歯科用Ｘ線撮影装置
【課題】 この発明は、少なくとも基準断層面に歯列弓が外れた場合でも、焦点の合ったぼけの少ない画像を容易に提供できるようにすることを目的とする。
【解決手段】 この発明の歯科用Ｘ線撮影装置は、被検者ＯにＸ線を照射するＸ線照射部１１０と、入射するＸ線に応じたデジタル量の電気信号を一定のフレームレートで出力するＸ線検出部１２０と、前記Ｘ線照射部１１０と前記Ｘ線検出部１２０の対を、被検者Ｏを挟んで互いに対向させた状態で被検者の周りを移動させる旋回アーム３と、前記旋回アーム３が前記Ｘ線照射部１１０及び前記Ｘ線検出部１２０を被検者Ｏの周りを移動させることに伴って前記検出部１２０が出力するトモシンセシス用撮影画像信号をフレームデータとして順次記憶する記憶手段２２と、前記記憶手段２２に記憶されたフレームデータに基づいて画像再構成演算してパノラマ画像を得る画像処理手段２０と、を備える。
【解決手段】 この発明の歯科用Ｘ線撮影装置は、被検者ＯにＸ線を照射するＸ線照射部１１０と、入射するＸ線に応じたデジタル量の電気信号を一定のフレームレートで出力するＸ線検出部１２０と、前記Ｘ線照射部１１０と前記Ｘ線検出部１２０の対を、被検者Ｏを挟んで互いに対向させた状態で被検者の周りを移動させる旋回アーム３と、前記旋回アーム３が前記Ｘ線照射部１１０及び前記Ｘ線検出部１２０を被検者Ｏの周りを移動させることに伴って前記検出部１２０が出力するトモシンセシス用撮影画像信号をフレームデータとして順次記憶する記憶手段２２と、前記記憶手段２２に記憶されたフレームデータに基づいて画像再構成演算してパノラマ画像を得る画像処理手段２０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検者の特定部位を撮影する歯科用Ｘ線撮影装置に係り、例えば、歯列弓などのパノラマ画像を撮影するＸ線パノラマＣＴ装置や頭頸部Ｘ線ＣＴ装置に関し、特に、１回の断層撮影で任意裁断高さの断層像を再構成するトモシンセシスを行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線断層画像の撮影方法としてトモシンセシスが知られている。トモシンセシスでは、Ｘ線源から被検者に対して複数の異なる角度でＸ線を曝射し、前記被検者を透過したＸ線をＸ線検出器により検出し、複数の撮影画像（トモシンセシス用撮影画像）を撮影する。そして、これら複数のトモシンセシス用撮影画像を再構成して任意の断層位置（裁断高さ）における断層画像（再構成断層画像）を得る。
【０００３】
従来、歯科用のパノラマＸ線撮影装置は、撮像空間に機械的に設定される軌道に沿った断層面（基準断層面という）を有し、この基準断層面に焦点が合うようになっている。このため、歯列弓が基準断層面に沿って位置したときには、再構成される画像はぼけることはない。しかし、歯列弓が基準断層面からずれている場合は、画像がぼけてしまう。したがって、不鮮明な部分を精度良く見たい場合は、ぼけた部分が鮮明に見えるように被検者の位置決めをやり直してデータの再収集を行うか、ぼけた部分の口内撮影を施して、より鮮明な画像を得ていた。
【０００４】
そのような問題の解決を意図した従来技術の例として、特許文献１のように、画像を高速（例えば３００ＦＰＳ）に収集できる検出器を使用して、その検出データをすべてコンピュータに取り込み、トモシンセシス法を用いて、断層面をソフト的に自在に変えることができるＸ線パノラマ撮像装置が開発されている。この装置の場合、予め、検出器の検出面（Ｘ線の入射面）に平行な複数の断層面の距離の情報（ゲイン）を、事前計測によりファントムを用いて求める。撮像時には、Ｘ線管及び検出器の対を被検者の顎部の周囲に回転させながらデータ収集を行う。このときの回転中心の位置は、歯列に対して接近したり離れたりする。収集されたデータは、上述の距離の情報を用いたトモシンセシス法をソフトウエア処理することで、ボケの少ない画像が作成される。この特許文献１には、前記顎顔面に関心領域を指定するステップ、歯列弓を頬側から舌側に向かって正視する方向に関する歯列弓正視情報を基に前記関心領域の指定により前記関心領域を正視したＸ線パノラマ画像を画像処理手段により生成するステップ、前記関心領域を正視したＸ線ＣＴ画像を表示手段に表示するステップ、を備えたＸ線パノラマ画像の表示方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３６１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に記載のパノラマ撮像装置の場合、トモシンセシス法の対象となる複数の断層面が検出器の検出面に平行であると仮定し、パノラマ画像を作成している。画像がデジタル化されてからは、少なくとも基準断層面に歯列が正確に位置決めされた時に、前歯の中心だけは縦横の両方向に共に歪のない画像は作ることは可能ではある。しかし、この位置決めの条件から外れた場合、必ず画像に歪が発生する。また、歯列が基準断層面に沿って位置していない場合、再構成されたパノラマ画像には横方向のぼけも生じる。
【０００７】
この発明は、上述の従来の状況に鑑みてなされたもので、少なくとも基準断層面に歯列弓が外れた場合でも、焦点の合ったぼけの少ない画像を容易に提供できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の歯科用Ｘ線撮影装置は、被検者にＸ線を照射するＸ線照射部と、入射するＸ線に応じたデジタル量の電気信号を一定のフレームレートで出力するＸ線検出部と、前記Ｘ線照射部と前記Ｘ線検出部の対を、被検者を挟んで互いに対向させた状態で被検者の周りを移動させる旋回手段と、前記旋回手段が前記Ｘ線照射部及び前記Ｘ線検出部を被検者の周りを移動させることに伴って前記検出部が出力するトモシンセシス用断層画像信号をフレームデータとして順次記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたフレームデータに基づいて画像再構成演算してパノラマ画像を得る画像処理手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記画像処理手段は、基準断面を挟んで奥行き方向に複数のパノラマ画像を再構成するように構成すればよい。
【００１０】
さらに、前記画像処理手段は、基準断面を奥行き方向にスライドさせて焦点を調整するように構成できる。
【００１１】
前記画像処理手段は、前記パノラマ画像のデータから、前記所望断層面のパノラマ画像のうちの指定された部分領域の位置に応じた最適焦点の部分断面像を生成するように構成できる。
【００１２】
前記画像処理手段は、フィルタ逆投影法（ＦＢＰ法）を用いてトモシンセシス用断層画像を再構成することができる。
【００１３】
前記画像処理手段は、シフト加算法を用いてトモシンセシス用断層画像を再構成するシフト加算処理部と、前記画像処理手段は、フィルタ逆投影法（ＦＢＰ法）を用いてトモシンセシス用断層画像を再構成するＦＢＰ処理部と、を有し、シフト加算画像又はＦＢＰ画像を表示部に表示させるように構成できる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は、断層面の画像を得るためにトモシンセシス法（tomosynthesis）を用いているので、インプラント体周りにアーチファクトが発生しなくなり、骨の付き具合が分かる。また、シフト加算法とＦＢＰ法による再構成を切り替えることで診断に好適な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明による歯科用頭頸部Ｘ線ＣＴ撮影装置の基本構成を説明するブロック図である。
【図２】この発明による座位タイプの歯科用頭頸部Ｘ線ＣＴ撮影装置の正面図である。
【図３】この発明による座位タイプの歯科用頭頸部Ｘ線ＣＴ撮影装置の側面図である。
【図４】この発明による座位タイプの歯科用頭頸部Ｘ線ＣＴ撮影装置の上面図である。
【図５】この発明によるＸ線パノラマ画像・ＣＴ画像表示装置の画像処理部を説明するための機能ブロック図である。
【図６】この発明によるＸ線パノラマ画像・Ｘ線ＣＴ画像表示装置の他の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図７】パノラマ撮影の軌道図を示す図である。
【図８】この発明によるパノラマ撮影の状態を示す模式図である。
【図９】この発明による表示画面の一例を示す模式図である。
【図１０】この発明による表示画面の一例を示す模式図である。
【図１１】この発明の画像処理動作を示すフローチャートである。
【図１２】この発明のＦＢＰ法の処理動作を示すフローチャートである。
【図１３】この発明の画像処理動作を示すフローチャートである。
【図１４】この発明の画像処理動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、被検者（患者）の歯顎領域の歯科用パノラマ撮影装置又は頭頸部領域を撮影する歯科用Ｘ線撮影装置のトモシンセシス撮影のする場合の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。
【００１７】
図１は、歯科用Ｘ線撮影装置としての歯科用頭頸部Ｘ線ＣＴ撮影装置の基本構成を説明するブロック図である。この装置を用いて、歯科用パノラマＸ線撮影又は頭頸部Ｘ線ＣＴ撮影が行える。歯科用頭頸部Ｘ線ＣＴ撮影装置は、Ｘ線撮影装置本体１と、Ｘ線パノラマＣＴ画像表示装置２を備え、通信ケーブル等によってデータを送受信する構成になっている。
【００１８】
Ｘ線撮影装置本体１は、被検者（患者）にＸ線を照射するＸ線照射部１１０と、被検者Ｏを透過したＸ線を検出するＸ線検出部１２０と、Ｘ線照射部１１０及びＸ線検出部１２０を対向して有する旋回アーム３とを備える。
【００１９】
パノラマ撮影機能は、Ｘ線照射部１１０及びＸ線検出部１２０が歯列弓の形状に沿った所定の軌跡を描くように、旋回アームを水平移動及び水平旋回させながら断層撮影を行う。
【００２０】
Ｘ線撮影装置本体１は、Ｘ線照射部１１０とＸ線検出部１２０とを対向させて支持した旋回アーム３と、被検者Ｏの顎顔面を保持する被検者保持手段（頭部固定部）４と、旋回アーム３を駆動する駆動ユニット部１６０と、撮影装置本体制御部１７０とを備えている。撮影装置本体制御部１７０には操作パネル７１ａが付加されている。
【００２１】
Ｘ線照射部１１０は、Ｘ線を照射するＸ線管等からなるＸ線発生器１１２と、Ｘ線ビームＢの広がりを規制するスリット等からなるコリメータ１１１とで構成されており、Ｘ線検出部１２０は、２次元的に広がったＣＣＤセンサやＸ線間接変換方式（ＦＰＤ：フラットパネルディテクタ）センサ等からなるＸ線検出器１２１を設けたカセット１２２で構成されている。カセット１２２はＸ線検出部１２０に対して着脱自在であるが、Ｘ線検出器１２１は、カセット１２２を介さずにＸ線検出部１２０に固定的に設けてもよい。なお、本実施形態はトモシンセシス法を採用しているため、Ｘ線検出器１２１は、その横（幅）方向にも複数のＸ線検出素子を有する。このＸ線検出器１２１は、例えば、３００ｆｐｓのフレームレート（１フレームは、例えば、６４×１５００画素）で入射Ｘ線を、当該Ｘ線の量に応じたデジタル電気量の画像データとして収集することができる。以下、この収集データを「フレームデータ」という。
【００２２】
駆動ユニット部１６０は、ＣＴ撮影時に旋回アーム３の旋回軸３ｃを対象撮影領域（画像再構成範囲）の中心に一致させたり、パノラマＸ線ＣＴ撮影時に、旋回軸を歯列弓に沿って回転移動させたりするために、旋回軸をＸＹ方向（水平方向）に移動するＸＹテーブルを備えた旋回軸位置設定手段１６１を備えている。この旋回軸位置設定手段１６１は、旋回アーム３の旋回軸３ｃを水平移動させるＸ軸モータ、Ｙ軸モータと、旋回アーム３を回転させるＸＹテーブルに設けられた旋回軸回転手段１６２の旋回用モータとを備えている。まず、旋回軸３ｃは、被検者Ｏの正中線に一致するように設定される。
【００２３】
更に、Ｘ線撮影装置本体１は、旋回アーム３を水平方向に直進移動するための旋回アーム位置設定手段３１を備える。旋回アーム位置設定手段３１で旋回アーム３を直進移動することによって、Ｘ線照射部１１０と被検者Ｏとの距離、Ｘ線検出部１２０と被検者Ｏとの距離を変更して、撮影対象の画像エリア（画像再構成範囲）を拡大し、Ｘ線検出部１２０を被検者Ｏに大幅に近接させた状態で、一度の撮影における撮影領域を増大できるようになっている。
【００２４】
撮影時には、Ｘ線照射部１１０及びＸ線検出部１２０の対は、被検者Ｏの口腔部を挟んで互いに対峙するように位置し、その対毎、一体に口腔部の周りを回転するように駆動される。ただし、この回転は単純な円を画く回転ではない。つまり、Ｘ線発生器１１２及びＸ線検出器１２１の対は、その対の回転中心ＲＣが、図７に示す如く、略馬蹄形の歯列の内側で円弧を２つ繋いだような山形状の一定の軌道を画くように回転駆動される。この一定の軌道は、口腔部の標準的な形状及びサイズの歯列に沿った断層面（以下、３Ｄ基準断層面）にＸ線焦点を合わせ且つその３Ｄ基準断層面を追従するように予め設計された軌道である。この３Ｄ基準断層面ＳＳにＸ線焦点を追従させる際、Ｘ線照射部１１０及びＸ線検出部１２０は３Ｄ基準断層面からみたときに必ずしも同一の角速度で回転するわけではない。つまり、この回転は、「歯列に沿った移動」とも呼ぶことができる回転であって、角速度を適宜に変えながら回転している。
【００２５】
撮影装置本体制御部１７０は、駆動ユニット部１６０を制御する制御プログラムを含んだ各種制御プログラムを実行するＣＰＵ１７１と、Ｘ線照射部１１０を制御するＸ線発生部制御手段１７２と、Ｘ線検出部１２０を制御するＸ線検出部制御手段１７３とを備えている。操作パネル７１ａは、小型液晶パネルや複数の操作釦で構成されている。操作釦のほか、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力手段を用いることもできる。また、操作パネル７１ａが液晶モニタ等のディスプレイからなる表示手段を備えるようにしてもよい。
【００２６】
