专利名称：X射线摄影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种X射线摄影装置，尤其是涉及一种能够使用具有范围比较窄的纵长的检测区域的廉价X射线摄像单元而取得CT(计算机断层摄影法)断层图像的X射线摄
影装置。
背景技术：
以前，牙科治疗中的CT摄影装置由于所需要的图像数据量较多，因而一般都使用具有大范围的检测区域的二维传感器来取得CT断层图像。另一方面，全景摄影装置使用具有范围比较窄的纵长的检测区域的CXD (电荷耦合器件Charge Coupled Device)传感器而能够取得全景断层图像。另外，在为了提高便利性而在CT摄影和全景摄影之间进行切换，进而能够取得CT 断层图像和全景断层图像的X射线摄影装置中，使用了具有大范围的检测区域的二维传感器(专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利特开平10-225455号公报(图18)
发明内容
发明拟解决的问题然而，由于具有CT摄影所需要的大范围的检测区域的二维传感器价格昂贵，图像数据的处理装置也复杂化，装置在整体上就会昂贵，因此从这一点来说，存在着在牙科治疗领域中CT摄影装置难以被广泛普及这样的问题。于是，本发明为了解决上述的问题点，将提供如下这样的X射线摄影装置作为课题能够使用具有范围比较窄的纵长的检测区域的廉价X射线摄像单元而取得CT断层图像的X射线摄影装置，进而能够有效地有助于降低成本。用于解决问颗的方法为了解决上述问题，本发明提供了一种X射线摄影装置，具有如下技术特征X射线源，其将X射线束照射至拍摄对象上；X射线摄像单元，检测透过了所述拍摄对象的所述 X射线束；支撑件，其支撑所述X射线源和所述X射线摄像单元；以及旋转单元，其通过使所述支撑件旋转来使所述X射线源和所述X射线摄像单元围绕所述拍摄对象旋转；所述的X 射线摄影装置还具备圆弧移动单元，其通过使所述X射线摄像单元围绕配设在连接所述拍摄对象和所述X射线摄像单元的线上的圆弧移动中心轴旋转来使该X射线摄像单元围绕拍摄对象进行圆弧移动；以及控制装置，其控制所述旋转单元和所述圆弧移动单元的动作， 所述控制装置连续执行如下步骤第1摄像步骤，其通过所述圆弧移动单元使所述X射线摄像单元在第1圆弧移动范围内围绕所述圆弧移动中心轴旋转，同时通过所述X射线摄像单元检测透过了所述拍摄对象的所述X射线束；转向旋转步骤，其通过所述旋转单元使所述支撑件围绕所述拍摄对象进行转向旋转；以及转向摄像步骤，在通过所述转向旋转步骤使所述X射线摄像单元从所述第1圆弧移动范围仅移动了微小角度的状态下，通过所述圆弧移动单元使该X射线摄像单元在第2圆弧移动范围内围绕所述圆弧移动中心轴旋转，同时通过所述X射线摄像单元检测透过了所述拍摄对象的所述X射线束，并且，紧接着所述转向摄像步骤，再连续地执行转向旋转步骤和转向摄像步骤。这样，本发明通过利用所述圆弧移动 单元使该X射线摄像单元以所述圆弧移动中心轴为旋转中心而围绕所述拍摄对象进行圆弧移动，同时检测透过了所述拍摄对象的所述 X射线束，从而使该X射线摄像单元在进行圆弧移动的范围内作为二维X射线摄像单元而起作用。因此，例如，通过使具有范围比较窄的纵长的检测区域的X射线摄像单元进行圆弧移动，从而能够使该X射线摄像单元作为可以检测在该圆弧移动范围内的所述X射线束的大范围的二维X射线摄像单元而起作用。于是，通过旋转单元，使作为大范围的二维X射线摄像单元而起作用的X射线摄像单元围绕拍摄对象旋转，同时进行扫描，从而就能够取得CT断层图像。这样，本发明通过实现使用具有范围比较窄的纵长的检测区域的廉价X射线摄像单元而能够取得CT断层图像的X射线摄影装置，从而能够有效地有助于降低成本。在根据本发明的X射线摄影装置中，优选地，所述圆弧移动中心轴设在配设有所述X射线源的位置上。依照这样的结构，通过使所述X射线摄像单元以所述X射线源为中心进行圆弧移动，因此X射线源就不需要进行圆弧移动而提供稳定的X射线束的照射，进而能够抑制图像模糊。另外，例如，如果随着X射线摄像单元的圆弧移动而使X射线源沿X射线摄像单元的移动方向旋转，则就能够将X射线束的一定区域照射到X射线摄像单元上，因此就能够不断地将稳定且均勻的X射线束照射至拍摄对象上。在本发明中，所述X射线摄影装置是能够拍摄CT断层图像的摄影装置，所述X射线摄像单元是CCD传感器，所述第1摄像步骤、在该第1摄像步骤之后执行的所述转向摄像步骤以及在该所述转向摄像步骤之后再一次执行的转向摄像步骤优选分别沿相同的方向使所述X射线摄像单元旋转，同时检测所述X射线束。依照该结构，在各摄像步骤中，分别使X射线摄像单元沿相同的方向旋转，同时检测所述X射线束，从而能够将CCD传感器适用作所述X射线摄像单元。在本发明中，所述X射线摄影装置是能够拍摄CT断层图像的摄影装置，所述X射线摄像单元是CMOS传感器或者CdTe传感器，在所述第1摄像步骤、在该第1摄像步骤之后执行的所述转向摄像步骤中，一面沿互相相反的方向使所述X射线摄像单元旋转，一面检测所述X射线束。