JP2018509980A - 口腔内三次元ｘ線システム用の回転ヨーク取付け部 - Google Patents

Abstract

ヨー軸周りに旋回することができる垂直部材、２つの端部を有し、垂直部材を通る円弧形のヨーク、ヨークの２つの端部に取り付けられたガントリ、およびガントリに取り付けられたＸ線源を備える、Ｘ線源を位置調整するための調節可能な取付け部。Ｘ線源は、垂直部材の旋回によりヨー軸周りに回転され、ガントリが縦揺れすることによりピッチ軸周りに縦揺れされ、および／またはヨークが垂直部材を通ることによりロール軸周りに回転され得る。調節可能な取付け部内で照準を定める位置にＸ線源を置くステップ、および調節可能な取付け部のロール軸周りにＸ線源が回転することにより、置かれたＸ線源がＸ線センサに照準を定めるステップを備える、Ｘ線撮像のための方法。Ｘ線源およびＸ線源が取り付けられる調節可能な取付け部を備える、Ｘ線源取付けシステム。【選択図】図２

Description

発明の属する技術分野
本出願は、一般にＸ線源取付けシステムに関し、より詳細には、口腔内トモシンセシスデータセットを取得するためにＸ線源を掃引する、調節可能で人間工学に基づいたモータ付き取付けシステムに関する。

関連技術の説明
Ｘ線撮影は、被写体（例えば、患者）の一方の側にＸ線源を位置決めし、被写体の他方の側に置かれたＸ線検出器（例えば、撮影用フィルム、輝尽性蛍光体プレートまたはデジタル検出器）に向かって、被写体を通して、Ｘ線源からＸ線を放射させることにより行われ得る。Ｘ線源および検出器は、Ｘ線撮影処置の間、実質的に静止したままである。Ｘ線が被写体を通り抜けると、それらのエネルギーは吸収され被写体の構成に応じて度合いが変化し、検出器に到達したＸ線は、被写体を介した累積した吸収度合いに基づいて、二次元（２Ｄ）Ｘ線画像（放射線写真としても知られる）を形成する。したがって、１枚の放射線写真では、被写体内の特徴についての十分な立体情報は提供されない。従来の放射線写真では特徴は重なり合って見えることが多いが、三次元（３Ｄ）空間では被写体内において別々に見える。

Ｘ線撮影はまた、歯科医療において実施することができ、この場合、撮像される被写体は、患者の１つまたは複数の歯科解剖学的構造であり得る。患者は、一般的には、仰向けに後ろに寄りかかる歯科用治療椅子に座り、例えば、２０ミリメートル×２６ミリメートルから２７ミリメートル×３７ミリメートルまでサイズを変えることができる口腔内Ｘ線センサを、歯科解剖学的構造の対象に近く患者の口腔内に配置する。患者およびＸ線センサを基準としてＸ線源の位置調整を容易にするために、Ｘ線源は、三次元空間で移動（すなわち、上、下、前、後、左および右への移動）するために、壁にまたは天井に取り付けられた調節可能なアームから吊るしてもよい。Ｘ線源ハウジングはまた、垂直軸（すなわち、ヨー軸）周りにＸ線源が回転することおよび水平軸（すなわち、ピッチ軸）周りにＸ線源が旋回することを可能にするように、設計され得る。しかし、歯科用放射線写真は、Ｘ線の累積した吸収度合いから（すなわち、撮像された歯科解剖学的構造を通じて）形成され、患者の歯科解剖学的構造についての十分な立体情報は提供されない。

Ｘ線コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）は、被写体周りにＸ線源および検出器が３６０°回転することにより、３Ｄ画像で立体情報を提供することができる。しかし、Ｘ線ＣＴ装置は時には大きいものであり、かなりの金額の出資を必要とする専用機器である。

トモシンセシスは、限定された走査角度内での多数の透視からＸ線源を用いて被写体を撮像することによる、二次元のトモグラフィー画像スライスの形成において、被写体に関する三次元情報を提供する新たな画像診断法である。ＣＴ撮像と比較して、トモシンセシスは患者が曝されるＸ線量がより少なく、より速く画像が得られ、またより安価である。トモシンセシスシステムは、乳房Ｘ線撮影用に商業化されている。画像診断法のトモシンセシスはまた、口腔内撮像に適用し得る。

従来の歯科Ｘ線撮影用のＸ線源は、一般にヨー軸およびピッチ軸周りで調節され得るが、それらは一般にトモシンセシス撮像で複数の透視から被写体を撮像するように、限定された走査角度を介して走査する能力を有さない。

前述に関連する既存の制限ならびに他の制限は、Ｘ線源を位置調整するための調節可能な取付け部ならびにＸ線撮像システム、Ｘ線源取付けシステム、および調節可能な取付け部を備えるＸ線撮像のための方法により克服され得る。

本明細書に記載の一実施形態は、Ｘ線源を位置調整するための調節可能な取付け部に関する。調節可能な取付け部は、ヨー軸周りに旋回することができる垂直部材と、２つの端部を有し、垂直部材を通る円弧形のヨークとを備え、ピッチ軸はヨークの２つの端部を介して定義され、ロール軸はヨークの円心を介して、ヨークが横たわる面に直交するように定義され、調節可能な取付け部は、ヨークの２つの端部に取り付けられ、ヨークの２つの端部を介して定義された軸周りに縦揺れすることが可能なガントリと、ガントリに取り付けられるＸ線源とを備える。一態様において、Ｘ線源は、垂直部材の旋回によりヨー軸周りに回転され、ガントリが縦揺れすることによりピッチ軸周りに縦揺れされ、および／またはヨークが垂直部材を通ることによりロール軸周りに回転され得る。別の態様において、ガントリはモータ付き移動ステージを備え、Ｘ線源は移動ステージによりガントリに取り付けられる。さらに別の態様において、ガントリは、移動ステージによるＸ線源の移動に基づいてＸ線源を回転させるカムチャネルを備える。別の態様において、垂直部材はそこでヨークが回転するベアリングおよびヨークを固定するブレーキを備える。

本明細書に記載の別の実施形態は、Ｘ線撮像システムに関する。Ｘ線撮像システムは、ヨー軸周りに旋回することができる垂直部材と、２つの端部を有し、垂直部材を通る円弧形のヨークとを備え、ピッチ軸はヨークの２つの端部を介して定義され、ロール軸はヨークの円心を介して、ヨークが横たわる面に直交するように定義される調節可能な取付け部であって、ヨークの２つの端部に取り付けられ、ヨークの２つの端部を介して定義された軸周りに縦揺れすることが可能なガントリを備える調節可能な取付け部を備える。Ｘ線撮像システムは、調節可能な取付け部のガントリに取り付けられるＸ線源と、Ｘ線センサとをさらに備える。一態様において、Ｘ線源は、垂直部材の旋回によりヨー軸周りに回転し、ガントリが縦揺れすることによりピッチ軸周りに縦揺れし、および／またはヨークが垂直部材を通ることによりロール軸周りに回転することにより、Ｘ線源センサに照準を定めることができる。

本明細書に記載の別の実施形態は、Ｘ線センサと、調節可能な取付け部に取り付けられたＸ線源と、ヨー軸、ピッチ軸およびロール軸周りにＸ線源が回転することを可能にする調節可能な取付け部とを備えるＸ線撮像システムを用いたＸ線撮像のための方法に関する。方法は、調節可能な取付け部内で照準を定める位置にＸ線源を置くステップと、調節可能な取付け部のロール軸周りにＸ線源が回転することにより、置かれたＸ線源がＸ線センサに照準を定めるステップとを備える。一態様において、Ｘ線センサにＸ線源が照準を定めることは、調節可能な取付け部のヨー軸および調節可能な取付け部のピッチ軸のうちの少なくとも１つの周りにＸ線源が回転することをさらに含む。別の態様において、方法は、所定の走査角度を通じて照準を定めたＸ線源が走査を行うステップと、走査を行うステップの間にＸ線源にＸ線を放射させるステップと、Ｘ線センサで放射されたＸ線を検出するステップとをさらに備える。

本明細書に記載のさらに別の実施形態は、Ｘ線源取付けシステムに関する。Ｘ線源取付けシステムは、Ｘ線源と、Ｘ線源が取り付けられ、ヨー軸、ピッチ軸およびロール軸周りに回転自由度を有するＸ線源を提供するように構成された調節可能な取付け部とを備える。一態様において、Ｘ線源の重心は、Ｘ線源がヨー軸、ピッチ軸およびロール軸のうちの少なくとも１つの周りに回転するとき、変化しない。

本明細書に記載の種々の実施形態のさらなる特徴および利点ならびに構造および作動を、添付の図面を参照しながら以下に詳細に説明する。

トモシンセシスシステム
本明細書で特許請求されおよび／または説明される教示は、例示的な実施形態によってさらに説明される。これらの例示的な実施形態は、図面を参照しながら詳細に説明される。これらの実施形態は、図面のいくつかの見地全体を通じて、同様の構造に同じ参照符号を示す例示的な実施形態には限定されない。

図１は、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、トモシンセシスシステムのシステムブロック図を示す。 図２は、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、Ｘ線源取付けシステムを示す図である。 図３Ａは、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、ハウジングカバーが取り外された状態の、図２に示すＸ線源取付けシステムのサブコンポーネントを正面、底面および左面から見た透視図を示す。 図３Ｂは、Ｘ線源が図３Ａに示した位置と異なる位置にある場合の、図３Ａに示すＸ線源取付けシステムのサブコンポーネントを正面、底面および左面から見た透視図を示す。 図３Ｃは、Ｘ線源が図３Ａおよび図３Ｂに示した位置と異なる位置にある場合の、図３Ａに示すＸ線源取付けシステムのサブコンポーネントを正面、底面および左面から見た透視図を示す。 図３Ｄは、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、ハウジングカバーが取り外された状態の、図２に示すＸ線源取付けシステムのサブコンポーネントを正面、上面および右面から見た透視図を示す。 図４は、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、ハウジングカバーが取り外された状態の、図２に示すＸ線源取付けシステムのサブコンポーネントの正面図を示す。 図５は、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、ハウジングカバーが取り外された状態の、図２に示すＸ線源取付けシステムのサブコンポーネントの右側面図を示す。 図６は、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、ハウジングカバーが取り外された状態の、図２に示すＸ線源取付けシステムのサブコンポーネントの背面図を示す。 図７は、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、ハウジングカバーが取り外された状態の、図２に示すＸ線源取付けシステムのサブコンポーネントを背面、底面および左面から見た透視図を示す。 図８は、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、図３Ａに示す構成要素を有する移動ガントリサブアセンブリおよびＸ線源の上面図を示す。 図９Ａは、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、図３Ａに示す構成要素を有し、照準を定める位置で構成された、移動ガントリサブアセンブリおよびＸ線源の上面図を示す。 図９Ｂは、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、別の位置にある図９Ａに示す移動ガントリサブアセンブリおよびＸ線源を示す。 図９Ｃは、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、別の位置にある図９Ａに示す移動ガントリサブアセンブリおよびＸ線源を示す。 図１０Ａは、ロール軸周りに回転したときの、１つの位置にある図２に示すＸ線源取付けシステムの正面図を示す。 図１０Ｂは、ロール軸周りに回転したときの、別の位置にある図２に示すＸ線源取付けシステムの正面図を示す。 図１１は、図１に示すトモシンセシスシステムの例示のコンピュータシステムのブロック図を示す。 図１２は、図２のＸ線源取付けシステムを用いてＸ線源を位置調整するための、本明細書に記載の例示的実施形態に従う手順を示すフローチャートを示す。

以下、それぞれのこのような構成要素の詳細な説明は、各図に対して提供され得ないが、各図の種々の要素は、同じ構成要素を識別するために同一である少なくともいくつかの参照符号を有し得る。
好適な実施態様の詳細な説明

本明細書に記載の例示の態様に従って、図１は、口腔内トモシンセシスデータセットを取得するための口腔内トモシンセシスシステム１００のブロック図を示す。

システム１００は、対象の被写体５０の１つまたは複数のＸ線画像を取得するように動作され得て、この被写体５０は、１つまたは複数のサブ被写体（複数可）５２をさらに含んでもよい。例えば、被写体５０は患者の歯科解剖学的構造であってよい。より詳細には、被写体５０は、患者の歯（または複数の歯）および取囲む歯列であってよく、サブ被写体（複数可）５２は、例えば、歯内の根本の構造であってよい。

システム１００は、Ｘ線センサ１０２およびＸ線源サブシステム１１６を備え、これらはそのサブコンポーネントをそれぞれ備え、コンピュータシステム１０６に電気的に接続される。一実施例では、Ｘ線源サブシステム１１６は、天井または壁に取り付けられた調節可能なアーム（本明細書において以下でさらに説明される図２を参照のこと）から吊り下げられるので、被写体５０を基準として自由に位置調整される。Ｘ線源サブシステム１１６は、モータ付きのステージ１１８に取り付けられたＸ線源１０４をさらに備え、またステージ上のコントローラ１２０を示す。ステージ上のコントローラ１２０は、他のものとともに、モータ付きのステージ１１８の動きを制御することができる。

コンピュータシステム１０６は、ディスプレイユニット１０８および入力ユニット１１４に電気的に接続される。ディスプレイユニット１０８は、出力ユーザインタフェースおよび／または入力ユーザインタフェースであることができる。

Ｘ線センサ１０２は、被写体５０の一方の側に位置され、Ｘ線センサ１０２の受光面は、デカルト座標系におけるＸ−Ｙ平面に伸びる。Ｘ線センサ１０２は、例えば、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）ピクセルアレイデジタル検出器、電荷結合素子（ＣＣＤ）ピクセルアレイデジタル検出器などであることができる。本明細書に記載の例示的実施形態において、Ｘ線センサ１０２のサイズは、被写体５０である患者のタイプに従って変化し、より詳細には、Ｘ線センサ１０２は、歯科産業で用いられる標準サイズの長方形の口腔内センサの１つであってよい。標準の歯科用サイズの例としては、サイズが約２７×３７ミリメートルであり、一般的に成人患者に用いられる「サイズ２型」センサ、サイズが約２１×３１ミリメートルであり、典型的にサイズ２型の成人患者よりも小さい患者に用いられる「サイズ１型」センサ、およびサイズが約２０×２６ミリメートルであり、典型的に小児患者に用いられる「サイズ０型」センサが挙げられる。本明細書に記載のさらなる例示的実施形態において、Ｘ線センサ１０２の各ピクセルは、１５マイクロメートルのピクセル幅を有し、対応して、サイズ２型のセンサは、１７００×２４００ピクセルアレイにおいて約４００万ピクセルを有し、サイズ１型のセンサは、１３００×２０００ピクセルアレイにおいて約２７０万ピクセルを有し、およびサイズ０型のセンサは、１２００×１６００ピクセルアレイにおいて約１９０万ピクセルを有する。Ｘ線センサ１０２の色の解像度は、本明細書に記載の一例示的実施形態において、この例に限定されないが、１２ビットのグレースケールの解像度であってよく、他の例示の色の解像度は、８ビットのグレースケールの解像度、１４ビットのグレースケールの解像度および１６ビットのグレースケールの解像度を含んでよい。

