JP3628154B2

JP3628154B2 - Ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP3628154B2
Application number: JP26720797A
Authority: JP
Inventors: 雅信吉田
Original assignee: J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JPH11104125A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パノラマＸ線撮影機能及び平面断層Ｘ線撮影機能を備えたＸ線撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
歯科診断の分野では、パノラマＸ線撮影機能及び平面断層Ｘ線撮影機能を備えたＸ線撮影装置が広く利用されている。
このＸ線撮影装置は、一般に、床面に固定された支柱と、この支柱から横方向に伸びる支持アームを有する。支持アームには鉛直方向に配置された連結軸と、この連結軸の上端を支持すると共に、連結軸を水平面に沿ってＸ方向とこれと直交するＹ方向に移動させるＸＹ移動機構が設けてある。連結軸の下端部には水平方向に伸びる旋回ユニットの本体がその略中央部で旋回自在に連結されている。また、旋回ユニットの本体の一端側にＸ線発生装置、他端側にＸ線受像装置が対向して設けてある。このように構成されたＸ線撮影装置では、旋回ユニットの本体を旋回させつつ、ＸＹ移動機構により連結軸を所定の曲線軌跡に沿って移動させることにより、歯列弓等の曲面断層のＸ線撮影を行うことができる。このパノラマＸ線撮影の場合には、旋回中はＸ線発生装置とＸ線受像装置を旋回ユニットの本体に対して固定しておけばよい。
【０００３】
しかし、歯牙等の所望部位の平面断面を撮影する平面断層Ｘ線撮影の場合には、Ｘ線撮影装置から照射されたＸ線が平面断層内の同一領域を通過する必要があるため、旋回中にＸ線発生装置とＸ線受像装置を相互に平行な逆方向に移動させるか、旋回ユニットの本体の角度位置に拘わらずＸ線受像装置が一定方向を向くように、旋回ユニットの本体に対してＸ線受像装置を揺動させつつ旋回ユニットを旋回させる必要がある。
【０００４】
従来、Ｘ線受像装置を揺動させることにより平面断層撮影を行うＸ線撮影装置では、鉛直方向に配置された揺動軸の下端にＸ線受像装置を固定する一方、この揺動軸の上端を旋回ユニットの本体に対して回動自在に支持していた。そして、ウォームとウォームホイールからなる伝達機構や、かさ歯車からなる伝達機構等により、揺動用モータの回転力を回転軸に伝達してＸ線受像装置を揺動させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような揺動軸そのものを駆動することによりＸ線受像装置を揺動する方式（ダイレクトドライブ方式）では、旋回ユニットの本体に対するＸ線受像装置の取付剛性が十分でない。また、旋回ユニットの本体の先端が下向きに伸びており、この下向きに伸びた先端部にＸ線受像装置を設ける場合、ダイレクトドライブ方式であると、揺動用モータの配置空間を確保するために、旋回ユニットの本体の先端部を旋回中心側（内側）に膨出させる必要がある。このような膨出部分があると被撮影者が圧迫感を感じることになる。また、揺動軸そのものを駆動軸としてＸ線受像装置を揺動すると、Ｘ線受像装置自体の重量に起因するぶれやがたつきが生じやすく、画像が不鮮明となりやすい。また、荷重負荷により故障の原因となりやすい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、本体と、該本体に被撮影者の被撮影部を挟んで互いに対向するように設けたＸ線発生装置とＸ線受像装置とを備える旋回ユニットと、旋回ユニットを旋回させる旋回機構とを備え、該旋回機構により旋回ユニットを旋回させつつＸ線発生装置からＸ線を照射し、被撮影部を透過したＸ線をＸ線受像装置で受けるようにしたＸ線撮影装置であって、一端が旋回ユニットの本体に回転自在に支持され、他端に上記Ｘ線受像装置が固定された揺動軸と、上記旋回ユニットの本体に収容された揺動用モータと、上記揺動用モータの出力軸と、上記出力軸の回転を上記Ｘ線受像装置に伝達し、上記揺動軸を中心としてＸ線受像装置を揺動させる伝達機構を備えたことを特徴としている。
