JPH0414010B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はマイクロコンピユータを用いて被検
者の歯列穹または頭頚部の任意でかつ複数の断層
曲線のいずれかを選択し、その断層面をパノラマ
式に撮影することのできる歯科用多軌道断層撮影
装置に関するものである。

近年歯科用パノラマ撮影装置の普及が目覚まし
く、歯科口腔領域のＸ線診断には欠かせない撮影
装置の一つとなつてきた。しかしながら従来のパ
ノラマ装置は、その断層軌道が主として歯列穹に
限定されており、たとえば上顎洞位、顎関節位ま
たは頚椎位など頭頚部診断に必要な複数の断層面
の撮影を選択的に一つの装置によつて行うことが
できず、それぞれに適した個別の装置によつて断
層撮影をしなければならない欠点がある。このた
め歯科はもちろん脳外科（救急外科）などの領域
において頭頚部の複数の裁断面を同一装置によつ
て択一的に断層撮影が可能なパノラマ装置の開発
が強く要望されている現況である。

この発明は以上の現況に鑑みてなされたもの
で、従来の歯科用全頚パノラマ撮影装置の単一軌
道式の欠点を解消し、マイクロコンピユータを用
いて多軌道断層撮影の可能な撮影装置を得ようと
するものである。すなわち被写体をはさんでＸ線
源とフイルム保持部とを一本のアームの両端に対
向配置し、被写体に対しＸ線ビームが常に正方投
影するように上記アームを遊星歯車式回動機構に
よつて回動させ、かつこのアーム回動に対応して
上記フイルムを可変速度で移動せしめるととも
に、Ｘ線源の曝射タイミングを制御するようにし
た装置において、上記アームの回動位相に対する
Ｘ線源の曝射のタイミングを複数の断層軌道ごと
に複数組記憶させる軌道様式記憶手段と、同じく
アーム回動位相に対するフイルム移動速度を後述
する理論式(1)によつて計出し、複数の断層軌道ご
とに複数組記憶させる軌道特性記憶手段と、術者
に操作される軌道選択スイツチと、このスイツチ
操作時に複数の軌道のいずれかに対応するアドレ
スを出力する軌道選択手段と、アーム回動を駆動
し、かつその回動位置を検出するアーム位相検出
手段と、上記軌道選択手段の出力によつて上記２
つの記憶手段に対しアドレスを指定するととも
に、上記アーム位相検出手段の出力を判定し、ア
ーム回動に対応して上記指定アドレスを進めるア
ドレス判定指定手段と、上記軌道様式記憶手段か
らのＸ線曝射タイミング情報の出力によつて、Ｘ
線曝射タイミングを制御するＸ線曝射制御手段
と、上記軌道特性記憶手段からのフイルム移動速
度情報の出力によつてフイルム移動駆動源を制御
するフイルム駆動制御手段とを設けたことを特徴
とする歯科用多軌道断層撮影装置にかかるもので
ある。