Ｘ線源１０４は、Ｘ線センサ１０２から被写体５０の反対側に位置される。Ｘ線源１０４は、被写体５０を通り抜け、Ｘ線センサ１０２によって検出されるＸ線１１０を放射する。Ｘ線源１０４は、デカルト座標系の少なくともＺ軸方向において、Ｘ線センサ１０２の受光面の方へＸ線１１０を放射するように方向づけられ、Ｚ軸はＸ線センサ１０２の受光面と関連してＸ−Ｙ平面に直交する。

Ｘ線源１０４は、走査角度１１２内でそれぞれ多様な種々の位置に位置調整される間、Ｘ線１１０を放射することもでき、走査角度１１２における０度位置は、Ｚ軸に沿ってＸ線１１０を放射するための位置に対応する。本明細書に記載の一例示的実施形態において、ユーザははじめに、Ｘ線源サブシステム１１６を位置調整し、したがって、Ｘ線源１０４も被写体５０を基準として所定の開始位置に位置調整される。ついで、コンピュータシステム１０６は、周知の開始位置に基づいて、モータ付きステージ１１８を介してＸ線源１０４が移動し、走査角度１１２内でそれぞれの種々の位置を通じて掃引するように、ステージ上のコントローラ１２０を制御する。走査角度１１２を通じたＸ線源１０４の掃引は、連続する動きとして、または不連続なステップとして行われ得る。コンピュータシステム１０６は、それぞれの位置で、線源１０４にＸ線１１０を放射させるようにＸ線源１０４を制御する。

図１において、０°位置はＸ線源１０４で示され、一方、参照符号１０４ａおよび１０４ｂは同じＸ線源を示すが、それらは走査角度１１２内で２つの別の例示の位置にある。走査角度１１２は、例えば、０°から±２０°であることができるが、この例は限定していない。例えば、他の実施形態において、線源１０４は、いくつかの所望の方向でＸ線１１０を放射するように位置調整が可能で、上記の例で記載されたような、面、方向または角度だけである必要はない。

放射されたＸ線１１０が被写体５０を通り抜けると、Ｘ線１１０の光量子は、カルシウム豊富な歯および骨などの被写体５０の高密度構造によって、より高く減衰され、ゴムおよびチークなどの柔組織によって低く減衰される。１つまたは複数の減衰構造は、サブ被写体５２により示され得る。被写体５０を通り抜け、減衰されたＸ線１１０は、Ｘ線センサ１０２に投射され、Ｘ線センサ１０２は、Ｘ線１１０を電気信号に変換し、コンピュータシステム１０６に電気信号を提供する。一例示的実施形態において、Ｘ線センサ１０２は、Ｘ線１１０をまず光学像に変換し、ついで光学像を電気信号に変換する間接型センサ（例えば、シンチレータＸ線検出器）であってよく、別の例示の実施形態において、Ｘ線センサ１０２は、Ｘ線１１０を直接的に電気信号に変換する直接型センサ（例えば、半導体Ｘ線検出器）であってよい。コンピュータシステム１０６は、周知のやり方で、被写体５０の二次元投射像を形成するように電気信号を処理する。本明細書に記載の一例示的実施形態において、二次元投射像の画像寸法は、Ｘ線センサ１０２のピクセルの寸法および数に対応する。

Ｘ線源１０４がＸ線センサ１０２を基準として照準を定めることによって、Ｘ線源１０４が走査角度１１２の各位置を通じて掃引するときに、Ｘ線センサ１０２のすべての受光面がＸ線源１０４により放射されたＸ線１１０を露光されるようにすることは、重要とみなされ得る。Ｘ線源１０４が、適切に照準を定められなかった場合、Ｘ線センサ１０２の一部は、走査角度１１２におけるＸ線源１０４の１つまたは複数の位置でのＸ線１１０を、露光しないままであってよく、対応して取得される投射像は、未露光領域内で明るい（すなわち、白）および欠けたサブ被写体５２として現れる。このエラーは、コーンカットとして知られている。Ｘ線源１０４が０°位置にあるときに、放射されるＸ線１１０がＸ線センサ１０２の中心に向けられ、またＸ線センサ１０２に実質的に直交するように、Ｘ線源１０４が、さらに以下に記載される（すなわち、少なくとも図２に基づいて記載されるように）例示的実施形態に従う、Ｘ線取付けシステムに照準を定められてもよい。本明細書に記載の少なくともいくつかの例示的実施形態において、口腔外照準リング１２４は、Ｘ線源１０４の照準を容易にするための目標を提供するために、Ｘ線センサ１０２に取り付けられる。さらに、Ｘ線源１０４の照準は、走査角度１１２の掃引の間に放射されるＸ線１１０を、焦点１２２に実質的に集中するようにしてよく、焦点１２２は、例えば、センサ１０２の近くに位置してもよい。

コンピュータシステム１００は、上述のやり方において、まず少なくとも０°位置を含む種々の角度でＸ線源１０４を位置調整し、被写体５０を通ってＸ線センサ１０２に、それぞれ種々の角度でＸ線１１０を放射することにより、複数の投射像を収集することができる。例えば、複数の投射像は、Ｘ線源が０°位置にある場合に得られる１つの直交投射像と、Ｘ線源１０４がＺ軸（走査角度１１２に対応する）から±２０°の範囲内で種々の角度に位置調整される場合にそれぞれ得られる５０の投射像との、合計で５１の投射を含んでよい。他の例示的実施形態において、投射像の数は、２５から７０の範囲であってよい。Ｘ線源が０°位置にあるとき、直交投射像が得られるので、直交投射像は従来のＸ線画像と同様の外観を有する。すなわち、２次元の直交投射像は、奥行き感覚を有さず、被写体５０内の１つまたは複数のサブ被写体５２は、直交投射像内の別の頂点の１つに重ねて現れてもよい。他方では、被写体５０内でＺ軸方向の種々の奥行きに位置するサブ被写体５２は、走査角度１１２に沿って種々の角度から撮像される場合、視差度合いの変化をうける。

コンピュータシステム１０６は、いくつかの既存のまたは最近の発達した再構成技術に従って、一連の２次元のトモシンセシス画像スライスを再構成するために、複数の投射像を処理する。本明細書に記載の一例示的実施形態において、トモシンセシス画像スライスの再構成は、本明細書にすべて陳述されるように、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Ｄ．Ｇ．Ｇｒａｎｔにより公表された、表題「“Tomosynthesis: A Three-Dimensional Radiographic Imaging Technique”, IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Volume 19, 1972, pp. 20-28,」、およびまた、Ｊ．Ｔ．Ｄｏｂｂｉｎｓらにより再公表された、表題「“Digital X-ray Tomosynthesis: Current State of the Art and Clinical Potential”, Physics in Medicine and Biology, Volume 48, 2003, pp. R65-R106 (the J. T. Dobbins et al. publication),」において記載されるような、シフト加算技術を利用する。
Ｘ線源取付けシステム

トモシンセシスデータセットを得るためのシステム１００を概ね説明したので、次に、調節可能なアーム２１０、調節可能なアーム２１０から吊るされる垂直部材２２０、垂直部材２２０を介して角をなして変位され得るヨーク２３０、ヨーク２３０に取り付けられる移動ガントリ２４０、および移動ガントリ２４０に取り付けられるＸ線源２７０を備える調節可能な取付けシステム２００の実施形態を、図２、図３Ａ〜図３Ｄおよび図４〜図７と併せて説明する。詳細には、図２は、取付けシステム２００の例示的実施形態を示し、図３Ａ〜図３Ｄおよび図４〜図７は、根底となるサブコンポーネントを示すために、ハウジングカバーが取り外された状態の、取付けシステム２００の例示の実施形態の種々の図である。図３Ａ〜図３Ｄおよび図４〜図７は、明確さのために、取付けシステム２００の種々の斜視図を提供する。さらに、図３Ｂおよび図３Ｃは、Ｘ線源２７０が、本明細書において以下にさらに説明されるような図３Ａに示す位置とは異なる位置に移動した状態の、図３Ａに示すサブコンポーネントを図示する。

図２に示す例示的な取付けシステム２００およびＸ線源２７０は、図１に示すＸ線源サブシステム１１６として共同で働き、より詳細には、図２のＸ線源２７０は、図１に示すＸ線源１０４として働く。図１に示す少なくともいくつかの他の構成要素とともに、取付けシステム２００およびＸ線源２７０はまた、トモシンセシス撮像を行うのに有用であり、すなわち、走査角度に沿って種々の角度で、複数の投射像を取得するのに有用であり得る。次に、前述の構成要素およびそれらの相互接続を、詳細に説明する。

図２に示す調節可能なアーム２１０の一端部２１５は、壁または天井などの静止構造物に取り付けられ得る。一例示的実施形態において、調節可能なアーム２１０は、取付けパネル２１１により壁に取り付け可能で、本明細書に記載のさらに例示の実施形態において、調節可能なアーム２１０は、Ｘ線源２７０の露光設定を調節するための制御（図示せず）も含むことができる。

図２に示すように、垂直部材２２０（拡大解釈すれば、それに取り付けられるヨーク２３０、移動ガントリ２４０、およびＸ線源２７０）は、調節可能なアーム２１０の別の端部２１６から吊るされる（すなわち、調節可能なアーム２１０のその端部は静止構造物に取り付けられない）。調節可能なアーム２１０は区分化され得て、１つまたは複数のジョイント２１２（例えば、蝶番、スイベル、ユニバーサルジョイントなど）を備えることができ、それにより、三次元空間で、すなわち上、下、左、右、前および後方向で、Ｘ線源２７０の自由な移動を可能にする。

本明細書に記載の例示的実施形態において、垂直部材２２０は、ジョイント２１４により調節可能なアーム２１０の一端部２１６から垂直に吊るされ、それにより、調節可能なアーム２１０の位置および方向にかかわらず、垂直に方向づけられるヨー軸２２２を垂直部材２２０が定義することができる。さらに、垂直部材２２０はスイベル２２１（図３Ａ〜図３Ｄおよび図４〜図７に図示される）などの回転機構を備え、それにより、調節可能なアーム２１０の位置および方向と無関係に、垂直部材２２０（拡大解釈すれば、それに取り付けられるヨーク２３０、移動ガントリ２４０、およびＸ線源２７０）をヨー軸２２２周りに自由に回転させることができる。例えば、垂直部材２２０は、ヨー軸周りに少なくとも３６０°以内の任意の角度で回転することができる。

次に、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、垂直部材２２０のサブコンポーネントを、それぞれのハウジングカバーが取り外された垂直部材２２０および移動ガントリ２４０を示す図３Ａ〜図３Ｄおよび図４〜図７に基づいて説明する。図３Ａ〜図３Ｄおよび図４〜図７に図示されるように、垂直部材２２０は、垂直部材２２０を介してチャネルとして働くベアリングアセンブリ２２３を備える。ヨーク２３０は、ベアリングアセンブリ２２３のチャネルに移動可能に抑制され、ベアリングアセンブリ２２３を通って、従って垂直部材２２０を通って角をなして変位され得る。本明細書に記載の一例示的実施形態において、ベアリングアセンブリ２２３は、ヨーク２３０が垂直部材２３０を通って角をなして変位するように、そこでヨーク２３０が回転する少なくとも１つのローラベアリング２２４を備える。本明細書に記載の他の例示的実施形態において、ベアリングアセンブリは、ボールベアリング、低摩擦性固形ベアリングなどの他のタイプのベアリング、または、ベアリングアセンブリ２２３を介したヨーク２３０の低抵抗移動を容易にする他の適切な任意の構成要素を含むことができる。

垂直部材２２０はまた、少なくとも１つのブレーキ２２６を備える。一例示的実施形態において、ブレーキ２２６は、ヨーク２３０に型締力を加える２つの電気機械的なブレーキを備えることができる。既定状態において、ブレーキ２２６は、定位置にヨーク２３０を保持し、ベアリングアセンブリ２２３を介したヨーク２３０の任意の動きを実質的に防ぎ、垂直部材２２０を基準としてヨーク２３０の位置を固着することができる。ブレーキ解除ボタン２２８（図２に示す）は、取付けシステム２００で提供され、ブレーキ２２６と連通する。ブレーキ解除ボタン２２８が押されると、ブレーキ２２６はヨーク２３０を解放するように制御し、ついで、ヨーク２３０は、上述のやり方でベアリングアセンブリ２２３を自由に通ることができる。

ヨーク２３０は、円弧形に形成され、２つの端部２３２および２３４を備える。より詳細には、本明細書に記載の一例示的実施形態において、ヨーク２３０は半円形である。ロール軸２３６は、軸がヨーク２３０の円心を通り、ヨーク２３０が横たわる面に直交するように、ヨーク２３０に関連して定義される。ロール軸２３６はまた、ヨー軸２２２に直交する。したがって、垂直部材２２０を通って、半円形のヨーク２３０が角をなして変位する行為は、言い換えれば、ロール軸２３６周りにヨーク２３０が回転するのと同様に説明することもできる。本明細書に記載の例示的実施形態において、ヨーク２３０は、単一の自由度に垂直部材２２０により制限され、すなわち、ロール軸２３６周りにヨーク２３０が回転することが制限され、ヨーク２３０は、１８０°までロール軸２３６周りに回転され得る。

本明細書に記載の他の例示的実施形態において、ヨーク２３０は他の湾曲弧状である。

ブレーキ解除ボタン２２８（図２）は、例えば、ヨーク２３０の一端部２３２または２３４などの好都合な位置にあることができ、それにより、操作者が、ヨーク２３０を解放するためにブレーキ２２６を制御し、ボタン２２８が置かれる端部２３２または２３４によりヨーク２３０を保持し、および垂直部材２２０を通ってヨーク２３０を回転させるために、ブレーキ解除ボタン２２８を片手で押すことができる。

移動ガントリ２４０は、図３Ａ〜図３Ｄおよび図４〜図７に示すように、ヨーク端部２３２と２３４との間に取り付けられる。移動ガントリ２４０は、旋回軸を形成するアタッチメントの各点である、ヨーク端部２３２および２３４にそれぞれ移動可能に取り付けられるアーム２４２および２４４を備えることができ、それにより、移動ガントリ２４０は、ヨーク端部２３２および２３４を介して実質的に定義され、ロール軸２３６に実質的に直交するピッチ軸２３８周りに縦揺れされ得る。一例示的実施形態において、移動ガントリ２４０は、約±４５°の範囲で、ピッチ軸２３８周りに縦揺れされ得る。本明細書に記載のさらに例示的実施形態において、ピッチ軸２３８は、ヨーク２３０の円心と交差し、したがって、ロール軸２３６とも交差する。さらに一例示的実施形態において、ヨー軸２２２、ロール軸２３６およびピッチ軸２３８は、ヨーク２３０の円心で互いに交差し、または実質的に互いに近接して交差する。

