(57)【要約】【課題】  減算的Ｘ線撮影法において経時的に正しい変化を示すようＸ線画像間の診断に用いられない差を補正することを目的とする。【解決手段】  異なる時間に同じ対象を撮像した２つ又はそれ以上のＸ線画像中に生ずる診断に用いられない差を均等化する方法及びシステムは、放射線のビームを発生する放射線源と、対象と相互作用する放射線源からの放射線を受けるよう位置決めされた受像体とを使用し、それにより対象の画像データは受像体によって捕捉される。方法は、ターゲットが対象と共に受像体上に撮像されるよう放射線のビームの経路上の放射線源と受像体の間にターゲットを挿入する段階と、異なる時間に対象の２つ又はそれ以上の画像を捕捉するよう放射線源及び受像体を用いる段階と、各捕捉された画像中のターゲットの測定値を発生する段階と、放射線画像の画像データを均等化するために測定値を使用する段階とを含み、それにより画像間の診断に用いられない差を均等化するよう処理された２つ又はそれ以上の均等化された画像を発生する。【選択図】  図７ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同じ対象を異なる時間に撮像した２又はそれ以上のＸ線画像中で生ずる診断に用いられない差を均等化する方法であって、
放射線のビームを発生する放射線源を設け位置決めする段階と、
前記対象と相互作用する前記放射線源からの放射線を受けるよう受像体を位置決めし、それにより前記対象の画像データは前記受像体によって捕捉される段階と、
ターゲットが前記対象と共に前記受像体上に撮像されるよう前記放射線ビームの経路上に前記源と前記受像体の間にターゲットを配置する段階と、
前記対象の２つ又はそれ以上の画像を異なる時間に捕捉するよう前記放射線源及び前記受像体を用いる段階と、
前記捕捉された画像の夫々の中の前記ターゲットの測定値を発生する段階と、
前記放射線画像の画像データを均等化するよう前記測定値を用い、それにより前記画像間の前記診断に用いられない差を均等化するよう処理された２つ又はそれ以上の均等化された画像を発生する段階とを含む、方法。
【請求項２】
前記均等化された画像は、減算的Ｘ線撮影処理において用いられる、請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して歯科用Ｘ線撮影法の分野に係り、特に減算的Ｘ線撮影法の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線撮影法は、医療行為を支援するのに使用されるよく知られ且つよく開発された処理であり、特に異常組織又は感染の検出、並びに、経時的な変化の監視のために、乳房撮影法及び歯科診療といった適用に非常に有用であることがわかっている。特定的な監視適用は、経時的な変化を検出するために２つ又はそれ以上の放射線画像がコンピュータソフトウエアを用いて比較される減算的Ｘ線撮影法である。減算的Ｘ線撮影法における重要な抑制要因は、様々なフィルム、照明の差、Ｘ線源の入射角、及び露光と現像の差を含む多くの源により、Ｘ線画像間に診断に用いられない濃度の差が生ずる可能性があることである。全てのこのような差は、減算的Ｘ線撮影法が経時的に真の変化を明らかとするよう補正されねばならない。
【０００３】
特許文献９では、Ｘ線画像を現像するフィルムプロセッサの画質の影響を補正する方法が開示されている。特許文献９は、画像を形成するために増感紙を有するフィルムカセッテを用いる乳房撮影用途を記載する。Ｘ線画像が捕捉された後、フィルムの反対側の保護された領域上に、この場合は可視光の露光を用いて、グレーデッド濃度パターン（ｇｒａｄｅｄ  ｄｅｎｓｉｔｙ  ｐａｔｔｅｒｎ）が印されるよう、フィルムは暗室中でカセッテから取り除かれる。濃度パターンは複数のシンボルを含み、複数のシンボルは制御フィルム上の一組の対応するものと比較され、補正されていないフィルムが理想的な条件へ補正されること、また最終的にはフィルムプロセッサの性能を特徴付けることを可能とする。
【０００４】
