JPH11253433A

JPH11253433A - Ｃｔ撮影装置

Info

Publication number: JPH11253433A
Application number: JP10080296A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Arai; 嘉則新井; Masakazu Suzuki; 正和鈴木
Original assignee: J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 1998-03-11
Filing date: 1998-03-11
Publication date: 1999-09-21
Anticipated expiration: 2018-03-11
Also published as: US6243439B1; FI119867B; FI990534A0; DE19910107A1; JP3743594B2; FI990534A

Abstract

(57)【要約】【課題】撮影中における撮像系の軌道のずれや被写体
の動きなどの影響を画像処理によって除き、画質の良い
部分ＣＴ撮影装置を得る。【解決手段】Ｘ線像として検出可能な位置マーカー４
を常に撮像視野中に位置するように配置して撮影し、得
られた２次元Ｘ線画像中の位置マーカーの像の位置から
各Ｘ線画像に対する補正量を算出し、この補正量を用い
て２次元Ｘ線画像を補正してＣＴ撮影画像を構築するよ
うにした。これにより、Ｘ線源１や撮像部２の軌道から
のずれなどに起因する誤差と、被写体３の動きなどに起
因する撮影中のずれが補正される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はＣＴ撮影装置、特
に例えば歯顎顔面領域などを部分的に撮影するのに適し
た部分ＣＴ撮影装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＴ撮影装置としては、被写体の周りの
円軌道に沿って移動するＸ線源と、被写体に対してＸ線
源の反対側を円軌道に沿って移動するＸ線撮像部とを有
するものが一般的であり、撮像部は直線状に並べたライ
ンセンサや円軌道上に並べたラインセンサで被写体を透
過したＸ線を検出し、Ｘ線画像を再構築している。また
被写体をベッドに載せて移動させながら、スパイラル状
の軌道を使用して撮影するものや、例えばＴＶカメラな
どの２次元の画像センサを使用して立体領域を１回の回
転で撮影するようにしたものも知られている。

【０００３】これらの装置の場合、装置の解像度を上げ
てもＸ線源とＸ線撮像部の本来の軌道からのずれや被写
体の動きなどによって画像にぼけが生じる。このうち軌
道のずれに対しては、このずれが毎回同一パターンで発
生するのであればそのパターンに基づいて画像の再構築
の際に補正することが可能であるが、パターンが一定で
ない場合は補正は困難となる。また被写体の動きに関し
ては、特に被写体が生体の場合には被写体自体が撮影中
に動く可能性があり、いわゆるムービングアーチファク
トが発生する。これを避けるためには例えば検査を受け
る患者をベッドなどに固定する必要があり、装置全体が
大きくなる等の問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明はこれらの点
に着目し、特に歯牙や顎等の局部的なＣＴ撮影を行う装
置において、Ｘ線源とＸ線撮像部の軌道のずれや被写体
の動きなどがあっても、画像の処理によってこれらの影
響を除くことにより画質を向上して高解像度の像を安定
的に得ることができ、しかも小型で安価な部分ＣＴ撮影
装置を得ることを課題としてなされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、この発明のＣＴ撮影装置では、被写体の周りの円
軌道に沿って回転移動するＸ線源と、被写体を挟んでＸ
線源に対向配置されて円軌道に沿って回転移動する２次
元Ｘ線撮像部とを有する撮像系を備え、この撮像系の１
回の回転で被写体の内部の立体領域を撮影するように構
成されたＣＴ撮影装置において、Ｘ線像として検出可能
な物体を位置マーカーとして用い、この位置マーカーを
上記撮像系の１回の回転中に常に撮像視野中に位置する
ように配置して被写体と共に撮影し、得られた２次元Ｘ
線画像中の位置マーカーの像の位置から各Ｘ線画像に対
する補正量を算出し、この補正量を用いて２次元Ｘ線画
像を補正してＣＴ撮影画像を構築するようにしている。

【０００６】撮影で得られたＸ線画像中の位置マーカー
の像は、理想的な場合にはサインカーブを描いて移動す
るから、画像中の実際の位置とサインカーブを描いて変
化する理想的な位置との差が、軌道のずれや被写体の動
きなどに起因するずれに相当することになる。従って、
画像中に写し込まれた位置マーカーの像を追跡してその
位置から補正量を求め、これを用いてＸ線画像を平行移
動してバックプロジェクションを行うことにより、ムー
ビングアーチファクトの影響などを除去して鮮明な画像
を構築することができるのである。

【０００７】上記の構成においては、位置マーカーを被
写体に対して固定する手段が備えられる。これにより、
位置マーカーが被写体に対して相対的に移動することが
なくなり、補正を適正に行うことができる。この固定手
段としては、例えば患者が口に入れて噛んだ状態に保た
れるバイトブロックを利用することができ、バイトブロ
ックに位置マーカーを固定できるような取付手段が備え
られる。この取付手段は位置マーカーをバイトブロック
に着脱自在又は移動自在に固定できる機構を備えたもの
が望ましい。

