JP5482848B2 - X-ray imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、被検体の一部分にＸ線を照射してその投影画像を得るＸ線撮像装置に関し、特に、歯顎領域等のＣＴ撮像が可能なＸ線撮像装置に関する。 The present invention relates to an X-ray imaging apparatus that obtains a projection image by irradiating a part of a subject with X-rays, and more particularly to an X-ray imaging apparatus that can perform CT imaging of a tooth and jaw region or the like.
歯科医療の分野では、被検体の一部分（例えば、歯牙領域）の内部状態を確認して治療の方向性を決定するために、Ｘ線撮像装置が不可欠なものとなっている。撮像方法としては、ＣＴ撮像、パノラマ撮像、セファロ撮像が知られており、被検体の種類や撮像の目的に応じて一の撮像方法が選択される。また、現在では、これらの撮像の全てを切り替えて行うことができるＸ線撮像装置も開発されている。 In the field of dentistry, an X-ray imaging apparatus is indispensable for confirming the internal state of a part of a subject (for example, a tooth region) and determining the direction of treatment. As imaging methods, CT imaging, panoramic imaging, and cephalo imaging are known, and one imaging method is selected according to the type of subject and the purpose of imaging. At present, an X-ray imaging apparatus capable of switching all of these imagings has been developed.
Ｘ線撮像装置の一例として、図１に示すＸ線撮像装置は、主に、被検体ＯにＸ線を照射するＸ線照射部３と、被検体Ｏを透過したＸ線を検出するＸ線検出部２と、両端にＸ線照射部３及びＸ線検出部２を対向して有する旋回アーム４と、旋回アーム４を吊下げるアーム駆動部５とを備える。アーム駆動部５は、旋回アーム４の水平移動と水平旋回を行う。被検体Ｏである患者の頭部は、チンレスト等からなる頭部固定部６によって、Ｘ線照射部３とＸ線検出部２の間に位置決めされる（例えば、特許文献１参照）。
なお、本明細書中の用語「水平移動」は設置面７に平行な面内での移動を意味する。また、用語「水平方向」は水平移動の方向を意味する（図１のＸ方向及びＹ方向参照）。
As an example of the X-ray imaging apparatus, the X-ray imaging apparatus shown in FIG. 1 mainly includes an X-ray irradiation unit 3 that irradiates the subject O with X-rays, and an X-ray that detects X-rays transmitted through the subject O. A detection unit 2, a swing arm 4 having an X-ray irradiation unit 3 and an X-ray detection unit 2 facing each other at both ends, and an arm drive unit 5 that suspends the swing arm 4 are provided. The arm drive unit 5 performs horizontal movement and horizontal turning of the turning arm 4. The head of a patient who is the subject O is positioned between the X-ray irradiation unit 3 and the X-ray detection unit 2 by a head fixing unit 6 made of a chin rest or the like (see, for example, Patent Document 1).
The term “horizontal movement” in the present specification means movement in a plane parallel to the installation surface 7. The term “horizontal direction” means the direction of horizontal movement (see the X direction and the Y direction in FIG. 1).
Ｘ線撮像装置１の主要部の構成をより詳細に示したのが図２である。アーム駆動部５は、水平移動機構１３と、当該機構に保持されて水平方向に移動する旋回駆動機構１４と、これらの周りに配置されたカバー１２とを備える。カバー１２には開口部１６が形成されている。また、旋回駆動機構１４と旋回アーム４は、開口部１６を通る旋回軸１５で接続されている。 FIG. 2 shows the configuration of the main part of the X-ray imaging apparatus 1 in more detail. The arm drive unit 5 includes a horizontal movement mechanism 13, a turning drive mechanism 14 that is held by the mechanism and moves in the horizontal direction, and a cover 12 disposed around these mechanisms. An opening 16 is formed in the cover 12. The turning drive mechanism 14 and the turning arm 4 are connected by a turning shaft 15 that passes through the opening 16.
例えば、歯牙領域の一部分についてＣＴ撮像を行う場合、制御部１０１は、入力部１００で入力された撮像条件に基づいて水平移動機構１３を制御し、旋回軸１５の中心軸を被撮像領域の中心（以下、単に「撮像中心」という）に移動させる。そして、旋回駆動機構１４は、撮像中心を中心にＸ線照射部３及びＸ線検出部２を旋回させる。
Ｘ線照射部３は、Ｘ線源１０及び照射面３ａを備える。Ｘ線源１０は、制御部１０１からの指令に基づき、被検体Ｏに向かってＸ線を照射する。Ｘ線検出部２は、センサ１１及び検出面２ａを備え、被検体Ｏを透過してきたＸ線を検出する。センサ１１は検出したＸ線を電気信号に変換して出力し、これを処理することによって最終的に当該被撮像領域のＣＴ画像等が得られる。
The X-ray irradiation unit 3 includes an X-ray source 10 and an irradiation surface 3a. The X-ray source 10 emits X-rays toward the subject O based on a command from the control unit 101. The X-ray detection unit 2 includes a sensor 11 and a detection surface 2a, and detects X-rays transmitted through the subject O. The sensor 11 converts the detected X-rays into electrical signals and outputs them, and finally processes these to obtain a CT image or the like of the imaged region.