【０００７】
上記伝達機構は、上記揺動用モータの出力軸に固定された平歯車と、その曲率中心が上記揺動軸の軸線と一致するように上記Ｘ線受像装置に設けた円弧状のラック部とを備えることが好ましい。
【０００８】
具体的には、上記Ｘ線撮影装置では、パノラマＸ線撮影時には、Ｘ線発生装置とＸ線受像装置とが対向状態を維持しつつ被撮影部の周囲を旋回し、平面断層撮影時には、被撮影部の所望の平面断層に対して平行を維持するようにＸ線受像装置が揺動し、かつ、Ｘ線発生装置とＸ線受像装置とが被撮影部の周囲を旋回する。
【０００９】
上記平面断層撮影時には、近接する複数の平面の断層撮影を連続して行うことが好ましい。
【００１０】
【発明の作用及び効果】
本発明にかかるＸ線撮影装置は、揺動用モータの回転力を上記揺動軸を介することなくＸ線受像装置に伝達する伝達機構を設けており、揺動軸はＸ線受像装置を旋回ユニットの本体に対して回転自在に支持する機能のみを有する。よって、上記した従来のダイレクトドライブ方式のものと比較して、旋回ユニットの本体に対するＸ線受像装置の取付剛性が高く、前述したぶれやがたつきが生じにくく、確実に鮮明な画像を得ることができる。また、故障の低減にも資することができる。
さらに、本発明にかかるＸ線撮影装置では、揺動軸とは別個に伝達機構を設けているため、揺動軸に対して旋回中心とは反対側の位置に揺動用モータを配置することができる。また、揺動軸に対して、回転力をＸ線受像装置に伝達する部分を旋回中心の反対側に配置し、揺動用モータを水平に配置しても、充分な余地をもって揺動用モータが旋回中心側に膨出しないようにすることができる。よって、旋回ユニットの本体が、揺動軸に対して旋回中心側に位置する被撮影者に対して与える圧迫感を低減することができる。
さらにまた、平面断層撮影時に、近接する複数の平面の断層撮影を連続して行うようにした場合には、使用者は被撮影部について３次元的情報を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、歯科診断用のＸ線撮影装置１０の外観を示す。このＸ線撮影装置１０は、歯科診療の防Ｘ線室の床面１２に固定されたベース１４と、このベース１４に垂直に固定された支柱１６を有する。支柱１６の上部には昇降ユニット１８が設けてあり、この昇降ユニット１８は図示しない駆動装置により支柱１６に沿って上下移動できるようにしてある。昇降ユニット１８は、メーンフレーム２０と、このメーンフレームの上部と下部からそれぞれ前方に突出した上部フレーム２２と下部フレーム２４とからなり、上部フレーム２２は後述する連結軸を介して旋回ユニット２６の本体２７を支持し、下部フレーム２４は被撮影者の頭部を固定するためのチンレスト（図示せず）等を備えている。
【００１２】
上記昇降ユニット１８の上部フレーム２２には、図２に示すように、Ｘ方向（メーンフレーム２０に対して上部フレーム２２と下部フレーム２４が突出している方向と平行な方向）とＹ方向（水平面上でＸ方向と直交する方向）に移動するＸＹ移動機構１２０を介して鉛直方向に下向きに延びる連結軸２９（図２参照）の上端部が固定されている。
【００１３】
上記ＸＹ移動機構１２０は、上部フレーム２２の下部に固定されたＸ軸用レール部材１２３、Ｘ軸用レール部材１２３に摺動自在に取り付けられたＸ軸用スライド部材１２４、上部フレーム２２に取り付けられたＸ軸用モータ１２５、Ｘ軸用モータ１２５により駆動される螺子軸１２６を備えている。Ｘ軸用スライド部材１２４は螺子軸１２６に螺合しており、Ｘ軸用モータ１２５を駆動すると、その回転方向に応じてＸ軸用スライド部材１２４がＸ軸方向に移動する。
【００１４】
上記Ｘ軸用スライド部材１２４はＹ軸用レール部１２４ａを備え、このＹ軸用レール部１２４ａにはＹ軸用スライド部材２９が摺動自在に取り付けられている。また、Ｘ軸用スライド部材１２４には、Ｙ軸用モータ１３０と、Ｙ軸用モータ１３０により駆動される第２螺子軸１３１が設けてあり、この第２螺子軸１３１にＹ軸用スライド部材１２９が螺合している。よって、Ｙ軸用モータ１３０を駆動すると、その回転方向に応じてＹ軸用スライド部材１２９がＹ軸方向に移動する。
【００１５】
