(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者（１６）のＸ線画像（１３）を生成するための歯科用Ｘ線装置であって、前記Ｘ線装置は、
それぞれ支持装置（２）に配置されたＸ線源（３）およびＸ線検知器（４）であって、前記Ｘ線源（３）および前記Ｘ線検知器（４）を、前記支持装置（２）を用いて、少なくとも部分的に前記Ｘ線源（３）と前記Ｘ線検知器（４）との間にある記録空間（１９）の周りに動かすことができる、Ｘ線源（３）およびＸ線検知器（４）と、
前記記録空間（１９）内に位置決めされた前記患者（１６）の表面を検出するための少なくとも１つの画像化ユニット（５）であって、前記画像化ユニット（５）は、
前記記録空間（１９）に向いた可視光の多色光束（６’）を生成する少なくとも１つの光源（６）と、
前記記録空間（１９）の中に影縁端部（１７）を生成するために、少なくとも部分的に前記光源（６）と前記記録空間（１９）の間で前記多色光束（６’）内に突き出る少なくとも１つの縁端部（７）と、
少なくとも１つの光学検知器（８）と、
を備える、画像化ユニット（５）と、を備え、
前記少なくとも１つの光源（６）、前記少なくとも１つの縁端部（７）、および前記少なくとも１つの光学検知器（８）は、前記支持装置（２）および／または前記Ｘ線源（３）および／または前記Ｘ線検知器（４）に直接配置され、かつ前記Ｘ線源（３）および前記Ｘ線検知器（４）と共に前記記録空間（１９）の周りに可動であり、
前記少なくとも１つの光源（６）、前記少なくとも１つの縁端部（７）、および前記少なくとも１つの光学検知器（８）の相対的な位置が互いに既知であることを特徴とする歯科用Ｘ線装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの光源（６）は、連続して配置される個別光源によって構成される線状に延びる線型照明であることを特徴とする請求項１に記載の歯科用Ｘ線装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの光源（６）は、５ｌｍ／ｃｍ２の最大照明強度を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の歯科用Ｘ線装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの光学検知器（８）は、前記記録空間（１９）の輝度情報および色彩情報の両方を取得し、かつ記録として提示することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の歯科用Ｘ線装置。
【請求項５】
カメラ生画像の領域の５０％以上は、前記影縁端部（１７）によって生じる影の投影がないようにすることができることを特徴とする請求項４に記載の歯科用Ｘ線装置。
【請求項６】
前記カメラ生画像の領域の７５％以上は、前記影縁端部（１７）によって生じる影の投影がないようにすることができることを特徴とする請求項５に記載の歯科用Ｘ線装置。
【請求項７】
Ｘ線装置を用いて患者（１６）のＸ線画像（１３）を生成する方法であって、前記方法は、
Ｘ線源（３）およびＸ線検知器（４）によって構成されるシステムが、前記Ｘ線源（３）と前記Ｘ線検知器（４）との間にある記録空間（１９）の周りに少なくとも部分的に回転する間に、Ｘ線が前記記録空間（１９）を通るように前記Ｘ線源（３）によって前記Ｘ線を生成することと、
前記記録空間（１９）を通るＸ線を、複数の異なる方向から前記Ｘ線検知器（４）によって記録することと、
前記Ｘ線画像（１３）の生成と同時に、前記システムが少なくとも部分的に回転する間に、前記システムと共に動く画像化ユニット（５）を用いて、少なくとも１つの光源（６）から出る多色光束（６’）によって明領域（９）および暗領域（１０）を前記記録空間（１９）内に形成するように、少なくとも１つの縁端部（７）を前記記録空間（１９）内に投影することであって、前記明領域（９）および前記暗領域（１０）は線状に互いに隣接し、その結果、影縁端部（１７）が形成され、および前記明領域（９）および前記暗領域（１０）の少なくとも一部ならびに前記影縁端部（１７）は少なくとも１つの光学検知器（８）を用いて記録され、前記記録から色彩データ（１２）および表面データ（１１）が既知であることと、を含み、
前記少なくとも１つの光源（６）、前記少なくとも１つの縁端部（７）、および前記少なくとも１つの光学検知器（８）は、本方法を実施するために既知の位置において前記Ｘ線装置に配置されることを特徴とする方法。
【請求項８】