特許文献９では、フィルムがその上のグレーデッド濃度パターンで終わったときは、パターンは放射線画像捕捉の時間には露光されず、従って放射線画像捕捉処理中に伝えられる診断に用いられない濃度の影響を含まない。従って、放射線画像捕捉のときに、特に２つ又はそれ以上の一連のかかる画像捕捉の間に、診断に用いられない濃度の差を記録及び測定する方法及びシステムが必要とされる。
【特許文献１】米国特許出願第０９／９７０，２４３号明細書
【特許文献２】米国特許公開第２００１／０００４３９４号明細書
【特許文献３】米国特許公開第２００２／００２８０１１号明細書
【特許文献４】米国特許公開第２００２／００５７８２９号明細書
【特許文献５】米国特許公開第２００２／００６７７９８号明細書
【特許文献６】米国特許第４，５０８，６８６号明細書
【特許文献７】米国特許第５，２８７，７３１号明細書
【特許文献８】米国特許第５，４２６，７０９号明細書
【特許文献９】米国特許第５，５４４，２３８号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，７１２，８９２号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，８５２，６４７号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，９８２，９５３号明細書
【特許文献１３】米国特許第６，１６３，６２０号明細書
【特許文献１４】米国特許第６，２３１，２３１号明細書
【特許文献１５】米国特許第６，３２０，９３１号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，３７７，６５３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述の１つ又はそれ以上の問題を克服することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
概して、本発明の１つの面によれば、同じ対象を異なる時間に撮像した２又はそれ以上のＸ線画像中で生ずる診断に用いられない差を均等化する方法及びシステムは、放射線のビームを発生する放射線源と、対象と相互作用する放射線源からの放射線を受けるよう位置決めされ、それにより対象の画像データは受像体によって捕捉される。方法は、ターゲットが対象と共に受像体上に撮像されるよう放射線ビームの経路上に源と受像体の間にターゲットを配置する段階と、対象の２つ又はそれ以上の画像を異なる時間に捕捉するよう放射線源及び受像体を用いる段階と、捕捉された画像の夫々の中のターゲットの測定値を発生する段階と、放射線画像の画像データを均等化するよう測定値を用い、それにより画像間の診断に用いられない差を均等化するよう処理された２つ又はそれ以上の均等化された画像を発生する段階とを含む。
【０００７】
他の面からは、本発明は、同じ対象を異なる時間に撮像した２又はそれ以上のＸ線画像中で生ずる診断に用いられない差を均等化する減算的Ｘ線撮影法に使用されるターゲットを含み、Ｘ線画像は対象と相互作用する放射線のビームに受像体を露光することによって得られる。この面によれば、ターゲットは対象の露光と同時に可変濃度素子が受像体上に撮像されるよう受像体の直ぐ上に支持される可変濃度素子を含む。更なる面では、ターゲットは、対象の露光と同時に可変濃度素子が受像体上に撮像されるよう受像体に対して離間した関係で支持される可変濃度素子を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の利点は、様々なフィルム、照明の差、Ｘ線源の入射角、及び露光と現像の差を含む多くの源によるＸ線画像間の診断に用いられない濃度の差を補正することである。このような補正された画像は、次に、減算的Ｘ線撮影法において有利に使用されうる。
【０００９】
本発明の上述の及び他の面、目的、特徴、及び利点は、以下の望ましい実施例の詳細な説明及び特許請求の範囲を読むことにより、また添付の図面を参照することにより明らかに理解され認識されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
