JP2001190550A - X-ray ct photographing method and apparatus therefor - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray CT photographing method capable of removing a virtual image due to a metallic artifact and obtaining an image of X-ray absorption coefficient distribution information capable of withstanding diagnosis even when there is an implant. SOLUTION: A metallic part is sampled treated from an original image X1 of X-ray absorption coefficient distribution information obtained by filtering, treating, and projecting reversely an original X-ray projected image obtained by irradiating X-ray by turning an X-ray generator for an object to be photographed, and a compensated X-ray projected image X2 obtained by overlapping a calculated projected image XM of the metallic part on the original X-ray projected image is filtered, treated, and projected reversely again to obtain an image X3 of X-ray absorption coefficient distribution information of the object.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被写体にＸ線を照
射して、その被写体のＸ線吸収係数分布情報の画像を得
るＸ線ＣＴ撮影方法及びその装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray CT imaging method and apparatus for irradiating an object with X-rays to obtain an image of X-ray absorption coefficient distribution information of the object.

【０００２】[0002]

【従来の技術】被写体の周囲からＸ線を照射して投影デ
ータを得た後、この投影データをＲａｄｏｎの原理によ
って解析処理して、Ｘ線を透過させた被写体のＸ線吸収
係数分布情報の画像、あるいは、その被写体の任意の断
層面画像を得る方法が従来からＸ線ＣＴとして診断など
に広く使用されている。2. Description of the Related Art Projection data is obtained by irradiating X-rays from the periphery of a subject, and the projection data is analyzed by Radon's principle to obtain X-ray absorption coefficient distribution information of the subject that has transmitted X-rays. 2. Description of the Related Art A method of obtaining an image or an arbitrary tomographic image of the subject has been widely used for diagnosis or the like as X-ray CT.

【０００３】従来のこのようなＸ線ＣＴ（computed tom
ography）では、被写体に複数の金属物が含まれている
場合には、得られたＸ線吸収係数分布情報の画像におい
て、いわゆる金属アーチファクトと呼ばれる現象が生じ
て、その金属物に挟まれた部分に白抜けの偽像が発生
し、診断上問題となっていた。これは、その偽像部分に
ついては、本来の正確な画像が得られないからである。[0003] Conventional X-ray CT (computed tomography).
In the case of a subject including a plurality of metal objects, a phenomenon called so-called metal artifact occurs in the obtained image of the X-ray absorption coefficient distribution information, and a portion sandwiched between the metal objects is obtained. A false image of white spots occurred in the image, which was a problem in diagnosis. This is because an original accurate image cannot be obtained for the false image portion.

【０００４】図１０は、Ｘ線ＣＴ撮影における偽像の発
生原因の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of the cause of the generation of a false image in X-ray CT imaging.

【０００５】図１０（ａ）、（ｂ）は、被写体の内部に
２つの金属物Ｉ１，Ｉ２が存在している場合に、この被
写体にＸ線を旋回照射したときに得られる透過Ｘ線量の
グラフと、そのグラフから得られるＸ線吸収係数のグラ
フを、２つの照射旋回位置［１］，［２］について対応
させて示している。なお、ここでは、解りやすくするた
めに、金属物Ｉ１，Ｉ２以外の部分はＸ線を完全に透過
させるものとする。FIGS. 10 (a) and 10 (b) show transmission X-ray doses obtained when the object is swirled with X-rays when two metal objects I1 and I2 are present inside the object. The graph and the graph of the X-ray absorption coefficient obtained from the graph are shown in correspondence with the two irradiation turning positions [1] and [2]. Note that, here, for ease of understanding, it is assumed that portions other than the metal objects I1 and I2 completely transmit X-rays.

【０００６】照射旋回位置［１］のように、Ｘ線を照射
した場合の影が重ならない場合には、金属物Ｉ１，Ｉ２
の透過Ｘ線量は図示するように正しいグラフとなり、こ
れから得られるＸ線吸収係数のグラフも正しいものにな
っている。ただし、ここで、注意が必要なのは、金属物
Ｉ１，Ｉ２は、それぞれ単体でＸ線を吸収してしまい、
その透過Ｘ線量、つまり、その金属物Ｉ１，Ｉ２を透過
して、Ｘ線フィルムや２次元Ｘ線イメージセンサを感光
させるＸ線量は既に「０」となっていることである。When the shadows when X-rays are irradiated do not overlap as in the irradiation turning position [1], the metal objects I1, I2
Is a correct graph as shown, and the graph of the X-ray absorption coefficient obtained therefrom is also correct. However, it should be noted here that the metal objects I1 and I2 alone absorb X-rays,
The transmitted X-ray amount, that is, the X-ray amount that transmits the metal objects I1 and I2 and exposes the X-ray film or the two-dimensional X-ray image sensor is already “0”.

【０００７】一方、照射旋回位置［２］のように、Ｘ線
を照射した場合の影が重なる場合には、金属物Ｉ１，Ｉ
２の透過Ｘ線量は、双方の影が重なった部分について
は、本来、それだけ吸収量が多いので、図に点線で示し
たようなグラフにならなければならないが、すでに、金
属物Ｉ１，Ｉ２の単体でＸ線を吸収してしまって、透過
Ｘ線量は「０」となっているので、得られるグラフは図
１（ａ）［２］の実線のようになってしまう。したがっ
て、このグラフから得られるＸ線吸収係数のグラフも図
１（ｂ）［２］の実線のようになってしまい、本来、得
られるべき点線のようなグラフを得ることができない。On the other hand, when the shadows when X-rays are irradiated overlap, as in the irradiation turning position [2], the metal objects I1, I2
The transmission X-ray dose of No. 2 has to be a graph as shown by a dotted line in the figure because a portion where both shadows are overlapped originally has a large absorption amount. Since the X-ray is absorbed by itself and the transmitted X-ray dose is “0”, the obtained graph is as shown by the solid line in FIG. 1A [2]. Therefore, the graph of the X-ray absorption coefficient obtained from this graph also becomes a solid line in [2] of FIG. 1B, and a graph like a dotted line which should be obtained cannot be obtained.

【０００８】このような現象によって、Ｘ線投影画像を
フィルター処理し、逆投影して得られたＸ線吸収係数分
布情報の画像で金属物間に発生する像を偽像（アーチフ
ァクト）と呼んでいる。この偽像は、被写体の正しいＸ
線吸収係数分布情報を覆い隠すもので、正しい画像を得
ることができない。したがって、この金属アーチファク
トによる偽像を除くことが、例えば、歯科診療などにお
いて、金属物であるインプラントが施された歯牙を持つ
患者の正しいＸ線吸収係数分布情報を得るために必要で
あった。Due to such a phenomenon, an image generated between metal objects in an image of X-ray absorption coefficient distribution information obtained by filtering an X-ray projection image and back-projecting is called a false image (artifact). I have. This false image shows the correct X of the subject.
This masks the linear absorption coefficient distribution information and cannot obtain a correct image. Therefore, it is necessary to remove false images due to the metal artifact in order to obtain correct X-ray absorption coefficient distribution information of a patient having a tooth with a metal implant in, for example, a dental practice.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のＸ線
ＣＴ撮影が、このような事情にあるのに着目して開発さ
れたもので、インプラントなどがある場合でも、金属ア
ーチファクトによる偽像を除去し、診断に耐え得るＸ線
吸収係数分布情報の画像が得られるＸ線ＣＴ撮影方法と
装置を提案することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been developed in view of the above-mentioned conventional X-ray CT imaging, and even if there is an implant or the like, a false image due to a metal artifact is produced. It is an object of the present invention to propose an X-ray CT imaging method and apparatus capable of removing an image and obtaining an image of X-ray absorption coefficient distribution information that can endure diagnosis.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のＸ線Ｃ
Ｔ撮影方法は、被写体に対して、Ｘ線発生器を旋回させ
てＸ線を照射して得られた原Ｘ線投影画像をフィルタ処
理し逆投影して得られたＸ線吸収係数分布情報の原画像
から金属部分を抽出処理し、その金属部分の計算上の投
影画像を上記原Ｘ線投影画像に重ね合わせた補正Ｘ線投
影画像を再度フィルタ処理し逆投影することによって、
上記被写体のＸ線吸収係数分布情報の画像を得ることを
特徴とする。An X-ray C according to claim 1
In the T imaging method, the original X-ray projection image obtained by rotating the X-ray generator and irradiating the subject with X-rays is filtered and back-projected to obtain X-ray absorption coefficient distribution information. A metal part is extracted from the original image, and a corrected X-ray projection image obtained by superimposing the calculated projected image of the metal part on the original X-ray projection image is again filtered and back-projected,
The image of the X-ray absorption coefficient distribution information of the subject is obtained.

【００１１】この撮影方法は、いったん、従来のＸ線Ｃ
Ｔ撮影方法でＸ線吸収係数分布情報の原画像を得、この
金属アーチファクトによる偽像を含んだ原画像から、閾
値処理、あるいは、微分処理によって、金属部分を抽出
処理して、その位置を算出し、この金属部分について予
め得られたデータを用いて、その正しい投影画像を計算
で求めて、その投影画像を原Ｘ線投影画像に重ね合わせ
て補正Ｘ線投影画像を求め、これの画像を再度フィルタ
処理し逆投影することによって、被写体のＸ線吸収係数
分布情報の画像を得るようにしたものである。[0011] This imaging method uses a conventional X-ray C
An original image of the X-ray absorption coefficient distribution information is obtained by the T imaging method, and a metal part is extracted from the original image including the false image due to the metal artifact by threshold processing or differential processing, and its position is calculated. Then, using the data obtained in advance for the metal part, the correct projected image is obtained by calculation, and the corrected projected image is obtained by superimposing the projected image on the original X-ray projected image. An image of the X-ray absorption coefficient distribution information of the subject is obtained by performing a filtering process and back-projecting again.

【００１２】ここで、重ね合わせの方法は、基本的に
は、両画像を比較して、Ｘ線吸収係数分布情報の大きい
方を選択するという方法で行い、両画像のつなぎ目につ
いては、ズムージングを行ってもよい。Here, the superposition method is basically performed by comparing the two images and selecting the one with the larger X-ray absorption coefficient distribution information, and the smoothing is performed at the joint between the two images. May go.

【００１３】この方法によれば、出願人の実験では、画
像処理の時間は、従来法に比べて約２．５倍かかるが、
複数の金属物、例えば歯科ではインプラント、によって
生じる偽像を効率良く防ぐことができる。According to this method, in the experiment of the applicant, the image processing time is about 2.5 times as long as the conventional method.
False images caused by a plurality of metal objects, such as implants in dentistry, can be efficiently prevented.

【００１４】請求項２に記載のＸ線ＣＴ撮影方法は、請
求項１において、上記Ｘ線発生器を旋回させてＸ線を照
射する際に、その旋回の回転中心を、上記被写体の一部
である撮影すべき局所部位の中心に固定し、Ｘ線発生器
を、その局所部位のみを包含するＸ線コーンビームを局
所照射させながら半回転あるいは１回転させることによ
って、その局所部位のＸ線吸収係数分布情報の画像を得
ることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided an X-ray CT imaging method according to the first aspect, wherein when the X-ray generator is rotated to irradiate X-rays, the rotation center of the rotation is set to a part of the object. Is fixed to the center of the local region to be imaged, and the X-ray generator is rotated by half or one rotation while locally irradiating the X-ray cone beam including only the local region, thereby obtaining the X-ray of the local region. It is characterized in that an image of absorption coefficient distribution information is obtained.

【００１５】この撮影方法は、請求項１の偽像除去方法
に加え、Ｘ線ＣＴ撮影方法にいわゆる局所照射のＸ線Ｃ
Ｔ撮影方法を用いたもので、双方の効果が相乗的に発揮
される。In this imaging method, the so-called local irradiation X-ray C
Since the T imaging method is used, both effects are synergistically exhibited.