一般的なＸ線撮像装置における、撮像中心、Ｘ線源１０、及びセンサ１１の位置関係を図３に示す。通常、限られた大きさのセンサ１１で極力広い範囲の撮像を可能にするために、センサ１１は可能な限り撮像中心に近づけて配置される。また、Ｘ線源１０は、Ｘ線照射部３がアーム駆動部５の支持フレーム５’（図１（Ａ）参照）に衝突しない範囲で、撮像中心から可能な限り遠ざけて配置される。
結果的に、拡大率（＝ＬＤ／ＬＯ）は１．５〜１．６程度となり、被検体ＯはＸ線源１０とセンサ１１の中央よりもセンサ１１寄りに位置する。検出面２ａと照射面３ａで比較しても、検出面２ａは照射面３ａよりも撮像中心の近くに位置する。
FIG. 3 shows the positional relationship among the imaging center, the X-ray source 10 and the sensor 11 in a general X-ray imaging apparatus. Usually, in order to enable imaging of a wide range as much as possible with the sensor 11 having a limited size, the sensor 11 is arranged as close to the imaging center as possible. Further, the X-ray source 10 is arranged as far as possible from the imaging center in a range where the X-ray irradiation unit 3 does not collide with the support frame 5 ′ (see FIG. 1A) of the arm driving unit 5.
As a result, the enlargement ratio (= L D / L O ) is about 1.5 to 1.6, and the subject O is located closer to the sensor 11 than the X-ray source 10 and the center of the sensor 11. Even if the detection surface 2a and the irradiation surface 3a are compared, the detection surface 2a is located closer to the imaging center than the irradiation surface 3a.
したがって、図１１（Ａ）に示すように、Ｘ線検出部２及びＸ線照射部３が旋回軸１５及び中心軸（撮像中心）の周りを旋回すると、検出面２ａの軌跡Ｔ２は照射面３ａの軌跡Ｔ３よりも内側に位置することになる。また、前歯付近を撮像中心とした場合に、Ｘ線検出部２と被検体Ｏは最も接近する。一方、Ｘ線照射部３はＸ線検出部２よりも外側の軌跡Ｔ２を通って旋回するので、Ｘ線照射部３ほど被検体Ｏに接近することはない。 Accordingly, as shown in FIG. 11 (A), the X-ray detector 2 and the X-ray irradiation unit 3 to pivot about the pivot axis 15 and the central axis (imaging center), the trajectory T 2 of the detection surface 2a is irradiated surface 3a will be located inside the track T 3 in. Further, when the vicinity of the front teeth is the imaging center, the X-ray detection unit 2 and the subject O are closest. On the other hand, since the X-ray irradiation unit 3 turns through the trajectory T 2 outside the X-ray detection unit 2, the X-ray irradiation unit 3 does not approach the subject O as much as the X-ray irradiation unit 3.
ところで、従来のＸ線撮像装置は以下に示す問題を有していた。すなわち、装置全体を小型化するためにＸ線照射部３を撮像中心に近づけて配置すると、それに伴ってＸ線検出部２を被検体Ｏにさらに近づけることになり、Ｘ線検出部２と被検体Ｏ（後頭部）が衝突するおそれがあった。図１１（Ｂ）に示すように、比較的大きな被検体Ｏ’を撮像対象とする場合も同様である。
さらに、従来のＸ線撮像装置では、水平移動機構１３（図２参照）の制御に異常が発生し、旋回軸１５が歯牙領域を超えて外側に移動してしまった図１１（Ｃ）のような場合においても、Ｘ線検出部２と被検体Ｏが衝突するおそれがあった。
Incidentally, the conventional X-ray imaging apparatus has the following problems. That is, when the X-ray irradiation unit 3 is arranged close to the imaging center in order to reduce the size of the entire apparatus, the X-ray detection unit 2 is brought closer to the subject O along with the X-ray detection unit 2 and the subject. There was a risk that the specimen O (occipital region) would collide. As shown in FIG. 11B, the same applies to a case where a relatively large subject O ′ is an imaging target.
Further, in the conventional X-ray imaging apparatus, an abnormality occurs in the control of the horizontal movement mechanism 13 (see FIG. 2), and the turning shaft 15 moves outside beyond the tooth region as shown in FIG. 11C. Even in such a case, the X-ray detection unit 2 and the subject O may collide.
そこで、本発明は、装置全体の小型化を図った場合や、旋回軸の制御に異常が発生した場合においても、撮像中の被検体とＸ線検出部との衝突を防ぐことができ、被検体の安全を確保することができるＸ線撮像装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention can prevent a collision between the subject being imaged and the X-ray detection unit even when the entire apparatus is downsized or when an abnormality occurs in the control of the pivot axis. It is an object to provide an X-ray imaging apparatus that can ensure the safety of a specimen.
