(57)【要約】【課題】基準とする断層でＲＯＩを指定して手前側又は奥側に位置をずらした断層の画像を連続的に表示したときに、その表示を視る利用者に使い易い画像を生成する。【解決手段】デジタルパノラマ撮影装置１は、基本断層に対して再構成処理されたパノラマ断層像上においてＲＯＩの範囲を受け付ける入力手段１７と、ＲＯＩを構成するフレーム画像を抽出し、その高さ方向の大きさおよび位置を、ＲＯＩの高さ方向の大きさおよび位置と等しくさせ、断層ごとに、ＲＯＩの幅の値を再構成断層画像の幅の値によって割ることで、当該断層の位置に応じた画像拡大率を算出し、この画像拡大率を用いて、再構成処理後の断層画像が当該画像の中心位置を変更させることなく当該画像の幅がパノラマ断層像のＲＯＩの幅と等しくなるようにする正規化処理を行うパノラマ用画像処理手段７と、正規化された断層画像を連続的に出力する出力手段１０とを備える。【選択図】図１
2010011910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を被写体に照射するＸ線源と、
前記被写体を透過したＸ線を受光するＸ線撮像手段と、
Ｘ線源とＸ線撮像手段とを前記被写体が収まるように所定の間隔を空けて保持するアームを所定の回転中心の周りに回転させる旋回駆動手段と、
前記被写体の撮影対象の断層をパノラマ撮影することで前記Ｘ線撮像手段により取得した複数のフレーム画像を記憶するフレーム画像記憶手段とを有し、
前記記憶された複数のフレーム画像を前記被写体の指定された断層に対して予め定められた重ね継ぐときのずらし幅を示す重ね幅だけずらしながら加算して再構成処理することで前記指定された断層に関する再構成断層画像を生成するデジタルパノラマ撮影装置であって、
所定の基本断層に対して再構成処理されたパノラマ断層像上において関心領域の範囲として２次元座標値と、前記関心領域に対応して前記基本断層の内側および外側を示す奥行き方向に設定される断層の個数と、前記設定される各断層間の奥行き方向の間隔との入力を受け付ける入力手段と、
前記入力された２次元座標値の水平方向の値に基づいて、前記パノラマ断層像を構成する全フレーム画像のうち前記関心領域を構成するフレーム画像を抽出し、前記２次元座標値の垂直方向の値に基づいて、前記抽出されたフレーム画像の高さ方向の大きさおよび位置が、前記関心領域の高さ方向の大きさおよび位置と等しくなるように前記抽出されたフレーム画像から余分な部分を削除する加工を行い、
前記個数と間隔とが入力された設定される断層ごとに、前記関心領域の幅の値を、前記複数の加工後フレーム画像を前記被写体に設定される断層の位置に応じた重ね幅で再構成処理をしたときに形成される再構成断層画像の幅の値によって割ることで、当該断層の位置に応じた画像拡大率を算出し、
前記画像拡大率を用いて、再構成処理後の断層画像が当該画像の中心位置を変更させることなく当該画像の幅が前記パノラマ断層像の関心領域の幅と等しくなるようにする正規化処理を行うパノラマ用画像処理手段と、
前記設定される断層ごとに、前記正規化された断層画像を連続的に出力する出力手段と、
を備えることを特徴とするデジタルパノラマ撮影装置。
【請求項２】
前記パノラマ用画像処理手段は、
前記正規化処理として、当該断層において、前記再構成断層画像を前記画像拡大率で拡大または縮小することで、前記関心領域の高さおよび幅と同じ形状に正規化された断層画像を生成することを特徴とする請求項１に記載のデジタルパノラマ撮影装置。
【請求項３】
前記パノラマ用画像処理手段は、
前記正規化処理として、当該断層において、前記複数の加工後フレーム画像を前記画像拡大率で拡大または縮小することで、高さが前記加工後フレーム画像の高さと同じである正規化フレーム画像を生成すると共に、当該断層の位置に応じた重ね幅の値に前記画像拡大率を掛けることで第２の重ね幅を算出し、前記生成された正規化フレーム画像を前記第２の重ね幅で再構成することで、前記関心領域の高さおよび幅と同じ形状に正規化された断層画像を生成することを特徴とする請求項１に記載のデジタルパノラマ撮影装置。
【請求項４】
前記パノラマ用画像処理手段は、
前記設定される各断層の位置を時間経過に伴って連続的に切り替えることで、前記切り替えられた各断層についての前記正規化された各断層画像を前記出力手段に順次出力すると共に、前記時間経過に伴って連続的に切り替えられる各断層の位置に追従してその時点でムービー表示されている断層画像の断層の位置を案内するアニメーション画面を前記出力手段に出力し、
前記出力手段は、前記正規化された各断層画像をモニタ画面に順次出力することでムービー表示を行うと共に、前記ムービー表示を行うモニタ画面に、前記アニメーション画面を同時に表示することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のデジタルパノラマ撮影装置。
【請求項５】
前記フレーム画像記憶手段は、前記回転中心から距離ｒ1だけ離間している前記被写体の第１の断層を前記Ｘ線撮像手段の１画素分の長さずつシフトさせながら撮影して取得されたｎ枚のフレーム画像を記憶し、
前記パノラマ用画像処理手段は、
前記ｎ枚のフレーム画像のうち撮影順に（ｋ−１）フレームおきに（ｎ／ｋ）枚だけ順次読み出し、前記Ｘ線撮像手段の１画素分の長さを前記重ね幅として前記読み出した各フレーム画像を重ね合わせるフレーム飛越し方法を用いた再構成処理により、前記回転中心からの距離が（ｒ1／ｋ）である前記被写体の第２の断層の断層画像を生成すると共に、
前記被写体の第１および第２の断層とは異なる第３の断層において、前記（ｋ−１）フレームおきに読み出した（ｎ／ｋ）枚のフレーム画像を用いて再構成処理を行うために、前記回転中心から前記第３の断層までの距離と前記回転中心から前記第２の断層までの距離との比の値を、前記Ｘ線撮像手段の１画素分の長さに掛けることで、前記回転中心から前記第３の断層までの距離に対応した新たな重ね幅として第２の重ね幅を算出し、前記算出した第２の重ね幅で前記（ｎ／ｋ）枚のフレーム画像を重ね合わせるフレーム微小移動方法を用いた再構成処理により、前記被写体の第３の断層の断層画像を生成することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のデジタルパノラマ撮影装置。
【請求項６】
被写体の撮影対象の断層をパノラマ撮影することで取得された複数のフレーム画像を前記被写体の指定された断層に対して予め定められた重ね継ぐときのずらし幅を示す重ね幅だけずらしながら加算して再構成処理することで前記指定された断層に関する再構成断層画像を生成するために、前記複数のフレーム画像を記憶するフレーム画像記憶手段を備えたコンピュータを、
所定の基本断層に対して再構成処理されたパノラマ断層像上において関心領域の範囲として２次元座標値と、前記関心領域に対応して前記基本断層の内側および外側を示す奥行き方向に設定される断層の個数と、前記設定される各断層間の奥行き方向の間隔とを入力情報として受け付ける入力情報判別制御手段、
前記入力された２次元座標値の水平方向の値に基づいて、前記パノラマ断層像を構成する全フレーム画像のうち前記関心領域を構成するフレーム画像を抽出し、前記２次元座標値の垂直方向の値に基づいて、前記抽出されたフレーム画像の高さ方向の大きさおよび位置が、前記関心領域の高さ方向の大きさおよび位置と等しくなるように前記抽出されたフレーム画像から余分な部分を削除する加工を行うフレーム画像抽出加工手段、
前記個数と間隔とが入力された設定される断層ごとに、前記複数の加工後フレーム画像を前記被写体に設定される断層の位置に応じた重ね幅で再構成する画像再構成手段、
前記設定される断層ごとに、前記関心領域の幅の値を、前記複数の加工後フレーム画像を前記被写体に設定される断層の位置に応じた重ね幅で再構成処理をしたときに形成される再構成断層画像の幅の値によって割ることで、当該断層の位置に応じた画像拡大率を算出する拡大率算出手段、
前記画像拡大率を用いて、再構成処理後の断層画像が当該画像の中心位置を変更させることなく当該画像の幅が前記パノラマ断層像の関心領域の幅と等しくなるようにする正規化処理を行う断層画像幅正規化処理手段、
前記設定される断層ごとに、前記正規化された断層画像を連続的に出力手段に表示させる表示制御手段、
として機能させることを特徴とするパノラマ用画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルパノラマ撮影装置およびパノラマ用画像処理プログラムに係り、特に、一般医療用や歯科用の被写体をパノラマ撮影して記憶された複数のフレーム画像を重畳することで被写体の任意の断層の画像を再構成するデジタルパノラマ撮影装置およびパノラマ用画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、歯科用のＸ線断層撮影装置として、パノラマ撮影装置が知られている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。特許文献１〜３に開示された装置は、水平面（ＸＹ平面）で位置合わせされた歯列の位置において、歯列の鉛直面方向（Ｚ方向）の断層画像を取得し、１つの歯列に対して複数の断層画像（多断層画像）を表示可能に構成されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された歯科用パノラマＸ線撮影装置は、受像装置にラインセンサ型のデジタルセンサを用いており、パノラマ断層撮影をする際に、一度目の撮影を終了すると、その終了位置から次の範囲の二度目の撮影を、二度目の撮影が終われば、その終了位置からその次の範囲の三度目の撮影を行うという操作を繰り返す。この間、先の撮影終了位置から次の撮影を開始する際、旋回アームはその振角分原点位置まで自動的に戻ってから撮影が開始される。そして、例えば、三度の操作による一連の撮影が終了すると、記憶手段に保存されていた各画像データを、撮影対象部位の断層面の連続した一枚の画像として表示装置に表示する。この歯科用パノラマＸ線撮影装置は、基準断層面に対してそれぞれ前後数ミリ離れた２つの断層面の位置も併せて多層断層撮影することができる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の装置は、任意断層のパノラマ画像を形成するものではない。これに対して、特許文献２および特許文献３に開示された技術は、Ｘ線源とＸ線撮像手段とを被験者の周りに旋回させながら被験者の１つの断層に対応した一連の撮影を行うことで複数のフレーム画像（フレームデータ）を取得し、記憶手段から読み出した各フレーム画像を所定距離ずつシフトさせながら加算する画像処理を行うことで、撮影対象の断層に関わらず任意断層のパノラマ画像を形成する。
【０００５】
このうち、特許文献２に開示されたパノラマ画像撮影装置では、パノラマ画像のボケを減らす処理に必要なパラメータとして、複数セットのフレームデータを相互に重ね合わせ加算するときに、それぞれのセットのフレームデータをどの程度位置をずらせて重ねるかという「重ね合わせの程度を示す量（ゲイン）」を導入し、ファントムを用いて奥行き方向の距離とゲインの関係を事前に定量計測しておく。そして、利用者は、パノラマ画像を観察しながら、その画像上に、焦点をもっとも合わせたい関心のある局所的な領域を関心領域（ＲＯＩ：Region of Interest）として設定する。