図３に示すように連結軸２９の下端側には、転がり軸受３０を介して旋回ユニット２６の本体２７のハウジング２７ａが固定されており、ハウジング２７ａ内に突出する連結軸２９の下端にはプーリ３２が固定されている。また、本体２７のハウジング２７ａ内には、旋回用モータ３３が固定されており、この旋回用モータ３３の出力軸３３ａにプーリ３４が固定されている。プーリ３２，３４は駆動用タイミングベルト３５により連結されており、旋回用モータ３３が回転すると、旋回ユニット２６は連結軸２９を中心として旋回する。
【００１６】
鉛直方向下向きに延びる旋回ユニット２６の本体２７の両端部には、それぞれＸ線発生装置３７とＸ線受像装置３８が取り付けられており、これらＸ線発生装置３７とＸ線受像装置３８は水平方向に互いに対向している。
【００１７】
上記Ｘ線発生装置３７のハウジング３７ａ内には、Ｘ線発生器を構成するＸ線管３９が収容されている。
一方、Ｘ線受像装置３８のハウジング３８ａ内には、スライド機構４１を介してカセットホルダ４２が摺動可能に支持されており、このカセットホルダ４２にＸ線フィルム（図示せず）を内蔵したフイルムカセット４３が収容されている。このカセットホルダ４２は、ハウジング３８ａ内に収容された駆動モータ４５を作動させると上記スライド機構４１上を移動するようにしてある。また、ハウジング３８ａには二次スリット形状調整機構４６、表示パネル４７、基板４８等が取り付けられている。
【００１８】
Ｘ線受像装置３８のハウジング３８ａの上部には、鉛直方向に配置された揺動軸５０の下端が固定されている。一方、この揺動軸５０の上端側は旋回ユニット２６の本体２７のハウジング２７ａの内部に収容されたすべり軸受５２に支持されている。すなわち、Ｘ線受像装置３８は、揺動軸５０により旋回ユニット２６の本体２７に、図において矢印Ａ１，Ａ２で示すように、揺動軸５０の軸線Ｌを中心として水平面内で揺動自在に連結されている。
【００１９】
また、図３及び図４に示すように、ハウジング３８ａの上部には円弧状部材５５が固定されている。この円弧状部材５５は、その曲率中心ρが上記揺動軸５０の軸線Ｌと一致するように配置されている。また、円弧状部材５５の内側（曲率中心ρ側）にラック５５ａが設けられている。このラック５５ａには平歯車５７が噛み合っている。この平歯車５７は旋回ユニット２６の本体２７内に固定されたＸ線受像装置の揺動用モータ５９の出力軸５９ａに固定されている。
【００２０】
下部フレーム２４内には、図５に示すＣＰＵからなる制御部１５３が収容されてい。この制御部１５３には、レディスイッチ１４９、照射スイッチ１５１、例えばパノラマ又は平面断層撮影の選択を行う撮影モード選択スイッチ１５４から信号が入力されるようになっている。また、この制御部１５３には、Ｘ軸方向位置センサ１３７、Ｙ軸方向位置センサ１３８、旋回ユニット２６の旋回角度センサ１３９、Ｘ線受像装置３８の揺動角度センサ１４２及びカセットホルダ用位置センサ１４７から信号が入力されるようになつている。さらに、制御部１５３には、上記Ｘ線発生器３９の他、Ｘ軸用モータ１２５、Ｙ軸用モータ１３０、旋回ユニット２６の旋回用モータ３３、Ｘ線受像装置３８の揺動用モータ５９及びカセットホルダ用モータ１４５の各駆動回路１５５，１５６，１５７，１５８，１５９が接続されている。制御部１５３は、上記したスイッチやセンサから入力される信号に基づいてＲＯＭからなる記憶部１６０に記憶されたプログラムを実行し、上記モータ３３，５９，１２５，１３０，１４５とＸ線発生器３９を制御する。
【００２１】
このように構成された本実施形態のＸ線撮影装置では、旋回ユニット２６の揺動用モータ５９を駆動すると、平歯車５７及び円弧状部材５５を介して出力軸５９ａの回転がＸ線受像装置３８のハウジング３８ａに伝達され、出力軸５９ａの回転方向に応じてＸ線受像装置３８は、揺動軸５０を中心として旋回ユニット２６の本体２７に対して揺動する。例えば、平面断層撮影を行う場合は、Ｘ線受像装置３８が所望の平面断層に対して平行を維持するように揺動用モータ５９を回転制御して揺動を行う。このように、本実施形態のＸ線撮影装置では、揺動用モータ５９の回転力を揺動軸５０を介することなくＸ線受像装３８置に伝達する伝達機構を設けており、揺動軸５０はＸ線受像装置３８を旋回ユニット２６の本体２７に対して回転自在に支持する機能のみを有する。よって、上記した従来のダイレクトドライブ方式のものと比較して、Ｘ線受像装置３８の旋回ユニット２６の本体２７に対する取付剛性が高くなり、Ｘ線撮像が鮮明となる。
