JP6116237B2 - パノラマｘ線撮影、遠距離ｘ線撮影、及び立体ｃｂｃｔｘ線撮影を行なうための装置、及びそれを使用する方法 - Google Patents

Description

本発明は、歯科口外法Ｘ線撮影の技術分野に関し、特に、顔面頭蓋に対して、パノラマＸ線撮影、頭蓋遠距離Ｘ線撮影、及び任意にコーンビーム立体（ボリュメトリック）Ｘ線撮影を切り替えて行う装置に関する。これらの種類のＸ線撮影の全ては、当該技術分野において良く知られている。

パノラマＸ線撮影（オルソパントモグラフィとしても知られる）は、予め設計された曲面周りの狭い層の外側に存在する解剖学的構造をぼやかせながら、患者の顎を近似する曲面のＸ線画像を生成するものである。以下、この種の撮像をＰＡＮとも称する。

遠距離Ｘ線撮影は、投影Ｘ線撮影技術であり、倍率及び形状的歪みを最小限に抑えながら、異なる投影から頭蓋骨又は他の解剖学的領域のＸ線画像を生成するものである。通常、横（側−側）方向及び前後方向の２つの投射図が表される。

コーンビーム立体Ｘ線撮影（ＣＢＣＴとしても知られる）は、異なる投影角度から、連続する２次元Ｘ線画像を撮像するものであり、撮像後、その２次元Ｘ線画像を処理して３次元立体像（ボリューム）を再構築する。

最良のＸ線撮影結果を得るために、ＰＡＮセンサ、ＣＢＣＴセンサ、及び遠距離Ｘ線撮影センサの位置、ひいてはＸ線源からの特定のセンサの距離を適切に選択することが当該技術分野において良く知られている。Ｘ線源とＸ線センサとの間の距離は、センサの種類によって異なる。概して、遠距離Ｘ線撮影センサとＸ線源との間の距離が最も大きく、ＰＡＮセンサとＸ線源との間の距離は、ＣＢＣＴセンサとＸ線源との間の距離よりも小さい。

例えば、最適なＸ線撮像結果を得ることができる距離は、以下のとおりである。
−Ｘ線源‐ＰＡＮセンサ間の距離：５２０〜５８０ｍｍ。
−Ｘ線源‐ＣＢＣＴセンサ間の距離：６００〜７００ｍｍ。
−Ｘ線源‐遠距離Ｘ線撮影センサ間の距離：１４００〜１６００ｍｍ。

パノラマＸ線撮影及び遠距離Ｘ線撮影を行なうＸ線撮影装置は、５０年以上前から販売されている。この種の装置は概して、パノラマ画像を取得するのに適切な距離でＸ線源とＸ線検出器とがその両端に位置決めされたＣアークを有する。

遠距離Ｘ線撮像を行なう場合には、Ｘ線検出器を、Ｃアークの寸法により許容されるよりも大きくＸ線源から離れた距離に位置決めする必要がある。このため、このような装置には、遠距離Ｘ線撮影を行なうのに適切な距離にＸ線検出器を支持する補助アームが設けられる。

元来、このような装置には、Ｘ線源と、少なくとも１つのＸ線検出器とが設けられる。ただ１つのＸ線検出器が存在する場合には、Ｘ線検出器を、パノラマＸ線撮像又は遠距離Ｘ線撮像のための所望の位置に、手動で又は自動で再配置する必要がある。２つ以上のＸ線検出器が存在する場合には、特定の撮像のためのＸ線源とＸ線検出器との間のＸ線経路に沿う障害物を取り除くための手段も存在する。このような装置の多くの例のうちの１つが、特許文献１に開示されている。

