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JP2003175027A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Ｘ線ｃｔ装置

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Publication number
JP2003175027A
JP2003175027A JP2001375131A JP2001375131A JP2003175027A JP 2003175027 A JP2003175027 A JP 2003175027A JP 2001375131 A JP2001375131 A JP 2001375131A JP 2001375131 A JP2001375131 A JP 2001375131A JP 2003175027 A JP2003175027 A JP 2003175027A
Authority
JP
Japan
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ray
subject
detection means
arm
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001375131A
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English (en)
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JP2003175027A5 (ja
Inventor
Kazuhiro Tanaka
一宏 田仲
Atsushi Hibino
敦 日比野
Kuniyoshi Okabe
邦義 岡部
Masaharu Kano
正治 加納
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corp filed Critical Hitachi Medical Corp
Priority to JP2001375131A priority Critical patent/JP2003175027A/ja
Priority to US10/498,063 priority patent/US7269242B2/en
Priority to EP02783797A priority patent/EP1457155A4/en
Priority to CNB028246152A priority patent/CN100348157C/zh
Priority to PCT/JP2002/012857 priority patent/WO2003049616A1/ja
Publication of JP2003175027A publication Critical patent/JP2003175027A/ja
Publication of JP2003175027A5 publication Critical patent/JP2003175027A5/ja
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    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4429—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units
    • A61B6/4435—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure
    • A61B6/4441—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure the rigid structure being a C-arm or U-arm
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 被検体の任意の個所について任意の大きさの
撮影を行なうことができるようにする。 【解決手段】 患者の下顎から眼窩までの範囲をＸ線管
１４とＸ線情報入力手段１５を１回転させた多数のＸ線
情報により２次元データ及び３次元データを作成しそれ
に基づく断層像を表示手段に表示させる。このとき、支
柱１１に回転機構部１２を取り付け、Ｘ線管１４とＸ線
情報入力手段１５を対向させて取り付けたＵアーム１３
１，１３２を吊り下げ、電動で上下する椅子１７を用い
て被検体の任意の個所について任意の大きさの画像を取
り込み表示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検体の一部にＸ
線を照射しその投影画像を処理して断層像などを撮影す
るＸ線ＣＴ装置に係り、特に歯科医療などのように被検
体の断層面の一部分について断層像を撮影することので
きるＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】歯科医療では、歯の裏にフィルムを当て
