JP2008188378A - X-ray tomographic equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve problems that both of arm rotary motion and rectilinear motion are taken place during X-ray irradiation, the rotary angle of the arm does not become a swing angle of a tomographic face and it is difficult to acquire a thin section-thickness tomographic image compared with the original tomographic image; and a TDI (Tissue Doppler Imaging) method is adopted, charges are transferred in the arm advancing direction and image signals are averaged to cause the lowering of the S/N ratio. <P>SOLUTION: This X-ray tomographic equipment is provided with an arm rotation section for rotating the arm by a prescribed angle using an irradiation object as a rotation center while irradiating X rays from an X-ray irradiation section, while the arm is rotated by the arm rotation part, charges are accumulated in respective pixels of an X-ray sensor according to the intensity of the X ray received by passing through the irradiation object, and after finishing the rotation, the accumulated charges are sequentially outputted as electric signals. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、照射対象の断層面を、X線センサを用いて撮影するX線断層撮影装置に関するものであり、特に歯科用のX線断層撮影装置に関するものである。   The present invention relates to an X-ray tomography apparatus for imaging a tomographic plane to be irradiated using an X-ray sensor, and more particularly to a dental X-ray tomography apparatus.

近年、X線を用いて、外部からは肉眼で見ることのできない内部構造を見るために、従来のフィルムを用いた方法から、CCDなど、X線から変換された光を電荷に変えるデバイスを用いた方法に変わりつつある。特に歯科診断用途においてはその発展は著しく、口腔内用の小さなデバイスから、パノラマ撮影、セファロ撮影まで幅広くフィルムに置き換わってきている。さらにはCT撮影へと発展を続け、従来のフィルムでは不可能であった技術が実現しつつあり、新たな有用な診断技術が広まりつつある。   In recent years, in order to see the internal structure that cannot be seen with the naked eye from the outside using X-rays, devices that convert light converted from X-rays into electric charges, such as CCDs, have been used from conventional methods using film. The method was changing. Particularly in the field of dental diagnosis, the development has been remarkable, and films have been widely replaced from small devices for oral cavity to panoramic photography and cephalo photography. Furthermore, the development of CT imaging continues, technologies that were impossible with conventional films are being realized, and new and useful diagnostic technologies are spreading.

そのような情勢の中、高齢になってもできるだけ豊かに過ごしたいという社会的風潮から、入れ歯ではなく、できるだけ自分の歯に近い感覚で食物を噛みたいという要望が強くなってきており、それに最も適したインプラント処置が一般の歯科医でも広く行われるようになってきている。そのためにはどの部位にインプラントを施すべきかを精確に見極めることが必要であることから、極めて精度の高い鮮明な断層画像が要求される。   Under such circumstances, the desire to chew food with a sense that is as close to your teeth as possible, rather than dentures, has become stronger due to the social trend of spending as much as possible even as you become older. Suitable implant procedures are becoming widely practiced by ordinary dentists. For that purpose, it is necessary to accurately determine which part should be subjected to the implant, and therefore, a highly accurate and clear tomographic image is required.

通常の歯科用パノラマ装置における撮影画像は、奥行き方向の厚みすなわち断層厚は、全体を撮影する必要性があることからかなりの厚みを持っており、しかも撮影した部位によって断層厚はまちまちである。それに対してインプラント処置においては断層厚1mm程度の極めて薄い厚さでの断層撮影画像を必要としており、通常のパノラマ撮影方法とは異なる、特殊な撮影方法が必要である。   A photographed image in a normal dental panoramic apparatus has a considerable thickness because the thickness in the depth direction, that is, the tomographic thickness, needs to be photographed as a whole, and the tomographic thickness varies depending on the part to be photographed. In contrast, the implant procedure requires a tomographic image with a very thin thickness of about 1 mm, and requires a special imaging method that is different from a normal panoramic imaging method.

この撮影方法は従来よりフィルム撮影でも広く行われており、照射対象を挟んで常に対向するように照射装置とフィルムを配した回転アームを、照射対象を回転中心として回転させながらX線撮影することで断層画像が得られる。この時、振角と呼ばれる回転アームの回転角を大きくすることで、断層厚の薄い画像を得ることができる。   This method of photography has been widely used in film photography, and X-ray photography is performed while rotating an irradiation device and a rotating arm with the film positioned so as to always face each other across the irradiation target. A tomographic image can be obtained. At this time, an image with a thin tomographic thickness can be obtained by increasing the rotation angle of the rotary arm called the swing angle.

