JP6956825B2 - X線ct撮影装置 - Google Patents
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Description
また前記第一撮影領域及び前記第二撮影領域は、連続してX線CT撮影された領域である場合の他、非連続に撮影された2つの領域である場合を含む。
詳述すると、前記撮影制御部による前記回転中心移動機構の制御により、前記撮影領域をオフセットCT撮影できるため、X線検出面が小さく構成された前記X線検出器であっても、前記軸方向と交差する幅方向において広範囲の撮影領域に対してもX線CT撮影でき、幅方向において広範囲の情報を含むオフセットX線撮影情報を生成できる。
この発明によると、前記被写体を移動させることや回転させることなく、前記オフセットX線撮影情報を生成することができるため、前記被写体にかかる負担を軽減できる。また、被写体を移動させずに固定できるため、移動開始時や撮影終了時の振動などにより被写体が意図せずに動くことを未然に防ぐことができる。したがって、正確なオフセットCT撮影ができるとともに、より確実に前記オフセットX線撮影情報と前記X線撮影情報とを繋ぎ合わせることができる。
この発明によると、簡単な構成で、前記軸方向に沿って前記第一X線撮影領域から前記第二X線撮影領域へ変化させることができるため、X線CT撮影装置を複雑な構成とする必要がなく、生産性を向上させることができる。
この発明によると、前記軸方向変更機構の制御による、前記第一撮影領域を撮影した後の前記第二撮影領域への変化において、前記支持体を前記被写体と離間する方向に変化させることができるため、前記支持体が前記被写体に接近して干渉することを防止でき、安全にX線CT撮影を行うことができる。また、前記支持体が前記被写体に迫ることがないため、前記被写体に過度の圧迫感を与えることを防止できる。
この発明によると、前記X線発生器及び前記X線検出器を支持する前記支持体を動かすことなく、前記X線発生器から照射される前記X線コーンビームの照射方向を動かすことで前記第一撮影領域から前記第二撮影領域へと変化させることができるため、被写体である患者に対して圧迫感を与えることなくCT撮影を行うことができる。
この発明により、前記第一撮影情報と前記第二撮影情報との間で調整された重複量を事前情報として有しており、前記第一撮影情報と前記第二撮影情報とを繋ぎ合わせて生成される前記スティッチ画像情報の精度を向上させることができる。
さらにまた、オフセット撮影で撮影される撮影領域の位置、径、高さのそれぞれを設定し、選択するようにしてもよい。
この発明により、前記撮影領域に対応する前記スティッチ画像を表示でき、目視によって前記撮影領域に係るCT画像を観察することができる。
この発明によると、前記判定部による判定結果を前記報知部で報知することができるため、より安全にX線CT撮影を行うことができる。
この発明によると、一連の流れで複数のX線撮影情報を生成することができるため、複数のX線撮影情報を生成するたびに測定前の位置合わせなどを行う必要がなく、複数のX線撮影情報同士の整合性を向上させことができる。
この発明により、X線CT撮影のみならず、パノラマX線撮影を行うことができるため、施術の目的に沿ったX線撮影を行うことができる。
この発明によると、径の異なるオフセットX線撮影情報同士を繋ぎ合わせたスティッチ画像情報を生成することができる。
詳述すると、広範囲の撮影領域に対して撮影したオフセットX線撮影情報と、前記オフセットX線撮影情報と径の異なる円柱状のX線撮影情報とを繋ぎ合わせたスティッチ画像情報を生成できる。
前記平均化処理は、例えば前記軸方向に沿って繋ぎ合わせたX線撮影情報における軸方向に沿った位置に応じてX線撮影情報に対して重みを付けて平均化する場合や、重複された位置を考慮せずに単純に平均化する場合を含む。
また、繋ぎ合わせた2つのCT撮影情報における軸方向に沿った位置に応じてX線撮影情報に対して重みを付けて平均化することで、異なるCT撮影情報を繋ぎ合わせた重複部分の境目が分からないスティッチ画像情報を生成できる。
この発明により、所望の断面図を表示できるため、例えば治療の目的とした根管の形状など、歯の内部の構造を把握することができる。
なお、図1はX線CT撮影装置1の概略斜視図を示し、図2はX線CT撮影装置1の部分斜視図を示し、図3は上部フレーム41の昇降構造の説明図を示し、図4は旋回軸を移動するための旋回アーム30及び上部フレーム41の内部構造についての説明図を示し、図5はX線CT撮影装置1の構成を示すブロック図を示している。
なお、上部フレーム41と下部フレーム42とは、後述する被写体保持部昇降部44で連結されている。
