JP2015177964A - X-ray imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、X線を用いたX線撮影装置に係り、特に、X線管と、このX線管から照射され被検者の撮影部位を透過したX線を検出する検出器とを対向して備え、そのX線管と検出器とを被検者の周りに回転させる構造を備えたX線撮影装置に関する。 The present invention relates to an X-ray imaging apparatus using X-rays, and in particular, faces an X-ray tube and a detector that detects X-rays irradiated from the X-ray tube and transmitted through an imaging region of a subject. And an X-ray imaging apparatus having a structure for rotating the X-ray tube and the detector around a subject.
近年、トモシンセシス法に依る被検者の断層撮影法が盛んに行われるようになっている。このトモシンセシス法の原理はかなり古くから知られているが(例えば特許文献1を参照)、近年では、そのトモシンセシス法に依る画像再構成の簡便さを享受しようとする断層撮影法も提案されている(例えば特許文献2及び特許文献3を参照)。また、歯科用でその例が多数見られるようになっている(例えば特許文献4、特許文献5を参照)。
In recent years, tomography of a subject based on the tomosynthesis method has been actively performed. Although the principle of this tomosynthesis method has been known for a long time (see, for example, Patent Document 1), in recent years, a tomographic method has also been proposed in which it is desired to enjoy the simplicity of image reconstruction based on the tomosynthesis method. (For example, see
トモシンセシス法の歯科への応用の一つとして、通常、湾曲した歯列を2次元平面状に展開したパノラマ画像を得るパノラマ撮影装置が実用化されている。このパノラマ撮影装置は、通常、被検者の口腔部の周囲にX線管と縦長の2次元配置の画素を有する検出器との対を、その回転中心が想定された歯列に沿った一定軌道を画くように、その回転中心を複雑に移動させながら回転させる機構を備える。X線管と検出器との間は一定値に保持される。上述の一定軌道は、標準の形状及びサイズと見做される歯列に沿って予め設定した基準断層面(3次元的に存在する断層面)に焦点を当てるための軌道である。この回転中に、一定間隔で、X線管から照射されたX線が被検者を透過して検出器によりデジタル量のフレームデータとして検出される。このため、基準断層面に焦点を絞ったフレームデータが一定間隔毎に収集される。このフレームデータをトモシンセシス法で再構成して、基準断層面のパノラマ画像を得る。 As one application of the tomosynthesis method to dentistry, a panoramic imaging apparatus that obtains a panoramic image in which a curved dentition is developed in a two-dimensional plane has been put into practical use. This panoramic imaging apparatus normally has a pair of an X-ray tube and a detector having vertically long two-dimensionally arranged pixels around the oral cavity of a subject along a dentition whose rotation center is assumed. A mechanism for rotating the center of rotation in a complicated manner so as to draw a trajectory is provided. A constant value is maintained between the X-ray tube and the detector. The above-described constant trajectory is a trajectory for focusing on a reference tomographic plane (a tomographic plane existing three-dimensionally) set in advance along a dentition regarded as a standard shape and size. During this rotation, X-rays emitted from the X-ray tube are transmitted through the subject at regular intervals, and detected as digital frame data by the detector. For this reason, frame data focused on the reference tomographic plane is collected at regular intervals. This frame data is reconstructed by the tomosynthesis method to obtain a panoramic image of the reference tomographic plane.
また、特許文献6には、X線管と検出器が同一中心点の周りに共に円軌道を描くように且つ互いに独立して回転可能な撮像系を持つパノラマ撮影装置の一例が開示されている。顎部はその円軌道の中に位置付けられる。X線管から照射されたX線は常に検出器の検出面に向くように、速度パターンが制御される。
Further,
しかしながら、上述した特許文献6に記載の装置の場合、X線管と検出器が常に同一の回転中心を通る位置で対向するようにスキャンされるため、撮影空間(オブジェクト空間)において焦点をあてる断層面(焦点面)の設定に未だ制約があった。つまり、被検者の歯列は個人によって違うので、焦点面の設定に、より高い自由度が望まれるが、そのような要望に応えきれていなかった。
However, in the case of the apparatus described in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、撮影空間における焦点面の設定、即ちX線パスの軌道の設定の自由度を上げることができるX線撮影装置を提供することを、その目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an X-ray imaging apparatus capable of increasing the degree of freedom in setting a focal plane in an imaging space, that is, setting an X-ray path trajectory. And
上記目的を達成するため、本発明に係るX線撮影装置は、点状の焦点を有し、この焦点から広がりを持ったX線を照射するX線管と、このX線管から照射される前記X線を検出して当該X線の量に対応したデータを出力する検出器と、を備え、前記X線管と前記検出器を予め定めた所定の回転中心を通る中心軸の周りに回動可能に構成される。この装置は、前記X線管がX線の照射するように前記X線管を収容した管収容部と、この管収容部を前記中心軸に平行な第1の軸の周りに回動可能に支持する管支持部とを備えたX線管アームと、前記管収容部を前記管支持部に対して前記第1の軸の周りに回動させる第1の駆動手段と、前記X線を入射させるように前記検出器を収容した検出器収容部と、この検出器収容部を前記中心軸に平行な第2の軸の周りに回動可能に支持する検出器支持部とを備えた検出器アームと、前記検出器収容部を前記検出器支持部に対して前記第2の軸の周りに回動させる第2の駆動手段と、前記X線管アーム及び前記検出器アームを互いに独立して同軸で駆動可能に支持するともに、当該両アームを駆動して前記中心軸の周りを回動させる第3の駆動手段と、前記X線管アーム、前記検出器アーム、前記管収容部、及び前記検出器収容部を前記X線によるスキャンのために互いに独立して回動させる速度パターンに応じて前記第1、第2、及び第3の駆動手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an X-ray imaging apparatus according to the present invention has a point-like focal point, an X-ray tube that irradiates X-rays having a spread from the focal point, and the X-ray tube. A detector that detects the X-ray and outputs data corresponding to the amount of the X-ray, and rotates the X-ray tube and the detector around a predetermined center axis passing through a predetermined rotation center. It is configured to be movable. The apparatus is configured such that the X-ray tube receives the X-ray so that the X-ray tube is accommodated, and the tube accommodating portion is rotatable around a first axis parallel to the central axis. An X-ray tube arm having a tube support portion to support, a first driving means for rotating the tube housing portion around the first axis with respect to the tube support portion, and the X-ray incident thereon A detector including a detector accommodating portion that accommodates the detector and a detector supporting portion that rotatably supports the detector accommodating portion around a second axis parallel to the central axis. An arm, second driving means for rotating the detector accommodating portion around the second axis with respect to the detector support portion, and the X-ray tube arm and the detector arm independently of each other. Third driving means that supports the same axis so as to be drivable and drives both arms to rotate around the central axis. The first and second in accordance with a speed pattern in which the X-ray tube arm, the detector arm, the tube housing portion, and the detector housing portion are rotated independently of each other for scanning by the X-ray. And control means for controlling the third driving means.
本発明に係るX線撮影装置によれば、1つの回転中心を通る同一の中心軸の周りに、X線管と検出器を互いに独立して回動させる。その上で、X線管及び検出器がそれぞれの回転位置において、上記回転軸に平行な第1及び第2の軸の周りに回動させることができる。つまり、X線管及び検出器は共にそれぞれが自転(姿勢制御)可能であるので、両者は常に対向した状態を維持できる。これにより、X線管及び検出器がそれぞれの円軌道上を回転するという比較的簡単で小型化が可能な構成でありながら、スキャン中には、X線管から検出器に向かうファンビーム状のX線のパスを容易に変更でき、従って、撮影空間に多様な角度から描かせることができる。このため、撮影空間に多様な焦点面を設定することができる。 According to the X-ray imaging apparatus of the present invention, the X-ray tube and the detector are rotated independently of each other around the same central axis passing through one rotation center. In addition, the X-ray tube and the detector can be rotated around first and second axes parallel to the rotational axis at their respective rotational positions. That is, since both the X-ray tube and the detector can rotate (attitude control), the two can always be kept facing each other. As a result, while the X-ray tube and the detector rotate on their respective circular orbits, the configuration is relatively simple and can be miniaturized. The X-ray path can be easily changed, so that the imaging space can be drawn from various angles. For this reason, various focal planes can be set in the imaging space.
添付図面において、
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1〜図14を参照して、本発明に係るX線撮影装置としてのX線パノラマ撮影装置の1つの実施形態を説明する。 1 to 14, an embodiment of an X-ray panoramic imaging apparatus as an X-ray imaging apparatus according to the present invention will be described.
このパノラマ撮影装置1は、被検者の顎部(歯列を含む)のパノラマ画像を撮像する歯科用の診断装置として構成されている。
The
このパノラマ撮影装置1によれば、被検者の顎部の擬似的な3次元断層像(画像それ自体は2次元画像であるが、歯列などの撮影部位の形状に応じて3次元的に表示される断面像)を撮影できる。また、この装置1によれば、顎部の歯列のうちの部分的な領域をより精密に撮影する精密撮影を行うこともできる。
According to this
この精密撮影のための回転動作の制御は、本パノラマ撮影装置1の場合、「4軸独立制御」と呼ばれる独自の制御法をベースにしている。また、この「4軸独立制御」は、装置が可搬可能であって歯科用治療椅子2のサイドで使用可能であるために独自の散乱線遮蔽構造を採用している。このため、まず散乱線遮蔽構造を含む装置全体の構成を説明し、それに続いて4軸独立制御の構成を説明する。
In the case of this
なお、本実施形態では、本発明に係るX線撮影装置はパノラマ撮影装置として構成されているが、このX線撮影装置は、必ずしも歯科の分野に限られない。このX線撮影装置は、例えば、耳鼻咽喉撮影、手足の骨・関節部分など、他の様々な部位を撮影するように構成してもよい。さらに、このX線撮影装置はX線CT装置として実施してもよい。 In this embodiment, the X-ray imaging apparatus according to the present invention is configured as a panoramic imaging apparatus, but the X-ray imaging apparatus is not necessarily limited to the dental field. This X-ray imaging apparatus may be configured to image various other parts such as otolaryngology imaging and bone / joint parts of limbs. Furthermore, this X-ray imaging apparatus may be implemented as an X-ray CT apparatus.
