{第1実施形態}
以下、実施形態に基づく医療用のX線CT撮影装置について説明する。図1はX線CT撮影装置10を示す概略図である。
X線CT撮影装置10は、被写体PのX線CT(Computed Tomography)撮影を行う装置であり、旋回支持部20と、旋回駆動機構30と、被写体体格設定部40と、旋回制御部60とを備える。
旋回支持部20は、X線発生器22とX線検出器24とを被写体Pを挟んで対向するように支持する。旋回支持部20は、X線発生器22とX線検出器24とを支えるサポーターと呼んでもよい。X線発生器22は、X線(X線ビーム)を発生させる。X線検出器24は、X線発生器22から出射されたX線を検出する。X線発生器22及びX線検出器24は、間に被写体Pを配設可能な間隔をあけた状態で、旋回支持部20によって支持されている。そして、X線発生器22から照射されたX線は、被写体Pを通って、X線検出器24に入射する。X線検出器24に入射したX線は、単位画素毎にX線の強度に応じた電気信号に変換される。この各電気信号に基づいてX線CT画像等が生成される。
旋回駆動機構30は、旋回機構32と、旋回軸移動機構38とを備える。
旋回機構32は、旋回支持部20を、X線発生器22とX線検出器24との間に位置する機構上の旋回軸X1を中心として旋回させる。機構上の旋回軸X1の例は、旋回支持部20がその周りを旋回するためのシャフトの軸である。この場合、旋回機構32は、当該シャフトを中心として旋回するともいえる。例えば、旋回機構32は、電気モータを含んでおり、必要に応じて、ギヤ等の加減速機構を含む。旋回機構32は、X線発生器22とX線検出器24との間の位置で、旋回支持部20から突出する軸部33を回転駆動可能に支持している。軸部33はシャフトの一例である。この軸部33の中心軸が機構上の旋回軸X1となる。そして、旋回機構32の駆動によって、旋回支持部20が機構上の旋回軸X1を中心として旋回する。旋回機構32は、旋回支持部20を、機構上の旋回軸X1を中心として旋回させるものであれば、如何なる構成であってもよい。
旋回軸移動機構38は、機構上の旋回軸X1を当該機構上の旋回軸X1に交差する方向に移動させる。例えば、旋回軸移動機構38は、X-Yステージ機構等によって構成される。X-Yステージ機構は、2組のリニアアクチュエータを、互いの移動方向を交差させる方向にして組合わせたものである。リニアアクチュエータとしては、リニアガイド及びボールねじ送り機構を組合わせた直線移動機構、リニアモータ、エアシリンダ等のリニアアクチュエータを採用することができる。このX-Yステージ機構の2組のリニアアクチュエータのそれぞれの移動方向を、機構上の旋回軸X1と交差させた状態とし、上記旋回機構32を、2組のリニアアクチュエータのそれぞれの移動方向に移動可能に支持する。これにより、旋回機構32を機構上の旋回軸X1に交差する面に沿って移動させることができ、もって、機構上の旋回軸X1を機構上の旋回軸X1に交差する面に沿って移動させることができる。
旋回軸移動機構38は、上記例に限られず、機構上の旋回軸X1を機構上の旋回軸X1に交差する方向に移動させるものであればよい。
本X線CT撮影装置10は、X線発生器22から発生したX線を被写体Pに照射してX線CT撮影を行う際に、旋回機構32が旋回支持部20を、機構上の旋回軸X1を中心として旋回させるのと同期して、旋回軸移動機構38が機構上の旋回軸X1を移動させて、旋回支持部20に合成運動を行わせることにより、X線発生器22とX線検出器24とをX線CT撮影領域Rの中心周りに旋回駆動させる動作を実行可能とされている。なお、X線発生器22とX線検出器24とを撮影領域Rの中心A周りに旋回駆動させる場合には、当該中心Aを中心としてX線発生器22とX線検出器24が円状の軌跡を描きつつ旋回する場合、及び、X線発生器22とX線検出器24が中心Aの周りをX線発生器22とX線検出器24が円ではない軌跡を描きつつ旋回する場合を含む。
被写体体格設定部40は、被写体Pの体格の大きさを設定可能に構成されている。被写体Pの体格の大きさは、旋回制御部60に対して設定される。被写体体格設定部40が被写体Pの体格の大きさを設定する際に基となる情報は、X線CT撮影装置10の操作者による入力操作を受付けることによって得られてもよい。あるいは、当該情報は、事前にX線発生器22及びX線検出器24によって被写体Pを撮像することによって得られた透過X線画像データであってもよい。或は、当該情報は、被写体PをCCDカメラ等の撮像部によって撮像することで得られた可視光画像データであってもよい。あるいは、当該情報は、被写体Pを保持する被写体保持部に設けられたセンサ等から出力される信号に基づくデータであってもよい。つまり、上記情報としては、人による判断を経て入力される情報、被写体Pの体格に応じた信号を出力する各種センサの出力信号に基づくデータ等を採用することができ、被写体体格設定部40は、当該情報に基づいて被写体Pの体格の大きさを設定する。
旋回制御部60は、旋回機構32と旋回軸移動機構38とを制御する。特に、旋回制御部60は、被写体体格設定部40で設定された被写体Pの体格の大きさに応じて旋回軸X1の位置制御を行う。
かかる旋回制御部60は、少なくとも1つのプロセッサを含む。例えば、旋回制御部60は、少なくとも1つのプロセッサと、RAM(Random Access Memory)、記憶部、入出力部等を備えたコンピュータによって構成されている。記憶部は、フラッシュメモリ、あるいは、ハードディスク装置等の不揮発性の記憶装置によって構成されており、旋回機構32と旋回軸移動機構38とを制御する際の旋回制御プログラム等を格納している。RAMは、少なくとも1つのプロセッサが所定の処理を行う際の作業領域として供される。入出力部は、旋回機構32、旋回軸移動機構38及び被写体体格設定部40等に接続されている。そして、少なくとも1つのプロセッサが記憶部に記憶された旋回制御プログラムに従って所定の演算処理を行い、設定された被写体Pの体格に応じて、旋回機構32と旋回軸移動機構38とを制御する。プロセッサ、RAMは回路を含み、または回路で接続されているので、旋回制御部60は機械的には回路からなる要素である。旋回制御部60は、機械的にはプログラムに従って旋回制御を処理する回路である。同様に、被写体体格設定部40はプログラムに従って被写体の体格データから被写体の体格を設定する処理を行う回路である。
図2は旋回制御部60による処理を示すフローチャートである。
すなわち、X線CT撮影を行う際、ステップS1において、被写体Pの体格が設定される。
この後、次ステップS2において、被写体Pの体格の大きさに応じた旋回制御内容が決定される。
旋回制御内容は、X線発生器22とX線検出器24とをX線CT撮影領域Rの中心周りに旋回駆動させる際における、機構上の旋回軸X1の位置をどのように制御するかといった位置制御に関する情報を含む。機構上の旋回軸X1の位置制御の例としては、次の例を考えることができる。1つ目の位置制御例は、旋回機構32が旋回支持部20を、機構上の旋回軸X1を中心として旋回させるのと同期して、旋回軸移動機構38が機構上の旋回軸X1を移動させる例である。この場合、旋回機構32が旋回支持部20を、機構上の旋回軸X1を中心として旋回させるのと同期して、旋回軸移動機構38が機構上の旋回軸X1をX線CT撮影領域R周りに旋回させてもよい。この際、旋回軸移動機構38が機構上の旋回軸X1をX線CT撮影領域Rの中心Aを回転中心として回転移動させてもよい。2つ目の位置制御例は、旋回機構32が旋回支持部20を、機構上の旋回軸X1を中心として旋回させる際に、機構上の旋回軸X1をX線CT撮影領域Rの中心Aの位置に固定した状態とする例である。
機構上の旋回軸X1の位置制御を、上記1つ目の位置制御例と2つ目の位置制御例とで切替えることで、X線発生器22及びX線検出器24が旋回する軌跡をX線CT撮影領域Rに対して遠ざけるように又は近づけるように変更することができる。あるいは、2つ目の位置制御例において、X線CT撮影領域Rの中心Aに対する機構上の旋回軸X1の位置(距離)を変更することで、X線発生器22及びX線検出器24が旋回する軌跡をX線CT撮影領域Rに対して遠ざけるように又は近づけるように変更することができる。これらの位置制御の例は、第2実施形態においてより具体的に説明される。
また、これらを組合わせることで、X線発生器22及びX線検出器24が旋回する軌跡をX線CT撮影領域Rに対して遠ざけるように又は近づけるように、より多段階に変更することができる。
なお、X線CT撮影領域Rは、被写体P内においてX線CT撮影の対象として設定された領域である。X線CT撮影領域Rは、被写体Pの全体であってもよいし、一部であってもよい。X線CT撮影領域Rは、被写体Pにおける所定の領域として予め定められた領域であってもよいし、CT撮影の都度、操作者等によって設定される領域であってもよい。以下、X線CT撮影領域Rを、単に撮影領域Rと表記する場合がある。
上記のようにX線発生器22とX線検出器24とを撮影領域Rの中心A周りに旋回駆動させる際において、体格の大きさに応じて、旋回軸移動機構38によって、撮影領域Rの中心Aに対する機構上の旋回軸X1の位置を制御する。
一例として、撮影領域Rの中心AとX線発生器22との距離をD1、撮影領域Rの中心AとX線検出器24との距離をD2とし、両距離D1、D2のうち小さい方の距離を離隔距離Dとする。また、被写体体格設定部40で設定された被写体Pの体格が、第1の体格P(L)である場合と、当該第1の体格P(L)よりも小さい第2の体格P(M)である場合とを想定する。そして、被写体体格設定部40で設定された被写体Pの体格の大きさに応じて、設定された被写体Pの体格が比較的大きい第1の体格P(L)であるときの離隔距離Dが、設定された被写体Pの体格が比較的小さい第2の体格P(M)であるときの離隔距離Dよりも大きくなるように、機構上の旋回軸X1の位置を制御する。
図1に示す大きさを一例として説明すると、撮影領域Rの中心Aは、X線発生器22よりもX線検出器24に近い位置に存在するため、離隔距離Dは、撮影領域Rの中心AとX線検出器24との距離D2である。体格の大きさに応じて機構上の旋回軸X1の位置制御を行うとして、比較的大きい第1の体格P(L)であるときの離隔距離をD(L)、比較的小さい第2の体格P(M)である場合の離隔距離をD(M)とする。この場合、比較的大きい第1の体格である場合の離隔距離D(L)を、離隔距離D(M)より大きくする。なお、離隔距離D(L)を大きくすると、X線発生器22は撮影領域Rの中心Aに近づくが、離隔距離D(L)は、調整後の距離のD1以下の範囲、即ち、X線発生器22がX線検出器24よりも撮影領域Rの中心Aに近づかない範囲で設定されることとする。
そして、比較的小さい第2の体格P(M)である場合には、比較的小さい離隔距離D(M)に応じた半径でX線検出器24を旋回させる。このため、X線検出器24を第2の体格P(M)になるべく近づけつつ旋回させることができる。なお、X線発生器22は、X線検出器24よりも撮影領域Rの中心Aから離れた位置を、すなわち、中心Aに対する離隔の度合をX線検出器24の中心Aに対する離隔の度合よりも大きくして旋回する。
また、比較的大きい第1の体格P(L)である場合には、比較的大きい離隔距離D(L)に応じた半径でX線検出器24を旋回させる。このため、X線検出器24を第1の体格P(L)に干渉させずに旋回させることができる。なお、X線発生器22は、X線検出器24よりも撮影領域Rの中心Aから離れた位置を、すなわち、中心Aに対する離隔の度合をX線検出器24の中心Aに対する離隔の度合よりも大きくして旋回する。
体格の大きさに応じた機構上の旋回軸X1の旋回制御内容は、例えば、設定される複数の体格の大きさに応じて、記憶部に事前に記憶された参照テーブルを参照して決定することができる。例えば、参照テーブルは、複数の体格の大きさのそれぞれに旋回軸X1の旋回制御内容を対応付けたテーブルとすることができる。
上記2つ目の位置制御例を想定すると、旋回制御内容は、機構上の旋回軸X1を一定位置に固定することとして規定される。上記1つ目の位置制御例を想定すると、旋回制御内容は、機構上の旋回軸X1を撮影領域Rの中心Aの周りに移動させるパターンとして規定される、より具体的な例は、機構上の旋回軸X1を撮影領域Rの中心Aを回転中心として所定の軸旋回半径で回転させるパターンである。所定の軸旋回半径は、体格の大きさに応じて予め設定された値としてもよい。設定される複数の体格の大きさを表す値に応じて、その都度、予め設定された演算式等を用いた演算等によって旋回制御内容(例えば、上記所定の軸旋回半径)が求められる構成であってもよい。これにより、旋回軸X1の位置制御を含む旋回制御内容が決定される。
次ステップS3において、決定された旋回制御内容に基づいて、旋回制御部60が、旋回機構32と旋回軸移動機構38とを制御し、X線発生器22及びX線検出器24を、被写体Pの撮影領域Rの中心A周りに旋回させる。この際、X線発生器22から照射されたX線が被写体Pを通ってX線検出器24に入射し、X線CT画像を生成するのに用いられるデータが得られる。このデータに基づいて、X線CT画像が生成される。
このように構成されたX線CT撮影装置10によると、被写体体格設定部40で設定された被写体Pの体格の大きさに応じて、旋回軸X1の位置制御を行うため、これにより、X線発生器22及びX線検出器24が旋回する軌道を変更して、被写体P周りを旋回するX線発生器22及びX線検出器24が被写体Pに接触することを抑制することができる。
また、被写体Pの体格の大きさに応じて、旋回軸X1の位置制御を行って、X線発生器22及びX線検出器24が旋回する軌道を変更できるため、X線検出器24と被写体Pとの接触を抑制しつつ、X線検出器24をなるべく被写体Pに近づけてX線CT撮影を行うことができる。これにより、なるべく鮮明なX線画像を生成することができる。
{第2実施形態}
第2実施形態に係るX線CT撮影装置について説明する。
<全体構成>
図3はX線CT撮影装置110の全体構成を示す概略図である。ここでは、X線CT撮影装置110は、CT撮影だけでなく、パノラマ撮影、セファロ撮影等も実行可能に構成されている例で説明する。また、ここでは、X線CT撮影装置110の被写体が人体の頭部Pである例で説明する。
