JP4594572B2 - パノラマｘ線ｃｔ撮影装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体の頭頚部の一部にＸ線コーンビームを照射して、被写体頭頚部領域の一部または、任意の範囲のＣＴ画像および、パノラマＣＴ画像を得ることができるＸ線ＣＴ撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来歯科用に用いられているＣＴ装置は、局所照射Ｘ線ＣＴ装置が公知技術として知られている。この装置はコ−ンビ−ムを用いてＸ線発生器とＸ線検出器とを対向配置させた旋回ア−ムを旋回させながら被写体の一部にＸ線を局所照射して撮影する方法で具体的には、旋回ア−ムの回転中心を被写体の一部である撮影すべき局所部位の中心位置に固定した状態で、Ｘ線発生器からはその局所のみを包含するＸ線コ−ンビ−ムを局所照射しながら、旋回ア−ムを撮影条件に応じた３６０゜もしくはそれ以下の角度範囲旋回させることによって局所部位内の任意の断層面のＸ線投影ＣＴ画像を得ることが出来る。また、パノラマ撮影を行う場合の旋回ア−ムの回転中心は、正方線投影パノラマ撮影を行う際にＸ線束を歯列弓に対し概略直交させる必要がありその軌跡を連続的に描かせると包絡線の軌跡が生成される、この包絡線に内接する円の中心に固定し、内接円の範囲にコ−ンビ−ムを局所照射することよりパノラマ断層画像を得ることができる局所照射Ｘ線ＣＴ装置が公知である。
【０００３】
従来のこの種の局所型のＸ線ＣＴ撮影装置は、ＣＴ撮影において１度の撮影による撮影可能な範囲が限られるが、例えばインプラント手術等を行う場合は、その周辺を含めた総合的な診断情報が必要なのに対して撮影範囲が直径３８ｍｍ、高さ２９ｍｍの円柱状で、その断面は略口内法のデンタルフィルムの大きさと同等なため撮影範囲がどうしても限られ、十分な診断情報が得られない場合がある。また位置をずらして再度撮影し、情報量を増やした場合は、両者の位置関係に十分に配慮する必要があり、余分な神経と時間を費やす必要があることが指摘されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の歯科用のＸ線ＣＴ撮影装置がこの様な状況に鑑みて開発されたもので、被検者の頭頚部領域、一般には歯顎領域の局部、またはある範囲、あるいは右側から左側までの連続した全顎の範囲等のＸ線ＣＴ撮影は勿論、耳鼻科領域にも応用でき、必要に応じて３次元ＣＴ画像の再構成も可能なパノラマＸ線ＣＴ撮影装置を提供することを第一の目的とする。
【０００５】
本発明の他の目的は、局部以外の連続した範囲のＸ線ＣＴ撮影を行う際に、再構成画像範囲の特に奥行き方向の寸法を変化することができる上記パノラマＸ線ＣＴ撮影装置を提供することにある。
【０００６】
本発明のさらなる他の目的は、機能、操作性、デザイン、コストパフォーマンス、は勿論、特に被検者の安全に十分に配慮した前記パノラマＸ線ＣＴ撮影装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決しようとする手段】
上記目的を達成するために、本発明のパノラマＸ線ＣＴ撮影装置においては、回転駆動ユニットと、この回転駆動ユニット内の旋回アーム回転制御モーターの回転軸に直接または、間接的に接続された旋回ア−ムの１端に絞りを介して、限られた範囲のコ−ンビ−ムを照射するＸ線源と、他端に被写体を透過したＸ線を検知するＸ線検出器を対向配置させ、前記旋回ア−ムが回転することにより被写体頭頚部のＣＴ撮影を行う、いわゆるＸ線ＣＴ撮影装置に於いて、回転駆動ユニット内の旋回アーム回転制御モーターの回転軸に接続された、該回転駆動ユニットから垂下する該旋回アームは、該回転軸中心を回転中心として多回転が可能で、撮影モ−ド設定手段により設定された撮影部位または，範囲に対して、その撮影の開始から撮影の終了までの間、回転駆動制御手段によりその撮影に必要な回転角度範囲回転し、且つ、その回転中に該旋回ア−ムの回転中心を撮影モ−ド設定によって予め設定された撮影軌道に沿って、前記回転軸中心に直交する平面内を必要に応じ、順次移動しながら頭頚部領域の任意な部位の直線，または曲線、あるいは、その組み合わせによる任意の断面の画像データーを取り込み、この画像データーを画像処理することによって任意の部位または、範囲の再構成画像を得られるようにしたことである。
【０００８】
また、回転駆動ユニット内の旋回アーム回転制御モーターの回転軸に接続された、該回転駆動ユニットから垂下する該旋回アームは、該回転軸中心を回転中心として多回転が可能で、撮影モ−ド設定手段により設定された撮影部位または、範囲によって、予め設定された旋回アームの回転中心の撮影軌道上の移動距離に対して、回転駆動制御手段によりその撮影に必要な回転角度範囲を単位距離あたりの回転数または、１回転あたりの移動距離として変化させることを可能したことである。
【０００９】
また、回転駆動ユニット内の旋回アーム回転制御モーターの回転軸に接続された、該回転駆動ユニットから垂下する該旋回アームは、該回転軸中心を回転中心として多回転が可能で、撮影モ−ド設定手段により設定された撮影部位または、範囲によって、予め設定された旋回アームの回転中心の撮影軌道上の移動距離に対して、回転駆動制御手段によりその撮影に必要な回転角度範囲を単位距離あたりの回転数または、１回転あたりの移動距離として変化量を決定するアルゴリズムとしてプログラムされ、その選択手段を設けたことである。
【００１０】
