X射线拍摄装置的制造方法
【专利摘要】将从X射线传感器检测出的X射束获取投影数据时的所述X射束用与该X射束的中心轴垂直并且通过拍摄区域(PA)的中心轴(O)的平面切断，由此获得的剖面设为拍摄确定面(SF)。将从沿着拍摄区域(PA)的中心轴(O)的方向观察该拍摄区域(PA)的平面的每单位面积上存在的拍摄确定面(SF)的片数设为投影数据的重叠密度。X射线拍摄装置的控制部进行将在拍摄区域(PA)的外侧部分(OP)和中心侧部分(IP)的投影数据的重叠密度均匀化的均匀化控制。由此，提供一种能在整个拍摄区域提高画质的X射线拍摄装置。
【专利说明】
X射线拍摄装置
技术领域
[0001]本发明涉及X射线拍摄装置，特别是涉及获取CT(计算机断层成像法)图像的X射线拍摄装置。
【背景技术】
[0002]已知能进行CT拍摄以及全景拍摄的牙科医疗用的X射线拍摄装置包括:对被摄物照射X射束的X射线源、对透过被摄物的X射束进行检测的X射线拍摄单元、以及使X射线源和X射线拍摄单元围绕被摄物回转的回转驱动单元(参照专利文献I) O在该专利文献I中记载的X射线拍摄装置将具有CT拍摄所需要的较大范围的检测区域的二维传感器作为X射线拍摄单元进行使用。
现有技术文献专利文献
[0003]特許文献1:日本专利特开10 — 225455号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0004]然而，在专利文献I中记载的X射线拍摄装置中，使具有较大范围的检测区域的二维传感器围绕被摄物回转，同时对整个被摄物照射X射束，并以规定的采样时间间隔进行拍摄，即从二维传感器检测出的X射束获取投影数据。在该情况下，在呈圆柱形状的拍摄区域的外侧部分和中心侧部分，拍摄区域的圆周方向上的投影数据的重叠密度不同。即，拍摄区域的外侧部分的投影数据的重叠密度比中心侧部分低，因此拍摄区域的外侧部分的画质比中心侧部分要低。
[0005]本发明是鉴于上述的问题而完成的，其技术问题是提供一种能在整个拍摄区域提高画质的X射线拍摄装置。
解决技术问题的技术方案
[0006]为了解决上述技术问题，在权利要求1中记载的发明所涉及的X射线拍摄装置的特征在于，包括:对被摄物照射X射束的X射线源;对透过所述被摄物的所述X射束进行检测的X射线拍摄单元;支承所述X射线源和所述X射线拍摄单元的支承构件;使该支承构件旋转从而使所述X射线源和所述X射线拍摄单元围绕所述被摄物回转的回转驱动单元;使所述X射线拍摄单元检测出的所述X射束在所述被摄物的透过部位偏移的偏移单元；以及控制所述回转驱动单元和所述偏移单元的动作的控制部，将从所述X射线拍摄单元检测出的所述X射束获取投影数据时的所述X射束用与该X射束的中心轴垂直并且通过拍摄区域的中心轴的平面切断，将由此获得的剖面作为拍摄确定面，将在从沿着该拍摄区域的中心轴的方向观察所述拍摄区域时的平面上的每单位面积存在的所述拍摄确定面的片数设为投影数据的重叠密度，在此情况下，所述控制部进行使所述拍摄区域的外侧部分和中心侧部分的所述投影数据的重叠密度均匀化的均匀化控制。
[0007]根据上述结构，通过使X射线拍摄单元检测出的X射束在被摄物的透过部位在偏移单元的作用下偏移，从而可以使具有比较窄的范围的检测区域的X射线拍摄单元起到与透过部位的偏移对应的范围的虚拟的较大范围的二维X射线拍摄单元的作用，并且利用X射线拍摄单元检测出的X射束通过拍摄区域的外侧部分时的投影数据的重叠密度和利用X射线拍摄单元检测出的X射束通过拍摄区域的中心侧部分时的投影数据的重叠密度被均匀化。
因而，能提供一种能在整个拍摄区域提高画质的X射线拍摄装置。
[0008]权利要求2所记载的发明是在权利要求1所记载的X射线拍摄装置中，所述控制部同时地执行以下动作:通过使所述回转驱动单元动作以使所述支承构件旋转从而使所述X射线源和所述X射线拍摄单元围绕所述被摄物回转、以及通过使所述偏移单元动作从而使利用所述X射线拍摄单元检测出的所述X射束在所述被摄物的透过部位偏移，并且所述控制部使所述X射线拍摄单元对透过所述被摄物的所述X射束进行检测。
[0009]根据上述的结构，在使X射线源和X射线拍摄单元围绕被摄物回转的同时使X射线拍摄单元检测出的X射束在被摄物的透过部位发生偏移，并且执行对透过被摄物的X射束的检测，从而可以减少X射线拍摄单元等的从动构件的临时停止和再起动。其结果，能抑制从开始X射线拍摄到结束的期间内从动构件的临时停止和再起动的动作所引起的速度降低，因此整体的拍摄时间较短，提高拍摄作业效率。而且，由于能使作用于从动构件的加速度、减速度减少，因此能降低基于该加速度、减速度的惯性力，所以能降低由该惯性力引起的从动构件的振动，从而可以提高从动构件的耐久性。即，能使用具有比较窄的范围的检测区域的X射线拍摄单元来降低成本，并且能实现提高拍摄作业效率、以及减少X射线拍摄单元等的从动构件的振动。
[0010]权利要求3所记载的发明是在权利要求1或权利要求2所记载的X射线拍摄装置中，所述均匀化控制是如下的控制:使所述X射线拍摄单元检测出的所述X射束通过所述拍摄区域的外侧部分时所述X射束在所述被摄物的透过部位在所述偏移单元的作用下偏移的速度比所述X射线拍摄单元检测出的所述X射束通过所述拍摄区域的中心侧部分时所述X射束在所述被摄物的透过部位在所述偏移单元的作用下偏移的速度更慢。