X線CT撮影装置110は、撮影本体部120と、X線画像処理装置180とを備える。撮影本体部120は、X線CT撮影等のX線撮影を実行して、投影データを収集する装置である。X線画像処理装置180は、撮影本体部120において収集した投影データを処理して、各種画像を生成する装置である。
撮影本体部120は、旋回支持部124と、旋回駆動機構130とを備える。旋回支持部124は、X線発生器126とX線検出器128とを被写体である頭部Pを挟んで対向するように支持している。旋回支持部124は、X線発生器22とX線検出器24とを支えるサポーターと呼んでもよい。旋回駆動機構130は、旋回機構132と、旋回軸移動機構134とを備える。旋回機構132は、旋回支持部124を、X線発生器126とX線検出器128との間の機構上の旋回軸X1を中心として旋回させる機構である。旋回軸移動機構134は、機構上の旋回軸X1を当該旋回軸X1に交差する方向に移動させる機構である。機構上の旋回軸X1の例は、旋回支持部20がその周りを旋回するためのシャフトの軸である。この場合、旋回機構32は、当該シャフトを中心として旋回するともいえる。
より具体的には、ベース120B上に支柱121が垂直姿勢で支持されている。この支柱121に昇降部122が昇降可能に設けられている。昇降部122は、昇降駆動機構によって昇降駆動される。昇降駆動機構としては、ボールねじ機構及びモータ等を含む移動機構、リニアモータ等のリニアアクチュエータが用いられ、支柱121内に組込まれて昇降部122を昇降駆動する。昇降部122には、水平方向に延びるように水平アーム123が支持されている。この水平アーム123の先端部に旋回駆動機構130が組込まれている。後述する頭部固定装置用アーム141が支柱121から水平アーム123と同じ方向に延びている。この頭部固定装置用アーム141の先端部に頭部固定装置142が設けられ、頭部固定装置142に頭部Pが保持される。図3においては、昇降部122の基端部は支柱121の背後を昇降する。このように、昇降部122の基端部が昇降する側を背面とし、その裏を正面とするとして、図3においては水平アーム123が昇降部122から正面視で支柱121の右に延出している。頭部Pは、頭部固定装置142に図示の右を後方とし、左を前方とする向きに保持される。
ここで、説明の便宜上方向を規定しておく。
XYZ直交座標系は、撮影本体部120が設置される3次元空間において定義される直交座標系である。機構上の旋回軸X1の軸方向と平行な方向をZ軸方向とする。本実施形態では、機構上の旋回軸X1の軸方向と平行な方向と、昇降部122の昇降方向とをZ軸方向として一致させている。Z軸方向に直交する方向がY方向であり、Z軸方向にもY軸方向にも直交する方向がX軸方向である。頭部固定装置142に固定された頭部Pの前後の方向をY軸方向とし、頭部の左右の方向をX軸方向とする。
本願では、Z軸方向をZ方向、Y軸方向をY方向、X軸方向をX方向と呼ぶこともある。Z軸方向を縦方向と考え、X方向やY方向は横方向と考えることもできる。縦方向は鉛直方向であってもよく、Y方向は水平方向であってもよい。
頭部Pからベース120Bに向かう方すなわち下側を-Z側とし、逆に頭部Pからベース120Bより遠ざかっていく方すなわち上側を+Z側とする。頭部Pの前の方を+Y側とし、後の方が-Y側とする。頭部Pの右の方を+X側とし、左の方が-X側とする。図3に各軸方向と、各+、-を図示する。
xyz直交座標系は、機構上の旋回軸X1の軸周りに回転する、X線発生およびX線検出をする撮像系を構成する旋回支持部124において定義される直交座標系である。ここでは、機構上の旋回軸X1の軸方向をz軸方向としており、z軸方向はXYZ直交座標系におけるZ軸方向に一致する。また、X線発生器126とX線検出器128とが対向する方向をy軸方向とし、y軸方向およびz軸方向に直交する方向をx軸方向とする。旋回支持部124が機構上の旋回軸X1を回転軸にして回転することによって、xyz直交座標系がXYZ直交座標系に対してZ軸(=z軸)周りに回転する。本願では、z軸方向をz方向、y軸方向をy方向、x軸方向をx方向と呼ぶこともある。
y軸方向において、X線検出器128側を+y側とし、X線発生器126側を-yとする。また、x軸方向において、-y側から+y側に向かって右側を+x側とし、左側を-x側とする。さらに、z軸方向において鉛直方向上側を+z側とし、下側を-zとする。
図4は旋回駆動機構130を示す概略底面図である。図3及び図4に示すように、旋回駆動機構130は、一種のブラケットとしての水平アーム123に支持された旋回軸移動機構134と、当該旋回軸移動機構134によって移動可能に支持された旋回機構132とを備える。
旋回軸移動機構134は、機構上の旋回軸X1を、機構上の旋回軸X1に交差する方向、ここでは、機構上の旋回軸X1に直交する方向に移動させる機構である。ここでは、旋回軸移動機構134は、XYテーブル機構によって構成されていて、機構上の旋回軸X1が接続される旋回機構132を機構上の旋回軸X1に交差する方向に移動させることを通じて機構上の旋回軸X1を機構上の旋回軸X1に交差する方向に移動させている。より具体的には、旋回軸移動機構134は、固定テーブル134Bと、X方向可動支持部135と、X方向駆動部136と、Y方向可動支持部137と、Y方向駆動部138と、可動テーブル139とを備える。
X方向可動支持部135は、間隔をあけた平行状態で固定テーブル134B上に支持されたX方向に延在する一対のリニアガイド135aを備える。また、Y方向可動支持部137は、Y方向に延在する一対のリニアガイド137aを備える。一対のリニアガイド137aは、一対のリニアガイド135aに対して交差する姿勢(ここでは直交する姿勢)で、かつ、間隔をあけた平行状態で、一対のリニアガイド135a上にその延在方向であるX方向に沿って移動可能に支持されている。可動テーブル139は、一対のリニアガイド137a上にその延在方向であるY方向に沿って移動可能に支持されている。そして、Y方向可動支持部137がX方向可動支持部135上をX方向に沿って移動することで、可動テーブル139がX方向に移動できる。また、可動テーブル139がY方向可動支持部137上をY方向に沿って移動することで、可動テーブル139がY方向に移動できる。これらにより、可動テーブル139が機構上の旋回軸X1に対して直交する平面内を自在に移動することができる。
X方向駆動部136は、Y方向可動支持部137をX方向に沿って往復駆動させる機構である。X方向駆動部136としては、例えば、モータ136aによって正逆両方向に回転駆動されるボールねじ136bに、Y方向可動支持部137に固定されたナット部136cを螺合させたボールねじ機構等を用いることができる。
Y方向駆動部138は、可動テーブル139をY方向に沿って往復駆動させる機構である。Y方向駆動部138としては、例えば、モータ138aによって正逆両方向に回転駆動されるボールねじ138bに、可動テーブル139に固定されたナット部138cを螺合させたボールねじ機構等を用いることができる。
旋回機構132は、モータ132aを備えており、上記可動テーブル139に垂下状に支持されている。旋回支持部124の延在方向中間部から上方に突出する軸部124cが旋回機構132によって垂下状態で支持されている。軸部124cはシャフトの一例である。モータ132aの回転運動は、当該軸部124cに伝達され、モータ132aの駆動によって旋回支持部124が軸部124cを中心として旋回される。この軸部124cの中心軸がX線発生器126とX線検出器128との間に位置する機構上の旋回軸X1である。モータ132aの回転運動は、必要に応じて、ギヤ、プーリー等の伝達機構を介して軸部124cに伝達される。上記軸部124cは、重力方向に沿った鉛直方向に沿って配設されている。従って、機構上の旋回軸X1も鉛直方向に沿って配設されている。
そして、X方向駆動部136及びY方向駆動部138の駆動によって、可動テーブル139に支持された旋回機構132を機構上の旋回軸X1に対して直交する平面に沿って移動させることができる。特に、X方向駆動部136によるX方向の駆動とY方向駆動部138によるY方向の駆動とを組合わせることによって、旋回機構132を円弧状の軌道を描くように回転移動させることができる。
可動テーブル139をX方向に移動させる機構、Y方向に移動させる機構は、上記例に限られず、リニアモータ等のリニアアクチュエータを用いた構成を採用することができる。また、旋回軸移動機構134が上記構成であることは必須ではない。旋回軸移動機構は、旋回機構を機構上の旋回軸X1に対して交差する1つの直線方向に沿ってのみ移動させる機構であってもよい。また、旋回軸移動機構は、例えば、複数の関節を有するロボットアームのように、旋回機構を支持したアームを旋回させ、もって、旋回機構を機構上の旋回軸X1に対して交差する方向において旋回移動させる機構であってもよい。旋回軸移動機構134は、機構上の旋回軸X1を機構上の旋回軸X1の軸方向に交差する2次元の方向に移動駆動可能である。交差は直交交差としてよい。
モータ132aは旋回モータである。機構上の旋回軸X1としてシャフトの軸を想定したとき、モータ136a、モータ138aは旋回機構132を横方向に移動させることによってシャフトを横方向に移動させる横方向駆動モータである。軸が機構上の旋回軸X1であるシャフトが旋回支持部124に固定され、モータ132aがシャフトを旋回駆動することによって旋回支持部124が旋回する関係にある。機構上の旋回軸X1を横の2次元方向に移動駆動する駆動源を、横方向駆動アクチュエータと考えてよく、横方向駆動ドライバーと言いかえてもよい。モータ136aとモータ138aとの組を横方向駆動アクチュエータの一例と考えてもよい。横方向を水平方向とするとき、横方向駆動アクチュエータを水平方向駆動アクチュエータと呼んでもよい。水平方向駆動アクチュエータを水平方向ドライバーと言いかえてもよい。
旋回機構は、旋回支持部に設けられていてもよい。例えば、旋回軸移動機構は、旋回機構を介さずに機構上の旋回軸X1を直接移動させるものでもよい。より具体的な例としては、可動テーブル139に機構上の旋回軸X1に応じたシャフトを回動不能に固定して機構上の旋回軸X1に交差する方向に移動可能に構成し、このシャフトに、旋回支持部124を回動可能に接続する。そして、旋回機構132を旋回支持部124に設けてこの旋回機構132により、上記シャフトに対する回転力を生じさせることで、旋回支持部124がシャフトに対して旋回するように構成してもよい。この構造においても、旋回機構132は旋回支持部124をX線発生器126とX線検出器128との間の機構上の旋回軸X1を中心として旋回させる機構である。
そして、X線発生器126から発生したX線を被写体である頭部Pに照射してX線CT撮影を行う際に、旋回機構132が旋回支持部124を、機構上の旋回軸X1を中心として旋回させるのと同期して、旋回軸移動機構134が機構上の旋回軸X1を移動させて、旋回支持部124に合成運動を行わせることにより、X線発生器126とX線検出器128とを撮影領域Rの中心周りに旋回駆動させる動作を実行できる。
図3に示すように、旋回支持部124は、長尺状のアーム本体部124aの両端部に垂下支持部124bが設けられた形状、すなわち、下向きに開口するU字形状とされている。アーム本体部124aの延在方向中間部に上方に向けて突出する上記軸部124cが突設され、当該軸部124cが旋回機構132によって垂下状態で支持されている。
一方の垂下支持部124bにX線発生器126が設けられている。X線発生器126は、X線管を備え、当該X線管から照射されるX線をX線検出器128に向けて出射可能に構成されている。
ここでは、X線検出器128に対してX線が照射される側に、X線発生器126から発生したX線の規制量を調整するX線規制部129が設けられる。X線規制部129は、X線規制孔が形成された部材であり、当該X線規制孔の形状及び大きさに応じて、X線発生器126から発生したX線の一部の通過を許容しその通過範囲の外を遮蔽する。X線規制部129はX線を規制するシールドでもある。これにより、X線検出器128に進むX線ビームの範囲を規制する。このX線規制部129は、X線規制孔を複数種類設けて、X線を規制するX線規制孔を切替えること、或は、X線規制孔を形成する部材を移動させてX線規制孔の開口幅を調整すること等によって、X線発生器126から発生したX線のうち遮蔽される量、すなわち、規制量を調整する。
他方の垂下支持部124bにX線検出器128が設けられている。X線検出器128は、面状の検出面を有するX線検出器を備え、X線発生器126から照射され、頭部Pを通過したX線(X線ビーム)を検出可能に構成されている。このX線検出器128により、X線撮影による投影データを得ることができる。
上記X線発生器126とX線検出器128との間には、頭部Pを配設可能な間隔が設けられている。
なお、本実施形態では、X線発生器126及びX線検出器128は、U字形状をなす旋回支持部の両端部に取付けられているが、X線発生部及びX線検出器は、環状部材によって対向状態に支持されていてもよい。かかる環状部材については、その周方向の一部又は環状部材の内部を横切る支持部材に軸部を設けて、旋回可能に支持することができる。また、本実施形態では、X線発生器126及びX線検出器128は、鉛直軸周りに回転可能に支持されているが、鉛直方向に対して斜め方向の軸等の周りに回転可能に支持されていてもよい。
そして、頭部Pの高さに合せて昇降部122によって旋回支持部124を昇降させることができる。また、旋回駆動機構130により、X線発生器126及びX線検出器128が頭部Pの周りを旋回するように、旋回支持部124を旋回させることができる。
また、支柱121のうち水平アーム123よりも下側の部分に水平方向に延びる頭部固定装置用アーム141が設けられている。水平アーム123と頭部固定装置用アーム141は支柱121側を基端部として略同方向に延在する。頭部固定装置用アーム141は、水平アーム123の下側に向けて延在しており、その先端部に頭部固定装置142が設けられている。頭部固定装置142は、上記X線発生器126とX線検出器128との間に位置している。頭部固定装置142は、被写体である頭部Pの顎を載置支持可能なチンレスト142aと、被写体である頭部Pをその両外側から挟んで保持する頭部ホルダー142bとを含む。そして、頭部Pの顎がチンレスト142a上に支持されると共に、頭部Pが頭部ホルダー142bによって挟込まれることで、頭部PがX線発生器126とX線検出器128との間の一定位置に保持される。頭部固定装置142を、少なくともチンレスト142a、頭部ホルダー142bの一方で構成するようにしてもよい。また、前記支柱121から水平アーム123が延びる側とは反対側に水平方向に延びるようにセファロ撮影用頭部固定装置垂下用アーム143が設けられ、このセファロ撮影用頭部固定装置垂下用アーム143にセファロ撮影用頭部固定装置144が吊下げ状態で支持されている。セファロ撮影用頭部固定装置144には、セファロ撮影用のX線検出器128bが組込まれている。