本明細書に記載の一例示的実施形態において、各ヨーク端部２３２および２３４と対応するアーム２４２および２４４との間の、移動ガントリ２４０の均衡（本明細書で以下にさらに記載されるような）および／または静止摩擦力により、ヨーク端部２３２および２３４ならびに移動ガントリアーム２４２および２４４は、停止の間、互いに関して静止している。したがって、移動ガントリ２４０は、アタッチメントの点で静止摩擦力に打ち勝つ回転力が加えられることにより縦揺れする。本明細書に記載の一例示的実施形態において、ヨーク端部２３２および２３４は、移動ガントリ２４０のアーム２４２および２４４の相補的な軸状部品を受容する円筒状のクランプ環である。あるいは、アーム２４２および２４４は、ヨーク端部２３２および２３４の相補的な軸状部品を受容する円筒状のクランプ環を含んでよい。

次に、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、移動ガントリ２４０のサブコンポーネントを、図２のそれぞれのハウジングカバーが取り外された垂直部材２２０および移動ガントリ２４０ならびに明確さのために種々の斜視図を提供する少なくともいくつかの図を示す、図３Ａ〜図３Ｄおよび図４〜図７に基づいて説明する。移動ガントリ２４０は、モータ２４６、移動ステージ２４８、モータ２４６および移動ステージ２４８の両方に取り付けられたリンク機構２５０、ならびに移動ステージ２４８が載せられる１つまたは複数の線形ガイド２５２を収容する。本明細書に記載の一例示的実施形態において、リンク機構２５０は、モータ２４６の回転動作を移動ステージ２４８の直線動作に変換し、本明細書に記載のさらに例示的実施形態において、リンク機構２５０は、親ねじであることができる。リンク機構２５０および線形ガイド２５２は、ピッチ軸２３８に実質的に平行な方向に位置調整され、したがって移動ステージ２４８も、ピッチ軸２３８に実質的に平行な方向に、移動軸２５４（例えば、図８および図９Ａ〜図９Ｃを参照）に沿って移動される。

シャフト２５６は、移動ステージ２４８を介して回転可能に配置され、シャフト２５６の回転軸２６８は、移動軸２５４に直交する。詳細には、本明細書に記載の一例示的実施形態において、シャフト２５６は、実質的に円筒状であり、回転軸２６８は、円筒状シャフト２５６の円筒状の軸に一致する。Ｘ線源２７０は、シャフト２５６により、移動ガントリ２４０に取り付けられる。

次に、図８および図９Ａ〜図９Ｃについて説明する。図８および図９Ａ〜図９Ｃは、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、移動ガントリ２４０およびＸ線源２７０の上面図（すなわち、図３Ｄおよび図４〜図６上で、移動ガントリ２４０に向かって「Ａ」点から見た）である。図９Ａは、シャフト２５６、アーム２５８およびガイドピン２６０を含む根底となる特徴を示すために、移動ステージ２４８が取り外された点を除けば、図８に示すものと同様の移動ガントリ２４０を図示する。図９Ｂおよび図９Ｃは、図９Ａと同じ構成要素（すなわち、移動ガントリ２４０およびＸ線源２７０）をそれぞれ図示するが、次に、移動ガントリ２４０に含まれるカムシステムにより、移動軸２５４に沿って種々に回転した異なる位置にあるＸ線源２７０を、図８および図９Ａ〜図９Ｃ（カムシステムの部品は、図３Ａ〜図３Ｄおよび図４〜図７の他の部品で確認できるが）に基づいて詳細に説明する。

図８および図９Ａ〜図９Ｃで図示された例示的実施形態において、移動ガントリ２４０は、移動ガントリ２４０のカムプレート２６３に配置されたカムチャネル２６２、およびシャフト２５６にその第１の端部で固定され、ガイドピン２６０によってカムチャネル２６２内にその第２の端部で抑制されたアーム２５８を備えるカムシステムを含む。

図８および図９Ａ〜図９Ｃに示すように、カムチャネル２６２は、移動軸２５４を基準とした角度で動く。移動ステージ２４８（図８に示す）は、モータ２４６により移動軸２５４に沿って、リンク機構２５０およびガイド（複数可）２５２上で移動するとき、アーム２５８のガイドピン２６０が、カムチャネル２６２に沿って続いて移動する。例えば、図９Ｂでは、シャフト２５６およびＸ線源２７０は、移動ガントリアーム２４２に近いリンク機構２５０の端部に、モータ２４６によって（移動ステージ２４８に取り付けられることにより（図９Ｂに示されない））移動され、ガイドピン２６０がアーム２５８を介してシャフト２５６に連結されることにより、ガイドピン２６０は対応して、移動ガントリアーム２４２に近いカムチャネル２６２の端部に沿って、続いて移動する。同様に、図９Ｃでは、シャフト２５６およびＸ線源２７０は、移動ガントリアーム２４４に近いリンク機構２５０の端部に、モータ２４６によって（移動ステージ２４８に取り付けられることにより（図９Ｃに示されない））移動され、ガイドピン２６０がアーム２５８を介してシャフト２５６に連結されることにより、ガイドピン２６０は対応して移動ガントリアーム２４４に近いカムチャネル２６２の端部に沿って、続いて移動する。図９Ａは、図９Ｂおよび図９Ｃにそれぞれ示される位置の途中位置に移動した（モータ２４６を介した移動ステージ２４８（図９Ａに示されない）の移動による）、シャフト２５６およびＸ線源２７０を示し、図９Ａはまた、カムチャネル２６２内で途中位置にあるガイドピン２６０を示す。

図９Ａ〜図９Ｃから理解され得るように、上述のやり方で、移動ステージ２４８の移動に続いて移動するように、ガイドピン２６０が角のあるカムチャネル２６２に抑制されるので、リンク機構２５０の一端部（例えば、図９Ｂに示されるような）からリンク機構２５０の他端部（例えば、図９Ｃに示されるような）への、モータ２４６による移動ステージ２４８（図８に示す）およびシャフト２５６の移動は、同時にシャフト２５６に回転を与える。（図３Ａ〜図３Ｃの斜視図に図示されたそれぞれのＸ線源の移動および回転に対応する、図９Ａ〜図９Ｃに図示されたそれぞれのＸ線源の移動および回転）

一例示的実施形態において、移動ステージ２４８（拡大解釈すれば、シャフト２５６およびＸ線源２７０）は、合計距離１０インチ（２５４ミリメートル）まで移動され得る。その合計１０インチ（２５４ミリメートル）の移動距離をシャフト２５６の合計４０°の回転に変換するために、カムチャネル２６２は、移動軸２５４を基準とした約４．８〜８．５°の角度を有するゆるやかなスプラインに沿い、アーム２５８は、約２インチ（５１ミリメートル）の長さである。上述の移動は、リンク機構２５０上の端部から端部までの移動の任意の量であることができ、シャフト２５６の回転度合いは、その移動の量と釣り合っていることが理解されるであろう。

本明細書に記載の一例示的実施形態において、カムプレート２６３は、移動ガントリ２４０の構造の固定された不可欠な部分をなす。本明細書に記載の別の例示的実施形態において、カムプレート２６３は、交換可能であり、移動ガントリに取外し可能に取り付けられ得る。それぞれ複数の交換可能なカムプレートは、種々のカムチャネル設計（例えば、シャフト２５６の種々の回転を達成するような種々の角度）を有するように用いられ得る。

上述のように、Ｘ線源２７０は、シャフト２５６に取り付けられ、シャフト２５６の移動および回転も、Ｘ線源２７０に与えられる。Ｘ線源２７０は、図９Ａ〜図９Ｃに示すように、放射軸２７４に沿ってＸ線を放射する（本明細書に記載の少なくともいくつかの例示的実施形態において、Ｘ線源２７０はまた、放射されるＸ線を照準する照準器２７２を備えることができる）。Ｘ線源２７０の照準を定める位置２７６は、Ｘ線源２７０が移動ガントリ２４０の２つのアーム２４２および２４４の中心にある場合に、定義され（図３Ａおよび図９Ａに示すように）、放射軸２７４が移動軸２５４およびピッチ軸２３８に直交するように方向づけられ（図３Ａおよび図９Ａに示すように）、放射軸２７４はまた、ロール軸２３６に平行である（図３Ａに示すように）。例えば、照準を定める位置２７６は、図１に関して上述した走査角度１１２の０°位置であることができる。

上述したシャフト２５６の同時の移動および回転は、Ｘ線源２７０を、シャフト２５６へのそのアタッチメントにより、図９Ａ〜図９Ｃに示すように、照準を定める位置２７６から±θ°の走査角度で掃引させる。上記の例示的実施形態において、シャフト２５６の４０°の回転は、したがって、Ｘ線源２７０を、照準を定める位置２７６から±２０°の走査角度で掃引させる。

Ｘ線源２７０の回転は、シャフト２５６を回転させる専用のモータ（すなわち、移動モータ２４６とは無関係のモータ、図示せず）により達成され得るが、Ｘ線源２７０が、移動モータ２４６により移動軸２５４に沿って移動するとき、カムチャネル２６２およびガイドピン２６０がシャフト２５６を回転させるので、そのようなモータは不必要である。したがって、Ｘ線源２７０を回転させるための専用のモータを備える、移動ガントリと比較して、より低重量、より低コストおよびより簡単な設計で、走査角度を通じたＸ線源の掃引が実現され得る。

Ｘ線源２７０が照準を定める位置２７６にある場合、以下にさらに本明細書で記載されるやり方で、操作者は、患者２９０の口腔に入れられた口腔内Ｘ線センサ２８０に向けて、正確におよび容易に、Ｘ線源２７０の照準を定めおよびＸ線源２７０を位置調整することができる。（図２の口腔内Ｘ線センサ２８０は、図１のＸ線センサ１０２として働くことができる。） Ｘ線源２７０の照準を定めることにおいて操作者を助けるために、様々な参照マーカ（図示せず）が、ヨー軸２２２、ピッチ軸２３８、ロール軸２３６、移動軸２５４および放射軸２７４のうちの１つまたは複数に対して、Ｘ線源２７０の照準を示すために、Ｘ線源２７０および／または移動ガントリ２４０上に配置され得る。そのような標識の例は、線、フィン、リブ、目盛り尺、レーザ投射器などを含み、そのような標識は、移動ガントリ２４０のハウジング上またはＸ線源２７０上に配置され得るが、これらの例に限定されない。

上述の取付けシステム２００により、Ｘ線源２７０の位置は、６の自由度内で調節され得る。次に、Ｘ線源２７０の調整性について説明する。

調節可能なアーム２１０は、３つの移動自由度、すなわち、上下方向、左右方向、および前後方向（他の表現ではまた、垂直方向、水平方向、ｘ方向、ｙ方向、またはｚ方向を含むが、これらに制限されない方向を、説明のために用いてよい）、をＸ線源２７０に与える。

取付けシステム２００はまた、３つの回転自由度をＸ線源２７０に与える。垂直部材２２０のスイベル２２１は、ヨー軸２２２（図２）周りにＸ線源２７０が回転することを可能にする。垂直部材２２０を介したヨーク２３０の変位は、実質的にロール軸２３６周りに、Ｘ線源２７０が回転することを可能にする（図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように）。Ｘ線源２７０は、ヨーク端部２３２および２３４を有する旋回軸を形成する移動ガントリアーム２４２および２４４により、実質的にピッチ軸２３８（図２）周りに縦揺れする。

照準を定める位置２７６において、移動ガントリ２４０およびＸ線源２７０の重心は、重量釣合い位置に置かれ、すなわち、重心は、実質的にヨー軸２２２、ロール軸２３６、およびピッチ軸２３８のうちの２つ以上の交差点と一致する。したがって、ヨーク２３０は、実質的にジャイロスコープのリングのように働き、垂直部材２２０を介したヨーク２３０の回転または移動ガントリ２４０の縦揺れは、実質的に重心の位置を変えない。さらに、移動ガントリ２４０およびＸ線源２７０は、ロール軸２３６とピッチ軸２３８の交差点の近くに、質量を集中させることにより、コンパクトに設計され得るので、ロール軸２３６およびピッチ軸２３８それぞれの周りでの慣性モーメントを減らすことができる。

均衡がとれ、緊密に集中した重心によって、移動ガントリ２４０の縦揺れは、ブレーキの助力なしに、ヨーク端部２３２と２３４との間および対応するアーム２４２と２４４との間の静止摩擦力により保たれ得る。また、取付けシステム２００の重心が均衡されおよび集中されるので、ユーザは、わずかな力で容易に、ヨー軸２２２、ピッチ軸２３８、およびロール軸２３６周りに、それぞれＸ線源２７０を偏揺れ、縦揺れ、および回転させることができ、それにより、Ｘ線源２７０の照準を正確に定め、Ｘ線源２７０を正確に位置調整することができる。したがって、Ｘ線源２７０は、患者の口腔内に置かれた口腔内Ｘ線センサ２８０を用いて、照準を定められおよび位置調整され得るので、走査角度を通じて取得された画像の少なくとも実質的に大半において、コーンカットを回避し、実質的に最小限にすることができる。

本明細書に記載の一例示的実施形態において、Ｘ線源２７０および移動ガントリ２４０（より詳細には、モータ２４６）は、図１で図示されたコンピュータシステム１０６と通信し、コンピュータシステム１０６により制御され得る。例えば、Ｘ線源２７０は、Ｘ線を放射するように制御され得、移動ガントリ２４０は、上述のやり方で、Ｘ線源２７０を移動するように制御され得る。本明細書に記載のいくつかの他の例示的実施形態において、移動ガントリ２４０は、少なくとも部分的にモータ２４６および／またはＸ線源２７０を制御するように機能する１つまたは複数のステージ上のコントローラ（複数可）２６４（例えば、図３Ａ〜図３Ｄに示されるような）を、備えることができる。本明細書に記載のいくつかの例示的実施形態において、コントローラ２６４は、図１で示されたモータコントローラ１２０として働くことができる。これらの例は、単に例示的性質のものであり、他の実施形態において、異なる度合いの制御が、コンピュータシステム１０６とステージ上のコントローラ２６４との間で供給され得る。
コンピュータシステム

図１１は、コンピュータシステム３００のブロック図を示す。本明細書に記載の一例示的実施形態において、コンピュータシステム３００の少なくともいくつかの構成要素（それらすべての構成要素またはディスプレイユニット３２８以外のすべて、など）は、図１に示すコンピュータシステム１０６を形成し、コンピュータシステム１０６に含まれ得る。コンピュータシステム３００は、少なくとも１つのコンピュータプロセッサ３２２（「コントローラ」とも呼ばれる）を含む。コンピュータプロセッサ３２２は、例えば、中央処理装置、多重処理装置、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）、フィールドプログラマブルゲートアレイ （「ＦＰＧＡ」）などを含んでよい。プロセッサ３２２は、通信インフラ３２４（例えば、通信バス、クロスオーバーバー装置、またはネットワーク）に接続される。

コンピュータシステム３００はまた、ディスプレイユニット３２８（一例示的実施形態において、ディスプレイユニット１０８を形成しまたはディスプレイユニット１０８に含まれ得る）での表示のために、通信インフラ３２４からのビデオグラフィックス、テキスト、および他のデータを転送する、ディスプレイインタフェース（または他の出力インタフェース）３２６を含む。

