JP5805689B2 - X線ct撮影装置及びx線ct撮影方法 - Google Patents

X線ct撮影装置及びx線ct撮影方法 Download PDF

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Description

本発明は、例えば、X線発生器とX線検出器との間に被写体を配置し、X線発生器から照射したX線をX線検出器で検出してCT撮影を行うX線CT撮影装置、及びX線CT撮影方法に関する。
従来、医療分野等において、被写体に対してX線を照射して投影データを収集し、得られた投影データをコンピュータ上で再構成して、Computerized Tomography画像(CT画像断層面画像、ボリュームレンダリング画像等)を生成するCT撮影が行われている。
このようなCT撮影では、X線発生器とX線検出器との間に被写体を配置した状態で、X線発生器とX線検出器とを被写体周りに旋回させながら、X線発生器からコーン状のX線(X線コーンビーム)を被写体に照射する。そして、X線検出器によってX線の検出結果(投影データ)を収集し、収集したX線の検出結果(投影データ)に基づいて三次元データを再構成する。このようなCT撮影を行う装置として、例えば特許文献1に開示されている。
特許文献1に記載のX線CT撮影装置は、CT撮影中に一対のチャンネルコリメータをX線発生器の前で変位させ、CT撮影領域(field of view(FOV))、つまりX線照射領域の形状を円や楕円として、被写体である患者の関心領域のみをCT撮影できるとされている。
しかしながら、CT撮影領域を撮影するためには、X線発生器から照射され、旋回するX線コーンビーム、つまり、CT撮影中に旋回するX線束が通過する領域中に、顎下腺、耳下腺、舌下腺、甲状腺、あるいは眼球における水晶体などの生体におけるX線に対する感受性が高い高感受性部位がある場合、特に、高感受性部位の異常者にとって、X線束が通過することによる影響は大きく、注意が必要であった。
特開平11−19078号公報
そこで本発明は、撮影対象部位に対して設定したCT撮影領域の近傍に高感受性部位がある場合であっても、高感受性部位における被ばく線量を低減しながら、確実に撮影対象部位をCT撮影することができるX線CT撮影装置及びその撮影方法を提供することを目的とする。
この発明は、被写体を挟んで対向配置したX線コーンビームを発生するX線発生源と電気的X線検出器とを旋回軸を中心として旋回する旋回部を、CT撮影領域に対して旋回させてCT撮影するX線CT撮影装置であって、前記旋回部を前記被写体に対して旋回する旋回駆動部と、前記旋回軸を介して前記旋回部を支持する支持部と、該支持部を移動する支持部移動部と、前記被写体を保持する被写体保持部と、前記被写体の体軸方向に見て前記被写体の内部の一部の範囲である局所領域を前記CT撮影領域として設定を受け付けるX線撮影領域設定部と、少なくとも前記旋回駆動部及び前記支持部移動部を制御する制御部と生体におけるX線に関する感受性が高い高感受性部位を指定する高感受性部位指定部を備えるとともに、該支持部移動部を、前記支持部に対する前記旋回軸を移動する軸移動機構、及び前記被写体に対して前記支持部を相対的に移動する相対移動機構の少なくとも一方で構成され、前記制御部を、前記CT撮影において旋回するX線束の照射が行われる際に、前記高感受性部位へのX線照射を低減するように、前記X線撮影領域設定部で受け付けた前記CT撮影領域の位置と前記高感受性部位指定部で指定された前記高感受性部位の位置に応じて、前記旋回部の旋回に伴って前記X線束によって形成されるX線旋回面及び、前記旋回部の旋回範囲のうち少なくともいずれか一方を制御し、前記X線旋回面の制御の場合には、前記X線発生器からのX線照射角度、前記X線検出器に対する照射位置、前記相対移動機構による前記支持部の移動、及び前記被写体保持部を駆動する被写体保持部駆動部による前記被写体保持部の移動のうち少なくともひとつを制御することで前記X線コーンビームの照射方向の制御を行い、前記旋回範囲の制御の場合には、前記軸移動機構による前記旋回軸の軸方向と交差する方向への前記旋回軸の移動制御と、前記被写体保持部駆動部による前記旋回軸の軸方向と交差する方向への前記被写体保持部の移動制御の少なくとも一方とともに、旋回開始位置及び旋回終了位置の少なくとも一方を変化させる制御を行うことを特徴とする。
上述のX線CT撮影装置は、撮影旋回範囲を略180度としたCT撮影、略360度としたCT撮影を行うことができる撮影装置であることを含み、さらに、DVT撮影や、撮影旋回範囲を制限しないトモシンセシス撮影も可能な撮影装置であることを含む概念である。
上述の前記旋回部を前記被写体に対して旋回する旋回駆動部は、旋回部が水平旋回のみ、傾斜する傾斜旋回、上下方向に移動してからの水平旋回を含むとともに、被写体が上下方向に移動してから旋回部が旋回することを含む概念である。
上述の位置が設定された高感受性部位は、操作者の操作によって位置設定された高感受性部位や、予め位置が設定した高感受性部位を自動的、あるいは半自動的に選択して位置設定された高感受性部位とすることができる。
上記所定の基準面は、立位もしくは座位の被写体に対する略水平面、あるいは寝位の被写体に対する略鉛直面である。
上述の前記被写体に対する照射位置は、例えば、水平方向に旋回する場合における高さ方向のように、旋回部が旋回する基準面に対して交差する方向の位置とすることができる。
この発明により、撮影対象部位に対して設定したCT撮影領域の近傍に高感受性部位がある場合であっても、高感受性部位における被ばく線量を低減しながら、確実に撮影対象部位をCT撮影することができる。
詳しくは、前記制御部が、前記X線撮影領域設定部で受け付けた前記CT撮影領域に対して、前記高感受性部位指定部で指定した前記高感受性部位へのX線照射を低減するように、前記旋回部の旋回に伴って前記X線束によって形成されるX線旋回面及び、前記旋回部の旋回範囲のうち少なくともいずれか一方を制御するため、撮影対象部位の近傍に、位置が設定された高感受性部位がある場合であっても、高感受性部位における被ばく線量を低減しながら、設定したCT撮影領域における撮影対象部位を確実にCT撮影することができる。
また、前記制御部を、前記X線撮影領域設定部で設定した前記CT撮影領域、及び前記高感受性部位に応じて、前記旋回範囲におけるX線照射開始位置及びX線照射終了位置のうち少なくとも一方を変化させる旋回範囲制御を行う構成とすることにより、旋回部のX線旋回面を変化させることなく、旋回部の旋回範囲を調整することで、前記高感受性部位の被ばく線量を容易に低減することができる。
また、前記制御部を、前記X線撮影領域設定部で設定した前記CT撮影領域、及び前記高感受性部位に応じて、所定の基準面に対するX線照射角度及び、前記被写体に対する照射位置のうち少なくとも一方を変化させる制御を行うことで、前記X線旋回面を制御する構成とすることにより、所定の基準面に対するX線照射角度及び、前記被写体に対する照射位置のうち少なくとも一方を変化させることで、設定した前記CT撮影領域の近傍にある高感受性部位の被ばく線量を低減しながら、CT撮影領域を設定して、確実に撮影対象部位をCT撮影することができる。
また、前記旋回軸を介して前記旋回部を支持する支持部と、該支持部を移動する支持部移動部を備え、該支持部移動部を、前記支持部に対する前記旋回軸を移動する軸移動機構、及び前記被写体に対して前記支持部を相対的に移動する相対移動機構のうち少なくとも一方で構成し、前記制御部を、前記支持部移動部を移動制御して、前記X線旋回面を制御する構成とすることにより、前記旋回軸を介して前記旋回部を支持する支持部を支持部移動部で移動させることで、前記高感受性部位の被ばく線量を容易に低減することができる。
この発明の態様として、前記高感受性部位指定部を、前記被写体の頭部を模式的に表示した模式図に対して前記高感受性部位を指定するよう構成することができる。
上述の高感受性部位を指定する高感受性部位指定部は、高感受性部位に関する位置、大きさ、あるいはその感度などに関する情報について、登録された複数の高感受性部位から該当する部位について自動的、半自動的あるいは操作者の選択操作やその他の操作によって指定する指定部など、高感受性部位に関する情報を指定するさまざまな方法による指定部を含む概念である。
この発明により、撮影対象部位に対して設定したCT撮影領域の近傍に高感受性部位がある場合であっても、高感受性部位における被ばく線量を低減しながら、確実に撮影対象部位をCT撮影することができる。
詳しくは、前記制御部が、前記X線撮影領域設定部で受け付けた前記CT撮影領域に対して、前記高感受性部位指定部で指定した前記高感受性部位へのX線照射を低減するように、前記旋回部の旋回に伴って前記X線束によって形成されるX線旋回面及び、前記旋回部の旋回範囲のうち少なくともいずれか一方を制御するため、撮影対象部位の近傍に、位置が設定された高感受性部位がある場合であっても、高感受性部位を前記高感受性部位指定部で指定することで、高感受性部位における被ばく線量を低減しながら、設定したCT撮影領域における撮影対象部位を確実にCT撮影することができる。
またこの発明の態様として、前記X線発生源における前記X線の照射方向前方に、X線の照射範囲を規制するX線照射範囲規制部を備え、前記制御部を、前記X線照射範囲規制部を規制制御して、前記X線旋回面を制御する構成とすることができる。
この発明により、X線照射範囲規制部によって規制されたX線の照射範囲の規制を変化させることで、前記高感受性部位の被ばく線量を容易に低減することができる。
またこの発明の態様として、前記制御部による制御パターンを前記X線撮影領域設定部で前記CT撮影領域として設定する設定部位毎に記憶する制御パターン記憶部を備えることができる。
この発明により、前記X線撮影領域設定部で前記CT撮影領域を設定するだけで、高感受性部位の被ばく線量を低減するCT撮影を実行することができる。
またこの発明の態様として、前記高感受性部位に関する情報を記憶する高感受性部位情報記憶部を備えることができる。
この発明により、例えば、高感受性部位情報記憶部で記憶した高感受性部位に関する位置、大きさ、感受性度合あるいは優先度(重付け)等の情報を呼び出して、高感受性部位の被ばく線量を低減できるCT撮影を実行することができる。
またこの発明の態様として、前記X線撮影領域設定部を、前記CT撮影領域を含む画像を表示し、表示された前記画像に対して、前記CT撮影領域の設定を受け付ける構成とするとともに、前記画像に対して前記高感受性部位を重畳表示する構成とすることができる。
画像は、被写体を撮影したスカウト画像、パノラマ画像、セファロ画像、模式的に表示ずるイラスト画像、あるいは光学的に撮影した写真、またはそれらの組み合わせであることを含む。
この発明により、前記CT撮影領域を含む画像に重畳表示される高感受性部位について、視覚的に確認できるため、高感受性部位の被ばく線量を低減するCT撮影を行うための高感受性部位の指定をより確実に行うことができる。
またこの発明の態様として、前記画像に表示する前記高感受性部位を変更する高感受性部位変更部を備えることができる。
前記高感受性部位を変更する高感受性部位変更部は、大きさ、位置、感受性、及び優先度(重付け)など各種詳細情報のうち少なくともいずれかの表示やパラメータを変更する変更部とすることができる。
この発明により、例えば、高感受性部位のうち、設定されたCT撮影領域に最も近い高感受性部位よりも、異常が生じている遠くの高感受性部位の優先度を高めるなど、被写体の状況に応じて適切なCT撮影を実行することができる。
またこの発明の態様として、前記X線撮影領域設定部により前記CT撮影領域として設定した設定部位に応じて、設定部位毎に異なる前記旋回範囲におけるX線照射開始位置まで前記旋回部を旋回するX線撮影準備スイッチと、前記設定部位に対してX線照射しながら前記旋回部を旋回して撮影するX線照射スイッチとを備えることができる。
この発明により、例えば、高感受性部位の被ばく線量を低減するCT撮影を行うために、X線照射範囲の開始位置まで旋回部を旋回させて撮影準備状態とし、X線照射スイッチによって、前記旋回部を旋回させて、高感受性部位の被ばく線量を低減するCT撮影を実行することができる。
またこの発明の態様として、前記旋回部を移動させる移動駆動部を備えるとともに、前記制御部を、前記移動駆動部に対して前記旋回部を移動させるための駆動制御を行うとともに、前記旋回部に対する旋回制御と、前記移動駆動部による前記旋回部の移動制御とを同時に行うことでパノラマX線撮影を許容する構成とすることができる。