【０００８】また位置マーカーとしては、例えば球、円
柱のような回転体、あるいは直方体や６角柱、８角柱の
ように中心線に対して対称な形状とすることが望まし
い。これにより、位置マーカーをその中心線がＸ線源と
Ｘ線撮像部の円軌道の軸線と平行となるような姿勢で配
置しておけば、位置マーカーは軌道上のどこから見ても
左右対称の形状となるので、補正量の算出が容易とな
る。

【０００９】また、装置はＸ線源とＸ線撮像部が水平面
内の円軌道に沿って回転移動するように構成される。こ
れにより装置の構造の複雑化が避けられ、取り扱いも容
易となる。

【００１０】また、被写体となる患者頭部を固定する手
段を備えた患者用椅子を設け、この椅子を少なくとも前
後左右に移動可能に構成される。これにより、装置全体
の構成が簡単となる。

【００１１】また、上記のように位置マーカーを被写体
と共に撮影するのではなく、本撮影に先立って位置マー
カーのみを撮影し、得られた２次元Ｘ線画像中の位置マ
ーカーの像の位置から各Ｘ線画像における撮像系に関す
る誤差データを算出することも可能である。これによ
り、このデータを用いて本撮影時における２次元Ｘ線画
像を補正して撮像系の誤差を除去することが可能とな
り、また、このデータを誤差の原因となる機械あるいは
電気系等の不具合箇所の発見や改修に利用することも可
能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】まず、この発明のＣＴ撮影装置の
概略構造を説明する。図１はＸ線源と２次元Ｘ線撮像部
とを有する撮像系と被写体との関係を示す図、図２は装
置全体の斜視図である。

【００１３】図１において、１はＸ線源、２は２次元Ｘ
線撮像部、３は被写体、４は位置マーカー、５は軸線、
６は軸線５が直交する平面上の円軌道、７はＸ線ビーム
である。Ｘ線源１と２次元Ｘ線撮像部２は被写体３を挟
んで対向配置され、被写体３の周りの円軌道６に沿って
回転移動しながらＸ線ビーム７を被写体３に照射し、１
回の回転で被写体３の内部の目標とする立体領域をＸ線
撮影するように構成されている。なお、Ｘ線源１とＸ線
撮像部２が移動する円軌道は軸線５を中心とする同心円
であればよく、同一の円軌道である必要はない。

【００１４】図２は歯科や耳鼻科など、人の顔や頭部を
被写体とする用途の装置の一例を示したものであり、図
において１１は装置本体であって、基台１２に支柱１３
が立設され、この支柱１３に昇降フレーム１４が昇降自
在に取り付けられ、この昇降フレーム１４の上端に設け
られた水平アーム１５に旋回アーム１６が旋回可能に支
持されている。この旋回アーム１６の一端にはＸ線源１
が、他端には２次元Ｘ線撮像部２がそれぞれ取り付けら
れており、昇降フレーム１４の下部には水平アーム１５
と平行にアーム状の被写***置調整機構１７が昇降可能
に設けられている。このアーム１７は先端部がＸ線源１
と２次元Ｘ線撮像部２の中間付近の下部に位置してお
り、先端部の中央にはバイトブロック１８が、両側にイ
ヤロッド１９がそれぞれ設けられている。

【００１５】以上の構成は、従来から知られている歯科
用パノラマＸ線撮影装置に準じた構成であって、そのＸ
線検出部のフィルムカセットが２次元Ｘ線撮像部２に、
チンレストがバイトブロック１８にそれぞれ変わり、旋
回アーム１６を水平面内で移動させるＸ−Ｙテーブルが
省かれている点などを除けば、大きな相違点はない。こ
のため、ＣＴ撮影装置としての専用機ではなく、パノラ
マＸ線撮影装置にこの発明の装置の機能を付加した兼用
機とすることも可能である。

【００１６】また、昇降フレーム１４や被写***置調整
機構１７の昇降、旋回アーム１６の旋回駆動、Ｘ線源１
と２次元Ｘ線撮像部２を含む撮像系の動作などを制御す
る制御装置とその周辺の付属回路等もパノラマＸ線撮影
装置に準じて適宜構成することができ、この発明による
補正量の算出とずれを補正してＣＴ撮影画像を構築する
ことは、上記の制御装置に備えられているＣＰＵやメモ
リを利用して行うこともできるし、外部のコンピュータ
によって処理することもできる。なお、これ以上の構造
や制御回路などの詳細な具体例については後述する。

【００１７】ＣＴ撮影に際しては、まずパノラマ撮影に
準じて患者の頭部をＸ線源１と２次元Ｘ線撮像部２の間
に挿入する。なお、患者は基台１２に立ち、あるいは図
２には示してないが上下に電動で動く椅子を付設してこ
れに座る。そして所定の撮影部分がＸ線撮像部２の撮像
視野中に位置するように被写***置調整機構１７で頭部
の位置を調整した後、頭部の両側をイヤロッド１９，１
９で押さえ、更に口の中に挿入されたバイトブロック１
８を患者自身が噛むことによって患者頭部を固定する。

【００１８】次いで撮像系の動作を開始するのである
が、撮影を開始する前に、撮像部２によって撮影されて
いる位置マーカー４の像の２次元Ｘ線画像中の概略位置
を検出し、旋回アーム１６の旋回中に常に撮像視野中に
位置するように位置マーカー４の配置や撮像系の方向な
どを設定する。位置マーカー４の概略位置はマーカー４
の初期位置と装置の機械系の寸法で決定できる。