在所述转向摄像步骤、在该转向摄像步骤之后再一次执行的转向摄像步骤中也同样，一面沿互相相反的方向使所述X射线摄像单元旋转，一面检测所述X射线束。 像上述这样，优选地，一个摄像步骤和在该一个摄像步骤之后执行的另外的摄像步骤一面沿互相相反的方向使所述X射线摄像单元旋转，一面检测所述X射线束。依照该结构，在各摄像步骤中，一个摄像步骤和在该一个摄像步骤之后执行的另外的摄像步骤通过一面沿互相相反的方向使所述X射线摄像单元旋转，一面检测所述X射线束，从而能够将CMOS传感器或 者CdTe传感器(直接变换型半导体检测元件)用作所述 X射线摄像单元。在本发明中，所述旋转单元具有旋转臂和使该旋转臂旋转的旋转驱动单元，所述支撑件由被配设在所述旋转臂上的所述圆弧移动中心轴进行轴支撑的圆弧移动臂构成，并且优选以如下方式构成将使所述圆弧移动臂进行圆弧移动的所述圆弧移动单元配设在所述旋转臂上，进而通过由所述旋转驱动单元使所述旋转臂旋转，从而使所述圆弧移动臂旋转而使所述χ射线源和所述χ射线摄像单元围绕所述拍摄对象旋转，同时通过由所述圆弧移动单元使所述圆弧移动臂旋转，从而使所述X射线摄像单元围绕所述拍摄对象进行圆弧移动。依照这种结构，通过在作为支撑件的圆弧移动臂上配设X射线源和X射线摄像单元，并且将所述圆弧移动臂轴支撑在所述圆弧移动中心轴上，从而利用旋转单元而使配设在所述圆弧移动臂上的所述X射线源和X射线摄像单元围绕拍摄对象旋转，同时利用所述圆弧移动单元使所述圆弧移动臂旋转，进而能够使所述χ射线摄像单元围绕所述拍摄对象进行圆弧移动。在本发明中，所述X射线摄影装置具备使所述支撑件在二维平面内自由移动的XY 台，所述X射线摄影装置优选是能够拍摄全景断层图像的摄影装置。依照这样的结构，通过利用所述XY台而将支撑所述X射线源和所述X射线摄像单元的支撑件构成为了能够在二维平面内自由移动的结构，从而能够沿规定的全景摄影轨迹移动所述χ射线源和所述χ射线摄像单元。因此，也能够将所述X射线摄影装置用作能够取得全景断层图像的全景摄影装置。在本发明中，优选地，限制从所述X射线源照射的X射线束的范围的准直器与所述 X射线摄像单元面对面的方式配置，所述准直器与所述X射线摄像单元之间隔着所述拍摄对象。依照这种结构，通过配设限制X射线束的范围的准直器，从而能够使散射线的量减少而使画质提高。在本发明中，优选地，所述圆弧移动单元以如下方式构成在将所述X射线源、所述准直器和所述X射线摄像单元保持为直线状的状态下，使该准直器和X射线摄像单元进行圆弧移动。 依照这种结构，通过在将所述X射线源、所述准直器和所述X射线摄像单元保持为直线状的状态下而使该准直器和X射线摄像单元进行圆弧移动，从而能够用准直器约束X 射线束的一定区域，因此能够不断地将稳定且均勻的X射线束高效地照射至拍摄对象上。
另外，本发明提供了一种X射线摄影装置，具有如下特征-X射线源，其将X射线束照射至拍摄对象上；X射线摄像单元，其检测透过了所述拍摄对象的所述X射线束；支撑件， 其支撑所述X射线源和所述X射线摄像单元；以及旋转单元，其通过使所述支撑件旋转来使所述X射线源和所述X射线摄像单元围绕所述拍摄对象旋转，其中，所述的X射线摄影装置还具备直线移动单元，其使所述X射线摄像单元进行直线移动；以及控制装置，其控制所述旋转单元和所述直线移动单元的动作，所述控制装置连续执行如下步骤第1摄像步骤， 其通过所述直线移动单元使所述X射线摄像单元在第1直线移动范围内移动，同时通过所述X射线摄像单元检测透过了所述拍摄对象的所述X射线束；转向旋转步骤，其通过所述旋转单元使所述支撑件围绕所述拍摄对象进行转向旋转；以及转向摄像步骤，在通过所述转向旋转步骤使所述X射线摄像单元从所述第1直线移动范围仅转向旋转微小角度而偏移的状态下，通过所述直线移动单元使该X射线摄像单元在第2直线移动范围内移动，同时通过所述X射线摄像单元检测透过了所述拍摄对象的所述X射线束，并且，紧接着所述转向摄像步骤，再连续地执行转向旋转步骤和转向摄像步骤。依照这种结构，通过利用所述直线移动单元使X射线摄像单元进行直线移动，同时检测透过了所述拍摄对象的所述X射线束，从而能够使X射线摄像单元作为在直线移动范围内的二维X射线摄 像单元而起作用。因此，本发明通过实现使用具有范围比较窄的纵长的检测区域的廉价X射线摄像单元而能够取得CT断层图像的X射线摄影装置，从而能够有效地有助于降低成本。