このような撮影方法により、フィルムをセンサに置き換えることでデジタルでのX線断層撮影化する技術が特許文献1などですでに示されている。   A technique for digital X-ray tomography by replacing a film with a sensor by such an imaging method has already been disclosed in Patent Document 1 and the like.

なお近年ではCT装置の発展も盛んであり、CT装置を用いることで極めて容易に所望の断層画像を得ることができる。CTによる撮影画像であれば一度でかなり多くの情報が得られるため診断が容易であり、撮影ミスなどの恐れも少ない。   In recent years, the development of CT apparatuses is also active, and a desired tomographic image can be obtained very easily by using the CT apparatus. If the image is obtained by CT, a considerable amount of information can be obtained at one time, so diagnosis is easy and there is little risk of imaging errors.

しかしながらこのCTは撮影装置がかなり大型であり、設置面積を多く取ること、前述のCCDなどのX線センサのデバイスもかなり大面積のものを要求されるために装置費用が極め高いことなどから、一般に普及するにはまだまだ時間を要する。そこで、前述したように、現在のところ、現在世界中に普及しつつあるパノラマ撮影用のデバイスを用いて断層撮影を試みる方法が実施されている。このデバイスはCT用大面積のフラットパネルディテクタのような高価なデバイスに比べれば、縦長のセンサであるのでかなり安くできる。   However, this CT has a very large imaging device, requires a large installation area, and the above-mentioned X-ray sensor device such as a CCD is also required to have a fairly large area, so the cost of the device is extremely high. It still takes time to disseminate in general. Therefore, as described above, at present, a method of attempting tomography using a panoramic imaging device that is currently spreading all over the world is being implemented. Compared with an expensive device such as a large-area flat panel detector for CT, this device can be considerably cheap because it is a vertically long sensor.

その撮影方法の一例について図9および図10を用いて説明する。   An example of the photographing method will be described with reference to FIGS.

図9は、従来のX線断層撮影法におけるアームの動きを示す図を示し、図10は従来のX線断層撮影法におけるアームの動き、X線センサの駆動信号およびX線照射のタイミングを示す。なおX線センサのデバイスの詳細な動作については本発明の実施の形態と同じであるので詳細は後述し、ここではアームとX線センサの動きの概略について簡単に説明する。   FIG. 9 is a diagram showing arm movement in the conventional X-ray tomography, and FIG. 10 shows arm movement, X-ray sensor drive signal, and X-ray irradiation timing in the conventional X-ray tomography. . Since the detailed operation of the device of the X-ray sensor is the same as that of the embodiment of the present invention, the details will be described later. Here, the outline of the movement of the arm and the X-ray sensor will be briefly described.

図9において、照射対象109は、図9に示すように横長でありこの矩形部分が撮影画像として得たい断層面である。X線照射部110は、具体的には図は省略するがX線管の照射源である。またX線センサ111は、X線の強度に反応して電気信号を発する複数の画素が格子状に配されている。そしてX線照射部110とX線センサ111は図示しないアームによって照射対象109を挟んで常に対向する位置に配されている。   In FIG. 9, an irradiation target 109 is horizontally long as shown in FIG. 9, and this rectangular portion is a tomographic plane to be obtained as a captured image. The X-ray irradiation unit 110 is an X-ray tube irradiation source, although not specifically illustrated. In the X-ray sensor 111, a plurality of pixels that emit an electric signal in response to the intensity of X-rays are arranged in a grid pattern. The X-ray irradiation unit 110 and the X-ray sensor 111 are arranged at positions that always face each other with the irradiation target 109 sandwiched between arms (not shown).

従来例においては、照射対象109の断層部の始点109aから終点位置109bに至るまでの間に、アームにより所定の角度だけ一方向に回転させる。   In the conventional example, the arm is rotated in one direction by a predetermined angle from the start point 109a to the end point position 109b of the tomographic portion of the irradiation target 109.

同時にアームは前述の回転の回転中心が常に撮影対象の断層面の位置になるように軌跡を保ちながら直線運動を行う。このとき、X線照射部110からはX線が連続照射され、X線センサ111ではアームの直線運動に合わせた速度で、電荷蓄積、電荷排出、電荷転送を高速で繰り返す。これによりセンサを動かしながら狙いとする対象部だけを撮影できるいわゆるTDI法によって所望の断層画像を得ることができる。   At the same time, the arm performs a linear motion while maintaining the locus so that the rotation center of the rotation is always at the position of the tomographic plane to be imaged. At this time, X-rays are continuously emitted from the X-ray irradiation unit 110, and the X-ray sensor 111 repeats charge accumulation, charge discharge, and charge transfer at a high speed at a speed according to the linear movement of the arm. As a result, a desired tomographic image can be obtained by a so-called TDI method in which only the target target portion can be photographed while moving the sensor.