[0011]根据上述的结构，通过使所述X射束在被摄物的透过部位在偏移单元的作用下偏移的速度在拍摄区域的外侧部分和中心侧部分不同，从而可以将在拍摄区域的外侧部分和中心侧部分的投影数据的重叠密度均匀化。
[0012]权利要求4所记载的发明是在权利要求1或权利要求2所记载的X射线拍摄装置中，所述均匀化控制是如下的控制:使利用所述X射线拍摄单元检测出的所述X射束通过所述拍摄区域的外侧部分时每单位时间的所述投影数据的获取次数比利用所述X射线拍摄单元检测出的所述X射束通过所述拍摄区域的中心侧部分时每单位时间的所述投影数据的获取次数更多。
[0013]根据上述的结构，通过使每单位时间的投影数据的获取次数在拍摄区域的外侧部分和中心侧部分不同，从而可以将在拍摄区域的外侧部分和中心侧部分的投影数据的重叠密度均匀化。
[0014]权利要求5所记载的发明是在权利要求1或权利要求2所记载的X射线拍摄装置中，所述均匀化控制是如下的控制:使利用所述X射线拍摄单元检测出的所述X射束通过所述拍摄区域的外侧部分时所述X射线源和所述X射线拍摄单元在所述回转驱动单元的作用下围绕所述被摄物回转的速度比利用所述X射线拍摄单元检测出的所述X射束通过所述拍摄区域的中心侧部分时所述X射线源和所述X射线拍摄单元在所述回转驱动单元的作用下围绕所述被摄物回转的速度更慢。
[0015]根据上述的结构，通过使X射线源和X射线拍摄单元在回转驱动单元的作用下围绕被摄物回转的速度在拍摄区域的外侧部分和中心侧部分不同，从而可以将在拍摄区域的外侧部分和中心侧部分的投影数据的重叠密度均匀化。
发明效果
[0016]根据本发明，能提供一种能在整个拍摄区域提高画质的X射线拍摄装置。
【附图说明】
[0017]图1是示意性地示出本发明的第I实施方式所涉及的X射线拍摄装置的简要结构的侧面图。
图2是用于说明偏移单元的动作的主要部分仰视图。
图3是示出X射线拍摄装置的主要控制结构的框图。
图4是示出CT拍摄动作的简要步骤的流程图。
图5是示意性地示出使X射线源和X射线传感器绕被摄物回转时的第I圈的情况的俯视图。
图6是示意性地示出使X射线源和X射线传感器绕被摄物回转时的第2圈的情况的俯视图。
图7是示意性地示出使X射线源和X射线传感器绕被摄物回转时的第3圈的情况的俯视图。
图8是示意性地示出使X射线源和X射线传感器绕被摄物回转时的第4圈的情况的俯视图。
图9是示意性地示出使X射线源和X射线传感器绕被摄物回转时的第5圈的情况的俯视图。
图10是将图5?图9重叠显示的俯视图。
图11是用于说明重建图像可获取区域的俯视图。
图12示意性地示出利用X射线传感器检测出的X射束通过拍摄区域的外侧部分时的情况的立体图。
图13示意性地示出利用X射线传感器检测出的X射束通过拍摄区域的中心侧部分时的情况的立体图。
图14是示意性地示出从沿着拍摄区域的中心轴的方向观察到的情况的局部俯视图。
图15是示意性地示出比较例所涉及的从沿着拍摄区域的中心轴的方向观察到的情况的局部俯视图。
图16是示意性地示出本发明的第2实施方式所涉及的X射线拍摄装置的简要结构的侧面图。
图17是示意性地示出本发明的第2实施方式所涉及的偏移单元的周边的俯视图。
图18是示意性地示出第2实施方式所涉及的偏移单元的周边的立体图。
图19是示意性地示出本发明的第3实施方式所涉及的X射线拍摄装置的简要结构的侧面图。
图20是示意性地示出第5实施方式所涉及的从沿着拍摄区域的中心轴的方向观察到的情况的局部俯视图。
【具体实施方式】
[0018]对于本发明的实施方式，参照适当的附图详细地进行说明。
此外，在以下所示的附图中，相同的构件或者相当的构件间标注相同的参照标号。此夕卜，为了方便说明，构件的尺寸以及形状有时会变形或者夸张地进行示意性的表示。
[0019]第!实施方式
图1是示意性地示出本发明的第I实施方式所涉及的X射线拍摄装置I的简要结构的侧面图。图2是用于说明偏移单元5的动作的主要部分仰视图。
[0020]如图1所示，本发明的第I实施方式所涉及的牙科用的X射线拍摄装置I包括:具有对被摄物K照射X射束L的X射线源I Ia的头部11、作为X射线拍摄单元的X射线传感器12、作为对X射线源Ila以及X射线传感器12进行支承的支承构件的圆弧移动臂2、使该圆弧移动臂2围绕臂回转中心轴Cl旋转的由伺服电动机等构成的回转驱动单元3、以及使利用X射线传感器12检测出的X射束L在被摄物K上的透过部位发生偏移的偏移单元5。
此外，在本实施方式中对于适用牙科用的情况进行说明，但是并不限于此，可以在医疗领域等广泛适用。
[0021]回转驱动单元3设置于XY平台15，并且构成为经由未图示的减速机构能对回转轴
31进行旋转驱动。利用XY平台15，回转驱动单元3以及回转轴31在二维平面内自由移动。
[0022]回转驱动单元3和XY平台15配置于沿水平方向延伸的框架10内，框架10相对于在竖直方向延伸的支柱9可沿上下方向移动地受到支承。此外，图1中的标号81示出被操作者操作的操作部。
[0023]回转轴31固定在回转中心位置水平移动机构4的上部，该回转中心位置水平移动机构4具有固定在回转臂32的上表面的连接轴41。