以下、軸方向変更機構43について詳述する。軸方向変更機構43は、支柱50に設けられた昇降用レール431、昇降用モータ432及び昇降用シャフト433と、旋回アーム昇降部40に設けられた上部フレーム昇降用車輪434、第一ネジ溝435で構成され、支柱50に+Y方向側及び−Y方向側に設けられた昇降用レール431に案内されて昇降移動する、上部フレーム昇降部411の+Y方向側及び−Y方向側にそれぞれ2個ずつ備えられた上部フレーム昇降用車輪434が回転可能に組み付けられている。
なお、このように構成された被写体保持用アーム422と、被写体固定部423とで、被写体M1(頭部MH)を保持する被写体保持部42Hを構成する。
なお、旋回駆動部37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。
この旋回軸移動機構34は、図4に示すように、旋回アーム30ごと旋回軸31を水平方向に移動するXYテーブル35と、XYテーブル35を駆動する駆動用モータ36とで構成している。
このように構成された軸方向変位機構4と、旋回軸移動機構34と、旋回駆動部37とは旋回アーム30の駆動させる旋回アーム駆動部30Kを構成する。
詳しくは、本体制御部60には、X線発生器10、X線検出器駆動部23、旋回アーム駆動部30K、被写体保持部駆動部424、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、本実施形態において、表示部61をタッチパネル等で構成することで、操作パネル62の機能の一部を備えている。すなわち、表示部61は操作パネル62としても機能する。
なお、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。
撮影条件設定画面61bは、表示部61に表示された撮影モード選択画面61a(図6参照)において、『ノーマルX線CT撮影』、『オフセットX線CT撮影』又は『スティッチX線CT撮影』を選択した場合に、表示される画面である。なお、軸方向撮影領域設定画面600は、『スティッチX線CT撮影』を選択した場合においてのみ表示される画面である。
先ず、表示設定選択部620で模式図を選択して、画像表示部610に選択された模式図を表示する。この際、模式図内には撮影領域表示枠RAiが表示される。この撮影領域表示枠RAiを、指定カーソル612を用いて移動や変形する操作をすることで、撮影領域設定表示部632や軸方向移動距離設定部633、重複量設定部634、撮影領域変更設定部635に表示される数値が、撮影領域表示枠RAiに対応して変更され、表示される。また、これらの数値はテキストボックス内に数値を入力することで更新でき、それらの入力された値がCT撮影範囲表示部611(撮影領域表示枠RAi)にも反映される。
Setボタン641は、指定カーソル612で指定するとともに、表示設定選択部620で設定表示された撮影条件に関する詳細情報を確定する操作ボタンである。
Modeボタン643は、撮影モード選択画面61aに戻る操作ボタンである。Returnボタン644は、図示省略する初期画面に戻る操作ボタンである。
オフセット撮影設定画面700は、図7に示すように、撮影対象部位OBを囲む撮影領域CA、正確にはXY平面における撮影範囲である平面撮影範囲Pを設定するための画面であり、歯列弓画像711などを表示する画像表示部710と、上下顎選択部720と、選択範囲設定部730と、条件設定部740とで構成している。
ポインタ710Pを移動させて上下顎選択部720を選択することで、画像表示部710に対象の歯列弓の模式図(ここでは下顎の模式図)を表示する。このとき、デフォルトで画像表示部710に表示された模式図上に撮影中心OAが表示されるため、ポインタ710Pを用いて撮影中心OAの所望の位置に移動させる。
なお、中心表示部732、オフセット中心指定部734、半径用指定部735は、指定カーソル710P(ポインタ710P)で操作した結果を表示する機能のみにとどめてもよく、また、予め用意された複数のCT撮影領域から選択する構成としてもよい。
Setボタン741は、画像表示部710、上下顎選択部720及び選択範囲設定部730で設定された撮影領域CAの指定内容を確定する操作ボタンである。
NEXTボタン745は、撮影番号指定部731で設定された撮影領域以外の撮影条件を設定する設定画面へ移る操作ボタンであり、Check746は設定された撮影条件において撮影可能かを確認するための操作ボタンである。