【００１９】そしてＸ線源１と２次元Ｘ線撮像部２を動
作させながら旋回アーム１６を旋回させ、１回転する間
に被写体である患者頭部の複数枚のＸ線画像を位置マー
カー４と共に撮影してこれを記録する。目的とするＣＴ
撮影画像は、こうして記録された２次元Ｘ線画像にこの
発明による補正処理を施して再構築するのであり、補正
処理の詳細については後述する。なお、制御装置の能力
が大きければ、２次元Ｘ線画像を撮影しながらリアルタ
イムで補正を行うなどの処理も可能である。

【００２０】位置マーカー４は、金属などＸ線像として
検出されるような材質で構成されるのであるが、円軌道
６上のどこから見ても像の形状が変わらないものや、横
から見て左右対称に見えるものであることが望ましいの
で、回転体などの中心線に対して対称な形状が適してい
る。図３は位置マーカー４の形状を例示したものであ
り、(ａ)は球状、(ｂ)は円柱状（あるいは円板状）、
(ｃ)は円錐状、(ｄ)は紡錘状、(ｅ)は中央のくびれた円
柱状の回転体の例、(ｆ)は回転体ではないが中心線に対
して対称な四角柱の例である。

【００２１】このような形状であれば、その軸線が円軌
道６の軸線５と平行となるような姿勢で配置することに
より、円軌道６上のどこから見ても同一あるいは左右対
称な像として検出されるので、補正量を容易に算出する
ことができる。ちなみに、位置マーカー４の大きさとし
ては例えば(ａ)の球状の場合は直径４mm程度以上、(ｂ)
の円柱状の場合は直径と高さがそれぞれ４mm程度以上が
好ましく、小さ過ぎると補正量を求める際の重心位置の
精度が低下する可能性がある。

【００２２】この位置マーカー４は、Ｘ線撮影中に被写
体に対して相対的に移動しないように被写体に固定され
ることが必要である。このための固定手段としては適宜
のものを採用すればよいが、図４はバイトブロック１８
を利用した例を示している。すなわち、円弧状の本体部
分に同じく円弧状のスリット１８ａを形成し、このスリ
ット１８ａに図３の(ｅ)に示すような形状の位置マーカ
ー４を装着したものであり、位置マーカー４はスリット
１８ａ内を手で移動させることができ、しかも口の中で
歯などに触れても簡単には移動しない程度の力で保持さ
れるようにしてある。このようなバイトブロック１８
は、大人用や子供用など患者の体格に応じて選択できる
ように、複数種類を用意しておくことが望ましい。な
お、バイトブロック１８は例えばプラスチック等で構成
されるが、その材料としてはＸ線像として検出されにく
いＸ線透過性材料が用いられている。

【００２３】なお、スリット１８ａの内縁にマーカーの
軸部の直径と同じくらいの円弧状の凹凸をわずかに形成
してもよく、これによりクリック感が得られ、また位置
マーカー４の位置決めが容易となり、更に所定位置での
適度の保持力を得ることも容易となる。上記のようなス
リット１８ａの代わりに穴を多数設けておき、任意の穴
に位置マーカー４を挿入するような構成とすることもで
きる。なお、歯科におけるＣＴ撮影の対象は歯牙やその
周囲が多いが、図４の(ｂ)のように、バイトブロック１
８の上下両面から位置マーカー４が突出しないで埋め込
まれた状態になっている場合には、歯牙などの像と位置
マーカー４の像とが重なることがないので好都合であ
る。

【００２４】図４の(ｂ)は位置マーカー４を上部材４ａ
と下部材４ｂで構成し、取付手段として一方に雄ねじ、
他方に雌ねじを設けて両者をねじ結合するようにしたも
のであり、着脱が自在であると共に取付位置の変更も容
易である。なお、この例は位置マーカー４がバイトブロ
ック１８への取付手段を備えているものであるが、取付
手段は例えばバイトブロック１８など位置マーカー以外
に設けることも可能である。

【００２５】次に、ずれの補正について説明する。図５
の(ａ)は１回の撮影で得られたＸ線画像中の位置マーカ
ー４の像４′を例示したものであり、Ｘ線源１とＸ線撮
像部２の軌道のずれがなく、しかも回転体形状の位置マ
ーカー４をその軸線が円軌道６の軸線５と完全に一致す
る状態で配置してあれば、Ｘ線画像中の位置マーカーの
像４′は動かない。しかし、一般的には位置マーカー４
を軸線５上に正確に配置するのは困難であり、撮像系の
ずれがない理想的な状態では位置マーカーの像４′は図
５の(ａ)の矢印のように左右に移動し、その移動は(ｂ)
に破線で示すようにサインカーブを描き、水平方向をＸ
軸とすればそのｘ座標がｓｉｎ（φ＋α）の形で変化す
る。

