinrichtungen 6e, 6f, die für den Röntgengenerator 1 bzw. den zweidimensionalen Röntgenbildsensor 2 vorhanden sind, um einen Führungsstrahl LZ nach oben und unten abzustrahlen.
Die so aufgebaute Führungsstrahl-Erzeugungseinrichtung 6 kann den Führungsstrahl LX, LY, LZ so abstrahlen, wie es später unter Bezugnahme auf die 11 angegeben wird, und sie fungiert als Kalibriereinrichtung, um den Bildaufnahme-Bezugspunkt P des Objekts und den Röntgenografie-Bezugspunkt zur Deckung zu bringen.
Führungsstrahl-Erzeugungseinrichtungen sind symmetrisch rechts und links für den Führungsstrahl LY für hinten und vorne und den Führungsstrahl LZ für oben und unten vorhanden, da der Führungsstrahl aus der Beleuchtungsseite her gesehen wird, er jedoch wegen des Objekts von der entgegengesetzten Seite nicht gesehen wird, wenn nur eine Führungsstrahl-Erzeugungseinrichtung vorhanden wäre. Daher ist ein Paar von Führungsstrahl-Erzeugungseinrichtungen 6c, 6d sowie 6e, 6f so konzipiert, dass Strahlungsführungsstrahlen auf entgegengesetzte Weise zueinander passen.
Der so aufgebaute Führungsstrahl wird als Kalibriereinrichtung verwendet, wobei die Kalibrierung ohne Kontakt mit dem Objekt ausgeführt werden kann, und ferner wird der Führungsstrahl selbst zu einer Führung zum Anzeigen des für die Bildaufnahme interessierenden Gebiets Q im Objekt auf der Oberfläche des Objekts, so dass das für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet leicht zu erkennen ist.
Die 11a ist eine Seitenansicht, die den Fall zeigt, dass ein Objekt an einer Objekthalteeinrichtung fixiert ist, und die 11b ist eine perspektivische Ansicht, die zeigt, wie eine Kalibriereinrichtung verwendet wird.
Wie es in der 11a dargestellt ist, verfügt die Kopfstütze 4a über einen Halteabschnitt 4aa, der lösbar an der Außenschiene 54c befestigt ist, die im oberen Teil des Stuhls 4b der Objekthalteeinrichtung 4 vorhanden ist, sowie ein Kopfbefestigungsband 4ab, das für den Halteabschnitt 4aa vorhanden ist, um das Objekt O, bei dem es sich um einen Kopf eines Menschen handelt, an einer geeigneten Position zu fixieren und zu halten.
Die Bezugszeichen LY, LZ bezeichnen den Führungsstrahl für hinten und vorne und den Führungsstrahl für oben und unten, wie in der 10 dargestellt, während der in der 11b dargestellte Führungsstrahl LX für rechts und links nicht erkennbar ist, da die 11a eine Seitenansicht ist. Die 11b ist eine perspektivische Ansicht, so dass alle Führungsstrahlen LX, LY, LZ erkennbar sind.
Die Führungsstrahlen LX, LY, LZ zeigen den Bildaufnahme-Bezugspunkt auf der Bildaufnahme-Geräteseite des Röntgen-CT-Geräts 20. Wenn die Führungsstrahlen LX, LY, LZ so konzipiert sind, dass sie auf dem Bildaufnahme-Bezugspunkt P des Objekts O positioniert sind, stimmen der Röntgenografie-Bezugspunkt seitens des Geräts und der Bildaufnahme-Bezugspunkt P des Objekts O überein.
Wenn die Objekthalteeinrichtung 4 durch die Objektbewegungseinrichtung 5 relativ zu den Führungsstrahlen LX, LY, LZ verstellt wird, variiert ihre Relativposition so, dass jeder Führungsstrahl LX, LY, LZ mit dem tatsächlichen Bildaufnahme-Bezugspunkt P des Objekts O zur Übereinstimmung gebracht wird, um dadurch eine Kalibrierung auszuführen.
Als Ersatz für den Führungsstrahl kann eine Kalibriereinrichtung 6a verwendet werden, die aus einer Kontakteinrichtung besteht, wie es in der 11a dargestellt ist. Wenn die Kontakteinrichtung 6a mit dem Bildaufnahme-Bezugspunkt P des Objekts O in Kontakt steht, stimmen dieser und der Röntgenografie-Bezugspunkt des Geräts 20 überein, so dass eine Kalibrierung ausgeführt ist.
Die 12 ist ein Flussdiagramm, das beispielhaft die Prozedur bei Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene mit dem erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät veranschaulicht. Die Prozedur einer Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene durch das erfindungsgemäße Röntgen-CT-Gerät, die oben teilweise erläutert wurde, wird unter Verwendung dieses Flussdiagramms der Reihe nach erläutert.
Wie es in den 10 und 11 erläutert ist, wird als Erstes ein Patient (Objekt) unter Verwendung der Führungsstrahlen LX, LY, LZ als Standard positioniert, d. h. es wird die Kalibrierung gestartet (S1).