另外，本发明提供了一种X射线摄影装置具有如下特征X射线源，其将X射线束照射至拍摄对象上；X射线摄像单元，其检测透过了所述拍摄对象的所述X射线束；支撑件， 其支撑所述X射线源和所述X射线摄像单元；以及旋转单元，其通过使所述支撑件旋转来使所述X射线源和所述X射线摄像单元围绕所述拍摄对象旋转，其中，所述的X射线摄影装置具备χ射线移动单元，其使所述X射线摄像单元进行直线移动或者圆弧移动；以及控制装置，其控制所述旋转单元和所述圆弧移动单元的动作，所述控制装置执行如下步骤第1 环绕摄像步骤，其通过旋转单元使所述支撑件旋转来使所述X射线源和所述X射线摄像单元围绕所述拍摄对象旋转，同时通过所述X射线摄像单元检测透过了所述拍摄对象的所述 X射线束；转向移动步骤，其通过所述X射线移动单元使所述X射线相对于所述拍摄对象圆弧移动或者直线移动仅微小量而进行转向移动；以及转向环绕摄像步骤，在通过所述转向移动步骤使所述X射线摄像单元从所述第1环绕摄像步骤中的所述X射线摄像单元的位置仅偏移所述微小量的状态下，通过所述旋转单元使所述支撑件旋转来使所述X射线源和所述X射线摄像单元围绕所述拍摄对象旋转，同时通过所述X射线摄像单元检测透过了所述拍摄对象的所述X射线束，并且，紧接着所述转向环绕摄像步骤，再连续地执行转向移动步骤和转向摄像步骤。依照这种结构，通过从第1环绕摄像步骤和转向环绕摄像步骤起连续地执行转向移动步骤和转向摄像步骤，从而在所述第1环绕摄像步骤中，使所述X射线摄像单元的位置仅偏移了微小量的同时，连续地重复转向摄像步骤，因而能够将X射线摄像单元作为在连续多次移动的范围内的二维X射线摄像单元而起作用。因此，本发明通过实现使用具有范围比较窄的纵长的检测区域的廉价X射线摄像单元而能够取得CT断层图像的X射线摄影装置，从而能够有效地有助于降低成本。发明效果根据本发明的X射线摄影装置能够使用具有范围比较窄的纵长的检测区域的廉价X射线传感器而取得CT断层图像，因而能够有效地有助于降低成本。
图1是概念性地显示根据本发明的第1实施方式的X射线摄影装置的结构的示意图，(a)是正面图，(b)是侧面图。
图2是用于说明圆弧移动单元的动作的主要部分底视图。
图3是用于说明X射线传感器的圆弧移动的动作的平面图。图4显示使用了旋转圆盘的圆弧移动单元的结构，(a)是正面图，(b)是底视图。图5是用于说明作为X射线传感器而使用CMOS传感器来拍摄CT断层图像时的动作的示意性平面图。图6是用于说明作为X射线传感器而使用CXD传感器来拍摄CT断层图像时的动作的示意性平面图。图7是用于说明在将根据本发明的第1实施方式的X射线摄影装置用作全景摄影装置时的动作的示意性平面图。图8是显示圆弧移动单元的另外的实施方式的正面图。图9是显示X射线源的另外的实施方式的正面图。图10是显示适用了直线移动单元时的实施例的正面图。图11是用于说明适用了直线移动单元时的实施例中的动作的平面图。图12是显示本发明的第2实施方式的正面图。符号说明1,1' X射线摄影装置2,2'圆弧移动臂(支撑件)3旋转单元4，5圆弧移动单元8控制装置IlX射线源IlaX 射线管12X射线传感器(X射线摄像单元)13准直器15XY 台21轴部件31旋转轴32旋转臂33旋转驱动单元41伺服电动机42凸轮辊43凸轮槽44凸轮销51旋转轴52旋转圆盘53驱动销54导引槽61，62圆弧移动单元80控制装置
400直线移动单元Cl臂旋转中心轴C2圆弧移动中心轴K拍摄对象LX射线束
具体实施例方式下面，将一面适当地参照附图，一面详细地说明本发 明的第1实施方式。如图1所示，根据本发明的第1实施方式的牙科用X射线摄影装置1具备X射线管11a，其作为X射线源11 ；X射线传感器12，其作为X射线摄像单元；准直器13，其限制X 射线束L的范围；圆弧移动臂2，其作为支撑X射线源和X射线摄像单元的支撑件；旋转单元3，其使该圆弧移动臂2围绕臂旋转中心轴Cl旋转；圆弧移动单元4，其由使X射线传感器12围绕圆弧移动中心轴C2进行圆弧移动的凸轮机构形成XY台15，其在二维平面内自由移动；以及控制装置8，其控制旋转单元3和由凸轮机构形成的圆弧移动单元4的动作。此外，在本实施方式中，虽然对适用于牙科用的情况进行说明，但并不限定于此， 而能够在医疗领域等广泛地适用。另外，旋转单元3具备由旋转轴31进行枢轴支撑的旋转臂32和使该旋转臂32旋转的旋转驱动单元33。于是，旋转单元3具有通过使圆弧移动臂2旋转而使X射线管Ila 和X射线传感器12围绕拍摄对象K旋转的功能。X射线摄影装置1利用这种结构，通过由伺服电动机等组成的旋转驱动单元33而使旋转臂32旋转，从而能够使圆弧移动臂2旋转而使X射线源11和X射线传感器12围绕拍摄对象K旋转，同时通过由圆弧移动单元4使圆弧移动臂2旋转，从而能够使X射线传感器12隔着拍摄对象K进行圆弧移动。如图1 (a)所示，X射线源11具备将X射线束L照射至拍摄对象K上的X射线管 Ila0X射线管Ila配设在固定于圆弧移动臂2的下方的支撑件lib上。因此，从X射线管Ila照射出的X射线束L的照射方向随着圆弧移动臂2的旋转而变化，X射线传感器12 也以追随X射线束L的照射方向的方式同步地进行圆弧移动(参照图2(a) (c))。另外，在圆弧移动臂2上配设有用于限制从X射线管Ila照射出的X射线束L的范围的准直器13。被准直器13约束到拍摄对象K上的X射线束L在通过拍摄对象K之后由X射线传感器12检测出(参照图2)。X射线传感器12检测通过了拍摄对象K的X射线束L，由能够使用CMOS传感器 (参照图5)、CCD传感器(参照图6)、CdTe传感器、或其他具有范围比较窄(宽度6mm左右)的纵长的检测区域的成像传感器而构成。例如，CMOS传感器具有廉价且耗电少这样的特征，而CXD传感器具有分辨率高这样的特征，因而能够根据X射线摄影装置所要求的标准选择最适的成像传感器。圆弧移动臂2以旋转自由的方式被配设在圆弧移动中心轴C2上的轴部件21进行轴支撑。圆弧移动中心轴C2设置在与配设在圆弧移动臂2上的X射线源11相同的轴上。在圆弧移动臂2上直线状地配设有X射线源11、准直器13以及X射线传感器12。