これについてもう図10を用いてもう少し詳細に触れる。図10は従来のX線断層撮影法におけるアームの動き、X線センサの駆動信号およびX線照射のタイミングを示す図である。   This will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram showing arm movement, X-ray sensor drive signal, and X-ray irradiation timing in the conventional X-ray tomography.

この図で示すように、アーム直進、アーム回転、X線照射は同じタイミングで始まり、連続して実施される。そしてその間、TDI法によって電荷蓄積と電荷排出を高速で繰り返し、排出された電荷を画像信号として順次転送することによって所望の断層部だけがくっきりと見える断層画像が得られる。
特開平10−211200号公報
As shown in this figure, the straight arm movement, the arm rotation, and the X-ray irradiation start at the same timing and are continuously performed. In the meantime, charge accumulation and charge discharge are repeated at a high speed by the TDI method, and the discharged charges are sequentially transferred as an image signal, whereby a tomographic image in which only a desired tomographic portion can be clearly seen is obtained.
JP-A-10-2111200

しかし、上記した従来のX線断層撮影装置では、X線照射中にアームの回転運動と直線運動の両方が入るため、長い照射対象に対して、照射対象の中で、照射範囲が徐々に移動しながら回転することになり、このアームの回転角がそのまま断層面の振角とはならず、本来の断層画像に比べて薄い断層厚の断層画像が得にくいこと、TDI法を取っているためアーム進行方向の電荷足しこみがあるため画像信号が平均化されS/Nが落ちること、などの課題があった。   However, in the conventional X-ray tomography apparatus described above, since both the rotational motion and linear motion of the arm enter during X-ray irradiation, the irradiation range gradually moves in the irradiation target with respect to the long irradiation target. Since the rotation angle of this arm does not directly become the swing angle of the tomographic plane, it is difficult to obtain a tomographic image with a thin tomographic thickness compared to the original tomographic image, and because the TDI method is used. There is a problem that the image signal is averaged and the S / N is lowered due to the charge addition in the arm traveling direction.

上記した課題を解決するために本発明におけるX線断層撮影装置は、X線強度に応じて複数の画素ごとに電荷を蓄積し電気信号にして順次出力するX線センサと、前記X線センサへの駆動信号を制御して電荷を蓄積し出力するセンサ制御回路と、前記X線センサからの電気信号を順次デジタル化し、かつ配列し直し画像再生する画像再生部と、照射対象を挟んで前記X線センサと対向する位置に配されたX線照射部と、前記X線センサと前記X線照射部とを保持するアームと、前記照射対象の断層面をX線撮影するために前記照射対象の所定の範囲を中心にして前記X線照射部からX線を照射させながら前記アームを所定角度回転させるアーム回転部とを備え、前記センサ制御回路は、前記アームが回転中は前記X線センサの各画素に電荷を蓄積し、回転終了後蓄積した電荷を電気信号にして順次出力する。   In order to solve the above-described problem, an X-ray tomography apparatus according to the present invention stores an electric charge for each of a plurality of pixels in accordance with the X-ray intensity and sequentially outputs the electric signal as an electric signal, and to the X-ray sensor. A sensor control circuit for storing and outputting electric charges by controlling the drive signals of the X-rays, an image reproducing unit for sequentially digitizing and re-arranging electric signals from the X-ray sensor, and reconstructing the images, and the X to sandwich the irradiation target An X-ray irradiation unit disposed at a position facing the line sensor, an arm that holds the X-ray sensor and the X-ray irradiation unit, and an X-ray image of the irradiation target for X-ray imaging of the tomographic plane of the irradiation target An arm rotating unit that rotates the arm by a predetermined angle while irradiating the X-ray from the X-ray irradiating unit around a predetermined range, and the sensor control circuit is configured to rotate the arm while the arm is rotating. Charge each pixel And the product, and sequentially outputs the rotation after completion of stored charge in the electric signal.

この構成により、照射対象の所定の範囲を中心にしてX線照射部からX線を照射させながらアームを所定角度回転させることができ、所定の範囲に対する振角を大きくすることができ、より鮮明で断層厚の薄い画像を得ることができる。   With this configuration, the arm can be rotated by a predetermined angle while irradiating the X-ray from the X-ray irradiator around the predetermined range of the irradiation target, and the swing angle with respect to the predetermined range can be increased, resulting in a clearer image. With this, an image with a thin tomographic thickness can be obtained.