【００１６】ここで、局所照射のＸ線ＣＴ撮影方法と
は、その旋回の回転中心を、上記被写体の一部である撮
影すべき局所部位の中心に固定し、Ｘ線発生器からはそ
の局所部位のみを包含するＸ線コーンビームを局所照射
することによって得られたＸ線投影画像をフィルター処
理、逆投影するという方法であり、Ｘ線コーンビームを
局所照射する局所部位については、常に投影データが得
らるが、その局所部位を取り囲む被写体の他の部分につ
いては、局所部位に比べて、Ｘ線コーンビームは旋回に
伴って一時的に透過するだけで、投影データへの影響も
少ないので、逆投影する場合に、局所部位以外の投影デ
ータへの影響を略無視することができるという思想に基
づいている。Here, the X-ray CT imaging method of local irradiation means that the rotation center of the rotation is fixed to the center of a local part to be imaged, which is a part of the subject, and the X-ray generator generates the local rotation. This is a method of filtering and backprojecting an X-ray projection image obtained by locally irradiating an X-ray cone beam that includes only a part. However, as for the other part of the subject surrounding the local part, the X-ray cone beam is only temporarily transmitted along with the rotation and has little effect on the projection data as compared with the local part. In the case of back projection, it is based on the idea that the influence on projection data other than the local part can be substantially ignored.

【００１７】この局所照射のＸ線ＣＴ撮影方法は、それ
に用いるＸ線コーンビームが従来のＸ線ビームに比べ、
その照射範囲が限定され、また、原則として、１旋回、
あるいは半旋回の照射で足りるので、撮影時間が大幅に
短縮でき、被写体のＸ線被爆量を著しく軽減でき、特
に、歯科治療のように、診断等のために必要な断層面画
像の範囲が限定される場合には、有効である。In this method of X-ray CT imaging of local irradiation, an X-ray cone beam used for the method is different from a conventional X-ray beam.
The irradiation range is limited, and in principle, one turn,
Alternatively, since half-turn irradiation is sufficient, the imaging time can be significantly reduced, and the amount of X-ray exposure of the subject can be significantly reduced. In particular, the range of tomographic images required for diagnosis, such as dental treatment, is limited. If it is, it is valid.

【００１８】請求項３に記載のＸ線ＣＴ撮影装置は、Ｘ
線発生器と２次元Ｘ線イメージセンサとを対向配置させ
た旋回アームを有したＸ線撮影手段と、旋回アームの回
転中心を撮影に先立って移動設定可能として、または被
写体を撮影に先立って移動設定可能として、撮影中は、
旋回アームの回転中心を撮影すべき局所部位の中心位置
に固定した状態で旋回アームを旋回駆動する旋回アーム
駆動制御手段と、Ｘ線投影画像を逆投影して、Ｘ線が透
過した物体内部の吸収係数分布情報を画像情報として取
り出す画像処理装置とを備え、上記Ｘ線発生器を旋回さ
せて被写体を包含するＸ線を照射し、得られた原Ｘ線投
影画像を、上記画像処理装置において、フィルタ処理し
逆投影し、得られたＸ線吸収係数分布情報の原画像から
金属部分を抽出処理し、その金属部分の計算上の投影画
像を上記原Ｘ線投影画像に重ね合わせた補正Ｘ線投影画
像を再度フィルタ処理し逆投影することによって、上記
被写体のＸ線吸収係数分布情報の画像を得ることを特徴
とする。[0018] The X-ray CT apparatus according to claim 3 is an X-ray CT apparatus.
X-ray imaging means having a swivel arm in which a ray generator and a two-dimensional X-ray image sensor are arranged to face each other, and the center of rotation of the swivel arm can be set to be moved prior to imaging, or the subject is moved prior to imaging During shooting,
A swivel arm drive control means for driving the swivel arm to swivel while the center of rotation of the swivel arm is fixed at the center position of a local part to be imaged; An image processing device for extracting absorption coefficient distribution information as image information, irradiating the X-ray generator with X-rays including a subject by rotating the X-ray generator, and obtaining the obtained original X-ray projection image in the image processing device. , Filtering and back-projecting, extracting a metal portion from the obtained original image of the X-ray absorption coefficient distribution information, and superimposing the calculated projected image of the metal portion on the original X-ray projected image. The image of the X-ray absorption coefficient distribution information of the subject is obtained by filtering the line projection image again and back-projecting the image.

【００１９】この装置は、請求項１に記載のＸ線ＣＴ撮
影方法を実現する装置であり、請求項１と同様の効果を
発揮する。This apparatus realizes the X-ray CT imaging method according to the first aspect, and has the same effect as the first aspect.

【００２０】請求項４に記載のＸ線ＣＴ撮影装置は、請
求項３において、更に、Ｘ線発生器が放射するＸ線の少
なくとも走査方向の広がりを制限させるＸ線ビーム幅制
限手段を備え、上記Ｘ線発生器を旋回させてＸ線を照射
する際に、その旋回の回転中心を、上記被写体の一部で
ある撮影すべき局所部位の中心に固定し、Ｘ線発生器
を、上記Ｘ線ビーム幅制限手段によってその局所部位の
みを包含するＸ線コーンビームを局所照射させながら半
回転あるいは１回転させることによって、その局所部位
のＸ線吸収係数分布情報の画像を得ることを特徴とす
る。An X-ray CT imaging apparatus according to a fourth aspect of the present invention further comprises an X-ray beam width limiting means for limiting at least the spread of the X-ray emitted by the X-ray generator in the scanning direction, When the X-ray generator is rotated to emit X-rays, the rotation center of the rotation is fixed to the center of a local part to be imaged, which is a part of the subject, and the X-ray generator is rotated by the X-ray generator. An image of the X-ray absorption coefficient distribution information of the local part is obtained by performing a half rotation or one rotation while locally irradiating the X-ray cone beam including only the local part by the line beam width limiting means. .

【００２１】この装置は、請求項２に記載のＸ線ＣＴ撮
影方法を実現する装置であり、請求項２と同様の効果を
発揮する。This apparatus realizes the X-ray CT imaging method according to the second aspect, and has the same effect as the second aspect.

【００２２】[0022]

【発明の実施の形態】以下に、添付図とともに、本発明
の実施の形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【００２３】図１は、本発明のＸ線ＣＴ撮影方法の基本
原理を示している。なお、これより、歯科診療の場合を
例に説明するが、本発明の方法の適用分野は、この分野
に限るものではない。FIG. 1 shows the basic principle of the X-ray CT imaging method of the present invention. In the following, the case of dental care will be described as an example, but the application field of the method of the present invention is not limited to this field.

【００２４】図１（ａ）に示すように、患者の下奥歯の
第７歯Ｓ７、第８歯Ｓ８に金属物であるインプラントＩ
１，Ｉ２が埋設されている場合に、この部分の撮影に本
発明のＸ線ＣＴ撮影方法を適用する例について説明す
る。As shown in FIG. 1A, the implant I which is a metal object is provided on the seventh and eighth teeth S7 and S8 of the lower back teeth of the patient.
An example in which the X-ray CT imaging method of the present invention is applied to imaging of this portion when 1 and I2 are buried will be described.

【００２５】まず、図１（ｂ）に示すように、通常のＸ
線ＣＴ撮影と同様に、これらの被写体Ｏ（Ｓ７，Ｓ８）
に対してＸ線を旋回照射させて原Ｘ線投影画像を得、こ
れをフィルタ処理し逆投影して得られたＸ線吸収係数分
布情報の原画像Ｘ１を得る。この原画像Ｘ１は、上述し
た金属アーチファクトの為、金属物であるインプラント
Ｉ１，Ｉ２の周囲に、その周囲部分を覆い隠すような偽
像を伴った形で得られる。このような原画像Ｘ１では、
診療に用いることができない。First, as shown in FIG.
As in the case of the line CT imaging, these subjects O (S7, S8)
The original X-ray projection image is obtained by rotating and irradiating X-rays to the X-ray, and an original image X1 of the X-ray absorption coefficient distribution information obtained by filtering and back-projecting the image is obtained. The original image X1 is obtained in a form with a false image surrounding the implants I1 and I2, which are metal objects, obscuring the surrounding area due to the metal artifact described above. In such an original image X1,
Cannot be used for medical treatment.

【００２６】そこで、図１（ｃ）に示すように、この原
画像Ｘ１から金属部分だけを抜き出す抽出処理を行う。
これには、金属部分は、他の部分より、Ｘ線吸収係数分
布情報が大きいので、所定の閾値処理をして、金属部分
を抜き出す方法、また、微分処理により、金属部分を抜
き出す方法がある。いずれにしても、このように金属部
分を抜き出して、その埋設位置を算出し、その後に、こ
の金属部分であるインプラントＩ１，Ｉ２についての既
知のデータから、この金属部分の計算上の投影画像ＸＭ
を作成する。Therefore, as shown in FIG. 1C, an extraction process for extracting only the metal portion from the original image X1 is performed.
For this, since the X-ray absorption coefficient distribution information of the metal part is larger than that of the other parts, there is a method of extracting the metal part by performing a predetermined threshold process, and a method of extracting the metal part by differential processing. . In any case, the metal part is extracted in this way, its embedding position is calculated, and thereafter, the calculated projected image XM of the metal part is obtained from the known data on the implants I1 and I2 as the metal part.
Create

【００２７】ついで、画像全体のコントラストが得られ
るように、この投影画像ＸＭの濃度レベルを調整して、
原Ｘ線投影画像に重ね合わせて、図１（ｄ）に示す補正
Ｘ線投影画像Ｘ２を得る。このようにすると、たとえ、
金属物であるインプラントＩ１，Ｉ２が重なるような投
影画像においても、図１０（ａ）に示した点線部分のよ
うな正しい投影画像が得られ、結果、図１０（ｂ）に点
線で示した部分のような正しいＸ線吸収係数分布情報の
画像を得ることができる。Next, the density level of the projected image XM is adjusted so that the contrast of the entire image can be obtained.
A corrected X-ray projection image X2 shown in FIG. 1D is obtained by superimposing on the original X-ray projection image. If you do this,
Even in a projected image in which the implants I1 and I2, which are metal objects, overlap with each other, a correct projected image as shown by a dotted line in FIG. 10A is obtained, and as a result, a portion indicated by a dotted line in FIG. An image of correct X-ray absorption coefficient distribution information as shown in FIG.

【００２８】その結果が、図１（ｅ）に示す、最終的に
得られたＸ線吸収係数分布情報の画像Ｘ３である。The result is the finally obtained image X3 of the X-ray absorption coefficient distribution information shown in FIG.

【００２９】このようにして、画像処理の時間は従来法
に比べ、約２．５倍かかるが、金属アーチファクトによ
る偽像のない、診断に耐える画像を得ることができる。In this way, although the image processing time is about 2.5 times as long as that of the conventional method, it is possible to obtain an image that is durable for diagnosis without false images due to metal artifacts.

【００３０】図２は、本発明の局所照射のＸ線ＣＴ撮影
方法の原理説明図である。この方法は、図１で説明した
金属アーチファクトを除去する補正方法に、さらに、出
願人自ら開発した局所照射を組み合わせたものであり、
ここでは、その局所照射の方法について説明する。FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of the local irradiation X-ray CT imaging method according to the present invention. This method is a combination of the correction method for removing metal artifacts described in FIG. 1 and local irradiation developed by the applicant.
Here, a method of the local irradiation will be described.

【００３１】図２において、１はＸ線発生器、２は２次
元Ｘ線イメージセンサであり、これらは図４，５，６等
で後述する旋回アーム３（ここでは不図示）に対向配置
されている。Ｐは撮影すべき局所部位となる第８歯をそ
れぞれ示しており、Ｓは歯列弓を示している。In FIG. 2, reference numeral 1 denotes an X-ray generator, and 2 denotes a two-dimensional X-ray image sensor. These are arranged to face a revolving arm 3 (not shown here) described later in FIGS. ing. P indicates an eighth tooth serving as a local site to be imaged, and S indicates a dental arch.

