JP6218392B2 - Panorama imaging apparatus and panoramic image reconstruction method - Google Patents

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本発明は、被検体の所望の撮像部位をX線でスキャンしながら、その撮像部位の透過X線を検出して、その検出したX線データをトモシンセシス(tomosynthesis)法で処理することにより撮像部位の断面のパノラマ像を再構成するパノラマ撮像装置及びパノラマ画像の再構成方法に関する。   The present invention detects a transmission X-ray of an imaging part while scanning a desired imaging part of a subject with X-rays, and processes the detected X-ray data by a tomosynthesis method. The present invention relates to a panoramic imaging apparatus and a panoramic image reconstruction method for reconstructing a panoramic image of the cross section.

近年、トモシンセシス法に依る被検体の断層撮影法が盛んに行われるようになっている。このトモシンセシス法の原理はかなり古くから知られているが(例えば特許文献1を参照)、近年では、そのトモシンセシス法に依る画像再構成の簡便さを享受しようとする断層撮影法も提案されている(例えば特許文献2及び特許文献3を参照)。また、歯科用でその例が多数見られるようになっている(例えば特許文献4、特許文献5を参照)。   In recent years, tomography of a subject by the tomosynthesis method has been actively performed. Although the principle of this tomosynthesis method has been known for a long time (see, for example, Patent Document 1), in recent years, a tomographic method has also been proposed in which it is desired to enjoy the simplicity of image reconstruction based on the tomosynthesis method. (For example, see Patent Document 2 and Patent Document 3). In addition, many examples are seen for dental use (see, for example, Patent Document 4 and Patent Document 5).

トモシンセシス法の歯科への応用の一つとして、通常、湾曲した歯列を2次元平面状に展開したパノラマ画像を得るパノラマ撮像装置が実用化されている。このパノラマ撮像装置は、通常、被検体の口腔部の周囲にX線管と縦長の幅にわたって画素を有する検出器との対を、その回転中心が想定された歯列に沿った一定軌道を画くように、その回転中心を複雑に移動させながら回転させる機構を備える。X線管と検出器との間は一定値に保持される。上述の一定軌道は、標準の形状及びサイズと見做される歯列に沿って予め設定した基準断層面(3次元的に存在する断層面)に焦点を当てるための軌道である。この回転中に、一定間隔で、X線管から照射されたX線が被検体を透過して検出器によりデジタル量のフレームデータとして検出される。このため、基準断層面に焦点を絞ったフレームデータが一定間隔毎に収集される。このフレームデータをトモシンセシス法で再構成して、基準断層面のパノラマ画像を得る。   As one application of the tomosynthesis method to dentistry, a panoramic imaging apparatus that obtains a panoramic image in which a curved dentition is developed in a two-dimensional plane is generally put into practical use. This panoramic imaging apparatus normally draws a pair of an X-ray tube and a detector having pixels over a longitudinal width around the oral cavity of a subject to form a constant trajectory along a dentition whose rotation center is assumed. Thus, a mechanism for rotating the rotation center in a complicated manner is provided. A constant value is maintained between the X-ray tube and the detector. The above-described constant trajectory is a trajectory for focusing on a reference tomographic plane (a tomographic plane existing three-dimensionally) set in advance along a dentition regarded as a standard shape and size. During this rotation, X-rays emitted from the X-ray tube are transmitted through the subject at regular intervals and detected as digital frame data by the detector. For this reason, frame data focused on the reference tomographic plane is collected at regular intervals. This frame data is reconstructed by the tomosynthesis method to obtain a panoramic image of the reference tomographic plane.

また、特許文献6には、X線管と検出器が共に円軌道を描くように且つ互いに独立して回転可能な撮像系を持つパノラマ撮像装置の一例が開示されている。顎部はその円軌道の中に位置付けられる。X線管から照射されたX線は常に検出器の検出面に向くように制御される。   Patent Document 6 discloses an example of a panoramic imaging apparatus having an imaging system in which both the X-ray tube and the detector can draw a circular orbit and can be rotated independently of each other. The jaw is positioned in the circular orbit. X-rays irradiated from the X-ray tube are controlled so as to always face the detection surface of the detector.

