JP2014512933A - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、Ｘ線（Ｘ−Ｒａｙ）を出射するＸ線発生器と、被検体に対するＸ線映像取得のために前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線発生器およびＸ線検出器が装着されるボディユニットとを含むＸ線撮影機と、前記被検体の外観イメージを取得するために前記Ｘ線撮影機に備えられるスキャナとを含んで構成されるＸ線撮影装置を開示する。本発明によれば、被検体に対するＸ線映像と外観イメージ、例えば頭蓋骨イメージと顔面（顔）イメージを同時に取得可能なため、２つのイメージを整合するためのイメージ補正作業が最小化できる。

Description

本発明は、Ｘ線撮影装置に関するものであって、より詳細には、Ｘ線映像の取得と共に、被検体の外観イメージを取得できるように、Ｘ線撮影機および３次元スキャナを有するＸ線撮影装置に関するものである。

放射線、特に、Ｘ線（Ｘ−ｒａｙ；以下、Ｘ線と略称する）を用いた撮影技術は、今日の医療分野において人体内部の映像を取得するために利用される重要な技術の一つであって、前記Ｘ線を用いた映像撮影装置がＸ線撮影装置である。

Ｘ線を用いた従来のＸ線撮影装置は、人体の内部臓器を撮影したり、歯の構造を撮影したり、頭蓋骨の映像を撮影するなど、人体の一部または全体を撮影するために多様な装置の形態で適用されている。

前述した従来のＸ線撮影装置は、Ｘ線を発生させてこれを被写体に照射するＸ線発生器と、前記Ｘ線発生器から照射された後、光線経路上に位置した前記被写体に投射されたＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器から検出された信号によって被写体の映像を出力する映像出力部とを含んで構成される。

ここで、前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器は、互いに一定距離離隔した位置に配置され、前記Ｘ線発生器は、前記Ｘ線を発生させる構成としてＸ線光源を含んで構成される。
従来のＸ線撮影装置の一例として、歯科で用いられるＸ線撮影装置、すなわちデンタルＣＴ（Ｄｅｎｔａｌ ＣＴ）は、歯の映像および／または頭蓋骨の映像を撮影し、歯列の矯正や顎骨の矯正施術などの歯科的施術のためのＸ線映像を提供する。前述したデンタルＣＴによって撮影された歯の映像が図１Ａに示されており、図１Ｂには頭蓋骨の映像が示されている。

前記Ｘ線映像は、Ｘ線の吸収差によって、顔の皮膚組織は骨組織に比べて相対的に透明な輪郭を形成する。前記Ｘ線撮影装置は、前述した歯科分野だけでなく、美容整形外科分野などの多様な分野で用いられており、特に、歯科分野や美容整形外科分野では、前述したＸ線映像だけでなく、被検体、すなわち歯科矯正や美容整形のための被施術者の外観イメージ、例えば顔面イメージを必要とする。

前述した被検体の外観イメージは、当該部位のＸ線映像と整合され、歯科矯正や美容整形の診断データとして用いられると同時に、被施術者に適した施術計画づくりおよび仮想美容整形や仮想矯正のシミュレーションのために用いられる。

このような被検体の外観イメージをその部分（前記外観イメージに相当する部分）のＸ線映像に整合（Ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）する時、正確に整合されてはじめて診断データとしての精度が高くなるため、本発明者らは、被検体の外観イメージとＸ線映像との整合精度を高めることができ、整合のためにＸ線映像および／または外観イメージの補正作業を最小化することができるＸ線撮影装置を開発するに至った。

本発明は、被検体に対するＸ線映像、例えば、頭蓋骨などの骨格映像と被検体の外観イメージとの整合性を高めることができるスキャナ搭載型Ｘ線撮影装置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、３次元スキャナをＸ線撮影機に装着および付着可能なＸ線撮影装置およびこのための３次元スキャナを提供することである。