図1及び図2に、本実施形態に係る歯科用のX線パノラマ撮影装置1の外観を前面側から、また背面側から示す。また、図3に、このパノラマ撮影装置1を歯科用治療椅子2のサイドに位置決めして使用する状態を示している。
FIG. 1 and FIG. 2 show the external appearance of the dental X-ray
このパノラマ撮影装置1は、図1及び図2から分かるように、4個のキャスタ11(移動手段)を装着した台座部12と、この台座部12に搭載された電源ボックス13と、台座部12に搭載され且つ上下方向に昇降可能な昇降機14と、制御及び画像処理を担うコンピュータを搭載したコンソール15とを備える。コンソール15は、ケーブルを介して又は無線通信を介して、装置1の本体BDに接続されている。なお、ここでは、本体BDとは、コンソール15及び後述するフロア固定部53(図3参照)を除いた装置部分を言う。
[装置の機構的な全体構成の概要]
最初に、このパノラマ撮影装置1の機構的な全体構成の概要を説明する。
As can be seen from FIGS. 1 and 2, the panoramic photographing
[Overview of overall system configuration]
First, an outline of the overall mechanical configuration of the
キャスタ11は、台座部12の下面の四隅に設けられている。このため、歯科医又はオペレータは、このパノラマ撮影装置1を押して移動可能であり、部屋から部屋へ、又は、部屋の置き場と歯科用治療椅子2のサイドとの間で自由に移動させることができる。このキャスタ11は、ペダル11P(図2参照)を踏んだり上げたりするこことで、ロック及びアンロックできるようになっている。
The
昇降機14は、その内部に昇降機構(図示せず)を備え、台座部12(つまり床面、つまり歯科用治療椅子2)に対して電動で所定の高さ範囲(例えば10〜15cm)の任意高さの位置に上下動可能に構成されている。電源ボックス13はシステムの各部に必要な電力を供給する電源回路を備える。昇降機14は、その内側に、図3に示すように患者Pの頭部Hを位置させてX線スキャンを実施するための略直方体状の撮影空間Sを提供している。
The
この昇降機14の上下動方向をY軸とすると、図示のようなXYZ直交座標を設定できる。X線撮影のときには患者Pの頭部Hを撮影空間(オブジェクト空間)Sに図3に示すように位置させるので、Z軸の方向をその頭部Hの頭頂部から足先に向かう方向(正中線の方向)に一致させる。このため、Z軸の方向は体軸方向とも一致する。さらに、このZ軸の方向は、この装置1の前後の方向でもあるので、前後方向とも呼ぶことができる。本実施形態では、パノラマ撮影装置1の撮影空間Sに被検者Pの頭部Hを入れる側を前面(正面)と呼び、その反対側の面を後面(背面)と呼ぶ。
Assuming that the vertical movement direction of the
昇降機14は、その下側に位置する底面部14Aと、この底面部14Aの前記X軸方向における背面の側にて当該底面部14Aに当接して位置する背面部14Bとを備える。また、昇降機14はさらに、底面部14Aの横方向、即ちX軸方向の両サイドに一部オーバーラップして重なり且つ前後方向に手動でスライド可能な散乱線遮蔽カバー(遮蔽体の一部を成す)14Cを備える。この散乱線遮蔽カバー14Cは、底面部14Aの横方向の両外側が設けられたレールRLにより支持され且つ前後方向にスライド可能に係合している。このスライドを手動で行うために、散乱線遮蔽カバー14Cの上側で且つ後ろ側には取手16が取り付けられている。
The
この散乱線遮蔽カバー14Cは、後述するが、X線の散乱線を遮蔽する第1の遮蔽体の機能を担っている。
Although described later, the scattered
底面部14Aは、矩形状の樹脂製又は金属性の板材を折り返し且つその両端を接合して一定高さを持ち高さ方向、即ちY軸の方向の外側に向けて湾曲させた部材で構成される。この湾曲部材の内部は空洞になっている。この湾曲の理由は、撮影空間Sをなるべく広く確保し、かつデザイン性を考慮したためである。
The
この底面部14Aの内部の空洞の上側には、図4に示すように、鉛板からなる散乱線遮蔽板(第2の遮蔽体)20が貼られている。この散乱線遮蔽板20の横方向(X軸方向)の縁は、底面部14Aの高さ方向(Y軸方向)への折り返しに沿って、一部、折り返されている。この鉛板の厚さは0.3mmを有し、X線の散乱線を遮蔽する第2の遮蔽体の機能を担っている。
As shown in FIG. 4, a scattered radiation shielding plate (second shielding body) 20 made of a lead plate is attached to the upper side of the cavity inside the
昇降機14の背面部14Bの内部には、モータ、動力伝達機構等を含む駆動系と、この駆動系の動作をモニタするエンコーダ(回転位置センサ)とを含む機構部分が内蔵されている。この機構部分として、2つの互いに独立して回転可能な電動モータに結合された2つのアーム21,22が背面部14Bから撮影空間Sに突設されている。これらのアーム21,22は、ファン状のX線を照射するX線管23を先端側に内蔵したL字状のX線管アーム21と、X線を検出する検出器24を先端側に内蔵したL字状の検出器アーム22である。両アーム21,22それぞれの他端は回転中心Oを中心に同軸状にリンクし且つ互いに独立して回転できるように(図1中の矢印T,D参照)、図示しない2つモータの回転軸に各別に結合されている。モータは例えばステッピングモータであり、図示しないエンコーダによりその回転位置が検出される。なお、上記回転中心Oを通るZ軸に平行な仮想的な直線を中心軸CAと呼ぶことにする。この中心軸CAは、アームの回転中心軸とも呼べる軸であり、物理的には、アームの回転中心Oとは異なるものであるが、Z軸方向に沿って観察する時には同一の位置に存在する。
A mechanism portion including a drive system including a motor, a power transmission mechanism, and the like and an encoder (rotational position sensor) for monitoring the operation of the drive system is incorporated in the
さらに、X線管アーム21及び検出器アーム22は、それぞれ、その先端側の部分、即ち、X線管23、検出器24を内蔵した部分のみを、その支持側、即ち、背面部14Bに支持された支持部側に対して所定角度範囲内で独立して回転可能になっている。図1中の矢印T1,D1は、この回転を示している。つまり、X線管23及び検出器24は、背面部14Bに対して、全部で4軸の独立回転の自由度を持っている。
Further, each of the
X線管23には図示しないコリメータが内蔵されている。このコリメータは、X線管23が照射したX線を検出器24のX線入射窓WDの形状に合わせてコリメートする。X線入射窓WDは細長い2次元の開口を呈している。このため、X線管23から照射されるX線は、X線入射窓WDの大きさに合わせた、断面が矩形状のファンビームXBに絞られている。
The
検出器24は、後述するが、本実施形態では、X線を直接に電気信号に変換する半導体素子を2次元の画素に配列したモジュールを複数個の縦列配置した構造を有する。
As will be described later, the
撮影時には、撮影空間Sには後述するように、被検者Pの頭部Hが位置する。このとき、X線管23と検出器24が顎部を挟んで互いにほぼ対向して位置する。装置が起動すると、X線管23と検出器24とが互いに独立して頭部Hの周りを例えば220°の角度範囲に渡り回転し(図3の矢印参照)、その回転中に、X線管23からX線が連続的に又はパルス状に照射される。このため、X線管23から照射されたX線XBは頭部Hの顎部を透過して検出器24により検出される。この検出器24から出力される電気信号は、フレームデータとして、一定レートでコンソール15の画像プロセッサに送られる。画像プロセッサは、それらのフレームデータにトモシンセシス法に基づくシフト&アッドの処理を施し、例えば顎部の歯列をその歯列面に沿って湾曲する断面に沿ったパノラマ画像を再構成する。
At the time of imaging, the head H of the subject P is located in the imaging space S as will be described later. At this time, the
図1,図3に示すように、撮影空間Sには、Z軸方向から見た場合、1つの回転中心Oが設定されている。この回転中心Oの位置において、上記両アーム21,22の装置本体側の回転軸と同軸にL字状のティーチングアーム25が設けられている。このティーチングアーム25は、歯科医が特に精密に診たい歯列の一部(目的歯)の範囲を指定するために使用される。つまり、所謂、部分撮影又は精密撮影と呼ばれる、従来の口内撮影法による撮影において実施する位置指定機能を持っている。ティーチングアーム25の先端部からレーザビームを照射できるようになっている。このため、歯科医は、ティーチングアーム25の先端を保持して同アームを顎部の周りに手動で回転させながら、レーザビームが歯列に当たる位置を目視で確認する。この目視による確認作業を通して、実際にX線撮影を行ったときの、円周方向における目的歯の角度位置及び目的歯を透過する透過X線の角度を事前に模擬的に検証できる。ティーチングアーム25には図示しないエンコーダとスイッチが設けられている。このため、その角度位置及び透過X線の角度が決まると、歯科医はそのスイッチを押すことで、上記設定情報を記憶させることができる。この記憶情報は、実際の撮影のときに、コンソール15の制御部により使用され、その情報にしたがってX線管23及び検出器24のX線照射動作及び回転動作が制御される。
As shown in FIGS. 1 and 3, one rotation center O is set in the imaging space S when viewed from the Z-axis direction. At the position of the rotation center O, an L-shaped
勿論、本実施形態においては、この部分撮影(精密撮影)を実施しない構成を採ることもできる。つまり、その場合には、ティーチングアーム25、これを駆動する機構、及び、部分撮影のためのソフトウェアが不要になるので、その分、構成も簡素化でき、また演算量も少なくすることができる。
Of course, in the present embodiment, a configuration in which this partial photographing (precision photographing) is not performed may be employed. That is, in that case, the
一方、散乱線遮蔽カバー14Cは、図5に示すように、撮影空間Sの上面及び左右の側面の画成及びX線遮蔽を担う。このため、散乱線遮蔽カバー14Cは、その全体形状としては、一定幅のX線遮蔽機能を持つ板体を大略、逆U字状に曲げた形状を持つ。つまり、散乱線遮蔽カバー14Cは、平坦な上面部(天井体)14Uと、この上面部14Uから湾曲して一体に形成された両方の側面部(壁体)14L、14Rとを有する。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the scattered
さらに、この散乱線遮蔽カバー14Cは、その全体はX線遮蔽機能を持つものの、光透過性に関する2種類の部材を結合して形成されている。具体的には、この散乱線遮蔽カバー14Cは、透光性を持たせた透光体部分14TRと、この透光体部分14TRと一体に結合された非透光性を持つ非透光体部分14NTとから成る。この透光体部分14TR及び非透光体部分14NTは共に、上面部14U及び両側面部14L、14Rを互いに部分的にカバーしている。
Furthermore, although the scattered
非透光体部分14NTは、上面部14U及び両側面部14L,14Rに跨って、その後面側の一部を担い且つ底面側に延びるように側面方向から見たときに逆L字状に形成されている。この非透光体部分14NTは、例えば厚さ0.3mmの鉛板を樹脂製又は金属性の板でサンドイッチ状に挟んだ積層体として形成されている。
The non-translucent portion 14NT is formed in an inverted L shape when viewed from the side so as to cover the
一方、透光体部分14TRは、上面部14U及び両側面部14L,14Rに跨って、非透光体部分14NTの前面側をカバーするように、大略、逆U字状に形成されている。特に、この透光体部分14TRの左右両側の高さは、非透光体部分14NTのそれより短いため、透光体部分14TRの底面側の端部は非透光体部分14NTに支持されるようになっている。
On the other hand, the translucent portion 14TR is generally formed in an inverted U shape so as to cover the front side of the non-translucent portion 14NT across the
本実施形態では、この透光体部分14TRは、鉛成分を含む厚さ8.5mmの透明アクリル樹脂で形成されており、これにより鉛当量0.3mmPbのX線遮蔽能力を持たせている。したがって、透光体部分14TRはX線遮蔽機能を有する一方で、光透過性をも有する。アクリル樹脂自体は透明であるが、鉛成分を含んでいるため、実際には黄色みがかった色をしているが、透光性がある。このため、後述するように、撮影空間Sに患者Pの頭部Hが入ったときに、患者はカバー外側を見ることができる。勿論、オペレータも撮影空間Sの内部の様子を目視することができる。 In the present embodiment, the light transmitting body portion 14TR is formed of a transparent acrylic resin having a thickness of 8.5 mm containing a lead component, and thereby has an X-ray shielding ability of a lead equivalent of 0.3 mmPb. Therefore, the translucent portion 14TR has an X-ray shielding function, but also has light transparency. Although the acrylic resin itself is transparent, it contains a lead component, so it actually has a yellowish color but is translucent. For this reason, as will be described later, when the head H of the patient P enters the imaging space S, the patient can see the outside of the cover. Of course, the operator can also visually observe the inside of the imaging space S.