この種の装置には多くの欠点がある。

第１の欠点は、Ｘ線検出器のコストが高い点にある。Ｘ線検出器のコストは、近年ではＸ線源のコストの３〜１０倍である。

第２の欠点は、第１の欠点とも密接に関連しているが、所望の撮像を行なうために手動で再配置する必要がある１つのＸ線検出器のみが設けられた装置では、破損の大きな恐れがあるという点にある。つまり、Ｘ線検出器が精巧であり再配置中に不意に落下する可能性がある。また、この装置には、取り外し可能な接続システムを設ける必要があり、これは送電の観点から安全であるとともに位置決めを繰り返し行う点において信頼性のあるものである必要がある。

第３の欠点は、撮像用の配置形状のために、同一の装置に２つの異なる適切な患者位置決めシステム、つまり、ＰＡＮ／ＣＢＣＴ用のものと遠距離Ｘ線撮影用のものとが存在する必要があり、その結果コストが高くなる。

同一のセッション中に、同一の患者（例えば、歯科矯正の患者）に対してパノラマ撮像及び遠距離Ｘ線撮像を行なう必要がある場合、まず、パノラマ撮像を行なう必要がある。そして、Ｘ線検出器が２つのより単純な場合では、患者を第１の患者位置決めシステムから第２の患者位置決めシステムに移動させる必要があり、Ｘ線検出器が１つのみのより複雑な場合では、患者を第１の患者位置決めシステムから第２の患者位置決めシステムに移動させるとともにＸ線検出器を再配置する必要がある。この結果、オペレータ及び患者の両方にとって撮像時間が大幅に長引くことになる。

国際公報第２００７／０１８３３２号

この関連技術から発展させ、本発明は、簡略化された設計並びにオペレータ及び患者の両方にとって向上した操作性を有し、パノラマ画像、遠距離Ｘ線画像、及び任意にＣＢＣＴ立体画像を撮像するための、経済的な構造の装置を提供することを目的とする、

この目的は、独立請求項の特徴を有する装置及び方法によって実現される。有利な実施例及び改良は、独立請求項に従属する請求項において規定される。

本発明によれば、良質の画像が得られるようにＸ線センサから適切な距離にそれぞれが位置決めされた２つのＸ線源を有する装置が提供される。Ｘ線検出器は、３種類（パノラマ、遠距離Ｘ線撮影、立体）の撮像に対して、同一のものとすることができる。

所望の（パノラマ、遠距離Ｘ線撮影、又はＣＢＣＴ立体）撮像を行なうために、特定の撮像に使用されるＸ線源によって出射されるＸ線放射のＸ線経路から障害物（Ｘ線センサ、コリメータ、又はＸ線源）を取り除くための適切な手段を設ける必要がある。

Ｘ線検出器は、２次元エリアセンサ、好ましくは、検出素子の２次元アレイを備えるデジタルＸ線検出器とすることができ、あるいは、１次元リニアセンサ、好ましくは検出素子の列を少なくとも１つ備えるデジタルＸ線検出器とすることができる。最も簡素で最も適切な解決手段であるエリアセンサの場合、遠距離Ｘ線撮影をワンショットモードで行なうことができ、出射時間、患者に対する線量、及び画像処理を軽減することができる。この場合、第１Ｘ線源を第２Ｘ線源の経路から取り除くには、第２Ｘ線源をエリアＸ線センサに対して配向させるだけでよい。

リニアセンサの場合、撮像中、Ｘ線源を移動させるか否かにより、異なる方法で遠距離Ｘ線撮影を行うことが可能である。
１）第１の方法において、Ｘ線源は、撮像中基本的に固定させたままである。リニアセンサの移動は、Ｘ線源とＸ線検出器との間、又は、Ｘ線源と患者との間のＸ線経路に位置付けられた２次コリメータの移動、及び、Ｘ線源の近傍に位置付けられ撮像の全体に亘ってＸ線センサの照射を確実にする適切な１次コリメータの両方に同期する。
２）第２の方法において、Ｘ線源は、撮像を完了するために適宜回転移動（ｒｏｔｏ−ｔｒａｎｓｌａｔｅ）させる。リニアセンサの移動は、Ｘ線源と一体化された２次コリメータと同期する。この方法は、撮像中のＸ線源に対する１次コリメータの相対移動を含まない。
どちらの場合も、最終的な画像は、複数の線形画像を合成する撮像後処理の結果得られる。