【００２２】
揺動軸５０を揺動用モータで直接駆動する構成とした場合には、揺動用モータの配置空間を確保するために、図３において二点鎖線ａで示すように、旋回ユニット２６の本体２７の先端部を旋回ユニット２６の旋回中心Ｌ’（図２参照）側に膨出させる必要がある。しかし、本実施形態では、上記のように揺動軸５０とは別個の円弧状部材５５及び平歯車５７により旋回ユニット２６の揺動用モータ５９の回転力をＸ線受像装置３８に伝達する構成としているため、旋回ユニット２６の揺動用モータ５９を揺動軸５０に対して旋回中心Ｌ’と反対側に配置することができる。よって、本実施形態では、上記ダイレクトドライブ方式の場合のような膨出部ａを設ける必要がない。また、図１０（Ａ）に示すようにウォームギア２００，２０１を用いたり、図１０（Ｂ）に示すようにラック５５を旋回ユニット２６の本体２７側に向けると共に、これに噛み合うように平歯車２０３を配列して、回転力をＸ線受像装置３８に伝達する部分を揺動軸５０に対して旋回中心Ｌと反対側に配置し、揺動用モータ５９を水平方向に配置するようにしても、同様に膨出部ａを設ける必要がなく、被撮影者の圧迫感を低減することができる。
【００２３】
このＸ線線撮影撮影による平面断層撮影について図６のフローチャート及び図８を参照して説明すると、撮影モード選択スイッチ１５４により平面断層撮影モードを選択し平面断層撮影がスタートし、ステップＳ１において制御部１５３がキー入力の有無を検査し、キー入力があった場合には、ステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、平面断層撮影の位置と断層厚みの入力の有無を判断し、入力があればステップＳ４に移行し、入力がなければステップＳ１に戻る。
【００２４】
ステップＳ４では、レディスイッチ１４９の入力の有無を判断し、入力があればステップＳ５に移行し、入力がない場合はステップＳ１に戻る。ステップＳ５では、旋回ユニット２６の旋回用モータ３３を駆動して、旋回ユニット２６を平面断層撮影位置に対応する角度位置まで旋回させる。ステップＳ６，Ｓ７では、Ｘ軸用モータ１２５、Ｙ軸用モータ１３０を駆動して旋回ユニット２６を平面断層撮影位置に対応する位置に移動させる。さらに、ステップＳ８において、カセットホルダ用モータ１４５を駆動して、カセットホルダを初期位置に移動させる。ステップＳ９では、照射スイッチ１５１がオンされている否かを判断し、オンであればステップＳ１０に移行し、オンでなければステップＳ１に戻る。
【００２５】
ステップＳ１０では、平面断層撮影の撮影回数をカウントするカウンタｎを“０”に設定する。ステップＳ１１からステップＳ１５では、旋回ユニット２６を旋回させると共に、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に移動させて平面断層撮影を行う。この際、被撮影部の所望の平面断層に対して平行を維持するようにＸ線受像装置を揺動させる（ステップＳ１４）。また、カセットホルダを移動させる（ステップＳ１５）。１回の平面断層撮影が終了すると、ステップＳ１６においてカウンタｎを“１”加算し、ステップＳ１７でｎが“３”以上であれば、撮影を終了する。このように本実施形態では平面断層撮影を３回繰り返す。なお、図８に示すように、本実施形態では、この３回の平面断層撮影により、歯列２００に対して互いに平行かつ近接する３つの平面ａ１，ａ２，ａ３についての断層撮影を順に連続して行うようにしている。
【００２６】
このＸ線線撮影装置によるパノラマＸ線撮影について図７のフローチャート及び図９を参照して説明すると、まず、撮影モード選択スイッチ１５４によりパノラマＸ線撮影をモード選択するとパノラマＸ線撮影がスタートし、ステップＳ１０１において制御部１５３がキー入力の有無を検査し、キー入力があった場合には、ステップＳ１０２に移行する。ステップＳ１０２では、レディスイッチ１４９の入力の有無を判断し、入力があればステップＳ１０５に移行し、入力がない場合はステップＳ１０１に戻る。ステップＳ１０５では、旋回ユニット２６の旋回用モータ３３を駆動して、旋回ユニット２６をパノラマＸ線撮影位置に対応する角度位置まで旋回させる。ステップＳ１０６，Ｓ１０７では、Ｘ軸用モータ１２５、Ｙ軸用モータ１３０を駆動して旋回ユニット２６を図９に示すパノラマＸ線撮影の開始位置に移動させる。さらに、ステップＳ１０８において、カセットホルダ用モータ１４５を駆動して、カセットホルダを初期位置に移動させる。ステップＳ１０９では、照射スイッチ１５１がオンされている否かを判断し、オンであればステップＳ１１０に移行し、オンでなければステップＳ１０１に戻る。
