医療用Ｘ線撮影装置
【課題】Ｘ線ビームを被写体に走査してＸ線撮影を行うＸ線撮影において、撮影部位に対応して被写体へのＸ線照射領域を、Ｘ線ビームの走査方向に対して交差する方向で制限して、被写体への被曝量を低減できる医療用Ｘ線撮影装置を提供することを目的とする。
【解決手段】Ｘ線発生器とＸ線検出器とを被写体を挟んで対向させて支持する支持部材と、Ｘ線発生器から発生したＸ線ビームの照射野を規制する照射野規制部と、照射野規制部で規制されたＸ線ビームを被写体に対して走査させてＸ線撮影を行わせる走査駆動部とを備えた医療用Ｘ線撮影装置であって、Ｘ線ビームの走査中に、Ｘ線ビームの照射位置を、被写体の撮影部位に応じて、Ｘ線ビームの走査方向と交差する方向である高さ方向に変更させるＸ線照射位置変更部を備えている。
【解決手段】Ｘ線発生器とＸ線検出器とを被写体を挟んで対向させて支持する支持部材と、Ｘ線発生器から発生したＸ線ビームの照射野を規制する照射野規制部と、照射野規制部で規制されたＸ線ビームを被写体に対して走査させてＸ線撮影を行わせる走査駆動部とを備えた医療用Ｘ線撮影装置であって、Ｘ線ビームの走査中に、Ｘ線ビームの照射位置を、被写体の撮影部位に応じて、Ｘ線ビームの走査方向と交差する方向である高さ方向に変更させるＸ線照射位置変更部を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体へＸ線ビームを照射してＸ線投影画像による２次元画像を撮影する医療用Ｘ線撮影装置の改良、特に、照射するＸ線ビームを走査させてＸ線撮影を行う医療用Ｘ線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療用Ｘ線撮影装置は、Ｘ線照射を行うＸ線発生器と、Ｘ線発生器からのＸ線を受けるＸ線検出器とを備え、Ｘ線発生器から照射されて被写体を走査しながら透過したＸ線をＸ線検出器で受光することで、透過Ｘ線によるＸ線画像を撮影する。そして、パノラマＸ線撮影を行うときには、Ｘ線発生器及びＸ線検出器を被写体の周囲で旋回移動させてＸ線撮影を行うことで、曲面断層による２次元パノラマ画像が取得される（特許文献１）。特許文献１に示す医療用Ｘ線撮影装置は、Ｘ線検出器の代わりにＸ線フィルムを採用してパノラマＸ線撮影を行う構成であるが、近年は、イメージセンサを備えたＸ線検出器が採用されている。
【０００３】
一方、本出願人は、Ｘ線検出器によって逐次取得された複数のフレーム画像に基づいて任意の断層面上のパノラマ画像を生成するデジタルパノラマＸ線撮影装置を提案している（特許文献２及び特許文献３）。特許文献２及び特許文献３におけるデジタルパノラマＸ線撮影装置は、パノラマＸ線撮影によって取得された複数のフレーム画像から画像情報を取り出して加算し、パノラマ画像を生成するが、このとき、各フレーム画像からの画像情報の取り出し間隔とシフト量を設定することで、任意の断層面上のパノラマ画像を生成している。
【０００４】
又、本出願人は、被写体中に仮想局所部位を設定して、この仮想局所部位について局所照射Ｘ線ＣＴ撮影を行い、得られた３次元Ｘ線吸収計数データに基づいて、Ｘ線パノラマ画像を生成する局所照射Ｘ線ＣＴ装置も提案している（特許文献４）。この特許文献４において提案された局所照射Ｘ線ＣＴ装置は、仮想局所部位について局所照射Ｘ線ＣＴ撮影を行う際、Ｘ線発生器及びＸ線検出器それぞれの旋回中心を固定して、Ｘ線コーンビームの照射がなされ、局所照射Ｘ線ＣＴ撮影によって得られた各フレームの画像データに対して、歯列弓に略直交するオルソＸ線コーンビームによる部分画像となる画像データが抽出される。そして、抽出された部分画像となる画像データが演算処理されることで、目的の断層面におけるパノラマ画像が生成されている。
【０００５】
又、この特許文献４では、パノラマ画像を生成する構成として、仮想局所部位について局所照射Ｘ線ＣＴ撮影を行う際、オルソＸ線コーンビームのみを照射するように、Ｘ線発生器の直前に設置されたスリットを移動させる構成についても提案している。
更に、本出願人は、Ｘ線細隙ビームを照射して、パノラマＸ線撮影とセファロＸ線撮影とを共用するＸ線撮影装置も提案している（特許文献５）が、このＸ線撮影装置では、セファロＸ線撮影を実行する際には、パノラマＸ線撮影用のＸ線検出器を退避させて、Ｘ線発生器からのＸ線細隙ビームを水平方向に走査させてＸ線撮影を行う構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭５６−０２５１４５号公報
【特許文献２】特許第２７８７１６９号公報
【特許文献３】特公平０２−０２９３２９号公報
【特許文献４】特許第３９１９０４８号公報
【特許文献５】特許第３９６４１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜特許文献５に示す、いずれの医療用Ｘ線撮影装置においても、Ｘ線走査中は、走査方向と交差する方向である高さ方向について、一定幅のＸ線ビームを照射してパノラマＸ線撮影又はセファロＸ線撮影を行う構成になっている。したがって、これらのＸ線撮影によって得られるパノラマ画像やセファロ画像を、その診療内容に対して必要な領域全てを含む画像とするには、撮影毎のＸ線ビームの高さ方向の照射幅を予め余裕を持たせて広くする必要があった。
即ち、従来は、パノラマＸ線撮影又はセファロＸ線撮影を行う場合、診療に寄与しない領域についてもＸ線ビームを照射する必要があり、これによって被写体となる被験者に対して、診療目的から考えると過剰な被曝による負担を与えている。
【０００８】
本発明は、このような問題を鑑みて、Ｘ線ビームを走査して実行するＸ線撮影において、撮影部位に対応して被写体へのＸ線照射領域を走査中に走査方向に対して交差する方向で制限して、被写体への被曝量を最小限度に低減できるようにした医療用Ｘ線撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の医療用Ｘ線撮影装置は、Ｘ線発生器とＸ線検出器とを被写体を挟んで対向させて支持する支持部材と、前記Ｘ線発生器から発生したＸ線の照射野を規制する照射野規制部と、前記照射野規制部で規制された前記Ｘ線ビームとして前記被写体に対して走査させてＸ線撮影を行わせる走査駆動部とを備えた医療用Ｘ線撮影装置であって、Ｘ線照射位置変更部を備えることで、Ｘ線ビームの走査中には、前記Ｘ線ビームの照射位置を、前記被写体の撮影部位に応じて、前記Ｘ線ビームの走査方向と交差する交差方向である高さ方向に変位させている。
ここに、Ｘ線走査中におけるＸ線ビームの照射位置は、被写体を固定して、Ｘ線ビームを高さ方向に移動させる制御、Ｘ線ビームを固定して、被写体を移動させる制御、および双方の態様を組み合わせた制御が含まれる。
【００１０】
このような本発明の医療用Ｘ線撮影装置を構成する際、Ｘ線照射位置変更部は、Ｘ線発生器とＸ線検出器とを対向させて支持する支持部材を駆動制御する支持部材移動機構で構成することができ、そのような構成によれば、Ｘ線撮影中に、この支持部材移動機構により支持部材を移動させるだけで、Ｘ線ビームの照射位置を、被写体の撮影部位に応じて高さ方向に変位させることができ、装置の構成が簡易になる（請求項２）。
【００１１】
また、医療用Ｘ線撮影装置において、Ｘ線照射位置変更部を、照射野規制部を作動させてＸ線ビームの透過孔の開口幅を高さ方向に変位させる照射野規制部駆動機構で構成し、Ｘ線ビームの走査中に、照射野規制部駆動機構により照射規制部を作動して、被写体の撮影部位に応じて、Ｘ線透過孔の高さ方向の開口幅を可変させて、Ｘ線ビームの照射位置を変位させる構成にしてもよい（請求項３）。
【００１２】
請求項４では、Ｘ線照射位置変更部は、照射野規制部駆動機構を設けて、Ｘ線ビームの走査中に、Ｘ線ビームの透過孔を高さ方向に変位させる装置を提案しており、請求項５では、Ｘ線ビームの走査中、Ｘ線ビームの透過孔を高さ方向に変位させながら、さらにＸ線ビームの透過孔の開口幅を高さ方向に変位させて、Ｘ線ビームの照射位置を、被写体の撮影部位に応じて可変させる装置を提案している。
【００１３】
これらにおいて、支持部材移動機構や照射野規制部駆動機構は、ＣＰＵと駆動機構を用いて作動させるために、所定のプログラムを準備し、それを起動することで、Ｘ線ビームの走査位置に対応して、支持部材移動機構を作動したり、照射野規制部のＸ線透過孔の高さ方向の位置や、Ｘ線透過孔の高さ方向の開口幅を変化させる方法が望ましく採用されるが、機械的機構を用いて作動する構成にしてもよい。
【００１４】
本発明の医療用Ｘ線撮影装置は、Ｘ線細隙ビームを被写体に照射して走査する、パノラマＸ線撮影や、セファロＸ線撮影に適用できる（請求項６、９）。
また、前記Ｘ線検出器を、フレーム画像を撮像する２次元Ｘ線検出器として、パノラマＸ線撮影を行って、パノラマＸ線撮影を実行したときに前記２次元Ｘ線検出器で得られた複数フレームのフレーム画像より、被写体の撮影部位における、特定の断層面のパノラマ画像を生成するものであってもよい（請求項７）。
更に、前記Ｘ線撮影が、前記支持部材の旋回中心を固定して旋回させて行うパノラマＸ線撮影であってもよい（請求項８）。
【００１５】
また、上述の医療用Ｘ線撮影装置において、前記Ｘ線照射位置変更部は、前記Ｘ線ビームの前記高さ方向における位置、Ｘ線ビームの前記高さ方向における幅の少なくとも一方を、診断者側で撮影前に設定できる構成にしてもよい（請求項１０）。
【００１６】
更に、医療用Ｘ線撮影装置は被写体を可視光光線で撮影するカメラを備え、前記Ｘ線照射位置変更部に、該カメラで撮影された被写体の画像に基づいて、撮影領域すなわち該被写体のＸ線照射領域を特定する機能を付加した構成にしてもよい（請求項１１）。
【００１７】
なお、以下の説明では、歯列弓や顎部位を撮影の対象とする歯科用の撮影装置を例に挙げているが、本件発明は、耳小骨部分などを撮影対象とする耳鼻科用の撮影などのように、歯科以外の医療用の撮影装置にも適用可能なことはいうまでもない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の医療用Ｘ線撮影装置によれば、請求項１〜１１のいずれの構成においても、Ｘ線ビームの撮影中、Ｘ線ビームの照射位置が、被写体の撮影部位に応じて、予め設定したＸ線照射領域を満たすように、Ｘ線ビームの走査方向に交差する方向で制限されるため、Ｘ線撮影時における被写体の被曝量を著しく軽減できる。
よって、撮影対象や撮影目的が異なった場合でも、Ｘ線撮影時におけるＸ線ビームの照射領域を、Ｘ線撮影の撮影対象領域に近づけて、被写体への被曝量を著しく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】は、本発明の医療用Ｘ線撮影装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】は、本発明において、Ｘ線の照射位置を変位させるために適用されるＸ線ビームの走査制御パターンの類型を示す説明図である。
【図３】は、本発明において適用されるＸ線ビームの走査制御パターンの類型（図２とは異なる走査制御パターン）を示す説明図である。
【図４】は、Ｘ線撮影時におけるＸ線ビームの走査制御を示す説明図である。
【図５】は、パノラマＸ線撮影時におけるＸ線発生器とＸ線検出器との位置関係を示す説明図である。
【図６】は、本発明において取得されるパノラマＸ線画像の特徴を示す説明図である。
【図７】は、本発明の医療用Ｘ線撮影装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図８】は、パノラマ撮影時のＸ線透過孔、支持部材、被写体の位置変化を示す説明図である。
【図９】は、第１の実施形態によって得られるパノラマＸ線撮影画像と、Ｘ線ビームの走査時におけるＸ線透過孔の高さ位置変化（支持部材の旋回角度との関係）を示す説明図である。
【図１０】は、第１の実施形態によって採用される照射野規制部駆動機構の一実施例の概略構成を示す図。
【図１１】は、本発明の医療用Ｘ線撮影装置（第２の実施態様）の基本構成を示すブロック図。
【図１２】は、パノラマＸ線撮影時における、支持部材の旋回角度に対する支持部材の高さ位置の変化を示す図。
【図１３】は、第２の実施形態における、パノラマ撮影時のＸ線透過孔、支持部材、被写体の位置変化を示す説明図である。
【図１４】は本発明において取得されるパノラマＸ線画像の特徴を示す説明図である。
【図１５】は、本発明の医療用Ｘ線撮影装置（第２の実施態様）の別構成を示す概略外観図である。
【図１６】は、本発明の医療用Ｘ線撮影装置（第３の実施態様）における照射野規制部駆動機構の一例を示す図である。
【図１７】は、本発明の医療用Ｘ線撮影装置（第３の実施態様）照射野規制部駆動機構の別例を示す図である。
【図１８】は、本発明の医療用Ｘ線撮影装置（第４の実施態様）におけるＸ線ビームの走査制御の基本原理を示す図である。
【図１９】は、第４の実施形態において取得されるパノラマＸ線画像の一例を示す図である。
【図２０】は、本発明の医療用Ｘ線撮影装置（第４の実施態様）において採用される照射野規制部駆動機構の概略構成を示す図である。
【図２１】は、カメラ装置を備えた本発明の医療用Ｘ線撮影装置の構成を示す（被写体の側面より撮影）概略図である。
【図２２】は、カメラ装置を備えた本発明の医療用Ｘ線撮影装置の構成を示す（被写体の正面より撮影）概略図である。
【図２３】は、パノラマＸ線撮影におけるＸ線照射領域を設定する際の画像処理の基本原理を説明する図である。
【図２４】は、セファロＸ線撮影及びパノラマＸ線撮影を兼用とした本発明の医療用Ｘ線撮影装置の構成を示す概略外観図である。
【図２５】は、セファロＸ線撮影時の医療用Ｘ線撮影装置を示す図である。
【図２６】は、セファロＸ線撮影におけるＸ線照射領域を示す図である。
【図２７】は、照射野規制部駆動機構の更に別例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の医療用Ｘ線撮影装置を詳細に説明するが、望ましい実施形態を説明する前に、本発明の基本構成、基本原理、基本コンセプトについて説明する。
【００２１】
図１に本発明の医療用Ｘ線撮影装置の概略構成を示す。
医療用Ｘ線撮影装置Ｍは、図１に示したように、被写体ＯへＸ線を照射するＸ線発生器１１を備えたＸ線発生部１０と、被写体Ｏを透過したＸ線ビームを受けるＸ線検出器２１を備えたＸ線検出部２０と、被写体Ｏを挟んで対向する位置にＸ線発生部１０及びＸ線検出部２０をそれぞれ支持する支持部材３０と、被写体Ｏの位置を固定するための被写体保持部４０と、Ｘ線撮影を行う際にＸ線ビームの走査のために支持部材３０を駆動させる走査駆動部５０と、装置本体の制御を行う本体制御部６０と、Ｘ線検出部２０で取得されたＸ線透過画像を処理して、パノラマ、セファロなどの撮影種別に応じたＸ線画像を生成するための画像処理部７０とを備え、更に、Ｘ線照射位置変更部Ａを備えている。
【００２２】
Ｘ線発生部１０は、Ｘ線を発生するＸ線発生器１１と、Ｘ線発生器１１から発生したＸ線の照射範囲を制限する照射野規制部１２とを備えている。
ここに、照射野規制部１２は、通常は一次スリットと呼ばれるもので、Ｘ線透過孔１２Ｓを備えており、Ｘ線発生器１１から発生されたＸ線を、Ｘ線透過孔１２Ｓにより照射領域が制限されたＸ線ビームとして、被写体Ｏの撮影部位に向けてＸ線照射がなされ、Ｘ線検出器２１上には被写体Ｏの撮影部位のＸ線透過像が生成される。
すなわち、照射野規制部１２は、Ｘ線発生器１１から発生したＸ線を規制し、一部の透過を許容してＸ線ビームとしてＸ線照射する。
なお、主制御部６０、画像処理部７０の詳細は後述する。
【００２３】
本発明の医療用Ｘ線撮影装置Ｍの特徴は、Ｘ線ビームの走査中に、Ｘ線ビームの照射位置を、被写体Ｏの撮影部位に応じてＸ線ビームの走査方向と交差する方向(以下、「高さ方向」という)に変位させるＸ線照射位置変更部Ａを備えた点にある。
このＸ線照射位置変更部Ａは、後述するようなＸ線ビームの走査制御ができる構成であればよく、一例としては、Ｘ線ビームを被写体に向けて照射するためのＸ線の透過孔１２Ｓを高さ方向に変位させるものがあり、この態様では、Ｘ線ビームの透過孔１２Ｓを被写体Ｏに向けて走査している間、Ｘ線の透過孔１２Ｓの高さ方向の幅を一定にして、被写体Ｏの撮影部位に向けて上下に変位させる態様、Ｘ線ビームの透過孔１２Ｓの高さ方向の開口幅を、被写体Ｏの撮影部位に応じて広狭変化させる態様がある。
【００２４】
また、Ｘ線透過孔１２Ｓを固定して、Ｘ線発生器１１とＸ線検出器２１を支持している支持部材３０を上下に移動させるものもあり、更に、Ｘ線発生器１１をＸ線透過孔１２Ｓとともに上下に移動させたり、Ｘ線発生器１１のみを上下移動させたり、Ｘ線発生器１１を首振り動作させるなどの態様もあり、これらのいずれか、あるいは、これらを組み合わせる種々のパターンが適宜採択できる。
【００２５】
医療用Ｘ線撮影装置Ｍは、望ましい実施例として、その基本構成を第１の実施形態から第４の実施形態として開示しているが、本発明思想が反映される限り、これらの例に限定されず、種々の変更が可能である。
【００２６】
図２、図３は、本発明において実行されるＸ線ビームの走査制御パターンを示している。図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）〜（ｃ）は、支持手段の旋回軸が鉛直方向であると想定して、側方視した概略図を示しており、図２（ａ）〜図２（ｃ）及び図３（ａ），（ｂ）において、(ｉ)はＸ線ビームの照射位置を高くしたとき、(ｉｉ)はＸ線ビームの照射位置を低くした場合を示しており、図３（ｃ）では、(ｉ)はＸ線ビームの照射幅が狭く、(ｉｉ)はＸ線ビームの照射幅が広くなった例を示している。これらの走査制御パターンは、被写体Ｏを固定して、Ｘ線ビームを移動させるものであるが、本発明装置を構成する場合、Ｘ線ビームを固定して、被写体Ｏを移動する態様、それらを組み合わせる構成を除外するものではない。
【００２７】
ここに、各類型を詳細に説明すると、図２（ａ）は、Ｘ線撮影のために、被写体に向けてＸ線ビームを走査しながら照射する際に、Ｘ線発生器１１の前面に設けた照射野規制部１２のみを移動させることで、Ｘ線透過孔１２Ｓを高さ方向に変位させて、Ｘ線ビームの照射位置を、被写体Ｏの撮影部位に応じて、高さ方向に変位させる類型を示している。この場合、Ｘ線発生器１１は支持部材３０に固定されている。
【００２８】
図２（ｂ）は、Ｘ線ビームの走査時には、支持部材３０を高さ方向に移動させてＸ線ビームの照射位置を高さ方向に変位させる類型を示している。この場合、Ｘ線発生器１１と、その前面に設けた照射野規制部１２とは支持部材３０に固定され、支持部材３０のみが被写体Ｏの撮影部位に応じて上下に移動する。
【００２９】
図２（ｃ）は、Ｘ線発生器１１の前面に照射野規制部１２を枢着させて一体的に連結しており、Ｘ線発生器１１を首振り作動して、Ｘ線ビームを照射する位置を高さ方向に変位させている。
【００３０】
図３（ａ）は、Ｘ線発生器１１の前面に照射野規制部１２を固定して設け、Ｘ線発生部１０内部でＸ線発生器１１を高さ方向に移動させて、Ｘ線ビームの照射位置を高さ方向に変位させている。
【００３１】
図３（ｂ）は、照射野規制部１２は固定し、Ｘ線発生部１０の内部でＸ線発生器１１のみを高さ方向に移動させて、Ｘ線ビームの照射位置を高さ方向に変位させている。
【００３２】
図３（ｃ）は、Ｘ線発生器１１の前面に設けた照射野規制部１２がＸ線透過孔１２Ｓの開口幅を高さ方向に広狭可変させる機能を備えたもので、Ｘ線ビームを走査する間、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ方向の開口幅を変化させることによって、Ｘ線ビームの照射位置を高さ方向に変位させるものである。
【００３３】
本発明の基本コンセプトは、不規則な関心領域の形状に合わせて、撮影種別に応じて、必要最小限度のＸ線照射を可能としたＸ線撮影装置を提供することにあり、次の観点から生じている。
すなわち、Ｘ線撮影の対象となる被写体の関心領域、つまり撮影種別ごとの診療の目的から、その観察をすることで診療に寄与する領域は、通常、直方体、立方体などのような幾何学的に規則的な形状ではなく、不規則な形状であるが、Ｘ線ビームの走査によって関心領域のＸ線撮影をする場合、できるだけ関心領域のみに限定してＸ線照射すれば余計なＸ線被曝を避けることが出来る。
このため、Ｘ線ＣＴ撮影の分野においては、コーンビームを用いて局所照射を行うことによって、Ｘ線の被曝軽減などの改善がなされているが、パノラマ撮影やセファロ撮影においては、被写体の関心領域の形状を反映して、Ｘ線被曝を最適な限度に軽減する創意工夫は何らされていない。
【００３４】
本発明者らは、このような事情や要望を考慮して、本発明に到達したものであり、本発明では、第１には、撮影種別に応じて、Ｘ線ビームを被写体の関心領域（撮影部位）に対応した最小限度の照射域に制限して照射できるようにしている。また、第２には、Ｘ線照射位置変更部を設けて、Ｘ線ビームの走査中は、照射野規制部で規制されたＸ線ビームを、撮影部位の位置や形状に合わせて高さ方向に変位させるようにしている。
【００３５】
図４は、Ｘ線撮影の基本原理とともに、従来のＸ線ビームの走査制御と、本発明によるＸ線ビームの走査制御の一例を対比して示している。
図４（ａ）は、支持手段の旋回軸が鉛直方向であるとして、側方視した概略図であり、図４（ｂ）は照射野規制部である１次スリット１２をＸ線ビームＸＢの焦点ＸＦから照射方向に向けて正面視した図である。
照射野規制部１２はＸ線発生器１１からのＸ線ＸをＸ線ビームＸＢに規制する。
一般に、Ｘ線撮影では、図４（ａ）に示すように、被写体Ｏに対し、Ｘ線ビームＸＢの焦点ＸＦと、Ｘ線ビームＸＢの高さ方向の広がりの一方の端部ＸＢ１と、他方の端部ＸＢ２との位置関係によって、Ｘ線照射領域、Ｘ線検出器２１の検出面２１ａにおけるＸ線受光領域、Ｘ線検出器２１の検出面２１ａ上に生成されるＸ線透過画像が決定され、被写体Ｏに照射されるＸ線ビーム、Ｘ線撮影領域は、ＸＢ１上の特定の点ＸＢａの位置と、ＸＢ２上の特定の点ＸＢｂの位置によって特定される。図示の例では、点ＸＢａ、点ＸＢｂは鉛直方向に並ぶ２点で示されている。