【０００６】
また、特許文献３に開示されたデジタルパノラマ撮影装置では、撮影によって取得した大容量フレーム画像記憶手段に記憶されている大量のフレーム画像に対して、フレーム飛越し法による断層像構築処理を施すことで、Ｘ線源とＸ線撮像手段とを旋回させるときの回転中心からの半径（回転半径ｒ）として所望の値を求め、次いでフレーム微少移動法による画像構築によってこの回転半径ｒから所望の微少間隔を一定間隔とする各半径上の断層像を得るようにする。
【特許文献１】特開２００６−３２０３４７号公報（００３０〜００３２、図４）
【特許文献２】特開２００７−１３６１６３号公報（００３２〜００４３、図３）
【特許文献３】特開２００６−１８０９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載の技術では、利用者の操作情報に応答して、ＲＯＩで指定された、標準面のパノラマ画像上の関心領域のサイズを持つ断面から手前側又は奥側に位置をずらした断面を診る際に、そのずらした位置は、事前測定に用いたファントムの構造に規定されている。また、特許文献２に記載のパノラマ画像撮影装置は、例えば奥側に４ｍｍ平行移動といった操作情報が入力されていたときに、その指定された断層の画像を再構成して表示する。したがって、基準とする断層から手前側又は奥側に位置をずらした断層の画像を、基準とする断層の画像や他の断層の画像と見比べることが困難である。仮に、基準とする断層でＲＯＩを指定して各断層の画像を連続的に表示したとしても、ＲＯＩの位置が不変なので、歯列の舌側方向の断層画像ほど画像幅が狭く、逆に、歯列の頬側方向の断層画像ほど画像幅が広くなってしまう。同様に、特許文献３に記載の技術も、仮に、基準とする断層でＲＯＩを指定して手前側又は奥側に位置をずらした断層の画像を連続的に表示したとしても各断層の画像幅は異なって表示される。
【０００８】
このように、基準とする断層でＲＯＩを指定して手前側又は奥側に位置をずらした断層の画像を連続的に表示したときに、各断層の画像幅が異なると、例えば、歯科医師が、基準とする断層の画像で発見した病変部から、手前側又は奥側に位置をずらした断層を観察するときに、違和感を感じたり病変部を視認しづらかったりするという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、基準とする断層でＲＯＩを指定して手前側又は奥側に位置をずらした断層の画像を連続的に表示したときに、その表示を視る利用者にとって使い易い画像を生成することのできる技術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】
【００１０】
前記課題を解決するため、請求項１に記載のデジタルパノラマ撮影装置は、Ｘ線を被写体に照射するＸ線源と、前記被写体を透過したＸ線を受光するＸ線撮像手段と、Ｘ線源とＸ線撮像手段とを前記被写体が収まるように所定の間隔を空けて保持するアームを所定の回転中心の周りに回転させる旋回駆動手段と、前記被写体の撮影対象の断層をパノラマ撮影することで前記Ｘ線撮像手段により取得した複数のフレーム画像を記憶するフレーム画像記憶手段とを有し、前記記憶された複数のフレーム画像を前記被写体の指定された断層に対して予め定められた重ね継ぐときのずらし幅を示す重ね幅だけずらしながら加算して再構成処理することで前記指定された断層に関する再構成断層画像を生成するデジタルパノラマ撮影装置であって、所定の基本断層に対して再構成処理されたパノラマ断層像上において関心領域の範囲として２次元座標値と、前記関心領域に対応して前記基本断層の内側および外側を示す奥行き方向に設定される断層の個数と、前記設定される各断層間の奥行き方向の間隔との入力を受け付ける入力手段と、前記入力された２次元座標値の水平方向の値に基づいて、前記パノラマ断層像を構成する全フレーム画像のうち前記関心領域を構成するフレーム画像を抽出し、前記２次元座標値の垂直方向の値に基づいて、前記抽出されたフレーム画像の高さ方向の大きさおよび位置が、前記関心領域の高さ方向の大きさおよび位置と等しくなるように前記抽出されたフレーム画像から余分な部分を削除する加工を行い、前記個数と間隔とが入力された断層ごとに、前記関心領域の幅の値を、前記複数の加工後フレーム画像を前記被写体に設定される断層の位置に応じた重ね幅で再構成処理をしたときに形成される再構成断層画像の幅の値によって割ることで、当該断層の位置に応じた画像拡大率を算出し、前記画像拡大率を用いて、再構成処理後の断層画像が当該画像の中心位置を変更させることなく当該画像の幅が前記パノラマ断層像の関心領域の幅と等しくなるようにする正規化処理を行うパノラマ用画像処理手段と、前記設定される断層ごとに、前記正規化された断層画像を連続的に出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、デジタルパノラマ撮影装置は、入力手段によって、パノラマ断層像上の関心領域の範囲を示す２次元座標値と、関心領域の奥行き方向に設定される断層の個数と、各断層間の間隔との入力を受け付ける。そして、デジタルパノラマ撮影装置は、パノラマ用画像処理手段によって、関心領域を構成するフレーム画像を抽出し、かつ、抽出したフレーム画像の高さ方向の大きさおよび位置を、関心領域の高さおよび位置に揃える加工を行う。そして、デジタルパノラマ撮影装置は、パノラマ用画像処理手段によって、設定される断層ごとに、関心領域の幅の値を、通常の処理で形成される再構成断層画像の幅の値によって割ることで、断層の位置に応じた画像拡大率を算出し、その画像拡大率を用いて、再構成処理後の断層画像がその画像の中心位置を変更させずに当該画像の幅が関心領域の幅と等しくなるようにする正規化処理を行う。したがって、関心領域から抽出されて加工された複数のフレーム画像のみを用いて、設定される断層に応じた重ね幅（重ね継ぐときのずらし幅）で重ね合わせることで再構成するので、断層画像を作成する処理に要する時間を短縮できる。そして、デジタルパノラマ撮影装置は、出力手段によって、断層ごとに、正規化された断層画像を連続的に出力する。そのため、正規化された再構成処理後の断層画像を連続的に出力したときに、表示される画像は、その表示を視る利用者にとって使い易い画像となる。
【００１２】
また、請求項２に記載のデジタルパノラマ撮影装置は、請求項１に記載のデジタルパノラマ撮影装置において、前記パノラマ用画像処理手段が、前記正規化処理として、当該断層において、前記再構成断層画像を前記画像拡大率で拡大または縮小することで、前記関心領域の高さおよび幅と同じ形状に正規化された断層画像を生成することを特徴とする。
【００１３】
かかる構成によれば、デジタルパノラマ撮影装置は、パノラマ用画像処理手段の正規化処理において、断層ごとに、通常の処理で形成される再構成断層画像を、画像拡大率を用いて拡大または縮小する。したがって、デジタルパノラマ撮影装置は、設定される断層の数だけ画像の拡大または縮小の処理を行うことで正規化された断層画像を生成できる。
【００１４】
また、請求項３に記載のデジタルパノラマ撮影装置は、請求項１に記載のデジタルパノラマ撮影装置において、前記パノラマ用画像処理手段が、前記正規化処理として、当該断層において、前記複数の加工後フレーム画像を前記画像拡大率で拡大または縮小することで、高さが前記加工後フレーム画像の高さと同じである正規化フレーム画像を生成すると共に、当該断層の位置に応じた重ね幅の値に前記画像拡大率を掛けることで第２の重ね幅を算出し、前記生成された正規化フレーム画像を前記第２の重ね幅で再構成することで、前記関心領域の高さおよび幅と同じ形状に正規化された断層画像を生成することを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、デジタルパノラマ撮影装置は、パノラマ用画像処理手段の正規化処理において、断層ごとに、事前に、再構成処理に用いる加工後フレーム画像を、画像拡大率を用いて拡大または縮小し、かつ、重ね幅に画像拡大率を掛けた上で、断層画像の再構成処理を行う。ここで、加工後フレーム画像は、通常の処理で形成される再構成断層画像よりもサイズが小さいので、再構成断層画像を拡大／縮小する場合に比べて画像の拡大／縮小に係る処理の負荷を低減できる。また、重ね幅については単純なスカラー値の掛け算なので容易に処理できる。したがって、デジタルパノラマ撮影装置は、画像の拡大／縮小に係る処理負荷を低減させつつ正規化された断層画像を生成できる。
【００１６】
また、請求項４に記載のデジタルパノラマ撮影装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のデジタルパノラマ撮影装置において、前記パノラマ用画像処理手段が、前記設定される各断層の位置を時間経過に伴って連続的に切り替えることで、前記切り替えられた各断層についての前記正規化された各断層画像を前記出力手段に順次出力すると共に、前記時間経過に伴って連続的に切り替えられる各断層の位置に追従してその時点でムービー表示されている断層画像の断層の位置を案内するアニメーション画面を前記出力手段に出力し、前記出力手段が、前記正規化された各断層画像をモニタ画面に順次出力することでムービー表示を行うと共に、前記ムービー表示を行うモニタ画面に、前記アニメーション画面を同時に表示することを特徴とする。
【００１７】
かかる構成によれば、デジタルパノラマ撮影装置は、正規化された各断層画像をムービー表示させるので、ムービー表示を観察する利用者は、視点を変えずに関心領域を観察することができる。また、デジタルパノラマ撮影装置は、モニタ画面に、正規化された断層画像のムービー表示と、現在表示中の断層の位置を案内するアニメーション画面とを同時に表示させるので、ユーザビリティに優れると共に、断層画像を用いた診断に係る性能を向上させることができる。
【００１８】
また、請求項５に記載のデジタルパノラマ撮影装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のデジタルパノラマ撮影装置において、前記フレーム画像記憶手段が、前記回転中心から距離ｒ1だけ離間している前記被写体の第１の断層を前記Ｘ線撮像手段の１画素分の長さずつシフトさせながら撮影して取得されたｎ枚のフレーム画像を記憶し、前記パノラマ用画像処理手段が、前記ｎ枚のフレーム画像のうち撮影順に（ｋ−１）フレームおきに（ｎ／ｋ）枚だけ順次読み出し、前記Ｘ線撮像手段の１画素分の長さを前記重ね幅として前記読み出した各フレーム画像を重ね合わせるフレーム飛越し方法を用いた再構成処理により、前記回転中心からの距離が（ｒ1／ｋ）である前記被写体の第２の断層の断層画像を生成すると共に、前記被写体の第１および第２の断層とは異なる第３の断層において、前記（ｋ−１）フレームおきに読み出した（ｎ／ｋ）枚のフレーム画像を用いて再構成処理を行うために、前記回転中心から前記第３の断層までの距離と前記回転中心から前記第２の断層までの距離との比の値を、前記Ｘ線撮像手段の１画素分の長さに掛けることで、前記回転中心から前記第３の断層までの距離に対応した新たな重ね幅として第２の重ね幅を算出し、前記算出した第２の重ね幅で前記（ｎ／ｋ）枚のフレーム画像を重ね合わせるフレーム微小移動方法を用いた再構成処理により、前記被写体の第３の断層の断層画像を生成することを特徴とする。