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、位置検出部18は、速度センサ、角速度センサ、角度センサ、ジャイロセンサ、またはこれらのセンサのうちの少なくとも2つ以上の複数の組合せで構成できるが、例えば、旋回駆動部37、駆動用モータ36をパルスモータで構成した場合に、パルスカウンタなどよりカウントした数値から、座標演算で位置の検出をするようにしてもよい。
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。
図13は第一撮影領域R1のオフセットX線CT撮影の開始時におけるX線発生器10及びX線検出器20の位置を示した斜視図を示し、図14及び図15は第一撮影領域R1のオフセットX線CT撮影の説明図を示す。
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、被写体固定部423を用いて固定する。
まず、操作者が撮影条件設定画面61bに表示された軸方向撮影領域設定画面600の軸方向撮影回数表示部631のテキストボックスに、Z軸方向に沿って撮影する撮影回数を入力することで、撮影モード設定読込部60aが撮影回数を受け付け、撮影条件として設定する制御を実行する(ステップt1)。具体的には、軸方向撮影回数表示部631に『2』と入力されることで、撮影モード設定読込部60aが撮影回数『2』を受け付けて撮影回数を設定する。
具体的には、撮影番号指定部731に『1』(第一撮影領域R1に対応)又は『2』(第二撮影領域R2に対応)を入力することにより、撮影モード設定読込部60aが今から入力する撮影条件の対象の選択を受け付ける(ステップt5)。なお図7では、撮影番号指定部731に『1』と選択している場合、すなわち第一撮影領域R1の平面方向に対する撮影条件を設定する場合を図示する。
なお、撮影中心OAが選択されなかった場合には、歯列弓画像711に表示された歯列弓DAの中心が撮影中心OAとなるように設定されるようにしてもよい。
なお、撮影領域CAの半径を入力しない場合は、初期値が自動的に半径として入力される。
図12(a)はノーマルX線CT撮影の様子を示す図であり、図12(b)はオフセットX線CT撮影の様子を示す図である。
なお、以下の説明では、第二撮影領域R2は第一撮影領域R1と同条件でオフセットX線CT撮影を行うものとするが、後述するように、第一撮影領域R1と第二撮影領域R2とで、撮影中心OAを異なる位置に設定したり、異なる半径に設定することもでき、その場合は第一撮影領域R1と第二撮影領域R2のそれぞれに適合した撮影中心OAの座標設定をすることとなる。
なお、X線コーンビームBxは歯列弓画像711で設定した撮影中心OAを照射するとともに、X線コーンビームBxの照射中心軸Baxは撮影中心OAから偏心した位置を通過する。
第一撮影領域R1のオフセットX線CT撮影が終了した後、旋回テーブル駆動制御部60b、軸方向変更機構駆動制御部60c及び旋回アーム位置制御部60dが旋回アーム駆動部30K、XYテーブル35及び軸方向変更機構43をそれぞれ制御することで、X線発生器10及びX線検出器20が第二撮影領域R2の撮影開始位置Psに配置されるように旋回アーム30を移動させる(ステップs8及びステップs9)。
第二CT撮影情報I2に向かうに従い、第一CT撮影情報I1側のデータに掛ける係数を下げていくとともに、第二CT撮影情報I2側のデータに掛ける係数を上げていく。これにより、第一CT撮影情報I1及び第二CT撮影情報I2と重複画像情報Iwとのつなぎ目が分からないスティッチ画像情報Isを生成することができ、スティッチ画像情報Isに基づいて再構築されたスティッチ画像Gsは、第一撮影領域R1と第二撮影領域R2との切れ目が分からない自然な三次元画像データとすることができる。
第一撮影領域R1aのオフセットX線CT撮影した後、第二撮影領域R2aのノーマルX線CT撮影と第三撮影領域R3aのノーマルX線CT撮影とを連続して実行する(ステップs6〜ステップs11)。
なお、図22(a)は第二撮影領域R2aのノーマルX線CT撮影を説明しているが、各撮影領域の位置関係を明確にするために、第一撮影領域R1a及び第三撮影領域R3aを表示する。
第二撮影領域R2aのノーマルX線CT撮影の終了後には、同様に第三撮影領域R3aをノーマルX線CT撮影する。
なお、X線CT撮影装置1と同様の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
以下、撮影条件設定画面61cの構成について説明する。
操作者が照射角度設定部636に所定の値を入力することにより、本体制御部60がX線照射範囲規制部駆動部16を制御し、詳しくはX線照射範囲規制部駆動制御部60hの制御により上側縦方向遮蔽板14a及び下側縦方向遮蔽板14bをそれぞれ上下方向にスライドさせてX線コーンビームBxの照射方向を変更する。
