(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容積測定用画像データを用いて３次元容積（１）から仮想的な歯の画像（３０、４１）を生成し、前記３次元容積（１）の部分容積（８、１２、１５、１８）を決定し、前記部分容積（８、１２、１５、１８）に関し、コンピュータ支援により特定の照射方向（１１）の容積測定用画像データを計算することで、前記照射方向（１１）からの仮想的な投影像（３０、４１）を生成し、部分容積（７７）に含まれる部分対象の診断を改善するように、前記部分容積（７７）を決定するときには、特定の干渉する部分対象を前記部分容積（７７）からセグメント化の手法を用いて分離するか、或いは前記容積測定用画像データを計算するときには、より小さく重み付けされた特定の干渉する部分対象を考慮する方法であって、所定のスキームに従って、様々な照射方向（１１）を有する様々な部分容積（８、１２、１５、１８）から幾つかの投影像（３０、４１）が生成され、各部分容積（８、１２、１５、１８）の照射方向（１１）は、口蓋へ向かう口蓋側方向又は舌へ向かう舌側方向に定められるか、或いは、各部分容積の照射方向（１１）は、歯軸（７８）に沿って咬合方向に定められるか、のいずれか一方であり、個々の部分容積（８、１２、１５、１８）は、顎弓（６、７）の全体の一連の咬合の投影像を生成するように、隙間なく互いに接続するか、又は部分的に重なることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記容積測定用画像データを有する３次元容積（１）は、Ｘ線吸収値を有する３次元Ｘ線画像（１）であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記容積測定用画像データの計算は、前記容積測定用画像データの連続的に配された要素を前記照射方向（１１）に沿って加算することで生じることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記容積測定用画像データの計算以前に、前記照射方向における容積測定用画像データに特定の機能が適用され、解析にとって重要な特定の領域を強調するように、かつ解析にとって重要でない別の領域をより小さく重み付けするように、前記機能が形成されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記部分容積（８、１２、１５、１８）の決定は、コンピュータ支援により自動的に行われることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
セグメント化された部分対象（２、３）に基づき前記部分容積が自動的に決定され、前記セグメント化された部分対象の外側輪郭に応じて前記部分容積の外側輪郭が決定されることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
特徴的な部分対象の外側輪郭に前記部分容積の外側輪郭が対応するように、前記外側輪郭内の部分容積が手動で決定されることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
初めに前記３次元容積（１）から歯（２、３）及び／又は顎弓（６、７）を識別し、前記仮想的な投影像（３０、４１）を生成する部分容積（８、１２、１５、１８）及び照射方向（１１）を決定するように、前記歯（２、３）及び／又は前記顎弓（６、７）の位置及び方向が前記３次元容積（１）内で定められることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
任意に定められたベース面（９、１３、１６、１９）、及び照射方向（１１）において定められた特定の厚み（１０、１４、１７、２０）を有する部分容積（８、１２、１５、１８）が決定されることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
歯科用Ｘ線画像を管理する使用者用ソフトウェアに口腔内画像として前記仮想的な投影像（３０、４１）が保存されることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
表示装置を用いて仮想的な口腔内画像として前記仮想的な投影像（３０、４１）が表示されることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