【００３２】本発明の撮影方法では、図２に示したよう
に、局所部位Ｐの中心位置Ｐａを旋回アーム３の回転中
心３ａとして、旋回アーム３を等速で旋回させる。この
とき、Ｘ線発生器１は、局所部位Ｐのみを包含する大き
さのビーム幅を有したＸ線コーンビーム１ａを放射する
ので、２次元Ｘ線イメージセンサ２には、拡大率の一定
した局所部位ＰのＸ線投影画像が順次生成される。In the imaging method of the present invention, as shown in FIG. 2, the turning arm 3 is turned at a constant speed with the center position Pa of the local portion P as the rotation center 3a of the turning arm 3. At this time, since the X-ray generator 1 emits the X-ray cone beam 1a having a beam width large enough to include only the local portion P, the two-dimensional X-ray image sensor 2 has a constant magnification. X-ray projection images of the local site P are sequentially generated.

【００３３】２次元Ｘ線イメージセンサとしては、Ｘ線
ＴＦＴ（Thin Film Transistor）センサ、Ｘ線ＭＯＳ
（Metal Oxide Semiconductor）センサ、Ｘ線ＩＩ（Ima
ge Intensifier）カメラ、Ｘ線アモルファスセレンセン
サ、Ｘ線ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ、増
幅器付きＸ線ＣＣＤセンサ（ＸＩＣＣＤ）、ＣｄＺｎＴ
ｅセンサなどを使用する。As a two-dimensional X-ray image sensor, an X-ray TFT (Thin Film Transistor) sensor, an X-ray MOS
(Metal Oxide Semiconductor) sensor, X-ray II (Ima
ge Intensifier) camera, X-ray amorphous selenium sensor, X-ray CCD (Charge Coupled Device) sensor, X-ray CCD sensor with amplifier (XICCD), CdZnT
Use an e-sensor or the like.

【００３４】このようにして撮影されたＸ線投影画像を
コンピュータによってフィルタ処理、逆投影の演算処理
をすれば、局所部位Ｐの内部のＸ線吸収係数分布情報が
画像情報となって取り出されるので、その局所部位Ｐの
任意の断層面を指定し、あるいは予め指定しておけば、
その断層面画像が得られる。If the X-ray projection image thus photographed is subjected to a filtering process and a back projection calculation process by a computer, the X-ray absorption coefficient distribution information inside the local region P is extracted as image information. If an arbitrary tomographic plane of the local site P is specified or specified in advance,
The tomographic plane image is obtained.

【００３５】旋回アーム３（不図示、後述。）は、局所
部位Ｐの中心位置Ｐａに回転中心３ａを固定保持して旋
回する。この際、Ｘ線コーンビーム１ａは、常に局所部
位Ｐのみを包含するように局所照射する。撮影条件に応
じて、局所部位Ｐに対して半周あるいは全周照射すれ
ば、その部分のＸ線吸収係数分布情報の画像が生成でき
る。The turning arm 3 (not shown, described later) turns while the rotation center 3a is fixedly held at the center position Pa of the local site P. At this time, the X-ray cone beam 1a is locally irradiated so as to always include only the local portion P. By irradiating the local site P with a half circumference or a full circumference according to the imaging conditions, an image of the X-ray absorption coefficient distribution information of that part can be generated.

【００３６】図３（ａ）はＸ線発生器１から放射される
Ｘ線コーンビーム１ａ、図３（ｂ）は、従来のＸ線ファ
ンビーム１ａ′を示している。FIG. 3A shows an X-ray cone beam 1a emitted from the X-ray generator 1, and FIG. 3B shows a conventional X-ray fan beam 1a '.

【００３７】このＸ線コーンビーム１ａは、走査方向の
広がり角度θ′が大きく、上下方向の広がりが小さい従
来のＸ線ファンビーム１ａ′に比べて、走査方向の広が
り角度θが小さく、また上下方向に一定の厚みを持って
おり、一度のビーム照射によって撮影すべき局所部位Ｐ
の全体にＸ線を透過させる程度の大きさのビーム束であ
る。The X-ray cone beam 1a has a smaller divergence angle θ in the scanning direction and a smaller divergence angle θ in the scanning direction than the conventional X-ray fan beam 1a 'having a large divergence angle θ' in the scanning direction and a small vertical divergence. Local part P that has a certain thickness in the direction and should be imaged by one beam irradiation
Is a beam bundle large enough to transmit X-rays through the entire surface.

【００３８】Ｘ線コーンビーム１ａは任意の断面形状に
形成できるが、断面形状を矩形に形成して、被写体の一
部にのみＸ線コーンビーム１ａを全周囲から照射した場
合には、図３（ａ）に示したように、Ｘ線コーンビーム
１ａが共通に局所照射される局所部位Ｐは円柱形状にな
るので、その内部のＸ線吸収係数の分布が算出でき、そ
の円柱内部の任意の断面の断層面画像が得られる。ま
た、断面形状を円形に形成して、被写体の一部のみにＸ
線コーンビームを局所照射すれば、Ｘ線コーンビームが
共通に照射された部分は球になるので、その内部のＸ線
吸収係数の分布が算出でき、球内部の任意の断面の断層
面画像が得られる。Although the X-ray cone beam 1a can be formed in an arbitrary cross-sectional shape, when the cross-sectional shape is formed in a rectangular shape and only a part of the subject is irradiated with the X-ray cone beam 1a from all around, FIG. As shown in (a), since the local portion P to which the X-ray cone beam 1a is locally irradiated commonly has a cylindrical shape, the distribution of the X-ray absorption coefficient inside the local portion P can be calculated, and an arbitrary value inside the cylindrical shape can be calculated. A tomographic image of the cross section is obtained. Also, the cross section is formed in a circular shape, and X
When the X-ray cone beam is locally irradiated, the portion commonly irradiated with the X-ray cone beam becomes a sphere, so that the distribution of the X-ray absorption coefficient inside the sphere can be calculated, and a tomographic image of an arbitrary cross section inside the sphere can be obtained. can get.

【００３９】歯科診療に用いる場合、この局所照射のＸ
線ＣＴ撮影方法では、２次元Ｘ線イメージセンサとし
て、例えば、縦１０センチメートル、横１０センチメー
トルの寸法のものを使用し、その場合、この円柱、すな
わち局所部位の直径は５センチメートル、高さが５セン
チメートルとなる。When used in dental practice, the local irradiation X
In the X-ray CT imaging method, for example, a two-dimensional X-ray image sensor having a size of 10 cm in length and 10 cm in width is used. In this case, the diameter of this cylinder, that is, the local portion is 5 cm and the height is 5 cm. Is 5 centimeters.

【００４０】この局所照射のＸ線ＣＴ撮影方法は、Ｘ線
コーンビームは従来のＸ線ビームに比べ、その照射範囲
が限定され、また、原則として、１旋回、あるいは半旋
回の照射で足りるので、撮影時間が大幅に短縮でき、被
写体のＸ線被爆量を著しく軽減でき、特に、歯科治療の
ように、診断等のために必要な断層面画像の範囲が限定
される場合には、有効である。具体的には、その被爆量
は、従来のＣＴ撮影に比べて１／２０〜１／１００程度
に軽減できる。これより、本発明のＸ線ＣＴ撮影装置に
ついて説明する。In this local irradiation X-ray CT imaging method, the irradiation range of the X-ray cone beam is limited as compared with the conventional X-ray beam, and in principle, irradiation of one turn or half turn is sufficient. The imaging time can be greatly reduced, and the amount of X-ray exposure of the subject can be significantly reduced. This is particularly effective when the range of a tomographic image required for diagnosis or the like is limited as in dental treatment. is there. Specifically, the amount of exposure can be reduced to about 1/20 to 1/100 as compared with conventional CT imaging. Hereinafter, the X-ray CT imaging apparatus of the present invention will be described.

【００４１】図４は、本発明のＸ線ＣＴ撮影装置の一例
の基本構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a basic configuration of an example of the X-ray CT apparatus according to the present invention.

【００４２】このＸ線ＣＴ撮影装置２０は、Ｘ線撮影手
段Ａ、Ｘ線ビーム幅調整手段Ｂ、旋回アーム駆動制御手
段Ｃ、画像処理装置Ｄ、表示部Ｅ、被写体保持手段４、
主フレーム１０、操作部１１、操作パネル１２などを備
えている。The X-ray CT imaging apparatus 20 includes X-ray imaging means A, X-ray beam width adjusting means B, turning arm drive control means C, image processing apparatus D, display section E, subject holding means 4,
A main frame 10, an operation unit 11, an operation panel 12, and the like are provided.

【００４３】Ｘ線撮影手段Ａは旋回アーム３を有してお
り、この旋回アーム３は、Ｘ線発生器１と２次元Ｘ線イ
メージセンサ２とを対向した状態で吊り下げ配置してい
る。The X-ray imaging means A has a swing arm 3, and the swing arm 3 suspends and arranges the X-ray generator 1 and the two-dimensional X-ray image sensor 2 in opposition.

【００４４】Ｘ線発生器１は、出射制御スリット８とＸ
線ビームコントローラ８ｂとを備えたＸ線ビーム幅制限
手段Ｂを有しており、Ｘ線管より発射するＸ線ビームを
Ｘ線ビーム幅制限手段Ｂで調整して、所望のビーム幅の
Ｘ線ビームあるいはＸ線コーンビーム１ａを放射できる
ようになっている。The X-ray generator 1 has an emission control slit 8
X-ray beam width limiting means B provided with a X-ray beam controller 8b. The X-ray beam emitted from the X-ray tube is adjusted by the X-ray beam width limiting means B, and the X-ray beam having a desired beam width is adjusted. A beam or an X-ray cone beam 1a can be emitted.

【００４５】一方の２次元Ｘ線イメージセンサ２は、フ
ォトダイオードを２次元配列したＭＯＳイメージセンサ
の上に、光学像を伝送する光ファイバ素子が設置され、
更にその上にＸ線を可視光線に変換するシンチレータ層
を形成した公知の構成のものが採用されている。In one two-dimensional X-ray image sensor 2, an optical fiber element for transmitting an optical image is installed on a MOS image sensor in which photodiodes are two-dimensionally arranged.
Further, a well-known structure in which a scintillator layer for converting X-rays into visible light is formed thereon is employed.

【００４６】旋回アーム３には、ＸＹテーブル３１と昇
降制御モータ３２と回転制御モータ３３とが設けられて
おり、Ｘ軸制御モータ３１ａ、Ｙ軸制御モータ３１ｂを
制御することによって、その回転中心３ａをＸＹ方向に
設定可能とし、昇降制御モータ３２を駆動することによ
って上下に昇降するとともに、撮影時には回転制御モー
タ３３を等速度で駆動させて旋回アーム３を被写体Ｏの
周りに旋回できるように、また同時に昇降できるように
している。この昇降制御モータ３２は、旋回アーム３の
アーム上下位置調整移動手段を構成している。The turning arm 3 is provided with an XY table 31, an elevation control motor 32, and a rotation control motor 33. By controlling the X axis control motor 31a and the Y axis control motor 31b, the rotation center 3a Can be set in the X and Y directions, and can be moved up and down by driving the elevation control motor 32. At the time of photographing, the rotation control motor 33 is driven at a constant speed so that the revolving arm 3 can revolve around the subject O. Also, it is possible to move up and down at the same time. The elevation control motor 32 constitutes an arm vertical position adjustment moving means of the turning arm 3.