上記の目的を解決するために、本発明は、Ｘ線（Ｘ−Ｒａｙ）を出射するＸ線発生器と、被検体に対するＸ線映像取得のために前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線発生器およびＸ線検出器が装着されるボディユニットとを含むＸ線撮影機と、前記被検体の外観イメージを取得するために前記Ｘ線撮影機に備えられるスキャナとを含んで構成されるＸ線撮影装置を提供する。

本発明において、前記スキャナは、前記Ｘ線撮影機に着脱可能に装着されてもよい。
前記スキャナは、前記被検体の外観イメージを撮影するスキャナボディと、前記スキャナボディを前記Ｘ線撮影機に固定するカプラとを含んで構成されてもよい。

ここで、前記カプラは、前記Ｘ線撮影機および前記スキャナボディのうちの少なくともいずれか１つに着脱可能に結合される。
前記ボディユニットは、前記Ｘ線発生器およびＸ線検出器の荷重を支持するベースボディと、前記ベースボディに備えられ、前記Ｘ線発生器およびＸ線検出器が設けられるサポートアーム（Ｓｕｐｐｏｒｔ Ａｒｍ）とを含んで構成される。

ここで、前記スキャナは、前記サポートアームによって支持されてもよい。前記Ｘ線検出器は、前記サポートアームに着脱可能に装着され、前記スキャナは、前記Ｘ線検出器の装着位置に着脱可能に設置可能に構成されてもよい。

これとは異なり、前記ボディユニットは、前記スキャナが装着されるスキャナアーム（Ｓｃａｎｎｅｒ Ａｒｍ）をさらに含んで構成されてもよい。前記スキャナアームは、前記サポートアームに備えられるか、前記ベースボディに備えられる。そして、前記サポートアームは、前記被検体の周囲を回転可能に構成されてもよい。

前記スキャナは、立体イメージ、すなわち３次元イメージを取得する３Ｄスキャナから構成され得、前記Ｘ線撮影機の例としては、デンタルＣＴ（Ｄｅｎｔａｌ ＣＴ）やセファロ映像装置やパノラマ映像装置など、放射線、すなわちＸ線を用いた多様な種類がある。

他の形態として、本発明は、Ｘ線（Ｘ−Ｒａｙ）を出射するＸ線発生器と、被検体に対するＸ線映像取得のために前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線発生器およびＸ線検出器が装着されるボディユニットとを含むＸ線撮影機に着脱可能に装着されるスキャナを提供し、前記スキャナは、前記被検体の外観イメージを撮影するスキャナボディと、前記スキャナモジュールが前記Ｘ線撮影機に搭載されるように、前記Ｘ線撮影機に着脱可能なカプラ（Ｃｏｕｐｌｅｒ）とを含んで構成される。

上述した構成を有する、本発明にかかるＸ線撮影装置およびこのための３次元スキャナによれば、次のような効果がある。
第一、本発明によれば、被検体に対するＸ線映像と外観イメージ、例えば、頭蓋骨イメージと顔面（顔）イメージを同時に取得可能なため、２つのイメージを整合するためのイメージ補正作業が最小化できる。

第二、本発明によれば、被検体、すなわち被施術者が１つの姿勢（ポーズ）で姿勢の変更や席の移動がない状態で同じ姿勢でＸ線映像と外観イメージを取得可能なため、Ｘ線撮影および外観イメージ取得のための被施術者の煩わしさが防止できる。

第三、本発明によれば、Ｘ線撮影機にスキャナが着脱可能に備えられるため、スキャナを分離して別の位置における独立した使用が可能であり、別の他のＸ線撮影機に装着可能なため、使用上の便宜性が大きく向上できる。

第四、本発明によれば、Ｘ線撮影機にスキャナが搭載されているため、Ｘ線映像と外観イメージの択一的取得および同時取得が可能なため、施術者の選択による便利な使用が可能である。