特開昭57−203430JP-A-57-203430 特開平6−88790JP-A-6-88790 特開平10−295680JP-A-10-295680 米国特許公開 US2006/0203959 A1US Patent Publication US2006 / 0203959 A1 特開2007−136163JP2007-136163A 国際公開WO2012/008492International Publication WO2012 / 008492

上述した特許文献6に記載のパノラマ撮像装置の場合、X線管と検出器の間の距離が固定ではなく、スキャンにより照射されるX線のパス毎にその距離が変わる。このため、障害陰影となる頸椎や左右の上顎を極力回避した所望のX線パスを設計し易いが、X線管及び検出器を回転させる円軌道上の角速度の制御が複雑になる。さらに、検出器とX線管の間の距離がX線ビームのパス毎に変わることから、被写体の拡大率が大きく変わる。角速度の制御の複雑化の回避及び拡大率の変化の抑制を両立させるX線管及び検出器の回転制御は非常に難しい。このため、拡大率の変化をある程度容認した再構成になってしまう。   In the case of the panoramic imaging apparatus described in Patent Document 6 described above, the distance between the X-ray tube and the detector is not fixed, and the distance changes for each X-ray path irradiated by scanning. Therefore, it is easy to design a desired X-ray path that avoids the cervical vertebrae and the left and right upper jaws as much as possible, but the control of the angular velocity on the circular orbit for rotating the X-ray tube and the detector becomes complicated. Furthermore, since the distance between the detector and the X-ray tube changes for each path of the X-ray beam, the magnification of the subject changes greatly. It is very difficult to control the rotation of the X-ray tube and the detector, which can avoid the complicated control of the angular velocity and suppress the change of the enlargement ratio. For this reason, the reconstruction is tolerated to some extent the change in the enlargement ratio.

反面、歯列撮像に対して障害陰影になる頸椎などの構造物をなるべく回避するX線パスを実現する角速度を容易に設計できるが、所望の断層面をトモシンセシス法による再構成の処理、特に、シフト・アンド・アッドの処理が複雑になる。しかも、この再構成の処理をより正確に行おうとすると、断層方向の距離とシフフト・アンド・アッドの量の関係、すなわち撮像空間の構造を把握するためにファントムを用いて種々のキャリブレーションを行う必要がある。つまり、キャリブレーションの工程が複雑で時間が掛かる。加えて、このキャリブレーションの数に応じた収集場面にしか対応が出来ず、X線管と検出器が互いに独立して自在に回転可能である、つまり、X線管・検出器間の距離が可変である撮像系が持つ折角の利点を有効に活用するには、X線ビームのパスの角度とX線管及び検出器の自転角度(姿勢)の組合せパターンが無限であることを考慮せねばならない。このため、理論構築がやり辛いことも、実現化を阻んでいた大きな要因である。   On the other hand, it is possible to easily design an angular velocity that realizes an X-ray path that avoids as much as possible a structure such as a cervical vertebra that is obstructive to dentition imaging. Shift and add processing is complicated. Moreover, in order to perform this reconstruction process more accurately, various calibrations are performed using a phantom in order to grasp the relationship between the distance in the tomographic direction and the amount of shift-and-add, that is, the structure of the imaging space. There is a need. That is, the calibration process is complicated and takes time. In addition, only the collection scenes corresponding to the number of calibrations can be dealt with, and the X-ray tube and the detector can be freely rotated independently of each other, that is, the distance between the X-ray tube and the detector is In order to effectively use the advantages of the folding angle of the variable imaging system, it is necessary to consider that the combination pattern of the X-ray beam path angle and the rotation angle (posture) of the X-ray tube and detector is infinite. Don't be. For this reason, the difficulty of constructing the theory is also a major factor that has hindered its realization.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、X線管と検出器が共に円軌道を描くように且つ互いに独立して回転可能な撮像系の有利さを活かしつつ、より簡単にパノラマ画像の再構成を行うことができるパノラマ撮像装置及びパノラマ画像の再構成方法を提供することを、その目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and makes it easier to obtain panoramic images while taking advantage of an imaging system in which both the X-ray tube and the detector can draw a circular orbit and can be rotated independently of each other. It is an object of the present invention to provide a panorama imaging apparatus and a panorama image reconstruction method that can perform the reconstruction of the above.