【００４７】また、旋回アーム３の回転中心３ａ、つま
り、旋回軸が鉛直に設けられ、旋回アーム３が水平に回
転し、Ｘ線コーンビーム１ａが水平に局所照射されるの
で、装置を占有床面積の少ない縦型として構成すること
ができる。Further, the center of rotation 3a of the swivel arm 3, that is, the swivel axis is provided vertically, the swivel arm 3 rotates horizontally, and the X-ray cone beam 1a is horizontally irradiated locally. It can be configured as a vertical type with a small area.

【００４８】この回転制御モータ３３は、旋回アーム３
の旋回駆動手段を構成しており、サーボモータなどのよ
うに、その回転速度、回転位置を自由に制御することが
できるモータを用い、また、旋回アーム３の回転中心３
ａに軸直結で設置されている。This rotation control motor 33
And a motor capable of freely controlling its rotation speed and rotation position, such as a servomotor, and the rotation center 3 of the rotation arm 3.
a is directly connected to the shaft.

【００４９】したがって、旋回アーム３を等速度回転を
させることができるとともに、その回転位置も時間軸に
沿って知ることができるので、タイミングを合わせて、
２次元Ｘ線イメージセンサ２でＸ線投影画像を取り出す
のに都合がよく、また、芯振れがなく、本発明のＸ線Ｃ
Ｔ撮影方法を有効に実施することができる。Therefore, the turning arm 3 can be rotated at a constant speed, and its rotating position can be known along the time axis.
It is convenient to take out an X-ray projection image with the two-dimensional X-ray image sensor 2, there is no center deviation, and the X-ray C
The T imaging method can be effectively implemented.

【００５０】旋回アーム３の回転中心３ａには、中空部
３ｂが設けられている。このような中空部３ｂを設ける
ためには、回転中心３ａ上に有る関連部品に全て、中空
孔を設ける必要があるが、例えば、回転制御モータ３３
としては、そのために、中空軸を使用したサーボモータ
を使用することができる。A hollow portion 3b is provided at the center of rotation 3a of the swing arm 3. In order to provide such a hollow portion 3b, it is necessary to provide a hollow hole in all the related components on the rotation center 3a.
For that purpose, a servomotor using a hollow shaft can be used.

【００５１】この中空部３ｂは、旋回アーム３に吊り下
げ配置されたＸ線発生器１と２次元Ｘ線イメージセンサ
２と、主フレーム１０側に設けた操作部１１との間の接
続線を配置するためのものである。回転部分に対して、
電気配線を接続する場合、その接続線の配置方法が問題
になるが、このように、旋回アーム３の回転中心３ａを
通して接続線を配置すると、回転による捻じれなどの影
響を最小限にすることができるとともに、配線の美観上
も好ましい効果を得ることができる。The hollow portion 3 b is used to connect a connecting line between the X-ray generator 1 and the two-dimensional X-ray image sensor 2 suspended from the swing arm 3 and the operation unit 11 provided on the main frame 10 side. It is for placing. For the rotating part,
When connecting the electric wiring, the method of arranging the connection lines becomes a problem. In this way, when the connection lines are arranged through the rotation center 3a of the swivel arm 3, the influence such as twisting due to rotation is minimized. In addition to the above, it is possible to obtain a favorable effect on the aesthetic appearance of the wiring.

【００５２】旋回アーム駆動制御手段Ｃは、この実施例
ではＸＹテーブル３１と、昇降制御後モータ３２と、回
転制御モータ３３とを組み合わせて構成されるが、この
ような構成に限られない。最も簡易な構造では、旋回ア
ーム３の中心位置３ａは、手回しハンドルを操作して、
任意の位置に設定できるようにしてもよい。In this embodiment, the swing arm drive control means C is constituted by combining the XY table 31, the motor 32 after the elevation control, and the rotation control motor 33, but the invention is not limited to such an arrangement. In the simplest structure, the center position 3a of the swivel arm 3 is operated by operating a handwheel.
You may enable it to be set to an arbitrary position.

【００５３】また、旋回アーム３の回転中心３ａを水平
方向に移動設定するためのＸＹテーブル３１は、その回
転中心３ａを被写体Ｏの内部のＸ線ＣＴ撮影すべき局所
部位Ｐの中心位置に設定するためのものであるが、次に
述べるような保持手段位置調整機構４１を備えた被写体
保持手段４が設置されている場合には、被写体側で、同
様の調整をすることができるので、必ずしも、設けなく
ともよいものである。Further, the XY table 31 for moving and setting the rotation center 3a of the revolving arm 3 in the horizontal direction sets the rotation center 3a at the center position of the local part P in the subject O to be subjected to X-ray CT imaging. However, if the subject holding means 4 having the holding means position adjusting mechanism 41 described below is installed, the same adjustment can be performed on the subject side, so that it is not always necessary. , Need not be provided.

【００５４】被写体Ｏ（ここでは、人体頭部を例として
説明する。）は、被写体保持手段４のチンレスト４ａに
下顎を載せ、イヤロッド４ｂの先端を両外耳穴に嵌め
て、位置設定されるようになっている。この被写体保持
手段４は、Ｘ軸制御モータ４１ａ、Ｙ軸制御モータ４１
ｂ、Ｚ軸制御モータ４１ｃを備えた保持手段位置調整機
構４１を備え、この保持手段位置調整機構４１によっ
て、上下方向は被写体Ｏの高さに合わせ、左右方向は、
撮影に適した位置に被写体Ｏの位置を設定できるように
なっている。The position of the subject O (here, the human head is described as an example) is set by placing the lower jaw on the chin rest 4a of the subject holding means 4, fitting the tip of the ear rod 4b into both outer ear holes. It has become. The subject holding means 4 includes an X-axis control motor 41a, a Y-axis control motor 41
b, a holding means position adjusting mechanism 41 having a Z-axis control motor 41c is provided. By the holding means position adjusting mechanism 41, the vertical direction is adjusted to the height of the subject O, and the horizontal direction is adjusted.
The position of the subject O can be set to a position suitable for photographing.

【００５５】被写体保持手段４は、それぞれ駆動源とし
てＸ軸制御モータ４１ａ、Ｙ軸制御モータ４１ｂ、Ｚ軸
制御モータ４１ｃをそなえたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸直線移動
テーブルを組み合わせたテーブル（不図示）に載置され
ている。これらのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸直線移動テーブル
は、それぞれ周知のクロスローラガイドや、通常のベア
リングとガイドを組み合わせたものなどで構成され、正
確に直線移動ができるものである。駆動源のモータ４１
ａ〜４１ｃによる、これらのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸直線移動
テーブルの移動は、ラックとピニオン方式や、ボールネ
ジ方式や、通常のネジ軸を用いる方式などを適用できる
が、正確に位置決めできるものが望ましい。The subject holding means 4 is a table (not shown) which combines an X-axis, Y-axis, and Z-axis linear movement table having an X-axis control motor 41a, a Y-axis control motor 41b, and a Z-axis control motor 41c as drive sources. (Shown). These X-axis, Y-axis, and Z-axis linear movement tables are each composed of a well-known cross roller guide, a combination of a normal bearing and a guide, and are capable of accurate linear movement. Drive source motor 41
For the movement of the X-axis, Y-axis, and Z-axis linear movement tables according to a to 41c, a rack and pinion system, a ball screw system, a system using a normal screw shaft, or the like can be applied, but those that can accurately position the table. Is desirable.

【００５６】このような直線移動テーブルと駆動方式を
備えたＸ軸制御モータ４１ａとＹ軸制御モータ４１ｂ
で、被写体水平位置調節手段４２を構成し、また、Ｚ軸
制御モータ４１ｃで、被写体上下位置調節手段４３を構
成している。An X-axis control motor 41a and a Y-axis control motor 41b having such a linear moving table and a driving method are provided.
Thus, the subject horizontal position adjusting means 42 is constituted, and the Z-axis control motor 41c constitutes the subject vertical position adjusting means 43.

【００５７】こうして、被写体Ｏの水平位置を自由に設
定できる被写体水平位置調節手段４２と、被写体Ｏの上
下位置を自由に設定できる被写体上下位置調節手段４３
を備えているので、被写体Ｏの高さに被写体保持手段４
の高さを合わせることができると共に、旋回アーム３の
回転中心３ａに、被写体Ｏの内部の局所部位Ｐの中心位
置Ｐａを合わせるのに便利がよい。Thus, the subject horizontal position adjusting means 42 which can freely set the horizontal position of the subject O, and the subject vertical position adjusting means 43 which can freely set the vertical position of the subject O
The object holding means 4 at the height of the object O
And it is convenient to adjust the center position Pa of the local portion P inside the subject O to the rotation center 3a of the turning arm 3.

【００５８】また、上述したように、旋回アーム３側で
も、その回転中心３ａの位置を移動設定するＸＹテーブ
ル３１と昇降制御モータ３２を備えている場合には、被
写体水平位置調節手段４２は、必ずしも必要なものでは
ない。しかし、まず、被写体Ｏのあらましの位置設定を
被写体水平位置調節手段４２と被写体上下位置調節手段
４３によって行い、その後に、微調整を、旋回アーム３
側のＸＹテーブル３１と昇降制御モータ３２によって行
うという使い方も便利な場合があるので、双方を備えて
もよい。As described above, when the XY table 31 for moving and setting the position of the rotation center 3a and the elevation control motor 32 are also provided on the revolving arm 3 side, the subject horizontal position adjustment means 42 It is not necessary. However, first, the outline position of the subject O is set by the subject horizontal position adjusting means 42 and the subject vertical position adjusting means 43, and then fine adjustment is performed by the turning arm 3
In some cases, it is convenient to use the XY table 31 and the elevation control motor 32 on both sides, so both may be provided.

【００５９】また、被写***置調節手段としては、上述
したものの他、被写体Ｏ（ここではその人体頭部を有す
る被検者をさす。）の座っている椅子と共に被写体保持
手段４を移動させて位置設定するという手段も可能であ
る。このようにすると、被検者は、椅子に座った自然な
姿勢を保ったままで、撮影に適切な位置決めがなされる
ので、被検者にとって優しい装置となる画像処理装置Ｄ
は、画像処理解析に高速で作動する演算プロセッサを含
んでおり、２次元Ｘ線イメージセンサ２上に生成された
Ｘ線投影画像を前処理した後、所定の演算処理を実行す
ることによって、Ｘ線を透過させた物体内部の吸収係数
分布情報を算出し、表示装置Ｅに撮影された局所部位Ｐ
の任意の断層面画像や、パノラマ画像を表示させ、また
必要な記憶媒体に画像情報として記憶させる。また、画
像処理装置Ｄは、上述した金属部分の抽出処理、この金
属部分の計算上の投影画像の作成、原Ｘ線投影画像への
重ね合わせなどの処理も行う。In addition to the above-mentioned object position adjusting means, the object holding means 4 is moved by moving the object holding means 4 together with the chair on which the object O (here, the subject having the human head) is sitting. A means of setting is also possible. With this configuration, the subject is appropriately positioned for photographing while maintaining the natural posture of sitting on the chair, so that the image processing apparatus D is a device that is gentle to the subject.
Includes an arithmetic processor that operates at a high speed for image processing analysis. After preprocessing an X-ray projection image generated on the two-dimensional X-ray image sensor 2, the X Calculates the absorption coefficient distribution information inside the object through which the line is transmitted, and calculates the local portion P photographed on the display device E.
Is displayed and image information is stored in a necessary storage medium as image information. The image processing apparatus D also performs the above-described extraction processing of the metal part, creation of a calculated projected image of the metal part, and superposition on the original X-ray projection image.

【００６０】表示装置Ｅには、撮影した局所部位Ｐの立
体斜視図をＸＹＺ方向にそれぞれ回転可能に予め表示さ
せておき、その画面において、術者などが診断したい断
層面を指定することによって、その断層面画像が表示さ
れるようになっているので、希望する断層面の選択に便
利であり、被写体Ｏの局所部位Ｐとして撮影された前
顎、後顎、歯牙などの内部の状態が正確に判断できる。A three-dimensional perspective view of the captured local region P is displayed on the display device E in advance so as to be rotatable in the XYZ directions, and an operator or the like designates a tomographic plane to be diagnosed on the screen. Since the tomographic plane image is displayed, it is convenient to select a desired tomographic plane, and the internal state of the front jaw, rear jaw, teeth, etc. photographed as the local portion P of the subject O can be accurately determined. Can be determined.