【００１９】
かかる構成によれば、デジタルパノラマ撮影装置は、パノラマ用画像処理手段によって、断層画像の再構成処理を行う際に、フレーム飛越し法およびフレーム微小移動法を用いる。フレーム飛越し法およびフレーム微小移動法によれば、回転中心を始点として第２の断層上の地点までのベクトルをスカラー倍したベクトルの終点の位置に被写体の第３の断層を設定することができる。したがって、デジタルパノラマ撮影装置は、被写体の第２の断層を基本断層として、この基本断層の外側または内側に微小な一定の間隔で容易に被写体の第３の断層を設定することが可能である。そのため、断層間隔を微小化できるので、断層画像を用いた診断に係る性能を向上させることができる。さらに、特にムービー表示においては、ムービー表示を観察する利用者が視点を変えずに違和感なく関心領域を観察することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載のパノラマ用画像処理プログラムは、被写体の撮影対象の断層をパノラマ撮影することで取得された複数のフレーム画像を前記被写体の指定された断層に対して予め定められた重ね継ぐときのずらし幅を示す重ね幅だけずらしながら加算して再構成処理することで前記指定された断層に関する再構成断層画像を生成するために、前記複数のフレーム画像を記憶するフレーム画像記憶手段を備えたコンピュータを、所定の基本断層に対して再構成処理されたパノラマ断層像上において関心領域の範囲として２次元座標値と、前記関心領域に対応して前記基本断層の内側および外側を示す奥行き方向に設定される断層の個数と、前記設定される各断層間の奥行き方向の間隔とを入力情報として受け付ける入力情報判別制御手段、前記入力された２次元座標値の水平方向の値に基づいて、前記パノラマ断層像を構成する全フレーム画像のうち前記関心領域を構成するフレーム画像を抽出し、前記２次元座標値の垂直方向の値に基づいて、前記抽出されたフレーム画像の高さ方向の大きさおよび位置が、前記関心領域の高さ方向の大きさおよび位置と等しくなるように前記抽出されたフレーム画像から余分な部分を削除する加工を行うフレーム画像抽出加工手段、前記個数と間隔とが入力された設定される断層ごとに、前記複数の加工後フレーム画像を前記被写体に設定される断層の位置に応じた重ね幅で再構成する画像再構成手段、前記設定される断層ごとに、前記関心領域の幅の値を、前記複数の加工後フレーム画像を前記被写体に設定される断層の位置に応じた重ね幅で再構成処理をしたときに形成される再構成断層画像の幅の値によって割ることで、当該断層の位置に応じた画像拡大率を算出する拡大率算出手段、前記画像拡大率を用いて、再構成処理後の断層画像が当該画像の中心位置を変更させることなく当該画像の幅が前記パノラマ断層像の関心領域の幅と等しくなるようにする正規化処理を行う断層画像幅正規化処理手段、前記設定される断層ごとに、前記正規化された断層画像を連続的に出力手段に表示させる表示制御手段として機能させることを特徴とする。このように構成されることにより、このプログラムをインストールされたコンピュータは、このプログラムに基づいた各機能を実現することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、デジタルパノラマ撮影装置は、パノラマ断層像上の指定された関心領域の奥行き方向に設定される各断層について再構成処理後の断層画像の幅を関心領域の幅と等しくして連続的に出力することができる。したがって、その表示を視る利用者にとって使い易い画像を生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明のデジタルパノラマ撮影装置を実施するための最良の形態（以下「実施形態」という）について詳細に説明する。
【００２３】
［デジタルパノラマ撮影装置の構成］
図１は、本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置を模式的に示す構成図である。デジタルパノラマ撮影装置１は、パノラマ撮影（パノラマＸ線断層撮影法）によって、被写体（人物）Ｋの上顎／下顎における歯列に沿った所定の断層におけるＸ線像を撮影して歯科用の断層画像を生成するものであり、図１に示すように、Ｘ線源２と、Ｘ線撮像手段３と、旋回駆動手段４と、Ａ／Ｄ変換手段５と、大容量フレーム画像記憶手段６と、パノラマ用画像処理手段７と、処理画像記憶手段８と、全画像表示記憶手段９と、出力手段１０と、入力手段１７とを備えている。
【００２４】
［断層画像］
ここで、生成表示される断層画像について図２を参照して説明する。図２は、被写体としての歯列に対応するように割り当てられた複数の断層を示す説明図である。図２に示す状態では、Ｘ線源２は、被写体Ｋ（図１参照）である人物の歯列の前歯部ｃ側からＸ線を照射し、当該歯列の臼歯部ｄ側において、Ｘ線撮像手段３が受光しているが、撮影中には、Ｘ線源２およびＸ線撮像手段３は回転し、回転中心ａの位置はスライドする。図２では、歯列の前後の奥行き方向の中央に基本断層ｂ0をとり、歯列の奥行き方向の後側（内側）に舌側断層ｂm、前側（外側）に頬側断層ｂnを例示した。ここで、ｍは舌側方向の断層の識別情報（ｍ＝−１，−２，−３，…）、ｎは頬側方向の断層の識別情報（ｎ＝１，２，３，…）をそれぞれ示す。ただし、図２では、舌側方向断層、頬側方向断層とも１つずつ例示した。なお、人体の歯列が被写体である場合には、基本断層ｂ0は、回転中心ａから前歯部ｃ側の１番の中切歯までの距離が例えば５０ｍｍ程度、舌側方向断層、頬側方向断層は、基本断層ｂ0から例えば±３０ｍｍ程度までの領域に設定することが好ましい。
【００２５】
図３は、本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置で生成された断層像を示す説明図であって、（ａ）は図２に示した歯列の各断層に対応した断層像、（ｂ）は複数のフレーム画像をずらしながら重ねることで断層像が形成されていることをそれぞれ示している。図３（ａ）に示す頬側方向断層像Ｂnは、図２に示した頬側断層ｂnにおける断層画像の一例である。また、図３（ａ）に示す基本断層像Ｂ0は、図２に示した基本断層ｂ0における断層画像の一例である。以下でパノラマ断層像と呼ぶ場合には、この基本断層像Ｂ0を指すこととする。また、図３（ａ）に示す舌側方向断層像Ｂmは、図２に示した舌側断層ｂmにおける断層画像の一例である。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、各断層画像の画像幅（横幅）は異なっており、頬側方向ほど回転中心ａ（図２参照）から遠いのでその分長い。例えば、基本断層像Ｂ0は、図３（ｂ）に示すように、所定のフレーム幅を有した数多くのフレーム画像（単純Ｘ線撮影像）ｇを、所定の間隔（予め定められた重ね継ぐときのずらし幅を示す重ね幅）で重ね合わされて形成されている。図３（ｂ）では１３枚のフレーム画像ｇを例示したが、実際の断層画像は、数百〜数千枚のフレーム画像ｇを合成して構築される。つまり、１つのフレーム画像に数〜数十枚の他のフレーム画像が重ねられることになるので、１つのフレーム画像に着目したときに、他のフレーム画像と実際に重っている部分は、着目しているフレーム画像から何フレーム先のフレーム画像であるかを特定しなければ定義できない。一方、重ね継ぐときのずらし幅の部分は、着目しているフレーム画像と次のフレーム画像との関係だけで定義できる。したがって、この意味において、ずらし幅のことを「重ね幅」と呼ぶ。なお、図３（ｂ）に示すようにすべてのフレーム画像ｇを等間隔で重ね合わせて形成してもよいし、重ね幅を変化させて重ね合わせるようにしてもよい。
【００２７】
［デジタルパノラマ撮影装置の各部の構成］
図１に戻って、デジタルパノラマ撮影装置１の各部の構成を説明する。
Ｘ線源２は、図示しないスリットを有しており、このスリットを介してＸ線を照射することにより生成されるスリットビーム（Ｘ線ビーム）を所定のタイミングで被写体Ｋに照射するものである。
【００２８】
Ｘ線撮像手段３は、Ｘ線源２から照射されて被写体Ｋを透過したＸ線を受光して、被写体ＫのＸ線が透過した部分を所定のフレームレートで撮像するものである。Ｘ線撮像手段３は、Ｘ線イメージセンサやＸ線検出器、またはそれらの組合せである。ここで、イメージセンサは、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）センサ、ＣｄＴｅセンサ等である。また、Ｘ線検出器は、Ｘ線イメージインテンシファイア（Image Intensifier：Ｉ．Ｉ．）、フラットパネル検出器(Flat Panel Detector:ＦＰＤ)等である。本実施形態では、Ｘ線撮像手段３は、ＣＭＯＳイメージセンサであるものとして説明する。この場合、１画素サイズを、例えば１００μｍとすることができる。
【００２９】
旋回駆動手段４は、アームにＸ線源２とＸ線撮像手段３とを所定の間隔を空けて保持し、モータやアクチュエータ等の駆動により、アームを所定の角速度で回転するように旋回させる。この間隔は、Ｘ線源２とＸ線撮像手段３との間に被写体Ｋが収まるように、例えば、３０ｃｍ〜１ｍに設定される。なお、Ｘ線源２の照射部とＸ線撮像手段３の受光面とは対向して配置される。また、アームは、回転中心ａの周りに回転可能に構成され、さらに回転中心ａを移動させるスライド動作が可能に構成されている。これにより、Ｘ線源２とＸ線撮像手段３とが所定の間隔を維持したまま、Ｘ線撮像手段３は、被写体Ｋの周囲の任意の方向の断層画像を撮影することができる。この旋回駆動手段４と、Ｘ線源２と、Ｘ線撮像手段３とは、図示しないコントローラにより制御され、旋回駆動手段４がアームを旋回しながらＸ線源２がＸ線を照射して撮影を繰り返し、Ｘ線の照射タイミングに同期してＸ線撮像手段３が被写体ＫのＸ線像としてのフレーム画像（単純Ｘ線撮影像）を連続的に撮像してＡ／Ｄ変換手段５に出力する。Ａ／Ｄ変換手段５は、Ｘ線撮像手段３の出力信号を取得し、Ａ／Ｄ変換（analog to digital translation）してパノラマ用画像処理手段７に出力する。
【００３０】
入力手段１７は、例えば、マウス、キーボード、ディスクドライブ装置などから構成される。本実施形態では、入力手段１７は、生成表示される断層画像を指定するためにパノラマ用画像処理手段７に入力される情報として、基本断層ｂ0に対して再構成処理されたパノラマ断層像Ｂ0上において関心領域（ＲＯＩ：Region of Interest）の範囲を示す２次元座標値と、関心領域に対応して基本断層ｂ0の内側および外側を示す奥行き方向に設定される断層の合計個数と、設定される各断層間の奥行き方向の間隔との入力を受け付ける。
【００３１】