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るX線撮像装置は、連続エネルギを有するX線を照射するX線管と、前記X線をファン状のX線ビームに成形する開口を有するスリットと、前記X線ビームの光子に応じた電気パルスを出力する画素を2次元的に配置した画素群を有する検出回路を備えた検出器と、前記X線管と前記検出器を常に互いに対向可能であって、被験者の撮像部位の周りに互いに独立して回転可能に支持する支持手段と、前記X線管及び前記検出器を常に互いに対向させ、かつ、前記撮像部位に沿って予め定めた基準断層面に前記X線ビームの焦点が合うように当該X線管及び当該検出器の回転を互いに独立に制御して当該X線ビームで当該撮像部位をスキャンさせるスキャン手段と、前記スキャン手段により回転制御されている間に採る前記X線管から前記検出器までの距離の変化幅の中で予め定めた固定距離、又は、当該変化幅の中で前記検出器が実際的に位置している距離に応じて前記開口のサイズを制御するスリット制御手段と、前記スキャン手段による前記スキャンの間に前記検出器から出力される前記X線ビームの前記撮像部位の透過状態を反映した前記電気パルスをフレームデータとして所定周期で収集するデータ収集手段とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, an X-ray imaging apparatus according to an aspect of the present invention includes an X-ray tube that irradiates X-rays having continuous energy, and an opening that shapes the X-rays into a fan-shaped X-ray beam. A detector including a slit, a detection circuit having a pixel group in which pixels that output electric pulses corresponding to photons of the X-ray beam are two-dimensionally arranged, and the X-ray tube and the detector are always opposed to each other It is possible to support the rotation means independently of each other around the imaging region of the subject, the X-ray tube and the detector always facing each other, and predetermined along the imaging region. Scanning means for controlling the rotation of the X-ray tube and the detector independently of each other so that the X-ray beam is focused on a reference tomographic plane, and scanning the imaging region with the X-ray beam; and Rotation system The fixed distance determined in advance within the range of change in the distance from the X-ray tube to the detector, or the distance at which the detector is actually located within the range of change. In response, the slit control means for controlling the size of the opening, and the electric pulse reflecting the transmission state of the X-ray beam output from the detector during the scanning by the scanning means through the imaging region is frame data. And a data collecting means for collecting at a predetermined cycle.

好適な一例として、前記支持手段は、前記X線管と前記検出器を互いに異なる径の2つの円軌道に沿って機械的に回転させる回転機構を備える。好適には、前記回転機構は、前記X線管と前記検出器を同一の回転中心の周りに回転させるように構成されている。   As a preferred example, the support means includes a rotation mechanism that mechanically rotates the X-ray tube and the detector along two circular orbits having different diameters. Preferably, the rotation mechanism is configured to rotate the X-ray tube and the detector around the same rotation center.

さらに好適には、前記X線管と前記検出器との間の最も離れた距離の位置に当該検出器を仮想的に配置したと仮定したフレームデータ保存用のメモリを持った記憶部と、前記データ収集手段により前記所定周期毎に収集された前記フレームデータをそれぞれ前記メモリにマッピングして、前記検出器を前記最も離れた距離に仮想的に配置したと仮定した状態におけるフレームデータを得るマッピング手段と、前記マッピング手段によりマッピングされた前記フレームデータに基づいて前記顎部の断層のパノラマ画像を再構成する再構成手段と、を備える。   More preferably, a storage unit having a memory for storing frame data on the assumption that the detector is virtually arranged at the position of the farthest distance between the X-ray tube and the detector, Mapping means for mapping the frame data collected at each predetermined period by the data collecting means to the memory and obtaining frame data in a state where the detector is virtually arranged at the most distant distance. And reconstructing means for reconstructing a panoramic image of the tomographic section of the jaw based on the frame data mapped by the mapping means.