上記課題を解決するために、本発明に係るＸ線撮像装置は、
被検体に向かってＸ線を照射するＸ線照射部と、前記被検体を透過した前記Ｘ線を検出するＸ線検出部と、両端に前記Ｘ線照射部及び前記Ｘ線検出部を対向して有する旋回アームと、前記旋回アームを吊下げるアーム駆動部とを備え、前記Ｘ線照射部及び前記Ｘ線検出部を前記被検体の周りで旋回させて撮像を行うＸ線撮像装置であって、前記アーム駆動部は、水平方向に移動可能な旋回駆動機構と、前記旋回駆動機構の周りに配置されたカバーと、前記カバーの一部に形成された開口部を通って前記旋回駆動機構と前記旋回アームとを接続し、前記旋回駆動機構の水平方向の移動を前記旋回アームに伝達する旋回軸とを備え、前記開口部の形状は、前記撮像に必要な前記旋回軸の水平方向の移動範囲に基づいて決定され、前記開口部によって前記移動範囲を超える前記旋回軸の移動が制限されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, an X-ray imaging apparatus according to the present invention provides:
An X-ray irradiation unit that irradiates the subject with X-rays, an X-ray detection unit that detects the X-rays that have passed through the subject, and the X-ray irradiation unit and the X-ray detection unit that face each other An X-ray imaging apparatus that performs imaging by rotating the X-ray irradiation unit and the X-ray detection unit around the subject. The arm drive unit includes a turning drive mechanism movable in the horizontal direction, a cover disposed around the turning drive mechanism, and the turning drive mechanism through an opening formed in a part of the cover. A swivel shaft connected to the swivel arm and transmitting a horizontal movement of the swivel drive mechanism to the swivel arm, and the shape of the opening is a horizontal movement of the swivel axis necessary for the imaging Determined by the range, and by the opening Wherein the movement of the pivot axis exceeds the movement range is restricted.
好ましくは、上記Ｘ線撮像装置は、前記撮像時に、前記旋回軸の中心軸が、前記被検体の歯牙領域内で任意に水平方向に移動する必要がある。 Preferably, in the X-ray imaging apparatus, at the time of imaging, the central axis of the pivot axis needs to arbitrarily move in the horizontal direction within the tooth region of the subject.
好ましくは、上記Ｘ線撮像装置は、前記旋回軸の中心軸である撮像中心を中心とした一定の領域が撮像可能であることを考慮して、前記開口部の輪郭の少なくとも一部を当該開口部の中心寄りにオフセットし、前記開口部の開口面積を前記オフセット前よりも狭くしている。 Preferably, the X-ray imaging apparatus takes at least a part of the contour of the opening in consideration of that a certain region centered on the imaging center that is the central axis of the pivot axis can be imaged. It is offset closer to the center of the part, and the opening area of the opening is made narrower than before the offset.
好ましくは、上記Ｘ線撮像装置は、前記Ｘ線検出部及び前記Ｘ線照射部の旋回角度を２００°〜３００°に制限することにより、前記Ｘ線検出部と前記被検体との衝突を防ぐように構成している。 Preferably, the X-ray imaging apparatus prevents a collision between the X-ray detection unit and the subject by limiting a turning angle of the X-ray detection unit and the X-ray irradiation unit to 200 ° to 300 °. It is configured as follows.
好ましくは、上記Ｘ線撮像装置は、前記旋回角度を制限した場合においても、前記旋回角度を制限しない場合と同じ撮像時間、フレーム数での撮像を可能にする選択機能を備えている。 Preferably, the X-ray imaging apparatus includes a selection function that enables imaging with the same imaging time and number of frames as when the turning angle is not limited even when the turning angle is limited.
本発明に係るＸ線撮像装置によれば、まず、第１の効果として、旋回軸の移動を制限する手段を設けたことにより、水平移動機構の制御に異常が発生した場合における被検体とＸ線検出部の衝突を防ぐことができる。
また、第２の効果として、Ｘ線検出部の旋回角度を制限し、被検体との衝突の危険性が高い部分を避けて旋回するようにしたことにより、被検体とＸ線検出部の衝突を防ぐことができる。
さらに、第３の効果として、Ｘ線検出部の旋回角度を制限した場合においても、画質が悪化するのを防ぐことができる。
According to the X-ray imaging apparatus of the present invention, first, as a first effect, by providing a means for restricting the movement of the pivot axis, the subject and X in the case where an abnormality occurs in the control of the horizontal movement mechanism. Collision of the line detector can be prevented.
As a second effect, the turning angle of the X-ray detection unit is limited to avoid the portion where the risk of collision with the subject is high, so that the collision between the subject and the X-ray detection unit is achieved. Can be prevented.
Furthermore, as a third effect, even when the turning angle of the X-ray detection unit is limited, it is possible to prevent the image quality from deteriorating.
以下、添付図面を参照して、本発明に係るＸ線撮像装置について説明する。 Hereinafter, an X-ray imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、図１を参照して、本実施例に係るＸ線撮像装置の基本構造について説明する。図１はＸ線撮像装置の外観を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図である。
Ｘ線撮像装置１は、ＣＴ撮像、パノラマ撮像、及びセファロ撮像のいずれかを選択して行うことができるものである。ただし、図１を含む各添付図面では、パノラマ撮像、及びセファロ撮像で必要となる構成要素は省略している。
First, the basic structure of the X-ray imaging apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 1A and 1B show the appearance of an X-ray imaging apparatus, where FIG. 1A is a front view and FIG. 1B is a right side view.
