JP6483968B2

JP6483968B2 - 歯科用ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP6483968B2
Application number: JP2014142901A
Authority: JP
Inventors: 庸隆関根
Original assignee: Yoshida Dental Mfg Co Ltd
Current assignee: Yoshida Dental Mfg Co Ltd
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2019-03-13
Anticipated expiration: 2034-07-11
Also published as: JP2016016276A

Description

本発明はＸ線撮影装置、特に、歯科用断層撮影装置において患者の位置決めを容易に行うように構成配置した歯科用Ｘ線撮影装置に関するものである。

従来、Ｘ線撮影装置において患者の位置決めを行うには、特許文献１（特許第３８０７８３３号）および特許文献２（特開２０１０−４６３６０号）に記載されているものがある。即ち、特許文献１には、Ｘ線を照射するＸ線源と、被検者を通過したＸ線を検出するイメージセンサと、Ｘ線源およびイメージセンサを支持する支持アームと、支持アームを移動させるための移動手段とを具備する兼用Ｘ線撮影装置が記載されており、この移動手段によって、ＣＴモードの場合にＸ線源およびイメージセンサをＣＴ画像形成軌跡に沿って移動し、パノラマモードの場合にＸ線源およびイメージセンサをパノラマ画像形成軌跡に沿って移動し得るようにしており、従って、パノラマ断層撮影に加えて、部分ＣＴ断層撮影を得ることができる兼用Ｘ線撮影装置を提供すると共に部分ＣＴ断層撮影を得ることができる専用部分ＣＴＸ線撮影装置を提供するようにしている。

又、特許文献２には、Ｘ線撮影装置Ｍにおいて、表示手段は、関心領域ｒを指定するためのスカウト画像として第１のＸ線画像を表示し、指定手段は、表示手段に表示された第１のＸ線画像上で関心領域ｒを指定し、画像処理手段は、指定に基づき、関心領域ｒを観察基準方向から正視した正視Ｘ線ＣＴ画像を少なくとも含むＸ線ＣＴ画像である第２のＸ線画像を、第１のＸ線画像よりも高い解像度で生成し、スカウト画像に対して指定した関心領域を表示する際に、煩わしい操作をしなくとも、直感的に、しかも、詳細に観察し得るようにしている。

特許第３８０７８３３特開２０１０−４６３６０

（株）データ・デザイン社カタログ３ＤＤｅｓｉｇｎ−Ｓｃａｎｎｉｎｇ−"Ａｔｒｅｃ３ＤＳｃａｎｎｅｒｓ"

上述したように、特許文献１においては、パノラマ断層撮影および部分ＣＴ断層撮影を行い得る兼用断層撮影を行うために著しく複雑な機構を必要としており、特許文献２においても、スカウト画像に対して指定した関心領域を表示する際に、煩わしい操作をしなくとも、直感的に、しかも、詳細に観察し得るとしているが、実際に撮影を行うＸ線撮影装置自体がきわめて複雑な機構を必要としている。
また、スカウト画像を得るためにＸ線撮影が必要となり、被験者は余分なＸ線被曝の負担を強いられることとなった。

一般に、歯科用レントゲン装置(パノラマ装置・コーンビームCT装置)においては、Ｘ線の広がり幅、フレーム画像のスキャンスピード、旋回アームの旋回速度等から既知の撮影領域が設定される。パノラマ装置の場合、その撮影領域は歯列に沿った馬蹄型となり、コーンビームＣＴ装置の場合は円柱状のＦＯＶとなる。このＸ線撮影領域に被験者の撮影患部が入るように位置付けしなければならない。しかし、撮影領域(断層域・ＦＯＶ)を目視にて把握できないため、正確な位置付けは容易ではなく、撮影失敗により無効被曝、患者への負荷が懸念されることが多々ある。

また、複数用意された撮影領域(断層域・ＦＯＶ)の中から、操作者が、被験者の所望のＸ線撮影をするために最も適した撮影領域(断層域・ＦＯＶ)を選択し、撮影前に目視にて撮影領域と被験者との位置関係を把握できる歯科用Ｘ線撮影装置はなかった。