【００６１】主フレーム１０は、この装置２０全体を支
持している構造体で、その詳細は後述する。操作部１１
は、この装置２０全体を制御し、かつ、操作パネル１２
からの入力を受けて、種々の設定制御司令を行うもので
ある。The main frame 10 is a structure that supports the entire device 20 and will be described later in detail. Operation unit 11
Controls the entire device 20 and operates the operation panel 12.
And performs various setting control commands in response to an input from the user.

【００６２】操作パネル１２は、装置２０の必要な設定
のための入力や、操作をするためのものであって、その
詳細は後述する。The operation panel 12 is used for inputting necessary settings of the apparatus 20 and for performing operations, and details thereof will be described later.

【００６３】このような構成によって、この装置２０
は、本発明のＸ線ＣＴ撮影方法や、局所照射のＸ線ＣＴ
撮影方法を実現することができる。With this configuration, this device 20
Is an X-ray CT imaging method according to the present invention, and an X-ray CT for local irradiation.
A shooting method can be realized.

【００６４】図５は本発明のＸ線ＣＴ撮影装置の一例の
外観正面図、図６はその外観側面図である。これより、
すでに説明した部分については、同一の符号を付して、
重複説明を省略する。FIG. 5 is an external front view of an example of the X-ray CT apparatus according to the present invention, and FIG. 6 is an external side view thereof. Than this,
The parts already described are given the same reference numerals,
A duplicate description is omitted.

【００６５】Ｘ線ＣＴ撮影装置２０は、門型の非常に剛
性の高い構造体である主フレーム１０を全体の支持体と
して構成されている。The X-ray CT apparatus 20 has a main frame 10 which is a gate-shaped and extremely rigid structure as a whole support.

【００６６】この主フレーム１０は、Ｘ線発生器１と２
次元Ｘ線イメージセンサ２とを対向した状態で吊り下げ
配置した旋回アーム３を回転可能に支持するアーム１０
ａ、このアーム１０ａの旋回アーム３支持部付近の左右
サイドを、旋回アーム３の回転による振れ防止の為に固
定している１対の横ビーム１０ｂ、この横ビーム１０ｂ
を支えている一対の縦ビーム１０ｃ、アーム１０ａを固
定載置しているコラム１０ｄ、コラム１０ｄと一対の縦
ビーム１０ｃが固定載置され、この装置２０全体の基礎
となっているベース１０ｅから構成されている。The main frame 10 includes X-ray generators 1 and 2
Arm 10 that rotatably supports a swing arm 3 that is suspended and arranged in a state of facing the two-dimensional X-ray image sensor 2
a, a pair of horizontal beams 10b fixing the left and right sides of the arm 10a near the support portion of the swivel arm 3 in order to prevent vibration due to rotation of the swivel arm 3;
And a column 10d on which the arm 10a is fixedly mounted, a column 10d and a pair of the vertical beams 10c are fixedly mounted, and a base 10e which is the basis of the entire apparatus 20 is constituted. Have been.

【００６７】この主フレーム１０を構成する部材は、そ
れぞれ、剛性の高い鋼鉄材が用いられ、また、適宜、筋
交いや、角補強部材が設けられて変形に強いものとなっ
ている。また、特に、旋回アーム３を回転支持するアー
ム１０ａは、それ自身、剛性の高いものとなっている
が、さらに、その回転支持部には、回転振れ防止のため
の１対の横ビーム１０ｂ、縦ビーム１０ｃが設けられ、
回転時に、旋回アーム３の回転中心３ａが変動しないよ
うになっている。The members constituting the main frame 10 are each made of a high-rigidity steel material, and are provided with bracing and corner reinforcing members as appropriate to be resistant to deformation. Further, in particular, the arm 10a for rotatably supporting the swing arm 3 itself has high rigidity. Further, a pair of lateral beams 10b, A vertical beam 10c is provided,
During rotation, the rotation center 3a of the turning arm 3 does not fluctuate.

【００６８】このように主フレーム１０は、旋回アーム
３の旋回振れが生じないような構造体としているので、
特に、旋回振れがないことが要求される局所照射のＸ線
ＣＴ撮影装置としてふさわしい。As described above, the main frame 10 has a structure in which the swinging motion of the swing arm 3 does not occur.
In particular, it is suitable as a local irradiation X-ray CT imaging apparatus which is required to be free from turning vibration.

【００６９】なお、主フレームは、剛性の高い構造とで
きるならば、横ビーム１０ｂや、縦ビーム１０ｃは不要
としてもよい。If the main frame can have a structure with high rigidity, the horizontal beam 10b and the vertical beam 10c may not be necessary.

【００７０】操作パネル１２は、主フレーム１０の一方
の縦ビーム１０ｃの反コラム１０ｄ側の表面で、術者
が、立位で操作がし易いような位置に設けられている。The operation panel 12 is provided on the surface of one of the longitudinal beams 10c of the main frame 10 on the side opposite to the column 10d, at a position where the operator can easily perform an operation while standing.

【００７１】図７は、本発明のＸ線ＣＴ撮影装置の操作
パネルの一例を示す正面図である。FIG. 7 is a front view showing an example of the operation panel of the X-ray CT imaging apparatus according to the present invention.

【００７２】この操作パネル１２は、まず、Ｘ線ＣＴ撮
影装置の撮影モードを選択するための選択スイッチ９を
備え、この選択スイッチ９は、互いに排他的に切り替え
られる通常のＣＴ撮影モードスイッチ９ａと、局所照射
のＣＴ撮影モードスイッチ９ｂとから構成され、通常の
ＣＴ撮影モードスイッチ９ａを操作したときには、通常
のＸ線ＣＴ撮影方法により、被写体全体のＸ線吸収係数
分布情報の画像を生成する撮影モードとなり、局所照射
のＣＴ撮影モードスイッチ９ｂを操作したときには、局
所照射のＸ線ＣＴ撮影方法により、被写体の局所部位の
Ｘ線吸収係数分布情報の画像を生成するモードとなる。The operation panel 12 is provided with a selection switch 9 for selecting an imaging mode of the X-ray CT imaging apparatus. The selection switch 9 is provided with a normal CT imaging mode switch 9a which can be mutually exclusively switched. And a local irradiation CT imaging mode switch 9b. When the normal CT imaging mode switch 9a is operated, imaging for generating an image of the X-ray absorption coefficient distribution information of the entire subject by a normal X-ray CT imaging method. When the mode is set and the local irradiation CT imaging mode switch 9b is operated, the local irradiation X-ray CT imaging method is used to generate an image of the X-ray absorption coefficient distribution information of the local part of the subject.

【００７３】なお、このような選択スイッチ９を設ける
かわりに、２次元Ｘ線イメージセンサ２として使用する
センサをカセット式にしておき、このカセットを、通常
のＸ線ＣＴ撮影方法と、局所照射の方法とで、異なるも
のとしておき、カセットの入れ替えによって、通常ＣＴ
撮影モードと、局所照射ＣＴ撮影モードとを切り替える
こともできる。Instead of providing such a selection switch 9, the sensor used as the two-dimensional X-ray image sensor 2 is of a cassette type, and this cassette is used for the ordinary X-ray CT imaging method and the local irradiation. Method, and by changing the cassette, the normal CT
It is also possible to switch between the imaging mode and the local irradiation CT imaging mode.

【００７４】選択スイッチ９の下には、被写体選択スイ
ッチ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが設けられている。これら
の被写体選択スイッチ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、その
下側に設けられた歯位置選択スイッチ１２ｄ〜１２ｇと
組み合わせて使用され、撮影モードに対応して、所定の
位置に被写体保持手段４（図８参照）を位置付けるため
に用いる。スイッチ１２ａは被写体Ｏが小さい子供のと
き、スイッチ１２ｂは被写体Ｏが普通の子供のとき、ス
イッチ１２ｃは被写体Ｏが大人のときに操作する。Below the selection switch 9, subject selection switches 12a, 12b, and 12c are provided. These subject selection switches 12a, 12b, and 12c are used in combination with tooth position selection switches 12d to 12g provided below the subject selection switches 12a, 12b, and 12c. See) for positioning. The switch 12a is operated when the subject O is a small child, the switch 12b is operated when the subject O is a normal child, and the switch 12c is operated when the subject O is an adult.

【００７５】スイッチ１２ｄ、１２ｅは、局所照射の場
合に用いられ、撮影する局所部位Ｐが、上顎歯か、下顎
歯かを選択するもので、スイッチ１２ｄを操作すると、
上顎歯が選択され、スイッチ１２ｅを操作すると下顎歯
が選択される。スイッチ１２ｆ、１２ｇは、撮影する局
所部位の左右を選択するためのもので、スイッチ１２ｆ
を操作すると左顎歯が、スイッチ１２ｇを操作すると右
顎歯が選択される。The switches 12d and 12e are used in the case of local irradiation, and are used to select whether the local site P to be photographed is the upper teeth or the lower teeth. When the switch 12d is operated,
When the upper teeth are selected and the switch 12e is operated, the lower teeth are selected. The switches 12f and 12g are used to select the left and right of the local region to be imaged.
Is operated, the left jaw is selected, and when the switch 12g is operated, the right jaw is selected.

【００７６】その下の位置スイッチ１２ｈ〜１２ｋは、
撮影する局所部位Ｐのさらに詳しい位置を選択するため
のもので、スイッチ１２ｈを操作すると、歯列弓Ｓの対
称軸線Ｌｏを基準にして、第１、２番目の歯が選択さ
れ、スイッチ１２ｉを操作すると、第３、４番目の歯が
選択され、スイッチ１２ｊを操作すると、第５、６番目
の歯が選択され、スイッチ１２ｋを操作すると、第７、
８番目の歯が選択される。The lower position switches 12h to 12k are:
When the switch 12h is operated, the first and second teeth are selected based on the axis of symmetry Lo of the dental arch S, and the switch 12i is selected by operating the switch 12h. When operated, the third and fourth teeth are selected. When the switch 12j is operated, the fifth and sixth teeth are selected. When the switch 12k is operated, the seventh and fourth teeth are selected.
The eighth tooth is selected.

【００７７】その下の調整スイッチ１２ｌ〜１２ｓは、
旋回アーム３の位置調整、あるいは、被写体保持手段４
の位置調整をするためのものである。The lower adjustment switches 12l to 12s are
Adjusting the position of the swing arm 3 or the object holding means 4
This is for adjusting the position.

【００７８】スイッチ１２ｌを操作すると、調整対象と
して、旋回アーム３が選択され、スイッチ１２ｍを操作
すると、調整対象として、被写体保持手段４が選択され
る。When the switch 121 is operated, the turning arm 3 is selected as an object to be adjusted. When the switch 12m is operated, the object holding means 4 is selected as an object to be adjusted.

【００７９】スイッチ１２ｌを操作した場合に、スイッ
チ１２ｎ、１２ｏを操作すると、昇降制御モータ３２が
駆動され、旋回アーム３が上下に昇降し、スイッチ１２
ｐ、１２ｑを操作するとＸ軸制御モータ３１ａが駆動さ
れ、旋回アーム３が左右に移動し、スイッチ１２ｒ１２
ｓを操作するとＹ軸制御モータ３１ｂが駆動され、旋回
アーム３が前後に移動する。When the switches 12n and 12o are operated when the switch 12l is operated, the elevation control motor 32 is driven, and the swing arm 3 is moved up and down.
When p and 12q are operated, the X-axis control motor 31a is driven, the turning arm 3 moves left and right, and the switch 12r12
When s is operated, the Y-axis control motor 31b is driven, and the turning arm 3 moves back and forth.