透光体部分14TRを成す鉛入りアクリル樹脂の端部は、非透光体部分14NTの端部に差し込まれている。このため、このアクリル樹脂と非透光体部分14NTにサンドイッチされている鉛板とが相互に隙間無く連結している。したがって、透光体部分14TR及び非透光体部分14NTの双方で、即ち、散乱線遮蔽カバー14Cにより撮影空間Sの上面及び両側のX線遮蔽機能が確保される。本実施形態では、散乱線遮蔽カバー14C及び底面部14Cの散乱線遮蔽板20によりX線遮蔽装置が構成されている。
The end portion of the lead-containing acrylic resin forming the light transmitting portion 14TR is inserted into the end portion of the non-light transmitting portion 14NT. For this reason, this acrylic resin and the lead plate sandwiched by the non-translucent portion 14NT are connected to each other without a gap. Therefore, the X-ray shielding function on the upper surface and both sides of the imaging space S is ensured in both the translucent portion 14TR and the non-translucent portion 14NT, that is, the scattered
この散乱線遮蔽カバー14Cの見方を変えると、その全体で散乱線を遮蔽する機能を持つ一方で、その一部の部分、つまり、透光体部分14TRが光透過性を持つ、とも言える。
If the view of the scattered
この結果、図6に示すように、撮影空間Sを画成する上面、両側面、及び、底面の4面にX線遮蔽機能が与えられたことになる。 As a result, as shown in FIG. 6, the X-ray shielding function is given to the four surfaces of the upper surface, both side surfaces, and the bottom surface that define the imaging space S.
なお、台座部12の正面側先端には、図1,3に示すように、固定用のピン50を内蔵したカバー部51が設けられている。このピン50は、図示しないワイヤー機構を介して、背面部14の上側の縁に設けた操作レバー52(図2参照)に連動して上下動するようになっている。一方で、歯科用治療椅子2の後面側の床面所定位置には、側面視で略三角形を成し且つ上記ピン50を挿入可能な穴を穿設したフロア固定部53が固設されている。このため、装置本体BDを移動させて、その先端位置を上記フロア固定部53に合わせた状態で、操作レバー52を操作すれば、ピン50を押し下げることができる。このピン50がフロア固定部53の穴に入ることで、装置本体BDは歯科用治療椅子2に対して位置決めされる(図3参照)。
As shown in FIGS. 1 and 3, a
さらに、装置本体BDを別の場所に移動するときにも、操作レバー52を操作することで、ピン50を引き上げ、フロア固定部53から解除される。これにより、装置本体BDを別の場所へ移動させることができる。
Further, when the apparatus main body BD is moved to another location, the
この装置本体BDを移動させるために、その背面部14Bの上端部に、操作レバー52の両サイドに移動用ハンドル54が固設されている。このため、オペレータはこの移動用ハンドル54を持って、装置本体BDをキャスタ11の自在回転と共に、楽に移動させることができる。なお、この移動用ハンドル54の位置や形状は、図2に締めした位置及び構造に限定されるものではなく、オペレータが手動で装置本体BDを押したり移動させたりことができれば、その数も含めて、自在に変形可能である。例えば、移動用ハンドル54は、背面部14Bの上端部の両角部にそれぞれ固設され、かつ水平部分と垂直部分とを一体に持つL字状のハンドルとして形成してもよい。
In order to move the apparatus main body BD, a moving
なお、この背面部14Bには、例えば2mの長さのコード55を介してX線照射及びX線管・検出器の回転を指令する照射スイッチ56が設けられている。この照射スイッチ56はデッドマンスイッチとして構成されている。つまり、この照射スイッチ56の押しボタンを押している間だけX線照射が行われるようになっている。この照射スイッチ56のスイッチ信号はコンソール15に送られる。
The
以上の構成のもとに、高さが100〜115cm程度、横幅が80〜95cm程度、さらに、奥行が75〜90cm程度の可搬型のパノラマ撮影装置1が提供されている。しかも、その撮影空間Sを画成する上面、両側面、及び、底面の4面にはX線遮蔽機能が与えられているため、この撮影空間Sを実質的なX線遮蔽室と見做すこともできる。これ故、本実施形態では、移動用ハンドル54を掴んで押すことで、X線遮蔽室(つまり、この装置1)をキャスタ11で任意の場所まで簡単に運んで、そこで使用可能になっている。
Based on the above configuration, a portable panoramic photographing
[撮影系の4軸独立駆動の構成及び制御]
ここで、図7〜図12を参照して、X線管23及び検出器24を備えた撮影系の4軸独立駆動のための構成及び制御を更に説明する。
[Configuration and control of 4-axis independent drive of imaging system]
Here, with reference to FIGS. 7-12, the structure and control for the 4-axis independent drive of the imaging system provided with the
このパノラマ撮影装置1は、前述したように、昇降機14の昇降部から横方向に伸びたX線管アーム21及び検出器アーム22を備える。この2つのアーム21,22は、図7に示すように、共に、略L字状に形成され、それらアーム21,22夫々の支持部(管支持部、検出器支持部)21L,22Lの端部が互いに重なるように重合され、昇降機14に取り付けられている。昇降機14の内部には、それら2つのアーム21,22を互いに独立して、すなわち互いに異なる速度で回転させることができる回転駆動機構83が装備されている。上記2つのアーム21,22の夫々の先端側の対向アーム部分21A,22Aには、前述したX線管23及び検出器24がそれぞれ装備されている。X線管23のX線照射側の前面には、X線をファン状に成形するスリット(絞り)84が配設される。このスリット84の開口の面積は可変になっており、この開口面積の大きさが後述するモータなどの開口駆動部85によって制御される。回転駆動機構83と両アーム21,22により、X線管23及び検出器24に対する,相互に独立して駆動可能に支持する支持手段が構成される。
As described above, the
X線管23はタングステン等の適宜な陽極材に用いた回転陽極型X線管として構成される。X線管23は点状の管焦点(X線焦点)(例えば径が0.1mm〜0.5mm:本実施形態では0.15mm)FPを有する。このX線管23は、後述する高電圧発生装置から供給される駆動電力に応答してX線を照射する。X線管23から照射されたX線は、スリット84で絞られてファン状のX線ビームに成形される。このX線ビームは、その後、被検者Pの顎部JWを透過して減衰し、その減衰状態を反映した透過X線が検出器24に入射する。
The
撮影時には、図8に示すように、X線管23と検出器24との間に画成される3次元の撮影空間Sの所定位置に被検者Pの顎部JWが位置決めされる。このため、X線管23と検出器24は顎部を挟んで互いに対向(正対)する。照射されたX線ビームはスリット84を通った後、顎部JW(歯列など)を透過し、検出器24により検出される。撮影時には回転駆動機構83により2つのアーム21,22が独立に回転駆動される。
At the time of imaging, as shown in FIG. 8, the jaw portion JW of the subject P is positioned at a predetermined position in the three-dimensional imaging space S defined between the
Z軸方向、即ち前後方向からみた場合、X線管23及び検出器24は、図8に示すように、予めシステム側で定めた中心軸CA(回転中心O)を中心とする円形の軌道Tx,Tdに沿ってそれぞれ回転駆動される。この中心軸CAから円形軌道Tx,Tdまでの半径Dx、DdはX線被ばく、検出精度、装置の小形化、患者との機械的な干渉などを考慮して、互いに異なった値に設定されている。本実施形態では、Dx≠Ddであって、特にDx>Ddに設定されている。中心軸CAから検出器24までの距離(半径Dd)の方が、中心軸CAからX線管23までのそれ(半径Dx)よりも小さい理由は、検出器24の位置を極力、顎部JWに接近させ、X線の入射強度の減弱を少なくするためである。中心軸CAからX線管23までの距離(半径Dx)は、規格で定められたX線管・皮膚間距離を確保できる値に設定されている。これにより、中心軸CAを中心にX線管23と検出器24は顎部の周りを各々、所定の円形軌道Tx、Tdに沿って回転する。その回転中に所定間隔でX線ビームの照射及び検出が実行される。
When viewed from the Z-axis direction, that is, the front-rear direction, the
このため、X線管23及び検出器24を常に互いに対向(正対)させ、且つ、顎部JW(歯列)に対する予め定めた複数の所望のX線パスに沿ったX線の照射及び検出を実行させるため、X線管23及び検出器24は互いに異なる角速度で且つ互いに独立して駆動される。
Therefore, the
なお、上述した「互いに対向」とは、図8に示すように、Z軸方向に沿って見た場合、X線管23の点状の管焦点(焦点位置)FPから照射されてスリット84によりコーン状に成形されたX線ビームの照射範囲と、検出器24のX線検出面24Aとが一致している状態を言う。特に、そのX線ビームのXY面に沿った方向の中心線Tが、そのX線検出面の幅方向(XY面に沿った方向の幅)の検出中心位置Cに90°で交差する状態を「正対している状態」と呼ぶ(図8参照)。なお、図8において、機械的な回転中心OからX軸方向に伸びる直線位置を回転角θ=0とし、この回転位置から時計方向及び反時計方向に±の回転方向が設定されている。
Note that “opposing each other” described above is irradiated from the dotted tube focal point (focal position) FP of the
このため、上述した「常に互いに対向(又は正対)」を実現するため、前記アーム21,22のうち、X線管23、検出器24を収容している対向アーム部分(管収容部、検出器収容部)21A,22Aは、第1の軸(即ち、X線管の首振り回転中心軸)AXs、第2の軸(即ち、検出器の首振り回転中心軸)AXdを中心にそれぞれ独立して回動(自転、すなわち姿勢)可能になっている(図7,8参照)。そのためのモータ等の回転駆動機構21B,22Bがアーム21,22にそれぞれ装備されている(図7参照)。この回転駆動機構21B,22Bの駆動制御は後述するコンソール15からの指令に応じて電源ボックス13に備えたコントローラにより実行される。
For this reason, in order to realize the above-mentioned “always facing each other (or facing each other)”, of the
なお、本実施形態では、図8に示す円軌道Tx,Tdは、それぞれ、XY面で見たときの前述した第1、第2の軸AXs、AXdの軌道を示している。本実施形態では、前述した回転駆動機構83によって互いに独立して回転駆動されるアーム2,22に2軸の回転自由度が与えられ、X線管23の自転(所謂、首振り回転)及び検出器24の自転(所謂、首振り回転)に2軸の回転自由度が与えられる。これにより、合計4軸の回転自由度が与えられている。
In this embodiment, the circular trajectories Tx and Td shown in FIG. 8 indicate the trajectories of the first and second axes AXs and AXd described above when viewed on the XY plane, respectively. In the present embodiment, biaxial rotational degrees of freedom are given to the
検出器24は、X線撮像素子を2次元に配列した、複数の検出モジュールを有する。複数の検出モジュールは互いに独立したブロックとして作成され、それらを基板上に所定の矩形状に実装して検出器24の全体が作成される。
The
この検出器24の構造及びその検出信号のサブピクセル法による処理は、例えば国際公開公報WO 2012/086648A1により知られている。