コンピュータシステム３００はまた、コンピュータプロセッサ３２２に情報を送るために、コンピュータシステム３００のユーザによって用いられ得る、入力ユニット３３０を含む。本明細書に記載の一例示的実施形態において、入力ユニット３３０は、入力ユニット１１４を形成し、または入力ユニット１１４に含まれ得る。例えば、入力ユニット３３０は、キーボードデバイスおよび／あるいはマウスデバイス、または他の入力デバイスを含むことができる。一例示において、ディスプレイユニット３２８、入力ユニット３３０、およびコンピュータプロセッサ３２２は、集合的にユーザインタフェースを形成することができる。

例えば、タッチスクリーンを含む一例示的実施形態において、入力ユニット３３０およびディスプレイユニット３２８は、同じユーザインタフェースに結合され、または同じユーザインタフェースを表し得る。そのような実施形態において、ディスプレイユニット３２８を触るユーザは、ディスプレイユニット３２８から、例えば、プロセッサ３２２などのプロセッサに信号を転送することができるディスプレイインタフェース３２６に、対応する信号を送ることができる。

さらに、コンピュータシステム３００は、好ましくは、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）であるメインメモリ３３２を含み、また二次メモリ３３４を含んでよい。二次メモリ３３４は、例えば、ハードディスクドライブ３３６および／またはリムーバブルストレージドライブ３３８（例えば、フロッピーディスクドライブ、磁気テープドライブ、光ディスクドライブ、フラッシュメモリドライブなど）を含むことができる。リムーバブルストレージドライブ３３８は、周知のやり方で、リムーバブルストレージユニット３４０から読み出し、および／またはリムーバブルストレージユニット３４０に書き込む。リムーバブルストレージユニット３４０は、例えば、リムーバブルストレージドライブ３３８によって書き込まれ、および／またはリムーバブルストレージドライブ３３８から読み出される、フロッピーディスク、磁気テープ、光ディスク、フラッシュメモリデバイスなどであってよい。リムーバブルストレージユニット３４０は、コンピュータ実行可能ソフトウェア命令および／またはデータを記憶する、非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。

代替の実施形態において、二次メモリ３３４は、コンピュータシステム３００にロードされるコンピュータ実行可能プログラムまたは他の命令を記憶する、他のコンピュータ可読媒体を含むことができる。そのようなデバイスは、リムーバブルストレージユニット３４４およびインタフェース３４２（例えば、ビデオゲームシステムで用いられるものと同様のプログラムカートリッジおよびカートリッジインタフェース）、リムーバブルメモリチップ（例えば、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（「ＥＰＲＯＭ」）またはプログラマブル読取り専用メモリ（「ＰＲＯＭ」））、および関連メモリソケット、ならびにリムーバブルストレージユニット３４４からコンピュータシステム３００の他の部分に、ソフトウェアおよびデータを転送することが可能な他のリムーバブルストレージユニット３４４およびインタフェース３４２を含むことができる。

コンピュータシステム３００はまた、コンピュータシステム３００と外部デバイスとの間で、ソフトウェアおよびデータを転送することが可能な通信インタフェース３４６を含むことができる。通信インタフェース３４６の例としては、モデム、ネットワークインタフェース（例えば、イーサネット（登録商標）カードまたはＩＥＥＥ ８０２．１１ ワイヤレスＬＡＮインタフェース）、通信ポート（例えば、ユニバーサルシリアルバス（「ＵＳＢ」）ポートまたはＦｉｒｅＷｉｒｅ（登録商標）ポート）、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会（「ＰＣＭＣＩＡ」）インタフェースなどが挙げられる。通信インタフェース３４６を介して転送されるソフトウェアおよびデータは、信号形式であり、これは、通信インタフェース３４６によって送信および／または受信することが可能な、電気信号、電磁信号、光信号、または他のタイプの信号であり得る。信号は、通信パス３４８（例えば、チャネル）を介して通信インタフェース３４６に提供される。通信パス３４８は、信号を運び、ワイヤまたはケーブル、ファイバーオプティクス、電話回線、セルリンク、無線周波数（「ＲＦ」）リンクなどを用いて実施することができる。通信インタフェース３４６はまた、コンピュータシステム３００とリモートサーバまたはクラウドベースのストレージ（図示せず）との間で、ソフトウェアまたはデータまたは他の情報を転送するのに用いられてもよい。

１つまたは複数のコンピュータプログラム（コンピュータ制御ロジックとも呼ばれる）は、メインメモリ３３２および／または二次メモリ３３４に記憶される。コンピュータプログラムはまた、通信インタフェース３４６を介して受信することができる。コンピュータプログラムは、コンピュータプロセッサ３２２によって実行された場合に、本明細書に記載される手順を、コンピュータシステム３００が行うことが可能なコンピュータ実行可能な命令を含む。したがって、コンピュータプログラムは、トモシンセシスシステム１００のコンピュータシステム１０６および他の構成要素（例えば、Ｘ線センサ１０２およびＸ線源１０４）を制御することができる。

本明細書に記載の一例示的実施形態において、ソフトウェアは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体に記憶することができ、リムーバブルストレージドライブ３３８、ハードドライブ３３６、および／または通信インタフェース３４６を用いて、コンピュータシステム３００のメインメモリ３３２および／または二次メモリ３３４にロードすることができる。プロセッサ３２２によって実行された場合、制御ロジック（ソフトウェア）により、コンピュータシステム３００に、より一般的には口腔内トモシンセシスシステム１００に、本明細書に記載の手順を行わせる。

別の例示的実施形態において、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどのハードウェアコンポーネントは、本明細書に記載の機能を行うために用いられ得る。本明細書に記載の機能を行うように、かかるハードウェア構成を実施することは、本明細書に鑑みて当業者には明らかであろう。
調節可能なＸ線源取付けシステムを用いた撮像方法

調節可能な取付けシステム２００に取り付けられたＸ線源２７０および口腔内Ｘ線センサ２８０（図２）を含む、口腔内トモシンセシスシステム１００（図１）を用いたトモシンセシス撮像方法を、次に、方法の一例示的実施形態を示すフローチャートである図１２に基づいて説明する。

Ｘ線源２７０を位置調整する前に、患者２９０は、患者を楽にするために調節され得る歯科用治療椅子（図示せず）に座り、口腔内Ｘ線センサ２８０が、患者の口腔に配置される。本明細書に記載のいくつかの例示的実施形態において、口腔内Ｘ線センサ２８０は、長方形のサイズ０、サイズ１またはサイズ２のセンサであり得、上述のように、これはまた、Ｘ線源２７０の照準を定めおよびＸ線源２７０を位置調整するための目標を提供する口腔外ガイド２８２に、取り付けられ得る。

処理は、ステップＳ７０１で開始され、ステップＳ７０２で、操作者は、移動軸２５４に沿って照準を定める位置２７６にＸ線源２７０が移動するように移動ガントリ２４０を制御するために、入力ユニット１１４を介してコンピュータシステム１０６に命令する。

ステップＳ７０４で、操作者は、手動で、口腔内Ｘ線センサ２８０（または、必要な場合、口腔外ガイド２８２を用いて）を用いて、Ｘ線源２７０の照準を定め、Ｘ線源２７０を位置調整するために、上述の１つまたは複数の自由度内（すなわち、上／下移動、左／右移動、前／後移動、ヨー回転、ピッチ回転、およびロール回転）で、取付けシステム２００によりＸ線源２７０を動かしおよび／または回転させる。

本明細書に記載の一例示的実施形態において、口腔内Ｘ線センサ２８０を基準として、Ｘ線源２７０の照準を定めおよび位置調整するための方法およびデバイスが、米国特許第１３／５９１，９７９号に記載されるような、本明細書にすべて陳述されるようにその全体が参照により本明細書に組み込まれる、歯科用位置調整システムにより達成され得る。

分岐ブロックＳ７０６で、操作者は、口腔内Ｘ線センサ２８０を基準としたＸ線源２７０の照準および配置を確認する。Ｘ線源２７０は、放射軸２７４が実質的にセンサの中心の近くで口腔内Ｘ線センサ２８０に直交して突出し、走査角度１１２内の各位置でＸ線源２７０により放射されたＸ線が、コーンカットなしで口腔内Ｘ線センサ２８０で受信される場合、適切に照準が定められ、位置調整されたものとみなされる。詳細には、口腔内センサ２８０が長方形であれば、移動軸２５４を口腔内Ｘ線センサ２８０の長方形の軸（例えば詳細には、長い方の長方形の軸）の１つに平行になるようにすることができ、ヨーク２３０を回転させるのに有用であり得る。

Ｘ線源２７０が、分岐ブロックＳ７０６で適切に照準が定められず、位置調整されなかったものとみなされた場合、ついで、操作者はＸ線源２７０を再位置付けするために、再びステップＳ７０２および／またはＳ７０４を実行し、続いて、Ｘ線源２７０の照準および配置を確認するために、再びステップＳ７０６を実行する。

Ｘ線源２７０が、分岐ブロックＳ７０６で適切に照準が定められ、位置調整されたものとみなされた場合、ついで、処理はステップＳ７０８に進む。

ステップＳ７０８で、上述のやり方で、口腔内トモシンセシスシステム１００（図１）は、走査角度１１２を介して被写体５０の直交投射像（すなわち、走査角度１１２内の０°で、また照準を定める位置２７６で、Ｘ線源２７０を用いて取得された画像）を含む複数の投射像（例えば、少なくとも患者の歯科解剖学的構造の一部）を、取得するために制御される。

例えば、また上述のように、移動モータ２４６は、移動軸に沿ってＸ線源２７０を移動させるために、またＸ線源２７０をカムシステムにより走査角度１１２を通じて回転させるために、コンピュータシステム１０６および／またはコントローラ２６４により制御される。移動と同時に、Ｘ線源２７０は、被写体５０を通って放射軸２７４に沿ってＸ線を放射するように、コンピュータシステム１０６および／またはコントローラ２６４により制御され、口腔内Ｘ線センサ２８０は、その受光面で受光したＸ線を電気信号に変換し、ついで、その電気信号はコンピュータシステム１０６に送信される。コンピュータシステム１０６は、電気信号を処理して、複数の２Ｄ投射像を取得し、ついで、さらに複数の投射像を処理して、一連のトモグラフィー画像スライスを再構成する。

処理は、ステップＳ７１０で終了する。

前述の記載に鑑みて、本明細書に記載の１つまたは複数の例示的実施形態は、多様な自由度を用いて、操作者が正確にかつ造作なくＸ線源の照準を定めることが可能な、コンパクトなおよび軽量のトモシンセシスに利用可能なＸ線源取付けシステムに関することが分かり得る。Ｘ線源取付けシステムは、非常に操作しやすく、コンパクトかつ軽量であるので、歯科臨床医は、いすの側で撮像を行うために、ひと続きの空間を犠牲にすることなく（設置スペースを大きくとるＣＴ装置とは対照的に）、先進的なトモシンセシスベースの三次元撮像システムを備え付けることができる。さらに、Ｘ線源取付けシステムは、トモシンセシス撮像（制限された走査角度を介してＸ線源を掃引することによる）および一般的なデジタルＸ線撮影（Ｘ線源の掃引なしで撮像することによる）の両方の実施に用いられ得、したがって、これは臨床医が用いる既存の歯科Ｘ線撮影用のＸ線源に取って代わることができる。

上述の種々の実施形態は、単なる例として示され、限定するものではない。本発明の精神および範囲から逸脱せずに、形態および細部に対して種々の変形を施すことが可能であることが、当業者には明らかである。したがって、本発明は、上述の例示的な実施形態のいずれにも限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲およびそれらと同等のもののみに従って定義されるべきである。

さらに、本明細書に記載の機能を強調する添付図面は、例示として示されていることを理解すべきである。本発明のアーキテクチャは、十分に柔軟性をもって設定可能であるため、図面に示す以外の方法で利用およびナビゲートすることができる。

さらに、本明細書に記載の例示的実施形態は、口腔内トモシンセシス撮像に限定されない。本明細書に記載の例示的実施形態は、他の解剖学的領域の走査を行うために使用することができる。

さらに、要約書の目的は、米国特許商標庁、および、特許あるいは法律の用語および／または言い回しに精通していない一般人、特に、科学者、技師、および当該技術分野（複数可）の医師が、本明細書に開示の技術的主題の性質および本質について一瞥して迅速に判断できるためのものである。要約書は、決して本発明の範囲を限定しようとするものではない。特許請求の範囲で引用される手順は、示した順序で行う必要がないことをまた理解されるものとする。

発明の属する技術分野
本出願は、一般にＸ線源取付けシステムに関し、より詳細には、口腔内トモシンセシスデータセットを取得するためにＸ線源を掃引する、調節可能で人間工学に基づいたモータ付き取付けシステムに関する。

関連技術の説明
国際公開第００／５７７８８号パンフレットは支持構造に固定される、異なる方向への動きを許容する連結式アームに連結された接続片を備えたＸ線源のための位置調整装置を使用したＸ線のための方法および装置を開示している。該連結式アームの端部に、例えば、第一の回転Ａ軸周りで、アーム上に配置されたモーターによってなど、回転可能な支持アーチが取り付けられる。支持アーチの外部自由端に、例えば、保護筐体によって覆われたモータなどにより、第二の回転軸Ｂ周りで回転可能なフォークブラケットが取り付けられている。フォークブラケットの中では、継手ピンによって筺体が連結されており、筺体はＸ線源を格納し、放射されるＸ線の光線は、光線のフィールドを限定する管状部品を通って移動する。筺体は、例えば、筺体の中に配置されたモータになどによって、第三の回転軸Ｃ周りで回転できる。第一の回転軸Ａおよび第二の回転軸Ｂは、好ましくは、原則的に互いに対向した角度に位置づけられ、水平面に原則的に位置づけられるが、Ｃ軸は垂直面に位置づけられる。

米国特許出願第５１１３４２４号明細書は、固定の空間位置を有する土台に連結された第一の可動リンクを含むロボット操縦器のアームアッセンブリを備える、歯科Ｘ線を撮影するための装置を開示する。リンクは一つの自由度で動くモーターアッセンブリによって制御される。第二の可動リンクは該リンクの自由端に連結され、第二のモーターアッセンブリによって制御され、一つの自由度で動く。

特開昭５２−００２３９１号公報は、カメラのＸ線発生装置とフィルムドラムが平行に患者の患部周りで回転できるデバイスを提供することにより、連続撮影および１回のみの撮影両方に用いることができるＸ線撮影デバイスを開示する。

Ｘ線撮影は、被写体（例えば、患者）の一方の側にＸ線源を位置決めし、被写体の他方の側に置かれたＸ線検出器（例えば、撮影用フィルム、輝尽性蛍光体プレートまたはデジタル検出器）に向かって、被写体を通して、Ｘ線源からＸ線を放射させることにより行われ得る。Ｘ線源および検出器は、Ｘ線撮影処置の間、実質的に静止したままである。Ｘ線が被写体を通り抜けると、それらのエネルギーは吸収され被写体の構成に応じて度合いが変化し、検出器に到達したＸ線は、被写体を介した累積した吸収度合いに基づいて、二次元（２Ｄ）Ｘ線画像（放射線写真としても知られる）を形成する。したがって、１枚の放射線写真では、被写体内の特徴についての十分な立体情報は提供されない。従来の放射線写真では特徴は重なり合って見えることが多いが、三次元（３Ｄ）空間では被写体内において別々に見える。