Wenn der Strahlungsschalter 10f einschaltend betätigt wird (S2), wird die Objekthalteeinrichtung 4 zu einer Bildaufnahme-Startposition bewegt, und der Dreharm 3 wird auf einen Bildaufnahme-Startwinkel (S3) bewegt, und es wird eine Vorerwärmung des Röntgengenerators 1 gestartet, und der Sequenzzähler n wird auf ”0” gesetzt (S4).
An die Armrotationssteuerung 31f werden Armrotations-Ansteuerdaten, wie sie zum Verdrehen des Dreharms 3 um einen Rotationswinkel von θn bis θn + 1 erforderlich sind, geliefert (S5).
Während der Dreharm 3 so verdreht wird, dass er einen Rotationswinkel von θn bis θn + 1 aufweist, werden X-Achse-Ansteuerdaten, wie sie zum Verstellen der X-Achse erforderlich sind, an die X-Achse-Antriebssteuerung 51f geliefert (S6).
Während der Dreharm 3 so gedreht wird, dass er einen Rotationswinkel von θn bis 0θn + 1 aufweist, werden Y-Achse-Ansteuerdaten, wie sie zum Verstellen der Y-Achse sind, an die Y-Achse-Antriebssteuerung 52f geliefert (S7).
Hierbei wird, wenn der Rotationswinkel des Dreharms 3 einem Röntgenstrahlungs-Startwinkel entspricht (S8), die Röntgenstrahlung gestartet, und es wird ein Bildaufnehmer für das Röntgentransmissiansbild gestartet (S9), während andernfalls die nächste Prozedur gestartet wird.
Hierbei wird, wenn der Rotationswinkel des Dreharms 3 einem Röntgenstrahlungs-Stoppwinkel (S10) entspricht, die Röntgenstrahlung gestoppt, und es wird ein Bildaufnehmer für das Röntgentransmissionsbild gestoppt (511), wobei andernfalls die nächste Prozedur gestartet wird.
Hierbei wird, wenn der Rotationswinkel des Dreharms 3 einem Röntgenstrahlungs-Endwinkel entspricht (S12), der Betrieb des Dreharms 3 und der Objektbewegungseinrichtung 5 gestoppt (S13), und es wird die Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene beendet, wobei andernfalls die nächste Prozedur gestartet wird.
Es wird geprüft, ob der Rotationswinkel θn des Dreharms 3 den Wert θn + 1 erreicht, und falls nicht, kehrt die Prozedur zur Sequenz 8 zurück (S14), während dann, wenn der Rotationswinkel θn den Wert θn + 1 aufweist, der Sequenzzähler n + 1 auf n gesetzt wird (S15) und die Prozedur zur Sequenz 5 zurückkehrt (S5).
So wird die Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene ausgeführt.
Die 13 ist eine erläuternde Ansicht eines Bildaufnahme-Startwinkels und eines Bildaufnahme-Endwinkels für Dreharm beim erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät.
Der Bildaufnahme-Startwinkel [0] und der Bildaufnahme-Endwinkel [9] des Dreharms sind so konzipiert, dass es sich um einen solchen Winkel handelt, dass der Patient leicht unter dem Dreharm 3 des Geräts in dieser Figur in das Gerät eintreten oder es verlassen kann. In diesem Fall sind der Bildaufnahme-Startwinkel [0] und der Bildaufnahme-Endwinkel [9] des Dreharms 3 beinahe gleich, und es liegt Orthogonalität zum Haltekörper 6a vor, der vom Arm 10a des Hauptrahmens 10 vorsteht.
Der Dreharm 3 beginnt beim Bildaufnahme-Startwinkel [0] mit der Bildaufnahme, und er beendet diese beim Bildaufnahme-Endwinkel [9]. Demgemäß bilden, wenn ein Patient, der ein Objekt O bildet, in das Führungsstrahl 20 eintritt, und es verlässt, wie gemäß dem Konturenpfeil, der von der Oberseite der Figur her erkennbar ist, der Dreharm 3 usw. kein Hindernis.
Abhängig von der Einstellposition des Geräts 20 kann es zweckdienlich sein, aus der Richtung mit der Linie mit zwei Punkten in der Figur in das Gerät einzutreten und es zu verlassen, wobei in einem solchen Fall der Bildaufnahme-Startwinkel und der Bildaufnahme-Endwinkel gleich sind und der Dreharm 3 orthogonal zur Eintritts- und Verlassrichtung des Objekts positioniert ist.
Bei dieser Ausführungsform sind der Bildaufnahme-Startwinkel [0] und die Bildaufnahme-Endposition [9] gleich, jedoch können sie abhängig von den Bildaufnahmebedingungen verschieden sein.
Die 14 zeigt die Gesamtkonstruktion einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Geräts.
Das Röntgen-CT-Gerät 20A unterscheidet sich vom Röntgen-CT-Gerät 20 in der 1 dadurch, dass eine Rotationszentrum-Bewegungseinrichtung 7 vorhanden ist, die aus einem XYZ-Tisch 74 zum Halten des Dreharms 3 sowie einem X-Achse-Motor 71, einem Y-Achse-Motor 72 und einem Z-Achse-Motor 73 zum Verstellen des XYZ-Tischs 74 in den Richtungen X, Y bzw. Z besteht.