てＸ線撮影する一般撮影、Ｘ線管とフィルムを同時に回
転させて撮影するパノラマ撮影、Ｘ線管とフィルムの距
離を大きく取って撮影するセフアロ撮影などを行なって
いるのが現状である。しかしながら、これらの撮影方法
は、いずれを単純なＸ線写真撮影であるため、平面的な
画像しか得られない。
【０００３】最近では、骨にインプラントを埋め込み、
入れ歯を固定するという新しい手術が行なわれるように
なってきた。このような手術を行なう場合、歯茎やその
付近の骨の形状を立体的に観察することが重要である。
しかしながら、従来のＸ線撮影方法では、歯茎及びその
付近の骨の形状を立体的に観察することができないた
め、平面的な画像に基づいて形状等を特定し、手術を行
なわなければならず、手術に熟練を要したり、また熟練
を要するがゆえに医療事故などの発生する確率も高くな
り、問題となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、通常のＸ線Ｃ
Ｔ装置を用いて歯茎及びその付近の骨の形状を立体的に
観察することによってこのような問題を解消することが
できる。ところが、通常のＸ線ＣＴ装置は、歯茎やその
付近の骨などのように身体の断層面の一部についてのみ
撮影するのではなく、全体にＸ線を照射し、得られた全
体画像の中から所望の部位の断層像を得るということを
行なっていた。従って、所望の部位が歯茎及びその付近
の骨の形状などのように小さい場合には、全体の中から
その部位を抽出することになるので、抽出されたＣＴ画
像では小さくて認識しにくいという問題があった。
【０００５】このような場合、Ｘ線ＣＴ装置の構成を所
望の部位だけにＸ線を照射し、その投影像を撮影するよ
うに設計してやれば、容易に所望部位の断層像を撮影す
ることができるようになる。このように所望の部位すな
わち居所だけにＸ線を照射し、その部分のＣＴ画像を撮
影するものとして、例えば、特開２０００−１３９９０
２号公報に記載したものがある。ところが、Ｘ線ＣＴ装
置の構成を所望の部位だけ撮影可能なものにすると、そ
れ以外の部位の撮影には使えない汎用性のないものとな
り、問題であった。すなわち、１本の歯について歯茎や
その付近の骨の形状を撮影したい場合や、顎全体の形状
について撮影したい場合など、Ｘ線ＣＴ装置をその撮影
場所に応じて変更しなければならず、面倒である。ま
た、撮影個所の大きさに応じたＸ線ＣＴ装置を複数台設
置しなければならず、コスト的に問題であった。
【０００６】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、被検体の任意の個所について任意の大きさの撮
影が可能なＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係るＸ線ＣＴ
装置は、Ｘ線を発生するＸ線発生手段と、前記Ｘ線発生
手段に対向して配置され、被検体を透過した前記Ｘ線量
を２次元的に検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線発生手
段と前記Ｘ線検出手段との間に前記被検体が位置するよ
うに前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段を保持する
と共に前記被検体の周囲に回転駆動させる回転駆動手段
と、前記Ｘ線検出手段で検出された前記Ｘ線量に基づき
前記被検体の断層像を作成する画像処理手段と、前記断
層像を表示する表示手段とを備えたＸ線ＣＴ装置におい
て、前記Ｘ線検出手段が、前記被検体の異なる領域を透
過した前記Ｘ線であっても前記断層像の作成に必要な前
記Ｘ線を、同じ大きさの視野領域で検出するようにした
ものである。１本の歯について歯茎やその付近の骨の形
状を撮影したい場合や、顎全体の形状について撮影した
い場合などのようにそれぞれ異なる領域を撮影する場
合、その撮影個所に応じてＸ線の透過する領域の大きさ
を異ならせている。Ｘ線の透過する領域の大きさが異な
っても、Ｘ線検出手段は常に同じ大きさの視野領域で検
出するようにしてある。これによって、１本の歯につい
て撮影する場合でも顎全体について撮影する場合でも、
解像度を低下させることなく同じ大きさの断層像として
作成し表示することができる。
【０００８】請求項２に係るＸ線ＣＴ装置は、請求項１
において、前記Ｘ線検出手段は、前記Ｘ線を可視光に変
換するＸ線変換手段と、このＸ線変換手段によって変換
された前記可視光を電気信号に変換する受光手段と、前
記Ｘ線変換手段の前記可視光の中の前記断層像の作成に
必要な領域を前記受光手段の有効領域全体に結像させる
光学系手段とを備えたものである。これは、Ｘ線検出手
段の具体的構成に関するものであり、イメージインテン
シファイア（ＩＩ）装置などのＸ線変換手段と、ＣＣＤ
カメラなどの受光手段と、イメージインテンシファイア
上の画像をＣＣＤカメラに結像させる光学系とを含んで
構成されるものである。光学系には光量調整を行う電動
絞りを含む。これによって、異なる領域を撮影する場合
でも、光学系で像の大きさを調整したり、電動絞りのそ
の明るさを調整したりして、最適なＣＴ画像を撮影する
