JPH0115300B2

JPH0115300B2 -

Info

Publication number: JPH0115300B2
Application number: JP55090343A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Mitsumura
Original assignee: Asahi Roentgen Industries Co Ltd
Current assignee: Asahi Roentgen Industries Co Ltd
Priority date: 1980-06-30
Filing date: 1980-06-30
Publication date: 1989-03-16
Also published as: JPS5714325A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は被検者の主として頭顎部の任意の断
層曲面を個人ごとに異なる実際の断層曲面形状に
沿つて鮮明なパノラマ式Ｘ線像を得ることのでき
るＸ線曲面断層撮影装置に関するものである。

一般にオルソパントモグラフ装置として全歯・
顎・顔面域などのＸ線診断によく用いられる装置
は上記Ｘ線曲面断層撮影装置の一種で断層曲面が
歯列弓を対象としたものである。この装置は衆知
のようにＸ線源とフイルムホルダとが坐位または
立位の患者の頭部をはさんで互いに対向し、１本
のアームの両端に懸架されており、撮影に当つて
このアームの回転中心位置を被撮影断層面上にお
いて段階的（２段または３段）あるいは連続的に
移動しながら回転する。このアームの回転中心移
動機能はこの装置の撮影部位の断層曲面が歯列弓
や頭顎骨のように真円でないため必要でかつその
性能の良否を左右する重要な機能である。この移
動機能を果す機構としてたとえば実開昭53−
72485号に示されている遊星歯車式や特開昭52−
103988号に示されている複数モータのデイジタル
制御式は上記連続移動式であり、断層軌道の変換
点がないという利点を有している。さらに最近交
通事故などによる患者をベツドにねかせたままそ
の頭顎部その他の断層情報をうるために特公昭52
−30395号や特開昭50−102284号が示すような水
平形のＸ線曲面断層撮影装置などが開発され用い
られている。しかし、これらの装置が上記アーム
回転中心位置をいろいろの方法で移動させて得ら
れる装置固有のだ円曲線あるいは近似放物線曲線
の標準軌道はたとえば歯列弓を例にとつても多く
の患者の歯列弓の最大公約数をとつたものにすぎ
ない。しかし患者の歯列弓の形態や大きさにはか
なりの個人差があり、致底１つの曲線すなわち装
置固有の標準歯列弓形状の断層軌道に合致するも
のでない。この問題に対して従来この種の装置に
行われている断層軌道変換手段としては、その装
置固有の断層標準軌道の全軌道に対して相似的に
変換する方法を採用しているのが多い。第１図は
それを示す図で１はたとえば歯列弓の装置固有の
標準軌道、２はそれを（＋）方向すなわち相似的
にふくらました変換軌道、３は逆に（−）方向す
なわち相似的にちぢめた変換軌道である。このよ
うに（＋）または（−）方向への相似的変換手段
ではＶ字状に似た曲線や方形に近い曲線の歯列弓
を有する患者のばあい、その変換軌道と実軌道と
の近似に無理があり、曲面断層撮影の画質の極端
な低下（ぼけ）をもたらし、適切な診断効果はの
ぞめない。

前述した特開昭52−103988号に示されたプログ
ラム制御方法は上記のような欠点を解消するもの
ではあるが、患者から採取した歯列弓形状に適合
する曲線モデルから装置の断層軌道を制御する複
数のたとえばステツプモータの制御量を電子計算
機を用いてプログラムし、その読取装置の出力に
よつて上記ステツプモータのデイジタル制御を行
うものであるため装置が複雑高価となる問題点が
ある。