因此，能够用准直器13约束从X射线源11照射出的X射线束L的一定区域而照射至X射线传感器12，因而能够不断地将稳定且均勻的X射线束高效地照射至拍摄对象K 上。如图1(b)所示，由凸轮机构形成的圆弧移动单元4具备凸轮辊42，其连结伺服电动机41，并且被旋转自由地支撑；凸轮槽43，其形成在凸轮辊42的外周面上；以及凸轮销44，其以沿凸轮槽43移动的方式卡合。凸轮销44以吗从圆弧移动臂2突出的方式而被固定。于是，由凸轮机构形成的圆弧移动单元4以凸轮销44被卡合在凸轮槽43上的方式而配设在旋转臂32上。通过这种结构，如图2所示，由伺服电动机41使凸轮辊42旋转，从而圆弧移动臂 2以圆弧移动中心轴C2为中心旋转，进而能够使X射线传感器12在圆弧移动范围δ (图 2(a))内进行圆弧移动。也就是说，如果使凸轮辊42旋转，则凸轮销44就 要沿与圆弧移动臂2正交的方向移动。由于该凸轮销44的移动，圆弧移动臂2就以配设在圆弧移动中心轴C2上的轴部件 21为中心，在图2(a)所示的位置和图2(c)所示的位置之间(圆弧移动范围δ)进行圆弧移动。具体而言，在图2(c)所示的状态下，在本图上，凸轮销44位于凸轮辊42的下部， 圆弧移动臂2也位于圆弧移动范围的下侧。如果从该位置使凸轮辊42沿右方向R(在图 1(a)中，顺时针转)旋转90度，则凸轮销44沿凸轮槽43移动至图2(b)所示的中央位置， 圆弧移动臂2也位于圆弧移动范围δ内的本图上的中央位置(图2(b))。另外，如果从图2(b)所示的中央位置起使凸轮辊42再沿右方向R旋转90度，则圆弧移动臂2将移动到图2(a)所示的圆弧移动范围δ的本图上的上侧位置。像这样，通过使圆弧移动臂2围绕圆弧移动中心轴C2进行圆弧移动，从而如图3 所示，使配设在圆弧移动臂2上的准直器13和X射线传感器12进行圆弧移动(参照S2、 S3)。这样，根据本实施方式的X射线摄影装置1通过圆弧移动单元4使X射线传感器 12围绕拍摄对象K而在圆弧移动范围δ内进行圆弧移动，同时检测通过了拍摄对象K的X 射线束L，从而能够使X射线传感器作为圆弧移动范围δ内的二维X射线摄像单元而起作用。因此，例如，通过使具有宽度6mm左右的范围较窄的纵长检测区域的X射线传感器 12进行圆弧移动，从而能够使该X射线传感器作为可以检测在该圆弧移动范围δ内的X射线束L的大范围的二维X射线摄像单元而起作用。于是，通过旋转单元3，使作为大范围的二维X射线摄像单元而起作用的X射线传感器12围绕拍摄对象K旋转，同时进行扫描，从而就能够取得CT断层图像。像上述这样，由于X射线摄影装置1使用具有范围比较窄的纵长的检测区域的廉价χ射线传感器12而能够取得CT断层图像，因而能够有效地有助于降低成本。XY台15通过组合在水平方向上正交的方式配设的、沿X轴方向自由移动地配设的直线移动导引和沿Y轴方向自由移动地配设的直线移动导引而构成，虽然这些都省略了图
7J\ ο通过具备XY台15，X射线摄影装置1能够经由旋转单元3而使圆弧移动臂2在水平方向的二维平面内进行平行移动，因而能够将该X射线摄影装置作为能够拍摄CT断层图像和全景断层图像的摄影装置而起作用。 也就是说，X射线摄影装置1在作为CT摄影装置而使用时，通过固定XY台15来固定臂旋转中心轴Cl，从而就能够进行CT摄影。另一方面，在作为通常的全景摄影装置而使用时，在不使圆弧移动臂2进行圆弧移动而固定的状态下，通过利用XY台15而使圆弧移动臂2和旋转臂32 —体地在水平方向的二维平面内进行平行移动，从而就能够进行全景摄影。关于圆弧移动单元的另外的实施例，将一面参照图4，一面进行说明。如图4(a)所示，根据圆弧移动单元的另外的实施例的由旋转圆盘形成的圆弧移动单元5具备如下部分而构成枢支在旋转臂32上的伺服电动机，所述的伺服电动机未显示在图中、与该伺服电动机连结的旋转轴51和旋转圆盘52、配设在旋转圆盘52上的驱动销 53以及以使驱动销53卡合的方式形成在圆弧移动臂2'上的导引槽54。如图4(b)所示，通过这种结构，由旋转圆盘52形成的圆弧移动单元5如果使旋转圆盘52沿顺时针方向Rl仅旋转Θ1，则圆弧移动臂2'就会从中央位置PO圆弧移动至本图上的下部位置Pl ；同样，如果使旋转圆盘52沿逆时针方向R2仅旋转θ 1，则圆弧移动臂 2'就会从中央位置PO圆弧移动至本图上的上部位置Ρ2。下面，将一面参照图5和图6，一面说明如上述那样结构的X射线摄影装置1的动作。图5是用于说明作为X射线传感器而使用CMOS传感器来拍摄CT断层图像时的动作的示意性平面图。