The X-ray imaging apparatus 1 can select and perform any one of CT imaging, panoramic imaging, and cephalometric imaging. However, in the accompanying drawings including FIG. 1, components necessary for panoramic imaging and cephalometric imaging are omitted.
Ｘ線撮像装置１は、主に、被検体ＯにＸ線を照射するＸ線照射部３と、被検体Ｏを透過したＸ線を検出するＸ線検出部２と、両端にＸ線照射部３及びＸ線検出部２を対向して有する旋回アーム４と、旋回アーム４を吊下げるアーム駆動部５とを備える。アーム駆動部５は、旋回アーム４の水平移動と水平旋回を行う。アーム駆動部５の支持フレーム５’は支柱８に連結支持され、支柱８に沿って昇降可能となっている。また、被検体Ｏである患者の頭部は、チンレスト等からなる頭部固定部６によって、Ｘ線照射部３とＸ線検出部２の間に位置決めされる。 The X-ray imaging apparatus 1 mainly includes an X-ray irradiation unit 3 that irradiates a subject O with X-rays, an X-ray detection unit 2 that detects X-rays transmitted through the subject O, and X-ray irradiation units at both ends. 3 and a swivel arm 4 having the X-ray detection unit 2 facing each other, and an arm drive unit 5 that suspends the swivel arm 4. The arm drive unit 5 performs horizontal movement and horizontal turning of the turning arm 4. The support frame 5 ′ of the arm drive unit 5 is connected to and supported by the support column 8 and can be moved up and down along the support column 8. Further, the head of the patient who is the subject O is positioned between the X-ray irradiation unit 3 and the X-ray detection unit 2 by a head fixing unit 6 made of a chin rest or the like.
Ｘ線撮像装置１の主要部の構成をより詳細に示したのが図２である。アーム駆動部５は、水平移動機構１３と、当該機構に保持されて水平方向に移動する旋回駆動機構１４と、これらの周りに配置されたカバー１２とを備える。カバー１２の一部には開口部１６が形成されている。また、旋回駆動機構１４と旋回アーム４は、開口部１６を通る旋回軸１５で接続されている。なお、開口部１６の形状については、後で図４を参照して詳細に説明する。 FIG. 2 shows the configuration of the main part of the X-ray imaging apparatus 1 in more detail. The arm drive unit 5 includes a horizontal movement mechanism 13, a turning drive mechanism 14 that is held by the mechanism and moves in the horizontal direction, and a cover 12 disposed around these mechanisms. An opening 16 is formed in a part of the cover 12. The turning drive mechanism 14 and the turning arm 4 are connected by a turning shaft 15 that passes through the opening 16. The shape of the opening 16 will be described in detail later with reference to FIG.
前記の通り、Ｘ線撮像装置１では種々の撮像が可能であるが、そのひとつであるＣＴ撮像を歯牙領域の一部分について行う場合、制御部１０１は、入力部１００で入力された撮像条件に基づいて水平移動機構１３を制御し、旋回軸１５の中心軸１５ａを撮像中心に移動させる。そして、旋回駆動機構１４は、撮像中心を中心にＸ線照射部３及びＸ線検出部２を旋回させる。 As described above, the X-ray imaging apparatus 1 can perform various imaging. When CT imaging, which is one of them, is performed on a part of the tooth region, the control unit 101 is based on the imaging conditions input by the input unit 100. The horizontal movement mechanism 13 is controlled to move the central axis 15a of the turning shaft 15 to the imaging center. Then, the turning drive mechanism 14 turns the X-ray irradiation unit 3 and the X-ray detection unit 2 around the imaging center.
Ｘ線照射部３は、Ｘ線源１０及び照射面３ａを備える。Ｘ線源１０は、制御部１０１からの指令に基づいてＸ線を被検体Ｏに向かって照射する。照射するＸ線としては、ナロービームＸ線及びコーンビームＸ線が選択可能である。Ｘ線検出部２は、センサ１１及び検出面２ａを備え、被検体Ｏを透過してきたＸ線を検出する。センサ１１は、例えばフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）であり、検出したＸ線を電気信号に変換して出力する。 The X-ray irradiation unit 3 includes an X-ray source 10 and an irradiation surface 3a. The X-ray source 10 irradiates the subject O with X-rays based on a command from the control unit 101. Narrow beam X-rays and cone beam X-rays can be selected as the X-rays to be irradiated. The X-ray detection unit 2 includes a sensor 11 and a detection surface 2a, and detects X-rays transmitted through the subject O. The sensor 11 is a flat panel detector (FPD), for example, and converts the detected X-rays into electrical signals and outputs them.
本実施例において、Ｘ線検出部２及びＸ線照射部３は、１７秒間で撮像中心の周りを３６０°旋回する。その間に、センサ１１による透過Ｘ線の検出は５１０回行われる。以下、１回の検出で得られる被撮像領域の断層情報を「フレーム」と称する。
センサ１１で得られた５１０個のフレームは、順次メモリ１０２に格納される。そして、全てのフレームがメモリ１０２に格納されると、フレームは画像再構成部１０３によって再構成され、被撮像領域の再構成画像（ＣＴ画像、パノラマ画像等）として画像表示部１０４に表示される。
In the present embodiment, the X-ray detection unit 2 and the X-ray irradiation unit 3 turn 360 degrees around the imaging center in 17 seconds. In the meantime, transmission X-ray detection by the sensor 11 is performed 510 times. Hereinafter, the tomographic information of the imaging region obtained by one detection is referred to as “frame”.