一般的な歯科用Ｘ線撮影装置によって撮影されたＸ線映像の例であって、歯の映像を示した写真である。 一般的な歯科用Ｘ線撮影装置によって撮影されたＸ線映像の例であって、頭蓋骨の映像を示した写真である。 本発明にかかるＸ線撮影装置、すなわちスキャナを有するＸ線撮影装置の一実施形態を示した斜視図である。 本発明にかかるＸ線撮影装置のスキャナの一実施形態を示した斜視図である。 図３に示されたスキャナのカプラを示した側面図である。 本発明にかかるＸ線撮影装置が備えられた映像処理システムの一例を示したブロック図である。 本発明にかかるＸ線撮影装置によって取得された被検体の外観イメージ（顔イメージ）をキャプチャした写真である。 被検体の外観イメージがＸ線映像に整合された整合イメージの一例をキャプチャした写真である。 本発明にかかるＸ線撮影装置の他の実施形態を示した斜視図である。 本発明にかかるＸ線撮影装置のさらに他の実施形態を示した斜視図である。

本発明の特徴および利点は、本発明の実施形態と共に次の添付図面を参照してより詳細に理解できる。
以下、上記の目的を具体的に実現できる本発明の好ましい実施形態を、添付した図面を参照して説明する。本実施形態を説明するにあたり、同一の構成については同一の名称および符号が用いられ、これに伴う付加的な説明および重複する説明は下記で省略される。

まず、図２ないし図４を参照して、本発明にかかるＸ線撮影装置、すなわち３次元スキャナを有するＸ線撮影装置の一実施形態を説明する。
添付した図面のうち、図２は、本発明にかかるＸ線撮影装置の一実施形態を示した斜視図であり、図３は、本発明にかかるＸ線撮影装置のスキャナの一実施形態を示した斜視図であり、図４は、図３に示されたスキャナのカプラを示した側面図である。

図２ないし図４を参照すれば、本発明にかかるＸ線撮影装置の一実施形態は、Ｘ線撮影機１００と、前記Ｘ線撮影機に搭載されるスキャナ（３Ｄ Ｓｃａｎｎｅｒ）２００とを含んで構成される。

前記Ｘ線撮影機１００は、Ｘ線発生器１１０と、Ｘ線検出器１２０と、ボディユニット１３０とを含んで構成されるが、前記Ｘ線検出器１２０は、前記Ｘ線発生器１１０に対向して設けられる。

前記Ｘ線発生器１１０は、Ｘ線映像の撮影のためにＸ−Ｒａｙ（Ｘ線）を出射し、このためにＸ線光源を含んで構成される。そして、前記Ｘ線検出器１２０は、Ｘ線映像取得のために前記Ｘ線を検出するが、より詳細には、被検体を透過したＸ線を検出して人体内部の映像を取得するための構成である。前記Ｘ線発生器１１０および前記Ｘ線検出器１２０の原理および構成そのものは本技術分野で公知であるので、これに関する付加的な説明は省略される。

そして、前記ボディユニット１３０は、前記Ｘ線発生器１１０およびＸ線検出器１２０の荷重を支持するベースボディ１３１およびサポートボディ１３２を含んで構成される。ここで、前記サポートボディ１３２には前記Ｘ線発生器１１０とＸ線検出器１２０が設けられ、前記サポートボディ１３２は、前記ベースボディ１３１によって支持されるように前記ベースボディ１３１に備えられるサポートアーム（Ｓｕｐｐｏｒｔ Ａｒｍ）を含んで構成される。本実施形態において、前記ベースボディ１３１は、上下方向に長く備えられる柱形状を有するが、その形状がこれに限定されるものではない。

より詳細には、前記Ｘ線発生器１１０は、前記サポートボディ１３２、すなわちサポートアームの一側に備えられ、前記Ｘ線検出器１２０は、前記サポートアームの他側に装着され、前記Ｘ線発生器１１０と互いに向き合うようになる。これにより、本実施形態では、前記サポートアーム１３２が前記Ｘ線発生器１１０および前記Ｘ線検出器１２０と共に全体的に「∩」形状をなす。