この際、X線検出器駆動制御部60fがX線検出器20の下方への移動を制御することで、小さなX線検出面20aであっても下方に向けて照射されたX線コーンビームBx1を検出できる。
また、上方に向けて照射されるX線コーンビームBx2を検出できるように、X線検出器駆動制御部60fがX線検出器20を上方向へ移動を制御する。
具体的には、撮影条件設定画面61cにおける撮影領域変更設定部635において、『▼』を押下することにより現れるプルダウンメニューに表示される撮影回数(撮影領域)からZ軸方向の高さを変更する対象の撮影回数である『1』(すなわち第一撮影領域R1)を選択し、『▼』の横のテキストボックスに所望のZ軸方向に沿った撮影範囲(軸方向撮影範囲Lr1の値)を入力する。本撮影においては、第一撮影領域R1cの高さを第二撮影領域R2cの高さよりも高くなるように(LR1>LR2となるように)、撮影領域変更設定部635のテキストボックスに値を入力する。
このように形成されたX線コーンビームBx5の上面Bx5uが重複領域Rwの上方を照射することとなる。
このように形成されたX線コーンビームBx6の下面Bx6dが重複領域Rwの下方を照射することとなる。
詳述すると、本体制御部60によるXYテーブル35の制御により、撮影領域CAをオフセットCT撮影することができるため、X線検出面20aが小さく構成されたX線検出器20であっても、軸方向と交差する幅方向において広範囲の撮影領域CAに対してもX線CT撮影することができ、幅方向において広範囲の情報を含むオフセットCT撮影情報Ioを生成できる。
この発明の、撮影領域は、撮影領域CAに対応し、
以下同様に、
X線撮影情報は、CT撮影情報Iに対応し、
支持体は、旋回アーム30に対応し、
オフセット機構は、XYテーブル35に対応し、
軸方向変更機構は、軸方向変更機構43及び縦方向遮蔽板14に対応し、
撮影制御部は、本体制御部60に対応し、
オフセットCT撮影情報は、オフセットCT撮影情報Io、第一CT撮影情報I1及び第一CT撮影情報I1aに対応し、
オフセットスティッチ画像情報は、スティッチ画像情報Isに対応し、
回転中心移動機構は、XYテーブル35に対応し、
軸方向照射角度調整機構は、縦方向遮蔽板14に対応し、
調整制御部は、重複量設定部634に対応し、
撮影モード選択部は、撮影モード選択画面61aに対応し、
表示部及び画像表示部は、表示部81に対応し、
判定部は、設定情報制御表示部60l及び高感受性部位判定部60mに対応し、
X線規制部は、X線照射範囲規制部駆動部16に対応し、撮像機構駆動部は、旋回軸31に対応し、パノラマ撮影制御部は、本体制御部60に対応し、横方向X線遮蔽手段は、横方向遮蔽板15に対応し、
X線画像処理装置は、情報処理装置8に対応し、
X線画像生成部は、画像構築部862に対応し、
指定操作部は、カーソル822に対応し、
断面画像情報処理部は、断面画像構築部862c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。
なお、上述の説明において、撮影領域に対してX線の照射をする旋回に関しての「180度旋回させ」、「360度旋回させ」などの表現は、照射旋回を想定している。
このように、ノーマルX線CT撮影の照射旋回角は好適には180度以上360度以下とすることができる。
14 縦方向遮蔽板
16 遮蔽板移動機構15 横方向遮蔽板
20 X線検出器
30 旋回アーム
31 旋回軸
35 XYテーブル
43 軸方向変更機構
60 本体制御部
61a 撮影モード選択画面
60l 設定情報表示部
60m 高感受性部位判定部
634 重複量設定部
8 情報処理装置
81 表示部
862 画像構築部
822 カーソル
861b スティッチ画像情報生成部
862c 断面画像構築部
90 報知部
Bx X線コーンビーム
CA 撮影領域
I CT撮影情報
Io オフセット撮影情報
I1 第一CT撮影情報
I1a 第一CT撮影情報
Is スティッチ画像情報
M1 被写体
R1 第一撮影領域
R2 第二撮影領域
R3 第三撮影領域
Claims (9)
- X線発生器から照射されたX線コーンビームをX線検出器で検出し、被写体の頭部における撮影領域をX線CT撮影して、前記撮影領域のX線撮影情報を生成するX線CT撮影装置であって、
上下方向に伸延する旋回軸と、前記頭部の上方に配置され、前記旋回軸の軸回りに旋回する旋回部とで構成され、前記旋回部の一端から下方に前記X線発生器を備えたX線発生部と、前記旋回部の他端から下方に前記X線検出器を備えたX線検出部とが前記頭部を挟んで対向するように設けられた、略逆U字状の支持体と、