图6是用于说明作为X射线传感器而使用CCD传感器来拍摄CT断层图像时的动作的示意性平面图。在这里，CMOS传感器具备不论是在图5中沿逆时针方向旋转(前进旋转)，还是沿顺时针方向旋转(返回旋转)，在两个方向上都能够检测X射线束的特性。因此，在CMOS传感器的情况下，连续的第1摄像步骤和作为转向摄像步骤的第2摄像步骤以及像该第2摄像步骤和第3摄像步骤(转向摄像步骤)这样相互连续地进行的摄像步骤中，就是互相反向的旋转方向(前进旋转和返回旋转)的组合。因此，在使用CMOS传感器来拍摄CT断层图像时，X射线摄影装置顺次执行如下步骤第1摄像步骤(图5(a))，其使CMOS传感器在第1圆弧移动范围δ 1内沿逆时针方向前进旋转；转向旋转步骤(图5(b))，其使CMOS传感器以臂旋转中心轴Cl为中心沿逆时针方向前进旋转；第2摄像步骤(图5 (c))，其作为使CMOS传感器在第2圆弧移动范围δ 2内沿顺时针方向返回旋转的转向摄像步骤；第2转向旋转步骤(图5(d))，其使CMOS传感器以臂旋转中心轴Cl为中心沿逆时针方向前进旋转；第3摄像步骤(图5(e))，其作为使CMOS 传感器在第3圆弧移动范围δ 3内前进旋转，同时检测X射线束L的转向摄像步骤。然后，紧接着作为转向摄像步骤的第3摄像步骤(图5(e))，再连续地执行转向旋转步骤和转向摄像步骤。像上述这样，例如一面围绕拍摄对象K进行180度或者360度的旋转，一面在各圆弧移动范围δ ，δ2、…δη内的各摄像步骤(第1摄像步骤、第2摄像步骤、…、直到第η次摄像步骤)中拍摄CT断层图像。具体而言，在第1摄像步骤中，如图5所示，通过圆弧移动单元4(图1)或者圆弧移动单元5(图4)使X射线传感器12围绕圆弧移动中心轴C2在第1圆弧移动范围δ 1内前进旋转，同时通过X射线传感器12检测通过了拍摄对象K的X射线束L。
在转向旋转步骤中，如图5(b)所示，通过旋转单元3，使圆弧移动臂2围绕臂旋转中心轴Cl沿逆时针方向仅前进旋转θ，进而使X射线源11和X射线传感器12围绕拍摄对象K转向旋转。在第 2摄像步骤中，如图5(c)所示，在通过转向旋转步骤(图5(b))从第1圆弧移动范围Sl仅偏移了微小角度θ的状态下，通过圆弧移动单元35使X射线传感器12围绕圆弧移动中心轴C2在第2圆弧移动范围δ 2内返回旋转，同时通过X射线传感器12检测通过了拍摄对象K的X射线束L。在第2转向旋转步骤中，如图5(d)所示，与图5(b)所示的转向旋转步骤是同样的。另外，如图5(e)所示，第3摄像步骤与图5(a)所示的第1摄像步骤是同样的。此外，如图5所示，在本实施方式中，对使用了 CMOS传感器的情况进行了说明，但即使是CdTe传感器(直接变换型半导体检测元件)也是与CMOS传感器同样的，具备不论是使其沿顺时针方向旋转(前进旋转)，还是使其沿逆时针方向旋转(返回旋转)，都能够在两个方向上检测X射线束L的特性，因而能够在与CMOS传感器同样的实施方式中使用。 通过使用CdTe传感器，能够使X射线束L的检测效率提高。接下来，将一面参照图6，一面说明作为X射线传感器12而使用CXD传感器来拍摄 CT断层图像时的动作。在这里，CXD传感器在移动方向上具有方向性，具备仅在一个方向上能够检测X射线束的特性。因此，在所有的摄像步骤中，都在使X射线传感器沿相同方向即沿逆时针方向前进旋转的情况下检测X射线束L。因此，为了准备紧接着一个摄像步骤而进行的下一个摄像步骤，包括在相同的圆弧移动范围S内沿顺时针方向返回旋转的返回步骤而构成。因此，X射线摄影装置1在使用CXD传感器而拍摄CT断层图像时，依次执行如下这些步骤第1摄像步骤(图6(a))，其使C⑶传感器在第1圆弧移动范围δ 11内沿逆时针方向前进旋转；返回步骤(图6(b))，在相同的第1圆弧移动范围δ 11内沿顺时针方向返回旋转；转向旋转步骤(图6(b'))，以臂旋转中心轴Cl为中心沿逆时针方向前进旋转； 第2摄像步骤(图6(c))，其作为使CCD传感器在第2圆弧移动范围δ 12内沿逆时针方向前进旋转的转向摄像步骤。此外，在本实施方式中，紧接着返回步骤(图6(b))，然后再执行了转向旋转步骤 (图6(b'))，但并不限于此，而既可以紧接着转向旋转步骤(图6(b'))，然后再执行返回步骤(图6(b))，也可以一面执行转向旋转步骤(图6(b'))，一面执行返回步骤(图 6(b))。然后，紧接着第2摄像步骤(图6(c))，再连续地执行如下步骤返回步骤(图 6(b))，使CCD传感器在相同的第2圆弧移动范围δ 12内沿顺时针方向返回旋转；以及转向旋转步骤(图6(b'))，使CCD传感器以臂旋转中心轴Cl为中心而沿逆时针方向前进旋转。像上述这样，一面围绕拍摄对象K进行180度或者360度的旋转，一面在各圆弧移动范围δ 11，δ 12、…δ In内的各摄像步骤(第1摄像步骤、第2摄像步骤、…、直到第η次摄像步骤)中拍摄CT断层图像。此外，各摄像步骤和转向旋转步骤中的动作与CMOS传感器的情况是同样的，因而省略其说明。