(57)【要約】多層歯科パノラマおよび横断Ｘ線撮像システムが、Ｘ線供給源と、充分なフレームレートを備えたフレームモード出力が可能なディジタル撮像装置と、Ｘ線供給源の焦点以外の位置に設置される少なくとも１つの回転軸を有する機械式マニピュレータと、軌道の複雑性に依存して１次元、２次元または３次元でカメラ位置を検出するための位置検出機構と、記憶されたフレームから最終画像を再構成するための最終画像再構成機構と、露光中に収集される全てのフレームを記憶することが可能なＲＡＭ、ハードディスク装置またはドライブアレイのような実時間記憶システムと、再構成アルゴリズムを実行することが可能なディジタル処理装置と、を備え、この種の構成要素が、使用可能な配置で相互接続されている。このシステムは、高速Ｘ線ディジタル撮像装置によって生成されるフレームストリームから歯科パノラマＸ線画像、歯科横断Ｘ線画像および歯科トモシンセティック３次元画像を選択的に生成する。【選択図】図２
2009531104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顎外歯科Ｘ線撮像システムであって、ａ．撮像されるべき対象にこの種のＸ線の露光のためのＸ線を生成するために構成されるＸ線供給源と、ｂ．少なくとも露光の一部の間に複数のフレームを生成するために構成されるＸ線撮像装置と、ｃ．前記Ｘ線供給源および撮像装置のうちの少なくとも１つがスプラインに沿ってそのまわりに回転する少なくとも１つの回転軸であって、前記Ｘ線供給源焦点と前記Ｘ線撮像装置との間に位置する軸と、ｄ．前記Ｘ線撮像装置の読み出し速度に匹敵するアクセスおよび記憶速度を有する高速メモリと、を備える撮像システム。
【請求項２】
請求項１の撮像システムであって、前記メモリが、実質的に任意の順に情報を記憶してアクセスし、かつ、全ての記憶位置が実質的に等しくアクセス可能であり、それによって実質的に実時間で読み出しおよび表示ができるようにする方法で、前記露光と実質的に並行して前記複数のフレームを記憶するための充分な速度を提供する、ことを特徴とする撮像システム。
【請求項３】
請求項１の撮像システムであって、前記システムが更に、複数のフレームを備えた単一露光のデータを取って、一群の要素のうちの少なくとも２つを選択的に作成するための処理装置を含み、前記要素が、（ａ）所定の歯科パノラマ層画像と、（ｂ）所定でない歯科パノラマ層画像の少なくとも一部と、（ｃ）歯科パノラマ層画像の選択された部分に対する横断スライスと、（ｄ）歯科パノラマ層の一部に対応する体積部分の３次元再構成と、からなる、ことを特徴とする撮像システム。
【請求項４】
顎外歯科Ｘ線撮像システムであって、ａ．撮像されるべき対象にＸ線を露光するＸ線供給源と、ｂ．前記露光の少なくとも一部の間に複数のフレームを生成するのに適しているＸ線撮像装置と、ｃ．前記Ｘ線供給源および前記撮像装置のうちの少なくとも１つがスプラインに沿ってそのまわりに回転する少なくとも１つの回転軸であって、前記Ｘ線供給源の焦点と前記Ｘ線撮像装置との間に位置する軸と、を備え、前記Ｘ線撮像装置が、長い寸法ｍおよび短い寸法ｎを備えた活性領域を有し、そしてｍ／ｎ＞１．５（いってんご）である、ことを特徴とする撮像システム。
【請求項５】
請求項４のシステムであって、さらに、前記複数のフレームを入力して、パノラマ層画像に関して横断スライスを作成するための処理装置、を備えるシステム。
【請求項６】
請求項１のシステムであって、パノラマ画像の焦点深さが若干の部分において所定のパノラマ画像の焦点深さと比較して異なる、ことを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項１のシステムであって、前記撮像装置が、毎秒少なくとも３０フレームを生成するように構成されている、ことを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項１のシステムであって、前記撮像装置が、毎秒少なくとも１００フレームを生成するように構成されている、ことを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線撮像装置が、毎秒少なくとも３００フレームを生成するように構成されている、ことを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線供給源が、前記露光の前記持続時間の間移動するように構成されている、ことを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線供給源が、非線形軌道上で移動するように構成されている、ことを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線供給源が、円形軌道上で移動する、ことを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線供給源が、３００度以下の角度をカバーする軌道上で移動するように構成されている、ことを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線供給源が、可変速度プロファイルで連続的に移動するように構成されている、ことを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線撮像装置が、ＣｄＴｅ放射線検出器を備える、ことを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線撮像装置が、ＣｄＺｎＴｅ放射線検出器を備える、ことを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線撮像装置が、シンチレータ放射線検出器を備える、ことを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線撮像装置が、ＣＭＯＳを備える、ことを特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項１のシステムであって、前記処理装置が、コンピュータメモリを備える、ことを特徴とするシステム。
【請求項２０】
請求項１のシステムであって、前記処理装置が、対応する画素を少なくとも２つの異なるフレームからシフトして、かつ加算するためのアルゴリズムを備え、所定の速度プロファイルと異なる速度プロファイルに対応する前記パノラマ画像の画像画素を作成する、ことを特徴とするシステム。
【請求項２１】
顎外歯科Ｘ線撮像システムであって、ａ．撮像されるべき対象へのこの種のＸ線の露光のためのＸ線を生成するＸ線供給源と、ｂ．少なくとも前記露光の一部の間に複数のフレームを生成するように構成されるＸ線撮像装置と、ｃ．前記Ｘ線供給源および撮像装置のうちの少なくとも１つがスプラインに沿ってそのまわりに回転する少なくとも１つの回転軸であって、前記Ｘ線供給源焦点と前記Ｘ線撮像装置との間のどこかに位置する軸と、ｄ．前記複数フレームの入力をして、所定のパノラマ画像に対応する焦点深さとは前記パノラマ画像の少なくとも一部で異なる焦点深さを備えた前記対象の層のパノラマ画像を作成するための処理装置と、を備えるシステム。
【請求項２２】
請求項２１のシステムであって、さらに、前記露光と実質的に並行して前記複数のフレームを記憶するための充分な速度を有する高速メモリ、を備えるシステム。
【請求項２３】
請求項２１のシステムであって、複数のフレームを使用する前記処理装置が、異なるフレームからの下位画素シフティングのシフトおよび画素値の加算を備える、ことを特徴とするシステム。
【請求項２４】
請求項２３のシステムであって、前記シフトが、前記関心を引く層内に最大の焦点を得るために自動的に最適化される、ことを特徴とするシステム。
【請求項２５】
請求項２１のシステムであって、複数のフレームを使用する前記処理装置が、複数のパノラマ画像から対応する物理的横断スライスを参照して垂直画素行を組み合わせることによって横断画像を形成することを含む、ことを特徴とするシステム。
【請求項２６】
請求項２１のシステムであって、前記Ｘ線供給源が、所定の軌道上の移動のために構成される、ことを特徴とするシステム。
【請求項２７】
請求項２１のシステムであって、前記Ｘ線供給源が、所定の速度プロファイルによる移動のために構成される、ことを特徴とするシステム。
【請求項２８】
請求項２１のシステムであって、前記Ｘ線供給源およびＸ線撮像装置が、固定幾何学形状を有する、ことを特徴とするシステム。
【請求項２９】
請求項２１のシステムであって、前記メモリが、前記複数のフレームを一時的に記憶するためのランダムアクセスメモリを備える、ことを特徴とするシステム。
【請求項３０】
Ｘ線撮像システムであって、ａ．撮像されるべき対象へのこの種のＸ線の露光のためのＸ線を生成するために構成されるＸ線供給源と、ｂ．少なくとも前記露光の一部の間に複数のフレームを生成するために構成されるＸ線撮像装置と、ｃ．前記Ｘ線供給源および撮像装置のうちの少なくとも１つがスプラインに沿ってそのまわりに回転する少なくとも１つの回転軸であって、前記Ｘ線供給源焦点と前記Ｘ線撮像装置との間のどこかに位置する軸と、を備え、前記Ｘ線撮像装置が、前記検出器の画素が走査方向に少なくとも半画素長以上だけその間にシフトした時間的間隔で、前記露光の間に複数のフレームを生成する、ことを特徴とするシステム。
【請求項３１】
Ｘ線撮像システムであって、ａ．撮像されるべき対象へのこの種のＸ線の露光のためのＸ線を生成するために構成されるＸ線供給源と、ｂ．少なくとも前記露光の一部の間に複数のフレームを生成するために構成されるＸ線撮像装置と、ｃ．前記Ｘ線供給源および撮像装置のうちの少なくとも１つがスプラインに沿ってそのまわりに回転する少なくとも１つの回転軸であって、前記Ｘ線供給源の焦点と前記Ｘ線撮像装置との間のどこかに位置する軸と、を備え、前記Ｘ線撮像装置が、前記検出器の前記画素が走査方向に少なくとも半画素長以上であるが１画素長未満だけその間にシフトした時間的間隔で、前記露光の間に複数のフレームを生成する、ことを特徴とするシステム。
【請求項３２】
パノラマ画像を形成するための方法であって、以下のステップ、すなわち、ａ．撮像されるべき対象へのこの種のＸ線の露光のためのＸ線を生成する移動可能なＸ線供給源を準備するステップと、ｂ．前記露光の少なくとも一部の間に複数フレームを生成するために構成されるＸ線撮像装置を準備するステップと、ｃ．前記複数フレームを使用して、所定のパノラマ画像に対応する焦点深さとは前記パノラマ画像の少なくとも一部で異なる焦点深さを備えた前記対象のパノラマ画像層のパノラマ画像を作成するステップと、を含む方法。
【請求項３３】