本発明の目的は、この問題を解決すべく、視覚的、直感的な位置付け方法を提供せんとするものである。

本発明の他の目的は、３ＤスキャナをＸ線撮影装置に搭載することにより、極めて簡単な構成の歯科用Ｘ線撮影装置を提供せんとするものである。

上記の課題を解決するために、本発明の歯科用Ｘ線撮影装置は、被検者に向けてＸ線を照射するＸ線源と、被検者を通過したＸ線を検出するＸ線撮像手段と、被検者の周りに前記Ｘ線源およびＸ線撮像手段を一体的に有する旋回アームと、旋回アームを旋回させるための旋回駆動手段と、旋回駆動手段を支持する装置フレーム（本体）と、被検者の所望のＸ線撮影領域を表示可能な表示手段と、を有する歯科用Ｘ線撮影装置において、前記歯科用Ｘ線撮影装置に、３Ｄスキャナを搭載し、前記表示手段に、被検者位置付け時に既知のＸ線撮影領域と、前記３Ｄスキャナで被験者をスキャンした３Ｄ画像をオーバレイ表示可能にしたことを特徴とする。

又、本発明歯科用Ｘ線撮影装置によれば、前記３Ｄスキャナは、前記旋回アームに搭載し旋回アームの旋回により複数方向から取得した画像を合成することで３Ｄスキャン可能としたことを特徴とする。

更に、被験者を支持する被験者支持台と、被験者位置を調整する被験者位置調整手段と、その調整量を検知可能な調整量検知手段と、前記表示手段上の表示位置を操作する入力手段とを設け、被験者を位置付けした後に一度旋回アームを旋回させながら被験者位置の３Ｄスキャン画像を取得し、合成手段にて既知のＸ線撮影領域と重ねて前記表示手段に表示し、前記入力手段により、前記表示手段上に表示された既知のＸ線撮影領域と、スキャンした３Ｄ画像のどちらかを移動調整することでその調整量から被験者位置調整手段を駆動して被験者の所望のＸ線撮影領域を既知のＸ線撮影領域の範囲内に移動することを可能とする。

又、本発明歯科用Ｘ線撮影装置によれば、前記３Ｄスキャナは、被験者を中心とする周囲に複数個搭載し、固定位置からの複数個のスキャン画像からリアルタイムな３Ｄスキャンを可能としたことを特徴とする。
更に、被験者位置を調整する被験者位置調整手段と、その調整量を検知可能な検知手段とを有し、前記合成手段により、前記複数個の３Ｄスキャナによりスキャンした３Ｄ画像と、既知のＸ線撮影領域とをリアルタイムに重ねて表示手段に表示し、操作者がオーバレイ表示した画像を見ながら被験者位置調整手段を操作することで被験者の所望のＸ線撮影領域を既知のＸ線撮影領域の範囲内に移動することを可能とする。

又、本発明歯科用Ｘ線撮影装置によれば、前記被験者位置調整手段が、旋回駆動手段の回転中心を水平方向に移動させる移動テーブルであって、前記旋回駆動手段の回転中心の位置を調整することで既知のＸ線撮影領域（の中心位置）を移動可能とする。

又、本発明歯科用Ｘ線撮影装置によれば、前記既知の被験者位置調整手段が、旋回アームの下方に設けられた被検者位置付け用の椅子、被検者位置付け用チンレスト（顎を載せる台）、または被検者位置決め用のヘッドサポートである。

又、本発明歯科用Ｘ線撮影装置によれば、前記歯科用Ｘ線撮影装置をパノラマＸ線撮影装置とし、前記既知のＸ線撮影領域をパノラマ断層域とする。

又、本発明歯科用Ｘ線撮影装置によれば、前記歯科用Ｘ線撮影装置を歯科用ＣＴパノラマＸ線撮影装置とし、前記既知のＸ線撮影領域がＣＴ撮影のＦＯＶ領域とする。

更に、本発明歯科用Ｘ線撮影装置によれば、前記既知の撮影領域は、予め用意された複数の断層域やＦＯＶから操作者が被験者の体格に合わせて選択可能とする。

本発明歯科用Ｘ線撮影装置によれば、前記既知の撮影領域は、予め用意された複数の断層域やＦＯＶから操作者が被験者の所望のＸ線撮影領域に合わせて選択可能とする。

本発明によれば、歯科用レントゲン装置（パノラマ装置、コーンビームＣＴ装置）において、被検者の位置付けを行う際に、３Ｄスキャナを搭載することにより、被検者の位置と既知の撮影領域（断層域・ＦＯＶ）の相関関係が視覚的、直感的に把握可能で、正確な位置付けを行うことができる。