Der X-Achse-Motor 71, der Y-Achse-Motor 72 und der Z-Achse-Motor 73 der Rotationszentrum-Bewegungseinrichtung 7 sind gleich wie der X-Achse-Motor 51, der Y-Achse-Motor 52 und der Z-Achse-Motor 53 der Objektbewegungseinrichtung 5 aufgebaut. Der XYZ-Tisch 74 ist auf solche Weise aufgebaut, dass drei Außenschienen 51c, 51d, 52c sowie Innenschienen 52d, 53c, 53d der Objektbewegungseinrichtung 5 jeweils so konzipiert sind, dass der abgestützte Dreharm 3 genau in der Richtung X, Y oder Z gleitet.
Das Röntgen-CT-Gerät 20A verfügt über die so aufgebaute Rotationszentrum-Bewegungseinrichtung 7 zum Verstellen des Röntgenstrahlungs-Rotationszentrums 3a des Dreharms 3 während zirkulierender Röntgenstrahlung, so dass Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene durch Verstellen des Rotationszentrums ausgeführt werden, wie es anhand der 2a erläutert wurde.
Bei diesem Röntgen-CT-Gerät 20A können die erste Röntgentomografie und die lokale Röntgen-CT dadurch gekoppelt werden, dass die Rotationszentrumsposition-Berechnungseinrichtung 9b bereitgestellt wird, wie es an Hand der 1, 3 und 4 erläutert wurde, um dadurch eine organische Integration der ersten Röntgentomografie und der Röntgen-CT zu erzielen.
Die 15 zeigt den Gesamtaufbau einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Geräts.
Dieses Röntgen-CT-Gerät 20B verfügt nicht über die Objektbewegungseinrichtung 5, im Vergleich zum Röntgen-CT-Gerät 20A in der 14, sondern für die Objekthalteinrichtung 4 ist nur ein Kopfstützenmotor 55 zum Verstellen der Kopf stütze 4a nach oben und unten in Bezug auf den Stuhl 4b vorhanden.
Der Kopfstützenmotor 55 verfügt über dieselbe Konstruktion wie der Kopfstützenmotor 54 in der Objektbewegungseinrichtung 5 in der 14, und er hat dieselbe Funktion.
Beim Röntgen-CT-Gerät 20B kann das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a des Dreharms durch die Rotationszentrum-Bewegungseinrichtung 7 verstellt werden, während Röntgenstrahlung drehend abgestrahlt wird, um dadurch Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene dadurch auszuführen, dass das Rotationszentrum verstellt wird, wie es in der 2a erläutert ist.
Als Ersatz für die anhand der 1 erläuterte Objektbewegungseinrichtung 5 kann das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a verstellt werden, um dadurch das Objekt O und das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a relativ zu verstellen. Ferner kann eine Kalibrierung erfolgen, um den Bildaufnahme-Bezugspunkt des Objekts O und den Röntgenografie-Bezugspunkt zur Übereinstimmung zu bringen und das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a des Dreharms 3 kann im Fall von CT im für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet im Objekt O fixiert werden.
Ferner können, beim Röntgen-CT-Gerät 20B, die erste Röntgentomografie und lokale Röntgen-CT dadurch gekoppelt werden, dass die Rotationszentrumspositions-Berechnungseinrichtung 9b, wie an Hand der 1, 3 und 4 erläutert, bereitgestellt wird, um dadurch eine organische Integration der ersten Röntgentomografie und der Röntgen-CT zu erzielen.
Die 16 ist eine schematische Ansicht von Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene, wenn beim erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät das Bahnzentrum der zirkulierenden Röntgenstrahlung fixiert ist.
In dieser Figur sind gedachte Strahlungsbereiche F, F', F'' sowie das fixierte Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a zur selben Zeichnung wie in der 2a hinzugefügt.
Wenn das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a für Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene verstellt wird (oder wenn das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a und der Zahnbogen S relativ verstellt werden), wird durch den kegelförmigen Röntgenstrahl 1a eine Einhüllendenlinie L0 erzeugt. Dies ist in der 2a erläutert. Der Zahnbogen S, bei dem es sich um ein Bestrahlungsobjekt handelt, ist liniensymmetrisch, so dass auch die Einhüllendenlinie L0 liniensymmetrisch ist. Die Mittellinie LC der Liniensymmetrie stimmt mit einer Medianslinie des menschlichen Körpers überein, und wenn ein Kreis F so gezogen wird, dass sich das Zentrum auf der Mittellinie LC befindet, und wenn der Kreis mit der Einhüllendenlinie L0 in Kontakt steht, ist es ersichtlich, dass der gesamte kegelförmige Röntgenstrahl 1a durch den Kreis F verläuft.
Wenn der kegelförmige Röntgenstrahl 1a auf zirkulierende Weise abgestrahlt, um immer auf den Kreis F zu strahlen, der in Übereinstimmung mit dem Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a steht, und wenn die Fixierung auf das Zentrum des Kreises F vorliegt, ist im abgestrahlten, kegelförmigen Röntgenstrahl 1a immer die erforderliche Komponente enthalten, um ein herkömmliches Panorama-Röntgenbild zu erzeugen. Daher kann, wenn die Komponente, die zum Erzeugen eines herkömmlichen Panorama-Röntgenbilds erforderlich ist, zur Bildverarbeitung entnommen wird, ein Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene erhalten werden, das mit dem herkömmlichen Panorama-Röntgenbild übereinstimmt. Ein derartiges Verfahren zum Erhalten eines Röntgenschnittbilds in einer gekrümmten Ebene wird als Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene bezeichnet, wobei das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum fixiert ist, und dieses Verfahren ist in JP 2000-139902 A detailliert angegeben.