接下来，一面参照图7，一面说明在X射线摄影装置1中拍摄全景断层图像时的动作。图7是用于说明在将根据本发明的实施方式的X射线摄影装置用作全景摄影装置时的动作的示意性平面图。X摄影装置1由于具备XY台15，其不驱动圆弧移动单元4而将圆弧移动臂2和旋转臂32作为一个整体，使一体驱动的圆弧移动臂2和旋转臂32在水平方向的二维平面内自由移动，因而该X摄影装置1也能够用作全景摄影装置。如图7所示，在拍摄全景断层图像时，为了对齿弓垂直地照射X射线束Ll L6，一面通过XY台15使旋转轴31 (图1)沿包络线从Cl移动至C6，一面通过旋转单元3 (图1) 使X射线源11和X射线传感器12以臂旋转中心轴Cl (图1)为中心而环绕拍摄对象K (图 1)旋转。以上，说明了本发明的第1实施方式，但本发明不限定于上述的实施方式，而能够适当地变更来实施。例如，根据第1实施方式的X射线摄影装置1是以如下方式构成的在圆弧移动臂 2上直线状地配设有准直器13和X射线传感器12，使圆弧移动臂2围绕圆弧移动中心轴C2 旋转，但并不限于这种构成，如图8所示，也可以是以如下方式构成的X射线摄影装置1' 用圆弧移动单元61使准直器13进行圆弧移动，用圆弧移动单元62分别同步地控制而使X 射线传感器12进行圆弧移动。另外，在图8中，也能够将准直器13和射线源11作为一个整体而构成，用圆弧移动单元61使与该准直器13成为一体的X射线源11进行圆弧移动，用圆弧移动单元62分别同步地控制而使X射线传感器12进行圆弧移动。另外，在第1实施方式中，在X射线源11上配设了圆弧移动中心轴C2，但并不限于此，能够配设在连接拍摄对象K和X射线传感器12的线上。另外，在本实施方式中，配设限制X射线束的范围的准直器13而构成，但并不限定于此，即使不设置准直器13也能够实施本发明。另外，在第1实施方式中，在圆弧移动臂2上配设了 X射线源11，随着圆弧移动臂 2的旋转而使X射线源11旋转，但并不限定于此，如图9所示，也可以将X射线源11固定在旋转臂32上。S卩，如图9所示，X射线源的另外的实施例就是在旋转臂32上固定支撑件lib'， 再在该支撑件lib'上配设有X射线管Ila的。并且，圆弧移动臂2以相对于支撑件lib' 自由旋转的方式而被进行轴支撑。通过这种结构，即使在利用圆弧移动单元4使圆弧移动臂2旋转进而使X射线传感器12进行圆弧移动的情况下，X射线管Ila也不会旋转，因而能够从X射线源11照射稳定的X射线束L。另外，在第1实施方式中，通过圆弧移动单元4，5使X射线传感器12进行圆弧移动，但并不限定于此，例如，也能够将圆弧移动中心轴C2(参照图1(a))设定在离拍摄对象 K较远的距离上。具体而言，就是代替所述的圆弧移动单元4，5，而替换为图10所示的直线移动单元400这样的实施例。于是，在 根据本发明的X射线摄影装置100中，关于适用了直线移动单元400时的实施例，将一面参照图10，一面进行说明。根据适用了直线移动单元400时的实施例的X射线摄影装置100具备直线移动单元400，其使X射线传感器12进行直线移动；直线移动单元500，其使用于限制从X射线管Ila照射出的X射线束L的范围的准直器130进行直线移动。并且，直线移动单元400、 500分别被配设在旋转臂32上。此外，在本实施例中，关于直线移动单元400、500以外的其它构成，与使用了所述圆弧移动单元4、5的实施例是同样的，因而省略其详细的说明。直线移动单元400能够具备如下部分而构成导轨401，其沿使X射线传感器直线移动的方向配设；支座402，其沿导轨401往复自由移动地安装；以及图中未显示的滚珠螺杆等驱动装置，其使支座402往复移动。直线移动装置400的构成并不是特别限定的，因而省略详细的说明。另外，使准直器130直线移动的直线移动单元500也同样能够具备导轨501和支座502而构成，并且以使直线移动单元400和直线移动单元500互相同步地移动的方式进行控制(参照图11的S2' ,S3')。此外，在本实施例中，具备直线移动单元500而构成，但并不限定于此，也可以不设置准直器130，或者即使设置准直器130也可以不设置使准直器130直线移动的直线移动单元500。接下来，关于本发明的第2实施方式，将一面参照图12，一面进行说明。图12只是改变了根据本发明的第1实施方式的X射线摄影装置1的控制动作，圆弧移动臂2旋转单元3圆弧移动单元4等其他构成都是同样的，因而仅说明主要的不同点， 而省略同样构成的说明。在所述的第1实施方式中，通过圆弧移动单元4使X射线传感器在第1圆弧移动范围s 1内旋转，同时检测X射线束，通过利用旋转单元3的转向旋转步骤使X射线传感器从第1圆弧移动范围δ 1偏移，在该偏移的状态下通过圆弧移动单元4使X射线传感器在第2圆弧移动范围δ 2内旋转，同时检测X射线束，再依次通过旋转单元3偏移，同时使其旋转360度或者180度来检测X射线束(参照图5)。与其相对，在根据第2实施方式的控制装置8中，如图12所示，包括第1环绕摄像步骤(参照图12 (a))，通过旋转单元3使圆弧移动臂2 (参照图1)旋转360度Rl (或者 180度)来检测X射线束L ；转向(shift)移动步骤，从第1环绕摄像步骤中的X射线传感器12的位置仅偏移微小量Δ (参照图12(b))；以及转向(shift)环绕摄像步骤(参照图 12 (b))，通过旋转单元3使圆弧移动臂2旋转360度R2 (或者180度)来检测X射线束L， 紧接着转向环绕摄像步骤，再连续地执行转向移动步骤和转向摄像步骤。