頭部固定装置用アーム141の延在方向中間部には、操作パネル装置158を含む本体制御部150が設けられている。なお、図3において、本体制御部150の操作パネル装置158を、吹出し内に拡大して描いた。
X線撮影を行う際には、頭部固定装置142によって被写体である頭部Pを固定した状態で、所望の撮影モードに応じて、旋回支持部124を停止或は回転させた状態でX線撮影を行う。これにより、X線CT撮影、パノラマ撮影画像等を生成するのに必要なX線画像データを得ることができる。例えば、旋回支持部124を旋回させた状態でX線撮影を行うことで、X線CT撮影画像を生成するのに必要なX線CT画像データを得ることができる。また、旋回支持部124を一定範囲回転させた状態でX線撮影を行うことで、パノラマ撮影画像を得ることができる。X線CT撮影装置110は、その他、セファロ撮影画像、擬似口内法撮影画像を得るためのX線撮影を行ってもよい。例えば、旋回支持部124を停止させた状態で前記支柱121から水平方向に延びるセファロ撮影用頭部固定装置垂下用アーム143に支持されたセファロ撮影用頭部固定装置144に頭部Pを位置固定させてX線検出器128からX線照射してX線撮影を行うことで、セファロ撮影画像を得ることができる。なお、パノラマ撮影画像の撮影機能、セファロ撮影画像の撮影機能等は省略されることもある。
本体制御部150は、撮影本体部120に対する各指示を受付け可能に構成されると共に、撮影本体部120の各動作を制御可能に構成されている。本体制御部150は、前記支柱121から水平方向に延びる頭部固定装置用アーム141に固定されている。この本体制御部150には、前記本体制御部150からの各種情報を表示すると共に本体制御部150に対する各種指令を受付けるための操作パネル装置158が設けられている。ここでは、操作パネル装置158は、液晶表示パネル等の表示装置と、表示装置の表示画面に配設されたタッチ検出部とを備えるタッチパネルである。表示画面に対する利用者のタッチ操作をタッチ検出部にて検出することで、本X線CT撮影装置110に対する操作を受付け可能に構成されている。操作パネル装置158は表示装置すなわちディスプレイとしても操作者の操作を受け付ける操作部としても機能する。操作パネル装置158の近く等に、押しボタン等が設けられていてもよい。また、表示装置と、利用者の操作を受付ける入力装置(操作部)とは別々に設けられていてもよい。利用者、操作者の操作を受付ける入力装置としてユーザーインターフェースを用いることができる。さらに具体的には入力装置としてフィジカルなユーザーインターフェースまたは音声入力的ユーザーインターフェースを用いることができる。
撮影本体部120の上記各部は、防X線室146内に収容されている。この防X線室146の壁の外側には、前記本体制御部150にX線照射指示を行うデッドマンスイッチと呼ばれる押しボタンスイッチが設けられている。
X線画像処理装置180は、例えばコンピュータやワークステーション等で構成された情報処理本体部182を備えており、通信ケーブルによって前記撮影本体部120との間で各種データを送受信可能に接続されている。但し、撮影本体部120とX線画像処理装置180との間で、無線通信でデータの送受が行われてもよい。この情報処理本体部182は、撮影本体部120から送信されたデータに基づいて各種画像処理等を実行することができる。
X線画像処理装置180には、例えば液晶モニタ等のディスプレイ装置で構成される表示部(表示装置)188、および、キーボードやマウス等で構成される操作部(入力装置)189が接続されている。オペレータは、表示部188に表示された文字や画像の上で、マウス等を介したポインタ操作等によって、情報処理本体部182に対して各種指令を与えることができる。なお、表示部188は、タッチパネルで構成されていてもよい。
本X線画像処理装置180の処理の一部又は全部が、本体制御部150によって実行されてもよい。あるいは、本体制御部150の処理の一部又は全部がX線画像処理装置180によって実行されてもよい。
<X線CT撮影装置のブロック図について>
図5はX線CT撮影装置110の電気的構成を示すブロック図である。
撮影本体部120の本体制御部150は、撮影本体部120のX線撮影動作を制御するものであり、少なくとも1つのプロセッサとしてのCPU(Central Processing Unit)151、RAM(Random Access Memory)152、記憶部153、入出力部154a、154b、操作入力部155、画像出力部156等が、バスライン157を介して相互接続されたコンピュータによって構成されている。記憶部153は、フラッシュメモリ、あるいは、ハードディスク装置等の不揮発性の記憶装置によって構成されている。記憶部153には、X線撮影に関する諸指示を受付けると共に当該諸指示に従って旋回駆動機構130、X線発生器126、X線規制部129等を制御してX線撮影動作を制御する撮影プログラム153aが格納されている。また、記憶部153には、被写体である頭部Pの体格が設定された際に、設定された頭部Pの体格に応じて旋回駆動機構130の旋回制御内容を決定する際に参照される参照テーブル153bが格納されている。参照テーブル153bは、頭部Pの複数の体格の大きさに、旋回駆動機構130の旋回制御内容等を対応付けたテーブルである。頭部Pの体格の大きさ、機構上の旋回軸X1に対するX線発生器126及びX線検出器128の各距離等を考慮して、X線発生器126及びX線検出器128の旋回時にそれらが頭部Pに接触しないような旋回駆動機構130の旋回制御内容が、理論的、実験的に決定されている。頭部Pの体格の大きさに応じた旋回制御内容の例については後述する。RAM152は、CPU151が所定の処理を行う際の作業領域として供される。入出力部154aは、本撮影本体部120の旋回支持部124を旋回させる旋回機構132のモータ、旋回支持部124を移動させる旋回軸移動機構134のモータ、X線発生器126及びX線検出器128、128b、X線規制部129等に接続されており、入出力部154bは、X線画像処理装置180と通信可能に接続されている。また、操作入力部155は、操作パネル装置158のタッチ検出部158bに接続されており、画像出力部156は操作パネル装置158の表示部158aに接続されている。
この本体制御部150では、撮影プログラム153aに記述された手順及びタッチ検出部158bを通じて受付けられた指示等に従って、CPU151が、演算処理を行うことにより、頭部Pの体格の大きさを設定可能な体格設定部(被写体体格設定部)151a及びX線CT撮影等のX線撮影を行う際に旋回機構132及び旋回軸移動機構134を制御する旋回制御部151bとしての機能を実行する。体格設定部151aを頭部サイズ設定部と呼んでもよい。そして、CPU151が、旋回機構132及び旋回軸移動機構134を制御して、X線発生器126及びX線検出器128を頭部Pの周りに旋回させつつ、頭部Pを通過してX線検出器128、128bで検出されたX線の検出結果を得ることができる。CPU151は、撮影領域を設定する撮影領域設定部151cとしての機能も実行する。撮影領域の設定として、例えば撮影領域の空間的位置の設定や撮影領域の広がりの設定を行ってよい。
なお、上記撮影プログラム153a及び参照テーブル153bは、予め記憶部153に格納されているものであるが、CD-ROMあるいはDVD-ROM、外部のフラッシュメモリ等の記録媒体に記録された形態で、あるいは、ネットワークを介した外部サーバからのダウンロードなどにより、既存のX線CT撮影装置又は当該X線CT撮影装置の制御を行う情報処理本体部に提供されることもあり得る。CPU151、RAM152は回路を含み、他の要素も多くは回路を含み、または回路で接続された構成を含むので、本体制御部150は機械的には回路からなる要素である。旋回制御部151bは、機械的にはプログラムに従って旋回制御を処理する回路である。同様に、体格設定部151aはプログラムに従って被写体の体格データから被写体の体格を設定する処理を行う回路であり、撮影領域設定部151cは撮影領域を設定する処理を行う回路である。
X線画像処理装置180は、撮影本体部120からの撮影データに基づいてX線の画像データ185bを生成するものであり、情報処理本体部182は、少なくとも1つのプロセッサとしてのCPU183、RAM184、記憶部185、入出力部186、操作入力部189a及び画像出力部188a等が、バスライン182aを介して相互接続されたコンピュータによって構成されている。記憶部185は、フラッシュメモリ、あるいは、ハードディスク装置等の不揮発性の記憶装置によって構成されており、情報処理本体部182が、撮影本体部120からの撮影データに基づいてX線の画像データ185bを生成する画像処理プログラム185a及びX線の画像データ185b等を格納している。記憶部185には、X線の画像データ185bと頭部Pの特定情報(患者の特定情報)等を対応付けた管理データが格納されていてもよい。また、X線画像処理装置180が本体制御部150から撮影条件に関するデータ等を受取り、生成したX線の画像データ185bに当該撮影条件に関するデータ等を対応付けて記憶部185に記憶するようにしてもよい。RAM184は、CPU183が所定の処理を行う際の作業領域として供される。入出力部186は、撮影本体部120と接続されており、当該入出力部186を介して撮影本体部120で得られたX線撮影データが入力される。また、操作入力部189aは操作部189に接続されており、画像出力部188bは表示部188に接続されている。
情報処理本体部182では、画像処理プログラム185aに従って、CPU183が、演算処理を行うことにより、撮影本体部120で得られたX線撮影データに基づいて所望のX線画像データを生成する画像処理部としての処理を実行する。すなわち、本体制御部150を通じて受付けられた指示に応じて、CT画像、パノラマ撮影画像、セファロ撮影画像等のデータを生成する。記憶部185は、生成されたX線の画像データ185bを記憶する。
なお、上記各部において実現される一部あるいは全部の機能は、専用の論理回路等でハードウェア的に実現されてもよい。また、上記各部において実現される一部あるいは全部の機能は、1つのプロセッサによって統合して処理されてもよいし、複数のプロセッサによって適宜分散して処理されてもよい。
<体格の設定及び撮影中の旋回処理について>
撮影プログラム153aについて、図6に示すフローチャートを参照して、体格の設定及び撮影中の旋回処理を中心に説明する。
CT撮影を行う旨が設定されると、ステップS11において、体格の入力操作が受付けられる。
ここで、体格の入力操作の受付例について説明する。図7は操作パネル装置158における表示例を示す図である。操作パネル装置158の表示部158aには、撮影モードを選択するための画像として、パノラマ選択画像191a(“Pan”の文字参照)、セファロ選択画像191b(“Ceph”の文字参照)、CT選択画像191c(“CT”の文字参照)が表示されている。表示部158aには、撮影条件を設定するための画像として、体格設定用画像193と、撮影領域設定用画像194とが表示されている。ここでは、体格設定用画像193と、撮影領域設定用画像194とは、表示部158aの右側に表示されている。表示部158aには、イラスト画像195が表示されている。ここでは、イラスト画像195は、表示部158aのうちパノラマ選択画像191a、セファロ選択画像191b及びCT選択画像191cの下側に表示されている。このイラスト画像195は、撮影領域を示すための画像であり、ここでは、歯列弓がイラストとして表示されている。
上記表示部158aには、その表示領域に対するタッチ位置を検出する2次元位置検出部としてのタッチ検出部158bが設けられている。
操作者がパノラマ選択画像191a、セファロ選択画像191b及びCT選択画像191cのいずれかをタッチすると、当該タッチ操作がタッチ検出部158bによって検知される。これにより、本体制御部150において、パノラマ撮影を行うか、セファロ撮影を行うか、或は、X線CT撮影を行うかが受付けられる。
また、操作者が体格設定用画像193及び撮影領域設定用画像194のいずれかをタッチすると、図8に示すように、そのタッチ操作に応じて、体格設定用画像193及び撮影領域設定用画像194に対応する選択画像が表示される。図8に示す例では、便宜上、体格設定用画像193及び撮影領域設定用画像194の全てに対応する選択画像が表示されているが、体格設定用画像193及び撮影領域設定用画像194のうちタッチされたものに対応する選択画像が表示される。
操作者が体格設定用画像193をタッチすると、複数の体格選択画像として、通常サイズ選択画像193a(Mサイズ)及び大サイズ選択画像193b(Lサイズ)が表示される。利用者が通常サイズ選択画像193a及び大サイズ選択画像193bのいずれかに選択的にタッチすることで、頭部Pの体格の入力操作が受付けられる。
また、操作者が撮影領域設定用画像194をタッチすると、複数の撮影領域選択画像194a、194b、194c、194d、194eが表示される。複数の撮影領域選択画像194a、194b、194c、194d、194eは、相互に大きさ(直径、高さ)等が異なる領域を示している。利用者が複数の撮影領域選択画像194a、194b、194c、194d、194eのいずれかに選択的にタッチすることで、撮影領域の設定操作が受付けられる。