例えば、操作パネル７１ａに設けた表示手段に、Ｘ線撮影装置本体１の操作に必要な文字や画像等の情報を表示するように構成してもよい。また、Ｘ線パノラマ画像やＸ線ＣＴ画像を表示するＸ線ＣＴ画像表示装置２と接続して、Ｘ線ＣＴ画像表示装置２の表示手段２６に表示される表示内容が表示手段にも表示されるようにしてもよく、表示手段２６に表示される文字や画像の上でマウス等によるポインタ操作などを通してＸ線撮影装置本体１に各種の指令ができるようにしてもよい。
【００２７】
Ｘ線撮影装置本体１は、操作パネル７１ａ、あるいはＸ線ＣＴ画像表示装置２からの指令に従って、歯列弓のパノラマ撮影を実行する。また、各種指令や座標データ等をＸ線ＣＴ画像表示装置２から受け取る一方、撮影した画像データをＸ線ＣＴ画像表示装置２に送る。また、被撮影領域（撮影対象領域）ｒｒの底辺は、Ｘ線照射部１１０から照射されるコーンビームの下縁の線が基準となる。
【００２８】
Ｘ線撮影装置本体１と接続されるＸ線ＣＴ画像表示装置２は、例えば、パーソナルコンピュータやワークステーションで構成されており、表示装置本体２０には、例えば、液晶モニタ等のディスプレイ装置からなる表示手段２６や、キーボード、マウス等で構成された操作手段２５が付加されている。表示手段２６にＣＴ画像等が表示される。また、表示手段２６に表示された文字や画像の上でのマウスでのポインタ操作等を通じて各種指令を与えることができる。表示手段２６はタッチパネルで構成することもできるので、この場合、表示手段２６は操作手段２５を兼ねる。
【００２９】
操作手段２５は、デンタル切り出し領域である関心領域や基準断層面を指定する手段として機能する。画像表示装置本体２０は、各種プログラムを実行する制御装置（ＣＰＵ）２１と、ハードディスク等で構成され、各種撮影データや画像等を記憶する記憶手段２２と、画像再構成を行う画像生成手段２３とを備えている。ここに、制御装置（ＣＰＵ）２１、記憶手段２２、画像生成手段２３は画像処理手段を形成する。記憶手段２２には、後述する歯列弓正視情報等も記憶される。制御装置（ＣＰＵ２１）は、記憶手段２２に格納されたプログラムにより、各種動作を制御し、プログラムに従い、画像生成手段２３の機能を果たすように動作する。
【００３０】
記憶手段２２には、パノラマ撮影から得たパノラマ撮影データ、トモシンセシス(tomosynthesis)用断層画像を再構成して任意の断層位置における断層画像（再構成断層画像）などを記憶することができる。
【００３１】
ここに表示手段２６は、文字や記号を含む画像を表示する。表示手段２６は関心領域指定手段として、歯列弓を表したパノラマ画像を表示し、そのパノラマ画像上でデンタル切り出し領域である関心領域の指定操作を受ける一方、断層画像（再構成断層画像）からデンタル切り出し領域である関心領域の部分断面ＣＴ画像(デンタル画像)等を表示する。
【００３２】
図２は、座位タイプの歯科用頭頸部Ｘ線ＣＴ撮影装置のより具体的な正面図、図３は、側面図、図４は、上面図である。
【００３３】
座位タイプのＸ線撮影装置本体１は、左右両側に支柱６が立設されている。支柱６は、床面に設置されたベース５に支持されている。支柱６の上部に、支持フレーム７が支持されており、支持フレーム７の中央部７０内に回転駆動ユニット１６０が設けられている。
【００３４】
回転駆動ユニット１６０の下部には、旋回アーム３が旋回可能に支持されており、旋回アーム３の両側にＸ線検出部１２０及びＸ線照射部１１０が設けられている。Ｘ線撮影装置本体１は、被検者Ｏを座位状態にするための椅子部４０を備える。さらに、Ｘ線撮影装置本体１は、椅子部４０を上下動するための電動式アクチュエータ４０ａが設けられている。電動式アクチュエータ４０ａの動作で椅子部４０を上下動して、被検者Ｏの個体差に応じて撮影対象領域の高さに位置決めする。
【００３５】
Ｘ線撮影装置本体１は、椅子部４０の下部に横方向に延びるフレーム４０ｂが設けられ、このフレーム４０ｂは、上下方向に伸縮自在な電動アクチュエータ４０ｃが取り付けられている。Ｘ線撮影装置本体１は、電動アクチュエータ４０ｃの上部に、頭部支持ユニット７１を有する。頭部支持ユニット７１は、被検者が椅子部４０から出入りしやすいように、水平方向に旋回可能で、基準位置に位置決めロック可能となっている。頭部支持ユニット７１は、被検者の頭部を固定するための頭部固定部４、被検者Ｏがグリップするための一対のハンドル７１ｂを備える。
【００３６】
頭部固定部４は、撮影に際して被検者Ｏの頭部を安定的に固定するために、被検者Ｏの顎を乗せるためのチンレスト４ａと、側頭部または外耳口を固定するための左右対称に開閉する側頭部押さえまたはイヤーロッド４ｂと、前頭部を支持するための前頭部押さえ（図示せず）とで、構成する３点固定方式を基本として、更に後頭部を前頭部に対してベルトを用いて固定するようになっている。
【００３７】
さらに、Ｘ線撮影装置本体１は、旋回アーム３の底面と頭部固定部４の上部とが干渉しないように干渉防止機構４１を備える。干渉防止機構４１は、頭部支持ユニット７１に設けられた反射型のビームセンサー４１ａを備える。さらに、干渉防止機構４１は、支柱６の所定の高さ位置に反射板４１ｂを備える。反射板４１ｂは、ビームセンサー４１ａに対向する位置に設けられており、ビームセンサー４１ａから照射されるビームが反射板４１ｂで反射され、ビームセンサー４１ａが検知することで電動アクチュエータ４０ａ、４０ｃの上昇を停止するようになっている。これにより、被検者Ｏの頭部が旋回アーム３に干渉せず安全に構成されている。
【００３８】
また、支持フレーム７には、動作表示手段４２ｄ及びポジションビーム手段４２ｃが設けられている。動作表示手段４２ｄは、稼働中の装置がどのような操作を行っているか表示する。ポジションビーム手段４２ｃは、選択されたモードの撮影対象領域（画像再構成範囲）がどの範囲かを被検者Ｏに弱いレーザービームを照射し、その範囲内に被検者Ｏを位置決めするように電動アクチュエータ４０ａ、４０ｃを操作できるようになっている。
【００３９】
さらに、支持フレーム７は、被検者Ｏの正中位置を確認するための正中用レーザービーム４２ａを備える。また、旋回アーム３の両側に位置付け用レーザービーム４２ｂが設けられている。位置付け用レーザービーム４２ｂは、Ｘ線焦点１１１ａと予め設定された２次元Ｘ線検出器１２１の入力面１２１ａの基準位置１２１ｂとを結ぶ直線上を一本の線状に指向するようになっている。さらに、Ｘ線焦点１１１ａと２次元Ｘ線検出器１２１の入力面１２１ａに予め設定された基準位置１２１ｂとを結ぶ水平な直線に対して直交し、且つ、旋回軸３ｃの中心を通る垂直の軸線を指向するようになっている。これにより、位置付け用レーザービーム４２ｂは、被検者Ｏの対象撮影領域（画像再構成範囲）の中心位置を指示し、設定を容易にできるようになっている。
【００４０】
回転駆動ユニット１６０には、旋回軸位置設定手段１６１及び旋回軸回転手段１６２を備え、中空式で減速機を使用せずに負荷をモータに直結して駆動するダイレクトドライブ方式で高精度の位置決め機能を有するモータを備える。モータの回転駆動によって旋回軸３ｃが回転するようになっている。
【００４１】
また、旋回軸位置設定手段１６１は、Ｙ方向に移動するＹテーブルと、Ｙテーブル上でＸ方向に移動するＸテーブルとを備える。
【００４２】
旋回アーム３は旋回アーム位置設定手段３１を備える。旋回アーム位置設定手段３１は、旋回可能な旋回テーブル、旋回テーブルの上を直動可能なスライドテーブルを備える。旋回アーム３の底面には干渉防止センサ（図示せず）が設けられており、旋回アーム３の底面と頭部固定部４の上部とが干渉しないようになっている。頭部固定部４の上部が干渉防止センサに当たると、電動アクチュエータ４０ａ、４０ｃの上昇を停止するようになっている。
【００４３】
図４の二点鎖線で示す範囲は、旋回アーム３の旋回軸３ｃの中心位置がＸＹ方向に水平に移動可能な範囲を移動したときの最大回転半径の例を示している。
【００４４】
Ｘ線撮影装置本体１は、Ｘ線照射部２から照射されるＸ線を絞るコリメータ（マスク）１１１を備える。
【００４５】
図２に示おいては、記憶手段２２は、外部の記憶装置を記載しているが、装置本体２０内にも記憶装置を備えている。この発明では、内部の記憶装置と外部の記憶装置で記憶手段２２を構成しているが、これに限らず、上記した各種データを格納できるものであればよい。
【００４６】
Ｘ線照射部１１０において、Ｘ線照射部１１０の前方に設けられたコリメータ１１１は、形状を異ならせた複数のスリットを形成したマスクで構成されており、スリットのいずれかを選択し、選択したスリットによってＸ線発生器１１２から照射されたＸ線ビームＮＢの広がりを制限する仕組みになっている。パノラマ撮影では、パノラマ用開口が選択され、その形状に対応したＸ線細隙ビームが、Ｘ線検出部１２０のＸ線検出器１２１に向かって照射される。そして、その状態で旋回アーム３を旋回させ、Ｘ線細隙ビームによって顎顔面を走査しつつ、Ｘ線検出器１２１の検出面に投影された透過画像をパノラマ撮影データとして蓄積することにより、パノラマ撮影が実行される。
【００４７】
図５に、このＸ線パノラマＣＴ撮像装置の制御及び処理のためのブロック図を示す。同図に示す如く、Ｘ線撮影装置本体１からのデータは通信ラインを介してＸ線ＣＴ画像表示装置２に与えられる。
【００４８】
Ｘ線ＣＴ画像表示装置２は、例えば、大量の画像データを扱うため、大容量の画像データを格納可能な、例えば、パーソナルコンピュータやワークステーションで構成される。つまり、Ｘ線画像表示装置本体２０は、その主要な構成要素して、内部バス２８を介して相互に通信可能に接続されたインターフェース２７、２４、記憶部２２、制御装置２１、画像生成手段２３を備える。制御装置２１は、ＣＰＵ２１ａとＯＳ等の制御プログラムが格納されたＲＯＭ２１ｂを備える。記憶部２２は、バッファメモリ２２ａ、画像メモリ２２ｂ、フレームメモリ２２ｃを備える。制御装置２１には、インターフェース２４を介し操作手段２５、表示手段２６が接続されている。
【００４９】
インターフェース２７は、Ｘ線撮影装置本体１に接続されており、制御装置２１とＸ線照射部１１０、Ｘ線検出部１２０との間で交わされる制御情報や収集データの通信を媒介する。また、これにより、制御装置２１はＸ線撮影装置本体１で撮影したパノラマ画像を例えばＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格により外部のサーバに送出できるようになっている。
【００５０】
バッファメモリ２２ａは、インターフェース２７を介して受信した、Ｘ線検出部１２０からのデジタル量のフレームデータを一時的に記憶する。
【００５１】
また、画像生成手段２３は、制御装置２１の制御下に置かれ、装置側が提供する所定の３Ｄ基準断層面のパノラマ画像の作成及びそのパノラマ画像の後利用のための処理を操作者との間でインターラクティブに実行する機能を有する。この機能を実現するためのプログラムは、ＲＯＭ２１ｂに予め格納されている。このため、このＲＯＭ２１ｂは、この発明に係るプログラムを格納する記録媒体として機能する。なお、このプログラムは予めＲＯＭ２１ｂに格納しておいてもよいが、場合によっては、外部システムから通信回線や持ち運び可能なメモリを介して、図示しないＲＡＭなどの記録媒体にインストールするようにしてもよい。
【００５２】
上述した３Ｄ基準断層面ＳＳは、本実施形態では、装置側で予め用意されているものであり、撮像前、または保守点検時などにキャリブレーションできるようになっている。なお、３Ｄ基準断層面ＳＳは、複数の断層面から選択するようにしてもよい。かかる選択動作によって、３Ｄ基準断層面の位置を、歯列の奥行き（前後）方向の一定範囲で変更できる。
【００５３】
画像生成手段２３により処理される又は処理途中のフレームデータ及び画像データは画像メモリ２２ｂに読出し書込み可能に格納される。画像メモリ２２ｂには、例えばハードディスクなどの大容量の記録媒体（不揮発性且つ読出し書込み可能）が使用される。また、フレームメモリ２２ｃは、再構成されたパノラマ画像データ、後処理されるパノラマ画像データなどを表示するために使用される。フレームメモリ２２ｃに記憶される画像データは、インターフェース２４を介して表示手段２６に与えられ、表示手段２６の画面に表示される。
【００５４】
制御装置２１のＣＰＵ２１ａは、ＲＯＭ２１ｂに予め格納されている制御及び処理の全体を担うプログラムに沿って、装置の構成要素の全体の動作を制御する。かかるプログラムは、操作者からそれぞれに制御項目についてインターラクティブに操作情報を受け付けるように設定されている。このため、ＣＰＵ２１ａは、後述するように、フレームデータの収集（スキャン）などを実行可能に構成されている。
【００５５】
このため、被検者Ｏは、図２および図３に示すように、座位の姿勢でチンレスト４ａの位置に顎を置いて、ヘッドレストに額を押し当てる。これにより、患者の頭部（顎部）の位置が旋回アーム３の回転空間のほぼ中央部で固定される。この状態で、旋回アーム３が被検者Ｏの頭部の周りをＸＹ面に沿って回転する。図２、図３は、座位の場合を例示したが、図示しないが立位の装置の場合も当然有り得ることは勿論である。
【００５６】
この回転の間に、Ｘ線照射部１１０から所定周期でパルス状のＸ線が曝射される。このＸ線は、撮影位置に位置する被検者Ｏの顎部（歯列部分）を透過してＸ線検出部１２０に入射する。Ｘ線検出部１２０は、前述したように、非常に高速のフレームレート（例えば、３００ｆｐｓ）で入射Ｘ線を検出し、対応する電気量の２次元のデジタルデータ（例えば６４×１５００画素）をフレーム単位で順次出力する。このフレームデータは、通信ラインを介して、Ｘ線ＣＴ画像表示装置２のインターフェース２７を介してバッファメモリ２２ａに一時的に保管される。この一時保管されたフレームデータは、その後、画像メモリ２２ｂに転送されて保管される。
【００５７】
このため、画像生成手段２３は、画像メモリ２２ｂに保管されたフレームデータを用いて３Ｄ基準断層面ＳＳに撮像焦点を当てた断層像をパノラマ画像（基準パノラマ画像）として再構成（作成）する。つまり、この基準パノラマ画像は、「３Ｄ基準断層面ＳＳに沿って歯列が存在していると仮定したときのパノラマ画像」であると定義される。また、この画像生成手段２３は、この基準パノラマ画像を用いて３次元（３Ｄ）画像を作成するなどの処理を行う。基準パノラマ画像が実際の歯列弓とずれている場合には、前後に基準面をずらして修正基準面画像を得る。修正基準面画像は、３Ｄ基準画像からフレームデータ又は基準パノラマ画像のデータを用いて歯列を最適焦点化した表面画像である。つまり、この前後にユーザーが操作手段２５を用いてずらした修正基準面画像は、ボケが少なく、かつ、歯列の実在位置及びその実際のサイズを精度良く表現した最適焦点画像である。