The structure of the
個々の検出モジュールはX線を直接、電気パルス信号に変換する半導体材料で作成される。このため、検出器24は、半導体による直接変換方式の光子計数型X線検出器である。
Each detection module is made of a semiconductor material that converts X-rays directly into electrical pulse signals. For this reason, the
検出モジュールそれぞれの画素数は例えば40×40画素であり、各画素Snのサイズは例えば200μm×200μmである。この画素サイズは、入射するX線を多数の光子の集まりとして検出可能な値に設定されている。各画素は、X線の各光子の入射に反応し、各光子が持つエネルギに応じた振幅の電気パルスを出力する。つまり、各画素は、その画素に入射するX線を直接、電気信号に変換することができる。 The number of pixels each detection module is 40 × 40 pixels, for example, the size of each pixel S n is 200 [mu] m × 200 [mu] m, for example. This pixel size is set to a value that allows detection of incident X-rays as a collection of many photons. Each pixel responds to the incidence of each photon of the X-ray and outputs an electric pulse having an amplitude corresponding to the energy of each photon. That is, each pixel can directly convert X-rays incident on the pixel into an electrical signal.
このため、検出器24は、入射するX線の光子を、検出器24の検出面を構成する画素毎に計数して、その計数した値を反映させた電気量のデータを例えば300fpsの高いフレームレートで出力する。このデータはフレームデータとも呼ばれる。
For this reason, the
半導体層、すなわち半導体セルの半導体材料としては、テルル化カドミウム半導体(CdTe半導体)、カドミュームジンクテルライド半導体(CdZnTe半導体(CZT半導体))、シリコン半導体(Si半導体)、臭化タリューム(T1Br)、ヨウ化水銀(HgI2)などが用いられる。なお、この半導体セルを用いる検出器の代わりに、フォトダイオードとシンチレータの組合せ構造を持つ検出器を用いてもよい。 As the semiconductor material of the semiconductor layer, that is, the semiconductor cell, cadmium telluride semiconductor (CdTe semiconductor), cadmium zinc telluride semiconductor (CdZnTe semiconductor (CZT semiconductor)), silicon semiconductor (Si semiconductor), thallium bromide (T1Br), Mercury iodide (HgI 2 ) or the like is used. Note that a detector having a combination structure of a photodiode and a scintillator may be used instead of the detector using the semiconductor cell.
一方、このパノラマ撮影装置1では、その4本のレーザビームを位置決め手段として使用している。具体的には、背面部14Bの撮影空間Sの側の上部に設けた正中レーザ211、及び、検出器アーム22の対向アーム部分22Bの側面の所定位置それぞれに設けた水平レーザ212、咬合平面レーザ213、及び犬歯レーザ214を備える(図7参照)。これらのレーザ211〜214は、位置決めのときに線状のレーザマーカを被検体Pの頭部に投影させるもので、コンソール15を介してその駆動が制御される。正中レーザ211は、被検体Pの頭部Hの正中線を、水平レーザ212はフランクフルト平面を、咬合平面レーザ213は咬合平面を、犬歯レーザ214は歯列の中の犬歯をそれぞれ位置合わせするためのものである(図14、(B´)参照)。
On the other hand, in this panoramic photographing
さらに、フェイルセーフ用のセンサとして、衝撃を検知するショックセンサ215,216がX線管アーム21及び検出器アーム22の対向アーム部分21B、22Bにそれぞれ設置されている(図7参照)。これは万が一、例えば、それらのアーム21,22に何か物が当たったときに、それを感知してスキャンを中止させるもので、それらショックセンサ215,216の出力信号はコンソール15も送られる。
Further,
コンソール15は、図9に示すように、信号の入出力を担うインターフェース(I/F)131を備え、このインターフェース131にバス132を介して通信可能に接続されたコントローラ133、第1の記憶部134、データプロセッサ(CPU)135、表示器136、入力器137、キャリブレーション演算器138、第2の記憶部139、第1〜第4のROM140A〜140D、及び閾値付与器140Eを備えている。
As shown in FIG. 9, the
コントローラ133は、第1のROM140Aに予め与えられたプログラムに沿ってパノラマ撮影装置1の駆動を制御する。この制御には、X線管23に高電圧を供給する高電圧発生装置140Fへの指令値の送出、スリット84の開口面積を変更するために開口駆動部85への指令値の送出、及びキャリブレーション演算器138への駆動指令も含まれる。第1の記憶部134は、検出器24からインターフェース131を介して送られてきた計数値であるフレームデータ、及び、画像データを保管する。また、コントローラ133は、照射スイッチ56のスイッチ信号をインターフェース131を介して受信し、後述するようにスキャンを制御する。同様に、コントローラ133は、ショックセンサ215,216の信号もインターフェース131を介して受信し、後述するスキャンの継続・中止を制御する。さらに、コントローラ133はインターフェースを131を介して、位置決め用のレーザ151〜154に接続され、位置決めが指令が出されたときに、それらのレーザ151〜154を駆動するように構成されている。
The
データプロセッサ135は、コントローラ133の管理の下に、第2のROM140Bに予め与えられたプログラムに基づいて動作する。また、パノラマ撮影のときに、データプロセッサ135は、その動作により、第1の記憶部134に保管されたフレームデータに、公知のシフト・アンド・アッド(shift and add)と呼ばれる演算法に基づくトモシンセシス法を実施する。これにより、被検者Pの口腔部のある断層面のパノラマ画像が得られる。表示器136は、作成される画像の表示や、装置の動作状況を示す情報及び入力器137を介して与えられるオペレータの操作情報の表示を担う。入力器137は、オペレータが撮像に必要な情報を装置に与えるために使用される。
The
また、キャリブレーション演算器138は、コントローラ133の管理の下に、第3のROM140Cに予め内蔵されているプログラムの下で動作し、データ計数回路における画素毎のエネルギ弁別回路毎に与える、X線エネルギ弁別のためのデジタル量の閾値をキャリブレーションする。
In addition, the
閾値付与器140Eは、コントローラ133の制御の下で、撮像時に第2の記憶部139に格納されているデジタル量の閾値を画素毎に且つ弁別回路毎に呼び出して、その閾値を指令値としてインターフェース131を介して検出器24の光子計数回路に送信する。この処理を実行するため、閾値付与器140Eは第4のROM140Dに予め格納されたプログラムを実行する。
Under the control of the
コントローラ133、データプロセッサ135、キャリブレーション演算器138、閾値付与器140Eは共に、与えられたプログラムで稼動するCPU(中央処理装置)を備えている。それらのプログラムは、第1〜第4のROM140A〜140Dのそれぞれに事前に格納されている。
The
また、本実施形態では、国際公開公報WO2011/142343(国際出願番号PCT/JP2011/060731)により知られるように、ファントムを使って撮影空間Sの構造が解析され、検出器24の収集チャンネルがキャリブレートされる。このキャリブレーションは撮像前、保守点検時などの適宜なタイミングで実行される。
In this embodiment, as known from International Publication No. WO2011 / 142343 (International Application No. PCT / JP2011 / 060731), the structure of the imaging space S is analyzed using a phantom, and the collection channel of the
図10に、標準的な歯列TR、この歯列TRの馬蹄形の3D基準断層面のXY面への投影の軌跡SS(標準軌道と呼ぶ)、頸椎CSの位置、及び、被検者Pの顎部JWの周方向CRにおける各回転角θの位置におけるX線ビームのパスXBを例示する。なお、このパスXBは、X線管23のX線焦点FPと検出器24の検出面24A(図8参照)の横幅方向(Y軸方向)の中心位置Cとを結ぶ経路を示す。
FIG. 10 shows a standard dentition TR, a trajectory SS (referred to as a standard trajectory) of projection of the horseshoe-shaped 3D reference tomographic plane of the dentition TR onto the XY plane, the position of the cervical vertebra CS, and the subject P An X-ray beam path XB at each rotation angle θ in the circumferential direction CR of the jaw JW is illustrated. The path XB indicates a path connecting the X-ray focal point FP of the
なお、図7,8から分かるように、X線管23の管焦点FPは第1の軸(即ち、X線管の首振り回転中心軸)AXsの線上に位置し、検出器24の検出面24Aの横幅方向の中心位置Cは第2の軸(即ち、検出器の首振り回転中心軸)AXdの線上に位置する。これにより、X線管23及び検出器24の自転(回動)とX線パスの幾何学的な位置関係が簡単になり、X線管23及び検出器24の姿勢制御の設計がより容易になる。
As can be seen from FIGS. 7 and 8, the tube focal point FP of the
この3D基準断層面の軌跡SS(標準軌道)に対して、例えば標準撮影及び直交撮影と呼ばれる2種類の撮影法(共にパノラマ撮影)を実施するための速度パターンを設定できる。標準撮影は、この軌跡SSに対して左右の顎骨をなるべく回避するようにX線を照射する撮影法である。直交撮影はこの軌跡SSに対して常になるべくパスが直交するようにX線を照射する撮影法である。なお、図10は、標準撮影におけるスキャン範囲θ=220°(所定の折返し位置をθ=0°にすれば±110°の範囲)の半分におけるX線パスを模式的に示している。 For this 3D reference tomographic plane trajectory SS (standard trajectory), for example, speed patterns for performing two types of imaging methods (both panoramic imaging) called standard imaging and orthogonal imaging can be set. The standard imaging is an imaging method in which X-rays are irradiated so as to avoid the left and right jaw bones as much as possible with respect to the locus SS. The orthogonal imaging is an imaging method in which X-rays are irradiated so that the path is always orthogonal to the locus SS. FIG. 10 schematically shows an X-ray path in a half of the scan range θ = 220 ° in standard imaging (a range of ± 110 ° if the predetermined folding position is θ = 0 °).