個々の歯（２、３）又は個々の歯群の別個の投影像（３０、４１）を生成するように、各部分容積（８、１２、１５、１８）は、顎弓（６、７）の個々の歯又は歯群の容積測定用画像データを有する画像データを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記３次元容積（１）から生成された仮想的な投影像（３０、４１）の自動的な配置は、口腔内に配置された歯（２、３）を完全な状態で捉えるものとして行われることを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記仮想的な投影像（３０、４１）は、Ｘ線源、及び口腔内センサーのような受像器で構成された口腔内画像装置によって生成された、従来の口腔内画像に対応することを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
デジタル容積断層撮影法（ＤＶＴ）、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、３次元超音波法又は磁気共鳴断層撮影法（ＭＲＴ）を用いて前記３次元容積（１）が撮影されることを特徴とする、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下顎及び歯の容積測定用画像データを用いて３次元容積から画像を生成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術の仮想的な３次元Ｘ線画像を生成する幾つかの方法が知られている。いわゆるデジタル容積断層撮影法（ＤＶＴ）の場合、軸で互いに接続されたＸ線源とセンサーが、患者の頭部にて定められた平面内で移動する。この軌道内の異なる位置の投影像を生成し、続いて次のステップでは、これらの投影像の３次元容積を計算する。その後、３次元容積は、使用者用ソフトウェアにおけるディスプレイ上に表示し得る。いわゆるコンピュータ断層撮影法（ＣＴ）の場合、画像処理は様々な方向からの連続的な投影像に基づいている。通常、計算する個々の断面の３次元再構成は、対象を横断して進める断面法によって共に構築される。このようにして、対象の各容積要素、いわゆるボクセルについてＸ線吸収値を算出することができる。
【０００３】
ＤＥ  １０１  ０８  ２９５  Ａ１（独国特許出願公開第１０１０８２９５号明細書）には、次のような対象識別方法及び構成が開示されている。すなわち、画像処理アルゴリズムを用いた上で、対象内でのセグメント化及び／又はエッジ検出により含まれる有界領域、パラメータを備えたＸ線装置、並びに場合によっては患者を計算によって特定のパラメータに関連付けるときに、デジタル化されたＸ線画像に基づき、対象、特に歯を識別する方法及び構成が開示されている。さらに、対象の識別を手動又は自動で行う方法が開示され、あるステップでは対象を選択し、更なる情報について、保存し、呼び出し、又は消去するようにされている。そして、更なるステップでは、対象に関連した指標に基づき情報を識別するように、この指標を保存し、情報が表示される。
【０００４】
デジタル化されたＸ線画像の画像データにエッジ検出とセグメント化の手法をコンピュータ支援により適用し、検出されたエッジとセグメントをいわゆるクラスター化によってグループ化する。
【０００５】
特許ＵＳ  ５，１７９，５７９（米国特許第５，１７９，５７９号明細書）は、口腔内Ｘ線画像の表示方法を開示している。口腔内Ｘ線画像は、撮影され、デジタル化され、かつＸ線画像と組み合わされた一部の解剖学的構造の記号と共に表示される。各記号を備えた解剖学的領域の画像が、その通常の解剖学的配置に従ってディスプレイ上に表示される。解剖学的構造の領域の各Ｘ線画像を選択するように、使用者はその記号を用いる。一連の歯、歯列又は個々の歯の縮小画像も記号として用い得る。
【０００６】
ＵＳ  ６，１９０，０４２  Ｂ１（米国特許第６，１９０，０４２号明細書）には、改良された口腔内Ｘ線画像用の装置が開示されている。この装置は、バイトブロック、ガイドロッド、ターゲットリング、及び補足リングを含む。バイトブロックは、バイトブロックの上側に対して垂直に配されたフィルムホルダーを含む。その際、ガイドロッドはバイトブロックに接続されている。この装置を用いることで、フィルムホルダー内のフィルムと外側リングとの間に所定の距離が確保される。