[0024]回转中心位置水平移动机构4具有以下功能:使连接轴41在沿着连接X射线源Ila和X射线传感器12的线的方向、具体是在回转臂32的长边方向上水平移动。此处，回转中心位置水平移动机构4包括:固定连接轴41的螺母部42、与螺母部42螺合的外螺纹构件43、以及旋转驱动外螺纹构件43的伺服电动机等的外螺纹构件旋转驱动单元44。即，回转中心位置水平移动机构4利用外螺纹构件旋转驱动单元44的动作使螺母部42旋转，通过螺纹传动作用，使连接轴41可以相对于臂回转中心轴Cl在回转臂32的长边方向上发生偏移。根据上述的结构，能使X射线源Ila和被摄物K之间的距离发生变化，由此，可调整拍摄区域(F0V:field of view视野)PA(参照图12)的大小。
[0025]回转驱动单元3具有以下功能:经由回转中心位置水平移动机构4和回转臂32，使圆弧移动臂2旋转从而使X射线源I Ia和X射线传感器12围绕被摄物K回转。
[0026]偏移单元5具有以下功能:使利用X射线传感器12检测出的X射束L在被摄物K的透过部位在与连接X射线源Ila和X射线传感器12的线大致垂直的方向偏移。在本实施方式中，偏移单元5是使X射线传感器12绕着配置在连接被摄物K和X射线传感器12的线上的圆弧移动中心轴C2旋转从而围绕被摄物K圆弧移动的圆弧移动单元。
[0027]X射线拍摄装置I利用上述的结构，通过回转驱动单元3使回转臂32回转，使圆弧移动臂2旋转，从而使X射线源I Ia和X射线传感器12绕着被摄物K旋转，并且通过利用偏移单元5使圆弧移动臂2旋转，从而能使X射线传感器12夹着被摄物K进行圆弧移动。
[0028]X射线源Ila配置在从圆弧移动臂2向下方固定的支承部lib。因此，从X射线源Ila照射的X射束L的照射方向伴随圆弧移动臂2的旋转进行变化，X射线传感器12也同步地追随X射束L的照射方向同时进行圆弧移动(参照图2)。
[0029]此外，限制从X射线源IIa照射的X射束L的范围的狭缝13配置在头部11的被摄物K侧，使得夹着被摄物K与X射线传感器12相对。经由该狭缝13而被限制到被摄物K上的X射束L穿过被摄物K，并被X射线传感器12检测出。通过配置狭缝13，使散射线的量降低，从而能提高画质。此外，狭缝13也可以配置成从圆弧移动臂2下垂。
[0030]X射线传感器12对透过被摄物K的X射束L进行检测，可以使用CMOS传感器、CXD传感器、CdTe传感器、以及其他具有较窄范围的纵向较长的检测区域的图像传感器来构成。
例如，CMOS传感器具有廉价且消耗电力较少的特征，CCD传感器具有分辨率较高的特征，因此可以基于X射线拍摄装置所要求的规格选择最合适的图像传感器。
[0031]圆弧移动臂2围绕具有圆弧移动中心轴C2轴构件21可自由旋转地被轴支承，该圆弧移动中心轴C2配置在利用回转驱动单元3回转的回转臂32。圆弧移动中心轴C2在此处设置成与配置在圆弧移动臂2的头部11的X射线源Ila同轴。若如上述构成，由于将X射线源Ila作为中心使X射线传感器12进行圆弧移动，不使X射线源Ila圆弧移动，因此能照射稳定的X射束L，并且抑制图像的抖动。此外，例如若与X射线传感器12的圆弧移动一并使X射线源Ila在X射线传感器12的移动方向旋转，则能将X射束的一定区域照射至X射线拍摄装置，因此能始终将没有偏差的均匀的X射束L照射至被摄物K。
[0032]在圆弧移动臂2上呈直线状地配置X射线源11a、狭缝13、以及X射线传感器12。因此，能将从X射线源I Ia照射出来的X射束L的一定区域用狭缝13限制并照射至X射线传感器12，因此能始终将没有偏差的均匀的X射束L高效地照射至被摄物K。
[0033]如图1和图2所示，偏移单元5构成为包括:设置在回转臂32上的伺服电动机等的转动臂旋转驱动单元51、与转动臂旋转驱动单元51连接的旋转轴52、在一个端部固定旋转轴52的前端的转动臂53、配置在转动臂53的另一个端部的驱动销54、以及以与驱动销54卡合的方式形成在圆弧移动臂2上的引导槽55。
[0034]偏移单元5利用上述的结构若将转动臂53围绕旋转轴52向图2中的顺时针方向Al旋转，则圆弧移动臂2围绕圆弧移动中心轴C2从中央位置PO圆弧移动至图2中的倾斜位置Pl，相同地若将转动臂53围绕旋转轴52向图2中的逆时针方向A2旋转，则圆弧移动臂2围绕圆弧移动中心轴C2从中央位置PO圆弧移动至图2中的倾斜位置P2。
[0035]由此，通过使圆弧移动臂2围绕圆弧移动中心轴C2圆弧移动，从而能使配置在圆弧移动臂2上的狭缝13和X射线传感器12圆弧移动。
[0036]XY平台15虽然省略了图示，但是XY平台15是将配置成在水平方向正交的沿X轴方向自由移动的直线移动导轨和沿Y轴方向自由移动的直线移动导轨加以组合来构成的。
通过具备XY平台15，从而X射线拍摄装置I能在水平方向的二维平面内平行移动圆弧移动臂2，因此起到能拍摄CT图像以及全景图像双方的拍摄装置的作用。
[0037]即，X射线拍摄装置I作为CT拍摄装置使用时，通过将XY平台15固定并且将臂回转中心轴Cl在水平面内的位置加以固定，从而能进行CT拍摄。另一方面，在作为通常的全景拍摄装置使用时，在不使圆弧移动臂2进行圆弧移动而是固定的状态下，通过利用XY平台15将圆弧移动臂2和回转臂32作为一体在水平方向的二维平面内进行平行移动，从而能进行全景拍摄。