【００５８】
とくに、修正基準面画像は、被検者個々によって異なることが殆どであるという事実を考慮した画像である。実際問題として、個々の被検者の歯列は３Ｄ基準断層面ＳＳに沿っていることは無く、３Ｄ基準断層面ＳＳから部分的に又は全体的にずれていたりする。
【００５９】
Ｘ線照射部１１０から照射されたＸ線は被検者Ｏの口腔部を透過して、Ｚ軸方向に一定の長さを有する縦長のＸ線検出部１２０により検出される。Ｘ線照射部１１０とＸ線検出部１２０との間の距離は一定に保持され、かつ、回転中心からＸ線照射部１１０及びＸ線検出部１２０に至る距離も一定に保持される。その一方で、３Ｄ基準断層面ＳＳに焦点を合わせたスキャンを行うため、１回のスキャン（データ収集）の間に、回転中心ＲＣの位置の軌道は、馬蹄形状に湾曲している歯列に対して、一例として前述のように山形状に変化するように設計されている。
【００６０】
従来のパノラマ画像は、実際の歯列のずれを考慮しないで作成されている。このため、従来のパノラマ画像から定量的な構造解析は非常に困難であり、被検者毎の様々な形状や位置にある歯列に関わらず、高精度に撮像できるパノラマ撮像装置が望まれていた。
【００６１】
本実施例では、断層面の画像を得るためにトモシンセシス法（tomosynthesis）を用いている。トモシンセシス法では、Ｘ線照射部１１０から被検者Ｏに対して複数の異なる角度でＸ線を曝射し、前記被検者を透過した前記Ｘ線をＸ線検出部１２０により検出し、複数の撮影画像（トモシンセシス用撮影画像）を撮影する。そして、これら複数のトモシンセシス用撮影画像を再構成して任意の断層位置における撮影画像（再構成断層画像）を得る。
【００６２】
複数のトモシンセシス断層画像データの再構成法としては、シフト加算法と、フィルタ逆投影法（ＦＢＰ法、ＦＢＰ：Filtered Back Projection）とが存在する。シフト加算法とＦＢＰ法は、再構成の原理が異なるため、断層方向の解像度及びコントラストが異なる。このため、それぞれの再構成法には、以下のような利点がある。
【００６３】
まず、シフト加算法の利点につき説明する。シフト加算法を用いると、金属アーチファクトが発生しないので、インプラント体への骨の付き具合が診断し易くなる。また、インレーやクラウンの近くのカリエスなども診断し易くなる。さらに、再構成計算が速く、撮影後、速やかに画像を表示して、診断することが出来る。また、ノイズが少なく、正中部分や顎関節部分など線量が少し足りなくなる部分でも診断がし易くなる。
【００６４】
ＦＢＰ法の利点について、説明する。ＦＢＰ法を用いると、高いコントラスト画像を作成することができ、根尖、根管、歯根膜などの診断がし易くなる。さらに、パノラマ画像からデンタル画像を切り出すとき、主に臼歯部で、歯の重なりを無くすことができ、カリエスなどの診断がし易くなる。また、奥行方向のパノラマ画像を複数枚作成して、ボリュームデータを作成することにより、歯列横断画像を作成することができる。
【００６５】
このように、シフト加算法とＦＢＰ法はそれぞれの利点を有し、いずれの再構成法が絶対的に優れているともいえない。従って、それぞれの要求を満たした再構成法を用いればよいが、歯科用パノラマＸ線装置のトモシンセシス撮影法においては、シフト加算法が一般的に用いられている。
【００６６】
本実施例では、断層面の画像を得るためにトモシンセシス法（tomosynthesis）を用いている。再構成法としてのシフト加算法は、スキャンによって一定レートで収集されるフレームデータ（画素データ）のうち、３次元３Ｄ基準断層面のＸＹ面に投影される軌跡の各位置について定まる複数のフレームデータを、例えば、その位置に応じた量だけ互いにシフトさせて相互加算する処理を用いられる。
【００６７】
再構成法としてのＦＢＰ法は、一群のフレームデータ（画像データ）を個別に、所定の第１の重み付け処理を行ない、次に、第１の重み付け処理後の各画像データに対して、所定のコンボリューション処理を施す。次に、コンボリューション処理後の各投影データに対して、所定の第２の重み付け処理を行なう。次に、第２の重み付け処理した後の画像データを個別に、所定の逆投影（バックプロジェクション：ＢＰ）処理をして、ＢＰ像（３次元ボリュームデータ）を生成する。
【００６８】
本実施例で言う「最適焦点」とは、「焦点が一番合っている、焦点ボケが少ない」という意味であり、注目する部位がそれ以外の部位よりも解像度が良い、又は、画像の全体の解像度がより高いことを言う。
【００６９】
基準パノラマ画像が作成されると、そのデータは画像メモリ２２ｂに保管されるともに、表示手段２６に適宜な態様で表示される。このうち、表示態様などについて、操作手段２５から与えるユーザーの意思が反映される。
【００７０】
本実施形態では、奥行き方向パノラマ画像を複数枚作成している。すなわち、図８に示すように、３Ｄ基準断面の軌跡に沿って前後にＤ方向、例えば２７ｍｍの断層情報により、複数のパノラマ画像が画像メモリ２２ｂに格納される。
【００７１】
表示手段２６の表示画面２６ａには、３Ｄ基準断面の軌跡に沿ったパノラマ画像が表示される。ユーザーは表示された表示画面２６ａの切り出し用パノラマ画像表示部２６１の画像を見て焦点が合っていないと判断すると、基準面を修正するために、スライスポジション２７６を左右にスライドさせることにより奥行きの調整が行われる。前述したように、複数の奥行き方向のパノラマ画像が画像メモリ２２ｂに格納されているので、スライスポジション２７６に従ってパノラマ画像が順次変更され、焦点が一番合っている時点で、修正基準面を設定する。
【００７２】
このように、Ｄの断層情報により、歯列の個人差や位置付けのずれにも柔軟に対応できる。
【００７３】
図９及び図１０に示すように、焦点が一番合った状態のパノラマ画像が表示画面２６ａに表示される。そして、保存ボタン２７３がクリックされると、このパノラマ画像をＤＩＣＭデータとして画像メモリ２２ｂ等に格納する。図９はデンタル切り出しの動作の画面、図１０は画像保存の画面である。画像保存画面においては、撮影モードを示すフレーム２７５、画像編集を示すフレーム２７７、基準面の奥行き方向を変更させるスライスポジション２７６が設けられている。
【００７４】
ところで、本実施形態では、対象物の所望断面のパノラマ画像のデータから、その画像の複数の部分領域のそれぞれの最適焦点の部分断面画像（デンタル画像）を生成する。このため、図９に示すように、所望断面のパノラマ画像から所望の部分領域（デンタル）を指定してデンタル切り出しが行えるように構成している。
【００７５】
切り出し用パノラマ画像表示部２６１に部分領域（関心領域）であるデンタル切り出し画像枠２６３が表示される。この画像枠２６３をデンタル画像を所望する領域に移動させる。すなわち、画像枠２６３内をドラッグしながら動かすことで表示枠２６３を移動させることができる。画像枠２６３に表示されている画像が切り出しデンタル画像表示部２６４に表示される。デンタル切り出し画像枠２６３に表示されている画像は、切り出し位置の基準となるものであるため、切り出しデンタル画像表示部２６４で編集した状態はこの画面上では反映されない。
【００７６】
画像表示枠２６３をドロップすることで、その位置の画像を切り出し、デンタル画像表示部２６４に再表示するように構成されている。その際に、切り出しデンタル画像表示部２６４で編集した状態をすべて初期状態に戻される。
【００７７】
また、デンタル切り出し画像枠２６３内に十字のカーソルを表示し、そのカーソルをドラッグしながら回転させることで、切り出しデンタル画像表示部２６４に表示された画像も枠の中心を軸に回転させて表示するように構成される。
【００７８】
本実施形態では、デンタル切り出し画像枠２６３の大きさは、長辺４ｃｍ、短辺３ｃｍである。
【００７９】
上下左右回転角度変更ボタン・角度リセットボタン２６５は、切り出したデンタル画像の角度を変更並びにリセットするものである。上下左右のボタンをクリックすることで、切り出したデンタル画像の角度を調整する。クリック毎に変更された回転角度の画像を再作成し、切り出しデンタル画像表示部２６４に表示させる。リセットボタンをクリックすることで初回表示の上下左右回転の状態に戻される。奥行き調整ボタン、奥行きリセットボタン２６２は、切り出したデンタル画像の奥行き方向の調整並びにリセットするものである。
【００８０】
テンプレート表示部２６８には、登録用のテンプレートが表示される。テンプレート表示部２６８の中の枠を選択していた状態で画像右クリックにより、右クリックメニューで削除が表示される。デンタル切り出し画像枠２６３を選択している状態では、右クリックメニューの表示は行わないように構成されている。
【００８１】
切り出し位置変更ボタン２６６は、デンタル切り出し位置を変更するもので、移動の幅は選択しているテンプレートによって変更する。移動順序は、右上８番、左上８番、右下８番、左下８番の順序である。
【００８２】
奥行き調整ボタン２６２は、断層位置の奥行きを調整するもので、上下のボタンをクリックすることで前後に調整される。クリック毎に変更された回転角度の画像が切り出しデンタル画像表示部２６４に表示される。リセットボタンをクリックすることで初回表示の断層位置に戻される。
【００８３】
デンタル画像切り替えボタン２６７は、テンプレート上の１つの枠に登録されている画像を切り替える。
【００８４】
切り替えられた際には、デンタル切り出し画像枠２６３の枠の角度をその画像に対応した状態で再表示する。また、新規画像作成時は無効とされる。
【００８５】
テンプレート選択ボタン２６９は、１０枚法、１４枚法、個別の３パターンからユーザーが希望するテンプレートを選択する。選択したテンプレートがテンプレート表示部２６８に表示される。
【００８６】
歯番変更ボタン２７０は、登録歯番の変更を行うものである。画像処理部２７１は、現在表示中のデンタル画像に画像処理を変える場合にそれぞれのアイコンをクリックする。画像処理は、切り出したデンタル画像個別に保持される。保存ボタン２７２は、現在テンプレートに等位録されている画像を画像メモリ２２ｂや外部の記憶装置に保存する。１０枚法、１４枚法の場合は、テンプレート上に表示された画像をアルバムに登録する。個別の場合には、アルバム登録は行わない。
【００８７】
閉じるボタン２７３は、このボタンをクリックすることで、デンタル切り出しモードを終了する。終了時１枚でもテンプレートへの登録を行っていた際には、画像を破棄するかどうかの確認メッセージを表示する。はいを選択した場合はすべてを破棄し、いいえを選択した場合はデンタル切り出し画面に戻るように構成されている。
【００８８】
（画像処理）
図１１のフローチャートを参照して、制御装置２１及び画像生成手段２３により実行される処理を説明する。この処理には、上述したように、スキャンによりデータ収集、プレ処理としての基準パノラマ画像の再構成、及び基準パノラマ画像を用いた各種態様に応じた表示などが含まれる。
【００８９】
（データ収集及び基準パノラマ画像の再構成）
まず、制御装置２１は、被検者Ｏの位置決めなど撮影の準備が済むと、操作手段２５を介して与えられる操作者の指示に応答し、データ収集のためのスキャンを指令する（ステップＳ１）。これにより、旋回アーム３及びＸ線照射部１１０が予め設定されている制御シーケンスに沿って駆動するように指令される。このため、Ｘ線照射部１１０及びＸ線検出部１２０の対を被検者Ｏの顎部の周囲に回転させながら、その回転動作の間に、Ｘ線照射部１１０からパルス状又は連続波のＸ線を所定周期で又は連続的に曝射させる。このとき、Ｘ線照射部１１０及びＸ線検出部１２０の対は、３Ｄ基準断層面ＳＳ（図７参照）を焦点化するように予め設定されている駆動条件に基づいて回転駆動される。この結果、Ｘ線検出部１１０から曝射されたＸ線は被検者Ｏを透過してＸ線検出部１２０により検出される。したがって、前述したように、Ｘ線検出器１２１から例えば３００ｆｐｓのレートでＸ線透過量を反映したデジタル量のフレームデータ（画素データ）が出力される。このフレームデータはバッファメモリ２２ａに一時保管される。
【００９０】
このスキャンの指令が済むと、処理の指示は画像生成手段２３に渡される。画像生成手段２３は、３Ｄ基準断層面ＳＳの空間位置に対応したトモシンセシス法に基づき、シフト換算法またはＦＢＰ法により、図８に示すように、３Ｄ基準断層面ＳＳを中心として、前後Ｄの奥行き方向にパノラマ画像を複数枚作成して、その再構成した画像の各画素値を記憶する（ステップＳ２）。なお、この再構成処理において、前歯部の中心で縦横の拡大率の比が同じになるように係数を掛ける処理も実行される。
【００９１】
画像生成手段２３は次いで、この基準パノラマ画像を表示手段２６の表示画面２６ａに表示させる（ステップＳ３）。この基準パノラマ画像の例を図９、図１０に模式的に示す。
【００９２】
（最適焦点の断面位置の特定）
これに対して、前後に基準面をずらして修正基準面画像を得る処理を行うと判断した場合（ステップＳ４、ＹＥＳ）、ステップＳ５において、基準パノラマ画像が実際の歯列弓とずれている場合には、前後に基準面をずらして修正基準面画像を得る。
【００９３】
画像生成手段２３は、その前後に移動させた基準画像を表示手段２６に表示させ、操作者の参照に供する。
【００９４】
この後、画像生成手段２３は、その修正基準面画像を他の態様で観察する機会を操作者に与える。つまり、画像生成手段２３は、操作者から操作情報に基づいて、その修正基準面画像を他の態様で表示するか否かを判断する。
【００９５】
その一例として、画像生成手段２３は、修正基準面画像（３次元パノラマ画像）のデンタル切り出し画像（部分領域）を観察するか否かを判断する（ステップＳ６）。このステップＳ６の判断がＹＥＳになると、画像生成手段２３は操作者の操作情報に基づいて修正基準画面像にデンタル切り出し用枠を設定するか否か判断する（ステップＳ７）。次いで、このステップＳ７の判断がＹＥＳになると、画像生成手段２３は操作者の操作情報に基づいて設定された部分領域の部分画像を切り出し（ステップＳ８）、その部分画像を例えば拡大して表示する（ステップＳ９）。この部分画像は、例えば、図９に示すように、切り出しデンタル画像表示部２６４に表示される。