この発明により、パノラマ画像が必要な場合にもパノラマ撮影用の別のX線撮影装置を準備することなく、パノラマX線撮影もできる。
またこの発明の態様として、前記旋回軸方向に直交方向に設けられるセファロ撮影用頭部固定装置を備え、セファロX線撮影を許容することができる。
この発明により、セファログラム(頭部X線規格写真)が必要な場合にもセファロ撮影用の別のX線撮影装置を準備することなく、セファロX線撮影もできる。
またこの発明は、被写体を挟んで対向配置したX線コーンビームを発生するX線発生源と電気的X線検出器とを、旋回軸を中心として旋回する旋回部を、CT撮影領域に対して旋回させてCT撮影するX線CT撮影装置を用いたX線CT撮影方法であって、前記X線CT撮影装置が、前記旋回部を前記被写体に対して旋回する旋回駆動部と、前記旋回軸を介して前記旋回部を支持する支持部と、該支持部を移動する支持部移動部と、前記被写体を保持する被写体保持部と、前記被写体の体軸方向に見て前記被写体の内部の一部の範囲である局所領域を前記CT撮影領域として設定を受け付けるX線撮影領域設定部と、少なくとも前記旋回駆動部及び前記支持部移動部を制御する制御部と、生体におけるX線に関する感受性が高い高感受性部位を指定する高感受性部位指定部を備えるとともに、該支持部移動部を、前記支持部に対する前記旋回軸を移動する軸移動機構、及び前記被写体に対して前記支持部を相対的に移動する相対移動機構の少なくとも一方で構成され、前記制御部によって、前記CT撮影において旋回するX線束の照射が行われる際に、前記高感受性部位へのX線照射を低減するように、前記X線撮影領域設定部で受け付けた前記CT撮影領域の位置と前記高感受性部位指定部で指定された前記高感受性部位の位置に応じて、前記旋回部の旋回に伴って前記X線束によって形成されるX線旋回面及び、前記旋回部の旋回範囲のうち少なくともいずれか一方を制御する制御ステップを有し、前記X線旋回面の制御の場合には、前記X線発生器からのX線照射角度、前記X線検出器に対する照射位置、前記相対移動機構による前記支持部の移動、及び前記被写体保持部を駆動する被写体保持部駆動部による前記被写体保持部の移動のうち少なくともひとつを制御することで前記X線コーンビームの照射方向の制御を行い、前記旋回範囲の制御の場合には、前記軸移動機構による前記旋回軸の軸方向と交差する方向への前記旋回軸の移動制御と、前記被写体保持部駆動部による前記旋回軸の軸方向と交差する方向への前記被写体保持部の移動制御の少なくとも一方とともに、旋回開始位置及び旋回終了位置の少なくとも一方を変化させる制御を行うことを特徴とする。
この発明により、撮影対象部位に対して設定したCT撮影領域の近傍に高感受性部位がある場合であっても、高感受性部位における被ばく線量を低減しながら、確実に撮影対象部位をCT撮影することができる。
本発明により、撮影対象部位に対して設定したCT撮影領域の近傍に高感受性部位がある場合であっても、高感受性部位における被ばく線量を低減しながら、確実に撮影対象部位をCT撮影することができるX線CT撮影装置及びその撮影方法を提供することができる。
X線撮影装置の概略斜視図。 セファロスタットを装着したX線撮影装置の部分正面図。 X線撮影装置の構成を示すブロック図。 ビーム成形機構の概略斜視図。 撮影対象部位をCT撮影領域として設定する設定画面の概略図。 高感受性部位を設定する設定画面の概略図。 CT撮影のフローチャート。 上顎CT撮影についての概略側面図。 下顎CT撮影についての概略側面図。 通常の180度旋回パターンのCT撮影についての概略平面図。 旋回範囲制御による被ばく抑制CT撮影についての概略平面図。 X線コーンビームについての概略平面図。 X線コーンビームの180度旋回軌跡についての概略平面図。 上顎を撮影対象部位とした場合の高さ・照射角度制御による被ばく抑制CT撮影についての概略側面図。 下顎を撮影対象部位とした場合の高さ・照射角度制御による被ばく抑制CT撮影についての概略側面図。 甲状腺に対する被ばく抑制CT撮影についての概略図。 眼球の水晶体に対する被ばく抑制CT撮影についての説明図。 高感受性部位が複数ある場合の旋回範囲制御による被ばく抑制CT撮影についてのフローチャート。 高感受性部位が複数ある場合の旋回範囲制御による被ばく抑制CT撮影についての概略平面図。 高感受性部位が複数ある場合の高さ・照射角度制御による被ばく抑制CT撮影についてのフローチャート。 高感受性部位が複数ある場合の高さ・照射角度制御による被ばく抑制CT撮影についての概略側面図。 高感受性部位が複数ある場合の旋回範囲及び高さ・照射角度制御による被ばく抑制CT撮影についての説明図。 別のタイプのX線撮影装置の概略図。 別のタイプのX線撮影装置の概略側面図。
以下、本発明によるX線CT撮影装置1及びX線CT撮影方法について、図1乃至図17とともに説明する。
図1はX線撮影装置1の概略斜視図を示し、図2はセファロスタット43を装着したX線撮影装置1の部分正面図を示し、図3はX線撮影装置1の構成を示すブロック図を示し、図4はビーム成形機構13の概略斜視図を示している。また、図5はX線撮影装置1を歯科用に用いる場合に顎骨を対象とした撮影対象部位OBをCT撮影領域CAとして設定する設定画面である撮影領域設定画面600の概略図を示し、図6は高感受性部位Hを設定する設定画面である高感受性部位指定画面700の概略図を示している。
また、図7はCT撮影のフローチャートを示し、図8は上顎CT撮影についての概略側面図を示し、図9は下顎CT撮影についての概略側面図を示し、図10は通常の180度旋回パターンのCT撮影についての概略平面図を示している。さらに、図11は旋回範囲制御による被ばく抑制CT撮影についての概略平面図を示し、図12はX線コーンビームについての概略平面図を示し、図13はX線コーンビームの180度旋回軌跡についての概略平面図を示している。
また、図14は上顎を撮影対象部位とした場合の高さ・照射角度制御による被ばく抑制CT撮影についての概略側面図を示し、図15は下顎を撮影対象部位とした場合の高さ・照射角度制御による被ばく抑制CT撮影についての概略側面図を示し、図16は甲状腺に対する被ばく抑制CT撮影についての概略図を示し、図17は眼球の水晶体に対する被ばく抑制CT撮影についての説明図を示している。なお、図18以降については後述において具体的に説明する。
X線撮影装置1は、CT撮影を実行して、投影データを収集する本体部2と、本体部2において収集した投影データを処理して、各種画像を生成する情報処理装置8とに大別される。なお、本体部2は、好ましくは中空の縦長直方体状の防X線室70に収容され、防X線室70の外部に配置された情報処理装置8と接続ケーブル83によって接続されている。
本体部2は、被写体M1に向けてX線の束で構成するX線コーンビームBxやX線細隙ビームを出射するX線発生部10と、X線発生部10で出射されたX線を検出するX線検出器20aからなるX線検出部20と、X線発生部10とX線検出部20とをそれぞれ支持する旋回アーム30と、鉛直方向に延びる支柱50と、旋回アーム30を吊り下げるとともに、支柱50に対して鉛直方向に昇降移動可能な旋回アーム昇降部40と、本体制御部60とで構成している。なお、X線発生部10、X線検出部20及びX線発生部10のX線検出部20側に配置したビーム成形機構13を撮像機構3としている。
X線発生部10及びX線検出部20は、旋回アーム30の両端部にそれぞれ吊り下げ固定されており、互いに対向するように支持されている。旋回アーム30は、鉛直方向に延びる旋回軸31を介して、旋回アーム昇降部40に吊り下げ固定されている。
旋回アーム30は、正面視略逆U字状であり、上端部に備えた旋回軸31を旋回中心Scとして旋回する。また、正面視略逆U字状である旋回アーム30両端のそれぞれに、X線発生部10とX線検出部20とを装着している。また、旋回アーム30には、X線検出部20、より具体的にはX線検出器20aを、旋回アーム30に対する相対位置を移動させるX線検出部駆動部23を備えている。
なお、X線検出部20、より具体的にはX線検出器20aを、旋回アーム30に対して相対位置を移動させるX線検出部駆動部23の具体的構造について、図示を省略するが、様々なアクチュエータを用いることができる。
例えば、X線検出器20aをZ軸方向に沿って案内する部材と、X線検出部駆動部23の基部に固定したモータの軸に固定したローラとで構成し、当該ローラをX線検出器20aの背面に当接させてX線検出器20aを昇降駆動する機構が考えられる。
もしくは、X線検出器20aをZ軸方向に沿って案内する部材と、X線検出器20aの背面に固定した雌ネジ部をX線検出部駆動部23の基部に回動可能に固定した雄ネジ部で昇降し、モータを駆動源としてX線検出器20aをZ軸方向に昇降駆動する構成等も考えられる。
なお、旋回アーム30の形状はこれに限定されず、例えば、円環状部分の中心を回転中心として回転する部材に、X線発生部10とX線検出部20とを対向するようにして支持してもよい。
ここで、以下においては、旋回軸31の軸方向と平行な方向(ここでは、鉛直方向)を「Z軸方向」とし、このZ軸に交差する方向を「X軸方向」とし、さらにX軸方向及びZ軸方向に交差する方向を「Y軸方向」とする。なお、X軸及びY軸方向は任意に定め得るが、ここでは、被写体M1である被検者がX線撮影装置1において位置決めされて支柱50に正対した時の被検者の左右の方向をX軸方向とし、被検者の前後の方向をY軸方向と定義する。X軸方向、Y軸方向、Z軸方向は、本実施形態では互いに直交するものとする。また、以下において、Z軸方向を鉛直方向、X軸方向とY軸方向の2次元で規定される平面上の方向を水平方向と呼ぶこともある。
X軸方向については上記の被検者の右方向を(+X)方向とし、Y軸方向については上記の被検者の後方向を(+Y)方向とし、Z軸方向については鉛直方向上向きを(+Z)方向とする。
これに対して、旋回する旋回アーム30上の三次元座標については、X線発生部10とX線検出部20とが対向する方向を「y軸方向」とし、y軸方向に直交する水平方向を「x軸方向」とし、これらx及びy軸方向に直交する鉛直方向を「z軸方向」とする。本実施形態においては、上記のZ軸方向はz軸方向と共通する同一の方向となっている。また本実施形態の旋回アーム30は、鉛直方向に延びる旋回軸31を回転軸として旋回する。したがって、xyz直交座標系は、XYZ直交座標系に対してZ軸(=z軸)周りに回転することとなる。
また、図1に示すX線発生部10、及びX線検出部20を上から平面視したときにX線発生部10からX線検出部20へ向かう方向を(+y)方向とし、この(+y)方向に直交する水平な右手方向を(+x)方向とし、鉛直方向上向きを(+z)方向とする。
なお、以下の説明において、操作者の操作が装置の作動の過程に含まれることがあるが、これは装置の操作部が操作者の操作を受け付けるように構成されていることが前提となっている。
旋回アーム昇降部40は、上部フレーム41と下部フレーム42とで構成し、鉛直方向に沿って立設された支柱50に係合する側の反対側、つまり正面側に突出する構成である。
上部フレーム41には、旋回アーム30における旋回軸31が取り付けられるとともに、支柱50に沿って鉛直方向に移動する昇降部41aを内蔵しており、支柱50に対して旋回アーム30を上下に移動することができる。
また、上部フレーム41には、旋回軸31を中心として、旋回アーム30を旋回させる旋回用モータ(図示省略)を備え、ベルトやプーリ、回転軸等からなり、旋回軸31中を通る伝達機構(図示省略)により、旋回用モータによる回転力を旋回アーム30に伝達して、旋回アーム30を旋回させる旋回駆動部30sと、上部フレーム41に対して旋回軸31をx軸方向及びy軸方向に移動させる旋回軸移動部30mとを備えている。
また、旋回軸31と旋回アーム30の間には、図示省略するベアリングを介在しており、旋回軸31に対して旋回アーム30がスムーズに回転するよう構成している。
なお、旋回軸移動部30mは、旋回軸31をx軸方向及びy軸方向に移動することで、旋回中心Scを移動させることができるため、旋回中心移動部の機能も備える。
このように構成する旋回軸移動部30mの利用により、本願出願人の出願にかかる特開2007−29168公報やWO2009/063974公報にも開示されるように、旋回アーム30を軸周りに旋回させるための機械的部材としての旋回軸31の軸中心と異なる位置に旋回アーム30の旋回中心Scを定めることも可能であり、この旋回中心Scをx軸方向及びy軸方向に移動することも可能となる。