【０００７】
上述の先行技術の装置及び方法の欠点は、口腔内画像を生成するための複雑な装置を患者の口腔内に位置決めして固定する必要があることである。通常、この固定用装置はバイトブロックを有し、撮影手段としてのＸ線フィルム又はデジタルＸ線センサーが、患者の口腔内のこの装置上に配置される。この装置の位置決めは、上顎に対する装置の相対的な位置を患者が開咬によって変更し、かつ各画素間の距離が歯によって不明確になるという事実のため複雑になる。
【０００８】
一連の幾つかの口腔内画像では、不正確な位置決めによって個々の画像間に隙間が生じることで、患者の口腔が完全には撮影されない可能性がある。
【０００９】
さらに、撮影方向における歯に関連した口腔内画像の画像容積は公知でない。
【００１０】
ＤＥ  １０  ２００８  ００８  ７３３  Ａ１（独国特許出願公開第１０２００８００８７３３号明細書）では、断層画像を生成する方法が開示され、Ｘ線吸収値を有するデジタル３次元容積、特に歯科用Ｘ線パノラマ断層画像を生成する。そして、撮影される対象としての３次元容積を仮想的なＸ線源を用いて仮想的に照射し、仮想的に生じた画像を仮想的な検出器を用いて撮影する。仮想的なＸ線源と仮想的な検出器は、ぼやけ部分を有するシャープな断層画像が形成された状態で、撮影用対象上を仮想的に通過する。撮影されたシャープな断層画像の厚みと位置を調整するように、仮想的な検出器の幅、仮想的なファンビームの多様性、及び仮想的なＸ線源と仮想的な検出器のシミュレートされた回転速度が変更可能である。ある実施形態では３次元容積から特定の部分領域を選択し、これの拡張はシャープな断層画像に相当し、部分領域の経路に垂直な部分領域の仮想的な照射方向では、パノラマ画像が生成される。
【００１１】
この方法の欠点は、仮想的に生成されたパノラマ画像が、顎弓全体の湾曲した画像の口腔内投影像とは反対に表示されることで、的確な所見の診断が困難なことである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明は、所定の画像容積によって２次元投影像を生成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の主題は、容積測定用画像データを用いて３次元容積から仮想的な歯の画像を生成する方法である。初めに、３次元容積の部分容積を決定する。この部分容積に関し、コンピュータ支援により特定の照射方向の容積測定用画像データを計算することで、この照射方向からの仮想的な投影像を生成する。
【００１４】
３次元容積は、ＤＶＴやＣＴのような任意の３次元Ｘ線撮影法によって生成された３次元Ｘ線画像であってもよく、容積測定用画像データは、Ｘ線吸収値を有するボクセルで構成してもよい。また、３次元容積はＭＲＴと同様な別の画像診断法を用いて撮影してもよい。３次元容積は、歯を有する顎弓全体又はその一部に在ってもよい。３次元容積データの容積測定用画像は、ボクセル、ベクトル要素、又はボクセルとベクトル要素の組み合わせで構成してもよい。また、容積測定用画像データは、ベクトル要素を含む点群で構成してもよい。任意のベース面と照射方向において定められた奥行きとを有する、決定された部分容積をこの３次元容積から選択する。この選択した部分容積に関する更なるステップでは、ボクセル又はベクトル要素のような容積測定用画像データを計算することで、仮想的な投影像を生成する。これにより、選択した部分容積の仮想的な投影像が生じ、この投影像は、顎弓の特定領域の口腔内Ｘ線画像に対応する。照射方向での容積測定用画像データの計算は、例えば、個々に連続的に配されたボクセル又はベクトル要素のような容積測定用画像データを照射方向において加算することで生じる。また、容積測定用画像データの計算は、照射方向に配されたボクセルに特定の機能を適用した後に統合することで生成してもよい。
【００１５】
容積測定用画像データの計算以前に、次のようにして照射方向において容積測定用画像データを重み付けするように、容積測定用画像データに特定の機能が適用される。すなわち、例えば虫歯がある領域のような解析にとって重要な特定の領域を強調し、かつ例えば充填材のような解析にとって重要でない別の領域をより小さく重み付けする。このような機能は、例えば容積測定用画像データの個々の要素のグレースケール値に適用してもよい。
【００１６】
