JP3001901B2 - 歯科用ｘ線装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はＸ線源と、Ｘ線検出手段とを有し、さらに被
検体に対し、Ｘ線源と検出手段とを回転移動と位置移動
とを含むパノラマ映像形成用の移動をさせる移動機構を
含んでなるパノラマ トモグラフィ形成のための歯科用
Ｘ線装置に関するものである。

従来技術 歯科用の既知のパノラマＸ線装置では、患者の頭部の
周囲にＸ線ビームを回転させ、アーク状歯列が移動する
フィルムに平坦な写真として得られるようにしている。

被写体の画像を鮮鋭にし、かつ対象物の前後に位置す
る構造体はその焦点をぼかして見えないようにするた
め、拡大倍率を考慮に入れた上で、フィルムの放射線ビ
ームに対する移動速度を、放射線ビームの被写体におけ
る掃引速度と同じにする。拡大倍率は、焦点とフィルム
との距離対焦点と被写体の距離の比によって定まる。

鮮明に撮影される層の厚さは、当該瞬時の回転中心よ
り被写体面への距離に正比例し、拡大倍率及び放射線ビ
ームの幅に逆比例する。被写体を表現するという観点で
重要なことは、Ｘ線を如何にして焦点を結ばしめるかと
いうことと、被写体とフィルム面とを相互に整合させる
ことである。

歯と顎骨との平面状放射線投影図形を得るためには、
Ｘ線パノラマ トモグラフ装置ではもっとも典型的に薄
厚のＸ線ビームを発生し、これを患者の関連部位に通過
させ、またＸ線源の陽極（アノード）電流及び陽極電圧
を患者の個別特性に応じて制御し、またＸ線ビームを患
者の周に回転させ、この際Ｘ線ビームの通路ができるだ
け歯と顎骨に直角に入射するようにする。この目的に対
し、Ｘ線ビームの回転中心を、ある限定された数の固定
位置においてか、あるいはある通路に沿って連続的に
か、歩進点にか何れかで移動させるのが一般である。こ
の移動は一般にカムまたは同等の機構によって行ってい
る。これは、Ｘ線ビームの移動に３つの異なる運動軸を
生ずることとなる。すなわち回転角度と、回転中心のX,
Yの２つの直交座標とで表されるものである。Ｘ線管よ
り見て患者の反対側に位置するフィルム及びフィルムカ
ートリッジは、患者の顎骨と歯列の所望層がフィルム上
に鮮鋭に投射されるような速度で移動させる。

さらにフィルム カートリッジの移動に個別のモータ
を使用することも既知である。通常このモータは定速度
型とし、フィルム カートリッジの歯車比を回転機構に
設けた強制制御部材によって機械的に変化させる。

機械的に連結された移動速度の原理による既知の制御
装置の欠点は、その移動速度が機械的に固定されてい
て、露出の異なる段階において変化させることができな
いことである。従ってこれら従来の装置では、ある特定
の顎の形状のみのプィフィルしか鮮明に映写できない。
公知のように人の顎は、人それぞれによって変わってお
り、このため従来装置は、ある点で妥協点を見出す必要
があった。例えば鮮明層として映写撮影しうる平均顎プ
ロフィールを作成し、これに装置が見合うようにして、
それぞれ異なる顎も何とか或程度の満足度で撮影できる
ようにしていた。

他の公知例では上述の欠点を解決するため、別体のフ
ィルム カートリッジ移動用モータを設け、このモータ
の速度を、回転移動による制御機構で前の例と同じであ
るが、独立して変化させ、これによって鮮鋭に撮影され
る層を一定の限度内で所望に応じ変化させうるように
し、各種の顎の形に対してできるだけ良好なパノラマ撮
影が可能なようにしていた。

回転移動と、フィルム カートリッジ移動とにそれぞ
れ独自のモータを設けた上述の既知の装置では、回転移
動用のモータを定速度モータとする。従ってフィルム
カートリッジの速度を変えることのみによって説明な撮
影可能な層を可変とすることができる。この装置では、
露出時間がフィルム カートリッジの移動速度に直接比
例して変化することが不可避であり、画像が均一に露出
されない結果を生じ、また機械系によって定められる基
本形状に対し、鮮鋭に表わされる層が何れの方向に位置
するかに応じて明暗の縞が生ずる。さらに２つの別個の
モータを設けたこれら既知の装置においては、少くとも
１つのモータを常に定速度型のものとするため、骨格に
よる放射線の吸収を補償するために必要な修正が不可能
であった。このためＸ線ビームの強度を変化させ補償を
行っていたが、このビーム強度を変化させるためのミリ
アンペア オーダーの調整は、Ｘ線管のグローフィラメ
ントの特性により制御が遅すぎるため、Ｘ線管の陽極電
圧を変化させて強度を変化するを要した。患者の性質に
より、また使用する映像強調用スクリーンの特性によ
り、ある特定の陽極電圧において、最も適当なコントラ
ストが得られ、この電圧より外れるとコントラストは悪
くなる。このためヨーロッパ特許EP215,757において開
示された装置では、制御データ及び記憶されているプロ
グラムに基づいて、アームの回転移動モータの速度及び
フィルム移動モータの速度の両方を制御し、かつ露出工
程中、これらの両速度の配分を互に独立に行う制御系を
導入し、種々の寸法及び形状に対して適当な露出時間を
有する鮮鋭な映像のパノラマ撮影用歯科装置を実現して
いる。しかしアームのモータ駆動において、機械的に固
定した移動を行っているので正確なパノラマ映像として
は依然として制約が加わっている。