図示の例では、上部フレーム41は旋回アーム30を駆動する機械的要素を備え、旋回アーム駆動部30Kとして機能する。また、旋回アーム駆動部30Kとして機能する上部フレーム41は旋回アーム30を駆動することで撮像機構3を駆動し、撮像機構駆動部として機能する。
なお、旋回用モータは上部フレーム41内に固定してもよいが、旋回アーム30内部に固定して、旋回軸31に対して回動力を作用させてもよい。また、本実施形態では、旋回軸31が鉛直方向に沿って延びるように構成されているが、旋回軸は鉛直方向に対して、90°すなわち直交の角度を含んで任意の角度で傾けてもよい。
なお、旋回軸31、ベアリング、ベルトやプーリ、回転軸等からなる伝達機構及び旋回用モータは、旋回アーム30を旋回する旋回駆動部30sの一例であり、上述の旋回駆動部30sでは回転しない旋回軸31に対して旋回アーム30が旋回する構造であるが、このようなものに限定されない。
例えば、旋回アーム30に回転固定された旋回軸31を、上部フレーム41に対して回転させて旋回アーム30を旋回してもよい。
下部フレーム42には、被写体M1(ここでは、人体の頭部)を左右から固定するヘッドホルダや、顎を固定するチンレスト等で構成される被写体保持部421と、被写体保持部421を移動させる被写体保持部駆動部422とを設けている。なお、人体の頭部の左右の耳孔に挿入する部分を備えるイヤロッドを被写体保持部421に用いてもよい。
被写体保持部駆動部422の例としては、被写体保持部421をチンレストで構成した場合に、下部フレーム42に対してチンレストを図示しない昇降アクチュエータで昇降する機構などが考えられる。
チンレストを昇降駆動する昇降アクチュエータは、例えば次のように構成される。
つまり、下部フレーム42に、図4について後述するような、縦方向ネジシャフト161a、縦方向位置調整モータ162aと同様のネジシャフト及び位置調整モータが固定される。また、チンレストに、図4に示すネジ溝141と同様の部材が固定される。そして、位置調整モータの駆動によりネジシャフトが正回転又は逆回転することで、ネジ溝141と同様の部材が縦方向に沿って上下に移動することにより、チンレストを昇降駆動することができる。
CT撮影領域の上下の幅が上顎のみの歯であるか、下顎のみの歯であれば収まる程度の狭い幅である場合、この昇降アクチュエータの作動により、X線撮影対象が上顎のみの歯であるか、下顎のみの歯であるかの別に従って、目的とする部位がCT撮影領域にくるように調整することができる。
被写体保持部駆動部422の別の例としては、被写体保持部421を被写体M1が着座する椅子で構成した場合に、椅子を図示しない昇降アクチュエータで昇降する機構などが考えられる。この昇降アクチュエータは、例えば、上述のチンレストを昇降させるアクチュエータを大型化したような構造のものが考えられる。
椅子をZ軸方向に変位される構成にとどまらず、公知のXYテーブル等を用いてX軸方向やY軸方向に変移させるように構成してもよい。
旋回アーム30は、被写体M1の身長に合わせて旋回アーム昇降部40の昇降に伴って昇降されて適当な位置に合わせられ、その状態で被写体M1が被写体保持部421に保持される。なお、被写体保持部421は、図1に示した例では被写体M1の体軸が旋回軸31の軸方向とほぼ同じ方向となるように被写体M1を保持する。
なお、X線撮影装置1における昇降部41aと被写体保持部駆動部422(特に被写体M1を昇降させる機械的要素)の一方を省略してもよく、さらには、昇降部41aや被写体保持部駆動部422を省略して、手動で上部フレーム41や被写体保持部421を昇降させてもよい。
本体制御部60は、本体部2の各構成の動作を制御する制御部であり、図3に示すように、X線検出部20の内部に配置されている。
詳しくは、本体制御部60には、X線発生部10、X線検出部駆動部23、旋回アーム駆動部30K、被写体保持部駆動部422、後述するX線照射範囲規制部駆動部16、表示部61、操作部として機能する操作パネル62、通信インターフェイス63(以下において、通信I/F63という)、及び記憶部64が接続され、各構成と通信して各構成を制御している。
なお、表示部61をタッチパネル等で構成して操作部62の機能の一部または全部を備えるようにしてもよく、この場合の表示部61は操作部62としても機能する。
また、操作パネル62には、操作スイッチ部65が接続されている。操作スイッチ部65には、CT撮影前に、押下することで、旋回アーム30を旋回開始位置Lsに移動させる操作スイッチであるスタンバイスイッチ65aと、押下し続けることで、X線発生部10からX線検出部20に向かってX線コーンビームBxを照射するとともに、旋回アーム30を旋回させてCT撮影を実行する操作スイッチである撮影稼働スイッチ65bを備えている。
撮影稼動スイッチ65bには、従来より「デッドマンスイッチ」と称される周知のスイッチを用いることができ、さらに、1回目のONで旋回アーム30を旋回開始位置Lsに移動させ、2回目のON(押下げ続け)の間X線コーンビームBxを照射し続ける、スタンバイスイッチ65aの機能も兼ねたものとすることができる。
なお、通信I/F63は、情報処理本体部80の接続ケーブル83が接続され、情報処理本体部80と通信するためのインターフェイスであり、記憶部64は、後述する高感受性部位に関する情報や本体制御部60によって各構成を制御するための制御プログラム等を記憶する記憶部である。
また、高感受性部位Hはデフォルトで位置、範囲を登録しておいてもよいし、操作者側が任意に登録・抹消できるように構成してもよい。デフォルトで登録した高感受性部位Hに操作者側で新たな高感受性部位Hを登録・抹消できるように構成してもよい。
このように各構成が接続された本体制御部60は、記憶部64に記憶した制御プログラムと協働して、モード設定部60a、旋回アーム駆動部30Kを制御する旋回アーム軌道設定部60b及び旋回アーム駆動制御部60c、X線検出部駆動部23を駆動制御するX線検出部駆動制御部60d、被写体保持部駆動部422を駆動制御する被写体保持部駆動制御部60e、X線照射範囲規制部駆動部16を駆動制御するX線照射範囲規制部駆動制御部60f、並びにX線発生部10を駆動制御するX線発生部駆動制御部60gとして機能する。
なお、旋回アーム駆動制御部60cは、旋回範囲Lの制御を行うが、旋回アーム30の高さや、X線旋回面の設定に関わる制御も行い、X線検出部駆動制御部60dはX線検出部駆動部23によってX線検出部20の高さを制御することでX線旋回面の設定に関わる制御を行い、X線検出器20aの撮像制御を行う。
また、X線照射範囲規制部駆動制御部60fは、X線照射範囲規制部駆動部16によって、後述するビーム成形機構13の開口17の高さを制御することでX線旋回面の設定に関わる制御を行い、X線発生部駆動制御部60gは、X線発生器10aによるX線発生の制御を行う。
X線コーンビームBxは旋回照射されるので、旋回に伴って厚みのある面状の旋回軌跡を形成する。このような旋回軌跡の成す面を旋回面と称することとする。
本体部2を収容する防X線室70の壁の外側には、本体制御部60からの制御に基づいて、各種情報を表示する液晶モニタ等で構成された表示部61と、本体制御部60に対して各種の命令入力を実現するためのボタン等で構成された操作パネル62とが取り付けられている。
操作パネル62は、後述する撮影領域設定画面600を表示することで撮影対象部位を含む撮影領域、すなわちCT撮影領域CAの位置等を指定するX線照射領域設部62aの機能を備えるとともに、高感受性部位指定画面700を表示することで高感受性部位を設定する高感受性部位設定部62bの機能を備え、さらに、撮影領域や高感受性部位を指定すること等にも用いられる。また、X線撮影には各種のモードがあるが、操作パネル62の操作によって、モードの選択ができるようにすることも可能である。
なお、操作パネル62は本体部2に設けてもよく、防X線室70の壁の外側と本体部2の双方に設けてもよい。
情報処理装置8は、情報処理本体部80と、例えば液晶モニタ等のディスプレイ装置からなる表示部81、及び、キーボードやマウス等で構成される操作部82、制御部84、制御部84によって各構成を制御するための制御プログラム等を記憶する記憶部85、演算部86及び通信I/F87とで構成している。
表示部81、操作部82、記憶部85及び演算部86は制御部84に接続され、記憶部85に記憶された制御プログラムと協働して制御部84が各構成を制御している。また、演算部86は、記憶部85に記憶された画像処理プログラムと協働して画像処理部86aとして機能する。
このように構成された情報処理装置8において、操作者(術者)は、操作部82を介して情報処理装置8に対して各種指令を入力することができる。なお、表示部81は、タッチパネルで構成することも可能であり、この場合は、表示部81が操作部82の機能の一部または全部を備え、操作部82としても機能することとなる。
なお、表示部81に各種のボタン等の画像の表示をして、マウス等でポインタを操作してONできるようにしてもよく、この場合も表示部81が操作部82としても機能する。
情報処理本体部80は、例えばコンピュータやワークステーション等で構成され、通信I/F87を介して通信ケーブルである接続ケーブル83によって本体部2との間で各種データを送受信することができる。ただし、本体部2と情報処理装置8との間で、無線的にデータのやり取りが行われてもよい。
情報処理装置8は、演算部86の画像処理部86aによって、本体部2で取得された投影データを加工して、ボクセルで表現される三次元データ(ボリュームデータ)を再構成する処理装置であり、例えば、三次元データ中に特定の面を設定し、その特定の面の断層面画像を再構成することができる。
次に、X線発生部10に備え、X線発生器10aで発生したX線の照射範囲を遮蔽して規制し、X線検出部20に向けて角錐台状に広がるX線コーンビームBxを形成するビーム成形機構13について図4とともに説明する。
旋回アーム30においてX線検出部20に対向配置したX線発生部10は、X線管を有するX線発生器10aをハウジング11に収容して構成している。なお、ハウジング11の前面には、内部に収容したX線発生器10aで発生したX線の通過を許容する出射口12を備えている。そして、出射口12の前方(図4における手前側であり、X線発生部10に対してy軸方向、具体的にはX線発生部10から見ると+y方向に向かう方向)にビーム成形機構13を配置している。
ビーム成形機構13は、X線の照射範囲における縦方向(z方向)を遮蔽する縦方向X線照射範囲規制部14(14a,14b)と、横方向(x方向)を遮蔽する横方向X線照射範囲規制部15(15a,15b)と、縦方向X線照射範囲規制部14や横方向X線照射範囲規制部15を移動させるX線照射範囲規制部駆動部16(16a,16b)とで構成している。
縦方向X線照射範囲規制部14は、出射口12の正面視上下のそれぞれに配置した横長板状の上側縦方向X線照射範囲規制部14aと下側縦方向X線照射範囲規制部14bとがある。また、横方向X線照射範囲規制部15は、出射口12の正面視左右のそれぞれに配置した縦長板状の左側横方向X線照射範囲規制部15aと右側横方向X線照射範囲規制部15bとがある。
なお、図4に示すように、横方向X線照射範囲規制部15を縦方向X線照射範囲規制部14よりX線発生部10側に配置しているが、縦方向X線照射範囲規制部14を横方向X線照射範囲規制部15よりX線発生部10側に配置してもよい。
X線照射範囲規制部駆動部16は、2枚構成した縦方向X線照射範囲規制部14を縦方向に移動する遮蔽板縦方向移動機構16aと、2枚構成した横方向X線照射範囲規制部15を横方向に移動する遮蔽板横方向移動機構16bとがある。
遮蔽板縦方向移動機構16aは、縦方向X線照射範囲規制部14に対して縦方向に備えたネジ溝141(内部に雌ネジを切った被案内部材)に螺合する縦方向ネジシャフト161aを縦方向位置調整モータ162a(162)で回転させ、縦方向X線照射範囲規制部14を縦方向に移動する。
なお、遮蔽板縦方向移動機構16aは、上側縦方向X線照射範囲規制部14aに対して上方に、下側縦方向X線照射範囲規制部14bに対して下方にそれぞれ配置されているため、上側縦方向X線照射範囲規制部14aと下側縦方向X線照射範囲規制部14bとは、独立して縦方向に移動することができる。