以上のように、本発明におけるX線断層撮影装置は、アーム回転中は、X線センサの各画素に、X線の強度に応じて発生する電荷を蓄積し、回転終了後蓄積した電荷を電気信号にして順次出力して断層撮影画像を作成し、撮影したい断層部のみが画像がくっきり現れた、より鮮明で断層厚の薄い画像を得ることができる。   As described above, the X-ray tomography apparatus according to the present invention accumulates charges generated according to the intensity of X-rays in each pixel of the X-ray sensor during arm rotation, and electrically charges the accumulated charges after the end of rotation. A tomographic image is generated by sequentially outputting as a signal to create a tomographic image, and a clearer and thinner tomographic image in which only the tomographic portion desired to be imaged appears clearly can be obtained.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図1から図8を用いて説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は本発明のX線断層撮影装置1における装置全体を示すブロック図を示し、照射対象9に対して、X線照射部10から照射されたX線2がX線センサ5に入射される。アーム11は、X線照射部10に対してX線センサ5とX線照射部10とを対向した状態で支持している。   FIG. 1 is a block diagram showing the entire apparatus in the X-ray tomography apparatus 1 of the present invention. X-rays 2 irradiated from an X-ray irradiation unit 10 are incident on an X-ray sensor 5 with respect to an irradiation object 9. . The arm 11 supports the X-ray sensor 5 and the X-ray irradiation unit 10 in a state of facing the X-ray irradiation unit 10.

アーム11はセンサー制御回路7からの駆動信号6により、アーム回転部12aで回転され、アーム直線移動部12bで直線移動する構成である。X線センサ5内の複数の画素1で、X線2は電気信号に変換・蓄積され、画像信号として画像接合部13に伝達され、画像に再生される。   The arm 11 is configured to be rotated by the arm rotating unit 12a and linearly moved by the arm linear moving unit 12b in response to the drive signal 6 from the sensor control circuit 7. In a plurality of pixels 1 in the X-ray sensor 5, the X-ray 2 is converted and stored as an electrical signal, transmitted as an image signal to the image joining unit 13, and reproduced as an image.

また図2は、図1中のX線センサ5を示す図であり、図3はX線センサ5の内部の動作を示す模式図である。   2 is a diagram showing the X-ray sensor 5 in FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic diagram showing the internal operation of the X-ray sensor 5. As shown in FIG.

図2に示すようにX線センサ5には画素1が格子状に配置している。また図3に示すように、X線2は、X線2を可視光に変換するシンチレータ15を介して、電荷3として蓄積され、蓄積された電荷が排出されセンサ内で順次電荷が転送されることにより電気信号4が発生する。   As shown in FIG. 2, the X-ray sensor 5 has pixels 1 arranged in a grid pattern. Further, as shown in FIG. 3, the X-ray 2 is accumulated as a charge 3 through a scintillator 15 that converts the X-ray 2 into visible light, and the accumulated charge is discharged and the charge is sequentially transferred in the sensor. As a result, the electric signal 4 is generated.

まずX線センサ5の動作について図2および図3を用いて説明する。図2に示すようにX線センサ5には複数の画素1が格子状に配列されている。   First, the operation of the X-ray sensor 5 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the X-ray sensor 5 has a plurality of pixels 1 arranged in a grid.

そして図3に示すようにX線2が入射するとその強度に応じてシンチレータ15がX線2を可視光に変換して可視光を発する。そしてX線センサ5が有する光量に応じて電荷を発生する特性により、電荷3が蓄積される。   As shown in FIG. 3, when the X-ray 2 is incident, the scintillator 15 converts the X-ray 2 into visible light and emits visible light according to its intensity. Then, the charge 3 is accumulated due to the characteristic of generating charge according to the amount of light that the X-ray sensor 5 has.

さらに各画素1に蓄積された電荷3は電気信号4としてまず水平方向に順次転送され、端まで到達した信号は今度は垂直方向に順次転送される。そして、X線センサ5の最終出力端から画像信号としてセンサ外部へ出力される。   Further, the electric charges 3 accumulated in each pixel 1 are sequentially transferred in the horizontal direction as an electric signal 4, and the signals reaching the end are sequentially transferred in the vertical direction. Then, the image signal is output from the final output terminal of the X-ray sensor 5 to the outside of the sensor.