３次元容積は、撮影された対象の容積要素を表すボクセルで構成してもよい。その際、３次元容積として任意の歯科用３次元画像の各々を用いてもよい。この歯科用３次元画像は、３次元Ｘ線画像、すなわちグレースケール値の形態にあるＸ線吸収値を含むボクセルを有するＤＶＴ画像若しくはＣＴ画像、又は撮影された組織の容積要素を表すボクセルを有するＭＲＴ画像であってもよい。また、３次元容積は３次元超音波画像であってもよい。
【００１７】
投影像を生成するときに、照射方向における加算によって容積測定用画像データを作成してもよく、仮想的なＸ線源の仮想的なＸ線から拡張部分を形成するときに、ベース面全体について仮想的な照射方向は平行であるか、或いは円錐状のファンの形状にある。その際、ベース面は、任意の形状、例えば円形、矩形、又は撮影される対象の特定の輪郭の形状に形成してもよい。
【００１８】
また、部分容積は、四面体と同様な別の任意の幾何学的基本形状、又はセグメント化された部分容積の形状を有していてもよい。
【００１９】
最適な投影像は、平行な照射方向にて矩形の形態にあるベース面によって生成されるため、選択した部分容積は直方体の形状を有することになる。
【００２０】
投影像のサイズは、歯科用フィルムでの従来の口腔内画像のサイズと一致するようにされ、すなわち、幅が１５ｍｍ及び３０ｍｍの間にあり、高さが２５ｍｍ及び４０ｍｍの間にある。
【００２１】
１つの利点は、患者の投影像の生成にあたり再度照射する必要がないことである。特定領域の口腔内Ｘ線画像と同様な投影像は、３次元容積の既存の３次元画像データから生成することができる。
【００２２】
更なる利点は、使用者によって電子化された部分容積を正確に決定することができることであって、例えば、個々の歯の口腔内Ｘ線画像を生成することができることである。
【００２３】
更なる利点は、分離領域がない投影像を計算するように、充填材と同様な対象の３次元容積の領域を仮想的に分離するよう選択することができることである。これにより、例えば、充填材の下にある二次カリエスを診断することができる。この分離された特定の構造は充填材、象牙質層、エナメル構造などによって実現することができ、これらの構造は適切なセグメント化によって仮想的に分離することができる。
【００２４】
容積測定用画像データを有する３次元容積は、Ｘ線吸収値を備えた３次元Ｘ線画像であってもよいことが有利である。
【００２５】
よって、仮想的な投影像は特定の照射方向での２次元Ｘ線画像に相当する。
【００２６】
ボクセルやベクトル要素のような連続して配された容積測定用画像データを照射方向に沿って加算することで、容積測定用画像データを計算してもよいことが有利である。
【００２７】
従って、例えば、投影像の各ピクセルは、照射方向におけるボクセルをグレースケール値について加算することで計算される。
【００２８】
容積測定用画像データの計算は、照射方向に配された容積測定用画像データの要素に特定の機能を適用した後に、統合することで行ってもよいことが有利である。
【００２９】
これは、容積測定用画像データを計算する別の代替形態であって、特定の機能に従って要素の多様な重み付けを可能にする。この機能は、特定の領域を非表示にするか弱めるように、かつ診断にとって重要な領域をより重く重み付けするように形成してもよい。
【００３０】
部分容積の決定を手動で、或いはコンピュータ支援により自動的に行ってもよいことが有利である。
【００３１】
部分容積は、入力手段を用いて使用者が手動で決定してもよい。また、部分容積の決定は、歯や顎骨と同様な特定の部分対象の識別やセグメント化のような従来の画像処理方法を用いた上で、画像データを処理するコンピュータやソフトウェアを用いてコンピュータ支援により自動的に行ってもよい。
【００３２】
セグメント化された部分対象に基づき部分容積を自動的に決定し、セグメント化された部分対象の外側輪郭に応じて部分容積の外側輪郭を決定してもよいことが有利である。
【００３３】
セグメント化はパターン認識の従来の方法を用いてもよい。これにより、診断されるようにされた部分対象のみを容積は含むため、歯肉や顎骨と同様な隣接した組織が考慮されずに残る。そのため、診断が容易になる。
【００３４】
特徴的な部分対象の外側輪郭に部分容積の外側輪郭が対応するように、外側輪郭内の部分容積を手動で決定してもよいことが有利である。
【００３５】
よって、使用者は、歯又は歯群と同様な診断される部分対象の外周形状に応じて、入力手段を用いて手動で部分容積の外側輪郭を決定することができる。