本発明Ｘ線撮影装置の原理の一例を示すフローチャート図；本発明Ｘ線撮影装置の実施状態を示し、特にＣＢＣＴの場合のＦＯＶ表示を示す説明図；本発明Ｘ線撮影装置の実施状態を示し、特にパノラマの場合の断層域の表示を示す説明図；本発明Ｘ線撮影装置の全体の構成す斜視図；本発明Ｘ線撮影装置の原理の他の例を示すフローチャート図である。

図面を参照して以下に本発明を説明する。
先ず、図１および図４を参照して、１個の３Ｄスキャナを回転アームに搭載して使用する場合を説明する。

この３Ｄスキャナとしては、例えばデータ・デザイン社により開発されているＡｒｔｅｃ３ＤＳｃａｎｎｅｒを使用する。

本発明では、被検者１の口腔に向けてＸ線を照射するＸ線源２と、被検者１の口腔を通過したＸ線を検出するＸ線撮像手段３と、被検者１の周りに前記Ｘ線源２およびＸ線撮像手段３を対向して一体的に保持する旋回アーム４ａと、該旋回アーム４ａを旋回駆動させるための旋回駆動手段４と、該旋回駆動手段４を支持する装置フレーム３５とを具備する歯科用Ｘ線撮影装置に、スキャンにより多方向から取得した画像を合成して３Ｄ画像を表示可能な３Ｄスキャナ１０を搭載する。

即ち、歯科用Ｘ線撮影装置のＸ線源２を設置している個所の近辺に３Ｄスキャナ１０を搭載し、その出力側に合成手段３２を経由して、第３切換スイッチ１１または第４切換スイッチ２９を経て表示手段２０に接続する。

又、本発明では、上記歯科用Ｘ線撮影装置に、被検者１を支持する支持台９（例えば椅子）に、被検者位置決め用チンレスト、即ち、顎を載せる台４１、および被検者位置決め用のヘッドサポート４０を設置し、上記被検者支持台９、チンレスト４１、ヘッドサポート４０は被検者位置調整手段２１によって被検者の位置を前後左右に調整可能としている。また被検者位置調整手段２１に組込まれている調整量検知手段２２の検知情報から被検者の位置を把握可能とする。斯様に被検者支持台９、被検者位置調整手段２１、調整量検知手段２２により被検者の位置決め手段を構成している。
なお、被検者位置調整手段２１は前後左右の調整の他、上下の移動に対しても調整可能としてもよい。

図１の被検者支持台９に設けられた被検者位置調整手段２１に変えて、図５に示すように旋回駆動手段４の回転中心ａを水平方向に前後左右に移動可能な被験者位置調整手段である移動手段２１を設けることもできる。この場合も回転中心ａに対して相対的に被検者の位置を移動させることができる。また、移動手段２１は旋回アーム４ａを、回転中心ａの軸方向に沿って上下に移動可能とすることもできる。

被検者を被検者支持台９に座らせ、被検者を固定した後一度旋回アーム４ａを旋回駆動手段４の回転中心ａを回転軸として回転させ、３Ｄスキャナによる被検者位置の３Ｄ画像を取得し、合成手段３２に供給し、第３切換スイッチ１１、または、第４切換スイッチ２９を経て表示装置２０に供給し、表示可能とする。

既知パノラマ撮影領域制御手段３０は、旋回駆動手段４の回転制御を行う回転制御手段３３とフレーム画像のスキャン制御を行うパノラマ画像処理手段１２から既存のパノラマ撮影領域を決定し、既存パノラマ撮影領域記憶手段２４に記憶する。
また既知のＦＯＶ撮影領域制御手段３１は、旋回駆動手段４の回転制御を行う回転制御手段３３とフレーム画像のスキャン制御を行うＣＢＣＴ用画像処理手段１６から既存部分ＣＴ撮影領域を決定し、既存部分ＣＴ撮影領域記憶手段２５に記憶する。