[0038]图3是示出X射线拍摄装置I的主要的控制结构的框图。
如图3所示，X射线拍摄装置I具备对整个X射线拍摄装置I进行统一控制的控制部8。例如，控制部8控制被摄物K的X射线拍摄动作。即，控制部8控制X射线源I Ia的照射动作，并且执行利用X射线传感器12检测透过被摄物K的X射束L(参照图1)。此外，控制部8对回转驱动单元3、偏移单元5(参照图1)的转动臂旋转驱动单元51、以及外螺纹构件旋转驱动单元44的动作进行控制。
[0039]在本实施方式中，控制部8以如下方式构成:使X射线源Ila和X射线传感器12围绕被摄物K(参照图1)回转，同时使X射线传感器12检测出的X射束L(参照图1)在被摄物K上的透过部位发生偏移，并且对被摄物K的X射线拍摄动作进行控制。
[0040]此外，X射线拍摄装置I还包括:图像处理部82、外部存储装置83、以及显示部84，它们与控制部8连接。图像处理部82对于利用X射线传感器12检测获得的图像数据(投影数据)实施图像处理，生成CT图像、全景图像等各种图像。外部存储装置83是例如硬盘装置、光盘装置，能保存各种图像。显示部84是例如LCD(液晶显示器)，能显示各种图像。
[0041]此外，通过操作部81，可以切换CT拍摄、全景拍摄等各种拍摄模式，还可以设定使利用X射线传感器12检测出的X射束L在被摄物K的透过部位偏移的偏移量等。
[0042]对于如上述构成的X射线拍摄装置I的动作，参照图4?图11进行说明。图4是示出CT拍摄动作的简要的步骤的流程图。图5?图9是分别示意性地示出使X射线源和X射线传感器围绕被摄物回转时的第I圈?第5圈的情况的俯视图。
[0043]如图4所示，通过操作者操作操作部81(参照图1、图3)，从而执行X射线拍摄装置I的X射线拍摄处理(步骤SI)。此处，对于进行CT拍摄的情况进行说明。
[0044]在本实施方式中，控制部8(参照图3)通过使回转驱动单元3(参照图1)动作，使圆弧移动臂2旋转从而使X射线源Ila和X射线传感器12围绕被摄物K回转，同时通过使偏移单元5(参照图1)动作从而使利用X射线传感器12检测出的X射束L在被摄物K的透过部位偏移，并且利用X射线传感器12对透过被摄物K的X射束L进行检测。
此外，对于来自X射线传感器12检测出的X射束L的投影数据的获取方法的详细情况，在后文中阐述。
[0045]如图5所示，首先，从第I圈的图5中的位置P10(0度位置)的X射线源Ila照射的X射束L透过与被摄物K的最外侧(图5中最下方侧)相当的图5中的第I区域BI并被X射线传感器12检测出。在第I圈时，从该状态开始，X射线源I Ia和X射线传感器12围绕被摄物K回转，使得X射线源I Ia经过位置Pl I?P15进行360度旋转移动至位置P16(参照图6)，同时X射线传感器12检测出的X射束L在被摄物K的透过部位从图5中的第I区域BI缓慢地向上侧偏移到图6中的第2区域B2。
[0046]同样，在第2圈时，如图6所示，在图6中的位置P20(0度位置)的X射线源Ila经过位置P21?P25进行360度旋转移动至位置P26(参照图7)，同时X射线传感器12检测出的X射束L在被摄物K的透过部位从图6中的第2区域B2缓慢地向上侧偏移到图7中的第3区域B3。在第3圈时，如图7所示，在图7中的位置P30 (O度位置)的X射线源I Ia经过位置P31?P35进行360度旋转移动至位置P36 (参照图8)，同时X射线传感器12检测出的X射束L在被摄物K的透过部位从图7中的第3区域B3缓慢地向上侧偏移到图8中的第4区域B4。在第4圈时，如图8所示，在图8中的位置P40(0度位置)的X射线源Ila经过位置P41?P45进行360度旋转移动至位置P46(参照图9)的同时，X射线传感器12检测出的X射束L在被摄物K的透过部位从图8中的第4区域B4缓慢地向上侧偏移到图8中的第5区域B5。接着，在第5圈时，如图9所示，在图9中的位置P50(0度位置)的X射线源11&经过位置?51?？55进行360度旋转移动至位置?56的同时，父射线传感器12检测出的X射束L在被摄物K的透过部位从图9中的第5区域B5缓慢地向上侧偏移。此外，在图9中省略位置P56的透过部位的图示。
[0047]图10是将图5?图9重叠显示的俯视图。图11是用于说明重建图像可获取区域的俯视图。
如图10所示，可知在每一圈的相同角度位置(V0?V5位置)，X射线源I Ia处于相同的位置，X射线传感器12的位置随着旋转的重叠，以X射线源Ila的位置为中心进行圆弧移动，SP发生偏移。即，图10相当于示意性地示出通过X射线传感器12偏移而虚拟地形成的较大范围的虚拟X射线传感器12v围绕被摄物K回转I圈时的情况的俯视图。而且，在图1O中，被摄物K的区域示出拍摄区域PA。
[0048]此外，在本实施方式中，控制部8控制回转驱动单元3和偏移单元5的动作，使得圆弧移动臂2经由回转臂32旋转I圈的前后两个时间点的X射束L的相邻的透过部位彼此接触。此时，圆弧移动臂2旋转I圈时X射线传感器12偏移的偏移量S与X射线传感器12的宽度(有效宽度)W大致相等。在图10的示例中，可以在X射线传感器12偏移的同时，使圆弧移动臂2旋转(虚拟X射线传感器12v的宽度Wv) + (X射线传感器12的宽度W) = 5圈。根据上述的结构，能高效地获得CT图像生成所需要的图像数据(投影数据)，因此更能确保画质、提高拍摄作业效率。