一方の端部ＸＢ１と、他方の端部ＸＢ２の位置は、照射野規制部１２のＸ線透過孔１２Ｓの高さ方向における一方の端部１２Ｓ１と他方の端部１２Ｓ２の位置によって決定される。
従って、Ｘ線ビームＸＢの幅は、図４（ｂ）に示すように、照射野規制部１２のＸ線透過孔１２Ｓの高さ方向の幅１２ＶＷとＸ線ビームの走査方向の幅１２ＨＷによって特定され、検出器２１の検出面２１ａでその高さ方向ＶＤに広がる。
図４（ｃ）は、Ｘ線ビームＸＢが交差する面におけるＸ線ビームＸＢを焦点ＸＦから照射方向に向けて正面視したものであり、図示の例はＸ線検出器２１の検出面をこの交差する面とし、Ｘ線ビームＸＢを見たものと考えてもよい。
走査はＸ線ビームＸＢが走査方向ＨＤに移動して行われる。
走査方向ＨＤに交差する方向が高さ方向ＶＤである。
Ｘ線ビームＸＢが細隙Ｘ線ビームである場合、ビーム形状を高さ方向ＶＤに細長く伸長するものとし、高さ方向ＶＤに交差する方向を走査方向ＨＤとすると、細隙Ｘ線ビームを用いながら広い撮影領域がＸ線撮影できる利点がある。
図示の例では、走査方向ＨＤと高さ方向ＶＤは直交する関係にあり、Ｘ線ビームＸＢは高さ方向ＶＤに伸長する細隙Ｘ線ビームである。
【００３６】
通常のＸ線ビームの走査制御では、Ｘ線細隙ビームを例にとると、Ｘ線ビームＸＢは、図４（ｃ）に示すように、１次スリット１２のＸ線透過孔１２Ｓに応じて、高さ方向の寸法ＶＷと、Ｘ線ビームの走査方向の幅ＨＷとをもって、被写体Ｏの撮影領域を、走査方向ＨＤに沿って走査され、Ｘ線ビームの走査中は、Ｘ線ビームの高さ方向の広がりＶＷ、走査方向の幅ＨＷはいずれも変化することなく、一定のままＸ線照射がなされている。
【００３７】
これに対して、本発明におけるＸ線ビームの走査制御では、図４（ｄ）に示したように、Ｘ線ビームＸＢは、走査方向ＨＤに移動しながら、被写体Ｏの撮影部位に合わせて、走査方向ＨＤと交差する方向ＶＤ、つまり、図では上下に移動してＸ線照射をしている。
また、後述するＸ線ビームＸＢの走査制御では、Ｘ線ビームＸＢは走査方向ＨＤに移動しながら、Ｘ線ビームＸＢの上下の寸法ＶＷも、被写体Ｏの撮影部位に応じて、広、狭変化させてＸ線を照射している。
したがって、このようなＸ線ビームの走査の結果、本発明では、被写体Ｏの撮影部位以外ではＸ線の被曝はなくなり、後述するように、図６に示したようなパノラマ画像が得られる。
図４（ｄ）図示のＸ線ビームＸＢは、図４（ｃ）と同様にＸ線ビームＸＢが交差する任意の面におけるＸ線ビームＸＢを焦点ＸＦから照射方向に向けて正面視している。
本発明におけるＸ線ビームの走査制御では、図４（ａ）に示した端部ＸＢ１と端部ＸＢ２の少なくとも一方の位置が走査中に被写体Ｏに対して高さ方向に変位する。これは、本発明におけるＸ線ビームの走査制御では、図４（ａ）に示したＸ線ビームＸＢの経路上の端部ＸＢ１におけるある点ＸＢａと端部ＸＢ２におけるある点ＸＢｂの少なくとも一方の位置が走査中に被写体Ｏに対して高さ方向に変位することでもある。
【００３８】
図５は、パノラマＸ線撮影の基本原理を示している。
パノラマ撮影では、Ｘ線発生器１１とＸ線検出器２１とを歯列弓Ｓを挟んで旋回させながら、Ｘ線ビームは、例えば、左顎にＸ線照射する位置から前歯中央を通じて右頬まで移動する。つまり、Ｘ線発生器１１については図５の位置Ｌｔ１、Ｌｔ２、Ｌｔ３の順に、Ｘ線検出器２１については位置Ｌｒ１、Ｌｒ２、Ｌｒ３の順に変位して行くが、図では、説明を簡略にするため、パノラマ撮影のうち、左顎へのＸ線照射から前歯中央へのＸ線照射までの様子を示している。なお、前歯中央へのＸ線照射から右顎へのＸ線走査は正中線について対称に考えればよく、図中の曲線Ｌａは、Ｘ線ビームＸＢの軌跡によって描かれた包絡線を示している。
【００３９】
より具体的に説明すると、走査駆動部５０を動作させることによって、支持部材３０は、旋回中心Ｒ（図１参照）を中心にして水平に旋回しながら、Ｘ線発生器１１はＸ線ビームＸＢを被写体Ｏに向けて照射する。
このようなパノラマ撮影では、Ｘ線検出器２１で得られるＸ線画像の拡大率を一定に保つため、Ｘ線ビームの走査中は、Ｘ線発生器１１、Ｘ線検出器２１、歯列弓Ｓの３者の距離が一定に保持される必要があり、そのため、Ｘ線発生器１１とＸ線検出器２１の走査軌道は、多数の被写体の歯列弓Ｓに適合する制御パターンを種々準備しておくことが望ましいが、ＣＰＵを用いた構成にすれば、Ｘ線撮影の種別、大人、子供などの被写体の特徴や撮影部位を入力するだけで、歯列弓Ｓを想定した最適化された制御パターンが算出できる。
【００４０】
Ｘ線ビームの強度は、Ｘ線発生制御部６２によって、公知の手法でＸ線発生器１１の管電流及び管電圧を制御して行う。
Ｘ線発生器１１から放射され、Ｘ線透過孔１２Ｓ（図４（ａ）参照）で制限されたＸ線ビームは、被写体Ｏを透過した後はＸ線検出部２０に入射し、Ｘ線検出器２１で受け止められて、Ｘ線透過像が生成される。ここに、Ｘ線検出器２１は、Ｘ線検出制御部６３より制御信号が与えられて、各画素における撮像動作（光電変換）とリセット動作（電荷再結合）を繰り返すことで、所定のタイミング毎に、画像データを生成してＸ線検出制御部６３に送出し、Ｘ線発生部１０及びＸ線検出部２０のそれぞれの位置がシフトしつつ、Ｘ線検出器２１に異なる撮影位置に応じたＸ線透過画像が生成される。
【００４１】
かくして、Ｘ線検出器２１から出力されたＸ線透過画像は、Ｘ線検出制御部６３から主制御部６１、通信インターフェース６５を通じて画像処理部７０に送信される。
画像処理部７０では、このＸ線検出部２０からのＸ線透過画像を通信インターフェース６５、７４を通じて受信すると、メモリ部７２に格納し、メモリ部７２では、同一のパノラマＸ線撮影で取得されたＸ線透過画像を、１つのデータ群として纏めて記憶する。
一纏めとした画像データ群は、その撮影日時や被験者を特定する情報にリンクさせてメモリ部７２に記憶し、その後、画像生成部７３は、このメモリ部７２に記憶された画像データ群に基づいて、パノラマ画像を生成する。
【００４２】
主制御部６１は、ＣＰＵを備え、走査軌道設定部６１a、照射位置設定部６１ｂを備えている。
走査軌道設定部６１ａでは、パノラマ撮影、セファロ撮影などのＸ線撮影の種別が特定された場合に、Ｘ線ビームの走査を行うために走査駆動部５０が実行すべき撮影軌道の情報が設定され、照射位置設定部６１ｂでは、更に、被写体の撮影部位に応じたＸ線ビームの照射位置が設定され、Ｘ線照射位置変更部Ａは、これらの情報に基づいて、前述したＸ線ビームの走査制御がなされる。
本体制御部６０は、操作部６６、表示部６７を備えており、表示部６７には、被写体の撮影画像のほか、必要な情報が表示できる構成にしている。また、画像処理部７０は、術者によるマウスやキーボードによる入力を受付ける操作部７５と、画像生成部７３で生成されたパノラマ画像などを表示する表示部７６とを備えている。
【００４３】
ついで、本発明によって取得されるパノラマＸ線画像を説明する。
パノラマ画像は、上述したような手法で、Ｘ線ビームを被写体Ｏの歯列弓Ｓに向けて照射してＸ線検出器２１上にＸ線透過画像を生成し、生成したＸ線透過画像を画像データ群として画像処理部７０でまとめて処理して、全顎のパノラマ画像が生成されるが、歯列弓Ｓに沿った撮影部位は、高さ方向に対して、左右の顎関節側が高く、前歯側が低くなっている。そのため、従来手法のＸ線ビームの走査では、Ｘ線ビームの高さ方向の幅は、被写体Ｏの撮影部位の最も高い位置となる下顎頭の上端（Ｐｘ）から、最も低い位置となる下顎骨の最下縁（Ｐｙ）までの全ての部位が収まるように照射する必要があり、この結果、図６の矩形で囲んだ全域がＸ線の被曝領域となる。
【００４４】
これに対して、本発明では、パノラマ画像を撮影する場合、前述したような類型で示したＸ線ビームの走査制御によって、Ｘ線ビームを被写体Ｏの撮影部位に対応した領域に限定してＸ線照射がなされるので、Ｘ線の照射領域は、図６（ｂ）の診療に寄与する白抜き部分に限定されるためパノラマ画像において診療に寄与しない領域（斜線領域）へのＸ線照射は遮断されることになり、その結果、Ｘ線の被曝線量が著しく軽減されることになる。
【００４５】
ついで、本発明のＸ線撮影装置について、望ましい実施形態を、第１〜第４の実施例に分けて説明する。
＜第１の実施形態＞
図７は医療用Ｘ線撮影装置ＭＡの基本構成を示している。この装置ＭＡは、被写体ＯへＸ線を照射するＸ線発生器１１、照射野規制部１２を有したＸ線発生部１０と、被写体Ｏを透過したＸ線発生部１０からのＸ線を受けるＸ線検出器２１を有したＸ線検出部２０と、被写体Ｏを挟んで対向する位置にＸ線発生部１０及びＸ線検出部２０のそれぞれを支持する支持部材３０と、被写体Ｏの位置を固定するための被写体保持部４０と、パノラマＸ線撮影を行う際に支持部材３０を駆動させる走査駆動部５０と、装置本体の制御を行う本体制御部６０と、Ｘ線検出部２０で取得されたＸ線透過画像に基づいて画像を生成する画像処理部７０とを備え、さらに、照射野規制部駆動機構１３を備えている。
【００４６】
この第１の実施態様では、Ｘ線照射位置変更部Ａが照射野規制部駆動機構１３で構成されている点が特徴となっており、照射野規制部１２は、Ｘ線発生器１１から照射されるＸ線ビームのＸ線透過孔１２Ｓを変化させる構成とし、照射野規制部駆動機構１３は、Ｘ線ビームの走査時に、この照射野規制部１２を作動して、Ｘ線ビームの照射位置を、被写体Ｏの撮影部位に応じて変位させる構成されており、その他の各部の構成は、図１に示した基本構成と同様であるので、対応する部分には、同一の符号を付して、その説明は省略する。
照射野規制部１２は、後述するスリット部材１２ａに、遮蔽部材１３４、１３６・・・を組み合わせ、Ｘ線ビームの照射を遮断して、その照射範囲を規制する機能を備え、Ｘ線発生器１１から放射されたＸ線ビームを通過させるＸ線透過孔１２Ｓを上下に移動させることで、Ｘ線ビームの高さ方向の広がりを規制して被写体Ｏに向けて照射するようになっている。
【００４７】
照射野規制部駆動機構１３による照射野規制部１２の制御パターンは、前述した図２（ａ）などの類型が実行可能であり、パノラマ撮影を行うときは図８の（ａ）〜（ｃ）に示したように、Ｘ線ビームの走査時には、支持部３０を被写体Ｏの周りに旋回させながら、被写体Ｏの撮影部位に向けてＸ線ビームを照射させるために、照射野規制部１２を作動して、Ｘ線透過孔１２Ｓを高さ方向に変位させている。
ここに、Ｈ１，Ｈ２は、Ｘ線透過孔１２Ｓの最上位置、最下位置を示しており、Ｘ線透過孔１２Ｓは、支持部材３０の旋回動作に伴って、Ｘ線ビームを被写体Ｏに照射しながら、被写体Ｏの撮影部位にあわせて、Ｈ１〜Ｈ２の間を上下に移動する。
図８（ａ）、図８（ｂ）に示す照射野規制部１２は、Ｈ１、Ｈ２間の位置変化を強調するために、Ｈ１については実際より高めに、Ｈ２については実際より低めに描いてある。そのため、Ｘ線ビームの焦点が図の上でずれるような表示になっているが、これは理解を促すための強調であり、実際の照射野規制部１２のＨ１、Ｈ２間の位置変化は図示されているほどではない。
【００４８】
図９（ａ）は、本発明によって得られた全顎Ｘ線パノラマ画像であり、（ｂ）はＸ線パノラマ撮影を行う際の、支持部材３０の旋回角度に対応させたＸ線透過孔１２Ｓの高さ位置の変化を示しており、支持部材３０がＬＥθ→ＭＭθ→ＲＥθと旋回移動するに伴って、パノラマ画像の対応した部分ＬＥ、ＭＭ、ＲＥが順次、Ｘ線照射を受けて、対応した部分のＸ線透過画像がＸ線検出器２１上に生成される。
本発明では、支持部材３０が旋回している間に、Ｘ線透過孔１２Ｓは、被写体Ｏの撮影部位の位置にあわせて、Ｈ１〜Ｈ２の間を上下に移動するので、図９（ａ）に示したような、左右の顎関節側Ｐｘ、Ｐｘが高く、前歯側ＭＭが低くなったＸ線パノラマ画像が生成され、結果として、斜線部分へのＸ線被曝をなくすことが出来る。
【００４９】
なお、医療用Ｘ線撮影装置が立位の状態で被写体のパノラマＸ線撮影を行うものでは、Ｘ線ビームの走査方向は支持手段の旋回軸に交差し、Ｘ線ビームと交わる水平面上または略水平な面上のＸ線ビームの経路上のある１点の変位方向となるが、横臥した状態でパノラマＸ線撮影を行うものでは、Ｘ線ビームの走査方向は支持手段の旋回軸に交差し、Ｘ線ビームと交わる垂直面上または略垂直な面上のＸ線ビームの経路上のある１点の変位方向となる。
また、医療用Ｘ線撮影装置がセファロＸ線撮影を行う場合は、Ｘ線ビームの走査方向は水平となり、照射野規制部１２とＸ線検出器８１とは同期して水平方向に移動する。
更にまた、セファロＸ線撮影装置で、Ｘ線ビームを垂直方向に走査させるものでは、照射野規制部１２とＸ線検出器８１とは垂直方向に同期して移動する。したがって、Ｘ線ビームの走査方向は、医療用Ｘ線撮影装置の構造やＸ線撮影方法に応じて特定される。
【００５０】
Ｘ線検出部２０は、Ｘ線検出器２１を備え、Ｘ線検出器２１で生成されたＸ線透過画像を画像データとして本体制御部６０に送出する。Ｘ線検出部２０はＸ線検出器２１の交換が可能な構成であってもよいし、Ｘ線検出器２１が固定されたものであってもよい。
Ｘ線検出器２１は、表面に入射されたＸ線を可視光に変換するシンチレータと、シンチレータで変換された可視光を受光して電気信号に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどのイメージセンサとで構成される。
Ｘ線検出器２１はＸ線検出制御部６３から所定タイミングでクロックパルスを受け、支持部材３０の旋回動作によるシフト量に応じて撮像動作を行う。
Ｘ線検出制御部６３は、所定のタイミング毎にＸ線検出器２１で取得された画像データを受信すると、通信インターフェース６５を通じて、画像処理部７０に送信する。
このようなＸ線検出器２１はＸ線ビームが充分検出できれば特に形状を限定することなく、適宜のものが使用できる。例えば、２次元にコーンビームが検出できるぐらいに２次元に拡がる形状のフラットパネルディテクタを用いて検出面の一部で細隙Ｘ線ビームを受光することも可能であり、検出面が細長いものには限らない。
【００５１】
支持部材３０は、例えば、旋回アームによって構成される。
旋回アームは、Ｘ線発生部１０とＸ線検出部２０とを、被写体Ｏを挟んで対向するようにして支持し、Ｘ線ビームの撮影中は、支持部材駆動部５０によって被写体Ｏの回りを旋回する。
走査駆動部５０は、支持部材３０の軸部（旋回軸）Ｒｘを水平方向（Ｘ軸方向）に変位させるためのＸ軸モータ５１と、Ｘ軸方向と直交する方向（Ｙ軸方向）に軸部（旋回軸）Ｒｘを変位させるためのＹ軸モータ５２と、Ｘ軸モータ５１及びＹ軸モータ５２の駆動によって支持部材３０を水平、垂直方向に移動させるＸＹテーブル５３と、支持部材３０を軸部Ｒｘの旋回中心Ｒを軸心として旋回させる旋回用モータ５４とを備えている。
走査駆動部５０は、Ｘ軸モータ５１及びＹ軸モータ５２が回転駆動して、ＸＹテーブル５３上で支持部材３０の軸部Ｒｘを移動させて、支持部材３０の旋回中心Ｒを所定位置に変位させ、旋回用モータ５４の回転駆動によって、Ｘ線発生部１０とＸ線検出部２０とを被写体Ｏの周りに旋回する。
このＸ軸モータ５１及びＹ軸モータ５２の回転駆動と、旋回用モータ５４の回転駆動とが同時になされることで、Ｘ線発生部１０及びＸ線検出部２０による、前述したパノラマＸ線撮影が行われる。
【００５２】
支持部材３０は、Ｘ線発生部１０及びＸ線検出部２０と共に、Ｘ線撮影部を構成するが、軸部Ｒｘを固定して、この軸部Ｒｘを旋回用モータ５４が回転駆動するようにしてもよい。
また、ＸＹテーブル５３に軸部Ｒｘを固定し、この軸部Ｒｘに対して支持部材３０を回動可能に取り付けて、支持部材３０に固定した旋回用モータ５４で軸部Ｒｘに駆動力を作用させて支持部材３０を回転駆動するようにしてもよい。
【００５３】
本体制御部６０は、本体制御部６０内の各ブロックと送受する各データの演算処理を行う主制御部６１と、Ｘ線発生部１０内のＸ線発生器１１のＯＮ、ＯＦＦや、Ｘ線発生器１１における管電流及び管電圧の値などを制御するＸ線発生制御部６２と、Ｘ線検出部２０内のＸ線検出器２１を制御するとともにＸ線検出部２０からの画像データを受けるＸ線検出制御部６３と、走査駆動部５０内の各モータ５１，５２，５４及び照射野規制部駆動機構１３へ供給する制御信号を生成するモータドライバ６４と、画像処理部７０との間で信号を送受信する通信インターフェース６５と、術者の操作による入力を受け付ける操作部６６と、液晶ディスプレイなどで構成される表示部６７と、を備える。ここに、Ｘ線発生部１０、Ｘ線検出部２０及び支持部材３０はＸ線撮影部を構成し、Ｘ線発生制御部６２、Ｘ線検出制御部６３、及びモータドライバ６４はＸ線撮影制御部を構成している。
【００５４】
本体制御部６０は、操作パネルなどで構成される操作部６６を設けており、術者によって、被写体となる被験者の性別や年齢などの入力を受け、Ｘ線撮影のための撮影種別や、撮影部位の位置や大きさが選択されると、選択された撮影種別、撮影部位に対して、支持手段３０の撮影軌道とを算出し、更に、算出された撮影軌道が走査軌道設定部６１ａに設定され、Ｘ線ビーム走査に伴って、制御されるべきＸ線ビームの照射位置情報が照射位置設定部６１ｂに設定される。
【００５５】
例えば、撮影種別をパノラマ撮影とし、被写体が大人であれば標準的な大人に応じた位置・大きさのパノラマ断層を撮影するように、子供であれば標準的な子供に応じた位置・大きさのパノラマ断層を撮影するように旋回中心Ｒの軌道と、支持手段３０の旋回角度とが算出され、Ｘ線ビームの撮影軌道が決定される。
パノラマ撮影は、支持手段３０の旋回中心Ｒの移動と支持手段３０の旋回動作とを合成した運動により決定されるので、旋回中心Ｒの軌道と、この軌道上の各位置における支持部材３０の旋回角度（Ｘ線ビームの走査撮影軌道）の制御パターンを、撮影プロファイル情報として準備しておいてもよい。このプロファイル情報にはＸ線透過孔の高さ位置を含ませてもよい。
このような撮影プロファイル情報は基本情報を１つだけ準備して、基本情報から撮影軌道を算出するようにしてもよいし、大人・子供の別や性別などに応じた撮影軌道の複数の制御パターンを予め準備しておいて、選択して用いるようにしてもよい。
なお、上述の例は支持部材３０の軸部ＲｘをＸ軸モータ５１とＹ軸モータ５２の駆動で変位させる構成例であるが、支持部材３０の旋回角度に応じて軸部Ｒｘが予め設けた溝に沿って変位するような機械的な旋回軸移動案内構成としてもよく、この場合は図示の走査軌道設定部６１ａは必須の構成要素ではない。
【００５６】
走査駆動部５０は、Ｘ軸モータ５１、Ｙ軸モータ５２、ＸＹテーブル５３、旋回用モータ５４で構成され、支持手段３０を移動することにより、上述の照射野規制部１２で規制された前記Ｘ線ビームが移動し、走査によるＸ線撮影を行わせる。
また、図示の例ではＸ軸モータ５１、Ｙ軸モータ５２、ＸＹテーブル５３、旋回用モータ５４が走査駆動部を構成する例を示しているが、Ｘ線ビームでの走査を実現させるためにＸ線ビームを移動させる構成であればよく、上述のＸＹテーブル５３を用いるものには限定されず、Ｘ線発生部１０、Ｘ線検出部２０を２次元に移動できる適宜な機構を採用することができる。
【００５７】
主制御部６１は、算出した旋回中心Ｒの軌道と旋回角度による撮影軌道情報を、モータドライバ６４に通知し、モータドライバ６４は、支持部材駆動部５０内の各モータ５１，５２，５４のそれぞれに制御信号を出力し、これにより、支持部材３０が水平方向に変位しながらＸ線発生部１０及びＸ線検出部２０が、各位置で最適な位置に変位し旋回する。
なお、図示の例ではモータドライバ６４を独立の要素として表示したが、各モータに制御信号を出力する機能を例えば主制御部６１内部に持たせることもできるので、独立の要素として必須のものではない。後述する図１１のモータドライバ６４についても同様である。
【００５８】
主制御部６１は、支持部材３０の旋回角度に対する、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ位置の変位量を予め記憶している。
この基準情報は、パノラマＸ線撮影の開始時における、支持部材３０の撮影開始時の旋回角度に対するＸ線透過孔１２Ｓの高さ位置を基準位置とし、支持部材３０が所定角度で旋回する毎に、この基準位置に対して高さ方向に変位させるＸ線透過孔の変位量の情報で構成される。無論、必ずしも撮影開始時の高さ位置を基準位置とせずとも、任意の位置を設定して構わない。
【００５９】
主制御部６１は、パノラマＸ線撮影の間、支持部材３０の旋回角度に対する、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ位置を変位する制御を行う。
このＸ線透過孔１２Ｓの高さ位置は、モータドライバ６４の駆動制御によって行われる。又、モータドライバ６４による駆動制御により、支持部材３０の移動も同時に行われる。
【００６０】
主制御部６１には、撮影プロファイルとして、被写体における撮影部位に応じた、Ｘ線ビームの走査撮影軌道、この軌道上の各位置における支持部材３０の旋回角度に加えて、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ位置を含ませてもよい。このような撮影プロファイル情報としては、前述したように、大人・子供の別や性別などに応じた複数の制御パターンを準備して選択して用いることが望まれる。
主制御部６１は、この撮影プロファイル情報に基づいて、パノラマＸ線撮影を実行するが、撮影プロファイル情報を用いることなく、操作部６６によって撮影部位の位置が入力することで、撮影開始時の旋回角度に対するＸ線透過孔１２Ｓの高さ位置を算出するようにしてもよい。この場合、主制御部６１は、算出した撮影開始時の旋回角度に対するＸ線透過孔１２Ｓの高さ位置と、記憶している基準情報とに基づいて、図９（ｂ）に示すような、支持部材３０の旋回角度に対するＸ線透過孔１２Ｓの高さ位置を決定する。
【００６１】
更に、主制御部６１は、Ｘ線発生制御部６２及びＸ線検出制御部６３の制御動作を、モータドライバ６４による制御動作に同期させ、これにより、Ｘ線発生制御部６２は、モータドライバ６４によって制御される支持部材駆動部５０の駆動によって決定される、支持部材３０の旋回中心Ｒの位置や旋回角度に応じて、Ｘ線発生器１１に与える管電流及び管電圧の少なくとも一方の値を制御できる。