【００９６】
この後、画像生成手段２３はかかる一連の処理を終了するか否かを操作情報から判断し（ステップＳ１０）、この判断がＹＥＳの場合は処理を終了する。これに対し、ＮＯの場合は処理をステップＳ６に戻して上述した処理を繰り返す。
【００９７】
以上のように、本実施形態によれば、パノラマ撮像空間を３次元的に把握することで、投影方向が３次元的に表現できる。従って、パノラマ画像の焦点が合っている限りは、３次元表現された画像に歪が生じず、正確なパノラマ撮影画像を構築することができる。このことにより、パノラマ画像をより、位置決めの良否に関わらず安定に表示でき、かつパノラマ画像全体で鮮明な画像を作るようなこともできる。
【００９８】
本実施例では、断層面の画像を得るためにトモシンセシス法（tomosynthesis）を用いている。再構成法としてはシフト加算法またはＦＢＰ法を用いている。前述したように、シフト加算法とＦＢＰ法は、再構成の原理が異なるため、断層方向の解像度及びコントラストが異なる。このため、診断に用いる目的において、それぞれ適した再構成法がある。まず、断層面の画像を得るためにトモシンセシス法（tomosynthesis）を用いることにより、シフト加算法、ＦＢＰ法のどちらを用いても好適な例につき説明する。
【００９９】
ＣＴ撮影を行うとインプラント体周りにアーチファクトが発生し、骨の付き具合が分かりづらいという難点がある。そこで、トモシンセシス法によるＣＴ撮影を行い、所望するデンタル領域をＣＴ撮影の投影データの一部を用いてシフト加算法またはＦＢＰ法でインプラント体部分の断層画像を作成することにより、インプラント体周りにアーチファクトが発生しなくなり、骨の付き具合が分かる。
【０１００】
次に、ＦＢＰ法によるパノラマ再構成形成の一例を図１２のフローチャートに従い説明する。
【０１０１】
まず、ディフェクト登録データを読み込み、ディフェクトテーブルを作成する(ステップＳ２１）。そして、選択された軌道データを読み込む(ステップＳ２２）。
【０１０２】
次に、白黒反転用ルックアップテーブルを作成する（ステップＳ２３）。続いて、濃度補正用画像を読み込み、濃度補正データを作成する（ステップＳ２４）。
【０１０３】
そして、パノラマ撮影を行い(ステップＳ２５）、パノラマ投影画像を読み込む（ステップＳ２６）。投影画像を読み込み、投影画像に対して、ディフェクト補正、濃度橋正、白黒反転を行う（ステップＳ２７）。
【０１０４】
続いて、計算時聞を短縮するため、各軌道において、Ｘ線検出器１２１に入射するＸ線が透過するボクセルの範囲を指定する歯列方向計算範囲テーブルを作成する(ステップＳ２８）。
【０１０５】
その後、後述するステップＳ３９での各断層の歯列位置補正を行うために使用するテーブルを作成する。すなわち、各軌道においてＸ線検出器１２１の中心に入射するＸ線が透過するボクセルを指定するテーブルと高さの比を決めるためのテーブルを作成する(ステップＳ２９）。
【０１０６】
次に、再構成領域を占める各ボクセル頂点の実際の位置座標を算出する(ステップＳ３０）。
【０１０７】
軌道データ(アーム角度と懸垂軸位置)と処理後の投影データを読み込む(ステップＳ３１）。上記投影データに畳み込み積分をする(ステップＳ３２）。
【０１０８】
計算を簡単化するため、Ｘ線源が原点、Ｘ線検出器１２１の中心位置がy軸上+y方向になるよう回転移動と並行移動をする(ステップＳ３３）。
【０１０９】
そして、各ボクセルを透過するＸ線が入射する検出器ピクセルを算出する(ステップＳ３４）。各検出器ピクセルのボクセルに対する寄与と画素値の積を算出してボクセルに返し再構成計算、ＦＢＰ法、和をとっていく（ステップＳ３４）。軌道データが終了するか否か判断し(ステップＳ３５）、終了していない場合にはステップＳ３１に戻り、前述の動作を繰り返す。
【０１１０】
一方、各ボクセルをＸ線が透過した回数(ｎ)は軌道によって異なるので、その回数を計算過程で算出しておき、最終結果をｎで分割する（ステップＳ３６、Ｓ３７）。
【０１１１】
再構成計算をした後の画像は、内側の断層の歯列が左右上下方向に拡大・縮小されているので、それを補正する（ステップＳ３９）。その後、表示手段２６に再構成画像を表示させる。
【０１１２】
上記したように、シフト加算法を用いると、金属アーチファクトが発生しないので、インプラント体への骨の付き具合が診断し易くなる。また、インレーやクラウンの近くのカリエスなども診断し易くなる。さらに、再構成計算が速く、撮影後、速やかに画像を表示して、診断することが出来る。また、ノイズが少なく、正中部分や顎関節部分など線量が少し足りなくなる部分でも診断がし易くなる。一方、ＦＢＰ法を用いると、高いコントラスト画像を作成することができ、根尖、根管、歯根膜などの診断がし易くなる。さらに、パノラマ画像からデンタル画像を切り出すとき、主に臼歯部で、歯の重なりを無くすことができ、カリエスなどの診断がし易くなる。
【０１１３】
上記事情に鑑み、トモシンセシス撮影時に、ユーザーがシフト加算法またはＦＢＰ法のどちらで再構成を行うか選択できるようにした実施形態を図６に示す。画像処理部２０ａは、トモシンセシス用撮影画像のデータに所定の処理を行って表示手段２６に出力する。画像処理手段２０ａは、第１メモリ２２ｄと、第２メモリ２２ｅと、シフト加算処理部２３ａと、第３メモリ２２ｆと、ＦＢＰ処理部２３ｂと、表示制御部２３ｃとを有する。
【０１１４】
第１メモリ２２ｄは、トモシンセシス撮影で得られたトモシンセシス用撮影画像のデータを記憶する。シフト加算処理部２３ａは、トモシンセシス用撮影画像のデータをシフト加算法により再構成し、シフト加算画像のデータを出力する。第２メモリ２２ｅは、シフト加算処理部２３ａから出力されたシフト加算画像のデータを記憶する。ＦＢＰ処理部２３ｂは、トモシンセシス用撮影画像のデータをＦＢＰ法により再構成し、ＦＢＰ画像のデータを出力する。第３メモリ２２ｆは、ＦＢＰ処理部２３ｂから出力されたＦＢＰ画像のデータを記憶する。表示制御部２３ｃは、第２メモリ２２ｅに記憶されているシフト加算画像のデータ及び第３メモリ２２ｆに記憶されているＦＢＰ画像のデータを処理して、シフト加算画像又はＦＢＰ画像の表示制御を行う。
【０１１５】
次に、本実施形態を用いてトモシンセシス撮影を行う方法について説明する。図１３には、当該方法のフローチャートが示されている。
【０１１６】
ステップＳ５１において、ユーザーから入力部２２に対してトモシンセシス撮影の要求があるかどうかを判定する。トモシンセシス撮影の要求がない場合（Ｓ５１：Ｎｏ）、撮影制御部は、ステップＳ５１の処理を継続する。トモシンセシス撮影の要求があった場合（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、ステップＳ５２において、撮影制御部は、トモシンセシス撮影を開始する。旋回アーム３を作動させて、被検者Ｏを挟んでＸ線照射部１１０とＸ線検出部１２０とを回転させながら、Ｘ線照射部１１０からＸ線を出力させ、被検者Ｏを透過したＸ線をＸ線検出部１２０で検出し、Ｘ線画像情報（トモシンセシス用撮影画像のデータ）に変換する。
【０１１７】
トモシンセシス撮影が終了すると、ステップＳ３において、制御装置２０の画像処理手段２０ａは、事前に設定された表示設定に応じて、シフト加算画像又はＦＢＰ画像の少なくとも１つを表示手段２６に表示させる。
【０１１８】
図１４には、本実施形態において、画像処理部２０ａにおける処理のフローチャートが示されている。なお、本実施形態において、表示設定としては、表示画像種類、表示形式、表示倍率、表示対象領域及び画像補正処理がある。これらの表示設定は、トモシンセシス撮影前に選択しておき、トモシンセシス撮影中又はトモシンセシス撮影後に変更することもできる。
【０１１９】
ステップＳ６１において、画像処理手段２０ａは、表示画像種類を特定する。表示画像種類は、表示手段２６の画面に表示される画像を示し、この表示画像種類としては、シフト加算画像又はＦＢＰ画像のうち少なくとも１つが選択される。すなわち、シフト加算画像又はＦＢＰ画像のうちいずれか１つ又は全てが選択される。具体的な処理としては、表示画像種類の設定に応じた画像を表示制御部２３ｃに出力する。すなわち、シフト加算画像が選択されている場合、シフト加算処理部２３ａは、第１メモリ２２ｄからトモシンセシス用撮影画像のデータを読み出し、これを再構成してシフト加算画像のデータを得る。シフト加算画像のデータは、第２メモリ２２ｅに一時的に記憶した後、表示制御部２３ｃに出力する。ＦＢＰ画像が選択されている場合、ＦＢＰ処理部２３ｂは、第１メモリ２２ｄからトモシンセシス用撮影画像のデータを読み出し、これを再構成してＦＢＰ画像のデータを得る。ＦＢＰ画像のデータは、第３メモリ２２ｆに一時的に記憶した後、表示制御部２３ｃに出力する。
【０１２０】
ステップＳ６２において、画像処理部２０ａは、表示形式を特定する。表示形式としては、並列画像表示及び枠表示が選択可能である。並列画像表示は、２つの画像を並列に表示する表示形式である。２つの画像を並列に表示する並列画像表示の場合、いずれの画像を表示するか及びその位置を選択可能である。
【０１２１】
ステップＳ６３において、表示制御部６２は、表示倍率を特定する。表示倍率は、各画像のどの範囲を画像表示領域に表示させるか、すなわち、表示手段２６の画面上における各画像の表示倍率を示す。表示手段２６の画像表示領域に表示する各画像の縦横の長さ（ドット）を規定することで表示倍率を規定する。
【０１２２】
ステップＳ６４において、表示制御部２３ｃは、表示対象領域を特定する。表示対象領域は、例えば、各画像の全領域のうちいずれの領域を表示するかを設定する。表示対象領域は、表示対象領域に含まれる各画素の座標又は特定の画素（例えば、表示対象領域の四隅の画素）の座標により規定される。
【０１２３】
ステップＳ６５において、表示制御部２３ｃは、画像補正処理を行う。画像補正処理には、ゲイン調整（感度補正）、オフセット調整（階調補正）、エッジ強調（周波数強調）、反転（濃淡の逆転）等の処理がある。表示制御部２３ｃに複数の画像のデータが入力されている場合、表示制御部２３ｃは、画像毎に画像補正処理を行う。例えば、単純Ｘ線画像にはゲイン調整を行い、ＦＢＰ画像には、エッジ強調を行うことも可能である。
【０１２４】
ステップＳ６６において、表示制御部６２は、ステップＳ６１〜Ｓ６５の処理の結果生成された画像（画像表示領域）を示す信号（画像信号Ｓｉ）を表示手段２６に出力する。この画像信号を受信した表示手段２６は、画像信号ｉに応じた画像を表示する。
【０１２５】
以上のように、本実施形態では、シフト加算画像又は及びＦＢＰ画像を表示することができる。これにより、ユーザーは、シフト加算画像又はＦＢＰ画像の両方を見ることができるため、効率良く診断を行うことができる。
【０１２６】
上記実施形態では、単純Ｘ線画像、シフト加算画像及びＦＢＰ画像の３つの画像を表示可能な構成を示したが、これに限らず、いずれか２つのみを表示可能な構成にも適用可能である。また、上記３つの画像以外の画像を表示する構成に適用してもよい。
【０１２７】
上記実施形態では、３つのメモリ（第１メモリ２２ｄ、第２メモリ２２ｅ及び第３メモリ２２ｆ）を示したが、別々のメモリである必要はなく、１つのメモリにおける別々のメモリ領域であってもよい。
【０１２８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記した実施形態は歯科用Ｘ線撮影装置を用いてパノラマ撮影をトモシンセシス法で行う例を示しているが、これ以外に全顎を対象とする頭頸部領域のＣＴ画像、３Ｄ画像、セファロ画像撮影にもトモシンセシス法を用いることもできる。この発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２９】
１ Ｘ線撮影装置本体
２ Ｘ線ＣＴ画像表示装置
３ 旋回アーム
１１０ Ｘ線照射部
１２０ Ｘ線検出部
２０ 画像表示装置本体
２１ ＣＰＵ
２２ 記憶手段
２５ 操作手段
２６ 表示手段
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検者の特定部位を撮影する歯科用Ｘ線撮影装置に係り、例えば、歯列弓などのパノラマ画像を撮影するＸ線パノラマＣＴ装置や頭頸部Ｘ線ＣＴ装置に関し、特に、１回の断層撮影で任意裁断高さの断層像を再構成するトモシンセシスを行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線断層画像の撮影方法としてトモシンセシスが知られている。トモシンセシスでは、Ｘ線源から被検者に対して複数の異なる角度でＸ線を曝射し、前記被検者を透過したＸ線をＸ線検出器により検出し、複数の撮影画像（トモシンセシス用撮影画像）を撮影する。そして、これら複数のトモシンセシス用撮影画像を再構成して任意の断層位置（裁断高さ）における断層画像（再構成断層画像）を得る。
【０００３】
従来、歯科用のパノラマＸ線撮影装置は、撮像空間に機械的に設定される軌道に沿った断層面（基準断層面という）を有し、この基準断層面に焦点が合うようになっている。このため、歯列弓が基準断層面に沿って位置したときには、再構成される画像はぼけることはない。しかし、歯列弓が基準断層面からずれている場合は、画像がぼけてしまう。したがって、不鮮明な部分を精度良く見たい場合は、ぼけた部分が鮮明に見えるように被検者の位置決めをやり直してデータの再収集を行うか、ぼけた部分の口内撮影を施して、より鮮明な画像を得ていた。
【０００４】