以下図面を用いてこの発明の実施例を説明す
る。第１図はこの発明の実施例を床上据置型装置
として示した外観斜視図であり、高電圧変圧器は
図示を省いている。多軌道断層撮影装置１は基台
２に樹設した主柱３と、この主柱３の上下方向に
摺動自在に支承される撮影台４と、この撮影台４
の前記基台側に突き出したアーム駆動部５の先端
部に水平方向に回動自在に係合する水平アーム６
とで構成されている。この水平アーム６の一端に
はＸ線管７が、懸架され、そのＸ線照射筒８から
上記水平アーム６と平行する方向にＸ線ビームを
放射する。水平アーム６の他端には図示しない被
写体を透過したＸ線情報をスリツト９を介して受
像するＸ線フイルムを内蔵したフイルムカセツテ
１０を上記Ｘ線ビームと直交する方向に移動自在
に保持するフイルム保持部１１が懸架されてい
る。上記撮影台４の下部から上記アーム駆動部５
と同方向に延びる支持台１２の先端に被検者のあ
ご載置台１３が設けられ、その上方位置に被検者
の頭部位置ぎめに用いる２本のイヤーロツト支柱
１４が上記アーム駆動部５に固定され、投光器１
５が出射する可視光ビームによつて頭部位置ぎめ
を行う際の水平アームの移動調整に対して上記あ
ご載置台１３すなわち前歯部の裁断面を不動にす
るように構成されている。上記水平アーム６のア
ーム駆動部５内のアーム回動機構３７は、筆者ら
の考案にかかる実公昭53−第50394号公報および
実公平−第973号公報に詳記されているのでここ
では詳説を省くが、その回動機構３７は第２図に
示すような遊星摩擦転輪１５と、固定太陽摩擦輪
１６（図はその約半分を描いている）と、その太
陽輪１６の中心１７を回転中心として回転するリ
ンク１８とで構成されている。上記リンク１８の
先端軸１９に上記遊星摩擦輪１５が回転自在に軸
支され、その遊星摩擦輪１５は上記水平アーム６
を一体的に固定している。水平アーム６は、上記
先端軸１９軸心位置またはその位置からＬの距離
をへだてた位置Ｑにおいて懸架され、図において
右端ＸにＸ線源７、左端Ｆにフイルムカセツテ１
０を対向配置させている。この構成によつて今リ
ンク１８を矢印ｂ方向に回動させると、遊星摩擦
輪１５は上記太陽摩擦輪１６との内接によつて矢
印ｅ方向に自転しながら公転して、これと一体的
の水平アーム６を矢印ｄ方向に回動せしめ、リン
ク１８が１８′の位置に達すると上記水平アーム
６もそれと同一線上の６′の位置に回動する。こ
の回動によつて上記懸垂位置Ｑから所定の距離ｌ
だけへだてた一点Ｐが描く軌跡が所定の擬似だ円
形軌道となる。上記回動機構は上記１７の回転軸
を一定速度で回転せしめるたとえば５相パルスモ
ータによつて駆動され、上記Ｐ点を含む所定の軌
道における断層面に対し、Ｘ線源６と、フイルム
カセツテ１０との相対位置関係を維持したまま、
Ｘ線ビームを常に正方投影しながら水平アーム６
を回動せしめ、そのＸ線ビームの回転中心を一種
のアステロイド曲線状に移動させるのである。こ
の一定の軌道走査に対し、任意の断層軌道を撮影
するためには水平アーム６の回動位相に対するフ
イルムカセツテ１０の上記水平アーム回動方向と
相反する方向への移動速度を上記任意の軌道ごと
に異なる特性で可変制御しなければならない。こ
の発明の要部の一つは上記任意の断層軌道ごとに
異なるフイルム移動速度（Ｖ）をつぎの理論式(1)
にもとづいて算出し、その速度特性をマイクロコ
ンピユータ内のメモリにあらかじめ記憶せしめる
点である。

Ｖ＝｛Ｆ・Ｈ（Ｅ＋Ｇ）＋Ｋ（Ｂ＋Ｄ）｝ d／dt（mm／sec） ……(1) (1)式における各函数はつぎのとおりである。

Ｆ＝ １（Ａ≧０） −１（Ａ＜０），Ａ＝Ｂ＋Ｄ／Ｅ＋Ｇ， Ｂ＝（ａ−Ｒ）Sin， Ｄ＝（Ｌ−ｌ）（Ｒ／ａ−１）Sin（Ｒ／ａ−１），
Ｅ＝ （Ｒ−ａ）Cos， Ｇ＝（Ｌ＋ｌ）（Ｒ／ａ−１）Cos（Ｒ／ａ−１），
Ｈ ＝Cos（Ｒ／ａ−１），Ｋ＝Sin（Ｒ／ａ−１） ……(2) 上記(2)式における各常数をつぎに定義する。

Ｌ：第２図における遊星摩擦転輪またはピニオン
ギヤ１５の中心１９から水平アーム６の懸
垂軸心Ｑまでの距離（mm） ｌ：水平アーム６の懸垂軸心Ｑから任意の断層面
Ｐまでの距離（mm） ａ：遊星摩擦転輪またはピニオンギヤ１５の半径
（mm） Ｒ：固定太陽摩擦輪またはインターナルギヤ１６
の半径 ：上記遊星転輪１５の中心１９と上記太陽輪１
６の中心１７とを結ぶ直線の移動位相角
（radian） ｔ：時間（sec） 以上の理論式(1)によつて任意の断層軌道におけ
る上記リンク１８の回動角（）を基準としてこ
れと一定の関係にある水平アーム６の回動位相に
対するフイルム速度（Ｖ）の特性を求めることが
できる。