【００２７】
ステップＳ１１１からステップＳ１１３では、旋回ユニット２６を旋回させつつ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動させ、かつ、カセットホルダ１１３を移動させて、曲面断層ｂについてのパノラマＸ線撮影を行う。この際、図９に示すように、Ｘ線発生装置３７とＸ線受像装置３８とが対向状態を維持しつつ被撮影部の周囲を旋回する。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能であり、例えば、摩擦ローラ機構、ベルト駆動機構、チェーン駆動機構、クランク機構等によりＸ線受像装置の対して揺動用モータの回転力を伝達する構成としてもよい。
また、Ｘ線受像装置は、Ｘ線フィルムに限定されずＣＣＤセンサやＭＯＳセンサであってもよい。ＣＣＤセンサの場合には、カセットホルダを機械的に移動させる必要はなく、電気的な画像処理により所望の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るＸ線撮影装置を示す斜視図である。
【図２】ＸＹ駆動機構を示す要部断面図である。
【図３】旋回ユニットを示す一部断面正面図である。
【図４】図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図である。
【図５】制御回路を示す概略図である。
【図６】平面断層撮影時の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】パノラマＸ線撮影時の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】平面断層撮影時の動作を示す概略図である。
【図９】パノラマＸ線撮影時の動作を示す概略図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は揺動機構の他の例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
２６旋回ユニット
２７本体
３７Ｘ線発生装置
３８Ｘ線受像装置
４２カセットホルダ
４３フィルムカセット
５０揺動軸
５５円弧状部材
５５ａラック部
５７平歯車
５９揺動用モータ
５９ａ出力軸

Claims

本体と、該本体に被撮影者の被撮影部を挟んで互いに対向するように設けたＸ線発生装置とＸ線受像装置とを備える旋回ユニットと、旋回ユニットを旋回させる旋回機構とを備え、該旋回機構により旋回ユニットを旋回させつつＸ線発生装置からＸ線を照射し、被撮影部を透過したＸ線をＸ線受像装置で受けるようにしたＸ線撮影装置であって、
一端が旋回ユニットの本体に回転自在に支持され、他端に上記Ｘ線受像装置が固定された揺動軸と、
上記旋回ユニットの本体に収容された揺動用モータと、
上記揺動用モータの出力軸と、
上記出力軸の回転を上記Ｘ線受像装置に伝達し、上記揺動軸を中心としてＸ線受像装置を揺動させる伝達機構を備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
上記伝達機構は、
上記揺動用モータの出力軸に固定された平歯車と、
その曲率中心が上記揺動軸の軸線と一致するように上記Ｘ線受像装置に設けた円弧状のラック部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
パノラマＸ線撮影時には、Ｘ線発生装置とＸ線受像装置とが対向状態を維持しつつ被撮影部の周囲を旋回し、
平面断層撮影時には、被撮影部の所望の平面断層に対して平行を維持するようにＸ線受像装置が揺動し、かつ、Ｘ線発生装置とＸ線受像装置とが被撮影部の周囲を旋回することを特徴とするＸ線撮影装置請求項１又は請求項２に記載のＸ線撮影装置。
上記平面断層撮影時には、近接する複数の平面の断層撮影を連続して行うことを特徴とする請求項３に記載のＸ線撮影装置。