大容量フレーム画像記憶手段６と、パノラマ用画像処理手段７と、処理画像記憶手段８と、全画像表示記憶手段９とは、例えば、一般的なコンピュータ（計算機）で実現することができ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）と、入力／出力インタフェースとを含んで構成されている。
【００３２】
大容量フレーム画像記憶手段（フレーム画像記憶手段）６は、Ｘ線撮像手段３で撮像されてＡ／Ｄ変換された被写体ＫのＸ線像としてのフレーム画像（単純Ｘ線撮影像）を記憶するものであり、一般的な画像メモリやハードディスク等から構成される。
【００３３】
パノラマ用画像処理手段７は、Ａ／Ｄ変換手段５の出力信号としてフレーム画像を取得し、大容量フレーム画像記憶手段６に格納する。このパノラマ用画像処理手段７は、再構成処理の機能と、正規化処理の機能とを有している。パノラマ用画像処理手段７は、再構成処理の機能として、大容量フレーム画像記憶手段６に記憶された複数のフレーム画像を処理画像記憶手段８に展開して水平方向に重ね合わせることにより、任意の指定された複数の断層についてそれぞれの断層の画像を再構成する。再構成された断層画像は、全画像表示記憶手段９を介して出力手段１０に出力される。この再構成処理の具体例については後記する。
【００３４】
また、パノラマ用画像処理手段７は、正規化処理の前処理として、入力手段１７で入力された２次元座標値の水平方向の値に基づいて、パノラマ断層像Ｂ0を構成する全フレーム画像のうち関心領域を構成するフレーム画像を抽出する。さらに、パノラマ用画像処理手段７は、抽出したフレーム画像を処理画像記憶手段８のメモリに展開して、入力手段１７で入力された２次元座標値の垂直方向の値に基づいて、抽出された各フレーム画像の高さ方向の大きさが、関心領域の高さ方向の大きさと等しくなるように各フレーム画像から余分な部分を削除する加工を行う。この抽出して加工されたフレーム画像を加工後フレーム画像と呼ぶ。
【００３５】
また、パノラマ用画像処理手段７は、前記した前処理後に正規化処理を行う。正規化処理とは、生成表示される断層画像に対応した断層ごとに、複数の加工後フレーム画像と、当該断層の位置に応じた重ね幅とに基づいて、再構成処理後の断層画像の幅がパノラマ断層像Ｂ0の関心領域の幅と等しくなるようにする処理のことを意味する。正規化処理の具体例については後記する。
【００３６】
処理画像記憶手段８は、パノラマ用画像処理手段７による画像の再構成処理等のために使用される記憶手段であり、一般的な画像メモリ等から構成される。この処理画像記憶手段８は、パノラマ用画像処理手段７によって加工処理されたフレーム画像（加工後フレーム画像）等を記憶する。
【００３７】
全画像表示記憶手段９は、パノラマ用画像処理手段７で再構成処理結果として生成され出力手段１０に表示すべき断層画像（指定された断層に対応した断層画像やパノラマ断層像）を記憶するものであり、一般的な画像メモリ等から構成される。この断層画像は、例えば、輝度値で表される。
【００３８】
出力手段１０は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＥＬ（Electronic Luminescence）等から構成される。出力手段１０は、入力手段１７により指定されて生成表示される断層画像に対応した断層ごとに、パノラマ用画像処理手段７で正規化された断層画像を連続的に出力する。
【００３９】
［パノラマ用画像処理手段の機能ブロック］
図４は、本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置のパノラマ用画像処理手段の機能を示すブロック図である。パノラマ用画像処理手段７は、図４に示すように、入力情報判別制御手段１１と、フレーム画像抽出加工手段１２と、画像再構成手段１３と、拡大率算出手段１４と、断層画像幅正規化処理手段１５と、表示制御手段１６とを備えている。
【００４０】
ここで、パノラマ用画像処理手段７が参照する情報または処理結果の情報として各記憶手段６，８，９に記憶される情報について説明する。記憶手段に記憶される情報は、図４に示すように、例えば、フレーム画像２１、パノラマ断層像２２、画像再構成情報２３、加工後フレーム画像２４、拡大率２５、正規化処理情報２６、正規化断層画像２７を含む。図４では、情報の種類を区別するために１つずつ符号を付して記述したが、各情報が１つずつ存在しているものではなく複数の情報を総称している。ただし、パノラマ断層像２２は単数である。
【００４１】
フレーム画像２１は、Ｘ線撮像手段３で被写体Ｋ（図１参照）の所定領域を撮像したフレームごとの画像であり、Ａ／Ｄ変換手段５を介して取り込まれて大容量フレーム画像記憶手段６に格納され、正規化処理の前処理や再構成処理に用いられる。
パノラマ断層像２２は、画像再構成手段１３によって基本断層について再構成処理が行われた断層画像であって全画像表示記憶手段９に格納され、関心領域（ＲＯＩ）の指定を受け付けるために出力手段１０に表示される。
【００４２】
画像再構成情報２３は、画像再構成手段１３による再構成処理において参照される各種データ（断層の識別情報、フレーム画像の識別情報、重ね幅等）や再構成処理の実行中の画像情報を示す。
加工後フレーム画像２４は、フレーム画像抽出加工手段１２の処理結果であり、再構成処理や正規化処理に用いられる。
拡大率２５は、拡大率算出手段１４の処理結果であり、正規化処理や再構成処理に用いられる。拡大率２５は、断層の識別情報と関連付けて記憶される。
【００４３】
正規化処理情報２６は、断層画像幅正規化処理手段１５による正規化処理において参照される情報や正規化処理の実行中の画像情報を示す。ここで、参照情報は、例えば、各種データ（断層の識別情報、フレーム画像の識別情報、重ね幅等）に対応した正規化処理（拡大または縮小）の進行状態（未処理、処理済み）を含む。なお、画像再構成情報２３、加工後フレーム画像２４、拡大率２５および正規化処理情報２６は、処理画像記憶手段８に格納される。
【００４４】
正規化断層画像２７は、指定された各断層について断層画像幅正規化処理手段１５による正規化処理済みの各断層画像であって全画像表示記憶手段９に格納され、受け付けたＲＯＩの指定に対する処理結果の応答として出力手段１０に連続的に表示される。
【００４５】
以下、図４に示すパノラマ用画像処理手段７の各部の説明において、説明の都合上、まず、画像再構成手段１３による再構成処理について具体的に説明し、その後、順次、その他の各部の機能を説明する。
【００４６】
（画像再構成手段の再構成処理）
画像再構成手段１３は、大容量フレーム画像記憶手段６に蓄積されたフレーム画像２１を組み合わせて重畳する際に、フレーム画像２１の組合せを適宜変更して、基本断層ｂ0に対応したパノラマ断層像Ｂ0を生成する。画像再構成手段１３は、パノラマ断層像Ｂ0を構成する各フレーム画像ｇのデータをメモリ上で重畳することにより、奥行き方向が所定間隔の断層に対応した断層画像を再構成する。本実施形態では、画像再構成手段１３は、フレーム飛越し法およびフレーム微小移動法を用いて再構成処理を行うこととする。以下、この再構成処理の概略を具体例を用いて説明する。図５は、本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置による断層像の再構成の原理をモデル化して示す説明図である。図５では、簡便のため、被写体Ｋが円筒状の物体であるものとしている。図５は、被写体Ｋを上方から視た図である。
【００４７】
＜前提条件＞
ここでは、図５に示す被写体Ｋにおいて、円筒の中心軸（図５では円の中心）からの距離がｒ1である断層Ｋ1と、円筒の中心軸からの距離がｒ2である断層Ｋ2と、円筒の中心軸からの距離がｒ3である断層Ｋ3とを想定している。円筒の中心軸の延長上には、旋回駆動手段４（図１参照）のアームの回転中心ａが配置されている（図５では、円の中心と回転中心とが一致している）。なお、実際のパノラマ撮影では、旋回駆動手段４（図１参照）は、アームが回転中心ａの周りを回転する動作と、歯列を仮想的に分割された円弧にみたてて所定角度で回転できるようにアームの位置をスライドさせる動作とを行うので、回転中心ａはパノラマ撮影中に移動する。
【００４８】
また、Ｘ線源２とＸ線撮像手段３とを結ぶ直線Ｑ1と、断層Ｋ1、断層Ｋ2および断層Ｋ3との交点を、それぞれ、点Ｘ1、点Ｘ2および点Ｘ3とする。なお、点Ｘ1、点Ｘ2および点Ｘ3は、それぞれ、断層Ｋ1、断層Ｋ2および断層Ｋ3上の断層面を垂直方向に線状にスライスした部分に相当する。ここでは、例えば、Ｘ線撮像手段３がＣＭＯＳイメージセンサであり、このＣＭＯＳイメージセンサの１画素サイズを１００μｍとする。また、一例として、距離ｒ1＝３００ｍｍ、距離ｒ2＝１５０ｍｍ、距離ｒ3＝１００ｍｍとする。
【００４９】
＜フレーム飛越し法＞
被写体Ｋの断層Ｋ1（円周１８８４ｍｍ）を、撮影角度３６０°で１画素ずつ（１００μｍずつ）シフトさせながら段歩的に撮影するか、または連続的に撮影すると、１８８４０枚のフレームごとのフレーム画像が得られる。これらのフレーム画像を時系列に並べた識別情報をｉとする（ｉ＝１〜１８８４０）。すべてのフレーム画像は、大容量フレーム画像記憶手段６に蓄積されることとなる。
【００５０】
画像再構成手段１３は、識別情報ｉ＝１〜１８８４０のすべてのフレーム画像を、ｉ＝１，２，３，…と順番に用いて（フレーム飛越し数ｋ＝１）、ＣＭＯＳイメージセンサの１画素サイズ（１００μｍ）ずつずらして重ね合わせることにより、断層Ｋ1（半径３００ｍｍ）の断層画像を生成する。
【００５１】
また、画像再構成手段１３は、蓄積されたフレーム画像を１フレームおきに読み出し（フレーム飛越し数ｋ＝２）、これらのフレーム画像（識別情報ｉ＝１，３，…，１８８３７，１８８３９）を用いて、ＣＭＯＳイメージセンサの１画素サイズずつずらして重ね合わせることにより、断層Ｋ2（半径１５０ｍｍ）の断層画像を生成する。
【００５２】
また、画像再構成手段１３は、蓄積されたフレーム画像を２フレームおきに読み出し（フレーム飛越し数ｋ＝３）、これらのフレーム画像（識別情報ｉ＝１，４，…，１８８３６，１８８３９）を用いて、ＣＭＯＳイメージセンサの１画素サイズずつずらして重ね合わせることにより、断層Ｋ3（半径１００ｍｍ）の断層画像を生成する。以下、同様にすることで、より内側の断層の断層画像を生成することが可能である。フレーム飛越し数ｋと、そのときの断層の半径との関係を表１に示す。
【００５３】
【表１】
2010011910.tif 000003
【００５４】
つまり、画像再構成手段１３は、所定の基準、例えば、被写体Ｋの断層Ｋ1を示す距離ｒ1（半径３００ｍｍ）をベースにして、蓄積されたフレーム画像を（ｋ−１）フレームおきに重ね合わせることにより（フレーム飛越し数ｋ）、半径が「ｒ1／ｋ」ｍｍである断層の断層画像を生成する。
【００５５】
＜フレーム微小移動法＞