本発明において、リニアセンサを使用する場合、方法１）及び２）の両方を使用することができ、２）の場合には、Ｘ線経路から障害物を外し第２Ｘ線源を移動させるための適切な手段を装置に存在させる必要がある。

本発明のさらなる利点及び特性は、発明の例示的な実施例を図面に基づき詳細に説明する以下の記載に開示される。

先行技術のＸ線撮影装置全体の概略斜視図を示す。 本発明の装置全体の前面図を示す。 本発明の装置全体の上面図を示す。

図１は、パノラマ撮像、遠距離Ｘ線撮像、及び任意であるがＣＢＣＴ立体撮像を切り替えて行なうための先行技術のＸ線撮影装置１をその全体において示す。装置１は、基部２と、伸長部４を支持する柱部３とを備える。伸長部４には、柱部３上を摺動する鉛直部と、水平部とが設けられる。伸長部４の鉛直部によって、Ｃアーム６を鉛直方向に移動させることができる。Ｃアーム６は、伸長部４の水平部に取り付けられ、そしてＸ線源７及びＸ線検出器８を支持している。当該装置のより完全な状態では、切換機構（不図示）が存在し、これにより、ＰＡＮセンサとＣＢＣＴセンサとを切り替えることができる。さらに、患者を位置決めするための装置５が存在する。

伸長部４上に配置されたさらなるアーム１１上には、遠距離Ｘ線撮影用の遠距離Ｘ線撮影センサ１５、及び、患者を位置決めするためのさらなる装置１３のための支持部１２が存在する。

全ての撮像モダリティにおいて、Ｘ線を、特定のセンサに当てる必要があり、特定のＸ線撮像を行うためには、該センサを、Ｘ線照射を検出器に当てることができる位置に移動させる必要がある。

本発明を示す図２において、符号２１〜２８が付された要素は、図１における符号１〜８が付された要素に対応し、符号２０１〜２０７が付された要素は、図１に対して、本発明に係る追加的な要素を主に表している。

図２ａは、パノラマ撮像、遠距離Ｘ線撮像、及び任意にＣＢＣＴ立体撮像を切り替えて行なうための装置２１をその全体において示す。

装置２１は、基部２２と、伸長部２４を支持する柱部２３とを備える。伸長部２４には、柱部２３上を摺動する鉛直部と、水平部とが設けられる。伸長部２４の鉛直部によって、Ｃアーム２６を鉛直方向に移動させることができる。Ｃアーム２６は、伸長部２４の水平部に取り付けられ、そして第１Ｘ線源２７及びＸ線検出器２８を支持している。Ｃアーム２６は、パノラマ画像及びＣＢＣＴ立体画像を撮像する間、形式的に表される患者の頭蓋骨２０２の周囲を回転する回転アームである。

パノラマ撮像に加えてＣＢＣＴ立体撮像を行なう異なる装置構成では、各撮像中にＸ線源２７とＸ線センサ２８との間の最適位置に設定するのを可能にする手段が設けられる。ただ１つのＸ線センサ２８が存在する好適な実施例では、Ｘ線源２７とＸ線検出器２８との間の距離を調節するのを可能にする手段が設けられる。

２つのＸ線センサ、すなわち、１つのＰＡＮ用Ｘ線センサ及び１つのＣＢＣＴ立体用Ｘ線センサが存在する異なる実施例では、ＰＡＮセンサとＣＢＣＴセンサとを切り替えるのを可能にする切換機構も設けられる。切換機構によって、ＰＡＮセンサ及びＣＢＣＴセンサを、Ｘ線源に対して、要求される位置に移動させることができる。例えば、ＰＡＮセンサ及びＣＢＣＴセンサをそれぞれ共通のホルダに装着し、該ＰＡＮセンサ又はＣＢＣＴセンサを切り替えるようにＸ線経路上に移動させることができるようにしてもよい。例えば、ホルダは、枢動軸線周りに回転可能であってもよい。枢動軸線周りにホルダを枢動させることによって、ＰＡＮセンサ又はＣＢＣＴセンサのいずれかをＸ線経路上に移動させてもよい。