The 510 frames obtained by the sensor 11 are sequentially stored in the memory 102. When all the frames are stored in the memory 102, the frames are reconstructed by the image reconstruction unit 103 and displayed on the image display unit 104 as reconstructed images (CT images, panoramic images, etc.) of the imaged region. .
撮像中心、Ｘ線源１０、及びセンサ１１の位置関係は、図３に示す通りである。本実施例において、拡大率（＝ＬＤ／ＬＯ）は１．６である。すなわち、被検体Ｏは、Ｘ線源１０とセンサ１１の中央よりもセンサ１１寄りに位置する。検出面２ａと照射面３ａで比較しても、検出面２ａは照射面３ａよりも撮像中心の近くに位置する。 The positional relationship between the imaging center, the X-ray source 10, and the sensor 11 is as shown in FIG. In this example, the enlargement ratio (= L D / L O ) is 1.6. That is, the subject O is located closer to the sensor 11 than the center of the X-ray source 10 and the sensor 11. Even if the detection surface 2a and the irradiation surface 3a are compared, the detection surface 2a is located closer to the imaging center than the irradiation surface 3a.
本実施例に係るＸ線撮像装置では、カバー１２に形成された開口部１６を旋回軸１５の水平移動を制限する手段として積極的に利用し、開口部１６の範囲内でのみ旋回軸１５の水平移動が許容されるようにしている。
図４（Ａ）に示すように、本実施例に係るＸ線撮像装置の開口部１６の形状は、被検体Ｏの歯牙領域の形状に基づいて形成されている。具体的には、開口部１６の形状は、撮像中心（旋回軸１５の中心軸１５ａ）の前歯付近（図４（Ｂ））、左奥歯付近（図４（Ｃ））、及び右奥歯付近（図４（Ｄ））への移動が確保され、かつ極力開口面積が狭くなるように形成されている。
In the X-ray imaging apparatus according to the present embodiment, the opening 16 formed in the cover 12 is actively used as a means for restricting the horizontal movement of the turning shaft 15, and the turning shaft 15 of the turning shaft 15 is only within the range of the opening 16. Horizontal movement is allowed.
As shown in FIG. 4A, the shape of the opening 16 of the X-ray imaging apparatus according to the present embodiment is formed based on the shape of the tooth region of the subject O. Specifically, the shape of the opening 16 is the vicinity of the front teeth (FIG. 4B), the left back teeth (FIG. 4C), and the right back teeth (FIG. 4C) of the imaging center (the center axis 15a of the turning shaft 15). The movement to FIG. 4D is ensured and the opening area is made as narrow as possible.
これにより、図１１（Ｃ）に示すような水平移動機構１３の制御に異常が発生した場合に、旋回軸１５が歯牙領域を超えて外側に移動するのを制限することができ、Ｘ線検出部２と被検体Ｏの衝突を防ぐことができる。 Thereby, when an abnormality occurs in the control of the horizontal movement mechanism 13 as shown in FIG. 11 (C), it is possible to limit the movement of the turning shaft 15 beyond the tooth region and to detect the X-ray. The collision between the unit 2 and the subject O can be prevented.
図５（Ａ）に示すように、線Ｚ−Ｚを撮像中心とした場合のＣＴ撮像では、歯牙領域２０全体のうち、一定の撮像径（例えば、φ３０ｍｍ）を有する円柱状領域２１（以下、「撮像可能領域」という）を一度に撮像することができ、図５（Ｂ）に示すような三次元の再構成画像を得ることができる。また、撮像径を大きくした場合（例えば、φ８０ｍｍ）は、歯牙領域２０のほぼ全域を撮像可能領域２１内に収めることができ、図６（Ａ）に示すような三次元の再構成画像を得ることができる。ＣＴ撮像では、さらに、図６（Ｂ）〜（Ｄ）に示すような断層画像を得ることもできる。 As shown in FIG. 5A, in CT imaging with the line ZZ as the imaging center, a cylindrical region 21 (hereinafter referred to as “φ30 mm”) having a constant imaging diameter (for example, φ30 mm) in the entire tooth region 20. (Referred to as “imageable region”) can be imaged at a time, and a three-dimensional reconstructed image as shown in FIG. 5B can be obtained. Further, when the imaging diameter is increased (for example, φ80 mm), almost the entire tooth region 20 can be accommodated in the imageable region 21, and a three-dimensional reconstructed image as shown in FIG. 6A is obtained. be able to. In CT imaging, tomographic images as shown in FIGS. 6B to 6D can also be obtained.