次いで、既知パノラマ撮影領域記憶手段２４又は既知部分ＣＴ撮影領域記憶手段２５に夫々記憶されている所望の既知パノラマ撮影領域又は所望の既知部分ＣＴ撮影領域を、合成手段３２に供給し３Ｄスキャナ１０からの３Ｄ画像を合成し第３切換スイッチ１１または第４切換スイッチ２９を経て表示手段２０に接続し、３Ｄ画像と既知の撮影領域との相関位置関係の変化を表示する。

医師又は撮影技師がその表示を基に表示手段２０の近傍に設けられた入力手段３４（例えばマウス等）を用いて表示画面上の既知のＸ線撮影領域をドラッグしスキャンした３Ｄ画像上の所望の関心領域が既知のＸ線撮影領域に収まるように移動してドロップする。或いはスキャンした３Ｄ画像をドラッグして既知のＸ線撮影領域の中に３Ｄ画像上の所望の関心領域が収まるようにドロップする。
表示画面上の３Ｄスキャンした被験者の位置情報は、被験者支持台９上の被験者の位置と被験者位置調整手段２１、調整量検知手段２２を経由して同期しており、上記のようにドラッグアンドドロップの操作に沿って被験者位置調整手段２１を制御して被験者支持台９を画面上で指示した位置まで移動することができる。

なお、所望の既知パノラマ撮影領域記憶手段２４および既知部分ＣＴ撮影領域記憶手段２５は旋回駆動手段４の回転中心ａを基準として得られる撮影領域であって、医師または撮影技師によって選択し得るようにしている。
例えば、既知パノラマ撮影領域の場合、大人、中人、子供用のアーチ状の撮影領域を予め何パターンか保存しておき、被検者の体格に合わせて選択可能としている。また既知部分ＣＴ撮影記憶手段２５の場合は、ＦＯＶの撮影領域を被検者の体格や撮影領域の大きさによって選択できるように予め何パターンか保存しておき、被検者の体格や撮影領域の大きさに合せて選択可能にしている。これらの選択操作は撮影の前に医師または撮影技師によって行う。
また、ヘッドレスト等に、頭部サイズの測定可能なセンサを設け、被検者の頭のサイズから体格を自動認識できるようにしておくことで、操作者の選択操作がなくとも自動で被検者の撮影領域を選択できるようにすることもできる。

次に、複数個の３Ｄスキャナを固定して使用する場合を説明する。即ち、歯科用レントゲン装置の周辺に、リアルタイムでスキャン可能な複数個（少なくとも３個）の３Ｄスキャナ（図示せず）を例えば３角形状に固定配置する。例えば装置フレーム３５、Ｘ線源２、Ｘ線撮像手段３に３Ｄスキャナを各１個ずつ設け旋回アーム４ａは回転しない状態にして、これら３Ｄスキャナを用いて３Ｄ画像を作成し、上述したように、合成手段３２、第３切換スイッチ１１または第４切換スイッチ２９を経て表示装置２０に供給する。
次いで、上述したように、所望の既知パノラマ撮影領域又は所望の既知部分ＣＴ撮影領域を、所望に応じ、合成手段３２に供給し、表示装置２０において３Ｄ画像および所望の既知の撮像領域(断層域・ＦＯＶ)を夫々オーバレイ表示して、３Ｄ画像と既知の撮影領域との相関位置関係の変化をリアルタイムに表示し、医師又は撮影技師はその表示を基に被験者位置調整手段２１を操作する。被験者位置調整手段２１は、椅子の移動操作であっても、チンレスト４１やヘッドレスト４０の移動操作であってもよい。
また、旋回駆動手段４に設けられた移動テーブル２１（被験者位置調整手段２１）であってもよい。この操作に伴って３Ｄ画像はリアルタイムに移動し、所望の既知の撮影領域とオーバレイ表示させ、所望のＸ線撮影領域を既知のＸ線撮影領域の範囲内に移動し被検者の正確な位置決めを視覚的かつ直感的に行うことができる。
なお、複数個の３Ｄスキャナは上記例に限らず被験者周囲の固定位置からの撮影でもよく被験者支持台の周囲にアームや櫓を組んで固定してもよい。