ここでは、ｋ＝６のときの断層（半径５０ｍｍ）を基本断層とする。この例では、被写体Ｋの断層Ｋ1を示す距離ｒ1（半径３００ｍｍ）を撮影対象として、１８８４０枚のフレーム画像を取得したが、これらには、半径３００ｍｍ以内のＸ線情報もすべて含まれており、再構成された各断層の画像は、それぞれが、最もピントがあった断層像と呼べる。したがって、一例として、ｋ＝６のときの断層（半径５０ｍｍ）を基本断層とした。そして、ｋ＝６のときの断層（半径５０ｍｍ）と、ｋ＝５のときの断層（半径６０ｍｍ）との間の断層（例えば、半径５０．５ｍｍ）を頬側方向断層として生成することとする。なお、計算の都合上、舌側方向断層としては、ｋ＝６のときの断層（半径５０ｍｍ）と、ｋ＝１０のときの断層（半径３０ｍｍ）との間の断層（例えば、半径４９．５ｍｍ）として生成する。
【００５６】
以下、一例として、ｋ＝６のときの断層（半径５０ｍｍ）と、ｋ＝５のときの断層（半径６０ｍｍ）との間の断層（頬側方向断層）についての処理を説明する。
この場合には、半径の小さい方（ｋ＝６のときの断層（半径５０ｍｍ））に合わせて、５フレームおきのフレーム画像を利用する。利用するフレームごとのフレーム画像は、３１４０（＝１８８４０／６）枚である。
【００５７】
大容量フレーム画像記憶手段６に蓄積された個々のフレーム画像（識別情報ｉ＝１〜１８８４０）には、ＣＭＯＳイメージセンサの１画素（１００μｍ）ごとに、メモリ上のアドレスが付与されている。図５に示すように、Ｘ線の照射範囲が直線Ｑ1と直線Ｑ2とで挟まれた領域であれば、その領域に対応した断層上の一部分が、１画素（１００μｍ）に撮像される。ここでは、例えば、メモリ上のアドレスを１０個割り当てるものとする。これらのアドレスを示す数値を、フレーム画像の識別情報ｉに関連付けてｊi（ｊi＝１〜１０）とする。
【００５８】
画像再構成手段１３は、蓄積されたフレーム画像から読み出す「ｉ＝１のフレーム画像」のアドレス（Addr）を示す数値ｊ1（ｊ1＝１〜１０）に所定の変換を施した数値λ1をメモリ上の別のアドレス空間（第２のアドレス：第２Addr）に設定し、「ｉ＝１のフレーム画像」を構成する１画素サイズ（先頭第１画素〜末尾第10画素）ずつの画像情報を、この第２のアドレスに対応付ける。この具体例を表２に示す。ここで、例えば「第２画素の画像情報」と右隣の「第３画素の画像情報」は、実際には１画素（１００μｍ）だけ離間した位置の情報であるが、メモリのアドレス（Addr）においては、アドレスを示す数値の差は「１番地」である。一方、第２のアドレス空間においては、「第２画素の画像情報」は、「１００」番地に対応付けられ、「第３画素の画像情報」は「２００」番地に対応付けられている。つまり、第２のアドレス空間の番地の数値の差分（１００）は、実際に離間した距離（１００μｍ）に対応するように変換されている。アドレスを示す数値に対する変換は、フレーム画像の１画素サイズ（先頭第１画素〜末尾第10画素）の画像情報を、１０１μｍずつずらして重ねるためのものである。この意味で、先頭第１画素のアドレスは、第２のアドレス空間において変換前の数値でもよいこととなる。
【００５９】
【表２】
2010011910.tif 000004
【００６０】
ここで、配列されたｉ＝１のフレーム画像の各座標間（第２のアドレス空間の番地間）には、濃度データ（画素の画像情報）が存在しないため、配列された各座標間の濃度データには、配列された座標間の先頭（左側）の濃度データを使用して補間を行うこととする。例えば、第２のアドレス空間の「１番地」から「１００番地」の間では、「２番地」から「９９番地」までの濃度データは、「１番地」の濃度データ（第１画素の画像情報）を使用して補間するものとする。補間処理については他のフレーム画像についても同様である。なお、この補間方法とは別に、座標間での直線補間法を用いることもできる。この場合、「２番地」から「９９番地」までの濃度データは、「１番地」と「１００番地」とからの距離に応じて、「１番地」の濃度データ（第１画素の画像情報）と、「１００番地」の濃度データ（第２画素の画像情報）とが案分される。
【００６１】
次に、画像再構成手段１３は、蓄積されたフレーム画像から、「ｉ＝１のフレーム画像」から５フレームおきに読み出す「ｉ＝７のフレーム画像」のアドレス（Addr）を示す数値ｊ7（ｊ7＝１〜１０）に所定の変換を施した数値λ7を第２のアドレス空間（第２Addr）に設定し、「ｉ＝７のフレーム画像」を構成する１画素サイズずつの画像情報を、この第２のアドレスに対応付ける。この具体例を表３に示す。ここで、ｉ＝７のフレーム画像の「第１画素の画像情報」は、第２のアドレス空間において「１０１」番地に対応付けられる。一方、前記したｉ＝１のフレーム画像の「第２画素の画像情報」は、第２のアドレス空間において「１００」番地に対応付けられていた。つまり、第２のアドレス空間においては、ｉ＝７のフレーム画像の先頭である「第１画素の画像情報」のアドレスの数値（１０１）は、ｉ＝１のフレーム画像の「第２画素の画像情報」のアドレスの数値（１００）よりも「１番地（１μｍ）」だけ大きい。また、第２画素は、第１画素から「１００番地（１００μｍ）」だけ離れている。したがって、第２のアドレス空間においては、ｉ＝７のフレーム画像は、ｉ＝１のフレーム画像から右側に１０１μｍだけシフトして重ね合わされることになる。
【００６２】
【表３】
2010011910.tif 000005
【００６３】
さらに、画像再構成手段１３は、「ｉ＝７のフレーム画像」から５フレームおきに読み出す「ｉ＝１３のフレーム画像」のアドレス（Addr）を示す数値ｊ13（ｊ13＝１〜１０）に所定の変換を施した数値λ13を第２のアドレス（第２Addr）に設定し、「ｉ＝１３のフレーム画像」を構成する１画素サイズずつの画像情報を第２のアドレスに対応付ける。この具体例を表４に示す。ここで、ｉ＝１３のフレーム画像の「第１画素の画像情報」は、第２のアドレス空間において「２０２」番地に対応付けられる。一方、前記したｉ＝７のフレーム画像の「第１画素の画像情報」は、第２のアドレス空間において「１０１」番地に対応付けられていた。つまり、第２のアドレス空間においては、ｉ＝１３のフレーム画像の先頭である「第１画素の画像情報」のアドレスの数値（２０２）は、ｉ＝７のフレーム画像の「第１画素の画像情報」のアドレスの数値（１０１）よりも「１０１番地（１０１μｍ）」だけ大きい。したがって、第２のアドレス空間においては、ｉ＝１３のフレーム画像は、ｉ＝７のフレーム画像から右側に１０１μｍだけシフトして重ね合わされることになる。
【００６４】
【表４】
2010011910.tif 000006
【００６５】
同様にして、フレーム飛越し数ｋ＝６に対応した３１４０枚のフレーム画像のアドレスを示す数値ｊi（ｊi＝１〜１０）の数値を変換しつつ画像情報を第２のアドレスλiに対応付けることができる。最終的に、画像再構成手段１３は、第２のアドレス上で、５フレームおきに読み出したフレーム画像を構成する１画素サイズずつの画像情報をすべて（３１４０枚）重ね合わせることにより、半径５０．５ｍｍの断層上において断層画像（半径５０．５ｍｍの円周の３６０°分の画像情報）を生成することができる。
【００６６】
このように半径５０ｍｍを基本断層として０．５ｍｍ増加した半径５０．５ｍｍの断層（外側の断層）に対して行った処理を所望の半径Ｒに適用すれば、表５のように、半径５１ｍｍ，５１．５ｍｍ，…の断層上において断層画像を生成することができる。さらに、半径５０ｍｍを基本断層として内側の断層に対して適用すれば、表５のように、半径４９．５ｍｍ，４９．０，…の断層上においても同様に断層画像を生成することができる。
【００６７】
【表５】
2010011910.tif 000007
【００６８】
なお、半径６０ｍｍの断層については、仮に３１４０枚のフレーム画像を使用するならば表５に示すように重ね幅は１２０μｍであるが、半径６０ｍｍの断層は「フレーム飛越し数ｋ＝５」に対応するので、３７６８枚のフレーム画像を使用するならば重ね幅は１００μｍ（１画素サイズ）となる。また、半径３０ｍｍの断層についても、仮に３１４０枚のフレーム画像を使用するならば表５に示すように重ね幅は６０μｍであるが、半径３０ｍｍの断層は「フレーム飛越し数ｋ＝１０」に対応するので、仮に１８８４枚のフレーム画像を使用するならば重ね幅は１００μｍ（１画素サイズ）となる。
【００６９】
次に、パノラマ用画像処理手段７の正規化処理およびその前処理を念頭に、パノラマ用画像処理手段７の画像再構成手段１３以外の各部について図４を参照して説明する。
（入力情報判別制御手段）
入力情報判別制御手段１１は、基本断層に対して再構成処理されたパノラマ断層像上において関心領域の範囲として２次元座標値と、関心領域に対応して基本断層の内側および外側を示す奥行き方向に設定される断層の個数と、設定される各断層間の奥行き方向の間隔とを入力情報として受け付けるものである。この入力情報判別制御手段１１は、パノラマ用画像処理手段７に入力する情報に応じて、Ｘ線撮像手段３で取得されたフレーム画像の取り込み、入力手段１７で指定されたコマンドやデータ等の操作入力情報の判別、各記憶手段６，８，９に記憶されたデータ等の情報の入出力管理等を行う。
【００７０】
ここで、入力手段１７で指定される操作入力情報として関心領域（ＲＯＩ）の指定について説明する。図６は、入力された関心領域（ＲＯＩ）の一例を示す図であって、（ａ）はパノラマ断層像上で指定されたＲＯＩ、（ｂ）は指定されたＲＯＩに対応した奥行き方向の各断層の領域をそれぞれ示している。関心領域（ＲＯＩ）６０１は、利用者が断層画像を得たい領域（表示したい領域）として指定するものであり、図６（ａ）に破線で示すように、基本断層に対して再構成処理されたパノラマ断層像上で例えば矩形の領域で示される。関心領域の範囲は、２次元座標値で指定される。利用者が、例えばマウスのクリック・アンド・ドラッグ操作で関心領域６０１を選択すると、パノラマ用画像処理手段７は選択された領域の座標値を検出する。
【００７１】
この関心領域（ＲＯＩ）６０１の指定は、図６（ｂ）に扇状に示すように、奥行き方向の各断層におけるそれぞれの断層画像を指定したことになる。つまり、図６（ａ）の関心領域６０１の左境界線６０２や右境界線６０３は、図６（ｂ）では、基本断層上の点で表される。そして、図６（ｂ）において基本断層上の点で表された左境界線６０２や右境界線６０３を指定したということは、図６（ｂ）において、直線６０４，６０５を指定したことになる。なお、関心領域（ＲＯＩ）６０１としてパノラマ断層像全体を指定することも可能であるが、以下では、関心領域の指定があるときにはパノラマ断層像の一部に関心領域が設定され、関心領域の指定がないときにはパノラマ断層像全体に関心領域が設定されることとする。
【００７２】