具体而言，如图12(a)所示，第1环绕摄像步骤就是如下这样的步骤(同时参照图 1)通过旋转单元3使圆弧移动臂2旋转全重构的360度Rl (或者半重构的180度)，进而使X射线源11和X射线传感器12围绕拍摄对象K旋转，同时由X射线传感器12检测透过了拍摄对象K的X射线束L。如图12(b)所示，转向移动步骤就是如下这样的步骤通过作为X射线移动单元的圆弧移动单元4使圆弧移动臂2旋转，进而使X射线传感器12围绕圆弧移动中心轴C2进行圆弧移动(参照图1)，使X射线传感器12相对于拍摄对象K而从第1环绕摄像步骤中的 X射线传感器12的位置仅偏移了微小量Δ。如图12(b)所示，转向环绕摄像步骤就是如下这样的步骤(同时参照图1)在通过转向移动步骤使χ射线传感器12从第1环绕摄像步骤中的X射线传感器12的位置仅偏移了微小量Δ的状态下，与第1环绕摄像步骤同样，通过旋转单元3使圆弧移动臂2旋转全重构的360度R2 (或者半重构的180度)，进而使X射线源11和X射线传感器12围绕拍摄对象K旋转，同时由X射线传感器12检测透过了拍摄对象K的X射线束L。在这里，微小量Δ的大小可以根据在摄影中所需要的CT断层图像的分辨率等恰当设定，既可以以第1环绕摄像步骤中的X射线传感器12的位置与转向环绕摄像步骤中的 X射线传感器 12的位置之间出现间隙或者并列邻接的方式进行移动，也可以以重叠的方式进行偏移。这样，如图12(c)所示，根据本发明的第2实施方式的控制装置8(图1)紧接着转向环绕摄像步骤，再连续地执行转向移动步骤和转向摄像步骤。也就是说，控制装置8(图 1)利用转向移动步骤使X射线传感器12从第1环绕摄像步骤中的X射线传感器12的位置开始直到第N次的转向摄像步骤依次仅偏移微小量Δ(总体的移动量δ ‘)，同时通过旋转单元3使圆弧移动臂2旋转360度RN(180度)，进而使X射线源11和X射线传感器12 围绕拍摄对象K旋转，同时由X射线传感器12检测透过了拍摄对象K的X射线束L。此外，在第2实施方式中，是通过圆弧移动单元4使X射线传感器12进行圆弧移动的，但并不限于此，也能够通过图10所示的直线移动单元400使其进行直线移动(参照图 11)。
权利要求
1.一种X射线摄影装置，其具有X射线源，其将X射线束照射至拍摄对象上； X射线摄像单元，检测透过了所述拍摄对象的所述X射线束； 支撑件，其支撑所述χ射线源和所述χ射线摄像单元；以及旋转单元，其通过使所述支撑件旋转来使所述X射线源和所述X射线摄像单元围绕所述拍摄对象旋转， 其特征在于，具备圆弧移动单元，其通过使所述X射线摄像单元围绕配设在连接所述拍摄对象和所述X 射线摄像单元的线上的圆弧移动中心轴旋转来使该X射线摄像单元围绕拍摄对象进行圆弧移动；以及控制装置，其控制所述旋转单元和所述圆弧移动单元的动作，所述控制装置执行如下步骤第1摄像步骤，其通过所述圆弧移动单元使所述X射线摄像单元在第1圆弧移动范围内围绕所述圆弧移动中心轴旋转，同时通过所述X射线摄像单元检测透过了所述拍摄对象的所述X射线束；转向旋转步骤，其通过所述旋转单元使所述支撑件围绕所述拍摄对象进行转向旋转；以及转向摄像步骤，在通过所述转向旋转步骤使所述X射线摄像单元从所述第1圆弧移动范围仅移动了微小角度的状态下，通过所述圆弧移动单元使该X射线摄像单元在第2圆弧移动范围内围绕所述圆弧移动中心轴旋转，同时通过所述X射线摄像单元检测透过了所述拍摄对象的所述X射线束，并且，紧接着所述转向摄像步骤，再连续地执行转向旋转步骤和转向摄像步骤。
2.根据权利要求1所述的X射线摄影装置，其特征在于，所述圆弧移动中心轴设在配设有所述X射线源的位置上。
3.根据权利要求1或者2所述的X射线摄影装置，其特征在于， 所述X射线摄影装置是能够拍摄CT断层图像的摄影装置， 所述X射线摄像单元是CCD传感器，所述第1摄像步骤、在该第1摄像步骤之后执行的所述转向摄像步骤以及在该所述转向摄像步骤之后再次执行的所述转向摄像步骤分别沿相同的方向使所述X射线摄像单元旋转，同时检测所述X射线束。
4.根据权利要求1或者2所述的X射线摄影装置，其特征在于， 所述X射线摄影装置是能够拍摄CT断层图像的摄影装置， 所述X射线摄像单元是CMOS传感器或者CdTe传感器，在所述第1摄像步骤、在该第1摄像步骤之后执行的所述转向摄像步骤中，一面沿互相相反的方向使所述X射线摄像单元旋转，一面检测所述X射线束，在所述转向摄像步骤、在该转向摄像步骤之后再次被执行的转向摄像步骤中也同样， 一面沿互相相反的方向使所述X射线摄像单元旋转，一面检测所述X射线束，像上述这样，一个摄像步骤和在该一个摄像步骤之后执行的另外的摄像步骤一面沿互相相反的方向使所述X射线摄像单元旋转，一面检测所述X射线束。