Ｘ線撮影はまた、歯科医療において実施することができ、この場合、撮像される被写体は、患者の１つまたは複数の歯科解剖学的構造であり得る。患者は、一般的には、仰向けに後ろに寄りかかる歯科用治療椅子に座り、例えば、２０ミリメートル×２６ミリメートルから２７ミリメートル×３７ミリメートルまでサイズを変えることができる口腔内Ｘ線センサを、歯科解剖学的構造の対象に近く患者の口腔内に配置する。患者およびＸ線センサを基準としてＸ線源の位置調整を容易にするために、Ｘ線源は、三次元空間で移動（すなわち、上、下、前、後、左および右への移動）するために、壁にまたは天井に取り付けられた調節可能なアームから吊るしてもよい。Ｘ線源ハウジングはまた、垂直軸（すなわち、ヨー軸）周りにＸ線源が回転することおよび水平軸（すなわち、ピッチ軸）周りにＸ線源が旋回することを可能にするように、設計され得る。しかし、歯科用放射線写真は、Ｘ線の累積した吸収度合いから（すなわち、撮像された歯科解剖学的構造を通じて）形成され、患者の歯科解剖学的構造についての十分な立体情報は提供されない。

Ｘ線コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）は、被写体周りにＸ線源および検出器が３６０°回転することにより、３Ｄ画像で立体情報を提供することができる。しかし、Ｘ線ＣＴ装置は時には大きいものであり、かなりの金額の出資を必要とする専用機器である。

トモシンセシスは、限定された走査角度内での多数の透視からＸ線源を用いて被写体を撮像することによる、二次元のトモグラフィー画像スライスの形成において、被写体に関する三次元情報を提供する新たな画像診断法である。ＣＴ撮像と比較して、トモシンセシスは患者が曝されるＸ線量がより少なく、より速く画像が得られ、またより安価である。トモシンセシスシステムは、乳房Ｘ線撮影用に商業化されている。画像診断法のトモシンセシスはまた、口腔内撮像に適用し得る。

従来の歯科Ｘ線撮影用のＸ線源は、一般にヨー軸およびピッチ軸周りで調節され得るが、それらは一般にトモシンセシス撮像で複数の透視から被写体を撮像するように、限定された走査角度を介して走査する能力を有さない。

前述に関連する既存の制限ならびに他の制限は、Ｘ線源を位置調整するための調節可能な取付け部ならびにＸ線撮像システム、Ｘ線源取付けシステム、および調節可能な取付け部を備えるＸ線撮像のための方法により克服され得る。

本明細書に記載の一実施形態は、Ｘ線源を位置調整するための調節可能な取付け部に関する。調節可能な取付け部は、ヨー軸周りに旋回することができる垂直部材と、２つの端部を有し、垂直部材を通る円弧形のヨークとを備え、ピッチ軸はヨークの２つの端部を介して定義され、ロール軸はヨークの円心を介して、ヨークが横たわる面に直交するように定義され、調節可能な取付け部は、ヨークの２つの端部に取り付けられ、ヨークの２つの端部を介して定義された軸周りに縦揺れすることが可能なガントリと、ガントリに取り付けられるＸ線源とを備える。一態様において、Ｘ線源は、垂直部材の旋回によりヨー軸周りに回転され、ガントリが縦揺れすることによりピッチ軸周りに縦揺れされ、および／またはヨークが垂直部材を通ることによりロール軸周りに回転され得る。別の態様において、ガントリはモータ付き移動ステージを備え、Ｘ線源は移動ステージによりガントリに取り付けられる。さらに別の態様において、ガントリは、移動ステージによるＸ線源の移動に基づいてＸ線源を回転させるカムチャネルを備える。別の態様において、垂直部材はそこでヨークが回転するベアリングおよびヨークを固定するブレーキを備える。

本明細書に記載の別の実施形態は、Ｘ線撮像システムに関する。Ｘ線撮像システムは、ヨー軸周りに旋回することができる垂直部材と、２つの端部を有し、垂直部材を通る円弧形のヨークとを備え、ピッチ軸はヨークの２つの端部を介して定義され、ロール軸はヨークの円心を介して、ヨークが横たわる面に直交するように定義される調節可能な取付け部であって、ヨークの２つの端部に取り付けられ、ヨークの２つの端部を介して定義された軸周りに縦揺れすることが可能なガントリを備える調節可能な取付け部を備える。Ｘ線撮像システムは、調節可能な取付け部のガントリに取り付けられるＸ線源と、Ｘ線センサとをさらに備える。一態様において、Ｘ線源は、垂直部材の旋回によりヨー軸周りに回転し、ガントリが縦揺れすることによりピッチ軸周りに縦揺れし、および／またはヨークが垂直部材を通ることによりロール軸周りに回転することにより、Ｘ線源センサに照準を定めることができる。

本明細書に記載の別の実施形態は、Ｘ線センサと、調節可能な取付け部に取り付けられたＸ線源と、ヨー軸、ピッチ軸およびロール軸周りにＸ線源が回転することを可能にする調節可能な取付け部とを備えるＸ線撮像システムを用いたＸ線撮像のための方法に関する。方法は、調節可能な取付け部内で照準を定める位置にＸ線源を置くステップと、調節可能な取付け部のロール軸周りにＸ線源が回転することにより、置かれたＸ線源がＸ線センサに照準を定めるステップとを備える。一態様において、Ｘ線センサにＸ線源が照準を定めることは、調節可能な取付け部のヨー軸および調節可能な取付け部のピッチ軸のうちの少なくとも１つの周りにＸ線源が回転することをさらに含む。別の態様において、方法は、所定の走査角度を通じて照準を定めたＸ線源が走査を行うステップと、走査を行うステップの間にＸ線源にＸ線を放射させるステップと、Ｘ線センサで放射されたＸ線を検出するステップとをさらに備える。

本明細書に記載のさらに別の実施形態は、Ｘ線源取付けシステムに関する。Ｘ線源取付けシステムは、Ｘ線源と、Ｘ線源が取り付けられ、ヨー軸、ピッチ軸およびロール軸周りに回転自由度を有するＸ線源を提供するように構成された調節可能な取付け部とを備える。一態様において、Ｘ線源の重心は、Ｘ線源がヨー軸、ピッチ軸およびロール軸のうちの少なくとも１つの周りに回転するとき、変化しない。

本明細書に記載の種々の実施形態のさらなる特徴および利点ならびに構造および作動を、添付の図面を参照しながら以下に詳細に説明する。

トモシンセシスシステム
本明細書で特許請求されおよび／または説明される教示は、例示的な実施形態によってさらに説明される。これらの例示的な実施形態は、図面を参照しながら詳細に説明される。これらの実施形態は、図面のいくつかの見地全体を通じて、同様の構造に同じ参照符号を示す例示的な実施形態には限定されない。

図１は、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、トモシンセシスシステムのシステムブロック図を示す。 図２は、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、Ｘ線源取付けシステムを示す図である。 図３Ａは、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、ハウジングカバーが取り外された状態の、図２に示すＸ線源取付けシステムのサブコンポーネントを正面、底面および左面から見た透視図を示す。 図３Ｂは、Ｘ線源が図３Ａに示した位置と異なる位置にある場合の、図３Ａに示すＸ線源取付けシステムのサブコンポーネントを正面、底面および左面から見た透視図を示す。 図３Ｃは、Ｘ線源が図３Ａおよび図３Ｂに示した位置と異なる位置にある場合の、図３Ａに示すＸ線源取付けシステムのサブコンポーネントを正面、底面および左面から見た透視図を示す。 図３Ｄは、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、ハウジングカバーが取り外された状態の、図２に示すＸ線源取付けシステムのサブコンポーネントを正面、上面および右面から見た透視図を示す。 図４は、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、ハウジングカバーが取り外された状態の、図２に示すＸ線源取付けシステムのサブコンポーネントの正面図を示す。 図５は、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、ハウジングカバーが取り外された状態の、図２に示すＸ線源取付けシステムのサブコンポーネントの右側面図を示す。 図６は、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、ハウジングカバーが取り外された状態の、図２に示すＸ線源取付けシステムのサブコンポーネントの背面図を示す。 図７は、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、ハウジングカバーが取り外された状態の、図２に示すＸ線源取付けシステムのサブコンポーネントを背面、底面および左面から見た透視図を示す。 図８は、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、図３Ａに示す構成要素を有する移動ガントリサブアセンブリおよびＸ線源の上面図を示す。 図９Ａは、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、図３Ａに示す構成要素を有し、照準を定める位置で構成された、移動ガントリサブアセンブリおよびＸ線源の上面図を示す。 図９Ｂは、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、別の位置にある図９Ａに示す移動ガントリサブアセンブリおよびＸ線源を示す。 図９Ｃは、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、別の位置にある図９Ａに示す移動ガントリサブアセンブリおよびＸ線源を示す。 図１０Ａは、ロール軸周りに回転したときの、１つの位置にある図２に示すＸ線源取付けシステムの正面図を示す。 図１０Ｂは、ロール軸周りに回転したときの、別の位置にある図２に示すＸ線源取付けシステムの正面図を示す。 図１１は、図１に示すトモシンセシスシステムの例示のコンピュータシステムのブロック図を示す。 図１２は、図２のＸ線源取付けシステムを用いてＸ線源を位置調整するための、本明細書に記載の例示的実施形態に従う手順を示すフローチャートを示す。

以下、それぞれのこのような構成要素の詳細な説明は、各図に対して提供され得ないが、各図の種々の要素は、同じ構成要素を識別するために同一である少なくともいくつかの参照符号を有し得る。
好適な実施態様の詳細な説明

本明細書に記載の例示の態様に従って、図１は、口腔内トモシンセシスデータセットを取得するための口腔内トモシンセシスシステム１００のブロック図を示す。

システム１００は、対象の被写体５０の１つまたは複数のＸ線画像を取得するように動作され得て、この被写体５０は、１つまたは複数のサブ被写体（複数可）５２をさらに含んでもよい。例えば、被写体５０は患者の歯科解剖学的構造であってよい。より詳細には、被写体５０は、患者の歯（または複数の歯）および取囲む歯列であってよく、サブ被写体（複数可）５２は、例えば、歯内の根本の構造であってよい。

システム１００は、Ｘ線センサ１０２およびＸ線源サブシステム１１６を備え、これらはそのサブコンポーネントをそれぞれ備え、コンピュータシステム１０６に電気的に接続される。一実施例では、Ｘ線源サブシステム１１６は、天井または壁に取り付けられた調節可能なアーム（本明細書において以下でさらに説明される図２を参照のこと）から吊り下げられるので、被写体５０を基準として自由に位置調整される。Ｘ線源サブシステム１１６は、モータ付きのステージ１１８に取り付けられたＸ線源１０４をさらに備え、またステージ上のコントローラ１２０を示す。ステージ上のコントローラ１２０は、他のものとともに、モータ付きのステージ１１８の動きを制御することができる。

コンピュータシステム１０６は、ディスプレイユニット１０８および入力ユニット１１４に電気的に接続される。ディスプレイユニット１０８は、出力ユーザインタフェースおよび／または入力ユーザインタフェースであることができる。

Ｘ線センサ１０２は、被写体５０の一方の側に位置され、Ｘ線センサ１０２の受光面は、デカルト座標系におけるＸ−Ｙ平面に伸びる。Ｘ線センサ１０２は、例えば、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）ピクセルアレイデジタル検出器、電荷結合素子（ＣＣＤ）ピクセルアレイデジタル検出器などであることができる。本明細書に記載の例示的実施形態において、Ｘ線センサ１０２のサイズは、被写体５０である患者のタイプに従って変化し、より詳細には、Ｘ線センサ１０２は、歯科産業で用いられる標準サイズの長方形の口腔内センサの１つであってよい。標準の歯科用サイズの例としては、サイズが約２７×３７ミリメートルであり、一般的に成人患者に用いられる「サイズ２型」センサ、サイズが約２１×３１ミリメートルであり、典型的にサイズ２型の成人患者よりも小さい患者に用いられる「サイズ１型」センサ、およびサイズが約２０×２６ミリメートルであり、典型的に小児患者に用いられる「サイズ０型」センサが挙げられる。本明細書に記載のさらなる例示的実施形態において、Ｘ線センサ１０２の各ピクセルは、１５マイクロメートルのピクセル幅を有し、対応して、サイズ２型のセンサは、１７００×２４００ピクセルアレイにおいて約４００万ピクセルを有し、サイズ１型のセンサは、１３００×２０００ピクセルアレイにおいて約２７０万ピクセルを有し、およびサイズ０型のセンサは、１２００×１６００ピクセルアレイにおいて約１９０万ピクセルを有する。Ｘ線センサ１０２の色の解像度は、本明細書に記載の一例示的実施形態において、この例に限定されないが、１２ビットのグレースケールの解像度であってよく、他の例示の色の解像度は、８ビットのグレースケールの解像度、１４ビットのグレースケールの解像度および１６ビットのグレースケールの解像度を含んでよい。

Ｘ線源１０４は、Ｘ線センサ１０２から被写体５０の反対側に位置される。Ｘ線源１０４は、被写体５０を通り抜け、Ｘ線センサ１０２によって検出されるＸ線１１０を放射する。Ｘ線源１０４は、デカルト座標系の少なくともＺ軸方向において、Ｘ線センサ１０２の受光面の方へＸ線１１０を放射するように方向づけられ、Ｚ軸はＸ線センサ１０２の受光面と関連してＸ−Ｙ平面に直交する。

Ｘ線源１０４は、走査角度１１２内でそれぞれ多様な種々の位置に位置調整される間、Ｘ線１１０を放射することもでき、走査角度１１２における０度位置は、Ｚ軸に沿ってＸ線１１０を放射するための位置に対応する。本明細書に記載の一例示的実施形態において、ユーザははじめに、Ｘ線源サブシステム１１６を位置調整し、したがって、Ｘ線源１０４も被写体５０を基準として所定の開始位置に位置調整される。ついで、コンピュータシステム１０６は、周知の開始位置に基づいて、モータ付きステージ１１８を介してＸ線源１０４が移動し、走査角度１１２内でそれぞれの種々の位置を通じて掃引するように、ステージ上のコントローラ１２０を制御する。走査角度１１２を通じたＸ線源１０４の掃引は、連続する動きとして、または不連続なステップとして行われ得る。コンピュータシステム１０６は、それぞれの位置で、線源１０４にＸ線１１０を放射させるようにＸ線源１０４を制御する。

図１において、０°位置はＸ線源１０４で示され、一方、参照符号１０４ａおよび１０４ｂは同じＸ線源を示すが、それらは走査角度１１２内で２つの別の例示の位置にある。走査角度１１２は、例えば、０°から±２０°であることができるが、この例は限定していない。例えば、他の実施形態において、線源１０４は、いくつかの所望の方向でＸ線１１０を放射するように位置調整が可能で、上記の例で記載されたような、面、方向または角度だけである必要はない。