【００３６】
初めに、３次元容積から歯及び／又は顎弓を識別してもよいことが有利である。次に、仮想的な投影像を生成する部分容積と照射方向を決定するように、歯及び／又は顎弓の位置と方向を３次元容積内で定める。
【００３７】
３次元容積からの歯及び顎弓の識別は、マウスやキーボードのような入力手段を用い、かつモニターのような表示手段を用いて、コンピュータ支援により自動的に行うか、或いは使用者が手動で行ってもよい。自動的な識別又はセグメント化の場合には、通常のパターン認識法が用いられ、２つの対象を分割して、各対象間の関係を探索する。パターン認識は、以下のステップ、すなわち前処理、特徴抽出、特徴削減、及び特徴の分類を含んでいてもよい。前処理では、画像データの不要又は無関係な要素を除去する。特徴抽出では、特徴的な歯のデータベースと同様な既知のデータベースのパターンと比較することで、画像データから特定の特徴を抽出する。変換機能とスケーリングを用いた上で自動的な比較を行い、その際、画像データのパターンとデータベースから推定されたパターンとの差異を計算することで、比較係数（Vergleichsfaktor）を計算する。特徴削減ではチェックを行い、この特徴削減は、クラス分離用の特徴に関連し、省略してもよい。歯と顎弓の抽出されたパターンが特にこのプロセスに関連し、残りの抽出された特徴は無視したままでもよい。最後のステップの分類では、歯や特徴的な形状デザインの顎弓のような識別された主要な特徴を、切歯、臼歯、歯根や顎骨のような関連するクラスに分類する。
【００３８】
特徴抽出では、格子解析、クラスター解析及びパターンマッチングのような公知の方法が使用されている。
【００３９】
任意のベース面と照射方向において定められた厚みとを有する角柱の形態にある部分容積を決定してもよいことが有利である。
【００４０】
部分容積は、歯や歯群のような特定の識別された対象に基づきコンピュータ支援により自動的に定めるか、或いは使用者が手動で与えてもよい。初めに、ベース面を定め、その後、照射方向における厚みを定める。これにより、幾何学的な角柱が形成されて、照射方向をベース面に対して垂直に配置することができる。
【００４１】
従って、歯、歯群又は顎骨の特定の部分と同様な特定の対象が部分容積内に配されるように、部分容積は定められる。厚みを決定することで、撮影される対象上のみの部分容積の境界を画定することができる。そのため、照射方向において対象の前か後に結像する患者の頬と同様な別の対象は、部分容積には含まれない。これにより、この別の対象は、干渉するアーチファクトとしては計算された投影像に現れない。
【００４２】
仮想的な投影像は、歯科用Ｘ線画像を管理する使用者用ソフトウェアに口腔内画像として保存してもよいことが有利である。
【００４３】
顎弓の方向に垂直な照射方向の仮想的な投影像は、舌側方向又は口蓋側方向に配列され、この部分容積は、特定の歯を含み、口腔内画像に対応し、かつ既存の使用者用ソフトウェアにそのようなものとして保存してもよい。
【００４４】
これにより、従来の口腔内画像のような計算された投影像は、診断用に使用することができる。
【００４５】
仮想的な投影像は、仮想的な口腔内画像として表示装置を用いて表示してもよいことが有利である。
【００４６】
よって、仮想的な投影像は、コンピュータディスプレイのような表示装置を用いて、従来の口腔内画像と同様な既存の使用者用ソフトウェアに表示してもよい。
【００４７】
幾つかの投影像は、所定のスキームに従って、様々な照射方向を有する様々な部分容積から生成されてもよいことが有利である。
【００４８】
これらの部分容積は任意に形成してもよい。これらは、選択したベース面を備えた様々な厚みを有していてもよい。あるいは、これら部分容積は、歯や歯群のようなセグメント化された部分対象に対応する、部分容積の外側輪郭内で定められてもよい。生成された投影像は、表示装置を用いて特定の構成内でも相互に表示してよい。
【００４９】
従って、患者の口腔内全体の一連の幾つかの仮想的な口腔内画像を生成することができる。
【００５０】
この一連の仮想的な口腔内画像は従来のスキームに従って生成してもよく、これは特許ＵＳ  ５，１７９，５７９（米国特許第５，１７９，５７９号明細書）の図５Ａから５Ｓに示されているとともに、その説明の関連部分に開示されている。
【００５１】