Ｘ線発生器１１に与える管電流又は管電圧は、Ｘ線発生部１０がＸ線ビーム束を照射する領域に応じた値に設定できる。例えば、Ｘ線ビーム束の照射領域内に、Ｘ線撮影対象以外の障害物（頸椎など）がある場合は、管電流又は管電圧の少なくとも一方を大きくするなどのように、Ｘ線発生部１０から照射するＸ線量を最適な値に制御できる。
【００６２】
Ｘ線検出制御部６３は、Ｘ線検出器２１にクロックパルスを出力することで、Ｘ線検出器２１は、所定タイミング毎に撮像動作を行う。すなわち、Ｘ線検出部２０では、支持部材３０の旋回動作によるシフト量に応じて、Ｘ線検出器２１が撮像動作を行っており、Ｘ線検出制御部６３は、所定のタイミング毎にＸ線検出器２１で取得された画像データを受信し、通信インターフェース６５を通じて、画像処理部７０に送信する。
【００６３】
画像処理部７０は、画像処理部７０の各ブロックの動作を制御する主制御部７１と、本体制御部６０から受信した画像データを記憶するメモリ部７２と、メモリ部７２に記憶された画像データに基づいてパノラマ画像を生成する画像生成部７３と、本体制御部６０の通信インターフェース６５との間でデータを送受する通信インターフェース７４と、術者によるマウスやキーボードによる入力を受付ける操作部７５と、画像生成部７４で生成されたパノラマ画像などを表示する表示部７６と、を備える。
【００６４】
このように構成される画像処理部７０は、通信インターフェース６５、７４によって、Ｘ線検出器２１で生成されたＸ線透過画像を順次本体制御部６０から受信すると、受信した画像データをメモリ部７２に記憶し、主制御部７１は、メモリ部７２に記憶した画像データを読み出して、画像生成部７３に与える。
画像生成部７３は、特定の断層面におけるパノラマ画像となるパノラマ画像データを生成して、メモリ部７２に記憶させる。
その後、術者により操作部７５が操作されて、パノラマ画像の表示が要求されると、メモリ部７２に記憶されたパノラマ画像データが、主制御部７１によって読み出されて、表示部７６に与えられ、表示部７６に、生成されたパノラマ画像が表示される。
【００６５】
ついで、第１の実施形態の要部となるＸ線照射位置変更部を構成する照射野規制部駆動機構について説明する。
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、照射野規制部駆動機構１３の具体例を示している。
それぞれの構成を詳細に説明すると、図１０（ａ）に示した照射野規制部駆動機構１３は、高さ方向に伸長する開口１２１を開設したスリット部材１２ａの一方端１２２をガイド溝１３１に嵌入し、スリット部材１２ａの反対側の他方端１２３に、それぞれの内部にネジ溝を形成した雌ネジ部１２４，１２４を設け、これらの雌ネジ部１２４，１２４に、ネジ山を形成したモータ１３３の回転軸１３２を螺合貫通させた構造とされており、照射野規制部１２はスリット部材１２ａで構成され、その開口１２１がＸ線透過孔１２Ｓを構成している。
【００６６】
このような構造によれば、本体制御部６０からモータ１３３に制御信号を与え、モータ１３３を正転、逆転させることで、回転軸１３２に螺合した雌ネジ部１２４，１２４を螺進させてスリット部材１２ａを上下に移動させることができるので、Ｘ線ビームの走査時に、被写体の撮影部位に応じて、モータ１３３を正逆転制御すれば、Ｘ線透過孔１２Ｓを上下に移動させて、被写体Ｏの撮影部位に照射するＸ線ビームの照射位置を高さ方向に沿って変位させることができる。
【００６７】
図１０（ｂ）の照射野規制部駆動機構１３は、図１０（ａ）と同一のスリット部材１２ａで構成された照射野規制部１２に、スリット部材１２ａの開口１２１よりも水平方向に広くなった開口１３４ｃを開設した遮蔽板１３４を組み合わせて構成されており、遮蔽板１３４の一方端１３８をガイド溝１３１に嵌め入れ、遮蔽板１３４の反対側の他方端１３７に、それぞれの内部にネジ溝を形成した雌ネジ部１３５，１３５を設け、この雌ネジ部１３５，１３５に、ネジ山を形成したモータ１３３の回転軸１３２を螺合貫通させた構造とされている。
【００６８】
このような構造によれば、スリット部材１２ａに開設された開口１２１と、遮蔽板１３４に開設した開口１３４ｃとの重ね合わせによって、Ｘ線透過孔１２Ｓが形成される。
ここに開口１３４ｃは、縦方向は開口１２１のそれより小さいが、横方向は開口１２１のそれよりも大きい寸法になっている。
したがって、本体制御部６０からモータ１３３に制御信号を与え、モータ１３３を正転、逆転させることで、回転軸１３２が回転して、回転軸１３２と螺合した雌ネジ部１３５，１３５を螺進させて、遮蔽板１３４を上下に移動させることができるので、Ｘ線ビームの走査時に、被写体の撮影部位に応じて、モータ１３３を正逆転制御すれば、Ｘ線透過孔１２Ｓを上下させて、被写体Ｏへ照射するＸ線ビームの照射位置を高さ方向に沿って変位させることができる。
また、スリット部材１２ａを取り外せば、遮蔽板１３４の開口１３４ｃよりＸ線コーンビームを放射できるので、局所Ｘ線ＣＴ撮影も可能となる。
更に、スリット部材１２ａを着脱可能な構成とすることで、医療用Ｘ線撮影装置Ｍを、上述のパノラマＸ線撮影と局所照射Ｘ線ＣＴ撮影とを兼用する医療用Ｘ線撮影装置とすることもできる。
さらにまた、遮蔽板１３４の開口１３４ｃを、スリット部材１２ａの開口１２１の上下端付近に近づけて移動させたときには、遮蔽板１３４の開口１３４ｃと、スリット部材１２ａの開口１２１との重合部が、スリット部材１２ａの開口１２１よりも小さくなるので、そのときに形成される重合部の範囲において、Ｘ線透過孔１２Ｓの上下方向の開口寸法も増減変化させることが出来る。
【００６９】
図１０（ｃ）に示す照射野規制部駆動機構１３も、スリット部材１２ａと、遮蔽板１３６とを組み合わせて構成されているが、遮蔽板１３６は、水平方向に移動する構成になっている。
すなわち、スリット部材１２ａは、前述したものと同様な縦長の開口１２１を開設しているが、遮蔽板１３６は、その下方端１３７をガイド溝１３１に嵌め入れ、上方端１３８に、それぞれの内部にネジ溝を形成した雌ネジ部１３５ｃ，１３５ｃを設け、これらの雌ネジ部１３５ｃ，１３５ｃに、ネジ山を形成したモータ１３３の回転軸１３２を螺合貫通させた構造とされている。そして、遮蔽板１３６に開設した開口１３６ｃは、上下が同じ寸法となって斜め下方向に延びている。
【００７０】
このような構造によれば、スリット部材１２ａに開設された開口１２１と、遮蔽板１３６に開設した開口１３６ｃとの重ね合わせによって、Ｘ線透過孔１２Ｓが形成されるので、本体制御部６０からモータ１３３に制御信号を与え、モータ１３３を正転、逆転させれば、回転軸１３２が回転して、この回転軸１３２に螺合した雌ネジ部１３５ｃ，１３５ｃを螺進させて、遮蔽板１３６を水平方向に移動させることができるので、Ｘ線ビームの走査時に、被写体の撮影部位に応じて、モータ１３３を正逆転制御すれば、Ｘ線透過孔１２Ｓを上下させて、被写体Ｏへ照射するＸ線ビームの照射位置を高さ方向に沿って変位させることができる。
また、遮蔽板１３６において、水平方向に延びる開口１３６ｃを、被写体の撮影部位に応じた形状に形成しておけば、簡易なＸ線透過フィルタとなるので、開口１３６ｃの形状以外に照射されるＸ線ビームを遮断することができるので、撮影すべき被写体の撮影部位の形状に応じた開口を形成した遮蔽板を種々準備しておけば、これを取り替えることで、被写体の撮影部位以外へのＸ線被曝を簡易に防止することができる。
なお、図示はしないが、この第１の実施形態の変形として、Ｘ線検出部２０において、Ｘ線検出器２１が高さ方向に対して変位するものとしてもよい。この場合、Ｘ線発生部１０の照射野規制部１２の高さ位置の変位に合わせて、Ｘ線検出器２１の高さ位置も変位させ、高さ方向において、Ｘ線発生器１１の焦点ＸＦからＸ線検出器２１の検出面の中心を結ぶ直線上に、常に、照射野規制部１２の中心ないしＸ線ビームの中心が存在するようにすれば、Ｘ線検出器２１へのＸ線照射領域を略一定とすることができるので、Ｘ線検出器２１の検出面面積を狭めることができる。また、Ｘ線検出器２１がＸ線検出部２０に固定され、支持部材３０に対してＸ線検出部２０全体が高さ方向に対して変位できる構成としてもよい。
【００７１】
＜第２の実施形態＞
ついで、本発明の医療用Ｘ線撮影装置の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１１は、医療用Ｘ線撮影装置ＭＢの概略基本構成を示すブロック図である。
この実施形態の特徴は、Ｘ線照射位置変更部Ａを、支持部材移動機構で構成している点にあり、図１１の例では、支持部材移動機構１３Ａは、更に走査駆動部５０によって構成されており、図１に示す医療用Ｘ線撮影装置と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００７２】
本実施形態の医療用Ｘ線撮影装置ＭＢは、図１１に示すように、支持部材移動機構１３Ａを備え、支持部材移動機構１３Ａは、支持部材３０を旋回させる旋回用モータ５４と、支持部材３０を高さ方向（Ｚ軸方向）に変位させるためのＺ軸モータ５５と、Ｚ軸モータ５５によって支持部材３０を高さ方向に変位させるＺ軸テーブル５６と、を備える。このＺ軸モータ５５は、本体制御部６０側に設けたモータドライバ６４からの制御信号を受けて回転し、Ｚ軸テーブル５６を駆動することで、支持部材３０を高さ方向（Ｚ軸方向）に変位させる。また、スリット部材などで構成される照射野規制部１２は、第１の実施形態とは異なり、Ｘ線発生部１０内に固定されている。
【００７３】
主制御部６１は、支持部材３０の走査軌道を設定する走査軌道設定部６１ａと、照射位置設定部６１ｂとを備えており、被写体の撮影部位が、前述したプロファイル情報などによって特定されると、ＣＰＵを用いたプログラムが実行されて、Ｘ線ビームの走査時における走査軌道が特定されて、前述したＸ線ビームの走査制御がなされる。
すなわち、この第２の実施形態では、主制御部６１に設けたＣＰＵは、プロファイル情報を読み込んで、支持部材３０の走査軌道を算出して、走査軌道設定部６１ａに算出した走査軌道を設定し、照射位置設定部６１ｂには、Ｘ線ビームの走査時に、被写体Ｏの撮影部位に応じたＸ線ビーム照射位置が設定され、主制御部６１はこれらに設定された情報に基づいて、モータドライバ６４に制御信号を送出して、支持部材移動機構１３Ａが作動される。その結果、支持部材移動機構１３Ａは、支持部材３０を旋回しながら、被写体Ｏの撮影部位に合わせて高さ方向に上下することで、Ｘ線透過孔１２Ｓから放射されたＸ線ビームは被写体Ｏの撮影部位にのみ照射される。
【００７４】
図１２は、第２の実施形態において、パノラマ撮影を行う際に、Ｘ線ビームの走査時における支持部材３０の高さ位置を、支持部材３０の旋回角度に対応させて示した図であり、図１３（ａ）〜（ｃ）は、Ｘ線ビームの走査時における支持部材３０と、被写体Ｏとの位置関係を、支持部材３０の旋回動作に対応させて示している。
被写体Ｏの全顎パノラマＸ線撮影を行う場合、本実施形態では、支持部材３０は、被写体Ｏの周りを旋回しながら、左右の顎関節部分で最高点Ｈｘに移動し、前歯部分で最低点Ｈｙに移動するようにして、支持部材３０は最高点Ｈｘと最低点Ｈｙとの間を連続的に上下に移動する。
支持部材３０がＬＥθ→ＭＭθ→ＲＥθと旋回移動することは図９（ｂ）と同様であるので詳述は略す。
【００７５】
このとき、被写体Ｏや照射野規制部１２に設けたＸ線透過孔１２Ｓは、固定した状態にあるが、被写体ＯやＸ線透過孔１２Ｓを同時に上下に移動させてもよく、要は、Ｘ線ビームの走査中は、その照射位置が、被写体Ｏの撮影部位から外れて、照射域が不用意に拡大しなければよい。
【００７６】
尚、本実施形態において、支持部材移動駆動機構１３Ａは、支持部材３０の軸部Ｒｘを直接、上下に移動させる構成でなく、支持部材３０を枢支し、かつ支持部材３０全体を昇降させる昇降手段を設けて、その昇降手段を昇降させる機構によって構成されてもよい。
【００７７】
図１５は、支持部材３０を枢支し、かつ支持部材３０全体を昇降させる昇降手段である昇降アーム３５が、被写体保持部４０に接続された患者フレーム４５に対して、高さ方向において相対的に昇降する医療装置ＭＢ‘を示しており、昇降アーム３５と患者フレーム４５との間にはＺ軸移動機構３６を設けている。
Ｚ軸移動機構３６は、その軸方向がＺ軸方向（高さ方向）となるネジ軸を設け、このネジ軸をモータで回転させる構成にしてもよい。
このような構成において、Ｘ線撮影のためにＸ線ビームを被写体に照射しながら、Ｚ軸移動機構３６を駆動して昇降アーム３５の高さ位置を患者フレーム４５に対して相対的に変位させて昇降させることで、被写体ＯへのＸ線照射領域を、高さ方向に変位できる。
【００７８】
図１４は第２の実施形態において得られたパノラマＸ線画像を示している。
Ｘ線ビームの照射によってＸ線検出器２１によって生成されるＸ線透過画像を、そのまま重ね合わせ並べると、生成された画像は、高さ方向の位置が無視されて、図１４（ａ）に示したようなパノラマ画像が生成される。そのため、画像生成部７３では、高さ方向の位置補正を行い、その結果、図１４（ｂ）に示したように、撮影部位が自然な高さ位置で配列されたパノラマ画像が生成される。
前述の第１の実施形態の変形である、Ｘ線検出器２１が高さ方向に対して変位する変形例や、支持部材３０に対してＸ線検出部２０全体が高さ方向に対して変位できる変形例においても、同様の補正を行う。
【００７９】
＜第３の実施形態＞
ついで、本発明の医療用Ｘ線撮影装置の第３の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００８０】
本実施形態は、被写体Ｏ、支持部材３０を固定した状態で、Ｘ線発生器１１と照射野規制部１２とを一体的に移動させる構成である。
図１６は、本実施形態の要部をなすＸ線発生部１０の概略構成を示している。
支持部材３０からＸ線発生部１０に延びる基部１０Ｂは梁部１０ＢＭを垂下させ、その先端に軸１０Ｐを設けている。Ｘ線発生器１１は、照射野規制部１２が中空のブロック１１Ｂを介して固定されており、頂部には軸１０Ｐが貫通する軸受１１Ｃが固定され、軸受１１Ｃは軸１０Ｐまわりに回動可能となっている。
また、基部１０Ｂには円弧の中心が軸１０Ｐの軸心と一致するような円弧状のラック１０Ｒ１が設けられ、Ｘ線発生器１１の頂部にはモータ５７が固定されて、その回転軸はラック１０Ｒ１と噛み合うピニオン５７Ｐが固定されている。
このような構造によれば、モータ５７を回転駆動すれば、ラック１０Ｒ１上をピニオン５７Ｐが回転しながら移動するので、その移動に伴ってＸ線発生器１１も軸１０Ｐを中心にして回動する。
したがって、Ｘ線ビームを被写体Ｏに向けて照射し、支持部材３０を旋回させながら、Ｘ線発生器１１を回動駆動させれば、Ｘ線発生器１１の回動に伴って照射野規制部１２も図示の低位置ＲＬから高位置ＲＨに、またはその逆に変位するので、照射野規制部１２に規制されたＸ線ビームもその照射位置を高さ方向に変位させることができる。
また、この実施形態では、軸１０Ｐ、軸受１１Ｃ、モータ５７、ラック１０Ｒ１、ピニオン５７Ｐ、Ｘ線発生器１１、照射野規制部１２、ブロック１１Ｂを組み合わせた機構が照射野規制部駆動機構１３Ｂを構成している。
この第３の実施態様では、Ｘ線照射位置変更部Ａが照射野規制部駆動機構１３Ｂで構成されている点が特徴となっている。
【００８１】
図１７は第３の本実施形態の別構成を示す概略図である。
本実施形態では、Ｘ線発生器１１が高さ方向にスライドして変位する構成になっている。
基本的な構造を説明すると、支持部材３０のＸ線発生部１０に延びる基部１０Ｂは、１組のガイド部材１０Ｔ、１０Ｔと、ラック１０Ｒ２を垂下させ、Ｘ線発生器１１には複数のローラ１１Ｗ・・・が対応して設けられ、これらのローラ１１Ｗ・・・で、それぞれのガイド部材１０Ｔ、１０Ｔを挟持し、Ｘ線発生器１０の筐体の上方に設けたモータ５８の回転軸にはピニオン５８Ｐを設けて、ラック１０Ｒ２に噛合させている。
また、Ｘ線発生器１１の前面には照射野規制部１２が中空のブロック１１Ｂを介して固定されている。
このような構造において、Ｘ線ビームを被写体Ｏに向けて照射し、支持部材３０を旋回させながら、モータ５８を回転駆動すれば、ラック１０Ｒ２上をピニオン５８Ｐが回転しながら移動し、その移動に伴ってＸ線発生器１１もＸ線発生部１０内部で高さ方向にスライドして移動する。
この実施形態では、ガイド部材１１Ｔ、ローラ１１Ｗ、モータ５８、ラック１０Ｒ２、ピニオン５８Ｐ、Ｘ線発生器１１、照射野規制部１２、ブロック１１Ｂを組み合わせた機構が照射野規制部駆動機構１３Ｂを構成している。
【００８２】
このような本実施形態の構成によれば、第２の実施形態のように支持手段３０全体を移動させる必要はなく、Ｘ線発生器１１の移動のみで、被写体の撮影部位に対してＸ線ビームの照射位置を変位させることが可能である。
なお、図示はしないが、この第３の実施形態の変形として、図３（ｂ）に示したＸ線走査制御パターンに対応して、Ｘ線発生部１０内部で支持部材３０に対して固定された照射野規制部１２に対してＸ線発生器１１のみを高さ方向に移動させて、Ｘ線ビームが照射する位置を高さ方向に変位させる構成にしてもよい。
【００８３】
＜第４の実施形態＞
本発明の医療用Ｘ線撮影装置の第４の実施形態について説明する。
本実施形態の医療用Ｘ線撮影装置は、ブロック図で示す限り、図７と異なるところはないので、ブロック図は省略する。
この第４の実施形態の特徴は、照射野規制部駆動機構１３が、Ｘ線ビームの走査中において、Ｘ線透過孔の高さ方向の開口幅を広くしたり、狭くしたり変更できる機能を備えた点にある。
【００８４】
図１８（ａ），（ｂ）は、第４の実施形態よって、実行されるＸ線ビームの走査制御の基本原理を示している。
このＸ線ビームの走査制御の特徴を、第１の実施形態と対比して説明すると、第１の実施形態では、図４（ｃ）に示したように、Ｘ線ビームは、その走査中は、高さ方向の幅を変化させずに変位している。これは、Ｘ線透過孔１２Ｓが開口幅を変化させずに高さ方向の位置を、被写体Ｏの撮影部位に応じて変位させているためであるが、第４の実施形態では、Ｘ線ビームは、その走査中は、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ方向の開口幅、つまりＸ線ビームの高さ方向の広がりを、被写体Ｏの撮影部位に応じて大小変化させており、これによって、第１の実施形態よりも、高い精度でＸ線ビームを撮影部位に対して最適な範囲に制限して照射するようにしている。
【００８５】
図１８（ａ）は、Ｘ線ビームＸＢの高さ方向の幅を、Ｘ線ビームの走査に伴って、順次上下共に制限されるように絞って行くパターン、図１８（ｂ）は、Ｘ線ビームＸＢの高さ方向の幅を、Ｘ線ビームの走査に伴って、下端はそのままにしておき、上端のみを順次小さくして、高さ方向の幅を小さく変化させていくパターンを示している。
このＸ線ビームＸＢの高さ方向の幅の変化は、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ方向の幅の制御によって実現できる。
Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ方向の幅は照射位置設定部６１ｂで設定される。
実際のＸ撮影時には、被写体Ｏの撮影部位の位置や形状に応じて、Ｘ線ビームＸＢの高さ方向の幅を広げたり、縮めたり変化させており、この結果、図１９に示したようなパノラマ画像が取得できる。
【００８６】
図１９は、第４の実施形態によって取得したパノラマＸ線画像を示している。
図中の斜線領域は、前述と同様にＸ線ビームの照射が遮断された領域部分である。
この図に示したパノラマＸ線画像を、図６のパノラマＸ線画像や第２の実施形態によって取得された図９（ａ）と比較すると、図１９のパノラマＸ線画像では、左、右の顎関節から前歯部に至る部分と、左、右の顎関節の外方は、更にＸ線の照射領域が削られ、図６や図９（ａ）の場合に比べてより厳密に診療に寄与する領域と診療に寄与しない領域が区画されて、Ｘ線被曝がさらに軽減されている。
【００８７】
図２０（ａ）〜（ｃ）は、第４の実施形態で使用される照射野規制部駆動機構を示している。第４の実施形態においては、Ｘ線照射位置変更部Ａが照射野規制部駆動機構１３Ｃで構成されることが特徴であり、照射野規制部駆動機構１３Ｃは、いずれもがＸ線透過孔の高さ方向の開口幅を自在に変化させる態様のものを示している。
照射野規制部駆動機構１３Ｃは照射野規制部駆動機構１３の一例である。
それぞれの態様を説明すると、図２０（ａ）に示す照射野規制部駆動機構１３Ｃは、高さ方向に伸長する開口１２１を開設したスリット部材１２ａと、この開口１２１に対して互いに平行に配置された、上下で１組の遮蔽板１３４ａ，１３４ｂを組み合わせて構成され、スリット部材１２ａは固定されるとともに、１組の遮蔽板１３４ａ，１３４ｂは、それぞれの同じ側の一方端を、対応して設けたガイド溝１３１ａ，１３１ｂに嵌め入れ、それぞれの同じ側の他方端には、それぞれの内部にネジ溝を形成した雌ネジ部１３５ａ，１３５ｂを設け、これらの雌ネジ部１３５ａ，１３５ｂを、対応して設けた１組のモータ１３３ａ，１３３ｂのネジ山を形成した回転軸１３２ａ、１３２ｂに螺合貫通させている。
このような構造では、１組の遮蔽板１３４ａ，１３４ｂを、それらの間に隙間が形成されるように平行移動させれば（このとき、遮蔽板１３４ａ，１３４ｂのそれぞれが、開口１２１の上、下端を塞ぐようにする）、そのとき生じた隙間と、スリット部材１２ａに開設された開口１２１の重合した部分がＸ線透過孔１２Ｓを形成する。
このような構造によれば、本体制御部６０から２つのモータ１３３ａ，１３３ｂに制御信号を与え、それぞれのモータ１３３ａ、１３３ｂを組み合わせて駆動させて、１組の遮蔽板１３４ａ，１３４ｂを上下に移動させることで、Ｘ線通過孔１２Ｓを上下方向に広くしたり、狭くできるので、Ｘ線ビームの走査時に、被写体Ｏの撮影部位に応じて、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ方向の開口幅をより細かい精度で変化させて、被写体Ｏへ照射するＸ線ビームの照射位置を高さ方向に沿って変位させることができる。