本発明によれば、X線管と検出器が共に円軌道を描くように且つ互いに独立して回転可能な撮像系の有利さを活かしつつ、より簡単にパノラマ画像の再構成を行うことができるパノラマ撮像装置及びパノラマ画像の再構成方法を提供することができる。   According to the present invention, panoramic images can be reconstructed more easily while taking advantage of an imaging system in which both the X-ray tube and the detector can draw a circular orbit and can be rotated independently of each other. A panoramic imaging apparatus and a panoramic image reconstruction method can be provided.

添付図面において、
図1は、一実施形態に係るパノラマ撮像装置の概要を示す斜視図、 図2は、上記パノラマ撮像装置のX線管及び検出器の配置構成を説明する図、 図3は、上記パノラマ撮像装置のX線管及び検出器の配置構成を、当該X線管及び検出器の回転可能な方向及びそれらの正対状態と共に説明する別の図、 図4は、検出器の構成の概略を説明する配置例の図、 図5は、検出器の電気的な構成を説明するブロック図、 図6は、光子計数型の検出器に与える、X線フォトンの入射に応答して検出される電気パルスと閾値との関係を説明するグラフ、 図7は、X線のフォトンの入射頻度(計数値)に対するエネルギスペクトラムと弁別回路による与えるエネルギ領域との関係例を説明するグラフ、 図8は、上記パノラマ撮像装置全体の電気的な構成の概略を示すブロック図、 図9は、実施形態で実行されるスキャン時の、被験者の撮像部位の位置、X線管及び検出器それぞれの実際の軌道、及び検出器を仮想的に移動さえる軌道の関係を説明する図、 図10は、従来知られている、歯列に設定した基準断層面に焦点を当てながら歯列を通るX線ビームの回転角度毎のパスを説明する図、 図11は、スリット制御モード1に係る、回転角度毎にX線管と検出器の間の変化する距離、検出器を仮想的に位置させる軌道上の位置、スリットの開口制御を行うための検出器の位置、及びX線ビームの照射野を説明する図、 図12は、スリット制御モード2に係る、回転角度毎にX線管と検出器の間の変化する距離、検出器を仮想的に位置させる軌道上の位置、スリットの開口制御を行うための検出器の位置、及びX線ビームの照射野を説明する図、 図13は、スリット制御モード3に係る、回転角度毎にX線管と検出器の間の変化する距離、検出器を仮想的に位置させる軌道上の位置、スリットの開口制御を行うための検出器の位置、及びX線ビームの照射野を説明する図、 図14は、スリット制御モード4に係る、回転角度毎にX線管と検出器の間の変化する距離、検出器を仮想的に位置させる軌道上の位置、スリットの開口制御を行うための検出器の位置、及びX線ビームの照射野を説明する図、 図15は、コントローラ及びデータプロセッサが協働して実行する処理の概要を説明するフローチャート、 図16は、絞られたX線ビームの照射野と検出器の検出面の大きさの関係、及び、スリットの開口制御と検出器のフレームデータをマッピングするメモリの記憶領域のサイズの関係を説明する図、 図17は、再構成されたパノラマ画像の一例を模式的に示す画像図、及び 図18は、本実施形態では補正される拡大率を説明する図である。
In the accompanying drawings,
FIG. 1 is a perspective view illustrating an overview of a panoramic imaging device according to an embodiment; FIG. 2 is a diagram for explaining an arrangement configuration of an X-ray tube and a detector of the panorama imaging apparatus, FIG. 3 is another diagram illustrating the arrangement configuration of the X-ray tube and the detector of the panoramic imaging apparatus together with the rotatable directions of the X-ray tube and the detector and their facing states. FIG. 4 is a diagram of an arrangement example illustrating the outline of the configuration of the detector, FIG. 5 is a block diagram illustrating the electrical configuration of the detector. FIG. 6 is a graph for explaining the relationship between an electrical pulse detected in response to the incidence of X-ray photons and a threshold value, which is given to a photon counting detector. FIG. 7 is a graph for explaining an example of the relationship between the energy spectrum with respect to the incidence frequency (count value) of X-ray photons and the energy region given by the discrimination circuit; FIG. 8 is a block diagram showing an outline of the electrical configuration of the entire panorama imaging apparatus, FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the position of the imaging region of the subject, the actual trajectories of the X-ray tube and the detector, and the trajectory for virtually moving the detector at the time of scanning executed in the embodiment; FIG. 10 is a diagram for explaining a known path for each rotation angle of an X-ray beam passing through a dentition while focusing on a reference tomographic plane set in the dentition; FIG. 11 shows a slit control mode 1 in which the distance between the X-ray tube and the detector is changed for each rotation angle, the position on the orbit where the detector is virtually positioned, and the detection for controlling the opening of the slit. The figure explaining the position of the device and the irradiation field of the X-ray beam, FIG. 12 shows a slit control mode 2 in which the distance between the X-ray tube and the detector is changed for each rotation angle, the position on the orbit where the detector is virtually positioned, and the detection for controlling the opening of the slit. The figure explaining the position of the device and the irradiation field of the X-ray beam, FIG. 13 shows a slit control mode 3 in which the distance between the X-ray tube and the detector is changed for each rotation angle, the position on the orbit where the detector is virtually positioned, and the detection for controlling the opening of the slit. The figure explaining the position of the device and the irradiation field of the X-ray beam, FIG. 14 shows a slit control mode 4 in which the distance between the X-ray tube and the detector is changed for each rotation angle, the position on the orbit where the detector is virtually positioned, and the detection for controlling the opening of the slit. The figure explaining the position of the device and the irradiation field of the X-ray beam, FIG. 15 is a flowchart for explaining an outline of processing executed in cooperation between the controller and the data processor; FIG. 16 illustrates the relationship between the focused X-ray beam irradiation field and the size of the detection surface of the detector, and the relationship between the slit opening control and the size of the storage area of the memory mapping the detector frame data. Figure to FIG. 17 is an image diagram schematically illustrating an example of a reconstructed panoramic image; FIG. 18 is a diagram for explaining an enlargement ratio corrected in the present embodiment.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1〜図18を参照して、本発明に係るパノラマ撮像装置の一つの実施形態を説明する。   With reference to FIGS. 1-18, one Embodiment of the panoramic imaging device based on this invention is described.