[0049]此外，在本实施方式中，在X射线源Ila和X射线传感器12围绕被摄物K回转的过程中，利用X射线传感器12检测出的X射束L在被摄物K的透过部位发生偏移。因此，在图11所示的示例中，拍摄区域PA的外周部分的与X射线传感器12的一个宽度对应的区域成为不能获得来自所有方向的图像数据(投影数据)从而难以生成CT图像等的重建图像的区域。因此，重建图像可获得区域RA(参照图11)是从拍摄区域PA除去与X射线传感器12的一个宽度对应的外周部分以外的区域。
[0050]返回图4的步骤S2，若利用CT拍摄获得的图像数据(投影数据)传输至图像处理部82，则控制部8控制图像处理部82使其对图像数据(投影数据)实施规定的图像处理以生成CT图像。
[0051 ]接着，控制部8将生成的CT图像显示在显示部84(步骤S3)。此外，生成的CT图像可根据需要保存在外部存储装置83。
[0052 ]接着，参照图12?图14，对于从X射线传感器12检测出的X射束L获取投影数据的获取方法进行说明。
[0053]图12是示意性地示出利用X射线传感器12检测出的X射束L通过拍摄区域PA的外侧部分OP时的情况的立体图。图13是示意性地示出利用X射线传感器12检测出的X射束L通过拍摄区域PA的中心侧部分IP时的情况的立体图。图14是示意性地示出从沿着拍摄区域PA的中心轴O的方向观察拍摄区域PA的情况的局部俯视图。此处，在呈圆柱形状的拍摄区域PA中，将距离中心轴O较远的部分设为外侧部分0P，将比外侧部分更靠近中心轴O的部分设为中心侧部分IP。即，外侧部分OP和中心侧部分IP根据离开中心轴O的距离而相对地规定。
[0054]如图12和图13所示，将从X射线传感器12检测出的X射束L获取投影数据时的所述X射束L用与该X射束L的中心轴CL垂直并且通过拍摄区域PA的中心轴O的平面PS切断，由此获得的剖面设为拍摄确定面SF。此外，将从沿着拍摄区域PA的中心轴O的方向观察该拍摄区域PA的平面(参照图14)的每单位面积存在的拍摄确定面SF的片数设为投影数据的重叠密度。即，投影数据的重叠密度与图14所示的平面(纸面)内的每单位面积的拍摄确定面SF的片数(重叠片数)相当。
[0055 ]此外，图12?图14中的标号SP示出X射束L的中心轴CL和拍摄确定面SF的交点即拍摄确定点。为了方便说明，图14的拍摄确定面SF和拍摄确定点SP的数量描绘得比实际要少(后述的图15、图20也相同)。
[0056]之后，控制部8进行使拍摄区域PA的外侧部分OP和中心侧部分IP的投影数据的重叠密度均匀化的均匀化控制。本实施方式所涉及的均匀化控制是如下的控制:使利用X射线传感器12检测出的X射束L通过拍摄区域PA的外侧部分OP时的每单位时间的投影数据的获取次数比利用X射线传感器12检测出的X射束L通过拍摄区域PA的中心侧部分IP时的每单位时间的投影数据的获取次数更多。此外，每单位时间的投影数据的获取次数相当于投影数据的采样时间间隔的倒数。
[0057]在本实施方式中，利用回转驱动单元3使X射线源Ila和X射线传感器12围绕被摄物K在D方向上回转的速度是恒定的，将此时的角速度设为ω。如图14所示，利用X射线传感器12检测出的X射束L通过拍摄区域PA的中心侧部分IP时的绕拍摄确定面SF的中心轴O的周向移动速度El为El = Rl X ω。而且，若将中心侧部分IP的投影数据的采样时间间隔设为Tl，则在周向上相邻的拍摄确定面SF彼此的周向间隔LI为LI =El X Tl =Rl X ω X Tl。另一方面，利用X射线传感器12检测出的X射束L通过拍摄区域PA的外侧部分OP时的绕拍摄确定面SF的中心轴O的周向移动速度Ε2为Ε2 = R2 X ω。而且，若将外侧部分OP的投影数据的采样时间间隔设为Τ2，则在周向上相邻的拍摄确定面SF彼此的周向间隔L2为L2 = E2XT2 = R2X ω XΤ2ο
因而，通过使外侧部分的投影数据的采样时间间隔Τ2比中心侧部分IP的投影数据的采样时间间隔Tl短，使得T2 = (Rl/R2) X Tl，从而可以使L2 = LI。
[0058]由此，通过使每单位时间的投影数据的获取次数在拍摄区域PA的外侧部分OP和中心侧部分IP不同，从而可以将在拍摄区域PA的外侧部分OP和中心侧部分IP的投影数据的重叠密度均匀化。
[0059]图15是示意性地示出比较例所涉及的从沿着拍摄区域PA的中心轴O的方向观察时的情况的局部俯视图。在该比较例中，每单位时间的投影数据的获取次数在利用X射线传感器12检测出的X射束L通过拍摄区域PA的外侧部分OP时与通过中心侧部分IP时相同。在该比较例的情况下，投影数据的采样时间间隔T在拍摄区域PA的外侧部分OP和中心侧部分IP恒定，L2 = R2X ω XT>R1X ω X T = Ll。因而，在拍摄区域PA的外侧部分OP中，投影数据的重叠密度比中心侧部分IP低，因此拍摄区域PA的外侧部分OP的画质比中心侧部分IP更低。