つぎに第１図にもどつてＸ線制御装置２０につ
いて説明する。床面よりの高さ約１ｍの制御盤２
１上には図の左側から管電圧表示器２２、管電流
表示器２３、曝射時間表示器２４を設け、上記表
示器２２，２４の下方には、それらの撮影条件設
定押ボタンや管電圧制御の自動・手動切換押ボタ
ンなどを配列している。それらの右端上部には写
真濃度設定部２５を設け、下部には電源ON・
OFF押ボタン２６および撮影停止押ボタン２７
を並べ、それらのすぐ上にREADY２８，
RESET２９のそれぞれの押ボタンを設けるとと
もに装置筐体３０の側面に移動自在のＸ線曝射押
ボタン３１が架けられている。Ｘ線制御装置２０
の上記構成は従来装置とほぼ同じであるが、この
発明の要部の一つは、このＸ線制御装置２０に内
蔵され複数の断層軌道の撮影プログラムを記憶し
たマイクロコンピユータと、その記憶された複数
のプログラムを択一的に術者が選択する盤面２１
上右側中央部に斜線で示した軌道選択押ボタン部
３２である。この軌道選択押ボタン部３２の配列
の一実施例を第３図に示す。Ａ１，Ａ２，Ａ３，
Ｂ，Ｃは、それぞれ断層軌道の選択押ボタンであ
りＡ１，Ａ２，Ａ３はともに歯列穹軌道のそれぞ
れ異なる軌道に対応するものであり、Ｂは上顎洞
位の軌道、Ｃは顎関節位の軌道に対応する。上記
５個の押ボタンの左または右側に設けた表示灯３
３は選択した軌道を術者に確認させるものであ
る。なおＡ１，Ａ２，Ａ３の押ボタンはＡの押ボ
タンを押したのち、そのいずれかの押ボタンを押
すように構成されている。第４図は、複数の断層
軌道の１例を示す被検者頭部体軸方向から見た略
図である。Ａ２′がほぼ標準的な歯列穹軌道であ
りＡ１′はＡ２′に比し、巾Ｘ、深さＹがそれぞれ
大きい歯列穹軌道であり、Ａ３′は深さＹがほぼ
同一で巾Ｘが大きい歯列穹軌道を示す。B′は上
顎洞位の軌道であり、同時に頬骨位も撮影でき
る。C′は従来顎関節撮影装置を用いて撮影してい
た部位の断層軌道を示す。これら複数の軌道にお
いてＡ１′，Ａ２′，Ａ３′の３種の軌道において
は、そのＸ線曝射の始点Ｓと終点Ｅとはほぼ同一
であり、水平アーム回動位相に対応するフイルム
移動速度特性のみをそれぞれの軌道ごとに変える
ことによつて、軌道の断層面が撮影できる。たと
えばＡ２′軌道を標準特性とすればＡ１′軌道に対
しては同一アーム回動位相においてフイルム移動
速度Ｖ（以下フイルム速度と記す）を高めた特性
を用い、またＡ３′軌道に対してはその始点・終
点付近のある範囲においてフイルム速度を高めれ
ばよいのである。B′軌道においてはＸ線曝射の
始点Ｓ、終点Ｅが上記歯列穹のばあいと大巾に異
なり、さらにアーム回動位相に対するフイルム速
度特性も高速化が要求される。つぎにC′軌道にお
いてはＸ線曝射が非連続であり、最初の始点S₁か
ら最初の終点E₁まで曝射し、つぎにアームの回
動位相がS₂に達したとき、再び曝射を開始して、
最終の終点E₂にて終了する。このように各断層
軌道ごとに異なるＸ線曝射のタイミングならびに
フイルム速度特性をプログラム化して、マイクロ
コンピユータに記憶させ、それらを択一的に選択
して任意の軌道の断層面をパノラマ状に撮影する
のである。

