JP3296013B2 - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、歯科用に適したＸ線
ＣＴ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】歯科において、歯根やその付近の骨の状
況を知ることは、う歯や歯周病の診断や治療計画、予後
の診断のために重要である。従来、主として単純Ｘ線撮
影やパノラマ撮影によって歯根などを撮影している。患
部の状況をさらに詳しく知りたい場合には、Ｘ線ＣＴ装
置が用いられることもある。このＸ線ＣＴ装置は、一般
的には人体の腹部などを撮影するに適したように作られ
ているので、歯科用として、スライスの厚さを細かく設
定したり、パノラマのように歯の状態を展開して見せる
ために、歯科専用のソフトウエアも開発されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。従来のＸ線ＣＴ装置は、腹部などの撮影を可能に
するためにガントリの径が大きく形成されており、ま
た、被検体を載せるためのベッドなどが必要であり、装
置全体としてかなり大型で、高価なものである。そのた
め、歯科の診断・治療にも有用ではあるが、一般の歯科
診療所に充分普及するに至っていない。

【０００４】また、従来のＸ線ＣＴ装置で用いられるＸ
線検出器は、小形のＸ線検出素子（例えばＢＧＯ結晶）
を多数配置したものを用いている。検出素子のピッチを
小さくすると空間分解能が上がるのであるが、その反
面、Ｓ／Ｎの低下、コストアップを招くなどの弊害が生
じるので、検出素子のピッチをあまり小さくすることが
できない。そのため、従来のＸ線ＣＴ装置では、検査部
位が小さい歯科用途では空間分解能が不足するという問
題点がある。

【０００５】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、歯科用途に適した小型軽量で、しか
も高い空間分解能を得ることができるＸ線ＣＴ装置を提
供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、このような
目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、この発明に係るＸ線ＣＴ装置は、被検体の頭部の進
入を許容する釣鐘状を呈し、外部光から遮蔽された内部
空間をもつ暗箱と、前記暗箱内の下端に水平面に対して
傾斜した状態でリング状に配置され、Ｘ線が入射するこ
とによって発光する蛍光体と、前記暗箱の頂部に設けら
れ、前記蛍光体の発光像を撮像するテレビカメラと、前
記暗箱の下端周囲を旋回可能に支持され、前記暗箱の下
端をかすめて反対側の蛍光体に達するようにＸ線を照射
するＸ線照射手段と、前記テレビカメラからの映像信号
に基づいて断層像を再構成する画像再構成手段とを備え
たものである。

【０００７】

【作用】この発明の作用は次のとおりである。暗箱を被
検体の頭部にかぶせた状態で、その周囲をＸ線照射手段
が旋回する。Ｘ線照射手段から照射されたＸ線は、暗箱
の手前下端をかすめて被検体の検査部位を透過し、反対
側の蛍光体に達する。Ｘ線が入射することにより蛍光体
が発光する。Ｘ線照射手段が暗箱の周囲を旋回すること
によって得られた蛍光体の発光像は、テレビカメラで撮
像されて画像再構成手段に送られる。画像再構成手段は
テレビカメラからの映像信号に基づいて断層像を再構成
する。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１はこの発明に係るＸ線ＣＴ装置の一実施
例の概略構成を示した図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図で
ある。

【０００９】図において、符号Ｍは被検体の頭部であ
り、検査部位は顎関節、歯根などの歯科領域部分であ
る。符号１は、被検体の頭部Ｍの進入を許容する釣鐘状
を呈し、外部光から遮蔽された内部空間をもった暗箱で
ある。Ｘ線が入射する暗箱１の下部内側には、例えばア
ルミニウムやプラスチックなどＸ線透過材料で形成され
たリング状のＸ線透過窓１ａがある。また、Ｘ線透過窓
１ａと反対側の外壁には、鉛などのＸ線遮蔽材料からな
るＸ線遮蔽板１ｂが付設されている。

【００１０】暗箱１内の下端には、水平面に対して中心
側が低くなるように傾斜した状態（図中の傾き角度θが
１７０度程度）で配置されたリング状の蛍光体２があ
る。蛍光体２は被検体の頭部Ｍを透過したＸ線を可視光
像に変換するためのものである。また、暗箱１の頂部に
は、蛍光体２の発光像を撮像するために、レンズ３ａを
含むテレビカメラ３が取り付けられている。