図７は、歯列に断層を割り当てるために指定されるステップ数および分割数の一例を示す図であって、（ａ）は入力操作表示画面例、（ｂ）はステップ数および分割数と歯列の断層との対応関係をそれぞれ示している。分割数は、関心領域６０１に対応して基本断層の内側および外側を示す奥行き方向に設定される断層画像の個数、すなわち、断層の個数を示すものである。この例では、分割数を「１０」とした。ステップ数は、基本断層から舌側方向および頬側方向に断層をずらす割合、すなわち、設定される各断層間の奥行き方向の間隔を示すものである。ステップ数の数値と、被写体（実際の患者の歯列）上の間隔とは予め対応付けられている。本実施形態では、デジタルパノラマ撮影装置１では、歯列弓のある断層についての表示がその断層内の位置に応じて拡大して表示されたり縮小して表示されたりすることを防止する、いわゆる、自動拡大縮小機能を備えているものとする。このため、歯列弓の臼歯部ｄ（図２参照）での拡大率が可変すると共に、前歯部ｃ（図２参照）での拡大率（実際は縮小率）も可変する。デジタルパノラマ撮影装置１は、この自動拡大縮小機能として、歯列弓に沿ってステップ数「０．１」を実際の距離「２ｍｍ」と対応付けるための変換テーブルを用いた処理を行うことにより、ステップ数の数値と、実際の患者の歯列上の間隔との対応付けを行うことが可能である。ただし、デジタルパノラマ撮影装置１に自動拡大縮小機能を備えない簡易構成を採用することも可能である。この場合、図示しない変換テーブルを用いることなく、ステップ数「０．１」を実際の距離「２ｍｍ」と対応付けることもできる。なお、本実施形態では、ステップ数および分割数は任意の数値を指定することが可能であるが、以下では、ステップ数および分割数の指定がないときには標準的な値として予め用意されたデフォルト値が設定されることとする。
【００７３】
（フレーム画像抽出加工手段）
フレーム画像抽出加工手段１２は、入力された２次元座標値の水平方向の値に基づいて、パノラマ断層像を構成する全フレーム画像のうち関心領域を構成するフレーム画像を抽出し、２次元座標値の垂直方向の値に基づいて、抽出されたフレーム画像の高さ方向の大きさおよび位置が、関心領域の高さ方向の大きさおよび位置と等しくなるように、抽出されたフレーム画像から余分な部分を削除する加工を行うものである。
【００７４】
図８は、本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置のパノラマ用画像処理手段がＲＯＩからフレーム画像を抽出して加工する処理を示す説明図である。図８に示すように、パノラマ断層像上で矩形の関心領域の左上点およびその対角である右下点の２次元座標値がそれぞれ（ｘ，ｙ）、（ｘ1，ｙ1）として検出された場合には、フレーム画像抽出加工手段１２は、パノラマ断層像Ｂ0の全体を構成している全フレーム画像のうち、パノラマ断層像Ｂ0において水平方向の座標ｘの地点から図中右側に幅（ｘ1−ｘ）の領域の部分を構成している複数のフレーム画像を、抽出すべきフレーム画像として特定する。そして、フレーム画像抽出加工手段１２は、パノラマ断層像Ｂ0を仮に分解したとしたときの座標空間上で、短冊状のフレーム画像ｇにおいて、垂直方向の座標ｙの地点から図中下側に幅（ｙ−ｙ1）の領域の部分以外の残余の部分を削除した加工後フレーム画像Ｇを生成する。なお、加工後フレーム画像Ｇは、加工後フレーム画像２４として記憶される。これにより、加工後フレーム画像Ｇの高さ方向の大きさおよび位置が、関心領域の高さ方向の大きさおよび位置と等しくなる。
【００７５】
フレーム画像抽出加工手段１２により加工された加工後フレーム画像Ｇを用いて、画像再構成手段１３が各断層に対して再構成処理を行うと、図９に示す断層画像が生成される。ここで、画像再構成手段１３は、個数と間隔とが入力された断層ごとに、複数の加工後フレーム画像を被写体に設定される断層の位置に応じた重ね幅で再構成する。図９は、本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置のパノラマ用画像処理手段が加工後フレーム画像を用いて各断層の画像をそれぞれ再構成する処理を示す説明図である。なお、フレーム画像ｇで再構成処理した画像を「断層像」、加工後フレーム画像Ｇで再構成処理した画像を「断層画像」と表記することで区別する。図９に示すように、基本断層の断層画像ｔ0の画像幅を基準にすると、奥行き方向の内側（舌側方向）の断層画像ｔmほど断層像の画像幅が狭くなり、外側（頬側方向）の断層画像ｔnほど断層像の画像幅が広くなる。なお、各断層像の高さは等しい。
【００７６】
（拡大率算出手段、断層画像幅正規化処理手段）
そこで、断層画像幅正規化処理手段１５は、正規化処理として、図１０に示すように、基本断層の断層画像ｔ0の画像幅を基準として、舌側方向の断層画像ｔmは画像幅を広くし、頬側方向の断層画像ｔnは画像幅を狭くする処理を行うことで、正規化断層画像（正規化断層画像２７として記憶される）を生成する。
そのために、拡大率算出手段１４は、設定される断層ごとに、関心領域の幅の値を、複数の加工後フレーム画像を被写体に設定される断層の位置に応じた重ね幅で再構成処理をしたときに形成される断層画像（再構成断層画像）の幅の値によって割ることで、当該断層の位置に応じた画像幅の拡大率（画像拡大率）を算出する。この画像拡大率は、拡大率２５として記憶される。拡大率の算出および正規化処理の詳細については後記する。なお、拡大率という場合に、実質的には縮小することを示す１以下の数値も含むこととする。断層画像幅正規化処理手段１５は、この画像拡大率を用いて、再構成処理後の断層画像が当該画像の中心位置を変更させることなく当該画像の幅がパノラマ断層像の関心領域の幅と等しくなるようにする正規化処理を行う。
【００７７】
（表示制御手段）
図１１は、本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置のパノラマ用画像処理手段で正規化された各断層の正規化断層画像の表示方法を示す図であって、（ａ）は一覧表示、（ｂ）はムービー表示をそれぞれ示している。
表示制御手段１６は、設定される断層ごとに、断層画像幅正規化処理手段１５によって正規化された断層画像を連続的に出力手段１０に表示させるものである。
【００７８】
表示制御手段１６は、正規化断層画像の表示形態として、「一覧表示」が指定されている場合に、図１１（ａ）に示すように、モニタ画面上で左から右に向かって正規化断層画像（静止画）を「舌側方向断層画像→基本断層画像→頬側方向断層画像」の順番に並べたＭＰＲ（Multi Planer Reconstruction）表示を行う。なお、モニタ画面上に１行で収まらない場合には、次の行に続けて表示し、１ページに収まらない場合には次ページに続けて表示する。また、表示の順番としては、「頬側方向断層画像→基本断層画像→舌側方向断層画像」の並びで表示することもできる。
【００７９】
また、表示制御手段１６は、正規化断層画像の表示形態として、「ムービー表示」が指定されている場合に、図１１（ｂ）に示すように、正規化断層画像を「舌側方向断層画像→基本断層画像→頬側方向断層画像」の順番に重ねて、モニタ画面内で、時間経過にしたがって重ねた順で１枚ずつ順次表示する。また、重ねる順番としては、「頬側方向断層画像→基本断層画像→舌側方向断層画像」の順番でもよい。また、再生される範囲を、「基本断層画像→舌側方向断層画像」、「基本断層画像→頬側方向断層画像」のようにすることも可能である。この「ムービー表示」に対応して、本実施形態では、入力手段１７からの操作入力情報として、例えば、再生時間（コマ送り時間）を設定できるものとしている。再生時間は、入力情報判別制御手段１１を介して表示制御手段１６に入力される。なお、再生範囲も入力できる。
【００８０】
また、本実施形態では、表示制御手段１６は、「ムービー表示」を行う際に、図１２に示すように、モニタ画面１２０１内に、正規化断層画像の動画を表示するムービー用ウィンドウ１２０２と共に、このムービー用ウィンドウ１２０２においてその時点で表示されている映像に追従したアニメーションを表示するアニメーション用ウィンドウ１２０３を並べて表示する。アニメーション用ウィンドウ１２０３で表示されるアニメーションは、ムービー用ウィンドウ１２０２でその時点で表示されている断層が識別できるように断層の位置をナビゲートするものである。
【００８１】
アニメーション用ウィンドウ１２０３には、被写体としての歯列に沿った複数の断層が破線で示されており、その時点でムービー表示されている断層の位置だけが破線ではなく実線で表示される。このアニメーション用ウィンドウ１２０３中で断層を示す実線の位置は、ムービー表示の動作に伴って、舌側方向や頬側方向に移動する。また、本実施形態では、アニメーション用ウィンドウ１２０３中に、歯列全体に対応したアニメーション以外に、歯列の関心領域だけを拡大表示する小窓を備えている。
【００８２】
ここで、アニメーションにおいては、その時点でムービー表示されている断層の位置を示す方法の一例として線種の変更を挙げたが、これに限定されるものではない。例えば、線の太さの変更、線の輝度の変更、線の点滅表示でもよい。また、カラー表示の場合には、色の種類の変更を含めたバリエーションも含まれる。
【００８３】
なお、パノラマ用画像処理手段７は、ＣＰＵがＲＯＭ等に格納された所定のプログラムをＲＡＭに展開して実行することによりその機能が実現されるものである。したがって、パノラマ用画像処理手段７は、一般的なコンピュータに、前記したパノラマ用画像処理手段７の機能を実行させるプログラムを実行することで実現することもできる。このプログラムは、通信回線を介して提供することも可能であるし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。
【００８４】
［デジタルパノラマ撮影装置の動作］
図１に示したデジタルパノラマ撮影装置１の動作として主にパノラマ用画像処理手段７の動作について図１３を参照（適宜図１および図４参照）して説明する。図１３は、本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置のパノラマ用画像処理手段の動作を示すフローチャートである。まず、デジタルパノラマ撮影装置１は、パノラマ断層像を取得する（ステップＳ１）。つまり、デジタルパノラマ撮影装置１では、パノラマ用画像処理手段７は、画像再構成手段１３によって、被写体Ｋをパノラマ撮影して取得格納した数多くのフレーム画像を再構成処理してパノラマ断層像２２を生成し、出力手段１０によって表示し、関心領域（ＲＯＩ）等の指定を受け付けるために待機する。そして、パノラマ用画像処理手段７は、入力情報判別制御手段１１によって、断層画像の生成表示を指令するコマンドを受け付けたと判定すると、関心領域（ＲＯＩ）を示す２次元座標値の指示があるか否かを判別する（ステップＳ２）。
【００８５】
ステップＳ２において、関心領域（ＲＯＩ）の指示がある場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、パノラマ用画像処理手段７は、その関心領域（ＲＯＩ）を処理対象範囲として設定する。一方、関心領域（ＲＯＩ）の指示がない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、パノラマ用画像処理手段７は、関心領域（ＲＯＩ）をパノラマ断層像全体に設定する。ステップＳ３またはステップＳ４に続いて、パノラマ用画像処理手段７は、入力情報判別制御手段１１によって、任意のステップ数および分割数の入力があるか否かを判別する（ステップＳ５）。任意のステップ数および分割数の入力がある場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、パノラマ用画像処理手段７は、入力されたステップ数および分割数を処理条件として設定する（ステップＳ６）。一方、任意のステップ数および分割数の入力がない場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、パノラマ用画像処理手段７は、ステップ数および分割数の処理条件としてデフォルト値を設定する（ステップＳ７）。