[0060]如上所述，根据本实施方式，通过利用偏移单元5使X射线传感器12检测出的X射束L在被摄物K的透过部位发生偏移，从而可以使具有较窄范围的检测区域的X射线传感器12在与透过部位的偏移对应的范围内起到虚拟的较大范围的二维X射线拍摄单元的作用，并且利用X射线传感器12检测出的X射束L通过拍摄区域PA的外侧部分OP时的投影数据的重叠密度和利用X射线传感器12检测出的X射束L通过拍摄区域PA的中心侧部分IP时的投影数据的重叠密度被均匀化。
因而，能提供一种能在整个拍摄区域PA提高画质的X射线拍摄装置I。
[0061]此外，在本发明中，均匀化控制的术语不仅是指在拍摄区域PA的外侧部分OP和中心侧部分IP的投影数据的重叠密度完全地均匀化，还作为包含使投影数据的重叠密度比例如图15所示的比较例的情况更加均匀化等的概念来使用。此外，每单位时间的投影数据的获取次数可以在拍摄区域PA的外侧部分OP和中心侧部分IP呈直线状地变化，也可以呈曲线状地变化，还可以呈阶梯状地变化。
[0062]此外，在本实施方式中，控制部8使X射线源IIa和X射线传感器12围绕被摄物K回转，同时使X射线传感器12检测出的X射束L在被摄物K的透过部位发生偏移，并且利用X射线传感器12检测透过被摄物K的X射束L。根据上述的结构，可以减少X射线传感器12等从动构件的临时停止和再起动的情况发生。其结果，能抑制由从开始X射线拍摄到结束期间的从动构件的临时停止和再起动的动作引起的速度降低，因此整体的拍摄时间较短，提高了拍摄作业效率。而且，由于能使作用于从动构件的加速度、减速度减少，因此能降低基于该加速度、减速度的惯性力，所以能降低由该惯性力引起的从动构件的振动，从而可以提高从动构件的耐久性。即，能使用具有比较窄的范围的检测区域的X射线传感器12来降低成本，并且能实现提高拍摄作业效率，以及减少X射线传感器12等的从动构件的振动。
[0063]此外，在本实施方式中，通过在作为支承构件的圆弧移动臂2配置X射线源Ila和X射线传感器12，并且在配置于回转臂32的圆弧移动中心轴C2上轴支承圆弧移动臂2，从而能使配置在圆弧移动臂2的X射线源Ila和X射线传感器12经由回转臂32利用回转驱动单元3围绕被摄物K回转。此外，通过利用作为偏移单元5的圆弧移动单元使圆弧移动臂2旋转，从而能使X射线传感器12围绕圆弧移动中心轴C2进行圆弧移动，由此，能使被摄物K上X射束L的透过部位偏移。
[0064]第2实施方式
图16是示意性地示出本发明的第2实施方式所涉及的X射线拍摄装置Ia的简要结构的侧面图。图17是示意性地示出第2实施方式所涉及的偏移单元的周边的俯视图。图18是示意性地示出第2实施方式所涉及的偏移单元的周边的立体图。对于第2实施方式所涉及的X射线拍摄装置Ia与上述的第I实施方式所涉及的X射线拍摄装置I的不同点进行说明。
[0065]如图16所示，在本发明的第2实施方式所涉及的X射线拍摄装置Ia中，偏移单元6是回转中心位置周向移动机构，其使作为支承构件的回转臂32的回转中心位置在以连接X射线源Ila和X射线传感器12的线上的点、此处是通过X射线源Ila的铅直轴即圆弧移动中心轴C2上的点作为中心的圆的周向上移动，这一点不同于第I实施方式的偏移单元5。此外，在第2实施方式中，虽然省略了如第I实施方式那样的回转中心位置水平移动机构4，但是也可以以设置这一回转中心位置水平移动机构来构成。回转轴31固定在偏移单元6的上部，该偏移单元6具有固定在回转臂32的上表面的连接轴61。偏移单元6通过使连接轴61围绕圆弧移动中心轴C2进行圆弧移动，结果具有使回转臂32的回转中心位置围绕圆弧移动中心轴C2圆弧移动的功能。此处，回转臂32的回转中心位置相当于回转臂32上的与臂回转中心轴Cl的交点。
[0066]如图16?图18所示，偏移单元6包括:固定连接轴61的呈圆弧形状的滑动齿轮62、与滑动齿轮62咬合的小齿轮63、旋转驱动小齿轮63的伺服电动机等的小齿轮旋转驱动单元64、以及引导滑动齿轮62的周向移动(圆弧移动)的引导构件65。在滑动齿轮62的内侧，形成以圆弧移动中心轴C2作为中心的内齿。即，偏移单元6通过利用小齿轮旋转驱动单元64的动作使小齿轮63旋转，并且利用齿轮力使滑动齿轮62移动，从而可以将连接轴61在以圆弧移动中心轴C2为中心的半径r (参照图17)的圆周方向上错开。此外，图17和图18中的标号66示出引导连接轴61的移动的引导槽。
[0067]根据第2实施方式，作为配置X射线源Ila和X射线传感器12的支承构件的回转臂32通过回转驱动单元3围绕回转臂32的回转中心位置回转，并且回转臂32的回转中心位置通过回转中心位置周向移动机构即偏移单元6在以圆弧移动中心轴C2为中心的周向上移动。由此，X射线传感器12可以围绕圆弧移动中心轴C2圆弧移动，并可以使被摄物K上的X射束L的透过部位偏移。因而，即使根据第2实施方式，也能起到与上述的第I实施方式相同的作用效果。
[0068]第3实施方式
图19是示意性地示出本发明的第3实施方式所涉及的X射线拍摄装置Ib的简要结构的侧面图。以下，对于第3实施方式所涉及的X射线拍摄装置Ib与上述的第I实施方式所涉及的X射线拍摄装置I的不同点进行说明。