実施例２に係るＸ線撮像装置は、一定領域の撮像が一度に行えることに基づいて開口部１６の開口面積をさらに狭くし、実施例１に係るＸ線撮像装置では防ぎきれなかったＸ線検出部２と被検体Ｏの衝突をも防ごうとするものである。なお、図１〜図３に示す装置の基本的な構成については実施例１に係るＸ線撮像装置と同一である。また、撮像径としては、φ３０ｍｍ、φ５０ｍｍ、及びφ８０ｍｍが選択可能である。 The X-ray imaging apparatus according to the second embodiment further narrows the opening area of the opening 16 based on the fact that imaging of a certain region can be performed at a time, and the X-ray that cannot be prevented by the X-ray imaging apparatus according to the first embodiment. It is also intended to prevent the collision between the detection unit 2 and the subject O. The basic configuration of the apparatus shown in FIGS. 1 to 3 is the same as that of the X-ray imaging apparatus according to the first embodiment. Moreover, as an imaging diameter, φ30 mm, φ50 mm, and φ80 mm can be selected.
本実施例に係るＸ線撮像装置の開口部１６の形状を図７に示す。
図７（Ａ）では、前歯付近のＣＴ撮像を行う際の旋回軸１５を、被撮像領域が円柱状の撮像可能領域２１からはみ出さない程度に、歯列弓１７で囲まれた領域の内側にオフセットして配置している。同様に、左奥歯付近（図７（Ｂ））、及び右奥歯付近（図７（Ｃ））のＣＴ撮像を行う場合も、旋回軸１５は、被撮像領域が円柱状の撮像可能領域２１からはみ出さない程度に、内側にオフセットして配置することができる。
The shape of the opening 16 of the X-ray imaging apparatus according to the present embodiment is shown in FIG.
In FIG. 7A, the inside of the region surrounded by the dental arch 17 is such that the swivel axis 15 when performing CT imaging near the front teeth does not protrude from the cylindrical imageable region 21. It is offset and arranged. Similarly, when performing CT imaging in the vicinity of the left back tooth (FIG. 7B) and the right back tooth (FIG. 7C), the turning shaft 15 has an imaging area from the imaging area 21 having a cylindrical shape. It can be arranged offset inside so as not to protrude.
結局、本実施例に係るＸ線撮像装置では、ＣＴ撮像等における旋回軸１５の水平移動範囲を制限することにより、開口部１６の輪郭の一部を当該開口部１６の中心寄りにオフセットさせて、開口面積を狭くすることができる。そして、例えば、装置全体の小型化に伴って被検体ＯとＸ線検出部２が近接し、実施例１に係るＸ線撮像装置ではＸ線検出部２と被検体Ｏの衝突を防ぐことができない場合においても、衝突を防ぎ、被検体Ｏの安全を確保することができる。 After all, in the X-ray imaging apparatus according to the present embodiment, by limiting the horizontal movement range of the turning shaft 15 in CT imaging or the like, a part of the outline of the opening 16 is offset toward the center of the opening 16. The opening area can be reduced. For example, the subject O and the X-ray detection unit 2 come close to each other as the entire apparatus is downsized, and in the X-ray imaging apparatus according to the first embodiment, the collision between the X-ray detection unit 2 and the subject O can be prevented. Even when this is not possible, collision can be prevented and the safety of the subject O can be ensured.
なお、図７に示す開口部１６の形状は例示であり、必要に応じて、例えば、図８（Ａ）（Ｂ）に示すような形状に変更することができる。 In addition, the shape of the opening part 16 shown in FIG. 7 is an illustration, For example, it can change into a shape as shown to FIG. 8 (A) (B) as needed.
従来例に係る図１１（Ｂ）に示すように、被検体Ｏ’が比較的大きい場合は、実施例１及び２に係るＸ線撮像装置であっても、Ｘ線検出部２と被検体Ｏ’の衝突を防ぐことはできない。
実施例３に係るＸ線撮像装置は、Ｘ線検出部２及びＸ線照射部３の旋回角度を制限することによって、比較的大きな被検体Ｏ’とＸ線検出部２の衝突を防ごうとするものである。なお、図１〜図３に示す基本的な装置の構成については実施例１に係るＸ線撮像装置と同一である。
As shown in FIG. 11B according to the conventional example, when the subject O ′ is relatively large, the X-ray detection unit 2 and the subject O can be used even in the X-ray imaging apparatus according to the first and second embodiments. Can't prevent 'collisions'.
The X-ray imaging apparatus according to the third embodiment tries to prevent a collision between a relatively large subject O ′ and the X-ray detection unit 2 by limiting the turning angle of the X-ray detection unit 2 and the X-ray irradiation unit 3. To do. The basic apparatus configuration shown in FIGS. 1 to 3 is the same as that of the X-ray imaging apparatus according to the first embodiment.
図１１（Ｂ）を参照して、被検体Ｏ’の周りをＸ線検出部２が３６０°旋回すると、被検体Ｏ’とＸ線検出部２は前歯付近のＣＴ撮像を行う際に最も接近する。そして、被検体Ｏ’が大きくなるにつれて、Ｘ線検出部２が被検体Ｏの後頭部に衝突する危険性が高くなる。
そこで、本実施例に係るＸ線検出部２は、衝突する危険性の高い被検体Ｏ’の後頭部付近を避けるように旋回する。図９（Ａ）に示すように、本実施例における旋回角度は２７０°である。一方、Ｘ線照射部３は被検体Ｏ’を挟んでＸ線検出部２に対向して配置されているので、Ｘ線照射部３の旋回角度も２７０°である。
Referring to FIG. 11B, when the X-ray detection unit 2 rotates 360 ° around the subject O ′, the subject O ′ and the X-ray detection unit 2 are closest when performing CT imaging near the front teeth. To do. As the subject O ′ increases, the risk that the X-ray detection unit 2 collides with the back of the subject O increases.