更に、同じ標準撮影であっても、3D基準断層面の軌跡SS(標準軌道)の大きさが大人、子供等の違いによって異なる。直交撮影も同様である。このため、予め、標準撮影及び/又は直交撮影のための複数種類の速度パターンが、X線管23の中心軸CAの周りの周方向の部分的な範囲の回転(ここでは部分的な公転)、X線管23の軸AXsを中心とした部分的な範囲の回転(ここでは部分的な自転)、検出器24の中心軸CAの周りの周方向の部分的な範囲の回転(部分的な公転)、及び検出器24の軸AXdを中心とした部分的な範囲の回転(部分的な自転)に伴うって用意されている。 Furthermore, even in the same standard imaging, the size of the trajectory SS (standard trajectory) of the 3D reference tomographic plane varies depending on differences between adults and children. The same applies to orthogonal shooting. For this reason, a plurality of types of velocity patterns for standard imaging and / or orthogonal imaging are preliminarily rotated in a partial range in the circumferential direction around the central axis CA of the X-ray tube 23 (here, partial revolution). , Rotation of a partial range around the axis AXs of the X-ray tube 23 (here, partial rotation), rotation of a partial range in the circumferential direction around the central axis CA of the detector 24 (partial rotation) Revolving) and a partial range of rotation about the axis AXd of the detector 24 (partial rotation).
この速度パターンは、横軸にスキャン時間(例えば12秒)を採り、縦軸に公転又は自転の角度を採ったものである。なお、本実施形態において、公転とは、X線管23及び検出器24が中心軸CAから所定距離離れた軌道Tx,Tdのそれぞれに沿って周方向に回転又は回動することであり、自転とはX線管23及び検出器24それ自体がそれぞれの回転軸AXs、AXdの周りに回転又は回動することである。また、部分的とは周方向全体の一部の範囲を回転することであり、また360の自転範囲のうちの一部の角度範囲を指す。
In this velocity pattern, the horizontal axis represents the scan time (for example, 12 seconds), and the vertical axis represents the revolution or rotation angle. In this embodiment, the revolution means that the
図11及び図12に、標準撮影及び直交撮影を行うときのX線管23の公転及び自転を示す速度パターン及び検出器24の公転及び自転を示す速度パターンを例示する。例えば、図11、12それぞれの曲線A,Bは図10に示すように周方向の角度θを設定したときの約220°の範囲におけるX線管23及び検出器24の大人用の直交撮影向けの公転及び自転の速度パターンをそれぞれ示す。この速度パターンA,Bから分かるように、左右の顎骨の部分はなるべく粗くスキャンするように、それらの部分で回転速度を上げ、歯列TRの部分で密になるように速度が設定されている。同様に、図11,12それぞれの曲線A´、B´は、かかる約220°の範囲におけるX線管23及び検出器24の大人用の標準撮影向けの公転及び自転の速度パターンをそれぞれ示す。
FIG. 11 and FIG. 12 illustrate a speed pattern indicating the revolution and rotation of the
なお、子供用の直交撮影及び標準撮影向けの公転及び自転の速度パターンは、図11及び図12における横軸1〜11秒に部分を利用している。つまり、公転及び自転の角度範囲は同じであるが、収集時間を短縮することによって、収集範囲が小さめの子供用の標準軌道を確保している。これは、子供と大人の歯列の違いは、大人になるほど奥歯側の顎部が発達するが、前歯側の大きさはそれほど変わらないという統計に依る。
Note that the rotation and rotation speed patterns for orthogonal shooting and standard shooting for children use portions in the
また、図12の曲線A,BはX線管23及び検出器24の部分的な自転、所謂、一定角度内の首振りの速度パターンを示す。この一定角度として、約±15°が設定されている。なお、この角度は、X線管23及び検出器24が互いに正対している状態のときに角度=0°と設定されている。この首振りは、上述した図11に示すように、X線管23及び検出器24それ自体の公転速度が一定でないため、X線パスXBが常に中心軸CAを通るパスにはならず、むしろ中心軸CAを外したX線パスXBの方が遥かに多い。これは、図10の矢印YJで示す如く、X線パスXBの設計の自由度を上げるためである。X線パスXBが中心軸CAを通らないときには、何もしないとX線管23と検出器24は互いに正対状態からずれて検出感度が低下する。このため、X線パスが中心軸CAを通らない場合、そのX線パスXBの中心軸CAからのずれ量に応じてX線管23及び検出器24の首振りを協働的に行う必要がある。勿論、検出器24の内の一方の首振りでもよいが、その場合、X線パスXBの設定の自由度が下がるので、両者の首振りを併用した方がよい。このような速度パターンは、メーカ側で装置に事前にインストールしている。
Curves A and B in FIG. 12 show partial rotations of the
つまり、本実施形態において用意されている速度パターンの種類は、
・大人用標準撮影の速度パターン(図11の曲線A´,B´及び図12の曲線A´,B´から成る速度パターン群)、
・大人用直交撮影の速度パターン(図11の曲線A,B及び図12の曲線A,Bから成る速度パターン群)、
・子供用標準撮影の速度パターン(図11における時間短縮された曲線A´,B´及び図12における時間短縮された曲線A´,B´から成る速度パターン群)、
・大人用直交撮影の速度パターン(図11における時間短縮された曲線A,B及び図12における時間短縮された曲線A,Bから成る速度パターン群)、
である。
That is, the types of speed patterns prepared in this embodiment are
・ Speed pattern for standard shooting for adults (speed pattern group consisting of curves A ′ and B ′ in FIG. 11 and curves A ′ and B ′ in FIG. 12),
-Speed pattern for orthogonal shooting for adults (speed pattern group consisting of curves A and B in FIG. 11 and curves A and B in FIG. 12),
Speed pattern for standard shooting for children (speed pattern group consisting of time-reduced curves A ′ and B ′ in FIG. 11 and time-reduced curves A ′ and B ′ in FIG. 12),
The speed pattern of the orthogonal photographing for adults (the speed pattern group consisting of the time shortened curves A and B in FIG. 11 and the time shortened curves A and B in FIG. 12),
It is.
