(57)【要約】  【課題】  複雑な機構と制御を必要とせずに、CT撮影とパノラマ撮影を容易に行える。  【解決手段】  設定されたCT撮影モード又はパノラマ撮影モードにより旋回アーム2を駆動するモータ14と、モータ14によって駆動された結果、旋回アーム2により描かれる軌道を保持するためにその軌道上に設ける電磁ブレーキ9a，9bを備える。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線発生手段と、
このＸ線発生手段と対向配置されそのＸ線発生手段から照射されたＸ線のうちの被検体の透過Ｘ線を二次元的に検出するＸ線検出手段と、
前記Ｘ線発生手段と前記Ｘ線検出手段を保持し、前記被検体の周りを回転する回転手段と、
この回転手段によって回転された複数の方向の透視Ｘ線により前記被検体の断層像を作成する画像処理手段と、
を備えたコーンビームＸ線ＣＴ装置において、
ＣＴ撮影モード若しくはパノラマ撮影モードにより、前記回転手段と円軌道又は楕円軌道の少なくとも一つの軌道に設定する設定手段と、
この設定手段によって設定された撮影モードにより前記回転手段を駆動する駆動手段と、
この駆動手段によって駆動された結果、前記回転手段より描かれる軌道を保持するためにその軌道上に設ける固定手段とを備えたことを特徴とするコーンビームＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記円軌道又は楕円軌道を単一の駆動部で回転駆動することを特徴とする請求項１に記載のコーンビームＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、前記パノラマ撮影モード時に大きさの異なる歯列に対しても、軌道が描く仮想歯列の大きさを実質的に一致させ、しかも、前記Ｘ線発生手段と前記Ｘ線検出手段の位置関係によって決まる幾何学的拡大率を一定に保つように、前記楕円軌道に対して前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段を保持する回転手段を、可変駆動することを特徴とする請求項１又は２の何れか一項に記載のコーンビームＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、楕円軌道上で前記回転手段を所要の位置に移動した状態でその位置を固定し、円軌道上で前記回転手段を回転させることにより、円軌道の回転中心からＸ線コーンビームの中心軸をシフトさせてオフセット撮影を行うように駆動することを特徴とする請求項１〜3の何れか一項に記載のコーンビームＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体の一部にX線コーンビームを照射して、その部分の任意のCT断層画像  及びパノラマ画像を得るX線コーンビームCT撮影装置に係り、特に歯顎顔面領域の撮影に好適なX線コーンビームCT撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯科用X線パノラマ撮影は、スリット状X線ビームを歯列に沿って連続的に照射して曲面断層撮影し、一枚の画像で、歯列とその周辺の組織や骨の状態を示す断層像をパノラマ状に展開して表示するものである。
従来のパノラマ撮影装置は、被写体を挟んで対向するX線発生装置と二次元X線検出装置を搭載する旋回アームが、たとえば前後左右動部及び回転部で支持され、被写体の周囲を歯列弓形状に近似させた複雑な軌道を描いて移動するものであった。
具体例として、歯列に沿った特殊な局所CT撮影とパノラマ撮影を行うものとして特許文献1がある。
【特許文献１】特開2002-219127号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献1はアームの旋回平面上で互いに直行する二方向の直線運動を行うX-Yテーブル機構に、歯列位置に応じてアームの回転角度を調整する回転機構を組み合わせたもので、X-Yテーブル機構によって歯列に対する撮影中心の位置を合わせ、回転機構によって歯列に照射されるスリット状X線ビームの方向を制御するものであるため、最低3個の互いに独立した駆動機構とそれらを組み合わせた複雑な制御が必要であるため、機構の簡素化への配慮がされていなかった。
【０００４】
本発明の目的は、複雑な機構と制御を必要とせずに、CT撮影とパノラマ撮影を容易に行えるコーンビームX線CT装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的は、X線を発生するX線発生手段と、このX線発生手段と対向配置されそのX線発生手段から照射されたX線のうちの被検体の透過X線を二次元的に検出するX線検出手段と、前記X線発生手段と前記X線検出手段を保持し、前記被検体の周りを回転する回転手段と、この回転手段によって回転された複数の方向の透視X線により前記被検体の断層像を作成する画像処理手段とを備えたコーンビームX線CT装置において、CT撮影モード若しくはパノラマ撮影モードにより、前記回転手段と円軌道又は楕円軌道の少なくとも一つの軌道に設定する設定手段と、この設定手段によって設定された撮影モードにより前記回転手段を駆動する駆動手段と、この駆動手段によって駆動された結果、前記回転手段より描かれる軌道を保持するためにその軌道上に設ける固定手段とを備えたことによって達成される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、CT撮影とパノラマ撮影を簡単な機構によって行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施例を、図を参照して説明する。