この発明は以上の現況に鑑みてなされたもので
従来から普及している坐位または立位のオルソバ
ントモグラフ装置などに限らず近年開発された水
平位の患者用のパノラマ断層Ｘ線装置を含め装置
固有の標準軌道を患者の実際の軌道に変換する変
換装置の欠点や問題点を解消するについて、被写
体ごとに異なる実際の歯列弓形状に対応して、前
記Ｘ線管およびフイルムホルダの回転角速度に対
し、Ｘ線管からの投射Ｘ線ビームをＸ線スリツト
を介して受光する前記Ｘ線フイルム面の移動速度
を相対的に制御する手段を別に設け、これによつ
て、前記標準歯列弓曲線に対応して形成される断
層曲面形状を補正するようにして、撮影断層曲面
を自在に実軌道にほとんど合致するように変換す
ることができ、パノラマＸ線像にボケのない良質
な画像が得られる大きい効果を奏するだけでな
く、構造簡単、操作容易の低廉な装置の提供を図
るものである。

以下図面によつてこの発明の実施例を説明す
る。第２図はこの発明の断層曲面軌道変換の原理
を示す図で、ＸはＸ線管焦点の移動方向、（x₁→
x₂）はある単位時間（ｔ−to）おける移動距離、
vxはその角速度、Ｂは被写体、Ｆはフイルムの
照射面の移動方向、（F₁→F₂）は上記（ｔ−to）
時間でのフイルム面の移動距離、そのときの角速
度は上記vxと同一である。このとき被写体Ｂの
M₁点を含む水平面が断層像としてフイルム上に
結像する。このときの断層面とフイルム間距離を
L₁とする。つぎにＸの角速度vxは一定でフイル
ムの移動距離を（F₁→F₃）と短かくする。いい
かえるとＦの角速度をvx′というように遅くする
と点線ｂと実線ａの交点M₂は上方に移行し、断
層面とフイルム間距離はL₂となり（L₂＜L₁）で
ある。さらにフイルムの移動角速度をvx″のよう
に（vx＜vx″）とすれば断層面は一点鎖線Ｃと上
記ａとの交点M₃の位置までずれ、フイルム間距
離は（L₃＞L₁）となる。以上は一般の断層撮影
の原理で衆知のとおりであるが、これを第３図の
たとえば患者の歯列弓の断層曲面撮影の例にて示
す。４はＸ線管、５はその焦点、６はＸ線ビー
ム、７はその一定点、８はＸ線フイルム、９はＸ
線スリツト、１０はＸ線フイルム８を矢印ｄ方向
に回転させる回転中心軸（モータ軸）である。Ｘ
線管４とＸ線フイルムホルダ１１は図示しないア
ーム（Ｘ線ビーム６と重複する）の両端に支承さ
れており、アームはたとえば遊星歯車軸１２を回
転中心軸として時計方向ｅに回転する。上記回転
中心軸１２は遊星歯車（図示省略）の自転と太陽
歯車（図示せず）に対する公転で１２′，１２″，
１２というように装置固定部に対し位置が移動
する。上記Ｘ線ビーム上の一定点７とＸ線管焦点
５との間距離l₁、ならびに７とＸ線フイルム８と
の間距離l₂は常に一定で一定点７の軌跡７−７′
−７″−７がこの装置固有の断層軌道１であり、
第１図で説明した多数の被写体の歯列弓の最大公
約数的なものでこれが歯列弓断層曲面の標準軌道
となる。今被検者がたとえば方形気味の歯列弓１
３すなわち７−１３′−７″−７のように一部ふ
くらんだ形状を有するばあい、上記標準軌道１を
断層撮影したのでは前歯部７″と臼歯部７，７
だけが鮮明で他の部分がボケ像となる。ここで第
２図で説明したようにＸ線ビーム６の回転角速度
vxに対しフイルムの回転角速度をvx′のように遅
くする。４′，５′，６′，７′，８′はＸ線管・そ
の焦点ビーム、一定点、フイルムがｅ方向に移動
した位置を示しており、このときのフイルム８′
の回転角速度vxは初速vxより遅くしている。
その角速度の偏差量（△vx）は近似軌道１と実
軌道１３との開きに比例して変化される。４″〜
８″は同じくアーム回転中心が１２″にきたときの
各部の関係位置を示すものでこのときのフイルム
８″の回転角速度vxは８のvxと同一である。

