(57)【要約】  口腔外歯科撮影システムが、対象（２００）の暴露の少なくとも一部分の間に複数のフレームを生成するのに適したＸ線源（１０２）と撮影素子（１０１）とを備え、撮影素子（１０１）は、走査方向（Ｘ）に沿って変位させられる。ヒトの頭骨の頭部計測画像を作成するための方法が、走査方向（Ｘ）に沿って延在する幅を撮影平面に有する活性領域を撮影素子（１０１）にセットする工程であって、幅は、走査方向（Ｘ）に垂直な高さ方向に沿って変化する、工程と、暴露プロファイルに沿ってＸ線源（１０２）と撮影素子（１０１）とを同期して変位させる工程と、撮影されるべき対象（２００）の暴露の間に撮影素子（１０１）によって生成された複数のフレームを登録する工程と、を含む。デジタルトモシンセシスによって頭部計測画像を作成するために使用。
2019503743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
口腔外歯科撮影システムにおいてヒトの頭骨の少なくとも一部分の頭部計測画像を作成するための方法であって、
前記システムは、
撮影されるべき対象（２００）を照射するためのＸ線源（１０２）と、
前記対象（２００）の暴露の少なくとも一部分の間に複数のフレームを生成するのに適した撮影素子（１０１）と、
前記対象の暴露の前記少なくとも一部分の間に、複数のフレームの間の暴露プロファイルに沿って前記撮影素子（１０１）を変位させるためのマニピュレータ（１０３）であって、前記マニピュレータ（１０３）は、走査方向（Ｘ）に沿った前記撮影素子（１０１）の移動を可能にする、マニピュレータ（１０３）と、
を備え、
前記方法は、
前記走査方向（Ｘ）に沿って延在する幅を撮影平面に有する活性領域（３００）を前記撮影素子（１０１）にセットする工程（Ｓ２）であって、前記幅は、前記走査方向（Ｘ）に垂直な高さ方向（Ｙ）に沿って変化する、工程（Ｓ２）と、
前記暴露プロファイルに沿って前記Ｘ線源（１０２）と前記撮影素子（１０１）とを同期して変位させる工程（Ｓ４）と、
前記撮影されるべき対象の前記暴露の間に前記撮影素子（１０１）によって生成された前記複数のフレームを登録する工程（Ｓ５）と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記活性領域は、前記撮影平面において前記活性領域の高さ方向（Ｙ）に沿って延在する中心軸に関して対称である、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記活性領域（３００）は、互いに異なる幅を有する少なくとも２つの部分を有し、
前記２つの部分は、前記高さ方向（Ｙ）に沿った前記撮影平面において重なっている、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記活性領域の高さは、１２０ｍｍと２８０ｍｍの間にあり、
第１の部分の前記幅は、２ｍｍと５０ｍｍの間にあり、
第２の部分の前記幅は、５０と１４０ｍｍの間にある、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記活性領域は、それぞれ３つの異なる幅を有する少なくとも３つの部分を有する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記活性領域は、前記撮影平面において前記高さ方向（Ｙ）に沿ってそれぞれ延在する中央部分、下側部分、及び上側部分を有し、
前記中央部分の幅は、前記下側部分の幅よりも大きく、
前記下側部分の幅は、前記上側部分の幅よりも大きい、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記暴露の少なくとも１つの部分の間に生成された前記複数のフレームを
ａ．シフト及び加算処理により少なくとも１つのスライスを再構成することによって、又は、
ｂ．容積測定手法により３次元容積を再構成し、続いてこの容積から少なくとも１つのスライスを抽出することによって、
計算する工程（Ｓ８）を更に含み、
前記少なくとも１つのスライスは、前記撮影されるべき対象の少なくとも１つの深度にそれぞれ属する焦点が合った撮影データを含む、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記容積測定手法は、Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  Ａｌｇｅｂｒａｉｃ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ（ＳＡＲＴ）、Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ（ＳＩＲＴ）、又はＦｉｌｔｅｒｅｄ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ技術から選択される、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
頭部計測特徴の抽出ためにそれぞれの再構成されたスライスを使用する工程（Ｓ１０）を更に含む、
請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
自動頭部計測トレースの工程（Ｓ１１）を更に含み、
それぞれのスライスの前記抽出された頭部計測特徴は統合される、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
いくつかのスライスが、再構成されて結合されることにより、前記撮影されるべき対象の左右の側について別個の線形投影を与える、
請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
いくつかのスライスが、再構成されて円錐体ビーム又は平行幾何形状に１．５０メートル超、好ましくは４メートル超の距離まで再帰投影されることにより、前記頭骨の合成された２Ｄ頭部Ｘ線像を作成する、
請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
前記暴露プロファイルの第１の部分に沿って前記Ｘ線源（８０８）と前記撮影素子（８０２）とを同期して変位させる工程であって、前記Ｘ線源（８０８）は、前記高さ方向（Ｙ）に沿った上側位置にある、工程と、
前記暴露プロファイルの前記第１の部分の間に前記撮影素子（８０２）によって生成された前記複数のフレームを登録する工程と、
前記暴露プロファイルの第２の部分に沿って前記Ｘ線源（８０８）と前記撮影素子（８０２）とを同期して変位させる工程であって、前記Ｘ線源（８０８）は、前記高さ方向（Ｙ）に沿った下側位置にある、工程と、
前記暴露プロファイルの前記第２の部分の間に前記撮影素子（８０２）によって生成された前記複数のフレームを登録する工程と、
前記暴露プロファイルの前記第１の部分及び前記第２の部分の間に登録された前記複数のフレームを結合する工程と、
を含む請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
ヒトの頭骨の少なくとも一部分の頭部計測画像を作成するための口腔外歯科撮影システムであって、前記システムは、
撮影されるべき対象を照射するためのＸ線源（１０２）と、
前記対象の暴露の少なくとも一部分の間に複数のフレームを生成するのに適した撮影素子（１０１）と、
前記対象の前記暴露の少なくとも一部分の間に、複数のフレームの間の暴露プロファイルに沿って前記撮影素子（１０１）を変位させるためのマニピュレータ（１０３）であって、前記マニピュレータ（１０３）は、走査方向（Ｘ）に沿った前記撮影素子（１０１）の移動を可能にする、マニピュレータ（１０３）と、
を備えるシステムにおいて、
前記撮影素子（１０１）は、前記走査方向（Ｘ）に沿って延在する幅を撮影平面に有する活性領域（３００）を有し、
前記幅は、前記走査方向（Ｘ）に垂直な高さ方向（Ｙ）に沿って変化し、
前記マニピュレータ（１０３）は、前記暴露プロファイルに沿って前記Ｘ線源（１０２）と前記撮影素子（１０１）とを同期して変位させ、
前記撮影素子は、前記撮影されるべき対象の前記暴露の間に前記撮影素子（１０１）によって生成された前記複数のフレームを登録するためのメモリを備える、
ことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、頭部計測画像を作成するための方法及びその関連システムに関する。
【０００２】
本発明は、歯科口腔外撮影システムの分野に関する。
【０００３】
より具体的には、本発明は、頭部計測撮影、すなわち、ヒトの頭骨又はヒトの頭骨の部分の線形投影に関する。
【背景技術】