また、回転駆動ユニット内の旋回アーム回転制御モーターの回転軸に接続された、該回転駆動ユニットから垂下する該旋回アームは，該回転軸中心を回転中心として多回転が可能で、撮影モ−ド設定手段により設定された撮影部位または、範囲によって、予め設定された旋回アームの回転中心の撮影軌道上の移動距離に対して、回転駆動制御手段によりその撮影に必要な回転角度範囲を単位距離あたりの回転数または、１回転あたりの移動距離として変化量を数値入力し、任意に変化させることを可能にしたことである。
【００１１】
また、回転駆動ユニット内の旋回アーム回転制御モーターの回転軸に接続され、該回転駆動ユニットから垂下する該旋回アームは，該回転軸中心を回転中心として多回転が可能で、その下面に被写体干渉防止用の安全スイッチを設けたことである。
【００１２】
また、被写体用椅子および、前記被写体用頭部位置決め装置の相互間に被写体干渉防止用安全スイッチを設け、椅子、被写体用頭部位置決め装置の個々の高さに関係することなく一定距離以下に近づかない手段を設けたことである。
【００１３】
また、被写体用の椅子と、被写体用頭部の位置決め装置と、その上方に設けられた回転駆動ユニットと、この回転駆動ユニット内の旋回アーム回転制御モーターの回転軸に直接または、間接的に接続された旋回ア−ムの１端にコ−ンビ−ムを照射するＸ線源と、他端に被写体を透過したＸ線を検知するＸ線検出器を対向配置させ、前記旋回ア−ムが回転することにより被写体頭頚部のＣＴ撮影を行う、いわゆるＸ線ＣＴ撮影装置に於いて、回転駆動ユニット内の旋回アーム回転制御モーターの回転軸に直接または、間接的に接続された、該回転駆動ユニットから垂下する該旋回アームは、該回転軸中心を回転中心として多回転が可能で、撮影モ−ド設定手段により設定された撮影部位または、範囲に対して、その撮影の開始から撮影の終了までの間、回転駆動制御手段によりその撮影に必要な回転角度範囲回転し、且つ、その回転中に該旋回ア−ムの回転中心を撮影モ−ド設定によって予め設定された撮影軌道に沿って、前記回転軸中心に直交する平面内を必要に応じて順次移動させるか、あるいは前記旋回アームの回転中に前記回転軸の中心に沿って平行に順次移動させるか、２者の選択手段を設けたことである。
【００１４】
また、撮影モード設定手段により設定された撮影部位または、範囲に対して、前記回転駆動制御手段は、その撮影に際して、撮影開始位置において前記旋回アームの回転中心を移動させずに、例えば１８０゜あるいは、３６０゜等の所定の回転をおこなった後、順次撮影完了位置迄、前記旋回と移動をおこない、この間の画像データーの取得を行うか、または更に、撮影完了位置でも前記旋回アームの回転中心を移動させずに再度前記した所定回転と、引き続き画像データーの取得を行える様にしたことである。
【００１５】
そして、被写体を挟むような形で、支持フレ−ムの両端に対向配置されたＸ線コーンビームを照射するＸ線源と、被写体を透過した該Ｘ線コンビームによる画像データーを取得するためのＸ線検出器と、被写体を撮影に先立って位置付けするための頭部固定装置を有する椅子部と、この頭部固定装置と椅子部を個別に上下させるための昇降手段と、該椅子部を旋回及び水平方向に移動させるための回転駆動手段を有し、該回転駆動手段より立設する回転軸に軸支された椅子部は、該回転軸を中心に多回転が可能で、撮影モ−ド設定手段により設定された撮影部位または、範囲に対して、その撮影の開始から撮影の終了までの間、回転駆動制御手段によりその撮影に必要な回転角度範囲回転し、且つ、その回転中に該椅子の回転中心を撮影モ−ド設定によって予め設定された撮影軌道に沿って必要に応じて、前記回転軸中心に直交する平面内を順次移動可能としたことである。
【００１６】
予め位置決めされた撮影部位の中心位置あるいは、撮影開始位置をさらに、正確に位置の補正を行うための位置補正手段は、撮影部位に対して、Ｘ，Ｙ軸の直交する２方向からＸ線透視撮影を行い、この２方向からの映像をモニター上に表示させ、表示された撮影対象部位の撮影の中心あるいは、撮影開始位置としたいＸ，Ｙ軸方向のそれぞれの中心位置にモニター上の撮影時センター位置カーソルを移動させ、そのカーソルが移動した位置に自動的に前記旋回アームの回転中心位置を、回転駆動ユニットの回転駆動制御手段を介して位置補正を可能にしたことである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
上記したように構成さたパノラマＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源と、Ｘ線検出器を対向配置した回転駆動ユニットから垂下する該回転軸を回転中心として、多回転が可能な該旋回アームは、撮影モ−ド設定手段により任意に設定された撮影部位または、範囲に対して、その撮影の開始から撮影の終了までの間、回転駆動制御手段によりその撮影に必要な回転角度範囲回転し、且つ、その回転中に該旋回ア−ムの回転中心を撮影モ−ド設定によって予め設定された撮影軌道に沿って、前記回転軸中心に直交する平面内を必要に応じ、順次移動しながら頭頚部領域の任意な部位の直線、または曲線あるいは、その組み合わせによる任意の断面のＣＴ画像及びパノラマＣＴ画像の撮影が可能で、その都度術式に適した診断情報を得るために必要最小限の範囲、例えばデンタルモード、ブロックモード、パノラマモード等の中で更に各々任意な歯科、耳鼻科領域のエリアを選択して、一度の撮影で今まで不可能だった最適な診断情報を得ることを可能とした。勿論、３次元画像の再構成が可能なことは言うまでもないことである。
【００１８】
また、上記した旋回アームの回転とその回転軸中心の移動に対して、単位移動量に対する旋回アームの回転数または、一回転当たりの上記移動量を変化させる手段を設けることで、再構成画像範囲の特に奥行き方向の寸法を変化させることができる。
【００１９】