請求項３２の方法であって、さらに、前記複数フレームを使用して、前記対象の領域の前記パノラマ画像層に対して横断スライスを作成するステップ、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は同じ名称の、（特許文献１）に対する優先権を主張し、その内容を、それに対しての参照によって本願明細書に組み込んだものとする。
【特許文献１】米国特許出願番号第１１／２７７，５３０号
【技術分野】
【０００２】
本発明は、Ｘ線撮像装置に、および、特に歯科顎外Ｘ線撮像のための装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
第１に、歯科パノラマＸ線撮像は周知の歯科Ｘ線撮影手法である。その目的は、口腔内のＸ線撮像によって得られるような部分的な画像ではなく、診断のために顎全体のＸ線画像を生成することである。パノラマ画像Ｘ線は、例えば、歯科医がインプラントまたは外科手術を計画している場合、または、歯科矯正処置に対して特に役立つ。サンプルの歯科パノラマＸ線画像が、図１内に示される。本発明は、また、３次元トモシンセティック体積再構成および横断スライシングのためのコーンビーム歯科コンピュータ断層撮影法（「ＣＴ」）システムのような他の顎外歯科Ｘ線撮像システムにも関する。これらのシステムは、歯科医専門化に従い歯科用途に全て有効かつ必要である。例えば、３次元撮像および横断スライシングがよりしばしばインプラント専門医によって使われる一方、通常のパノラマ撮像が汎用歯列矯正医から主に使われる。
【０００４】
歯科パノラマＸ線撮像ユニット、コーンビームユニットおよび横断スライシングユニット、別名オルソパントモグラフ（「ＯＰＧ」）または歯科ＣＴは、数ある中で、Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｒｉｕｍ、Ｓｉｒｏｎａ、Ｇｅｎｄｅｘ、Ｐｌａｎｍｅｃａ、Ｓｃｈｉｃｋ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、モリタ、ヨシダ、アサヒ、Ｖａｔｅｃｈその他を含む製造業者から入手可能である。アナログフィルムおよび（コーンビームＣＴの場合には）ディジタルセンサーを両方とも備えているユニットが適切であったが、しかし、それ以外は、異なる製造業者のモデル間の差異は、軽微である。現在市場で入手可能な全ての製品において、ディジタルＯＰＧは、蛍光体またはシンチレータ（荷電粒子がシンチレータと相互作用するとシンチレータ内の原子の電子が励起されてくるような方法で荷電粒子に反応して光を発する材料。原子が基底状態に戻る時、それらの電子は光子を放出する）に接続され、かつ時間遅延積分モード（ＴＤＩ）で動作するＣＣＤ、または最上部に再びシンチレータを備えたａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）ＴＦＴアレイ（薄膜トランジスタ）を活用するフラットパネル、に基づくセンサーを活用している。使用するＣＣＤおよびＴＦＴフラットパネルの両方が、Ｘ線を光に変換し、そして次に、光はＣＣＤまたはＴＦＴ内部で電子信号に変換される。
【０００５】
始めから言及されるべきことは、この機器および特に複数フレームを生成するコーンビームＣＴおよび横断スライシング機器が２０万米ドルないし４０万米ドル（小売価格）の範囲で特に高価なことである。その費用にもかかわらず、これらのシステムは連続的露光にあたっては十分に高速でない。従って、実時間観察は、可能でない。通常のディジタルＯＰＧは、４万米ドルの範囲であり、一方、「ハイエンド」ディジィタルＯＰＧは５万米ドル−７万米ドルの範囲である。それでも、完全装備の歯科医院は、一般の顎顔面の検査、充填処理および虫歯、歯科矯正、インプラント歯科学および手術をカバーするのに必要なさまざまな機能を完備するために、さらに１．５万米ドル−２．５万米ドルにのぼる、いくつかのタイプのいわゆる「口腔内の」センサーを有する必要がある。明らかなように、これはおそらく大きな診療所だけが工面することができる負担である。
【０００６】
次に図２を参照して、ＯＰＧは４つの機能ユニット、すなわち、Ｘ線発生器、撮像装置、機械式マニピュレータおよびユーザ制御パネルから構成される。
【０００７】
Ｘ線発生器の目的は、患者の頭部を透過して撮像装置に到達するＸ線を作り出すことである。Ｘ線発生器または供給源は、高電圧のレベルを変化させることによって、異なるスペクトルを備えた、および電流を変化させることによって、異なる強度を備えた、Ｘ線を生成することが可能である。
【０００８】
撮像装置の目的は、入射Ｘ線を検出して、画像に変換することである。この目的を達成するのに用いられるこのプロセスは、従来のフィルムによる吸収またはディジタル二段階間接変換（全ての現在の市販のシステムにおいて、それはシンチレータを備えたＣＣＤを使用して達成される）のどちらかを通してであることができる。ＣＣＤの線形アレイはＯＰＧに使われるが、しかし、ＴＦＴまたはイメージ増倍管に基づくフラットパネルは、コーンビーム歯科ＣＴに使われる。正方形または矩形のＴＦＴアレイ（１０ｃｍｘ１０ｃｍ以上）のコストは、中程度の量に対してさえ１．５万米ドル−３万米ドルの範囲である。
【０００９】
対照的に、本発明の譲受人はディジタル一段式変換ＣｄＴｅ−ＣＭＯＳまたはＣｄＺｎＴｅ−ＣＭＯＳセンサーの草分けである。このタイプのセンサーは例えば（特許文献２）および（特許文献３）内に開示され、その内容をそれに対しての参照によって本願明細書に組み込まれたものとする。
【特許文献２】ＷＯ２００４０５５５５０
【特許文献３】ＥＰ１５２０３００
【００１０】
機械式マニピュレータの目的は、関心を引く平面の適切なパノラマ画像が形成される方法で、撮像装置およびＸ線発生器を置き換えることである。ユーザ制御パネルまたはユーザインタフェースが、ＯＰＧの異なる設定を制御するのに、またはＸ線露光を開始して制御するのに用いられる。
【００１１】
典型的なコーンビーム歯科ＣＴシステムは、Ｘ線ビームが扇形状よりむしろコーン形状であることを除いては、いかなる実質的な方法においてもＯＰＧシステムと異ならない。加えて、コーンビームシステムは、イメージ増倍管（ＩＩ）またはＴＦＴパネルがあまりに低速で感度が不足するので、Ｘ線走査はより長い時間の間、および、階段的に（すなわち連続的にではなく）実行される必要がある。
【００１２】
歯科パノラマ、歯科横断および歯科３次元Ｘ線撮像プロセス
歯科パノラマＸ線画像は、Ｘ線発生器および撮像装置の両方が所定の幾何学的経路および速度プロファイルに従って患者の頭部を回るプロセス中に収集される。この動作は、関心を引く所定の層の画像が所定の幾何学形状および速度プロファイルに従って形成されるような方法で、同期される。人間の顎の形状のため、この層は、非平面構造である。それは実際、各個人の顎の形態によって変化するが、しかし、ここでは、各々の患者の顎から測定される入力をとって、各患者に対してその一意の経路をたどるように同期を調整する実施態様は論じない。
【００１３】
高分解能をなお維持すると共に、手順を簡単にするために、特定の年齢の全ての人間の男性、女性および子供に適用される標準の形状が使われる。関心を引く層の正確な形は、したがって、当該の歯科手法、すなわち供給源および検出器の所定の幾何学的経路（任意選択で患者タイプに従い変化する）ならびに所定の速度プロファイルに依存する。概ね、形状は図３にて図示したようである。この層は通常、移動経路および／またはさらに速度プロファイルを変えることによってＯＰＧ内の異なる所定の予め設定されたプログラムを選択することによって調整されることができる。異なるプログラムが、患者に合わせる（再び、例えば、子供かもしくは成人かどうか）か、または全部のプロファイルの一部（すなわち前歯、左／右面など）だけを撮像するためにプロファイルの一般的なパラメータを変更することができる。しかし、いずれの場合においても、新しいパノラマ層が必要な場合、新しい露光がされる必要があり、それは患者にとって更なる放射線を意味する。
【００１４】
Ｘ線発生器および撮像装置の動作は、伝統的に、撮像装置表面垂線が関心を引く層に対して垂直であるように同期される。このようにして、形成された画像は可能な限り少なくゆがめられる。このアプローチの欠点は、動作軌道がきわめて複雑なことである。この動きを達成するために、複数のモータが必要であり（すなわち自由度）、それはまた、制御電子装置およびアルゴリズムを複雑にし、したがって、より高いコストに至る。照射方向が表面垂線に対して意図的に垂直でない若干の撮像様式があるが、しかし、同じ欠点および長所があてはまる。
【００１５】
加えて、歯科パノラマ撮像の臨床応用において今日経験される最も厳しい問題の１つは、患者（対象）が走査の全体の持続期間（一般的に５ないし３０秒続く）の間、必ずしも動かないままであるか、または動かないままであることができるというわけでないことである。患者の小さい位置ずれさえ、所望の層の一部がぼやけてまたは焦点がずれて再構成されるようにするだろう。
【００１６】
次に図４を参照して、パノラマ画像に加えて、歯科医は患者の顎の横断スライス画像を作り出すことを望む場合がある。横断撮像において、関心を引く層はパノラマ層に対して垂直である。
【００１７】
既存の市販の、顎外（例えば、パノラマおよび横断を含む）撮像解決策は、スロット形状（すなわちアスペクトレシオ−−長さ「ｍ」を幅「ｎ」で割ったもの−−ｍ／ｎ＝５以上を備えた）の時間遅延積分ＣＣＤセンサー（複数フレームを生成しない）、またはｍ／ｎが実質的に１と等しい（しかし複数フレームを生成する）コンピュータ断層撮影法システムバックエンドを備えた大面積２次元検出器のどちらかに基づいている。大面積２次元検出器は、多くの場合ＴＦＴパネルであって、特にｍ／ｎ≒１アスペクトレシオ（１にほぼ等しい）のために高価である。
【００１８】
シンチレータに接続されるＣＣＤを使用するスロット形状の検出器は、関心を引く層の画像を形成するために時間遅延積分（ＴＤＩ）原理を適用する。時間遅延積分は、画素内に収集される画像信号のシフティングをＣＣＤの表面を横断する対象画像の動きに同期させる方法である。これはより多くの信号の積分ができるようにし、感度を向上して、ノイズを減少させて、画像ぼけを減少させる。この方法に従って、積分された電荷が運動の方向に検出器論理（ＣＣＤ）内部で計時される。したがって、所定の積分期間ｔｉで、固定された対象体積ｖに対する電荷が、画素ｐｎに積分される。対象は、関心を引く平面の画像が（拡大率を考慮に入れて）正確に画素の幅移動するように、移動する。積分期間の後、電荷は、体積ｖの画像が画素ｐｉ−ｌに投影されるならば画素ｐｉからの電荷が画素ｐｉ−ｌへ転送されるような方法で、転送される。電荷を転送する隣りのない行内の最後の画素値が読み出されて、最終画像内に記憶される。このようにして、画像画素の見かけの積分時間は画素内の撮像装置の幅だけ乗じられる積分期間である。