前記色彩データ（１２）および前記表面データ（１１）は、前記システムが少なくとも部分的に回転する間に、時間的に連続する複数時点に対して取得された記録から既知であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記色彩データ（１２）および前記表面データ（１１）は、少なくとも４つの異なる方向から取得された記録から既知であることを特徴とする請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記色彩データ（１２）および前記表面データ（１１）は、前記システムの少なくとも部分的な回転に関して角度的に同一に分割された方向から取得された記録から既知であることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記色彩データ（１２）に対する記録および前記表面データ（１１）に対する記録は、前記システムが少なくとも部分的に回転する間に、連続して同一時間間隔で取得されることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
１つの記録または連続記録の生成の前に、前記Ｘ線装置の記録空間（１９）内にあるか、またはこの目的のために前記Ｘ線装置の記録空間（１９）内に取り付けられた補正体（１４）のＸ線画像（１３）ならびに表面データ（１１）および色彩データ（１２）を生成すること、および前記Ｘ線画像（１３）に対する前記色彩データ（１２）および前記表面データ（１１）の相対的な位置を判定することをさらに含むことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記Ｘ線画像（１３）に対する前記色彩データ（１２）および前記表面データ（１１）の相対的な位置に基づいて、前記色彩データ（１２）、前記表面データ（１１）、および前記Ｘ線画像（１３）を変換によって共通の座標系内に移行することをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記色彩データ（１２）および前記表面データ（１１）を前記Ｘ線画像（１３）と共に表示することをさらに含むことを特徴とする請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記色彩データ（１２）、前記表面データ（１１）、および前記Ｘ線画像（１３）は同時に共通の座標系内に表示されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
１つの記録または連続記録の生成の前に、前記Ｘ線装置の記録空間（１９）内にある、またはこの目的のために前記Ｘ線装置の記録空間（１９）内に取り付けられた補正体（１４）のＸ線画像（１３）ならびに表面データ（１１）および色彩データ（１２）を生成すること、および色補正を決定することをさらに含むことを特徴とする請求項７乃至１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも２つの記録から、立体容積計法を用いて表面の幾何学モデルを生成することであって、前記表面データ（１１）は前記立体容積計法の実施において使用されることをさらに含むことを特徴とする請求項７乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記立体容積計法を用いて生成される表面の幾何学モデルの解像度は、前記表面データ（１１）の解像度より高いことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記記録の照明された領域のみが前記立体容積計法に使用されることを特徴とする請求項１７または１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、付加的に表面画像化のための画像化ユニットを備えたＸ線装置が、患者のＸ線画像を生成する歯科用Ｘ線装置に関する。本発明はさらに、Ｘ線源とＸ線検知器とで構成されるシステムが患者の周りで回転して動かされる患者のＸ線画像の生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術において、付加的な光学式画像化ユニットを有する幾つかのＸ線装置、およびこれら装置の運転方法が知られている。
【０００３】
例えば、ＤＥ１０２００４０２０３７０Ｂ４に、ハウジングに配置された可視域の光波に対する画像化装置を有するＸ線照射装置が記載されている。
【０００４】
ＤＥ１０２００８０３５４１２Ａ１に、Ｘ線機器に配置された光学カメラを有するＸ線機器が記載されている。カメラを用いて、Ｘ線機器内に位置決めされた患者の記録が生成されて、画像表示のために処理される。この画像表示に基づいて、Ｘ線画像を作成するための調整データおよび／または制御データが、Ｘ線画像を生成する前に検査されて、かつ変更される。  
【０００５】
ＵＳ７５５１７１１Ｂ２に同様に、Ｘ線機器に配置された光学カメラを有するＸ線機器が記載されており、ここではＸ線画像に同期する光学データが生成され、光学データから生成される患者の表面画像が、Ｘ線画像のより良い解釈のために用意される。