第４図はこの発明の構成を示すブロツク図であ
り、前述したＸ線制御盤上に軌道選択スイツチ３
２の操作によつて、点線３４にて囲み、図示しな
いマイクロプロセツサ・メモリおよびインターフ
エースにてなるマイクロコンピユータ内の軌道選
択手段３５が上記Ａ１〜Ｃのいずれかの軌道信号
をアドレス判定指定手段３６に入力する。一方水
平アーム６の回動機構３７に駆動パルスを送るた
とえばパルス発生器になるアーム回動位相検出手
段３８は上記駆動パルスをカウントすることによ
つて水平アーム６の回動位置（位相）を刻々と検
出し、その検出信号を上記アドレス判定指定手段
３６に入力する。このアドレス判定指定手段３６
は上記２つの入力信号を判定して、あらかじめ断
層軌道ごとにて決まるＸ線曝射の始点Ｓまたは
S₁，S₂、終点ＥまたはE₁，E₂を記憶させてある
軌道様式記憶手段３９および、同じくあらかじめ
断層軌道ごとに決まるアーム回動位相とフイルム
速度特性を記憶させてあるメモリ内のROMの一
つである軌道特性記憶手段４０にアドレスを指定
し、その指定アドレスを刻々と出力する。４１は
上記軌道様式記憶手段３９からの出力信号にもと
づいて水平アーム６の回動位相に対してＸ線曝射
の始点・終点を決定して、この制御信号をＸ線制
御装置２０内のＸ線曝射制御回路４２に出力する
Ｘ線曝射制御手段であり、Ｘ線源７はその制御に
よつて決められたプログラム通りにＸ線ビームを
放射する。一方同じくメモリ内の今一つのROM
である軌道特性記憶手段４０からの出力にもとづ
いて水平アーム６の回動位相に対応するフイルム
速度Ｖを決定して、その制御信号を出力するフイ
ルム駆動制御手段４３によつて選択された軌道に
適合した速度でフイルムカセツテ１０の駆動源４
４たとえば５相パルスモータを駆動する。つぎに
第６図によつて上記制御を実行するフローチヤー
トを説明する。ステツプ５１を除く４８〜５３ま
での各ステツプは術者の操作によるものであり、
ステツプ５１が前述したマイクロコンピユータ３
４が選択された軌道のプログラムを読出してアー
ムの回動に対応しうる態勢を整える処理ステツプ
である。水平アームが回動を開始する５４のステ
ツプ以降水平アームは一定速度で回動し、前記の
位相検出手段３８がその検出信号をアドレス判定
指定手段３６を介して軌道様式記憶手段３９に入
力するステツプ５５によつて、その位相がＸ線曝
射始点か否かを判定するステツプ５６に移され、
所定の回動期間曝射を継続し（ステツプ５６′）、
終点に達したとき曝射を終了するのがステツプ５
７である。一方軌道特性記憶手段４０側に入力さ
れた位相信号に対応するフイルム速度Ｖか否かを
ステツプ５８にて判断し、フイルムを駆動すると
ともに回動終点位相に達したことを判断するステ
ツプ５９によつてフイルム移動も同時に終了させ
るのである。

以上がこの発明の実施例であるが、この発明は
図示や説明に限定されるものでないことはいうま
でもない。たとえば装置が頭部Ｘ線規格撮影（セ
フアロ撮影）を兼ね行うパノラマ装置にも適用で
きるし、またフイルム保持部はフイルムカセツテ
を直線運動させる装置に限らず、フイルムドラム
によつてフイルム円弧状に回転運動させる装置で
もよい。また、実施例として歯列穹３軌道、上顎
洞位、顎関節位の各軌道合計５軌道の断層軌道撮
影装置としたが、マイクロコンピユータの記憶部
の取替えまたは増設によつて上記外の任意かつ複
数部位の断層面のパノラマ撮影が可能である。