【００１９】
ＴＤＩ原理によって、電荷のクロッキングは、積分期間内に活性の撮像装置内の関心を引く層の見かけの速度が正確に画素の幅でなければならないように、同期されなければならない。速度がマッチされない場合、画像はぼやけて見える。２次元平坦画像が、ＴＤＩモードで動作する撮像装置を使用して単一の走査から形成される。単一の投影だけが保存されるので、複数のパノラマ層、横断スライシングまたは３次元撮像が可能でない。
【００２０】
歯科コーンビームコンピュータ断層撮影法システム（３次元撮像）において、複数の、ＴＤＩでない露光が、ｍが実質的にｎに等しい（すなわち２０％以内）２次元エリア検出器でなされる。この動作は露光の前に止められ、および、Ｘ線供給源はこの静止期間中にだけ活性である。この動作は、露光の後で続けられる。このように、動作は同期する必要はない。この種のシステムは、高い線量が患者に与えられることと、更にはより長い検査時間とを必要とする。最終画像は、個々の露光または投影から構成される体積（３次元）データセットから算出される層として形成される。この方法の明白な利点は、完全な３次元体積データセットがこの手順の後で利用できることである。しかしながら、現在の解決策に関しては、３次元データから算出されるパノラマ層の解像度は、専用のパノラマ撮像システム（ＯＰＧ）と比較して低い。さらに、線量レベルが非常により高く、およびおそらく等しく重要なことに、この種の入手可能なシステムのコストは、大きくて高価なフラットＴＦＴパネル、高価なイメージ増倍管の使用のため、または単に歯科ＯＥＭが価格プレミアムでこれらの「先端」システムを市場に出すので、言及されたように２０万米ドル−４０万米ドルの範囲内にある。
【００２１】
名称「二次元スロットＸ線骨密度計測、Ｘ線撮影法および断層撮影法」の、その内容を、この点に関して本願明細書に引用したものとする、（特許文献４）は、複数の層がいわゆるシフト加算アルゴリズムによって形成されるプロセスを記載する。記載されているプロセスは、撮像装置の動きが線形かまたはＸ線供給源の焦点のまわりの回転構成要素を含むシステムを含む。残念なことに、この種のシステムは関心を引く層（複数層）が人間の顎のまわりまたはそこを横断して走る歯科Ｘ線撮像の分野で使われることができない。この種のアプローチが骨密度計測において、および、いくつかの他の用途において役立つことができるとはいえ、線形運動または焦点のまわりの回転があるならば、Ｘ線が関心を引く層を横断してよりむしろ基本的に平行に走る事実のために、歯科パノラマまたは横断撮像に適用することは、実際には、不可能である。第２に、試みが歯科撮像の分野にそれを適用するためになされるべき場合、（特許文献４）内に開示されたプロセスは別の深刻な限界を有するであろう。その限界はパノラマ撮像の最も深刻な問題であり、および、それは患者の位置ずれのためにまたは患者の動きのために部分的な画像ぶれに結びつく。第３に、（特許文献４）はパノラマ、同じく横断撮像両方を同時に実行することが可能なシステムまたは手法の必要性に対処することに失敗している。更に、この特許は歯科撮像環境において使用可能なシステムを開示することに失敗している。
【特許文献４】米国特許６，４９６，５５７
【００２２】
名称「歯科パノラマＸ線撮像装置」の、その内容を、この点に関して本願明細書に引用したものとする、（特許文献５）は、複数の層が、Ｘ線照射の方向に沿って所定の間隔で配置される複数の断面Ｘ線撮影平面に対応する複数の断面Ｘ線撮影画像を使用して算出されるシステムを記載している。特定の断面Ｘ線撮影画像からぼけを取り除くために、コンボリューションプロセスまたは周波数プロセスが断面Ｘ線撮影画像のうちの少なくとも１つの画像情報を用いて特定の断面Ｘ線撮影画像上に実施される。この特許は、イメージ増倍管、ＣＣＤまたはその組合せを用いて異なる層を実現する手段を記載する。
【特許文献５】米国特許５，７８４，４２９
【００２３】
名称「放射撮像システムおよび走査装置」の、その内容を、この点に関して本願明細書に引用したものとする、（特許文献６）は、歯科Ｘ線セットアップを使用して歯科パノラマ画像を含むいくつかの用途において、断面Ｘ線撮影画像を作り出すためのフレームモードＣｄＴｅ−ＣＭＯＳ検出器の使用を開示している。（特許文献６）において、Ｓｐａｒｔｉｏｔｉｓ他は、検出器が読み出しサイクル1回につき画素寸法の半分を超えないだけ、または好ましくはさらにより少なくだけ、移動するようにするためには、その読み出し速度またはフレームレートが、十分に高くなければならないことを開示している。しかしながら、システムがこの種の方法で導入される場合、コンピュータ等に実時間で不相応に大きいデータ量を転送する必要性のような深刻な制約が生じる可能性がある。Ｓｐａｒｔｉｏｔｉｓ他は、露光中に実時間で画像を再構成して表示するデータの管理について沈黙のままである。さらに、Ｓｐａｒｔｉｏｔｉｓ他は、歯科放射線医学が直面する最も深刻な問題の１つ、その患者の位置ずれによる部分的な像ぶれについて何も言っていない。この種の場合において、像の一部、すなわち関心を引くパノラマ層はぼやけるが、一方他の部分は焦点が合う。Ｓｐａｒｔｉｏｔｉｓ他は、単に、検出器が半画素未満だけ移動したような場合に、そのフレームレートが、フレームを集めるためにきわめて高い必要があることを開示しているだけである。残念なことに、この場合、露光中に生成されるデータ量は不必要に多いが、一方同時に、何の材質性能利点も得られない。
【特許文献６】ＷＯ０２０５２５０５Ａ
【００２４】
その上、Ｓｐａｒｔｉｏｔｉｓ他は、性能利点を得て、ぶれを修正するために、または、横断画像スライスまたはトモシンセティック３次元像さえ生成するためにデータを組み合わせるための手段を示唆していない。
【００２５】
例えば横断スライシングまたは３次元再構成画像を実行することが可能な装置は存在するが、多くの場合、それらは非常により長いＸ線走査時間および非連続的走査（すなわち段階的な走査）を必要とする。普通に使用されるディジタル撮像装置は感度が欠如していて、概して３つの入力Ｘ線から１つだけしか「捕える」ことがでないので、長時間露光が必要である。更に、従来技術では、現行の矩形または正方形フラットパネルＴＦＴアレイの低速応答および低速読み出しのために、非連続的段階的走査が必要である。高線量およびより長い段階的走査は、患者により高いリスクおよび不快感を引き起こす。
【００２６】
したがって、必要であることは、データ出力を最大化すると共に、患者が受け取る放射線量を制限するシステムである。必要であることは、連続的高速実時間Ｘ線走査ができるようにするシステムである。必要であることは、関心を引くパノラマ層を再構成するだけではなく、また、ぼやける画像の部分を補正して、さらに、横断画像スライスおよび３次元画像を生成することが可能なように、単一露光からのデータを組み合わせるシステム及び方法である。また更に、必要であることは、従来技術の限界および欠陥を最小にし、したがってこの種の欠点および欠陥を軽減するかまたは完全に除去するシステムである。
【発明の開示】
【００２７】
多層歯科パノラマおよび横断Ｘ線撮像システムが、Ｘ線供給源と、高フレームレートを備えたフレームモード出力が可能なディジタル撮像装置と、Ｘ線供給源の焦点以外の位置に設置される少なくとも１つの回転軸を有する機械式マニピュレータと、軌道の複雑性に依存して１次元、２次元または３次元でカメラ位置を検出するための手段と、記憶されたフレームから最終画像を再構成するための手段と、露光中に収集される全てのフレームを記憶することが可能なＲＡＭ、ハードディスク装置またはドライブアレイのような実時間記憶システムと、再構成アルゴリズムを実行することが可能な、使用可能な配置で相互接続される、ディジタル処理装置と、を含む。このシステムは、以下のうちの２つ以上を選択的に生成するように構成されている：１）所定の歯科パノラマ層画像、２）所定でない歯科パノラマ層画像の少なくとも一部、３）歯科パノラマ層画像の選択された部分に対する横断スライス、４）全て単一露光からの画像データからの、歯科パノラマ層の一部に対応する体積部分の３次元再構成。
【００２８】
特に、このシステムは類似の速度のメモリ、すなわち、情報を実質的に任意の順序で記憶してそれにアクセスし、かつ全ての記憶位置が実質的に等しくアクセス可能なメモリ、と高速読み出しを組み合わせる。この種のメモリは、実時間での読み出しおよび表示ができるようにすることで、露光と並行して複数のフレームを記憶するための充分な速度を有する。
【００２９】
好ましくは、この種のシステムはｍ／ｎ＞１．２（いちてんに）のアスペクトレシオを有するＸ線撮像装置を使用するべきであり、ここで、ｍは撮像装置の活性領域の長い寸法、およびｎは短い寸法である。
【００３０】
１つの効果において、このシステムは通常の歯科パノラマ撮影方法で使用される放射線量を超えない少しの線量しか使用せず、かつ、連続的動作でこの種のデータを集めるためにＸ線走査を実行する。
【００３１】
別の効果において、この検出器装置は高速度Ｘ線ディジタル撮像装置から種々のフォーマットのパノラマ画像を生成する。別の効果において、このシステム及び方法は、関心を引くパノラマ層を再構成するだけではなく、また、ぼやける画像の部分を補正して、さらに、横断画像スライスおよび３次元画像を生成することが可能なように、単一露光からのデータを組み合わせる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
さて図１および２を参照して、本発明に従って、歯科Ｘ線画像システム１０が歯科診断および治療に用いられるパノラマ画像１２を生成する。システム１０は、単一露光から生成されるデータを使用して、以下のうちの少なくとも２つを選択的に生成する：１）所定の歯科パノラマ層画像、２）別の歯科パノラマ層（複数層可）の少なくとも一部、３）歯科パノラマ層画像の選択された部分に対する横断スライス、４）歯科パノラマ層の一部に対応する体積部分の３次元再構成。
【００３３】