また、前記した回転駆動ユニットから垂下する該回転軸を回転中心として、多回転と、移動が可能な該旋回アームは、その下面に被写体干渉防止用の安全スイッチを設けたことで、被写体用椅子の昇降用スイッチの損傷等での昇降機能の暴走による被検者への危害を回避できる。
【００２０】
また、被写体用椅子および、前記被写体用頭部位置決め装置の相互間に被写体干渉防止用安全スイッチを設け、椅子、被写体用頭部位置決め装置の個々の高さに関係することなく一定距離以下に近づかない手段を設けたことより、被写体用椅子の昇降用スイッチの損傷等での昇降機能の暴走あるいは、前記被写体用頭部位置決め装置の昇降機構または、昇降用スイッチの故障等による個々あるいは、両方の暴走による被検者に対する危害を回避できる。
【００２１】
また、回転駆動ユニット内の旋回アーム回転制御モーターの回転軸に接続され、該回転駆動ユニットから垂下する該旋回アームは、該回転軸中心を回転中心として多回転が可能で、撮影モ−ド設定手段により設定された撮影部位または、範囲に対して、その撮影の開始から撮影の終了までの間、回転駆動制御手段によりその撮影に必要な回転角度範囲回転し、且つ、その回転中に該旋回ア−ムの回転中心を撮影モ−ド設定によって予め設定された撮影軌道に沿って、前記回転軸中心に直交する平面内を必要に応じて順次移動させるか、あるいは前記旋回アームの回転中に前記回転軸の中心に沿って平行に順次移動させるか、２者の選択手段を設けたことで、コーンビームを用いたＸ線ＣＴ撮影装置において、コーンビームの照射角に左右される画像デ−タ−取得範囲、再構成画像範囲を拡大でき、前記した術式に適した最善のエリアを選択して、一度の撮影で最適な診断情報の提供が可能となる。
【００２２】
また、撮影モード設定手段により設定された撮影部位または、範囲に対して、前記回転駆動制御手段は、その撮影に際して、撮影開始位置において前記旋回アームの回転中心を移動させずに、例えば１８０゜あるいは、３６０゜等の所定の回転をおこなった後、順次撮影完了位置迄、前記旋回と移動をおこない、この間の画像データーの取得を行うか、または更に、撮影完了位置でも前記旋回アームの回転中心を移動させずに再度前記した所定回転と、引き続き画像データーの取得を行える様にしたことにより、限られたボリュームのＸ線コーンビームを用いた撮影で、その同じ移動範囲の中での再構成画像範囲を大幅に増やすことを可能とした。
【００２３】
そして、被写体を挟むような形で、支持フレ−ムの両端に対向配置されたＸ線コーンビームを照射するＸ線源と、被写体を透過した該Ｘ線コンビームによる画像データーを取得するためのＸ線検出器と、被写体を撮影に先立って位置付けするための頭部固定装置を有する椅子部と、この頭部固定装置と椅子部を個別に上下させるための昇降手段と、該椅子部を旋回及び水平方向に移動させるための回転駆動手段を有し、該回転駆動手段より立設する回転軸に軸支された椅子部は、該回転軸を中心に多回転が可能で、撮影モ−ド設定手段により設定された撮影部位または、範囲に対して、その撮影の開始から撮影の終了までの間、回転駆動制御手段によりその撮影に必要な回転角度範囲回転し、且つ、その回転中に該椅子の回転中心を撮影モ−ド設定によって予め設定された撮影軌道に沿って必要に応じて、前記回転軸中心に直交する平面内を順次移動しつつ、頭頚部領域の任意な部位の直線、または曲線あるいは，その組み合わせによる任意の断面のＣＴ画像及びパノラマＣＴ画像の撮影を可能にすると同時に装置の設置面積を大幅に減らしたことである。
【００２４】
予め位置決めされた撮影部位の中心位置あるいは、撮影開始位置をさらに、正確に位置の補正を行うための位置補正手段は、撮影部位に対して、Ｘ，Ｙ軸の直交する２方向からＸ線投視撮影を行い、この２方向からの映像をモニター上に表示させ、表示された撮影対象部位の撮影の中心あるいは、撮影開始位置としたいＸ，Ｙ軸方向のそれぞれの中心位置にモニター上の撮影時センター位置カーソルを移動させ、そのカーソルが移動した位置に自動的に前記旋回アームの回転中心位置を、回転駆動ユニットの回転駆動制御手段を介してより正確に位置補正することを可能にした。
【００２５】
【実施例】
以下、従来公知例との比較をまじえ、本発明の一実施例を添付図に従って説明する。第１図は、従来公知（特開2000-139902）のコーンビームを用い、主として歯科用を対象とした局所照射Ｘ線ＣＴ撮影法の基本原理を示す図である。図において、図示しない旋回アームに対向配置されたＸ線源１と、Ｘ線検出器２は、実際に撮影を行う局所部位Ｐを撮影するために局所部位の中心位置Ｐａを表している。本公知例は、その特許請求の範囲からも明らかなように、旋回アームの回転中心を被写体の一部である撮影すべき局所部位の中心位置に固定した状態で、Ｘ線発生器からのその局所部位だけを包含するＸ線コーンビームを局所照射しながら、旋回ア−ムを撮影条件に応じた角度範囲（３６０°以下の範囲）旋回させることによって、局所部位のＸ線撮影画像を２次元イメージセンサー上に生成したＸ線投影画像を画像演算処理することによって、局所部位の任意の断層面画像を生成するようにした局所照射Ｘ線ＣＴ撮影装置が開示されている。
【００２６】
また第２図(a)(b)(c)は、上記した局所照射Ｘ線ＣＴ撮影装置を用いて従来法に準じた歯列弓のパノラマＸ線断層画像を得る手法に関する基本原理が示されている。本公知例も前記した特許請求の範囲から明らかなように、前記旋回アームの回転中心を、被写体の一部である歯列弓のパノラマ画像を得るために必要なオルソＸ線コーンビーム軌跡を包むような仮想局所部位の中心位置に固定させて、該旋回アームを、撮影条件に応じた角度範囲だけ回転させながら、前記Ｘ線発生器から，その仮想局所部位のみを包含するＸ線コ−ンビームを照射して、歯列弓のＸ線投影画像を２次元イメージセンサー上に順次生成される歯列弓のＸ線投影画像のなかから、前記オルソＸ線コーンビームによって生成された部分Ｘ線投影画像を演算処理することによって、歯列弓の２次元的なＸ線吸収係数分布情報を画像情報として取り出し、その歯列弓のパノラマ画像を生成する局所部位の任意の断層面画像を生成するようにした局所照射Ｘ線ＣＴ撮影装置が開示されている