【００８０】スイッチ１２ｍを操作した場合に、スイッ
チ１２ｎ、１２ｏを操作すると、保持手段位置調整機構
４１のＺ軸制御モータ４１ｃが駆動され、被写体保持手
段４が上下に昇降し、スイッチ１２ｐ、１２ｑを操作す
るとＸ軸制御モータ４１ａが駆動され、被写体保持手段
４が左右に移動し、スイッチ１２ｒ１２ｓを操作すると
Ｙ軸制御モータ４１ｂが駆動され、被写体保持手段４が
前後に移動する。When the switches 12n and 12o are operated when the switch 12m is operated, the Z-axis control motor 41c of the holding means position adjusting mechanism 41 is driven, the subject holding means 4 is moved up and down, and the switches 12p and 12q are turned on. When operated, the X-axis control motor 41a is driven, the subject holding means 4 moves left and right, and when the switch 12r12s is operated, the Y-axis control motor 41b is driven, and the subject holding means 4 moves back and forth.

【００８１】その下の、インプラント処理スイッチ１２
ｔは、本発明の金属アーチファクト除去処理するか否か
を選択するスイッチである。撮影前に、患者の歯牙に金
属物のないことが明らかな場合には、この処理をする必
要がないので、このスイッチを無しのモードにしておけ
ば、画像処理の時間を節約することができる。The implant processing switch 12 thereunder
t is a switch for selecting whether or not to perform the metal artifact removal processing of the present invention. If it is clear that there is no metal object on the patient's teeth before imaging, there is no need to perform this processing, so if this switch is set to the no mode, image processing time can be saved. .

【００８２】最下段の電源スイッチ１２ｕは、装置２０
全体の電源をオンオフするもので、スタートスイッチ１
２ｖは、撮影スタートスイッチである。The lowermost power switch 12 u is connected to the device 20.
Turn on / off the entire power supply, start switch 1
2v is a shooting start switch.

【００８３】こうして、この操作パネル１２により、Ｘ
線ＣＴ撮影装置２０全体の設定、操作をすることができ
る。Thus, the operation panel 12 allows X
The setting and operation of the entire line CT imaging apparatus 20 can be performed.

【００８４】図８は、本発明のＸ線ＣＴ撮影の撮影手順
を示すフローチャートである。このフローチャートに沿
って、Ｘ線ＣＴ撮影の手順を説明する。FIG. 8 is a flowchart showing an imaging procedure of X-ray CT imaging of the present invention. The procedure of X-ray CT imaging will be described along this flowchart.

【００８５】まず、操作パネル１２の選択スイッチ９に
よって、通常のＣＴ撮影モードか、局所照射のＣＴ撮影
モードかを選択する（Ｓ１）。ついで、インプラント処
理スイッチ１２ｔによって、金属アーチファクト除去処
理の補正をするか否かのモード選択を行う（Ｓ２）。First, the user selects the normal CT imaging mode or the local irradiation CT imaging mode with the selection switch 9 on the operation panel 12 (S1). Next, a mode selection as to whether or not to correct the metal artifact removal processing is performed by the implant processing switch 12t (S2).

【００８６】つぎに、被写体Ｏを、被写体保持手段４の
チンレスト４ａに設定し、旋回アーム３の回転中心３ａ
が、通常のＣＴ撮影モードのときは、被写体Ｏの中心位
置になるように，局所照射のＣＴ撮影モードのときは、
被写体Ｏの局所部位Ｐの中心位置Ｐａになるように設定
し、旋回アーム３の高さを、調整して、Ｘ線発生器１か
ら局所照射されるＸ線コーンビーム１ａの上下高さが、
被写体Ｏあるいは局所部位Ｐになるように設定する（Ｓ
３）。Next, the subject O is set on the chin rest 4a of the subject holding means 4, and the rotation center 3a of the swing arm 3 is set.
However, when in the normal CT imaging mode, in the case of the local irradiation CT imaging mode,
The center position Pa of the local portion P of the subject O is set, and the height of the turning arm 3 is adjusted so that the vertical height of the X-ray cone beam 1a locally irradiated from the X-ray generator 1 becomes
It is set so as to be the subject O or the local site P (S
3).

【００８７】ついで、撮影を開始し、旋回アーム３を撮
影モードに対応させた所定の角度範囲で旋回させなが
ら、Ｘ線を撮影モードに対応させた態様で照射する（Ｓ
４）。Next, X-rays are emitted in a mode corresponding to the radiographing mode while the radiographing is started and the turning arm 3 is rotated in a predetermined angle range corresponding to the radiographing mode (S).
4).

【００８８】ついで、得られた原Ｘ線投影画像をフィル
タ処理し、逆射影を行い，Ｘ線吸収係数分布情報の原画
像をえる（Ｓ５）。ここで、先に設定した補正モード
が、金属アーチファクト処理を行わないモードの場合に
は、その得られた原画像のままで、目的とする画像を生
成し（Ｓ７）、その画像を表示装置Ｅに表示し、必要に
応じて、プリント出力、または、記憶手段に記憶させて
（Ｓ８）、終了する。Then, the obtained original X-ray projection image is subjected to a filtering process and back-projection to obtain an original image of X-ray absorption coefficient distribution information (S5). Here, if the previously set correction mode is a mode in which metal artifact processing is not performed, a target image is generated with the obtained original image as it is (S7), and the image is displayed on the display device E. Is displayed, and if necessary, printed out or stored in the storage means (S8), and the processing is terminated.

【００８９】一方、補正モードが、金属アーチファクト
除去処理を行なうモードの場合には、既に、その補正済
みか否かの判断をして、既に補正済みなら、その補正後
のデータから、Ｘ線吸収係数分布情報の画像を得、表
示、プリント出力、記憶保存などを行う（Ｓ１１，Ｓ
７，Ｓ８）。On the other hand, if the correction mode is a mode in which metal artifact removal processing is performed, it is determined whether or not the correction has already been performed. If the correction has already been performed, the X-ray absorption data is obtained from the corrected data. An image of the coefficient distribution information is obtained, and display, printout, storage and the like are performed (S11, S11).
7, S8).

【００９０】補正済みでない場合には、上述した金属部
分の抽出処理を行い、金属部分の計算上の投影画像を作
成し、これを原Ｘ線投影画像に重ね合わせて、補正Ｘ線
投影画像を作成し、これを原投影画像として通常の処理
を行わせる（Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ
１１，Ｓ７，Ｓ８）。If the corrected X-ray projection image has not been corrected, the above-described metal portion extraction processing is performed to create a calculated projected image of the metal portion, and this is superimposed on the original X-ray projection image to obtain a corrected X-ray projection image. Then, normal processing is performed using this as an original projection image (S11, S12, S13, S5, S6, S
11, S7, S8).

【００９１】このようにして、この装置２０では、本発
明の金属アーチファクト除去処理をするＸ線ＣＴ撮影
と、しないＸ線ＣＴ撮影、また、通常のＸ線ＣＴ撮影、
局所照射のＸ線ＣＴ撮影のいずれをもすることができ
る。As described above, in this apparatus 20, X-ray CT imaging for performing the metal artifact removal processing of the present invention, non-X-ray CT imaging, and normal X-ray CT imaging can be performed.
Any of local irradiation X-ray CT imaging can be performed.

【００９２】図９は、本発明のＸ線ＣＴ撮影装置の画像
信号処理系を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing an image signal processing system of the X-ray CT apparatus according to the present invention.

【００９３】この処理系は、画像処理装置Ｄを中心と
し、それに接続されたＸ線発生器１、２次元Ｘ線イメー
ジセンサ２、操作パネル１２、表示装置Ｅ、外部記憶手
段Ｆから構成され、画像処理装置Ｄは、制御手段Ｄａ、
フレームメモリＤｂ、 Ａ／Ｄ変換手段Ｄｃを備えてい
る。This processing system is mainly composed of an image processing device D, and is connected to an X-ray generator 1, a two-dimensional X-ray image sensor 2, an operation panel 12, a display device E, and an external storage means F connected thereto. The image processing apparatus D includes control means Da,
A frame memory Db and A / D conversion means Dc are provided.

【００９４】このような画像処理装置Ｄは、たとえば、
画像処理用マイクロプロセッサで構成することができ
る。Such an image processing apparatus D is, for example,
It can be composed of an image processing microprocessor.

【００９５】２次元Ｘ線イメージセンサ２から受けた画
像データは、Ａ／Ｄ変換手段Ｄｃによってデジタル信号
に変換され、デジタル変換された画像データがフレーム
メモリＤｂに格納される。フレームメモリＤｂに格納さ
れた複数の画像データは、演算用メモリＤｄに記憶さ
れ、その記憶された画像データに対して、選択された撮
影モードに対応した所定のフィルタ処理、逆投影、金属
部分の抽出処理、金属部分の投影画像の計算、重ね合わ
せなどの演算処理が行われ、Ｘ線吸収係数分布情報の画
像、あるいは、断層面画像が生成され、表示装置Ｅに表
示され、また、必要に応じて、外部記憶手段Ｆに記憶さ
れる。The image data received from the two-dimensional X-ray image sensor 2 is converted into a digital signal by the A / D converter Dc, and the digitally converted image data is stored in the frame memory Db. The plurality of image data stored in the frame memory Db is stored in the operation memory Dd, and the stored image data is subjected to a predetermined filtering process, a back projection, and a metal portion corresponding to the selected shooting mode. Calculation processing such as extraction processing, calculation of a projected image of a metal part, and superposition is performed, and an image of X-ray absorption coefficient distribution information or a tomographic plane image is generated and displayed on the display device E. Accordingly, it is stored in the external storage means F.

【００９６】この外部記憶手段Ｆとしては、ハードディ
スク装置、光磁気ディスク装置などを用いることができ
る。As the external storage means F, a hard disk device, a magneto-optical disk device, or the like can be used.

【００９７】なお、上記では、歯科などの医療用に、Ｘ
線ＣＴ撮影方法及びＸ線ＣＴ撮影装置を用いる例につい
て説明したが、本発明の方法と装置は、医療分野だけで
なく、一般に、構造体内部の異質物を発見するための非
破壊検査などにおいても、用いられるものである。 ［［局所照射のＸ線ＣＴ撮影方法の原理説明］］図１１
は本発明の局所照射のＸ線ＣＴ撮影方法における投影デ
ータを説明する図、図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本
発明の局所照射のＸ線ＣＴ撮影方法に使用される条件関
数の説明図、図１３は、通常のＸ線ＣＴにおいて解析さ
れる投影データを説明する図、図１４は、通常のＸ線Ｃ
Ｔ撮影方法に用いられる式を表す図、図１５は本発明の
局所照射のＸ線ＣＴ撮影方法に用いられる式を表す図で
ある。In the above description, for medical use such as dentistry, X
Although the example using the X-ray CT imaging method and the X-ray CT imaging apparatus has been described, the method and apparatus of the present invention can be used not only in the medical field but also in general in nondestructive inspection for finding foreign substances inside a structure. Are also used. [[Explanation of principle of local irradiation X-ray CT imaging method]] FIG.
FIG. 12 is a view for explaining projection data in the local irradiation X-ray CT imaging method of the present invention. FIGS. 12A, 12B, and 12C are conditions used in the local irradiation X-ray CT imaging method of the present invention. FIG. 13 is a diagram for explaining a function, FIG. 13 is a diagram for explaining projection data analyzed in a normal X-ray CT, and FIG.
FIG. 15 is a diagram showing an expression used in the T imaging method, and FIG. 15 is a diagram showing an expression used in the local irradiation X-ray CT imaging method of the present invention.