システム１０は好ましくは、１．５（いちてんご）を超えるｍ／ｎ比率を備えたその「活性領域」内に短い「ｎ」寸法に対するその長い「ｍ」のアスペクトレシオを有する検出器を使用する。「活性領域」は、検出Ｘ線束に対して感度が良いＸ線撮像装置の部分である。この種の検出器が完全正方形エリア検出器よりずっと経済的で実際的であるので、これは有利である。ディジタル検出器価格が低下しているとはいえ、充分な解像度を有する完全なフィールドディジタル撮像装置がスロット形状の撮像装置よりずっと高価であることはまだ事実である。好ましくは、本発明はＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）またはＣｄＺｎＴｅ（カドミウムテルル化亜鉛）を基材とする検出器であり、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）を読み出すためにバンプ接合される、ディジタル撮像装置を使用する。ＣＭＯＳにバンプ接合されたＣｄＴｅおよびＣｄＺｎＴｅ検出器は、それらの高い密度および吸収効率、読み出し速度および解像度のために、適切に高速なＸ線撮像装置として本発明の譲受人によって導入された。
【００３４】
本発明に従う歯科Ｘ線撮像システム１０は、Ｘ線供給源１６と、充分なフレームレートを備えたフレームモード出力が可能なディジタル撮像装置１４と、Ｘ線供給源の焦点以外の位置に設置される少なくとも１つの回転軸を有する機械式マニピュレータ２０と、単一露光から記憶されたフレーム４０の同じ組から少なくとも２つの最終画像を再構成するための手段（図８ａ−８ｆ）と、を含む。
【００３５】
このディジタル撮像装置は、活性領域寸法５３０ｍ（長辺）および５１０ｎ（短辺）を有し、一方、ｍ／ｎ＞１．５であるから、したがって、それはスロット形状を有し、５０ｆｐｓ（フレーム毎秒）以上、好ましくは１００ｆｐｓ、およびさらにより好ましくは３００ｆｐｓ以上でフレーム４０を読み出すことが可能である。ｍ／ｎ＞１．５の幾何学形状はこの種の装置のコストを抑えるのを助け、および、実際に、コストは全フィールド活性領域撮像装置と比べて非常により少なくなることができる。これは、撮像装置がＣｄＴｅ−ＣＭＯＳ５６０またはＣｄＺｎＴｅ−ＣＭＯＳ撮像装置である場合に特に真実である。
【００３６】
さらに、Ｘ線供給源アーム２０およびディジタル撮像装置１４が、走査の有効な部分、すなわち実質的に顎１９の全体を撮像する必要に応じてＸ線供給源１６からＸ線が放射される走査の部分、の持続時間の間、連続的（必ずしも一定でない）走査動作で作動する。走査の持続期間および放出されるＸ線の量は、通常の歯科パノラマＸ線走査に必要な放射線量と同等である。
【００３７】
最終画像は、所定のパノラマ層画像９９、他のパノラマ層画像（または少なくともその一部分９８）、横断スライシング画像または３次元画像のグループから選択されることができる。
【００３８】
ＲＡＭ、ハードディスク装置またはドライブアレイのような実時間記憶システム１０が、露光中に収集される全てのフレーム４０を記憶することが可能である。典型的なコンピュータＣＰＵ等であることができるディジタル処理装置は、再構成アルゴリズムを実行することが可能であり、使用可能な配置で相互接続される。システム１０は、高速度Ｘ線ディジタル撮像装置によって生成されるフレームストリームから歯科パノラマＸ線画像またはその一部、歯科横断Ｘ線画像および歯科トモシンセティック３次元画像を選択的に生成する。
【００３９】
次に図１および２を参照して、ここで記載される発明は、高速度Ｘ線ディジタル撮像装置１４によって生成されるフレームストリームから、歯科パノラマＸ線画像、歯科横断Ｘ線画像および歯科トモシンセティック３次元画像（この後に歯科Ｘ線画像１２）を選択的に生成するシステム１０である。システム１０の主要構成要素は、Ｘ線供給源１６、撮像装置１４、機械式マニピュレータ２０およびコンピューターシステム２２、アラインメント推定器２４、再構成アルゴリズム（図８ａ−８ｆ）、事実上実時間で全てのデータを一時的に記憶することが可能なストレージシステム３０およびパーソナルコンピュータ２２のような処理装置を含む。Ｘ線供給源１６は、Ｘ線発生器または放射性核種のようなＸ線供給源である。
【００４０】
撮像装置１４は、充分な高速フレームレートでフレームモード出力することが可能なディジタル撮像装置である。本発明に従って、撮像装置１４は本発明の譲受人によって実現された図６ａの写真に示されるタイプである。撮像装置のスロット形状の活性領域５２０は、６つのＣｄＴｅ−ＣＭＯＳまたはＣｄＺｎＴｅ−ＣＭＯＳハイブリッドを備える。ハイブリッドは、ＣｄＴｅ検出器基板と読み出しＣＭＯＳとの間の「サンドイッチ」である。次に図６ｂを参照して、この種のＣｄＴｅ−ＣＭＯＳハイブリッドが図式的に示される。基板６２０は、最高の感度でＸ線を吸収して、電子信号に直接それらを変換するＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅであることができる。読み出しＣＭＯＳ６３０は、本発明の譲受人に帰属する（特許文献７）に従う低温鉛フリーソルダーバンプ６１０を用いて基板６２０に相互接続される。個々のハイブリッドは、パッドに対応するマザーボードの上にパッド６４０のワイヤボンディングを用いてマザーボード５６０に電気的に接続される。マザーボードの下に、マザーボードを制御して、コネクタ５５０経由で読み出されるディジタルビデオ信号を生成するための読み出しまたはインターフェースボード５７０がある。コネクタ５５０は、市販の読み出しプロトコルであるカメラリンク型プロトコルであることができる。しかし、読み出しはまた、ＵＳＢ２．０、ファイアワイアまたはギガビットイーサネット（登録商標）のような様々な他の読み出しプロトコルを通して生じることができる。インターフェースボードはさらに、ボードに全ての必要な供給電圧、同じくＣｄＴｅ検出器に高電圧（「ＨＶ」）を供給する電源コネクタ５４０を含む。本発明に従うフレームモード撮像装置は、時折および通常所定の時間的間隔で、画素値を逐次的にまたはランダムアクセスで出力することによって、独立した画像フレーム４０を生成する。例えば、図６ａ内に示されるタイプの装置は１５００画素ｘ６４画素のアレイでできている活性領域を有する。活性領域は、６つのハイブリッドでできていて、２つの主寸法：ｍおよびｎを有する活性スロット５２０を提供するように組み合わされ、ここでｍが長い寸法５３０およびｎが短い寸法５１０である。示してある通り、ｍ／ｎ≫１である。好ましくはｍ／ｎ＞１．５およびさらにより好ましくはｍ／ｎ＞５、または、さらに１０である。図６ａ内に開示される実施態様において、比率ｍ／ｎは２３．４に等しい。それに対する理由は、活性領域がより大きくなればなるほど検出器がより高価になるからである。大量生産されたフラットパネルＴＦＴアレイでさえ、ｍ／ｎ＝１または約１を備えた撮像装置の価格は２万米ドルまたはさらに３万米ドル程度である。しかしながら本願明細書に記載されるタイプの撮像装置によって、通常のパノラマ機器の機能、またきわめて高価な横断スライシングおよび３次元再構成歯科器械の機能も少なくとも部分的に、実行することが可能である。「フレーム」の概念に戻って、フレーム４０が画素値５５の二次元空間的表現であることが、したがって、理解され、各画素値は、撮像装置内の物理的画素５３からの出力に対応し、または、場合によっては、各画素値は撮像装置物理的画素５３からの出力値の組合せに対応することができる。フレーム画素値５５への画像装置画素値５３の変換は、撮像装置内部でまたは外部的に、例えばコンピュータ２２内部で行われることができる。本願明細書に開示されるタイプの撮像装置は、きわめて高感度で、Ｘ線走査中に多くの個々のフレーム４０を生成することが可能である。通常のＣＣＤベースのパノラマ検査において、ＣＣＤはこの分野で有名な時間遅延積分モード（ＴＤＩ）で作用する。図５ａ内に図式的に表されるように、ＣＣＤ撮像装置からの出力は画像ライン１１０である。走査の持続時間に対して、ＣＣＤは画像ライン１１０を出力し、および、走査の終わりで、パノラマユニットの機械的幾何学形状および速度プロファイルおよび患者の配置に従い、所定の層に対応する１つのパノラマ画像層１２だけが再構成される。それに反して、図６ａおよび６ｂ内に記載されているタイプの撮像装置は、充分な速度およびその速度にマッチする優れた感度で、フレーム出力モードで動作させることができる。出願人によって実現された撮像装置は、Ｘ線供給源の機械的走査速度に従い５０ｆｐｓないし３００ｆｐｓ以上のフレームレートで動作する。Ｘ線走査中に図５ｂに示すように、撮像装置からの出力は線よりむしろフレーム４０であり、この種のフレーム４０は走査中にオーバーラップし、および、１つでなくいくつかの歯科パノラマ層、または層の一部、歯の横断スライシングおよびさらに３次元トモシンセティック画像再構成を再構成するのに必要とされる必要なデータ冗長性を提供する。図６ａの撮像装置は、また、ただ生の独立した画素値を提供することができ、および次いでフレームに画素値を再配置することによってパーソナルコンピュータにおいてフレーム４０が再構成される。
【特許文献７】米国特許６，９３３，５０５
【００４１】
機械式マニピュレータ２０は、Ｘ線供給源の焦点３６以外の位置に設置される少なくとも１つの回転軸３４を有する。アラインメント推定器２４が、軌道の複雑性に依存して１次元、２次元または３次元でカメラ位置を検出する。パノラマ再構成プロセス２６は、記憶されたフレーム４０から最終画像１２を再構成するためにアルゴリズムを使用する。ストレージシステム３０は、フレーム損失を回避するために実時間でフレーム４０を記憶することが可能であり、およびしたがって、基本的に、１０ＭＢ／秒以上で記憶データを転送することが可能であり、およびしたがって、この種のデータの実時間読み出しができるようにすると共に、露光中に収集される全てのフレーム４０を記憶することが可能な、ＲＡＭ４２、または、きわめて高速なハードディスク装置４４もしくはドライブアレイ４６のような実時間ストレージシステムである。好ましい実施態様において、５０ＭＢ／秒の読み出し速度を有するＲＡＭ４２は、例えばＫｉｎｇｓｔｏｎ社の４００ＭＨｚ  ２ＧＢＤＤＲ（モデル番号ＫＨＸ３２００ＡＫ２／２Ｇ）である。これらの記憶手段は、コンピュータ内に設置されることができるかまたは撮像装置内にまたはどこかの他の場所に設置されることができる。実時間でフレーム４０を記憶することはここで、数秒、および好ましくは数ミリ秒およびさらにより好ましくは数マイクロ秒を超えない時間遅延を伴うことを意味する。処理ユニット３２は、再構成アルゴリズム２６を実行することが可能なパーソナルコンピュータ２２、マイクロコントローラ、ＦＰＧＡまたはＤＳＰ（図示せず）のようなディジタル処理ユニットである。
【００４２】