さらに、X線管23及び検出器24の速度パターンについては、上述したような標準的な3D基準断層面に対するものとは限らない。これは、任意形状の3D基準断層面に対する速度パターンであってもよい。例えば、前述した図10に示す3D基準断層面のXY面への投影軌跡(標準軌道)SSの形状が、前歯付近がより狭まったり或いは広くなったりした馬蹄形であることもある。逆に奥歯付近がより狭い或いは広い馬蹄形を成すこともある。そのような変形した投影軌跡SSを持つ3D基準断層面に対する標準撮影及び/又は直交撮影を行う上記4種類の速度パターンを設定することもできる。そのような変形形状に係る速度パターンは、システム側で事前に準備しておくこともできるし、医療現場又は研究の場でコンピュータに計算させて記憶させておくこともできる。
Furthermore, the velocity patterns of the
このように高い自由度を以って設定された複数の速度パターンは、第1の記憶部134(記憶手段:図9参照)にテーブルとして格納されている。このため、コントローラ133は、この第1の記憶部134から、オペレータとのインターラクティブなやり取りを介して、所望の速度パターンをそのワークエリアに読み出す。スキャンが開始されると、コントローラ133は読み出されている速度パターンに従って図9に示す回転駆動機構83、21B、22Bを制御する。これにより、X線管23から照射され、被検体Pの顎部JWを通って検出器24に入射するX線は、周方向の回転角θ毎に、所望の標準撮影又は直交撮影で指定されているパスXBを通る。このため、検出器24は常にX線管23に正対した姿勢を維持しつつ、検出したフレームデータを出力する。このフレームデータは、データプロセッサ135によりパノラマ画像に再構成される。
A plurality of speed patterns set with a high degree of freedom is stored as a table in the first storage unit 134 (storage means: see FIG. 9). For this reason, the
次いで、図13をも参照しながら、本実施形態に係るパノラマ撮影装置1によるパノラマ撮影の手順の一例を説明する。
Next, an example of a panorama shooting procedure by the
このパノラマ撮影装置1の使用するときには、まず、このパノラマ撮影装置1を歯科用治療椅子2の後ろ側の所定位置に位置付け、床面に固定する。このときに、前述した操作レバー52を操作してピン50を押し下げ、そのピン50をフロア固定部53に係合させる。これにより、パノラマ撮影装置1の本体BDの歯科用治療椅子2に対する位置付け及び固定が達成される。これにより、歯科用治療椅子2に座った状態でその背もたれを倒したときに、患者Pの頭部Hに対するパノラマ撮影装置1のスキャンの位置決めが容易になる。
When using the panoramic photographing
このパノラマ撮影装置1の位置付けが終わると、オペレータ(又は歯科医)は装置の電源をオンにする。これにより、コンソール15のコントローラ133が起動して以下の処理をインターラクティブに実行する。まず、コントローラ133は、表示器136にログイン画面を表示させるので、ログインを行う(図13、ステップS1)。これが済むと、コントローラ133は表示器136にパノラマ撮影用のGUI(graphical user interface)(図示せず)を表示させる。このため、このGUIが提供する患者情報入力画面から、歯科医は患者情報(撮影日時、患者ID,患者名など)を入力する(ステップS2)。
When the
次いで、同様に、表示器136のGUI画面上で撮影種別の選択が行われる(ステップS3)。この撮影種別は、本実施形態においては、デフォルトで設定されている、大人用の標準撮影、大人用の直交撮影、子供用の標準撮影、子供用の直交撮影の4種類の中から1種類が選択される。勿論、カスタマイズされたサイズの軌道を持つ撮影法が設定されていれば、それを選択してもよい。この選択に応じて、コントローラ133は、第1の記憶部134のテーブルから、選択された撮影法を実施するための速度パターンがそのワークエリアに読み出される。例えば、大人用の標準撮影が選択された場合、図11,12に記載の速度パターンA´、B´の4種類のパターンデータが読み出される。
Next, in the same manner, a shooting type is selected on the GUI screen of the display 136 (step S3). In this embodiment, one of the four types of shooting, which is set by default, is standard shooting for adults, orthogonal shooting for adults, standard shooting for children, and orthogonal shooting for children. Selected. Of course, if an imaging method having a customized size trajectory is set, it may be selected. In response to this selection, the
次いで、撮影条件が設定される(ステップS4)。この設定は、管電圧及び管電流を設定するものであり、上述のように撮影種別が選択されると、コントローラ133は自動的に推奨撮影条件を設定するが、これをカスタマイズできるGUIがこのステップである。
Next, shooting conditions are set (step S4). This setting is to set the tube voltage and tube current. When the shooting type is selected as described above, the
この撮影条件の設定が済むと、コントローラ133は歯科医による患者Pの位置付けを行うように画面表示し、その間待機する(ステップS5)。
When the imaging conditions are set, the
そこで、歯科医は、患者P及び介添者にX線防護衣を着用させ、患者Pを歯科用治療椅子2に座らせる。次いで、散乱線遮蔽カバー14Cを手動で後ろ側に退避させる(図3の仮想線「退避位置」参照)。この段階では、X線管アーム21及び検出器アーム22はそれぞれの待機位置に位置付けられている(図14(A)参照)。
Therefore, the dentist causes the patient P and the attendant to wear X-ray protective clothing, and causes the patient P to sit on the
さらに、患者Pの頭部Hをその治療椅子2のヘッドレストHRに付けたまま、その背もたれを倒して頭部Hを撮影空間Sに導入する。このとき、前述したように、パノラマ撮影装置1の本体BDと歯科用治療椅子2とは床面を介し互いに固定された状態にある。それ故、歯科用治療椅子2のヘッドレストHR(図3参照)は、撮影空間Sのほぼ中央に位置する。つまり、患者Pの頭部Hも撮影空間Sにおいて待機しているX線管アーム21及び検出器アーム22の相互のほぼ中間部に案内される。
Further, with the head H of the patient P attached to the headrest HR of the
この導入が終わると、歯科医は表示器136のGUIのレーザ照射ボタン(図示せず)を押して位置決めの照射ボタンを押す。これに応答して、コントローラ133は、検出器アーム22のみを回転させて位置決め用の位置、即ち、患者の頭部Hの真横の位置に移動させる(図14(B)参照)。さらに、コントローラ133は正中レーザ211、水平レーザ212、咬合平面レーザ213、及び犬歯レーザ214を駆動させる(ステップS6)。この4種類のレーザビームは患者Pの顔に投影される(図14(B´)参照)。
When this introduction is completed, the dentist presses the GUI laser irradiation button (not shown) of the
次いで、表示器136のGUIは歯科医に患者Pの顔の位置決めを行うように指示する(ステップS7)。まず、歯科医は、犬歯レーザ214からの線状のビームBM1が患者Pの犬歯に合うように、昇降機14の高さをコントローラ133を介して調整する。次いで、残りのレーザ211〜213からのビームを見ながら、患者の顔の位置を微調整する。具体的には、咬合平面レーザ213からの線状のビームBM2が患者Pの咬合平面に合うように患者の体軸方向の位置を調整する。また、頭部Hの正中矢状面が正中レーザ211からの線状のビームBM3に重なるように合わせる。さらに、フランクフルト平面が水平レーザ212から照射された線状のビームBM4に重なるように合わせる。
Next, the GUI of the
位置決め後、散乱線遮蔽カバー14Cを前方向の撮影位置まで移動させる(図3の実線「撮影位置」参照)。これにより、図3の実線で示すように、画成された撮影空間Sに被検者Pの頭部Hが位置した状態になる。なお、X線遮蔽をより確実に行うため、この位置決めの後、散乱線遮蔽カバー14Cの前面を鉛入りのX線防護掛布で覆ってもよい。これは、例えば、カバー14Cの前面上部の縁に形成したヒンジ等の着脱自在に掛けることで容易に行える。
After positioning, the scattered
そこで、表示器136のGUIは準備完了の表示を行うので、GUI上のセットアップボタンを押す(ステップS8)。これに応答して、コントローラ133はX線管アーム21及び検出器アーム22を所定のセットアップ位置まで回転移動させる(図14(C)参照)。歯科医は、このセットアップ状態を最終確認する。このとき、患者Pの状態やアーム位置等、散乱線遮蔽カバー14Cの内部の状況を、その透光体部分14TRによる窓部分越しに観察して確認することができる。
Then, since the GUI of the
この確認で問題が無ければ、歯科医はスキャンを実行する。このスキャンは、歯科医が照射スイッチ56を持って少し離れた場所からそのスイッチ56を押し、且つ押し続けることで実行される(ステップS9)。これにより、前述したように、選択した撮影種別に沿った速度パターンに沿って、X線管アーム21及び検出器アーム22の互いに独立した公転運動、並びに、対向アーム部分21A,22A、即ち、X線管23及び検出器24の自転運動が互いに独立して制御される。つまり、前述した4軸独立制御によるスキャンによってフレームデータの収集が行われる。図14(D)の符号Ks,Kdは、X線管アーム21及び検出器アーム22の公転運動によるX線管23及び検出器24の移動の軌跡を模式的に示している。この符号Ks,Kdで示すように、X線管23は頭部Hの後側を回り、検出器24はその反対に頭部Hの前側を回る。この回転中、X線管23及び検出器24の姿勢は互いに正対するように制御され、X線スキャンが行われる。
If there are no problems with this confirmation, the dentist performs a scan. This scan is executed when the dentist holds the
このスキャン中に、歯科医は散乱線遮蔽カバー14Cの透光体部分14TRから内部を見ながら患者の様子を観察している。このため、コントローラ133はスキャン中に、照射スイッチ56のオフ、即ち、歯科医が何等かの不都合を感じて照射スイッチ56の押しボタンを離したか(つまり、スイッチOFF)どうかを監視する(ステップS10)。異常が無ければ、ステップS10の判断はNOとなるので、そのままスキャンを継続させるが、YESの判断の場合、即座にスキャンの中止を各駆動部に指示する(ステップS11)。この監視は、ショックセンサについても同様である(ステップS12、S11)。歯科医は異常が無ければ、照射スイッチ56を押し続けられ、回転角が所定角度範囲の終点に達すると、スキャンが自動的に終了する(ステップS13)。即ち、X線管アーム21及び検出器アーム22は、動作パターンで指令されたスキャン範囲θ(例えば約220°)を例えば12秒掛けて(成人の場合)移動しながらスキャンし、スキャンが終わると、自動的に初期の待機位置に戻る(図14(D)参照)。
During this scan, the dentist observes the patient while looking inside from the translucent portion 14TR of the scattered
この後、散乱線遮蔽カバー14Cを後ろ側に退避させ、患者を解放する(ステップS13)。
Thereafter, the scattered
これにより一連のパノラマ撮影が終わる。このスキャンによって収集されたフレームデータは第1の記憶部134に保管される。このため、データプロセッサ135は、シフト&アッド処理のための所定のプロファイルカーブ(フレームデータ同士の重ね合わせ量を規定する曲線)を用いて、このフレームデータから歯列TRの断層像を再構成することができる。この再構成には、具体的には、例えばUS-2012-0230467 A1公報に記載の手法を採用できる。
This completes a series of panoramic photography. The frame data collected by this scan is stored in the
[第1の変形例]
ここで、上述した実施形態に係る変形例(第1の変形例)を図15及び図16を参照して説明する。ここで、前述したパノラマ撮影装置1の構成要素と同一又は同等の機能を発揮する構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
[First modification]
Here, the modification (1st modification) which concerns on embodiment mentioned above is demonstrated with reference to FIG.15 and FIG.16. Here, the same reference numerals are given to components that exhibit the same or equivalent functions as the components of the panoramic photographing
図15及び図16には、前述したパノラマ撮影装置1に、前述した駆動機構に代えて搭載可能な本体BDの内部構造の一例を示すもので、外側を覆うカバー等を取り外した状態を示している。
FIGS. 15 and 16 show an example of the internal structure of the main body BD that can be mounted on the panoramic photographing
この例の場合、その構造は至ってシンプル化されており、床面を介して歯科用治療椅子2に位置決めされるベース部BSと、このベース部BSから立脚する高さ調整可能なタワー部TWと、このタワー部TWの上部に設けた駆動部DVと、その上部の位置で当該タワー部TWに横向き取り付けられると共に駆動部DVにリンクするアーム部AMとを備える。
In the case of this example, the structure is extremely simplified, and a base part BS that is positioned on the
このうち、ベース部BSは前述した実施形態と同様に台座部12を有し、その上にテレスコピック型の昇降機141が取り付けられている。この昇降機141は前述した実施形態で説明した昇降機14の機能を担う。この昇降機141は、高さ方向に例えば270mmのストロークを以って、内側の固定支柱に対して外側の可動支柱142が上下動可能に構成されている。この昇降機141にはDCモータ及び高さセンサ等の駆動機構が内蔵されている。
Among these, the base part BS has a
この可動支柱142には、前述した回転駆動機構83と同様の回転機構を持つ駆動部DVが設けられている。この駆動部DVは、可動支柱142の上部の両側面から突設させた支持板143,144と、それらの支持板143,144にそれぞれ配設した電磁ブレーキ付きでギヤボックス付の電動モータ145,146とを備える。また、駆動部DVは、可動支柱142の上部を、支持板143,144の突設方向に直交する前後方向(Z軸方向)に貫通して設けられた回転駆動機構147を備える。この回転駆動機構147の前面側の端部は可動支柱142から突設しており、この突設した部分に、前述したX線管アーム21の支持部21L及び検出器アーム22の支持部22Lが同軸状に取り付けられている。また、この回転駆動機構147の後面側の端部も可動支柱142から突設しており、この突設した部分に、2つの減速機148,149が同軸状に取り付けられている。モータ145,146はそれぞれ、ステッピングモータであり、出力軸側にギヤボックス145A,146Aを備えており、これらのギヤボックス145A,146Aがベルト150,151を介して減速機148,149にリンクしている。
The
このため、X線管回転用のモータ145が回転すると、その回転力はギヤボック145A及び減速機148により減速されて回転駆動機構147に伝わる。同様に、検出器回転用のモータ146が回転すると、その回転力はギヤボックス146A及び減速機149により減速されて回転駆動機構147に伝わる。回転駆動機構147は、その内部に、ベアリング等のよってその内側及び外側で互いに独立して回転を伝える公知のシャフト機構を内蔵する。このため、シャフト機構の内外の2つの軸がX線管アーム21の支持部21L及び検出器アーム22の支持部22Lにそれぞれリンクしている。したがって、X線管回転用のモータ145の回転によってX線管アーム21が前述したように周方向に回転し、また検出器回転用のモータ146の回転によって検出器アーム22が同様に周方向に回転する。それらの回転方向、回転速度、及び回転範囲は、2つのモータ145,146の駆動を別々に制御することで、互いに独立して制御できる。
For this reason, when the
また、アーム部AMとして設けられた、X線管用の支持部21L及び検出器用の支持部22Lの先端部には、対向アーム部分21A、22Aの自転運動をさせるためのギヤボックス付の電動モータ152,153がそれぞれ設けられている。これらの電動モータ152,153はステッピングモータであり、それらの出力軸は、X線管側及び検出器側の対向アーム部分21A,22Aにそれぞれリンクしている。このため、電動モータ152,153の回転によってX線管側及び検出器側の対向アーム部分21A,22A、即ち、X線管23及び検出器24の前述した自転運動を互いに独立して制御できるようになっている。
In addition, an
以上のように、この変形例に係る機構によっても前述した4軸の回転動作を独立して制御でき、前述したスキャン制御を行うことができる。 As described above, the above-described four-axis rotation operation can also be independently controlled by the mechanism according to this modification, and the above-described scan control can be performed.