そして、前記ボディユニット１３０には、被検体、例えば被施術者の頭に対するＸ線映像取得のために人の顔を定位置させる整列部１３０ａが備えられることが好ましく、前記整列部１３０ａに被施術者の顎を載せると、前記Ｘ線発生器１１０とＸ線検出器１２０との間に被施術者の頭が整列される。

前記サポートボディ１３２、すなわち前記サポートアームは、回転可能に構成され得、前記サポートボディ１３２の回転によって前記Ｘ線発生器１１０およびＸ線検出器１２０が被検体の周囲を旋回しながらＸ線映像を撮影することができる。

図示しないものの、前記ベースボディの上部には、前記サポートボディ１３２の回転のための駆動ボックス１３１ａが備えられ、前記駆動ボックス１３１ａの内部には、モータにギヤやベルトなどの回転装置が備えられ、前記回転装置によって前記サポートボディ１３２が回転する。

これにより、前記Ｘ線発生器１１０と前記Ｘ線検出器１２０との間に顔を位置させ、前記Ｘ線発生器１１０および前記Ｘ線検出器１２０と共に「∩」形状をなす前記サポートボディ１３２が前記回転装置によって回転すると、前記Ｘ線発生器１１０と前記Ｘ線検出器１２０とが互いに向き合う状態を維持しつつ、被検体の周囲を旋回しながらＸ線映像を撮影するようになる。

前記Ｘ線撮影機の例としては、デンタルＣＴ（Ｄｅｎｔａｌ ＣＴ）やセファロ映像装置やパノラマ映像装置など、放射線、すなわちＸ線を用いて人体内部の映像を取得する多様な種類の装置がある。

次に、前記スキャナ２００は、被検体の外観イメージを取得する構成であって、前記Ｘ線撮影機１００に備えられるが、前記Ｘ線撮影機１００に着脱可能に搭載されてもよい。
前記スキャナ２００は、前記Ｘ線発生器１１０に備えられてもよく、前記Ｘ線検出器１２０に備えられてもよい。そして、前記スキャナ２００は、前記ボディユニット１３０に備えられるが、より詳細には、前記サポートボディ１３２、すなわちサポートアームに備えられるとよい。もちろん、前記スキャナ２００は、前記ベースボディ１３１に備えられてもよいが、図示しないものの、前記ベースボディに回転可能に備えられるとよい。

図２には、前記スキャナ２００が前記サポートボディ１３２に装着された構造が示されており、前述のように、前記サポートボディ１３２に着脱可能に装着されてもよい。前記スキャナ２００の着脱構造としては、ボルト（Ｂｏｌｔ）を用いた結合構造を例に挙げることができるが、前記スキャナ２００および前記サポートボディ１３２のうちのいずれか１つにボルトが回転自在に備えられ、他の１つに前記ボルトの結合のためのねじホールが備えられる構造がその例として適用可能であり、前記スキャナを前記サポートボディ１３２に着脱できる構造である限り、多様な構造に変更可能である。

そして、前記スキャナ２００としては、立体イメージ、すなわち３次元イメージを取得する３次元スキャナ（３Ｄ Ｓｃａｎｎｅｒ）が適用されてもよく、これにより、被施術者の外観、例えば被施術者の顔面イメージを立体的に取得することができる。

前記Ｘ線撮影機１００がＸ線映像を撮影する時、これと同時に前記スキャナ２００が被検体の外観イメージを取得することもでき、Ｘ線撮影と外観スキャンが順次に行われてもよい。すなわち、本発明によれば、被施術者が１つの姿勢を取った状態でその状態の顔イメージと頭部のＸ線映像を共に得ることができる。

図３および図４を参照すれば、前記スキャナの一実施形態２００ａは、Ｘ線撮影機に着脱可能な構造のスキャナであって、スキャナボディ２１０と、カプラ（Ｃｏｕｐｌｅｒ）２２０とを含んで構成される。前記スキャナボディ２１０は、前記被検体の外観イメージを取得するように内部に撮像素子（図示せず）が備えられ、前記カプラ２２０は、前記スキャナボディ２１０を前記Ｘ線撮影機１００に固定する構成である。