Der kegelförmige Röntgenstrahl 1a tritt im Wesentlichen orthogonal zu jedem Zahn des Zahnbogens ein. Panorama-Röntgenografie, bei der Röntgenstrahlung in einer Richtung im Wesentlichen orthogonal zu einem Zahn eintritt, wird als Ortho-Panorama-Röntgenografie bezeichnet, so dass die zur Erzeugung eines herkömmlichen Panorama-Röntgenbilds erforderliche Komponente nachfolgend als ”kegelförmiger Ortho-Röntgenstrahl” bezeichnet wird.
Der Kreis F wird als gedachtes Bestrahlungsgebiet F bezeichnet, und in diesem Fall stimmt dieses mit dem für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet Q überein.
Das Zentrum des imaginären Bestrahlungsgebiets F schwankt abhängig von der Art eines gewünschten Röntgenschnittbilds in einer gekrümmten Ebene, wie es durch Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene erhalten wird, entlang der Mittellinie LC, und es schwankt auch die Gebietsgröße. Das gedachte Bestrahlungsgebiet F entspricht einem herkömmlichen Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene, das gedachte Bestrahlungsgebiet F' entspricht einem standardmäßigen Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene, und das gedachte Bestrahlungsgebiet F' entspricht einem Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene für einen Zahnkiefer.
Die 17 ist eine schematische Ansicht von Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene, wenn das Bahnzentrum der zirkulierenden Röntgenstrahlung unter Verwendung dieses Konzepts fixiert wird. In der Figur ist der kegelförmige Ortho-Röntgenstrahl mit der Bezugszahl 1b gekennzeichnet.
In diesem Fall wird der kegelförmige Röntgenstrahl 1a auf zirkulierende Weise auf den zweidimensionalen Röntgenbildsensor 2 gestrahlt, wobei er den Zahnbogen 8, der ein Objekt bildet, vom Röntgengenerator 1 her durchläuft, wobei angenommen ist, dass das gedachte Bestrahlungsgebiet F das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet Q ist, und die Röntgentransmissionsdaten alleine aufgrund des kegelförmigen Ortho-Röntgenstrahls 1b werden zusammengesetzt, während für die zugehörige Expansionsgeschwindigkeit gesorgt wird.
Gemäß der 18 wird bei der Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene gemäß der 17 ferner das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a fixiert, während das gedachte Bestrahlungsgebiet F und das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet Q übereinstimmen, und vor dem Röntgengenerator 1 ist eine Schlitzplatte 8 mit einem Schlitz 8a auf solche Weise vorhanden, dass nur der zum Erzeugen des Röntgenschnittbilds in einer gekrümmten Ebene erforderliche kegelförmige Ortho-Röntgenstrahl 1b abgestrahlt wird, jedoch nicht der kegelförmige Röntgenstrahl 1a, der das gesamte für die Bildaufnahme interessierende Gebiet Q bedeckt.
Die Schlitzplatte 8 ist in der Rotationsrichtung des Röntgenstrahls relativ zum Röntgengenerator 1 verstellbar, und sie wird durch eine Röntgenstrahlungssteuerung 1b so kontrolliert, dass nur der kegelförmige Ortho-Röntgenstrahl 1b abgestrahlt wird.
Demgemäß kann ein Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene erhalten werden, wie in der 15, und ferner ist die Röntgenexposition des Objekts merklich verringert, da der kegelförmige Röntgenstrahl 1a auf den kegelförmigen Ortho-Röntgenstrahl 1b geändert ist.
Auch wird im so erhaltenen Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet Q für lokale Röntgen-CT ausgewählt, und das Gerät 20, 20A, 20B kann dadurch eine Kopplung zwischen der ersten Röntgentomografie und der Röntgen-CT bewerkstelligen, dass die Rotationszentrumspositions-Berechnungseinrichtung 9b vorhanden ist, um dadurch eine organische Vereinheitlichen der ersten Röntgentomografie und der Röntgen-CT zu erzielen.
Die erste Röntgentomografie, bei der das Bahnzentrum der zirkulierenden Röntgenstrahlung fixiert ist, ist bei jedem der Röntgen-CT-Geräte 20, 20A, 20B möglich, wobei das Röntgen-CT-Gerät 20 am bevorzugtesten ist, da das Bahnzentrum der zirkulierenden Röntgenstrahlung fixiert ist.
Bei den obigen Ausführungsformen wird der Dreharm dazu verwendet, den Röntgengenerator und den zweidimensionalen Röntgenbildsensor, die aufgehängt sind und einander gegenüberstehen, zu drehen, jedoch können der Röntgengenerator und der zweidimensionale Bildsensor wie bei einem herkömmlichen Typ unter Verwendung eines Galgens an gegenüberstehenden Positionen eines torusförmigen Körpers vorhanden sein. Es kann auch unabhängig vom Halterungsverfahren für den Röntgengenerator und den zweidimensionalen Röntgenbildsensor jedes beliebige Verfahren verwendet werden, solange der Röntgengenerator und der zweidimensionale Bildsensor einander gegenüberstehen und sie um das Objekt gedreht werden.