[0069]如图19所示，在本发明的第3实施方式所涉及的X射线拍摄装置Ib中，偏移单元7在以下这点上与第I实施方式的偏移单元5不同:使配置在作为支承构件的回转臂32上的X射线传感器12直线移动。此外，在第3实施方式中，虽然省略了如第I实施方式那样的回转中心位置水平移动机构4，但是也可以设置这一回转中心位置水平移动机构来构成。在上述的第I实施方式和第2实施方式中，X射线传感器12围绕圆弧移动中心轴C2圆弧移动，但是第3实施方式相当于将圆弧移动中心轴C2(参照图1、图16)设定在距离被摄物K极远的情况。
[0070]偏移单元7包括:使X射线传感器12直线移动的直线移动单元70、以及使限制从X射线源I Ia照射的X射束L的范围的狭缝13直线移动的直线移动单元75。直线移动单元70配置在回转臂32。直线移动单元75经由支承部Ilb配置在回转臂32，但是也可以直接配置在回转臂32。直线移动单元70包括:沿着直线移动的方向配置的导轨71、沿着导轨71自由往返移动地安装的支架72、固定在支架72的螺母部73、与螺母部73螺合的外螺纹构件74、以及将外螺纹构件7 4旋转驱动的伺服电动机等的未图示的外螺纹构件旋转驱动单元。此外，使狭缝13直线移动的直线移动单元75相同地也包括:导轨76、支架77、螺母部78、外螺纹构件79、以及旋转驱动外螺纹构件79的伺服电动机等的未图示的外螺纹构件旋转驱动单元。而且，进行控制使得直线移动单元70和直线移动单元75相互地同步移动。
[0071 ]根据第3实施方式，能利用偏移单元7使X射线传感器12直线移动，由此能使被摄物K的X射束L的透过部位偏移。因而，即使根据第3实施方式，也能起到与上述的第I实施方式相同的作用效果。
[0072](第4实施方式)
第4实施方式中，将利用控制部8的投影数据的重叠密度均匀化的均匀化控制与上述的第I?第3实施方式不同。其他的结构与上述的第I?第3实施方式相同，因此省略说明。
第4实施方式所涉及的均匀化控制是如下的控制:使利用X射线传感器12检测出的X射束L通过拍摄区域PA的外侧部分OP时的使X射线源Ila和X射线传感器12在回转驱动单元3的作用下围绕被摄物K回转的速度(角速度)比利用X射线传感器12检测出的X射束L通过拍摄区域PA的中心侧部分IP时的使X射线源Ila和X射线传感器12在回转驱动单元3的作用下围绕被摄物K回转的速度(角速度)更慢。此外，使X射线源I Ia和X射线传感器12围绕被摄物K回转的速度在拍摄区域PA的外侧部分OP和中心侧部分IP可以直线状地变化，也可以曲线状地变化，还可以阶梯状地变化。
[0073]根据第4实施方式，通过使X射线源Ila和X射线传感器12在回转驱动单元3的作用下围绕被摄物K回转的速度(角速度)在拍摄区域PA的外侧部分OP和中心侧部分IP不同，从而可以将在拍摄区域PA的外侧部分OP和中心侧部分IP的投影数据的重叠密度均匀化。因而，即使根据第4实施方式，也能起到与上述的第I?第3实施方式相同的作用效果。
[0074](第5实施方式)
第5实施方式中，利用控制部8使投影数据的重叠密度均匀化的均匀化控制与上述的第I?第3实施方式不同。其他的结构与上述的第I?第3实施方式相同，因此省略说明。
第5实施方式所涉及的均匀化控制是如下的控制:使利用X射线传感器12检测出的X射束L通过拍摄区域PA的外侧部分OP时所述X射束L在被摄物K的透过部位在偏移单元5的作用下偏移的速度比利用X射线传感器12检测出的X射束L通过拍摄区域PA的中心侧部分IP时所述X射束L在被摄物K的透过部位在偏移单元5的作用下偏移的速度更慢。此处，利用回转驱动单元3使X射线源Ila和X射线传感器12围绕被摄物K回转的速度是恒定的。此外，投影数据的采样时间间隔在拍摄区域PA的外侧部分OP和中心侧部分IP是恒定的。此外，使X射束L在被摄物K的透过部位偏移的速度在拍摄区域PA的外侧部分OP和中心侧部分IP可以直线状地变化，也可以曲线状地变化，还可以阶梯状地变化。
[0075]图20是示意性地示出从沿着该中心轴的方向观察第5实施方式所涉及的拍摄区域PA的情况的局部俯视图。此外，在图20中省略拍摄确定面SF的图示。由于X射束L在被摄物K的透过部位的偏移速度在外侧部分OP变得较慢，而在中心侧部分IP变得较快，因此如图20所示，在半径方向相邻的拍摄确定点SP的移动轨迹TR间的间隔在外侧部分OP变得较密，而在中心侧部分IP变得较疏。因而，图20所示的平面内的每单位面积的拍摄确定点SP即拍摄确定面SF的数量变均匀。
[0076]根据第5实施方式，通过使X射束L在被摄物K的透过部位利用偏移单元5偏移的速度在拍摄区域PA的外侧部分OP和中心侧部分IP不同，从而可以将在拍摄区域PA的外侧部分OP和中心侧部分IP的投影数据的重叠密度均匀化。因而，即使根据第5实施方式，也能起到与上述的第I?第3实施方式相同的作用效果。此外，偏移单元5的移动对象是例如X射线传感器12等，因此质量较小，容易控制偏移速度。
[0077]以上，虽然对于本发明基于实施方式进行了说明，本发明并不限定于上述实施方式所记载的结构，还包含将上述的实施方式所记载的结构进行适当的组合或者选择，在不脱离其宗旨的范围内可以适当地对其结构进行变更。
[0078]例如，本发明也可以适用如下方式进行控制的情况:使X射线源IIa和X射线传感器12围绕被摄物K回转的同时利用X射线传感器12对透过被摄物K的X射束L进行检测的步骤、以及使利用X射线传感器12检测出的X射束L在被摄物K的透过部位偏移的步骤交替重复地进行。此外，本发明也可以适用如下方式进行控制的情况:使X射束L在被摄物K的透过部位偏移的同时利用X射线传感器12对透过被摄物K的X射束L进行检测的步骤、以及使X射线源Ila和X射线传感器12围绕被摄物K回转的步骤交替重复地进行。