前記スキャナボディ２１０には、前記撮像素子などのように被検体の外観を取得する構成部品が備えられ、スキャナそのものの構造やイメージ取得原理そのものはスキャナ技術分野で一般的に公知であるので、それに関する付加的な説明は省略される。

前記カプラ２２０は、前記Ｘ線撮影機１００および前記スキャナボディ２１０のうちの少なくともいずれか１つに着脱可能に結合できるが、本実施形態にかかるスキャナ２００ａでは、前記カプラ２２０の一側が前記スキャナボディ２１０に固定され、他側は前記Ｘ線撮影機１００に着脱可能に結合される。

このために、前記カプラ２２０は、前記Ｘ線撮影機の特定位置、例えば前記Ｘ線発生器１１０をくわえるように間隔の調整が可能なチャック（Ｃｈｕｃｋ）２２１およびカプラボディ２２２を含んで構成され、前記カプラボディ２２２の一側は前記スキャナボディに固定され、前記カプラボディ２２２の他側には前記チャック２２１が備えられる。

前記チャック２２１の間隔調整のための構造の例としては、ねじ調整器２２３が適用可能であり、前記ねじ調整器は、ねじの回転によって前記ねじが軸方向に進退しながら前記チャック２２１の間隔が調整される。

これにより、前記チャック２２１の間隔を開けて前記チャック２２１の内部に前記Ｘ線発生器１１０が挟まれた状態で前記チャック２２１の間隔を狭めると、前記チャック２２１が前記Ｘ線発生器１１０をくわえるようになり、これにより、前記スキャナボディ２１０が前記Ｘ線発生器１１０に着脱可能に固定される。前記スキャナは、多様な構造のＸ線撮影機に互換装着が可能であり、前記スキャナ２００ａは、前記サポートボディ１３２の回転によって被検体の周囲を旋回しながら様々な角度からイメージを取得することができる。

もちろん、前記カプラ２２０は、前記Ｘ線発生器１１０から出射されるＸ線と干渉しない位置に装着されなければならないのは当然のことであり、前記Ｘ線検出器側に結合されてもよく、その他の位置、例えば前記サポートボディ１３２に結合されてもよいが、前記カプラ２２０の構造は、前記スキャナ２００ａの装着位置に応じて多様に変更可能である。そして、前記スキャナボディ２１０は、前記カプラ２２０に回転可能に結合されてもよい。

図５は、本発明にかかるＸ線撮影装置による映像処理システムの一例を示したブロック構成図であって、前記映像処理システムは、前述したＸ線撮影機と、前記スキャナとを有する映像取得機器、すなわちＸ線撮影装置と、前記Ｘ線映像と外観イメージを取得するイメージ処理モジュールと、これを格納する格納モジュールと、前記Ｘ線映像と外観イメージを画面に出力するディスプレイモジュールと、制御モジュールなどとを含んで構成できる。

図６のＸ線撮影装置のスキャナによって取得された顔面写真であり、図７は、被検体の外観イメージ、すなわち顔面写真とＸ線映像に整合された整合イメージの一例を示した写真である。

以下、図８および図９を参照して、本発明にかかるＸ線撮影装置の他の実施形態を説明する。
図８を参照すれば、本発明にかかるＸ線撮影装置の他の実施形態において、スキャナ２００ｂは、Ｘ線検出器１２０ａの装着位置に取替装着される。前記Ｘ線検出器１２０ａは、前記サポートアーム１３２に着脱可能に装着され、前記Ｘ線検出器１２０ａを前記サポートアーム１３２から分離し、前記Ｘ線検出器１２０ａの位置に前記スキャナ２００ｂが装着される構造である。

前記Ｘ線検出器１２０ａと前記スキャナ２００ｂの着脱構造は同一の構造であって、公知の多様な構造、例えば、フック結合構造やねじ結合構造などが適用可能である。
次に、図９を参照すれば、本発明にかかるＸ線撮影装置のさらに他の実施形態において、スキャナ２００ｃは、前記サポートアーム１３２によって支持され、より具体的に説明すれば、前記サポートアーム１３２に備えられるスキャナアーム１３３に装着され、前記スキャナアーム１３３を介して前記サポートアーム１３２に結合される。