また、ただ１つの単一の患者位置決め装置２５が存在している。位置決め装置２５によって、撮像モードに依らず、撮像処理の全体に亘って患者の頭蓋骨２０２の位置及び／又は配向を固定させることができる。位置決め装置２５は、患者が咬むことによって患者の歯列を固定できるバイトとすることができる。バイトの代わりに又はバイトに加えて、位置決め装置は、支持要素を備えてもよい。これらの支持要素は、患者の頭部の外側に当接させてもよい。例えば、支持要素は、ナジオンに、又は、頭部の両側に当接させてもよく、例えば、一方の又は両方の耳の開口部に当接させてもよい。ほとんどの場合、位置決め装置は伸長部２４又は柱部２３に固着されて、撮像中、患者を動かすことなく該患者の大きさに適合させることができる。

装置２１は、第２Ｘ線源２０７をさらに備える。第２Ｘ線源２０７は、頭蓋遠距離Ｘ線撮影を行なうために適切に選択された患者２０２からの距離においてアーム２０１に装着される。図２に示す実施例において、第２Ｘ線源２０７は、伸長部２４に固定されたアーム２０１に装着されているが、他の実施例において、アーム２０１は、装置２１の他の部分、あるいは壁に固定されていてもよい。

また、図２ａにおいて、Ｘ線検出器２８を移動させるための手段２０３を示す。このＸ線センサ２８を移動させるための手段２０３は、以下の目的で使用することができる。
１）パノラマ撮像又は立体撮像中、Ｘ線センサ２８と第１Ｘ線源２７との空間的関係、特にＸ線センサ２８と第１Ｘ線源２７との間の距離を調節する。
２）遠距離Ｘ線撮像中、Ｘ線センサ２８を第２Ｘ線源２０７に対して配向させる。
３）１次元リニアセンサをＸ線センサ２８として使用する場合、遠距離Ｘ線撮像中、Ｘ線センサ２８を移動させる。

装置２１にはまた、第１Ｘ線源２７を移動させるための手段２０４を設けてもよい。この第１Ｘ線源２７を移動させるための手段２０４は、以下の目的で使用することができる。
１）パノラマ撮像又は立体撮像中、Ｘ線センサ２８と第１Ｘ線源２７との空間的関係、特にＸ線センサ２８と第１Ｘ線源２７との間の距離を調節する。
２）遠距離Ｘ線撮像中、第２Ｘ線源２０７によって出射されるＸ線放射のＸ線経路から、第１Ｘ線源２７を取り除く。

装置２１にはまた、Ｃアーム２６を移動させるための手段２０５を設けることができる。これにより、Ｃアーム２６自体に対して特定の角度配向及び空間的位置を与えて、遠距離Ｘ線撮像中、第２Ｘ線源２０７によって出射されるＸ線放射のＸ線経路から障害物を取り除くことができる。手段２０５は、鉛直に配向させた回転軸線周りにＣアーム２６を枢動又は回転させるための駆動部を含んでもよく、またさらに、リニアｘｙ駆動部を備えてもよく、これにより、回転軸線を、該回転軸線に対して直角の方向に線形移動させることができる。

移動手段２０３，２０４，２０５はそれぞれ、単独で存在させることができ、あるいは、装置２１によって行なうことができる撮像モードの要件に応じて任意の形で組み合わせることができる。

図２ｂは、患者の頭蓋骨２０２に対して頭蓋遠距離Ｘ線撮影を行なうための好適な構成における、図２ａの装置２１の上面図を示す。

頭蓋遠距離Ｘ線撮影を行なうためには、第２Ｘ線源２０７によって出射されるＸ線放射のＸ線経路から第１Ｘ線源２７を取り除く必要がある。図２ｂに示す構成が好適であり、この構成において、Ｘ線検出器２８はエリアセンサであり、従って遠距離Ｘ線撮影を標準モード（１ショット）で行なうことができる。異なるＸ線検出器を使用することも可能であり、その場合、装置２１の構成は、頭蓋遠距離Ｘ線撮影が撮像できるように変更される。