【０００６】
ＵＳ６５７４２９６Ｂ２に同様に、光学式記録装置を有するＸ線機器が記載されており、ここでは、Ｘ線画像の生成の間に光学データが確認される。
【０００７】
ＵＳ６０８１７３９に、Ｘ線画像と高度輪郭と色彩映像記録とを同時生成するための
超音波検知器または光学検知器、および色彩映像検知器を有するＸ線装置が記載されている。表面データを確認するために超音波検知器または光学検知器を使用する代わりに、色彩データと表面データの両方を確認する三次元カラースキャナを使用することも可能である。
【０００８】
これらの方法と装置の短所は、能動的な照明が何も設けられていないことであり、そのために画像表示の安定性、正確性、完全性が損なわれることである。
【０００９】
ＤＥ１０２００５０２２５４０Ｂ４に光学センサを有するＸ線機器が記載されており、ここでは、光学センサを用いて取得された表面データが、Ｘ線機器を用いて生成される投影画像の再生の際に、三次元Ｘ線画像に対して不足する画像データを補完するために使用される。光学センサは光源とカメラを含み、光源は第１方向から縞パターンを患者に投射し、およびカメラは散乱して患者から戻る光を別の方向から記録し、その結果、表面を三角測量法に基づいて確認することができる。
【００１０】
またＤＥ１０３１７１３７Ａに、患者の表面の少なくとも一部の画像データレコードを生成するために、光源を持つ付加的な三次元センサを有するＸ線装置が記載されており、ここでは、旋回可能な方向変換鏡を用いて光源の光が直線状に患者に投射され、および画像データがＸ線画像の生成に同期して記録される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この方法の短所は、患者の色彩情報または輝度情報が何も確認されないことである。点状のまたは少なくとも小面の光源と旋回可能な方向変換装置とを用いる光の線の生成は、光の線の暗い領域あるいは照射されない領域が患者の表面に生成されて、データレコードが不完全になる可能性があることが短所である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
したがって、提供する本発明の課題は、安定し、正確で、かつ同期した、患者の歯科用断層画像データレコードを記録し、および断層画像データレコードに関連付けることができる目を開けた患者の顔の彩色された高度輪郭を記録する方法と、そのための装置を用意することである。
本発明は、それぞれ支持装置に配置されて、および支持装置を用いて少なくとも部分的にＸ線源とＸ線検知器との間にある記録空間周辺を動かすことができるＸ線源とＸ線検知器と、記録空間内に位置決めされた患者の表面を記録するための少なくとも１つの画像化ユニットとを含む、患者のＸ線画像を生成するための歯科用Ｘ線装置に関する。画像化ユニットは、記録空間に向けられる可視光の多色光束を生成する少なくとも１つの光源を備える。画像化ユニットはさらに、光源と記録空間の間で少なくとも部分的に記録空間内に影縁端部を生成するために光束内に突き出される少なくとも１つの縁端部を備える。さらに画像化ユニットは、少なくとも１つの光学検知器を備える。少なくとも１つの光源と、少なくとも１つの縁端部と、少なくとも１つの光学検知器とは直接、支持装置に、および／またはＸ線源に、および／またはＸ線検知器に配置され、およびＸ線源とＸ線検知器と共に記録空間周辺を動かすことができる。少なくとも１つの光源と少なくとも１つの縁端部と少なくとも１つの光学検知器の相対的位置は互いに既知である。
【００１３】
記録空間は、Ｘ線装置の内部のＸ線源とＸ線検知器の間に配置される空間を意味し、この空間は少なくともＸ線画像に対する測定領域すなわち測定容積と、表面測定と色彩測定に対する測定領域とを含む。
【００１４】
画像化ユニットの用意によって記録可能な、Ｘ線画像のために付加的に生成される光学データ、すなわち表面データと色彩データは、Ｘ線画像の位置確認を容易にし、それによってＸ線画像の解釈も容易にする。
【００１５】
記録空間に向いた光路内に突き出される少なくとも１つの縁端部によって、記録空間内に、例えば、そこに位置決めされた患者の頭部に明領域と暗領域を形成する。それによって明領域と暗領域の間の境界線として形成される線、すなわち影縁端部が少なくとも患者の頭部の部分上に延びる。縁端部の調整によってこの影縁端部を、例えば患者の頭部の測定部分に、または頭部全体に渡って垂直方向に延ばすことができる。
【００１６】
影縁端部を生成するための縁端部を有する本発明に係る画像化ユニットの用意は、物体の測定に対して構造化された光の使用を可能にする。ここで構造化された光とは、空間的な広がりの中に明暗領域を意味する構造を備えている光と理解される。これは例えば、光の伝播方向に対して横方向にパターン、縞、縁端部等の構造を持つ光である。構造化されていない光による測定、すなわち測定する物体の均一照明のみによる測定に比べて、構造化された光による測定は一般的に安定しており、および長い演算時間を必要としない。