Die Objektbewegungseinrichtung 5 der 1 und die Rotationszentrums-Bewegungseinrichtung 7 der 14 und 15 sind vorhanden, um das gedachte, interessierenden Gebiet Q dadurch relativ zum Objekt O zu bewegen, dass die Positionsbeziehung zwischen dem Objekt O und dem Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a dadurch geändert wird, dass das Objekt O relativ bewegt wird, was durch eine Relativbewegung des durch die Objekthalteeinrichtung 4 fixierten Objekts O und das Röntgenstrahlungs-Rotationszentrum 3a erfolgt, d. h. durch Bewegen des Objekts O, des Röntgenstrahlungs-Rotationszentrums 3a oder beiden. Beide werden als Bildaufnahmegebiet-Bewegungseinrichtung bezeichnet.
Hinsichtlich der Bewegungsrichtung der Objektbewegungseinrichtung wird das Objekt beim Röntgen-CT-Gerät vom vertikalen Typ gemäß den obigen Ausführungsformen horizontal bewegt, jedoch bewegt die Objektbewegungseinrichtung, wenn das Gerät vom Quertyp ist, das Objekt in einer vertikalen, flachen Ebene. Im Prinzip bewegt die Objektbewegungseinrichtung das Objekt in der Richtung der Rotationsebene, die durch die zirkulierende Röntgenstrahlung gebildet wird.
Das erfindungsgemäße Röntgen-CT-Gerät ist nicht nur auf zahnärztlichem Gebiet anwendbar, wie oben erläutert, sondern auch auf anderen Diagnosegebieten wie bei der Otolaryngologie, für Objekte wie Hände und Arme, sowie für herausgetrennte Organe, für Tiere wie Hunde und Katzen. Ferner ist das Gerät auch bei einem üblichen zerstörungsfreien Test anwendbar.
Genauer gesagt, sind die oben genannten Ausführungsformen so erläutert, dass die Erfindung sowohl bei Panorama-Röntgenografie eines Zahnbogens als auch bei Röntgen-CT eines Zahns im Zahnbogen auf zahnärztlichem Gebiet angewandt wird. Ein ähnliches Verfahren kann für Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene und Röntgen-CT eines Hörknöchelchens auf dem Gebiet der Otolaryngologie angewandt werden, und es werden dieselben Effekte erzielt.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Koppeln des durch die erste Röntgentomografie erhaltenen Röntgenschnittbilds und des durch die zweite Röntgentomografie erhaltenen Röntgenschnittbilds, d. h. ein Zuordnen der Bilder zueinander, zum Aufrufen und Anzeigen, erläutert.
Die entsprechende Bildaufnahmeeinrichtung 100, wie sie in der 19 dargestellt ist, ist mit einer Schnittbild-Kopplungseinrichtung 13 und einer Bildaufnahmeeinrichtung 14 versehen.
Die Schnittbild-Kopplungseinrichtung 13 unterteilt das durch die erste Röntgentomografie erhaltene Röntgen-CT-Bild zu einer Anordnung des Röntgenschnittbilds aus mehreren Röntgenschnittbildern, die vorab mit festem Intervall in mindestens einer Richtung unter den drei Dimensionsrichtungen (Achsenrichtung X, Y, Z) herausgetrennt wurden, und sie koppelt jedes Röntgenschnittbild in der Anordnung des Röntgenschnittbilds als zweites Röntgenschnittbild, entsprechend dem Bildaufnahmebereich des ersten Röntgenschnittbilds, das durch die erste Röntgentomografie erhalten wurde.
Dies wird unter Bezugnahme auf die 21 detaillierter erläutert.
Die 21a erläutert prinzipiell, wie ein Schnittbild beim erfindungsgemäßen Schnittbild-Anzeigeverfahren herausgetrennt wird, und die 21b ist eine schematische Ansicht eines Anzeigeverfahrens beim erfindungsgemäßen Schnittbild-Anzeigeverfahren. Elemente, die bereits erläutert wurden, tragen dieselben Zahlen und Erläuterungen zu ihnen werden weggelassen.
Für jeden Punkt im dreidimensionalen Gebiet S (wird später erläutert), wie es in der 21a dargestellt ist, werden dreidimensionale CT-Daten erhalten, und wenn für dieses dreidimensionale Gebiet S ein xyz-Koordinatensystem so eingestellt wird, wie es in der Figur dargestellt ist, wird der Voxelwert V(s, y, z) eines optionalen Punkts (x, y, z) im xyz-Koordinatensystem bestimmt.
Die Ebene vertikal zur X-Achse wird als X-Schnittebene bezeichnet, es wird die x-Koordinate (x = xm) ermittelt, und der Voxelwert V(xm, y, z) in der X-Schnittebene mit der x-Koordinate wird in einer zweidimensionalen flachen Ebene angeordnet, um das X-Schnittbild relativ zur X-Schnittebene herauszutrennen. Das X-Schnittbild in der Ebene rechtwinklig zur x-Achse, wie durch den Voxelwert erhalten, wird als X(y, z)xm angegeben.