【００８８】
また、図２０（ｂ）に示す照射野規制部駆動機構１３Ｃは、図１０（ａ）に示したようなスリット部材１２ａは用いることなく、Ｌ字状の２枚の遮蔽板１３４ａ１，１３４ｂ１を、中央部に開口１３６ａが形成されるように、互いに逆向に配置した構成になっており、２枚のＬ字状の遮蔽板１３４ａ１，１３４ｂ１は、同じ側端に、それぞれの内部にネジ溝を形成した雌ネジ部１３５ａ，１３５ｂを設け、それぞれの雌ネジ部１３５ａ、１３５ｂを、ネジ山を形成した２つのモータ１３３ａ，１３３ｂの回転軸１３２ａ，１３２ｂに螺合貫通させている。
このような構造では、２つの遮蔽板１３４ａ１，１３４ｂ１の中央部に形成される開口１３６ａがＸ線透過孔１２Ｓとして使用できるので、やはり、照射野規制部１２が組み込まれたものといえる。
したがって、このような構造によれば、本体制御部６０から２つのモータ１３３ａ，１３３ｂに制御信号を与え、それぞれのモータ１３３ａ、１３３ｂを組み合わせて駆動させることで、Ｘ線通過孔１２Ｓを高さ方向に広げたり狭くしたりするだけではなく、垂直方向にも広げたり、狭くしたりできるので、Ｘ線ビームの走査時に、被写体の撮影部位に応じて、被写体Ｏへ照射するＸ線ビームの照射位置をより精度高く変位させることができる。
【００８９】
図２０（ｃ）に示す照射野規制部駆動機構１３Ｃは、高さ方向に伸長する開口１２１を開設したスリット部材１２ａと、開口１３６ｄを形成した遮蔽板１３４ｄとを組み合わせ、遮蔽板１３４ｄは、その下方に基台１４１を設けて、基台１４１には、それぞれにネジ溝を形成した１組の雌ネジ部１４２、１４２を設けて、それぞれの雌ネジ部１４２，１４２を、モータ１４４のネジ山を形成した回転軸１４３に螺合貫通させている。
また、遮蔽板１３４ｄは、一方端をガイド溝に嵌入し、他方端には、それぞれにネジ溝を形成した１組の雌ネジ部１３５、１３５を設けて、それぞれの雌ネジ部１３５，１３５を、基台１４１上に固定したモータ１３３のネジ山を形成した回転軸１３２に螺合貫通させ、スリット部材１２ａに形成した開口１２１と、遮蔽板１３４ｄに形成した開口１３６ｄとを重合させることによって、Ｘ線透過孔１２Ｓを形成している。
ここに、スリット部材１２ａに形成された開口１２１は、縦長の形状をなしているが、遮蔽板１３４ｄに形成した開口１３６ｄは、図では、右側端が左側端よりも寸法が大きく開口した台形状になっているので、遮蔽板１３４ｄをモータ１４４の回転駆動によって左方向に移動させて、開口１２１と開口１３６ｄを重合させて、透過孔１２Ｓを形成すれば、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ方向の開口幅は移動に伴って増大し、逆に右方向に移動させれば、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ方向の開口幅は移動に伴って減少する。
したがって、本体制御部６０から２つのモータ１３３，１４４に制御信号を与え、それぞれのモータ１３３、１４４を組み合わせ駆動させることで、Ｘ線通過孔１２Ｓの高さ方向の幅を広くしたり、狭くできるので、Ｘ線ビームの走査時に、被写体Ｏの撮影部位に応じて、Ｘ線ビームの高さ方向の広がりを細かい精度で変化させて、被写体Ｏに照射することができる。
また、このような構造によれば、遮蔽板１３４ｄに形成した開口１３６ｄの形状を被写体の撮像部位に合わせて構成することで、図１０（ｃ）の場合と同様に、簡易なＸ線被曝防止フィルタが構成できる。
【００９０】
本発明で実行されるパノラマ撮影は、Ｘ線細隙ビームを受けてＸ線検出器２１上に生成したＸ線透過画像を画像処理によって配列して、全体画像を生成する前述したようなパノラマＸ線撮影以外に、特許文献２及び特許文献３に開示されたパノラマＸ線撮影装置のように、Ｘ線検出器２１によってフレーム画像を連続的に撮影し、歯列弓Ｓに沿った曲面断層領域における所望の断層面に対するパノラマ画像を取得できるものとしてもよい。
このような方法でパノラマ画像を生成する場合、Ｘ線検出部２０のＸ線検出器２１は、水平方向及び垂直方向それぞれに並んだ画素を備えた構成とし、パノラマＸ線撮影を行う際には、所定タイミング毎に、１枚のフレーム画像となるＸ線透過画像を撮影する。そして、１回のパノラマＸ線撮影によって、複数フレームとなるＸ線透過画像がＸ線検出部２０から出力されると、画像処理部７０においては、これらの複数フレームのＸ線透過画像を特定断層が強調されるように重ね合わせる画像処理を行い、これにより、所望の断層面におけるパノラマＸ線画像を構成する。このとき、フレーム画像を重ね合わせるシフト量を調整すれば、複数の断層面も構成することができる。
【００９１】
また、パノラマＸ線撮影として、特許文献４の局所照射Ｘ線ＣＴ装置のように、Ｘ線コーンビームを仮想局所部位に照射することで、オルソＸ線コーンビームによる部分画像となる画像データを抽出して、パノラマＸ線撮影を行うものとしてもよい。
このような仮想局所部位を利用したパノラマＸ線撮影を行う際、支持部材３０となる旋回アームについて、その旋回中心を固定した状態で旋回させることができる。
この場合、歯列弓Ｓの中心中央付近（歯列弓Ｓの左右対象軸線上であって歯列弓Ｓと頸椎部の間の適切な位置）に、旋回アームの旋回中心を配置させ、Ｘ線コーンビームでその旋回中心周囲の仮想局所部位にＸ線照射し、そのＸ線ビームによる照射の一部の成分をパノラマ画像生成に利用する。また、Ｘ線コーンビームを照射する際にスリットやコリメータなどでその走査方向に規制するとともに、その規制位置をＸ線ビームの走査方向に従って変位させるものとして、照射するＸ線コーンビームのうち、パノラマ画像に必要な成分のみを被写体に照射するようにしてもよい
【００９２】
本発明によってＸ線画像を取得するためには、まず、被写体の撮影部位を特定し、それに応じて、前述したようにＸ線透過孔や、支持部材を変位制御する必要がある。
被写体の撮影部位は、撮影目的、被験者の個体差によって異なるため、撮影前に簡易に準備できるものが望ましい。
【００９３】
このような要望に応えるために、カメラ装置を設けて、それで被写体を撮影し、撮影した画像から撮影部位を特定できるようにすればよい。
図２１、図２２は、医療用Ｘ線撮影装置Ｍに可視光光線で撮影するカメラ装置１５を備えたもので、このカメラ装置１５によって撮影された画像に基づいて、パノラマＸ線撮影の撮影部位が設定される。
カメラ装置１５は、ＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサをイメージセンサとして備えるデジタルカメラによって構成され、被写体Ｏの正面、側面を撮影する。
カメラ装置１５で撮影した被写体Ｏの画像データは、画像処理部７０に取り込まれ、表示部７６に表示され、術者が画像データを見ながら操作部７５を操作することで、撮影部位を特定する。
【００９４】
カメラ装置１２で被写体Ｏの側頭部を撮影すると、画像処理部７０の表示部７６には、例えば、図２３に示すように、被写体Ｏの側頭部の全体像が表示されるので、この側頭部の全体像を見ながら、術者は、ポインティングデバイスなどを操作して撮影部位を特定する。
このようにして、術者が撮影部位を特定すると、主制御部６１は、所定の演算処理を行い、Ｘ線ビームの走査時に、特定した撮影部位に応じて、Ｘ線透過孔１２Ｓや支持部材３０がＸ線ビームの照射位置を制御するために必要な制御データを算出する。
【００９５】
図２３は、カメラ装置で撮影された被写体の側頭部の画像から撮影部位が自動的に特定される要領を概念的に示している。
図２３（ａ）に示されるような、カメラ装置１２によって撮影された被写体Ｏの画像が、画像処理部７３に入力されると、画像処理部７３は、被写体Ｏの側頭部全域の輪郭線Ｅｄを図２３（ｂ）に示されるように検出する。
この輪郭線Ｅｄは、例えば、画素間のデータ量の微分値などの変化量に基づいて画像内の輪郭部位を検出する輪郭検出方法などによって検出する。
そして、この被写体Ｏの側頭部全域の輪郭線Ｅｄを検出した後は、主制御部６１は、この輪郭線Ｅｄの各位置に対応する撮影部位を演算により求めて、被写体Ｏの側頭部における撮影部位Ｆを図２３（ｃ）に示されるように決定する。
例えば、検出した輪郭線Ｅｄに応じて、被写体Ｏの頭、額、眼、鼻、口、顎、首などの各撮影部位Ｆを決定する。
主制御部６１は、このようにして決定した各撮影部位Ｆに基づいて、輪郭線Ｅｄで囲まれる領域に対して、上下顎骨が位置する領域を推定すると、主制御部６１は、走査軌道設定部６１ａに走査軌道を設定し、照射位置設定部６１ｂには、Ｘ線透過孔１２Ｓや支持部材３０を移動させて、Ｘ線ビームの照射位置が撮影部位に制御するために必要な制御データを設定する。
【００９６】
主制御部６１は、撮影部位Ｆが決定されることによって、支持部材３０の旋回角度に対する、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ位置、あるいはＸ線透過孔１２Ｓを制御するための制御パラメータを算出し準備する。
また、このように決定される撮影部位Ｆについて、カメラ装置１５で撮影された画像とともに表示部６７に表示して、術者が操作部６６を操作することによって一部を修正したり、部分的に拡大又は縮小できるようにしてもよい。
【００９７】
また、カメラ装置１２は、被写体の正面を撮影し、あるいは正面と側面との撮影を組み合わせて、被写体の撮影部位を特定してもよい。
この場合、図２２に示すように、支持部材駆動部５０によって支持部材３０が駆動して、カメラ装置１５は、被写体Ｏの前方における、被写体Ｏの顔表面全体を撮影できる位置に、位置決めされる。そして、被写体Ｏの側頭部を撮影した場合と同様、カメラ装置１５は、被写体Ｏの顔表面を可視光光線により撮影し、その画像データを主制御部６１に出力する。
【００９８】
カメラ装置１５は複数台を設置して、一度に異なる複数方向より被写体Ｏの画像を撮影するものにしてもよい。このとき、Ｘ線検出部１０内のカメラ装置１５以外に、例えば、支持部材３０を支持する昇降手段（図１５参照）にカメラ装置が設置されるものとしてもよい。
前述したカメラ装置１５はパノラマＸ線撮影の場合と同様、後述の図２４に示す医療用Ｘ線撮影装置ＭＣのようなセファロＸ線撮影の場合にも適用できる。
【００９９】
ついで、セファロＸ線撮影について説明する。
図２４、図２５には、パノラマ撮影とセファロ撮影が兼用できる医療用Ｘ線撮影装置ＭＣを示している。
この医療用Ｘ線撮影装置ＭＣは、支持部材３０を枢支し、支柱に沿って昇降する昇降手段である昇降アーム３５から固定アーム８４を延出し、その先端にセファロ撮影用被写体保持部８０を設ける。
支持部材３０は、昇降アーム３５に旋回可能に取り付けられ、その一端にはＸ線発生部１０、他端にはＸ線検出部２０を設けて、Ｘ線発生部１０にはＸ線発生器１１を設け、Ｘ線検出部２０にはＸ線検出器２１を設けており、Ｘ線発生部１０とＸ線検出部２０とを、間に被写体Ｏを挟んで、旋回させることでパノラマ撮影を行うようになっている。
また、支持部材３０の一端に設けたＸ線発生部１０は、それ自体が回動可能になっており、これによって、Ｘ線ビームの照射方向を撮影種別に応じた位置に移動させ設定できるようになっている。
一方のセファロ撮影用被写体保持部８０は、被写体Ｏの頭部を固定する頭部固定手段８３を垂下支持し、Ｘ線検出器８１と、２次スリットとなる照射野規制部８２を設けている。Ｘ線検出器８１と、照射野規制部８２は、セファロ撮影のために設けられている。
【０１００】
セファロ撮影では、支持部材３０側に設けたＸ線発生器１１を共用するため、図２５に示したように、支持部材３０を本体昇降部３０に対して斜め方向に向け、更に、Ｘ線発生部１０をセファロ撮影用被写体保持部８０に対して正対させて、Ｘ線発生器１１から照射され、Ｘ線検出器８１で受光されるＸ線ビームの経路上に支持部材３０のＸ線検出部２０が位置しない状態、すなわちセファロ撮影のために照射されるＸ線ビームをＸ線検出部２０が妨げないように支持部材３０が角度設定された状態でＸ線ビームを被写体Ｏに向けて照射し、走査する。走査は、例えばＸ線発生部１０内で固定されたＸ線発生器１１の前面のスリット板などの照射野規制部１２と、Ｘ線検出器８１、照射野規制部８２とを走査方向に同期させて移動する。
【０１０１】
これらの構成には、本願出願人の出願にかかる特開２００２−１７７１８で提案し、開示しているＸ線撮影装置のような構成を適宜応用できる。
そして、Ｘ線発生部１０からのＸ線ビームが被写体Ｏに対して照射され、Ｘ線検出器８１では、Ｘ線ビームの走査タイミングに応じて撮像動作を行って、生成した画像データを順次本体制御部６０へ送出する。このようにして本体制御部６０が受信した画像データを、順次画像処理部７０に送出して、１枚のセファロ画像となる画像データを生成する。
【０１０２】
図２４、図２５の医療用Ｘ線撮影装置ＭＣにおけるＸ線照射位置変更部Ａを構成する照射野規制部駆動機構１３Ｄの一例を図２７（ａ）で示す。
この照射野規制部駆動機構１３Ｄは、基本的には図２０（ａ）に示す照射野規制部駆動機構１３Ｃと同様の構造なのであるが、スリット部材１２ａが走査方向に移動可能な構造である点が異なっている。特徴的な点を述べると、スリット部材１２ａの上端にはネジ溝を形成した雌ネジ部１５４を設けて、雌ネジ部１５４を、モータ１３３ａ、１３３ｂが固定されるのと同じベース上に固設したモータ用固定台１５１上に固定したモータ１５３のネジ山を形成した回転軸１５２に螺合貫通させている。スリット部材１２ａは、下端をガイド溝１５５に嵌入し、モータ１５３の駆動により走査方向に変位可能とされている。
これは、Ｘ線発生器１１の前面で、セファロ撮影の走査のためにＸ線透過孔１２Ｓを走査方向に移動させるためである。
【０１０３】
図２７（ａ）の照射野規制部駆動機構１３Ｄは、パノラマ撮影にもセファロ撮影にも用いることができる。
照射野規制部駆動機構１３Ｄのスリット部材１２ａをさらに変形応用して、図２７（ｂ）のように、スリット部材１２ａにパノラマ撮影専用開口１２１ａ、セファロ撮影専用開口１２１ｂを設け、パノラマ撮影時にはパノラマ撮影専用開口１２１ａを、セファロ撮影時にはセファロ撮影専用開口１２１ｂをＸ線発生器１１の前面に選択的に配置して用いるようにしてもよい。
各開口の選択は、モータ１５３の駆動により容易に行える。
Ｘ線検出器８１は、上記のように、Ｘ線検出器８１の走査方向の幅を、受光する細隙Ｘ線ビームの走査方向の幅とほぼ同等の幅で構成し、細隙Ｘ線ビームの走査と同期移動するものとしてもよいが、頭部全体が投影できるような検出面を有した大判のもので構成して、Ｘ線検出器８１を固定して被写体を走査する細隙Ｘ線ビームを検出面の一部で受けるようにしてもよい。
また、Ｘ線発生器１１からのＸ線ビームの走査については、上記のように固定したＸ線発生器１１の前面の照射野規制部１２をＸ線発生器１１に対して走査方向に摺動させて行われるものとしてもよいし、ＸＹテーブル５３を利用して、支持部材３０全体を走査方向に移動させて行われるものとしてもよい。
【０１０４】
図２６は、セファロ画像の概念を説明する図である。
セファロ撮影で画像として診療に寄与する領域は、図２６のＧで示した部分であり、斜線部分ＨはＸ線の被曝されないことが望まれる診療に寄与しない領域である。
すなわち、被写体Ｏの撮影部位は、被験者の後頭部側は、高さ方向の領域幅が狭く、顔側では、高さ方向の領域幅が広くなっている。
本発明によれば、前述した原理によって、撮影部位に制限して、Ｘ線ビームを照射できるので、図２６の斜線部分ＨへのＸ線ビームの照射を遮断できる。
【０１０５】
また、このようなセファロＸ線撮影を行うことができる医療用Ｘ線撮影装置においては、Ｘ線発生部１０側の照射野規制部１２によって、走査するＸ線ビームの被写体Ｏへの照射領域を制限できるため、セファロ撮影用被写体保持部８０側の照射野規制部８２を除いた構成としてもよい。
また、照射野規制部８２を備えた構成等する場合においても、照射野規制部８２におけるＸ線透過孔の高さ位置及び高さ幅を、Ｘ線ビームの走査方向に沿って変化できる構成とし、照射野規制部８２によって、その撮影対象領域に対応して、被写体ＯへのＸ線照射を制限できるようにしてもよい。
【０１０６】
前述したように、パノラマＸ線撮影の場合と同様、図２１、図２２のカメラ装置１５は医療用Ｘ線撮影装置ＭＣのようなセファロＸ線撮影の場合にも適用できる。カメラ装置１５を医療用Ｘ線撮影装置ＭＣの任意の箇所に２箇所設けて被写体Ｏを複数の角度から撮影してもよいし、支持手段３０を旋回しつつ複数の角度から被写体Ｏを撮影するようにしてもよい。また、セファロ撮影においては、図２３（ｃ）の段階において、撮影部位Ｆの代わりに図２６の撮影部位Ｇを認識する。
【符号の説明】
【０１０７】
Ｍ，ＭＡ，ＭＢ，ＭＣ 本発明の医療用Ｘ線撮影装置
ＸＢ Ｘ線ビーム
Ｏ 被写体
ＨＤ 走査方向
ＶＤ 高さ方向
１０ Ｘ線発生部
１１ Ｘ線発生器
１２ 照射野規制部
１２Ｓ Ｘ線透過孔
１３，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ 照射野規制部駆動機構
（Ｘ線照射位置変更機構）
１３Ａ 支持部材移動機構（Ｘ線照射位置変更機構）
２０ Ｘ線検出部
２１ Ｘ線検出器
３０ 支持部材
３５ 昇降本体
３６ Ｚ軸移動機構
３７ ネジ軸
３８ モータ
４０ 被写体保持部
４５ 患者フレーム
５０ 走査駆動部
５１ Ｘ軸モータ
５２ Ｙ軸モータ
５３ ＸＹテーブル
５４ 旋回用モータ
５５ Ｚ軸モータ
５６ Ｚテーブル
６０ 本体制御部
６１ 主制御部
６１ａ 照射位置設定部
６２ Ｘ線発生制御部
６３ Ｘ線検出制御部
６４ モータドライバ
６５ 通信インターフェース
６６ 操作部
６７ 表示部
７０ 画像処理部
７１ 主制御部
７２ 画像生成部
７３ モータドライバ
７４ 通信インターフェース
７５ 操作部
７６ 表示部
８０ セファロＸ線撮影部
８１ Ｘ線検出器
８２ 照射野規制部（２次スリット部材）
８３ 被写体保持部
８４ 支持部材（支持アーム）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体へＸ線ビームを照射してＸ線投影画像による２次元画像を撮影する医療用Ｘ線撮影装置の改良、特に、照射するＸ線ビームを走査させてＸ線撮影を行う医療用Ｘ線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療用Ｘ線撮影装置は、Ｘ線照射を行うＸ線発生器と、Ｘ線発生器からのＸ線を受けるＸ線検出器とを備え、Ｘ線発生器から照射されて被写体を走査しながら透過したＸ線をＸ線検出器で受光することで、透過Ｘ線によるＸ線画像を撮影する。そして、パノラマＸ線撮影を行うときには、Ｘ線発生器及びＸ線検出器を被写体の周囲で旋回移動させてＸ線撮影を行うことで、曲面断層による２次元パノラマ画像が取得される（特許文献１）。特許文献１に示す医療用Ｘ線撮影装置は、Ｘ線検出器の代わりにＸ線フィルムを採用してパノラマＸ線撮影を行う構成であるが、近年は、イメージセンサを備えたＸ線検出器が採用されている。
【０００３】
一方、本出願人は、Ｘ線検出器によって逐次取得された複数のフレーム画像に基づいて任意の断層面上のパノラマ画像を生成するデジタルパノラマＸ線撮影装置を提案している（特許文献２及び特許文献３）。特許文献２及び特許文献３におけるデジタルパノラマＸ線撮影装置は、パノラマＸ線撮影によって取得された複数のフレーム画像から画像情報を取り出して加算し、パノラマ画像を生成するが、このとき、各フレーム画像からの画像情報の取り出し間隔とシフト量を設定することで、任意の断層面上のパノラマ画像を生成している。
【０００４】
又、本出願人は、被写体中に仮想局所部位を設定して、この仮想局所部位について局所照射Ｘ線ＣＴ撮影を行い、得られた３次元Ｘ線吸収計数データに基づいて、Ｘ線パノラマ画像を生成する局所照射Ｘ線ＣＴ装置も提案している（特許文献４）。この特許文献４において提案された局所照射Ｘ線ＣＴ装置は、仮想局所部位について局所照射Ｘ線ＣＴ撮影を行う際、Ｘ線発生器及びＸ線検出器それぞれの旋回中心を固定して、Ｘ線コーンビームの照射がなされ、局所照射Ｘ線ＣＴ撮影によって得られた各フレームの画像データに対して、歯列弓に略直交するオルソＸ線コーンビームによる部分画像となる画像データが抽出される。そして、抽出された部分画像となる画像データが演算処理されることで、目的の断層面におけるパノラマ画像が生成されている。
【０００５】
又、この特許文献４では、パノラマ画像を生成する構成として、仮想局所部位について局所照射Ｘ線ＣＴ撮影を行う際、オルソＸ線コーンビームのみを照射するように、Ｘ線発生器の直前に設置されたスリットを移動させる構成についても提案している。
更に、本出願人は、Ｘ線細隙ビームを照射して、パノラマＸ線撮影とセファロＸ線撮影とを共用するＸ線撮影装置も提案している（特許文献５）が、このＸ線撮影装置では、セファロＸ線撮影を実行する際には、パノラマＸ線撮影用のＸ線検出器を退避させて、Ｘ線発生器からのＸ線細隙ビームを水平方向に走査させてＸ線撮影を行う構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭５６−０２５１４５号公報
【特許文献２】特許第２７８７１６９号公報
【特許文献３】特公平０２−０２９３２９号公報
【特許文献４】特許第３９１９０４８号公報
【特許文献５】特許第３９６４１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜特許文献５に示す、いずれの医療用Ｘ線撮影装置においても、Ｘ線走査中は、走査方向と交差する方向である高さ方向について、一定幅のＸ線ビームを照射してパノラマＸ線撮影又はセファロＸ線撮影を行う構成になっている。したがって、これらのＸ線撮影によって得られるパノラマ画像やセファロ画像を、その診療内容に対して必要な領域全てを含む画像とするには、撮影毎のＸ線ビームの高さ方向の照射幅を予め余裕を持たせて広くする必要があった。
即ち、従来は、パノラマＸ線撮影又はセファロＸ線撮影を行う場合、診療に寄与しない領域についてもＸ線ビームを照射する必要があり、これによって被写体となる被験者に対して、診療目的から考えると過剰な被曝による負担を与えている。