このパノラマ撮像装置は、被験者の顎部(歯列を含む)のパノラマ画像を撮像する歯科用の装置として構成されている。この装置によれば、後述する構成及び機能によって、被検体の顎部の擬似的な3次元断面像(画像それ自体は2次元画像であるが、歯列などの撮影部位の形状に応じて3次元的に表示される断面像)を撮影できる。なお、本実施形態に係るパノラマ撮像装置として構成されているが、必ずしも歯科の分野に限られず、乳房撮影、耳鼻咽喉撮影、手足の骨・関節部分など、様々な部位に適用できる。また、本人同定のための死体鑑定や、非破壊検査などの用途にも適用することができる。   This panoramic imaging apparatus is configured as a dental apparatus that captures a panoramic image of a subject's jaw (including a dentition). According to this apparatus, a pseudo three-dimensional cross-sectional image of the jaw of the subject (the image itself is a two-dimensional image, depending on the shape of the imaging region such as a dentition, etc., depending on the configuration and functions described below. A cross-sectional image displayed two-dimensionally) can be taken. Although it is configured as a panoramic imaging apparatus according to the present embodiment, it is not necessarily limited to the field of dentistry, and can be applied to various parts such as mammography, otolaryngology imaging, bones and joints of limbs. It can also be applied to uses such as corpse identification for identity identification and nondestructive inspection.

図1に、本実施形態に係る歯科用のパノラマ撮像装置1の外観を示す。   FIG. 1 shows an appearance of a dental panoramic imaging apparatus 1 according to the present embodiment.

このパノラマ撮像装置1は、キャスター11を装着した台座12と、この台座12に搭載された昇降ユニット13及び電源ボックス14と、コンソール17を備える。昇降ユニット13は、その内部に昇降機構(図示せず)を備え、同ユニットの上側の昇降部を台座12(つまり床面)に対して電動で所定範囲の中で上下動可能に構成されている。この昇降ユニット13の上下動方向をZ軸とすると、図示のようなXYZ直交座標を想定できる。なお、電源部14はシステムの各部に必要な電力を供給する。   The panoramic imaging apparatus 1 includes a pedestal 12 on which casters 11 are mounted, an elevating unit 13 and a power supply box 14 mounted on the pedestal 12, and a console 17. The elevating unit 13 includes an elevating mechanism (not shown) therein, and the upper elevating unit of the unit is configured to be movable up and down within a predetermined range electrically with respect to the base 12 (that is, the floor surface). Yes. If the vertical movement direction of the elevating unit 13 is the Z axis, XYZ orthogonal coordinates as shown in the figure can be assumed. The power supply unit 14 supplies necessary power to each part of the system.