【０００４】
２Ｄ頭部Ｘ線規格写真とは、平坦な２Ｄセンサ（又は、より一般的な用語では、撮影素子の撮影層）上にヒトの頭部の線形投影を生成する撮影技術である。
【０００５】
頭部規格写真分析は、歯列矯正医、歯科医らによって一般に使用される技術であって、その技術により、頭蓋顔面複合体の寸法関係を分析し、将来変化を予測し、進行中の治療方針の効果を評価し、患者の歯顎顔面比率を評価し、不則性及び左右不同の診断を助ける。
【０００６】
それゆえに、高分解能頭部計測画像を生成するシステムに対するニーズが存在する。
【０００７】
平面撮影システムは、撮影素子の撮影層に平行な方向での面内空間分解能と、撮影素子の撮影層に垂直な深度分解能と、の２つのタイプの分解能を有する。
【０００８】
画像深度分解能は、移動方向及び実際の移動軌跡に沿ったセンサの幅に主に依存する。
【０００９】
パノラマ撮影を実行するための公知の口腔外システムでは、センサは、一般的にはアスペクトが狭い、すなわち、長くて幅が狭い。ヒトの頭骨全体の線形投影（頭部計測画像）を取得するために、撮影システムは、頭部計測又は「セフ」アームを含み、頭部計測画像が必要な場合には、パノラマセンサが、「セフ」アームに取り付けられる。
【００１０】
その結果、長い距離が、Ｘ線源とセンサとの間に提供されて、投影された画像での歪み及び倍率不均衡を最小にする。かかる頭部計測アームは、扱いにくい。更に、この技術は、患者の頭蓋の左右両側が異なる倍率の大きさで重なっている頭部計測画像を作成し、その重なりが、画像歪みをもたらす場合があり、診断及び治療の効用を制限するものになり得る。
【００１１】
特許文献１は、追加の「セフ」アームを使用せずに頭部計測画像を生成することが可能なセンサを有する口腔外歯科撮影システムを開示する。
【００１２】
１．５超のアスペクト比ｍ：ｎを有する細長い長方形センサが使用され、ここに、ｍはセンサの活性領域の長さであり、ｎはセンサの活性領域の幅である。
【００１３】
センサとＸ線源とは、第１の暴露、非放射移動、及び第２の暴露という３つの区間に分けられた軌跡に沿って一緒に変位させられる。２つの暴露区間の間に、頭骨の左右の側が撮影される。
【００１４】
頭骨が放射線に暴露されている間のプロファイルの２つの区間は、ほぼ線形である。線形暴露の長さは、通常、５ｃｍ超であって、いかなる場合も、表示されるべき画像の容積測定再構成を生成するのに使用され得るデータを生成するには十分長い。
【００１５】
Ｘ線源の焦点と撮影素子との間の距離は、「セフ」アームを伴う標準的な場合と比較すれば小さい。
【００１６】
暴露後に、容積測定再構成アルゴリズムが使用されて、撮影方向に沿って鉛直スライスを計算する。個々のスライスの内容が、トモシンセシス技術を使用して再構成される。鉛直スライスは、次いで変換されて異なる鉛直スライスの異なる倍率を除去し、次いで合計されて２Ｄ頭部計測画像又は２Ｄ頭部Ｘ線像を生成する。
【００１７】
許容可能な深度分解能による容量再構成は、走査方向に十分である活性領域を有するセンサの使用を必要とする。「活性領域」とは、走査中に照射を受け、そして、実際に画像再構成処理に関与するセンサの領域を意味する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】米国特許第８，３０６，１８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
狭いストリップ形状の活性領域の使用が、許容品質を有する３次元再構成を実現するには不適当であることがわかっている。一方、Ｘ線センサの走査方向のサイズが大きい程、より大きいＸ線線量が患者に投与されなければならない。言い換えると、高い深度分解能を有することは、それが患者への大きいＸ線線量を必要とするという点で不利である。
【００２０】
十分な深度分解能を構成することは、撮影される身体の部分に依存することが知られている。しかし、身体の特定部分は、それらが診断又は治療の観点からは主要な重要性を有しないので、又は、それらが単に複雑な構造ではないので、高いレベルの詳細さで再構成される必要がない。例えば、下顎骨及び歯列は非常に詳細に撮影されなければならない一方、頭骨の残りの部分は、ずっと低いレベルの詳細さで撮影されてもよく、それでも役に立つ画像を生成し得る。かかる部分は、通常、少ない数の解剖学的な「目印」を備え、そのため、低い深度分解能で十分である。
【００２１】
したがって、深度分解能及びその延長線上にある局所放射線量を、照射される解剖学的組織の構造に適合させることができる撮影のためのシステム及び方法に対するニーズが存在する。
【００２２】
本発明は、少なくとも関連技術での前述した及び他の欠陥に、全体的又は部分的に対処することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本開示の一態様に従って、口腔外歯科撮影システムにおいてヒトの頭骨の少なくとも一部分の頭部計測画像を作成するための方法が提供され、このシステムは、撮影されるべき対象に照射するためのＸ線源と、対象の暴露の少なくとも一部分の間に複数のフレームを生成するのに適した撮影素子と、対象の暴露の少なくとも一部分の間に、複数のフレームの間の暴露プロファイルに沿って撮影素子を変位させるためのマニピュレータであって、走査方向に沿った撮影素子の移動を可能にするマニピュレータと、を備えている。
【００２４】
本発明に従って、方法は、走査方向に沿って延在する幅を撮影平面に有する活性領域を撮影素子にセットする工程であって、幅は、走査方向に垂直な高さ方向に沿って変化する、工程と、暴露プロファイルに沿ってＸ線源と撮影素子とを同期して変位させる工程と、撮影されるべき対象の暴露の間に、撮影素子によって生成された複数のフレームを登録する工程と、を含む。
【００２５】
撮影素子の高さが変化する活性領域を有する撮影素子の使用に基づいて、深度分解能が、頭部計測画像を作成するためにヒトの頭骨の関心領域に適合されてもよい。
【００２６】
撮影素子のかかる適合された活性領域は、画像の平面に垂直な方向に取得される（頭部計測画像を作成するのに必要な）深度分解能と、患者の頭骨でのＸ線線量との間の良好な折衷案を提供する。
【００２７】
したがって、３Ｄ情報の効用で、正確な目印が生成され、そして、詳細な基準点が頭部規格写真分析のために使用されてもよい。好ましくは、活性領域は、撮影平面において活性領域の高さ方向に沿って延在する中心軸に関して対称である。
【００２８】
このことは、活性領域の非対称性によって起こされるなんらかの歪み又は視覚アーティファクトを伴わずに、方法が、頭部の左右両側から走査するために実行され得るので有利である。
【００２９】
可能な実施形態において、活性領域は、互いに異なる幅を有する少なくとも２つの部分を有し、この２つの部分は、高さ方向に沿って撮影平面で重なっている。
【００３０】
可能な実施形態において、活性領域の高さは１２０ｍｍと２８０ｍｍの間にあり、第１の部分の幅は２ｍｍと５０ｍｍの間にあり、そして、第２の部分の幅は、５０ｍｍと１４０ｍｍの間にある。
【００３１】
有利な実施形態において、活性領域は、それぞれ３つの異なる幅を有する少なくとも３つの部分を有する。
【００３２】
このことは、少なくとも３つの活性部分の使用によって、走査の深度分解能が、走査されている解剖学的組織により適合するように調整される点で有利である。
【００３３】
最も好ましくは、活性領域が、それぞれ撮影平面で高さ方向に沿って延在する中央部分、下側部分、及び上側部分を有し、中央部分の幅が下側部分の幅よりも大きく、下側部分の幅が上側部分の幅よりも大きいことである。
【００３４】
３つの部分が、頭蓋、顎と歯列、及び顎先と椎骨という、頭部描写が特に関心のある解剖学的組織の３つの領域に対応するようにされてもよい。
【００３５】
これらの領域のそれぞれは、異なるレベルの構造的複雑さを有するので、部分のそれぞれの幅は、それが対応する領域に対して望ましいレベルの深度分解能に対応するようにされてもよい。
【００３６】
活性領域のかかる構成は、多くの医療用途に対して、許容可能レベルのＸ線線量と共に、深度分解能の良好な分化作用を付与する。
【００３７】
可能な実施形態において、方法は、シフト及び加算処理により少なくとも１つのスライスを再構成することによって、又は、容積測定手法により３次元容積を再構成し、続いてこの容積から少なくとも１つのスライスを抽出することであって、この容積からの少なくとも１つのスライスが、撮影されるべき対象の少なくとも１つの深度にそれぞれ属する焦点が合った撮影データを含む、ことによって、暴露の少なくとも一部分の間に生成された複数のフレームを計算する工程を更に含む。