【０００８】
本発明は、このような問題を鑑みて、Ｘ線ビームを走査して実行するＸ線撮影において、撮影部位に対応して被写体へのＸ線照射領域を走査中に走査方向に対して交差する方向で制限して、被写体への被曝量を最小限度に低減できるようにした医療用Ｘ線撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の医療用Ｘ線撮影装置は、Ｘ線発生器とＸ線検出器とを被写体を挟んで対向させて支持する支持部材と、前記Ｘ線発生器から発生したＸ線の照射野を規制する照射野規制部と、前記照射野規制部で規制された前記Ｘ線ビームとして前記被写体に対して走査させてＸ線撮影を行わせる走査駆動部とを備えた医療用Ｘ線撮影装置であって、Ｘ線照射位置変更部を備えることで、Ｘ線ビームの走査中には、前記Ｘ線ビームの照射位置を、前記被写体の撮影部位に応じて、前記Ｘ線ビームの走査方向と交差する交差方向である高さ方向に変位させている。
ここに、Ｘ線走査中におけるＸ線ビームの照射位置は、被写体を固定して、Ｘ線ビームを高さ方向に移動させる制御、Ｘ線ビームを固定して、被写体を移動させる制御、および双方の態様を組み合わせた制御が含まれる。
【００１０】
このような本発明の医療用Ｘ線撮影装置を構成する際、Ｘ線照射位置変更部は、Ｘ線発生器とＸ線検出器とを対向させて支持する支持部材を駆動制御する支持部材移動機構で構成することができ、そのような構成によれば、Ｘ線撮影中に、この支持部材移動機構により支持部材を移動させるだけで、Ｘ線ビームの照射位置を、被写体の撮影部位に応じて高さ方向に変位させることができ、装置の構成が簡易になる（請求項２）。
【００１１】
また、医療用Ｘ線撮影装置において、Ｘ線照射位置変更部を、照射野規制部を作動させてＸ線ビームの透過孔の開口幅を高さ方向に変位させる照射野規制部駆動機構で構成し、Ｘ線ビームの走査中に、照射野規制部駆動機構により照射規制部を作動して、被写体の撮影部位に応じて、Ｘ線透過孔の高さ方向の開口幅を可変させて、Ｘ線ビームの照射位置を変位させる構成にしてもよい（請求項３）。
【００１２】
請求項４では、Ｘ線照射位置変更部は、照射野規制部駆動機構を設けて、Ｘ線ビームの走査中に、Ｘ線ビームの透過孔を高さ方向に変位させる装置を提案しており、請求項５では、Ｘ線ビームの走査中、Ｘ線ビームの透過孔を高さ方向に変位させながら、さらにＸ線ビームの透過孔の開口幅を高さ方向に変位させて、Ｘ線ビームの照射位置を、被写体の撮影部位に応じて可変させる装置を提案している。
【００１３】
これらにおいて、支持部材移動機構や照射野規制部駆動機構は、ＣＰＵと駆動機構を用いて作動させるために、所定のプログラムを準備し、それを起動することで、Ｘ線ビームの走査位置に対応して、支持部材移動機構を作動したり、照射野規制部のＸ線透過孔の高さ方向の位置や、Ｘ線透過孔の高さ方向の開口幅を変化させる方法が望ましく採用されるが、機械的機構を用いて作動する構成にしてもよい。
【００１４】
本発明の医療用Ｘ線撮影装置は、Ｘ線細隙ビームを被写体に照射して走査する、パノラマＸ線撮影や、セファロＸ線撮影に適用できる（請求項６、９）。
また、前記Ｘ線検出器を、フレーム画像を撮像する２次元Ｘ線検出器として、パノラマＸ線撮影を行って、パノラマＸ線撮影を実行したときに前記２次元Ｘ線検出器で得られた複数フレームのフレーム画像より、被写体の撮影部位における、特定の断層面のパノラマ画像を生成するものであってもよい（請求項７）。
更に、前記Ｘ線撮影が、前記支持部材の旋回中心を固定して旋回させて行うパノラマＸ線撮影であってもよい（請求項８）。
【００１５】
また、上述の医療用Ｘ線撮影装置において、前記Ｘ線照射位置変更部は、前記Ｘ線ビームの前記高さ方向における位置、Ｘ線ビームの前記高さ方向における幅の少なくとも一方を、診断者側で撮影前に設定できる構成にしてもよい（請求項１０）。
【００１６】
更に、医療用Ｘ線撮影装置は被写体を可視光光線で撮影するカメラを備え、前記Ｘ線照射位置変更部に、該カメラで撮影された被写体の画像に基づいて、撮影領域すなわち該被写体のＸ線照射領域を特定する機能を付加した構成にしてもよい（請求項１１）。
【００１７】
なお、以下の説明では、歯列弓や顎部位を撮影の対象とする歯科用の撮影装置を例に挙げているが、本件発明は、耳小骨部分などを撮影対象とする耳鼻科用の撮影などのように、歯科以外の医療用の撮影装置にも適用可能なことはいうまでもない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の医療用Ｘ線撮影装置によれば、請求項１〜１１のいずれの構成においても、Ｘ線ビームの撮影中、Ｘ線ビームの照射位置が、被写体の撮影部位に応じて、予め設定したＸ線照射領域を満たすように、Ｘ線ビームの走査方向に交差する方向で制限されるため、Ｘ線撮影時における被写体の被曝量を著しく軽減できる。
よって、撮影対象や撮影目的が異なった場合でも、Ｘ線撮影時におけるＸ線ビームの照射領域を、Ｘ線撮影の撮影対象領域に近づけて、被写体への被曝量を著しく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】は、本発明の医療用Ｘ線撮影装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】は、本発明において、Ｘ線の照射位置を変位させるために適用されるＸ線ビームの走査制御パターンの類型を示す説明図である。
【図３】は、本発明において適用されるＸ線ビームの走査制御パターンの類型（図２とは異なる走査制御パターン）を示す説明図である。
【図４】は、Ｘ線撮影時におけるＸ線ビームの走査制御を示す説明図である。
【図５】は、パノラマＸ線撮影時におけるＸ線発生器とＸ線検出器との位置関係を示す説明図である。
【図６】は、本発明において取得されるパノラマＸ線画像の特徴を示す説明図である。
【図７】は、本発明の医療用Ｘ線撮影装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図８】は、パノラマ撮影時のＸ線透過孔、支持部材、被写体の位置変化を示す説明図である。
【図９】は、第１の実施形態によって得られるパノラマＸ線撮影画像と、Ｘ線ビームの走査時におけるＸ線透過孔の高さ位置変化（支持部材の旋回角度との関係）を示す説明図である。
【図１０】は、第１の実施形態によって採用される照射野規制部駆動機構の一実施例の概略構成を示す図。
【図１１】は、本発明の医療用Ｘ線撮影装置（第２の実施態様）の基本構成を示すブロック図。
【図１２】は、パノラマＸ線撮影時における、支持部材の旋回角度に対する支持部材の高さ位置の変化を示す図。
【図１３】は、第２の実施形態における、パノラマ撮影時のＸ線透過孔、支持部材、被写体の位置変化を示す説明図である。
【図１４】は本発明において取得されるパノラマＸ線画像の特徴を示す説明図である。
【図１５】は、本発明の医療用Ｘ線撮影装置（第２の実施態様）の別構成を示す概略外観図である。
【図１６】は、本発明の医療用Ｘ線撮影装置（第３の実施態様）における照射野規制部駆動機構の一例を示す図である。
【図１７】は、本発明の医療用Ｘ線撮影装置（第３の実施態様）照射野規制部駆動機構の別例を示す図である。
【図１８】は、本発明の医療用Ｘ線撮影装置（第４の実施態様）におけるＸ線ビームの走査制御の基本原理を示す図である。
【図１９】は、第４の実施形態において取得されるパノラマＸ線画像の一例を示す図である。
【図２０】は、本発明の医療用Ｘ線撮影装置（第４の実施態様）において採用される照射野規制部駆動機構の概略構成を示す図である。
【図２１】は、カメラ装置を備えた本発明の医療用Ｘ線撮影装置の構成を示す（被写体の側面より撮影）概略図である。
【図２２】は、カメラ装置を備えた本発明の医療用Ｘ線撮影装置の構成を示す（被写体の正面より撮影）概略図である。
【図２３】は、パノラマＸ線撮影におけるＸ線照射領域を設定する際の画像処理の基本原理を説明する図である。
【図２４】は、セファロＸ線撮影及びパノラマＸ線撮影を兼用とした本発明の医療用Ｘ線撮影装置の構成を示す概略外観図である。
【図２５】は、セファロＸ線撮影時の医療用Ｘ線撮影装置を示す図である。
【図２６】は、セファロＸ線撮影におけるＸ線照射領域を示す図である。
【図２７】は、照射野規制部駆動機構の更に別例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の医療用Ｘ線撮影装置を詳細に説明するが、望ましい実施形態を説明する前に、本発明の基本構成、基本原理、基本コンセプトについて説明する。
【００２１】
図１に本発明の医療用Ｘ線撮影装置の概略構成を示す。
医療用Ｘ線撮影装置Ｍは、図１に示したように、被写体ＯへＸ線を照射するＸ線発生器１１を備えたＸ線発生部１０と、被写体Ｏを透過したＸ線ビームを受けるＸ線検出器２１を備えたＸ線検出部２０と、被写体Ｏを挟んで対向する位置にＸ線発生部１０及びＸ線検出部２０をそれぞれ支持する支持部材３０と、被写体Ｏの位置を固定するための被写体保持部４０と、Ｘ線撮影を行う際にＸ線ビームの走査のために支持部材３０を駆動させる走査駆動部５０と、装置本体の制御を行う本体制御部６０と、Ｘ線検出部２０で取得されたＸ線透過画像を処理して、パノラマ、セファロなどの撮影種別に応じたＸ線画像を生成するための画像処理部７０とを備え、更に、Ｘ線照射位置変更部Ａを備えている。
【００２２】
Ｘ線発生部１０は、Ｘ線を発生するＸ線発生器１１と、Ｘ線発生器１１から発生したＸ線の照射範囲を制限する照射野規制部１２とを備えている。
ここに、照射野規制部１２は、通常は一次スリットと呼ばれるもので、Ｘ線透過孔１２Ｓを備えており、Ｘ線発生器１１から発生されたＸ線を、Ｘ線透過孔１２Ｓにより照射領域が制限されたＸ線ビームとして、被写体Ｏの撮影部位に向けてＸ線照射がなされ、Ｘ線検出器２１上には被写体Ｏの撮影部位のＸ線透過像が生成される。
すなわち、照射野規制部１２は、Ｘ線発生器１１から発生したＸ線を規制し、一部の透過を許容してＸ線ビームとしてＸ線照射する。
なお、主制御部６０、画像処理部７０の詳細は後述する。
【００２３】
本発明の医療用Ｘ線撮影装置Ｍの特徴は、Ｘ線ビームの走査中に、Ｘ線ビームの照射位置を、被写体Ｏの撮影部位に応じてＸ線ビームの走査方向と交差する方向(以下、「高さ方向」という)に変位させるＸ線照射位置変更部Ａを備えた点にある。
このＸ線照射位置変更部Ａは、後述するようなＸ線ビームの走査制御ができる構成であればよく、一例としては、Ｘ線ビームを被写体に向けて照射するためのＸ線の透過孔１２Ｓを高さ方向に変位させるものがあり、この態様では、Ｘ線ビームの透過孔１２Ｓを被写体Ｏに向けて走査している間、Ｘ線の透過孔１２Ｓの高さ方向の幅を一定にして、被写体Ｏの撮影部位に向けて上下に変位させる態様、Ｘ線ビームの透過孔１２Ｓの高さ方向の開口幅を、被写体Ｏの撮影部位に応じて広狭変化させる態様がある。
【００２４】
また、Ｘ線透過孔１２Ｓを固定して、Ｘ線発生器１１とＸ線検出器２１を支持している支持部材３０を上下に移動させるものもあり、更に、Ｘ線発生器１１をＸ線透過孔１２Ｓとともに上下に移動させたり、Ｘ線発生器１１のみを上下移動させたり、Ｘ線発生器１１を首振り動作させるなどの態様もあり、これらのいずれか、あるいは、これらを組み合わせる種々のパターンが適宜採択できる。
【００２５】
医療用Ｘ線撮影装置Ｍは、望ましい実施例として、その基本構成を第１の実施形態から第４の実施形態として開示しているが、本発明思想が反映される限り、これらの例に限定されず、種々の変更が可能である。
【００２６】
図２、図３は、本発明において実行されるＸ線ビームの走査制御パターンを示している。図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）〜（ｃ）は、支持手段の旋回軸が鉛直方向であると想定して、側方視した概略図を示しており、図２（ａ）〜図２（ｃ）及び図３（ａ），（ｂ）において、(ｉ)はＸ線ビームの照射位置を高くしたとき、(ｉｉ)はＸ線ビームの照射位置を低くした場合を示しており、図３（ｃ）では、(ｉ)はＸ線ビームの照射幅が狭く、(ｉｉ)はＸ線ビームの照射幅が広くなった例を示している。これらの走査制御パターンは、被写体Ｏを固定して、Ｘ線ビームを移動させるものであるが、本発明装置を構成する場合、Ｘ線ビームを固定して、被写体Ｏを移動する態様、それらを組み合わせる構成を除外するものではない。
【００２７】
ここに、各類型を詳細に説明すると、図２（ａ）は、Ｘ線撮影のために、被写体に向けてＸ線ビームを走査しながら照射する際に、Ｘ線発生器１１の前面に設けた照射野規制部１２のみを移動させることで、Ｘ線透過孔１２Ｓを高さ方向に変位させて、Ｘ線ビームの照射位置を、被写体Ｏの撮影部位に応じて、高さ方向に変位させる類型を示している。この場合、Ｘ線発生器１１は支持部材３０に固定されている。
【００２８】
図２（ｂ）は、Ｘ線ビームの走査時には、支持部材３０を高さ方向に移動させてＸ線ビームの照射位置を高さ方向に変位させる類型を示している。この場合、Ｘ線発生器１１と、その前面に設けた照射野規制部１２とは支持部材３０に固定され、支持部材３０のみが被写体Ｏの撮影部位に応じて上下に移動する。
【００２９】
図２（ｃ）は、Ｘ線発生器１１の前面に照射野規制部１２を枢着させて一体的に連結しており、Ｘ線発生器１１を首振り作動して、Ｘ線ビームを照射する位置を高さ方向に変位させている。
【００３０】
図３（ａ）は、Ｘ線発生器１１の前面に照射野規制部１２を固定して設け、Ｘ線発生部１０内部でＸ線発生器１１を高さ方向に移動させて、Ｘ線ビームの照射位置を高さ方向に変位させている。
【００３１】
図３（ｂ）は、照射野規制部１２は固定し、Ｘ線発生部１０の内部でＸ線発生器１１のみを高さ方向に移動させて、Ｘ線ビームの照射位置を高さ方向に変位させている。
【００３２】
図３（ｃ）は、Ｘ線発生器１１の前面に設けた照射野規制部１２がＸ線透過孔１２Ｓの開口幅を高さ方向に広狭可変させる機能を備えたもので、Ｘ線ビームを走査する間、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ方向の開口幅を変化させることによって、Ｘ線ビームの照射位置を高さ方向に変位させるものである。
【００３３】
本発明の基本コンセプトは、不規則な関心領域の形状に合わせて、撮影種別に応じて、必要最小限度のＸ線照射を可能としたＸ線撮影装置を提供することにあり、次の観点から生じている。
すなわち、Ｘ線撮影の対象となる被写体の関心領域、つまり撮影種別ごとの診療の目的から、その観察をすることで診療に寄与する領域は、通常、直方体、立方体などのような幾何学的に規則的な形状ではなく、不規則な形状であるが、Ｘ線ビームの走査によって関心領域のＸ線撮影をする場合、できるだけ関心領域のみに限定してＸ線照射すれば余計なＸ線被曝を避けることが出来る。
このため、Ｘ線ＣＴ撮影の分野においては、コーンビームを用いて局所照射を行うことによって、Ｘ線の被曝軽減などの改善がなされているが、パノラマ撮影やセファロ撮影においては、被写体の関心領域の形状を反映して、Ｘ線被曝を最適な限度に軽減する創意工夫は何らされていない。
【００３４】
本発明者らは、このような事情や要望を考慮して、本発明に到達したものであり、本発明では、第１には、撮影種別に応じて、Ｘ線ビームを被写体の関心領域（撮影部位）に対応した最小限度の照射域に制限して照射できるようにしている。また、第２には、Ｘ線照射位置変更部を設けて、Ｘ線ビームの走査中は、照射野規制部で規制されたＸ線ビームを、撮影部位の位置や形状に合わせて高さ方向に変位させるようにしている。
【００３５】
図４は、Ｘ線撮影の基本原理とともに、従来のＸ線ビームの走査制御と、本発明によるＸ線ビームの走査制御の一例を対比して示している。
図４（ａ）は、支持手段の旋回軸が鉛直方向であるとして、側方視した概略図であり、図４（ｂ）は照射野規制部である１次スリット１２をＸ線ビームＸＢの焦点ＸＦから照射方向に向けて正面視した図である。
照射野規制部１２はＸ線発生器１１からのＸ線ＸをＸ線ビームＸＢに規制する。
一般に、Ｘ線撮影では、図４（ａ）に示すように、被写体Ｏに対し、Ｘ線ビームＸＢの焦点ＸＦと、Ｘ線ビームＸＢの高さ方向の広がりの一方の端部ＸＢ１と、他方の端部ＸＢ２との位置関係によって、Ｘ線照射領域、Ｘ線検出器２１の検出面２１ａにおけるＸ線受光領域、Ｘ線検出器２１の検出面２１ａ上に生成されるＸ線透過画像が決定され、被写体Ｏに照射されるＸ線ビーム、Ｘ線撮影領域は、ＸＢ１上の特定の点ＸＢａの位置と、ＸＢ２上の特定の点ＸＢｂの位置によって特定される。図示の例では、点ＸＢａ、点ＸＢｂは鉛直方向に並ぶ２点で示されている。
一方の端部ＸＢ１と、他方の端部ＸＢ２の位置は、照射野規制部１２のＸ線透過孔１２Ｓの高さ方向における一方の端部１２Ｓ１と他方の端部１２Ｓ２の位置によって決定される。
従って、Ｘ線ビームＸＢの幅は、図４（ｂ）に示すように、照射野規制部１２のＸ線透過孔１２Ｓの高さ方向の幅１２ＶＷとＸ線ビームの走査方向の幅１２ＨＷによって特定され、検出器２１の検出面２１ａでその高さ方向ＶＤに広がる。
図４（ｃ）は、Ｘ線ビームＸＢが交差する面におけるＸ線ビームＸＢを焦点ＸＦから照射方向に向けて正面視したものであり、図示の例はＸ線検出器２１の検出面をこの交差する面とし、Ｘ線ビームＸＢを見たものと考えてもよい。
走査はＸ線ビームＸＢが走査方向ＨＤに移動して行われる。
走査方向ＨＤに交差する方向が高さ方向ＶＤである。
Ｘ線ビームＸＢが細隙Ｘ線ビームである場合、ビーム形状を高さ方向ＶＤに細長く伸長するものとし、高さ方向ＶＤに交差する方向を走査方向ＨＤとすると、細隙Ｘ線ビームを用いながら広い撮影領域がＸ線撮影できる利点がある。
図示の例では、走査方向ＨＤと高さ方向ＶＤは直交する関係にあり、Ｘ線ビームＸＢは高さ方向ＶＤに伸長する細隙Ｘ線ビームである。
【００３６】
通常のＸ線ビームの走査制御では、Ｘ線細隙ビームを例にとると、Ｘ線ビームＸＢは、図４（ｃ）に示すように、１次スリット１２のＸ線透過孔１２Ｓに応じて、高さ方向の寸法ＶＷと、Ｘ線ビームの走査方向の幅ＨＷとをもって、被写体Ｏの撮影領域を、走査方向ＨＤに沿って走査され、Ｘ線ビームの走査中は、Ｘ線ビームの高さ方向の広がりＶＷ、走査方向の幅ＨＷはいずれも変化することなく、一定のままＸ線照射がなされている。
【００３７】
これに対して、本発明におけるＸ線ビームの走査制御では、図４（ｄ）に示したように、Ｘ線ビームＸＢは、走査方向ＨＤに移動しながら、被写体Ｏの撮影部位に合わせて、走査方向ＨＤと交差する方向ＶＤ、つまり、図では上下に移動してＸ線照射をしている。
また、後述するＸ線ビームＸＢの走査制御では、Ｘ線ビームＸＢは走査方向ＨＤに移動しながら、Ｘ線ビームＸＢの上下の寸法ＶＷも、被写体Ｏの撮影部位に応じて、広、狭変化させてＸ線を照射している。
したがって、このようなＸ線ビームの走査の結果、本発明では、被写体Ｏの撮影部位以外ではＸ線の被曝はなくなり、後述するように、図６に示したようなパノラマ画像が得られる。
図４（ｄ）図示のＸ線ビームＸＢは、図４（ｃ）と同様にＸ線ビームＸＢが交差する任意の面におけるＸ線ビームＸＢを焦点ＸＦから照射方向に向けて正面視している。
本発明におけるＸ線ビームの走査制御では、図４（ａ）に示した端部ＸＢ１と端部ＸＢ２の少なくとも一方の位置が走査中に被写体Ｏに対して高さ方向に変位する。これは、本発明におけるＸ線ビームの走査制御では、図４（ａ）に示したＸ線ビームＸＢの経路上の端部ＸＢ１におけるある点ＸＢａと端部ＸＢ２におけるある点ＸＢｂの少なくとも一方の位置が走査中に被写体Ｏに対して高さ方向に変位することでもある。
【００３８】
図５は、パノラマＸ線撮影の基本原理を示している。
パノラマ撮影では、Ｘ線発生器１１とＸ線検出器２１とを歯列弓Ｓを挟んで旋回させながら、Ｘ線ビームは、例えば、左顎にＸ線照射する位置から前歯中央を通じて右頬まで移動する。つまり、Ｘ線発生器１１については図５の位置Ｌｔ１、Ｌｔ２、Ｌｔ３の順に、Ｘ線検出器２１については位置Ｌｒ１、Ｌｒ２、Ｌｒ３の順に変位して行くが、図では、説明を簡略にするため、パノラマ撮影のうち、左顎へのＸ線照射から前歯中央へのＸ線照射までの様子を示している。なお、前歯中央へのＸ線照射から右顎へのＸ線走査は正中線について対称に考えればよく、図中の曲線Ｌａは、Ｘ線ビームＸＢの軌跡によって描かれた包絡線を示している。
【００３９】
より具体的に説明すると、走査駆動部５０を動作させることによって、支持部材３０は、旋回中心Ｒ（図１参照）を中心にして水平に旋回しながら、Ｘ線発生器１１はＸ線ビームＸＢを被写体Ｏに向けて照射する。
このようなパノラマ撮影では、Ｘ線検出器２１で得られるＸ線画像の拡大率を一定に保つため、Ｘ線ビームの走査中は、Ｘ線発生器１１、Ｘ線検出器２１、歯列弓Ｓの３者の距離が一定に保持される必要があり、そのため、Ｘ線発生器１１とＸ線検出器２１の走査軌道は、多数の被写体の歯列弓Ｓに適合する制御パターンを種々準備しておくことが望ましいが、ＣＰＵを用いた構成にすれば、Ｘ線撮影の種別、大人、子供などの被写体の特徴や撮影部位を入力するだけで、歯列弓Ｓを想定した最適化された制御パターンが算出できる。
【００４０】
Ｘ線ビームの強度は、Ｘ線発生制御部６２によって、公知の手法でＸ線発生器１１の管電流及び管電圧を制御して行う。
Ｘ線発生器１１から放射され、Ｘ線透過孔１２Ｓ（図４（ａ）参照）で制限されたＸ線ビームは、被写体Ｏを透過した後はＸ線検出部２０に入射し、Ｘ線検出器２１で受け止められて、Ｘ線透過像が生成される。ここに、Ｘ線検出器２１は、Ｘ線検出制御部６３より制御信号が与えられて、各画素における撮像動作（光電変換）とリセット動作（電荷再結合）を繰り返すことで、所定のタイミング毎に、画像データを生成してＸ線検出制御部６３に送出し、Ｘ線発生部１０及びＸ線検出部２０のそれぞれの位置がシフトしつつ、Ｘ線検出器２１に異なる撮影位置に応じたＸ線透過画像が生成される。
【００４１】
かくして、Ｘ線検出器２１から出力されたＸ線透過画像は、Ｘ線検出制御部６３から主制御部６１、通信インターフェース６５を通じて画像処理部７０に送信される。