第４図は以上の原理を適用したこの考案のＸ線
曲面断層撮影装置の実施例を示す図で、例として
水平位の患者用のものについて説明する。図Ａは
内部構造を示す平面図、図Ｂはアーム回転中心の
垂直面移動機構図、図Ｃは正面図、図Ｄはその右
側面図である。第３図と同記号のものは説明を省
く。２１は装置本体、２２は患者頭部の位置ぎめ
調整装置で点線で示すように患者テーブル２３の
フツク２４がはまり込み固定する受金部２５を昇
降自在に支承している。２６，２７はその調整ノ
ブである。この構成でテーブル２３の前車輪２８
は床上からＧのギヤツプ浮かして自在に位置ぎめ
する。２９は患者テーブルの頭部支持台、３０は
患者の頭部で３１，３２は頭部位置ぎめの可視光
線、３４，３５はその光源である。所定の位置ぎ
めが完了すればアーム３６の一端に水平方向に支
承されたＸ線管４のＸ線ビーム６が患者の所定断
層曲面（このばあい歯列弓）に沿つて第３図で説
明したように同じくアーム３６の他端に設けたＸ
線フイルムホルダ１１のスリツト９を介してＸ線
フイルム８に投射する。３６Ｐはアーム３６と係
合し、共に回転する円板である。図Ｂに示す１２
は第３図で説明したＸ線ビーム６と同位相のアー
ムの回転中軸で、遊星歯車３７の軸心に固定され
ており、この遊星歯車３７は太陽歯車３８の内側
を自転しながら公転する。３９は太陽歯車３８の
中心軸で装置基台に樹設固定されており、平衡重
錘４０のつりあいアーム４１を回転自在に軸支し
ている。４２はモータで上記つりあいアーム４１
を回転させ、上記した遊星歯車機構によつてＸ線
管４とフイルムホルダ１１とを患者の頭部３０の
まわりを回転させる駆動源である。４３はベルト
で４４のベベルギア機構とともに上記モータ４２
の回転をこの考案の要部である断層軌道変換装置
に伝導するものである。図Ｄに示す４５はＸ線装
置制御盤で、４６が上記断層軌道変換装置で、そ
の中央部に上記モータ４２の回転すなわちアーム
３６の回転角速度と同期した回転をするカム駆動
軸４７が突出している。４８はカム板で上記カム
軸４７に着脱自在に装着されるもので、あらかじ
め採取した患者の所定断層曲面の実軌道（第３図
の１３のような軌道）と相似形のものである。４
９はカムホロアで５０はその位置変位を検出する
従動レバでその支点軸５１には従動レバ５０の角
度変位を電気信号に変換する変換器の可動部が連
動するように構成されている。上記変換器はたと
えば精密型ポテンシヨメータまたは回転型エンコ
ーダで第３図に示した装置固有の歯列弓標準軌道
１に相似するカム形状に対しては電気信号を出力
せず１３のような実軌道が標準軌道に対してずれ
る偏位を（＋）（−）の信号として出力するもの
である。この信号（第３図のばあいは（＋）信
号）は１１のフイルムホルダ内のフイルム８を回
転させるモータ５１の回転速度を制御する制御回
路（軌道変換装置４５に内蔵）に入力する。５２
はモータ５１の回転をフイルム８に伝動するベル
トである。上記信号はモータ５１の標準角速度
vxを上昇または降下させるように作用し、第３
図に示した軌道１と１３とのようなずれを制御
し、軌道を変換させるのである。以上はカム４８
の回転に伴うカムホロア４９の位置変位量を電気
信号に変換してこれを直接フイルム８の回転制御
に用うる方法であるが、カムの形状にもとづく変
換信号をたとえば上記エンコーダでデイジタル信
号としたばあいとか、または直接患者の所定断層
曲面の実際の形状を測定する装置によつてＸ線管
とＸ線フイルムの対応角速度をプログラム信号と
して出力させ、これを磁気テープまたはマイクロ
コンピユータなどに記憶させておき、この記憶信
号にて装置を制御する方法も容易に実施できる。