また、このパノラマ撮像装置1は、昇降ユニット13の昇降部からX軸方向(つまり、横方向に伸びた2つのアーム15,16を備える。この2つのアーム15,16はY軸方向に沿って見た場合、共に、略L字状に形成され、それらアーム15,16夫々の一端部が互いに重なるように重合され、昇降部の側面に取り付けられている。昇降ユニット13の内部には、それら2つのアーム15,16を互いに独立して、すなわち互いに異なる速度で回転させることができる回転機構13Dが装備されている。上記2つのアーム15,16の夫々の先端部分には、X線管21及び検出器22がそれぞれ装備されている。X線管21のX線照射側の前面には、X線をファン状に成形するスリット(絞り)23が配設される。このスリット23の開口の面積は可変になっており、この開口面積の大きさが後述するモータなどの開口駆動部23D(図8参照)によって制御される。回転機構13Dとアーム15,16により、X線管21及び検出器22に対する,相互に独立して駆動可能に支持する支持手段が構成される。   The panoramic imaging apparatus 1 also includes two arms 15 and 16 extending in the X-axis direction (that is, laterally) from the lifting unit of the lifting unit 13. The two arms 15 and 16 extend along the Y-axis direction. When viewed, both are formed in a substantially L shape, and one end of each of the arms 15 and 16 is superposed so as to overlap each other and attached to the side surface of the elevating unit. A rotation mechanism 13D is provided that can rotate the two arms 15 and 16 independently of each other, that is, at different speeds, and an X-ray tube 21 is provided at the distal end of each of the two arms 15 and 16. And a detector 22. A slit (diaphragm) 23 for forming X-rays into a fan shape is disposed on the front surface of the X-ray tube 21 on the X-ray irradiation side. The opening area is controlled by an opening drive unit 23D (see FIG. 8) such as a motor, which will be described later, and the X-ray tube 21 and the arms 15 and 16 by the rotation mechanism 13D and the arms 15 and 16. Support means for supporting the detector 22 so as to be driven independently of each other is configured.

X線管21はタングステン等の適宜な陽極材に用いた回転陽極型X線管として構成される。X線管21は点状のX線焦点(例えば径が0.1mm〜0.5mm)FPを有する。このX線管21は、後述する高電圧発生装置から供給される駆動電力に応答してX線を曝射する。X線管21のX線焦点FPから曝射されたX線は、スリット23で絞られてファン状のX線ビームに成形される。このX線ビームは、その後、被験者Pの顎部JWを透過して減衰し、その減衰状態を反映した透過X線ビームが検出器22に入射する。   The X-ray tube 21 is configured as a rotary anode type X-ray tube used for an appropriate anode material such as tungsten. The X-ray tube 21 has a dotted X-ray focal point (for example, a diameter of 0.1 mm to 0.5 mm) FP. The X-ray tube 21 emits X-rays in response to driving power supplied from a high voltage generator described later. X-rays exposed from the X-ray focal point FP of the X-ray tube 21 are narrowed by the slit 23 and formed into a fan-shaped X-ray beam. The X-ray beam is then transmitted through the jaw JW of the subject P and attenuated, and the transmitted X-ray beam reflecting the attenuated state enters the detector 22.