そのような問題の解決を意図した従来技術の例として、特許文献１のように、画像を高速（例えば３００ＦＰＳ）に収集できる検出器を使用して、その検出データをすべてコンピュータに取り込み、トモシンセシス法を用いて、断層面をソフト的に自在に変えることができるＸ線パノラマ撮像装置が開発されている。この装置の場合、予め、検出器の検出面（Ｘ線の入射面）に平行な複数の断層面の距離の情報（ゲイン）を、事前計測によりファントムを用いて求める。撮像時には、Ｘ線管及び検出器の対を被検者の顎部の周囲に回転させながらデータ収集を行う。このときの回転中心の位置は、歯列に対して接近したり離れたりする。収集されたデータは、上述の距離の情報を用いたトモシンセシス法をソフトウエア処理することで、ボケの少ない画像が作成される。この特許文献１には、前記顎顔面に関心領域を指定するステップ、歯列弓を頬側から舌側に向かって正視する方向に関する歯列弓正視情報を基に前記関心領域の指定により前記関心領域を正視したＸ線パノラマ画像を画像処理手段により生成するステップ、前記関心領域を正視したＸ線ＣＴ画像を表示手段に表示するステップ、を備えたＸ線パノラマ画像の表示方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３６１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に記載のパノラマ撮像装置の場合、トモシンセシス法の対象となる複数の断層面が検出器の検出面に平行であると仮定し、パノラマ画像を作成している。画像がデジタル化されてからは、少なくとも基準断層面に歯列が正確に位置決めされた時に、前歯の中心だけは縦横の両方向に共に歪のない画像は作ることは可能ではある。しかし、この位置決めの条件から外れた場合、必ず画像に歪が発生する。また、歯列が基準断層面に沿って位置していない場合、再構成されたパノラマ画像には横方向のぼけも生じる。
【０００７】
この発明は、上述の従来の状況に鑑みてなされたもので、少なくとも基準断層面に歯列弓が外れた場合でも、焦点の合ったぼけの少ない画像を容易に提供できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の歯科用Ｘ線撮影装置は、被検者にＸ線を照射するＸ線照射部と、入射するＸ線に応じたデジタル量の電気信号を一定のフレームレートで出力するＸ線検出部と、前記Ｘ線照射部と前記Ｘ線検出部の対を、被検者を挟んで互いに対向させた状態で被検者の周りを移動させる旋回手段と、前記旋回手段が前記Ｘ線照射部及び前記Ｘ線検出部を被検者の周りを移動させることに伴って前記検出部が出力するトモシンセシス用断層画像信号をフレームデータとして順次記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたフレームデータに基づいて画像再構成演算してパノラマ画像を得る画像処理手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記画像処理手段は、基準断面を挟んで奥行き方向に複数のパノラマ画像を再構成するように構成すればよい。
【００１０】
さらに、前記画像処理手段は、基準断面を奥行き方向にスライドさせて焦点を調整するように構成できる。
【００１１】
前記画像処理手段は、前記パノラマ画像のデータから、前記所望断層面のパノラマ画像のうちの指定された部分領域の位置に応じた最適焦点の部分断面像を生成するように構成できる。
【００１２】
前記画像処理手段は、フィルタ逆投影法（ＦＢＰ法）を用いてトモシンセシス用断層画像を再構成することができる。
【００１３】
前記画像処理手段は、シフト加算法を用いてトモシンセシス用断層画像を再構成するシフト加算処理部と、前記画像処理手段は、フィルタ逆投影法（ＦＢＰ法）を用いてトモシンセシス用断層画像を再構成するＦＢＰ処理部と、を有し、シフト加算画像又はＦＢＰ画像を表示部に表示させるように構成できる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は、断層面の画像を得るためにトモシンセシス法（tomosynthesis）を用いているので、インプラント体周りにアーチファクトが発生しなくなり、骨の付き具合が分かる。また、シフト加算法とＦＢＰ法による再構成を切り替えることで診断に好適な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明による歯科用頭頸部Ｘ線ＣＴ撮影装置の基本構成を説明するブロック図である。
【図２】この発明による座位タイプの歯科用頭頸部Ｘ線ＣＴ撮影装置の正面図である。
【図３】この発明による座位タイプの歯科用頭頸部Ｘ線ＣＴ撮影装置の側面図である。
【図４】この発明による座位タイプの歯科用頭頸部Ｘ線ＣＴ撮影装置の上面図である。
【図５】この発明によるＸ線パノラマ画像・ＣＴ画像表示装置の画像処理部を説明するための機能ブロック図である。
【図６】この発明によるＸ線パノラマ画像・Ｘ線ＣＴ画像表示装置の他の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図７】パノラマ撮影の軌道図を示す図である。
【図８】この発明によるパノラマ撮影の状態を示す模式図である。
【図９】この発明による表示画面の一例を示す模式図である。
【図１０】この発明による表示画面の一例を示す模式図である。
【図１１】この発明の画像処理動作を示すフローチャートである。
【図１２】この発明のＦＢＰ法の処理動作を示すフローチャートである。
【図１３】この発明の画像処理動作を示すフローチャートである。
【図１４】この発明の画像処理動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、被検者（患者）の歯顎領域の歯科用パノラマ撮影装置又は頭頸部領域を撮影する歯科用Ｘ線撮影装置のトモシンセシス撮影のする場合の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。
【００１７】
図１は、歯科用Ｘ線撮影装置としての歯科用頭頸部Ｘ線ＣＴ撮影装置の基本構成を説明するブロック図である。この装置を用いて、歯科用パノラマＸ線撮影又は頭頸部Ｘ線ＣＴ撮影が行える。歯科用頭頸部Ｘ線ＣＴ撮影装置は、Ｘ線撮影装置本体１と、Ｘ線パノラマＣＴ画像表示装置２を備え、通信ケーブル等によってデータを送受信する構成になっている。
【００１８】
Ｘ線撮影装置本体１は、被検者（患者）にＸ線を照射するＸ線照射部１１０と、被検者Ｏを透過したＸ線を検出するＸ線検出部１２０と、Ｘ線照射部１１０及びＸ線検出部１２０を対向して有する旋回アーム３とを備える。
【００１９】
パノラマ撮影機能は、Ｘ線照射部１１０及びＸ線検出部１２０が歯列弓の形状に沿った所定の軌跡を描くように、旋回アームを水平移動及び水平旋回させながら断層撮影を行う。
【００２０】
Ｘ線撮影装置本体１は、Ｘ線照射部１１０とＸ線検出部１２０とを対向させて支持した旋回アーム３と、被検者Ｏの顎顔面を保持する被検者保持手段（頭部固定部）４と、旋回アーム３を駆動する駆動ユニット部１６０と、撮影装置本体制御部１７０とを備えている。撮影装置本体制御部１７０には操作パネル７１ａが付加されている。
【００２１】
Ｘ線照射部１１０は、Ｘ線を照射するＸ線管等からなるＸ線発生器１１２と、Ｘ線ビームＢの広がりを規制するスリット等からなるコリメータ１１１とで構成されており、Ｘ線検出部１２０は、２次元的に広がったＣＣＤセンサやＸ線間接変換方式（ＦＰＤ：フラットパネルディテクタ）センサ等からなるＸ線検出器１２１を設けたカセット１２２で構成されている。カセット１２２はＸ線検出部１２０に対して着脱自在であるが、Ｘ線検出器１２１は、カセット１２２を介さずにＸ線検出部１２０に固定的に設けてもよい。なお、本実施形態はトモシンセシス法を採用しているため、Ｘ線検出器１２１は、その横（幅）方向にも複数のＸ線検出素子を有する。このＸ線検出器１２１は、例えば、３００ｆｐｓのフレームレート（１フレームは、例えば、６４×１５００画素）で入射Ｘ線を、当該Ｘ線の量に応じたデジタル電気量の画像データとして収集することができる。以下、この収集データを「フレームデータ」という。
【００２２】
駆動ユニット部１６０は、ＣＴ撮影時に旋回アーム３の旋回軸３ｃを対象撮影領域（画像再構成範囲）の中心に一致させたり、パノラマＸ線ＣＴ撮影時に、旋回軸を歯列弓に沿って回転移動させたりするために、旋回軸をＸＹ方向（水平方向）に移動するＸＹテーブルを備えた旋回軸位置設定手段１６１を備えている。この旋回軸位置設定手段１６１は、旋回アーム３の旋回軸３ｃを水平移動させるＸ軸モータ、Ｙ軸モータと、旋回アーム３を回転させるＸＹテーブルに設けられた旋回軸回転手段１６２の旋回用モータとを備えている。まず、旋回軸３ｃは、被検者Ｏの正中線に一致するように設定される。
【００２３】
更に、Ｘ線撮影装置本体１は、旋回アーム３を水平方向に直進移動するための旋回アーム位置設定手段３１を備える。旋回アーム位置設定手段３１で旋回アーム３を直進移動することによって、Ｘ線照射部１１０と被検者Ｏとの距離、Ｘ線検出部１２０と被検者Ｏとの距離を変更して、撮影対象の画像エリア（画像再構成範囲）を拡大し、Ｘ線検出部１２０を被検者Ｏに大幅に近接させた状態で、一度の撮影における撮影領域を増大できるようになっている。
【００２４】
撮影時には、Ｘ線照射部１１０及びＸ線検出部１２０の対は、被検者Ｏの口腔部を挟んで互いに対峙するように位置し、その対毎、一体に口腔部の周りを回転するように駆動される。ただし、この回転は単純な円を画く回転ではない。つまり、Ｘ線発生器１１２及びＸ線検出器１２１の対は、その対の回転中心ＲＣが、図７に示す如く、略馬蹄形の歯列の内側で円弧を２つ繋いだような山形状の一定の軌道を画くように回転駆動される。この一定の軌道は、口腔部の標準的な形状及びサイズの歯列に沿った断層面（以下、３Ｄ基準断層面）にＸ線焦点を合わせ且つその３Ｄ基準断層面を追従するように予め設計された軌道である。この３Ｄ基準断層面ＳＳにＸ線焦点を追従させる際、Ｘ線照射部１１０及びＸ線検出部１２０は３Ｄ基準断層面からみたときに必ずしも同一の角速度で回転するわけではない。つまり、この回転は、「歯列に沿った移動」とも呼ぶことができる回転であって、角速度を適宜に変えながら回転している。
【００２５】
撮影装置本体制御部１７０は、駆動ユニット部１６０を制御する制御プログラムを含んだ各種制御プログラムを実行するＣＰＵ１７１と、Ｘ線照射部１１０を制御するＸ線発生部制御手段１７２と、Ｘ線検出部１２０を制御するＸ線検出部制御手段１７３とを備えている。操作パネル７１ａは、小型液晶パネルや複数の操作釦で構成されている。操作釦のほか、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力手段を用いることもできる。また、操作パネル７１ａが液晶モニタ等のディスプレイからなる表示手段を備えるようにしてもよい。
【００２６】
例えば、操作パネル７１ａに設けた表示手段に、Ｘ線撮影装置本体１の操作に必要な文字や画像等の情報を表示するように構成してもよい。また、Ｘ線パノラマ画像やＸ線ＣＴ画像を表示するＸ線ＣＴ画像表示装置２と接続して、Ｘ線ＣＴ画像表示装置２の表示手段２６に表示される表示内容が表示手段にも表示されるようにしてもよく、表示手段２６に表示される文字や画像の上でマウス等によるポインタ操作などを通してＸ線撮影装置本体１に各種の指令ができるようにしてもよい。
【００２７】
Ｘ線撮影装置本体１は、操作パネル７１ａ、あるいはＸ線ＣＴ画像表示装置２からの指令に従って、歯列弓のパノラマ撮影を実行する。また、各種指令や座標データ等をＸ線ＣＴ画像表示装置２から受け取る一方、撮影した画像データをＸ線ＣＴ画像表示装置２に送る。また、被撮影領域（撮影対象領域）ｒｒの底辺は、Ｘ線照射部１１０から照射されるコーンビームの下縁の線が基準となる。
【００２８】
Ｘ線撮影装置本体１と接続されるＸ線ＣＴ画像表示装置２は、例えば、パーソナルコンピュータやワークステーションで構成されており、表示装置本体２０には、例えば、液晶モニタ等のディスプレイ装置からなる表示手段２６や、キーボード、マウス等で構成された操作手段２５が付加されている。表示手段２６にＣＴ画像等が表示される。また、表示手段２６に表示された文字や画像の上でのマウスでのポインタ操作等を通じて各種指令を与えることができる。表示手段２６はタッチパネルで構成することもできるので、この場合、表示手段２６は操作手段２５を兼ねる。
【００２９】
操作手段２５は、デンタル切り出し領域である関心領域や基準断層面を指定する手段として機能する。画像表示装置本体２０は、各種プログラムを実行する制御装置（ＣＰＵ）２１と、ハードディスク等で構成され、各種撮影データや画像等を記憶する記憶手段２２と、画像再構成を行う画像生成手段２３とを備えている。ここに、制御装置（ＣＰＵ）２１、記憶手段２２、画像生成手段２３は画像処理手段を形成する。記憶手段２２には、後述する歯列弓正視情報等も記憶される。制御装置（ＣＰＵ２１）は、記憶手段２２に格納されたプログラムにより、各種動作を制御し、プログラムに従い、画像生成手段２３の機能を果たすように動作する。
【００３０】
記憶手段２２には、パノラマ撮影から得たパノラマ撮影データ、トモシンセシス(tomosynthesis)用断層画像を再構成して任意の断層位置における断層画像（再構成断層画像）などを記憶することができる。
【００３１】
ここに表示手段２６は、文字や記号を含む画像を表示する。表示手段２６は関心領域指定手段として、歯列弓を表したパノラマ画像を表示し、そのパノラマ画像上でデンタル切り出し領域である関心領域の指定操作を受ける一方、断層画像（再構成断層画像）からデンタル切り出し領域である関心領域の部分断面ＣＴ画像(デンタル画像)等を表示する。
【００３２】
図２は、座位タイプの歯科用頭頸部Ｘ線ＣＴ撮影装置のより具体的な正面図、図３は、側面図、図４は、上面図である。
【００３３】
座位タイプのＸ線撮影装置本体１は、左右両側に支柱６が立設されている。支柱６は、床面に設置されたベース５に支持されている。支柱６の上部に、支持フレーム７が支持されており、支持フレーム７の中央部７０内に回転駆動ユニット１６０が設けられている。
【００３４】
回転駆動ユニット１６０の下部には、旋回アーム３が旋回可能に支持されており、旋回アーム３の両側にＸ線検出部１２０及びＸ線照射部１１０が設けられている。Ｘ線撮影装置本体１は、被検者Ｏを座位状態にするための椅子部４０を備える。さらに、Ｘ線撮影装置本体１は、椅子部４０を上下動するための電動式アクチュエータ４０ａが設けられている。電動式アクチュエータ４０ａの動作で椅子部４０を上下動して、被検者Ｏの個体差に応じて撮影対象領域の高さに位置決めする。
【００３５】