【００１１】暗箱１の軸心Ｐ回りに回転可能に支持され
たＬの字形の支持アーム４の下端にＸ線管５が取り付け
られており、モータ６により支持アーム４が回転駆動さ
れることにより、Ｘ線管５が暗箱１の下端周囲を少なく
も１８０度旋回できるように構成されている。Ｘ線管５
は、そこから照射されたＸ線が暗箱１の手前側下端をか
すめて被検体の頭部Ｍを透過し、反対側の蛍光体２に入
射するように、若干傾斜した状態で支持されている。な
お、モータ６の回転軸にロータリエンコーダ７が接続さ
れており、このロータリエンコーダ７によってＸ線管５
の位置検出を行うようになっている。

【００１２】図２に示すように、暗箱１とＸ線管５との
間に、Ｘ線管５とともに旋回するフィルタ８が配置され
ている。このフィルタ８は、中央で薄く、両端部で厚く
なるようにアルミニウムなどを成形して作られている。
フィルタ８は、その肉圧部を通過したＸ線を減衰させる
ことにより、被検体の頭部Ｍを外れたＸ線が蛍光体２に
入射しても、蛍光体２の発光輝度が高くなり過ぎないよ
うする。

【００１３】図１に戻って、テレビカメラ３から出力さ
れた映像信号はＡ／Ｄ変換器９でデジタル信号に変換さ
れ、さらに対数変換器１０で対数変換された後、コンピ
ュータで構成された画像再構成部１１に与えられる。画
像再構成部１１は、入力された映像信号を基に、検査部
位の断層像を再構成する。再構成された断層像はモニタ
１２に映し出される。

【００１４】次に、上述した構成を備えた実施例装置の
動作を説明する。図２に示すように、Ｘ線管５を所定位
置から一定方向（ここでは右回り）に、少なくとも１８
０度とＸ線束の開き角度との和に相当する角度分旋回さ
せながらＸ線を照射する。Ｘ線は連続的に照射してもよ
いし、パルス的に照射してもよい。照射されたＸ線は、
暗箱１の手前側の下端をかすめて被検体の頭部Ｍを透過
し、反対側の蛍光体２に入射する。図３は、Ｘ線管５が
図２の位置にあるときに、蛍光体２の発光像がテレビカ
メラ３で撮像されて得られたデータ領域を示す。図中の
斜線領域が一回のＸ線照射によって得られる有効データ
領域Ｄである。なお、図３では、一画面は５１２×５１
２のピクセル群で構成されている。Ｘ線管５の旋回とと
もに有効データ領域Ｄも右回りに移動し、Ｘ線管５が少
なくとも１８０度とＸ線束の開き角度との和に相当する
角度分旋回することにより、画像再構成に必要なデータ
が採取される。

【００１５】蛍光体２は水平状態から若干傾斜している
ので、図４に示すように、被検体の断層厚さｔが蛍光体
２上では厚さＴに拡大される。例えば１ｍｍの断層厚さ
ｔは、蛍光体２上では５〜１０ｍｍに拡がる。つまり、
被検体の断層像の１画素は、撮像された発光像の数画素
に対応することになる。そこで、画像再構成部１１で
は、図５に示すように、実線矢印で示したＸ線入射方向
の複数の画素のデータを積算して得られた結果を一つの
データとして取り扱うことになる。この場合、Ｘ線管５
（Ｘ線焦点）の位置が変わると、図５中に破線矢印で示
したように、Ｘ線の入射方向が変わるので、精度よく画
像を再構成する場合には、ロータリエンコーダ７で検出
されたＸ線管５の位置に応じて、一つのデータを得るた
めの画素の位置を変えていく。このようにして得られた
被検体の断層面のデータを使って、周知のコンボルーシ
ョン法などにより画像を再構成し、得られた断層像がモ
ニタ１２に表示される。

【００１６】なお、図６に示すように、透過Ｘ線は蛍光
体２に対して水平に近い状態で入射するので、Ｘ線が垂
直に入射する場合に比較して、蛍光体２の実効厚さｄ
（蛍光体２中のＸ線の経路長さ）が厚くなる。したがっ
て、それだけ蛍光体２の変換効率が高くなるので、透過
Ｘ線を感度よく検出することができる。