【００２６】一方、撮像系のずれがあったり、被写体が
動いたりした場合には、位置マーカーの像４′は(ｂ)の
実線のように理想状態での破線に対してずれたカーブを
描く。従って、破線と実線の差を補正量として実線の位
置を補正すれば、ずれのない画像が得られることにな
る。以下、図６のフローチャートにより補正のための処
理手順を説明する。

【００２７】図６のステップＳ１は、Ｘ線源１と２次元
Ｘ線撮像部２を動作させながら旋回アーム１６を旋回さ
せ、旋回アーム１６が１回転する間に被写体３の２次元
Ｘ線画像を複数枚撮影するステップであり、この撮影枚
数をＮとする。次いでステップＳ２では各画像中の位置
マーカーの像４′の位置を検出する。この位置は、像
４′を２値化して画像内における重心を求めることによ
って得られる。

【００２８】重心の位置を角度の関数ｆ（φ）とする
と、理想的にはこれはＬ・ｃｏｓ（φ＋α）の形にな
る。Ｌは位置マーカー４の重心と軸線５との距離によっ
て決まる定数である。Ｎ枚の各画像の像４′の重心の位
置を添え字nで区別すれば、その位置は（ｘn，ｙn）で
表され、重心のｘ座標はｆ（φn）＝ｘnと書ける。ま
た、重心のＹ軸方向（軸線５の方向）のｙ座標は理想的
には定数である。ｆ（φn）をフーリエ変換してその１
次の項をとると、これはちょうどＬ・ｃｏｓ（φ＋α）
を表すことになるので、ステップＳ３では式(１)及び
(２)を計算してＸ1及びＹ1を求め、ステップＳ４で式
(３)及び(４)を計算すると、ずれのない場合、すなわち
理想的な場合のｆ（φ）＝Ｌ・ｃｏｓ（φ＋α）が求め
られる。

【００２９】従って、Ｘ軸方向についてはステップＳ５
の式(５)によって、各画像における像４′の重心位置ｘ
nから各画像の角度での理想的な場合のｆ（φn）を引け
ば、その画像での必要な補正量Ｘaが求められる。ま
た、Ｙ軸方向についてはステップＳ５の式(６)によっ
て、各画像における像４′の重心位置ｙnからステップ
Ｓ３の式(２)で求めた定数Ｙ1を引けば、その画像での
必要な補正量Ｙaが求められる。

【００３０】ステップＳ６ではこれらの補正量を用い
て、各角度での２次元画像をそれぞれＸ軸方向について
は−Ｘaだけ平行移動し、Ｙ軸方向については−Ｙaだけ
平行移動してＣＴ撮影画像を再構築する。これによっ
て、撮影中におけるＸ線源１とＸ線撮像部２の本来の軌
道からのずれや被写体３の動きなどに起因するずれが補
正され、ぼけのない鮮明な３次元のＣＴ撮影画像が得ら
れるのである。

【００３１】なお上記のような処理ではなく、ｆ（φ
n）をフーリエ変換してその１次の項のみを消去したも
のを逆フーリエ変換すれば、その結果がちょうど補正量
となるので、このような処理でＸ軸方向の補正量を求め
ることもできる。また、上記の例ではＹ軸方向について
は定数として扱っているが、Ｙ軸方向についてもＸ軸方
向と同様に補正できることはもちろんであり、この発明
によればすべての方向の撮像系のずれや被写体の動きを
補正して鮮明な３次元のＣＴ撮影画像を得ることができ
るのである。

【００３２】また、ムービングアーチファクトの補正の
ためには上記のように撮影の際に被写体と同時に位置マ
ーカー４を写し込む必要があるが、撮像系のずれなどの
機械あるいは電気系等の誤差を補正する場合には、本撮
影に先立って位置マーカー４のみを撮影して誤差データ
を得ておき、このデータを用いて本撮影の結果を補正す
ることもできる。このように位置マーカーのみを撮影す
る場合の位置マーカー４としては、直径５mm、高さ４０
mm程度の棒材が適しており、多少傾斜した配置でも実用
上の問題は生じない。なお、この誤差データは誤差の原
因となる機械あるいは電気系等の不具合箇所の発見や改
修に利用することもできる。

【００３３】上記のように、位置マーカー４の固定手段
としてバイトブロック１８を利用するのは歯科診療の場
合に適しているが、位置マーカー４の固定は状況に応じ
て適宜の手段を採用すればよい。例えば耳鼻科の診療に
この装置を用いる場合には、位置マーカー４を患者の耳
の近くに粘着テープなどで固定することで所期の目的を
達することができる。

【００３４】次に、図２に例示したＸ線撮影装置におい
て、部分ＣＴＸ線撮影とパノラマＸ線撮影の両機能を備
えた場合の構造と制御回路などの具体例を説明する。図
７は装置の主要部の概略構成を示すと共に制御回路をブ
ロック図で示した図、図８は被写***置調整機構１７の
断面図、図９はモータ制御系のブロック図、図１０は操
作パネルの正面図、図１１は画像信号処理系のブロック
図、図１２は装置の変形例を示す図である。