歯科用Ｘ線撮影法及び減算的Ｘ線撮影法を用いる医療Ｘ線撮影法及びシステムは周知であるため、本願明細書は、特に、本発明によるシステム及び方法の一部をなす、或いは、より直接的に協働する要素に関連する。本願に特に図示せず又は記載しない要素は、発明の技術分野において知られているものから選択されうる。以下に説明する実施例の幾つかの面は、ソフトウエア中に与えられうる。以下に図示し説明する本発明によるシステム及び方法が与えられているとき、本発明の実施に有用な本願に特に図示、記載、又は提案しないソフトウエアは従来通りであり、本発明の通常の技術範囲内である。
【００１１】
更に、本願では、コンピュータプログラムは、例えば、磁気ディスク（例えばハードドライブ又はフレキシブルディスク）又は磁気テープといった磁気記憶媒体、光ディスク、光テープ又は機械読み取り可能なバーコードといった光記憶媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）といった固体電子記憶装置、又はコンピュータプログラムを格納するのに使用される任意の他の物理的な装置又は媒体を含みうるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体中に格納されうる。
【００１２】
本発明は、間接又は直接（即ち増感紙を使用する又は使用しない）Ｘ線撮影システムに使用されうる。本願では、間接Ｘ線撮影は、コンピュータＸ線撮影法において用いられる種類のＸ線フィルム又は走査された記憶蛍光体スクリーンといった受像体を用いる。直接Ｘ線撮影法は、読み取り可能なディジタル放射線画像が例えば非晶質セレン検出器アレイ等の電子マトリクスといったディジタル放射線センサによって直接捕捉される直接捕捉技術を含む。望ましい実施例では、受像体は、Ｘ線フィルムに関して説明されるが、これは制限を与えることを意図するものではなく、特許請求の範囲は任意の種類の直接又は間接受像体の使用を網羅するものであることが意図される。本発明の目的は、異なる時間に撮像された同じ患者のフィルムに基づく又はディジタル式の放射線画像を補正し、患者の組織の真の変化を明らかにするよう／検出するよう減算的なＸ線撮影処理を可能とすることである。
【００１３】
本発明の一般的な概念は図１に示されており、放射線源１０は、例えば歯１４といった身体的な対象又は領域をＸ線フィルム１６上に画像化するＸ線ビーム１２を発生する。減算的なＸ線撮影法のため、経時的な画像中の変化を明らかにするため、同じ画像の幾つかの画像が経時的に撮られる。上述したように、減算的Ｘ線撮影法における重要な抑制要因は、様々なフィルム、照明の差、Ｘ線源の入射角、露光及び現像の差を含む多数の源により放射線画像間に診断に用いられない濃度の差がある可能性である。
【００１４】
これらの差を扱うために、そして本発明により、ターゲット２０は、ターゲット上に形成される濃度ステップ・ウェッジ（ｄｅｎｓｉｔｙ  ｓｔｅｐ  ｗｅｄｇｅ）２２といったグレーデッド濃度パターン（ｇｒａｄｅｄ  ｄｅｎｓｉｔｙ  ｐａｔｔｅｒｎ）が所望の対象と共にＸ線フィルム１６上に画像化されるよう、Ｘ線ビーム１４の経路上に挿入される。更に特定的には、歯の画像２４とステップ・ウェッジの画像２６は、Ｘ線フィルム１６上に形成される。これが、経時的に複数のフィルム画像１６ａ，１６ｂ，１６ｃに対して行われると、ステップ・ウェッジ画像２６ａ，２６ｂ，２６ｃ間のステップ・ウェッジ中の濃度の変化は、同じ対象に対して経時的に撮られた一連の画像に対する診断に用いられない濃度の差を明らかとする。望ましい実施例では、（図１に示すように）Ｘ線濃度ステップ・ウェッジ２６は、２つ又はそれ以上の濃度レベルを含み、患者の組織と同時に露光される。
【００１５】
Ｘ線フィルムは、一般的には、図２中にＸ線照準リング３２とともに示すように、従来の口腔内咬翼付きフィルム位置決め具（ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒ）３０によって患者の口内に位置決めされる。位置決め具３０は、Ｘ線フィルム１６と、患者の食いしばった歯の間に把持される咬合板３６とを囲い保護する咬翼パッケージ３４含む。Ｘ線照準リング３２は、照準リング３２を患者の口の外側に配置する延長部３８によって咬翼パッケージ３４から離され、これはＸ線源１０の向きを患者の食いしばった顎によって一時的に見えにくくなる口腔内の対象へ向けることを容易とする。多くの場合に、図５及び図６に示すように、Ｘ線照準リング３２及びその関連する延長部３８は省略されうる。