図7に戻って、イラスト画像195には、撮影領域195a(又は撮影領域195b)が重畳されて表示される。撮影領域195a、195bとしては、上記撮影領域設定用画像194を介して設定されたものに応じた大きさの円が表示される。撮影領域195aは、歯列弓全体を対象とする撮影領域が選択された場合に表示される画像であり、撮影領域195bは、歯列弓の一部を対象とする撮影領域が選択された場合に表示される画像である。特に、撮影領域195bが選択された場合、操作者がイラスト画像195のいずれかの位置にタッチすることで、撮影領域195bが歯列弓のいずれかの一部を指定する位置に移動する。これにより、歯列弓の任意の位置(例えば、前歯領域、右の臼歯領域、左の臼歯領域)に撮像領域を指定することができる。なお、図示にては、差を明確に示すため、撮影領域195a、195bの大小の差を多少強調して示してある。ここでは、頭部Pの顎領域である歯列弓の全体をX線CT撮影領域Rとして、X線CT撮影を行うことを前提として説明する。
上記例では、タッチパネルを利用して撮影モードの指定、体格の設定、撮影領域の指定等を行う例で説明したが、物理的に操作を受付けるスイッチ(押ボタン)等を介して各種設定を受付けるようにしてもよい。
図6に戻って、ステップS12において、体格設定部151aは、操作パネル装置158を通じて頭部Pの体格の入力操作を受付けると、受付けた内容に応じて頭部Pの体格の設定を行う。ここでは、体格設定部151aは、操作パネル装置158を通じて、複数の選択候補の体格サイズである通常サイズ選択画像193a及び大サイズ選択画像193bから1つを選択する入力操作の受付により、頭部Pの体格の設定を行う。
次ステップS13では、設定された体格に応じて旋回制御内容、規制量を決定する。旋回制御内容は、X線発生器126及びX線検出器128をどのような軌跡で頭部P周りに旋回させるかを示す。かかる旋回制御内容は、X線発生器126及びX線検出器128の少なくとも一方の軌跡、旋回中における機構上の旋回軸X1の固定位置又は移動軌跡、旋回機構132による旋回速度に対するX方向駆動部136及びY方向駆動部138による位置座標又は移動座標等によって表される。
旋回制御内容が決ると、X線発生器126とX線検出器128とを撮影領域Rの中心A周りに旋回駆動させる際における、撮影領域Rの中心AとX線発生器126との距離と、撮影領域Rの中心AとX線検出器128との距離とのうちの小さい方の距離を離隔距離と想定したとき、当該離隔距離Dが定る。ここでは、旋回支持部124において旋回軸X1はX線検出器128に近い側にあるので、離隔距離Dは、撮影領域Rの中心AとX線検出器128との距離である。なお、頭部Pは頭部固定装置142によって一定位置に保持されていること、及び、上記のように撮影領域が設定されていることから、本装置110における撮影領域Rの位置は既知である。
また、撮影領域Rの中心Aに対するX線発生器126の距離も定るので、X線発生器126から照射されたX線が頭部Pを通ってX線検出器128に入射する際の倍率も定る。X線発生器126とX線検出器128との距離をDA、X線発生器126と撮影領域Rの中心Aに対するX線発生器126の距離をD1とすると、倍率mは、m=DA/D1となる。
また、旋回制御内容が決ると、X線発生器126から発生したX線が撮影領域Rの全体を通るようにするためのX線の最小幅が決るので、X線検出器128により規制すべきX線の規制幅(X線規制孔)の幅も、当該最小幅よりも大きい範囲でかつその周囲に過剰にX線が照射されないようにする範囲で設定することができる。
上記設定された体格の大きさ応じた旋回制御内容、規制量の決定は、例えば、図9に示すような参照テーブルを参照して行うことができる。すなわち、頭部Pの体格に対して旋回制御内容、離隔距離D(倍率m)及び規制幅Wを対応付けた参照テーブルが事前に登録されている。図9に示す例では、通常の体格P(M)に対して、旋回制御内容として機構上の旋回軸X1を撮影領域Rの中心Aに一致させた状態で旋回させること、離隔距離D(M)(倍率m(M))、規制幅W(M)が対応付けられている。通常の体格P(M)よりも大きい体格P(L)に対して、旋回制御内容として機構上の旋回軸X1を、撮影領域Rの中心Aを中心として半径rで旋回させること、離隔距離D(L)(倍率m(L))、規制幅W(L)が対応付けられている。なお、離隔距離D(M)、倍率m(M)、規制幅W(M)、離隔距離D(L)、倍率m(L)、規制幅W(L)、半径rには具体的な数値が規定され。体格P(M)よりも体格P(L)が大きいので、離隔距離D(M)<離隔距離D(L)、倍率m(M)<倍率m(L)、規制幅W(M)<規制幅W(L)である。
次ステップS14では、決定された規制量である規制幅W(M)、W(L)に応じてX線規制部129を制御し、X線検出器128から撮影領域Rに応じた幅のX線が照射されるようにする。
次ステップS15では、決定された旋回制御内容に基づく旋回制御を行ってCT撮影を行う。すなわち、X線検出器128から発生したX線を、頭部Pに照射してX線CT撮影を行う際に、体格設定部151aで設定された被写体である頭部Pの体格の大きさに応じて旋回軸X1の位置制御を行う。
ここでは、体格設定部151aで設定された被写体である頭部Pの体格の大きさに応じて、旋回機構32に上記合成運動を行わせる駆動制御と、機構上の旋回軸X1を撮影領域Rの中心Aの位置に固定した状態で旋回支持部124を旋回させる駆動制御とを切替える例を説明する。
この場合、X線発生器126とX線検出器128とを撮影領域Rの中心A周りに旋回駆動させる際において、体格設定部151aで設定された頭部Pの体格P(M)、又は体格P(L)の大きさに応じて、設定された体格が第1の体格P(L)であるときの離隔距離D(L)が、設定された体格が第1の体格P(L)よりも小さい第2の体格P(M)であるときの離隔距離D(M)よりも大きくなるように、撮影領域Rの中心Aに対する機構上の旋回軸X1の位置を制御してもよい。
ここでは、体格設定部151aで設定された頭部Pの体格の大きさに応じて、設定された頭部Pの体格が第1の体格P(L)であるときに旋回支持部124に上記合成運動を行わせる駆動制御を実行し、設定された頭部Pの体格が第1の体格P(L)よりも小さい第2の体格P(M)であるときに機構上の旋回軸X1を撮影領域Rの中心の位置に固定した状態で旋回支持部124を旋回させる駆動制御を実行する例を説明する。
なお、X線発生器126とX線検出器128に対する旋回軸X1の位置によっては、体格の大小に対する駆動制御の切替が逆になる場合もある。例えば、旋回軸X1がX線発生器126とX線検出器128との中間に近い位置にある場合等には、設定された頭部Pの体格が比較的大きい第1の体格P(L)であるときに機構上の旋回軸X1を撮影領域Rの中心の位置に固定した状態で旋回支持部124を旋回させる駆動制御を実行し、設定された頭部Pの体格が比較的小さい第2の体格P(M)であるときに旋回支持部124に上記合成運動を行わせる駆動制御を実行してもよい。
上記旋回動作を、図10及び図11を参照してより具体的に説明する。図10は体格が比較的小さい第2の体格P(M)であるときの旋回動作を示す説明図であり、図11は体格が比較的大きい第1の体格P(L)であるときの旋回動作を示す説明図である。図10、図11は共にZ軸方向から見た原理説明図である。なお、図10及び図11では、旋回支持部124を180度旋回させた様子を示しているが、設定に応じて、360度旋回させてCT撮影を行う場合もあり得る。
図10、図11に示す例では、機構上の旋回軸X1が、旋回支持部124上、X線発生器126とX線検出器128の中間地点よりもX線検出器128側に寄った位置にある構造となっている。
体格が比較的小さい第2の体格P(M)である場合、図10に示すように、機構上の旋回軸X1を撮影領域Rの中心Aに一致させた状態で、旋回支持部124を旋回させる。この場合、X線発生器126及びX線検出器128は、撮影領域Rの中心Aと一致する機構上の旋回軸X1を中心として旋回する。X線規制部129によって、X線はX線コーンビームCBに形成されている。旋回駆動機構130によって旋回支持部124が駆動され、X線検出器128が図示の+Y方向寄りにあり、X線発生器126が-Y寄りの方向にある旋回開始位置において、X線コーンビームCBのx方向の広がりの両端が撮影領域Rのx方向の広がりのX線発生器126のX線管の焦点から見た両端と接していて、X線コーンビームCBのx方向の広がりの角を等分するセンタービームCTBが撮影領域Rの中心Aを通過する位置的関係にあり、撮影の間、旋回支持部124の旋回中もこの位置的関係が保たれる。旋回時における撮影領域Rの中心AとX線発生器126との距離はD1に保たれ、撮影領域Rの中心AとX線検出器128との距離はD2に保たれる。撮影領域Rに対して設定される、X線発生器126、X線検出器128のX線撮影中の軌道上、X線発生器126よりもX線検出器128の方が撮影領域Rの中心Aに近いので、離隔距離D(M)は、撮影領域Rの中心AとX線検出器128との距離D2となる。離隔距離D(M)は、旋回軸X1に対して直交する方向において、撮影領域Rの中心Aと小さい方の体格P(M)を有する頭部P(P2)の表面との最大距離よりも大きく設定されている。このため、X線検出器128は、小さい方の体格P(M)を有する頭部P(P2)と接触せずに、頭部P(P2)の周りを旋回することができる。X線発生器126は、X線検出器128よりも撮影領域Rの中心Aよりも遠く離れた位置を旋回するので、X線発生器126も頭部P(P2)と接触せずに、頭部P(P2)の周りを旋回することができる。撮影領域Rに対して設定される、X線発生器126、X線検出器128のX線撮影中の軌道上、X線検出器128よりもX線発生器126の方が撮影中心Aに近い場合は、図示しない離隔距離Dは、撮影領域Rの中心AとX線発生器126との距離となる。
頭部P1にも、頭部P2にもチンレスト142aを共通に用いるため、頭部P1と頭部P2で撮影領域Rは頭部前部で共通の位置になり、頭部P1の後頭部領域の方が、頭部P2の後頭部領域よりも-Y側に大きな領域を占める。体格が比較的大きい第1の体格P(L)(頭部P1)である場合、上記と同様にX線検出器128が旋回すると、X線検出器128は、第1の体格P(L)を有する頭部P(P1)に当接する可能性がある。
そこで、体格が比較的大きい第1の体格P(L)である場合、図11に示すように、機構上の旋回軸X1を、撮影領域Rの中心Aを中心として半径rで旋回させながら、旋回支持部124を機構上の旋回軸X1を中心として旋回させる。すなわち、機構上の旋回軸X1は半径rの円軌道CLa上を移動する。つまり、機構上の旋回軸X1を、撮影領域Rの中心Aから離すように撮影領域Rの中心Aに対する機構上の旋回軸X1の位置を制御する。より具体的には、旋回機構132により旋回支持部124を機構上の旋回軸X1を中心として旋回させるのに同期して、旋回軸移動機構134により機構上の旋回軸X1を、撮影領域Rの中心Aを中心として半径rで旋回させる。なお、X線検出器128を撮影領域Rの中心Aから遠ざけるため、機構上の旋回軸X1は、撮影領域Rの中心Aに対してX線検出器128側に離れる。つまり、機構上の旋回軸X1は、撮影領域Rの中心AとX線検出器128との間に配設された位置関係を保ちつつ、撮影領域Rの中心A周りに旋回する。
X線発生器126が-Y側にあり、X線検出器128が+Y側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも+Y側に寄った位置LC1にあり、X線発生器126が-X側にあり、X線検出器128が+X側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも+X側に寄った位置LC2にあり、X線発生器126が+Y側にあり、X線検出器128が-Y側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも-Y側に寄った位置LC3にある。
図示していないが、X線発生器126が+X側にあり、X線検出器128が-X側にあるタイミングを想定すると、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも-X側に寄った位置にくる。
図11を用いて、機構上の旋回軸X1を中心とする旋回支持部124の旋回と撮影領域Rの中心Aを中心とする機構上の旋回軸X1の旋回の同期をさらに説明する。機構上の旋回軸X1が中心Aを外れた位置LC1にあり、X線コーンビームCBは撮影領域Rを、図示の例では撮影領域Rの全域を-Y方向から+Y方向に照射する。センタービームCTBが撮影領域Rに向かう方位、図示の例では中心Aに向かう方位を方位COR1とし、機構上の旋回軸X1から中心Aに向かう方位を方位XOR1とする。旋回支持部124が機構上の旋回軸X1の軸周りに旋回しつつ、機構上の旋回軸X1が中心Aを旋回中心として前述の半径rの円軌道CLaに沿って中心Aを外れた位置LC2に旋回移動した時点で、X線コーンビームCBは撮影領域Rを、図示の例では撮影領域Rの全域を-X方向から+X方向に照射する。センタービームCTBが撮影領域Rに向かう方位、図示の例では中心Aに向かう方位を方位COR2とし、機構上の旋回軸X1から中心Aに向かう方位を方位XOR2とする。方位COR1から方位COR2までの変位角度量をAGC1とし、方位XOR1から方位XOR2までの変位角度量をAGX1とする。方位COR1から方位COR2までの変位と、方位XOR1から方位XOR2までの変位とは、中心Aを旋回中心とする旋回方向としては同方向であり、変位角度量AGC1と変位角度量AGX1とは等量である。旋回支持部124の旋回移動は旋回駆動機構130によってなされる。図示の例では旋回支持部124の旋回が旋回機構132によって、機構上の旋回軸X1の移動が旋回軸移動機構134によって行われる。この関係を保って上述の同期がなされる。
ここで、機構上の旋回軸X1の座標を、一旦、図11を離れて考える。例えば、撮影領域Rの中心AのXYZ座標系におけるX、Yそれぞれの座標を(X(a)、Y(a))とし、旋回機構132による旋回支持部124の旋回角度をθ(+X側にX線発生器126があり、-X側にX線検出器128がある方向から左周りに回転する角度とする)とすると、X方向駆動部136により機構上の旋回軸X1のX座標が“X(a)-rcos”となり、Y方向駆動部138により機構上の旋回軸X1のY座標が“Y(a)-rsin”となるように、旋回機構132及び旋回軸移動機構134を制御する。この制御内容は、機構上の旋回軸X1を旋回させる下記の各変形例においても、同様に適用できる。