発明の課題と解決手段 本発明は上述のような従来装置の欠点を解決すること
をその目的とする。

本発明は従来のパノラマ撮影装置の欠点を解消するた
め、すべての構成部分の移動を個別のモータで駆動し、
またその移動をマイクロ コンピュータより供給される
データにより制御することを特徴とする。

本発明装置ではすべての移動の個別のモータ駆動とす
るため、撮影のための最適曲線に追従するのに何等の制
約が加えられない。

モータ駆動自体は、米国特許第4,418,419号によって
既知であるが、その使用にあたっては患者の歯の咬合に
よる情報を利用しており、これは患者にとって楽ではな
く、また歯の無い患者には使用できない。

またこれに加えて、本発明装置において焦点で画かれ
る曲線は、咬合面、すなち歯の咬合線の輪郭に対応す
る。実際上、歯科用パノラマ放射線撮影では、歯根面の
輪郭を画く必要があるが、この歯根面の輪郭は、歯根の
傾斜によって咬合面の輪郭と相違する。しかし前記米国
特許第4,418,419号に記載された装置は本発明にも応用
することができる。

本発明装置の好適実施例では、制御装置が移動部分の
各瞬時の位置を制御し、かつモータ駆動の所定の移動工
程を連続的に行う。このような制御方式によるときは、
機械的なカム フォロワー等を使用することなく撮影用
の任意の曲線に追従（フォロー）することが可能とな
る。

駆動モータはステップ モータとするを可とする。か
くするとディジタル データを直接制御に使用すること
ができ、信号変換または移動制御のための位置情報のフ
ィード バックを必要としない。さらに代案として、エ
ンコード装置は直流（DC）モータを使用することもで
き、このモータは本質的に高信頼度で移動制御が可能で
ある。

実施例 以下図面により本発明を説明する。

第１図は本発明装置による写真撮影の幾何学的位置と
投影との関係を示し、同図には焦点Ｆを有するＸ線管２
をF₀ないしF₆で示す７つの位置で図示してある。Ｘ線管
２は、歯Ｔを通じて、かつ顎骨Ｌを通じてＸ線ビームｘ
を投射し、Ｘ線は線ａに沿ってフィルム４に投射され
る。Ｘ線の通路を７つの異なる方向a₀ないしa₆で、かつ
フィルム４の位置をZ₀ないしZ₆で示してある。フィルム
の位置Z₆に対応する焦点の最終位置で顎骨ＬをＪで示し
てある。

放射線a₀とa₁間の空間で表わされる歯列の正面側で
は、その一端でＸ線管２を支持し、他端でフィルムシー
ト４を支持しているアーム10（第２図）は垂直軸O₂を中
心として水平面内に回転する。放射線a₂とa₄の間の領域
では、この回転中心は彎曲通路に沿って一般にスムース
に移動して垂直軸O₃に至り、その後はこの垂直軸は中心
の放射線a₂よりさらに遠ざかるように移動する。このよ
うに構成鋭配置することによって、表示画面の断面の直
交性（orthogonality）は、正面の歯列部以外にも、側
面の領域も、またさらには顎骨Ｌの部分より関節部Ｊの
部分迄極めて正確に正しいものとなる。全映像フィール
ドにわたって倍率を一定とする必要がある。これは例え
ばフィルムと、写真撮影されるべき層との間の距離b₀〜
b₅が全放射線通路において一定であることによって得ら
れる。これらの距離b₀〜b₅が一定であると、フィルム４
を患者側に接近させても、フィルム カートリッジが患
者に衝突する危険を伴うことがないので、フィルム４の
接近によって拡大比を減少させことができる。これは本
発明装置の利点の１つである。

第２図は本発明によるパノラマ移動機構の略図を示す
ものである。アーム10はその片側において、焦点Ｆを有
するＸ線管２の支持体12を担持し、他側においては、Ｘ
線検出手段14の支持体13を担持する。Ｘ線検出手段14
は、第２図に16で示すフィルム カートリッジ16の内に
収納されているフィルム４（第１図）を有し、フィルム
カートリッジ16にはカートリッジ移動用の駆動モータ
18が設けられている。アーム10は、例えば円形ベアリン
グ22によって支持部（キャリッジ）20より懸吊されてい
る。支持部20は、ベルト28によって駆動モータ25に連結
されており、アーム10を軸27の周に回転可能とする。こ
の軸27は以下に説明するように被検者Ｐに対しその位置
を動かし得るようにする。