シリーズの個々の仮想的な口腔内画像は、単一又は複数の歯を含んでいてもよい。幾つかの歯の仮想的な口腔内画像によって、各歯間領域の診断も可能となる。
【００５２】
よって、個々の歯又は歯群の口腔内画像は、改善された診断が可能となるように生成することができる。従って、患者の口腔内全体（完全な歯の状態）の一連の口腔内画像が生成される。従来の口腔内画像とは対照的に、この一連の口腔内画像はフィルム又は口腔内センサーを用いて実現され、仮想的な部分容積の正確な配列が可能となるため、一連の画像では部分容積が隙間なく互いに配置することができる。これにより、診断方法が改善される。
【００５３】
個々の歯又は個々の歯群の別個の投影像を生成するように、各部分容積は、顎弓の個々の歯又は歯群の容積測定用画像データを有する画像データを含んでいてもよいことが有利である。
【００５４】
これにより、顎弓両方の個々の歯の一連の投影像を生成することができる。
【００５５】
また、部分容積は歯の半分のような歯の部分領域のみを含んでいてもよい。さらに、部分容積は、１つの歯と２つの歯の隙間を含んでいてもよい。
【００５６】
各部分容積の照射方向は、口蓋へ向かう口蓋側方向又は舌へ向かう舌側方向に定められ、個々の部分容積は隙間なく互いに接続するか、或いは部分的に重なってもよいため、顎弓全体の一連の投影像が生成されることが有利である。
【００５７】
よって、生成された投影像の照射方向は口腔内画像の通常の方向に対応するため、従来の一連の口腔内画像のような生成されたシリーズを診断用に使用することができる。
【００５８】
各部分容積の照射方向は、歯軸に沿って咬合方向に定められ、個々の部分容積は隙間なく互いに接続するか、或いは部分的に重なってもよいため、顎弓全体の一連の咬合の投影像が生成されることが有利である。
【００５９】
よって、顎弓全体の歯の咬合方向の診断が可能となる。
【００６０】
３次元容積から生成された仮想的な投影像の自動的な配置は、口腔内に配置された歯を完全な状態で捉えるものとして行ってもよいことが有利である。
【００６１】
従って、患者の口腔の完全な状態を捉える一連の口腔内画像（完全な歯の状態、完全な口のシリーズ）を生成することができる。
【００６２】
仮想的な投影像は、Ｘ線源と口腔内センサーのような受像器とで構成された口腔内画像装置によって生成された口腔内画像に対応してもよいことが有利である。
【００６３】
顎弓の方向に垂直な照射方向の場合、投影像は、顎弓の一部の従来の口腔内画像に対応する。個々の歯の仮想的な投影像は、顎弓に沿う照射方向によっても生成してもよい。的確な所見の診断に関するこのような投影像は、隣接した表面上の歯の隙間にあってもよい。
【００６４】
３次元容積は、デジタル容積断層撮影法（ＤＶＴ）、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、３次元超音波法又は磁気共鳴断層撮影法（ＭＲＴ）を用いて撮影してもよいことが有利である。
【００６５】
これにより、高解像度の３次元容積が高い画像品質で生成される。
【００６６】
決定された部分容積について仮想的な投影像を生成するときに、散乱、Ｘ線源の特性、Ｘ線スペクトル、又は検出器のＸ線源に対する相対的な配置と同様な従来の口腔内画像の特定の物理的条件を組み込んでもよいことが有利である。
【００６７】
これらのファクターは、例えば、コンピュータ支援によってシミュレートするか、或いは多様な物理的条件を考慮した上で、多様な構成に関するファクターを有するデータベースから呼び出してもよい。
【００６８】
よって、従来の口腔内画像の物理的条件がシミュレートされるため、従来技術及び従来の方法で診断することができる。
【００６９】
部分容積に含まれる、歯のような部分対象の診断、例えば二次カリエスの診断を改善するように、部分容積を決定するときには、例えば充填材や顎骨と同様な特定の干渉する部分対象を部分容積から分離してもよいか、或いは容積測定用画像データを計算するときには、より小さく重み付けられたこの部分対象を考慮してもよいことが有利である。
【００７０】
これにより、通常は充填材と歯質との間に配される二次カリエスを特により上手く診断することができる。
【００７１】