この場合、X線発生器126及びX線検出器128は、機構上の旋回軸X1を中心として旋回する。図11に戻り、旋回時における撮影領域Rの中心AとX線発生器126との距離は、図10に示す場合の撮影領域Rの中心AとX線発生器126との距離D1を基準とすると(図10の場合距離D1は機構上の旋回軸X1とX線発生器126との距離と同じである)、距離D1-半径rであり、一定に保たれる。旋回時における撮影領域Rの中心AとX線検出器128との距離は、図10に示す場合の離間距離D2を基準とすると(図10の場合距離D2は機構上の旋回軸X1とX線検出器128との距離と同じである)、距離D2+半径rであり、一定に保たれる。これらのうち小さい方が離隔距離D(L)となる。ここでは、(距離D1-半径r)≧(距離D2+半径r)の範囲で半径rが決められているとする。このため、離隔距離D(L)は、距離D2+半径rである。この離隔距離D(L)は、旋回軸X1に対して直交する方向において、撮影領域Rの中心Aと大きい方の体格P(L)を有する頭部P(P1)の表面との最大距離よりも大きく設定されている。このため、X線検出器128は、大きい方の体格P(L)を有する頭部P(P1)と接触せずに、頭部P(P1)の周りを旋回することができる。X線発生器126は、撮影領域Rの中心Aに対してX線検出器128と同程度又はこれよりも遠く離れた位置を旋回するので、X線発生器126も頭部P(P1)と接触せずに、頭部P(P1)の周りを旋回することができる。上記の頭部P(P1)の表面との最大距離は、小さい方の離隔距離D(L)に係るX線発生器126またはX線検出器128が旋回移動する範囲においての最大距離を対象とすればよい。例えば、旋回支持部124の旋回角度が180°である場合など、360°に満たない場合に、小さい方の離隔距離D(L)に係るX線発生器126またはX線検出器128が後頭部まで回らないのであれば、後頭部を除いて、小さい方の離隔距離D(L)に係るX線発生器126またはX線検出器128の移動軌道の範囲における最大距離を対象とすればよい。
図11に示す実施例では、X線CT撮影中、機構上の旋回軸X1の中心Aに対する偏りはX線検出器128側に生じる。また、中心Aから機構上の旋回軸X1に向かう方向と、X線発生器126からX線検出器128に向かう方向が平行に保たれる。
X線発生器126とX線検出器128の旋回中心を本願では撮影旋回中心ICと呼ぶこととする。
図11に示すような制御を機構上の旋回軸X1が受けることにより、X線発生器126とX線検出器128は撮影領域Rの中心Aに撮影旋回中心ICを置いて旋回する。撮影旋回中心ICは、このように、機構上の旋回軸X1が2次元移動制御を受けることにより生じるものであってもよい。
なお、図10に示すように、体格が比較的小さい第2の体格P(M)と、図11に示すように、体格が比較的大きい第1の体格P(L)である場合とを比較すると、前者よりも後者の方が、撮影領域Rの中心AとX線発生器126との距離が小さい。このため、X線発生器126から照射されたX線が撮影領域Rの全体を通過するようにするためには、第2の体格P(M)のときにおけるX線規制部129によるX線の規制幅W(M)を、第1の体格P(L)のときにおけるX線規制部129によるX線の規制幅W(L)よりも小さく(通過許容幅を大きく)設定するとよい。これにより、撮影領域Rに見合った範囲でX線を照射することができる。つまり、規制幅W(L)、W(M)は、X線発生器126とX線検出器128とを撮影領域Rの中心A周りに旋回駆動させる際における撮影領域Rの中心AとX線発生器126との距離に応じて設定されており、当該X線規制部129により、撮影領域Rの中心AとX線発生器126との距離に応じてX線発生器126から発生したX線の規制量を調整する。本X線の規制量の調整は、各変形例においても同様に調整されるとよい。
X線規制部129によるX線の規制幅Wは、x方向の規制幅Wxのみ調整してもよいが、z方向(上下方向)の規制幅Wzも加えて調整してよい。
そして、X線発生器126及びX線検出器128が頭部Pの撮影領域Rの周りを旋回することで、当該撮影領域RのX線CT画像を生成するのに必要なX線画像データが得られ、当該データに基づいてX線CT画像が生成される。
<効果等>
以上のように構成されたX線CT撮影装置110によると、体格設定部151aで設定された被写体である頭部Pの体格の大きさに応じて旋回軸X1の位置制御を行うため、頭部Pの周りを旋回するX線発生器126及びX線検出器128が頭部Pに接触することを抑制できる。
ここでは、X線発生器126とX線検出器128とを撮影領域Rの中心A周りに旋回駆動させる際における、撮影領域Rの中心AとX線発生器126との距離と、撮影領域Rの中心AとX線検出器128との距離とのうちの小さい方の距離を離隔距離と想定したとき、体格設定部151aで設定された頭部Pの体格P(L)、P(M)の大きさに応じて、頭部Pの体格P(L)が大きいときの離隔距離が頭部Pの体格P(M)が小さいときの離隔距離よりも大きくなるように、撮影領域Rの中心Aに対する機構上の旋回軸X1の位置制御を行うため、頭部Pの周りを旋回するX線発生器126及びX線検出器128が頭部Pに接触することを抑制できる。
また、これらのように頭部Pの体格P(L)、P(M)の大きさに応じて、X線検出器128の旋回軌跡を変更させるため、X線検出器128と頭部Pとの接触を抑制しつつ、X線検出器128をなるべく頭部Pに近づけてX線CT撮影を行うことができる。これにより、なるべく鮮明なX線画像を生成することができる。
また、旋回軸移動機構134が、旋回機構132に対して、旋回支持部124側ではなく、水平アーム123側に設けられている。このため、旋回支持部124の軽量化が可能となり、当該旋回支持部124を旋回させる負荷をなるべく小さくできる。
また、X線発生器126から発生したX線を頭部Pに照射してX線CT撮影を行う際に、比較的大きい第1の体格P(L)の頭部P1に対しては、旋回機構132が旋回支持部124を、機構上の旋回軸X1を中心として旋回させるのと同期して、旋回軸移動機構134が機構上の旋回軸X1を撮影領域Rの中心Aを回転中心として回転移動させることによって、X線発生器126及びX線検出器128をなるべく円に近い軌道に沿って旋回させつつ、離隔距離を調整することができる。X線発生器126及びX線検出器128をなるべく円に近い軌道に沿って旋回させることで、拡大率をなるべく一定に保つこともできる。
また、比較的小さい第2の体格P(M)の頭部P2に対しては、上記機構上の旋回軸X1の旋回中心を、撮影領域Rの中心Aの位置に固定した状態で、X線発生器126及びX線検出器128を旋回軸X1周りに旋回させるため、X線発生器126及びX線検出器128からなる撮像系の旋回の精度を高くすることができ、より鮮明なX線CT画像を得ることができる。
図10、図11に示す例では、機構上の旋回軸X1が、旋回支持部124上、X線発生器126とX線検出器128の中間地点よりもX線検出器128側に寄った位置にあることにより、比較的小さい第2の体格P(M)の頭部P2に対して、上記機構上の旋回軸X1の旋回中心を、撮影領域Rの中心Aの位置に固定した状態で、X線発生器126及びX線検出器128を旋回軸X1周りに旋回させる際に画像の拡大率を小さくすることができる。通常、X線発生器126のX線管の焦点は完全な点光源ではなく、僅かとはいえ一定の面積があるので、拡大率を小さくすることで輪郭ボケの程度を小さくすることができる。
また、X線発生器126及びX線検出器128を上記のように旋回駆動させる際における、撮影領域Rの中心Aに対するX線発生器126の距離に応じて、X線発生器126から発生したX線の規制量をX線規制部129によって調整することで、離隔距離に応じて適切な幅のX線が頭部Pの撮影領域Rに入射するようにすることができる。
また、機構上の旋回軸X1が鉛直方向に沿っているため、X線発生器126及びX線検出器128を、鉛直方向に沿った軸周りに旋回させることができる。このため、立っている又は座っている人体の頭部Pを被写体として、X線CT撮影するのに適する。
また、被写体である頭部Pの顎領域を撮影領域RとしてX線CT撮影を行うため、顎領域をCT撮影する際に、頭部Pの体格に応じて、X線発生器126及びX線検出器128が頭部Pに接触することを抑制できる。
また、上記CT撮影を行う間、撮影領域Rの中心Aに対するX線発生器126の距離、及び、撮影領域Rの中心Aに対するX線検出器128の距離のそれぞれを一定に保つため、拡大率を一定に保ちつつ、X線CT撮影を行うことができる。
また、頭部Pの体格が比較的小さい第2の体格P(M)であるときに、機構上の旋回軸X1を撮影領域Rの中心Aに一致させているため、この場合には、装置に対する駆動の負担を小さくしつつCT撮影を実行できる。これに対して、頭部Pの体格が比較的大きい第1の体格P(L)であるときに、機構上の旋回軸X1の位置を撮影領域Rの中心Aから離すように、当該中心Aに対する機構上の旋回軸X1の位置制御を行うことで、離隔距離を大きくして、X線発生器126及びX線検出器128が頭部Pに接触することを抑制できる。
また、本装置110では、装置110の操作者等が操作パネル装置158を通じて入力操作を行うことで、頭部Pの体格を設定することができる。
特に、操作者等は、操作パネル装置158を通じて、複数の選択候補の体格サイズである通常サイズ選択画像193a及び大サイズ選択画像193bから1つを選択することで、容易に入力操作を行うことができる。
もっとも、操作者等が体格の大きさをテンキー等で入力することで、体格の大きさが入力操作される構成であってもよい。
{変形例}
上記第1実施形態又は第2実施形態を前提として、各種変形例について説明する。
<第1変形例>
上記第2実施形態では、体格設定部151aで設定された被写体である頭部Pの体格の大きさに応じて、旋回支持部124に合成運動を行わせる駆動制御と、機構上の旋回軸X1を撮影領域Rの中心Aの位置に固定した状態で旋回支持部124を旋回させる駆動制御とを切替える例で説明した。
図12及び図13に示す第1変形例では、旋回支持部124に合成運動を行わせる際に、体格設定部151aで設定された被写体である頭部Pの体格の大きさに応じて、撮影領域Rの中心Aに対する機構上の旋回軸X1の距離を変更する例を説明する。すなわち、第1変形例では、体格が比較的小さい第2の体格P(M)であるとき、及び、体格が比較的大きい第1の体格P(L)であるときの両方において、機構上の旋回軸X1の位置を撮影領域Rの中心Aから離すように、撮影領域Rの中心Aに対する機構上の旋回軸X1の位置制御を行う例を説明する。
図12は体格が比較的小さい第2の体格P(M)であるときの旋回動作を示す説明図であり、図13は体格が比較的大きい第1の体格P(L)であるときの旋回動作を示す説明図である。本変形例では、機構上の旋回軸X1は、X線発生器126とX線検出器128との中央位置にある。このため、機構上の旋回軸X1に対するX線発生器126の距離、及び、同旋回軸X1に対するX線検出器128の距離は同じである。なお、図12及び図13では、旋回支持部124を180度旋回させた様子を示しているが、設定に応じて、360度旋回させてCT撮影を行う場合もあり得る。
体格が比較的小さい第2の体格P(M)であるとき、図12に示すように、機構上の旋回軸X1を、撮影領域Rの中心Aを中心として半径r(M)で旋回させながら、旋回支持部124を機構上の旋回軸X1を中心として旋回させる。より具体的には、旋回機構132により旋回支持部124を機構上の旋回軸X1を中心として旋回させるのに同期して、旋回軸移動機構134により機構上の旋回軸X1を、撮影領域Rの中心Aを中心として半径r(M)で旋回させる。すなわち、機構上の旋回軸X1は半径r(M)の円軌道CLb上を移動する。ここでは、X線検出器128を撮影領域Rの中心Aに近づけるため、機構上の旋回軸X1は、撮影領域Rの中心Aに対してX線発生器126側に離れる。つまり、機構上の旋回軸X1は、撮影領域Rの中心AとX線発生器126との間に配設された位置関係を保ちつつ、撮影領域Rの中心A周りに旋回する。
X線発生器126が-Y側にあり、X線検出器128が+Y側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも-Y側に寄った位置LC11にあり、X線発生器126が-X側にあり、X線検出器128が+X側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも-X側に寄った位置LC12にあり、X線発生器126が+Y側にあり、X線検出器128が-Y側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも+Y側に寄った位置LC13にある。
図示していないが、X線発生器126が+X側にあり、X線検出器128が-X側にあるタイミングを想定すると、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも+X側に寄った位置にくる。
仮に機構上の旋回軸X1を撮影領域Rの中心Aに一致させてX線発生器126とX線検出器128を旋回させてCT撮影すると、X線検出器128が撮影領域Rから離隔する度合いが大きすぎるので、頭部P2への当接は避けつつX線検出器128を撮影領域Rになるべく接近させて撮影したい場合に図12に示すような軌道が好適である。
この場合、機構上の旋回軸X1に対するX線発生器126の距離、及び、同旋回軸X1に対するX線検出器128の距離を、DPとすると、旋回時における撮影領域Rの中心AとX線発生器126との距離は、距離DP+半径r(M)であり、一定に保たれる。旋回時における撮影領域Rの中心AとX線検出器128との距離は、距離DP-半径r(M)であり、一定に保たれる。これらのうち小さい方の距離である距離DP-半径r(M)が離隔距離D(M)となる。この離隔距離D(M)は、旋回軸X1に対して直交する方向において、撮影領域Rの中心Aと小さい方の体格P(M)を有する頭部P(P2)の表面との最大距離よりも大きく設定されている。このため、X線検出器128は、小さい方の体格P(M)を有する頭部P(P2)と接触せずに、頭部P(P2)の周りを旋回することができる。X線発生器126は、撮影領域Rの中心Aに対してX線検出器128よりも遠く離れた位置を旋回するので、X線発生器126も被写体である頭部Pと接触せずに、頭部P(P2)の周りを旋回することができる。
体格が比較的大きい第1の体格P(L)である場合、上記と同様にX線検出器128が旋回すると、X線検出器128は、第1の体格P(L)である頭部P(P1)に当接する可能性がある。