なおシンチレータ15の材質はCSIなどが一般的であるが、これに固執するわけではなく、他のものであっても良い。また、本実施の形態ではX線センサ5は可視光に変換するシンチレータ15と光量に応じて電荷3を発生するCCDデバイスを例にしているが、X線2の強度に応じてそのまま電荷量に変換する特性を持つCdTeを用いたセンサであってもよい。さらにはシンチレータ15は、シート状であっても、画素1ごとに分離した状態で配されたものでも良い。   Note that the material of the scintillator 15 is generally CSI or the like, but this is not necessarily fixed, and other materials may be used. In the present embodiment, the X-ray sensor 5 is exemplified by a scintillator 15 that converts visible light and a CCD device that generates charges 3 according to the amount of light. A sensor using CdTe having characteristics to convert may be used. Furthermore, the scintillator 15 may be in the form of a sheet or may be arranged in a state of being separated for each pixel 1.

この時X線センサ5は、センサ制御回路7から送られる駆動信号6により電荷3蓄積、排出、転送などの動作が制御される。ここで重要な点として、センサ制御回路7は、回転終了後蓄積した電荷3を電気信号にして順次出力する点にあり、本実施の形態では、隣接する画素1から転送される電荷3を自分の画素データと足し合わせる従来のTDI法と異なり、各画素1の電荷3を独立して順次送り出すことにある。すなわち、X線センサの各画素1のデータを個々の独立したものとして各画素1で電荷3を蓄積している点が従来と大きく異なる。   At this time, the X-ray sensor 5 is controlled by the drive signal 6 sent from the sensor control circuit 7 for operations such as charge 3 accumulation, discharge and transfer. The important point here is that the sensor control circuit 7 sequentially outputs the electric charge 3 accumulated after the rotation as an electric signal. In the present embodiment, the electric charge 3 transferred from the adjacent pixel 1 is supplied by itself. Unlike the conventional TDI method of adding together with the pixel data, the charge 3 of each pixel 1 is independently and sequentially sent out. That is, the point that the data 3 of each pixel 1 of the X-ray sensor is individually independent and the charge 3 is accumulated in each pixel 1 is greatly different from the conventional one.

次に図1を用いてこのX線センサ5を用いた装置全体について説明する。   Next, the entire apparatus using the X-ray sensor 5 will be described with reference to FIG.

前述したように、センサ制御回路7は、撮影が開始されると、X線センサ5に駆動信号6を送信し、X線センサ5の制御を行う。   As described above, when imaging is started, the sensor control circuit 7 transmits the drive signal 6 to the X-ray sensor 5 to control the X-ray sensor 5.

またX線照射部10は、X線センサ5と照射対象2を挟んで対向する位置に配され、アーム11がX線センサ5とX線照射部10との相対的位置を維持するように両者を保持している。   Further, the X-ray irradiation unit 10 is arranged at a position facing the X-ray sensor 5 with the irradiation object 2 interposed therebetween, and both the arm 11 maintains the relative position between the X-ray sensor 5 and the X-ray irradiation unit 10. Holding.

さらに、アーム回転部12aは、照射対象9の所定範囲を回転中心としてアーム11を所定角度だけ回転させる機能を有する。すなわち、アーム回転部12aは、撮影開始と同時に、予め決められたタイミング、回転速度、回転角でアーム11の回転を行う。   Further, the arm rotating unit 12a has a function of rotating the arm 11 by a predetermined angle with a predetermined range of the irradiation target 9 as a rotation center. That is, the arm rotation unit 12a rotates the arm 11 at a predetermined timing, rotation speed, and rotation angle simultaneously with the start of photographing.

またアーム直線移動部12bは、アーム11の回転が完了したら照射対象9の断層面に平行して所定の距離だけアーム11を直線移動させる機能を有している。アーム直線移動部12bも、予め決められたタイミング、移動量でアーム11の直線移動を行う。   The arm linear movement unit 12b has a function of linearly moving the arm 11 by a predetermined distance in parallel with the tomographic plane of the irradiation target 9 when the rotation of the arm 11 is completed. The arm linear movement unit 12b also performs linear movement of the arm 11 at a predetermined timing and movement amount.

そして、画像再生部8は、撮影開始後X線センサ5から送り出される画像信号14を順次デジタル化して格子状に再配列して画像再生する機能を有している。すなわち画像再生部8は、アナログ信号であるX線センサ1の各画素のX線強度示す画像信号14を、内蔵するA/Dコンバータ(図示せず)にてデジタル化し、さらにデジタル化した画像データをメモリ(図示せず)に保存し、予め決められた配列規則に従って画像再生できるようにしている。   The image reproducing unit 8 has a function of sequentially digitizing the image signals 14 sent out from the X-ray sensor 5 after the start of imaging and rearranging them in a grid pattern to reproduce the images. That is, the image reproducing unit 8 digitizes the image signal 14 indicating the X-ray intensity of each pixel of the X-ray sensor 1 which is an analog signal by a built-in A / D converter (not shown), and further digitized image data. Are stored in a memory (not shown) so that images can be reproduced in accordance with a predetermined arrangement rule.