放射されたＸ線１１０が被写体５０を通り抜けると、Ｘ線１１０の光量子は、カルシウム豊富な歯および骨などの被写体５０の高密度構造によって、より高く減衰され、ゴムおよびチークなどの柔組織によって低く減衰される。１つまたは複数の減衰構造は、サブ被写体５２により示され得る。被写体５０を通り抜け、減衰されたＸ線１１０は、Ｘ線センサ１０２に投射され、Ｘ線センサ１０２は、Ｘ線１１０を電気信号に変換し、コンピュータシステム１０６に電気信号を提供する。一例示的実施形態において、Ｘ線センサ１０２は、Ｘ線１１０をまず光学像に変換し、ついで光学像を電気信号に変換する間接型センサ（例えば、シンチレータＸ線検出器）であってよく、別の例示の実施形態において、Ｘ線センサ１０２は、Ｘ線１１０を直接的に電気信号に変換する直接型センサ（例えば、半導体Ｘ線検出器）であってよい。コンピュータシステム１０６は、周知のやり方で、被写体５０の二次元投射像を形成するように電気信号を処理する。本明細書に記載の一例示的実施形態において、二次元投射像の画像寸法は、Ｘ線センサ１０２のピクセルの寸法および数に対応する。

Ｘ線源１０４がＸ線センサ１０２を基準として照準を定めることによって、Ｘ線源１０４が走査角度１１２の各位置を通じて掃引するときに、Ｘ線センサ１０２のすべての受光面がＸ線源１０４により放射されたＸ線１１０を露光されるようにすることは、重要とみなされ得る。Ｘ線源１０４が、適切に照準を定められなかった場合、Ｘ線センサ１０２の一部は、走査角度１１２におけるＸ線源１０４の１つまたは複数の位置でのＸ線１１０を、露光しないままであってよく、対応して取得される投射像は、未露光領域内で明るい（すなわち、白）および欠けたサブ被写体５２として現れる。このエラーは、コーンカットとして知られている。Ｘ線源１０４が０°位置にあるときに、放射されるＸ線１１０がＸ線センサ１０２の中心に向けられ、またＸ線センサ１０２に実質的に直交するように、Ｘ線源１０４が、さらに以下に記載される（すなわち、少なくとも図２に基づいて記載されるように）例示的実施形態に従う、Ｘ線取付けシステムに照準を定められてもよい。本明細書に記載の少なくともいくつかの例示的実施形態において、口腔外照準リング１２４は、Ｘ線源１０４の照準を容易にするための目標を提供するために、Ｘ線センサ１０２に取り付けられる。さらに、Ｘ線源１０４の照準は、走査角度１１２の掃引の間に放射されるＸ線１１０を、焦点１２２に実質的に集中するようにしてよく、焦点１２２は、例えば、センサ１０２の近くに位置してもよい。

コンピュータシステム１００は、上述のやり方において、まず少なくとも０°位置を含む種々の角度でＸ線源１０４を位置調整し、被写体５０を通ってＸ線センサ１０２に、それぞれ種々の角度でＸ線１１０を放射することにより、複数の投射像を収集することができる。例えば、複数の投射像は、Ｘ線源が０°位置にある場合に得られる１つの直交投射像と、Ｘ線源１０４がＺ軸（走査角度１１２に対応する）から±２０°の範囲内で種々の角度に位置調整される場合にそれぞれ得られる５０の投射像との、合計で５１の投射を含んでよい。他の例示的実施形態において、投射像の数は、２５から７０の範囲であってよい。Ｘ線源が０°位置にあるとき、直交投射像が得られるので、直交投射像は従来のＸ線画像と同様の外観を有する。すなわち、２次元の直交投射像は、奥行き感覚を有さず、被写体５０内の１つまたは複数のサブ被写体５２は、直交投射像内の別の頂点の１つに重ねて現れてもよい。他方では、被写体５０内でＺ軸方向の種々の奥行きに位置するサブ被写体５２は、走査角度１１２に沿って種々の角度から撮像される場合、視差度合いの変化をうける。

コンピュータシステム１０６は、いくつかの既存のまたは最近の発達した再構成技術に従って、一連の２次元のトモシンセシス画像スライスを再構成するために、複数の投射像を処理する。本明細書に記載の一例示的実施形態において、トモシンセシス画像スライスの再構成は、本明細書にすべて陳述されるように、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Ｄ．Ｇ．Ｇｒａｎｔにより公表された、表題「“Tomosynthesis: A Three-Dimensional Radiographic Imaging Technique”, IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Volume 19, 1972, pp. 20-28,」、およびまた、Ｊ．Ｔ．Ｄｏｂｂｉｎｓらにより再公表された、表題「“Digital X-ray Tomosynthesis: Current State of the Art and Clinical Potential”, Physics in Medicine and Biology, Volume 48, 2003, pp. R65-R106 (the J. T. Dobbins et al. publication),」において記載されるような、シフト加算技術を利用する。
Ｘ線源取付けシステム

トモシンセシスデータセットを得るためのシステム１００を概ね説明したので、次に、調節可能なアーム２１０、調節可能なアーム２１０から吊るされる垂直部材２２０、垂直部材２２０を介して角をなして変位され得るヨーク２３０、ヨーク２３０に取り付けられる移動ガントリ２４０、および移動ガントリ２４０に取り付けられるＸ線源２７０を備える調節可能な取付けシステム２００の実施形態を、図２、図３Ａ〜図３Ｄおよび図４〜図７と併せて説明する。詳細には、図２は、取付けシステム２００の例示的実施形態を示し、図３Ａ〜図３Ｄおよび図４〜図７は、根底となるサブコンポーネントを示すために、ハウジングカバーが取り外された状態の、取付けシステム２００の例示の実施形態の種々の図である。図３Ａ〜図３Ｄおよび図４〜図７は、明確さのために、取付けシステム２００の種々の斜視図を提供する。さらに、図３Ｂおよび図３Ｃは、Ｘ線源２７０が、本明細書において以下にさらに説明されるような図３Ａに示す位置とは異なる位置に移動した状態の、図３Ａに示すサブコンポーネントを図示する。

図２に示す例示的な取付けシステム２００およびＸ線源２７０は、図１に示すＸ線源サブシステム１１６として共同で働き、より詳細には、図２のＸ線源２７０は、図１に示すＸ線源１０４として働く。図１に示す少なくともいくつかの他の構成要素とともに、取付けシステム２００およびＸ線源２７０はまた、トモシンセシス撮像を行うのに有用であり、すなわち、走査角度に沿って種々の角度で、複数の投射像を取得するのに有用であり得る。次に、前述の構成要素およびそれらの相互接続を、詳細に説明する。

図２に示す調節可能なアーム２１０の一端部２１５は、壁または天井などの静止構造物に取り付けられ得る。一例示的実施形態において、調節可能なアーム２１０は、取付けパネル２１１により壁に取り付け可能で、本明細書に記載のさらに例示の実施形態において、調節可能なアーム２１０は、Ｘ線源２７０の露光設定を調節するための制御（図示せず）も含むことができる。

図２に示すように、垂直部材２２０（拡大解釈すれば、それに取り付けられるヨーク２３０、移動ガントリ２４０、およびＸ線源２７０）は、調節可能なアーム２１０の別の端部２１６から吊るされる（すなわち、調節可能なアーム２１０のその端部は静止構造物に取り付けられない）。調節可能なアーム２１０は区分化され得て、１つまたは複数のジョイント２１２（例えば、蝶番、スイベル、ユニバーサルジョイントなど）を備えることができ、それにより、三次元空間で、すなわち上、下、左、右、前および後方向で、Ｘ線源２７０の自由な移動を可能にする。

本明細書に記載の例示的実施形態において、垂直部材２２０は、ジョイント２１４により調節可能なアーム２１０の一端部２１６から垂直に吊るされ、それにより、調節可能なアーム２１０の位置および方向にかかわらず、垂直に方向づけられるヨー軸２２２を垂直部材２２０が定義することができる。さらに、垂直部材２２０はスイベル２２１（図３Ａ〜図３Ｄおよび図４〜図７に図示される）などの回転機構を備え、それにより、調節可能なアーム２１０の位置および方向と無関係に、垂直部材２２０（拡大解釈すれば、それに取り付けられるヨーク２３０、移動ガントリ２４０、およびＸ線源２７０）をヨー軸２２２周りに自由に回転させることができる。例えば、垂直部材２２０は、ヨー軸周りに少なくとも３６０°以内の任意の角度で回転することができる。

次に、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、垂直部材２２０のサブコンポーネントを、それぞれのハウジングカバーが取り外された垂直部材２２０および移動ガントリ２４０を示す図３Ａ〜図３Ｄおよび図４〜図７に基づいて説明する。図３Ａ〜図３Ｄおよび図４〜図７に図示されるように、垂直部材２２０は、垂直部材２２０を介してチャネルとして働くベアリングアセンブリ２２３を備える。ヨーク２３０は、ベアリングアセンブリ２２３のチャネルに移動可能に抑制され、ベアリングアセンブリ２２３を通って、従って垂直部材２２０を通って角をなして変位され得る。本明細書に記載の一例示的実施形態において、ベアリングアセンブリ２２３は、ヨーク２３０が垂直部材２３０を通って角をなして変位するように、そこでヨーク２３０が回転する少なくとも１つのローラベアリング２２４を備える。本明細書に記載の他の例示的実施形態において、ベアリングアセンブリは、ボールベアリング、低摩擦性固形ベアリングなどの他のタイプのベアリング、または、ベアリングアセンブリ２２３を介したヨーク２３０の低抵抗移動を容易にする他の適切な任意の構成要素を含むことができる。

垂直部材２２０はまた、少なくとも１つのブレーキ２２６を備える。一例示的実施形態において、ブレーキ２２６は、ヨーク２３０に型締力を加える２つの電気機械的なブレーキを備えることができる。既定状態において、ブレーキ２２６は、定位置にヨーク２３０を保持し、ベアリングアセンブリ２２３を介したヨーク２３０の任意の動きを実質的に防ぎ、垂直部材２２０を基準としてヨーク２３０の位置を固着することができる。ブレーキ解除ボタン２２８（図２に示す）は、取付けシステム２００で提供され、ブレーキ２２６と連通する。ブレーキ解除ボタン２２８が押されると、ブレーキ２２６はヨーク２３０を解放するように制御し、ついで、ヨーク２３０は、上述のやり方でベアリングアセンブリ２２３を自由に通ることができる。

ヨーク２３０は、円弧形に形成され、２つの端部２３２および２３４を備える。より詳細には、本明細書に記載の一例示的実施形態において、ヨーク２３０は半円形である。ロール軸２３６は、軸がヨーク２３０の円心を通り、ヨーク２３０が横たわる面に直交するように、ヨーク２３０に関連して定義される。ロール軸２３６はまた、ヨー軸２２２に直交する。したがって、垂直部材２２０を通って、半円形のヨーク２３０が角をなして変位する行為は、言い換えれば、ロール軸２３６周りにヨーク２３０が回転するのと同様に説明することもできる。本明細書に記載の例示的実施形態において、ヨーク２３０は、単一の自由度に垂直部材２２０により制限され、すなわち、ロール軸２３６周りにヨーク２３０が回転することが制限され、ヨーク２３０は、１８０°までロール軸２３６周りに回転され得る。

本明細書に記載の他の例示的実施形態において、ヨーク２３０は他の湾曲弧状である。

ブレーキ解除ボタン２２８（図２）は、例えば、ヨーク２３０の一端部２３２または２３４などの好都合な位置にあることができ、それにより、操作者が、ヨーク２３０を解放するためにブレーキ２２６を制御し、ボタン２２８が置かれる端部２３２または２３４によりヨーク２３０を保持し、および垂直部材２２０を通ってヨーク２３０を回転させるために、ブレーキ解除ボタン２２８を片手で押すことができる。

移動ガントリ２４０は、図３Ａ〜図３Ｄおよび図４〜図７に示すように、ヨーク端部２３２と２３４との間に取り付けられる。移動ガントリ２４０は、旋回軸を形成するアタッチメントの各点である、ヨーク端部２３２および２３４にそれぞれ移動可能に取り付けられるアーム２４２および２４４を備えることができ、それにより、移動ガントリ２４０は、ヨーク端部２３２および２３４を介して実質的に定義され、ロール軸２３６に実質的に直交するピッチ軸２３８周りに縦揺れされ得る。一例示的実施形態において、移動ガントリ２４０は、約±４５°の範囲で、ピッチ軸２３８周りに縦揺れされ得る。本明細書に記載のさらに例示的実施形態において、ピッチ軸２３８は、ヨーク２３０の円心と交差し、したがって、ロール軸２３６とも交差する。さらに一例示的実施形態において、ヨー軸２２２、ロール軸２３６およびピッチ軸２３８は、ヨーク２３０の円心で互いに交差し、または実質的に互いに近接して交差する。

本明細書に記載の一例示的実施形態において、各ヨーク端部２３２および２３４と対応するアーム２４２および２４４との間の、移動ガントリ２４０の均衡（本明細書で以下にさらに記載されるような）および／または静止摩擦力により、ヨーク端部２３２および２３４ならびに移動ガントリアーム２４２および２４４は、停止の間、互いに関して静止している。したがって、移動ガントリ２４０は、アタッチメントの点で静止摩擦力に打ち勝つ回転力が加えられることにより縦揺れする。本明細書に記載の一例示的実施形態において、ヨーク端部２３２および２３４は、移動ガントリ２４０のアーム２４２および２４４の相補的な軸状部品を受容する円筒状のクランプ環である。あるいは、アーム２４２および２４４は、ヨーク端部２３２および２３４の相補的な軸状部品を受容する円筒状のクランプ環を含んでよい。

次に、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、移動ガントリ２４０のサブコンポーネントを、図２のそれぞれのハウジングカバーが取り外された垂直部材２２０および移動ガントリ２４０ならびに明確さのために種々の斜視図を提供する少なくともいくつかの図を示す、図３Ａ〜図３Ｄおよび図４〜図７に基づいて説明する。移動ガントリ２４０は、モータ２４６、移動ステージ２４８、モータ２４６および移動ステージ２４８の両方に取り付けられたリンク機構２５０、ならびに移動ステージ２４８が載せられる１つまたは複数の線形ガイド２５２を収容する。本明細書に記載の一例示的実施形態において、リンク機構２５０は、モータ２４６の回転動作を移動ステージ２４８の直線動作に変換し、本明細書に記載のさらに例示的実施形態において、リンク機構２５０は、親ねじであることができる。リンク機構２５０および線形ガイド２５２は、ピッチ軸２３８に実質的に平行な方向に位置調整され、したがって移動ステージ２４８も、ピッチ軸２３８に実質的に平行な方向に、移動軸２５４（例えば、図８および図９Ａ〜図９Ｃを参照）に沿って移動される。