ことができる。
【０００９】請求項３に係るＸ線ＣＴ装置は、請求項１
又は２において、前記Ｘ線発生手段と前記Ｘ線検出手段
との間の距離を調整する手段を備えたものである。Ｘ線
発生手段の照射野は固定されているのでＸ線発生手段と
Ｘ線検出手段との間の距離を適宜調整することによって
Ｘ線発生手段をＸ線検出手段にに近づけたり、離したり
して任意の視野を自在に選ぶことができる。これによ
り、医者が必要とする部位を拡大することも可能にな
る。この距離を請求項２の光学系と合わせて調整するこ
とよってより高精度の調整が可能となる。
【００１０】請求項４に係るＸ線ＣＴ装置は、請求項１
において、前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段はＵ
アームの両端部に設けられており、前記回転駆動手段
は、前記Ｕアームの中間部を回転させるものである。こ
れは、Ｘ線ＣＴ装置の具体的構成に関するものであり、
Ｘ線発生手段とＸ線検出手段がＵアームの両側先端に設
けられており、Ｘ線はＵアームの腕に沿ってＸ線発生手
段からＸ線検出手段へと照射される。回転駆動手段は、
Ｕアームをその中間部で回転させることによってＸ線を
被検体周りに回転させ、断層像作成に必要な透過像を得
ることができる。
【００１１】請求項５に係るＸ線ＣＴ装置は、請求項４
において、前記Ｕアームのアーム部を伸縮させることに
よって前記Ｘ線発生手段と前記Ｘ線検出手段との間の距
離を調整するものである。これは、ＵアームにＸ線発生
手段とＸ線検出手段とが設けられている場合、このＵア
ームのアーム部を伸縮することによって両者間の距離を
調整するようにしたものである。
【００１２】請求項６に係るＸ線ＣＴ装置は、請求項１
において、前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段のほ
ぼ回転中心及び前記Ｘ線の通過経路に前記被検体の任意
の領域が位置するように前記被検体を位置決めする手段
を備えたものである。被検体が人体の場合は、人体を保
持する椅子がその人体の座高などの大きさの違いなどに
よる撮影位置の調整及び撮影部位による撮影位置の微調
整を行なう必要があるので、ここでは、被検体を電動で
上下前後左右に移動したり、回転移動したりして３次元
空間で自在に位置決めできるようにしてある。また、頭
部を撮影する場合、頭部の形状に応じてその撮影位置を
前後左右に動かせるようにしたり、回転移動したりでき
るように位置決めできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るＸ線ＣＴ装置の好ましい実施の形態について説明す
る。本発明のＸ線ＣＴ装置は、スキャナ機構部１と画像
処理部２から構成される。図１は、本発明の一実施の形
態に係るＸ線ＣＴ装置のスキャナ機構部１の外観形状を
示す正面図である。図２は、図１の左側面図であり、図
３は、図１の上面図である。図４は、本発明の一実施の
形態に係るＸ線ＣＴ装置の全体構成を示す機能ブロック
図である。図５は、比較的大きな領域を撮影する場合の
Ｘ線ＣＴ装置の外観形状を示す図である。
【００１４】スキャナ機構部１は、支柱１１と、Ｕアー
ム回転駆動部１２と、Ｕアーム１３１，１３２と、Ｘ線
発生器１４と、Ｘ線情報入力手段１５と、制御装置１６
と、椅子１７と、操作卓１８、椅子駆動装置１９、マッ
トスイッチ１Ａとから構成される。支柱１１は、逆Ｌ字
型をしており、先端部にＵアーム回転駆動部１２を有す
る。Ｕアーム回転駆動部１２は、Ｕアーム１３１，１３
２を吊り下げた状態で保持し、逆Ｌ字型支柱１１の先端
部を回転中心としてＵアーム１３１，１３２を所定速度
で回転させる。Ｘ線発生器１４は、Ｘ線を発生するもの
であり、Ｕアーム１３１の先端部に設けられる。Ｘ線情
報入力手段１５は、Ｘ線発生器１４に対向して配置さ
れ、被検体を透過したＸ線量を２次元的に検出するもの
であり、Ｕアーム１３２の先端部に設けられている。す
なわち、Ｘ線発生器１４とＸ線情報入力手段１５は、Ｕ
アーム１３１，１３２によって互いに対向するように配
置されている。Ｕアーム１３１，１３２は、逆Ｌ字型支
柱１１の先端部を回転中心としてＵアーム回転駆動部１
２によって約４０５゜回転駆動されるようになってい
る。撮影する範囲は、３６０゜であるが、回転速度が一
定になったところから撮影を開始するため、４５°だけ
回転範囲を広く取ってある。さらに、Ｕアーム１３１
は、Ｕアーム１３２内部をスライドして、半径方向に伸
縮自在になっており、Ｘ線発生器１４とＸ線情報入力手
段１５との間の距離を調整する。図５は、Ｕアーム１３
１が最大に伸びた状態を示し、図１はＵアームが最も縮
んだ状態を示す。撮影開始後は、画像取りこみと同期し
てＸ線発生器１４がＸ線をパルス照射してＸ線による被
曝を軽減させている。このタイミングは、Ｕアーム回転
駆動部１２に内蔵された位置検出用エンコーダにより制
御されている。
【００１５】Ｘ線情報入力手段１５は、ＣＣＤカメラ１
５１、電動絞り１５２及びイメージインテンシファイア
（ＩＩ）装置１５３から構成される。ＩＩ装置１５３
は、被検体を透過して入射したＸ線を可視光に変換す
る。ＣＣＤカメラ１５１は、このＩＩ装置１５３によっ