次に図３および４を参照して、本発明は単一露光のフレーム４０から複数歯科Ｘ線画像の形成を可能にするために再構成アルゴリズム２６と組み合わせられる高速Ｘ線撮像装置１４である。単一露光はここで、関心を引く層５２（関心を引く層は、歯の領域全体の一部であることができる）の全体が１回以上放射線に露光されるが、２つの連続した放射されたフレーム４０間の見かけの動きが画素５３の寸法の半分より決して小さくないが、好ましくは画素の寸法より小さいままである、連続測定を指す。これは、連続したフレーム４０の間に十分な重なり５６があることに結びつくが、実時間で活用されることができない巨大なデータセットを作り出すことの代価においてではない。ユーザ（歯科医）が事実上実時間でかつ露光中に画像１２を見るのを期待している歯科撮像において、これは特に重要である。
【００４３】
「事実上実時間」は本願明細書において使われるように、その画像１２が露光の終わりの後で１０秒未満およびより好ましくは、５秒未満内に表示され、および最適には、画像が露光中に事実上同時に表示されることを意味する。これが達成されるために、フレームレートまたは連続したフレーム４０間の時間的間隔は、物理的画素５３が、少なくとも半画素寸法だけ、しかし検出器画素に１画素寸法未満移動させるのに十分に短く、移動するのを可能にするために必要な間隔より短くてはならない。本願明細書において、ならびに、図６ａおよび６ｂを参照して記載されたように、本発明の譲受人は、その内容を参照として本願明細書に引用したものとする、（特許文献２）、（特許文献３）にて説明したように、ＣｄＴｅ−ＣＭＯＳまたはＣｄＺｎＴｅ−ＣＭＯＳ技術に基づいて、上記の特性を備えた複数フレームデータを生成することが可能な、この種の撮像装置１４を開発した。
【００４４】
本発明のシステム１０は、Ｘ線供給源と撮像装置との間に配置される（しかし供給源１６から撮像装置１４まで必ずしもＸ線の体積部分３５を交差するというわけではない）軸３４のまわりを（少なくとも）回転する。
【００４５】
さらに、ＣｄＴｅ−ＣＭＯＳまたはＣｄＺｎＴｅ−ＣＭＯＳ撮像装置１４によって生成されるフレーム４０は、層５２の歯科パノラマ画像１２の現実の処理および表示を可能にするために、十分に大きなＲＡＭ４２内に実時間で一時的に記憶される。この種のパノラマ画像１２を生成するフレーム４０の処理は、空間的（すなわち画素）領域演算を含む。
【００４６】
通常のＴＤＩタイプ装置（図示せず）と開示された装置１０との間の差異が、図５ｂおよび７内に例示される。通常のＴＤＩタイプ装置は、単層１２だけを記録するが、一方開示された装置１０は、複数層（パノラマおよび横断）および限られたトモシンセティック３次元構造を算出するのに用いられることができる複数のオーバーラップフレーム４０を記録する。
【００４７】
次に図６ａおよび６ｂを参照して、撮像装置１４それ自体がスロット形状（一方の縁５３０がもう一方の縁５１０より非常に長い）のアパーチャ５２０を有する。
【００４８】
撮像装置１４およびＸ線発生器１６は患者７２の頭部のまわりを回転するが、角度カバレージはＣＴシステム（図示せず）と比較して、完全な円より少ない可能性がある。撮像装置１４の位置は、最終パノラマ画像１２内の現フレーム４０の位置を告げる１次元の位置カウンタとして記録されるか、または、それは向きを含む完全な３次元位置を記録することができる。
【００４９】
システム１０は、撮像装置１４の位置を時間の関数として記録し、およびしたがって、記憶された個々のフレーム４０から完全な歯科画像１２を再構成することが可能である。
【００５０】
再び図１を参照して、最も単純な再構成は歯科パノラマＸ線画像１２を生成するものである。この場合、現フレーム４０の位置は最終画像１２内に座標７４として記録される。この座標７４は、次いでシフト加算アルゴリズムに必要なシフト７６を算出するのに用いられ、最終画像を再構成する際に使用される再構成アルゴリズム２６として前述されている。
【００５１】
再び図８ｂを参照して、下位画素シフティングは適切な加重係数９６、１００によって逓倍される最終画像１２内の２つの箇所にフレーム４０内の画素を加算することによって達成される。目標位置８６がｘ（非整数または整数）であり、および、位置が正の方向に増大している場合、画素値５５は位置フロア（ｘ）およびシール（ｘ）に加算され、ここで、フロア（ｘ）はｘより小さい最大の整数を指し、および、シール（ｘ）はｘより大きい最小整数を指す。それぞれの加重係数９６および１００は、ｘ−フロア（ｘ）およびシール（ｘ）−ｘである。加重係数９６、１００は、単一フレーム４０に対して包括的であることができるかまたは個々の画素間の任意の時間遅延を補償するために画素毎に変化することができる。
【００５２】
これは数学的に、フレーム４０および最終画像１２を水平方向に線形に補間し、フレーム画素を整数量だけ水平方向にシフトし、それから、フレーム４０および最終画像を元の寸法にダウンサンプリングすることに等しい。下位画素シフティングは、また、例えば双一次、双三次またはスプライン補間による、その他の補間法を使用して実施されることができる。
【００５３】
下位画素シフト加算アルゴリズム２６は、整数シフト加算アルゴリズムと比較して斜めの縁の余分のギザギザを除去するために実施される（すなわち、補間または加重なしで位置８６の整数部分だけを使用する）。
【００５４】
次に図２を参照して、歯科Ｘ線撮像システム１０はＸ線供給源１６およびＸ線撮像装置１４、および、電子機械式マニピュレータ２０を含む。Ｘ線供給源１６は、撮像されるべき対象１９にＸ線を露光する。Ｘ線撮像装置１４は、少なくとも露光の一部の間に複数のフレーム４０を生成するように構成されている。機械式マニピュレータ２０はスプラインに沿って少なくとも１つの回転軸のまわりのＸ線供給源１６および撮像装置１４の動作を制御し、それはもちろん円形または非円形の軌道であることができる。軸は、Ｘ線供給源焦点とＸ線撮像装置との間のどこかに位置する。監視中の対象の層のパノラマ画像を作成するために、複数のフレーム４０を使用する手段（図８ｄを参照）が提供され、この画像は所定のパノラマ画像に対応する焦点深さとはパノラマ画像の少なくとも一部で異なる焦点深さを有する。
【００５５】
図８ｅを参照して、別の実施態様において、本発明の歯科Ｘ線撮像システム１０がパノラマ画像に対して横断スライスを作成するために複数のフレーム４０を使用する手段を含む。
【００５６】
典型的な露光では、走査時間は５ないし３０秒である。譲受人が歯科システムで使用する典型的なスロット形状のＣｄＴｅ−ＣＭＯＳまたはＣｄＺｎＴｅ−ＣＭＯＳセンサー（図６ａ）は、１５０ｍｍｘ６．４ｍｍの寸法である。画素寸法は一般的に１００ｕｍである。但し、より小さい画素寸法は達成可能である（しかし歯科顎外撮像に必要であるとみなされない）。２００ないし３００ｆｐｓ（フレーム毎秒）のフレームレートで、ＣｄＴｅ−ＣＭＯＳセンサーは連続したフレーム４０の間で約半画素寸法ないし１画素寸法未満移動する。そのレートで、出力フレームデータ４０は走査全体に対して７５０ＭＢ以上に達する可能性があり、それは大きいデータセットであるが、それでも確かに処理できる。したがって、これが画像解像度に何も加えず、かつ、不可能でなければ実時間でのデータ伝送および処理を困難にするだけであろうので、フレームレートがあまりに高くはないことが必要である。
【００５７】
本発明の譲受人は、フレーム４０を収集するためにＰＣ２２のＰＣＩ／ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓスロット１２６に取り付けられる「ＣＡＭＥＲＡＬＩＮＫ」商標のような技術に基づく（がこれに限定されない）、ビデオまたはフレームグラバ１２５を使用する。フレーム４０は、次いでＲＡＭ４２内に一時的に記憶される。これはきわめて重要である。なぜならば、さもなければ、７５０ＭＢのデータを記憶して処理して、かつ、この種の大きいデータセットから実時間で再構成される画像１２を表示することは、不可能とまではいかずとも、きわめて困難であろうからである。本発明に従って、コンピュータＲＡＭ４２の使用はデータの一時記憶を可能にする。
【００５８】
図８ａおよび８ｂを特に参照して、シフト加算サブメソッド２６は、パノラマ層１２を実時間で再構成して表示するための高速処理方法であり、以下のステップを含む。最初のステップ２６ａにおいて、最終画像１２が、ゼロ値で初期化される。第２のステップ２６ｂにおいて、全ての集められたフレーム４０は次いで以下の方法で一つずつ処理される：第１のサブステップ２６ｂ'において、個々のフレーム内の各フレーム画素に対して、画素位置８６が算出される。第２のサブステップ２６ｂ''において、加重係数９６および１００が図８ｂに従って算出される。第３のサブステップ２６ｂ'''において、加重係数によって逓倍された画素値が、図８ｂ内に指定される箇所内の最終画像１２の画素値に加算される。
【００５９】
表示および処理の後、データセット１３２はハードディスク装置４４、ＣＤ４５、ＤＶＤ４８および他のメディアに記憶されることができる。一時的にデータを記憶するＲＡＭ４２の使用および前述した高速再構成アルゴリズム２６によって、画像１２は、遅くとも露光の終わりから１０秒までには、および、通常露光から５秒以内に再構成されて表示されることができる。実際、譲受人は現在、画像１２が７５０ＭＢの単一フレームデータ１３４から再構成され、および、それが実際のところ実時間で実際の露光中に最小遅延（因果関係に対して必要とされる）で表示される、システム（図示せず）を実現している。
【００６０】
別の実施態様において、歯科Ｘ線撮像システム１０は、検出器画素がその間に走査の方向に少なくとも半画素長だけまたはそれ以上シフトするような、時間的間隔での露光中に複数のフレーム４０を生成するＸ線撮像装置１４を更に含む。
【００６１】
他の実施態様において、システム１０は、１層のパノラマ画像を実時間で作成する複数フレーム４０を使用する手段を含む。この文脈における実時間は、露光の終わりからせいぜい１０秒、および好ましくは５秒未満の時間遅れを有し、および、さらにより好ましくは露光とほぼ同時に、と規定される。
【００６２】
別の実施態様において、システム１０は複数フレーム４０を記憶するためのＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）のようなメモリを含む。
【００６３】
別の実施態様において、システム１０は、検出器画素がその間に走査の方向に少なくとも半画素長、しかし１画素長未満だけシフトするような、時間的間隔での露光中に複数のフレーム４０を生成するＸ線撮像装置を含む。
【００６４】
本発明の別の実施態様に従って、全ての個々のフレーム４０がＲＡＭ４２に一時的に記憶され、したがって、実際の露光の後、および、初めに表示されたパノラマ画像１２の後、変更された位置プロファイルで最終画像１２を再構成することが可能である。データがまた、ハードディスク装置４４、ＣＤ４５またはＤＶＤ４８に記憶されて、後で読み出されることは、もちろん公知である。しかしながら、ＲＡＭ４２上に全てのデータを記憶することは、処理を高速で効率的にする。データがダウンロードされる、通常は数秒がかかるプロセスを待つ必要がない。これはしかしながらＴＤＩタイプ撮像装置によって可能でない。その理由は、位置同期化はアナログ領域中の、カメラハードウェアですでに実行され、したがって、もはや変更されることができないからである。