シャフト２５６は、移動ステージ２４８を介して回転可能に配置され、シャフト２５６の回転軸２６８は、移動軸２５４に直交する。詳細には、本明細書に記載の一例示的実施形態において、シャフト２５６は、実質的に円筒状であり、回転軸２６８は、円筒状シャフト２５６の円筒状の軸に一致する。Ｘ線源２７０は、シャフト２５６により、移動ガントリ２４０に取り付けられる。

次に、図８および図９Ａ〜図９Ｃについて説明する。図８および図９Ａ〜図９Ｃは、本明細書に記載の例示的実施形態に従う、移動ガントリ２４０およびＸ線源２７０の上面図（すなわち、図３Ｄおよび図４〜図６上で、移動ガントリ２４０に向かって「Ａ」点から見た）である。図９Ａは、シャフト２５６、アーム２５８およびガイドピン２６０を含む根底となる特徴を示すために、移動ステージ２４８が取り外された点を除けば、図８に示すものと同様の移動ガントリ２４０を図示する。図９Ｂおよび図９Ｃは、図９Ａと同じ構成要素（すなわち、移動ガントリ２４０およびＸ線源２７０）をそれぞれ図示するが、次に、移動ガントリ２４０に含まれるカムシステムにより、移動軸２５４に沿って種々に回転した異なる位置にあるＸ線源２７０を、図８および図９Ａ〜図９Ｃ（カムシステムの部品は、図３Ａ〜図３Ｄおよび図４〜図７の他の部品で確認できるが）に基づいて詳細に説明する。

図８および図９Ａ〜図９Ｃで図示された例示的実施形態において、移動ガントリ２４０は、移動ガントリ２４０のカムプレート２６３に配置されたカムチャネル２６２、およびシャフト２５６にその第１の端部で固定され、ガイドピン２６０によってカムチャネル２６２内にその第２の端部で抑制されたアーム２５８を備えるカムシステムを含む。

図８および図９Ａ〜図９Ｃに示すように、カムチャネル２６２は、移動軸２５４を基準とした角度で動く。移動ステージ２４８（図８に示す）は、モータ２４６により移動軸２５４に沿って、リンク機構２５０およびガイド（複数可）２５２上で移動するとき、アーム２５８のガイドピン２６０が、カムチャネル２６２に沿って続いて移動する。例えば、図９Ｂでは、シャフト２５６およびＸ線源２７０は、移動ガントリアーム２４２に近いリンク機構２５０の端部に、モータ２４６によって（移動ステージ２４８に取り付けられることにより（図９Ｂに示されない））移動され、ガイドピン２６０がアーム２５８を介してシャフト２５６に連結されることにより、ガイドピン２６０は対応して、移動ガントリアーム２４２に近いカムチャネル２６２の端部に沿って、続いて移動する。同様に、図９Ｃでは、シャフト２５６およびＸ線源２７０は、移動ガントリアーム２４４に近いリンク機構２５０の端部に、モータ２４６によって（移動ステージ２４８に取り付けられることにより（図９Ｃに示されない））移動され、ガイドピン２６０がアーム２５８を介してシャフト２５６に連結されることにより、ガイドピン２６０は対応して移動ガントリアーム２４４に近いカムチャネル２６２の端部に沿って、続いて移動する。図９Ａは、図９Ｂおよび図９Ｃにそれぞれ示される位置の途中位置に移動した（モータ２４６を介した移動ステージ２４８（図９Ａに示されない）の移動による）、シャフト２５６およびＸ線源２７０を示し、図９Ａはまた、カムチャネル２６２内で途中位置にあるガイドピン２６０を示す。

図９Ａ〜図９Ｃから理解され得るように、上述のやり方で、移動ステージ２４８の移動に続いて移動するように、ガイドピン２６０が角のあるカムチャネル２６２に抑制されるので、リンク機構２５０の一端部（例えば、図９Ｂに示されるような）からリンク機構２５０の他端部（例えば、図９Ｃに示されるような）への、モータ２４６による移動ステージ２４８（図８に示す）およびシャフト２５６の移動は、同時にシャフト２５６に回転を与える。（図３Ａ〜図３Ｃの斜視図に図示されたそれぞれのＸ線源の移動および回転に対応する、図９Ａ〜図９Ｃに図示されたそれぞれのＸ線源の移動および回転）

一例示的実施形態において、移動ステージ２４８（拡大解釈すれば、シャフト２５６およびＸ線源２７０）は、合計距離１０インチ（２５４ミリメートル）まで移動され得る。その合計１０インチ（２５４ミリメートル）の移動距離をシャフト２５６の合計４０°の回転に変換するために、カムチャネル２６２は、移動軸２５４を基準とした約４．８〜８．５°の角度を有するゆるやかなスプラインに沿い、アーム２５８は、約２インチ（５１ミリメートル）の長さである。上述の移動は、リンク機構２５０上の端部から端部までの移動の任意の量であることができ、シャフト２５６の回転度合いは、その移動の量と釣り合っていることが理解されるであろう。

本明細書に記載の一例示的実施形態において、カムプレート２６３は、移動ガントリ２４０の構造の固定された不可欠な部分をなす。本明細書に記載の別の例示的実施形態において、カムプレート２６３は、交換可能であり、移動ガントリに取外し可能に取り付けられ得る。それぞれ複数の交換可能なカムプレートは、種々のカムチャネル設計（例えば、シャフト２５６の種々の回転を達成するような種々の角度）を有するように用いられ得る。

上述のように、Ｘ線源２７０は、シャフト２５６に取り付けられ、シャフト２５６の移動および回転も、Ｘ線源２７０に与えられる。Ｘ線源２７０は、図９Ａ〜図９Ｃに示すように、放射軸２７４に沿ってＸ線を放射する（本明細書に記載の少なくともいくつかの例示的実施形態において、Ｘ線源２７０はまた、放射されるＸ線を照準する照準器２７２を備えることができる）。Ｘ線源２７０の照準を定める位置２７６は、Ｘ線源２７０が移動ガントリ２４０の２つのアーム２４２および２４４の中心にある場合に、定義され（図３Ａおよび図９Ａに示すように）、放射軸２７４が移動軸２５４およびピッチ軸２３８に直交するように方向づけられ（図３Ａおよび図９Ａに示すように）、放射軸２７４はまた、ロール軸２３６に平行である（図３Ａに示すように）。例えば、照準を定める位置２７６は、図１に関して上述した走査角度１１２の０°位置であることができる。

上述したシャフト２５６の同時の移動および回転は、Ｘ線源２７０を、シャフト２５６へのそのアタッチメントにより、図９Ａ〜図９Ｃに示すように、照準を定める位置２７６から±θ°の走査角度で掃引させる。上記の例示的実施形態において、シャフト２５６の４０°の回転は、したがって、Ｘ線源２７０を、照準を定める位置２７６から±２０°の走査角度で掃引させる。

Ｘ線源２７０の回転は、シャフト２５６を回転させる専用のモータ（すなわち、移動モータ２４６とは無関係のモータ、図示せず）により達成され得るが、Ｘ線源２７０が、移動モータ２４６により移動軸２５４に沿って移動するとき、カムチャネル２６２およびガイドピン２６０がシャフト２５６を回転させるので、そのようなモータは不必要である。したがって、Ｘ線源２７０を回転させるための専用のモータを備える、移動ガントリと比較して、より低重量、より低コストおよびより簡単な設計で、走査角度を通じたＸ線源の掃引が実現され得る。

Ｘ線源２７０が照準を定める位置２７６にある場合、以下にさらに本明細書で記載されるやり方で、操作者は、患者２９０の口腔に入れられた口腔内Ｘ線センサ２８０に向けて、正確におよび容易に、Ｘ線源２７０の照準を定めおよびＸ線源２７０を位置調整することができる。（図２の口腔内Ｘ線センサ２８０は、図１のＸ線センサ１０２として働くことができる。） Ｘ線源２７０の照準を定めることにおいて操作者を助けるために、様々な参照マーカ（図示せず）が、ヨー軸２２２、ピッチ軸２３８、ロール軸２３６、移動軸２５４および放射軸２７４のうちの１つまたは複数に対して、Ｘ線源２７０の照準を示すために、Ｘ線源２７０および／または移動ガントリ２４０上に配置され得る。そのような標識の例は、線、フィン、リブ、目盛り尺、レーザ投射器などを含み、そのような標識は、移動ガントリ２４０のハウジング上またはＸ線源２７０上に配置され得るが、これらの例に限定されない。

上述の取付けシステム２００により、Ｘ線源２７０の位置は、６の自由度内で調節され得る。次に、Ｘ線源２７０の調整性について説明する。

調節可能なアーム２１０は、３つの移動自由度、すなわち、上下方向、左右方向、および前後方向（他の表現ではまた、垂直方向、水平方向、ｘ方向、ｙ方向、またはｚ方向を含むが、これらに制限されない方向を、説明のために用いてよい）、をＸ線源２７０に与える。

取付けシステム２００はまた、３つの回転自由度をＸ線源２７０に与える。垂直部材２２０のスイベル２２１は、ヨー軸２２２（図２）周りにＸ線源２７０が回転することを可能にする。垂直部材２２０を介したヨーク２３０の変位は、実質的にロール軸２３６周りに、Ｘ線源２７０が回転することを可能にする（図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように）。Ｘ線源２７０は、ヨーク端部２３２および２３４を有する旋回軸を形成する移動ガントリアーム２４２および２４４により、実質的にピッチ軸２３８（図２）周りに縦揺れする。

照準を定める位置２７６において、移動ガントリ２４０およびＸ線源２７０の重心は、重量釣合い位置に置かれ、すなわち、重心は、実質的にヨー軸２２２、ロール軸２３６、およびピッチ軸２３８のうちの２つ以上の交差点と一致する。したがって、ヨーク２３０は、実質的にジャイロスコープのリングのように働き、垂直部材２２０を介したヨーク２３０の回転または移動ガントリ２４０の縦揺れは、実質的に重心の位置を変えない。さらに、移動ガントリ２４０およびＸ線源２７０は、ロール軸２３６とピッチ軸２３８の交差点の近くに、質量を集中させることにより、コンパクトに設計され得るので、ロール軸２３６およびピッチ軸２３８それぞれの周りでの慣性モーメントを減らすことができる。

均衡がとれ、緊密に集中した重心によって、移動ガントリ２４０の縦揺れは、ブレーキの助力なしに、ヨーク端部２３２と２３４との間および対応するアーム２４２と２４４との間の静止摩擦力により保たれ得る。また、取付けシステム２００の重心が均衡されおよび集中されるので、ユーザは、わずかな力で容易に、ヨー軸２２２、ピッチ軸２３８、およびロール軸２３６周りに、それぞれＸ線源２７０を偏揺れ、縦揺れ、および回転させることができ、それにより、Ｘ線源２７０の照準を正確に定め、Ｘ線源２７０を正確に位置調整することができる。したがって、Ｘ線源２７０は、患者の口腔内に置かれた口腔内Ｘ線センサ２８０を用いて、照準を定められおよび位置調整され得るので、走査角度を通じて取得された画像の少なくとも実質的に大半において、コーンカットを回避し、実質的に最小限にすることができる。

本明細書に記載の一例示的実施形態において、Ｘ線源２７０および移動ガントリ２４０（より詳細には、モータ２４６）は、図１で図示されたコンピュータシステム１０６と通信し、コンピュータシステム１０６により制御され得る。例えば、Ｘ線源２７０は、Ｘ線を放射するように制御され得、移動ガントリ２４０は、上述のやり方で、Ｘ線源２７０を移動するように制御され得る。本明細書に記載のいくつかの他の例示的実施形態において、移動ガントリ２４０は、少なくとも部分的にモータ２４６および／またはＸ線源２７０を制御するように機能する１つまたは複数のステージ上のコントローラ（複数可）２６４（例えば、図３Ａ〜図３Ｄに示されるような）を、備えることができる。本明細書に記載のいくつかの例示的実施形態において、コントローラ２６４は、図１で示されたモータコントローラ１２０として働くことができる。これらの例は、単に例示的性質のものであり、他の実施形態において、異なる度合いの制御が、コンピュータシステム１０６とステージ上のコントローラ２６４との間で供給され得る。
コンピュータシステム

図１１は、コンピュータシステム３００のブロック図を示す。本明細書に記載の一例示的実施形態において、コンピュータシステム３００の少なくともいくつかの構成要素（それらすべての構成要素またはディスプレイユニット３２８以外のすべて、など）は、図１に示すコンピュータシステム１０６を形成し、コンピュータシステム１０６に含まれ得る。コンピュータシステム３００は、少なくとも１つのコンピュータプロセッサ３２２（「コントローラ」とも呼ばれる）を含む。コンピュータプロセッサ３２２は、例えば、中央処理装置、多重処理装置、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）、フィールドプログラマブルゲートアレイ （「ＦＰＧＡ」）などを含んでよい。プロセッサ３２２は、通信インフラ３２４（例えば、通信バス、クロスオーバーバー装置、またはネットワーク）に接続される。

コンピュータシステム３００はまた、ディスプレイユニット３２８（一例示的実施形態において、ディスプレイユニット１０８を形成しまたはディスプレイユニット１０８に含まれ得る）での表示のために、通信インフラ３２４からのビデオグラフィックス、テキスト、および他のデータを転送する、ディスプレイインタフェース（または他の出力インタフェース）３２６を含む。

コンピュータシステム３００はまた、コンピュータプロセッサ３２２に情報を送るために、コンピュータシステム３００のユーザによって用いられ得る、入力ユニット３３０を含む。本明細書に記載の一例示的実施形態において、入力ユニット３３０は、入力ユニット１１４を形成し、または入力ユニット１１４に含まれ得る。例えば、入力ユニット３３０は、キーボードデバイスおよび／あるいはマウスデバイス、または他の入力デバイスを含むことができる。一例示において、ディスプレイユニット３２８、入力ユニット３３０、およびコンピュータプロセッサ３２２は、集合的にユーザインタフェースを形成することができる。

例えば、タッチスクリーンを含む一例示的実施形態において、入力ユニット３３０およびディスプレイユニット３２８は、同じユーザインタフェースに結合され、または同じユーザインタフェースを表し得る。そのような実施形態において、ディスプレイユニット３２８を触るユーザは、ディスプレイユニット３２８から、例えば、プロセッサ３２２などのプロセッサに信号を転送することができるディスプレイインタフェース３２６に、対応する信号を送ることができる。

さらに、コンピュータシステム３００は、好ましくは、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）であるメインメモリ３３２を含み、また二次メモリ３３４を含んでよい。二次メモリ３３４は、例えば、ハードディスクドライブ３３６および／またはリムーバブルストレージドライブ３３８（例えば、フロッピーディスクドライブ、磁気テープドライブ、光ディスクドライブ、フラッシュメモリドライブなど）を含むことができる。リムーバブルストレージドライブ３３８は、周知のやり方で、リムーバブルストレージユニット３４０から読み出し、および／またはリムーバブルストレージユニット３４０に書き込む。リムーバブルストレージユニット３４０は、例えば、リムーバブルストレージドライブ３３８によって書き込まれ、および／またはリムーバブルストレージドライブ３３８から読み出される、フロッピーディスク、磁気テープ、光ディスク、フラッシュメモリデバイスなどであってよい。リムーバブルストレージユニット３４０は、コンピュータ実行可能ソフトウェア命令および／またはデータを記憶する、非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。