【００３８】
このように、患者の解剖学的組織の３次元モデルが構成されて、狭い「焦点トラフ」に限定されず、むしろ、走査の深度全体にわたって一貫して高い品質のものである高解像度で高精度の情報が提供される。
【００３９】
更に、このモデルから、従来の撮影走査の高品質シミュレーションが、容易に抽出及び／又は外挿されることにより、それぞれの走査の診断及び治療の効用を最大にする。
【００４０】
可能な実施形態において、容積測定手法は、Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  Ａｌｇｅｂｒａｉｃ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ（ＳＡＲＴ）、Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ（ＳＩＲＴ）、又はＦｉｌｔｅｒｅｄ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅから選ばれる。
【００４１】
かかる方法は、受けるＸ線線量を制限しながら、対象の高品質再構成を生じさせる点で有利である。具体的には、特定の先験情報が使用されることにより、患者の頭蓋内の特定の解剖学的特徴の位置等の再構成を精密化する。このことは、次に再構成を精密化して、それから生成される画像の品質を改善する。
【００４２】
好ましくは、方法は、頭部計測特徴の抽出ためにそれぞれの再構成されたスライスを使用する工程を更に含む。
【００４３】
最も好ましくは、自動頭部計測トレースの工程において、それぞれのスライスについての抽出された頭部計測特徴が統合される。
【００４４】
このように、完全な頭部計測画像が構成されることにより、例えば、歯科医がそれに基づいて診断及び治療処置を実行することを可能にする。
【００４５】
可能な変形実施形態において、いくつかのスライスが再構成及び結合されて、撮影されるべき対象の左右の側に対して別個の線形投影を与える。
【００４６】
このように、１対の頭部計測画像が単一の走査によって構成されることにより、両側の頭部計測情報を提供しながら、患者へのＸ線線量を低減する。
【００４７】
別の可能な変形実施形態において、いくつかのスライスが再構成されて、円錐体ビーム又は平行幾何形状に１．５０メートル超、好ましくは４メートル超の距離まで再帰投影されることにより、頭骨の合成された２Ｄ頭部Ｘ線像を作成する。
【００４８】
このことは、追加の「セフアーム」若しくはそれに対応するためのスペース、又は患者へのいくらかの付加的なＸ線暴露を必要とすることなく、従来の２Ｄ頭部Ｘ線像が生成されるので有利である。
【００４９】
別の実施形態に従う、ヒトの頭骨の一部分の頭部計測画像を作成するための方法は、
暴露プロファイルの第１の部分に沿ってＸ線源と撮影素子とを同期して変位させる工程であって、Ｘ線源は、高さ方向に沿った上側位置にある、工程と、
暴露プロファイルの第１の部分の間に撮影素子によって生成された複数のフレームを登録する工程と、
暴露プロファイルの第２の部分に沿ってＸ線源と撮影素子とを同期して変位させる工程であって、Ｘ線源は、高さ方向に沿った下側位置にある、工程と、
暴露プロファイルの第２の部分の間に撮影素子によって生成された複数のフレームを登録する工程と、
暴露プロファイルの第１の部分と第２の部分との間に登録された複数のフレームを結合する工程と、を含む。
【００５０】
したがって、患者の頭骨は、高さ方向に沿ったいくつかの離散位置におけるＸ線源によって走査される。
【００５１】
別の態様に従って、口腔外歯科撮影システムが、ヒトの頭骨の少なくとも一部分の頭部計測画像を作成するために提供され、かかるシステムは、撮影されるべき対象に照射するためのＸ線源と、対象の暴露の少なくとも一部分の間に複数のフレームを生成するのに適した撮影素子と、対象の暴露の少なくとも一部分の間に、複数のフレームの間の暴露プロファイルに沿って撮影素子を変位させるためのマニピュレータであって、走査方向に沿った撮影素子の移動を可能にするマニピュレータと、を備える。
【００５２】
本発明に従って、撮影素子は、走査方向に沿って延在する幅を撮影平面に有する活性領域を有し、幅は走査方向に垂直な高さ方向に沿って変化し、マニピュレータは、暴露プロファイルに沿ってＸ線源と撮影素子とを同期して変位させ、撮影素子は、撮影されるべき対象の暴露の間に撮影素子によって生成された複数のフレームを登録するためのメモリを備える。
【００５３】
かかる装置は、上記の方法及びその変形の有利な態様を実現する点で有利である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
本発明の前記及び他の対象、特徴、及び長所は、添付図面に示されるような、本発明の実施形態についての以下のより具体的な説明から明らかになるであろう。
【００５５】
図面の構成要素は、必ずしも互いに対して共通の尺度を有するというわけではない。いくらかの誇張が、本発明の基本的な構造上の関係又は原理を強調するために必要な場合がある。説明される実施形態の実装のために必要であるいくつかの従来の構成要素、例えば、電力供給、包装、並びにＸ線システム構成要素を装着及び保護するために使用される支援構成要素等が、説明を簡略にするために図面に示されない。
【００５６】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に従う、口腔外歯科撮影システムの斜視図を表す線図である。
【図１Ｂ】図１Ａの撮影システム用の患者支持体の代替構成についての詳細図である。
【図１Ｃ】本発明及び当該技術のＣＢＣＴ法に従う走査の方法によって実現されるボクセルサイズ及び形状についての表示である。
【図２】本発明の第１の実施形態に従う、頭部計測画像を作成するための方法において実行される例示的な暴露プロファイルを表す線図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態に従う頭部計測撮影を実行するための方法において提供される撮影素子の例示的な活性領域を表す線図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施形態に従う頭部計測撮影を実行するための方法において提供される撮影素子の例示的な活性領域を表す線図である。
【図４】ヒトの頭骨の上に重ねられた、本発明の第１の実施形態に従う撮影素子によって生成されたボクセルの説明図である。
【図５】狭い長方形センサによる同じ技術によって生成されたボクセルと比較した、本発明の第１の実施形態に従う撮影素子によって生成されたボクセルの説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に従う、撮影素子のための照準器の説明図である。
【図７】図１Ａに表す撮影システムの構台についての例示的な構成である。
【図８】本発明の一実施形態に従う、頭部計測撮影を実行するための例示的な方法を表すフローチャートである。
【図９】ヒトの頭骨のゼロ矢状面でのスライスから抽出された、焦点が合った特徴の例である。
【図１０】ヒトの頭骨との左側部分に属する全てのスライスから抽出された、焦点が合った特徴の重ね合せの例である。
【図１１】頭部計測画像を作成するための方法で実行される暴露プロファイルの代替実施形態である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
図１Ａは、本発明の第１の実施形態に従う口腔外歯科撮影システム１００の一般構成を示す。撮影システム１００は、センサ１０１と、Ｘ線源１０２と、を備える。センサ１０１及びＸ線源１０２は、この実施形態では、水平取付け台１０４に締着されている構台１０３に取り付けられている。
【００５８】
水平取付け台１０４は、撮影システムの高さを設定するのを可能にする、下記では開示されない従来の伸縮可能手段を備えてもよい鉛直柱１０５に固定されている。
【００５９】
撮影システムは、また、患者保持器１０６を備え、この患者保持器は、撮像処理中、Ｘ線源１０２とセンサ１０１との間の、構台１０３下に画定されて固定された位置に患者の頭部を維持する。
【００６０】
患者保持器１０６は、先行技術において暴露中に患者の頭部を維持するために頭部計測撮像アームに使用される患者保持器と同様であってもよい。
【００６１】
代替実施形態として、図１Ｂに示すように、患者保持器１０６は、２つの耳ロッド１０９を患者の耳道２０１に挿入されるように支持する２つの耳ロッド保持器１０８から構成されてもよい。２つの耳ロッド保持器は、両側で対称的にスライド可能であることにより、患者の頭部２００の幅に調節される。
【００６２】