【００６５】
連続したフレーム４０の間でシフトされた量７６は、測定中に集められる位置情報から通常は割り出される。これは、パノラマ画像１２に完全に焦点が合った関心を引く層５２を与えるべきである。残念なことに、患者７２の位置ずれまたは患者の移動、異なる顎のプロファイルに起因して、または、多くの他の理由のために、ピントが合っていないかまたは、単純に言って、ぼやけたパノラマ画像１２内の部分が、頻繁にある。
【００６６】
連続したフレーム４０間のシフト７６（すなわち撮像平面１２の動きの速度）は、どの層９９がよく焦点を合わせられるかを決定する。Ｘ線供給源１６に対するカメラ１４の移動速度がｖｃａｍｅｒａ、Ｘ線供給源焦点３６と撮像平面１２との間の距離がｄ１であり、および、関心を引く層５２が焦点３６から距離ｄ２にある場合、その時、シフト加算アルゴリズム２６に対する必要速度ｖｓｈｉｆｔは、以下の式（１）によって求められる。
2009531104.tif 000003
【００６７】
したがって、シフティング量７６を変更することによって、異なる層９９が焦点を合わせられることができる。理論的には、任意の層９９が、焦点が合っていることができるが、有限の画素寸法が、層がどのように明確に見えるかについて限界を決める。シフティング速度７６がフレームあたり１画素５３を超える場合、画像解像度はこのプロセスにおいて劣化する。
【００６８】
シフティング量７６は、完全に異なる層９９が、表示されることができるか、または、歯科パノラマＸ線撮像において日常的におこる、焦点がずれた領域の鮮鋭度を向上させるために既存の層を変更することができるように、包括的にまたは局所的にソフトウェアによって調整されることができる。
【００６９】
シフト速度７６は、列毎ベースで変更されることができるだけでない。加えて、速度７６は行毎ベースで変化することができる（すなわち、画像１２のすべての部分が異なる速度を有するであろう）。これは、例えば、患者１９が適切でない咬合を有する（すなわち、前歯および奥歯が同じ垂直面にない）ならば、それぞれ、上下の歯１８０および１８２両方に焦点をもたらすことを可能にする。画像１２内のぼやける部分および画像内のどこでもが焦点を合わせられて、元のパノラマ画像の残りとともに表示されることができるので、本発明がリスクのない露光を可能にするので、本発明のこれらの態様は歯科放射線医学の今日の実践上に相当な影響を持つ。したがって、もはや患者１９を２回、いわんや３回、露光する必要はない。
【００７０】
上記の方法で、関心を引く層５２はシフト加算アルゴリズム２６でシフティング量７６を変更することによって変更されることができる。本発明の別の実施態様に従って、最適速度プロファイル１８６が算出されることができる。更に、歯科パノラマ撮像に対して最良焦点の層１９２を自動的に算出するための方法１９０が提供される。
【００７１】
これは、多くの層６０または層の一部分９８を算出して、次いで鮮鋭度測定値１１３０を算出することによって達成される。画像鮮鋭度のコントラスト、粗さの測定またはなんらかの他の測定であることができる、この鮮鋭度測定１１３０に基づいて、最も鋭い層６０が選択される。アルゴリズム２６は、最終画像１２全体に包括的に、または所定の関心領域９８に局所的に、適用されることができる。したがって、歯科医は初期のパノラマ画像１２を観察することが可能であり、そして次に、ぶれが明白である場合がある画像１２の領域（部分）９８を選択し、この場合、上述したアルゴリズム２７は画像の選択された部分の鮮鋭度を最大化する。結果は、全ての部分がよく焦点が合っている完全な画像１２である。
【００７２】
フレーム４０が最終画像１２に加算される方向を逆転させることによって、完全に異なる層６０が再構成されることができる。同じ速度プロファイル１８６を用いて、逆転される方向だけ、ミラー層が、再構成されることができる。この層は患者の反対側にあり、および、歯科パノラマ撮像において、これは走査の中心部分の首の領域に等しい。それで、本発明は脊骨の画像を算出する方法を提供する。通常のパノラマ層に（鏡像を反転させて、適切な再スケーリング機能を適用することによって）この画像を再投影することによって、脊骨によって生じるぶれの推定値が得られる。この推定値は次いで、画質に関する脊骨の影響を低下させるためにパノラマ画像１２から減じられることができる。結果として、パノラマ画像１２は脊骨構造の気を散らせる可能性のある不必要な画像なしで得られる。
【００７３】
別の実施態様において、システム１０はパノラマ歯科画像１２を作り出すように構成されており、一方、所定のパノラマ画像の焦点深さと比較するとパノラマ画像の焦点深さは若干の部分だけで異なる。
【００７４】
さらに別の実施態様において、システム１０は複数フレーム４０を使用する手段が下位画素シフティングおよび異なるフレームからの画素値の加算を含むパノラマ歯科画像１２を作り出すように構成されている。
【００７５】
別の実施態様において、システム１０は横断歯科画像スライス２２４を作り出すための手段を含む。この手段は複数フレーム４０を使用して、複数パノラマ画像から同じ物理的横断スライスを参照する垂直画素行を組み合わせることによって横断画像２２４を形成する。
【００７６】
本発明の重要な実施態様は、同じ露光中に蓄積されるフレーム４０を使用して、パノラマ層６０に加えて、横断画像スライス２２４を形成するシステム１０である。横断撮像において、関心を引く層６９はパノラマ層５２に対して垂直である。通常、これは前に記載されているように実行されるが、本発明に従って、新しくてより手際のよい方法２２８が提示される。
【００７７】
再び図８ｅを参照して、以前に記載されているように、複数パノラマ層が単一の測定データセットから算出されることができる。正しい速度調整関数を知的に算出することによって、横断スライス画像２２４が、増加する深さの順に個々のパノラマ層から対応する行を連結することによって形成されることができる。アルゴリズム２２８ｂ（図８ｅ）は、以下の諸ステップを有する：最初のステップにおいて、方法２２８ｂ'が複数のパノラマ画像を算出するために適用され、スタック内に記憶される。第２のステップ２２８ｂ''において、異なる距離の３次元物理的構造の寄与が、すべてのパノラマ画像１２に対して算出される。すべてのパノラマ画像１２は、関心を引く層におけるものだけでなく、その前および後ろの３次元物理的モデルの画像も含む。これは、ぼやけ関数を使用してモデル化されることができる。最後のステップ２２８ｂ'''として、ぼけは逆重畳積分方法を使用して逆転され、およびしたがって、隣接した層間のクロストークを伴わずに異なるパノラマの層における真の画像が形成される。この画像が、横断画像２２４である。
【００７８】
横断画像２２４は、異なるパノラマ層６０を連結することによって形成される。撮像平面が照射方向に対して垂直であるかおよそ垂直であるシステムを記載する（特許文献４）とは逆に、本発明は、照射方向と平行の（または、ほとんど平行の）層６０を提供するシステム１０を開示する。
【００７９】
次に図８ｆを参照して、加えて、撮像法２２９は限定体積３次元画像を形成するのに用いられることができる。この方法は、反復的なアルゴリズムであり、それは幾何学形状データ１１８０（すなわちＸ線供給源および検出器の３次元位置および関連した動作プロファイル）を使用して再投影データ１１９０（すなわち現在の３次元モデルに基づいて投影されたフレーム４０の推定値）を形成する。次いで、ソフトウェアが測定されたフレームと再投影されたフレーム４０との間の誤差１２００を算出する。この誤差は、現在の３次元推定値１２２０を更新するのに用いられる。この操作は、ユーザによって指定される関心領域１２３０に適用される。限られた数の観察、狭い投影回転角および狭い投影幅のため、再構成に従来のデータ１２１０を使用することは、きわめて重要である。従来のデータは、平滑性のような、３次元モデル上の制約を設定し、ユニークで意味がある結果をもたらすのに用いられる。
【００８０】
得られる３次元画像は、品質において完全なＣＴ画像には匹敵しないが、歯科施術には充分である。
【００８１】
本発明の目的は、高速度Ｘ線ディジタル撮像装置によって生成されるフレームストリームから所定の歯科パノラマ画像層、異なる層の歯科パノラマＸ線画像、歯科横断Ｘ線画像および歯科Ｘ線画像を選択的に生成することである。
【００８２】
効果において、単一露光からのデータ上のシステムの１０の機能は、患者を多重露光から免れさせて、歯科放射線医学において初めて事実上リスクのない露光を可能にする。この種のシステム１０は、独特の効果を有して、歯科放射線医学の分野にブレークスルーを提供する。
【００８３】
別の効果において、歯科医は単一システム１０および単一露光によって、以前には、患者診断および治療において倍のコストおよび倍のリスクにのぼる、２つ以上とまではいかなくとも少なくとも２つのシステムを必要としていた検査をすることが可能である。検査は患者にとってより安全でより高価でなくなり、今では１回の露光をしなければならないだけである。
【００８４】
別の効果において、システム１０は通常の歯科パノラマ撮影方法で使用する放射線量よりほとんど多くない放射線を印加して、連続的動作で動作させるＸ線走査機構を使用するはずである。
【００８５】
別の効果において、連続的動作はその走査の速度が走査中にいつでもｖ＞０（ゼロより大きい）であることを意味する。速度は、一定である必要はない。
【００８６】
効果において、ＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅを基材とするディジィタル撮像装置は優れた感度を有し、および、歯科エネルギーにおける入力Ｘ線の９５％（すなわち１０ｋＶから最高９０ｋＶまでのＸ線管負荷）を吸収する。
【００８７】
別の効果において、非連続的段階的走査の必要性が除去され、したがって、放射線量を減少させて、患者により高いリスクおよび不快感を作り出すより長い段階的走査を除去する。したがって、連続的高速Ｘ線走査が可能であり、および、実際、通常のパノラマＸ線ユニット以外の別の専門歯科器械を必要としない。
【００８８】
別の効果において、システム１０および方法は単一露光からのデータを組み合わせることで提供され、関心を引くパノラマ層を再構成するだけではなく、さらにまた、ぼやけている画像の一部を補正することが可能であり、およびさらに、横断画像スライスおよび３次元画像を生成することができる。