【００２７】
第３図(a)(b)は、Ｘ線源、Ｘ線検出器、撮影部位、回転中心等の位置関係及び、限られたボリュームのコーンビームによって得ることが出来る再構成画像の範囲を示す図で、図中、被写体の撮影部位３の範囲のＣＴ撮影を行うに当たって、図示しない旋回アームの両端に対向配置されたＸ線源１とＸ線検出器２は、旋回アームの回転中心Ｏ（被写体撮影部位中心）を中心として少なくとも１８０゜以上回転する間、Ｘ線源１から照射されたコーンビーム４は、被写体撮影部位３の全体を透過し、例えば０．９゜回転する毎に２次元画像データーとしてＸ線検出器に取得される。従って、前記撮影部位３の全ての部分は少なくとも１８０゜間の２次元画像データーとしてＸ線検出器に取り込まれ記憶装置に記憶される。この記憶された２次元画像データーをコンピューターによって演算処理等の画像処理が行われ再構成画像の生成が可能となる。図に於いて撮影部位３での再構成画像が可能な範囲は、直径Ｍ×高さＭの円柱となる。また、図(ｂ)は、撮影中に、旋回アームの回転中心位置を回転に加えて後に詳述する撮影軌道に沿って連続的に移動させた場合の撮影部位３の再構成画像が可能な基本的な範囲を示し、断面が、前記した直径Ｍに内接する方形あるいは、矩形の幅Ｄ×高さＭ×長さＷとなる。この長さは、旋回アームの回転中心の移動距離に左右される。
【００２８】
第４図(a)(b)は、本件発明のＸ線ＣＴ撮影装置の撮影原理を示す図である。図(a)において、上記した公知技術との根本的な違いは、限られたボリュームのＸ線コーンビームを用いて、撮影中、旋回アームをその回転軸を中心に多回転させると同時に、且つ時時刻々と該旋回アームの回転中心を該回転軸に直交する平面内を予め設定された撮影軌道に沿って移動させることによって、前記Ｘ線コーンビームが前記公知例で包含しないエリアを含めて１度の撮影で連続的に撮影しようとする全く新たな発想によるものである。図中、図示しない旋回アームに対向配置されたＸ線源１と、Ｘ線検出器２は、実際に撮影を行う、例えば全歯顎域Ｐを撮影するために、Ｘ線源１からは限られた範囲のＸ線コーンビーム４が照射される。撮影中旋回アームは、その回転軸の中心を軸としてその撮影範囲に対して必要な回転角度、例えば１８００゜（５回転）回転しながら前記した回転中心が時時刻々と回転軸に直交する平面内を予め設定された撮影軌道に沿って移動しながら撮影を行う。この間、撮影部位の画像再構成する範囲のすべての部分は、各々１８０゜以上対向するＸ線検出器に順次２次元画像デ−タ−として取り込まれる。この時の撮影画像データーの取り込み数は、例えば旋回アームの回転角／撮影軌道上の移動距離が、０．９゜／０．１５ｍｍ毎の画像取り込み信号によっておこなわれ、１８０゜回転／３０ｍｍ移動で２００回の撮影画像デ−ターがＸ線検出器２を介して記憶装置に記憶される。 このようにして得られた２次元画像データーを、コンピュ−タ−によって逆投影法等の画像演算処理を行い、０．１５ｍｍ毎に、また円弧部分に関しては、その半径及び角度に従って、並べ替え等の処理を行うことにより例えば、全歯顎領域のパノラマＣＴ再構成画像、３次元再構成画像を生成し表示装置に表示する。また必要に応じてハードコピー、また、各画像データー及び、画像を記憶装置に保存できることも勿論である。図(b)は、撮影中、旋回アームの回転中心及び、画像データー取り込み範囲が回転とともに時時刻々と予め定められた撮影軌道上を移動していく様子を示している。
【００２９】
第５図は、後に詳述するが再構成画像範囲を必要に応じて極力広く確保すべく撮影時に撮影開始位置で旋回アームの回転中心軸を移動させずに、例えば１８０゜あるいは３６０゜回転させた撮影後に、引き続き順次回転と移動を行い撮影完了位置で再度、前記同様１８０゜あるいは３６０゜回転中心を固定し撮影を行うことによって撮影エリアを有効に増やすことが出来る。
【００３０】
第６図は、歯顎領域のパノラマＣＴ撮影を実施する場合の模式図で、被写体の正中までの範囲のＸ線コーンビームの入射方向の進行を表した図で、例えば撮影開始位置を０゜とし、正中までを９００゜旋回アームは、対向配置されたＸ線源と、Ｘ線検出器を旋回アームの回転軸を中心に回転しつつ、且つ、該回転軸に直交する平面を、予め設定された撮影軌道に沿って撮影開始位置から正中の位置まで順次移動しつつ撮影が行われることを表している。
【００３１】
第７図は、実際に全歯顎領域のパノラマＣＴ撮影を実施する場合の撮影モード設定手段によって予め設定された撮影軌道５上に、被写体の歯列弓６が後述する方法により正確に位置付けされた場合を表し、例えば図中、撮影開始位置（スタート原点位置）７は、旋回アームの前記Ｘ線入射角方向０゜の位置で、その後旋回アームの回転と、回転中心の前記撮影軌道上の移動が進行し、Ｘ線照射開始位置８でのＸ線入射角方向は、９０゜となり、更に前記回転と、移動が進行して再構成画像開始位置９でのＸ線入射角位置は、１８０゜となることを示している。また正中ラインを線対称に左右対称となるため、再構成画像終了位置１０では、前記同様に回転と移動が進行してＸ線入射角位置は通算して１４４０゜となり、そしてＸ線照射完了位置１１、撮影完了位置１２では、各々１６２０゜及び１８００゜となる。尚、上記数値は、一実施例で本数値にこだわらないことは勿論のことである。
【００３２】