このように、上述した実施形態及びその変形例に係るパノラマ撮影装置1によれば、X線管23と検出器24が別々の円形軌道上を独立して動く中で、常に正対状態なるように4軸(即ちX線管23の部分的な公転、自転、及び検出器24の部分的な公転、自転)の姿勢制御が行われる。このため、装置の小型化を図ることができるとともに、X線パスの軌道設計の自由度は極めて高い。しかも、X線パスの軌道を任意に決めて思惑通りの画像が撮像できるようにする。
As described above, according to the
具体的には、1つの回転中心Oを通る同一の中心軸CAの周りに、その中心軸CAからの距離(径)が異なる円状の2つの軌道に沿って、X線管23と検出器24を互いに独立して回動(公転)させる。その上で、X線管23及び検出器24がそれぞれの回転位置において、回転軸CAに平行な第1及び第2の軸AXs、AXdの周りに回動(自転、又は首振り)させることができる。つまり、X線管23及び検出器24は共にそれぞれが自転(姿勢制御)可能であるので、両者は常に正対した状態を維持できる。これにより、X線管23及び検出器24がそれぞれの円軌道上を回転するという比較的簡単で小型化が可能な構成でありながら、スキャン中には、X線管23から検出器24に向かうファンビーム状のX線のパスを、撮影空間Sに多様な角度から描かせることができ、また容易に変更できる。このため、撮影空間Sに多様な焦点面を設定することができる。
Specifically, the
加えて、中心軸CAからX線管23及び検出器24までの距離が異なる。つまり、検出器24を被検者Pの撮影部位JWになるべく接近した位置で回転させることができる。これにより、X線管23の焦点サイズ(本実施形態では0.15mm)が同じあれば、検出器24が被検者Pに接近するほど拡大率が上がり、分解能が上がる分、検出器24の検出精度も向上する。
In addition, the distances from the central axis CA to the
このように本パノラマ撮影装置1では、X線管23から照射されるX線XBは常に検出器24のX線入射窓WDの大きさに絞られている。しかも、X線管23と検出器24は4軸独立で駆動制御され、且つ、スキャン中、両者は常に被検者Pの顎部を介して対向している。このため、X線管から照射されるX線XBは検出器24に入射する。したがって、撮影空間Sから漏れ出る散乱線の量は少ない。特に、矩形状の開口を持つファンビーム状に絞られたX線が中心軸CAの周りに回転するため、撮影空間Sの前後方向に漏れる散乱線の量は更に少ない。
As described above, in the
特に、図15及び図16にて説明した回転駆動機構を備えたパノラマ撮影装置の場合、ベース部BSからタワー部TWを立設し、そのタワー部TWの上部に、公転運動をさせる2つの電動モータ145,146を設けた。このため、これらの駆動源をベース部BSに配置する構造に比べて、回転伝達ベルトの引き回しが簡素化される。
In particular, in the case of the panoramic photographing apparatus provided with the rotation drive mechanism described with reference to FIGS. 15 and 16, two electric motors that make a tower portion TW stand up from the base portion BS and perform a revolving motion on the upper portion of the tower portion TW.
さらに、この変形例では、図9に示すコンソール15の回路を実装する制御基板(図示せず)は、タワー部TWの上面のスペースUSに配置するようにしている。このため、ベース部BSを成す電源ボックス13には、交流100Vから直流24Vの電圧変換するコンバータだけを搭載し、その直流出力を制御基板や電動モータに送るケーブルだけを引き回せばよい。このため、かかる制御基板を電源ボックス13に置く場合に比べて、配線の引き回しも簡素になる。
Furthermore, in this modification, a control board (not shown) on which the circuit of the
さらに、X線管アーム21及び検出器アーム22を中心軸CAの周りに回転させる際、これらのアームの反対側、すなわち、回転駆動機構147の背面側にはカウンターウェイトを設けてはいない。これらのアーム21,22の回転は速度パターンに沿って精密に制御することによって制御している。通常、このようなアームを、その回転径方向が高さ方向であるように回転させる場合、その重力に起因した回転ムラを抑制するカウンターウェイトを設けることが多い。しかし、本変形例ではカウンターウェイトを設けていないので、その分、構造が簡単になり、また軽量化される。
Further, when the
[第2の変形例]
さらに、上述した実施形態に係るパノラマ撮影装置1に搭載可能な散乱線遮蔽カバー14Cに係る変形例を説明する。
[Second modification]
Furthermore, a modified example related to the scattered
このカバー14Cに形成する透光体部分14TRは、前述した図5の形状に代えて、図17に示すように、両側面に設ける適宜な矩形状の透光体窓14TR´としてもよい。この透光体窓14TR´、鉛を含有した樹脂材料で形成するが、これ以外の非透光体部分14NTは金属性の板材で形成している。これによっても散乱線遮蔽の効果は期待でき、且つ、鉛含有の部分を減らすことで全体の重量を軽減させることができる。
The translucent portion 14TR formed on the
この透光体窓14TR´は、スキャンに歯科医が患者の様子を観察できることが第一であり、閉所が苦手な患者の不快感軽減ができれば尚良い。このため、透光体窓14TR´の形状は矩形に限定されず、スリット状、円形、三角形でもよい。さらに、この透光体窓14TR´は、カバー14Cの一方の側面だけに設けもよい。透光体窓14TR´の高さ方向の位置は、通常、立位でスキャン操作を行う歯科医が中の患者の頭部を透光体窓14TR´を通して観察可能に設定される。
This translucent window 14TR ′ is primarily capable of observing the state of the patient by the dentist during scanning, and it is better if the discomfort of the patient who is not good at closing can be reduced. For this reason, the shape of the translucent window 14TR ′ is not limited to a rectangle, but may be a slit, a circle, or a triangle. Further, the translucent window 14TR ′ may be provided only on one side surface of the
このように、上述した実施形態及びその変形例に係るパノラマ撮影装置1によれば、X線管23と検出器24が別々の円形軌道上を独立して動く中で、常に正対状態なるように4軸(即ちX線管23の部分的な公転、自転、及び検出器24の部分的な公転、自転)の姿勢制御が行われる。このため、装置の小型化を図ることができるとともに、X線パスの軌道設計の自由度は極めて高い。しかも、X線パスの軌道を任意に決めて思惑通りの画像が撮像できるようにする。
As described above, according to the
具体的には、1つの回転中心Oを通る同一の中心軸CAの周りに、その中心軸CAからの距離(径)が異なる円状の2つの軌道に沿って、X線管23と検出器24を互いに独立して回動(公転)させる。その上で、X線管23及び検出器24がそれぞれの回転位置において、回転軸CAに平行な第1及び第2の軸AXs、AXdの周りに回動(自転、又は首振り)させることができる。つまり、X線管23及び検出器24は共にそれぞれが自転(姿勢制御)可能であるので、両者は常に正対した状態を維持できる。これにより、X線管23及び検出器24がそれぞれの円軌道上を回転するという比較的簡単で小型化が可能な構成でありながら、スキャン中には、X線管23から検出器24に向かうファンビーム状のX線のパスを、撮影空間Sに多様な角度から描かせることができ、また容易に変更できる。このため、撮影空間Sに多様な焦点面を設定することができる。
Specifically, the
加えて、中心軸CAからX線管23及び検出器24までの距離が異なる。つまり、検出器24を被検者Pの撮影部位JWになるべく接近した位置で回転させることができる。これにより、X線管23の焦点サイズ(本実施形態では0.15mm)が同じあれば、検出器24が被検者Pに接近するほど拡大率が上がり、分解能が上がる分、検出器24の検出精度も向上する。
In addition, the distances from the central axis CA to the
このように本パノラマ撮影装置1では、X線管23から照射されるX線XBは常に検出器24のX線入射窓WDの大きさに絞られている。しかも、X線管23と検出器24は4軸独立で駆動制御され、且つ、スキャン中、両者は常に被検者Pの顎部を介して対向している。このため、X線管から照射されるX線XBは検出器24に入射する。したがって、撮影空間Sから漏れ出る散乱線の量は少ない。特に、矩形状の開口を持つファンビーム状に絞られたX線が中心軸CAの周りに回転するため、撮影空間Sの前後方向に漏れる散乱線の量は更に少ない。
As described above, in the
特に、図15及び図16にて説明した回転駆動機構を備えたパノラマ撮影装置の場合、ベース部BSからタワー部TWを立設し、そのタワー部TWの上部に、公転運動をさせる2つの電動モータ145,146を設けた。このため、これらの駆動源をベース部BSに配置する構造に比べて、回転伝達ベルトの引き回しが簡素化される。
In particular, in the case of the panoramic photographing apparatus provided with the rotation drive mechanism described with reference to FIGS. 15 and 16, two electric motors that make a tower portion TW stand up from the base portion BS and perform a revolving motion on the upper portion of the tower portion TW.