【００１６】
図４及び図６に示すように、Ｘ線濃度ステップ・ウェッジ２２は、放射線フィルム１６に直接貼り付けられる。図３及び図５に示すように、Ｘ線濃度ステップ・ウェッジ２２は、例えば咬合板３６に取り付けることにより咬翼パッケージ３４から離れて支持される更なるターゲット面３０に貼り付けられ得る。いずれの場合も、ウェッジ２２は、材料のＸ線源に露光される側に配置される。ステップ・ウェッジ２２は、検査されている組織の画像に重なり合わない放射線画像の一部に影響を与えるよう位置決めされる。２つの濃度レベル２７ａ及び２７ｂは、線形のダイナミックレンジ調整を通じて互いに放射線画像を調整するよう（一般的には一方の画像が他方の画像に対して調整されるが、夫々が標準値に調整されてもよい）コンピュータソフトウエアによって使用されうる繰り返し可能な最小及び最大露光を与えるために使用される。更なるレベルは、ピース毎の線形調整又は曲線当てはめ法によるより細かい調整を与えるために用いられる。
【００１７】
図７は、ステップ・ウェッジ２２の濃度情報を用いる処理のフローチャートである。組織及びターゲットは、露光段階５０において同時に露光される。写真フィルムが用いられると、フィルムは現像段階５２において現像され、ディジタル形式とするためにアナログ・ディジタル変換部５４において走査／ディジタル化される。一旦ディジタル形式となると、ステップ・ウェッジ２２の画像は、操作者による測定５６によって手動で、又は、コンピュータソフトウエアに基づく段階５８によって自動的に測定される。コンピュータソフトウエアに基づく測定は、座標によって決定される領域内の濃度の信号値が決定されるステップ・ウェッジの座標を決定することによって容易とされる。ステップ・ウェッジの測定値は、同じ段階を通った先行する画像へ放射線画像を均等化するための処理段階６０において用いられる。この点において、ユーザは、２つの放射線画像間での位置合わせ、比較、及び測定のためにコンピュータソフトウエアが使用される減算的放射線処理６２を用いることを選択してもよく、又は、位置合わせ処理６４が選択されてもよく、続いて、見る（ｖｉｅｗｉｎｇ）段階６６における視覚検査が行われる。
【００１８】
位置合わせ処理６４において異なる時間に撮像された画像の位置合わせは、ここに参照として組み入れられ、関連する画像の一連の比較ビューが生成され、見る段階６６においてグラフィックユーザインタフェースを通じてユーザへ提示される、相互参照される共通に譲渡される同時継続中の特許文献１に記載されるのと同様の方法を用いて相互作用的に達成されうる。更に特定的には、これらの比較ビューは、画像間の変化を分離（ｉｓｏｌａｔｅ）させる減算的な処理を行う前に、ユーザフレンドリな画像の位置あわせを可能とする。自動的な位置合わせは、既存の点を用いて、又はこのために対象に意図的に加えられる点を用いて、対象上の固有の点をそれらが各Ｘ線中に現れると同時に検出及び認識することによってソフトウエアを介して成されうる。或いは、自動位置合わせは、各Ｘ線中の歯の対象の形状又は外形をマッチングさせることによりソフトウエアを介して成されうる。
【００１９】
本発明は、減算的Ｘ線撮影処理に先行して診断に用いられない不規則性を除去することを可能とすることを目的とする。この種類の減算的処理では、１つの画像から他の画像を減算することにより、変化しない全ての特徴を差分画像から有効に取り除くとともに、変化するものをハイライトするか他の方法で変化するものとして表示する。このような減算的な方法の詳細は、Ｘ線撮影法に関連して使用されるものではないが、ここに参照として組み入れられる特許文献１３に開示される。歯の環境では、この方法は、例えば（歯肉線の下を見ることにより）歯周病による骨の損失を分離するために、異なる特に撮像された同じ対象の放射線画像間の様々な種類の時間的な変化を分離するために使用されうる。しかしながら、見る段階６６は、幾つかの場合は２つの画像間の時間的な差を示すのに十分でありうる２つの画像間の視覚的な「差別化」効果（即ちフリッカ）を生じさせることが可能であることが理解されるべきである。