撮影時には、図2に示すように、X線管21と検出器22との間に画成される3次元の撮影空間ISの所定位置に被験者Pの顎部JWが位置決めされる。このため、X線管21と検出器22は顎部を挟んで互いに対向(正対)する。照射されたX線ビームはスリット23を通った後、顎部JW(歯列など)を透過し、検出器22により検出される。撮影時には回転機構13Dにより2つのアーム15,16が回転駆動されるので、1つの回転中心Oを中心にX線管21と検出器22は顎部の周りを各々、所定の円形軌道に沿って回転する。その回転中に所定間隔でX線ビームの照射及び検出が実行される。   At the time of imaging, as shown in FIG. 2, the jaw JW of the subject P is positioned at a predetermined position in a three-dimensional imaging space IS defined between the X-ray tube 21 and the detector 22. For this reason, the X-ray tube 21 and the detector 22 face each other (face to face) across the jaw. The irradiated X-ray beam passes through the slit 23, then passes through the jaw portion JW (dentition, etc.) and is detected by the detector 22. Since the two arms 15 and 16 are rotationally driven by the rotating mechanism 13D at the time of imaging, the X-ray tube 21 and the detector 22 around the jaw part, respectively, around the jaw part along a predetermined circular orbit. Rotate. During the rotation, irradiation and detection of the X-ray beam are executed at predetermined intervals.

YZ面に対向するX軸方向に沿ってみた場合、X線管21及び検出器22は、予めシステム側で定めた回転中心Oを中心とする円形の軌道Tx,Tdに沿ってそれぞれ回転駆動される。この回転中心Oから円形軌道Tx,Tdまでの半径Dx、DdはX線被ばく、検出精度、装置の小形化、患者との機械的な干渉などを考慮して、互いに異なった値に設定されている(図2参照)。本実施形態では、Dx≠Ddであって、特にDx>Ddに設定されている。回転中心Oから検出器22までの距離(半径Dd)の方が、回転中心OからX線管21までのそれ(半径Dx)よりも小さい理由は、検出器22の位置を極力、顎部JWに接近させ、X線の入射強度の減弱を少なくするためである。回転中心OからX線管21までの距離(半径Dx)は、規格で定められたX線管・皮膚間距離を確保できる値に設定されている。   When viewed along the X-axis direction facing the YZ plane, the X-ray tube 21 and the detector 22 are respectively driven to rotate along circular trajectories Tx and Td centered on the rotation center O determined in advance on the system side. The The radii Dx and Dd from the rotation center O to the circular trajectories Tx and Td are set to different values in consideration of X-ray exposure, detection accuracy, downsizing of the apparatus, mechanical interference with the patient, and the like. (See FIG. 2). In the present embodiment, Dx ≠ Dd, and particularly Dx> Dd. The reason why the distance (radius Dd) from the rotation center O to the detector 22 is smaller than that (radius Dx) from the rotation center O to the X-ray tube 21 is that the position of the detector 22 is set as much as possible. This is to reduce the attenuation of the incident intensity of X-rays. The distance (radius Dx) from the rotation center O to the X-ray tube 21 is set to a value that can ensure the distance between the X-ray tube and the skin defined by the standard.

このため、X線管21及び検出器22を常に互いに対向(正対)させ、且つ、顎部JW(歯列)に対する予め定めた複数の所望のX線パスに沿ったX線の照射及び検出を実行させるため、X線管21及び検出器22は互いに異なる角速度で独立して駆動される。   Therefore, the X-ray tube 21 and the detector 22 are always opposed to each other (facing to each other), and irradiation and detection of X-rays along a plurality of predetermined desired X-ray paths with respect to the jaw JW (dentition) are performed. In order to perform the above, the X-ray tube 21 and the detector 22 are independently driven at different angular velocities.

なお、上述した「互いに対向」とは、図3に示すように、X軸方向に沿って見た場合、X線管21の点状のX線焦点FPから照射されてスリット23によりコーン状に成形されたX線ビームの照射範囲と、検出器22のX線検出面22A(後述する)とが一致している状態を言う。特に、そのX線ビームのYZ面に沿った方向の中心線が、そのX線検出面の幅方向(YZ面に沿った方向の幅)の中心位置Cに90°で交差する軸Tを含む状態を「正対している状態」と呼ぶ(図3参照)。なお、図3において、機械的な回転中心OからZ軸方向に伸びる直線位置を回転角θ=0とし、この回転位置から時計方向及び反時計方向に±の回転方向が設定されている。   Note that “opposing each other” described above is a cone-like shape that is irradiated from the dotted X-ray focal point FP of the X-ray tube 21 when viewed along the X-axis direction as shown in FIG. The state in which the irradiation range of the shaped X-ray beam and the X-ray detection surface 22A (described later) of the detector 22 coincide with each other. In particular, the center line in the direction along the YZ plane of the X-ray beam includes an axis T that intersects the center position C in the width direction of the X-ray detection plane (the width in the direction along the YZ plane) at 90 °. The state is referred to as a “facing state” (see FIG. 3). In FIG. 3, a linear position extending in the Z-axis direction from the mechanical rotation center O is defined as a rotation angle θ = 0, and ± rotation directions are set clockwise and counterclockwise from this rotation position.