駆動モータ25は支持部30に装着し、この支持部30は直
線ベアリング32によって、さらに別の支持部34より懸吊
し、支持部30と駆動モータ25とが一体となって、支持部
34に装着されているモータ35によって駆動されるベルト
36により支持部34に対しＹ方向で示した如くの直線移動
を与えうるようにする。

同様にベアリング機構37の助けにより支持部34を支持
アーム40より懸吊し、支持部をこれに対してＸ方向に移
動しうるようにする。この移動のため、支持部34はベル
ト39によって駆動モータ38に連結する。駆動モータ38は
支持アーム40に装着する。支持アーム40は支柱42に摺動
可能に装着し、Ｘ線管２と検出手段14とを支持している
アーム10がＸ軸及びＹ軸方向に直角な垂直方向に移行
し、映像系を患者の高さに位置決めする。この支柱42は
本装置の固定部分を形成する。

第３図は本発明装置の制御系を示すものである。この
図に示してあるマイクロ コンピュータ50は装置の各種
の動作上において技術的に適当であれば、各種回路板上
に設けた複数の別個のマイクロコンピュータに分割する
ことができる。マイクロコンピュータ50に対し、Ｘ線管
２を高周波変換型とするを可とするＸ線発生装置52と、
本装置を自立型コンピュータにリンクさせる外部通信線
と、装置の結合用バス（母線）55とを結合し、さらに非
消去可能メモリ56、ディスプレイ58、例えば文字数字ガ
ス放電ディスプレイと、キィボード60ともこれに結合す
る。非消去可能メモリ56は単一の集積回路に集約して設
け、メモリの異なる論理領域をそれぞれ動作プログラム
ソフトウエア及びデータ テーブルに割当ても良く、
これらの動作プログラム ソフトウエア及びデータ テ
ーブルにそれぞれ別個の集積回路を使用しても良い。マ
イクロ コンピュータ50にはさらに電気的にプログラム
可能の読出専用メモリを可とする他のメモリ62を付加
し、これに動作ソフトウエア及び潜在的プロフィル デ
ータを記憶させる。これらのソフトウエア及びデータ
テーブルよりモータ25,35,38及び18に対するモータ駆動
回路を直接動作させる信号を導出することができる。Ｘ
線発生装置52は交流主電源（商用電源）70に接続し、デ
ィジタルまたはアナログの診療（ダイアゴノスティッ
ク）信号のような制御信号を用いてＸ線発生装置52とマ
イクロ コンピュータ50との間を制御し操作する。バス
55は、リセット マイクロスイッチ、レンジ マイクロ
スイッチ、カセット スイッチ（頻度）等の装置内の各
種オン・オフセンサよりの信号を集約し、Ｘ線管ヘッド
及びコリメータの位置の選択、あるいは整放線方向撮影
（オルソラリックス）または頭部描写投影露出（セファ
ログラフィック エクスポージュア）の選択等を行う。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置によって制御しうるＸ線投射の概要
説明図、 第２図は本発明装置の概要を示す略側面図、 第３図は本発明装置の制御装置のブロック図である。 ２……Ｘ線管 ４……フィルム a₀〜a₆……放射線方向 Z₀〜Z₆……フィルム位置 10……アーム 12,13……支持体 14……検出手段 16……カートリッジ 18,25,35,38……モータ 20,30,34……支持部 40……支持アーム 42……支柱 50……マイクロ コンピュータ 52……Ｘ線発生装置 58……ディスプレイ 60……キイボード 56,62……メモリ 64〜67……モータ駆動回路 70……電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−136500（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−103942（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−14325（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｘ線源（２）と、Ｘ線検出手段（14）とを
   有し、更に被検体（Ｐ）に対する該Ｘ線源及びＸ線検出
   手段の並進移動及び回転移動を行うための移動機構（2
   0,30,34）を有するパノラマトモグラフィ形成のための
   歯科用Ｘ線装置において、 該移動機構は、マイクロコンピュータ（50）から供給さ
   れるデータにより、ある平面内における二つの別個独立
   した方向（Ｘ、Ｙ）における並進移動及び該平面に対し
   て垂直な軸（27）周りの別個独立した回転移動に関して
   制御されるようにされており、これにより各移動が他の
   移動に対して独立して行われ、該移動機構（20,30,34）
   は該二つの別個独立した方向（Ｘ、Ｙ）に並進移動可能
   に配置された支持部（30,34）と回転移動可能なように
   配置され該Ｘ線源及び該Ｘ線検出手段を支承する支承部
   （10）とを有し、該支承部（10）は該支持部（30,34）
   に対して円形ベアリング（22）を介して懸吊されるよう
   に配置されており、該支持部（30,34）は該二つの方向
   （Ｘ、Ｙ）に別個独立して並進移動可能なように直線ベ
   アリング（32,37）を介して懸吊されるように配置され
   ており、かつ該並進移動及び回転移動のための駆動用モ
   ータ（25,35,38）がベルト（28,36,39）を用いて該支承
   部（10）及び支持部（30,34）にそれぞれ連結されてい
   ることを特徴とする歯科用Ｘ線装置。