【００３５】図２について述べたように昇降フレーム１
４は昇降自在となっているが、この昇降は昇降フレーム
１４に内蔵されている昇降制御モータ４０によって行わ
れ、水平アーム１５は昇降フレーム１４と共に昇降す
る。この水平アーム１５と旋回アーム１６との間には、
水平アーム１５に装着されてこれに対して前後方向（図
２において右下から左上の方向）に移動自在なＸ軸テー
ブルと、この方向に対して垂直な横方向（図２において
左下から右上の方向）に移動自在なようにＸ軸テーブル
に装着されたＹ軸テーブルとからなるＸ−Ｙテーブルを
備えた平面移動機構２０が設けられ、旋回アーム１６は
Ｙ軸テーブルに回転自在に設けられた回転軸２２で支持
されている。

【００３６】平面移動機構２０にはＸ軸制御モータ４２
とＹ軸制御モータ４４が設けられており、これらのモー
タを駆動することにより旋回アーム１６を水平面内にお
いて前後左右に移動させることができる。また平面移動
機構２０には、旋回アーム１６を回転させるための回転
制御モータ４６が設けられている。この平面移動機構２
０は、ＣＴ断層撮影の場合には撮影前に旋回アーム１６
の旋回中心位置を設定するために用いられ、パノラマ断
層撮影の場合には撮影の開始前に旋回中心位置を設定す
ると共に、撮影終了まで所定の軌跡に沿って旋回中心位
置を逐次移動させるために用いられる。

【００３７】旋回アーム１６の一端に設けられたＸ線源
１は１次スリット切換手段１ａを備えており、他端に設
けられた２次元Ｘ線撮像部２はイメージセンサ２ａと２
次スリット切換手段２ｂを備えている。１次スリット切
換手段１ａには１次スリット幅制御モータ５２と１次ス
リット高さ制御モータ５６が設けられており、これらの
モータを駆動することによりＸ線源１から照射されるＸ
線の幅と高さが規制され、不要なＸ線が被写体に照射さ
れることが防止される。また、２次スリット切換手段２
ｂには２次スリット幅制御モータ５４と２次スリット高
さ制御モータ５８が設けられており、これらのモータを
駆動することによりイメージセンサ２ａに入射されるＸ
線の幅と高さが規制され、不要なＸ線がイメージセンサ
２ａに入ることが防止される。なお各スリットの幅と高
さは、ＣＴ断層撮影とパノラマ断層撮影のいずれかが選
択されると、その選択されたモードに応じたスリット開
口となるように自動的に設定される。

【００３８】被写***置調整機構１７は図８のように構
成されている。すなわち、装置本体１１の昇降フレーム
１４内には案内フレーム９０を設けてあり、この案内フ
レーム９０は横方向（図８において紙面に垂直な方向）
に間隔を置いて配設された一対の側壁部９２（図８では
片方のみ示す）を有し、一対の側壁部９２間に接続壁部
９４が設けられてその中央部には上下方向に延びる細長
いスロット９６が形成されている。また側壁部９２間に
は第１の移動テーブル９８が上下方向に移動自在に装着
されており、このテーブル９８には矩形状の第１のテー
ブル本体１００が設けられ、一対のコロ１０２がその両
端部に回転自在に装着されている。また、一対の側壁部
９２には接続壁部９４と所定の間隔を隔てて一対の案内
壁部１０４（図８では片方のみ示す）が設けられてお
り、接続壁部９４と案内壁部１０４との間に上記コロ１
０２が回転自在に受け入れられている。

【００３９】第１のテーブル本体１００の中央部には、
接続壁部９４のスロット９６を貫通して延びるブロック
部材１０６が設けられ、また接続壁部９４の上下両端部
には取付部材１１０，１１８が固定されており、この取
付部材１１０，１１８間にはねじ軸１１２が回転自在に
支持され、このねじ軸１１２にブロック部材１０６が螺
合されている。取付部材１１８を貫通したねじ軸１１２
の下端にはＺ軸制御モータ１１４が連結され、このモー
タ１１４を駆動することによって第１の移動テーブル９
８が上下方向に移動するように構成されている。

【００４０】第１の移動テーブル９８には第２の移動テ
ーブル１１６が前後方向（図８において左右方向）に移
動自在に装着されており、第１のテーブル本体１００の
外面には案内フレーム１１８が固定されている。この案
内フレーム１１８は横方向に間隔を置いて配設された一
対の側壁部１２０（図８では片方のみ示す）を有し、一
対の側壁部１２０間に接続壁部１２２が設けられると共
に、各側壁部１２０に案内壁部１２４が設けられてい
る。第２の移動テーブル１１６は側壁部１２０の間で前
後方向に移動自在となっており、このテーブル１１６に
は矩形状の第２のテーブル本体１２８が設けられて一対
のコロ１３０がその両端部に回転自在に装着され、これ
らのコロ１３０が接続壁部１２２と一対の案内壁部１２
４との間に回転自在に受け入れられている。

【００４１】第１の移動テーブル９８と同様に、第２の
テーブル本体１２８には、接続壁部１２２に形成された
スロット１３２を貫通して延びるブロック部材１３４が
設けられ、このブロック部材１３４が接続壁部１２２に
設けられた取付部材１３６，１３８間に回転自在に支持
されたねじ軸１４０に螺合されている。取付部材１３６
を貫通したねじ軸１４０の一端にはＸ軸制御モータ１４
２が連結され、このモータ１４２を駆動することによっ
て第２の移動テーブル１１６が前後方向に移動するよう
に構成されている。