【００１７】
個別の影縁端部として、例えば実施例としてＤＥ１０２００８０２２９２２Ａ１に挙げられているような格子、または自由に選択できるパターンの投影もある。記録されるカメラ生画像の限定された可能な最大領域が一様に照明されることは、すなわち格子におけるような強い輝度の強弱がないことは、特別な意味を持つ。この領域は、光源、または投影されるパターン、または影縁端部をオンオフすることを必要とせずに、物体の色彩情報を確認するために利用される。この領域はまたさらに、立体容積計の標準方法による別の分析措置において形状精度の向上に利用することができる。記録される画像において格子を使用することは、形状の正確度においても、色忠実性においても、色彩情報の照明非依存性においても、明らかに表面モデルの品質を制約する。記録内の影縁端部の検知は、特に信頼性が高く、かつ格子またはその他のパターンに比べて容易である。
【００１８】
記録空間内の影縁端部へ延びる、例えば測定する物体へ延びて、あるいは影縁端部を形成する、縁端部から直接出て照明領域を限定する光を、以下において照明側境界光路と呼ぶ。
【００１９】
これに対して影縁端部から直接出て検知器に延びる光を観察側境界光路と呼ぶ。
少なくとも１つの光源と少なくとも１つの縁端部と少なくとも１つの光学検知器の間の既知の固定位置によって、照明側境界光路と観察側境界光路の間の固定角度が決まる。例えば測定可能なこの角度から三角測量の方法によって、影縁端部の推移に基づいて表面データを演算することが可能であり、ここで演算に対して必要な基本長さは、カメラから境界光路への距離である。
【００２０】
多色光の使用によって、上述した画像化ユニットの記録を用いて付加的に色彩データを取得することが可能になる。これに対して１つまたは複数の多色光源、例えば多色の放射スペクトルを有する１つまたは複数の発光ダイオードを使用することができる。また多色光束を生成するために複数の単色光源を組み合わせることも可能である。
【００２１】
光学検知器として、例えば色彩データ取得用のカラーセンサと、表面データを取得するための別の検知器を設けることが可能であり、それによって表面データと色彩データの確認に対して、明らかに互いに異なる光学検知器の調整をそれぞれ選択することが可能である。
【００２２】
また、表面データと色彩データを生成するために１つまたは複数のカラーセンサを使用することが可能であり、その結果、２つのデータレコードが同一座標系において測定される。
【００２３】
この方法で複数のセンサが使用される場合、特に影縁端部の傍の明領域にある点は複数の角度から検出される。画像内における点の重複において、異なる視点の追加比較によって表面データの正確性は明らかに高められる。これに対して、例えば、立体容積計法の立体対応のような視差に基づく方法を使用することができる。
【００２４】
Ｘ線装置の可動部への画像化ユニットの固定配置と同期記録とによって、画像化ユニットを用いて生成される光学データとＸ線画像との組み合わせを作成することができる。
【００２５】
さらに、特に光源と縁端部の固定配置は、記録空間に位置決めされた患者に対する記録の間の予測可能な照明の変化を保証し、それによって記録の間の患者の不快感と反射的な動きを予防することができる。
【００２６】
Ｘ線装置において、例えばオルソパントモグラフまたはコンピュータトモグラフを取り扱うことが可能であり、その場合、Ｘ線装置を用いて生成されるＸ線画像に対応して、断層画像または三次元Ｘ線画像を取り扱うことが可能である。
【００２７】
光源は、１つまたは複数の並んで配置される個別光源によって構成される線状に放射する線型照明が有利である。
【００２８】
垂直方向に線状に放射する光源によって、垂直方向における患者の均一かつ十分な照明を確保することができる。それによって、垂直方向における影縁端部を、例えば記録空間に位置決めされた患者の顔全体に渡って明確に形成することが保証される。
【００２９】
少なくとも１つの光源は、５ｌｍ／ｃｍ２の最大照明強度を有利に備えることができる。
それによって、患者の目に対して安全保護措置を設ける必要がなくなり、目を開けた患者の頭部の測定が可能になる。
【００３０】
光学検知器は記録空間の輝度情報と色彩情報の両方を有利に取得することが可能であり、かつ記録、またはカメラ生画像として用意することができる。
【００３１】
記録において、５０％以上の、主として７５％以上の、特に８５％以上の領域を、影縁端部によって生じる影の投影がないようにすることができる。これは、各記録の大部分の領域を、角度依存性の色彩データの検出に対して、および場合によっては立体容積計法の使用に対して使用できるという長所を持つ。