Gemäß diesem Verfahren werden X(y, z)x0, X(y, z)x1, ..., X(y, z)xm, X(y, z)xm + 1, X(y, z)xm + 2, X(y, z)xm + 3, ..., X(y, z)xn, erhalten.
In ähnlicher Weise wird ein Y-Schnittbild in einer Y-Schnittebene rechtwinklig zur y-Achse entsprechend Y(z, x)y0, Y(z, x)Y1, ..., Y(z, x)ym, Y(z, x)ym + 1, Y(z, x)ym + 2, Y(z, x)ym + 3, ..., Y(z, x)yn erhalten, und ein Z-Schnittbild in einer Z-Schnittebene rechtwinklig zur z-Achse wird als Z(x, y)z0, Z(x, y)z1, ... (Z(x, y)zm, Z(x, y)zm + 1, Z(x, y)zm + 2, Z(x, y)zm + 3, ..., Z(x, y)zn erhalten.
Die Schnittbild-Kopplungseinrichtung 10 der entsprechenden Bildaufrufeinrichtung 100 koppelt mehrere Schnittbilder, d. h. jedes Röntgenschnittbild in der Anordnung des Röntgenschnittbilds als zweites Schnittbild, das jedem Bildaufnahmebereich des ersten Röntgenschnittbilds entspricht, das durch die erste Röntgentomografie erhalten wurde. Die Bildaufzeichnungseinrichtung 14 speichert das erste Röntgenschnittbild und das zweite Röntgenschnittbild einander entsprechend gemeinsam mit Positionsinformation, wie der durch die Richtungen X, Y und Z jedes Bildaufnahmebereichs definierten Koordinate.
Es wird ein optionales Schnittbild, das einen optionalen Punkt P im dreidimensionalen Gebiet S enthält, unter den so erhaltenen X-, Y- oder Z-Schnittbildern entnommen, und die 21b zeigt sie gemeinsam mit einem X-Cursor cx, einem Y-Cursor cy und einem Z-Cursor cz.
Die in der 22 veranschaulichte Prozedur ist erforderlich, um den oben genannten Prozess bei der zweiten Röntgentomografie auszuführen.
Wenn ein kreuzförmiger Zeiger P, der in einem dentalen Panoramabild oder einem Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene für Otolaryngologie, das durch die erste Röntgentomografie erhalten wurde, dargestellt ist, bewegt wird, wie es in der 22a dargestellt ist, wird das Röntgenschnittbild, das vorab entsprechend der Position gemäß der oben genannten Prozedur herausgetrennt wurde, d. h., das entsprechende zweite Röntgenschnittbild, das durch die zweite Röntgentomografie erhalten wurde und durch die Schnittbild-Kopplungseinrichtung 13 mit dem ersten Röntgenschnittbild gekoppelt ist, durch die entsprechende Bildaufrufeinrichtung 100 aufgerufen, um angezeigt zu werden, wie er in der 22b.
Das auf dem Display 12 angezeigte zweite Schnittbild wird in das ursprüngliche Panorama-Röntgenbild oder das Schnittbild in einer gekrümmten Ebene für Otolaryngologie rückgeführt, wenn die Panoramabild-Anzeigetaste B betätigt wird. Durch die entsprechende Bildaufrufeinrichtung 100 werden das dentale Panoramabild oder das Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene für Otolaryngologie, wie durch die erste Röntgentomografie erhalten, sowie das durch die zweite Röntgentomografie erhaltene Röntgen-CT-Bild im entsprechenden Bildaufnahmegebiet miteinander gekoppelt angezeigt, und das durch die erste Röntgentomografie erhaltene erste Röntgenschnittbild sowie das durch die zweite Röntgentomografie erhaltene gekoppelte zweite Röntgenschnittbild können angezeigt werden.
Bei der oben genannten Ausführungsform ist die Abtrennrichtung des Bilds mindestens eine Richtung unter den Achsenrichtungen X, Y und Z, mit festem Intervall, wie es in der 25a dargestellt ist, jedoch kann das Bild durch Bildverarbeitung dadurch herausgetrennt werden, dass eine Drehung um eine axiale CTR erfolgt, die im für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet eingestellt wird.
Bei der in der 20 dargestellten Kopplungseinrichtung erfolgt die Kopplungsanzeige manuell durch einen Bediener. Neben der Bildaufzeichnungseinrichtung 14 ist eine Schnittbild-Kopplungseinstelleinrichtung 13A hinzugefügt. Die Schnittbild-Kopplungseinstelleinrichtung 13A zeigt unter den durch die erste Röntgentomografie erhaltenen ersten Röntgenschnittbildern ein optionales Röntgenschnittbild sowie ein optionales Röntgenschnittbild unter den durch die zweite Röntgentomografie erhaltenen zweiten Röntgenschnittbildern auf dem Display 12 an, und sie werden durch die Schnittbild-Kopplungseinrichtung miteinander gekoppelt. Die Kopplungsoperation erfolgt mittels der Bedienkonsole (1) durch eine Bedienperson.
Die Bildaufzeichnungseinrichtung 14 speichert das erste Röntgenschnittbild und das zweite Röntgenschnittbild gemeinsam mit Positionsinformation. So werden das erste Röntgenschnittbild und das zweite Röntgenschnittbild optional gekoppelt.