決定された部分容積について仮想的な投影像を生成するときに、様々な検出器の検出器効率、１つの検出器特性若しくは複数の検出器特性及び／又は検出器感度のような、従来の口腔内画像の特定のシステム特性をシミュレートしてもよく、ＣＲシステム（Speicherfoliensystem）、様々な感度の歯科用フィルム又はデジタル口腔内センサーのような検出器の種類を仮想的に選択してもよいことが有利である。
【００７２】
また、このシステム特性は様々な画像データ用のデータベースからも呼び出してよい。
【００７３】
よって、特定の検出器の種類のこのシステム特性は、この検出器の種類によって従来の口腔内画像を忠実に模倣可能なようにシミュレートすることができる。検出器の種類の選択は、入力手段を用いて使用者が仮想的に行うことができる。
【００７４】
本発明の例示的な実施形態が図面に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】選択した部分容積を備えた３次元容積の略図である。
【図２】部分容積から生成された投影像の略図である。
【図３】患者の口全体の幾つかの投影像の配列の略図である。
【図４Ａ】平行な照射線を有する部分容積の略図である。
【図４Ｂ】円錐形のファンの形態にある代替部分容積の略図である。
【図４Ｃ】台形のベース面を有する代替部分容積の略図である。
【図５】幾つかの選択した部分容積を備えた形態の略図である。
【図６】３次元容積の一部の略図であって、１つの臼歯を含む。
【図７】代替的な一部の略図であって、２つの臼歯間の充填材を含む。
【発明を実施するための形態】
【００７６】
図１は、ＤＶＴと略されるデジタル容積断層撮影法、又はＣＴと略されるコンピュータ断層撮影を用いて撮影された３次元容積１の略図を示す。３次元容積１は、特定のＸ線吸収値を有するボクセルで構成されている。３次元容積は、前方切歯２、側方臼歯３、上顎弓４、下顎弓５、上顎骨６及び下顎骨７のような幾つかの構造を含む。３次元容積１は、使用者用ソフトウェアでは不図示のコンピュータディスプレイ上に表示される。ディスプレイの視野角を変更するために、３次元容積を自由に移動し、回転させることができる。当該方法の第１のステップでは、特定のベース面９、及び照射方向１１において定められた厚み１０を有する仮想的な部分容積８を定める。当該部分容積の決定は、コンピュータ支援により自動的に行うか、或いは使用者が手動で行ってもよい。自動的に決定する場合、個々の歯をパターン認識する従来の方法により検出して分類し、この部分容積が顎弓の特定の領域を含むように、部分容積を決定する。手動で決定する場合、使用者は、初めに入力手段を用いてベース面９を定め、次に部分容積の厚みを定めてもよい。決定された部分容積８は、３次元容積１に特に関連して特徴付けられた使用者用ソフトウェアに表示される。ベース面１３及び厚み１４を有する第２の部分容積１２、ベース面１６及び厚み１７を有する第３の容積１５、並びにベース面１９及び厚み２０を有する第４の部分容積１８を決定するのが好適である。部分容積８、１２、１５及び１８を決定するときに、厚み１０、１４、１７、２０は、照射方向に配置されるとともに、口蓋へ向かう口蓋側方向又は舌へ向かう舌側方向での下側歯列の経路２１に垂直に配列される。個々の部分容積８、１２、１５及び１８は互いに隙間なく接続する。本発明の方法の第２のステップでは、アルゴリズムを用いた上で、照射方向におけるＸ線吸収値を加算することで、選択した部分容積から２次元の仮想的な投影像をコンピュータ支援により生成する。この２次元の仮想的な投影像は、部分容積内の顎弓の各領域の従来の口腔内画像に相当する。部分容積８、１２、１５及び１８の形状は、ベース面９、１３、１６、１９並びに厚み１０、１４、１７及び２０を有する角柱に一致する。生成された投影像は、仮想的な口腔内画像として従来の使用者用ソフトウェアのデータベースに保存される。
【００７７】
図２は、下顎弓５の後方臼歯の第４の部分容積１８から生成された投影像３０の略図を示す。仮想的な投影像３０は、従来の口腔内画像に対応しているとともに、使用者用ソフトウェアでは、コンピュータディスプレイを用いて表示され、所定のデータベースに保存されるのが好適である。
【００７８】