【００３２】
本発明はさらに、Ｘ線源とＸ線検知器によって構成されるシステムが少なくとも部分的に回転する間に、Ｘ線源とＸ線検知器の間にある記録空間周りにＸ線源によってＸ線が生成され、および記録空間を透過したＸ線が複数の異なる方向から検知器によって検出される、Ｘ線装置を用いて患者のＸ線画像を生成する方法に関する。
【００３３】
Ｘ線画像の生成と同時に、システムが少なくとも部分的に回転する間に、システムと共に動く画像化ユニットを用いて、少なくとも１つの光源から放射される多色光束によって、少なくとも１つの縁端部が明領域と暗領域を形成するように記録空間に投影され、ここで明領域と暗領域は互いに線状に隣接し、その結果、影縁端部が形成され、および明領域と暗領域と影縁端部の少なくとも一部は少なくとも１つの光学検知器を用いて記録され、および記録から色彩データと表面データが確認され、その際、少なくとも１つの光源と、少なくとも１つの縁端部と、少なくとも１つの光学検知器が本方法を実施するためにＸ線装置の既知の位置に配置される。
【００３４】
Ｘ線画像において、例えば個別の投影画像から再構成される三次元Ｘ線画像、または断層画像を取り扱うことができる。
【００３５】
付加的なデータはＸ線画像の位置確認を容易にし、およびそれに伴ってＸ線画像の解釈を容易にする。
縁端部の投影によって、互いに線状に隣接する明領域と暗領域を患者に形成する。それによって形成される境界線を影縁端部と呼ぶ。したがって患者の記録領域は均一に照明されず、患者に対して光による構造、すなわち影縁端部を生成する。このことを、構造化された光を使用するとも言う。この方法では一般に、構造化されていない光、すなわち純粋に均一な照明による方法よりも安定的に、および多くの演算負荷を必要とせずに作業が行われる。
【００３６】
多色光による縁端部の投影は、表面データと色彩データの両方を同時に確認することを可能にする。
表面データは、三角測量法に基づいて、明領域と暗領域の間の線状境界として形成されて画像化ユニットの記録において取得される影縁端部の推移から確認される。これは特に、
三角測量に対する基本長さと角度が確認される光源と縁端部と光学検知器の位置を知ることによって可能になる。
【００３７】
多色光による縁端部の投影によって、記録空間内に位置決めされた患者によって散乱されて戻ってくる光は患者の輝度情報と色彩情報の両方を含む。これらは画像化ユニットの記録によって付加的に取得される。これに対して例えば、光学検知器としてカラーセンサを使用することができる。しかし、例えば色彩データを取得するためのカラーセンサと、影縁端部を取得するための例えば狭い波長領域に敏感に反応する別のセンサを使用することも可能である。
【００３８】
Ｘ線装置の可動部分への画像化ユニットの固定配置と、同期撮影とによって、画像化ユニットを用いて生成される光学データとＸ線画像との組み合わせが可能になる。
【００３９】
さらに、特に光源と縁端部の固定配置は、システムの回転の間に記録空間に位置決めされた患者に対して予測される照明の変化を保証し、それによって撮影の間の患者の不快感と反射的な動きを予防することができる。
【００４０】
データが取得された後で、表面の色彩モデルを得るために使用される方法は、少なくとも２段階である。最初の段階において、カメラセンサ上の影縁端部の位置が各画像に対して確認され、および例えば補正によって知ることができるセンサと照明ユニットの位置を用いて、幾何学的な表面モデルに移行される。第２段階において、頂点とも呼ばれる表面モデルの点の全てに関して反復し、および、頂点とも呼ばれる各点に対して多数のカメラ生画像から色彩情報が記憶される。カメラ生画像のそれぞれに、一定の照明角度に対する頂点の色彩情報が含まれる。全体として、表面モデル上の各点に対する角度依存性の色彩情報が得られる。
【００４１】
特に、影縁端部に格子を使用することは、角度の多様性を大きく損なわせる可能性があり、また、角度依存性の色彩データを使用して、一方では照明に依存しないで高品質の画像を生成するための情報と、他方では実際の人工照明を生成するための情報が僅かしか得られない可能性を持つ。
【００４２】
色彩データと表面データは、システムの少なくとも部分的な回転の間の時間的に連続する複数の時点に対して取得された記録から有利に確認することができる。
【００４３】
システムの少なくとも部分的な回転の間に、画像化ユニットを用いて多数の記録が取得されるほど、それだけ表面データと色彩データの正確性は高くなる。さらに、患者の動きを光学データにおいて識別することが可能である。
【００４４】
色彩データと表面データは、少なくとも４つの異なる方向から取得される記録から有利に確認される。できるだけ多くの方向からの表面データと色彩データの取得によって、これらのデータの正確性は高くなる可能性を持つ。
【００４５】