鼻当て１１０が、患者の鼻２０２の鼻梁（鼻根点）に正確に配置されるように水平及び垂直方向に調節可能である。患者の耳道２０１に挿入された耳ロッド１０９は、２つの耳ロッド１０９を通過する軸の周りでの頭部の回転を除いて、患者頭部の任意の可能な移動を阻止する。
【００６３】
したがって、鼻当て１１０は、かかる動きを防止することにより、この最後に残った自由度での患者の動きを拘束する。取付け台１０７は、耳ロッド保持器１０８及び鼻当て１１０を支持し、そして、構台１０３を通して撮像素子の取付け台１０４に嵌合されてもよい。
【００６４】
代替実施形態では、患者保持器１０６は、アーム（鉛直柱１０５上に表されていない）によって固定されてもよく、このことは、特定の状況において、撮影システムの構成及び動作においてより多くの自由度を可能にすることになる。
【００６５】
Ｘ線源１０２は、撮影されるべき対象を照射するように適合されており、そして、この実施形態では、頭部計測画像を作成するためにヒトの頭骨の少なくとも一部分を照射するように適合されている。
【００６６】
センサ１０１は、撮影されるべき対象の暴露中に、複数のフレームを生成するのに適した撮影素子を形成する。
【００６７】
一実施形態では、Ｘ線センサ１０１は、電荷結合素子（ＣＣＤ）、ＣＭＯＳセンサ、又はＴＦＴセンサであることが構想されるが、その理由は、かかる素子が最小の調節によってコンピュータ化された撮影システムに容易に統合され得るからである。
【００６８】
構台１０３は、暴露プロファイルに沿ってセンサ１０１及びＸ線源１０２を変位させるためのマニピュレータを形成する。
【００６９】
したがって、マニピュレータ又は構台１０３は、選択的な並進及び選択的な回転によってＸ線源１０２及びセンサ１０１の動きを可能にする。
【００７０】
図１Ｃは、当該技術分野で公知のＣｏｎｅ−Ｂｅａｍ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（ＣＢＣＴ）技術の結果と比較して、本発明の結果を示す。グリッド１５０が、本発明の方法の結果を示すものであり、一方、グリッド１６０が、ＣＢＣＴ方法の結果を示すものである。具体的には、「ブロック」１５１のそれぞれのｘ−ｙ平面の面積は、ブロック１６１と比較して非常に小さく、このことは、本発明に従う方法の面内分解能が、ＣＢＣＴ方法のそれと比較して非常に高いことを意味することがわかる。
【００７１】
一方、深度分解能は、（グリッド１６０に対するグリッド１５０の高さの増加で分かるように）それと同程度には微細ではない。しかし、頭部計測目的に対して、本発明の方法の深度分解能は、それでもなお許容可能であり、そして、Ｘ線線量は、ＣＢＣＴと比較して非常に低いままである。
【００７２】
ここで図２を参照すると、撮影システム１００の暴露プロファイルが、より詳細に示されている。
【００７３】
暴露プロファイルは、例えば、ヒトの頭骨の一部分の頭部計測画像を作成するときに実行される。
【００７４】
患者２００の暴露中に、Ｘ線センサ１０１は、複数のフレームを生成するのに適している。
【００７５】
口腔外歯科撮影システムにおいて公知であるように、それは、撮影素子によって生成されたフレームを登録するためのメモリを備える。
【００７６】
この実施形態では、撮影システムは、患者の頭骨の暴露中にＸ線センサ１０１によって生成された複数のフレームを登録するためのメモリを備える。
【００７７】
撮影システム１００が最初に患者２００の周りに配置されることにより、センサ１０１及びＸ線源１０２は、初期位置Ａに配設される。Ｘ線センサ１０１及びＸ線源１０２の初期位置Ａは、それらの間に引かれた線がちょうど患者２００の顔の前方にあるような位置である。
【００７８】
図２に示すように、Ｘ線センサ１０１及びＸ線源１０２は、患者２００を通り越して掃引され、より具体的には、Ｘ線センサ１０１及びＸ線源１０２が、上記の初期位置Ａ、最終位置Ｃ、及び初期位置Ａと最終位置Ｃとの間の中間位置Ｂに示されている。
【００７９】
この変位の効果は、Ｘ線センサ１０１及びＸ線源１０２が、角度θにわたって回転させられ、その一方で、同時に初期位置Ａから終結位置ＣまでＸ軸に沿って並進するという２つの面を有する。
【００８０】
したがって、Ｘ線源１０２とＸ線センサ１０１とは、図２に示すように、暴露プロファイルに沿って同期して変位させられる。暴露プロファイルは、初期位置Ａと終結位置Ｃとの間に少なくとも１つのほぼ直線の区間を含む。
【００８１】
図２に示すように、Ｘ線源１０２とＸ線センサ１０１とは、同じ方向に回転しながら並進させられる。センサ１０１及びＸ線源１０２の回転運動の角度範囲θは、少なくとも１５°に等しく、好ましくは、３０°に等しい。
【００８２】
このように、センサ１０１及びＸ線源１０２の限定された回転の効用により、患者のプロファイルは、ほとんど垂直な入射角で照射されて撮影され、したがって、Ｘ線源１０２及びＸ線センサ１０１の軌跡の曲率は、説明目的のためにここでは誇張されている。構台の軌跡は、構台の回転がそれの並進に対して最小であるので、ほぼ直線の経路であると概して考えられてもよい。
【００８３】
図２に見られるように、患者がセンサ１０１の近くに配置されることにより、センサ１０１と患者２００との間の距離は、患者２００とＸ線源１０２との間の距離よりも短い。これにより、画像の歪みは、Ｘ線源１０２によって放出されたＸ線ビームの円錐体形状に基づいて制限される。
【００８４】
Ｘ線源１０２の軌跡の曲りは、患者２００に向かう方に向けられ、そして、センサ１０１の軌跡の曲りは、患者から離れる方に向けられる。したがって、Ｘ線源１０２からセンサ１０１の向こう側にある瞬間回転中心が存在する。図２に示すように、瞬間回転中心がセンサ１０１の側にある場合、患者２００がセンサ１０１の近くにあるとき、患者と瞬間回転中心との間の距離が最小化され、結果としてより高い深度分解能をもたらす。
【００８５】
任意の体素（ボクセル）位置に対して、その位置を通過する全ての放射線の平均方向が、真の２Ｄ頭部計測画像の放射線方向と可能な限り一致すること、すなわち、それが上記の長い「セフアーム」の端部に置かれたセンサを有する装置によって生成されることが理想的である。このことは、次に、トモシンセシスぼけ関数が最小の倍率及び歪みアーティファクトを有するようになることを意味する。
【００８６】
システムのこの平面図は、Ｚ方向のＸ線の経路を示していない。ＣＢＣＴＸ線の平均放射線方向は、Ｚ成分を有し、その大きさは主要平面からの距離によって増加する。このことは、（限定されたトモシンセシス深度分解能と関連する）ぼけが、真の２次元頭部計測放射線の放射線方向以外の方向での解剖学的特徴を「不鮮明にする」ことになる。放射線がその平面からより遠く、そして患者の頭頸部により近い解剖学的組織を通過するので、この不鮮明の方向は、真の（及び所望の）２Ｄ頭部計測放射線方向とより接近して整列することにはならならない。非常に正確な（すなわち、微細な）深度分解能がなければ、これは、非常に薄い焦点トラフの外側のデータについてのシミュレートされた頭部計測再投影でのぼけに繋がることなる。
【００８７】
ＣＢＣＴプロセスにおいて、この深度分解能は、ＣＢＣＴ投影からそれぞれのボクセルを通る複数のＸ線ビーム経路によって捕捉された情報から作成される。センサ１０１が、頭部全体又はほとんど頭部全体がそれぞれの投影に捕捉される程非常に大きい場合、使用される投影の順序及び捕捉形状について多くの融通性が許容されるであろう。装置１００の中型センサ１０１は、捕捉形状を制限するが、その理由は、解剖学的組織の小区間がそれぞれの投影によって捕捉されて、次に、頭部全体の画像を一緒に「スティッチングする」ための画像処理方法によって結合されなければならないからである。
【００８８】
しかし、本発明では、走査中の回転がセンサ１０１を傾けることにより、センサは１つの平面内に含まれない。回転中心２０３（ここでは、構台１０３の３つの位置Ａ、Ｂ及びＣに対応するように２０３Ａ、２０３Ｂ及び２０３Ｃと番号付けされている）は、（患者２００の矢状面に沿って）Ｘ成分によって動かされる。図２に示すような頭部計測走査の場合、回転中心２０３は、Ｘ方向（すなわち矢状方向）に動くことに加えて、Ｚ方向（すなわち冠状方向）にも非常により小さい量だけ動く。更に、回転中心２０３は、患者の頭部２００より上に、そしてＸ線源１０２の同じ側に（図２では、左側に）配置される。
【００８９】
図２に示す通常の「凸形」走査経路は、これらの要件の全てを均衡させる。正確な走査経路は、勿論、回転中心の動きについてのなんらかの制約、センサ１０１のサイズ、並びに患者の解剖学的組織によってシステムに設定されるサイズ要件及び制約等のシステム構成要素及び撮影要件に依存することになる。