【００４２】更に第２の移動テーブル１１６には、第３
の移動テーブル１４４が横方向（図８において紙面に垂
直な方向）に移動自在に装着されており、第２のテーブ
ル本体１２８の上面には一対の案内部材１４６が前後方
向に間隔を置いて固定されている。各案内部材１４６に
は所定の間隔を置いて一対の案内壁部１４８，１５０が
設けられ、第３の移動テーブル１４４には矩形状の第３
のテーブル本体１５２が設けられて一対のコロ１５４が
その両端部に回転自在に装着され、これらのコロ１５４
が案内壁部１４８，１５０の間に回転自在に受け入れら
れている。

【００４３】第３のテーブル本体１５２にはブロック部
材１５３が設けられ、第２の移動テーブル１１６の場合
に準じて第２のテーブル本体１２８に設けられた図示し
ない取付部材間にはねじ軸１５６が回転自在に支持され
ており、このねじ軸１５６に上記ブロック部材１５３が
螺合されている。ねじ軸１５６の一端にはＹ軸制御モー
タ１５８が連結され、このモータ１５８を駆動すること
によって第３のテーブル本体１５２が横方向に移動する
ように構成されている。

【００４４】バイトブロック１８はその支持ロッド１８
ｂの基部が、またイヤロッド１９はその基部がそれぞれ
第３のテーブル本体１５２に固定されており、第１のテ
ーブル本体１００に取り付けられた被写***置調整機構
１７の保護カバー１７ａには前端にスロットが形成さ
れ、バイトブロック１８とイヤロッド１９がこのスロッ
トを通して前方上方に突出している。従って、次に述べ
る制御手段１７０によって上述した各モータ１１４，１
４２及び１５８を駆動することにより、バイトブロック
１８とイヤロッド１９は上下、前後、左右に移動し、被
写体である患者を所定の撮影領域に位置付けることがで
きるのである。

【００４５】図７及び図８に示す各モータには例えばス
テッピングモータが使用され、図９に示すようにＸ線撮
影装置の制御手段１７０によってその動作を制御され
る。この制御手段１７０は例えばマイクロプロセッサを
用いて構成され、入力手段１７４からの入力信号に基づ
いて制御動作を行う。図１０は入力手段１７４の一部を
構成する操作パネル１７６の例を示したもので、操作パ
ネル１７６の各スイッチの操作に応じて各種の信号を発
し、次に述べるような動作が行われるように構成されて
いる。

【００４６】図１０において、下部に配置されているス
イッチ１７８はＸ線撮影装置の電源スイッチであり、押
すごとにオンとオフが繰り返される。最上部のスイッチ
１８０，１８２は撮影モードの選択スイッチであって、
スイッチ１８０を押すと部分ＣＴ断層撮影モードに、ま
たスイッチ１８２を押すとパノラマ断層撮影モードとな
る。その下の１８６，１８８，１９０は被写体選択スイ
ッチであり、その下側に配置された歯位置選択スイッチ
１９２〜２１０と組み合わせて使用され、バイトブロッ
ク１８が撮影モードと撮影部位に対応した所定の位置に
位置付けされるのである。

【００４７】ちなみに、スイッチ１８６は被写体が幼児
の場合、１８８は子供の場合、１９０は大人の場合にそ
れぞれ押される。またスイッチ１９２は撮影対象が上顎
歯の場合、１９４は下顎歯の場合に押され、スイッチ１
９８は撮影対象が左顎歯の時に、２００は右顎歯の時に
押される。またスイッチ２０４〜２１０は撮影される歯
の位置を特定するものであり、スイッチ２０４は歯列弓
の中央線を基準として１〜２番目の歯の時に、２０６は
３〜４番目の歯の時に、２０８は５〜６番目の歯の時
に、２１０は７〜８番目の歯の時にそれぞれ押され、こ
れらの操作に応じてバイトブロック１８が所定の位置に
位置付けされる。その下のスイッチ２１２〜２２２はバ
イトブロック１８の位置の微調整用であり、２１２，２
１４は上下の位置、２１６，２１８は左右の位置、２２
０，２２２は前後の位置をそれぞれ微調整する時に押さ
れる。また、右下のスイッチ２２４は以上の各種設定が
終了してから押される撮影スタートスイッチであり、こ
れを押すと被写体へのＸ線の照射が開始され、Ｘ線撮影
が行われる。

【００４８】制御手段１７０は、この撮影開始に先立っ
て撮影モードに応じて各モータをあらかじめ駆動し、あ
るいは撮影中に駆動する作動制御手段１７２及びバイト
ブロック位置記憶手段２２６と、このための諸情報を記
憶した処理情報記憶手段２２８を備えている。すなわ
ち、上述したような各スイッチの操作に応じて、被写体
位置調整機構１７、平面移動機構２０の各モータが駆動
され、更に１次スリット切換手段１ａと２次スリット切
換手段２ｂの各モータが駆動されて各種の設定が行われ
る。また撮影が開始されると回転制御モータ４６が駆動
されて旋回アーム１６が旋回し、パノラマ撮影の場合に
は平面移動機構２０の各モータも駆動されるのである。