また、横長板状の縦方向X線照射範囲規制部14に対して横方向にずらして遮蔽板縦方向移動機構16aを配置し、横方向反対側に傾き規制孔142(内部に縦方向の貫通口を通した被案内部材)を備え、上側縦方向X線照射範囲規制部14aと下側縦方向X線照射範囲規制部14bの両方の傾き規制孔142を挿通する傾き規制シャフト143を備えているため、縦方向X線照射範囲規制部14は傾くことなく、遮蔽板縦方向移動機構16aによって縦方向に移動することができる。
遮蔽板横方向移動機構16bは、横方向X線照射範囲規制部15に対して横方向に備えたネジ溝161(内部に雌ネジを切った被案内部材)に螺合する横方向ネジシャフト161bを横方向位置調整モータ162b(162)で回転させ、横方向X線照射範囲規制部15を横方向に移動する。
なお、遮蔽板横方向移動機構16bは、左側横方向X線照射範囲規制部15aに対して左側に、右側横方向X線照射範囲規制部15bに対して右側にそれぞれ配置されているため、左側横方向X線照射範囲規制部15aと右側横方向X線照射範囲規制部15bとは、独立して横方向に移動することができる。
また、縦長板状の横方向X線照射範囲規制部15に対して横方向にずらして遮蔽板横方向移動機構16bを配置し、横方向反対側に傾き規制孔152(内部に横方向の貫通口を通した被案内部材)を備え、左側横方向X線照射範囲規制部15aと右側横方向X線照射範囲規制部15bの両方の傾き規制孔152を挿通する傾き規制シャフト153を備えているため、X線照射範囲規制部駆動部16は傾くことなく、遮蔽板横方向移動機構16bによって横方向に移動することができる。
なお、縦方向位置調整モータ162aと横方向位置調整モータ162bとは位置調整モータ162であり、ビーム成形機構13の遮蔽駆動源である。
また、縦方向X線照射範囲規制部14と横方向X線照射範囲規制部15とはX線照射範囲規制部13Aを構成する。
このように、ビーム成形機構13を縦方向X線照射範囲規制部14、横方向X線照射範囲規制部15及びX線照射範囲規制部駆動部16で構成し、X線発生部10における出射口12の前方に配置することにより、X線発生部10で発生したX線の照射範囲を遮蔽して規制し、X線検出部20に向けて角錐台状に広がるX線コーンビームBxを形成することができる。
詳しくは、上側縦方向X線照射範囲規制部14aと下側縦方向X線照射範囲規制部14bとにおける対向縁部14c同士の間隔を遮蔽板縦方向移動機構16aで調整し、左側横方向X線照射範囲規制部15aと右側横方向X線照射範囲規制部15bとにおける対向縁部15c同士の間隔を遮蔽板横方向移動機構16bで調整することで、上側縦方向X線照射範囲規制部14aと下側縦方向X線照射範囲規制部14bとにおける対向縁部14c及び左側横方向X線照射範囲規制部15aと右側横方向X線照射範囲規制部15bとにおける対向縁部15cにより、所望の形状のX線コーンビームBxを形成する正面視四角形状の開口17を形成することができる。
このように構成したビーム成形機構13により、X線発生器10aから照射されたX線コーンビームBxについて、X線照射範囲規制部13Aによって形成される開口17を通過する際に、X線コーンビームBxの照射範囲を規制することができる。X線照射範囲規制部駆動部16は上述したように、本体制御部60に接続され、X線照射範囲規制部駆動制御部60fによって、その照射範囲を所望の範囲に規制することができる。
なお、X線コーンビームBxの形状は角錐台状に限定されない。
例えば、遮蔽板の数を増やしてX線の照射軸に直交する断面の形状が五角以上の多角形形状のX線コーンビームを形成するように構成してもよいし、周知の可視光撮影をするカメラの絞りの構造を応用して直径の大きさが可変の円形の遮蔽を行い、X線の照射軸に直交する断面の形状が円形状の円錐状X線コーンビームを形成するようにして、X線CT撮影領域の三次元形状が球体状になるように設定することもできる。
また、上述したようにX線撮影装置1を構成しているが、図2に示すように、X線撮影装置1にセファロスタット43を装着してもよい。詳しくは、セファロスタット43は、例えば、支柱50の途中から水平方向に延びるアーム501に取り付けられる。セファロスタット43には、人体の頭部を定位置に固定する固定具431やセファロ撮影用のX線検出器432が備えられる。なお、セファロスタット43としては、特開2003−245277号公報に開示されているセファロスタットを含む種々のものを採用することができる。
次に、操作パネル62においてX線照射領域設部62aとして表示される撮影領域設定画面600について説明する。撮影領域設定画面600は、図5に示すように、撮影対象部位OBを囲むCT撮影領域CAを設定するための画面であり、歯列弓画像611を表示する画像表示部610と、上下顎選択部620と、選択範囲設定部630と、条件設定部640とで構成している。
ここで、Z軸方向から見たCT撮影領域CAの形状は、歯列弓部分形状に設定することができる。
歯列弓部分形状は、歯列弓DAを構成する歯牙、顎骨を撮影する目的より適宜に設定できるので、例えば、図5(a)に示すような真円状のCT撮影領域CAを設定することができる。
なお、図5(b)に示すような長円状のCT撮影領域CAを設定してもよい。
いずれも、歯列弓DAにおける局所的な撮影対象部位をCT撮影するのに適するように設定することができ、真円状のCT撮影領域CAはCT撮影中の撮像機構3の機械的制御を単純にできる利点があり、長円状のCT撮影領域CAは撮影対象領域が歯列弓DAの湾曲に沿って長く延びる形状である場合に被写体のX線被曝を必要かつ低い範囲に抑えられる利点がある。
真円状のCT撮影領域CAに関しては、例えば、奥歯領域にして4本以下程度、好適には3本以下程度の歯牙を含む範囲を撮影対象とする場合は、真円状のCT撮影領域CAを設定してもCT撮影領域に含まれる歯牙以外の領域が狭いので、不要なX線被曝を極めて低く抑えることができる。
また、図5(c)に示すような歯列弓部分形状のCT撮影領域CAを設定できるように構成してもよい。
なお、図5(c)の歯列弓部分形状は、歯列弓の湾曲の外側を包む、当該湾曲に沿って延びる曲線の一部につき、両端の一端と他端を直線または略直線で結んで閉じた形状である。
CT撮影領域CAの形状をこのような歯列弓部分形状に設定することで、被写体のX線被曝を必要かつ低い範囲に抑えることができる。
図5(b)や図5(c)に示すようなCT撮影領域CAを設定した場合は、横方向X線照射範囲規制部15(15a,15b)をCT撮影中に駆動してX線コーンビームBxのx軸方向の幅を旋回アーム30の旋回角度に応じたCT撮影領域CAの縁部の幅に適合させるようにする。
図5(a)〜図5(c)のいずれかのみのCT撮影が行えるように構成してもよいし、図5(a)〜図5(c)のうちの複数、または全てのCT撮影が行えるようにして、モード切換でいずれかが選択できるように構成してもよい。
図5(a)において、画像表示部610は、表示された歯列弓画像611に対して、設定するCT撮影領域CAにおける中心を指定する指定カーソル(ポインタ)612と、指定カーソル612で指定された中心に対し、後述する選択範囲設定部630で指定された半径に応じた真円状のCT撮影領域ライン613とを重畳表示している。
上下顎選択部620は、CT撮影領域CAを上顎に設定するUPPERボタン621と、上顎及び下顎の両方に設定するFULLボタン622と、下顎に設定するLOWERボタン623とで構成している。
選択範囲設定部630は、指定カーソル612で指定した中心に対する半径を入力するテキストボックス631を有しているが、直径を入力する構成であってもよい。
条件設定部640は、Setボタン641と、Resetボタン642と、Nextボタン643と、Modeボタン644と、Returnボタン645とで構成している。
Setボタン641は、画像表示部610、上下顎選択部620及び選択範囲設定部630で設定されたCT撮影領域CAの指定内容を確定する(設定操作受付ステップs120を実行する)操作ボタンである。
Resetボタン642は、画像表示部610、上下顎選択部620及び選択範囲設定部630で設定されたCT撮影領域CAの指定内容をリセットする操作ボタンである。
Nextボタン643は、Setボタン641で確定した指定内容に基づいて後述する高感受性部位Hを設定する高感受性部位指定画面700に移行する操作ボタンである。
Modeボタン644は、各種モードを選択するためのボタンであり、例えば、真円状のCT撮影領域CAを設定する真円状モードから、長円状のCT撮影領域CAを設定する長円状モ−ドへと、または、その逆へと切り替えたり、パノラマ撮影を行うパノラマモードを選択したりする操作ボタンである。
なお、上記パノラマ撮影はパノラマX線撮影を示しており、パノラマX線撮影で得られるパノラマ画像はパノラマX線画像である。
Returnボタン645は、図示省略する初期画面に戻る操作ボタンである。
表示部61は操作表示部として機能し、まず、撮影対象部位OBをCT撮影するため、操作表示部61に表示された撮影領域設定画面600において、撮影対象部位OBを含むCT撮影領域ライン613を設定する操作を受け付ける。
詳述すると、撮影対象部位OBが上下額の一方、あるいは両方かに応じて、上下顎選択部620の各種ボタンで選択し、撮影領域設定画面600の画像表示部610に表示された歯列弓画像611に対して、指定カーソル612でCT撮影領域CAにおける円の中心を指定するとともに、選択範囲設定部630におけるテキストボックス631に半径の値を入力する。
撮影領域設定画面600で入力操作された、CT撮影領域CAにおける円の中心と、テキストボックス631に入力された半径値に基づく指定操作情報は情報処理装置8に送信され、指定情報を受け付けた情報処理装置8はCT撮影領域ライン613に関する情報を操作表示部61に送信する。情報処理装置8よりCT撮影領域ライン613に関する情報を受信した操作表示部61は、撮影領域設定画面600の画像表示部610において、歯列弓画像611と、受信した情報に基づくCT撮影領域ライン613とを重畳表示する。
撮影領域設定画面600を確認した操作者(術者)によって、CT撮影領域ライン613が歯列弓画像611に対して所望の位置及び範囲に設定されていることが確認され、Setボタン641が押下されると、CT撮影領域ライン613をCT撮影領域CAとして、情報処理装置8に送信し、さらに、Nextボタン643が押下されると、後述する高感受性部位指定画面700に移行する。
なお、上述の説明では、CT撮影領域CAの大きさを示す半径値をテキストボックス631に数値入力したが、指定カーソル612で指定したポイントを中心とした真円状のCT撮影領域ライン613を歯列弓画像611に重畳表示し、表示されたCT撮影領域ライン613の周上のポイントを指定カーソル612でホールドし、CT撮影領域ライン613の大きさを調整してもよい。
さらに、CT撮影領域ライン613に指定カーソル612で操作を加えて変形させればモード切り替えがなされるように構成してもよく、例えば、真円状のCT撮影領域ライン613を指定カーソル612の操作によって変形させて長円状にすれば撮影モードも真円状モードから長円状モードに切り替わるように構成してもよい。
このようにして、例えば、2、3本の左側臼歯を局所的な撮影対象部位OBとして、真円形状のCT撮影領域CAを設定可能にしたことにより、関心領域である撮影対象部位OBのみに向けて限定したX線照射ができ、かつ、CT撮影領域CAを所望の位置に設定可能である。
なお、CT撮影領域CAを、真円形状に限らず様々な歯列弓部分形状に設定することもでき、関心領域である撮影対象部位OBの大きさ、範囲及び歯列弓DAにおける位置に対して、CT撮影領域CAを歯列弓DAの曲線に沿った部分を有する長円状、楕円状、略三角形状あるいはオーバル形状等の様々な形状に設定することで無駄な被ばく線量を低減しながら、確実に関心領域である撮影対象部位OBを確実に撮影できることに加え、診断等の様々な症例や部位に応じた撮影対象部位OBに対して、無駄な被ばく線量をより低減でき、利用可能性を向上することができる。
次に、操作パネル62において高感受性部位設定部62bとして表示される高感受性部位指定画面700について説明する。高感受性部位指定画面700は、図6に示すように、撮影領域設定画面600で設定したCT撮影領域CAに対して高感受性部位Hを設定するための画面であり、高感受性部位Hを表示する画像表示部710と、高感受性部位Hの詳細情報を表示するプロパティ表示部720と、条件設定部730とで構成している。