そこで、図13に示す例では、機構上の旋回軸X1を、撮影領域Rの中心Aを中心として半径r(L)で旋回させながら、旋回支持部124を機構上の旋回軸X1を中心として旋回させる。より具体的には、旋回機構132により旋回支持部124を機構上の旋回軸X1を中心として旋回させるのに同期して、旋回軸移動機構134により機構上の旋回軸X1を、撮影領域Rの中心Aを中心として半径r(L)で旋回させる。なお、半径r(L)<半径r(M)とする。すなわち、機構上の旋回軸X1は半径r(L)の円軌道CLc上を移動する。
つまり、第1の体格P(L)においても、X線検出器128を撮影領域Rになるべく近づけたい。そこで、図12に示す場合と同様に、旋回軸X1を撮影領域Rの中心Aに一致させたときと比較して、X線検出器128を撮影領域Rの中心Aに近づけるため、機構上の旋回軸X1を、撮影領域Rの中心Aに対してX線発生器126側に離す。この場合、機構上の旋回軸X1は、撮影領域Rの中心AとX線発生器126との間に配設された位置関係を保ちつつ、撮影領域Rの中心A周りに旋回することになる。もっとも、図12の場合と比較すると、体格が大きい分、X線検出器128を撮影領域Rの中心Aから遠ざけたい。そこで、半径r(M)よりも小さい半径r(L)で、旋回軸X1を旋回させる。
X線発生器126とX線検出器128は中心Aの位置に撮影旋回中心ICを置き、撮影旋回中心IC周りに旋回する。
X線発生器126が-Y側にあり、X線検出器128が+Y側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも-Y側に寄った位置LC21にあり、X線発生器126が-X側にあり、X線検出器128が+X側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも-X側に寄った位置LC22にあり、X線発生器126が+Y側にあり、X線検出器128が-Y側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも+Y側に寄った位置LC23にある。
図示していないが、X線発生器126が+X側にあり、X線検出器128が-X側にあるタイミングを想定すると、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも+X側に寄った位置にくる。
頭部P1への当接は避けつつX線検出器128を撮影領域Rになるべく接近させて撮影したい場合に図13に示すような軌道が好適である。
この場合、旋回時における撮影領域Rの中心AとX線発生器126との距離は、距離DP+半径r(L)であり、一定に保たれる。旋回時における撮影領域Rの中心AとX線検出器128との距離は、距離DP-半径r(L)であり、一定に保たれる。これらのうち小さい方の距離である距離DP-半径r(L)が離隔距離D(L)となる。半径r(L))<半径r(M)であるから、離隔距離D(L)は、上記離隔距離D(M)よりも大きい。なお、この離隔距離D(L)は、旋回軸X1に対して直交する方向において、撮影領域Rの中心Aと大きい方の体格P(L)を有する頭部P(P1)の表面との最大距離よりも大きく設定されている。このため、X線検出器128は、大きい方の体格P(L)を有する被写体である頭部P(P1)と接触せずに、頭部P(P1)の周りを旋回することができる。X線発生器126は、撮影領域Rの中心Aに対してX線検出器128よりも遠く離れた位置を旋回するので、X線発生器126も被写体である頭部P(P1)と接触せずに、頭部P(P1)の周りを旋回することができる。
このように、比較的大きい体格P(L)である場合、比較的小さい体格P(M)である場合のいずれにおいても、機構上の旋回軸X1が撮影領域Rの中心Aから離れてもよい。この場合、体格の大きさに応じて、撮影領域Rの中心Aに対する機構上の旋回軸X1の距離を変更することで、体格の大きさに応じてX線発生器126及びX線検出器128が旋回する軌道を変更することができ、もって、X線発生器126及びX線検出器128が頭部Pに接触することを抑制できる。
また、旋回軸X1がX線発生器126又はX線検出器128に偏った位置(特に大きく偏った位置)にある場合には、旋回軸X1を、撮影領域Rの中心Aと当該旋回軸X1が偏っている側のX線発生器126又はX線検出器128との間に位置させた状態で旋回させれば、その旋回軸X1の旋回半径分、撮影領域Rの中心Aに対するX線発生器126又はX線検出器128のうち当該偏っている側のものの旋回半径を大きくできる。この場合には、旋回軸X1が偏っている側のX線発生器126又はX線検出器128の旋回半径r(L)(体格が大きい場合の旋回半径)、半径r(M)(体格が小さい場合の旋回半径)に対して、半径r(L)>半径r(M)としてもよい。
また、第2実施形態で説明したように、体格が比較的小さい第2の体格P(M)であるときに、機構上の旋回軸X1を、撮影領域Rの中心Aを中心として半径rで旋回させながら、旋回支持部124を機構上の旋回軸X1を中心として旋回させ、体格が比較的大きい第1の体格P(L)である場合、機構上の旋回軸X1を撮影領域Rの中心Aに一致させた状態で、旋回支持部124を旋回させてもよい。
例えば、上記第1変形例のように、機構上の旋回軸X1がX線発生器126とX線検出器128との中央位置又はその近くにある場合等には、体格が比較的大きい第1の体格P(L)である場合、機構上の旋回軸X1を、撮影領域Rの中心Aの位置に固定した状態で、旋回支持部124を旋回させてもよい。この場合、X線検出器128の撮影領域Rからの離隔の度合いは図13に示すよりも大きくなるが、拡大率が許容範囲に収まるなら、このような制御も可能である。また、体格が比較的小さい第2の体格P(M)である場合、X線検出器128を撮影領域Rに近づけるため、旋回軸X1をX線発生器側にずらし、旋回軸X1が撮影領域Rの中心AとX線発生器126との間に配設された状態を保ち、旋回軸X1を上記のように旋回させてもよい。
<第2変形例>
第2変形例では、図14及び図15を参照してオフセットスキャンを行う例を説明する。オフセットスキャンは、X線発生器126から発生したX線の拡がりの左右の対称軸X2が撮影領域R内において撮影領域Rの中心Aから外れた位置を通った状態で、X線が撮影領域Rの一部を照射しつつ、X線発生器126及びX線検出器128が撮影領域R周りを旋回して行うCT撮影である。X線の照射範囲は、撮影領域Rの半分以上全域未満の領域となるように設定される。
図14、図15に示す例では、機構上の旋回軸X1が、旋回支持部124上、X線発生器126とX線検出器128の中間地点よりもX線検出器128側に寄った位置にある構造となっている。
ここでは、X線発生器126から照射されるX線は、X線規制部129によって、X線発生器126の中心とX線検出器128の幅方向中心とを結ぶ中心線の両幅方向に均等に広がるようなX線コーンビームとなるように照射される。
体格が比較的小さい第2の体格P(M)であるとき、図14に示すように、機構上の旋回軸X1は、xyz直交座標系で見ると、撮影領域Rの中心Aに対して-x方向にずらした位置に配設される。XYZ直交座標系で見ると、機構上の旋回軸X1は、図示の初期状態(旋回支持部124の延在方向がX方向に沿った状態)において、機構上の旋回軸X1がX方向(ここでは-X方向)にずらした位置に配設される。そして、機構上の旋回軸X1を、撮影領域Rの中心Aを中心として半径r(M)で旋回させながら、旋回支持部124を機構上の旋回軸X1を中心として同期旋回させる。すなわち、機構上の旋回軸X1は半径r(M)の円軌道CLd上を移動する。
この場合、撮影領域Rの中心Aに対するX線発生器126の距離、及び、同旋回軸X1に対するX線検出器128の距離を比較すると、後者の距離が小さく、この距離が離隔距離DP(M)となる。
X線発生器126とX線検出器128は中心Aの位置に撮影旋回中心ICを置き、撮影旋回中心IC周りに旋回する。
X線発生器126が-Y側にあり、X線検出器128が+Y側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも-X方向の成分と±Y方向の成分(図示の例はほぼゼロ)を合成した方向に寄った位置LC31にあり、X線発生器126が-X側にあり、X線検出器128が+X側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも+Y方向の成分と±X方向の成分(図示の例はほぼゼロ)を合成した方向に寄った位置LC32にあり、X線発生器126が+Y側にあり、X線検出器128が-Y側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも+X方向の成分と±Y方向の成分(図示の例はほぼゼロ)を合成した方向に寄った位置LC33にある。
X線発生器126とX線検出器128は図示していないが、X線発生器126が+X側にあり、X線検出器128が-X側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも-Y方向の成分と±X方向の成分(図示の例はほぼゼロ)を合成した方向に寄った位置LC34にくる。
体格が比較的大きい第1の体格P(L)であるとき、図15に示すように、機構上の旋回軸X1は、xyz直交座標系で見ると、撮影領域Rの中心Aに対して-x方向及び+y方向にずらした位置に配設される。XYZ直交座標系で見ると、図示の初期状態(旋回支持部124の延在方向がX方向に沿った状態)において、機構上の旋回軸X1がX方向(ここでは-X方向)及びY方向(ここでは+Y方向)にずらした位置に配設される。そして、機構上の旋回軸X1を、撮影領域Rの中心Aを中心として半径r(L)(但し、r(L)>r(M))で旋回させながら、旋回支持部124を機構上の旋回軸X1を中心として同期旋回させる。すなわち、機構上の旋回軸X1は半径r(L)の円軌道CLe上を移動する。
X線発生器126とX線検出器128は中心Aの位置に撮影旋回中心ICを置き、撮影旋回中心IC周りに旋回する。
X線発生器126が-Y側にあり、X線検出器128が+Y側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも-X方向の成分と+Y方向の成分を合成した方向に寄った位置LC41にあり、X線発生器126が-X側にあり、X線検出器128が+X側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも+Y方向の成分と+X方向の成分を合成した方向に寄った位置LC42にあり、X線発生器126が+Y側にあり、X線検出器128が-Y側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも+X方向の成分と-Y方向の成分を合成した方向に寄った位置LC43にある。
X線発生器126とX線検出器128は図示していないが、X線発生器126が+X側にあり、X線検出器128が-X側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は撮影領域Rの中心Aよりも-Y方向の成分と-X方向の成分を合成した方向に寄った位置LC44にくる。
この場合、撮影領域Rの中心Aに対するX線発生器126の距離、及び、同旋回軸X1に対するX線検出器128の距離を比較すると、後者の距離が小さく、この距離が離隔距離DP(L)となる。
r(L)>r(M)であることから、DP(L)>DP(M)となり、体格が比較的小さい第2の体格P(M)であるときよりも、体格が比較的大きい第1の体格P(L)であるときの方が、X線発生器126が撮影領域Rの中心Aよりも遠い位置を旋回する。このため、体格が比較的大きい第1の体格P(L)であるときにおいて、X線発生器126、X線検出器128が頭部P(P1)に接触し難いようにすることができる。
これにより、オフセットスキャンによってなるべく広範囲な撮影領域RをX線CT撮影することができる。
なお、図14、15に示した例では機構上の旋回軸X1を-x方向にずらしたが、+x方向にずらしてオフセットスキャンを行ってもよい。
なお、本変形例とは異なり、X線規制部129によって、X線発生器126から照射されるX線が、X線発生器126の中心とX線検出器128の幅方向中心とを結ぶ中心線に対して一方側に偏るように制限され、もって、X線コーンビームの左右の対称軸が前記中心線からずれかつ撮影領域Rの中心Aからずれるようにした場合には、上記第2実施形態で説明したのと同様の旋回動作によってオフセットスキャンを行うことができる。
ここで、オフセットスキャンの幾何学的構成を、次のように説明する。
本願にて実施形態として考えうるオフセットスキャンは次のア、イのいずれかである。
(ア)X線ビームの照射範囲を撮影領域Rの中心Aに対して+x方向の成分を含む方向に偏らせる。照射範囲には中心Aが含まれる。-x方向にはX線照射されない領域が生じる。その状態でX線ビームを360°以上旋回照射する。その結果、撮影領域R全域について、180°旋回相当分以上のX線照射がなされ、180°旋回相当分以上の投影データが得られる。
(イ)X線ビームの照射範囲を撮影領域Rの中心Aに対して-x方向の成分を含む方向に偏らせる。照射範囲には中心Aが含まれる。+x方向にはX線照射されない領域が生じる。その状態でX線ビームを360°以上旋回照射する。その結果、撮影領域R全域について、180°旋回相当分以上のX線照射がなされ、180°旋回相当分以上の投影データが得られる。
図16、図17に示す例では、機構上の旋回軸X1が、旋回支持部124上、X線発生器126とX線検出器128の中間地点よりもX線検出器128側に寄った位置にある構造となっている。
<第3変形例>
第3変形例では、パノラマX線撮影を行う例について説明する。パノラマX線撮影では、図16に示すように、旋回駆動機構130の制御により、旋回支持部124を、機構上の旋回軸X1を中心として旋回させる。これにより、X線発生器126及びX線検出器128がパノラマ撮影軌道Rpを形成しつつ移動してX線撮影を行う。パノラマ撮影軌道Rpは、例えば、歯列弓Arに沿った弧状の軌跡であり、X線発生器126及びX線検出器128は、歯列弓Arの外側を弧状に移動する。これにより、歯列弓Arの全体のX線パノラマ画像を生成することができる。