また画像再生部8内に配された画像接合部13は、画像再生部8で再生された画像データをつなぎ合わせる機能を有する。すなわち画像再生部8は、アーム回転12aによるアーム11の回転と直線移動部12bによるアーム11の直線移動の繰り返し動作中に、アームの回転中に得られた個々の画像データをつなぎ合わせる機能を有する。   The image joining unit 13 arranged in the image reproduction unit 8 has a function of connecting the image data reproduced by the image reproduction unit 8. That is, the image reproducing unit 8 has a function of connecting individual image data obtained during the rotation of the arm during the repeated operation of the rotation of the arm 11 by the arm rotation 12a and the linear movement of the arm 11 by the linear movement unit 12b. .

以上のような本実施の形態のX線断層撮影装置において、断層撮影を実施する時の動作について図4および図5を用いて説明する。   In the X-ray tomography apparatus of the present embodiment as described above, the operation when tomography is performed will be described with reference to FIGS.

図4は本発明の実施の形態1におけるアームの動きを示す図であり、照射対象の断層面9を示している。   FIG. 4 is a diagram showing the movement of the arm in the first embodiment of the present invention, and shows the tomographic plane 9 to be irradiated.

X線センサ5とX線照射部10はアーム11によって保持され、まず照射対象9の中のねらいとする所定範囲の断層面(長さ:L2)を回転中心として回転し、その後、回転終了後直線移動する。そして、アーム11の直線移動は停止し、回転中にのみX線照射され、この間X線センサ5では電荷蓄積され、回転終了後にX線センサ5は電荷の排出が行われ、続いて、電荷転送されて画像データが構築される。   The X-ray sensor 5 and the X-ray irradiator 10 are held by an arm 11, and first rotate around a tomographic plane (length: L2) within a predetermined range within the irradiation object 9, and then after the end of rotation. Move straight. Then, the linear movement of the arm 11 is stopped, and X-ray irradiation is performed only during the rotation. During this time, the X-ray sensor 5 accumulates charges. After the rotation is completed, the X-ray sensor 5 discharges the charges. Thus, image data is constructed.

これをタイミングチャートを用いて説明する。図5は本発明の実施の形態1におけるアーム11の動き、X線センサの駆動信号6およびX線照射のタイミングを示す。図5において、上述したように、X線断層撮影が開始されると先ずアーム回転とX線照射が開始される。この間、X線センサ5では各画素1においてX線強度に応じた電荷3の蓄積が行われる。   This will be described using a timing chart. FIG. 5 shows the movement of the arm 11, the drive signal 6 of the X-ray sensor, and the timing of X-ray irradiation in the first embodiment of the present invention. In FIG. 5, as described above, when X-ray tomography is started, arm rotation and X-ray irradiation are first started. During this time, in the X-ray sensor 5, charges 3 are accumulated in each pixel 1 according to the X-ray intensity.

そして、アーム11が所定の回転角(振角)だけ回転すると、アーム回転とX線照射が停止する。   Then, when the arm 11 rotates by a predetermined rotation angle (vibration angle), the arm rotation and the X-ray irradiation are stopped.

続いてアームが照射対象の所望の断層面(長さ:L2)に平行してX線センサ5の横幅(長さ:L1)またはそれ以下の長さだけ直進移動する。この移動量は、後々の画像つなぎあわせに必要であるので予め数値を固定しておく。またその間X線センサ5では各画素1においてアーム11回転中に蓄積された電荷3を排出し、続いて画像信号として電荷転送を行う。そして全画素分の画像信号14が、図1で示すように、画像再生部8に送られる。この動作を予め決められた回数分実施する。   Subsequently, the arm moves straight in parallel with the desired tomographic plane (length: L2) to be irradiated by the lateral width (length: L1) of the X-ray sensor 5 or less. Since this movement amount is necessary for subsequent image stitching, a numerical value is fixed in advance. In the meantime, the X-ray sensor 5 discharges the charge 3 accumulated during the rotation of the arm 11 in each pixel 1 and subsequently transfers the charge as an image signal. Then, the image signals 14 for all the pixels are sent to the image reproducing unit 8 as shown in FIG. This operation is performed a predetermined number of times.