つぎに被検体の断層曲面の実際の形状相似カム
の作り方は、まず患者からたとえば歯列弓形状を
適当な測定具または測定装置にて採取する。この
採取した形状をたとえば透明紙に印刷した多数の
歯列弓曲面モデルと比較照合し、その中からよく
適合したモデルを選び出す。このモデルによつて
既に用意されている板カムがあればこれを前述の
板カム４８として装置４５のカム軸４７に装着す
ればよい。しかし上記の比較照合にて適合したも
のがないばあいも多い。これに対し第５図に示す
ような複数の異形カムの結合法がある。すなわち
たとえば歯列弓形状の多くの統形上か最大公約数
的な標準軌道から変動する部位ならびにその偏差
方向には一定の特徴があることが判明している。
この特徴の生ずる部分の最大公約数的な偏差値部
分の組合せによる板カム、たとえば図Ａに示すよ
うに臼歯部Ｑ，Q′がふくらんだ歯列弓のカム６
１と、図Ｂに示すような前歯部Ｔの半径が小さい
歯列弓のカム６２とを組合せると、図Ｃのような
複合の歯列弓形状のカム６３ができる。Ｓはカム
ホロアのスタート位置（第３図の７相当位置）、
Ｅはそのエンド（第３図７相当）位置、４９は
カムホロア、６４，６４′はそれぞれのカムの中
心孔でカム駆動軸４７にはまり合うものである。
第６図は形状を自在に変形しうる可変形カム機構
の構成を示す平面図で、中央にカム軸４７に嵌り
合う中心孔６４″を有する基板６５上に４個の形
状調整素子６６を摺動自在に支承する字形アン
グル６７を左右に各１個（図は簡単のため右側の
ものは図示を省いている）２個のビス６８で固定
し、さらにテンシヨンころ６９を同じく摺動自在
に支承する調整台７０も同じくビス７１で固定し
ている。形状調整素子６６はその先端に部位によ
り若干形状の異なるナライ板７２，７２′，７
２″を揺動自在に支承している。７３は上記ナラ
イ板７２〜７２″とテンシヨンころ６９に張架し
たベルトである。７４，７５はベルト７３と基板
６５との隙間で、形状変形のためのものである。
この構成によつて８個の形状調整素子６６のロー
レツト加工してあるつまみを時計または反時計方
向に回わすことでカムホロアのスタート点Ｓとエ
ンド点Ｅ間の形状を自在に変形しうるものとな
る。

以上がこの発明の実施例装置の構成とその作用
であるが、この発明は図示や説明に限定されるも
のではなく、断層曲面も歯列弓を例として説明し
たが顎骨や頭蓋骨など十数種類の断層面を自在に
撮影しうるものであり、また患者の立位または坐
位で撮影する型式の装置、さらに前述したアーム
回転中心移動方式も遊星歯車式以外の装置におい
ても同様適用しうるものである。またカムによる
軌道変換信号も装置固有の標準軌道に対する実軌
道の偏差信号だけでなく、実軌道そのものを出力
する軌道信号でも同様の効果が得られる。