また図から容易に理解できるように、例えば全歯顎域のパノラマＣＴ画像を撮影する際に利用する撮影軌道５は、従来パノラマ断層撮影で言う仮想歯列弓と等価であるため、前記した撮影に必要な回転角度が、パノラマ断層撮影に必要な回転角度で、また必要な移動の範囲が、同じく前記設定された撮影部位、範囲によって決定され、図に於いて図示しない旋回アームの１端に設けられたＸ線源からは、これも図示しない従来公知のＸ線絞りを介してパノラマ断層撮影に適した縦長のコーンビームが照射され、被写体を透過した後、対向配置された図示しないＸ線検出器に連続して画像データーとして取り込まれる。この時の旋回アームの動きを撮影モード設定手段によってパノラマ断層撮影を設定することで、対向配置されたＸ線源と、Ｘ線検出器とが旋回アームの回転中心をパノラマＣＴ撮影する場合の撮影軌道上（仮想歯列弓）を、その軌道に対する接線方向に対して略直角にＸ線の主線が入射するように回転駆動ユニットおよび、回転駆動制御手段によってパノラマ断層用の回転と移動を連続的におこなうことは機構をなんら変更することなく容易に実施でき、こうして取り込まれた前記画像データーを画像処理してパノラマ断層画像の撮影が簡単に実現できることは勿論である。
【００３３】
第８図(a)(b)は、本発明に関わるパノラマＸ線ＣＴ撮影装置の一実施例を示し、図(a)は、その外観正面図、図(b)は、外観側面図で、図に於いて、支持フレーム１４に支承された回転駆動ユニット１５は、その内部には後述する、Ｘ，Ｙ軸テーブルと、そのためのＸ，Ｙ軸制御モーター、旋回アーム１６を回転させるための制御モーター、旋回アーム１６の多回転を実現するためのスリップリング接点等の主要部品で構成されている。回転駆動ユニット１５から垂下する旋回アーム１６は、その両端部に各々Ｘ線源１、およびＸ線検出器２が対向配置されている。旋回アーム１６は、後述するが、その下面に被写体干渉防止用の安全スイッチ（１）３１が設けられている。被写体位置付け用の椅子部１７は、従来公知の上下動可能で、被写体頭部位置決め用の頭部位置決め装置１８は、上下アクチェター、水平スイング位置決め機構、前後調整機構、チンレスト、前後位置決め用光ビーム照射手段、側頭部押さえ機構、固定ベルト等の主要部品で構成され、上下アクチェターで全体的に矢印で示す様に椅子部１７とは別に上下動が可能である。頭部位置決め装置１８の個々の機構、動作は、従来の歯科用パノラマＸ線撮影装置あるいは、セファロＸ線撮影装置等で従来用いられている公知技術のため説明を省略する。また、図に於いて前記した光ビーム手段に加えて、被写体（被検者）の正中ラインを光ビームで指示する正中ビーム照射手段１９、被検者の前歯基準位置を指示する前後位置決め用光ビーム照射手段２１、上下位置決めビーム照射手段２０が設けられているが、これらの光ビ−ム照射手段は、基本的に従来、歯科の領域ではパノラマＸ線撮影装置あるいは、セファロＸ線撮影装置、医科の領域に於いては、各種ＣＴ装置、ＭＲＩ装置等で既に実用に供されているため詳しくは述べない。また、Ｘ線検出器は、Ｉ．Ｉ、ＣＣＤ等に限定されるものではなく、ＴＦＴ等の２次元センサーも含まれることは勿論である。
【００３４】
そこで、実際の撮影についての手順について述べると、まず、被検者（被写体）の椅子部１７への着座を容易に行うために、頭部位置決め装置１８を水平スイング位置決め機構を介して水平方向に９０゜スイングさせて被検者を椅子部１７に着座させた後、Ｘ線源１から照射されるＸ線コーンビーム４の広がりの角度で決まる撮影部位（旋回アーム回転中心位置）での高さ方向の撮影範囲を示す、前記上下位置決めビーム照射手段２０より照射される光ビームの上下幅の中に、被検者の撮影すべき部位が位置するように椅子の高さを調整する。次に頭部位置決め装置１８を上下させ被検者の顎がチンレストに接する高さに調整する。次に正中ビーム照射手段１９から照射される正中ビームに被検者を合わせ前記した側頭部押さえ、必要に応じて固定ベルトで、被検者の頭部を固定する。次に、図示しない撮影モード設定手段によって撮影部位を特定する。設定された撮影部位あるいは、範囲によって予め設定された撮影軌道の撮影開始位置に旋回アーム１６の回転中心位置が回転駆動ユニット１５のＸ，Ｙ軸テーブル用制御モーターが回転駆動制御手段によって位置決めされる。
【００３５】
次に第９図に於いて、旋回アーム下面の３カ所より、前記旋回アーム回転中心に向けてＸ線源側及び、Ｘ線検出器側よりＸ線照射幅方向中心線上に重なるように照射される２本の光ビーム２２，２２’と、これに直交するように照射される断層位置確認用光ビーム２２''で、撮影開始位置が実際の被検者の撮影部位に対して適切な位置にあるかどうかを確認して、位置の補正が必要な場合は、図示しない操作ボックスを用いて、Ｘ、Ｙ軸の位置の補正を行う。更に正確に位置の補正を行うためには、図１４(a)(b)に位置補正手段の一実施例を例示する。位置補正手段４３は、旋回アームの回転中心が各モート゛設定手段によって予め設定されている標準的な位置あるいは、前記した光ビームを利用して被写体の位置付けを行った後、撮影部位に対して、Ｘ，Ｙ軸の直交する２方向からＸ線透視撮影を行いこの２方向からの映像をモニター上に表示させ、表示された撮影対象部位の撮影の中心あるいは、撮影開始位置としたいＸ，Ｙ軸方向のそれぞれの中心位置に、モニター上の撮影時センター位置カーソルを移動させ、そのカーソルが移動した位置に自動的に前記旋回アームの回転中心位置が回転駆動制御手段によって位置決めされるため、より正確に必要とする診断情報を得ることが出来る。またこの正面、側面からの撮影に際して、濃度補正が行われることは当然のことである。この様にして撮影の準備が完了した後、設定された撮影を実施する。
【００３６】