【００８９】
別の効果において、本発明のシステム１０および方法は高速度Ｘ線ディジタル撮像装置から種々のフォーマットのパノラマ画像を生成する。
【００９０】
複数の変形例および変更が、ここで記載されている本発明の実施態様において可能である。本発明の特定の例証となる実施態様がここで図と共に記載されたとはいえ、広範囲の修正、変更および置換が上記の開示において予期される。諸事例では、本発明のいくつかの特徴は残りの特徴の対応する使用なしで使用されることができる。したがって、上記の記述が、図と例としてだけ与えられるように、広く解釈されて理解され、および、本発明の主旨と範囲が添付の特許請求の範囲だけによって限定されることが適切である。
【００９１】
補遺
用語集
ＣＣＤ  電荷結合デバイス−光を電気信号に変換することが可能な撮像装置。Ｘ線撮像において、ＣＣＤは通常シンチレータと接続される。
ＣＴ  コンピュータ断層撮影法−完全な３６０度の回転円をカバーする複数の投影から完全な体積３次元データを算出する方法。
撮像装置  Ｘ線放射線をディジタル画像に変換することが可能な複数の要素（画素）を備えた装置。
画素列  画素行に対して垂直な一群の画素、すなわち運動の方向に対して垂直な線に沿った画素。
画素行  運動方向における撮像装置内の一群の画素。すなわち、カメラが垂直軸のまわりを回転している場合、画素行は水平線に沿った画素を指す。
シンチレータ  Ｘ線放射線（例えばＸ線およびガンマ線）を光に変換することが可能な装置。シンチレータは通常ＣＣＤと接続されて、放射線を電気信号に変換することが可能な装置を提供する。
ＴＤＩ  時間遅延積分−複数の１次元線画像を連結することによって単一走査２次元画像が形成される方法。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】サンプル歯科パノラマＸ線画像のＸ線写真である。
【図２】歯科パノラマＸ線撮像システムの略図である。
【図３】関心を引くパノラマ層の略図である。
【図４】関心を引くパノラマ層上の点を横断する横断スライスの略図である。
【図５ａ】Ｘ線走査中にＣＣＤ  ＴＤＩ技術を使用して画像ラインを出力することによって単層だけを記録する、従来技術ＴＤＩタイプ装置を使用した画像の読み出しおよび記録の略図である。
【図５ｂ】本発明に従う読み出し、および多くの独立した重なり合うフレームを出力する高速Ｘ線ディジタル撮像装置を使用した画像の記録の略図である。
【図６ａ】多くの独立した画像フレームを出力する本発明に従う、高速ＣｄＴｅ−ＣＭＯＳ  Ｘ線ディジタル撮像装置の一例の写真である。
【図６ｂ】本発明に従って図６ａの撮像装置を作成するのに用いられるＣｄＴｅ−ＣＭＯＳハイブリッドの概略図である。
【図７】個々のフレームのシフト加算による高速Ｘ線ディジタル撮像装置からのフレームを使用した本発明に従う画像の再構成の略図である。
【図８ａ】本発明の時間補正断層撮影再構成（シフト加算サブメソッド）の流れ図である。
【図８ｂ】本発明の時間補正断層撮影再構成（シフト加算サブメソッド）の流れ図である。
【図８ｃ】時間にわたる画素積分間隔の模式図である。
【図８ｄ】本発明に従うパノラマ層の自動フォーカシング機能の流れ図である。
【図８ｅ】パノラマ層上の１点で横断スライスを算出するための本発明の特徴の流れ図である。
【図８ｆ】ナロービーム限定角度３次元再構成を使用してパノラマ層上の点で３次元画像を算出するための本発明の特徴の流れ図である。
【図８ｈ】元の速度プロファイルおよび同じ露光に対応する局所的に変更されたプロファイルを一例として示す図である。
【図９】同じ場所からの複数のパノラマ画像からの行を連結することによって形成されるパノラマ横断層の一例の上面略図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０歯科Ｘ線画像システム
１２パノラマ画像
１４ディジタル撮像装置
１６Ｘ線供給源
１９顎
２０機械式マニピュレータ
２２コンピューターシステム
２４アラインメント推定器
２６パノラマ再構成プロセス
２７アルゴリズム
３０ストレージシステム
３２処理ユニット
３４軸
３５Ｘ線の体積部分
３６Ｘ線供給源焦点
４０フレーム
４２ＲＡＭ
４４ハードディスク装置
４５ＣＤ
４６ドライブアレイ
４８ＤＶＤ
５２関心を引く層  パノラマ層
５３物理的画素
５５画素値
５６重なり
６０層
６９関心を引く層
７２患者
７４座標
７６シフティング量  シフティング速度
８６画素位置
９６、１００加重係数
９８他のパノラマ層画像の一部分
９９所定のパノラマ層画像
１１０画像ライン
１２５フレームグラバ
１２６ＰＣＩ／ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓスロット
１３２データセット
１３４フレームデータ
１８０、１８２上下の歯
１８６最適速度プロファイル
１９０方法
１９２最良焦点の層
２２４横断歯科画像スライス
２２８方法
２２９撮像法
５１０活性領域寸法ｎ（短辺）
５２０活性領域
５３０活性領域寸法ｍ（長辺）
５４０電源コネクタ
５５０コネクタ
５６０撮像装置
５７０インターフェースボード
６１０ソルダーバンプ
６２０基板
６３０読み出しＣＭＯＳ
６４０パッド
１１３０鮮鋭度測定値
１１８０幾何学形状データ
１１９０再投影データ
１２００誤差
１２１０従来のデータ
１２２０３次元推定値
１２３０関心領域
【図１】
2009531104.tif 000004
【図２】
2009531104.tif 000005
【図３】
2009531104.tif 000006
【図４】
2009531104.tif 000007
【図５ａ】
2009531104.tif 000008
【図５ｂ】
2009531104.tif 000009
【図６ａ】
2009531104.tif 000010
【図６ｂ】
2009531104.tif 000011
【図７】
2009531104.tif 000012
【図８ａ】
2009531104.tif 000013
【図８ｂ】
2009531104.tif 000014
【図８ｃ】
2009531104.tif 000015
【図８ｄ】
2009531104.tif 000016
【図８ｅ】
2009531104.tif 000017
【図８ｆ】
2009531104.tif 000018
【図８ｈ】
2009531104.tif 000019
【図９】
2009531104.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月28日(2008.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顎外歯科Ｘ線撮像システムであって、ａ．撮像されるべき対象にこの種のＸ線の露光のためのＸ線を生成するために構成されるＸ線供給源であって、そのＸ線供給源が、前記露光の持続時間の間移動するように構成されている、供給源と、ｂ．少なくとも露光の一部の間に複数のフレームを生成するために構成されるＸ線撮像装置と、ｃ．前記Ｘ線供給源および撮像装置のうちの少なくとも１つがスプラインに沿ってそのまわりに回転する少なくとも１つの回転軸であって、前記Ｘ線供給源焦点と前記Ｘ線撮像装置との間に位置する軸と、ｄ．前記Ｘ線撮像装置の読み出し速度に匹敵するアクセスおよび記憶速度を有する高速メモリと、を備える撮像システム。
【請求項２】
請求項１の撮像システムであって、前記メモリが、実質的に任意の順に情報を記憶してアクセスし、かつ、全ての記憶位置が実質的に等しくアクセス可能であり、それによって実質的に実時間で読み出しおよび表示ができるようにする方法で、前記露光と実質的に並行して前記複数のフレームを記憶するための充分な速度を提供する、ことを特徴とする撮像システム。
【請求項３】
請求項１の撮像システムであって、前記システムが更に、複数のフレームを備えた単一露光のデータを取って、一群の要素のうちの少なくとも２つを選択的に作成するための処理装置を含み、前記要素が、（ａ）所定の歯科パノラマ層画像と、（ｂ）所定でない歯科パノラマ層画像の少なくとも一部と、（ｃ）歯科パノラマ層画像の選択された部分に対する横断スライスと、（ｄ）歯科パノラマ層の一部に対応する体積部分の３次元再構成と、からなる、ことを特徴とする撮像システム。
【請求項４】
請求項１のシステムであって、さらに、前記複数のフレームを入力して、パノラマ層画像に関して横断スライスを作成するための処理装置、を備えるシステム。
【請求項５】
請求項１のシステムであって、パノラマ画像の焦点深さが若干の部分において所定のパノラマ画像の焦点深さと比較して異なる、ことを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項１のシステムであって、前記撮像装置が、毎秒少なくとも３０フレームを生成するように構成されている、ことを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項１のシステムであって、前記撮像装置が、毎秒少なくとも１００フレームを生成するように構成されている、ことを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線撮像装置が、毎秒少なくとも３００フレームを生成するように構成されている、ことを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線供給源が、非線形軌道上で移動するように構成されている、ことを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線供給源が、円形軌道上で移動するように構成されている、ことを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線供給源が、３００度以下の回転角をカバーする軌道上で移動するように構成されている、ことを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線供給源が、可変速度プロファイルで連続的に移動するように構成されている、ことを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線撮像装置が、ＣｄＴｅ放射線検出器を備える、ことを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線撮像装置が、ＣｄＺｎＴｅ放射線検出器を備える、ことを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線撮像装置が、シンチレータ放射線検出器を備える、ことを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１のシステムであって、前記Ｘ線撮像装置が、ＣＭＯＳを備える、ことを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項４のシステムであって、前記処理装置が、コンピュータメモリを備える、ことを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項４のシステムであって、前記処理装置が、対応する画素を少なくとも２つの異なるフレームからシフトして、かつ加算するためのアルゴリズムを備え、所定の速度プロファイルと異なる速度プロファイルに対応する前記パノラマ画像の画像画素を作成する、ことを特徴とするシステム。