Ｘ線撮影装置本体１は、椅子部４０の下部に横方向に延びるフレーム４０ｂが設けられ、このフレーム４０ｂは、上下方向に伸縮自在な電動アクチュエータ４０ｃが取り付けられている。Ｘ線撮影装置本体１は、電動アクチュエータ４０ｃの上部に、頭部支持ユニット７１を有する。頭部支持ユニット７１は、被検者が椅子部４０から出入りしやすいように、水平方向に旋回可能で、基準位置に位置決めロック可能となっている。頭部支持ユニット７１は、被検者の頭部を固定するための頭部固定部４、被検者Ｏがグリップするための一対のハンドル７１ｂを備える。
【００３６】
頭部固定部４は、撮影に際して被検者Ｏの頭部を安定的に固定するために、被検者Ｏの顎を乗せるためのチンレスト４ａと、側頭部または外耳口を固定するための左右対称に開閉する側頭部押さえまたはイヤーロッド４ｂと、前頭部を支持するための前頭部押さえ（図示せず）とで、構成する３点固定方式を基本として、更に後頭部を前頭部に対してベルトを用いて固定するようになっている。
【００３７】
さらに、Ｘ線撮影装置本体１は、旋回アーム３の底面と頭部固定部４の上部とが干渉しないように干渉防止機構４１を備える。干渉防止機構４１は、頭部支持ユニット７１に設けられた反射型のビームセンサー４１ａを備える。さらに、干渉防止機構４１は、支柱６の所定の高さ位置に反射板４１ｂを備える。反射板４１ｂは、ビームセンサー４１ａに対向する位置に設けられており、ビームセンサー４１ａから照射されるビームが反射板４１ｂで反射され、ビームセンサー４１ａが検知することで電動アクチュエータ４０ａ、４０ｃの上昇を停止するようになっている。これにより、被検者Ｏの頭部が旋回アーム３に干渉せず安全に構成されている。
【００３８】
また、支持フレーム７には、動作表示手段４２ｄ及びポジションビーム手段４２ｃが設けられている。動作表示手段４２ｄは、稼働中の装置がどのような操作を行っているか表示する。ポジションビーム手段４２ｃは、選択されたモードの撮影対象領域（画像再構成範囲）がどの範囲かを被検者Ｏに弱いレーザービームを照射し、その範囲内に被検者Ｏを位置決めするように電動アクチュエータ４０ａ、４０ｃを操作できるようになっている。
【００３９】
さらに、支持フレーム７は、被検者Ｏの正中位置を確認するための正中用レーザービーム４２ａを備える。また、旋回アーム３の両側に位置付け用レーザービーム４２ｂが設けられている。位置付け用レーザービーム４２ｂは、Ｘ線焦点１１１ａと予め設定された２次元Ｘ線検出器１２１の入力面１２１ａの基準位置１２１ｂとを結ぶ直線上を一本の線状に指向するようになっている。さらに、Ｘ線焦点１１１ａと２次元Ｘ線検出器１２１の入力面１２１ａに予め設定された基準位置１２１ｂとを結ぶ水平な直線に対して直交し、且つ、旋回軸３ｃの中心を通る垂直の軸線を指向するようになっている。これにより、位置付け用レーザービーム４２ｂは、被検者Ｏの対象撮影領域（画像再構成範囲）の中心位置を指示し、設定を容易にできるようになっている。
【００４０】
回転駆動ユニット１６０には、旋回軸位置設定手段１６１及び旋回軸回転手段１６２を備え、中空式で減速機を使用せずに負荷をモータに直結して駆動するダイレクトドライブ方式で高精度の位置決め機能を有するモータを備える。モータの回転駆動によって旋回軸３ｃが回転するようになっている。
【００４１】
また、旋回軸位置設定手段１６１は、Ｙ方向に移動するＹテーブルと、Ｙテーブル上でＸ方向に移動するＸテーブルとを備える。
【００４２】
旋回アーム３は旋回アーム位置設定手段３１を備える。旋回アーム位置設定手段３１は、旋回可能な旋回テーブル、旋回テーブルの上を直動可能なスライドテーブルを備える。旋回アーム３の底面には干渉防止センサ（図示せず）が設けられており、旋回アーム３の底面と頭部固定部４の上部とが干渉しないようになっている。頭部固定部４の上部が干渉防止センサに当たると、電動アクチュエータ４０ａ、４０ｃの上昇を停止するようになっている。
【００４３】
図４の二点鎖線で示す範囲は、旋回アーム３の旋回軸３ｃの中心位置がＸＹ方向に水平に移動可能な範囲を移動したときの最大回転半径の例を示している。
【００４４】
Ｘ線撮影装置本体１は、Ｘ線照射部２から照射されるＸ線を絞るコリメータ（マスク）１１１を備える。
【００４５】
図２に示おいては、記憶手段２２は、外部の記憶装置を記載しているが、装置本体２０内にも記憶装置を備えている。この発明では、内部の記憶装置と外部の記憶装置で記憶手段２２を構成しているが、これに限らず、上記した各種データを格納できるものであればよい。
【００４６】
Ｘ線照射部１１０において、Ｘ線照射部１１０の前方に設けられたコリメータ１１１は、形状を異ならせた複数のスリットを形成したマスクで構成されており、スリットのいずれかを選択し、選択したスリットによってＸ線発生器１１２から照射されたＸ線ビームＮＢの広がりを制限する仕組みになっている。パノラマ撮影では、パノラマ用開口が選択され、その形状に対応したＸ線細隙ビームが、Ｘ線検出部１２０のＸ線検出器１２１に向かって照射される。そして、その状態で旋回アーム３を旋回させ、Ｘ線細隙ビームによって顎顔面を走査しつつ、Ｘ線検出器１２１の検出面に投影された透過画像をパノラマ撮影データとして蓄積することにより、パノラマ撮影が実行される。
【００４７】
図５に、このＸ線パノラマＣＴ撮像装置の制御及び処理のためのブロック図を示す。同図に示す如く、Ｘ線撮影装置本体１からのデータは通信ラインを介してＸ線ＣＴ画像表示装置２に与えられる。
【００４８】
Ｘ線ＣＴ画像表示装置２は、例えば、大量の画像データを扱うため、大容量の画像データを格納可能な、例えば、パーソナルコンピュータやワークステーションで構成される。つまり、Ｘ線画像表示装置本体２０は、その主要な構成要素して、内部バス２８を介して相互に通信可能に接続されたインターフェース２７、２４、記憶部２２、制御装置２１、画像生成手段２３を備える。制御装置２１は、ＣＰＵ２１ａとＯＳ等の制御プログラムが格納されたＲＯＭ２１ｂを備える。記憶部２２は、バッファメモリ２２ａ、画像メモリ２２ｂ、フレームメモリ２２ｃを備える。制御装置２１には、インターフェース２４を介し操作手段２５、表示手段２６が接続されている。
【００４９】
インターフェース２７は、Ｘ線撮影装置本体１に接続されており、制御装置２１とＸ線照射部１１０、Ｘ線検出部１２０との間で交わされる制御情報や収集データの通信を媒介する。また、これにより、制御装置２１はＸ線撮影装置本体１で撮影したパノラマ画像を例えばＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格により外部のサーバに送出できるようになっている。
【００５０】
バッファメモリ２２ａは、インターフェース２７を介して受信した、Ｘ線検出部１２０からのデジタル量のフレームデータを一時的に記憶する。
【００５１】
また、画像生成手段２３は、制御装置２１の制御下に置かれ、装置側が提供する所定の３Ｄ基準断層面のパノラマ画像の作成及びそのパノラマ画像の後利用のための処理を操作者との間でインターラクティブに実行する機能を有する。この機能を実現するためのプログラムは、ＲＯＭ２１ｂに予め格納されている。このため、このＲＯＭ２１ｂは、この発明に係るプログラムを格納する記録媒体として機能する。なお、このプログラムは予めＲＯＭ２１ｂに格納しておいてもよいが、場合によっては、外部システムから通信回線や持ち運び可能なメモリを介して、図示しないＲＡＭなどの記録媒体にインストールするようにしてもよい。
【００５２】
上述した３Ｄ基準断層面ＳＳは、本実施形態では、装置側で予め用意されているものであり、撮像前、または保守点検時などにキャリブレーションできるようになっている。なお、３Ｄ基準断層面ＳＳは、複数の断層面から選択するようにしてもよい。かかる選択動作によって、３Ｄ基準断層面の位置を、歯列の奥行き（前後）方向の一定範囲で変更できる。
【００５３】
画像生成手段２３により処理される又は処理途中のフレームデータ及び画像データは画像メモリ２２ｂに読出し書込み可能に格納される。画像メモリ２２ｂには、例えばハードディスクなどの大容量の記録媒体（不揮発性且つ読出し書込み可能）が使用される。また、フレームメモリ２２ｃは、再構成されたパノラマ画像データ、後処理されるパノラマ画像データなどを表示するために使用される。フレームメモリ２２ｃに記憶される画像データは、インターフェース２４を介して表示手段２６に与えられ、表示手段２６の画面に表示される。
【００５４】
制御装置２１のＣＰＵ２１ａは、ＲＯＭ２１ｂに予め格納されている制御及び処理の全体を担うプログラムに沿って、装置の構成要素の全体の動作を制御する。かかるプログラムは、操作者からそれぞれに制御項目についてインターラクティブに操作情報を受け付けるように設定されている。このため、ＣＰＵ２１ａは、後述するように、フレームデータの収集（スキャン）などを実行可能に構成されている。
【００５５】
このため、被検者Ｏは、図２および図３に示すように、座位の姿勢でチンレスト４ａの位置に顎を置いて、ヘッドレストに額を押し当てる。これにより、患者の頭部（顎部）の位置が旋回アーム３の回転空間のほぼ中央部で固定される。この状態で、旋回アーム３が被検者Ｏの頭部の周りをＸＹ面に沿って回転する。図２、図３は、座位の場合を例示したが、図示しないが立位の装置の場合も当然有り得ることは勿論である。
【００５６】
この回転の間に、Ｘ線照射部１１０から所定周期でパルス状のＸ線が曝射される。このＸ線は、撮影位置に位置する被検者Ｏの顎部（歯列部分）を透過してＸ線検出部１２０に入射する。Ｘ線検出部１２０は、前述したように、非常に高速のフレームレート（例えば、３００ｆｐｓ）で入射Ｘ線を検出し、対応する電気量の２次元のデジタルデータ（例えば６４×１５００画素）をフレーム単位で順次出力する。このフレームデータは、通信ラインを介して、Ｘ線ＣＴ画像表示装置２のインターフェース２７を介してバッファメモリ２２ａに一時的に保管される。この一時保管されたフレームデータは、その後、画像メモリ２２ｂに転送されて保管される。
【００５７】
このため、画像生成手段２３は、画像メモリ２２ｂに保管されたフレームデータを用いて３Ｄ基準断層面ＳＳに撮像焦点を当てた断層像をパノラマ画像（基準パノラマ画像）として再構成（作成）する。つまり、この基準パノラマ画像は、「３Ｄ基準断層面ＳＳに沿って歯列が存在していると仮定したときのパノラマ画像」であると定義される。また、この画像生成手段２３は、この基準パノラマ画像を用いて３次元（３Ｄ）画像を作成するなどの処理を行う。基準パノラマ画像が実際の歯列弓とずれている場合には、前後に基準面をずらして修正基準面画像を得る。修正基準面画像は、３Ｄ基準画像からフレームデータ又は基準パノラマ画像のデータを用いて歯列を最適焦点化した表面画像である。つまり、この前後にユーザーが操作手段２５を用いてずらした修正基準面画像は、ボケが少なく、かつ、歯列の実在位置及びその実際のサイズを精度良く表現した最適焦点画像である。
【００５８】
とくに、修正基準面画像は、被検者個々によって異なることが殆どであるという事実を考慮した画像である。実際問題として、個々の被検者の歯列は３Ｄ基準断層面ＳＳに沿っていることは無く、３Ｄ基準断層面ＳＳから部分的に又は全体的にずれていたりする。
【００５９】
Ｘ線照射部１１０から照射されたＸ線は被検者Ｏの口腔部を透過して、Ｚ軸方向に一定の長さを有する縦長のＸ線検出部１２０により検出される。Ｘ線照射部１１０とＸ線検出部１２０との間の距離は一定に保持され、かつ、回転中心からＸ線照射部１１０及びＸ線検出部１２０に至る距離も一定に保持される。その一方で、３Ｄ基準断層面ＳＳに焦点を合わせたスキャンを行うため、１回のスキャン（データ収集）の間に、回転中心ＲＣの位置の軌道は、馬蹄形状に湾曲している歯列に対して、一例として前述のように山形状に変化するように設計されている。
【００６０】
従来のパノラマ画像は、実際の歯列のずれを考慮しないで作成されている。このため、従来のパノラマ画像から定量的な構造解析は非常に困難であり、被検者毎の様々な形状や位置にある歯列に関わらず、高精度に撮像できるパノラマ撮像装置が望まれていた。
【００６１】
本実施例では、断層面の画像を得るためにトモシンセシス法（tomosynthesis）を用いている。トモシンセシス法では、Ｘ線照射部１１０から被検者Ｏに対して複数の異なる角度でＸ線を曝射し、前記被検者を透過した前記Ｘ線をＸ線検出部１２０により検出し、複数の撮影画像（トモシンセシス用撮影画像）を撮影する。そして、これら複数のトモシンセシス用撮影画像を再構成して任意の断層位置における撮影画像（再構成断層画像）を得る。
【００６２】
複数のトモシンセシス断層画像データの再構成法としては、シフト加算法と、フィルタ逆投影法（ＦＢＰ法、ＦＢＰ：Filtered Back Projection）とが存在する。シフト加算法とＦＢＰ法は、再構成の原理が異なるため、断層方向の解像度及びコントラストが異なる。このため、それぞれの再構成法には、以下のような利点がある。
【００６３】
まず、シフト加算法の利点につき説明する。シフト加算法を用いると、金属アーチファクトが発生しないので、インプラント体への骨の付き具合が診断し易くなる。また、インレーやクラウンの近くのカリエスなども診断し易くなる。さらに、再構成計算が速く、撮影後、速やかに画像を表示して、診断することが出来る。また、ノイズが少なく、正中部分や顎関節部分など線量が少し足りなくなる部分でも診断がし易くなる。
【００６４】
ＦＢＰ法の利点について、説明する。ＦＢＰ法を用いると、高いコントラスト画像を作成することができ、根尖、根管、歯根膜などの診断がし易くなる。さらに、パノラマ画像からデンタル画像を切り出すとき、主に臼歯部で、歯の重なりを無くすことができ、カリエスなどの診断がし易くなる。また、奥行方向のパノラマ画像を複数枚作成して、ボリュームデータを作成することにより、歯列横断画像を作成することができる。
【００６５】
このように、シフト加算法とＦＢＰ法はそれぞれの利点を有し、いずれの再構成法が絶対的に優れているともいえない。従って、それぞれの要求を満たした再構成法を用いればよいが、歯科用パノラマＸ線装置のトモシンセシス撮影法においては、シフト加算法が一般的に用いられている。
【００６６】