【００９０】
より正確には、センサ１０１とＸ線源１０２とは、冠状方向２０８にほぼ平行な、したがって正中矢状面２０６に垂直な方向に従って、互いの前方が整列させられる。
【００９１】
更に、ほぼ直線の区間の長さは、７０と２５０ｍｍとの間で構成される。通常、その長さは、患者の頭骨の全体プロファイルを掃引するのに十分である。構台１０３の並進速度は、一般的に毎秒約４センチメートルである。
【００９２】
勿論、暴露プロファイルは、画像処理の精度又は分解能になんら実質的な影響を与えることなく、図２に示す方向と反対の方向で実行されてもよいことが理解されるであろう。
【００９３】
したがって、正中矢状方向を通るほとんど直線の暴露プロファイルは、患者２００の頭骨の側面頭部Ｘ線像を提供し得る。
【００９４】
勿論、図２に表す暴露プロファイルは一例であって、冠状方向を通るほぼ直線の暴露プロファイルは、前頭側の頭部Ｘ線像を提供し得、そして、矢状方向との比較で角度の付いた平面を通るほぼ直線の暴露プロファイルは、傾斜した頭部Ｘ線像を提供し得るという単なる例にすぎない。
【００９５】
ここで、図３Ａ及び３Ｂについて論じる。図３Ａ及び３Ｂは、装置のセンサの表面の活性部分についての可能な構成を表すいくつかの活性面３０１〜３２４を開示し、活性領域の幅は、活性領域の高さに沿って変化している。
【００９６】
活性面３０１〜３０４は、Ｙ方向（すなわち高さ）に沿って２つの部分を備え、それらは、それぞれ走査方向Ｘに沿って異なる幅を有し、面３０１〜３１２に着目すれば、それらの部分の配列及び相対寸法は、本発明の範囲から逸脱することなくかなり変化してもよいことが明らかである。
【００９７】
例えば、活性面３０１及び３０２では、２つの部分の高さは同じであり、一方、活性面３０３及び３０４では、狭い部分は、広い部分よりもかなり大きい高さのものである。
【００９８】
また、活性面３０２及び３０４では、面は、それの高さ寸法が対称であるように構成されるが、一方、活性面３０１及び３０３は、非対称である。
【００９９】
例として、活性面３０１〜３１２の高さは、１２０ｍｍと２８０ｍｍの間にある。
【０１００】
狭い部分の幅は、２ｍｍと５０ｍｍの間にあり、そして、広い部分の幅は、５０と１４０ｍｍの間にある。
【０１０１】
活性面の幅は、画像の対応する部分の深度分解能を表すことになり、したがって、解剖学的組織が広い領域に入射されるＸ線によって走査される場合、解剖学的組織の部分は、高度な深度分解能によって描かれることになり、その逆も同じである。したがって、活性面３０１〜３０４では、幅が大きい、面の下側部分が、より大きい深度分解能が望まれる頭骨の部分（例えば、歯、顎、及び顎先領域）を走査するように配置される。頭骨の残りは、面のより狭い上側部分に入射するＸ線によって走査され、それにより、高い深度分解能が必要でない領域（例えば、頭蓋）でのＸ線線量を最小にする。
【０１０２】
このように、走査は、最大深度分解能が診断等の目的に対して必要である患者の解剖学的組織の特徴に最大深度分解能を与えるように、そのような特徴を面の広い部分と整列させることによって適合され、その一方で、他の場所では面の狭い部分を使用することによってＸ線線量全体を最小化させる。
【０１０３】
活性面３０５〜３０８は、更なる可能な変形を示す。これらの活性面３０５〜３０８のそれぞれにおいて、狭い上側部分と、広い中央部分と、狭い下側部分との３つの部分が存在する。活性面３０１〜３０４の原理は、１つの工程を更に必要とする。
【０１０４】
活性面３０５〜３０８が狭い上側及び下側部分は、それぞれ、頭骨及び顎先／首の上側部分を撮影するように配置され、一方、中央部分は、患者の顎及び歯と整列させられ、それにより、高い線量によってそれらを照射するが、高い深度分解能を達成する。
【０１０５】
活性面３０１及び３０３と同様に、活性面３０５及び３０７は、Ｙ方向に関して非対称であり、一方、面３０６及び３０８は、対称であることが留意されるであろう。必要に応じて、例えば活性面３１１の場合のように、それらの部分の縁は、共通の縁に整列させられてもよい。
【０１０６】
活性面３０５〜３０８のそれぞれにおいて、上側部分が下側部分と同じ幅のものであることにより、同じ深度分解能を実現することが留意されるであろう。活性面３０９〜３１２によって示されるこの必要性が、必ずしも妥当であるわけではない。活性面３０９〜３１２において、下側部分は、上側部分よりも広いが、それでも中央部分よりも狭い。その結果、下側部分によって走査される解剖学的組織の部分（例えば、顎先及び椎骨）は、上側部分によって走査される部分（例えば頭蓋）よりも高い深度分解能を有することになり、そして、中央部分によって走査される解剖学的組織の部分（例えば歯）は、それでもより高い深度分解能を有することになる。他の活性面と同様に、活性面３０９及び３１１は、非対称であり、一方、活性面３１０及び３１２は、Ｙ方向に関して対称である。
【０１０７】
図３Ｂはこのテーマを続けるが、直線形状から構成された図３Ａの活性面３０１〜３１２とは異なり、図３Ｂに示す活性面３１３〜３２４は、三角形又は台形の形状から形成されている。これらの三角形又は台形の形状は、活性面３０１〜３１２を形成する直線部分がそれらの幅によって画定されるのと同様に、それらの平均幅によって画定されてもよい。
【０１０８】
実際、活性面の部分の配置及びそこに達成される深度分解能に関して、活性面３１３〜３２４は、それぞれ活性面３０１〜３１２に対応することが当業者にはかなり明らかであろう。例えば、活性面３２２は、活性面３１０とちょうど同様に、狭い上側部分と、広い中央部分と、中央部分よりも狭いが上側部分よりも広い下側部分と、を備える。Ｙ方向に関して対称であるか、又はそうでないかは、図３Ａの面と図３Ｂの面との間で対応している。
【０１０９】
このように、活性面を複数の部分として考えることによって、そして、撮影されるべき対応する解剖学的特徴での必要深度分解能に基づいてそれらの部分の幅を調節することによって、患者へのＸ線の線量が最小化されるが、それでも画像のそれぞれの部分において十分な深度分解能を維持している。
【０１１０】
これについての効果は、図４及び５に更に示される。図４において、頭骨４００は、ボクセル４０２、４０４、及び４０６の群によって重ねられて示されている。ボクセル４０２、４０４、４０６のサイズは、頭骨４００のその部分に実現された深度分解能を表し、冠状方向のボクセルが狭い程、走査方向のセンサ面の対応する部分がより広くなる。
【０１１１】
ボクセル４０２、４０４、４０６は、それぞれ図３Ａに示す活性面３１２等のセンサ面の一部分に対応する。活性面３１２の上側部分が狭いので、頭蓋に向けられたボクセル４０２は、非常に大きい。このことは、患者の解剖学的組織のうちのこの部分における比較的低い深度分解能を反映している。逆に言えば、活性面３１２の中央部分は、ボクセル４０４を生成し、これらのボクセルは狭く、したがって頭骨４００のこの部分での高い深度分解能を示している。活性面３１２の下側部分は、ボクセル４０６を生成し、下側部分が、面３１６の上側部分の幅と中央部分の幅の間の幅を有するので、ボクセル４０６は、ボクセル４０２の冠状方向の幅とボクセル４０４のそれの間の冠状方向の幅を有する。
【０１１２】
図５は、ボクセル５００及び５０２によって示すように、当該技術分野で公知であるようなＣＢＣＴ技術の走査に対する深度分解能の差を更に示す。
【０１１３】
ボクセル５００は、本発明の撮影技術によって生成される深度分解能を表すものである。Ｚ方向のボクセルサイズが、深度分解能を示し、ボクセルがＺ方向に大きい程、深度分解能はより低い。
【０１１４】
ボクセル５００において、まさに明らかに、ボクセルサイズが、図４に関して説明したのと同様に、Ｙ軸に沿って変化している。ボクセルの凹形曲線は、活性面３０６等のセンサ面に対応し、活性面３０６の上側及び下側部分は、狭い幅を有し、したがって低い深度分解能を有し、一方、中央部分は、広い幅を有し、したがって高い深度分解能を有する。
【０１１５】
逆に、ボクセル５０２は、ボクセル５００と比較すると、一様に低い深度分解能を示す。
【０１１６】
図６は、走査素子ための照準器６００を示す。照準器６００は、オリフィス６０４の周りに配設された４つのブレード６０２Ａ〜６０２Ｄを備え、このオリフィスを通してＸ線が患者に投影される。ブレード６０２Ａ〜６０２Ｄのそれぞれは、軸６０８Ａ〜６０８Ｄに沿って対応するモータ６０６Ａ〜６０６Ｄによって可動である。このように、開口６０４のサイズ及び形状は、走査中にＸ線が入射される活性面のサイズ及び形状に基づいて調節されてもよい。
【０１１７】