【００１７】次に、実施例装置によって複数のスライス
画像を得る手法を説明する。図７に示すように、一回の
Ｘ線照射によって、図中に斜線で示した検査部位を透過
したＸ線が蛍光体２に入射する。検査部位の上側スライ
スＳ_U を透過したＸ線は蛍光体２の上側に入射し、検査
部位の下側スライスＳ_D を透過したＸ線は蛍光体２の下
側に入射する。したがって、図８に示すように、リング
状に採取された有効データ領域Ｄを同心円状の複数のデ
ータ領域Ｄ₁ 〜Ｄ_N （Ｎはスライス数）に分割し、各デ
ータ領域ごとに画像を再構成すれば、複数枚のスライス
画像を容易に得ることができる。

【００１８】上述した実施例では、静止した暗箱１に対
して、斜め下方向からＸ線を照射するように構成したの
で、合対向する位置からＸ線を照射した場合、Ｘ線の経
路が少し異なってくる。そのため、画像にアーチファク
トを生じる可能性がある。これを防ぐために、図９に示
すように、暗箱１の軸芯Ｐを鉛直軸Ｏに対して少し傾斜
させて取り付け、Ｘ線管５の動きに同期させて、Ｘ線管
５に対向する暗箱１の下端部が少し持ち上がるように暗
箱１を歳差的に変位させる。このように構成すれば、Ｘ
線を水平に照射することができるので、対向する位置か
らのＸ線の経路が同じになり、画質を向上させることが
できる。

【００１９】図１に示した実施例では、リング状の蛍光
体２を中心部から外側に向かって高くなるように傾斜状
態に設置したが、蛍光体はその中心部から外側に向かっ
て低くなるように傾斜状態に取り付けてもよい。

【００２０】また、暗箱１をできるだけ小さくするため
に、図１０に示すように、蛍光体２とテレビカメラ３と
の間の光路を、反射鏡１３などを使って折り曲げて構成
してもよい。

【００２１】さらに、テレビカメラ３の前段に、液晶を
使った空間光変調素子や、マイクロチャネルプレートな
どの光増幅装置を配備して蛍光体２からの光強度を増幅
するのも好ましい。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、被検体の頭部にかぶせられる暗箱内にリン
グ状の蛍光体を傾斜状態に取り付けるとともに、暗箱の
周囲からＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線を前記蛍
光体で検出し、その発光像をテレビカメラで撮像して得
られたデータに基づき、被検体の断層像を再構成してい
るので、従来のＸ線ＣＴ装置に比較して極めて小型で、
かつ軽量な歯科用途に適したＸ線ＣＴ装置を実現するこ
とができる。

【００２３】また、Ｘ線検出手段として蛍光体とテレビ
カメラを用いるので、多数のＸ線検出素子を並設してＸ
線を検出していた従来のＸ線ＣＴ装置よりも高い空間分
解能を得ることができる。

【００２４】さらに、蛍光体に対して透過Ｘ線が斜め方
向に入射するので、蛍光体の実効厚さが増し、透過Ｘ線
が効率よく可視像に変換され、感度のよいＸ線ＣＴ装置
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るＸ線ＣＴ装置の概略
構成を示した図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】有効データ領域の説明図である。

【図４】被検体の断層厚さと蛍光体上のその厚さとの関
係を示す図である。

【図５】有効データ領域内の各画素の読み取り方向の説
明図である。

【図６】蛍光体の作用説明図である。

【図７】マルチスライス撮影の説明図である。

【図８】マルチスライス撮影時のデータ領域の説明図で
ある。

【図９】別実施例の概略構成を示した図である。

【図１０】さらに別の実施例の概略構成を示した図であ
る。

【符号の説明】

Ｍ…被検体の頭部 １…暗箱 ２…蛍光体 ３…テレビカメラ ４…支持アーム ５…Ｘ線管 ６…モータ １１…画像再構成部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体の頭部の進入を許容する釣鐘状を
   呈し、外部光から遮蔽された内部空間をもつ暗箱と、前
   記暗箱内の下端に水平面に対して傾斜した状態でリング
   状に配置され、Ｘ線が入射することによって発光する蛍
   光体と、前記暗箱の頂部に設けられ、前記蛍光体の発光
   像を撮像するテレビカメラと、前記暗箱の下端周囲を旋
   回可能に支持され、前記暗箱の下端をかすめて反対側の
   蛍光体に達するようにＸ線を照射するＸ線照射手段と、
   前記テレビカメラからの映像信号に基づいて断層像を再
   構成する画像再構成手段とを備えたことを特徴とするＸ
   線ＣＴ装置。