画像処理部７０では、このＸ線検出部２０からのＸ線透過画像を通信インターフェース６５、７４を通じて受信すると、メモリ部７２に格納し、メモリ部７２では、同一のパノラマＸ線撮影で取得されたＸ線透過画像を、１つのデータ群として纏めて記憶する。
一纏めとした画像データ群は、その撮影日時や被験者を特定する情報にリンクさせてメモリ部７２に記憶し、その後、画像生成部７３は、このメモリ部７２に記憶された画像データ群に基づいて、パノラマ画像を生成する。
【００４２】
主制御部６１は、ＣＰＵを備え、走査軌道設定部６１a、照射位置設定部６１ｂを備えている。
走査軌道設定部６１ａでは、パノラマ撮影、セファロ撮影などのＸ線撮影の種別が特定された場合に、Ｘ線ビームの走査を行うために走査駆動部５０が実行すべき撮影軌道の情報が設定され、照射位置設定部６１ｂでは、更に、被写体の撮影部位に応じたＸ線ビームの照射位置が設定され、Ｘ線照射位置変更部Ａは、これらの情報に基づいて、前述したＸ線ビームの走査制御がなされる。
本体制御部６０は、操作部６６、表示部６７を備えており、表示部６７には、被写体の撮影画像のほか、必要な情報が表示できる構成にしている。また、画像処理部７０は、術者によるマウスやキーボードによる入力を受付ける操作部７５と、画像生成部７３で生成されたパノラマ画像などを表示する表示部７６とを備えている。
【００４３】
ついで、本発明によって取得されるパノラマＸ線画像を説明する。
パノラマ画像は、上述したような手法で、Ｘ線ビームを被写体Ｏの歯列弓Ｓに向けて照射してＸ線検出器２１上にＸ線透過画像を生成し、生成したＸ線透過画像を画像データ群として画像処理部７０でまとめて処理して、全顎のパノラマ画像が生成されるが、歯列弓Ｓに沿った撮影部位は、高さ方向に対して、左右の顎関節側が高く、前歯側が低くなっている。そのため、従来手法のＸ線ビームの走査では、Ｘ線ビームの高さ方向の幅は、被写体Ｏの撮影部位の最も高い位置となる下顎頭の上端（Ｐｘ）から、最も低い位置となる下顎骨の最下縁（Ｐｙ）までの全ての部位が収まるように照射する必要があり、この結果、図６の矩形で囲んだ全域がＸ線の被曝領域となる。
【００４４】
これに対して、本発明では、パノラマ画像を撮影する場合、前述したような類型で示したＸ線ビームの走査制御によって、Ｘ線ビームを被写体Ｏの撮影部位に対応した領域に限定してＸ線照射がなされるので、Ｘ線の照射領域は、図６（ｂ）の診療に寄与する白抜き部分に限定されるためパノラマ画像において診療に寄与しない領域（斜線領域）へのＸ線照射は遮断されることになり、その結果、Ｘ線の被曝線量が著しく軽減されることになる。
【００４５】
ついで、本発明のＸ線撮影装置について、望ましい実施形態を、第１〜第４の実施例に分けて説明する。
＜第１の実施形態＞
図７は医療用Ｘ線撮影装置ＭＡの基本構成を示している。この装置ＭＡは、被写体ＯへＸ線を照射するＸ線発生器１１、照射野規制部１２を有したＸ線発生部１０と、被写体Ｏを透過したＸ線発生部１０からのＸ線を受けるＸ線検出器２１を有したＸ線検出部２０と、被写体Ｏを挟んで対向する位置にＸ線発生部１０及びＸ線検出部２０のそれぞれを支持する支持部材３０と、被写体Ｏの位置を固定するための被写体保持部４０と、パノラマＸ線撮影を行う際に支持部材３０を駆動させる走査駆動部５０と、装置本体の制御を行う本体制御部６０と、Ｘ線検出部２０で取得されたＸ線透過画像に基づいて画像を生成する画像処理部７０とを備え、さらに、照射野規制部駆動機構１３を備えている。
【００４６】
この第１の実施態様では、Ｘ線照射位置変更部Ａが照射野規制部駆動機構１３で構成されている点が特徴となっており、照射野規制部１２は、Ｘ線発生器１１から照射されるＸ線ビームのＸ線透過孔１２Ｓを変化させる構成とし、照射野規制部駆動機構１３は、Ｘ線ビームの走査時に、この照射野規制部１２を作動して、Ｘ線ビームの照射位置を、被写体Ｏの撮影部位に応じて変位させる構成されており、その他の各部の構成は、図１に示した基本構成と同様であるので、対応する部分には、同一の符号を付して、その説明は省略する。
照射野規制部１２は、後述するスリット部材１２ａに、遮蔽部材１３４、１３６・・・を組み合わせ、Ｘ線ビームの照射を遮断して、その照射範囲を規制する機能を備え、Ｘ線発生器１１から放射されたＸ線ビームを通過させるＸ線透過孔１２Ｓを上下に移動させることで、Ｘ線ビームの高さ方向の広がりを規制して被写体Ｏに向けて照射するようになっている。
【００４７】
照射野規制部駆動機構１３による照射野規制部１２の制御パターンは、前述した図２（ａ）などの類型が実行可能であり、パノラマ撮影を行うときは図８の（ａ）〜（ｃ）に示したように、Ｘ線ビームの走査時には、支持部３０を被写体Ｏの周りに旋回させながら、被写体Ｏの撮影部位に向けてＸ線ビームを照射させるために、照射野規制部１２を作動して、Ｘ線透過孔１２Ｓを高さ方向に変位させている。
ここに、Ｈ１，Ｈ２は、Ｘ線透過孔１２Ｓの最上位置、最下位置を示しており、Ｘ線透過孔１２Ｓは、支持部材３０の旋回動作に伴って、Ｘ線ビームを被写体Ｏに照射しながら、被写体Ｏの撮影部位にあわせて、Ｈ１〜Ｈ２の間を上下に移動する。
図８（ａ）、図８（ｂ）に示す照射野規制部１２は、Ｈ１、Ｈ２間の位置変化を強調するために、Ｈ１については実際より高めに、Ｈ２については実際より低めに描いてある。そのため、Ｘ線ビームの焦点が図の上でずれるような表示になっているが、これは理解を促すための強調であり、実際の照射野規制部１２のＨ１、Ｈ２間の位置変化は図示されているほどではない。
【００４８】
図９（ａ）は、本発明によって得られた全顎Ｘ線パノラマ画像であり、（ｂ）はＸ線パノラマ撮影を行う際の、支持部材３０の旋回角度に対応させたＸ線透過孔１２Ｓの高さ位置の変化を示しており、支持部材３０がＬＥθ→ＭＭθ→ＲＥθと旋回移動するに伴って、パノラマ画像の対応した部分ＬＥ、ＭＭ、ＲＥが順次、Ｘ線照射を受けて、対応した部分のＸ線透過画像がＸ線検出器２１上に生成される。
本発明では、支持部材３０が旋回している間に、Ｘ線透過孔１２Ｓは、被写体Ｏの撮影部位の位置にあわせて、Ｈ１〜Ｈ２の間を上下に移動するので、図９（ａ）に示したような、左右の顎関節側Ｐｘ、Ｐｘが高く、前歯側ＭＭが低くなったＸ線パノラマ画像が生成され、結果として、斜線部分へのＸ線被曝をなくすことが出来る。
【００４９】
なお、医療用Ｘ線撮影装置が立位の状態で被写体のパノラマＸ線撮影を行うものでは、Ｘ線ビームの走査方向は支持手段の旋回軸に交差し、Ｘ線ビームと交わる水平面上または略水平な面上のＸ線ビームの経路上のある１点の変位方向となるが、横臥した状態でパノラマＸ線撮影を行うものでは、Ｘ線ビームの走査方向は支持手段の旋回軸に交差し、Ｘ線ビームと交わる垂直面上または略垂直な面上のＸ線ビームの経路上のある１点の変位方向となる。
また、医療用Ｘ線撮影装置がセファロＸ線撮影を行う場合は、Ｘ線ビームの走査方向は水平となり、照射野規制部１２とＸ線検出器８１とは同期して水平方向に移動する。
更にまた、セファロＸ線撮影装置で、Ｘ線ビームを垂直方向に走査させるものでは、照射野規制部１２とＸ線検出器８１とは垂直方向に同期して移動する。したがって、Ｘ線ビームの走査方向は、医療用Ｘ線撮影装置の構造やＸ線撮影方法に応じて特定される。
【００５０】
Ｘ線検出部２０は、Ｘ線検出器２１を備え、Ｘ線検出器２１で生成されたＸ線透過画像を画像データとして本体制御部６０に送出する。Ｘ線検出部２０はＸ線検出器２１の交換が可能な構成であってもよいし、Ｘ線検出器２１が固定されたものであってもよい。
Ｘ線検出器２１は、表面に入射されたＸ線を可視光に変換するシンチレータと、シンチレータで変換された可視光を受光して電気信号に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどのイメージセンサとで構成される。
Ｘ線検出器２１はＸ線検出制御部６３から所定タイミングでクロックパルスを受け、支持部材３０の旋回動作によるシフト量に応じて撮像動作を行う。
Ｘ線検出制御部６３は、所定のタイミング毎にＸ線検出器２１で取得された画像データを受信すると、通信インターフェース６５を通じて、画像処理部７０に送信する。
このようなＸ線検出器２１はＸ線ビームが充分検出できれば特に形状を限定することなく、適宜のものが使用できる。例えば、２次元にコーンビームが検出できるぐらいに２次元に拡がる形状のフラットパネルディテクタを用いて検出面の一部で細隙Ｘ線ビームを受光することも可能であり、検出面が細長いものには限らない。
【００５１】
支持部材３０は、例えば、旋回アームによって構成される。
旋回アームは、Ｘ線発生部１０とＸ線検出部２０とを、被写体Ｏを挟んで対向するようにして支持し、Ｘ線ビームの撮影中は、支持部材駆動部５０によって被写体Ｏの回りを旋回する。
走査駆動部５０は、支持部材３０の軸部（旋回軸）Ｒｘを水平方向（Ｘ軸方向）に変位させるためのＸ軸モータ５１と、Ｘ軸方向と直交する方向（Ｙ軸方向）に軸部（旋回軸）Ｒｘを変位させるためのＹ軸モータ５２と、Ｘ軸モータ５１及びＹ軸モータ５２の駆動によって支持部材３０を水平、垂直方向に移動させるＸＹテーブル５３と、支持部材３０を軸部Ｒｘの旋回中心Ｒを軸心として旋回させる旋回用モータ５４とを備えている。
走査駆動部５０は、Ｘ軸モータ５１及びＹ軸モータ５２が回転駆動して、ＸＹテーブル５３上で支持部材３０の軸部Ｒｘを移動させて、支持部材３０の旋回中心Ｒを所定位置に変位させ、旋回用モータ５４の回転駆動によって、Ｘ線発生部１０とＸ線検出部２０とを被写体Ｏの周りに旋回する。
このＸ軸モータ５１及びＹ軸モータ５２の回転駆動と、旋回用モータ５４の回転駆動とが同時になされることで、Ｘ線発生部１０及びＸ線検出部２０による、前述したパノラマＸ線撮影が行われる。
【００５２】
支持部材３０は、Ｘ線発生部１０及びＸ線検出部２０と共に、Ｘ線撮影部を構成するが、軸部Ｒｘを固定して、この軸部Ｒｘを旋回用モータ５４が回転駆動するようにしてもよい。
また、ＸＹテーブル５３に軸部Ｒｘを固定し、この軸部Ｒｘに対して支持部材３０を回動可能に取り付けて、支持部材３０に固定した旋回用モータ５４で軸部Ｒｘに駆動力を作用させて支持部材３０を回転駆動するようにしてもよい。
【００５３】
本体制御部６０は、本体制御部６０内の各ブロックと送受する各データの演算処理を行う主制御部６１と、Ｘ線発生部１０内のＸ線発生器１１のＯＮ、ＯＦＦや、Ｘ線発生器１１における管電流及び管電圧の値などを制御するＸ線発生制御部６２と、Ｘ線検出部２０内のＸ線検出器２１を制御するとともにＸ線検出部２０からの画像データを受けるＸ線検出制御部６３と、走査駆動部５０内の各モータ５１，５２，５４及び照射野規制部駆動機構１３へ供給する制御信号を生成するモータドライバ６４と、画像処理部７０との間で信号を送受信する通信インターフェース６５と、術者の操作による入力を受け付ける操作部６６と、液晶ディスプレイなどで構成される表示部６７と、を備える。ここに、Ｘ線発生部１０、Ｘ線検出部２０及び支持部材３０はＸ線撮影部を構成し、Ｘ線発生制御部６２、Ｘ線検出制御部６３、及びモータドライバ６４はＸ線撮影制御部を構成している。
【００５４】
本体制御部６０は、操作パネルなどで構成される操作部６６を設けており、術者によって、被写体となる被験者の性別や年齢などの入力を受け、Ｘ線撮影のための撮影種別や、撮影部位の位置や大きさが選択されると、選択された撮影種別、撮影部位に対して、支持手段３０の撮影軌道とを算出し、更に、算出された撮影軌道が走査軌道設定部６１ａに設定され、Ｘ線ビーム走査に伴って、制御されるべきＸ線ビームの照射位置情報が照射位置設定部６１ｂに設定される。
【００５５】
例えば、撮影種別をパノラマ撮影とし、被写体が大人であれば標準的な大人に応じた位置・大きさのパノラマ断層を撮影するように、子供であれば標準的な子供に応じた位置・大きさのパノラマ断層を撮影するように旋回中心Ｒの軌道と、支持手段３０の旋回角度とが算出され、Ｘ線ビームの撮影軌道が決定される。
パノラマ撮影は、支持手段３０の旋回中心Ｒの移動と支持手段３０の旋回動作とを合成した運動により決定されるので、旋回中心Ｒの軌道と、この軌道上の各位置における支持部材３０の旋回角度（Ｘ線ビームの走査撮影軌道）の制御パターンを、撮影プロファイル情報として準備しておいてもよい。このプロファイル情報にはＸ線透過孔の高さ位置を含ませてもよい。
このような撮影プロファイル情報は基本情報を１つだけ準備して、基本情報から撮影軌道を算出するようにしてもよいし、大人・子供の別や性別などに応じた撮影軌道の複数の制御パターンを予め準備しておいて、選択して用いるようにしてもよい。
なお、上述の例は支持部材３０の軸部ＲｘをＸ軸モータ５１とＹ軸モータ５２の駆動で変位させる構成例であるが、支持部材３０の旋回角度に応じて軸部Ｒｘが予め設けた溝に沿って変位するような機械的な旋回軸移動案内構成としてもよく、この場合は図示の走査軌道設定部６１ａは必須の構成要素ではない。
【００５６】
走査駆動部５０は、Ｘ軸モータ５１、Ｙ軸モータ５２、ＸＹテーブル５３、旋回用モータ５４で構成され、支持手段３０を移動することにより、上述の照射野規制部１２で規制された前記Ｘ線ビームが移動し、走査によるＸ線撮影を行わせる。
また、図示の例ではＸ軸モータ５１、Ｙ軸モータ５２、ＸＹテーブル５３、旋回用モータ５４が走査駆動部を構成する例を示しているが、Ｘ線ビームでの走査を実現させるためにＸ線ビームを移動させる構成であればよく、上述のＸＹテーブル５３を用いるものには限定されず、Ｘ線発生部１０、Ｘ線検出部２０を２次元に移動できる適宜な機構を採用することができる。
【００５７】
主制御部６１は、算出した旋回中心Ｒの軌道と旋回角度による撮影軌道情報を、モータドライバ６４に通知し、モータドライバ６４は、支持部材駆動部５０内の各モータ５１，５２，５４のそれぞれに制御信号を出力し、これにより、支持部材３０が水平方向に変位しながらＸ線発生部１０及びＸ線検出部２０が、各位置で最適な位置に変位し旋回する。
なお、図示の例ではモータドライバ６４を独立の要素として表示したが、各モータに制御信号を出力する機能を例えば主制御部６１内部に持たせることもできるので、独立の要素として必須のものではない。後述する図１１のモータドライバ６４についても同様である。
【００５８】
主制御部６１は、支持部材３０の旋回角度に対する、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ位置の変位量を予め記憶している。
この基準情報は、パノラマＸ線撮影の開始時における、支持部材３０の撮影開始時の旋回角度に対するＸ線透過孔１２Ｓの高さ位置を基準位置とし、支持部材３０が所定角度で旋回する毎に、この基準位置に対して高さ方向に変位させるＸ線透過孔の変位量の情報で構成される。無論、必ずしも撮影開始時の高さ位置を基準位置とせずとも、任意の位置を設定して構わない。
【００５９】
主制御部６１は、パノラマＸ線撮影の間、支持部材３０の旋回角度に対する、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ位置を変位する制御を行う。
このＸ線透過孔１２Ｓの高さ位置は、モータドライバ６４の駆動制御によって行われる。又、モータドライバ６４による駆動制御により、支持部材３０の移動も同時に行われる。
【００６０】
主制御部６１には、撮影プロファイルとして、被写体における撮影部位に応じた、Ｘ線ビームの走査撮影軌道、この軌道上の各位置における支持部材３０の旋回角度に加えて、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ位置を含ませてもよい。このような撮影プロファイル情報としては、前述したように、大人・子供の別や性別などに応じた複数の制御パターンを準備して選択して用いることが望まれる。
主制御部６１は、この撮影プロファイル情報に基づいて、パノラマＸ線撮影を実行するが、撮影プロファイル情報を用いることなく、操作部６６によって撮影部位の位置が入力することで、撮影開始時の旋回角度に対するＸ線透過孔１２Ｓの高さ位置を算出するようにしてもよい。この場合、主制御部６１は、算出した撮影開始時の旋回角度に対するＸ線透過孔１２Ｓの高さ位置と、記憶している基準情報とに基づいて、図９（ｂ）に示すような、支持部材３０の旋回角度に対するＸ線透過孔１２Ｓの高さ位置を決定する。
【００６１】
更に、主制御部６１は、Ｘ線発生制御部６２及びＸ線検出制御部６３の制御動作を、モータドライバ６４による制御動作に同期させ、これにより、Ｘ線発生制御部６２は、モータドライバ６４によって制御される支持部材駆動部５０の駆動によって決定される、支持部材３０の旋回中心Ｒの位置や旋回角度に応じて、Ｘ線発生器１１に与える管電流及び管電圧の少なくとも一方の値を制御できる。
Ｘ線発生器１１に与える管電流又は管電圧は、Ｘ線発生部１０がＸ線ビーム束を照射する領域に応じた値に設定できる。例えば、Ｘ線ビーム束の照射領域内に、Ｘ線撮影対象以外の障害物（頸椎など）がある場合は、管電流又は管電圧の少なくとも一方を大きくするなどのように、Ｘ線発生部１０から照射するＸ線量を最適な値に制御できる。
【００６２】
Ｘ線検出制御部６３は、Ｘ線検出器２１にクロックパルスを出力することで、Ｘ線検出器２１は、所定タイミング毎に撮像動作を行う。すなわち、Ｘ線検出部２０では、支持部材３０の旋回動作によるシフト量に応じて、Ｘ線検出器２１が撮像動作を行っており、Ｘ線検出制御部６３は、所定のタイミング毎にＸ線検出器２１で取得された画像データを受信し、通信インターフェース６５を通じて、画像処理部７０に送信する。
【００６３】
画像処理部７０は、画像処理部７０の各ブロックの動作を制御する主制御部７１と、本体制御部６０から受信した画像データを記憶するメモリ部７２と、メモリ部７２に記憶された画像データに基づいてパノラマ画像を生成する画像生成部７３と、本体制御部６０の通信インターフェース６５との間でデータを送受する通信インターフェース７４と、術者によるマウスやキーボードによる入力を受付ける操作部７５と、画像生成部７４で生成されたパノラマ画像などを表示する表示部７６と、を備える。
【００６４】
このように構成される画像処理部７０は、通信インターフェース６５、７４によって、Ｘ線検出器２１で生成されたＸ線透過画像を順次本体制御部６０から受信すると、受信した画像データをメモリ部７２に記憶し、主制御部７１は、メモリ部７２に記憶した画像データを読み出して、画像生成部７３に与える。
画像生成部７３は、特定の断層面におけるパノラマ画像となるパノラマ画像データを生成して、メモリ部７２に記憶させる。
その後、術者により操作部７５が操作されて、パノラマ画像の表示が要求されると、メモリ部７２に記憶されたパノラマ画像データが、主制御部７１によって読み出されて、表示部７６に与えられ、表示部７６に、生成されたパノラマ画像が表示される。
【００６５】
ついで、第１の実施形態の要部となるＸ線照射位置変更部を構成する照射野規制部駆動機構について説明する。
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、照射野規制部駆動機構１３の具体例を示している。
それぞれの構成を詳細に説明すると、図１０（ａ）に示した照射野規制部駆動機構１３は、高さ方向に伸長する開口１２１を開設したスリット部材１２ａの一方端１２２をガイド溝１３１に嵌入し、スリット部材１２ａの反対側の他方端１２３に、それぞれの内部にネジ溝を形成した雌ネジ部１２４，１２４を設け、これらの雌ネジ部１２４，１２４に、ネジ山を形成したモータ１３３の回転軸１３２を螺合貫通させた構造とされており、照射野規制部１２はスリット部材１２ａで構成され、その開口１２１がＸ線透過孔１２Ｓを構成している。
【００６６】
このような構造によれば、本体制御部６０からモータ１３３に制御信号を与え、モータ１３３を正転、逆転させることで、回転軸１３２に螺合した雌ネジ部１２４，１２４を螺進させてスリット部材１２ａを上下に移動させることができるので、Ｘ線ビームの走査時に、被写体の撮影部位に応じて、モータ１３３を正逆転制御すれば、Ｘ線透過孔１２Ｓを上下に移動させて、被写体Ｏの撮影部位に照射するＸ線ビームの照射位置を高さ方向に沿って変位させることができる。
【００６７】
図１０（ｂ）の照射野規制部駆動機構１３は、図１０（ａ）と同一のスリット部材１２ａで構成された照射野規制部１２に、スリット部材１２ａの開口１２１よりも水平方向に広くなった開口１３４ｃを開設した遮蔽板１３４を組み合わせて構成されており、遮蔽板１３４の一方端１３８をガイド溝１３１に嵌め入れ、遮蔽板１３４の反対側の他方端１３７に、それぞれの内部にネジ溝を形成した雌ネジ部１３５，１３５を設け、この雌ネジ部１３５，１３５に、ネジ山を形成したモータ１３３の回転軸１３２を螺合貫通させた構造とされている。
【００６８】
このような構造によれば、スリット部材１２ａに開設された開口１２１と、遮蔽板１３４に開設した開口１３４ｃとの重ね合わせによって、Ｘ線透過孔１２Ｓが形成される。
ここに開口１３４ｃは、縦方向は開口１２１のそれより小さいが、横方向は開口１２１のそれよりも大きい寸法になっている。
したがって、本体制御部６０からモータ１３３に制御信号を与え、モータ１３３を正転、逆転させることで、回転軸１３２が回転して、回転軸１３２と螺合した雌ネジ部１３５，１３５を螺進させて、遮蔽板１３４を上下に移動させることができるので、Ｘ線ビームの走査時に、被写体の撮影部位に応じて、モータ１３３を正逆転制御すれば、Ｘ線透過孔１２Ｓを上下させて、被写体Ｏへ照射するＸ線ビームの照射位置を高さ方向に沿って変位させることができる。
また、スリット部材１２ａを取り外せば、遮蔽板１３４の開口１３４ｃよりＸ線コーンビームを放射できるので、局所Ｘ線ＣＴ撮影も可能となる。
更に、スリット部材１２ａを着脱可能な構成とすることで、医療用Ｘ線撮影装置Ｍを、上述のパノラマＸ線撮影と局所照射Ｘ線ＣＴ撮影とを兼用する医療用Ｘ線撮影装置とすることもできる。
さらにまた、遮蔽板１３４の開口１３４ｃを、スリット部材１２ａの開口１２１の上下端付近に近づけて移動させたときには、遮蔽板１３４の開口１３４ｃと、スリット部材１２ａの開口１２１との重合部が、スリット部材１２ａの開口１２１よりも小さくなるので、そのときに形成される重合部の範囲において、Ｘ線透過孔１２Ｓの上下方向の開口寸法も増減変化させることが出来る。