次に、第１０図は、本発明に関わる一実施例の回転駆動ユニット１５の平面図，第１１図は同側面図で、被検者の正中に対して、Ｙ軸制御モーターによって、前後方向に移動するＹ軸テーブル２３と、同じくＸ軸制御モーターによって、左右方向に移動するＸ軸テーブル２４と、このＸ軸テーブルに固定された旋回アーム１６を回転させるための回転制御モーター２７は、連結用部材２８を介して旋回アーム１６に接続される。また旋回アーム１６の多回転を実現するためにスリップリング２９，３０が設けられている。更に、旋回アーム１６の回転中心部の下面には、被写体の頭頂部が僅かにでも干渉した場合には、直ちに椅子部１７の昇降が停止するように複数のリミットスイッチと、タッチパネルで構成された安全スイッチ（１）３１が用意されている。そして、この部分の回路がセルフクローズ回路になっていることは勿論のことである。また、３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８等は、各種位置決めセンサーである。回転駆動ユニット１５が、この様に構成されているため、先に述べたように回転駆動ユニットから垂下する該旋回アームは、回転制御モーターの回転軸中心を回転中心として多回転が可能で、予め撮影モ−ド設定手段により設定された撮影部位または、範囲に対して、その撮影の開始から撮影の終了までの間、回転駆動制御手段によりその撮影に必要な回転角度範囲回転し、且つ、必要に応じてその回転中に該旋回ア−ムの回転中心を撮影モ−ド設定によって予め設定された撮影軌道に沿って、前記回転軸中心に直交する平面内を順次移動しつつ，頭頚部領域の任意な部位または、範囲の直線、または曲線、あるいは、その組み合わせによる任意の断面の画像データーを取り込み、この画像データーを画像処理することによって任意の部位または、範囲の再構成画像を得ることが可能となる。
【００３７】
次に第１２，１３図について被写体用椅子部１７と、被写体用頭部位置決め装置１８の相互間に被写体干渉防止用安全スイッチを設けた一実施例を説明すると、椅子部１７と、頭部位置決め装置１８は、各々個別に上下動できるように構成されているため、操作の仕方によって頭部位置決め装置１８の下面と椅子部１７の座面が異常に接近する場合が発生する。この場合被写体の太股部が圧迫される事故が考えられるため、それぞれの間に位置センサー４０，４０’を設け椅子部１７と、頭部位置決め装置１８の相互間が一定距離以下に近づかないように構成することで誤動作等による被写体への干渉による危害に関する安全対策に配慮がされている。
【００３８】
第１５図及び、第１６図は、本発明の再構成画像範囲の平面図の幾つかの実施例を表したもので、まず第１５図に於いて、図(a)は、撮影部位３を照射範囲とするＸ線コーンビームを用いて、回転中心Ｏを中心に回転中心を固定して１８０゜あるいは、３６０゜撮影した場合の略再構成画像範囲となり、高さをＭとすると、直径Ｍ×高さＭの円柱となる。また図(b)〜(e)は，撮影範囲３を照射範囲とする限られたＸ線コーンビームを用いて、パノラマ状にある範囲を連続して撮影する場合を示し、図中Ｘ線照射開始位置から旋回アーム１６の回転中心を中心として、撮影モード設定手段によって設定された撮影部位または範囲に対して、その撮影の開始から撮影の終了までの間、回転駆動制御手段によってその撮影に必要な回転角度範囲回転すると共に、その回転中に前記撮影モード設定手段によって予め設定された撮影軌道５に沿って、旋回アーム１６の回転中心を順次移動しつつ設定された範囲の撮影を行うことを示している。図から明らかなように、単位回転数に対する移動距離または、単位移動距離に対する回転数を変化させることによって、再構成画像の範囲の特にＤ寸法をＤ1〜Ｄ4の様に変化させることが可能となる。
【００３９】
また、第１６図は、再構成画像の範囲を変化させるための他の実施例を示すもので、図(a)は、撮影範囲３を照射範囲とする限られたＸ線コーンビームを用いて、パノラマ状にある範囲を連続して撮影する場合に、まず、撮影開始位置に於いて、撮影開始と同時に旋回アームの回転中心位置を固定した状態で１８０゜または３６０゜回転させて撮影を行った後、引き続き回転させると共に、図１５で行ったように旋回アーム１６の回転中心位置を前記設定された撮影軌道に沿って順次移動させて必要範囲の撮影を行い，更に必要に応じて撮影終了位置で同様に、旋回アーム回転中心位置を固定した状態で１８０゜または３６０゜回転させて撮影を行うことにより、再構成画像範囲を変化させることが出来る。このことは、限られた稼働範囲の中でパノラマ状の連続撮影を実施する場合に特に有効となる。また、前記した単位回転数に対する移動距離あるいは、単位移動距離に対する回転数を撮影中に連続的に変化させることも可能である。
【００４０】
第１７図は、本発明に関する変形実施例の一例である。図に於いて被写体を挟む様な形で、支持フレーム（２）４１の両端に対向して回転することなく配置されたＸ線源１’と、Ｘ線検出器２’に対して、被写体を撮影に先立って位置付けするための頭部固定部４２を有する椅子部４３は、頭部固定部と、椅子部が個別に上下動するための昇降手段を有する。また頭部固定部は被検者の椅子部への出入が容易なように水平方向に９０゜スイングでき被検者の位置づけに配慮がなされている。床面に配置された回転駆動手段４４より立設する回転制御モーターの回転軸に接続された椅子部４３は、回転駆動手段４４内の、水平面に対して移動可能なＸ，Ｙ軸テーブルと、移動のための各制御モーターと、更に回転制御モーターによって、頭部固定装置と、椅子部によって先に述べた同様の手順で位置決めされた被検者が撮影中、撮影モード設定手段によって予め設定された撮影軌道に沿って必要回転範囲回転すると共に、必要範囲順次移動しつつ撮影を行う。
【００４１】
図１８は，本発明に関するブロックダイアグラムの一実施例で，図中Ｘ線検出器がI.Iおよびカメラで構成されているが，これらをフラットパネル(ＴＦＴ)等への変更は勿論可能である。この場合ＣＣＤカメラに関係する電源および中継ボックス等は不要となる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に述べるような効果を奏する。