【請求項１９】
顎外歯科Ｘ線撮像システムであって、ａ．撮像されるべき対象へのＸ線を露光するＸ線供給源であって、そのＸ線供給源が、前記露光の持続時間の間移動するように構成されている、供給源と、ｂ．前記露光の少なくとも一部の間に複数のフレームを生成するのに適しているＸ線撮像装置と、ｃ．前記Ｘ線供給源および前記撮像装置のうちの少なくとも１つがスプラインに沿ってそのまわりに回転する少なくとも１つの回転軸であって、前記Ｘ線供給源の焦点と前記Ｘ線撮像装置との間に位置する軸と、を備え、そのため、前記Ｘ線撮像装置が、長い寸法ｍおよび短い寸法ｎを備えた活性領域を有し、そしてｍ／ｎ＞１．５（いってんご）である、ことを特徴とする撮像システム。
【請求項２０】
請求項１９のシステムであって、さらに、前記複数のフレームを入力して、パノラマ層画像に対して横断スライスを作成するための処理装置、を備えるシステム。
【請求項２１】
請求項２０のシステムであって、前記処理装置が、コンピュータメモリを備える、ことを特徴とするシステム。
【請求項２２】
請求項２０のシステムであって、前記処理装置が、対応する画素を少なくとも２つの異なるフレームからシフトして、かつ加算するためのアルゴリズムを備え、所定の速度プロファイルと異なる速度プロファイルに対応する前記パノラマ画像の画像画素を作成する、ことを特徴とするシステム。
【請求項２３】
顎外歯科Ｘ線撮像システムであって、ａ．撮像されるべき対象にこの種のＸ線の露光のためのＸ線を生成するＸ線供給源と、ｂ．少なくとも前記露光の一部の間に複数のフレームを生成するように構成されるＸ線撮像装置と、ｃ．前記Ｘ線供給源および撮像装置のうちの少なくとも１つがスプラインに沿ってそのまわりに回転する少なくとも１つの回転軸であって、前記Ｘ線供給源焦点と前記Ｘ線撮像装置との間のどこかに位置する軸と、ｄ．前記複数フレームの入力をして、所定のパノラマ画像に対応する焦点深さとは前記パノラマ画像の少なくとも一部で異なる焦点深さを備えた前記対象の層のパノラマ画像を作成するための処理装置と、を備えるシステム。
【請求項２４】
請求項２３のシステムであって、さらに、前記露光と実質的に並行して前記複数のフレームを記憶するための充分な速度を有する高速メモリ、を備えるシステム。
【請求項２５】
請求項２３のシステムであって、複数のフレームを使用する前記処理装置が、異なるフレームからの下位画素シフティングのシフトおよび画素値の加算を備える、ことを特徴とするシステム。
【請求項２６】
請求項２５のシステムであって、前記シフトが、前記関心を引く層内に最大の焦点を得るために自動的に最適化される、ことを特徴とするシステム。
【請求項２７】
請求項２３のシステムであって、複数のフレームを使用する前記処理装置が、複数のパノラマ画像から対応する物理的横断スライスを参照して垂直画素行を組み合わせることによって横断画像を形成することを含む、ことを特徴とするシステム。
【請求項２８】
請求項２３のシステムであって、前記Ｘ線供給源が、所定の軌道上の移動のために構成される、ことを特徴とするシステム。
【請求項２９】
請求項２３のシステムであって、前記Ｘ線供給源が、所定の速度プロファイルによる移動のために構成される、ことを特徴とするシステム。
【請求項３０】
請求項２３のシステムであって、前記Ｘ線供給源およびＸ線撮像装置が、固定幾何学形状を有する、ことを特徴とするシステム。
【請求項３１】
請求項２３のシステムであって、前記メモリが、前記複数のフレームを一時的に記憶するためのランダムアクセスメモリを備える、ことを特徴とするシステム。
【請求項３２】
Ｘ線撮像システムであって、ａ．撮像されるべき対象へのこの種のＸ線の露光のためのＸ線を生成するために構成されるＸ線供給源と、ｂ．少なくとも前記露光の一部の間に複数のフレームを生成するために構成されるＸ線撮像装置と、ｃ．前記Ｘ線供給源および撮像装置のうちの少なくとも１つがスプラインに沿ってそのまわりに回転する少なくとも１つの回転軸であって、前記Ｘ線供給源焦点と前記Ｘ線撮像装置との間のどこかに位置する軸と、を備え、そのため、前記Ｘ線撮像装置が、前記検出器の画素が走査方向に少なくとも半画素長以上だけその間にシフトした時間的間隔で、前記露光の間に複数のフレームを生成する、システム。
【請求項３３】
Ｘ線撮像システムであって、ａ．撮像されるべき対象へのこの種のＸ線の露光のためのＸ線を生成するために構成されるＸ線供給源と、ｂ．少なくとも前記露光の一部の間に複数のフレームを生成するために構成されるＸ線撮像装置と、ｃ．前記Ｘ線供給源および撮像装置のうちの少なくとも１つがスプラインに沿ってそのまわりに回転する少なくとも１つの回転軸であって、前記Ｘ線供給源の焦点と前記Ｘ線撮像装置との間のどこかに位置する軸と、を備え、そのため、前記Ｘ線撮像装置が、前記検出器の前記画素が走査方向に少なくとも半画素長以上であるが１画素長未満だけその間にシフトした時間的間隔で、前記露光の間に複数のフレームを生成する、システム。
【請求項３４】
顎外歯科Ｘ線撮像システムであって、ａ．撮像されるべき対象にこの種のＸ線の露光のためのＸ線を生成するために構成されるＸ線供給源と、ｂ．少なくとも前記露光の一部の間に複数のフレームを生成するために構成されるＸ線撮像装置と、ｃ．前記Ｘ線供給源および撮像装置のうちの少なくとも１つがスプラインに沿ってそのまわりに回転する少なくとも１つの回転軸であって、前記Ｘ線供給源焦点と前記Ｘ線撮像装置との間に位置する軸と、を備え、そのため、前記システムが複数のフレームを備えた単一露光からのデータを活用して、一群の要素のうちの少なくとも２つを選択的に作成し、前記要素が、（ａ）所定の歯科パノラマ層画像と、（ｂ）所定でない歯科パノラマ層画像の少なくとも一部と、（ｃ）歯科パノラマ層画像の選択された部分に対する横断スライスと、（ｄ）歯科パノラマ層の一部に対応する体積部分の３次元再構成と、からなる、撮像システム。
【請求項３５】
パノラマ画像を形成するための方法であって、以下のステップ、すなわち、ａ．撮像されるべき対象へのこの種のＸ線の露光のためのＸ線を生成する移動可能なＸ線供給源を準備するステップと、ｂ．前記露光の少なくとも一部の間に複数フレームを生成するために構成されるＸ線撮像装置を準備するステップと、ｃ．前記複数フレームを使用して、所定のパノラマ画像に対応する焦点深さとは前記パノラマ画像の少なくとも一部で異なる焦点深さを備えた前記対象のパノラマ画像層のパノラマ画像を作成するステップと、を含む方法。
【請求項３６】
請求項３５の方法であって、さらに、前記複数フレームを使用して、前記対象の領域の前記パノラマ画像層に対して横断スライスを作成するステップ、を含む方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
「事実上実時間」は本願明細書において使われるように、その画像１２が露光の終わりの後で１０秒未満およびより好ましくは、５秒未満内に表示され、および最適には、画像が露光中に事実上同時に表示されることを意味する。これが達成されるために、フレームレートまたは連続したフレーム４０間の時間的間隔は、物理的画素５３が、少なくとも半画素寸法だけ、しかし検出器画素に１画素寸法未満移動させるのに十分に短く、移動するのを可能にするために必要なものより短くてはならない。本願明細書において、および、図６ａおよび６ｂを参照して記載されたように、本発明の譲受人は、（特許文献２）、（特許文献３）にて説明したように、ＣｄＴｅ−ＣＭＯＳまたはＣｄＺｎＴｅ−ＣＭＯＳ技術に基づいて、上記の特性を備えた複数フレームデータを生成することが可能な、この種の撮像装置１４を開発した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
複数の変形例および変更が、ここで記載されている本発明の実施態様において可能である。本発明の特定の例証となる実施態様がここで図と共に記載されたとはいえ、広範囲の修正、変更および置換が上記の開示において予期される。諸事例では、本発明のいくつかの特徴は残りの特徴の対応する使用なしで使用されることができる。したがって、上記の記述が、図と例としてだけ与えられるように、広く解釈されて理解され、および、本発明の範囲が添付の特許請求の範囲だけによって限定されることが適切である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2009531104.tif 000021
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2009531104.tif 000022
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８ｄ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８ｄ】
2009531104.tif 000023
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８ｅ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８ｅ】
2009531104.tif 000024
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８ｆ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８ｆ】
2009531104.tif 000025
【国際調査報告】
2009531104.tif 000026
2009531104.tif 000027
2009531104.tif 000028
2009531104.tif 000029
2009531104.tif 000030