画像表示部710は、被写体の側方画像に高感受性部位Hを重畳表示する高感受性部位側方画像711と、高感受性部位側方画像711に重畳表示された高感受性部位Hを指定する指定カーソル(ポインタ)712と、指定カーソル712で指定した高感受性部位Hを含む平面方向の断面画像を表示する平面方向の断面画像713とで構成している。
なお、高感受性部位側方画像711、及び平面方向の断面画像713は高感受性部位指定用画像の例であり、好適には被写体頭部をイラストなどで模式的に描いた模式図であり、頭部の大きさ・形状は標準的な骨格の頭部の大きさ・形状に基づいて図示している。また、硬組織や重要な軟組織などの内部構造を有る程度描きこんでもよい。
さらには、高感受性部位側方画像711、及び平面方向の断面画像713として、体格の大小別に複数種の高感受性部位指定用画像を準備してもよいし、性別や大人子供の別などから複数種の高感受性部位指定用画像を準備してもよい。
また、被写体M1を実際にX線撮影して得たX線画像を高感受性部位指定用画像に用いてもよいが、被写体頭部をイラストなどで模式的に描いた図であれば被写体M1のX線被ばくが避けられる利点がある。
なお、図6において、高感受性部位側方画像711には、高感受性部位Hとして、耳下腺Haと、顎下腺Hbとが表示され、指定カーソル712で耳下腺Haを指定したことによって、断面画像713には、耳下腺Haを含む平面方向断面画像を表示している。この断面画像713では、左右の耳下腺Har,Halとともに、撮影領域設定画面600で設定したCT撮影領域CAを重畳表示している。なお、高感受性部位側方画像711で顎下腺Hbを指定カーソル712で指定すると、顎下腺Hbを含む平面方向断面図を断面画像713に表示することとなる。また、指定カーソル712で断面画像713に表示された高感受性部位Hを指定することもできる。
なお、高感受性部位側方画像711は頭部の側面から見た画像としてもよいし、正面等、別の角度から見た画像としてもよい。側面と正面など、複数の角度から見た画像からなるように構成してもよい。
高感受性部位側方画像711に表示する高感受性部位Hを個別に呼び出して表示できるように構成してもよい。
高感受性部位側方画像711には図示のように歯列弓DAの画像や、CT撮影領域CAの画像を重畳表示するように構成してもよい。
操作者が高感受性部位側方画像711において高感受性部位Hを指定せずとも、登録されている高感受性部位Hが全て平面方向の断面画像713に表示されるように構成してもよい。
平面方向の断面画像713には、CT撮影領域CAと同じ高さにある高感受性部位Hのみが表示されるように構成してもよい。この場合、仮に操作者が高感受性部位側方画像711において顎下線Hbを指定したとしても、顎下線HbがCT撮影領域CAと同じ高さに無ければ平面方向の断面画像713には表示されない。
高感受性部位Hの詳細情報を表示するプロパティ表示部720は、高感受性部位側方画像711や指定カーソル712等で指定した高感受性部位Hの詳細情報を表示するが、詳しくは、指定カーソル712で指定した高感受性部位Hの名称を表示する名称表示部721、その高感受性部位Hの優先度を設定または表示する優先度設定表示部722、楕円状に示すZ軸方向から見た高感受性部位Hの大きさのうち長軸長さを設定表示する長軸設定表示部723、及び短軸長さを設定表示する短軸設定表示部724で構成している。
なお、優先度設定表示部722、長軸設定表示部723及び短軸設定表示部724には、テキストボックスがあり、あらかじめ設定された情報に基づいた優先度や長さが格納され、表示されているが、これらを変更するために直接入力可能に構成している。
条件設定部730は、Setボタン731と、Resetボタン732と、Startボタン733と、FreeStartボタン734と、Returnボタン735とで構成している。
Setボタン731は、指定カーソル712で指定するとともに、プロパティ表示部720で設定表示された高感受性部位Hに関する詳細情報を確定する操作ボタンである。
Resetボタン732は、指定カーソル712による高感受性部位Hの指定や、プロパティ表示部720で設定表示された詳細情報をリセットする操作ボタンである。
Startボタン733は、Setボタン731で確定した指定内容に基づいてCT撮影領域CAのCT撮影を開始指示する操作ボタンである。
FreeStartボタン734は、撮影領域設定画面600で指定されたCT撮影領域CAの近傍にある高感受性部位Hが高感受性部位側方画像711や断面画像713に表示されるものの、高感受性部位Hを考慮せず、CT撮影をスタートする場合の操作ボタンである。
Returnボタン735は、図示省略する初期画面に戻る操作ボタンである。
なお、旋回アーム軌道設定部60bとして、撮影領域設定画面600が機能してもよく、その場合は、高感受性部位Hを歯列弓画像611に重畳表示することで実現することができる。
また、操作者が高感受性部位Hを所望の位置に入力すれば受け付けるように構成してもよく、高感受性部位Hの範囲の入力も受け付けるように構成してもよい。例えば、高感受性部位指定画面700や旋回アーム軌道設定部60bとして機能する撮影領域設定画面600であっても、画像表示部710や画像表示部610に、タッチペン等で書き込んで高感受性部位Hを設定できるように構成してもよい。
このように構成したX線撮影装置1を用いて、高感受性部位Hの被ばく線量を低減可能に、撮影対象部位OBをCT撮影する方法について、図7とともに、以下で詳細に説明する。
なお、以下の説明において、前歯を含む前歯側の歯、左側臼歯を含む左側臼歯側の歯及び右側臼歯を含む右側臼歯側の歯で構成する歯列弓DAにおける左側臼歯のうち一本を撮影対象部位OBとする場合について説明する。
また、高感受性部位Hとして、顎下腺Hbを被ばく線量低減制御する対象とする場合について説明する。
まず、CT撮影するために、被写体M1を防X線室70における本体部2に対して、被写体保持部421を用いて固定する。
この状態において、操作者によって操作された表示部61に撮影領域設定画面600を表示してModeボタン644で撮影モードの選択操作を受け付けられるようにし(ステップs1)、撮影領域設定画面600に表示されたModeボタン644が押下され、パノラマモードが選択されると(ステップs2:Yes)、X線撮影装置1は、被写体M1に対してパノラマ撮影を実行する(ステップs3)。
なお、パノラマ撮影を実行するために、X線撮影装置1は、本体制御部60によって、ビーム成形機構13を駆動制御するX線照射範囲規制部駆動部16を制御して、上側縦方向X線照射範囲規制部14aと下側縦方向X線照射範囲規制部14bとにおける対向縁部14c同士の間隔を広く調整し、左側横方向X線照射範囲規制部15aと右側横方向X線照射範囲規制部15bとにおける対向縁部15c同士の間隔を狭く調整することで、パノラマ撮影用に開口17を正面視縦長の長方形状とし、X線検出部20に向けて縦長角錐台状に広がるX線細隙ビームを照射して、パノラマ撮影を実行する。
逆に、撮影領域設定画面600において、Modeボタン644が押下されなかったり、Modeボタン644が押下され、長円状モ−ドや真円状モードが選択され(ステップs2:No)、画像表示部610の歯列弓画像611において、指定カーソル612によって撮影対象部位OBが設定されるとともに、選択範囲設定部630のテキストボックス631に数値が入力され、Nextボタン643が押下されてCT撮影領域CAが受け付けられると(ステップs4)、X線撮影装置1は、表示部61に高感受性部位指定画面700を表示する。
この高感受性部位指定画面700で、FreeStartボタン734が押下されたり、指定カーソル712でいずれの高感受性部位Hも指定されずにStartボタン733が押下されると(ステップs5:No)、高感受性部位Hにおける被ばく線量低減制御不要なCT撮影として、通常のCT撮影を実行する(ステップs6)。
なお、高感受性部位Hにおける被ばく線量低減制御が不要な通常のCT撮影において、撮影領域設定画面600で設定したCT撮影領域CAを形成するために、X線撮影装置1は、本体制御部60によって、ビーム成形機構13を駆動制御するX線照射範囲規制部駆動部16を制御して、縦方向X線照射範囲規制部14同士及び横方向X線照射範囲規制部15同士の間隔を狭く調整することで、開口17を、通常の大視野のCT撮影を行う場合に比べて小さな正面視正方形状とし、X線検出部20に向けて角錐台状に広がる小視野用のX線コーンビームBxを照射するとともに、図8及び図9に示すように、昇降部41aを制御して、被写体M1の撮影対象部位OBに対して旋回アーム30の高さを制御して小視野のCT撮影を実行する。
詳しくは、撮影対象部位OBが上顎にある場合、図8に示すように、本体制御部60は、破線で示す通常の大視野のCT撮影時における旋回アーム30より、Z軸方向の下方向に旋回アーム30を下降させて、その高さ方向位置で旋回アーム30を旋回させて、上顎の撮影対象部位OBに対してCT撮影を実行する。
逆に、撮影対象部位OBが下顎にある場合、図9に示すように、本体制御部60は、破線で示す通常の大視野のCT撮影時における旋回アーム30より、また、撮影対象部位OBが上顎にある場合の旋回アーム30より、Z軸方向の下方向に旋回アーム30をさらに下降させて、その高さ方向位置で旋回アーム30を旋回させて、下顎の撮影対象部位OBに対してCT撮影を実行する。
ステップs6で実行される通常のCT撮影として、上述の小視野のCT撮影ではなく、大視野のCT撮影を行うようにしてもよい。
大視野のCT撮影の範囲としては、例えば、水平方向の広がりにおいて、頭部全体が収まる程度のCT撮影領域CAや、顎骨全てが収まる程度のCT撮影領域CAや、歯列弓全てが収まる程度のCT撮影領域CAが考えられる。
また、小視野のCT撮影と大視野のCT撮影が選択できるように構成してもよいし、小視野から大視野までの間にさらに中間の視野のCT撮影が単数または複数選択できるように構成してもよいし、小視野から大視野までの間で無段階に視野が設定できるように構成してもよい。
さらには、小視野のCT撮影と中視野のCT撮影の間で同様の設定ができるように構成してもよいし、中視野のCT撮影のみが行えるように構成してもよい。
また、本体制御部60でX線照射範囲規制部駆動部16を制御することによって、ビーム成形機構13を駆動させて正面視正方形の小さな開口17によって、小視野用のX線コーンビームBxを形成したが、X線発生器10aを有するX線発生部10が被写体M1に近づくように、本体制御部60によって旋回アーム駆動部30Kの旋回軸移動部30mを制御して、撮影対象部位OBに照射されるX線コーンビームBxが小さくなるように制御して、小視野のCT撮影を実行してもよい。
このような高感受性部位Hにおける被ばく線量低減制御不要なCT撮影に対して、高感受性部位指定画面700で、指定カーソル712で顎下腺Hbが指定されるとともに(ステップs5:Yes)、プロパティ表示部720で設定表示された詳細表示が入力される、あるいはそのままStartボタン733が押下されると(ステップs7)、X線撮影装置1は、顎下腺Hbにおける被ばく線量低減制御を要するCT撮影として、撮影領域設定画面600で設定されたCT撮影領域CAと、高感受性部位指定画面700で指定された顎下腺Hbに基づいて、旋回アーム30の旋回範囲制御と、旋回アーム30が旋回する旋回面制御との必要性を算出する。
詳しくは、X線撮影装置1における本体制御部60は、旋回アーム軌道設定部60b及び旋回アーム駆動制御部60cにより、CT撮影領域CAと、指定された顎下腺Hbの位置や大きさに基づいて、顎下腺Hbにおける被ばく線量を低減するために、旋回アーム30の旋回範囲Lにおける旋回開始位置Lsと旋回終了位置Leを制御する旋回範囲制御と、被写体M1に対する旋回アーム30の高さ、及び傾斜角度、つまりX線コーンビームBxの照射角度とに基づく旋回面を制御する旋回面制御とのいずれか一方、あるいはその両方が必要か算出する。
その結果、旋回範囲制御と旋回面制御とのいずれか一方でよく(ステップs8:No)、さらに、旋回範囲制御でよいと算出された場合(ステップs9:Yes)、本体制御部60は旋回アーム30の旋回開始位置Ls及び旋回終了位置Leを算出して設定するとともに(ステップs10)、X線照射範囲規制部駆動部16を制御して、CT撮影領域CAに合わせてビーム成形機構13を調整し(ステップs11)、CT撮影を実行する(ステップs12)。