Industrielle Anwendbarkeit
Beim erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät wird die das Objekt fixierende Objekthalteeinrichtung durch die Objektbewegungseinrichtung entlang der das erste Röntgenschnittbild erzeugenden Bahn abhängig vom Rotationswinkel des Dreharms während zirkulierender Röntgenstrahlung bewegt.
Das Bahnzentrum der zirkulierenden Röntgenstrahlung wird festgehalten, so dass es zu keiner Auslenkung des Rotationszentrums kommt und die Auslenkung verursacht keine Genauigkeitsbeeinträchtigung der zweiten Röntgentomografie, d. h. der Röntgen-CT.
Ferner wird das Objekt entlang der das erste Röntgenschnittbild erzeugenden Bildaufnahmebahn bewegt, so dass das durch solche Strahlung erhaltene Röntgentransmissionsbild zusammengesetzt werden kann, ohne für die Expansionsgeschwindigkeit zu sorgen und eine zeitaufwändige Rückprojektion auszuführen, wodurch ein Röntgenschnittbild in einer gekrümmten Ebene oder einer flachen Ebene ähnlich wie ein herkömmliches erhalten wird.
Ferner bewegt beim erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät, wenn im ersten Röntgenschnittbild das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet ausgewählt wird, die Objektbewegungseinrichtung die Objekthalteeinrichtung, d. h. das Objekt, mittels der durch die Rotationszentrumspositions-Berechnungseinrichtung erhaltenen Zentrumsbewegungsdaten auf solche Weise, dass das Bahnzentrum der zirkulierenden Röntgenstrahlung auf einen vorbestimmten Punkt im ausgewählten, für die Bildaufnahme interessierenden Gebiet fixiert wird.
Daher ist die Zeit ab dem Start der ersten Röntgentomografie bis zum CT-Abschluss für das ausgewählte, für die Bildaufnahme interessierende Gebiet beachtlich kurz, so dass das interessierende Gebiet, für das durch Röntgen-CT ein Bild aufzunehmen ist, spezifiziert werden kann, und Röntgen-CT für das für die Bildaufnahme interessierende Gebiet folgend auf die erste Röntgentomografie ausgeführt werden kann, ohne dass der Patient belastet wäre, während das Objekt mit der Objekthalteeinrichtung gehalten wird, um dadurch eine geschickte Kopplung der ersten Röntgentomografie und der Röntgen-CT, d. h. der zweiten Röntgentomografie, zu erzielen.
Noch ferner dient beim erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät die erste Röntgentomografie zum Erhalten eines Röntgenschnittbilds mit einem unscharfen Bild eines anderen Bereichs als dem der ins Auge gefassten Schnittebene, und die zweite Röntgentomografie entspricht einer Computertomografie, bei der dreidimensionale Röntgenstrahlungs-Absorptionskoeffizientendaten einer Computerverarbeitung unterzogen werden, d. h. es handelt sich um Röntgentomografie zum Erhalten des Röntgenschnittbilds ohne das unscharfe Bild. Daher wird die Röntgenabsorptionsverteilung für die Röntgenschnittebene digital relativ zum Röntgenschnittbild des interessierenden Gebiets, wie es durch die zweite Röntgentomografie aufgenommen wurde, erhalten, und aus der Information zur Verteilung der Röntgenstrahlungsabsorption kann ein Röntgenschnittbild ohne unscharfe Bilder erhalten werden. Im Ergebnis kann ein Röntgenschnittbild ohne unscharfes Bild für den Fall einer Röntgentomografie an einem interessierenden Gebiet erhalten werden, für das im Allgemeinen ein genaues Röntgenschnittbild erhalten wird, um dadurch zu genauer Diagnose beizutragen.
Noch ferner wird beim erfindungsgemäßen Röntgenschnittbild nach Abschluss der ersten Röntgentomografie der lokale Bereich des Objekts dadurch abgebildet, dass das interessierende Gebiet desselben bewegt wird. So ist eine Kopplung der ersten und der zweiten Röntgentomografie möglich.
Noch ferner wird beim erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät das interessierende Gebiet des Objekts, für das ein Bild aufzunehmen ist, nach der ersten Röntgentomografie auf einfache Weise auf der Anzeigeeinrichtung spezifiziert.
Noch ferner werden beim erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät der Start- und der Endwinkel zirkulierender Röntgenstrahlung geeignet auf solche Weise eingestellt, dass ein Patient auf einfache Weise in das Gerät und aus ihm heraus gelangt. Der Dreharm wird vor der Bildaufnahme automatisch auf den Startwinkel eingestellt, und er wird nach der Bildaufnahme automatisch auf den Endwinkel eingestellt, so dass der Arm zu keinem Hindernis wird, wenn der Patient in das Gerät eintritt oder es verlässt, was geschickt ist.
Noch ferner wird beim erfindungsgemäßen Gerät die Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene speziell auf dentale Panorama-Röntgenografie und Röntgentomografie in einer gekrümmten Ebene für Otolaryngologie beschränkt. Röntgenschnitttomografie in einer gekrümmten Ebene erfolgt auf zahnärztlichem Gebiet für einen Zahnbogen und auf dem Gebiet der Otolaryngologie für Hörknöchelchen.