【００９８】これらによって、通常のＸ線ＣＴ撮影方
法、局所照射のＸ線ＣＴ撮影方法について説明する。 ［通常のＸ線ＣＴ撮影方法］今、被写体９をｘｙ座標系
に置いて、傾きθの角度から被写体９の全体にＸ線ビー
ムを照射して、ＸＹ座標系に投影データを生成した場合
（図１３）を考えると、その場合の投影データは図１４
の（式１）、投影データを逆投影したデータは図１４の
コンボリューション法による（式２）で示される。この
ことは従来の解析方法からよく知られている。The ordinary X-ray CT imaging method and the local irradiation X-ray CT imaging method will now be described. [Normal X-ray CT Imaging Method] Now, when the subject 9 is placed in the xy coordinate system, the entire subject 9 is irradiated with an X-ray beam from the angle of the inclination θ, and projection data is generated in the XY coordinate system ( Considering FIG. 13), the projection data in that case is shown in FIG.
(Equation 1), data obtained by back-projecting the projection data is shown by (Equation 2) by the convolution method in FIG. This is well known from conventional analysis methods.

【００９９】ここに、被写体９の断層面を含む平面に固
定座標系ｘＯｙを定義し、この座標（ｘ、ｙ）における
Ｘ線吸収係数の２次元分布情報を原画像として連続２次
元関数ｆ（ｘ、ｙ）で表現する。また、０＜θ＜πのあ
らゆる角度方向θから平行Ｘ線ビームが照射され、被写
体９を透過した後のＸ線強度が投影データとして検出さ
れるものとする。Here, a fixed coordinate system xOy is defined on a plane including the tomographic plane of the subject 9, and the two-dimensional distribution information of the X-ray absorption coefficient at the coordinates (x, y) is used as an original image to form a continuous two-dimensional function f ( x, y). Further, it is assumed that a parallel X-ray beam is emitted from any angle direction θ of 0 <θ <π, and the X-ray intensity after passing through the subject 9 is detected as projection data.

【０１００】この場合において、Ｘ線ビームを透過させ
た被写体９内部の吸収係数の２次元分布情報ｆ（ｘ、
ｙ）は（式３）で求められるので、この積分を計算し、
それを、上下方向であるｚ軸方向に繰り返せば、被写体
９のＸ線の３次元的な吸収係数分布情報が得られる。In this case, the two-dimensional distribution information f (x,
Since y) is obtained by (Equation 3), this integral is calculated, and
By repeating this in the vertical z-axis direction, three-dimensional absorption coefficient distribution information of the X-ray of the subject 9 can be obtained.

【０１０１】このＣＴによる画像再構成といわれる演算
処理は、２次元フーリエ変換法、１・２次元フーリエ変
換法、１次元フーリエ変換法、コンボリューション法が
採用されるが、近時では演算時間を大幅に短縮するた
め、上述したコンボリューション法が広く採用されてお
り、このコンボリューション法によれば、単純な積和と
なる重畳積分と逆投影作業を行うだけでよく、演算が単
純かつ高速で行える。The operation processing called image reconstruction by CT employs a two-dimensional Fourier transform method, a one- and two-dimensional Fourier transform method, a one-dimensional Fourier transform method, and a convolution method. In order to greatly reduce the time, the above-mentioned convolution method is widely adopted. According to this convolution method, it is only necessary to perform superposition integral and backprojection work that are simple multiply-accumulate, and the operation is simple and fast. I can do it.

【０１０２】図１４の（式４）は、ｆ（ｘ、ｙ）をコン
ボリューション法によって求めるものである。なお、図
１４の座標変換式は、ｘＯｙ座標のｘ、ｙ座標と、ＸＯ
Ｙ座標のＸ、Ｙ座標間の座標変換式である。 ［本発明の局所照射のＸ線ＣＴ撮影方法］本発明の通常
の局所照射のＸ線ＣＴ撮影方法では、以上のような従来
手法に対して、図１１で示すように、被写体９の局所部
位ＰのみにＸ線コーンビームを局所照射し、その放射ビ
ーム幅を２ｒとし、図１２で図示し、図１５の（式５）
で示したような条件関数を用いることを特徴とする。(Equation 4) in FIG. 14 finds f (x, y) by the convolution method. It should be noted that the coordinate conversion equation in FIG.
This is a coordinate conversion formula between the X and Y coordinates of the Y coordinate. [X-ray CT Imaging Method of Local Irradiation of the Present Invention] In the X-ray CT imaging method of normal local irradiation of the present invention, as shown in FIG. Only the P is locally irradiated with an X-ray cone beam, and the radiation beam width is set to 2r, which is shown in FIG.
It is characterized by using a conditional function as shown by.

【０１０３】この条件関数（式５）を用いると、被写体
９の局所部位Ｐの逆投影データｑｓ（Ｘ、θ）、被写体
９の局所部位Ｐ以外の逆投影データｑｎ（Ｘ、θ）、被
写体９の全体の逆投影データｑ（Ｘ、θ）の間には、図
１５の（式６）の関係が成立する。なお、（式６−１）
において、第２項は、［−ｒ，ｒ］の区間の大部分で
は、ほぼ「０」になる。Using this condition function (Equation 5), the backprojection data qs (X, θ) of the local part P of the subject 9, the backprojection data qn (X, θ) other than the local part P of the subject 9, The relationship of (Equation 6) in FIG. 15 is established between the entire backprojection data q (X, θ) in FIG. (Equation 6-1)
, The second term is almost “0” in most of the section of [−r, r].

【０１０４】つまり、被写体９の全体の投影データは、
その局所部位Ｐと、その局所部位Ｐの前後の通路となる
その他の部分とを通過する投影データとを積分したもの
に等しいから、逆投影されたそれぞれの逆投影データの
間には、ｑ（Ｘ、θ）＝ｑｓ（Ｘ、θ）＋ｑｎ（Ｘ、
θ）…図１５（式７）の関係が成立し、結果として、図
１５（式８）が導かれる。That is, the entire projection data of the subject 9 is
Since it is equal to the integral of the projection data passing through the local site P and the other part of the path before and after the local site P, q ( X, θ) = qs (X, θ) + qn (X,
θ)... The relationship of FIG. 15 (Equation 7) is established, and as a result, FIG. 15 (Equation 8) is derived.

【０１０５】したがって、局所部位ＰのＸ線吸収係数の
２次元分布情報ｆｓ（ｘ、ｙ）は、被写体９全体のＸ線
吸収係数の２次元分布情報ｆ（ｘ、ｙ）から、局所部位
以外の部分のＸ線吸収係数の２次元分布情報ｆｎ（ｘ、
ｙ）を減算すれば求められる。Therefore, the two-dimensional distribution information fs (x, y) of the X-ray absorption coefficient of the local part P is obtained from the two-dimensional distribution information f (x, y) of the X-ray absorption coefficient of the entire subject 9 except for the local part. The two-dimensional distribution information fn (x,
It can be obtained by subtracting y).

【０１０６】本発明の特徴は、従来のＸ線コーンビーム
を用いたＸ線ＣＴ撮影方法に対して、Ｘ線コーンビーム
の旋回方向のビーム幅を、従来の被写体全体を照射する
ものから、さらに小さくし、Ｘ線コーンビームの被写体
の一部である局所部位だけを局所照射した点にある。こ
のような着想は、Ｘ線ＣＴ撮影の場合には、Ｘ線ビーム
は、被写体全体に照射して撮影するという従来の思想
を、大きく変えるものである。A feature of the present invention is that, unlike the conventional X-ray CT imaging method using an X-ray cone beam, the beam width in the turning direction of the X-ray cone beam is different from the conventional method for irradiating the entire subject. This is because only a local part which is a part of the subject of the X-ray cone beam is locally irradiated. Such an idea greatly changes the conventional idea that, in the case of X-ray CT imaging, an X-ray beam is applied to the entire subject to perform imaging.

【０１０７】この撮影方法は、Ｘ線コーンビームを局所
照射する局所部位については、常に投影データが得らる
が、その局所部位を取り囲む被写体の他の部分について
は、局所部位に比べて、Ｘ線コーンビームは旋回に伴っ
て一時的に透過するだけで、投影データへの影響も少な
く、逆投影する場合に、局所部位以外の投影データへの
影響を略無視することができるという思想に基づいてお
り、上述の条件関数（式５）は、このような思想を、式
として表現したものである。According to this imaging method, projection data is always obtained for a local region where the X-ray cone beam is locally irradiated. However, other portions of the object surrounding the local region are more likely to be projected than the local region. Based on the idea that the line cone beam only transmits temporarily with turning, has little effect on projection data, and when backprojecting, the effect on projection data other than local parts can be almost ignored. The above-mentioned condition function (Equation 5) expresses such an idea as an expression.

【０１０８】換言すれば、２次元分布情報ｆｎ（ｘ、
ｙ）は、誤差成分であり、ｒｅｃｔｓ関数の外側の、つ
まり、ｒｅｃｔｎ関数の信号を示しており、本願発明者
は、発明研究の過程において、この誤差成分を示す２次
元分布情報ｆｎ（ｘ、ｙ）は、ほぼ「０」になるという
知見を見いだしたものである。つまり、本発明による
と、誤差成分は無視することができ、所望の局所部位Ｐ
のみ鮮明に画像再構成ができる。In other words, the two-dimensional distribution information fn (x,
y) is an error component, which indicates a signal outside the rects function, that is, a signal of the rectn function. In the course of the invention research, the inventor of the present application has described two-dimensional distribution information fn (x, y) is a finding that it is almost “0”. That is, according to the present invention, the error component can be ignored and the desired local region P
Only the sharp image can be reconstructed.

【０１０９】また、歯科撮影に応用する場合には、診断
対象として、歯牙やインプラントなどの形状などを分析
するのが主眼であり、これらの部位は、他の組織部位に
比べてＸ線吸収係数の高い部位といえるので、そのＸ線
吸収係数の２次元分布情報ｆｓ（ｘ、ｙ）は、その他の
部分のＸ線吸収係数の２次元分布情報ｆｎ（ｘ、ｙ）に
比べて大きい値となる。したがって、なおさら、鮮明な
断層面画像が生成される。When applied to dental imaging, the main purpose is to analyze the shape of teeth, implants, and the like as diagnostic objects, and these sites have an X-ray absorption coefficient higher than that of other tissue sites. , The two-dimensional distribution information fs (x, y) of the X-ray absorption coefficient is larger than the two-dimensional distribution information fn (x, y) of the X-ray absorption coefficient of the other parts. Become. Therefore, a clearer tomographic plane image is generated even more.

【発明の効果】請求項１に記載のＸ線ＣＴ撮影方法によ
れば、いったん、従来のＸ線ＣＴ撮影方法でＸ線吸収係
数分布情報の原画像を得、この金属アーチファクトによ
る偽像を含んだ原画像から、閾値処理、あるいは、微分
処理によって、金属部分を抽出処理して、その位置を算
出し、この金属部分について予め得られたデータを用い
て、その正しい投影画像を計算で求めて、その投影画像
を原Ｘ線投影画像に重ね合わせて補正Ｘ線投影画像を求
め、これの画像を再度フィルタ処理し逆投影することに
よって、被写体のＸ線吸収係数分布情報の画像を得るよ
うにしたので画像処理の時間は、従来法に比べて約２．
５倍かかるが、複数の金属物、例えば歯科ではインプラ
ント、によって生じる偽像を効率良く防ぐことができ
る。According to the X-ray CT imaging method of the present invention, an original image of the X-ray absorption coefficient distribution information is once obtained by a conventional X-ray CT imaging method, and a false image due to this metal artifact is included. From the original image, threshold processing or differential processing is performed to extract a metal part, calculate its position, and use data obtained in advance for this metal part to calculate the correct projected image by calculation. The corrected X-ray projection image is obtained by superimposing the projection image on the original X-ray projection image, and the image is filtered again and back-projected to obtain an image of the X-ray absorption coefficient distribution information of the subject. Therefore, the time required for image processing is about 2.
Although it takes five times, false images caused by a plurality of metal objects, for example, implants in dentistry can be efficiently prevented.