色彩データと表面データは、システムの少なくとも部分的な回転に関して角度的に等しく分割された角度から取得される記録によって有利に確認される。
【００４６】
回転角度に関して均一に分割された記録によって、記録されたデータから直接、均一な表面モデルが得られる。例えば記録された影縁端部はそれぞれ、表面モデルにおける一列に対応する。
【００４７】
少なくとも部分的な回転の間の色彩データに対する記録と表面データに対する記録は、均一な時間間隔で連続して有利に検出される。
【００４８】
時間的に均一な間隔の記録は技術的に特に容易に変換され、ここで時間的に一定間隔の記録は、一定角速度の回転において、回転に対して角度的に均一に分割された記録方向を与える。当然ながら、全てのＸ線画像が一定角速度を用いて調整できる訳ではない。したがって、断層画像の作成のための角速度は一般的に一定ではないことに留意しなければならない。１つの記録または連続記録から、Ｘ線装置内に存在するまたはこの目的にためにＸ線装置に持ち込まれる補正体のＸ線画像および表面データと色彩データが有利に生成され、およびＸ線画像に対する色彩データと表面データの相対的な位置が判定される。
【００４９】
補正体の持ち込み、または記録空間に存在する補正体の使用によって、Ｘ線画像に対する色彩データと表面データの相対的な位置が簡単な方法で判定することが可能になる。
【００５０】
これに対する適切な補正体は、先行技術において明らかにされている。
このような補正体は例えば、Ｘ線装置の一部に取り付けることによって、補正目的のためにだけ記録空間の内部に配置される独立体として形成される。また補正体は、記録空間内のＸ線装置の一部に固定して配置される物体であることも可能である。また、補正体は記録空間内のＸ線装置の一部へ配置される二次元画像として、例えば印刷物として製作することも可能である。
【００５１】
Ｘ線画像に対する色彩データと表面データの相対的な位置に基づいて、色彩データと表面データとＸ線画像は共通の座標系内の変換を用いて移行させることができる。
【００５２】
それによって、表面データと色彩データをＸ線画像に組み合わせることが可能になり、および例えばＸ線データにおける位置確認が容易になる。Ｘ線画像において断層画像を取り扱う場合、例えば三次元座標系が共通の座標系として使用され、この場合、断層画像はこの座標系において湾曲した領域を占める。また例えば、断層画像の二次元座標系を共通座標系として選択することも可能である。
【００５３】
患者の色彩データと表面データはＸ線画像と共通に有利に表示することができる。
取得データを異なるウィンドウに順番に表示することが可能であり、例えば、１つのウィンドウの中に色彩表面の表示を、別のウィンドウにＸ線画像を表示することが可能である。また、データ全てを１つのウィンドウの中に表示することも可能である。
【００５４】
患者の色彩データと表面データ、およびＸ線画像は同時に共通の座標系に有利に表示することができる。
それによって、画像の関係が直接作成され、および例えばＸ線画像の解釈が容易になる。そのために、データは例えば、観察者の視野からのズームによって１つのデータと他のデータとの間の継目のない移行が実現されるように重ね合わすことができる。また、同一座標系に表示されたＸ線画像を透視することができるように、色彩データと表面データを透明に表示することも可能である。
【００５５】
１つの記録から、または連続記録から、Ｘ線装置内に存在する、またはこの目的のためにＸ線装置内に持ち込まれた補正体のＸ線画像および表面データと色彩データを有利に生成し、および色補正を有利に決定することが可能である。
【００５６】
色に関するこのようなシステムの補正によって、記録は色かぶりを全く含まないことが保証される。このために、色補正において特に周囲照明が考慮される。このような色補正に適する補正体は先行技術において知られている。
【００５７】
少なくとも２つの記録から立体容積計法を用いて表面の幾何学モデルが有利に生成され、ここで、表面データが立体容積計法の実施の際に使用される。
【００５８】
記録を、主として各記録の照明領域のみを立体容積計法の目的に対して使用することによって、表面モデルの幾何学的な解像度を改善することができる。立体容積計法において、記録される物体の一点の位置は２つの画像において特定され、およびカメラセンサの既知の位置を用いて空間内の正確な位置に置き直される。立体容積計法において必要なアルゴリズムの長い所要時間は、既に影縁端部を用いて確認されている幾何学モデルを立体容積計法の最適化に対する初期値として使用することによって、明確に短縮することができる。
【００５９】
立体容積計法を用いて生成される表面の幾何学モデルの解像度は表面データの解像度よりも有利に高くすることができる。
【００６０】