図３は、図１の下顎弓５及び上顎弓４の患者の口腔全体の幾つかの投影像の配列４０の略図を示す。生成された図２の投影像３０は、下方の左側に見て取れる。他の投影像４１が、図１に示された別の部分容積８、１２、１５に対応するとともに、図１に示されていない上顎弓４の別の部分容積から生成される。図３の投影像３０、４１を生成する部分容積は部分的に重なっている。図３に示す、生成された口腔内画像３０、４１の配列４０は、所定のスキームによって生成され、すなわち、いわゆる「完全な口のシリーズ（full mouth series）」、独語の「完全な歯の状態（vollstandiger Zahnstatus）」によって生成される。投影像３０、４１もまた、別の任意のスキームによって生成し得る。下顎弓５又は上顎弓４の経路２１の方向に投影像を生成することも可能であるため、各歯間領域がこのような投影像上に結像する。
【００７９】
図４Ａは、完全な臼歯３及び２つの隣接した歯を部分的に含む部分容積１８を示し、ベース面１９は円形状に形成され、厚み２０は、部分容積１８の完全な臼歯３を捉えるように決定されている。部分容積１８の投影像を生成するときに、仮想的な平行な照射線５０で示した仮想的な照射方向に沿って加算する。
【００８０】
図４Ｂは、図４Ａのような部分容積１８を示すが、仮想的なＸ線源５１から発せられた、円錐状のファンの形態にある照射線５０が配置され、特定のベース面１９が矩形であるという相違点を有する。
【００８１】
図４Ｃは台形のベース面１９を有する部分容積１８の更に別の実施形態を示し、そこで平行な照射線５０による照射方向が示されている。
【００８２】
図５は、下顎弓５を上から見た図を示し、図１の選択した部分容積１８、１５、１２、８と別の部分容積６０を有し、それらは照射方向１１に配列されており、それらは下顎弓５の経路２１に垂直な方向に配置されている。個々の投影像を生成するときに、平行な仮想的な照射線に沿って示した図４Ａ又は４Ｃと同様に加算を行う。図１との相違点は、個々の部分容積１８、１５、１２、８が重なるように選択されるため、部分容積もこれに隣接した部分容積も顎弓５の一部を含む点である。これにより、これらの隣接した部分容積から生成された投影像には、顎弓５の同じ部分が見て取れる。
【００８３】
図６は、３次元容積１の一部の形態を示し、下顎弓５の１つの臼歯３を含む。臼歯３は、歯根７０、及び充填材７２を備えた歯冠７１で構成されている。歯根７０は顎骨７３内に配されている。顎骨７３上に歯肉７４が配されている。充填材７２の裏側７５に、診断が必要な二次カリエス７６が生じている。部分容積７７を使用者により、或いは自動的にコンピュータ支援により決定し、部分容積７７は歯冠７１を含み、干渉する部分対象、すなわち充填材７２を仮想的に分離する。また、診断にとって重要でない他の部分対象、例えば歯根７０、歯肉７４、顎骨７３などは、部分容積７７の決定では省略した。容積７７の仮想的な照射方向１１は、歯軸７８に沿って咬合面７９に垂直な咬合方向に延びている。これにより、照射方向１１にて部分容積７７から生成された仮想的な投影像に基づき充填材７２を仮想的に分離することができるとともに、二次カリエス７６をより上手く診断することができる。また、当該充填材の分離は、特定の機能を用いて行うこともできる。充填材のような解析にとって重要でない領域が非表示にするか弱めるように、かつ虫歯になった領域のような解析にとって重要な領域が強調して表示されるように、このような機能は形成される。
【００８４】
図７は、図６のような３次元容積１の一部の図を示すが、２つの臼歯３の間に充填材７２が配され、顎弓５の経路２１に垂直な舌側方向に照射方向１１が配されるという相違点を有する。図７では、横断面８０が２つの臼歯３を中央で分割するように示されている。部分容積８１が、横断面８０、及び臼歯３の裏側の外側輪郭８２により形成されている。従って、照射方向１１における部分容積８１から生成された投影像により、充填材７２の裏側の二次カリエス７６の診断が改善する。
【符号の説明】
【００８５】
１    ３次元容積
２    前方切歯
３    側方臼歯
４    上顎弓
５    下顎弓
６    上顎骨
７    下顎骨
８    仮想的な部分容積
９    ベース面
１０  厚み
１１  照射方向
１２  第２の部分容積
１３  ベース面
１４  厚み
１５  第３の部分容積
１６  ベース面
１７  厚み
１８  第４の部分容積
１９  ベース面
２０  厚み
２１  経路
３０  投影像
４０  配列
４１  投影像
５０  照射線
６０  別の部分容積
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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