斯様にして、位置決めを行った際の表示装置の表示画面を図２および図３に夫々示し、図２はＣＢＣＴ撮影の場合のＦＯＶ表示を示し、図３はパノラマ撮影の場合の断層域の表示を示す。

上記３Ｄスキャナ１０の代わりに、３次元座標を取得できる手段を使用することもできる。

更に、本発明では、首尾よく被検者の正確な位置づけが行われた後の所望のパノラマ撮影領域又は所望の部分ＣＴ撮影領域に対してＸ線撮影を行う処理をも説明する。

図１に示すように、Ｘ線を被検者１に照射するＸ線源２と、被検者１を通過したＸ線を検出するＸ線撮像手段３と、被検者１を中心に位置させてＸ線源２とＸ線撮像手段３とを旋回アーム４ａを介して一定距離に相互に対向して固着し、前記被検者１の周りを旋回駆動手段４の旋回アーム４ａによって相対的に旋回させるものとし、Ｘ線撮影は旋回駆動手段４を回転軸とし、該回転軸を回転中心ａとして旋回アーム４ａを１回転させる。この時、前記被検者１は、前記旋回駆動手段４の真下、すなわち、回転中心ａに位置するものとする。

次に、前記Ｘ線撮像手段３のＣＣＤセンサは被検者１を透過したＸ線像をＡ／Ｄ変換手段５によって一定の面積を持つフレーム画像としてのデジタル電気信号に変換するものである。また、前記Ｘ線撮像手段３で得られた画像情報をフレーム画像として記憶する大容量フレーム画像記憶手段６は、その後段に、第１オン・オフスイッチ７を経て接続され、このフレーム画像の抽出やパノラマ画像をデジタル処理によって任意の断層面の形成を行うパノラマ用画像処理手段１２と、該画像処理を行った画像を記憶する大容量処理画像記憶手段１３と、該処理画像記憶手段１３により、各断層像を表示する全画像表示記憶手段１４とを設け、更に、その後段に該全画像表示記憶手段１４のパノラマ画像を出力する出力手段１５（例えば、ＣＲＴディスプレイ、液晶パネルのような画像表示装置や画像をプリントアウトするプリンタ等を駆動するための出力）を設ける。この出力手段１５は第３切換スイッチ１１の一方の接点を経て前記表示装置２０に接続する。又、既知パノラマ撮影領域記憶手段２４を経て合成手段３２の出力を第３切換スイッチ１１の他方の接点を経て表示手段２０に接続する。

更に、図１に示すように、前記大容量フレーム画像記憶手段６には、その後段に、第２オン・オフスイッチ８を経て、前記大容量フレーム画像記憶手段６のフレーム画像を抽出してＣＴ画像のデジタル処理によって任意の断層面の形成を行うＣＢＣＴ用画像処理手段１６と、該画像処理を行った画像を記憶するＣＢＣＴ用画像記憶手段１７と、該ＣＢＣＴ用画像記憶手段１７の各断層像を表示するＣＢＣＴ用画像表示記憶手段１８と、該ＣＢＣＴ用画像表示記憶手段１８の表示画像を出力する出力手段１９とを設ける。これらＣＢＣＴ用画像形成要素１６，１７，１８，１９は前記パノラマ用画像形成要素１２，１３，１４，１５と夫々並列に配置する。この出力手段１９は第４切換スイッチ２９の一方の接点を経て前記表示手段２０に接続する。更に既知部分ＣＢＣＴ撮影領域記憶手段２５を経て合成手段３２の出力を第４切換スイッチ２９の他方の接点を経て前記表示手段２０に接続する。