【００８６】
ステップＳ６またはステップＳ７に続いて、パノラマ用画像処理手段７は、フレーム画像抽出加工手段１２によって、設定された関心領域から関心領域を構成する複数のフレーム画像（フレームデータ）を抽出して必要に応じて加工する（ステップＳ８）。そして、パノラマ用画像処理手段７は、画像再構成手段１３によって、抽出加工したフレームを用いて断層ごとに、所定の重ね幅で加算することで断層画像を再構成し、この際に取得した画像再構成情報２３（断層の識別情報、フレーム画像の識別情報、重ね幅等）を処理画像記憶手段８に格納する（ステップＳ９）。なお、ステップＳ９では、メモリ上で断層画像を再構成して拡大率の算出に必要な情報を取得する処理でありメモリ上で再構成された断層画像そのものは表示されない。
【００８７】
そして、パノラマ用画像処理手段７は、拡大率算出手段１４によって、画像再構成情報２３に基づいて、各断層に対応した各断層画像の幅について基本断層画像の幅（ＲＯＩの幅）からの拡大率を算出し、拡大率２５として処理画像記憶手段８に格納する（ステップＳ１０）。そして、パノラマ用画像処理手段７は、断層画像幅正規化処理手段１５によって、正規化処理情報２６に基づいて、各断層に対応した各断層画像の幅を正規化する処理を行い、各断層に対応した正規化断層画像２７を全画像表示記憶手段９に格納する（ステップＳ１１）。ここで、各断層画像の幅を正規化する処理としては、再構成後の断層画像を拡大または縮小する方法（正規化処理方法１）と、加工後フレームおよび重ね幅を拡大または縮小した後に断層画像を再構成する方法（正規化処理方法２）とのいずれの方法も採用することができる。なお、正規化処理方法１および正規化処理方法２の説明は後記する。
【００８８】
次いで、パノラマ用画像処理手段７は、入力情報判別制御手段１１によって、断層画像の表示形態の指示があるか否かを判別する（ステップＳ１２）。表示形態の指示がなければ、生成された正規化断層画像２７を例えば保存して処理を終了する。また、ステップＳ１２において、表示形態として「一覧表示」の指示がある場合には、パノラマ用画像処理手段７は、表示制御手段１６によって、正規化された各断層画像の静止画を並べて関心領域（ＲＯＩ）を出力手段１０に表示する（ステップＳ１３）。また、ステップＳ１２において、表示形態として「ムービー表示」の指示がある場合には、パノラマ用画像処理手段７は、表示制御手段１６によって、現在表示中の断層位置をナビゲートするアニメーションを表示すると共に、生成された正規化断層画像２７を用いて関心領域（ＲＯＩ）を出力手段１０にムービー表示する（ステップＳ１４）。なお、パノラマ用画像処理手段７は、ステップＳ１３の処理後に、ステップＳ１４の処理を行うようにしてもよい。
【００８９】
［正規化処理方法１］
図１４は、本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置のパノラマ用画像処理手段が行う正規化処理の第１の具体例を示す説明図である。正規化（画像水平方向の正規化）とは、基本断層画像の水平方向幅に合わせて、各断層（舌側方向断層、頬側方向断層）の再構成画像（断層画像）の幅を拡大／縮小することである。なお、基本断層については形式的に正規化処理を行うものとして説明するが、拡大率として「１」を掛けることになるので、実質的には正規化による変化はない。また、正規化の際に、画像の高さは変化しない。
【００９０】
図１４の一列目に例示したフレームデータ（加工後フレーム画像）のサイズは、高さＨ、幅Ｆであるものとする。この加工後フレーム画像は、関心領域の範囲で定められる。なお、加工後フレーム画像が元とするフレーム画像は、Ｘ線撮像手段３（図１参照）の受像エリアによって決まる装置固有の値（固定値）である。
【００９１】
正規化処理方法１では、断層画像幅正規化処理手段１５が拡大または縮小の処理を行う前に、画像再構成手段１３が再構成処理を行う。ここでは、画像再構成手段１３が、４枚のフレームデータを加算することとする。まず基準として、図１４において中段に示した基本断層では、画像再構成手段１３が、４枚のフレームデータを重ね幅ｆ0で重ね合わせる画像再構成（再構成処理）を行うと、図１４の二列目に示すように、断層画像ｔ0の幅はｗ0となる。画像幅ｗ0は、関心領域の幅と同じ値であり、拡大率算出手段１４が画像拡大率αを算出するための基準となる。
【００９２】
また、図１４において上段に示した舌側方向断層では、画像再構成手段１３が、４枚のフレームデータを重ね幅ｆmで重ね合わせる画像再構成（再構成処理）を行うと、図１４の二列目に示すように、断層画像ｔmの幅はｗmとなる。舌側方向の断層画像ｔmの幅ｗmは、基本断層画像ｔ0の幅ｗ0より狭くなるので、舌側方向の断層画像ｔmの重ね幅ｆmは、基本断層画像ｔ0の重ね幅ｆ0よりも密になる。舌側方向断層の画像拡大率αmは式（１）で表される。拡大率算出手段１４は式（１）より画像拡大率αmを算出する。
αm＝ｗ0／ｗm  …  式（１）
【００９３】
同様に、図１４において下段に示した頬側方向断層では、画像再構成手段１３が、４枚のフレームデータを重ね幅ｆnで重ね合わせる画像再構成（再構成処理）を行うと、図１４の二列目に示すように、断層画像ｔnの幅はｗnとなる。頬側方向の断層画像ｔnの幅ｗnは、基本断層画像ｔ0の幅ｗ0より広くなるので、頬側方向の断層画像ｔnの重ね幅ｆnは、基本断層画像ｔ0の重ね幅ｆ0よりも疎になる。頬側方向断層の画像拡大率αnは式（２）で表される。拡大率算出手段１４は式（２）より画像拡大率αnを算出する。なお、断層の方向（ｎ，ｍ）に依存せず、基本断層も含めた一般的な断層幅ｗに対する画像拡大率αについての表式は式（３）で示される。
αn＝ｗ0／ｗn  …  式（２）
α＝ｗ0／ｗ   …  式（３）
【００９４】
このように、画像再構成手段１３が再構成処理を行った後、断層画像幅正規化処理手段１５が行う拡大縮小の処理、すなわち、図１４の三列目に示した「再構成画像の正規化」について説明する。まず、図１４において中段に示した基本断層では、断層画像幅正規化処理手段１５が断層画像ｔ0の幅ｗ0に対して、形式的な拡大率「１」を掛けて生成した基本断層正規化画像Ｔ0の幅は、断層画像ｔ0の幅ｗ0と同じである。
【００９５】
次に、図１４において上段に示した舌側方向断層では、断層画像幅正規化処理手段１５が断層画像ｔmの幅ｗmに拡大率「αm」を掛けて生成した舌側方向正規化断層画像Ｔmの幅ｗrmは、断層画像ｔ0の幅ｗ0と同じになる。
同様に、図１４において下段に示した頬側方向断層では、断層画像幅正規化処理手段１５が断層画像ｔnの幅ｗnに拡大率「αn」を掛けて生成した頬側方向正規化断層画像Ｔnの幅ｗrnは、断層画像ｔ0の幅ｗ0と同じになる。これにより、画像水平方向の正規化が実現される。
【００９６】
ここで、正規化された再構成画像を、図１４の四列目に示すように、仮にフレーム画像（加工後フレーム画像）に分解（還元）した場合に生成されるフレームデータは、以下の性質を有する。図１４において四列目に示したフレームデータは、図１４において中段に示した基本断層では、図１４において一列目に示した「１フレームサイズ」と同じである。
【００９７】
一方、図１４において上段に示した舌側方向断層では、次の式（４）および式（５）の関係式が導かれる。図１４において四列目に示すように、生成されるフレームデータの幅Ｆrmは、図１４において一列目に示した「１フレームサイズ」の幅Ｆに画像拡大率αmを掛けた値となる。また、図１４において三列目に示すように、正規化された再構成画像を仮にフレームデータに還元した場合の重ね幅ｆrmは、図１４において二列目に示した重ね幅ｆmに画像拡大率αmを掛けた値となる。
Ｆrm＝Ｆ×αm   …  式（４）
ｆrm＝ｆm×αm  …  式（５）
【００９８】
同様に、図１４において下段に示した頬側方向断層では、次の式（６）および式（７）の関係式が導かれる。図１４において四列目に示すように、生成されるフレームデータの幅Ｆrnは、図１４において一列目に示した「１フレームサイズ」の幅Ｆに画像拡大率αnを掛けた値となる。また、図１４において三列目に示すように、正規化された再構成画像を仮にフレームデータに還元した場合の重ね幅ｆrnは、図１４において二列目に示した重ね幅ｆnに画像拡大率αnを掛けた値となる。
Ｆrn＝Ｆ×αn   …  式（６）
ｆrn＝ｆn×αn  …  式（７）
【００９９】
なお、断層の方向（ｎ，ｍ）に依存せず、基本断層も含めたときに、正規化後に分解（還元）される一般的なフレームデータの幅Ｆrおよび重ね幅ｆrと、画像拡大率αとの関係式は、それぞれ式（８）および式（９）で示される。ここで、Ｆ，ｆは、再構成処理時の通常のフレームデータの幅および重ね幅である。
Ｆr＝Ｆ×α   …  式（８）
ｆr＝ｆ×α  …  式（９）
【０１００】
［正規化処理方法２］
図１５は、本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置のパノラマ用画像処理手段が行う正規化処理の第２の具体例を示す説明図である。正規化処理方法２では、断層画像幅正規化処理手段１５が加工後フレームおよび重ね幅を拡大または縮小した後に、画像再構成手段１３が再構成処理を行う（図４において破線で示した手順で処理する）。
【０１０１】
正規化処理方法１で説明した式（１）〜式（３）の観点は、再構成された断層画像の画像水平方向の正規化（正規化）を行うものである。また、前記した式（４）〜式（９）の観点は、正規化された断層画像を仮に分解（還元）した場合のフレームデータの水平方向の幅の変化を示すものである。この変化は、正規化処理方法２において、加工後フレームデータの拡大または縮小処理を行った後で、分解（還元）の逆向きの方向の処理として加算（合成）の処理を行うときの変化と等価である。したがって、正規化処理方法２を説明するための図１５は、正規化処理方法１を説明するための図１４と類似した図になっている。ただし、図１５における三列目と四列目の内容は、図１４における四列目と三列目の内容を入れ替えたものに対応している。よって、図１５において同じ内容の説明については適宜省略する。
【０１０２】
図１５の一列目に例示した正規化前のフレームデータ（加工後フレーム画像）は、図１４における一列目の内容と同じである。ただし、正規化処理方法２においては、このフレームデータは、そのサイズを拡大または縮小する対象である。
【０１０３】
図１５の二列目には、実際には行わないが、四列目との比較のために、仮に正規化前（フレームデータのサイズや重ね幅を変化させる前）に画像を再構成した場合を示している。そのため、図１４における二列目の内容と同じである。
【０１０４】
図１５の三列目には、一列目に例示したフレームデータ（加工後フレーム画像）の幅に拡大率を掛けたときの１フレームサイズを示している。この処理は、前記した式（４）、式（６）および式（８）に基づくものである。