この発明は以上のように構成されているので従
来の歯科用全顎パノラマ撮影装置の歯列穹軌道専
用の欠点を解消し、歯列穹を含む診断目的に応じ
た頭頚部断層軌道を複数個にわたり、その目的に
適した断層面を択一的に鮮明なパノラマ像として
撮影することを可能とし、さらにスリツト撮影法
によつて被検者の被曝線量がきわめて少なく、正
確なＸ線診断や外科治療の方針決定に便宜な装置
を提供しえたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の床上据置形の歯科
用多軌道断層撮影装置およびそのＸ線制御装置の
外観斜視図、第２図は上記装置の遊星歯車式アー
ム回動機構の構成を示す概略図、第３図は上記装
置の軌道選択スイツチ部の平面図、第４図は上記
実施例装置の撮影する５種の断層軌道を被検者頭
部上方から見た概略平面図、第５図は上記装置の
断面軌道撮影機能を説明する構成ブロツク図、第
６図は上記装置のマイクロコンピユータの処理手
順を示すフローチヤートである。 ５…アーム駆動部（遊星歯車式アーム回動機構
ならびにその駆動源収容部）、６…水平アーム、
７…Ｘ線源、１０…フイルムカセツテ、１１…フ
イルム保持部、１５…遊星摩擦転輪またはピニオ
ンギヤ、１６…固定太陽摩擦輪またはインターナ
ルギヤ、１７…上記１６の中心、１８…リンク、
１９…上記１５の中心、Ｖ…フイルム移動速度、
Ｑ…水平アーム６の懸垂軸心、Ｐ…任意の断層面
の一点、ｌ…上記Ｑ点からＰまでの距離、ｂ…上
記リンク１８の回動方向、ｅ…上記１５の自転方
向、ｄ…水平アーム６の回動方向、３２…軌道選
択スイツチ部、Ａ１…歯列穹軌道（その一）選択
スイツチ、Ａ１′…歯列穹軌道（その一）、Ａ２…
歯列穹軌道（その二）選択スイツチ、Ａ２′…歯
列穹軌道（その二）、Ａ３…歯列穹軌道（その三）
選択スイツチ、Ａ３′…歯列穹軌道（その三）、Ｂ
…上顎洞位軌道選択スイツチ、B′…上顎洞位軌
道、Ｃ…顎関節位軌道選択スイツチ、C′…顎関節
位軌道、３４…マイクロコンピユータ、３５…軌
道選択手段、３６…アドレス判定指定手段、３７
…遊星歯車式水平アーム回動機構、３８…アーム
位相検出手段、３９…軌道様式記憶手段、４０…
軌道特性記憶手段、４１…Ｘ線曝射制御手段、４
２…Ｘ線曝射制御回路、４３…フイルム駆動制御
手段、４４…フイルム駆動源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被写体をはさんでＸ線源とフイルム保持部と
   を所定の相対位置に対向状に懸架し、かつ水平方
   向に回動自体の水平アームと、前記所定の相対位
   置を保ちながらＸ線源の放射ビームが被写体に対
   し常に正方投影するように前記水平アームを回動
   せしめる遊星歯車式アーム回動機構ならびにその
   駆動源と、このアームの回動位相に対応する可変
   速度で前記フイルムを移動せしめるフイルム移動
   駆動源と、前記Ｘ線源の曝射タイミングを制御す
   るＸ線曝射制御回路とを備え、被検者の歯列穹ま
   たは頭頚部の任意かつ複数の被写体断層面を択一
   的にパノラマ状に撮影するようにした装置におい
   て、つぎの各構成要件を設けたことを特徴とする
   歯科用多軌道断層撮影装置。 (ア) 前記複数の断層面の軌道走査の際、前記水平
   アームの回動位相に対する前記Ｘ線源の曝射の
   始点および終点時点の曝射様式を複数の軌道ご
   とに複数組あらかじめ記憶せしめる軌道様式記
   憶手段。 (イ) 同じく前記水平アームの回動位相に対する前
   記フイルム移動速度特性をつぎの理論式(1)によ
   つて計出し、複数の軌道ごとに複数組あらかじ
   め記憶せしめる軌道特性記憶手段。 移動速度Ｖ ＝｛Ｅ・Ｈ（Ｅ＋Ｇ）＋Ｋ（Ｂ＋Ｄ）｝ d／dt（rad／sec） …(1) (1)式において Ｆ＝ １（Ａ≧０） −１（Ａ＜０），Ａ＝Ｂ＋Ｄ／Ｅ＋Ｇ， Ｂ＝（ａ−Ｒ）Sin， Ｄ＝（Ｌ−ｌ）（Ｒ／ａ−１）Sin（Ｒ／ａ−１）
   ， Ｅ＝（Ｒ−ａ）Cos， Ｇ＝（Ｌ＋ｌ）（Ｒ／ａ−１）Cos（Ｒ／ａ−１）
   ， Ｈ＝Cos（Ｒ／ａ−１）， Ｋ＝Sin（Ｒ／ａ−１）， の関係にあり、以上各常数をつぎに定義する。 Ｌ：遊星摩擦転輪またはピニオンギヤ１５の中心
   １９から水平アーム６の懸垂軸心Ｑまでの
   距離（mm） ｌ：水平アーム６の懸垂軸心Ｑから断層面Ｐまで
   の距離（mm） ａ：遊星摩擦転輪またはピニオンギヤ１５の半径
   （mm） Ｒ：固定太陽摩擦輪またはインターナルギヤ１６
   の半径（mm） ：上記遊星転輪１５の中心１９と上記太陽輪１
   ６の中心１７とを結ぶ直線の移動位相角
   （radian） ｔ：時間（sec） (ウ) 術者が操作する軌道選択スイツチにより、前
   記複数の断層軌道のいずれかに対応したアドレ
   ス信号を出力する軌道選択手段。 (エ) 水平アームの回転を駆動するとともにその回
   動位相を連続的に検出するアーム位相検出手
   段。 (オ) 前記軌道選択手段の出力信号によつて前記軌
   道様式記憶手段および軌道特性記憶手段に対し
   アドレスを指定するとともに、前記アーム位相
   検出手段の出力信号を判定し、アーム回動に対
   応して前記指定アドレスを進めるアドレス判定
   指定手段。 (カ) 前記軌道様式記憶手段からのＸ線曝射様式情
   報の出力にもとづき前記Ｘ線曝射の始点ならび
   に終点を決定し、その信号によつて前記Ｘ線曝
   射制御回路を制御するＸ線曝射制御手段。 (キ) 前記軌道特性記憶手段からのフイルム移動速
   度情報の出力にもとづき、フイルム移動速度を
   決定し、その信号によつて前記フイルム移動駆
   動源を制御するフイルム駆動制御手段。