【００４３】
旋回アームに対向配置したＸ線源と、Ｘ線検出器を、その回転中心軸を中心として回転させながら、その回転中心位置を前記回転中心軸に直交する平面を順次移動走査させることによって、限られたＸ線コーンビームに包含されない範囲、例えば、全歯顎域、右大臼歯から中切歯、上顎洞域、外耳道等の回転中心固定では従来、撮影することのできなかった任意の範囲の撮影ができ、然も必要に応じて３次元ＣＴ画像の再構成もできる。また、従来のパノラマ断層撮影も容易に行えるため、その都度術式に適した十分な診断情報をえるための撮影が可能になり患者に対する説得力がより増大した。
【００４４】
そして、回転駆動ユニットから垂下する回転軸を回転中心に多回転が可能な該旋回アームの回転中心位置が、撮影モ−ド設定手段により設定された撮影部位または、範囲によって、予め設定された撮影軌道上の移動距離に対して、回転駆動制御手段によりその撮影に必要な回転角度範囲を単位距離あたりの回転数または、１回転あたりの移動距離として変化させることによって、特に奥行き方向の寸法（Ｄ寸法）を撮影目的に合わせて変えることがてきるため、再構成画像範囲を変化できる効果を奏する。
【００４５】
そして、前記した回転駆動ユニットから垂下する多回転と、撮影軌道上の移動が可能な該旋回アームは、その下面に複数のリミットスイッチとタッチパネルで構成された、安全スイッチは、そのタッチパネルの任意の部分に数十グラムの力で物が干渉すると、直ちに椅子部の昇降装置の動きを停止するようにもうけられているため、このような被写体干渉防止用の安全スイッチを設けたことで、被写体用椅子の昇降用スイッチの損傷等での昇降機能の暴走による被写体への万一の場合の危害を防ぐための配慮がなされている。
【００４６】
そして、被写体用椅子および、前記被写体用頭部位置決め装置の相互間に被写体干渉防止用安全スイッチを設け、椅子、被写体用頭部位置決め装置の個々の高さに関係することなく一定距離以下に近づかないための手段を設けたことより、被写体用椅子の昇降用スイッチの損傷等での昇降機能の暴走あるいは，前記被写体用頭部位置決め装置の昇降機構または、昇降用スイッチの故障等による個々あるいは、両方の暴走による被写体に対する危害を防ぐための配慮がなされている。
【００４７】
そして、回転駆動ユニットから垂下する多回転が可能な該旋回アームを、撮影モ−ド設定手段により設定された撮影部位または，範囲に対して、その撮影の開始から撮影の終了までの間、回転駆動制御手段によりその撮影に必要な回転角度範囲回転し、且つ、その回転中に該旋回ア−ムの回転中心を撮影モ−ド設定によって予め設定された撮影軌道に沿って、前記回転軸中心に直交する平面内を必要に応じて順次移動させるか、あるいは前記旋回アームの回転中に前記回転軸の中心に沿って平行に順次移動させるか、２者の選択手段を設けたことで、コーンビームを用いた歯科用Ｘ線ＣＴ撮影装置において、被写体の体軸方向あるいは、それに直交する平面方向にコーンビームの照射角に左右される画像デ−タ−取得範囲、再構成画像範囲を更に拡大でき、前記した術式に適した最善のエリアを選択して、一度の撮影で最適な診断情報の提供の可能性が大となった。
【００４８】
そして、撮影モード設定手段により設定された撮影部位または、範囲に対して前記回転駆動制御手段は、その撮影に際して、撮影開始位置において前記旋回アームの回転中心を移動させずに、例えば１８０゜あるいは、３６０゜等の所定の回転をおこなった後、順次撮影完了位置迄、前記旋回と移動をおこない、この間の画像データーの取得を行うか、または更に、撮影完了位置でも前記旋回アームの回転中心を移動させずに再度前記した所定回転と、引き続き画像データーの取得を行える様にしたことにより、限られたボリュームのＸ線コーンビームを用いた撮影で、その同じ移動範囲の中での再構成画像範囲を更に増やすことが可能となり、限られた移動範囲の中で、より多くの再構成画像範囲を必要とするときに便利である。
【００４９】
そして、被写体を挟むような形で、支持フレ−ムの両端に対向配置されたＸ線コーンビームを照射するＸ線源と、被写体を透過した該Ｘ線コンビームによる画像データーを取得するためのＸ線検出器と、被写体を撮影に先立って位置付けするための頭部固定装置を有する椅子部と、この頭部固定装置と椅子部を個別に上下させるための昇降手段と、該椅子部を旋回及び水平方向に移動させるための回転駆動手段を有し、該回転駆動手段より立設する回転軸に軸支された椅子部は、該回転軸を中心に多回転が可能で、撮影モ−ド設定手段により設定された撮影部位または、範囲に対して、その撮影の開始から撮影の終了までの間、回転駆動制御手段によりその撮影に必要な回転角度範囲回転し、且つ、その回転中に該椅子の回転中心を撮影モ−ド設定によって予め設定された撮影軌道に沿って必要に応じて、前記回転軸中心に直交する平面内を順次移動しつつ、頭頚部領域の任意な部位の直線、または曲線あるいは、その組み合わせによる任意の断面のＣＴ画像及びパノラマＣＴ画像の撮影を可能に構成したことで、装置の設置面積を大幅に減らせ、比較的に設置スペ−スが少ないと言われている、一般の開業医も購入対象機種とすることが容易となる。
【００５０】
さらに、正確に位置の補正を行うために位置補正手段によって、撮影部位に対して、Ｘ，Ｙ軸の直交する２方向からＸ線透視撮影を行い、この２方向からの映像をモニター上に表示させ、表示された撮影対象部位の撮影の中心あるいは、撮影開始位置としたいＸ，Ｙ軸方向のそれぞれの中心位置にモニター上の撮影時センター位置カーソルを移動させ、そのカーソルが移動した位置に自動的に前記旋回アームの回転中心位置を、回転駆動ユニットの回転駆動制御手段を介してより正確な位置決めが可能となり、術者の熟練度に左右されることなく正確に必要とする診断情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】局所照射Ｘ線ＣＴ撮影方法の撮影原理説明図