Therefore, the X-ray detection unit 2 according to the present embodiment turns so as to avoid the vicinity of the back of the subject O ′ having a high risk of collision. As shown in FIG. 9A, the turning angle in this embodiment is 270 °. On the other hand, since the X-ray irradiation unit 3 is disposed to face the X-ray detection unit 2 across the subject O ′, the turning angle of the X-ray irradiation unit 3 is also 270 °.
また、本実施例では、旋回角度に比例して撮像時間とフレーム数とが減少する「ノーマルモード」と、旋回角度が変更されても撮像時間及びフレーム数が変更されない「フルフレームモード」の選択機能を備えている。旋回角度、及びいずれのモードを選択するかは、撮像開始前に入力部１００（図２参照）で指定する。なお、旋回角度３６０°で撮像を行う場合は、１７秒間で５１０個のフレームが得られる。１秒当たりに得られるフレーム数はセンサ１１の性能によって決定され、現在では３０フレーム／秒のものが一般的である。 In this embodiment, the “normal mode” in which the imaging time and the number of frames are reduced in proportion to the turning angle and the “full frame mode” in which the imaging time and the number of frames are not changed even when the turning angle is changed are selected. It has a function. The turning angle and which mode to select are specified by the input unit 100 (see FIG. 2) before the start of imaging. When imaging is performed at a turning angle of 360 °, 510 frames are obtained in 17 seconds. The number of frames that can be obtained per second is determined by the performance of the sensor 11 and is generally 30 frames / second.
図９（Ａ）ではノーマルモードが選択されている。前記の通り、Ｘ線検出部２及びＸ線照射部３の旋回角度は２７０°なので、撮像時間は１７×（２７０／３６０）＝１２．７５秒で、フレーム数は５１０×（２７０／３６０）＝３８２個である。
ノーマルモードによれば、撮像時間が短縮されるので、被検体Ｏの被曝量を低減することができる。しかしながら、このモードではフレーム数が減少するので、再構成後の画質が悪化する。
In FIG. 9A, the normal mode is selected. As described above, since the turning angle of the X-ray detection unit 2 and the X-ray irradiation unit 3 is 270 °, the imaging time is 17 × (270/360) = 12.75 seconds, and the number of frames is 510 × (270/360). = 382.
According to the normal mode, since the imaging time is shortened, the exposure amount of the subject O can be reduced. However, since the number of frames is reduced in this mode, the image quality after reconstruction is deteriorated.
一方、図９（Ｂ）ではフルフレームモードが選択されている。旋回角度は一例として２３０°である。このモードでは、旋回角度に応じて撮像時間及びフレーム数が変更されないので、撮像時間は１７秒、フレーム数は５１０個のままである。
フルフレームモードでは、ノーマルモードのようにフレーム数が減少しないので、制限された旋回角度（２３０°）内で密に撮像を行うことができる。そして、旋回角度が２００°〜３００°以上であれば、経験的に、３６０°旋回して撮像した画像とあまり遜色のない画質の画像を得ることができる。
On the other hand, in FIG. 9B, the full frame mode is selected. As an example, the turning angle is 230 °. In this mode, since the imaging time and the number of frames are not changed according to the turning angle, the imaging time remains 17 seconds and the number of frames remains 510.
In the full frame mode, since the number of frames does not decrease as in the normal mode, it is possible to perform dense imaging within a limited turning angle (230 °). If the turning angle is 200 ° to 300 ° or more, it is possible to empirically obtain an image having an image quality that is not much inferior to the image picked up by turning 360 °.
図１０は、本実施例に係るＸ線撮像装置を用いたＣＴ撮像のフローチャートである。
ＣＴ撮像では、まず、入力部１００を介して撮像条件の入力を行う（ステップＳ１）。撮像条件には、少なくとも、旋回角度と、選択するモード（フルフレームモード／ノーマルモード）が含まれる。
FIG. 10 is a flowchart of CT imaging using the X-ray imaging apparatus according to the present embodiment.
In CT imaging, first, imaging conditions are input via the input unit 100 (step S1). The imaging conditions include at least a turning angle and a mode to select (full frame mode / normal mode).
撮像条件の入力が完了すると、続いて、旋回角度が３６０°であるか否かが判定される（ステップＳ２）。旋回角度が３６０°の場合は、ステップＳ４Ａにおいて標準的な撮像（旋回角度：３６０°、撮像時間：１７秒、フレーム数：５１０個）が行われる。
一方、旋回角度が３６０°未満である場合（例えば、２３０°）は、ステップＳ３において選択されたモードの判定が行われる。そして、ノーマルモードと判定された場合には、２３０°に応じた撮像時間、フレーム数で撮像が行われる（ステップＳ４Ｂ）。フルフレームモードと判定された場合には、１７秒間で５１０個のフレームを得る撮像が行われる（ステップＳ４Ｃ）。
When the input of the imaging conditions is completed, it is subsequently determined whether or not the turning angle is 360 ° (step S2). If the turning angle is 360 °, standard imaging (turning angle: 360 °, imaging time: 17 seconds, number of frames: 510) is performed in step S4A.