【０１１０】請求項２に記載のＸ線ＣＴ撮影方法によれ
ば、請求項１の効果に加え、Ｘ線ＣＴ撮影方法にいわゆ
る局所照射のＸ線ＣＴ撮影方法を用いたもので、双方の
効果が相乗的に発揮される。つまり、偽像を効率良く防
ぐことができると共に、撮影時間が大幅に短縮でき、被
写体のＸ線被爆量を著しく軽減でき、特に、歯科治療の
ように、診断等のために必要な断層面画像の範囲が限定
される場合には、有効である。According to the X-ray CT imaging method of the second aspect, in addition to the effect of the first aspect, a so-called local irradiation X-ray CT imaging method is used for the X-ray CT imaging method. Are synergistically exhibited. In other words, false images can be efficiently prevented, the imaging time can be significantly reduced, and the amount of X-ray exposure of the subject can be significantly reduced. Is effective when the range is limited.

【０１１１】請求項３に記載のＸ線ＣＴ撮影装置によれ
ば、請求項１に記載のＸ線ＣＴ撮影方法を実現する装置
であるので、請求項１と同様の効果を発揮する。According to the X-ray CT imaging apparatus of the third aspect, since the apparatus realizes the X-ray CT imaging method of the first aspect, the same effects as those of the first aspect are exhibited.

【０１１２】請求項４に記載のＸ線ＣＴ撮影装置によれ
ば、請求項２に記載のＸ線ＣＴ撮影方法を実現する装置
であるので、請求項２と同様の効果を発揮する。According to the X-ray CT imaging apparatus of the fourth aspect, since it is an apparatus for realizing the X-ray CT imaging method of the second aspect, the same effect as that of the second aspect is exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明のＸ線ＣＴ撮影方法の原理説明図FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of an X-ray CT imaging method according to the present invention.

【図２】本発明の局所照射のＸ線ＣＴ撮影方法の原理説
明図FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of a local irradiation X-ray CT imaging method according to the present invention.

【図３】（ａ）、（ｂ）はＸ線コーンビームとＸ線ファ
ンビームとの対比説明図FIGS. 3A and 3B are explanatory views for comparing an X-ray cone beam and an X-ray fan beam.

【図４】本発明のＸ線ＣＴ撮影装置の一例の基本構成を
示すブロック図FIG. 4 is a block diagram showing a basic configuration of an example of the X-ray CT imaging apparatus of the present invention.

【図５】本発明のＸ線ＣＴ撮影装置の一例の外観正面図FIG. 5 is an external front view of an example of the X-ray CT imaging apparatus of the present invention.

【図６】本発明のＸ線ＣＴ撮影装置の一例の外観側面図FIG. 6 is an external side view of an example of the X-ray CT imaging apparatus of the present invention.

【図７】本発明のＸ線ＣＴ撮影装置の操作パネルの一例
を示す正面図FIG. 7 is a front view showing an example of an operation panel of the X-ray CT imaging apparatus of the present invention.

【図８】本発明のＸ線ＣＴ撮影の撮影手順の一例を示す
フローチャートFIG. 8 is a flowchart illustrating an example of an imaging procedure of X-ray CT imaging according to the present invention.

【図９】本発明のＸ線ＣＴ撮影装置の画像信号処理系を
示すブロック図FIG. 9 is a block diagram showing an image signal processing system of the X-ray CT imaging apparatus of the present invention.

【図１０】Ｘ線ＣＴ撮影における偽像の発生原因の説明
図FIG. 10 is an explanatory diagram of a cause of generation of a false image in X-ray CT imaging.

【図１１】本発明の局所照射のＸ線ＣＴ撮影方法におけ
る投影データを説明する図FIG. 11 is a view for explaining projection data in the local irradiation X-ray CT imaging method of the present invention.

【図１２】本発明の局所照射のＸ線ＣＴ撮影方法に使用
される条件関数の説明図FIG. 12 is an explanatory diagram of a condition function used in the local irradiation X-ray CT imaging method of the present invention.

【図１３】通常のＸ線ＣＴ撮影において解析される投影
データを示す図FIG. 13 is a view showing projection data analyzed in normal X-ray CT imaging.

【図１４】通常のＸ線ＣＴ撮影に用いる式を示す図FIG. 14 is a diagram showing equations used for normal X-ray CT imaging.

【図１５】局所照射のＸ線ＣＴ撮影に用いる式を示す図FIG. 15 is a diagram showing equations used for X-ray CT imaging of local irradiation.

【符号の説明】 １ Ｘ線発生器 １ａ Ｘ線コーンビーム ２ ２次元Ｘ線イメージセンサ ３ 旋回アーム ３ａ 旋回アームの回転中心 ３ｂ 中空部 ３３ 回転制御モータ ４ 被写体保持手段 ４ａ チンレスト ４ｂ イヤロッド ４１ 保持手段調整機構 ４２ 被写体水平位置調節手段 ４３ 被写体上下位置調節手段 ５ アーム上下位置調整手段 ６ 光ビーム照射手段 ８ 出射制御スリット ８ｂ Ｘ線ビームコントローラ ９ 選択スイッチ １０ 主フレーム ２０ Ｘ線ＣＴ撮影装置 Ａ Ｘ線撮影手段 Ｂ Ｘ線ビーム幅制限手段 Ｃ 旋回アーム駆動制御手段 Ｄ 画像処理装置 Ｌ Ｘ線ビーム束 Ｏ 被写体 Ｐ 局所部位 Ｐａ 局所部位の中心位置 Ｓ 歯列弓[Description of Signs] 1 X-ray generator 1a X-ray cone beam 2 2-dimensional X-ray image sensor 3 Revolving arm 3a Revolving center of revolving arm 3b Hollow part 33 Rotation control motor 4 Subject holding means 4a Chin rest 4b Ear rod 41 Holding means adjustment Mechanism 42 Subject horizontal position adjusting means 43 Subject vertical position adjusting means 5 Arm vertical position adjusting means 6 Light beam irradiation means 8 Emission control slit 8b X-ray beam controller 9 Selection switch 10 Main frame 20 X-ray CT imaging apparatus A X-ray imaging means B X-ray beam width limiting means C Rotating arm drive control means D Image processing device L X-ray beam flux O Subject P Local site Pa Local site center position S Dental arch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 正和 京都府京都市伏見区東浜南町680番地 株 式会社モリタ製作所内 Ｆターム(参考） 4C093 AA22 BA16 DA05 EB17 FA13 FA44 FA55 FD05 FE06 FE23 FE30 FF36  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Masakazu Suzuki 680 Higashihama-machi, Fushimi-ku, Kyoto-shi, Kyoto F-term in Morita Manufacturing Co., Ltd. (reference) 4C093 AA22 BA16 DA05 EB17 FA13 FA44 FA55 FD05 FE06 FE23 FE30 FF36

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】被写体に対して、Ｘ線発生器を旋回させて
Ｘ線を照射して得られた原Ｘ線投影画像をフィルタ処理
し逆投影して得られたＸ線吸収係数分布情報の原画像か
ら金属部分を抽出処理し、その金属部分の計算上の投影
画像を上記原Ｘ線投影画像に重ね合わせた補正Ｘ線投影
画像を再度フィルタ処理し逆投影することによって、上
記被写体のＸ線吸収係数分布情報の画像を得ることを特
徴とするＸ線ＣＴ撮影方法。1. An X-ray absorption coefficient distribution information obtained by filtering and back-projecting an original X-ray projection image obtained by turning an X-ray generator on a subject and irradiating the object with X-rays. A metal part is extracted from the original image, and a corrected X-ray projection image obtained by superimposing a calculated projection image of the metal part on the original X-ray projection image is again filtered and back-projected, thereby obtaining the X of the object. An X-ray CT imaging method characterized by obtaining an image of X-ray absorption coefficient distribution information. 【請求項２】請求項１において、 上記Ｘ線発生器を旋回させてＸ線を照射する際に、その
旋回の回転中心を、上記被写体の一部である撮影すべき
局所部位の中心に固定し、Ｘ線発生器を、その局所部位
のみを包含するＸ線コーンビームを局所照射させなが
ら、半回転あるいは１回転させることによって、その局
所部位のＸ線吸収係数分布情報の画像を得ることを特徴
とするＸ線ＣＴ撮影方法。2. The method according to claim 1, wherein, when the X-ray generator is turned to emit X-rays, a center of rotation of the X-ray generator is fixed to a center of a local part to be imaged, which is a part of the subject. Then, the X-ray generator is rotated by a half turn or one turn while locally irradiating an X-ray cone beam including only the local part, thereby obtaining an image of the X-ray absorption coefficient distribution information of the local part. A characteristic X-ray CT imaging method. 【請求項３】Ｘ線発生器と２次元Ｘ線イメージセンサと
を対向配置させた旋回アームを有したＸ線撮影手段と、 旋回アームの回転中心を撮影に先立って移動設定可能と
して、または被写体を撮影に先立って移動設定可能とし
て、撮影中は、旋回アームの回転中心を撮影すべき局所
部位の中心位置に固定した状態で旋回アームを旋回駆動
する旋回アーム駆動制御手段と、 Ｘ線投影画像を逆投影して、Ｘ線が透過した物体内部の
吸収係数分布情報を画像情報として取り出す画像処理装
置とを備え、 上記Ｘ線発生器を旋回させて被写体を包含するＸ線を照
射し、得られた原Ｘ線投影画像を、上記画像処理装置に
おいて、フィルタ処理し逆投影し、得られたＸ線吸収係
数分布情報の原画像から金属部分を抽出処理し、その金
属部分の計算上の投影画像を上記原Ｘ線投影画像に重ね
合わせた補正Ｘ線投影画像を再度フィルタ処理し逆投影
することによって、上記被写体のＸ線吸収係数分布情報
の画像を得ることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影装置。3. An X-ray imaging means having a swivel arm in which an X-ray generator and a two-dimensional X-ray image sensor are arranged to face each other; Arm drive control means for driving the swivel arm while the center of rotation of the swivel arm is fixed at the center position of the local part to be imaged during imaging, so that movement of the swivel arm can be set prior to imaging, and X-ray projection image And an image processing device for back-projecting X-rays and extracting absorption coefficient distribution information inside the object through which X-rays have passed as image information. The original X-ray projection image obtained is filtered and back-projected in the image processing apparatus, a metal part is extracted from the original image of the obtained X-ray absorption coefficient distribution information, and the metal part is projected in a calculation. Picture An X-ray CT imaging apparatus for obtaining an image of X-ray absorption coefficient distribution information of the subject by re-filtering and back-projecting a corrected X-ray projection image obtained by superposing the corrected X-ray projection image on the original X-ray projection image . 【請求項４】請求項３において、 更に、Ｘ線発生器が放射するＸ線の少なくとも走査方向
の広がりを制限させるＸ線ビーム幅制限手段を備え、 上記Ｘ線発生器を旋回させてＸ線を照射する際に、その
旋回の回転中心を、上記被写体の一部である撮影すべき
局所部位の中心に固定し、Ｘ線発生器を、上記Ｘ線ビー
ム幅制限手段によってその局所部位のみを包含するＸ線
コーンビームを局所照射させながら、半回転あるいは１
回転させることによって、その局所部位のＸ線吸収係数
分布情報の画像を得ることを特徴とするＸ線ＣＴ撮影装
置。4. The X-ray generator according to claim 3, further comprising X-ray beam width limiting means for limiting at least the spread of X-rays emitted by the X-ray generator in the scanning direction. When irradiating the object, the rotation center of the rotation is fixed to the center of the local part to be imaged, which is a part of the subject, and the X-ray generator is controlled by the X-ray beam width limiting means to restrict only the local part. Half-turn or 1
An X-ray CT imaging apparatus characterized in that an image of X-ray absorption coefficient distribution information of a local part is obtained by rotating the image.