このように、源によって放出されたＸ線エネルギのうちの皆無かそれに近いものしか周囲環境に漏れないことが保証され得るので、Ｘ線漏れは最小化される。
【０１１８】
図３Ａに表され、上記で論じられた活性面（すなわちセンサの被照射部分）３０１〜３１２は、Ｘ線ビームの経路内に２つの連続した照準器を配設することによって適切に照射されてもよい。かかる実施形態において、第１の（上流側の）照準器の開口は、長方形断面を有するようにビームを形成する。
【０１１９】
しかし、単一の照準器によって実現され得る活性面領域の形状は、限定される。より具体的には、照準器は、活性面全体が照射される限り、Ｘ線ビームだけによって照射されるセンサの領域を低減し得る。
【０１２０】
したがって、活性面が規則的な四辺形（例えば図３Ａの活性面領域３０６）でない場合、単一の照準器によって形成されたＸ線ビームは、所望の活性面３０６を照射することになるが、照射が望まれない、それに隣接するセンサの部分をも照射することになる。
【０１２１】
第２の（下流側の）照準器の使用は、それのブレードがセンサの表面領域のうちの非活性部分に対応する第１の照準器によって渡されるＸ線ビームの部分を被覆するように配置されるので、これを改善する。このように、Ｘ線ビームの形状が微細に制御されることにより、センサの活性面領域だけを照射し、それ以上を照射しない。
【０１２２】
更に、第２の照準器が、そのブレードが第１の照準器と異なる態様で動くように構成されることにより、より大きい範囲の可能なビーム形状、したがって活性面を提供する。
【０１２３】
したがって、活性面３０６の例では、第２の（下流側の）照準器の４つのブレードが、第１の（上流側の）照準器を通過させられた長方形のＸ線ビームの「隅角部」を遮断することにより、Ｘ線ビームを活性面３０６の「ｔ」形状に形成する。
【０１２４】
使用される照準器ブレードの数、及びそれらのそれぞれがＸ線ビームを遮断する程度は、使用される活性面領域に基づいて変化してもよい。例えば、活性面３１１のためのＸ線ビームは、第２の照準器の２つのブレードをＸ線ビームの中へと動かすことによって、すなわち、第１のブレードをＸ線ビームと衝突する右上から比較的大きく、そして、Ｘ線ビームを遮断する右下から第２のブレードを比較的小さく動かすことによって形成されてもよい。そして、活性面３０１については、第２の照準器の単一のブレードだけが必要であって、右上隅角部からＸ線ビームを遮断する。
【０１２５】
可変ブレード照準器は、したがって、非常に有利であって、その理由は、それらが、利用される活性面領域のサイズ及び形状の両方に基づいて、そして、その延長線上で考えると、撮影されるべき患者の解剖学的組織、特に、子供と大人との間で大きく異なる頭骨のサイズに基づいて、Ｘ線ビームを形成するように使用され得るからである。
【０１２６】
照準器６００において、ブレード６０２Ａ〜６０２Ｄが互いに直交方向に動くけれども、照準器は、必ずしもかかる動きに制限されないことに留意することも重要である。実際、ブレードの回転運動が、例えば、図３Ｂに示す面のうちの１つ等の面が使用される場合に、想定されてもよい。更に、４つのブレードが必ずしも必要であるわけではなく、実際、特定の実施形態にふさわしいように、任意の数のものが使用されてもよい。
【０１２７】
例えば、活性領域が特に複雑である（図３Ｂに示す活性面３１３〜３２４等の）場合、固定開口板の下流側の単一の照準器の結合を使用することが好ましいことがある。この開口板は、固定されているので、可動ブレード照準器によって実用的であり得る形状よりも複雑な形状によって構成されてもよい。上記のような照準器と共にかかる開口を使用することによって、より込み入った活性領域ためのＸ線ビームを形成することが可能である。
【０１２８】
図７は、構台１０３についての例示的な構成を示し、この構台は、上記で説明した暴露プロファイルに沿ってＸ線センサ１０１とＸ線源１０２とを変位させるように適合されている。
【０１２９】
構台１０３は、中央回転軸２０３の周りを回転するだけでなく、方向Ｔに沿って側方に並進するように構成されている。この実施形態では、構台１０３は、並進及び回転手段によって水平取付け台１０４に取り付けられることにより、並進すること、及び患者２００の周りを回転することができる。例えば、図２に表すような暴露プロファイルを実行するために、構台１０３は、Ｘ線源１０２とセンサ１０１とを同期して動かすように構成された並進機構を備える。一実施形態では、並進機構は、プロファイル暴露の長さに沿って水平取付け台１０４に対して構台１０３を並進させるように適合されている。
【０１３０】
例えば、側面頭部Ｘ線像を得るために、構台１０３は、矢状方向に平行な方向Ｔに従って、Ｘ線源１０２及びセンサ１０１と共に並進させられる。
【０１３１】
この回転は、図２に示すような掃引角度θに対応する範囲を有する。
【０１３２】
更に、構台１０３の回転中心２０３は、Ｘ方向（すなわち矢状方向）に動くだけでなく、Ｚ方向（すなわち冠状方向）にもわずかに動くことが図２からわかる。このことは、２０３Ａから２０３Ｂまで、そして２０３Ｂから２０３Ｃまでの回転中心２０３の軌跡を考慮すれば、全く明らかである。いずれの場合も、構台１０３の回転中心２０３は、患者の頭部の上方に、そして、Ｘ線源１０２と同じ側に（ここでは左側に）配置される。
【０１３３】
特定の暴露プロファイルを取得するために、Ｘ線センサ１０１及びＸ線源１０２の回転、並びに構台１０３の並進が、例えば制御手段によって、同期して調節される。
【０１３４】
構台１０３、並びにＸ線センサ１０１及びＸ線源１０２の変位を制御するために使用される、口腔外歯科撮影システムでの制御手段が、公知であり、それで、より詳細に説明されない。
【０１３５】
このようにして、患者２００に対する、Ｘ線源１０２とＸ線センサ１０１との間を通過するＸ線ビームの入射についての多くの制御が達成される。より具体的には、Ｘ線ビームが患者２００の横断面を通って掃引するとき、Ｘ線源１０２によって放出されたＸ線ビームが患者に入射する地点だけでなく、（図２に示す）正中矢状面２０６及び／又は冠状面２０８に対するビームの角度が、容易に制御されてもよい。
【０１３６】
理想的には、掃引角度θは１５°と３０°の間にあり、その理由は、かかる角度が患者のＸ線線量と画質との間の良好な均衡を示すからである。しかし、身体の別の領域の撮影等の別の用途では、より広いかより狭い異なる掃引角度θが、等しく想定される場合があろう。
【０１３７】
走査中のフレームレートは、毎秒１５と５０フレームの間、最も好ましくは毎秒１５と３０フレームの間で構成される。
【０１３８】
高い捕捉フレームレートは、通常、大きい深度分解能に対して好ましいけれども、センサ１０１が大きい活性領域を有し、微細な深度分解能を実現するので、このことは、生成された未処理画像データの量を低減するために当該技術で使用され得るものよりも低いフレームレートを使用することを可能にして画像処理計算負荷を最小化し、それでも再構成された画像の良好な深度分解能を維持している。
【０１３９】
更に、回転軸２０３の周りの構台１０３の回転は、患者の位置を乱すことなく、両側の撮影を可能にする、すなわち、構台１０３は、１８０°にわたって回転してＸ線センサ１０１及びＸ線源１０２を再配置することにより反対側から患者２００を走査する。更に、構台１０３の回転中心２０３は、Ｚ方向に変位させられて、回転中心２０３を患者の頭部２００の反対側に配置し、そして、患者の頭部２００は、センサ１０１の近くに残る（図２を参照）。
【０１４０】
このことは、重なった解剖学的組織の図を有する単一の画像ではなく、むしろ、２つの別個の両側の画像を生成するので、当該技術分野で現在公知の頭部描写技術を上回るかなりの利点を示す。
【０１４１】
更に、このことは、当該技術分野で公知の頭部描写技術と比べて同じか又は少し多いＸ線線量によって、そして、Ｃｏｎｅ  Ｂｅａｍ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（ＣＢＣＴ）等の、多くの異なる角度から患者を照射する標準的な断層撮影技術と比べて大きく低減された線量によって達成される。
【０１４２】
２つの角度上の両端で投影を捕捉することによって、患者の左右の側についての別個の画像が取得されてもよく、すなわち、２つの半分の頭部計測画像が、重なることなく、従来の２Ｄ頭部Ｘ線像のＸ線線量のたった２倍で作成される。
【０１４３】
ここで図８を参照して、本発明の実施形態に従う方法を実装するアルゴリズムが、更に詳細に論じられる。
【０１４４】
方法は、Ｘ線源１０２とＸ線センサ１０１との間に患者２００を配置するための工程Ｓ１を含む。このことは、理想的には、図１Ａ及び１Ｂに示す患者保持器１０６のようなヘッドレスト又はブレースの使用によって達成されて、走査の間に抽出されたデータがそれに基づいて画像に構成され得る適切な基準点を作成する。