[0079]此外，偏移量S的大小可以根据所需要的CT图像的分辨率等适当地设定。例如，偏移量S可以设定成在圆弧移动臂2旋转I圈的前后两个时间点的X射束L的相邻的透过部位彼此间产生间隙，也可以设定成上述相邻的透过部位彼此有一部分重叠。此外，也可以设定成在圆弧移动臂2例如旋转半圈时X射线传感器12偏移的偏移量S与X射线传感器12的宽度(有效宽度)W大致相等。
[0080]此外，在所述实施方式中，在X射线拍摄中使圆弧移动臂2回转的圈数虽然设为例如5圈，但是也可以通过操作部81设定成所需要的圈数。
[0081]此外，偏移单元5?7是示例，并不限定于上述的第I?第3实施方式中所记载的结构。例如，在第2实施方式中，也可以是X射线源Ila围绕X射线传感器12进行圆弧移动的结构。此外，在第3实施方式所涉及的偏移单元7中，也可以通过采用直齿条来构成直线移动单
J L ο
[0082]此外，在第I实施方式和第2实施方式中，虽然将圆弧移动中心轴C2配置在X射线源11a，但是并不限定于此，也可以配置在连接被摄物K和X射线传感器12的线上。此外，在本实施方式中，虽然是配置限制X射束L的范围的狭缝13来构成，但是并不限定于此，不设置狭缝13也可以实施本发明。
[0083]此外，所述实施方式中，虽然是在X射线拍摄处理(步骤SI)结束后执行CT图像生成处理(步骤S2)，但是本发明并不限定于次，也可以在X射线拍摄处理的过程中，从可以重建图像的区域依次执行生成CT图像。如上所述，更能实现CT拍摄动作时间的整体的缩短。
[0084]并且，X射线拍摄装置I也可以使用于牙科医疗以外的医疗。此外，拍摄对象可以是人以外的物品，因而，X射线拍摄装置也可以使用于物品的检查。
标号说明
[0085]Ulaab X射线拍摄装置 2圆弧移动臂(支承构件)
3回转驱动单元 5?7偏移单元 8控制部 Ila X射线源
12 X射线传感器(X射线拍摄单元)
32回转臂(支承构件)
K被摄物 L X射束 PA拍摄区域 OP外侧部分 IP中心侧部分 CL X射束的中心轴O拍摄区域的中心轴PS平面SF拍摄确定面
【主权项】
1.一种X射线拍摄装置，其特征在于，包括: 对被摄物照射X射束的X射线源； 对透过所述被摄物的所述X射束进行检测的X射线拍摄单元； 支承所述X射线源和所述X射线拍摄单元的支承构件； 使该支承构件旋转从而使所述X射线源和所述X射线拍摄单元围绕所述被摄物回转的回转驱动单元； 使所述X射线拍摄单元检测出的所述X射束在所述被摄物的透过部位发生偏移的偏移单元；以及 控制所述回转驱动单元和所述偏移单元的动作的控制部， 将从所述X射线拍摄单元检测出的所述X射束获取投影数据时的所述X射束用与该X射束的中心轴垂直并且通过拍摄区域的中心轴的平面切断，将由此获得的剖面作为拍摄确定面，将从沿着该拍摄区域的中心轴的方向观察所述拍摄区域时的平面上的每单位面积存在的所述拍摄确定面的片数设为投影数据的重叠密度，在此情况下，所述控制部进行使所述投影数据的重叠密度在所述拍摄区域的外侧部分和中心侧部分均匀化的均匀化控制。2.如权利要求1所述的X射线拍摄装置，其特征在于， 所述控制部同时地执行以下动作:通过使所述回转驱动单元动作以使所述支承构件旋转从而使所述X射线源和所述X射线拍摄单元围绕所述被摄物回转、以及通过使所述偏移单元动作从而使所述X射线拍摄单元检测出的所述X射束在所述被摄物的透过部位偏移， 并且所述控制部使所述X射线拍摄单元对透过所述被摄物的所述X射束进行检测。3.如权利要求1或权利要求2所述的X射线拍摄装置，其特征在于， 所述均匀化控制是如下的控制:使所述X射线拍摄单元检测出的所述X射束通过所述拍摄区域的外侧部分时所述X射束在所述被摄物的透过部位在所述偏移单元的作用下偏移的速度比所述X射线拍摄单元检测出的所述X射束通过所述拍摄区域的中心侧部分时所述X射束在所述被摄物的透过部位在所述偏移单元的作用下偏移的速度更慢。4.如权利要求1或权利要求2所述的X射线拍摄装置，其特征在于， 所述均匀化控制是如下的控制:使所述X射线拍摄单元检测出的所述X射束通过所述拍摄区域的外侧部分时每单位时间的所述投影数据的获取次数比所述X射线拍摄单元检测出的所述X射束通过所述拍摄区域的中心侧部分时每单位时间的所述投影数据的获取次数更多。5.如权利要求1或权利要求2所述的X射线拍摄装置，其特征在于， 所述均匀化控制是如下的控制:使所述X射线拍摄单元检测出的所述X射束通过所述拍摄区域的外侧部分时所述X射线源和所述X射线拍摄单元在所述回转驱动单元的作用下围绕所述被摄物回转的速度比所述X射线拍摄单元检测出的所述X射束通过所述拍摄区域的中心侧部分时所述X射线源和所述X射线拍摄单元在所述回转驱动单元的作用下围绕所述被摄物回转的速度更慢。
【文档编号】A61B6/14GK106028936SQ201480076207
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2014年12月17日
【发明人】竹本照美
【申请人】株式会社吉田制作所