カメラ生画像とも呼ぶ多数の記録によって、表面モデルに対する幾何学的な正確性を幾倍にも高めるために、多くの量の情報を自由に使用することができる。
【００６１】
本発明を図面に基づいて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る歯科用Ｘ線装置を示し、
【図２Ａ】図１のＡＡ線に沿った水平断面、およびＸ線装置内に位置決めされた補正体を示す。
【図２Ｂ】図１のＡＡ線に沿った水平断面、およびＸ線装置内に位置決めされた補正体を示す。
【図３Ａ】影縁端部の投影の原理を示す。
【図３Ｂ】影縁端部の投影の原理を示す。
【図４Ａ】確認されたデータの模式的な表示を示す。
【図４Ｂ】確認されたデータの模式的な表示を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
図１は、本発明に係る歯科用Ｘ線装置の側面図を示し、および図２Ａはこの歯科用Ｘ線
装置のＡＡ線に沿った断面を示す。
本発明に係るＸ線装置は支持具１を備え、例えば図１に示すような支柱として形成される。支持具はまた壁支持具、例えば壁に取り付けられた水平に延びるアームとしても形成可能である。
【００６４】
支持具１に支持装置２が可動に取り付けられる。これは水平アームとして形成され、回転軸Ｄ周りに水平面において回転可能に支持具１に固定される。支持装置２は以下、支持アーム２とも呼ぶ。
【００６５】
回転可能な支持アーム２にＸ線源３とＸ線検知器４が、互いに距離を置いて対向し、およびＸ線の照射経路がＸ線源３からＸ線検知器４へ延びるように配置される。Ｘ線源３とＸ線検知器４の間に記録空間１９がある。記録空間１９は、Ｘ線源３とＸ線検知器４を用いて記録可能な少なくとも測定ユニットの記録領域、すなわち記録容量を含み、および画像化ユニットを用いて記録可能な記録領域を含む。患者１６は測定のために、被測定領域、例えば頭部の一部が記録空間１９内の記録領域内にあるように位置決めされる。
【００６６】
Ｘ線検知器４にさらに、少なくとも１つの光源６と、少なくとも１つの縁端部７と、少なくとも１つの光学検知器８とによって構成される画像化ユニット５が配置される。
【００６７】
多色光束６’を生成するための少なくとも１つの光源６と少なくとも１つの縁端部７は、
図３Ａと３Ｂに示すように、少なくとも１つの縁端部７が少なくとも１つの光源６から出て患者１６へ向けられる多色光束６’の光路内に少なくとも部分的に突き出し、および縁端部によって影になった暗領域１０と光源の光によって照明される明領域９が記録空間１９内に位置決めされた患者１６上に形成されるように位置決めされる。それによって、特に明領域９と暗領域１０の間の境界として線１７が形成される。この線１７は影縁端部１７とも呼ばれる。
【００６８】
少なくとも１つの光学検知器８は、少なくとも患者１６上に形成された線すなわち影縁端部１７を検出するように位置決めされる。
【００６９】
歯科用Ｘ線装置の記録空間１９内に位置決めされた患者１６のＸ線画像１３を生成するために、Ｘ線検知器４とＸ線源３が回転方向１５に沿って患者１６の周りを動くように支持アーム２が回され、ここでＸ線検知器４は回転の間、Ｘ線源３から出て少なくとも部分的に患者１６を透過するＸ線を記録する。
【００７０】
光源６と縁端部７を用いて患者１６上に投影される影縁端部１７の位置が、システムの少なくとも部分的な回転の間、支持アーム２の回転によって患者に対して相対的に動き、および影縁端部１７が患者１６に対して少なくとも相対的に異なる幾つかの位置において光学検知器８によって記録されることによって、Ｘ線画像１３の生成に同期して、支持アーム２の回転の間に、少なくとも１つの光源６と少なくとも１つの縁端部７と、少なくとも１つの光学検知器８とを用いて、患者１６の表面データ１１と色彩データ１２が生成される。
【００７１】
表面データ１１は画像化ユニット５を用いて生成される記録から三角測量の方法に基づいて、患者１６上に生成された影縁端部１７の推移をもとに確認される。このために、少なくとも１つの光源６と少なくとも１つの縁端部７と少なくとも１つの光学検知器８との固定位置が確認され、およびそれに伴って結果として生じる固定角度が確認される。
【００７２】
患者１６の付加的な色彩情報を得るために、少なくとも１つの光源６は、少なくとも１つの光学検知器８、例えばカラーセンサによって色に反応して検出される多色光、すなわち多色光束１６’を生成する。これに対して、影縁端部１７およびそれによって表面データ１１を取得するための少なくとも１つの光学検知器８に対して、付加的に色彩データ１２を取得するために使用される少なくとも１つの別の光学検知器８が設けられる。また、１つまたは複数の光学検知器８、例えばカラーセンサをそれぞれ表面データ１１と色彩データ１２を検出するために使用することも可能である。
【００７３】