て変換された可視光を受光し電気信号に変換する。Ｘ線
情報入力手段１５は、撮影部位により撮影範囲を切り替
え可能となっており、歯を撮影する場合には視野を小さ
くし、顎、顔面を撮影するときには視野が大きく取れる
ように光学系が構成されている。視野切替を行うことに
より、額顔面全体と歯単体を拡大して撮影することがで
き、イプラント手術を行うときの治療計画の作成および
術後の経過観察が容易に行うことが可能になる。すなわ
ち、Ｘ線情報入力手段１５は、電動絞り１５２を含む光
学系でＩＩ装置１５３の視野を切り替えることにより、
ＣＣＤカメラ１５１の画素サイズを変更し、小さな視野
でも、詳細な観察ができるようにしている。支柱１１の
下部にはスキャナ機構部１全体を制御する制御装置１６
が設けられている。制御装置１６は、画像処理部２から
の制御信号により、Ｘ線条件、スキャナ機構部１の制御
およびＸ線照射等を制御する。なお、ＩＩ装置１５３の
代わりに、イメンジングプレートなどを用いてもよい。
【００１６】椅子１７は、Ｕアーム１３１，１３２の回
転中心軸上に被検体の頭部付近が位置するように設置さ
れる。椅子１７は、支柱４の側面に取り付けられてお
り、患者の座高の違いによる撮影位置の調整及び撮影部
位による撮影位置の微調整を行なうために、電動で上下
前後左右の３次元空間を自在に移動可能な椅子駆動装置
１９を備えている。また、椅子駆動装置１９は、ＸＹＺ
の３次元空間を移動することができると共に頭部付近を
回転中心とするように回転駆動も可能となっている。椅
子１７には、その座面高さを検出するための椅子位置検
出部１７１と、患者の肩が回転するＸ線情報入力手段１
５に接触しないように肩の位置を検出するための肩位置
検出部１７２とが設けられている。なお、椅子位置検出
部１７１については、図１〜図３では図示を省略してあ
る。椅子１７には、肩当て１７３及び頭受け１７４が設
けてある。肩当て１７３には、肩位置検出部１７２が内
蔵されている。また、肩当て１７３は、患者が椅子１７
に座る際に邪魔にならないように上方に９０゜回転する
ようになっている。椅子位置検出部１７１と肩位置検出
部１７２とで検出された位置信号は、制御装置１６に送
信され、そこで信号処理されて、肩当て１７３とＸ線情
報入力手段１５との間の距離が少なくなった場合には、
椅子１７の上昇ができないようにインターロックがかけ
られるようになっている。頭受け１７４は、撮影中に患
者の頭が動かないようにバンド等を装備しており、頭部
を固定するようになっている。また、頭の形状により撮
影位置を前後に動かせるように頭受け１７４の取りつけ
位置は前後左右移動できるようになっている。マットス
イッチ１Ａは、Ｕアーム１３１，１３２の旋回領域１３
３を囲むように設けられたマットであり、このマットス
イッチ１Ａに人や物体などが進入したときに、Ｕアーム
１３１，１３２の旋回動作を行なえないようにインター
ロックする。
【００１７】画像処理部２は、画像処理装置２１と、Ｃ
ＲＴ２２と、キーボード２３と、マウス２４などで構成
される。画像処理装置２１は、３６０゜で２８８枚のＸ
線透視画像を取りこみ、これらの画像を再構成して２次
元断面像を作成し、それをモニタ（ＣＲＴ）２２に表示
する。画像処理装置２１の行なう画像再構成は、旧知の
技術であるコーンビームＣＴの技法を用い、患者の周り
をＵアームが１回転するだけで、多数の縦情報も取りこ
みが可能となっている。画像処理装置２１内に組み込ま
れた３Ｄ表示ソフトを起動させると情報元に３Ｄ画像を
作成表示させることができる。
【００１８】このＸ線ＣＴ装置の視野切替方法について
説明する。まず、モニタ２２に表示されている視野切り
替えスイッチ上にカーソルが位置するようにマウス２４
を用いてさせ移動させる。選択された視野サイズは、画
像処理装置２１から制御装置１６に指示される。制御装
置１６は指示された視野サイズに基づいて、Ｘ線条件
（管電圧、管電流）の変更をＸ線制御装置１６１に出力
する。同じく、ＩＩ装置１５３の視野切替信号とＣＣＤ
カメラへの光量調整を行う電動絞り１５２に信号を出力
する。ＩＩ装置１５３は、視野が小さくなると大きな視
野と同じＸ線条件ではＣＣＤカメラに出力される光量が
少なくなりＣＲＴに表示される画像が暗くなりコントラ
ストが低下する。そのため、大きな視野と同じコントラ
ストの画像を表示させるため、Ｘ線条件を上げるのと同
時にＣＣＤカメラ前面の絞りも開放方向へ動作させる必
要がある。このほか、Ｘ線発生装置１４の照射野は固定
されているのでＸ線発生装置１４が取り付けられている
Ｕアーム１３１，１３２を電動または手動にて可変する
ことにより、Ｘ線発生装置１４を図５に示すような位置
から図１に示すようにＩＩ装置１５３に近づけることに
より任意の視野を自在に選ぶことができる。これによ
り、医者が必要とする部位を拡大することも可能にな
る。
【００１９】以上説明したように上述の実施の形態によ
れば、患者の下顎から眼窩までの範囲の２次元データお
よび３次元データを作成し、画像表示させることがで
き、術前の下顎骨の評価、術後のフォロー等で正確な立
体的評価観察ができるため、インプラント手術による医