なお、CT撮影領域CAの位置と範囲から、被ばく線量低減制御を要するCT撮影を行わなくとも通常のCT撮影で対応できる演算結果を得た場合は、自動的に通常のCT撮影に進むようにしてもよいし、その旨を報知してもよい。
詳述すると、高感受性部位Hにおける被ばく線量低減制御が不要な通常のCT撮影の場合における旋回アーム30の180度撮影のX線コーンビームBxの回転軌跡を示す図10にあるように、CT撮影領域CAの位置と高感受性部位Hの位置との関係を考慮せずに、旋回アーム30の旋回範囲Lの回転開始位置Lsにおける旋回アーム30の旋回開始角と及び回転終了位置Leにおける旋回アーム30の旋回終了角とが常に同じ角度に設定されているとする。
図示の例ではX線発生部10側の旋回範囲が旋回アーム30の旋回範囲Lで示している。
この状態では、図10に示すように、歯列弓DAの左側に設定したCT撮影領域CAに対して、左側顎下腺Hblが接近しているため、旋回アーム30が旋回する180度に亘ってX線コーンビームBxが照射され、左側顎下腺Hblに比べてCT撮影領域CAから離れている右側顎下腺Hbrは、旋回アーム30の旋回の前半及び後半でX線コーンビームBxが通過し、一部では2重照射となる。
これに対し、顎下腺Hbにおける被ばく線量を低減制御するために、歯列弓DAの左側に設定したCT撮影領域CAに対して、図11に示すように、旋回範囲Lの旋回開始位置Lsを図10に示すよりも右側前方に設定するとともに、右側前方に設定した旋回開始位置Lsから180度旋回した位置を旋回終了位置Leに設定する。
なお、図10、図11に示す実施形態では、旋回アーム30が180度旋回してCT撮影を行うように構成しているが、画質がより良好なCT画像を得るためには、CT撮影領域CAの中のいずれの部分においても少なくとも180度分の投影データを得る方が好ましい。
そのために、180度にX線コーンビームBxのZ軸方向から見た広がり角、つまり、ファン角を加えた角度分、旋回アーム30が旋回しながらX線コーンビームBxの照射を行って投影画像データを得るように、180度プラスファン角の旋回によるCT撮影を実行するよう構成してもよい。このように、旋回アーム30の旋回範囲が広い分、高感受性部位HにX線コーンビームBxが照射される確率は高くなるが、本件構成によってX線被ばく量を低減することができる。
このように、旋回範囲Lの旋回開始位置Lsを、CT撮影領域CA及び顎下腺Hbに基づいて右側前方に設定することにより、図11においてX線コーンビームBxの旋回軌跡に示すように、左側顎下腺HblはCT撮影領域CAに接近しているため、被ばく線量低減制御をおこなわない通常のCT撮影の場合と大差ないものの、CT撮影領域CAから離れた右側顎下腺Hbrに対する2重照射はなくなり、右側顎下腺Hbrにおける被ばく線量を低減することができる。
さらに詳述すると、図12に示すように、X線発生部10のX線発生器10aからX線検出部20に、より具体的にはX線検出器20aに向かって照射するX線コーンビームBxでCT撮影する場合、X線コーンビームBxはCT撮影領域CAの領域内における撮影対象部位OBを中心に旋回する。その様子を旋回軸31の軸方向から見ると、X線コーンビームBxには、X線発生器10aとCT撮影領域CAとの間の領域gと、X線検出部20とCT撮影領域CAとの間の領域dとに分けることができる。
このように、X線コーンビームBxを180度旋回させてCT撮影するとき、図13に示すように、X線コーンビームBxの旋回によって、領域gが通過した軌跡による領域Gと、領域dが通過した軌跡による領域Dと、領域Gと領域Dが重なる領域GDが生じる。
そして、顎下腺Hb(Hbl,Hbr)が指定されているとき、X線発生部10のX線発生器10aとX線検出部20の軌道(すなわち旋回アーム30の軌道)は領域GDが顎下腺Hb(Hbl,Hbr)を外れるように設定する。
このように、旋回アーム30の軌道、つまり旋回アーム30の旋回範囲Lを制御する旋回範囲制御は、領域GDが顎下腺Hb(Hbl,Hbr)を外れるように設定すればよく、ある程度の自由度があるが、撮影効率を考慮し、下記のように構成できる。
旋回アーム30は通常どのモードにも共通設定された旋回アーム30の待機位置にある状態で被写体M1を導入する。また、領域GDが顎下腺Hb(Hbl,Hbr)を外れる最短の位置に旋回開始位置Lsを設定し、スタンバイスイッチ65aを操作して、CT撮影開始前の待機位置から旋回アーム30を旋回開始位置Lsに移動させてから、撮影稼働スイッチ65bを操作して180度旋回してCT撮影を実行する。
このように旋回アーム30の旋回範囲Lを設定することで、被写体M1の待ち時間の短いCT撮影が可能となる。
図8に示すように、被写体M1が支柱50と正対する機械的構成の場合、被写体M1は支柱50に向かって進むように導入されることが多い。
退出については導入とは反対方向に、支柱50に向かうとは反対の方向に進むように導出されることが多い。
そのため、上述の共通設定された旋回アーム30の待機位置における角度が図10に示すような旋回開始位置Lsのような角度であるか、旋回開始位置Lsから若干回動した角度に設定されることが多い。いずれにしても、旋回アーム30の待機位置が、このように、X線発生部10またはX線検出部20が被写体M1の導入を妨げない角度に設定されることが多い。
被写体M1の退出方向については導入と反対の方向になり、旋回アーム30の旋回終了位置が、X線発生部10またはX線検出部20が被写体M1の退出を妨げない角度に設定されることが多い。
X線撮影装置1において、好ましくは、旋回アーム30の被写体M1の導入時の待機位置または被写体M1の退出時の旋回終了位置を、X線発生部10またはX線検出部20が被写体M1の導入退出の少なくともいずれか一方を妨げない角度に設定する。
特に高感受性部位Hの指定が無ければ、上記の共通の待機位置からの旋回にかかる撮影を行うようにしてもよい。
また、この構成において、上述の待ち時間の短いCT撮影が可能な構成を採用することによって、できるだけ被写体M1の導入、退出を妨げず、かつ待ち時間の短いCT撮影が可能な構成とすることができる。
なお、旋回範囲Lの設定制御は、操作者(術者)によるマニュアル操作で行ってもよいが、指定された顎下腺Hbに応じた候補領域を記憶部64に記憶しておいてもよい。
また、旋回アーム30の軌道設定、つまり旋回アーム30の旋回範囲制御は、指定された高感受性部位Hに基づいて、その都度算出してもよいが、記憶部64にテーブルを設定しておき、自動的に設定し、制御してもよい。
上述のX線撮影装置1は被写体M1である被検者が位置決めされて支柱50に正対する機械的構成になっているが、位置決めされた状態における被写体M1の向きと支柱50の配置は特に限定されない。
例えば、被写体M1が位置決めされた状態で被写体M1の側方すなわち左側または右側に支柱50が位置するような機械的構成のものも考えうる。
図8に示すX線撮影装置1は、被写体M1が支柱50に正対するために被写体M1を側面視した図になっているが、仮に上述の被写体M1の側方に支柱50が位置する実施形態を図示するのであれば、図8における被写体M1を正面視で示し、位置決めしたような図(被写体の右側に支柱50が位置する構成)または、図8における被写体M1を背面視で示し、位置決めしたような図(被写体の左側に支柱50が位置する構成)となる。
また、支柱50、昇降部41を用いず、例えば壁に一端を固定し、壁から水平方向に伸びるアーム状の支持部材の他端で旋回アーム30の旋回軸31を軸支する構成のものであってもよい。
いずれにしても、好ましくは、旋回アーム30の被写体M1の導入時の待機位置または被写体M1の退出時の旋回終了位置を、X線発生部10またはX線検出部20が被写体M1の導入退出の少なくともいずれか一方を妨げない角度に設定する。
また、それぞれの構成において、上述の待ち時間の短いCT撮影が可能な構成を採用することによって、できるだけ被写体M1の導入、退出を妨げず、かつ待ち時間の短いCT撮影が可能な構成とすることができる
X線撮影装置1は、顎下腺Hbにおける被ばく線量低減制御を要するCT撮影として、撮影領域設定画面600で設定されたCT撮影領域CAと、高感受性部位指定画面700で指定された顎下腺Hbに基づいて、旋回アーム30の旋回範囲制御と、旋回アーム30が旋回する旋回面制御との必要性を算出した結果、旋回範囲制御と旋回面制御とのいずれか一方でよく(ステップs8:No)、旋回面制御でよいと算出された場合(ステップs9:No)、本体制御部60は旋回アーム駆動部30Kの旋回軸移動部30mと昇降部41aを制御して、被写体M1に対する旋回アーム30の相対高さ及び/または角度を調整制御するとともに(ステップs13)、X線検出部駆動部23及びX線照射範囲規制部駆動部16を制御して、X線発生部10及びX線検出部20の高さを調整し(ステップs14)並びにビーム成形機構13によるX線コーンビームBxの照射方向をX線遮蔽調整によって調整して(ステップs15)、CT撮影を実行する(ステップs16)。
その制御方法について具体的に説明すると、上顎のCT撮影領域CAをCT撮影するために、図8に示すような高さ及び照射角度で旋回アーム30を旋回させると、耳下腺Haにおける被ばく線量が増加するため、耳下腺Haにおける被ばく線量を低減するためには、図14に示すように、旋回アーム30を降下させるとともに、X線コーンビームBxが少し上向きとなるように、ビーム成形機構13を調整する。
X線コーンビームBxの照射方向を上下に変更しても受光できるように、X線検出器20aをX線検出部駆動部23で昇降させる。図14に示す状態ではX線コーンビームBxが上向きとなっているので、X線検出器20aを上昇させる。
X線コーンビームBxの照射方向を上下に変更しても受光できるほど上下に広い検出面を備えるX線検出器20aを用いることもでき、その場合にはX線検出部駆動部23を省略することもできる。
また、下顎のCT撮影領域CAをCT撮影するために、図8に示すような高さ及び照射角度で旋回アーム30を旋回させると、甲状腺Hc(図15)における被ばく線量が増加するため、甲状腺Hcにおける被ばく線量を低減するためには、図15に示すように、旋回アーム30を上昇させるとともに、X線コーンビームBxが少し下向きとなるように、ビーム成形機構13を調整する。
X線コーンビームBxが甲状腺Hcを外れる限り、旋回アーム30の高さ、X線検出器20aの高さ、X線コーンビームBxの照射方向はCT撮影中に変動させなくともよいが、他の高感受性部位Hへの照射を避けたい場合などはCT撮影中にビーム成形機構13によってX線コーンビームBxの照射方向を上下に変動させ、X線検出器20aの高さもX線検出部駆動機構23によってX線コーンビームBxの受光位置に応じて変位させるようにしてもよい。
このように、旋回面制御では、被写体M1に対する旋回アーム30の高さを調整制御するとともに、X線コーンビームBxの照射角度すなわち旋回面の傾きを調整する。なお、図16に示すように、X線コーンビームBxを被写体の頭部正面側から照射する場合には、甲状腺Hcにおける被ばく線量を低減するためには、X線コーンビームBxの照射方向、つまり旋回面を上向きに傾斜させる。
X線撮影装置1は耳鼻科の用途に用いることもでき、例えば耳小骨またはその周辺をCT撮影領域CAとし、図17に示すように、X線コーンビームBxを被写体の頭部背面側から照射する場合には、X線コーンビームBxを水平方向に照射すると、眼球Iの水晶体ImがX線の照射経路に入るので、水晶体Imにおける被ばく線量を低減するためにはX線コーンビームBxの照射方向、つまり旋回面を下向きに傾斜させるとよい。
なお、X線コーンビームBxがX線検出部20に垂直入射するようなX線発生部10及びX線検出部20の高さを想定したとき、なるべくX線検出部20にX線コーンビームBxが垂直入射した方が画像の歪みが小さいので、X線発生部10及びX線検出部20の高さは、指定した高感受性部位Hを外れるようになる最小限の角度になるように設定する方がよい。
このように、旋回範囲制御及び旋回面制御のいずれか一方を制御する場合に対し、旋回範囲制御及び旋回面制御の両方の制御が必要である場合(ステップs8:Yes)、本体制御部60は旋回アーム30の旋回開始位置Ls及び旋回終了位置Leを算出して設定するとともに(ステップs17)、旋回アーム駆動部30Kの旋回軸移動部30mと昇降部41aを制御して、被写体M1に対する旋回アーム30の相対高さ及び/または角度を調整制御するとともに(ステップs18)、X線検出部駆動部23及びX線照射範囲規制部駆動部16を制御して、X線発生部10及びX線検出部20の高さを調整し(ステップs19)並びにビーム成形機構13によるX線コーンビームBxの照射方向を調整してX線遮蔽調整を行い(ステップs20)、CT撮影を実行する(ステップs21)。