光源６として発光ダイオード、例えば垂直線状に配置された複数の発光ダイオードを使用することができる。光源６として多色放射スペクトルを有する１つまたは複数の光源を使用することができる。また光源６として、協働することによって多色光束６’を用意する複数の単色光源を使用することもできる。
【００７４】
光源６の照明強度は、記録を実施している間、患者１６が目を開けていられるように選択される。これによって別の安全予防措置を何も必要としない。
【００７５】
先に示したように、周囲光の３０％の光源６の照明強度を用いるだけでも十分な品質を持つ表面データ１１と色彩データ１２を確認することができる。表面データ１１と色彩データ１２の良好な品質は、特に周囲光よりも１０から１００倍強い光源６の照明強度を用いて得ることができる。品質、安定性、可能な記録速度は照明強度に左右される。
【００７６】
また、光源６と縁端部７と光学検知器８とは、Ｘ線源３にまたは直接支持アーム２に配置することも可能である。全てのこれらの配置によって、画像化ユニット５の光源６と縁端部７と光学検知器８とは、システムの少なくとも部分的な回転の間、システムと共に動くことが保証される。
【００７７】
したがって、その動きは、特に光源６の動きは予測可能である。これは、記録の間、すなわちシステムの少なくとも部分的な回転の間、患者１６が落ち着きを維持し、可能な限り目を動かさないことを容易にする。それによって、Ｘ線画像１３に明らかな品質低下を招く可能性のある記録の間の患者１６の不快感と反射的な動きを防ぐことができる。
【００７８】
図２Ａは、さらに記録空間１９内に持ち込まれた補正体１４を示す。補正体１４は、またＸ線装置の記録空間１９内に固定して配置することができる。補正体１４は例えば、図２Ｂにスケッチされているように、Ｘ線源３を含むハウジング部に固定して取り付けることができる。
【００７９】
補正体１４は、Ｘ線画像１３に対する表面データ１１と色彩データ１２の相対的な位置を判定することに適する。
【００８０】
補正体１４はまた、光源６と縁端部７と光学検知器８との位置をＸ線機器に対して相対的に判定することに適する。
【００８１】
さらに、表示された補正体１４において、例えば光源６の回転における位置、輝度、および色分布のような特性、例えば縁端部７の位置と形状のような特性、および例えば光学検知器８の位置、色彩感度、輝度感度、および歪みのような特性を判定するために使用することが可能な補正体を取り扱うことが可能である。
【００８２】
また、補正体１４をＸ線源とＸ線検知器の特性を判定するために使用することも可能である。
先行技術として、それぞれ個別の１つまたは複数の上記パラメータを判定することに適している補正体が存在する。
【００８３】
これらの相対的な位置に基づいて、Ｘ線検知器４を用いて記録されたＸ線画像１３と、画像化ユニット５を用いて記録された表面データ１１および色彩データ１２との組み合わせが可能になる。例えば、Ｘ線画像１３の座標系と、表面データおよび色彩データ１２の座標系とを互いに連結する変換行列を決定することができる。それによって全データを共通の１つの座標系に移行させることができる。
【００８４】
それによってＸ線画像１３は、表面データ１１および色彩データ１２と一緒に１つの表示装置１８、例えば１つのモニタ上に共通に表示することができる。これによって、Ｘ線画像１３の解釈を容易にすることができる。
【００８５】
図４Ａに、共通画像内の色彩および表面データ１２、１１を三次元Ｘ線画像１３と共に１つのモニタ上に表示する例を示し、ここで色彩および表面データ１２、１１は透明に表示されて、その結果、Ｘ線画像１３も同時に識別可能である。
【００８６】
図４Ｂは、二次元Ｘ線画像１３、例えばパノラマ断層画像が表面データおよび色彩データ１１、１２の中に表示することができることを模式的に示し、ここで色彩データおよび表面データ１２、１１は透明に表示される。
【００８７】
断層画像として形成されたＸ線画像１３と共に表示するために、断層画像の二次元座標系を共通の座標系として選択し、および表面データ１１と色彩データ１２を例えば投影することによってこの二次元座標系内に伝達することも可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１  支持具
２  支持装置／支持アーム
３  Ｘ線源
４  Ｘ線検知器
５  画像化ユニット
６  光源
６’  光束
７  縁端部
８  光学検知器
９  患者上の明領域
１０  患者上の暗領域
１１  表面データ
１２  色彩データ
１３  Ｘ線画像
１４  補正体
１５  回転方向
１６  患者
１７  影縁端部、明暗領域間の線
１８  表示装置
１９  記録空間
Ｄ  回転軸
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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