【０１４５】
セットする工程Ｓ２が実行されて、Ｘ線センサ１０１の活性領域３００をセットする。先行技術で公知であるように、照準器がＸ線源１０２の前方で使用されて、Ｘ線ビームをＸ線センサ１０１の活性領域３００に適合させる。
【０１４６】
前述し、図３Ａ及び３Ｂに示すように、この活性領域は、活性領域の高さに沿って変化する幅を有するように決定される。
【０１４７】
一旦患者が配置されると、Ｘ線源を活性化させるための活性化工程Ｓ３があり、次いで、患者全体にわたってＸ線ビームを掃引するための変位工程Ｓ４が存在する。変位工程Ｓ４は、Ｘ線源１０２とＸ線センサ１０１とを同期して並進及び回転の両方をさせ、それにより、図２に表すように、患者全体にわたってビームを掃引する。
【０１４８】
頭骨の暴露中にＸ線センサ１０１によって生成される複数のフレームは、登録工程Ｓ５の間に登録される。
【０１４９】
任意選択で検査Ｓ６が実行されて、反対側の走査が必要か否かを決定する。
【０１５０】
肯定の場合、Ｘ線源１０２及びＸ線センサ１０１を再配置するための工程Ｓ７が実行され、そのとき、Ｘ線源１０２及びセンサ１０１は、患者２００の周りを１８０°にわたって回転させられ、そして、回転中心２０３がＺ方向に変位させられる。このように、患者２００の第２の走査のために、活性化工程Ｓ３、変位工程Ｓ４、及び登録工程Ｓ５が達成され、これらの工程は、工程Ｓ３〜Ｓ５に関して上記したのと実質的に同じ態様で実行される。
【０１５１】
したがって、この実施形態では、暴露プロファイルは、患者２００の周りの２つの角度上の両端において、２つの別個のほぼ直線の区間を含む。
【０１５２】
一旦、１つ又は複数の走査が完了すると、方法は、Ｘ線センサ１０１によって収集されたデータを使用可能な画像に再構成して、患者の解剖学的組織の３次元容積測定データに再構成する。
【０１５３】
このために、方法は、暴露の少なくとも一部分の間に生成された複数のフレームを計算する工程Ｓ８を含む。この計算工程Ｓ８は、シフト及び加算処理を適用して、一連の「スライス」として画像を再構成することを含み、それぞれのスライスは、患者の解剖学的組織を記述する容積測定データの小規模部分を含む。
【０１５４】
トモシンセシスとは別に、他の３Ｄ再構成技術も使用されてもよい。容積測定データを取得するためのＳＡＲＴ（Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  Ａｌｇｅｂｒａｉｃ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）若しくはＳＩＲＴ（Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）等の反復再構成アルゴリズム、又はＦｉｌｔｅｒｅｄ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎのような技術の使用は、非常に低いＸ線線量によってアーティファクトのない容積を取得する可能性を開く。Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｅｐｈａｌｏｍｅｔｒｉｃ  Ｔｏｍｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓは、従来の２Ｄ頭部Ｘ線像の線量の１倍と２倍の間の線量によって実行されてもよい。
【０１５５】
通常、単一の平面又は完全な容積は、Ｓｈｉｆｔ  ＆  Ａｄｄ、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ、又はＩｔｅｒａｔｉｖｅ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓを使用して再構成されてもよい。
【０１５６】
Ｓｈｉｆｔ  ＆  Ａｄｄアルゴリズムは、捕捉軌跡、及び所望の解剖学的組織に基づいて所望の平面又は平面の組を再構成する最速の方法である。Ｓｈｉｆｔ  ＆  Ａｄｄアルゴリズムは、再構成画像にぼけ除去又は強化フィルタの適用を必要とするが、これは計算資源に関して全体として経済的である。
【０１５７】
Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ技術は、完全３Ｄ容積を取得する可能性が付加されていることを除いて、Ｓｈｉｆｔ  ＆  Ａｄｄと類似の手法である。この容積から、特定の所望の平面に沿った視野が、次に抽出されてもよい。
【０１５８】
反復手法（例えばＳＩＲＴ  ＆  ＳＡＲＴ）は、対象に関するいくつかの先験情報、具体的には、選択された頭側測定値及び／又は空間内の頭骨の限界等の解剖学的先験情報を使用する。これらのような先験情報の使用は、制限角度問題を補償するのを助けてもよいだけでなく、必要なＸ線線量を低減するのを助けてもよい。しかし、反復再構成方法は、通常、他の方法よりも遅い。
【０１５９】
再構成されたスライスは、撮影された頭骨のいくつかの深度にそれぞれ属する焦点が合った撮影データを含む。
【０１６０】
一方、それぞれのスライスは、いくつかの頭部計測特徴の抽出のために使用されてもよい。図９に表すように、ヒトの頭骨の正中矢状面上のスライスから抽出された焦点が合った特徴が、取得されてもよい。
【０１６１】
更に、様々な深度にわたって抽出された特徴が統合されて、頭部計測画像を提供してもよい。
【０１６２】
図１０に表すように、ヒトの頭骨の左側部分に属する全てのスライスから抽出された焦点が合った特徴のうちの少なくともいくつかの重ね合せは、患者の左側についての半分の頭部計測画像を提供する。
【０１６３】
かかる再構成は、当該技術分野で公知の方法と違って、再構成が、画像が鮮明で歪められない狭い焦点トラフに限定されず、むしろ患者の解剖学的組織のそれぞれの態様が、その態様が最も高い忠実度及び分解能によって表示されるスライスによって表されるので特に有利である。かかる方法は、同時にＸ線線量を最小にしながら、最終的に患者の解剖学的組織の正確な３次元モデルを生成することになる。
【０１６４】
これの結果、大量の別のより通常の画像が、３Ｄ容積測定データを再構成するための工程Ｓ８において生成されたモデルに基づいて、簡易なデータ処理方法によってシミュレートされてもよい。
【０１６５】
例えば、分離又は重複した、シミュレートされた左右の２Ｄ側面画像は、円錐体ビーム又は平行幾何形状投影等の既知の描画技術による「セフアーム」を備えた撮影システムによって生成されるとき、再帰投影するための工程Ｓ９に３Ｄモデルを通すこと、すなわち標準的な頭部Ｘ線像をシミュレートすることによって構成されてもよい。
【０１６６】
かかる再帰投影は、１．５ｍと４ｍの間のシミュレートされる再帰投影距離を生成するように較正されることにより、現在の撮影システムによって生成された画像を最良にシミュレートする場合があるけれども、別の投影距離がまた別の用途では有利な場合があり、そして、本発明の方法が容易にそのように適合される場合があることが理解されるであろう。無限の投影距離は、平行ビーム投影に対応するので、特に有利である。
【０１６７】
合成された２Ｄ頭部Ｘ線像は、Ｘ線源の位置に対して１．５０ｍ以上の頭部計測アームに置かれたＸ線センサによって取得されるので、標準的な頭部Ｘ線像のように見える。
【０１６８】
下顎骨及び歯列のパノラマ画像を生成することが、また想定されて、別の適切な描画方法を使用して同様の態様で実行されてもよい。
【０１６９】
これらの抽出されたシミュレート画像は、それら自身が重要な診断及び治療用途を有する場合がある。
【０１７０】
例えば、抽出工程Ｓ１０で、３Ｄモデル及び／又は２Ｄ画像から関連した頭部計測特徴を抽出すること、並びに２Ｄ側面画像においてそれらを識別することによって、頭部計測トレースが、自動頭部計測トレース工程Ｓ１１において生成されてもよい。かかる頭部計測トレースは、価値ある診断及び治療データをもたらし、そして、現在使用される石膏造型方法よりも生成が非常に簡単で迅速である。
【０１７１】
図１１は、本発明の可能な変形を示す。図１１において、患者８０４を撮影するのに使用されるセンサ８０２を備える走査装置８００が示されている。
【０１７２】
センサ８０２は、それの高さに沿って幅を変化させる様々な領域を有する点で、上記説明に従って構成されている。説明のために、この実施形態では、センサ８０２は、形状が図３Ａの面３０２と実質的に同様である活性面を有していると考えられるべきである。しかし、別の形状の活性面を有するセンサもまた想定されてもよい。
【０１７３】