本発明の実施例では、図1に示すような旋回アームの回転部を床側に設置した構造のアーム型X線コーンビームCT撮影装置を例として説明する。図1は、本発明の装置全体の構成を示す、側面図(一部断面図)であり、図2は正面図である。また回転機構部の上面図を図3に示す。
【０００８】
まず装置は、床面に固定された固定部1aと、軸状の支持構造部1bと、その上部に置かれた、被検者7の座席部を設置するスペース1cとから構成される。
装置の固定部の全荷重は、軸状支持構造部1bによって支持され、装置は固定部1aを介して床に固定される。軸状支持構造部1bは中空で、この中空部を通して電源ケーブルおよび信号ケーブル が、スキャナーの外部にある電源および制御装置、画像処理装置との間で出し入れされ、電源供給または信号の授受が行われる。
【０００９】
旋回アーム2の回転機構は以下のように構成される。軸状支持構造部1bの周囲には、被検者7を挟んで対向するX線発生装置3a及び絞り装置3bと、X線検出装置4をそれぞれ支柱2a，2bで保持し、これらを搭載して被検体7の周囲で回転させる回転部2が、図3に示す回転機構部を介して、固定架台1に対して水平に回転可能な状態で設置される。
【００１０】
回転部2の支持機構は円軌道部と楕円軌道部の二段で構成されている。
まず円軌道部の4個のスライドブロック12cは床面に固定された固定部1aに対して固定され、レール12a側が床に対して回転する構造になっている。
【００１１】
楕円軌道部のレール12bは円軌道部のレール12aと同じ取付板19の上に固定され、楕円軌道部の4個のスライドブロック12dは、旋回アーム2に対して固定される。スライドブロック12d4個のうち、X線検出装置４側の楕円軌道スライドブロック2個は、楕円軌道の位置に応じてレール12bに対する角度が可変となるように、軸受21を介して旋回アーム2に固定される。反対側のX線発生装置3側の楕円軌道スライドブロック2個は、楕円軌道の位置に応じてレール12bに対する角度が可変となるような軸受21と、X線コーンビーム軸3bと平行に移動可能な直線スライドガイド17を介して旋回アーム2に固定される。したがって、X線検出装置4は楕円軌道レール12bに対して一定距離を保って旋回運動し、X線発生装置3aはこれに呼応して楕円軌道12bからスライドして位置を変える。この結果、楕円軌道レール12bから等距離内側にあるX線ビーム軸上の1点が描く軌跡(仮想歯列)と一致する大きさの歯列に対し、拡大率一定で、歯列に沿った部分のみを鮮鋭に、他の部分は拡大分散された状態で、パノラマ断層画像を撮影することができる。
【００１２】
なお歯列に対するX線コーンビームの入射方向と、仮想歯列軌道の形状は、X線検出装置側の楕円軌道スライドブロック12d2個の間隔と位置を変えることで、調整する事ができる。図示しないが、図3において、旋回アーム2に対するこれらのスライドブロック12dの位置を変える機構を設ければ、パノラマ撮影時の拡大率一定の機能を容易に実現することができる。
【００１３】
最も簡便な方法としては、X線検出装置側の楕円軌道スライドブロック2個も、X線発生装置3側の楕円軌道スライドブロック2個と同様に、楕円軌道の位置に応じてレールに対する角度が可変となるような軸受21と、X線コーンビーム軸と平行に移動可能な直線スライドガイド17を介して旋回アーム2に固定し、旋回アーム2をX線コーンビーム軸方向に対して所要の位置にスライドして駆動する駆動手段とその位置検出手段を設け、位置制御を行えばよい。
【００１４】
また、回転駆動部は以下のように構成される。被検者座席設置スペース1aには、タイミングベルトプーリー15aが取り付けられたモータ14が設置され、固定側にある軸状支持構造部1bの周囲に軸受を介して取り付けられたタイミングプーリー15bに対して、タイミングベルト16を介して回転駆動される。回転駆動力は、タイミングベルトの反対側に設けられた回転駆動リンク18に伝わる。リンク18と旋回アーム2は直線スライドガイド17によって連結されているため、楕円軌道によって旋回アーム2と回転駆動部の中心の位置が変化しても、リンク上のスライドガイドが移動することで回転駆動力が旋回アームに滑らかに伝達される。
また円軌道および楕円軌道の回転機構部には、それぞれの回転位置を固定するための固定手段として、電磁ブレーキ9a，9bが組み込まれている。
【００１５】
一方被検者7の頭部は従来装置と同様に頭部固定装置6で位置決めされて固定される。
また被検者7の撮影部位の高さを装置の撮像領域と一致させるために、被検者7の座席部設置スペース1cには、被検者7を座らせた状態で被検者の高さを調整できる椅子8が設置される。
さらに被検者7の周囲には、被検者の脚部や身体の一部が装置の回転部2と接触することを防止するためのガード13a，13bが設けられている。
【００１６】