パノラマＸ線画像、遠距離Ｘ線画像、又は任意に立体Ｘ線画像を撮像できるただ１つの単一のエリアセンサが存在する好適な実施例において、該エリアセンサは、パノラマ画像の撮像に対して、センサ領域の一部のみがＸ線に対して感度を有する（ＰＡＮモード）ように構成されている。この領域の一部は、ＰＡＮ撮像中第１Ｘ線源２７によって出射されるＸ線ビームが効果的に当たる領域に対応する。

本発明の利点の１つは、遠距離Ｘ線撮影用の他のホルダに再配置する必要なしに、３種類（パノラマ、遠距離Ｘ線撮影、及びＣＢＣＴ立体）全てのＸ線撮像のために、適切に選択されたただ１つの単一のＸ線センサを使用することが可能であり、従って、装置に対してＸ線の再配置中に損傷を与える恐れが無いということにある。このような簡素化によって、ただ１つの単一のセンサのみを有するだけでよいとともに遠距離Ｘ線撮像が最大限簡素化できるため、特に廉価な機械を構成することが可能になる。

本撮像の他の利点は、装置を設定するために患者の配向を再配置又は変更する必要なしに、同一の患者に対して、同一のセッション中に、パノラマ撮像（又は任意に立体撮像）及び遠距離撮像の両方を行なうことが可能なことにある。本装置において、患者を、患者位置決めシステム２５のみで一度だけ位置決め・配向し、所望の撮像に必要なＸ線源２７及び０７並びにＸ線検出器２８の位置決めだけで、パノラマ撮像（及び任意に立体撮像）及び遠距離撮像を連続して行うことができる。

経済的な観点から、本発明の更なる利点は、Ｘ線源２７及び２０７に対して異なる技術を使用することが可能なことにある。つまり、特にＣＢＣＴ立体撮像のために、第１Ｘ線源２７として、より複雑で高価だがより性能の高い回転陽極Ｘ線管を使用し、頭蓋遠距離Ｘ線撮影のために、第２Ｘ線源２０７として、より簡素で廉価な固定陽極Ｘ線管を使用することが可能である。

本明細書の説明及び請求項全体を通じて、文脈上必要でない限り、単数は複数を包含する。特に、不定冠詞を使用している個所において、本明細書は、文脈上必要でない限り、単数のみならず複数も考慮に入れていると理解されるべきである。

本発明の特定の態様、実施例、又は例との関連で説明された特長、数、特徴、又はグループは、互換性が無い場合を除いて、本明細書に記載の任意の他の態様、実施例、又は例にも適用可能であると理解されるべきである。

１ 装置
２ 基部
３ 柱部
４ 伸長部
５ 患者位置決めシステム
６ Ｃアーム
７ Ｘ線源
８ Ｘ線検出器
１１ 遠距離支持用アーム
１３ 遠距離用患者位置決めシステム
１５ 遠距離Ｘ線撮影センサ
２１ 新規装置
２２ 基部
２３ 柱部
２４ 伸長部
２５ 患者位置決めシステム
２６ Ｃアーム
２７ 第１Ｘ線源
２８ Ｘ線センサ
２０１ 第２Ｘ線源用アーム
２０２ 患者の頭蓋骨
２０３ Ｘ線センサ２８を移動させるための手段
２０４ 第１Ｘ線源２７を移動させるための手段
２０５ Ｃアーム２６を移動させるための手段
２０７ 第２Ｘ線源

Claims (12)