療事故を防ぐとともに診断を向上させるという効果があ
る。また、画像処理により従来のＸ線撮影で得らるパノ
ラマ、セファ口画像と同等な画像も表示可能なため、立
体画像との併用を行うことが可能なため、より的確な診
断が行える。
【００２０】上述の実施の形態では、下顎から眼窩まで
の範囲の２次元データ及び３次元データを作成しそれに
基づく断層像を作成するＸ線ＣＴ装置を例に説明した
が、通常のＸ線ＣＴ装置であっても同様に適用すること
は可能である。
【００２１】
【発明の効果】本発明のＸ線ＣＴ装置によれば、被検体
の任意の個所について任意の大きさの撮影を行なうこと
ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の
スキャナ機構部の外観形状を示す正面図
【図２】 図１の左側面図
【図３】 図１の上面図
【図４】 本発明の一実施の形態に係るＸ線ＣＴ装置の
全体構成を示す機能ブロック図
【図５】 異なる領域を撮影する場合にＸ線ＣＴ装置の
外観形状がどのように変化するかを示す図
【符号の説明】
１…スキャナ機構部 ２…画像処理部 １１…Ｌ字型支柱 １２…Ｕアーム回転駆動部 １３１，１３２…Ｕアーム １４…Ｘ線発生器 １５と、１６と、１７と、１８、１ １５…Ｘ線情報入力手段 １６…制御装置 １７…椅子 １８…操作卓 １９…椅子駆動装置 １７１…椅子位置検出部 １７２…肩位置検出部 １７３…肩当て １７４…頭受け ２１…画像処理装置 ２２…モニタ２２ ２３…キーボード ２４…マウス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡部 邦義 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 (72)発明者 加納 正治 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 Ｆターム(参考） 4C093 AA12 AA22 BA03 BA07 CA15 CA32 DA05 EB02 EB17 EC02 EC12 EC28

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｘ線を発生するＸ線発生手段と、 前記Ｘ線発生手段に対向して配置され、被検体を透過し
    た前記Ｘ線量を２次元的に検出するＸ線検出手段と、 前記Ｘ線発生手段と前記Ｘ線検出手段との間に前記被検
    体が位置するように前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出
    手段を保持すると共に前記被検体の周囲に回転駆動させ
    る回転駆動手段と、 前記Ｘ線検出手段で検出された前記Ｘ線量に基づき前記
    被検体の断層像を作成する画像処理手段と、 前記断層像を表示する表示手段とを備えたＸ線ＣＴ装置
    において、 前記Ｘ線検出手段が、前記被検体の異なる領域を透過し
    た前記Ｘ線であっても前記断層像の作成に必要な前記Ｘ
    線を、同じ大きさの視野領域で検出するようにしたこと
    を特徴とするＸ線ＣＴ装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記Ｘ線検出手段
    は、 前記Ｘ線を可視光に変換するＸ線変換手段と、このＸ線
    変換手段によって変換された前記可視光を電気信号に変
    換する受光手段と、前記Ｘ線変換手段の前記可視光の中
    の前記断層像の作成に必要な領域を前記受光手段の有効
    領域全体に結像させる光学系手段とを備えたことを特徴
    とするＸ線ＣＴ装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 前記Ｘ線発生手段と前記Ｘ線検出手段との間の距離を調
    整する手段を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
  4. 【請求項４】 請求項１において、 前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段はＵアームの両
    端部に設けられており、前記回転駆動手段は、前記Ｕア
    ームの中間部を回転させることを特徴とするＸ線ＣＴ装
    置。
  5. 【請求項５】 請求項４において、 前記Ｕアームのアーム部を伸縮させることによって前記
    Ｘ線発生手段と前記Ｘ線検出手段との間の距離を調整す
    ることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
  6. 【請求項６】 請求項１において、 前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段の回転中心に前
    記被検体の任意の領域が位置するように前記被検体を位
    置決めする手段を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装
    置。
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