この発明は以上のように構成されているので、
従来の立位型または水平型の主として患者の頭顎
部の曲面断層撮影装置の装置固有の断層曲面の軌
道を患者の実軌道に合致させる方法の欠点を解消
し、患者の所定断層曲面の実軌道を採取し、これ
にほとんど合致するカムを用いて装置固有の標準
歯列弓形状の軌道を自在に軌道変換するように構
成し、簡単な構造、容易な操作ですべての患者の
任意な断層面を鮮明なパノラマＸ線像にしうる、
便宜でかつ低廉な装置を提供しえたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の断層曲面軌道変換方法を例
として歯列弓において説明する図、第２図はこの
考案の断層曲面軌道変換装置の変換原理説明図、
第３図はこの考案の上記軌道変換の作用を歯列弓
を例として説明する図、第４図はこの考案の実施
例装置の構成を示す図で図Ａは内部構造を示す平
面図、図Ｂはアーム中心の移動機構図、図Ｃは正
面図、図Ｄは右側面図である。第５図はこの考案
の軌道変換用カムの複合カムの実施例説明図で、
図Ａ、図Ｂはその複数の板カム平面図、図Ｃはそ
の複合カムの平面図である。第６図は同じく軌道
変換用カムの可変形カム機構の実施例を示す平面
図である。１……装置固有の歯列弓標準軌道、４……Ｘ線
管、６……細幅のＸ線ビーム（アームと同位相の
もの）、８……Ｘ線フイルム、１０……Ｘ線フイ
ルム移動回転中心軸（モータのばあいもある）、
１１……Ｘ線フイルムホルダ、１２……Ｘ線管４
とＸ線フイルムホルダ１１とを両端に支承するア
ーム（第４図の３６）の回転中心軸、１２′，１
２″，１２……上記回転中心の移動軌跡、vx…
…上記アーム３６の回転角速度およびそれと同速
度のフイルム回転角速度、vx……Ｘ線フイル
ムの回転角速度を上記vxより遅くした角速度、
１３……被写体の実際の断層曲面軌道、３０……
被検体（頭部）、４２……アーム３６回転駆動モ
ータ、４３……上記モータ４２の回転を伝動する
ベルト、４４……上記伝動機構のベベルギア、４
６……断層曲面軌道変換装置、４７……アーム中
心軸の回転と同期する角速度で回転するカム駆動
軸、４８……あらかじめ被検体から採取した所定
断層曲面の実軌道に相似するカム、４９……カム
ホロア、５０……カム従動軸、５１……カムホロ
アの位置変位量を電気信号に変換する変換器の可
動軸（上記５０の揺動支軸）、６１，６２……複
数の異形の板カム、６３……上記６１，６２の集
合体のカム、６６……可変形カム機構の複数の形
状調整素子（例では８個）、７３……可変形カム
機構の外側ベルト。

Claims

【特許請求の範囲】１被写体をはさんでＸ線管を一端に、他端に、
Ｘ線スリツトを有し、かつＸ線フイルムをそのＸ
線スリツトに対し移動自在に支承するフイルムホ
ルダを対向配置し、被撮影断層面上の点を中心と
してそれらＸ線管およびフイルムホルダを回転走
査させるとともに、その回転角速度に対応させて
前記Ｘ線フイルムを前記Ｘ線スリツトに対し移動
させ、かつＸ線管およびフイルムホルダの回転中
心を標準歯列弓曲線によつて移動制御することに
より、前記標準歯列弓曲線に対応した断層曲面の
撮影を行なうＸ線曲面断層撮影装置において、被
写体ごとに異なる実際の歯列弓形状に対応して、
前記Ｘ線管およびフイルムホルダの回転角速度に
対し、Ｘ線管からの投射Ｘ線ビームをＸ線スリツ
トを介して受光する前記Ｘ線フイルム面の移動速
度を相対的に制御する手段を別に設け、これによ
つて、前記標準歯列弓曲線に対応して形成される
断層曲面形状を補正するようにしたことを特徴と
するＸ線曲面断層撮影装置。２Ｘ線管およびフイルムホルダの回転角速度に
対するＸ線フイルム面の移動速度を相対的に制御
する手段を、あらかじめ被写体から採取した実際
の歯列弓形状に相似する単一の板カムもしくは複
数の板カムの集合体または形状を変更自在にした
可変形カムの回転中心からのカム径の変位を変換
した電気信号にしてなる特許請求の範囲第１項記
載のＸ線曲面断層撮影装置。３Ｘ線管およびフイルムホルダの回転角速度に
対するＸ線フイルム面の移動速度を相対的に制御
する手段を、あらかじめ被写体から採取した実際
の歯列弓形状をプログラム制御する電気信号に変
換記憶させたプログラム信号にしてなる特許請求
の範囲第１項記載のＸ線曲面断層撮影装置。