【００６９】
図１０（ｃ）に示す照射野規制部駆動機構１３も、スリット部材１２ａと、遮蔽板１３６とを組み合わせて構成されているが、遮蔽板１３６は、水平方向に移動する構成になっている。
すなわち、スリット部材１２ａは、前述したものと同様な縦長の開口１２１を開設しているが、遮蔽板１３６は、その下方端１３７をガイド溝１３１に嵌め入れ、上方端１３８に、それぞれの内部にネジ溝を形成した雌ネジ部１３５ｃ，１３５ｃを設け、これらの雌ネジ部１３５ｃ，１３５ｃに、ネジ山を形成したモータ１３３の回転軸１３２を螺合貫通させた構造とされている。そして、遮蔽板１３６に開設した開口１３６ｃは、上下が同じ寸法となって斜め下方向に延びている。
【００７０】
このような構造によれば、スリット部材１２ａに開設された開口１２１と、遮蔽板１３６に開設した開口１３６ｃとの重ね合わせによって、Ｘ線透過孔１２Ｓが形成されるので、本体制御部６０からモータ１３３に制御信号を与え、モータ１３３を正転、逆転させれば、回転軸１３２が回転して、この回転軸１３２に螺合した雌ネジ部１３５ｃ，１３５ｃを螺進させて、遮蔽板１３６を水平方向に移動させることができるので、Ｘ線ビームの走査時に、被写体の撮影部位に応じて、モータ１３３を正逆転制御すれば、Ｘ線透過孔１２Ｓを上下させて、被写体Ｏへ照射するＸ線ビームの照射位置を高さ方向に沿って変位させることができる。
また、遮蔽板１３６において、水平方向に延びる開口１３６ｃを、被写体の撮影部位に応じた形状に形成しておけば、簡易なＸ線透過フィルタとなるので、開口１３６ｃの形状以外に照射されるＸ線ビームを遮断することができるので、撮影すべき被写体の撮影部位の形状に応じた開口を形成した遮蔽板を種々準備しておけば、これを取り替えることで、被写体の撮影部位以外へのＸ線被曝を簡易に防止することができる。
なお、図示はしないが、この第１の実施形態の変形として、Ｘ線検出部２０において、Ｘ線検出器２１が高さ方向に対して変位するものとしてもよい。この場合、Ｘ線発生部１０の照射野規制部１２の高さ位置の変位に合わせて、Ｘ線検出器２１の高さ位置も変位させ、高さ方向において、Ｘ線発生器１１の焦点ＸＦからＸ線検出器２１の検出面の中心を結ぶ直線上に、常に、照射野規制部１２の中心ないしＸ線ビームの中心が存在するようにすれば、Ｘ線検出器２１へのＸ線照射領域を略一定とすることができるので、Ｘ線検出器２１の検出面面積を狭めることができる。また、Ｘ線検出器２１がＸ線検出部２０に固定され、支持部材３０に対してＸ線検出部２０全体が高さ方向に対して変位できる構成としてもよい。
【００７１】
＜第２の実施形態＞
ついで、本発明の医療用Ｘ線撮影装置の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１１は、医療用Ｘ線撮影装置ＭＢの概略基本構成を示すブロック図である。
この実施形態の特徴は、Ｘ線照射位置変更部Ａを、支持部材移動機構で構成している点にあり、図１１の例では、支持部材移動機構１３Ａは、更に走査駆動部５０によって構成されており、図１に示す医療用Ｘ線撮影装置と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００７２】
本実施形態の医療用Ｘ線撮影装置ＭＢは、図１１に示すように、支持部材移動機構１３Ａを備え、支持部材移動機構１３Ａは、支持部材３０を旋回させる旋回用モータ５４と、支持部材３０を高さ方向（Ｚ軸方向）に変位させるためのＺ軸モータ５５と、Ｚ軸モータ５５によって支持部材３０を高さ方向に変位させるＺ軸テーブル５６と、を備える。このＺ軸モータ５５は、本体制御部６０側に設けたモータドライバ６４からの制御信号を受けて回転し、Ｚ軸テーブル５６を駆動することで、支持部材３０を高さ方向（Ｚ軸方向）に変位させる。また、スリット部材などで構成される照射野規制部１２は、第１の実施形態とは異なり、Ｘ線発生部１０内に固定されている。
【００７３】
主制御部６１は、支持部材３０の走査軌道を設定する走査軌道設定部６１ａと、照射位置設定部６１ｂとを備えており、被写体の撮影部位が、前述したプロファイル情報などによって特定されると、ＣＰＵを用いたプログラムが実行されて、Ｘ線ビームの走査時における走査軌道が特定されて、前述したＸ線ビームの走査制御がなされる。
すなわち、この第２の実施形態では、主制御部６１に設けたＣＰＵは、プロファイル情報を読み込んで、支持部材３０の走査軌道を算出して、走査軌道設定部６１ａに算出した走査軌道を設定し、照射位置設定部６１ｂには、Ｘ線ビームの走査時に、被写体Ｏの撮影部位に応じたＸ線ビーム照射位置が設定され、主制御部６１はこれらに設定された情報に基づいて、モータドライバ６４に制御信号を送出して、支持部材移動機構１３Ａが作動される。その結果、支持部材移動機構１３Ａは、支持部材３０を旋回しながら、被写体Ｏの撮影部位に合わせて高さ方向に上下することで、Ｘ線透過孔１２Ｓから放射されたＸ線ビームは被写体Ｏの撮影部位にのみ照射される。
【００７４】
図１２は、第２の実施形態において、パノラマ撮影を行う際に、Ｘ線ビームの走査時における支持部材３０の高さ位置を、支持部材３０の旋回角度に対応させて示した図であり、図１３（ａ）〜（ｃ）は、Ｘ線ビームの走査時における支持部材３０と、被写体Ｏとの位置関係を、支持部材３０の旋回動作に対応させて示している。
被写体Ｏの全顎パノラマＸ線撮影を行う場合、本実施形態では、支持部材３０は、被写体Ｏの周りを旋回しながら、左右の顎関節部分で最高点Ｈｘに移動し、前歯部分で最低点Ｈｙに移動するようにして、支持部材３０は最高点Ｈｘと最低点Ｈｙとの間を連続的に上下に移動する。
支持部材３０がＬＥθ→ＭＭθ→ＲＥθと旋回移動することは図９（ｂ）と同様であるので詳述は略す。
【００７５】
このとき、被写体Ｏや照射野規制部１２に設けたＸ線透過孔１２Ｓは、固定した状態にあるが、被写体ＯやＸ線透過孔１２Ｓを同時に上下に移動させてもよく、要は、Ｘ線ビームの走査中は、その照射位置が、被写体Ｏの撮影部位から外れて、照射域が不用意に拡大しなければよい。
【００７６】
尚、本実施形態において、支持部材移動駆動機構１３Ａは、支持部材３０の軸部Ｒｘを直接、上下に移動させる構成でなく、支持部材３０を枢支し、かつ支持部材３０全体を昇降させる昇降手段を設けて、その昇降手段を昇降させる機構によって構成されてもよい。
【００７７】
図１５は、支持部材３０を枢支し、かつ支持部材３０全体を昇降させる昇降手段である昇降アーム３５が、被写体保持部４０に接続された患者フレーム４５に対して、高さ方向において相対的に昇降する医療装置ＭＢ‘を示しており、昇降アーム３５と患者フレーム４５との間にはＺ軸移動機構３６を設けている。
Ｚ軸移動機構３６は、その軸方向がＺ軸方向（高さ方向）となるネジ軸を設け、このネジ軸をモータで回転させる構成にしてもよい。
このような構成において、Ｘ線撮影のためにＸ線ビームを被写体に照射しながら、Ｚ軸移動機構３６を駆動して昇降アーム３５の高さ位置を患者フレーム４５に対して相対的に変位させて昇降させることで、被写体ＯへのＸ線照射領域を、高さ方向に変位できる。
【００７８】
図１４は第２の実施形態において得られたパノラマＸ線画像を示している。
Ｘ線ビームの照射によってＸ線検出器２１によって生成されるＸ線透過画像を、そのまま重ね合わせ並べると、生成された画像は、高さ方向の位置が無視されて、図１４（ａ）に示したようなパノラマ画像が生成される。そのため、画像生成部７３では、高さ方向の位置補正を行い、その結果、図１４（ｂ）に示したように、撮影部位が自然な高さ位置で配列されたパノラマ画像が生成される。
前述の第１の実施形態の変形である、Ｘ線検出器２１が高さ方向に対して変位する変形例や、支持部材３０に対してＸ線検出部２０全体が高さ方向に対して変位できる変形例においても、同様の補正を行う。
【００７９】
＜第３の実施形態＞
ついで、本発明の医療用Ｘ線撮影装置の第３の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００８０】
本実施形態は、被写体Ｏ、支持部材３０を固定した状態で、Ｘ線発生器１１と照射野規制部１２とを一体的に移動させる構成である。
図１６は、本実施形態の要部をなすＸ線発生部１０の概略構成を示している。
支持部材３０からＸ線発生部１０に延びる基部１０Ｂは梁部１０ＢＭを垂下させ、その先端に軸１０Ｐを設けている。Ｘ線発生器１１は、照射野規制部１２が中空のブロック１１Ｂを介して固定されており、頂部には軸１０Ｐが貫通する軸受１１Ｃが固定され、軸受１１Ｃは軸１０Ｐまわりに回動可能となっている。
また、基部１０Ｂには円弧の中心が軸１０Ｐの軸心と一致するような円弧状のラック１０Ｒ１が設けられ、Ｘ線発生器１１の頂部にはモータ５７が固定されて、その回転軸はラック１０Ｒ１と噛み合うピニオン５７Ｐが固定されている。
このような構造によれば、モータ５７を回転駆動すれば、ラック１０Ｒ１上をピニオン５７Ｐが回転しながら移動するので、その移動に伴ってＸ線発生器１１も軸１０Ｐを中心にして回動する。
したがって、Ｘ線ビームを被写体Ｏに向けて照射し、支持部材３０を旋回させながら、Ｘ線発生器１１を回動駆動させれば、Ｘ線発生器１１の回動に伴って照射野規制部１２も図示の低位置ＲＬから高位置ＲＨに、またはその逆に変位するので、照射野規制部１２に規制されたＸ線ビームもその照射位置を高さ方向に変位させることができる。
また、この実施形態では、軸１０Ｐ、軸受１１Ｃ、モータ５７、ラック１０Ｒ１、ピニオン５７Ｐ、Ｘ線発生器１１、照射野規制部１２、ブロック１１Ｂを組み合わせた機構が照射野規制部駆動機構１３Ｂを構成している。
この第３の実施態様では、Ｘ線照射位置変更部Ａが照射野規制部駆動機構１３Ｂで構成されている点が特徴となっている。
【００８１】
図１７は第３の本実施形態の別構成を示す概略図である。
本実施形態では、Ｘ線発生器１１が高さ方向にスライドして変位する構成になっている。
基本的な構造を説明すると、支持部材３０のＸ線発生部１０に延びる基部１０Ｂは、１組のガイド部材１０Ｔ、１０Ｔと、ラック１０Ｒ２を垂下させ、Ｘ線発生器１１には複数のローラ１１Ｗ・・・が対応して設けられ、これらのローラ１１Ｗ・・・で、それぞれのガイド部材１０Ｔ、１０Ｔを挟持し、Ｘ線発生器１０の筐体の上方に設けたモータ５８の回転軸にはピニオン５８Ｐを設けて、ラック１０Ｒ２に噛合させている。
また、Ｘ線発生器１１の前面には照射野規制部１２が中空のブロック１１Ｂを介して固定されている。
このような構造において、Ｘ線ビームを被写体Ｏに向けて照射し、支持部材３０を旋回させながら、モータ５８を回転駆動すれば、ラック１０Ｒ２上をピニオン５８Ｐが回転しながら移動し、その移動に伴ってＸ線発生器１１もＸ線発生部１０内部で高さ方向にスライドして移動する。
この実施形態では、ガイド部材１１Ｔ、ローラ１１Ｗ、モータ５８、ラック１０Ｒ２、ピニオン５８Ｐ、Ｘ線発生器１１、照射野規制部１２、ブロック１１Ｂを組み合わせた機構が照射野規制部駆動機構１３Ｂを構成している。
【００８２】
このような本実施形態の構成によれば、第２の実施形態のように支持手段３０全体を移動させる必要はなく、Ｘ線発生器１１の移動のみで、被写体の撮影部位に対してＸ線ビームの照射位置を変位させることが可能である。
なお、図示はしないが、この第３の実施形態の変形として、図３（ｂ）に示したＸ線走査制御パターンに対応して、Ｘ線発生部１０内部で支持部材３０に対して固定された照射野規制部１２に対してＸ線発生器１１のみを高さ方向に移動させて、Ｘ線ビームが照射する位置を高さ方向に変位させる構成にしてもよい。
【００８３】
＜第４の実施形態＞
本発明の医療用Ｘ線撮影装置の第４の実施形態について説明する。
本実施形態の医療用Ｘ線撮影装置は、ブロック図で示す限り、図７と異なるところはないので、ブロック図は省略する。
この第４の実施形態の特徴は、照射野規制部駆動機構１３が、Ｘ線ビームの走査中において、Ｘ線透過孔の高さ方向の開口幅を広くしたり、狭くしたり変更できる機能を備えた点にある。
【００８４】
図１８（ａ），（ｂ）は、第４の実施形態よって、実行されるＸ線ビームの走査制御の基本原理を示している。
このＸ線ビームの走査制御の特徴を、第１の実施形態と対比して説明すると、第１の実施形態では、図４（ｃ）に示したように、Ｘ線ビームは、その走査中は、高さ方向の幅を変化させずに変位している。これは、Ｘ線透過孔１２Ｓが開口幅を変化させずに高さ方向の位置を、被写体Ｏの撮影部位に応じて変位させているためであるが、第４の実施形態では、Ｘ線ビームは、その走査中は、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ方向の開口幅、つまりＸ線ビームの高さ方向の広がりを、被写体Ｏの撮影部位に応じて大小変化させており、これによって、第１の実施形態よりも、高い精度でＸ線ビームを撮影部位に対して最適な範囲に制限して照射するようにしている。
【００８５】
図１８（ａ）は、Ｘ線ビームＸＢの高さ方向の幅を、Ｘ線ビームの走査に伴って、順次上下共に制限されるように絞って行くパターン、図１８（ｂ）は、Ｘ線ビームＸＢの高さ方向の幅を、Ｘ線ビームの走査に伴って、下端はそのままにしておき、上端のみを順次小さくして、高さ方向の幅を小さく変化させていくパターンを示している。
このＸ線ビームＸＢの高さ方向の幅の変化は、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ方向の幅の制御によって実現できる。
Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ方向の幅は照射位置設定部６１ｂで設定される。
実際のＸ撮影時には、被写体Ｏの撮影部位の位置や形状に応じて、Ｘ線ビームＸＢの高さ方向の幅を広げたり、縮めたり変化させており、この結果、図１９に示したようなパノラマ画像が取得できる。
【００８６】
図１９は、第４の実施形態によって取得したパノラマＸ線画像を示している。
図中の斜線領域は、前述と同様にＸ線ビームの照射が遮断された領域部分である。
この図に示したパノラマＸ線画像を、図６のパノラマＸ線画像や第２の実施形態によって取得された図９（ａ）と比較すると、図１９のパノラマＸ線画像では、左、右の顎関節から前歯部に至る部分と、左、右の顎関節の外方は、更にＸ線の照射領域が削られ、図６や図９（ａ）の場合に比べてより厳密に診療に寄与する領域と診療に寄与しない領域が区画されて、Ｘ線被曝がさらに軽減されている。
【００８７】
図２０（ａ）〜（ｃ）は、第４の実施形態で使用される照射野規制部駆動機構を示している。第４の実施形態においては、Ｘ線照射位置変更部Ａが照射野規制部駆動機構１３Ｃで構成されることが特徴であり、照射野規制部駆動機構１３Ｃは、いずれもがＸ線透過孔の高さ方向の開口幅を自在に変化させる態様のものを示している。
照射野規制部駆動機構１３Ｃは照射野規制部駆動機構１３の一例である。
それぞれの態様を説明すると、図２０（ａ）に示す照射野規制部駆動機構１３Ｃは、高さ方向に伸長する開口１２１を開設したスリット部材１２ａと、この開口１２１に対して互いに平行に配置された、上下で１組の遮蔽板１３４ａ，１３４ｂを組み合わせて構成され、スリット部材１２ａは固定されるとともに、１組の遮蔽板１３４ａ，１３４ｂは、それぞれの同じ側の一方端を、対応して設けたガイド溝１３１ａ，１３１ｂに嵌め入れ、それぞれの同じ側の他方端には、それぞれの内部にネジ溝を形成した雌ネジ部１３５ａ，１３５ｂを設け、これらの雌ネジ部１３５ａ，１３５ｂを、対応して設けた１組のモータ１３３ａ，１３３ｂのネジ山を形成した回転軸１３２ａ、１３２ｂに螺合貫通させている。
このような構造では、１組の遮蔽板１３４ａ，１３４ｂを、それらの間に隙間が形成されるように平行移動させれば（このとき、遮蔽板１３４ａ，１３４ｂのそれぞれが、開口１２１の上、下端を塞ぐようにする）、そのとき生じた隙間と、スリット部材１２ａに開設された開口１２１の重合した部分がＸ線透過孔１２Ｓを形成する。
このような構造によれば、本体制御部６０から２つのモータ１３３ａ，１３３ｂに制御信号を与え、それぞれのモータ１３３ａ、１３３ｂを組み合わせて駆動させて、１組の遮蔽板１３４ａ，１３４ｂを上下に移動させることで、Ｘ線通過孔１２Ｓを上下方向に広くしたり、狭くできるので、Ｘ線ビームの走査時に、被写体Ｏの撮影部位に応じて、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ方向の開口幅をより細かい精度で変化させて、被写体Ｏへ照射するＸ線ビームの照射位置を高さ方向に沿って変位させることができる。
【００８８】
また、図２０（ｂ）に示す照射野規制部駆動機構１３Ｃは、図１０（ａ）に示したようなスリット部材１２ａは用いることなく、Ｌ字状の２枚の遮蔽板１３４ａ１，１３４ｂ１を、中央部に開口１３６ａが形成されるように、互いに逆向に配置した構成になっており、２枚のＬ字状の遮蔽板１３４ａ１，１３４ｂ１は、同じ側端に、それぞれの内部にネジ溝を形成した雌ネジ部１３５ａ，１３５ｂを設け、それぞれの雌ネジ部１３５ａ、１３５ｂを、ネジ山を形成した２つのモータ１３３ａ，１３３ｂの回転軸１３２ａ，１３２ｂに螺合貫通させている。
このような構造では、２つの遮蔽板１３４ａ１，１３４ｂ１の中央部に形成される開口１３６ａがＸ線透過孔１２Ｓとして使用できるので、やはり、照射野規制部１２が組み込まれたものといえる。
したがって、このような構造によれば、本体制御部６０から２つのモータ１３３ａ，１３３ｂに制御信号を与え、それぞれのモータ１３３ａ、１３３ｂを組み合わせて駆動させることで、Ｘ線通過孔１２Ｓを高さ方向に広げたり狭くしたりするだけではなく、垂直方向にも広げたり、狭くしたりできるので、Ｘ線ビームの走査時に、被写体の撮影部位に応じて、被写体Ｏへ照射するＸ線ビームの照射位置をより精度高く変位させることができる。
【００８９】
図２０（ｃ）に示す照射野規制部駆動機構１３Ｃは、高さ方向に伸長する開口１２１を開設したスリット部材１２ａと、開口１３６ｄを形成した遮蔽板１３４ｄとを組み合わせ、遮蔽板１３４ｄは、その下方に基台１４１を設けて、基台１４１には、それぞれにネジ溝を形成した１組の雌ネジ部１４２、１４２を設けて、それぞれの雌ネジ部１４２，１４２を、モータ１４４のネジ山を形成した回転軸１４３に螺合貫通させている。
また、遮蔽板１３４ｄは、一方端をガイド溝に嵌入し、他方端には、それぞれにネジ溝を形成した１組の雌ネジ部１３５、１３５を設けて、それぞれの雌ネジ部１３５，１３５を、基台１４１上に固定したモータ１３３のネジ山を形成した回転軸１３２に螺合貫通させ、スリット部材１２ａに形成した開口１２１と、遮蔽板１３４ｄに形成した開口１３６ｄとを重合させることによって、Ｘ線透過孔１２Ｓを形成している。
ここに、スリット部材１２ａに形成された開口１２１は、縦長の形状をなしているが、遮蔽板１３４ｄに形成した開口１３６ｄは、図では、右側端が左側端よりも寸法が大きく開口した台形状になっているので、遮蔽板１３４ｄをモータ１４４の回転駆動によって左方向に移動させて、開口１２１と開口１３６ｄを重合させて、透過孔１２Ｓを形成すれば、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ方向の開口幅は移動に伴って増大し、逆に右方向に移動させれば、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ方向の開口幅は移動に伴って減少する。
したがって、本体制御部６０から２つのモータ１３３，１４４に制御信号を与え、それぞれのモータ１３３、１４４を組み合わせ駆動させることで、Ｘ線通過孔１２Ｓの高さ方向の幅を広くしたり、狭くできるので、Ｘ線ビームの走査時に、被写体Ｏの撮影部位に応じて、Ｘ線ビームの高さ方向の広がりを細かい精度で変化させて、被写体Ｏに照射することができる。
また、このような構造によれば、遮蔽板１３４ｄに形成した開口１３６ｄの形状を被写体の撮像部位に合わせて構成することで、図１０（ｃ）の場合と同様に、簡易なＸ線被曝防止フィルタが構成できる。
【００９０】
本発明で実行されるパノラマ撮影は、Ｘ線細隙ビームを受けてＸ線検出器２１上に生成したＸ線透過画像を画像処理によって配列して、全体画像を生成する前述したようなパノラマＸ線撮影以外に、特許文献２及び特許文献３に開示されたパノラマＸ線撮影装置のように、Ｘ線検出器２１によってフレーム画像を連続的に撮影し、歯列弓Ｓに沿った曲面断層領域における所望の断層面に対するパノラマ画像を取得できるものとしてもよい。
このような方法でパノラマ画像を生成する場合、Ｘ線検出部２０のＸ線検出器２１は、水平方向及び垂直方向それぞれに並んだ画素を備えた構成とし、パノラマＸ線撮影を行う際には、所定タイミング毎に、１枚のフレーム画像となるＸ線透過画像を撮影する。そして、１回のパノラマＸ線撮影によって、複数フレームとなるＸ線透過画像がＸ線検出部２０から出力されると、画像処理部７０においては、これらの複数フレームのＸ線透過画像を特定断層が強調されるように重ね合わせる画像処理を行い、これにより、所望の断層面におけるパノラマＸ線画像を構成する。このとき、フレーム画像を重ね合わせるシフト量を調整すれば、複数の断層面も構成することができる。
【００９１】
また、パノラマＸ線撮影として、特許文献４の局所照射Ｘ線ＣＴ装置のように、Ｘ線コーンビームを仮想局所部位に照射することで、オルソＸ線コーンビームによる部分画像となる画像データを抽出して、パノラマＸ線撮影を行うものとしてもよい。
このような仮想局所部位を利用したパノラマＸ線撮影を行う際、支持部材３０となる旋回アームについて、その旋回中心を固定した状態で旋回させることができる。
この場合、歯列弓Ｓの中心中央付近（歯列弓Ｓの左右対象軸線上であって歯列弓Ｓと頸椎部の間の適切な位置）に、旋回アームの旋回中心を配置させ、Ｘ線コーンビームでその旋回中心周囲の仮想局所部位にＸ線照射し、そのＸ線ビームによる照射の一部の成分をパノラマ画像生成に利用する。また、Ｘ線コーンビームを照射する際にスリットやコリメータなどでその走査方向に規制するとともに、その規制位置をＸ線ビームの走査方向に従って変位させるものとして、照射するＸ線コーンビームのうち、パノラマ画像に必要な成分のみを被写体に照射するようにしてもよい