図16では、比較的小さい第2の体格P(M)を想定したパノラマ撮影軌道Rpaが設定されている。同様のパノラマ撮影軌道Rpで、比較的大きい第1の体格P(L)に対してパノラマ撮影を行うと、X線検出器128が臼歯領域の外側で体格P(L)を有する頭部Pに接触してしまう恐れがある。
そこで、体格設定部151aで設定された被写体の体格P(M)、P(L)に応じて、少なくとも歯列弓Arの臼歯領域AraへのX線の照射タイミングで、X線検出器128の通過経路を変更する。この例としては、設定された被写体の体格が比較的大きい第1の体格P(L)であるときに、少なくとも歯列弓Arの臼歯領域AraへのX線の照射タイミングで、被写体の体格が比較的小さい第2の体格P(M)であるときよりも、X線検出器128の通過経路が外側に設定されてもよい。なお、被写体である頭部Pは、顎を基準として頭部固定装置142によって固定されるので、体格の大小に拘らず、歯列弓Arの前部の固定位置は一定である。
ここでは、図16に示すように、比較的小さい第2の体格P(M)であるとき、機構上の旋回軸X1を移動させつつ、X線検出器128を弧状に旋回させて、パノラマX線撮影を行う。
X線発生器126が+X側にあり、X線検出器128が-X側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は概ね歯列弓ArMの左右両端の臼歯と同じY座標で正中よりも+X側に寄った位置LC51にあり、X線発生器126が-Y側にあり、X線検出器128が+Y側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は正中上、位置LC51のY座標よりも+Y側に寄った位置LC52にあり、X線発生器126が-X側にあり、X線検出器128が+X側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は概ね歯列弓ArMの左右両端の臼歯と同じY座標で正中よりも-X側に寄った位置LC53にある。
一方、図17に示すように、比較的大きい第1の体格P(L)であるとき、機構上の旋回軸X1を移動させつつ、X線検出器128を上記の場合よりも大きな径で弧状に旋回させて、パノラマX線撮影を行う。これにより、少なくとも歯列弓Arの臼歯領域AraへのX線の照射タイミングで、X線検出器128の通過経路が図16に示す場合もよりも外側になるパノラマ撮影軌道Rpbが設定される。
X線発生器126が+X側にあり、X線検出器128が-X側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は概ね歯列弓ArLの左右両端の臼歯と同じY座標で正中よりも-X側に寄った位置LC61にあり、X線発生器126が-Y側にあり、X線検出器128が+Y側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は正中上、位置LC61のY座標よりも+Y側に寄った位置LC62にあり、X線発生器126が-X側にあり、X線検出器128が+X側にあるタイミングでは、機構上の旋回軸X1は概ね歯列弓ArLの左右両端の臼歯と同じY座標で正中よりも+X側に寄った位置LC63にある。
なお、位置LC61、LC63のY座標については、歯列弓ArLが歯列弓ArMより大きいため、位置LC51、LC53のY座標よりも-Y側によった位置となっている。
これにより、パノラマX線撮影を行う際に、体格の大きさに応じて、X線検出器128をなるべく歯列弓Arに近づけつつ、X線検出器128が頭部に接触することを抑制できる。
本構成は、上記実施形態を前提としなくても、パノラマX線撮影を行うX線撮影装置に適用可能である。
<第4変形例>
第4変形例及び第5変形例では、被写体体格設定部が、被写体の体格を自動的に認識して被写体の体格の設定を行う例を説明する。ここで、被写体の体格を自動的に認識するとは、体格の大きさの直接的な指定操作を受付けることなく、X線検出器等の検出器、その他のセンサ等の出力に基づいて、体格を認識することをいう。これにより、操作者等による指定操作を受付けなくても、被写体の体格を自動検出して設定できる。
第4変形例では、図18に示すように、体格設定部210は、被写体である頭部Pの撮像画像、厳密には撮像画像データに基づいて頭部Pの体格を認識し、その認識結果に基づいて体格の設定を行う。
本例では、頭部Pの撮像画像として、X線画像、より具体的には、図19に示すような、セファロ撮影画像が用いられる。セファロ撮影画像は、上記セファロ撮影用頭部固定装置144のX線検出器128b等を利用して、X線CT撮影を行う前に事前に得られた画像である。
体格設定部210は、骨格画像抽出部212と、抽出された骨格画像に基づいて体格の大きさを決定する体格決定部214とを備える。
骨格画像抽出部212は、X線画像等に基づいて二値化処理等を実行し、頭部の骨格領域又は骨格の境界領域を抽出する。
体格決定部214は、抽出された骨格領域又は骨格境界領域等に基づいて、所定の操作ライン等における骨格の大きさLを求める。決定された骨格の大きさLに基づいて、体格の大きさが決定される。例えば、予め第1の体格P(L)又は第2の体格P(M)のそれぞれに対して骨格の大きさの範囲を対応付けたテーブルが記憶されており、当該決定された骨格の大きさL及びテーブルに基づいて、当該大きさLが第1の体格P(L)に該当するか又は第2の体格P(M)に該当するか決定し、その決定内容に応じて体格を設定する。
これにより、体格の大きさを特に設定操作しなくても、撮像画像に基づいて、上記各実施形態で説明したように、体格の大きさに基づく、X線発生器126、X線検出器128の旋回制御を実行できる。
ここでは、撮像画像が頭部の全体を含むセファロ撮影画像である例で説明したが、撮像画像は、パノラマX線画像、歯の一部のX線画像であってもよい。また、一般的なCCDカメラ等の可視光撮像装置によって得られた画像であってもよい。撮像画像は、別のX線撮影装置又はカメラ等によって撮影された画像であってもよい。X線画像データの認識と可視光撮影画像の認識の双方を行うようにしてよく、その場合に一方の結果を他方の結果の調整に用いるようにしてもよい。
<第5変形例>
第5変形例では、図20に示すように、頭部固定装置142は、被写体を保持する被写体保持部すなわち被写体ホルダーの一例であり、被写体である頭部Pの顎を載置支持可能なチンレスト142aと、被写体である頭部Pをその両外側から挟んで保持する頭部ホルダー142bとを含む。頭部ホルダー142bには、頭部ホルダー142bに保持された頭部Pの体格を測定する測定部142cが設けられている。より具体的には、一対の頭部ホルダー142bが、頭部Pの左右部分を挟むように保持可能に開閉可能に設けられている。一対の頭部ホルダー142bは、頭部Pの左右幅に応じて開閉されるので、一対の頭部ホルダー142bの開度は、頭部Pの体格に応じた大きさとなる。測定部142cは、一対の頭部ホルダー142bの開度を測定するものである。測定部142cとしては、一対の頭部ホルダーbの開度に応じて抵抗値が変化する可変抵抗、一対の頭部ホルダー142bの間の寸法を測定する光学式センサ等であることが想定される。測定部142cを体格メジャーと呼んでもよい。
体格設定部251aは、測定部142c及び体格決定部251bを含む。測定部142cからの測定結果を示す信号が体格決定部251bに入力されると、当該開度に応じた測定信号に基づいて、体格決定部251bが体格の大きさを決定する。例えば、予め第1の体格P(L)又は第2の体格P(M)のそれぞれに対して開度の範囲を対応付けたテーブルが記憶されており、測定された開度及びテーブルに基づいて、当該開度が第1の体格P(L)に該当するか又は第2の体格P(M)に該当するか決定し、その決定内容に応じて体格を設定する。
これにより、体格の大きさを特に設定操作しなくても、頭部Pを頭部固定装置142に固定すれば、上記各実施形態で説明したように、体格の大きさに基づく、X線発生器126、X線検出器128の旋回制御を実行できる。
<第6変形例>
また、第6変形例に係る図21に示すように、旋回支持部324が、X線検出器128を、X線の照射方向に沿って移動させるX線検出器移動機構326を備えていてもよい。X線検出器移動機構326は、ボールねじ機構及びモータ等を含む移動機構、リニアモータ等のリニアアクチュエータにより構成されており、旋回支持部324に組込まれて、X線検出器128を旋回支持部324の延在方向に沿って移動させ、位置DT1と位置DT2の間で変位させられるようになっている。位置DT1は位置DT2よりもX線発生器126とのy軸方向の距離が大きく取られる。このように、X線検出器128をX線の照射方向に沿って移動させることで、拡大率の調整を行うことができる。X線検出器移動機構の駆動源にモータを用いる場合、当該モータはX線検出器駆動モータである。
図22は図21のX線検出器移動機構326の応用例である。
図22(a)は図10と同様、第2の体格P(M)を有する頭部P2について機構上の旋回軸X1の位置を撮影領域Rの中心Aの位置と一致させてCT撮影を行う様子を示す図である。今、X線検出器128は位置DT2に配置されていて、頭部P2には接触しない。仮に第1の体格P(L)の頭部P1に図22(a)の旋回を適応すると、X線検出器128が頭部P1に当接する可能性があることは図10と同様である。
そこで、図22(b)のように、頭部P1に対しては、機構上の旋回軸X1を撮影領域Rの中心Aの位置に固定した状態で、X線検出器128を位置DT1に変位させて撮影領域Rの中心Aとの離隔距離を位置DT2のときより大きく取って旋回支持部324を旋回させることでX線検出器128の頭部P1への当接を回避する。
このため、機構上の旋回軸X1を撮影領域Rの中心Aの位置に固定した状態で、X線検出器128を旋回させる場合においても、体格の大きさに応じて、X線検出器128を旋回軸X1に対する遠近方向に移動させてもよい。この場合、比較的体格が小さい場合には、X線検出器128を旋回軸X1に比較的近い上記位置DT1に位置させた状態で、X線検出器128を旋回させることで、X線検出器128がなるべく撮影領域Rの近くを通ることができ、鮮明な画像を得ることができる。また、比較的体格が大きい場合には、X線検出器128を旋回軸X1に比較的遠い上記位置DT2に位置させた状態で、X線検出器128を旋回させることで、X線検出器128が頭部Pに接触することを回避できる。
<共通変形例>
上記各実施形態及び各変形例では、X線発生器及びX線検出器の旋回軌跡が円形である例で説明したが、X線発生器及びX線検出器が、楕円軌跡、円と楕円との組合せ軌跡を描いて旋回してもよい。
また、上記各実施形態及び各変形例では、第1の体格とこれよりも小さい第2の体格をCT撮影する場合に、X線発生器及びX線検出器の旋回軌跡を変更することを中心に説明したが、3つ以上の体格の大きさに応じて、X線発生器及びX線検出器の旋回軌跡が変更されてもよい。あるいは、連続的な体格の大きさの設定に応じて、X線発生器及びX線検出器の旋回軌跡が連続的に変更されてもよい。いずれにせよ、2つの体格の大きさを想定したときに、X線発生器及びX線検出器の旋回軌跡が上記各例のように制御されればよい。
なお、上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。
本書類は、さらに次の態様をも開示している。
第1の態様は、X線発生器とX線検出器とが被写体を挟んで対向するように支持されたサポーターと、前記サポーターを、前記X線発生器と前記X線検出器との間に位置するシャフトを中心として旋回させる旋回モータと、前記シャフトの軸方向を縦方向とし、前記縦方向に交差する方向を横方向とし、前記シャフトを前記横方向に移動させる横方向駆動モータと、前記旋回モータと前記横方向駆動モータとを制御する処理と、被写体の体格データから前記被写体の体格を設定する処理を行う回路と、を備え、前記回路の処理により、前記X線発生器から発生したX線を被写体に照射してX線CT撮影を行う際に、前記旋回モータが前記サポーターを前記シャフトを中心として旋回させるのと同期して、前記横方向駆動モータが前記シャフトを移動させて、前記サポーターに合成運動を行わせることにより、前記X線発生器と前記X線検出器とをX線CT撮影領域の中心周りに旋回駆動させる動作を実行可能であり、前記被写体の体格の大きさに応じて前記シャフトの位置制御を行う、X線CT撮影装置である。
第2の態様は、第1の態様であって、前記回路が、前記被写体の体格の大きさに応じて、前記サポーターに前記合成運動を行わせる駆動制御と、前記シャフトを前記X線CT撮影領域の中心の位置に固定した状態で前記サポーターを旋回させる駆動制御とを切替える、X線CT撮影装置である。
第3の態様は、第1又は第2の態様であって、前記回路が、前記被写体の体格の大きさに応じて、設定された被写体の体格が第1の体格であるときに前記サポーターに前記合成運動を行わせる駆動制御を実行し、設定された前記被写体の体格が前記第1の体格よりも小さい第2の体格であるときに前記シャフトを前記X線CT撮影領域の中心の位置に固定した状態で前記サポーターを旋回させる駆動制御を実行する、X線CT撮影装置である。
第4の態様は、第1から第3のいずれか1つの態様であって、前記サポーターに前記合成運動を行わせる際に、設定された前記被写体の体格の大きさに応じて、前記X線CT撮影領域の中心に対する前記シャフトの距離を変更する、X線CT撮影装置である。
第5の態様は、第1から第4のいずれか1つの態様であって、前記X線発生器と前記X線検出器とを前記X線CT撮影領域の中心周りに旋回駆動させる際における、前記X線CT撮影領域の中心と前記X線発生器との距離と、前記X線CT撮影領域の中心と前記X線検出器との距離とのうちの小さい方の距離を離隔距離と想定したとき、設定された前記被写体の体格の大きさに応じて、前記被写体の体格が第1の体格であるときの前記離隔距離が、前記被写体の体格が前記第1の体格よりも小さい第2の体格であるときの前記離隔距離よりも大きくなるように、X線CT撮影領域の中心に対する前記シャフトの位置を制御する、X線CT撮影装置である。
第6の態様は、第1から第5のいずれか1つの態様であって、前記サポーターに前記合成運動を行わせる際に、前記旋回モータが前記サポーターを、前記シャフトを中心として旋回させるのと同期して、前記横方向駆動モータが前記シャフトを前記X線CT撮影領域の中心を回転中心として回転移動させる、X線CT撮影装置である。