かかるセンサを用いて、上記の本発明の別の実施形態におけるように、中央に位置するＸ線源８０６によること等で、ワンパスで患者の頭部８０４の全体を走査することが可能である。
【０１７４】
しかし、本実施形態では、異なる手法が使用される。この場合、Ｘ線源８０８は、第１の上側位置に配設されて、その位置から、Ｘ線のビーム８１０によって患者の頭骨８０４の上側部分を照射する。このビーム８１０は、単に又は少なくとも主にセンサ８０２の上側部分を照明し、これは、患者の頭蓋を十分に撮影するのに必要なより低い程度の深度分解能の結果として、走査方向に減少した幅を有する。
【０１７５】
一旦これが遂行されると、Ｘ線源８０８は、下側位置へと動かされ、そこで走査が反復される。しかし、ここでは、Ｘ線ビームは、頭骨の下側部分を照射する。
【０１７６】
その結果、患者８０４を通過するＸ線は、単に又は少なくとも主にセンサ８０２の下側部分を照明し、これは、上側部分よりも走査方向により広く、したがって、より高い深度分解能を有する。このように、下顎骨、歯列、他のかかる複雑な構造を含む頭骨の下側部分が、高い分解能で撮影される。
【０１７７】
走査工程は、任意選択で、患者の頭部８０４の反対側から反復されてもよい。また、図１１に示す、上側位置と下側位置との間の１つ又は複数の中間位置に配設されたＸ線源８０８によって走査が実行されてもよく、それぞれの中間位置は、おそらくセンサ８０２の活性領域のうちの１つの領域又は複数の領域に対応する。
【０１７８】
かかる方法は、患者８０４によって受け取られるＸ線線量についてのより細かな制御を可能にする、具体的には、Ｘ線ビーム８１０が、患者の解剖学的組織のどの部分が走査されるか、及びセンサ８０２の活性面のどの部分が照明されるかに基づいて多少強くてもよい場合があるので、特に有利である。次に、このことは、本発明の別の実施形態よりもわずかに大きいが、それでもなお当該技術分野で公知の技術と比べてかなり低減されたＸ線線量と共に、画質の更なる改良をもたらす。
【０１７９】
いずれの場合も、結果として生じる画像は、スティッチング又は別のかかる画像処理技術によって結合されることにより、患者８０４についての仕上った３次元走査を作成する。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【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】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年12月17日(2018.12.17)
【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】
口腔外歯科撮影システムにおいてヒトの頭骨の少なくとも一部分の頭部計測画像を作成するための方法であって、
前記システムは、
撮影されるべき対象（２００）を照射するためのＸ線源（１０２）と、
前記対象（２００）の暴露の少なくとも一部分の間に複数のフレームを生成するのに適した撮影素子（１０１）と、
前記対象の暴露の前記少なくとも一部分の間に、複数のフレームの間の暴露プロファイルに沿って前記撮影素子（１０１）を変位させるためのマニピュレータ（１０３）であって、前記マニピュレータ（１０３）は、走査方向（Ｘ）に沿った前記撮影素子（１０１）の移動を可能にする、マニピュレータ（１０３）と、
を備え、
前記方法は、
前記走査方向（Ｘ）に沿って延在する幅を撮影平面に有する活性領域（３００）を前記撮影素子（１０１）にセットする工程（Ｓ２）であって、前記幅は、前記走査方向（Ｘ）に垂直な高さ方向（Ｙ）に沿って変化する、工程（Ｓ２）と、
前記暴露プロファイルに沿って前記Ｘ線源（１０２）と前記撮影素子（１０１）とを同期して変位させる工程（Ｓ４）と、
前記撮影されるべき対象の前記暴露の間に前記撮影素子（１０１）によって生成された前記複数のフレームを登録する工程（Ｓ５）と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記活性領域は、前記撮影平面において前記活性領域の高さ方向（Ｙ）に沿って延在する中心軸に関して対称である、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記活性領域（３００）は、互いに異なる幅を有する少なくとも２つの部分を有し、
前記２つの部分は、前記高さ方向（Ｙ）に沿った前記撮影平面において重なっている、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記活性領域は、それぞれ３つの異なる幅を有する少なくとも３つの部分を有する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記暴露の少なくとも１つの部分の間に生成された前記複数のフレームを
ａ．シフト及び加算処理により少なくとも１つのスライスを再構成することによって、又は、
ｂ．容積測定手法により３次元容積を再構成し、続いてこの容積から少なくとも１つのスライスを抽出することによって、
計算する工程（Ｓ８）を更に含み、
前記少なくとも１つのスライスは、前記撮影されるべき対象の少なくとも１つの深度にそれぞれ属する焦点が合った撮影データを含む、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
頭部計測特徴の抽出ためにそれぞれの再構成されたスライスを使用する工程（Ｓ１０）を更に含む、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
自動頭部計測トレースの工程（Ｓ１１）を更に含み、
それぞれのスライスの前記抽出された頭部計測特徴は統合される、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
いくつかのスライスが、再構成されて結合されることにより、前記撮影されるべき対象の左右の側について別個の線形投影を与える、
請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記暴露プロファイルの第１の部分に沿って前記Ｘ線源（８０８）と前記撮影素子（８０２）とを同期して変位させる工程であって、前記Ｘ線源（８０８）は、前記高さ方向（Ｙ）に沿った上側位置にある、工程と、
前記暴露プロファイルの前記第１の部分の間に前記撮影素子（８０２）によって生成された前記複数のフレームを登録する工程と、
前記暴露プロファイルの第２の部分に沿って前記Ｘ線源（８０８）と前記撮影素子（８０２）とを同期して変位させる工程であって、前記Ｘ線源（８０８）は、前記高さ方向（Ｙ）に沿った下側位置にある、工程と、
前記暴露プロファイルの前記第２の部分の間に前記撮影素子（８０２）によって生成された前記複数のフレームを登録する工程と、
前記暴露プロファイルの前記第１の部分及び前記第２の部分の間に登録された前記複数のフレームを結合する工程と、
を含む請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
ヒトの頭骨の少なくとも一部分の頭部計測画像を作成するための口腔外歯科撮影システムであって、前記システムは、
撮影されるべき対象を照射するためのＸ線源（１０２）と、
前記対象の暴露の少なくとも一部分の間に複数のフレームを生成するのに適した撮影素子（１０１）と、
前記対象の前記暴露の少なくとも一部分の間に、複数のフレームの間の暴露プロファイルに沿って前記撮影素子（１０１）を変位させるためのマニピュレータ（１０３）であって、前記マニピュレータ（１０３）は、走査方向（Ｘ）に沿った前記撮影素子（１０１）の移動を可能にする、マニピュレータ（１０３）と、
を備えるシステムにおいて、
前記撮影素子（１０１）は、前記走査方向（Ｘ）に沿って延在する幅を撮影平面に有する活性領域（３００）を有し、
前記幅は、前記走査方向（Ｘ）に垂直な高さ方向（Ｙ）に沿って変化し、
前記マニピュレータ（１０３）は、前記暴露プロファイルに沿って前記Ｘ線源（１０２）と前記撮影素子（１０１）とを同期して変位させ、
前記撮影素子は、前記撮影されるべき対象の前記暴露の間に前記撮影素子（１０１）によって生成された前記複数のフレームを登録するためのメモリを備える、
ことを特徴とするシステム。
【国際調査報告】
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2019503743.tif 000018
2019503743.tif 000019
2019503743.tif 000020
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