【００４９】所望の２次元Ｘ線画像は、上記のような制
御によって撮影されたＸ線画像を図１１に例示した画像
信号処理系で処理することによって得られる。画像信号
処理手段２３６は例えば画像処理用マイクロプロセッサ
で構成されたもので、Ａ／Ｄ変換手段２３８、フレーム
メモリ２４０及び演算用画像メモリ２４１等を備えてお
り、イメージセンサ２ａで検出されて画像信号処理手段
２３６に送られた画像信号は、Ａ／Ｄ変換手段２３８で
デジタル信号に変換された後、複数の２次元画像として
フレームメモリ２４０に格納される。そしてこれを演算
用画像メモリ２４１に読み出すと共に、処理情報記憶手
段２２８に記憶されている情報を用いて処理することに
より断層画像を生成し、例えば液晶ディスプレイなどの
表示手段２４８に表示し、必要に応じて外部のコンピュ
ータの記憶装置や光ディスク等のハードディスクなどの
外部記憶手段２４６に記憶する。

【００５０】特にこの発明の場合には、処理情報記憶手
段２２８に図６に示すような処理手順を記憶させてあ
り、位置マーカー４の像の重心位置を求めてこれから補
正量を算出し、この補正量で２次元Ｘ線画像を補正して
所望のＣＴ撮影画像を構築するのである。

【００５１】なお、上述の例では平面移動機構２０と被
写***置調整機構１７の両方を備えているが、原理的に
はいずれか一方があれば撮影に先立つ位置調整は可能で
あるし、特に部分ＣＴ撮影の場合には被写***置調整機
構１７があれば実用上問題がないので、平面移動機構２
０を省略してコストダウンを図ることができる。また上
述の例のように、被写***置調整機構１７で被写体であ
る患者頭部の位置を直接調整する代わりに、患者が座る
椅子にＸ−Ｙ−Ｚの３方向駆動手段を設け、患者の頭部
を椅子に固定する構造を採用することもできる。

【００５２】図１２はこのようにＸ−Ｙ−Ｚの３方向駆
動手段を椅子に設けた例であり、Ｘ−Ｙテーブル３２ａ
を内蔵した支持台３２で椅子３０の支柱３１を支持する
と共に、支柱３１には上下移動機構３１ａを内蔵して椅
子３０の全体をＸ−Ｙ−Ｚの３方向に移動できるように
構成してある。また、椅子３０から上方に突設した支持
アーム３３の先端にバイトブロック１８とイヤロッド１
９を取り付け、支持アーム３３には高さ調整用のねじ部
３４を設けてある。支持台３２のＸ−Ｙテーブル３２ａ
や支柱３１の上下移動機構３１ａは例えば図８の被写体
位置調整機構１７に準じた構成とするなど適宜の構成を
採用すればよく、このような構成によって、図２の被写
***置調整機構１７や図７の平面移動機構２０をなくす
ことが可能となる。

【００５３】なお、制御手段１７０、画像信号処理手段
２３６等を含む制御回路は装置本体１１の適所に適宜内
装され、操作パネル１７６や表示手段２４８は例えば昇
降フレーム１４の背面に配置される。また、操作パネル
１７６や表示手段２４８と共に制御装置としてユニット
化し、これを例えば昇降フレーム１４の背面に取り付け
たり、装置本体１１から分離して操作しやすいように使
用者の近くに設置したりできるようにしてもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明のＣＴ撮影装置は、Ｘ線像として検出可能な位置マー
カーを常に撮像視野中に位置するように配置して被写体
と共に撮影し、得られた２次元Ｘ線画像中の位置マーカ
ーの像の位置から各Ｘ線画像に対する補正量を算出し、
この補正量を用いて２次元Ｘ線画像を補正してＣＴ撮影
画像を構築するようにしたものである。

【００５５】従って、Ｘ線源とＸ線撮像部等で構成され
る撮像系の本来の軌道からのずれなどの機械あるいは電
気系等に起因する誤差と、被写体の動きなどに起因する
撮影中のずれのすべてに対して、水平と垂直の全方向に
ついて補正し、ぼけのない鮮明な３次元のＣＴ撮影画像
を得ることができるので正確な診断が可能となる。特に
生体を被写体とする場合に生ずるムービングアーチファ
クトを容易に除去することができるので、被写体となる
患者の負担が軽減されると共に患者の動きをあまり気に
することなく撮影を行うことができ、また装置の機械系
の精度をある程度下げることができるので、装置の小型
化やコスト低減が可能となり、装置の校正も簡単とな
る。

【００５６】また、位置マーカーを被写体に対して固定
する手段を備えたものでは、位置マーカーが被写体に対
して相対的に移動することを容易に防止でき、補正を適
正に行うことができる。

【００５７】また、歯科診療における装置においてバイ
トブロックに位置マーカーを固定する取付手段を設けた
ものでは、歯牙等の撮影対象の像が位置マーカーの像と
重なることがないので好都合である。また、この取付手
段が位置マーカーをバイトブロックに着脱自在又は移動
自在に固定できる機構を備えているものでは、取り扱い
が容易となる。