第7の態様は、第1から第6のいずれか1つの態様であって、前記回路が、前記X線発生器と前記X線検出器とを前記X線CT撮影領域の中心周りに旋回駆動させる際における、前記X線CT撮影領域の中心に対する前記X線発生器の距離に応じて、前記X線発生器から発生したX線の規制量を調整する制御をさらに実行するX線CT撮影装置である。
第8の態様は、第1から第7のいずれか1つの態様であって、前記シャフトが、鉛直方向に沿って配設されている、X線CT撮影装置である。
第9の態様は、第1から第8のいずれか1つの態様であって、被写体の頭部の顎領域を前記X線CT撮影領域として、X線CT撮影を行う、X線CT撮影装置である。
第10の態様は、第9の態様であって、被写体の頭部の歯列弓の一部を前記X線CT撮影領域として、X線CT撮影を行う、X線CT撮影装置である。
第11の態様は、第1から第10のいずれか1つの態様であって、前記X線発生器から発生した前記X線の拡がりの対称軸が前記X線CT撮影領域の中心から外れた位置で、前記X線が前記X線CT撮影領域の一部を照射しつつ、前記X線発生器及び前記X線検出器が前記X線CT撮影領域周りを旋回してオフセットスキャンによるX線CT撮影を行う、X線CT撮影装置である。
第12の態様は、第1から第11のいずれか1つの態様であって、前記回路は、前記X線発生器から発生したX線を被写体に照射してX線CT撮影を行う間、前記X線CT撮影領域の中心に対する前記X線発生器の距離、及び、前記X線CT撮影領域の中心に対する前記X線検出器の距離のそれぞれを一定に保つ制御を実行する、X線CT撮影装置である。
第13の態様は、第1から第12のいずれか1つの態様であって、前記回路は、被写体の体格の入力操作の受付を通して前記被写体の体格の設定を行う、X線CT撮影装置である。
第14の態様は、第13の態様であって、前記回路は、複数の選択候補の体格サイズから1つを選択する入力操作の受付を通して体格の設定を行う、X線CT撮影装置である。
第15の態様は、第1から第12のいずれか1つの態様であって、前記回路が前記被写体をX線撮影して得た撮像画像のデータまたは前記被写体を可視光撮像して得た撮像画像のデータの少なくともいずれかより被写体の体格を自動的に認識して前記被写体の体格の設定を行うX線CT撮影装置である。
第16の態様は、第1から第12のいずれか1つの態様であって、前記被写体を保持する被写体ホルダーを備え、前記被写体ホルダーに設けられ、前記被写体ホルダーに保持された被写体の体格を測定する体格メジャーを含み、前記体格メジャーの測定結果に基づいて被写体の体格の設定を行う、X線CT撮影装置である。
第17の態様は、第1から第16のいずれか1つの態様であって、前記サポーターが、前記X線検出器を前記X線の照射方向に沿って移動させるX線検出器駆動モータを含む、X線CT撮影装置である。
第18の態様は、第1から第17のいずれか1つの態様であって、前記X線発生器と前記X線検出器がパノラマ撮影軌道を形成して被写体の歯列弓のパノラマX線撮影を行うよう、前記横方向駆動モータの制御を行い、前記回路で設定された被写体の体格の大きさに応じて、少なくとも前記歯列弓の臼歯領域へのX線の照射タイミングで、前記X線検出器の通過経路を変更する、X線CT撮影装置である。
また、本開示は下記の各態様を開示する。
第1の態様に係るX線CT撮影装置は、X線発生器とX線検出器とが被写体を挟んで対向するように支持された旋回支持部と、前記旋回支持部を、前記X線発生器と前記X線検出器との間に位置する機構上の旋回軸を中心として旋回させる旋回機構と、前記機構上の旋回軸を前記機構上の旋回軸の軸方向に交差する方向に移動させる旋回軸移動機構とを含む旋回駆動機構と、被写体の体格の大きさを設定可能な被写体体格設定部と、前記旋回機構と前記旋回軸移動機構とを制御する旋回制御部と、を備え、前記X線発生器から発生したX線を被写体に照射してX線CT撮影を行う際に、前記旋回機構が前記旋回支持部を、前記機構上の旋回軸を中心として旋回させるのと同期して、前記旋回軸移動機構が前記機構上の旋回軸を移動させて、前記旋回支持部に合成運動を行わせることにより、前記X線発生器と前記X線検出器とをX線CT撮影領域の中心周りに旋回駆動させる動作を実行可能であり、前記被写体体格設定部で設定された被写体の体格の大きさに応じて前記旋回軸の位置制御を行う。
第2の態様は、第1の態様に係るX線CT撮影装置であって、前記被写体体格設定部で設定された被写体の体格の大きさに応じて、前記旋回支持部に前記合成運動を行わせる駆動制御と、前記機構上の旋回軸を前記X線CT撮影領域の中心の位置に固定した状態で前記旋回支持部を旋回させる駆動制御とを切替える。
第3の態様は、第2の態様に係るX線CT撮影装置であって、前記被写体体格設定部で設定された被写体の体格の大きさに応じて、設定された被写体の体格が第1の体格であるときに前記旋回支持部に前記合成運動を行わせる駆動制御を実行し、設定された被写体の体格が前記第1の体格よりも小さい第2の体格であるときに前記機構上の旋回軸を前記X線CT撮影領域の中心の位置に固定した状態で前記旋回支持部を旋回させる駆動制御を実行する。
第4の態様は、第1から第3のいずれか1つの態様に係るX線CT撮影装置であって、前記旋回支持部に前記合成運動を行わせる際に、前記被写体体格設定部で設定された被写体の体格の大きさに応じて、前記X線CT撮影領域の中心に対する前記機構上の旋回軸の距離を変更する。
第5の態様は、第1から第4のいずれか1つの態様に係るX線CT撮影装置であって、前記X線発生器と前記X線検出器とを前記X線CT撮影領域の中心周りに旋回駆動させる際における、前記X線CT撮影領域の中心と前記X線発生器との距離と、前記X線CT撮影領域の中心と前記X線検出器との距離とのうちの小さい方の距離を離隔距離と想定したとき、前記被写体体格設定部で設定された被写体の体格の大きさに応じて、設定された被写体の体格が第1の体格であるときの前記離隔距離が、設定された被写体の体格が前記第1の体格よりも小さい第2の体格であるときの前記離隔距離よりも大きくなるように、X線CT撮影領域の中心に対する前記機構上の旋回軸の位置を制御する。
第6の態様は、第1から第5のいずれか1つの態様に係るX線CT撮影装置であって、前記旋回支持部に前記合成運動を行わせる際に、前記旋回機構が前記旋回支持部を、前記機構上の旋回軸を中心として旋回させるのと同期して、前記旋回軸移動機構が前記機構上の旋回軸を前記X線CT撮影領域の中心を回転中心として回転移動させるものである。
第7の態様は、第1から第6のいずれか1つの態様に係るX線CT撮影装置であって、前記X線発生器と前記X線検出器とを前記X線CT撮影領域の中心周りに旋回駆動させる際における、前記X線CT撮影領域の中心に対する前記X線発生器の距離に応じて、前記X線発生器から発生したX線の規制量を調整するX線規制部をさらに備える。
第8の態様は、第1から第7のいずれか1つの態様に係るX線CT撮影装置であって、前記機構上の旋回軸が、鉛直方向に沿って配設されているものである。
第9の態様は、第1から第8のいずれか1つの態様に係るX線CT撮影装置であって、被写体の頭部の顎領域を前記X線CT撮影領域として、X線CT撮影を行うものである。
第10の態様は、第9の態様に係るX線CT撮影装置であって、被写体の頭部の歯列弓の一部を前記X線CT撮影領域として、X線CT撮影を行うものである。
第11の態様は、第1から第10のいずれか1つの態様に係るX線CT撮影装置であって、前記X線発生器から発生した前記X線の拡がりの対称軸が前記X線CT撮影領域の中心から外れた位置で、前記X線が前記X線CT撮影領域の一部を照射しつつ、前記X線発生器及び前記X線検出器が前記X線CT撮影領域周りを旋回してオフセットスキャンによるX線CT撮影を行うものである。
第12の態様は、第1から第11のいずれか1つの態様に係るX線CT撮影装置であって、前記X線発生器から発生したX線を被写体に照射してX線CT撮影を行う間、前記X線CT撮影領域の中心に対する前記X線発生器の距離、及び、前記X線CT撮影領域の中心に対する前記X線検出器の距離のそれぞれを一定に保つものである。
第13の態様は、第1から第12のいずれか1つの態様に係るX線CT撮影装置であって、前記被写体体格設定部は、被写体の体格の入力操作の受付により被写体の体格の設定を行うものである。
第14の態様は、第13の態様に係るX線CT撮影装置であって、前記被写体体格設定部は、複数の選択候補の体格サイズから1つを選択する入力操作の受付により体格の設定を行うものである。
第15の態様は、第1から第12のいずれかに1つの態様に係るX線CT撮影装置であって、前記被写体体格設定部が、被写体の体格を自動的に認識して被写体の体格の設定を行うものである。
第16の態様は、第15の態様に係るX線CT撮影装置であって、前記被写体体格設定部は、被写体の撮像画像に基づいて被写体の体格を認識し、その認識結果に基づいて体格の設定を行うものである。
第17の態様は、第15の態様に係るX線CT撮影装置であって、前記被写体体格設定部は、被写体を保持する保持部に設けられ、前記保持部に保持された被写体の体格を測定する測定部を含み、前記測定部の測定結果に基づいて被写体の体格の設定を行うものである。
第18の態様は、第17の態様に係るX線CT撮影装置であって、前記測定部は、被写体を保持する複数の部材の開度を測定するものである。
第19の態様は、第1から第18の態様のいずれか1つの態様に係るX線CT撮影装置であって、前記旋回支持部が、前記X線検出器を前記X線の照射方向に沿って移動させるX線検出器移動機構を含むものである。
第20の態様は、第1から第19のいずれか1つの態様に係るX線CT撮影装置であって、前記X線発生器と前記X線検出器がパノラマ撮影軌道を形成して被写体の歯列弓のパノラマX線撮影を行うよう、前記旋回駆動機構の制御を行い、前記被写体体格設定部で設定された被写体の体格の大きさに応じて、少なくとも前記歯列弓の臼歯領域へのX線の照射タイミングで、前記X線検出器の通過経路を変更する。
第1の態様にX線CT撮影装置によると、被写体体格設定部で設定された被写体の体格の大きさに応じて前記旋回軸の位置制御を行う。これにより、X線発生器及びX線検出器が旋回する軌道を変更して、被写体周りを旋回するX線発生器及びX線検出器が被写体に接触することを抑制することができる。
第2の態様によると、被写体体格設定部で設定された被写体の体格の大きさに応じて、機構上の旋回軸をX線CT撮影領域の中心の位置に固定した状態で旋回支持部を旋回させる駆動制御と、旋回支持部に合成運動を行わせる駆動制御とを切替えることで、被写体の体格の大きさに応じてX線発生器及びX線検出器が旋回する軌道を変更することができる。
第3の態様によると、設定された被写体の体格が比較的小さい第2の体格であるときに機構上の旋回軸をX線CT撮影領域の中心の位置に固定した状態で前記旋回支持部を旋回させるので、機構上の旋回軸の位置が安定し、鮮明なX線CT画像を得やすい。また、設定された被写体の体格が比較的大きい第1の体格であるときに、旋回支持部に合成運動を行わせることで、被写体周りを旋回するX線発生器及びX線検出器が被写体に接触することを抑制することができる。
第4の態様によると、旋回支持部に前記合成運動を行わせる際に、被写体体格設定部で設定された被写体の体格の大きさに応じて、X線CT撮影領域の中心に対する機構上の旋回軸の距離を変更することで、被写体の体格の大きさに応じてX線発生器及びX線検出器が旋回する軌道を変更することができる。
第5の態様によると、X線発生器とX線検出器とをX線CT撮影領域の中心周りに旋回駆動させる際における、X線CT撮影領域の中心とX線発生器との距離と、X線CT撮影領域の中心とX線検出器との距離とのうちの小さい方の距離を離隔距離と想定したとき、被写体体格設定部で設定された被写体の体格の大きさに応じて、設定された被写体の体格が第1の体格であるときの離隔距離が、設定された被写体の体格が記第1の体格よりも小さい第2の体格であるときの離隔距離よりも大きくなるように、X線CT撮影領域の中心に対する前記機構上の旋回軸の位置を制御することにより、被写体周りを旋回するX線発生器及びX線検出器が被写体に接触することを抑制することができる。
第6の態様によると、旋回支持部に合成運動を行わせる際に、機構上の旋回軸を中心として旋回させるのと同期して、旋回軸移動機構が機構上の旋回軸をX線CT撮影領域の中心を回転中心として回転移動させるため、X線発生器及びX線検出器をなるべく円に近い軌道に沿って旋回させることができる。
第7の態様によると、前記X線CT撮影領域の中心に対する前記X線発生器の距離に応じて、X線CT撮影領域に適切な量のX線が入射するように調整できる。
第8の態様によると、X線発生器とX線検出器とを鉛直方向に沿った軸周りに旋回させることができる。
第9の態様によると、顎領域をX線CT撮影する際に、被写体の頭部の体格に応じて、X線発生器及びX線検出器が頭部に接触することを抑制することができる。
第10の態様によると、歯列弓の一部をX線CT撮影する際に、被写体の頭部の体格に応じて、X線発生器及びX線検出器が頭部に接触することを抑制することができる。
第11の態様によると、オフセットスキャンによってなるべく広範囲なX線CT撮影領域をX線CT撮影することができる。
第12の態様によると、拡大率を一定に保ちつつ、X線CT撮影を行うことができる。
第13の態様によると、装置の操作者等が入力操作を行うことで、被写体の体格を設定することができる。
第14の態様によると、装置の操作者等は、複数の選択候補の体格サイズから1つを選択することで、容易に入力操作を行うことができる。
第15の態様によると、被写体の体格を自動検出して設定できる。
第16の態様によると、撮像画像に基づいて被写体の体格を自動的に検出して設定することができる。
第17の態様によると、保持部に被写体を保持すれば、自動的に被写体の体格を設定することができる。
第18の態様によると、被写体を保持する複数の部材の開度に基づいて、被写体の体格の設定を行うことができる。
第19の態様によると、X線検出器をX線の照射方向に沿って移動させることで、拡大率の調整を行うことができる。
第20の態様によると、パノラマ撮影を行う際に、X線発生器が頭部に接触することを抑制できる。
以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。