本実施形態において、前記スキャナアーム１３３は、略「¬」形状であって、前記サポートアーム１３２に着脱可能に装着され得、前記スキャナ２００ｃが前記スキャナアーム１３３に着脱可能に結合されてもよい。もちろん、前記スキャナアーム１３３は、前記ベースボディに直接備えられてもよい。

以上、本発明にかかる好ましい実施形態を説明し、上述した実施形態のほか、本発明がその主旨や範疇を逸脱することなく他の特定形態で具体化できることは、当該技術における通常の知識を有する者にとっては自明である。

そのため、上述した実施形態は、制限的ではなく、例示的なものと見なされなければならず、これにより、本発明は、上述した説明に限定されず、添付した請求項の範疇およびその同等の範囲内で変更されてもよい。

本発明は、医療機器分野、特に、Ｘ線映像と顔面映像を同時に取得可能なＸ線撮影装置分野に対する産業上の利用可能性を有し、本発明によれば、被検体に対するＸ線映像と外観イメージ、例えば頭蓋骨イメージと顔面イメージを同時に取得可能なため、２つのイメージを整合するためのイメージ補正作業が最小化できる。

Claims (10)

1. Ｘ線（Ｘ−Ｒａｙ）を出射するＸ線発生器と、被検体に対するＸ線映像取得のために前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線発生器およびＸ線検出器が装着されるボディユニットとを含むＸ線撮影機と、
   前記被検体の外観イメージを取得するために前記Ｘ線撮影機に備えられるスキャナとを含んで構成されることを特徴とするＸ線撮影装置。
2. 前記スキャナは、前記Ｘ線撮影機に着脱可能に装着されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
3. 前記スキャナは、
   前記被検体の外観イメージを撮影するスキャナボディと、前記スキャナボディを前記Ｘ線撮影機に固定するブラケットとを含んで構成されることを特徴とする請求項２に記載のＸ線撮影装置。
4. 前記ブラケットは、前記Ｘ線撮影機および前記スキャナボディのうちの少なくともいずれか１つに着脱可能に結合されることを特徴とする請求項３に記載のＸ線撮影装置。
5. 前記ボディユニットは、前記Ｘ線発生器およびＸ線検出器の荷重を支持するベースボディと、前記ベースボディに備えられ、前記Ｘ線発生器およびＸ線検出器が設けられるサポートアーム（Ｓｕｐｐｏｒｔ Ａｒｍ）とを含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
6. 前記スキャナは、前記サポートアームによって支持されることを特徴とする請求項５に記載のＸ線撮影装置。
7. 前記Ｘ線検出器は、前記サポートアームに着脱可能に装着され、
   前記スキャナは、前記Ｘ線検出器の装着位置に着脱可能に設置可能であることを特徴とする請求項６に記載のＸ線撮影装置。
8. 前記ボディユニットは、前記スキャナが装着されるスキャナアーム（Ｓｃａｎｎｅｒ Ａｒｍ）をさらに含んで構成され、前記スキャナアームは、前記サポートアームに備えられるか、前記ベースボディに備えられることを特徴とする請求項５に記載のＸ線撮影装置。
9. 前記サポートアームは、前記被検体の周囲を回転可能であることを特徴とする請求項５に記載のＸ線撮影装置。
10. Ｘ線（Ｘ−Ｒａｙ）を出射するＸ線発生器と、被検体に対するＸ線映像取得のために前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線発生器およびＸ線検出器が装着されるボディユニットとを含むＸ線撮影機に着脱可能に装着されるスキャナであって、
    前記被検体の外観イメージを撮影するスキャナボディと、スキャナモジュールが前記Ｘ線撮影機に搭載されるように、前記Ｘ線撮影機に着脱可能なブラケットとを含んで構成されることを特徴とするスキャナ。