【００５８】また、位置マーカーを回転体の形状あるい
は中心線に対して対称な形状としたものでは、適切な配
置によって撮像系の軌道上のどこから見ても位置マーカ
ーが同一の形状あるいは左右対称の形状となるので、補
正量の算出が容易となる。

【００５９】また、Ｘ線源とＸ線撮像部が水平面内の円
軌道に沿って回転移動するように構成したものでは、装
置の構造の複雑化が避けられると共に取り扱いも容易と
なり、例えば歯科用のパノラマＸ線撮影装置にＣＴ撮影
機能を付加した兼用機とすることも可能となる。

【００６０】また、被写体となる患者頭部を固定する手
段を備えた患者用椅子を設け、この椅子を少なくとも前
後左右に移動可能に構成したものでは、装置全体の構成
が簡単となる。

【００６１】また、本撮影に先立って位置マーカーのみ
を撮影し、得られた２次元Ｘ線画像中の位置マーカーの
像の位置から各Ｘ線画像における撮像系に関する誤差デ
ータを算出するようにしたものでは、このデータを用い
て本撮影時における２次元Ｘ線画像を補正して撮像系の
誤差を除去することができ、更にこのデータを誤差の原
因となる機械あるいは電気系等の不具合箇所の発見や改
修に利用することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の装置における撮像系と被写体との関
係を示す図である。

【図２】この発明の一実施形態の装置全体の斜視図であ
る。

【図３】この発明の装置に使用する位置マーカーの形状
例を示す斜視図である。

【図４】この発明の一実施形態におけるバイトブロック
の斜視図及び要部の断面図である。

【図５】同実施形態における画像中の位置マーカーの像
及びその移動状況を示す図である。

【図６】同実施形態における補正処理の手順を示すフロ
ーチャートである。

【図７】同実施形態の装置の主要部の概略構成を示すと
共に制御回路をブロック図で示した図である。

【図８】同実施形態の装置における被写***置調整機構
の断面図である。

【図９】同実施形態の装置におけるモータ制御系のブロ
ック図である。

【図１０】同実施形態の装置における操作パネルの正面
図である。

【図１１】同実施形態の装置における画像信号処理系の
ブロック図である。

【図１２】同実施形態の装置の変形例を示す全体の斜視
図である。

【符号の説明】

１Ｘ線源２２次元Ｘ線撮像部３被写体４位置マーカー４′画像中の位置マーカーの像５軸線６円軌道１１装置本体１６旋回アーム１７被写***置調整機構１８バイトブロック２０平面移動機構３０椅子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体の周りの円軌道に沿って回転移動
するＸ線源と、被写体を挟んでＸ線源に対向配置されて
円軌道に沿って回転移動する２次元Ｘ線撮像部とを有す
る撮像系を備え、この撮像系の１回の回転で被写体の内
部の立体領域を撮影するように構成されたＣＴ撮影装置
において、Ｘ線像として検出可能な物体を位置マーカーとして用
い、この位置マーカーを上記撮像系の１回の回転中に常
に撮像視野中に位置するように配置して被写体と共に撮
影し、得られた２次元Ｘ線画像中の位置マーカーの像の
位置から各Ｘ線画像に対する補正量を算出し、この補正
量を用いて２次元Ｘ線画像を補正してＣＴ撮影画像を構
築することを特徴とするＣＴ撮影装置。
【請求項２】位置マーカーを被写体に対して固定する
手段を備えた請求項１記載のＣＴ撮影装置。
【請求項３】位置マーカーをバイトブロックに固定す
る取付手段を備えた請求項２記載のＣＴ撮影装置。
【請求項４】位置マーカーの取付手段が位置マーカー
をバイトブロックに着脱自在又は移動自在に固定できる
機構を備えたものである請求項３記載のＣＴ撮影装置。
【請求項５】位置マーカーが中心線に対して対称な形
状である請求項１乃至４のいずれかに記載のＣＴ撮影装
置。
【請求項６】Ｘ線源と撮像装置が水平面内の円軌道に
沿って回転移動するように構成された請求項１乃至５の
いずれかに記載のＣＴ撮影装置。
【請求項７】被写体となる患者頭部を固定する手段を
備えた患者用椅子を設け、この椅子を少なくとも前後左
右に移動可能に構成された請求項１乃至６のいずれかに
記載のＣＴ撮影装置。
【請求項８】被写体の周りの円軌道に沿って回転移動
するＸ線源と、被写体を挟んでＸ線源に対向配置されて
円軌道に沿って回転移動する２次元Ｘ線撮像部とを有す
る撮像系を備え、この撮像系の１回の回転で被写体の内
部の立体領域を撮影するように構成されたＣＴ撮影装置
において、Ｘ線像として検出可能な物体を位置マーカーとして用
い、この位置マーカーを上記撮像系の１回の回転中に常
に撮像視野中に位置するように配置して撮影し、得られ
た２次元Ｘ線画像中の位置マーカーの像の位置から各Ｘ
線画像における上記撮像系に関する誤差データを算出す
るように構成されたことを特徴とするＣＴ撮影装置。