本実施例では、断層面の画像を得るためにトモシンセシス法（tomosynthesis）を用いている。再構成法としてのシフト加算法は、スキャンによって一定レートで収集されるフレームデータ（画素データ）のうち、３次元３Ｄ基準断層面のＸＹ面に投影される軌跡の各位置について定まる複数のフレームデータを、例えば、その位置に応じた量だけ互いにシフトさせて相互加算する処理を用いられる。
【００６７】
再構成法としてのＦＢＰ法は、一群のフレームデータ（画像データ）を個別に、所定の第１の重み付け処理を行ない、次に、第１の重み付け処理後の各画像データに対して、所定のコンボリューション処理を施す。次に、コンボリューション処理後の各投影データに対して、所定の第２の重み付け処理を行なう。次に、第２の重み付け処理した後の画像データを個別に、所定の逆投影（バックプロジェクション：ＢＰ）処理をして、ＢＰ像（３次元ボリュームデータ）を生成する。
【００６８】
本実施例で言う「最適焦点」とは、「焦点が一番合っている、焦点ボケが少ない」という意味であり、注目する部位がそれ以外の部位よりも解像度が良い、又は、画像の全体の解像度がより高いことを言う。
【００６９】
基準パノラマ画像が作成されると、そのデータは画像メモリ２２ｂに保管されるともに、表示手段２６に適宜な態様で表示される。このうち、表示態様などについて、操作手段２５から与えるユーザーの意思が反映される。
【００７０】
本実施形態では、奥行き方向パノラマ画像を複数枚作成している。すなわち、図８に示すように、３Ｄ基準断面の軌跡に沿って前後にＤ方向、例えば２７ｍｍの断層情報により、複数のパノラマ画像が画像メモリ２２ｂに格納される。
【００７１】
表示手段２６の表示画面２６ａには、３Ｄ基準断面の軌跡に沿ったパノラマ画像が表示される。ユーザーは表示された表示画面２６ａの切り出し用パノラマ画像表示部２６１の画像を見て焦点が合っていないと判断すると、基準面を修正するために、スライスポジション２７６を左右にスライドさせることにより奥行きの調整が行われる。前述したように、複数の奥行き方向のパノラマ画像が画像メモリ２２ｂに格納されているので、スライスポジション２７６に従ってパノラマ画像が順次変更され、焦点が一番合っている時点で、修正基準面を設定する。
【００７２】
このように、Ｄの断層情報により、歯列の個人差や位置付けのずれにも柔軟に対応できる。
【００７３】
図９及び図１０に示すように、焦点が一番合った状態のパノラマ画像が表示画面２６ａに表示される。そして、保存ボタン２７３がクリックされると、このパノラマ画像をＤＩＣＭデータとして画像メモリ２２ｂ等に格納する。図９はデンタル切り出しの動作の画面、図１０は画像保存の画面である。画像保存画面においては、撮影モードを示すフレーム２７５、画像編集を示すフレーム２７７、基準面の奥行き方向を変更させるスライスポジション２７６が設けられている。
【００７４】
ところで、本実施形態では、対象物の所望断面のパノラマ画像のデータから、その画像の複数の部分領域のそれぞれの最適焦点の部分断面画像（デンタル画像）を生成する。このため、図９に示すように、所望断面のパノラマ画像から所望の部分領域（デンタル）を指定してデンタル切り出しが行えるように構成している。
【００７５】
切り出し用パノラマ画像表示部２６１に部分領域（関心領域）であるデンタル切り出し画像枠２６３が表示される。この画像枠２６３をデンタル画像を所望する領域に移動させる。すなわち、画像枠２６３内をドラッグしながら動かすことで表示枠２６３を移動させることができる。画像枠２６３に表示されている画像が切り出しデンタル画像表示部２６４に表示される。デンタル切り出し画像枠２６３に表示されている画像は、切り出し位置の基準となるものであるため、切り出しデンタル画像表示部２６４で編集した状態はこの画面上では反映されない。
【００７６】
画像表示枠２６３をドロップすることで、その位置の画像を切り出し、デンタル画像表示部２６４に再表示するように構成されている。その際に、切り出しデンタル画像表示部２６４で編集した状態をすべて初期状態に戻される。
【００７７】
また、デンタル切り出し画像枠２６３内に十字のカーソルを表示し、そのカーソルをドラッグしながら回転させることで、切り出しデンタル画像表示部２６４に表示された画像も枠の中心を軸に回転させて表示するように構成される。
【００７８】
本実施形態では、デンタル切り出し画像枠２６３の大きさは、長辺４ｃｍ、短辺３ｃｍである。
【００７９】
上下左右回転角度変更ボタン・角度リセットボタン２６５は、切り出したデンタル画像の角度を変更並びにリセットするものである。上下左右のボタンをクリックすることで、切り出したデンタル画像の角度を調整する。クリック毎に変更された回転角度の画像を再作成し、切り出しデンタル画像表示部２６４に表示させる。リセットボタンをクリックすることで初回表示の上下左右回転の状態に戻される。奥行き調整ボタン、奥行きリセットボタン２６２は、切り出したデンタル画像の奥行き方向の調整並びにリセットするものである。
【００８０】
テンプレート表示部２６８には、登録用のテンプレートが表示される。テンプレート表示部２６８の中の枠を選択していた状態で画像右クリックにより、右クリックメニューで削除が表示される。デンタル切り出し画像枠２６３を選択している状態では、右クリックメニューの表示は行わないように構成されている。
【００８１】
切り出し位置変更ボタン２６６は、デンタル切り出し位置を変更するもので、移動の幅は選択しているテンプレートによって変更する。移動順序は、右上８番、左上８番、右下８番、左下８番の順序である。
【００８２】
奥行き調整ボタン２６２は、断層位置の奥行きを調整するもので、上下のボタンをクリックすることで前後に調整される。クリック毎に変更された回転角度の画像が切り出しデンタル画像表示部２６４に表示される。リセットボタンをクリックすることで初回表示の断層位置に戻される。
【００８３】
デンタル画像切り替えボタン２６７は、テンプレート上の１つの枠に登録されている画像を切り替える。
【００８４】
切り替えられた際には、デンタル切り出し画像枠２６３の枠の角度をその画像に対応した状態で再表示する。また、新規画像作成時は無効とされる。
【００８５】
テンプレート選択ボタン２６９は、１０枚法、１４枚法、個別の３パターンからユーザーが希望するテンプレートを選択する。選択したテンプレートがテンプレート表示部２６８に表示される。
【００８６】
歯番変更ボタン２７０は、登録歯番の変更を行うものである。画像処理部２７１は、現在表示中のデンタル画像に画像処理を変える場合にそれぞれのアイコンをクリックする。画像処理は、切り出したデンタル画像個別に保持される。保存ボタン２７２は、現在テンプレートに等位録されている画像を画像メモリ２２ｂや外部の記憶装置に保存する。１０枚法、１４枚法の場合は、テンプレート上に表示された画像をアルバムに登録する。個別の場合には、アルバム登録は行わない。
【００８７】
閉じるボタン２７３は、このボタンをクリックすることで、デンタル切り出しモードを終了する。終了時１枚でもテンプレートへの登録を行っていた際には、画像を破棄するかどうかの確認メッセージを表示する。はいを選択した場合はすべてを破棄し、いいえを選択した場合はデンタル切り出し画面に戻るように構成されている。
【００８８】
（画像処理）
図１１のフローチャートを参照して、制御装置２１及び画像生成手段２３により実行される処理を説明する。この処理には、上述したように、スキャンによりデータ収集、プレ処理としての基準パノラマ画像の再構成、及び基準パノラマ画像を用いた各種態様に応じた表示などが含まれる。
【００８９】
（データ収集及び基準パノラマ画像の再構成）
まず、制御装置２１は、被検者Ｏの位置決めなど撮影の準備が済むと、操作手段２５を介して与えられる操作者の指示に応答し、データ収集のためのスキャンを指令する（ステップＳ１）。これにより、旋回アーム３及びＸ線照射部１１０が予め設定されている制御シーケンスに沿って駆動するように指令される。このため、Ｘ線照射部１１０及びＸ線検出部１２０の対を被検者Ｏの顎部の周囲に回転させながら、その回転動作の間に、Ｘ線照射部１１０からパルス状又は連続波のＸ線を所定周期で又は連続的に曝射させる。このとき、Ｘ線照射部１１０及びＸ線検出部１２０の対は、３Ｄ基準断層面ＳＳ（図７参照）を焦点化するように予め設定されている駆動条件に基づいて回転駆動される。この結果、Ｘ線検出部１１０から曝射されたＸ線は被検者Ｏを透過してＸ線検出部１２０により検出される。したがって、前述したように、Ｘ線検出器１２１から例えば３００ｆｐｓのレートでＸ線透過量を反映したデジタル量のフレームデータ（画素データ）が出力される。このフレームデータはバッファメモリ２２ａに一時保管される。
【００９０】
このスキャンの指令が済むと、処理の指示は画像生成手段２３に渡される。画像生成手段２３は、３Ｄ基準断層面ＳＳの空間位置に対応したトモシンセシス法に基づき、シフト換算法またはＦＢＰ法により、図８に示すように、３Ｄ基準断層面ＳＳを中心として、前後Ｄの奥行き方向にパノラマ画像を複数枚作成して、その再構成した画像の各画素値を記憶する（ステップＳ２）。なお、この再構成処理において、前歯部の中心で縦横の拡大率の比が同じになるように係数を掛ける処理も実行される。
【００９１】
画像生成手段２３は次いで、この基準パノラマ画像を表示手段２６の表示画面２６ａに表示させる（ステップＳ３）。この基準パノラマ画像の例を図９、図１０に模式的に示す。
【００９２】
（最適焦点の断面位置の特定）
これに対して、前後に基準面をずらして修正基準面画像を得る処理を行うと判断した場合（ステップＳ４、ＹＥＳ）、ステップＳ５において、基準パノラマ画像が実際の歯列弓とずれている場合には、前後に基準面をずらして修正基準面画像を得る。
【００９３】
画像生成手段２３は、その前後に移動させた基準画像を表示手段２６に表示させ、操作者の参照に供する。
【００９４】
この後、画像生成手段２３は、その修正基準面画像を他の態様で観察する機会を操作者に与える。つまり、画像生成手段２３は、操作者から操作情報に基づいて、その修正基準面画像を他の態様で表示するか否かを判断する。
【００９５】
その一例として、画像生成手段２３は、修正基準面画像（３次元パノラマ画像）のデンタル切り出し画像（部分領域）を観察するか否かを判断する（ステップＳ６）。このステップＳ６の判断がＹＥＳになると、画像生成手段２３は操作者の操作情報に基づいて修正基準画面像にデンタル切り出し用枠を設定するか否か判断する（ステップＳ７）。次いで、このステップＳ７の判断がＹＥＳになると、画像生成手段２３は操作者の操作情報に基づいて設定された部分領域の部分画像を切り出し（ステップＳ８）、その部分画像を例えば拡大して表示する（ステップＳ９）。この部分画像は、例えば、図９に示すように、切り出しデンタル画像表示部２６４に表示される。
【００９６】
この後、画像生成手段２３はかかる一連の処理を終了するか否かを操作情報から判断し（ステップＳ１０）、この判断がＹＥＳの場合は処理を終了する。これに対し、ＮＯの場合は処理をステップＳ６に戻して上述した処理を繰り返す。
【００９７】
以上のように、本実施形態によれば、パノラマ撮像空間を３次元的に把握することで、投影方向が３次元的に表現できる。従って、パノラマ画像の焦点が合っている限りは、３次元表現された画像に歪が生じず、正確なパノラマ撮影画像を構築することができる。このことにより、パノラマ画像をより、位置決めの良否に関わらず安定に表示でき、かつパノラマ画像全体で鮮明な画像を作るようなこともできる。
【００９８】
本実施例では、断層面の画像を得るためにトモシンセシス法（tomosynthesis）を用いている。再構成法としてはシフト加算法またはＦＢＰ法を用いている。前述したように、シフト加算法とＦＢＰ法は、再構成の原理が異なるため、断層方向の解像度及びコントラストが異なる。このため、診断に用いる目的において、それぞれ適した再構成法がある。まず、断層面の画像を得るためにトモシンセシス法（tomosynthesis）を用いることにより、シフト加算法、ＦＢＰ法のどちらを用いても好適な例につき説明する。
【００９９】
ＣＴ撮影を行うとインプラント体周りにアーチファクトが発生し、骨の付き具合が分かりづらいという難点がある。そこで、トモシンセシス法によるＣＴ撮影を行い、所望するデンタル領域をＣＴ撮影の投影データの一部を用いてシフト加算法またはＦＢＰ法でインプラント体部分の断層画像を作成することにより、インプラント体周りにアーチファクトが発生しなくなり、骨の付き具合が分かる。
【０１００】
次に、ＦＢＰ法によるパノラマ再構成形成の一例を図１２のフローチャートに従い説明する。
【０１０１】
まず、ディフェクト登録データを読み込み、ディフェクトテーブルを作成する(ステップＳ２１）。そして、選択された軌道データを読み込む(ステップＳ２２）。
【０１０２】
次に、白黒反転用ルックアップテーブルを作成する（ステップＳ２３）。続いて、濃度補正用画像を読み込み、濃度補正データを作成する（ステップＳ２４）。
【０１０３】
そして、パノラマ撮影を行い(ステップＳ２５）、パノラマ投影画像を読み込む（ステップＳ２６）。投影画像を読み込み、投影画像に対して、ディフェクト補正、濃度橋正、白黒反転を行う（ステップＳ２７）。
【０１０４】
続いて、計算時聞を短縮するため、各軌道において、Ｘ線検出器１２１に入射するＸ線が透過するボクセルの範囲を指定する歯列方向計算範囲テーブルを作成する(ステップＳ２８）。
【０１０５】
その後、後述するステップＳ３９での各断層の歯列位置補正を行うために使用するテーブルを作成する。すなわち、各軌道においてＸ線検出器１２１の中心に入射するＸ線が透過するボクセルを指定するテーブルと高さの比を決めるためのテーブルを作成する(ステップＳ２９）。
【０１０６】
次に、再構成領域を占める各ボクセル頂点の実際の位置座標を算出する(ステップＳ３０）。
【０１０７】
軌道データ(アーム角度と懸垂軸位置)と処理後の投影データを読み込む(ステップＳ３１）。上記投影データに畳み込み積分をする(ステップＳ３２）。
【０１０８】
計算を簡単化するため、Ｘ線源が原点、Ｘ線検出器１２１の中心位置がy軸上+y方向になるよう回転移動と並行移動をする(ステップＳ３３）。
【０１０９】