1. 歯科用パノラマＸ線撮影、歯科用遠距離Ｘ線撮影、及び歯科用ＣＢＣＴ立体Ｘ線撮影を行なうための装置であって、回転アーム（２６）を保持する支持部を備え、該回転アーム（２６）がさらに、パノラマ画像及び任意にＣＢＣＴ立体画像を撮像するのに適切な距離をおいて、一端に第１Ｘ線源（２７）を、他端にＸ線検出器（２８）を支持する、装置において、
   前記装置は、歯科用パノラマＸ線撮影、歯科用遠距離Ｘ線撮影、及び任意に歯科用ＣＢＣＴ立体Ｘ線撮影を行なうためのただ１つの単一の患者の頭蓋骨の位置決めシステム（２５）を備え、
   前記装置は、頭蓋遠距離Ｘ線撮影を行なうのに適した前記Ｘ線検出器（２８）からの距離において、第２Ｘ線源（２０７）を備えることを特徴とする装置。
2. 前記装置がただ１つのＸ線検出器（２８）を備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記Ｘ線検出器（２８）がエリアセンサである、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記エリアセンサが、パノラマ撮像においてはＰＡＮモードで、遠距離Ｘ線撮影、及びＣＢＣＴ立体撮像においては標準モードで使用される、請求項３に記載の装置。
5. 前記Ｘ線検出器がリニアセンサである、請求項１又は２に記載の装置。
6. パノラマ画像及び遠距離画像を撮像するための１つの第１センサと、ＣＢＣＴ立体画像を撮像するための第２センサとを含む２つのＸ線検出器が存在し、両方のセンサが、それらを切り替えることをできるようにする機構に装着されている、請求項１に記載の装置。
7. 前記第１Ｘ線源（２７）が、回転陽極Ｘ線管であり、且つ／又は、前記第２Ｘ線源（２０７）が、固定陽極Ｘ線管である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記患者の頭蓋骨の位置決めシステム（２５）が、歯科用パノラマＸ線撮影、歯科用遠距離Ｘ線撮影、及び歯科用ＣＢＣＴ立体Ｘ線撮影を行なうために、患者の歯列を同一の位置及び配向に連続的に固定し続けるように配置されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記装置が、パノラマＸ線撮影を行なうための前記回転アーム（２６）に対する第１相対位置と、遠距離Ｘ線撮影を行なうための前記回転アーム（２６）に対する第２相対位置とに前記Ｘ線検出器（２８）及び／又は前記第１Ｘ線源（２７）を位置付けるための手段（２０３，２０４，２０５）を備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記装置が、前記第１Ｘ線源（２７）と前記Ｘ線検出器（２８）との間の距離を、撮像モードに対して調節するための手段（２０３，２０４）をさらに備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記装置が、Ｘ線検出器（２８）を移動させるための手段（２０３）、前記第１Ｘ線源（２７）を移動させるための手段（２０４）、及びＣアーム（２６）を移動させるための手段（２０５）からなる群から選択される１つ以上のデバイスをさらに備え、前記手段が、前記第２Ｘ線源（２０７）と前記Ｘ線検出器（２８）との間のＸ線経路から障害物を取り除くことを目的とするものである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 請求項１〜１１の装置を使用して、パノラマ撮像、遠距離撮像、及び任意にＣＢＣＴ立体撮像を順番に行なうための方法であって、
    歯科用パノラマＸ線撮影、歯科用遠距離Ｘ線撮影、及び任意に歯科用ＣＢＣＴ立体Ｘ線撮影を行なうために使用される前記ただ１つの患者の頭蓋骨の位置決めシステム（２５）において患者を位置決めする工程と、
    前記第１Ｘ線源（２７）及び前記Ｘ線検出器（２８）を使用して、パノラマ画像及び任意にＣＢＣＴ立体画像を撮像する工程と、
    前記第２Ｘ線源（２０７）によって出射されるＸ線の経路から前記第１Ｘ線源（２７）を取り除く工程と、
    前記第２Ｘ線源（２０７）及び前記Ｘ線検出器（２８）を使用して、遠距離画像を取得する工程と
    を含む方法。

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