このように、X線照射部からX線を照射させながらアームを照射対象の所定の範囲を中心にしている所定角度回転させることができ、その断層面の一定の厚さ部分(撮影したい断層部)に関する画像のみが、くっきり現れ、同時に透過して入射される他の周辺部分は、常に対象が変わるのでいわゆるボケ画像になる。そして、所定の範囲に対する振角を大きくするほど、薄い断層撮影画像が得られる。   In this way, the arm can be rotated by a predetermined angle centered on a predetermined range of the irradiation target while irradiating the X-ray from the X-ray irradiation unit, and a certain thickness portion of the tomographic plane (the tomographic portion to be photographed) Only the image relating to) appears clearly, and other peripheral parts that are transmitted through and incident at the same time are so-called blurred images because the object always changes. As the swing angle with respect to the predetermined range is increased, a thinner tomographic image is obtained.

つまり、アーム回転中は、X線センサの各画素に、X線の強度に応じて発生する電荷を蓄積し、回転終了後蓄積した電荷を電気信号にして順次出力して断層撮影画像を作成し、撮影したい断層部のみが画像がくっきり現れた、より鮮明で断層厚の薄い画像を得ることができる。   In other words, while the arm is rotating, the charge generated according to the intensity of the X-ray is accumulated in each pixel of the X-ray sensor, and the accumulated charge is sequentially output as an electrical signal after the rotation is completed to create a tomographic image. Thus, it is possible to obtain a clearer and thinner tomographic image in which only the tomographic part to be photographed appears clearly.

ここで実際の撮影例を用いて説明する。図6は照射対象である人体の歯のモデルを示す図であり、図6中照射対象9aで示す実線が断層撮影画像として所望する断層面である。図7は本実施の形態の装置で得られるX線断層撮影画像のモデルであり、図6の断層撮影画像を横方向から示示したものに相当する。   Here, description will be given using an actual photographing example. FIG. 6 is a diagram showing a model of a human tooth that is an irradiation target, and the solid line indicated by the irradiation target 9a in FIG. 6 is a tomographic plane desired as a tomographic image. FIG. 7 is a model of an X-ray tomographic image obtained by the apparatus according to the present embodiment, and corresponds to the tomographic image of FIG. 6 shown from the lateral direction.

アーム11の1回転中に得られる画像データで再生される画像は図8上側の各短冊状に示される画像のうちの1枚のような画像となる。そしてアーム11の回転と直進を複数回繰り返すと、図8上側のような短冊状の画像が繰り返した回数分だけ得られる。画像再生部8ではこれらの画像データをメモリに保存する。   The image reproduced with the image data obtained during one rotation of the arm 11 is an image like one of the images shown in the strips on the upper side of FIG. Then, when the rotation and straight movement of the arm 11 are repeated a plurality of times, strip-like images as shown in the upper side of FIG. The image reproducing unit 8 stores these image data in a memory.

さらにこれらの短冊状の画像データを、画像接合部13において、予め固定して決めていたアームの直線移動量を考慮して、つなぎ合わせ、所望の長さ分だけの断層画像データを再生する。   Further, these strip-shaped image data are joined together in the image joining portion 13 in consideration of the linear movement amount of the arm fixed and determined in advance, and tomographic image data corresponding to a desired length is reproduced.

このような画像処理により、図8下側のような歯及び歯茎の所望の幅の断層撮影画像が得られる。   By such image processing, a tomographic image having a desired width of the teeth and gums as shown in the lower side of FIG. 8 is obtained.

本発明のX線断層撮影装置は、薄い断層厚の鮮明な断層画像を得ることができるので歯科治療、特にインプラント手術などを実施するための診断用として極めて有用である。   Since the X-ray tomography apparatus of the present invention can obtain a clear tomographic image having a thin tomographic thickness, it is very useful for diagnosis for performing dental treatment, particularly implant surgery.

本発明のX線断層撮影装置の装置全体を示すブロック図The block diagram which shows the whole apparatus of the X-ray tomography apparatus of this invention 本発明のX線断層撮影装置のX線センサを示す図The figure which shows the X-ray sensor of the X-ray tomography apparatus of this invention 本発明のX線断層撮影装置のX線センサの内部の動作を示す模式図The schematic diagram which shows operation | movement inside the X-ray sensor of the X-ray tomography apparatus of this invention. 本発明のX線断層撮影装置のアームの動きを示す図The figure which shows the motion of the arm of the X-ray tomography apparatus of this invention 本発明のX線断層撮影装置のアームの動き、X線センサの駆動信号およびX線照射のタイミングを示す図The figure which shows the motion of the arm of the X-ray tomography apparatus of this invention, the drive signal of an X-ray sensor, and the timing of X-ray irradiation. 本発明のX線断層撮影装置の照射対象の一例を示す図The figure which shows an example of the irradiation object of the X-ray tomography apparatus of this invention 本発明のX線断層撮影装置の照射対象のX線断層撮影図X-ray tomographic image of irradiation object of X-ray tomography apparatus of the present invention 本発明のX線断層撮影装置の画像接合を示す図The figure which shows the image joining of the X-ray tomography apparatus of this invention 従来のX線断層撮影法におけるX線断層撮影装置のアームの動きを示す図The figure which shows the motion of the arm of the X-ray tomography apparatus in the conventional X-ray tomography method 従来のX線断層撮影法におけるX線断層撮影装置のアームの動き、X線センサの駆動信号およびX線照射のタイミングを示す図The figure which shows the movement of the arm of the X-ray tomography apparatus in the conventional X-ray tomography, the drive signal of an X-ray sensor, and the timing of X-ray irradiation