そして、各ボクセルを透過するＸ線が入射する検出器ピクセルを算出する(ステップＳ３４）。各検出器ピクセルのボクセルに対する寄与と画素値の積を算出してボクセルに返し再構成計算、ＦＢＰ法、和をとっていく（ステップＳ３４）。軌道データが終了するか否か判断し(ステップＳ３５）、終了していない場合にはステップＳ３１に戻り、前述の動作を繰り返す。
【０１１０】
一方、各ボクセルをＸ線が透過した回数(ｎ)は軌道によって異なるので、その回数を計算過程で算出しておき、最終結果をｎで分割する（ステップＳ３６、Ｓ３７）。
【０１１１】
再構成計算をした後の画像は、内側の断層の歯列が左右上下方向に拡大・縮小されているので、それを補正する（ステップＳ３９）。その後、表示手段２６に再構成画像を表示させる。
【０１１２】
上記したように、シフト加算法を用いると、金属アーチファクトが発生しないので、インプラント体への骨の付き具合が診断し易くなる。また、インレーやクラウンの近くのカリエスなども診断し易くなる。さらに、再構成計算が速く、撮影後、速やかに画像を表示して、診断することが出来る。また、ノイズが少なく、正中部分や顎関節部分など線量が少し足りなくなる部分でも診断がし易くなる。一方、ＦＢＰ法を用いると、高いコントラスト画像を作成することができ、根尖、根管、歯根膜などの診断がし易くなる。さらに、パノラマ画像からデンタル画像を切り出すとき、主に臼歯部で、歯の重なりを無くすことができ、カリエスなどの診断がし易くなる。
【０１１３】
上記事情に鑑み、トモシンセシス撮影時に、ユーザーがシフト加算法またはＦＢＰ法のどちらで再構成を行うか選択できるようにした実施形態を図６に示す。画像処理部２０ａは、トモシンセシス用撮影画像のデータに所定の処理を行って表示手段２６に出力する。画像処理手段２０ａは、第１メモリ２２ｄと、第２メモリ２２ｅと、シフト加算処理部２３ａと、第３メモリ２２ｆと、ＦＢＰ処理部２３ｂと、表示制御部２３ｃとを有する。
【０１１４】
第１メモリ２２ｄは、トモシンセシス撮影で得られたトモシンセシス用撮影画像のデータを記憶する。シフト加算処理部２３ａは、トモシンセシス用撮影画像のデータをシフト加算法により再構成し、シフト加算画像のデータを出力する。第２メモリ２２ｅは、シフト加算処理部２３ａから出力されたシフト加算画像のデータを記憶する。ＦＢＰ処理部２３ｂは、トモシンセシス用撮影画像のデータをＦＢＰ法により再構成し、ＦＢＰ画像のデータを出力する。第３メモリ２２ｆは、ＦＢＰ処理部２３ｂから出力されたＦＢＰ画像のデータを記憶する。表示制御部２３ｃは、第２メモリ２２ｅに記憶されているシフト加算画像のデータ及び第３メモリ２２ｆに記憶されているＦＢＰ画像のデータを処理して、シフト加算画像又はＦＢＰ画像の表示制御を行う。
【０１１５】
次に、本実施形態を用いてトモシンセシス撮影を行う方法について説明する。図１３には、当該方法のフローチャートが示されている。
【０１１６】
ステップＳ５１において、ユーザーから入力部２２に対してトモシンセシス撮影の要求があるかどうかを判定する。トモシンセシス撮影の要求がない場合（Ｓ５１：Ｎｏ）、撮影制御部は、ステップＳ５１の処理を継続する。トモシンセシス撮影の要求があった場合（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、ステップＳ５２において、撮影制御部は、トモシンセシス撮影を開始する。旋回アーム３を作動させて、被検者Ｏを挟んでＸ線照射部１１０とＸ線検出部１２０とを回転させながら、Ｘ線照射部１１０からＸ線を出力させ、被検者Ｏを透過したＸ線をＸ線検出部１２０で検出し、Ｘ線画像情報（トモシンセシス用撮影画像のデータ）に変換する。
【０１１７】
トモシンセシス撮影が終了すると、ステップＳ３において、制御装置２０の画像処理手段２０ａは、事前に設定された表示設定に応じて、シフト加算画像又はＦＢＰ画像の少なくとも１つを表示手段２６に表示させる。
【０１１８】
図１４には、本実施形態において、画像処理部２０ａにおける処理のフローチャートが示されている。なお、本実施形態において、表示設定としては、表示画像種類、表示形式、表示倍率、表示対象領域及び画像補正処理がある。これらの表示設定は、トモシンセシス撮影前に選択しておき、トモシンセシス撮影中又はトモシンセシス撮影後に変更することもできる。
【０１１９】
ステップＳ６１において、画像処理手段２０ａは、表示画像種類を特定する。表示画像種類は、表示手段２６の画面に表示される画像を示し、この表示画像種類としては、シフト加算画像又はＦＢＰ画像のうち少なくとも１つが選択される。すなわち、シフト加算画像又はＦＢＰ画像のうちいずれか１つ又は全てが選択される。具体的な処理としては、表示画像種類の設定に応じた画像を表示制御部２３ｃに出力する。すなわち、シフト加算画像が選択されている場合、シフト加算処理部２３ａは、第１メモリ２２ｄからトモシンセシス用撮影画像のデータを読み出し、これを再構成してシフト加算画像のデータを得る。シフト加算画像のデータは、第２メモリ２２ｅに一時的に記憶した後、表示制御部２３ｃに出力する。ＦＢＰ画像が選択されている場合、ＦＢＰ処理部２３ｂは、第１メモリ２２ｄからトモシンセシス用撮影画像のデータを読み出し、これを再構成してＦＢＰ画像のデータを得る。ＦＢＰ画像のデータは、第３メモリ２２ｆに一時的に記憶した後、表示制御部２３ｃに出力する。
【０１２０】
ステップＳ６２において、画像処理部２０ａは、表示形式を特定する。表示形式としては、並列画像表示及び枠表示が選択可能である。並列画像表示は、２つの画像を並列に表示する表示形式である。２つの画像を並列に表示する並列画像表示の場合、いずれの画像を表示するか及びその位置を選択可能である。
【０１２１】
ステップＳ６３において、表示制御部６２は、表示倍率を特定する。表示倍率は、各画像のどの範囲を画像表示領域に表示させるか、すなわち、表示手段２６の画面上における各画像の表示倍率を示す。表示手段２６の画像表示領域に表示する各画像の縦横の長さ（ドット）を規定することで表示倍率を規定する。
【０１２２】
ステップＳ６４において、表示制御部２３ｃは、表示対象領域を特定する。表示対象領域は、例えば、各画像の全領域のうちいずれの領域を表示するかを設定する。表示対象領域は、表示対象領域に含まれる各画素の座標又は特定の画素（例えば、表示対象領域の四隅の画素）の座標により規定される。
【０１２３】
ステップＳ６５において、表示制御部２３ｃは、画像補正処理を行う。画像補正処理には、ゲイン調整（感度補正）、オフセット調整（階調補正）、エッジ強調（周波数強調）、反転（濃淡の逆転）等の処理がある。表示制御部２３ｃに複数の画像のデータが入力されている場合、表示制御部２３ｃは、画像毎に画像補正処理を行う。例えば、単純Ｘ線画像にはゲイン調整を行い、ＦＢＰ画像には、エッジ強調を行うことも可能である。
【０１２４】
ステップＳ６６において、表示制御部６２は、ステップＳ６１〜Ｓ６５の処理の結果生成された画像（画像表示領域）を示す信号（画像信号Ｓｉ）を表示手段２６に出力する。この画像信号を受信した表示手段２６は、画像信号ｉに応じた画像を表示する。
【０１２５】
以上のように、本実施形態では、シフト加算画像又は及びＦＢＰ画像を表示することができる。これにより、ユーザーは、シフト加算画像又はＦＢＰ画像の両方を見ることができるため、効率良く診断を行うことができる。
【０１２６】
上記実施形態では、単純Ｘ線画像、シフト加算画像及びＦＢＰ画像の３つの画像を表示可能な構成を示したが、これに限らず、いずれか２つのみを表示可能な構成にも適用可能である。また、上記３つの画像以外の画像を表示する構成に適用してもよい。
【０１２７】
上記実施形態では、３つのメモリ（第１メモリ２２ｄ、第２メモリ２２ｅ及び第３メモリ２２ｆ）を示したが、別々のメモリである必要はなく、１つのメモリにおける別々のメモリ領域であってもよい。
【０１２８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記した実施形態は歯科用Ｘ線撮影装置を用いてパノラマ撮影をトモシンセシス法で行う例を示しているが、これ以外に全顎を対象とする頭頸部領域のＣＴ画像、３Ｄ画像、セファロ画像撮影にもトモシンセシス法を用いることもできる。この発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２９】
１ Ｘ線撮影装置本体
２ Ｘ線ＣＴ画像表示装置
３ 旋回アーム
１１０ Ｘ線照射部
１２０ Ｘ線検出部
２０ 画像表示装置本体
２１ ＣＰＵ
２２ 記憶手段
２５ 操作手段
２６ 表示手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者にＸ線を照射するＸ線照射部と、
入射するＸ線に応じたデジタル量の電気信号を一定のフレームレートで出力するＸ線検出部と、
前記Ｘ線照射部と前記Ｘ線検出部の対を、被検者を挟んで互いに対向させた状態で被検者の周りを移動させる旋回手段と、
前記旋回手段が前記Ｘ線照射部及び前記Ｘ線検出部を被検者の周りを移動させることに伴って前記検出部が出力するトモシンセシス用断層画像信号をフレームデータとして順次記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されたフレームデータに基づいて画像再構成演算してパノラマ画像を得る画像処理手段と、を備えることを特徴とする歯科用Ｘ線撮影装置。
【請求項２】
前記歯科用Ｘ線撮影装置は、歯科用パノラマＸ線撮影装置又は歯科用頭頸部Ｘ線ＣＴ撮影装置であることを特徴とする歯科用Ｘ線撮影装置。
【請求項３】
前記画像処理手段は、基準断面を挟んで奥行き方向に複数のパノラマ画像を再構成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の歯科用Ｘ線撮影装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、基準断面を奥行き方向にスライドさせて焦点を調整することを特徴とする請求項３に記載の歯科用Ｘ線撮影装置。
【請求項５】
前記画像処理手段は、前記パノラマ画像のデータから、前記所望断層面のパノラマ画像のうちの指定された部分領域の位置に応じた最適焦点の部分断面像を生成することを特徴とする請求項４に記載の歯科用Ｘ線撮影装置。
【請求項６】
前記画像処理手段は、フィルタ逆投影法（ＦＢＰ法）を用いてトモシンセシス用断層画像を再構成することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の歯科用Ｘ線撮影装置。
【請求項７】
前記画像処理手段は、シフト加算法を用いてトモシンセシス用断層画像を再構成するシフト加算処理部と、前記画像処理手段は、フィルタ逆投影法（ＦＢＰ法）を用いてトモシンセシス用断層画像を再構成するＦＢＰ処理部と、を有し、シフト加算画像又はＦＢＰ画像を表示部に表示させることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の歯科用Ｘ線撮影装置。
【請求項１】
被検者にＸ線を照射するＸ線照射部と、
入射するＸ線に応じたデジタル量の電気信号を一定のフレームレートで出力するＸ線検出部と、
前記Ｘ線照射部と前記Ｘ線検出部の対を、被検者を挟んで互いに対向させた状態で被検者の周りを移動させる旋回手段と、
前記旋回手段が前記Ｘ線照射部及び前記Ｘ線検出部を被検者の周りを移動させることに伴って前記検出部が出力するトモシンセシス用断層画像信号をフレームデータとして順次記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されたフレームデータに基づいて画像再構成演算してパノラマ画像を得る画像処理手段と、を備えることを特徴とする歯科用Ｘ線撮影装置。
【請求項２】
前記歯科用Ｘ線撮影装置は、歯科用パノラマＸ線撮影装置又は歯科用頭頸部Ｘ線ＣＴ撮影装置であることを特徴とする歯科用Ｘ線撮影装置。
【請求項３】
前記画像処理手段は、基準断面を挟んで奥行き方向に複数のパノラマ画像を再構成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の歯科用Ｘ線撮影装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、基準断面を奥行き方向にスライドさせて焦点を調整することを特徴とする請求項３に記載の歯科用Ｘ線撮影装置。
【請求項５】
前記画像処理手段は、前記パノラマ画像のデータから、前記所望断層面のパノラマ画像のうちの指定された部分領域の位置に応じた最適焦点の部分断面像を生成することを特徴とする請求項４に記載の歯科用Ｘ線撮影装置。
【請求項６】
前記画像処理手段は、フィルタ逆投影法（ＦＢＰ法）を用いてトモシンセシス用断層画像を再構成することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の歯科用Ｘ線撮影装置。
【請求項７】
前記画像処理手段は、シフト加算法を用いてトモシンセシス用断層画像を再構成するシフト加算処理部と、前記画像処理手段は、フィルタ逆投影法（ＦＢＰ法）を用いてトモシンセシス用断層画像を再構成するＦＢＰ処理部と、を有し、シフト加算画像又はＦＢＰ画像を表示部に表示させることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の歯科用Ｘ線撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−８５６６７（Ｐ２０１３−８５６６７Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２８３７２（Ｐ２０１１−２２８３７２）
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００１１７０５４）朝日レントゲン工業株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００１１７０５４）朝日レントゲン工業株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
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