Noch ferner werden beim erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Gerät das durch die erste Röntgentomografie erhaltene Röntgenschnittbild und das durch die Röntgen-CT erhaltene zweite Röntgenschnittbild miteinander gekoppelt, um wahlfrei aufrufbar und anzeigbar zu sein.

Claims

Röntgen-Computertomografie-Gerät (20) mit einer Röntgenstrahleinrichtung mit einem Röntgengenerator (1) und einem zweidimensionalen Röntgenbildsensor, wobei der Röntgengenerator (1) und der Röntgenbildsensor um ein zwischen sie eingefügtes zu untersuchendes Objekt (O) rotierbar sind, wobei eine einander zugewandte Positionierung beibehalten wird und wobei ein Röntgenstrahl auf das zu untersuchende Objekt (O) strahlbar ist, wobei die Röntgenstrahleinrichtung zum Ausführen einer ersten Röntgentomografie rotiert, um ein Tomografiebild in einer gekrümmten Fläche als ein erstes Röntgenschnittbild zu erhalten, und zum Ausführen einer zweiten Röntgentomografie rotiert, um ein berechnetes Tomografiebild eines interessierenden Gebiets des Objekts (O) als ein zweites Röntgenschnittbild zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, dass das Röntgen-Computertomografie-Gerät (20) Folgendes aufweist: eine Objekthalteeinrichtung (4); eine Objektbewegungseinrichtung (5) zum Bewegen der Objekthalteeinrichtung (4) und/oder eine Rotationszentrum-Bewegungseinrichtung (7) zum Bewegen eines Röntgenstrahl-Rotationszentrums der Röntgenstrahleinrichtung; eine Anzeigeauswähleinrichtung (12), auf der das erste Röntgenschnittbild anzeigbar ist, und zum Auswählen des interessierenden Gebiets der zweiten Röntgentomografie mithilfe des auf der Anzeigeauswähleinrichtung (12) angezeigten ersten Röntgenschnittbilds; einer Rotationszentrumspositions-Berechnungseinrichtung (9b) zum Berechnen von Bewegungsdaten für die Objektbewegungseinrichtung (5) zum Bewegen der Objekthalteeinrichtung (4) oder für die Rotationszentrum-Bewegungseinrichtung (7) zum Bewegen der Röntgenstrahleinrichtung derart, dass das Röntgenstrahl-Rotationszentrum dem interessierenden Bereich entspricht, der durch die Anzeigeauswähleinrichtung (12) ausgewählt wurde; wobei die Bewegung der Objekthalteeinrichtung (4) und/oder der Röntgenstrahleinrichtung von den Bewegungsdaten abhängig ist, und danach die Röntgenstrahleinrichtung rotiert, um die zweite Röntgentomografie auszuführen; eine Schnittbild-Kopplungseinrichtung (13) zum Koppeln des ersten Röntgenschnittbilds und des zweiten Röntgenschnittbilds entsprechend dem Bildaufnahmebereich des ersten Röntgenschnittbilds; eine Bildaufzeichnungseinrichtung (14) zum Speichern des ersten Röntgenschnittbilds und des diesem entsprechenden zweiten Röntgenschnittbilds zusammen mit einer Positionsinformation des Bildaufnahmebereichs; und eine Entsprechendes-Bild-Aufrufeinrichtung zum Aufrufen des gekoppelten entsprechenden Röntgenschnittbilds, wenn hinsichtlich des ersten Röntgenschnittbilds und des zweiten Röntgenschnittbilds, wie sie in der Bildaufzeichnungseinrichtung (14) abgespeichert sind, mindestens eines ausgelesen und auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt wird.
Röntgen-Computertomografie-Gerät (20) nach Anspruch 1, wobei die erste Röntgentomografie eine dentale Panorama-Tomografie und das erste Röntgenschnittbild ein dentales Panorama-Röntgenbild ist.
Röntgen-Computertomografie-Gerät (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Röntgentomografie mit einem Strahlen eines kegelförmigen Röntgenstrahls ausgeführt wird.
Röntgen-Computertomografie-Gerät (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Positionsführungsindex, ein Gebietsführungsindex und/oder eine Positioniereinrichtung zum Auswählen des interessierenden Gebiets, womit ein Auswahlvorgang eingebbar ist, auf dem ersten Röntgenschnittbild anzeigbar ist, das auf der Anzeigeauswähleinrichtung (12) angezeigt wird.
Röntgen-Computertomografie-Gerät (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Röntgentomografie auf eine der folgende Weisen ausgeführt wird: 1) indem die Objekthalteeinrichtung (4) von der Objektbewegungseinrichtung (5) während einer Röntgenbestrahlung bewegt wird, wobei das Röntgenstrahlungszentrum fixiert bleibt, 2) indem das Röntgenstrahlungszentrum von der Rotationszentrum-Bewegungseinrichtung (7) während einer Röntgenbestrahlung bewegt wird, wobei die Objekthalteeinrichtung (4) fixiert bleibt, 3) indem das Röntgenstrahlungszentrum während einer Röntgenbestrahlung fixiert bleibt, während eine in einem kegelförmigen Röntgenstrahl enthaltene Komponente zur Erzeugung eines Panorama-Röntgenbilds bestrahlt wird.