代替の実施形態において、二次メモリ３３４は、コンピュータシステム３００にロードされるコンピュータ実行可能プログラムまたは他の命令を記憶する、他のコンピュータ可読媒体を含むことができる。そのようなデバイスは、リムーバブルストレージユニット３４４およびインタフェース３４２（例えば、ビデオゲームシステムで用いられるものと同様のプログラムカートリッジおよびカートリッジインタフェース）、リムーバブルメモリチップ（例えば、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（「ＥＰＲＯＭ」）またはプログラマブル読取り専用メモリ（「ＰＲＯＭ」））、および関連メモリソケット、ならびにリムーバブルストレージユニット３４４からコンピュータシステム３００の他の部分に、ソフトウェアおよびデータを転送することが可能な他のリムーバブルストレージユニット３４４およびインタフェース３４２を含むことができる。

コンピュータシステム３００はまた、コンピュータシステム３００と外部デバイスとの間で、ソフトウェアおよびデータを転送することが可能な通信インタフェース３４６を含むことができる。通信インタフェース３４６の例としては、モデム、ネットワークインタフェース（例えば、イーサネット（登録商標）カードまたはＩＥＥＥ ８０２．１１ ワイヤレスＬＡＮインタフェース）、通信ポート（例えば、ユニバーサルシリアルバス（「ＵＳＢ」）ポートまたはＦｉｒｅＷｉｒｅ（登録商標）ポート）、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会（「ＰＣＭＣＩＡ」）インタフェースなどが挙げられる。通信インタフェース３４６を介して転送されるソフトウェアおよびデータは、信号形式であり、これは、通信インタフェース３４６によって送信および／または受信することが可能な、電気信号、電磁信号、光信号、または他のタイプの信号であり得る。信号は、通信パス３４８（例えば、チャネル）を介して通信インタフェース３４６に提供される。通信パス３４８は、信号を運び、ワイヤまたはケーブル、ファイバーオプティクス、電話回線、セルリンク、無線周波数（「ＲＦ」）リンクなどを用いて実施することができる。通信インタフェース３４６はまた、コンピュータシステム３００とリモートサーバまたはクラウドベースのストレージ（図示せず）との間で、ソフトウェアまたはデータまたは他の情報を転送するのに用いられてもよい。

１つまたは複数のコンピュータプログラム（コンピュータ制御ロジックとも呼ばれる）は、メインメモリ３３２および／または二次メモリ３３４に記憶される。コンピュータプログラムはまた、通信インタフェース３４６を介して受信することができる。コンピュータプログラムは、コンピュータプロセッサ３２２によって実行された場合に、本明細書に記載される手順を、コンピュータシステム３００が行うことが可能なコンピュータ実行可能な命令を含む。したがって、コンピュータプログラムは、トモシンセシスシステム１００のコンピュータシステム１０６および他の構成要素（例えば、Ｘ線センサ１０２およびＸ線源１０４）を制御することができる。

本明細書に記載の一例示的実施形態において、ソフトウェアは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体に記憶することができ、リムーバブルストレージドライブ３３８、ハードドライブ３３６、および／または通信インタフェース３４６を用いて、コンピュータシステム３００のメインメモリ３３２および／または二次メモリ３３４にロードすることができる。プロセッサ３２２によって実行された場合、制御ロジック（ソフトウェア）により、コンピュータシステム３００に、より一般的には口腔内トモシンセシスシステム１００に、本明細書に記載の手順を行わせる。

別の例示的実施形態において、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどのハードウェアコンポーネントは、本明細書に記載の機能を行うために用いられ得る。本明細書に記載の機能を行うように、かかるハードウェア構成を実施することは、本明細書に鑑みて当業者には明らかであろう。
調節可能なＸ線源取付けシステムを用いた撮像方法

調節可能な取付けシステム２００に取り付けられたＸ線源２７０および口腔内Ｘ線センサ２８０（図２）を含む、口腔内トモシンセシスシステム１００（図１）を用いたトモシンセシス撮像方法を、次に、方法の一例示的実施形態を示すフローチャートである図１２に基づいて説明する。

Ｘ線源２７０を位置調整する前に、患者２９０は、患者を楽にするために調節され得る歯科用治療椅子（図示せず）に座り、口腔内Ｘ線センサ２８０が、患者の口腔に配置される。本明細書に記載のいくつかの例示的実施形態において、口腔内Ｘ線センサ２８０は、長方形のサイズ０、サイズ１またはサイズ２のセンサであり得、上述のように、これはまた、Ｘ線源２７０の照準を定めおよびＸ線源２７０を位置調整するための目標を提供する口腔外ガイド２８２に、取り付けられ得る。

処理は、ステップＳ７０１で開始され、ステップＳ７０２で、操作者は、移動軸２５４に沿って照準を定める位置２７６にＸ線源２７０が移動するように移動ガントリ２４０を制御するために、入力ユニット１１４を介してコンピュータシステム１０６に命令する。

ステップＳ７０４で、操作者は、手動で、口腔内Ｘ線センサ２８０（または、必要な場合、口腔外ガイド２８２を用いて）を用いて、Ｘ線源２７０の照準を定め、Ｘ線源２７０を位置調整するために、上述の１つまたは複数の自由度内（すなわち、上／下移動、左／右移動、前／後移動、ヨー回転、ピッチ回転、およびロール回転）で、取付けシステム２００によりＸ線源２７０を動かしおよび／または回転させる。

本明細書に記載の一例示的実施形態において、口腔内Ｘ線センサ２８０を基準として、Ｘ線源２７０の照準を定めおよび位置調整するための方法およびデバイスが、米国特許第１３／５９１，９７９号に記載されるような、本明細書にすべて陳述されるようにその全体が参照により本明細書に組み込まれる、歯科用位置調整システムにより達成され得る。

分岐ブロックＳ７０６で、操作者は、口腔内Ｘ線センサ２８０を基準としたＸ線源２７０の照準および配置を確認する。Ｘ線源２７０は、放射軸２７４が実質的にセンサの中心の近くで口腔内Ｘ線センサ２８０に直交して突出し、走査角度１１２内の各位置でＸ線源２７０により放射されたＸ線が、コーンカットなしで口腔内Ｘ線センサ２８０で受信される場合、適切に照準が定められ、位置調整されたものとみなされる。詳細には、口腔内センサ２８０が長方形であれば、移動軸２５４を口腔内Ｘ線センサ２８０の長方形の軸（例えば詳細には、長い方の長方形の軸）の１つに平行になるようにすることができ、ヨーク２３０を回転させるのに有用であり得る。

Ｘ線源２７０が、分岐ブロックＳ７０６で適切に照準が定められず、位置調整されなかったものとみなされた場合、ついで、操作者はＸ線源２７０を再位置付けするために、再びステップＳ７０２および／またはＳ７０４を実行し、続いて、Ｘ線源２７０の照準および配置を確認するために、再びステップＳ７０６を実行する。

Ｘ線源２７０が、分岐ブロックＳ７０６で適切に照準が定められ、位置調整されたものとみなされた場合、ついで、処理はステップＳ７０８に進む。

ステップＳ７０８で、上述のやり方で、口腔内トモシンセシスシステム１００（図１）は、走査角度１１２を介して被写体５０の直交投射像（すなわち、走査角度１１２内の０°で、また照準を定める位置２７６で、Ｘ線源２７０を用いて取得された画像）を含む複数の投射像（例えば、少なくとも患者の歯科解剖学的構造の一部）を、取得するために制御される。

例えば、また上述のように、移動モータ２４６は、移動軸に沿ってＸ線源２７０を移動させるために、またＸ線源２７０をカムシステムにより走査角度１１２を通じて回転させるために、コンピュータシステム１０６および／またはコントローラ２６４により制御される。移動と同時に、Ｘ線源２７０は、被写体５０を通って放射軸２７４に沿ってＸ線を放射するように、コンピュータシステム１０６および／またはコントローラ２６４により制御され、口腔内Ｘ線センサ２８０は、その受光面で受光したＸ線を電気信号に変換し、ついで、その電気信号はコンピュータシステム１０６に送信される。コンピュータシステム１０６は、電気信号を処理して、複数の２Ｄ投射像を取得し、ついで、さらに複数の投射像を処理して、一連のトモグラフィー画像スライスを再構成する。

処理は、ステップＳ７１０で終了する。

前述の記載に鑑みて、本明細書に記載の１つまたは複数の例示的実施形態は、多様な自由度を用いて、操作者が正確にかつ造作なくＸ線源の照準を定めることが可能な、コンパクトなおよび軽量のトモシンセシスに利用可能なＸ線源取付けシステムに関することが分かり得る。Ｘ線源取付けシステムは、非常に操作しやすく、コンパクトかつ軽量であるので、歯科臨床医は、いすの側で撮像を行うために、ひと続きの空間を犠牲にすることなく（設置スペースを大きくとるＣＴ装置とは対照的に）、先進的なトモシンセシスベースの三次元撮像システムを備え付けることができる。さらに、Ｘ線源取付けシステムは、トモシンセシス撮像（制限された走査角度を介してＸ線源を掃引することによる）および一般的なデジタルＸ線撮影（Ｘ線源の掃引なしで撮像することによる）の両方の実施に用いられ得、したがって、これは臨床医が用いる既存の歯科Ｘ線撮影用のＸ線源に取って代わることができる。

上述の種々の実施形態は、単なる例として示され、限定するものではない。本発明の精神および範囲から逸脱せずに、形態および細部に対して種々の変形を施すことが可能であることが、当業者には明らかである。したがって、本発明は、上述の例示的な実施形態のいずれにも限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲およびそれらと同等のもののみに従って定義されるべきである。

さらに、本明細書に記載の機能を強調する添付図面は、例示として示されていることを理解すべきである。本発明のアーキテクチャは、十分に柔軟性をもって設定可能であるため、図面に示す以外の方法で利用およびナビゲートすることができる。

さらに、本明細書に記載の例示的実施形態は、口腔内トモシンセシス撮像に限定されない。本明細書に記載の例示的実施形態は、他の解剖学的領域の走査を行うために使用することができる。

さらに、要約書の目的は、米国特許商標庁、および、特許あるいは法律の用語および／または言い回しに精通していない一般人、特に、科学者、技師、および当該技術分野（複数可）の医師が、本明細書に開示の技術的主題の性質および本質について一瞥して迅速に判断できるためのものである。要約書は、決して本発明の範囲を限定しようとするものではない。特許請求の範囲で引用される手順は、示した順序で行う必要がないことをまた理解されるものとする。

Claims (12)

1. ヨー軸周りに旋回することができる垂直部材と、
   ２つの端部を有し、前記垂直部材を通る円弧形のヨークとを備え、ピッチ軸が前記ヨークの前記２つの端部を介して定義され、ロール軸が前記ヨークの円心を介して、前記ヨークが横たわる面に直交するように定義される、Ｘ線源を位置調整するための調節可能な取付け部であって、
   前記ヨークの前記２つの端部に取り付けられ、前記ヨークの前記２つの端部を介して定義された軸周りに縦揺れすることが可能なガントリと、
   前記ガントリに取り付けられるＸ線源とを備え、
   前記Ｘ線源が、（ｉ）前記垂直部材の旋回により前記ヨー軸周りに回転されること、（ｉｉ）前記ガントリが縦揺れすることにより前記ピッチ軸周りに縦揺れされること、および（ｉｉｉ）前記ヨークが前記垂直部材を通ることにより前記ロール軸周りに回転されること、のうちの少なくとも１つをされ得る、調節可能な取付け部。
2. 前記ガントリが、モータ付き移動ステージを備え、
   前記Ｘ線源が、前記移動ステージにより前記ガントリに取り付けられる、請求項１に記載の調節可能な取付け部。
3. 前記ガントリが、前記移動ステージによる前記Ｘ線源の移動に基づいて、前記Ｘ線源を回転させるカムチャネルを備える、請求項２に記載の調節可能な取付け部。
4. 前記モータ付き移動ステージが、親ねじを備える、請求項２に記載の調節可能な取付け部。
5. 前記垂直部材が、そこで前記ヨークが回転するベアリングおよび前記ヨークを固定するブレーキを備える、請求項１に記載の調節可能な取付け部。
6. 前記ヨークが円弧である、請求項１に記載の調節可能な取付け部。
7. 前記垂直部材が、調節可能なアームから吊るされる、請求項１に記載の調節可能な取付け部。
8. ヨー軸周りに旋回することができる垂直部材と、
   ２つの端部を有し、前記垂直部材を通る円弧形のヨークとを備え、ピッチ軸は前記ヨークの前記２つの端部を介して定義され、ロール軸は前記ヨークの円心を介して、前記ヨークが横たわる面に直交するように定義される、調節可能な取付け部であって、
   前記ヨークの前記２つの端部に取り付けられ、前記ヨークの前記２つの端部を介して定義された軸周りに縦揺れすることが可能なガントリと、
   前記調節可能な取付け部の前記ガントリに取り付けられるＸ線源と、
   Ｘ線センサとを備え、
   前記Ｘ線源が、（ｉ）前記垂直部材の旋回により前記ヨー軸周りに回転されること、（ｉｉ）前記ガントリが縦揺れすることにより前記ピッチ軸周りに縦揺れされること、および（ｉｉｉ）前記ヨークが前記垂直部材を通ることにより前記ロール軸周りに回転されること、のうちの少なくとも１つにより、前記Ｘ線源センサに照準を定められ得る、調節可能な取付け部を備える、Ｘ線撮像システム。
9. Ｘ線センサと、調節可能な取付け部に取り付けられたＸ線源と、ヨー軸、ピッチ軸およびロール軸周りに前記Ｘ線源が回転することを可能にする前記調節可能な取付け部とを備えるＸ線撮像システムを用いた、Ｘ線撮像のための方法であって、
   調節可能な取付け部内で照準を定める位置にＸ線源を置くステップと、
   前記調節可能な取付け部のロール軸周りに前記Ｘ線源が回転することにより、前記置かれたＸ線源がＸ線センサに照準を定めるステップとを備える、方法。
10. 前記照準を定めるステップが、前記調節可能な取付け部のヨー軸および前記調節可能な取付け部のピッチ軸のうちの少なくとも１つの周りに、前記Ｘ線源が回転するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
11. 所定の走査角度を通じて前記照準を定めたＸ線源が、走査を行うステップと、
    前記走査を行うステップの間に、前記Ｘ線源にＸ線を放射させるステップと、
    前記Ｘ線センサで、前記放射されたＸ線を検出するステップとをさらに備える、請求項９に記載の方法。
12. Ｘ線源取付けシステムであって、
    Ｘ線源と、
    前記Ｘ線源が取り付けられ、ヨー軸、ピッチ軸およびロール軸周りに、回転自由度を有する前記Ｘ線源を提供するように構成された調節可能な取付け部とを備え、
    前記Ｘ線源の重心は、前記Ｘ線源がヨー軸、ピッチ軸およびロール軸のうちの少なくとも１つの周りに回転するとき、変化しない、Ｘ線源取付けシステム。

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