5.根据权利要求1或者2所述的X射线摄影装置，其特征在于， 所述旋转单元具有旋转臂和使该旋转臂旋转的旋转驱动单元，所述支撑件由被配设在所述旋转臂上的所述圆弧移动中心轴进行轴支撑的圆弧移动臂构成，并且以如下方式构成将使所述圆弧移动臂进行圆弧移动的所述圆弧移动单元配设在所述旋转臂上，进而通过由所述旋转驱动单元使所述旋转臂旋转，从而使所述圆弧移动臂旋转而使所述χ射线源和所述χ射线摄像单元围绕所述拍摄对象旋转，同时通过由所述圆弧移动单元使所述圆弧移动臂旋转，从而使所述X射线摄像单元围绕所述拍摄对象进行圆弧移动。
6.根据权利要求1或者2所述的X射线摄影装置，其特征在于，所述X射线摄影装置具备使所述支撑件在二维平面内自由移动的XY台，所述X射线摄影装置是能够拍摄全景断层图像的摄影装置。
7.根据权利要求1或者2所述的X射线摄影装置，其特征在于，限制从所述X射线源照射的X射线束的范围的准直器与所述X射线摄像单元面对面的方式配置，并且它们之间隔着所述拍摄对象。
8.根据权利要求7所述的X射线摄影装置，其特征在于，所述圆弧移动单元以如下方式构成在将所述X射线源、所述准直器和所述X射线摄像单元保持为直线状的状态下，使该准直器和X射线摄像单元进行圆弧移动。
9.一种X射线摄影装置，其具有X射线源，其将X射线束照射至拍摄对象上； X射线摄像单元，检测透过了所述拍摄对象的所述X射线束； 支撑件，其支撑所述χ射线源和所述χ射线摄像单元；以及旋转单元，其通过使所述支撑件旋转来使所述X射线源和所述X射线摄像单元围绕所述拍摄对象旋转， 其特征在于，具备直线移动单元，其使所述X射线摄像单元进行直线移动；以及控制装置，其控制所述旋转单元和所述直线移动单元的动作，所述控制装置执行如下步骤第1摄像步骤，其通过所述直线移动单元使所述X射线摄像单元在第1直线移动范围内移动，同时通过所述X射线摄像单元检测透过了所述拍摄对象的所述X射线束；转向旋转步骤，其通过所述旋转单元使所述支撑件围绕所述拍摄对象进行转向旋转；以及转向摄像步骤，在通过所述转向旋转步骤使所述X射线摄像单元从所述第1直线移动范围仅转向旋转微小角度而偏移的状态下，通过所述直线移动单元使该X射线摄像单元在第2直线移动范围内移动，同时通过所述X射线摄像单元检测透过了所述拍摄对象的所述 X射线束，并且，紧接着所述转向摄像步骤，再连续地执行转向旋转步骤和转向摄像步骤。
10.一种X射线摄影装置，其具有X射线源，其将X射线束照射至拍摄对象上；X射线摄像单元，检测透过了所述拍摄对象的所述X射线束； 支撑件，其支撑所述χ射线源和所述χ射线摄像单元；以及旋转单元，其通过使所述支撑件旋转来使所述X射线源和所述X射线摄像单元围绕所述拍摄对象旋转， 其特征在于，具备X射线移动单元，其使所述X射线摄像单元进行直线移动或者圆弧移动；以及控制装置，其控制所述旋转单元和所述圆弧移动单元的动作，所述控制装置执行如下步骤第1环绕摄像步骤，其通过旋转单元使所述支撑件旋转来使所述X射线源和所述X射线摄像单元围绕所述拍摄对象旋转，同时通过所述X射线摄像单元检测透过了所述拍摄对象的所述X射线束；转向移动步骤，其通过所述X射线移动单元使所述X射线相对于所述拍摄对象圆弧移动或者直线移动仅微小量而进行转向移动；以及转向环绕摄像步骤，在通过所述转向移动步骤使所述X射线摄像单元从所述第1环绕摄像步骤中的所述X射线摄像单元的位置仅偏移所述微小量的状态下，通过所述旋转单元使所述支撑件旋转来使所述X射线源和所述X射线摄像单元围绕所述拍摄对象旋转，同时通过所述X射线摄像单元检测透过了所述拍摄对象的所述X射线束，并且，紧接着所述转向环绕摄像步骤，再连续地执行转向移动步骤和转向摄像步骤。
全文摘要
一种具有使X射线源11和X射线传感器12围绕拍摄对象K旋转的旋转单元3的X射线摄影装置，其具备使X射线传感器12围绕圆弧移动中心轴C2进行圆弧移动的圆弧移动单元4和控制装置8，该控制装置8连续地执行如下步骤第1摄像步骤，其通过所述圆弧移动单元4使所述X射线传感器12在第1圆弧移动范围δ1内围绕所述圆弧移动中心轴C2旋转，同时检测X射线束L；转向旋转步骤，其通过旋转单元3使圆弧移动臂2围绕拍摄对象K进行转向旋转；以及转向摄像步骤，在通过转向旋转步骤使X射线传感器12从所述第1圆弧移动范围δ1仅偏移了微小角度的状态下，通过圆弧移动单元4使该X射线传感器12在第2圆弧移动范围δ2内围绕圆弧移动中心轴C2旋转，同时检测X射线束L。通过这样的结构，能够使用纵长的廉价X射线摄像单元而取得CT断层图像，进而能够降低成本。
文档编号A61B6/14GK102413770SQ201080019639
公开日2012年4月11日 申请日期2010年6月21日 优先权日2009年6月25日
发明者山中通三, 竹本照美 申请人:株式会社吉田制作所