斯様に構成配置された本発明歯科用Ｘ線撮影装置において、上述したように、被検者の位置決めが成された後、直ちに、第３切換スイッチ１１の他方の接点又は第４切換スイッチ２９の他方の接点を夫々の切換スイッチ１１，２９の一方の接点に切換えて、Ｘ線撮影を行い、Ｘ線撮像手段３で得られた画像情報をＡ／Ｄ変換手段５、大容量フレーム記憶手段６を経て、パノラマ画像の場合には、第１オン・オフスイッチ７を経て、パノラマ用画像処理手段１２、処理画像記憶手段１３、全画像表示手段１４で夫々信号処理されて出力手段１５に所望のパノラマ画像を容易に得ることができ、又、ＣＢＣＴ用画像の場合も、同様に大容量フレーム記憶手段６の映像情報を、第２オン・オフスイッチ８を経てＣＢＣＴ用画像処理手段１６、ＣＢＣＴ用画像記憶手段１７、ＣＢＣＴ用画像表示記憶手段１８で夫々信号処理されて出力手段１９に所望のＣＢＣＴ画像を容易に得ることができるものである。

１被検体（被写体）
２Ｘ線源
３Ｘ線撮像手段
４旋回駆動手段
４ａ旋回アーム
５Ａ／Ｄ変換手段
６大容量フレーム画像記憶手段
７第１オン・オフスイッチ
８第２オン・オフスイッチ
９被検者支持台
１０３Ｄスキャナ
１１第３切換スイッチ
１２パノラマ用画像処理手段
１３大容量処理画像処理手段
１４全画像表示記憶手段
１５出力手段
１６ＣＢＣＴ用画像処理手段
１７ＣＢＣＴ用処理画像記憶手段
１８ＣＢＣＴ用画像表示記憶手段
１９出力手段
２０表示手段
２１被検者位置調整手段
２２調整量検知手段
２３移動手段
２４既知パノラマ撮影領域記憶手段
２５既知部分ＣＴ撮影領域記憶手段
ａ回転軸
２９第４切換スイッチ
３０既知のパノラマ撮影領域制御手段
３１既知のＦＯＶ撮影領域制御手段
３２合成手段
３３回転制御手段
３４入力手段
３５装置フレーム
４０ヘッドサポート
４１チンレスト

Claims

被検者に向けてＸ線を照射するＸ線源と、被検者を通過したＸ線を検出するＸ線撮像手段と、被検者の周りに前記Ｘ線源およびＸ線撮像手段を一体的に有する旋回アームと、旋回アームを旋回させるための旋回駆動手段と、旋回駆動手段を支持する装置フレーム（本体）と、被検者の所望のＸ線撮影領域を表示可能な表示手段と、を有する歯科用Ｘ線撮影装置において、前記歯科用Ｘ線撮影装置に、３Ｄスキャナを搭載し、前記表示手段に、被検者位置付け時に既知のＸ線撮影領域と、前記３Ｄスキャナで被験者をスキャンした３Ｄ画像をオーバレイ表示可能に構成するとともに、
前記３Ｄスキャナは、被験者を中心とする周囲に少なくとも３個搭載し、前記旋回アームは回転しない状態にして、固定位置からの少なくとも３個のスキャン画像からリアルタイムな３Ｄスキャンを可能に構成し、
さらに、前記歯科用Ｘ線撮影装置に被験者位置を調整する被験者位置調整手段と、その調整量を検知可能な検知手段とを有し、合成手段により、前記少なくとも３個の３Ｄスキャナによりスキャンした３Ｄ画像と、既知のＸ線撮影領域とをリアルタイムに重ねて表示手段に表示し、操作者がオーバレイ表示した画像を見ながら被験者位置調整手段を操作することで被験者の所望のＸ線撮影領域を既知のＸ線撮影領域の範囲内に移動することが可能に構成し、前記既知のＸ線撮影領域がＣＴ撮影のＦＯＶ領域であるとともに、前記既知のＸ線撮影領域は、操作者がＦＯＶの撮影領域を被検者の体格や撮影領域の大きさによって選択できるように予め何パターンか既知部分ＣＴ撮影領域記憶手段に保存しておき、被検者の体格や撮影領域の大きさに合わせて選択可能としたことを特徴とする歯科用Ｘ線撮影装置。
前記被験者位置調整手段が、旋回駆動手段の回転中心を水平方向に移動させる移動テーブルであることを特徴とする請求項１記載の歯科用Ｘ線撮影装置。
前記被験者位置調整手段が、旋回アームの下方に設けられた被検者位置付け用の椅子、被検者位置付け用チンレスト（顎を載せる台）、または被検者位置決め用のヘッドサポートであることを特徴とする請求項１記載の歯科用Ｘ線撮影装置。