【０１０５】
図１５の四列目には、三列目に例示した正規化されたフレームデータ（正規化された加工後フレーム画像）を、通常の重ね幅に拡大率を掛けたときの重ね幅でシフトしながら加算して生成した断層画像（再構成処理を行った断層画像）が示されている。この処理は、前記した式（５）、式（７）および式（９）に基づくものである。これにより、正規化処理方法２においても、正規化処理方法１と同様に、画像水平方向の正規化が実現される。
【０１０６】
［画面表示例１］
図６に示した関心領域６０１に対応させて実験でモニタに一覧表示した画面表示の一例を図１６に示す。図１６に一覧表示されたように、各断層画像の横幅は、正規化されているために等しい。この一覧の断層画像によれば、例えば、歯の上方の領域に着目したときに、該当箇所の組織の位置が左右に移動することなく組織の断層ごとの変化を観察できる。なお、図１６の例では、一部の歯に金属冠が被せられて他の部分よりも輝度が高い。
【０１０７】
［画面表示例２］
アニメーション用ウィンドウを備えたムービー表示の実験画面例の遷移の一例を図１７に示す。この実験では、被験者に上下の歯で金属球を間接的に噛んでもらった状態を撮影したものである。ムービー表示された関心領域は、図６に示した関心領域６０１から若干下方にずらした位置に対応している。図１７にムービー表示の遷移を示すように、各断層画像の横幅は、正規化されているために等しい。また、ムービー用ウィンドウにおいて、舌側方向断層から基本断層を経て頬側断層へと遷移する表示に追従して、アニメーション用ウィンドウ中で断層を示す実線の位置は、舌側方向断層から基本断層を経て頬側断層へと移動した。なお、図１７の例では、ムービー用ウィンドウのほぼ中央に表示された金属球の周りにはクッション材が写っている。
【０１０８】
本実施形態によれば、デジタルパノラマ撮影装置１は、パノラマ断層像上の関心領域の範囲、所望の断層個数およびその間隔の入力を受け付け、関心領域を構成するフレーム画像を抽出加工し、画像の中心が移動することなく再構成処理後の各断層画像の幅を関心領域の幅と等しくさせる正規化処理を行うことができる。そのため、正規化された再構成処理後の断層画像を連続的に出力したときに、表示される画像は、その表示を視る利用者にとって使い易い画像となる。
【０１０９】
また、本実施形態によれば、デジタルパノラマ撮影装置１は、関心領域を構成するフレーム画像を抽出する際に、フレーム画像のｒａｗデータを関心領域の高さに加工して指定された関心領域のみ再構成処理するので、断層画像を作成する処理に要する時間を短縮できる。また、指定された関心領域のみ再構成処理を行うので、複数の関心領域を連続的に指定されたとしても、その都度の演算時間の短縮が図れる。そのため、利用者が複数の関心領域を連続的に観察するという運用を行ったとしてもその作業時間を短縮することが可能であり、このような運用により利用者による診断を支援することができる。
【０１１０】
また、デジタルパノラマ撮影装置１は、「基本断層⇔舌側方向断層」、「基本断層⇔頬側方向断層」、「頬側方向断層⇔舌側方向断層」のように、表示すべき断層の位置の範囲を指定できるので、例えば、歯科医師が患者の病変部を切除する際に、頬側から切開すべきか、舌側から切開すべきかといった施術の方針の決定にも役立つ。また、本実施形態によれば、デジタルパノラマ撮影装置１は、正規化された断層画像を連続的に出力する形態としてムービー表示可能であり、ムービー表示を観察する利用者は、視点を変えずに関心領域を観察することができる。したがって、本実施形態のデジタルパノラマ撮影装置１は、ユーザビリティに優れると共に、断層画像を用いた診断に係る性能を向上させることができる。
【０１１１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を変えない範囲で実施することができる。例えば、本実施形態では、断層画像の再構成処理に、フレーム飛越し法およびフレーム微小移動法を用いることとしたが、本発明は、これに限定されるものではなく、種々の再構成処理方法が適用可能である。ただし、フレーム飛越し法およびフレーム微小移動法は断層間隔を微小化できるので、特にムービー表示においては、これを採用することが好ましい。
【０１１２】
また、本実施形態では、旋回駆動手段４のアームは、回転中心ａの周りに回転可能に構成され、さらに回転中心ａを移動させるスライド動作が可能に構成されているものとしたが、本発明のデジタルパノラマ装置において、回転中心ａを移動させるスライド動作は必須ではなく、旋回駆動手段４のアームが回転中心ａの周りに回転する動作だけを行うように構成することもできる。
【０１１３】
また、本実施形態では、パノラマ用画像処理手段７が再構成処理の機能と正規化処理の機能との両方を有するものとして説明したが、別々に設けるようにしてもよい。
また、本実施形態では、歯科用のデジタルパノラマ撮影装置１で説明したが、本発明は、歯科用のＸ線撮影に限定されるものではなく、一般医療用に用いることができる。例えば、内科用として、胸部デジタルパノラマ撮影装置に適用してもよい。また、本発明において、被写体は人体に限定されるものではなく、例えば、鉱物等の自然に存在するものや各種産業の製品でもよい。この場合には、各種分析や被破壊検査等を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置を模式的に示す構成図である。
【図２】被写体としての歯列に対応するように割り当てられた複数の断層を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置で生成された断層像を示す説明図であって、（ａ）は図２に示した歯列の各断層に対応した断層像、（ｂ）は複数のフレーム画像をずらしながら重ねることで断層像が形成されていることをそれぞれ示している。
【図４】本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置のパノラマ用画像処理手段の機能を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置による断層像の再構成の原理をモデル化して示す説明図である。
【図６】入力された関心領域（ＲＯＩ）の一例を示す図であって、（ａ）はパノラマ断層像上で指定されたＲＯＩ、（ｂ）は指定されたＲＯＩに対応した奥行き方向の各断層の領域をそれぞれ示している。
【図７】歯列に断層を割り当てるために指定されるステップ数および分割数の一例を示す図であって、（ａ）は入力操作表示画面例、（ｂ）はステップ数および分割数と歯列の断層との対応関係をそれぞれ示している。
【図８】本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置のパノラマ用画像処理手段がＲＯＩからフレーム画像を抽出して加工する処理を示す説明図である。
【図９】本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置のパノラマ用画像処理手段が加工後フレーム画像を用いて各断層の画像をそれぞれ再構成する処理を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置のパノラマ用画像処理手段が再構成する各断層画像の幅を揃える正規化処理を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置のパノラマ用画像処理手段で正規化された各断層の正規化断層画像の表示方法を示す図であって、（ａ）は一覧表示、（ｂ）はムービー表示をそれぞれ示している。
【図１２】本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置のパノラマ用画像処理手段によって同一画面に表示される、正規化断層画像のムービー用ウィンドウ画面と、その断層位置のアニメーション用ウィンドウ画面との一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置のパノラマ用画像処理手段の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置のパノラマ用画像処理手段が行う正規化処理の第１の具体例を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置のパノラマ用画像処理手段が行う正規化処理の第２の具体例を示す説明図である。
【図１６】本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置のパノラマ用画像処理手段で正規化された各断層の正規化断層画像を一覧表示した画面の一例を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態に係るデジタルパノラマ撮影装置のパノラマ用画像処理手段で正規化された各断層の正規化断層画像をムービー表示した画面の遷移例を示す図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１      デジタルパノラマ撮影装置
２      Ｘ線源
３      Ｘ線撮像手段
４      旋回駆動手段
５      Ａ／Ｄ変換手段
６      大容量フレーム画像記憶手段（フレーム画像記憶手段）
７      パノラマ用画像処理手段
８      処理画像記憶手段
９      全画像表示記憶手段
１０    出力手段
１１    入力情報判別制御手段
１２    フレーム画像抽出加工手段
１３    画像再構成手段
１４    拡大率算出手段
１５    断層画像幅正規化処理手段
１６    表示制御手段
１７    入力手段
２１    フレーム画像
２２    パノラマ断層像
２３    画像再構成情報
２４    加工後フレーム画像
２５    拡大率
２６    正規化処理情報
２７    正規化断層画像
【図１】
2010011910.tif 000008
【図２】
2010011910.tif 000009
【図３】
2010011910.tif 000010
【図４】
2010011910.tif 000011
【図５】
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【図６】
2010011910.tif 000013
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2010011910.tif 000018
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１２】
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【図１６】
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【図１７】
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