On the other hand, when the turning angle is less than 360 ° (for example, 230 °), the mode selected in step S3 is determined. If the normal mode is determined, imaging is performed with an imaging time and the number of frames corresponding to 230 ° (step S4B). When it is determined that the full frame mode is selected, imaging is performed to obtain 510 frames in 17 seconds (step S4C).
撮像が完了すると、メモリ１０２に格納されたフレームの再構成が行われ（ステップＳ５）、再構成画像が画像表示部１０４に表示され（ステップＳ６）、当該フローは終了する。 When the imaging is completed, the frame stored in the memory 102 is reconstructed (step S5), the reconstructed image is displayed on the image display unit 104 (step S6), and the flow ends.
なお、本実施例では、入力された旋回角度、及びモードに応じて撮像時間等が決定されるものとしたが、例えば、被検体が成人であれば自動的に旋回角度が２００〜３００°の範囲に設定され、フルフレームモードによる撮像が行われるようにしてもよい。 In this embodiment, the imaging time and the like are determined according to the input turning angle and mode. For example, if the subject is an adult, the turning angle is automatically 200 to 300 °. The range may be set so that imaging in the full frame mode is performed.
１ Ｘ線撮像装置
２ Ｘ線検出部
２ａ 検出面
３ Ｘ線照射部
３ａ 照射面
４ 旋回アーム
５ アーム駆動部
５’ 支持フレーム
６ 頭部固定部
７ 設置面
８ 支柱
１０ Ｘ線源
１１ センサ
１２ カバー
１３ 水平移動機構
１４ 旋回駆動機構
１５ 旋回軸
１５ａ 旋回軸の中心軸
１６ 開口部
１７ 歯列弓
２０ 歯牙領域
２１ 撮像可能領域
１００ 入力部
１０１ 制御部
１０２ メモリ
１０３ 画像再構成部
１０４ 画像表示部
Ｏ、Ｏ’ 被検体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray imaging device 2 X-ray detection part 2a Detection surface 3 X-ray irradiation part 3a Irradiation surface 4 Turning arm 5 Arm drive part 5 'Support frame 6 Head fixing part 7 Installation surface 8 Support | pillar 10 X-ray source 11 Sensor 12 Cover 13 Horizontal movement mechanism 14 Rotation drive mechanism 15 Rotation axis 15a Center axis 16 of the rotation axis Opening portion 17 Dental arch 20 Tooth region 21 Imageable region 100 Input unit 101 Control unit 102 Memory 103 Image reconstruction unit 104 Image display unit O, O 'subject
Claims (4)
前記アーム駆動部は、前記旋回アームに接続された旋回軸と、前記旋回軸を任意に水平方向に移動させて前記旋回アームの水平移動を行う水平移動機構と、前記旋回軸を旋回させて前記旋回アームの水平旋回を行う旋回駆動機構と、前記水平移動機構及び前記旋回駆動機構の周りに配置され、前記旋回軸が通る開口部が形成されたカバーとを備え、
前記開口部の形状は、前記撮像に必要な前記旋回軸の水平方向の移動範囲に基づいて決定され、前記開口部によって前記移動範囲を超える前記旋回軸の移動が制限されることを特徴とするＸ線撮像装置。 An X-ray irradiation unit that irradiates the subject with X-rays, an X-ray detection unit that detects the X-rays that have passed through the subject, and the X-ray irradiation unit and the X-ray detection unit that face each other An X-ray imaging apparatus that performs imaging by rotating the X-ray irradiation unit and the X-ray detection unit around the subject. ,
The arm drive unit includes: a pivot shaft connected to the pivot arm; a horizontal movement mechanism that moves the pivot axis in a horizontal direction to horizontally move the pivot arm; and pivots the pivot shaft to move the pivot shaft. A turning drive mechanism that horizontally turns the turning arm, and a cover that is arranged around the horizontal movement mechanism and the turning drive mechanism and has an opening through which the turning shaft passes.
The shape of the opening is determined based on a horizontal movement range of the swivel axis necessary for the imaging, and the movement of the swivel axis exceeding the movement range is limited by the opening. X-ray imaging device.
前記旋回軸の前記中心軸を、前記被撮像領域が前記撮像可能領域からはみ出ることがないように前記被撮像領域の中心から歯列弓で囲まれた領域の内側にオフセットして、前記被撮像領域をＣＴ撮像することを特徴とする請求項２に記載のＸ線撮像装置。 The imaging is a CT imaging in which a part of the tooth area is an imaging area, and the imaging area is captured in a cylindrical imaging-capable area centered on the central axis of the pivot axis,
The center axis of the pivot axis is offset from the center of the imaged area to the inside of the area surrounded by a dental arch so that the imaged area does not protrude from the imageable area, and the imaged The X-ray imaging apparatus according to claim 2, wherein the region is subjected to CT imaging.
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