【００２０】
本発明の一般的な実施では、本発明のアルゴリズムを担持するコンピュータプログラムプロダクトは、ユーザの画像処理と共にそれを用いるユーザに対して直接利用可能であるか、ユーザが放射線画像を走査及びディジタル化のためのワークステーションへ持っていく中央集中化された装置設定で利用されるか、ディジタル走査データを直接ワークステーションへ入力しうる。或いは、アルゴリズムは、アルゴリズムがネットワーク接続を介してユーザへダウンロードされうるかアルゴリズムの計算がウェブに基づく環境内のサーバ上で行われる、ウェブに基づく製品の形式で利用可能とされうる。ウェブに基づく場合、図８は、一旦画像がディジタル形式となった後は、ネットワーク接続性段階７０中に示される測定、均等化、位置合わせ／減算的Ｘ線撮影段階は、サーバ又は遠隔のプロバイダへのネットワークコネクション７２を通じて実行され得、例えばアナログ・ディジタル変換５４及び見る段階６６はブラウザを利用することが可能なクライアント設定で行われ、ネットワーク接続性部分はサーバ設定で行われる。
【００２１】
本発明は、望ましい実施例を参照して説明された。しかしながら、当業者によれば本発明の範囲を逸脱することなく変形及び変更がなされうることが理解されるであろう。例えば、当業者によれば、例えば超音波放射線といった他の種類の放射線もまた本発明により利用されうることが認識されるであろう。更に、診断に用いられない差は、画像濃度に関連する差ではなく電気的なノイズに基づく差でありうる。本発明は、制限なしに、人体又は経時的に変化する任意の他の種類の対象の、任意の種類の放射線画像の利用に適用され、歯科用途だけに適用されるものではないと理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】減算的Ｘ線撮影法を容易とするため、本発明による濃度ターゲットを組み込んだ放射線システムを示す図である。
【図２】従来技術で公知の照準リングを有する咬翼付き口腔内フィルム位置決め具を示す図である。
【図３】図１に示す濃度ターゲットを更なる面として組み込んだ図２の咬翼位置決め具を示す図である。
【図４】図１に示す濃度ターゲットを放射線フィルムに直接貼り付けられるターゲット面として組み込んだ図２の咬翼位置決め具を示す図である。
【図５】図３に示す濃度ターゲットを組み込んでいるが照準リングのない咬翼位置決め具を示す図である。
【図６】図４に示す濃度ターゲットを組み込んでいるが照準リングのない咬翼位置決め具を示す図である。
【図７】異なる時間に撮像された画像を均等化するよう濃度ターゲットを用いる処理のフローチャートである。
【図８】処理の一部のネットワーク接続性を更に示す、図７に示す処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００２３】
１０  放射線源
１２  Ｘ線ビーム
１４  歯
１６  Ｘ線フィルム
１６ａ  第１のフィルム
１６ｂ  第２のフィルム
１６ｃ  第３のフィルム
２０  ターゲット
２２  濃度ステップ・ウェッジ
２４  歯の画像
２６ａ  第１のステップ・ウェッジ画像
２６ｂ  第２のステップ・ウェッジ画像
２６ｃ  第３のステップ・ウェッジ画像
２７ａ  第１の濃度
２７ｂ  第２の濃度
３０  口腔内咬翼付きフィルム位置決め具
３２  照準リング
３４  咬翼パッケージ
３６  咬合板
３８  延長部
５０  露光段階
５２  現像段階
５４  アナログ・ディジタル変換
５６  操作者による測定
５８  コンピュータソフトウエアによる自動測定
６０  処理段階
６２  減算的放射線処理
６４  位置合わせ段階
６６  見る段階
７０  ネットワーク接続性段階
７２  ネットワーク接続
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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