符号の説明Explanation of symbols

1 X線断層撮影装置
2 X線
3 電荷
4 電気信号
5 X線センサ
5a 画素
6 駆動信号
7 センサ制御回路
8 画像再生部
9,9a 照射対象
10 X線照射部
11 アーム
12a アーム回転部
12b アーム移動部
13 画像接合部
14 画像信号
15 シンチレータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray tomography apparatus 2 X-ray 3 Electric charge 4 Electric signal 5 X-ray sensor 5a Pixel 6 Drive signal 7 Sensor control circuit 8 Image reproduction part 9, 9a Irradiation object 10 X-ray irradiation part 11 Arm 12a Arm rotation part 12b Arm movement Section 13 Image joint section 14 Image signal 15 Scintillator

Claims (3)

X線強度に応じて複数の画素ごとに電荷を蓄積し電気信号にして順次出力するX線センサと、
前記X線センサへの駆動信号を制御して電荷を蓄積し出力するセンサ制御回路と、
前記X線センサからの電気信号を順次デジタル化し、かつ配列し直し画像再生する画像再生部と、
照射対象を挟んで前記X線センサと対向する位置に配されたX線照射部と、
前記X線センサと前記X線照射部とを保持するアームと、
前記照射対象の断層面をX線撮影するために前記照射対象の所定の範囲を中心にして前記X線照射部からX線を照射させながら前記アームを所定角度回転させるアーム回転部とを備え、
前記センサ制御回路は、前記アームが回転中は前記X線センサの各画素に電荷を蓄積し、回転終了後蓄積した電荷を電気信号にして順次出力することを特徴とするX線断層撮影装置。
An X-ray sensor that accumulates electric charge for each of the plurality of pixels according to the X-ray intensity and sequentially outputs the electric signal;
A sensor control circuit for controlling the drive signal to the X-ray sensor to accumulate and output charges;
An image reproduction unit for sequentially digitizing and rearranging the electrical signals from the X-ray sensor and reproducing the image;
An X-ray irradiation unit arranged at a position facing the X-ray sensor across the irradiation target;
An arm for holding the X-ray sensor and the X-ray irradiation unit;
An arm rotating unit that rotates the arm by a predetermined angle while irradiating X-rays from the X-ray irradiation unit around a predetermined range of the irradiation target in order to X-ray the tomographic plane of the irradiation target;
The sensor control circuit accumulates electric charge in each pixel of the X-ray sensor while the arm is rotating, and sequentially outputs the accumulated electric charge as an electric signal after the rotation is completed.
前記X線センサの複数の画素が格子状に配列され、前記画像再生部は前記X線センサからの電気信号を順次デジタル化して格子状に再配列して画像再生することを特徴とする請求項1記載のX線断層撮影装置。 The plurality of pixels of the X-ray sensor are arranged in a grid pattern, and the image reproduction unit sequentially digitizes electrical signals from the X-ray sensor and rearranges the signals in a grid pattern to reproduce an image. The X-ray tomography apparatus according to 1. 前記アームの回転完了に伴い前記アームを前記照射対象の断層面に平行して所定の距離を直線移動させるアーム直線移動部と、
前記回転部による前記アームの回転と前記直線移動部によるアームの直線移動の繰り返しにより前記アームの回転中に取得され前記画像再生部で再生された複数の画像データをつなぎ合わせる画像接合部とを備えたことを特徴とするX線断層撮影装置。
An arm linear movement unit that linearly moves the arm a predetermined distance in parallel with the tomographic plane of the irradiation target with the completion of rotation of the arm;
An image joining unit that joins a plurality of pieces of image data acquired during the rotation of the arm and reproduced by the image reproduction unit by repeating the rotation of the arm by the rotation unit and the linear movement of the arm by the linear movement unit. An X-ray tomography apparatus characterized by that.
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