さらに、この変形例では、図9に示すコンソール15の回路を実装する制御基板(図示せず)は、タワー部TWの上面のスペースUSに配置するようにしている。このため、ベース部BSを成す電源ボックス13には、交流100Vから直流24Vの電圧変換するコンバータだけを搭載し、その直流出力を制御基板や電動モータに送るケーブルだけを引き回せばよい。このため、かかる制御基板を電源ボックス13に置く場合に比べて、配線の引き回しも簡素になる。
Furthermore, in this modification, a control board (not shown) on which the circuit of the
さらに、X線管アーム21及び検出器アーム22を中心軸CAの周りに回転させる際、これらのアームの反対側、すなわち、回転駆動機構147の背面側にはカウンターウェイトを設けてはいない。これらのアーム21,22の回転は速度パターンに沿って精密に制御することによって制御している。通常、このようなアームを、その回転径方向が高さ方向であるように回転させる場合、その重力に起因した回転ムラを抑制するカウンターウェイトを設けることが多い。しかし、本変形例ではカウンターウェイトを設けていないので、その分、構造が簡単になり、また軽量化される。
Further, when the
一方、本実施形態及び変形例の場合、撮影空間Sを画成する上面、両側面、及び、底面の4面は、前述した散乱線遮蔽カバー14C及び底面部14Cの散乱線遮蔽板20により囲まれ、X線遮蔽がなされている。このため、パノラマ撮影又は部分撮影時において撮影空間Sから外部に漏れるX線を確実に減少させ、又は、遮蔽することができる。これにより、X線管23が駆動するパノラマ撮影や部分撮影が行われても、撮影空間Sの外側に与えるX線の影響を殆ど無視できるようになる。
On the other hand, in the case of the present embodiment and the modified example, the upper surface, both side surfaces, and the bottom surface that define the imaging space S are surrounded by the scattered
このパノラマ撮影装置1は移動可能である。したがって、「可搬型の歯科用のX線遮蔽室」とでも呼ぶべきX線遮蔽がなされた空間を持ったパノラマ撮影装置を提供できる。これにより、患者が歯科用治療椅子に仰向けに寝た状態のまま顎部のX線撮影を行うことができる。その撮影時に顎部周辺の極めて局所化された小さな撮影空間から外部に漏れることを大幅に軽減することができる。
This
また、被検者にとって、散乱線遮蔽カバー14Cの中に頭部Hを入れるのであるが、そのカバー14Cには透光体部分14TRが設けられている。このため、常に外部を見ることができ、閉所が苦手は患者にも対応できている。
For the subject, the head H is placed in the scattered
一方、上述した実施形態及び変形例では、装置1の本体BD(コンソールを除く)を移動させる移動手段としてキャスタ11を設けている。しかしながら、この移動手段は、キャスタに限定されない。装置1の本体に把持部を設け、この把持部を持って手持ちで移動させてもよい。また、台座部12の下面に、電動で回転する車輪を設けてもよい。本願に係る装置1の本体BDを歯科用治療椅子2のサイドまで自在に移動させることができる手段であればよい。
On the other hand, in the embodiment and the modification described above, the
なお、本発明は上述した実施形態及び変形例で示した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の主旨を逸脱しない限り、更に様々に変形して実施可能なものである。 The present invention is not limited to the configurations shown in the above-described embodiments and modifications, and can be implemented with various modifications without departing from the gist of the claims.
1 歯科用パノラマ撮影装置(X線撮影装置)
11 キャスタ(移動手段)
12 台座部
14 昇降機
14B 背面部
14C 散乱線遮蔽カバー
14L、14R 側面部
14U 上面部
17 コンソール(読出し手段、制御手段)
21 X線管アーム
21A 対向アーム部分
21L 支持部
22 検出器アーム
22A 対向アーム部分
22L 支持部
23 X線管
24 検出器
21B、22B、83;145、146、147、148、149、150、151、155、153(回転駆動部(駆動手段))
133 コントローラ
134 第1の記憶部
135 データプロセッサ
O 回転中心(アームの回転中心)
CA 中心軸(アームの回転中心軸)
AXs 第1の軸(X線管の首振り回転中心軸)
AXd 第2の軸(検出器の首振り回転中心軸)
C 検出器の横幅方向の中心位置(検出中心位置)
FP X線管のX線焦点(X線焦点位置)
1 Dental panoramic radiography equipment (X-ray radiography equipment)
11 Casters (moving means)
12
21
133
CA central axis (arm rotation central axis)
AXs first axis (X-ray tube swing axis)
AXd second axis (center axis of rotation of detector swing)
C Center position in the width direction of the detector (detection center position)
FP X-ray tube X-ray focal point (X-ray focal point position)
Claims (7)
このX線管から照射される前記X線を検出して当該X線の量に対応したデータを出力する検出器と、を備え、前記X線管と前記検出器を予め定めた所定の回転中心を通る中心軸の周りに回動可能なX線撮影装置において、
前記X線管がX線の照射するように前記X線管を収容した管収容部と、この管収容部を前記中心軸に平行な第1の軸の周りに回動可能に支持する管支持部とを備えたX線管アームと、
前記管収容部を前記管支持部に対して前記第1の軸の周りに回動させる第1の駆動手段と、
前記X線を入射させるように前記検出器を収容した検出器収容部と、この検出器収容部を前記中心軸に平行な第2の軸の周りに回動可能に支持する検出器支持部とを備えた検出器アームと、
前記検出器収容部を前記検出器支持部に対して前記第2の軸の周りに回動させる第2の駆動手段と、
前記X線管アーム及び前記検出器アームを互いに独立して同軸で駆動可能に支持するともに、当該両アームを駆動して前記中心軸の周りを回動させる第3の駆動手段と、
前記X線管アーム、前記検出器アーム、前記管収容部、及び前記検出器収容部を前記X線によるスキャンのために互いに独立して回動させる速度パターンに応じて前記第1、第2、及び第3の駆動手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするX線撮影装置。 An X-ray tube having a point-like focus and irradiating X-rays extending from the focus;
A detector that detects the X-rays emitted from the X-ray tube and outputs data corresponding to the amount of the X-rays, and has a predetermined rotation center for the X-ray tube and the detector. In an X-ray imaging apparatus capable of rotating around a central axis passing through
A tube housing that houses the X-ray tube so that the X-ray tube emits X-rays, and a tube support that rotatably supports the tube housing around a first axis parallel to the central axis An X-ray tube arm with a portion;
First driving means for rotating the tube housing portion around the first axis with respect to the tube support portion;
A detector accommodating portion that accommodates the detector so as to make the X-ray incident thereon; and a detector supporting portion that rotatably supports the detector accommodating portion around a second axis parallel to the central axis. A detector arm with
Second driving means for rotating the detector housing portion around the second axis with respect to the detector support portion;
A third driving means for supporting the X-ray tube arm and the detector arm so that they can be driven coaxially independently of each other, and driving both arms to rotate around the central axis;
The X-ray tube arm, the detector arm, the tube housing portion, and the detector housing portion according to a speed pattern for rotating the X-ray tube arm independently of each other for scanning by the X-ray. And control means for controlling the third drive means;
An X-ray imaging apparatus comprising:
前記X線管と前記検出器は互いに異なる円軌道上に沿って回転可能であることを特徴とする請求項1に記載のX線撮影装置。 A first distance from the central axis to the first axis is set to a value greater than a second distance from the central axis to the second axis;
The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the X-ray tube and the detector are rotatable along mutually different circular orbits.
前記第1、第2、第3、及び第4の速度パターンは、被検者の歯列に対して予め設定されている基準断層面に最適焦点化するように前記X線をスキャンさせる速度パターンであることを特徴とする請求項4に記載のX線撮影装置。 The X-ray imaging apparatus is a dental X-ray panoramic imaging apparatus,
The first, second, third, and fourth speed patterns are speed patterns for scanning the X-rays so as to optimally focus on a reference tomographic plane that is set in advance for the dentition of the subject. The X-ray imaging apparatus according to claim 4, wherein:
前記第1、第2、第3、及び第4の速度パターンは、被検者の歯列に対して予め設定されている基準断層面に直交するように前記X線ビームを照射し且つ当該基準断層面を最適焦点化するように前記X線をスキャンさせる速度パターンであることを特徴とする請求項4に記載のX線撮影装置。 The X-ray imaging apparatus is a dental X-ray panoramic imaging apparatus,
The first, second, third, and fourth velocity patterns irradiate the X-ray beam so as to be orthogonal to a reference tomographic plane that is set in advance with respect to the dentition of the subject, and the reference The X-ray imaging apparatus according to claim 4, wherein the X-ray imaging apparatus is a speed pattern that scans the X-rays so that a tomographic plane is optimally focused.
前記速度パターンを予め設定して記憶している記憶手段と、
前記スキャン時に前記記憶手段から前記速度パターンの情報を読み出して前記制御手段に提供する読出し手段と、を備えた
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載のX線撮影装置。 The speed pattern is a pattern in which the horizontal axis represents time when scanning a predetermined angle range around the central axis, and the vertical axis represents the angle of the predetermined angle range,
Storage means for presetting and storing the speed pattern;
The X-ray imaging apparatus according to claim 1, further comprising: a reading unit that reads information on the speed pattern from the storage unit and provides the information to the control unit during the scanning. .
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