前記旋回軸の軸方向と平行な方向に対して垂直な基準平面内において、前記X線発生器から照射される前記X線コーンビームの照射方向が前記撮影領域の中心からオフセットするように、前記支持体を移動させ、前記照射方向を前記撮影領域の中心に対して相対的に移動させて前記X線コーンビームが撮影中に常に前記撮影領域の一部を照射するオフセット機構と、
前記頭部を保持する被写体保持部と、
前記被写体保持部に保持された前記頭部に対して前記支持体を前記軸方向に沿って昇降させる軸方向変更機構と、
前記軸方向と平行な方向に区分けされた複数の領域を構成する第一撮影領域と第二撮影領域とが、前記軸方向と平行な方向に沿って異なる位置であるとともに、部分的に重複する重複領域を有し、前記第一撮影領域と前記第二撮影領域のX線CT撮影を制御する撮影制御部と、
前記第一撮影領域のX線CT撮影で得た第一X線撮影情報と、前記第二撮影領域のX線CT撮影で得た第二X線撮影情報とを前記軸方向に沿ってつなぎ合わせたスティッチ画像情報を生成する画像情報生成部とを備え、
前記撮影制御部は、前記オフセット機構を制御して、前記第一撮影領域と前記第二撮影領域のX線CT撮影の少なくとも一方をオフセットCT撮影するとともに、
前記支持体を前記X線発生器と前記X線検出器が前記第一撮影領域をX線CT撮影する位置から前記第二撮影領域をX線CT撮影する位置へと前記軸方向に沿って変化するように前記軸方向変更機構の制御を実行可能に構成され、
前記撮影制御部により、前記第一撮影領域及び前記第二撮影領域のそれぞれにおいて前記支持体を旋回させてX線CT撮影を行い、前記第一撮影領域を撮影した後の前記第二撮影領域の撮影への変化の際に、前記支持体を前記軸方向に沿って前記頭部と離間する方向に上昇させる
X線CT撮影装置。 - 前記オフセット機構は、
前記支持体の旋回中心を、前記基準平面内で前記撮影領域の中心軸を中心としてその周りに円形に移動させる回転中心移動機構で構成された
請求項1に記載のX線CT撮影装置。 - 前記軸方向変更機構が、
前記支持体を、前記被写体に対して前記支持体の旋回軸中心に沿った旋回中心方向に移動させる構成である
請求項1又は請求項2に記載のX線CT撮影装置。 - 前記支持体に対して、前記X線コーンビームの前記照射方向を前記軸方向に沿って変更させる軸方向照射角度調整機構を備えた
請求項1又は請求項2に記載のX線CT撮影装置。 - 前記撮影制御部は、
前記重複領域の重複量を調整する調整制御部が備えられた
請求項1乃至請求項4のうちのいずれかに記載のX線CT撮影装置。 - 前記撮影領域の中心と旋回する前記支持体の旋回中心とが一致するとともに、前記基準平面において前記X線コーンビームが撮影中にわたって常に前記撮影領域の全域を通過する撮影モードをノーマル撮影モードとし、
前記オフセットCT撮影をする撮影モードをオフセット撮影モードとし、
前記オフセットCT撮影により撮影された少なくとも一つのオフセットCT撮影情報と、前記オフセットCT撮影情報とX線CT撮影する領域が異なるX線撮影情報とを組み合わせて一体化する撮影モードをオフセットスティッチ撮影モードとし、
これらの撮影モードを選択する撮影モード選択部を備えた
請求項1乃至請求項5のうちのいずれかに記載のX線CT撮影装置。 - 前記画像情報生成部で生成された前記スティッチ画像情報に基づいたスティッチ画像を表示する表示部とが備えられた
請求項1乃至請求項6のうちのいずれかに記載のX線CT撮影装置。 - 前記撮影制御部は、
前記第一撮影領域のX線CT撮影を制御する第一撮影制御と、前記第二撮影領域のX線CT撮影を制御する第二撮影制御とを連続して実行する
請求項1乃至請求項7のうちのいずれかに記載のX線CT撮影装置。 - 前記撮影領域に対して照射する前記X線コーンビームを形成するX線規制部と、前記支持体を前記被写体の周りに旋回させる撮像機構駆動部と、少なくとも前記X線規制部、及び前記撮像機構駆動部を制御するパノラマ撮影制御部とを備え、前記軸方向と直交する方向を横方向とし、前記X線規制部に、前記撮影領域に対して前記X線コーンビームの横方向の照射範囲を遮蔽してX線細隙ビームに変更可能とする横方向X線遮蔽手段が備えられ、前記パノラマ撮影制御部を、前記X線規制部による規制範囲を変更して形成した前記X線細隙ビームを照射するとともに、前記支持体を旋回することにより、照射した前記X線細隙ビームがパノラマX線撮影用軌跡を形成するように前記撮像機構駆動部を制御し、前記X線細隙ビームによってパノラマX線撮影を行う構成とした
請求項1乃至請求項8のうちのいずれかに記載のX線CT撮影装置。
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