まず、被検体にCT撮影を行うのかパノラマ撮影を行うのかの何れかを設定する。その設定された撮影モードに応じて、コンピュータプログラムによって被検者7の被写体に対してX線コーンビーム3bを照射して、その部分の任意のCT断層画像及びパノラマ画像を取得する。二次元X線検出装置4から採取された画像データは、撮影装置が設置された撮影室より離れた操作室内に設置された画像処理装置に送られて演算処理され、二次元断層画像、CT画像または三次元立体画像として再構成されて、画像表示装置に表示される。これらの画像収集・再構成手段の構成は従来装置と同様であるため、詳細な説明は割愛し図示しない。
【００１７】
次にパノラマ撮影の手順について図4を参照して説明する。
まず被検者7の前後左右方向位置を適宜調整して歯列位置を最適位置に合わせ、頭部を頭部固定装置6に固定する。絞り装置3cにより、パノラマ撮影用の細隙ビーム絞りを選択する。
円軌道側電磁ブレーキ9aによって円軌道を固定し、楕円軌道側ブレーキ9bを解放することにより、楕円軌道のみによって旋回アームを回転運動させながらX線細隙ビームによる撮影を行う。
【００１８】
前述のように、楕円軌道に従って、楕円軌道レール12bから等距離内側にあるX線ビーム  軸上の1点が描く軌跡(仮想歯列)と一致する大きさの歯列に対し、拡大率一定で、歯列に沿った部分のみを鮮鋭に、他の部分は拡大分散されたパノラマ断層画像を撮影することができる。
【００１９】
続いて通常の局所CT撮影の手順について図5を参照して説明する。
パノラマ撮影と同様に、被検者7の前後左右方向位置を適宜調整して歯列位置を最適位置に合わせ、頭部を頭部固定装置9に固定する。
絞り装置3cにより、CT撮影用のコーンビーム絞りを選択する。
電磁ブレーキ9bによって楕円軌道を固定し、円軌道側ブレーキ9aを解放することにより、円軌道のみによる旋回アームの回転運動を行ってCT撮影を行う。楕円軌道は旋回アーム側に  固定されるため、旋回アームとともに円軌道上を回転する。  
【００２０】
また、オフセットスキャンによるCT撮影の手順について図6を参照して説明する。
CT撮影時と同様に被検者7の前後左右方向位置を適宜調整して歯列位置を最適位置に合わせ、頭部を頭部固定装置9に固定する。
絞り装置3cにより、CT撮影用のコーンビーム絞りを選択する。
まず電磁ブレーキ9aによって円軌道を固定し、楕円軌道側ブレーキ9bを解放することにより、楕円軌道のみによる旋回アームの回転運動を行い、旋回アームの回転中心位置を所要のオフセット位置まで移動させる。
【００２１】
次に電磁ブレーキ9bによって楕円軌道を固定し、円軌道側ブレーキ9aを解放することにより、円軌道のみによる旋回アームの回転運動を行ってCT撮影を行う。
楕円軌道上での移動によって旋回アームの回転中心がオフセットすることにより、通常のCT撮影の場合よりも、横方向に広がった領域のCT画像を撮影することができる。
【００２２】
さらにオフセット量を大きくした状態でCT撮影を行えば、ドーナツ状空間のCT撮影も可能である。たとえば歯列に沿った部分のみのCT撮影、あるいは頭部に適用した場合、脳組織にX線を照射せずに頭蓋骨に沿った部分(顎関節部など)の接線方向CT撮影を行うことも可能である。
【００２３】
実施形態によれば、歯科用X線コーンビームCT撮影装置において、単一の回転駆動装置により、パノラマ撮影およびCT撮影、オフセットCT撮影が簡単に行える。さらに機構の制御が簡易になる。
また円軌道および楕円軌道としてスライドガイドを使用することで、旋回アームの荷重支持が容易になるとともに、荷重による旋回アーム変形の抑制が容易にできるため、旋回アームの構造を簡易化し、装置を軽量化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の装置全体の構成を示す、側面図(一部断面図)。
【図２】本発明の装置全体の構成を示す、正面図(一部断面図)。
【図３】回転機構部を示す上面図。
【図４】パノラマ撮影時の、歯列弓に対するX線細隙ビームの方向を示す説明図。
【図５】局所CT撮影時の、歯列弓に対するX線コーンビームの方向を示す説明図。
【図６】オフセットCT撮影時の、歯列弓に対するX線コーンビームの方向を示す説明図。
【符号の説明】
【００２５】
1a  装置固定部、1b  軸状構造部、1c  被検者座席設置スペース、2  旋回アーム、2a  X線発生装置の支柱、2b  X線検出装置の支柱、3a  X線発生装置、3b  X線コーンビーム、3c  絞り装置、4  二次元X線検出装置、6  頭部固定装置、7  被検者、7a  撮影領域、8  椅子、8a  椅子上下動機構、9a  円軌道部電磁ブレーキ、9b  楕円軌道部電磁ブレーキ10a  円軌道、10b  楕円軌道、11  歯列弓、12a  円軌道スライドレール、12ｂ  楕円軌道スライドレール、12c  円軌道スライドブロック、12d  楕円軌道スライドブロック、13a，13b  ガード、14  モータ、15a，15b  タイミングプーリー、16  タイミングベルト、17  直線スライドガイド、18  駆動リンク、19  レール取付板、20  タイミングプーリー用軸受、21  スライドガイド用軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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