X線撮影装置1では、撮影領域設定画面600で設定したCT撮影領域CAと、高感受性部位指定画面700で指定した高感受性部位Hに基づいて、旋回範囲制御及び旋回面制御の少なくとも一方を行うことで、高感受性部位Hにおける被ばく線量を低減しながら、CT撮影領域CAについて確実にCT撮影することができる。
なお、上述の説明では、CT撮影領域CAに対して、高感受性部位指定画面700で重畳表示された1種類の高感受性部位Hを指定して、被ばく線量を低減する制御をおこなったが、CT撮影領域CAに対して複数種類の高感受性部位Hに対して被ばく線量を低減する制御を行う方法について、以下で説明する。
まず、顎下腺Hbにおける被ばく線量低減制御を要するCT撮影として、撮影領域設定画面600で設定されたCT撮影領域CAと、高感受性部位指定画面700で指定された顎下腺Hbに基づいて、旋回アーム30の旋回範囲制御と、旋回アーム30が旋回する旋回面制御との必要性を算出した結果、旋回範囲制御と旋回面制御とのいずれか一方でよく(ステップs8:No)、旋回範囲制御でよいと算出された場合(ステップs9:Yes)では、図18に示すように、1種類の高感受性部位Hが指定された場合(ステップt1:No)は、上述のステップs10と同じように、本体制御部60は旋回アーム30の旋回開始位置Ls及び旋回終了位置Leを算出して設定する(ステップt2)。以下のフローは上述のステップs11及びs12と同じであるため、説明を省略する。
次に、複数種の高感受性部位H(Ha,Hb)が指定された場合(ステップt1:Yes)において、すべての高感受性部位H(Ha,Hb)がX線コーンビームBxの旋回軌跡、つまり上述の説明における領域GDから外れることができる場合は(ステップt3:Yes)、すべての高感受性部位H(Ha,Hb)が領域GDから外れるように、旋回開始位置Ls及び旋回終了位置Leを設定する(ステップt4)。以下のフローは上述のステップs11及びs12と同じであるため、説明を省略する。
逆に、指定された複数種の高感受性部位H(Hb,Hd)が領域GDから外れることができない場合は(ステップt3:No)、図19に示すように、指定された複数種の高感受性部位H(Hb,Hd)のうち優先度の高い高感受性部位Hが領域GDから外れるように旋回開始位置Ls及び旋回終了位置Leを設定する(ステップt5)。なお、図19の場合は、高感受性部位Hbの方が高感受性部位Hdよりも優先度が高いものとする。また、以下のフローは上述のステップs11及びs12と同じであるため、説明を省略する。
逆に、旋回面制御でよいと算出された場合(ステップs9:No)では、図20に示すように、1種類の高感受性部位Hが指定された場合(ステップu1:No)は、上述のステップs13と同じように、旋回アーム30の高さ及び照射角度を調整制御するとともに(ステップu2)、指定された高感受性部位HがX線コーンビームBxの旋回経路から外れるように、X線発生部10及びX線検出部20の高さを調整する(ステップu3)。以下のフローは上述のステップs15及びs16と同じであるため、説明を省略する。
次に、複数種の高感受性部位H(Hb,He)が指定された場合(ステップu1:Yes)において、図21、図22に示すように、すべての高感受性部位H(Hb,He)がX線コーンビームBxの旋回軌跡、つまり上述の説明における領域GDから外れることができる場合は(ステップu4:Yes)、すべての高感受性部位H(Hb,He)が領域GDから外れるように、旋回アーム30の高さ及び照射角度を調整制御するとともに(ステップu5)、指定された高感受性部位HがX線コーンビームBxの旋回経路から外れるように、X線発生部10及びX線検出部20の高さを調整する(ステップu6)。以下のフローは上述のステップs15及びs16と同じであるため、説明を省略する。
逆に、指定された複数種の高感受性部位H(図示しないHb,Hf)が領域GDから外れることができない場合は(ステップu4:No)、指定された複数種の高感受性部位H(図示しないHb,Hf)のうち優先度の高い高感受性部位Hが領域GDから外れるように、旋回アーム30の高さ及び照射角度を調整制御するとともに(ステップu7)、指定された高感受性部位HがX線コーンビームBxの旋回経路から外れるように、X線発生部10及びX線検出部20の高さを調整する(ステップu8)。以下のフローは上述のステップs15及びs16と同じであるため、説明を省略する。
このように、被写体M1を挟んで対向配置したX線発生器10aとX線検出部20とを、旋回軸31を中心として旋回する旋回アーム30と、旋回アーム30を被写体M1に対して旋回する旋回駆動部30sと、被写体M1の局所領域をCT撮影領域CAとして設定を受け付ける撮影領域設定画面600と、少なくとも旋回駆動部30sを制御する本体制御部60とで構成し、CT撮影領域CAに対して旋回アーム30を旋回してCT撮影するX線撮影装置1を、CT撮影中に旋回する領域GD中、生体におけるX線に関する感受性が高い高感受性部位Hを指定する高感受性部位指定画面700を備えるとともに、本体制御部60を、撮影領域設定画面600で受け付けたCT撮影領域CAに対して、高感受性部位指定画面700で指定された高感受性部位HへのX線照射を低減するように、旋回アーム30の旋回に伴ってX線コーンビームBxによって形成されるX線旋回面及び、旋回アーム30の旋回範囲Lのうち少なくともいずれか一方を制御する構成としたことにより、設定したCT撮影領域CAの近傍に高感受性部位Hがある場合であっても、高感受性部位Hにおける被ばく線量を低減しながら、CT撮影領域CAを設定して、確実に撮影対象部位OBをCT撮影することができる。局所領域は、Z軸方向からみて被写体M1内部で一部の範囲に限定された領域である。
詳しくは、本体制御部60が、撮影領域設定画面600で受け付けたCT撮影領域CAに対して、高感受性部位指定画面700で指定した高感受性部位HへのX線照射を低減するように、旋回アーム30の旋回に伴ってX線コーンビームBxによって形成されるX線旋回面及び、旋回アーム30の旋回範囲Lのうち少なくともいずれか一方を制御するため、設定したCT撮影領域CAの近傍に高感受性部位Hがある場合であっても、高感受性部位Hを高感受性部位指定画面700で指定することで、高感受性部位Hにおける被ばく線量を低減しながら、設定したCT撮影領域CAにおける撮影対象部位OBを確実にCT撮影することができる。
また、本体制御部60を、撮影領域設定画面600で設定したCT撮影領域CA、及び高感受性部位指定画面700によって指定された高感受性部位Hに応じて、旋回範囲Lにおける旋回開始位置Ls及び旋回終了位置Leのうち少なくとも一方を変化させる旋回範囲制御を行う構成としたことにより、旋回アーム30のX線旋回面を変化させることなく、旋回アーム30の旋回範囲Lを調整することで、高感受性部位指定画面700によって指定された高感受性部位Hの被ばく線量を容易に低減することができる。
また、本体制御部60を、撮影領域設定画面600で設定したCT撮影領域CA、及び高感受性部位指定画面700によって指定された高感受性部位Hに応じて、所定の基準面に対するX線照射角度及び、被写体M1に対する照射位置のうち少なくとも一方を変化させる制御を行うことで、X線旋回面を制御する構成としたことにより、撮影対象部位OBの近傍にある高感受性部位Hの被ばく線量を低減しながら、CT撮影領域CAを設定して、確実に撮影対象部位OBをCT撮影することができる。なお、基準面としては、例えば水平方向に拡がる特定の高さにある面などが考えられる。
また、旋回軸31を介して旋回アーム30を支持する上部フレーム41と、上部フレーム41を移動する昇降部41aを備え、上部フレーム41に対する旋回軸31を移動する旋回軸移動部30m、及び被写体M1に対して上部フレーム41を相対的に移動する昇降部41aを上部フレーム41に備え、本体制御部60が旋回軸移動部30m、及び昇降部41aを移動制御して、X線旋回面を制御するため、旋回軸31を介して旋回アーム30を支持する上部フレーム41を昇降部41aで移動させることで、高感受性部位指定画面700によって指定された高感受性部位Hの被ばく線量を容易に低減することができる。
また、X線発生器10aにおけるX線の照射方向前方に、X線の照射範囲を規制するビーム成形機構13を備え、本体制御部60を、ビーム成形機構13を規制制御して、X線旋回面を制御する構成としたことにより、ビーム成形機構13によって規制されたX線の照射範囲の規制を変化させることで、高感受性部位指定画面700によって指定された高感受性部位Hの被ばく線量を容易に低減することができる。
また、高感受性部位Hに関する情報を記憶する記憶部64を備えたことにより、例えば、記憶部64で記憶した高感受性部位Hに関する位置、大きさ、感受性度合あるいは優先度(重付け)等の情報を呼び出して、高感受性部位Hの被ばく線量を低減できるCT撮影を実行することができる。
また、撮影領域設定画面600に表示された歯列弓画像611に対して、CT撮影領域CAの設定を受け付ける構成とするとともに、画像に対して高感受性部位Hを重畳表示する構成としたことにより、歯列弓画像611に重畳表示される高感受性部位Hについて、視覚的に確認できるため、高感受性部位Hの被ばく線量を低減するCT撮影を行うための高感受性部位Hの指定をより確実に行うことができる。
また、画像表示部710に表示する高感受性部位Hを変更するプロパティ表示部720を備えたことにより、例えば、高感受性部位Hのうち、CT撮影領域CAに最も近い高感受性部位Hよりも、異常が生じている遠くの高感受性部位Hの優先度を高めるなど、被写体M1の状況に応じて適切なCT撮影を実行することができる。
また、撮影領域設定画面600により設定した撮影対象部位OBに応じて、撮影対象部位OB毎に異なる旋回範囲Lにおける旋回開始位置Lsまで旋回アーム30を旋回するスタンバイスイッチ65aと、設定部位に対してX線照射しながら旋回アーム30を旋回して撮影する撮影稼働スイッチ65bとを備えたことにより、例えば、高感受性部位Hの被ばく線量を低減するCT撮影を行うために、スタンバイスイッチ65aを操作してX線照射範囲の開始位置まで旋回アーム30を旋回させて撮影準備状態とし、撮影稼働スイッチ65bを操作し、旋回アーム30を旋回させて、高感受性部位Hの被ばく線量を低減するCT撮影を実行することができる。
また、旋回アーム30を移動させる旋回アーム駆動部30Kを備えるとともに、本体制御部60を、旋回アーム駆動部30Kに対して旋回アーム30を移動させるための駆動制御を行うとともに、旋回アーム30に対する旋回制御と、旋回アーム駆動部30Kによる旋回アーム30の移動制御とを同時に行うことでパノラマX線撮影を許容する構成としたことにより、パノラマ画像が必要な場合にもパノラマ撮影用の別のX線撮影装置を準備することなく、パノラマX線撮影もできる。
なお、旋回軸31方向に直交方向に設けられるセファロスタット43を備えた場合、セファログラム(頭部X線規格写真)が必要な場合にもセファロ撮影用の別のX線撮影装置を準備することなく、セファロX線撮影も実行することができる。
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明のX線発生源は、X線発生器10aに対応し、
以下同様に、
電気的X線検出器は、X線検出部20に対応し、
旋回部は、旋回アーム30に対応し、
CT撮影領域は、CT撮影領域CAに対応し、
X線撮影領域設定部は、撮影領域設定画面600に対応し、
制御部は、本体制御部60に対応し、
X線CT撮影装置は、X線撮影装置1に対応し、
X線束は、X線コーンビームBxに対応し、
X線束が通過する領域は、領域GDに対応し、
高感受性部位は、高感受性部位H,耳下腺Ha,左側耳下腺Hal,右側耳下腺Har,顎下腺Hb,左側顎下腺Hbl,右側顎下腺Hbr,甲状腺Hc,水晶体Imに対応し、
高感受性部位指定部は、高感受性部位指定画面700に対応し、
X線照射開始位置は、旋回開始位置Lsに対応し、
X線照射終了位置は、旋回終了位置Leに対応し、
支持部は、上部フレーム41に対応し、
支持部移動部は、旋回軸移動部30m、被写体保持部駆動部422又は昇降部41aに対応するとともに、軸移動機構は、旋回軸移動部30mに対応し、