【００９２】
本発明によってＸ線画像を取得するためには、まず、被写体の撮影部位を特定し、それに応じて、前述したようにＸ線透過孔や、支持部材を変位制御する必要がある。
被写体の撮影部位は、撮影目的、被験者の個体差によって異なるため、撮影前に簡易に準備できるものが望ましい。
【００９３】
このような要望に応えるために、カメラ装置を設けて、それで被写体を撮影し、撮影した画像から撮影部位を特定できるようにすればよい。
図２１、図２２は、医療用Ｘ線撮影装置Ｍに可視光光線で撮影するカメラ装置１５を備えたもので、このカメラ装置１５によって撮影された画像に基づいて、パノラマＸ線撮影の撮影部位が設定される。
カメラ装置１５は、ＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサをイメージセンサとして備えるデジタルカメラによって構成され、被写体Ｏの正面、側面を撮影する。
カメラ装置１５で撮影した被写体Ｏの画像データは、画像処理部７０に取り込まれ、表示部７６に表示され、術者が画像データを見ながら操作部７５を操作することで、撮影部位を特定する。
【００９４】
カメラ装置１２で被写体Ｏの側頭部を撮影すると、画像処理部７０の表示部７６には、例えば、図２３に示すように、被写体Ｏの側頭部の全体像が表示されるので、この側頭部の全体像を見ながら、術者は、ポインティングデバイスなどを操作して撮影部位を特定する。
このようにして、術者が撮影部位を特定すると、主制御部６１は、所定の演算処理を行い、Ｘ線ビームの走査時に、特定した撮影部位に応じて、Ｘ線透過孔１２Ｓや支持部材３０がＸ線ビームの照射位置を制御するために必要な制御データを算出する。
【００９５】
図２３は、カメラ装置で撮影された被写体の側頭部の画像から撮影部位が自動的に特定される要領を概念的に示している。
図２３（ａ）に示されるような、カメラ装置１２によって撮影された被写体Ｏの画像が、画像処理部７３に入力されると、画像処理部７３は、被写体Ｏの側頭部全域の輪郭線Ｅｄを図２３（ｂ）に示されるように検出する。
この輪郭線Ｅｄは、例えば、画素間のデータ量の微分値などの変化量に基づいて画像内の輪郭部位を検出する輪郭検出方法などによって検出する。
そして、この被写体Ｏの側頭部全域の輪郭線Ｅｄを検出した後は、主制御部６１は、この輪郭線Ｅｄの各位置に対応する撮影部位を演算により求めて、被写体Ｏの側頭部における撮影部位Ｆを図２３（ｃ）に示されるように決定する。
例えば、検出した輪郭線Ｅｄに応じて、被写体Ｏの頭、額、眼、鼻、口、顎、首などの各撮影部位Ｆを決定する。
主制御部６１は、このようにして決定した各撮影部位Ｆに基づいて、輪郭線Ｅｄで囲まれる領域に対して、上下顎骨が位置する領域を推定すると、主制御部６１は、走査軌道設定部６１ａに走査軌道を設定し、照射位置設定部６１ｂには、Ｘ線透過孔１２Ｓや支持部材３０を移動させて、Ｘ線ビームの照射位置が撮影部位に制御するために必要な制御データを設定する。
【００９６】
主制御部６１は、撮影部位Ｆが決定されることによって、支持部材３０の旋回角度に対する、Ｘ線透過孔１２Ｓの高さ位置、あるいはＸ線透過孔１２Ｓを制御するための制御パラメータを算出し準備する。
また、このように決定される撮影部位Ｆについて、カメラ装置１５で撮影された画像とともに表示部６７に表示して、術者が操作部６６を操作することによって一部を修正したり、部分的に拡大又は縮小できるようにしてもよい。
【００９７】
また、カメラ装置１２は、被写体の正面を撮影し、あるいは正面と側面との撮影を組み合わせて、被写体の撮影部位を特定してもよい。
この場合、図２２に示すように、支持部材駆動部５０によって支持部材３０が駆動して、カメラ装置１５は、被写体Ｏの前方における、被写体Ｏの顔表面全体を撮影できる位置に、位置決めされる。そして、被写体Ｏの側頭部を撮影した場合と同様、カメラ装置１５は、被写体Ｏの顔表面を可視光光線により撮影し、その画像データを主制御部６１に出力する。
【００９８】
カメラ装置１５は複数台を設置して、一度に異なる複数方向より被写体Ｏの画像を撮影するものにしてもよい。このとき、Ｘ線検出部１０内のカメラ装置１５以外に、例えば、支持部材３０を支持する昇降手段（図１５参照）にカメラ装置が設置されるものとしてもよい。
前述したカメラ装置１５はパノラマＸ線撮影の場合と同様、後述の図２４に示す医療用Ｘ線撮影装置ＭＣのようなセファロＸ線撮影の場合にも適用できる。
【００９９】
ついで、セファロＸ線撮影について説明する。
図２４、図２５には、パノラマ撮影とセファロ撮影が兼用できる医療用Ｘ線撮影装置ＭＣを示している。
この医療用Ｘ線撮影装置ＭＣは、支持部材３０を枢支し、支柱に沿って昇降する昇降手段である昇降アーム３５から固定アーム８４を延出し、その先端にセファロ撮影用被写体保持部８０を設ける。
支持部材３０は、昇降アーム３５に旋回可能に取り付けられ、その一端にはＸ線発生部１０、他端にはＸ線検出部２０を設けて、Ｘ線発生部１０にはＸ線発生器１１を設け、Ｘ線検出部２０にはＸ線検出器２１を設けており、Ｘ線発生部１０とＸ線検出部２０とを、間に被写体Ｏを挟んで、旋回させることでパノラマ撮影を行うようになっている。
また、支持部材３０の一端に設けたＸ線発生部１０は、それ自体が回動可能になっており、これによって、Ｘ線ビームの照射方向を撮影種別に応じた位置に移動させ設定できるようになっている。
一方のセファロ撮影用被写体保持部８０は、被写体Ｏの頭部を固定する頭部固定手段８３を垂下支持し、Ｘ線検出器８１と、２次スリットとなる照射野規制部８２を設けている。Ｘ線検出器８１と、照射野規制部８２は、セファロ撮影のために設けられている。
【０１００】
セファロ撮影では、支持部材３０側に設けたＸ線発生器１１を共用するため、図２５に示したように、支持部材３０を本体昇降部３０に対して斜め方向に向け、更に、Ｘ線発生部１０をセファロ撮影用被写体保持部８０に対して正対させて、Ｘ線発生器１１から照射され、Ｘ線検出器８１で受光されるＸ線ビームの経路上に支持部材３０のＸ線検出部２０が位置しない状態、すなわちセファロ撮影のために照射されるＸ線ビームをＸ線検出部２０が妨げないように支持部材３０が角度設定された状態でＸ線ビームを被写体Ｏに向けて照射し、走査する。走査は、例えばＸ線発生部１０内で固定されたＸ線発生器１１の前面のスリット板などの照射野規制部１２と、Ｘ線検出器８１、照射野規制部８２とを走査方向に同期させて移動する。
【０１０１】
これらの構成には、本願出願人の出願にかかる特開２００２−１７７１８で提案し、開示しているＸ線撮影装置のような構成を適宜応用できる。
そして、Ｘ線発生部１０からのＸ線ビームが被写体Ｏに対して照射され、Ｘ線検出器８１では、Ｘ線ビームの走査タイミングに応じて撮像動作を行って、生成した画像データを順次本体制御部６０へ送出する。このようにして本体制御部６０が受信した画像データを、順次画像処理部７０に送出して、１枚のセファロ画像となる画像データを生成する。
【０１０２】
図２４、図２５の医療用Ｘ線撮影装置ＭＣにおけるＸ線照射位置変更部Ａを構成する照射野規制部駆動機構１３Ｄの一例を図２７（ａ）で示す。
この照射野規制部駆動機構１３Ｄは、基本的には図２０（ａ）に示す照射野規制部駆動機構１３Ｃと同様の構造なのであるが、スリット部材１２ａが走査方向に移動可能な構造である点が異なっている。特徴的な点を述べると、スリット部材１２ａの上端にはネジ溝を形成した雌ネジ部１５４を設けて、雌ネジ部１５４を、モータ１３３ａ、１３３ｂが固定されるのと同じベース上に固設したモータ用固定台１５１上に固定したモータ１５３のネジ山を形成した回転軸１５２に螺合貫通させている。スリット部材１２ａは、下端をガイド溝１５５に嵌入し、モータ１５３の駆動により走査方向に変位可能とされている。
これは、Ｘ線発生器１１の前面で、セファロ撮影の走査のためにＸ線透過孔１２Ｓを走査方向に移動させるためである。
【０１０３】
図２７（ａ）の照射野規制部駆動機構１３Ｄは、パノラマ撮影にもセファロ撮影にも用いることができる。
照射野規制部駆動機構１３Ｄのスリット部材１２ａをさらに変形応用して、図２７（ｂ）のように、スリット部材１２ａにパノラマ撮影専用開口１２１ａ、セファロ撮影専用開口１２１ｂを設け、パノラマ撮影時にはパノラマ撮影専用開口１２１ａを、セファロ撮影時にはセファロ撮影専用開口１２１ｂをＸ線発生器１１の前面に選択的に配置して用いるようにしてもよい。
各開口の選択は、モータ１５３の駆動により容易に行える。
Ｘ線検出器８１は、上記のように、Ｘ線検出器８１の走査方向の幅を、受光する細隙Ｘ線ビームの走査方向の幅とほぼ同等の幅で構成し、細隙Ｘ線ビームの走査と同期移動するものとしてもよいが、頭部全体が投影できるような検出面を有した大判のもので構成して、Ｘ線検出器８１を固定して被写体を走査する細隙Ｘ線ビームを検出面の一部で受けるようにしてもよい。
また、Ｘ線発生器１１からのＸ線ビームの走査については、上記のように固定したＸ線発生器１１の前面の照射野規制部１２をＸ線発生器１１に対して走査方向に摺動させて行われるものとしてもよいし、ＸＹテーブル５３を利用して、支持部材３０全体を走査方向に移動させて行われるものとしてもよい。
【０１０４】
図２６は、セファロ画像の概念を説明する図である。
セファロ撮影で画像として診療に寄与する領域は、図２６のＧで示した部分であり、斜線部分ＨはＸ線の被曝されないことが望まれる診療に寄与しない領域である。
すなわち、被写体Ｏの撮影部位は、被験者の後頭部側は、高さ方向の領域幅が狭く、顔側では、高さ方向の領域幅が広くなっている。
本発明によれば、前述した原理によって、撮影部位に制限して、Ｘ線ビームを照射できるので、図２６の斜線部分ＨへのＸ線ビームの照射を遮断できる。
【０１０５】
また、このようなセファロＸ線撮影を行うことができる医療用Ｘ線撮影装置においては、Ｘ線発生部１０側の照射野規制部１２によって、走査するＸ線ビームの被写体Ｏへの照射領域を制限できるため、セファロ撮影用被写体保持部８０側の照射野規制部８２を除いた構成としてもよい。
また、照射野規制部８２を備えた構成等する場合においても、照射野規制部８２におけるＸ線透過孔の高さ位置及び高さ幅を、Ｘ線ビームの走査方向に沿って変化できる構成とし、照射野規制部８２によって、その撮影対象領域に対応して、被写体ＯへのＸ線照射を制限できるようにしてもよい。
【０１０６】
前述したように、パノラマＸ線撮影の場合と同様、図２１、図２２のカメラ装置１５は医療用Ｘ線撮影装置ＭＣのようなセファロＸ線撮影の場合にも適用できる。カメラ装置１５を医療用Ｘ線撮影装置ＭＣの任意の箇所に２箇所設けて被写体Ｏを複数の角度から撮影してもよいし、支持手段３０を旋回しつつ複数の角度から被写体Ｏを撮影するようにしてもよい。また、セファロ撮影においては、図２３（ｃ）の段階において、撮影部位Ｆの代わりに図２６の撮影部位Ｇを認識する。
【符号の説明】
【０１０７】
Ｍ，ＭＡ，ＭＢ，ＭＣ 本発明の医療用Ｘ線撮影装置
ＸＢ Ｘ線ビーム
Ｏ 被写体
ＨＤ 走査方向
ＶＤ 高さ方向
１０ Ｘ線発生部
１１ Ｘ線発生器
１２ 照射野規制部
１２Ｓ Ｘ線透過孔
１３，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ 照射野規制部駆動機構
（Ｘ線照射位置変更機構）
１３Ａ 支持部材移動機構（Ｘ線照射位置変更機構）
２０ Ｘ線検出部
２１ Ｘ線検出器
３０ 支持部材
３５ 昇降本体
３６ Ｚ軸移動機構
３７ ネジ軸
３８ モータ
４０ 被写体保持部
４５ 患者フレーム
５０ 走査駆動部
５１ Ｘ軸モータ
５２ Ｙ軸モータ
５３ ＸＹテーブル
５４ 旋回用モータ
５５ Ｚ軸モータ
５６ Ｚテーブル
６０ 本体制御部
６１ 主制御部
６１ａ 照射位置設定部
６２ Ｘ線発生制御部
６３ Ｘ線検出制御部
６４ モータドライバ
６５ 通信インターフェース
６６ 操作部
６７ 表示部
７０ 画像処理部
７１ 主制御部
７２ 画像生成部
７３ モータドライバ
７４ 通信インターフェース
７５ 操作部
７６ 表示部
８０ セファロＸ線撮影部
８１ Ｘ線検出器
８２ 照射野規制部（２次スリット部材）
８３ 被写体保持部
８４ 支持部材（支持アーム）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線発生器とＸ線検出器とを被写体を挟んで対向させて支持する支持部材と、前記Ｘ線発生器から発生したＸ線の照射野を規制する照射野規制部と、前記照射野規制部で規制された前記Ｘ線をＸ線ビームとして前記被写体に対して走査させてＸ線撮影を行わせる走査駆動部と、を備える医療用Ｘ線撮影装置であって、
前記Ｘ線ビームの走査中に、前記Ｘ線ビームの照射位置を、前記被写体の撮影部位に応じて前記Ｘ線ビームの走査方向と交差する方向である高さ方向に変位させるＸ線照射位置変更部を備えたことを特徴とする医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記Ｘ線照射位置変更部は、支持部材移動機構で構成されており
前記支持部材移動機構は、前記Ｘ線ビームの走査中に、前記被写体の撮影部位に応じて、前記支持部材を移動させて、前記Ｘ線ビームの照射位置を、前記高さ方向に変位させる構成としている医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記照射野規制部は、前記Ｘ線発生器から照射される前記Ｘ線ビームの透過孔の前記高さ方向の開口幅を変位させるものであり、
前記Ｘ線照射位置変更部は、前記照射野規制部を駆動する照射野規制部駆動機構で構成されており、
該照射野規制部駆動機構は、前記Ｘ線ビームの走査中に、前記被写体の撮影部位に応じて、前記照射野規制部を作動させて、前記Ｘ線ビームの透過孔の前記高さ方向の開口幅を変位させる構成としている医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記照射野規制部は、前記Ｘ線発生器から照射される前記Ｘ線ビームの透過孔を前記高さ方向に変位させるものであり、
前記Ｘ線照射位置変更部は、前記照射野規制部を駆動する照射野規制部駆動機構で構成されており、
前記照射野規制部駆動機構は、前記Ｘ線ビームの走査中に、前記被写体の撮影部位に応じて前記照射野規制部を作動させて、前記Ｘ線ビームの透過孔を前記高さ方向に変位させる構成としている医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記照射野規制部は、前記Ｘ線発生器から照射される前記Ｘ線ビームの透過孔の開口幅を前記高さ方向に更に変位させるものであり、
前記照射野規制部駆動機構は、前記Ｘ線ビームの走査中に、前記被写体の撮影部位に応じて前記照射野規制部を作動させて、前記Ｘ線ビームの透過孔を前記高さ方向に変位させながら、前記開口幅を前記高さ方向に変位させる構成としている医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記Ｘ線ビームはＸ線細隙ビームであり、前記Ｘ線撮影が該Ｘ線細隙ビームを被写体に照射して走査する、パノラマＸ線撮影であることを特徴する医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記Ｘ線検出器が、フレーム画像を撮像する２次元Ｘ線検出器で構成されており
前記パノラマＸ線撮影を実行したときに前記２次元Ｘ線検出器で得られた複数フレームのフレーム画像に基づいて、前記被写体の撮影部位における、特定の断層面のパノラマ画像を生成することを特徴とする医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記Ｘ線撮影が、前記支持部材の旋回中心を固定して旋回させて行うパノラマＸ線撮影であることを特徴する医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項において、
前記Ｘ線撮影が、前記Ｘ線細隙ビームを前記被写体に照射して走査する、セファロＸ線撮影であることを特徴する医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記Ｘ線照射位置変更部は、前記Ｘ線ビームの前記高さ方向の位置、前記Ｘ線ビームの前記高さ方向の幅のうちの少なくとも一方を設定可能にする照射位置設定部を備えたことを特徴とする医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記被写体を撮影するカメラを更に備え、
前記Ｘ線照射位置変更部は、該カメラで撮影された前記被写体の画像に基づいて、該被写体の撮影領域を特定することを構成としている医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項１】
Ｘ線発生器とＸ線検出器とを被写体を挟んで対向させて支持する支持部材と、前記Ｘ線発生器から発生したＸ線の照射野を規制する照射野規制部と、前記照射野規制部で規制された前記Ｘ線をＸ線ビームとして前記被写体に対して走査させてＸ線撮影を行わせる走査駆動部と、を備える医療用Ｘ線撮影装置であって、
前記Ｘ線ビームの走査中に、前記Ｘ線ビームの照射位置を、前記被写体の撮影部位に応じて前記Ｘ線ビームの走査方向と交差する方向である高さ方向に変位させるＸ線照射位置変更部を備えたことを特徴とする医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記Ｘ線照射位置変更部は、支持部材移動機構で構成されており
前記支持部材移動機構は、前記Ｘ線ビームの走査中に、前記被写体の撮影部位に応じて、前記支持部材を移動させて、前記Ｘ線ビームの照射位置を、前記高さ方向に変位させる構成としている医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記照射野規制部は、前記Ｘ線発生器から照射される前記Ｘ線ビームの透過孔の前記高さ方向の開口幅を変位させるものであり、
前記Ｘ線照射位置変更部は、前記照射野規制部を駆動する照射野規制部駆動機構で構成されており、
該照射野規制部駆動機構は、前記Ｘ線ビームの走査中に、前記被写体の撮影部位に応じて、前記照射野規制部を作動させて、前記Ｘ線ビームの透過孔の前記高さ方向の開口幅を変位させる構成としている医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記照射野規制部は、前記Ｘ線発生器から照射される前記Ｘ線ビームの透過孔を前記高さ方向に変位させるものであり、
前記Ｘ線照射位置変更部は、前記照射野規制部を駆動する照射野規制部駆動機構で構成されており、
前記照射野規制部駆動機構は、前記Ｘ線ビームの走査中に、前記被写体の撮影部位に応じて前記照射野規制部を作動させて、前記Ｘ線ビームの透過孔を前記高さ方向に変位させる構成としている医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記照射野規制部は、前記Ｘ線発生器から照射される前記Ｘ線ビームの透過孔の開口幅を前記高さ方向に更に変位させるものであり、
前記照射野規制部駆動機構は、前記Ｘ線ビームの走査中に、前記被写体の撮影部位に応じて前記照射野規制部を作動させて、前記Ｘ線ビームの透過孔を前記高さ方向に変位させながら、前記開口幅を前記高さ方向に変位させる構成としている医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記Ｘ線ビームはＸ線細隙ビームであり、前記Ｘ線撮影が該Ｘ線細隙ビームを被写体に照射して走査する、パノラマＸ線撮影であることを特徴する医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記Ｘ線検出器が、フレーム画像を撮像する２次元Ｘ線検出器で構成されており
前記パノラマＸ線撮影を実行したときに前記２次元Ｘ線検出器で得られた複数フレームのフレーム画像に基づいて、前記被写体の撮影部位における、特定の断層面のパノラマ画像を生成することを特徴とする医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記Ｘ線撮影が、前記支持部材の旋回中心を固定して旋回させて行うパノラマＸ線撮影であることを特徴する医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項において、
前記Ｘ線撮影が、前記Ｘ線細隙ビームを前記被写体に照射して走査する、セファロＸ線撮影であることを特徴する医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記Ｘ線照射位置変更部は、前記Ｘ線ビームの前記高さ方向の位置、前記Ｘ線ビームの前記高さ方向の幅のうちの少なくとも一方を設定可能にする照射位置設定部を備えたことを特徴とする医療用Ｘ線撮影装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記被写体を撮影するカメラを更に備え、
前記Ｘ線照射位置変更部は、該カメラで撮影された前記被写体の画像に基づいて、該被写体の撮影領域を特定することを構成としている医療用Ｘ線撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１１−４１５９８（Ｐ２０１１−４１５９８Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９００８２（Ｐ２００９−１９００８２）
【出願日】平成２１年８月１９日（２００９．８．１９）
【出願人】（０００１３８１８５）株式会社モリタ製作所 (173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１９日（２００９．８．１９）
【出願人】（０００１３８１８５）株式会社モリタ製作所 (173)
【Ｆターム（参考）】
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