【図２】局所照射Ｘ線ＣＴ撮影方法を利用して、従来法に準じた歯列弓のパノラマ画像を得る手法に関する撮影原理説明図
【図３】本発明に関わるＣＴ撮影方法の各部の位置関係と再構成画像範囲を示す模式図
【図４】本発明に関わるパノラマＸ線ＣＴ撮影方法の撮影原理説明図
【図５】撮影時、撮影開始位置で回転中心位置を固定して、３６０゜回転撮影した後、引き続き撮影軌道に沿って順次移動と回転をし、パノラマＸ線ＣＴ撮影を行う場合の説明図
【図６】歯顎領域のパノラマＸ線ＣＴ撮影をする場合のＸ線入射角が回転中心の移動と共に進行することの説明図
【図７】実際に被写体の歯顎領域のパノラマＸ線ＣＴ撮影をする場合の撮影範囲の説明図
【図８】本発明に関わるパノラマＸ線ＣＴ撮影装置の外観図で、(a)正面図，(b)側面図，(c)平面図
【図９】旋回アーム下面の被写体干渉防止用安全スイッチの設置例を示す説明図
【図１０】図８の本発明に関わるパノラマＸ線ＣＴ撮影装置の回転駆動ユニットの平面詳細図
【図１１】図８の本発明に関わるパノラマＸ線ＣＴ撮影装置の回転駆動ユニットの側面詳細図
【図１２】椅子部と頭部位置決め装置の相互間に被写体干渉防止用スイッチを設けた設置例を示す説明図
【図１３】椅子部と頭部位置決め装置の相互間に被写体干渉防止用スイッチを設けた設置例を示す説明図
【図１４】本発明に関わるパノラマＸ線ＣＴ撮影装置の位置補正手段の説明図
【図１５】本発明に関わるパノラマＸ線ＣＴ撮影装置の再構成画像範囲の変化についての説明図
【図１６】本発明に関わるパノラマＸ線ＣＴ撮影装置の再構成画像範囲の他の変化例についての説明図
【図１７】本発明に関わるパノラマＸ線ＣＴ撮影装置の他の実施例の外観図
【図１８】本発明に関わるパノラマＸ線ＣＴ撮影装置の実施例のブロックダイアグラム
【符号の説明】
１． Ｘ線源 １７． 椅子部
２． Ｘ線検出器 １８． 頭部位置決め装置
３． 撮影部位（撮影範囲） ２３． Ｙ軸テ−ブル
４． コーンビーム ２４． Ｘ軸テーブル
５． 撮影軌道 ２５． Ｙ軸制御モーター
６． 歯列弓 ２６． Ｘ軸制御モーター
７． 撮影開始位置 ２７． 回転制御モーター
１２． 撮影完了位置 ３１． 安全スイッチ(1)
１３． 再構成画像範囲 ４０． 安全スイッチ(2)
１４． 支持フレーム ４１． 支持フレーム(2)
１５． 回転駆動ユニット ４２． 回転駆動手段
１６． 旋回アーム ４３． 位置補正手段

Claims (5)

1. 被写体が着座するための椅子（１７）と、前記被写体の頭部の位置決めをするための頭部位置決め装置（１８）と、前記被写体にＸ線コーンビーム（４）を照射するＸ線源（１）と、前記被写体を透過した前記Ｘ線コーンビーム（４）を検知するＸ線検出器（２）と、一端に前記Ｘ線源（１）を他端に前記Ｘ線検出器（２）を対向配置した旋回アーム（１６）と、回転軸を介して前記旋回アーム（１６）を垂下し、前記回転軸を回転中心として前記旋回アーム（１６）を回転させる回転駆動ユニット（１５）と、を備えたパノラマＸ線ＣＴ撮影装置であって、
   一連の撮影において、前記旋回アーム（１６）が前記回転軸を回転中心として一方向にのみ複数回回転しながら、前記回転軸が前記回転軸に直交する平面を予め設定された歯列弓の軌道（５）に沿って一方向にのみ移動することで、前記被写体の頭頚部のパノラマＸ線ＣＴ撮影を行うことを特徴とするパノラマＸ線ＣＴ撮影装置。
2. 前記旋回アーム（１６）の単位回転数あたりの前記回転軸の移動距離が可変であることを特徴とする請求項１記載のパノラマＸ線ＣＴ撮影装置。
3. 前記歯列弓の軌道（５）の撮影開始位置（７）において、前記回転軸が前記回転軸に直交する平面を移動せずに、前記旋回アーム（１６）が前記回転軸を回転中心として１８０°または３６０°回転して撮影を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパノラマＸ線ＣＴ撮影装置。
4. 前記歯列弓の軌道（５）の撮影完了位置（１２）において、前記回転軸が前記回転軸に直交する平面を移動せずに、前記旋回アーム（１６）が前記回転軸を回転中心として１８０°または３６０°回転して撮影を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のパノラマＸ線ＣＴ撮影装置。
5. 被写体にＸ線コーンビーム（４）を照射するＸ線源（１’）と、前記被写体を透過した前記Ｘ線コーンビーム（４）を検知するＸ線検出器（２’）と、両端に前記Ｘ線源（１’）および前記Ｘ線検出器（２’）を対向配置した支持フレーム（４１）と、前記被写体を位置付けするための頭部固定装置（４２）を有する椅子部（４３）と、前記頭部固定装置（４２）と前記椅子部（４３）とを個々に昇降させるための昇降手段と、回転軸を介して前記椅子部（４３）を接続し、前記回転軸を回転中心として前記椅子部（４３）を回転させる回転駆動手段（４４）と、を備えたパノラマＸ線ＣＴ撮影装置であって、
   一連の撮影において、前記椅子部（４３）が前記回転軸を回転中心として一方向にのみ複数回回転しながら、前記回転軸が前記回転軸に直交する平面を予め設定された歯列弓の軌道（５）に沿って一方向にのみ移動することで、前記被写体の頭頚部のパノラマＸ線ＣＴ撮影を行うことを特徴とするパノラマＸ線ＣＴ撮影装置。

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