相対移動機構は、昇降部41aに対応し、
X線照射範囲規制部は、ビーム成形機構13に対応し、
制御パターン記憶部及び高感受性部位情報記憶部は、記憶部64に対応し、
CT撮影領域を含む画像は、歯列弓画像611に対応し、
高感受性部位変更部は、プロパティ表示部720に対応し、
X線撮影準備スイッチは、スタンバイスイッチ65aに対応し、
X線照射スイッチは、撮影稼働スイッチ65bに対応し、
移動駆動部は、旋回アーム駆動部30Kに対応し、
セファロ撮影用頭部固定装置は、セファロスタット43に対応するが、この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
例えば、上述の説明では、被写体M1に対して、旋回アーム30の高さを制御して、旋回アーム30の旋回面制御を行ったが、図23及び図24に示すように、旋回アーム30は上部フレーム41に支持されたまま、Z軸方向の調整を行わず、X軸方向及びY軸方向の移動、並びに旋回のみを行い、旋回する旋回アーム30に対して、被写体M1が着座するチェアー5の高さを制御して、被写体M1に対する旋回アーム30の旋回面の相対高さを調整制御してもよい。
上述の説明では、撮影旋回範囲Lを略180度としたCT撮影について説明したが、旋回面制御による高感受性部位Hにおける被ばく線量低減制御の場合、旋回範囲Lを略360度としたCT撮影であってもよい。また、DVT撮影や、撮影旋回範囲Lを制限しないトモシンセシス撮影であってもよい。
また、旋回アーム30を水平方向に旋回する場合について説明したが、旋回アーム30自体が傾斜する傾斜旋回であってもよい。
また、高感受性部位Hについて、撮影領域設定画面600で設定したCT撮影領域CAに応じて高感受性部位指定画面700で重畳表示された高感受性部位Hを指定カーソル712で指定したが、記憶部64に登録された複数の高感受性部位Hを登録しておき、該当する高感受性部位Hを自動的に指定する構成であってもよい。
このように、本体制御部60による制御パターンを撮影領域設定画面600でCT撮影領域CAとして設定する設定部位毎に記憶部64に記憶することにより、撮影領域設定画面600でCT撮影領域CAを設定するだけで、高感受性部位Hの被ばく線量を低減するCT撮影を実行することができる。
また、高感受性部位Hを高感受性部位指定画面700に重畳表示せずとも、高感受性部位指定画面700において、指定カーソル712やタッチペンで高感受性部位Hを書き込んで指定してもよい。
また、歯列弓画像611や画像表示部710に表示する画像は、前述した事項と一部重複するが、被写体M1を撮影したスカウト画像、パノラマ画像、セファロ画像、模式的に表示するイラスト画像、あるいは光学的に撮影した写真、またはそれらの組み合わせであってもよい。
また、高感受性部位指定画面700で指定した高感受性部位Hの詳細情報のうち大きさや位置については、プロパティ表示部720で入力せずとも、指定カーソル712やタッチペンで、ドラッグ等の操作で変更可能に構成してもよい。
また、表示部61に、CT撮影を行った場合の予測される照射線量、患者被ばく線量などのX線量を表示させてもよい。
さらには、指定した高感受性部位Hに応じて、XT撮影中の旋回範囲Lにおける旋回位置に基づいて、X線コーンビームBxの照射線量を調整制御してもよい。
1…X線撮影装置
10a…X線発生器
13…ビーム成形機構
20…X線検出部
30…旋回アーム
30k…旋回アーム駆動部
30m…旋回軸移動部
30s…旋回駆動部
31…旋回軸
41…上部フレーム
41a…旋回アーム昇降部
43…セファロスタット
60…本体制御部
64…記憶部
65a…スタンバイスイッチ
65b…撮影稼働スイッチ
600…撮影領域設定画面
611…歯列弓画像
700…高感受性部位指定画面
720…プロパティ表示部
Bx…X線コーンビーム
CA…CT撮影領域
GD…領域
H…高感受性部位
Ha…耳下腺
Hal…左側耳下腺
Har…右側耳下腺
Hb…顎下腺
Hbl…左側顎下腺
Hbr…右側顎下腺
Hc…甲状腺
Im…水晶体
L…旋回範囲
Ls…旋回開始位置
Le…旋回終了位置
M1…被写体

Claims (12)

  1. 被写体を挟んで対向配置したX線コーンビームを発生するX線発生源と電気的X線検出器とを旋回軸を中心として旋回する旋回部を、CT撮影領域に対して旋回させてCT撮影するX線CT撮影装置であって、
    前記旋回部を前記被写体に対して旋回する旋回駆動部と、
    前記旋回軸を介して前記旋回部を支持する支持部と、
    該支持部を移動する支持部移動部と、
    前記被写体を保持する被写体保持部と、
    前記被写体の体軸方向に見て前記被写体の内部の一部の範囲である局所領域を前記CT撮影領域として設定を受け付けるX線撮影領域設定部と、
    少なくとも前記旋回駆動部及び前記支持部移動部を制御する制御部と
    生体におけるX線に関する感受性が高い高感受性部位を指定する高感受性部位指定部を備えるとともに、
    該支持部移動部を、
    前記支持部に対する前記旋回軸を移動する軸移動機構、及び前記被写体に対して前記支持部を相対的に移動する相対移動機構の少なくとも一方で構成され、
    前記制御部を、
    前記CT撮影において旋回するX線束の照射が行われる際に、前記高感受性部位へのX線照射を低減するように、
    前記X線撮影領域設定部で受け付けた前記CT撮影領域の位置と前記高感受性部位指定部で指定された前記高感受性部位の位置に応じて、
    前記旋回部の旋回に伴って前記X線束によって形成されるX線旋回面及び、前記旋回部の旋回範囲のうち少なくともいずれか一方を制御し、
    前記X線旋回面の制御の場合には、前記X線発生器からのX線照射角度、前記X線検出器に対する照射位置、前記相対移動機構による前記支持部の移動、及び前記被写体保持部を駆動する被写体保持部駆動部による前記被写体保持部の移動のうち少なくともひとつを制御することで前記X線コーンビームの照射方向の制御を行い、
    前記旋回範囲の制御の場合には、前記軸移動機構による前記旋回軸の軸方向と交差する方向への前記旋回軸の移動制御と、前記被写体保持部駆動部による前記旋回軸の軸方向と交差する方向への前記被写体保持部の移動制御の少なくとも一方とともに、旋回開始位置及び旋回終了位置の少なくとも一方を変化させる制御を行う
    X線CT撮影装置。
  2. 前記高感受性部位指定部を、前記被写体の頭部を模式的に表示した模式図に対して前記高感受性部位を指定するよう構成した
    請求項1に記載のX線CT撮影装置。
  3. 前記X線発生源における前記X線の照射方向前方に、X線の照射範囲を規制するX線照射範囲規制部を備え、
    前記制御部を、
    前記X線照射範囲規制部を規制制御して、前記X線旋回面を制御する構成とした
    請求項1または2に記載のX線CT撮影装置。
  4. 前記制御部による制御パターンを前記X線撮影領域設定部で前記CT撮影領域として設定する設定部位毎に記憶する制御パターン記憶部を備えた
    請求項1乃至のうちいずれかに記載のX線CT撮影装置。
  5. 前記高感受性部位に関する情報を記憶する高感受性部位情報記憶部を備えた
    請求項1乃至のうちいずれかに記載のX線CT撮影装置。
  6. 前記X線撮影領域設定部を、
    前記CT撮影領域を含む画像を表示し、表示された前記画像に対して、前記CT撮影領域の設定を受け付ける構成とするとともに、
    前記画像に対して前記高感受性部位を重畳表示する構成とした
    請求項1乃至のうちいずれかに記載のX線CT撮影装置。
  7. 前記画像に表示する前記高感受性部位を変更する高感受性部位変更部を備えた
    請求項記載のX線CT撮影装置。
  8. 前記X線撮影領域設定部により前記CT撮影領域として設定した設定部位に応じて、設定部位毎に異なる前記旋回範囲におけるX線照射開始位置まで前記旋回部を旋回するX線撮影準備スイッチと、
    前記設定部位に対してX線照射しながら前記旋回部を旋回して撮影するX線照射スイッチとを備えた
    請求項1乃至のうちいずれかに記載のX線CT撮影装置。
  9. 被写体を挟んで対向配置したX線発生源と電気的X線検出器とを、旋回軸を中心として旋回する旋回部と、
    前記旋回部を前記被写体に対して旋回する旋回駆動部と、
    前記被写体の局所領域をCT撮影領域として設定を受け付けるX線撮影領域設定部と、
    少なくとも前記旋回駆動部を制御する制御部とで構成し、
    前記CT撮影領域に対して前記旋回部を旋回してCT撮影するX線CT撮影装置であって、
    生体におけるX線に関する感受性が高い高感受性部位を指定する高感受性部位指定部と、
    前記X線撮影領域設定部により前記CT撮影領域として設定した設定部位に応じて、設定部位毎に異なる前記旋回範囲におけるX線照射開始位置まで前記旋回部を旋回するX線撮影準備スイッチと、
    前記設定部位に対してX線照射しながら前記旋回部を旋回して撮影するX線照射スイッチとを備えるとともに、
    前記制御部を、
    前記X線撮影領域設定部で受け付けた前記CT撮影領域に応じて、前記CT撮影において旋回するX線束の照射が行われる際に、前記高感受性部位へのX線照射を低減するように、前記旋回部の旋回に伴って前記X線束によって形成されるX線旋回面及び、前記旋回部の旋回範囲のうち少なくともいずれか一方を制御する構成とした
    X線CT撮影装置。
  10. 前記旋回部を移動させる移動駆動部を備えるとともに、
    前記制御部を、
    前記移動駆動部に対して前記旋回部を移動させるための駆動制御を行うとともに、
    前記旋回部に対する旋回制御と、前記移動駆動部による前記旋回部の移動制御とを同時に行うことでパノラマX線撮影を許容する構成とした
    請求項1乃至のうちいずれかに記載のX線CT撮影装置。
  11. 前記旋回軸方向に直交方向に設けられるセファロ撮影用頭部固定装置を備え、
    セファロX線撮影を許容する
    請求項1乃至10のうちいずれかに記載のX線CT撮影装置。
  12. 被写体を挟んで対向配置したX線コーンビームを発生するX線発生源と電気的X線検出器とを、旋回軸を中心として旋回する旋回部を、CT撮影領域に対して旋回させてCT撮影するX線CT撮影装置を用いたX線CT撮影方法であって、
    前記旋回部を前記被写体に対して旋回する旋回駆動部と、
    前記X線CT撮影装置が
    前記旋回軸を介して前記旋回部を支持する支持部と、
    該支持部を移動する支持部移動部と、
    前記被写体を保持する被写体保持部と、
    前記被写体の体軸方向に見て前記被写体の内部の一部の範囲である局所領域を前記CT撮影領域として設定を受け付けるX線撮影領域設定部と、
    少なくとも前記旋回駆動部及び前記支持部移動部を制御する制御部と、
    生体におけるX線に関する感受性が高い高感受性部位を指定する高感受性部位指定部を備えるとともに、
    該支持部移動部を、
    前記支持部に対する前記旋回軸を移動する軸移動機構、及び前記被写体に対して前記支持部を相対的に移動する相対移動機構の少なくとも一方で構成され、
    前記制御部によって、前記CT撮影において旋回するX線束の照射が行われる際に、前記高感受性部位へのX線照射を低減するように、前記X線撮影領域設定部で受け付けた前記CT撮影領域の位置と前記高感受性部位指定部で指定された前記高感受性部位の位置に応じて、前記旋回部の旋回に伴って前記X線束によって形成されるX線旋回面及び、前記旋回部の旋回範囲のうち少なくともいずれか一方を制御する制御ステップを有し、
    前記X線旋回面の制御の場合には、前記X線発生器からのX線照射角度、前記X線検出器に対する照射位置、前記相対移動機構による前記支持部の移動、及び前記被写体保持部を駆動する被写体保持部駆動部による前記被写体保持部の移動のうち少なくともひとつを制御することで前記X線コーンビームの照射方向の制御を行い、
    前記旋回範囲の制御の場合には、前記軸移動機構による前記旋回軸の軸方向と交差する方向への前記旋回軸の移動制御と、前記被写体保持部駆動部による前記旋回軸の軸方向と交差する方向への前記被写体保持部の移動制御の少なくとも一方とともに、旋回開始位置及び旋回終了位置の少なくとも一方を変化させる制御を行う
    X線CT撮影方法。
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