このため、上述した「常に互いに対向(又は正対)」を実現するため、前記アーム15,16のうち、X線管21、検出器22を内蔵している対向アーム部分15A,16Aは、軸AXs、AXdを中心にそれぞれ独立して回動(自転、即ち姿勢)可能になっている(図1〜図3参照)。そのためのモータ等の回転駆動機構15B,16Bがアーム15,16にそれぞれ装備されている。この回転駆動機構15B,16Bの駆動制御は後述するコンソール17のコントローラにより実行される。   For this reason, in order to realize the above-mentioned “always opposite (or facing each other)”, the opposing arm portions 15A and 16A including the X-ray tube 21 and the detector 22 out of the arms 15 and 16 have the axis Rotation (spinning, that is, posture) can be independently performed around AXs and AXd (see FIGS. 1 to 3). For this purpose, rotation driving mechanisms 15B and 16B such as motors are provided on the arms 15 and 16, respectively. The drive control of the rotation drive mechanisms 15B and 16B is executed by a controller of the console 17 described later.

なお、本実施形態では、Y軸方向において交差位置Cと軸AXdの位置を一致させている。また、図3に示す円軌道Tx,Tdを辿るのは、それぞれ、YZ面で見たときの前述した軸AXs、AXdの位置である。   In the present embodiment, the positions of the intersection position C and the axis AXd are made to coincide with each other in the Y-axis direction. Further, the circular trajectories Tx and Td shown in FIG. 3 follow the positions of the axes AXs and AXd, respectively, when viewed in the YZ plane.

検出器22は、図4に示すように、それぞれX線撮像素子を2次元に配列した、複数の検出モジュールB1〜Bmのアレイ(センサ回路)を有する。複数の検出モジュールB1〜Bmは互いに独立したブロックとして作成され、それらを基板(図示せず)上に所定の矩形状に実装して検出器22の全体が作成される。   As shown in FIG. 4, the detector 22 has an array (sensor circuit) of a plurality of detection modules B <b> 1 to Bm in which X-ray imaging elements are two-dimensionally arranged. The plurality of detection modules B1 to Bm are created as blocks independent from each other, and are mounted in a predetermined rectangular shape on a substrate (not shown) to form the entire detector 22.

なお、複数の検出モジュールB1〜Bmは、個々のモジュールの間は一定の隙間を設けつつ、縦(X軸)方向に複数個(縦方向に17個並べるとともに、個々のモジュールをスキャン方向Oに対して角度θだけ斜めに傾けて配置している。この角度θは例えば約14°に設定される。この複数の検出モジュールB1〜Bmが作る、縦横の長さの比が大きい、つまり、細長い矩形状の表面がX線検出面22Aを成している。検出モジュールB1〜Bmを斜めに配置しているため、X線検出面22Aは複数のモジュールB1〜Bmの個々の検出面の内側を辿る(内接する)ように形成されている。勿論、角度θ=0°に設定してもよい。 A plurality of detection modules B1 to Bm are arranged in the vertical (X axis) direction (17 in the vertical direction) while providing a constant gap between the individual modules, and the individual modules are arranged in the scanning direction O Y. The angle θ is set to, for example, about 14 °, and the ratio of the vertical and horizontal lengths created by the plurality of detection modules B1 to Bm is large. The elongated rectangular surface forms the X-ray detection surface 22 A. Since the detection modules B1 to Bm are arranged obliquely, the X-ray detection surface 22A is located inside the individual detection surfaces of the plurality of modules B1 to Bm. Of course, the angle θ may be set to 0 °.

この斜め配置の検出モジュールを有する検出器22の構造及びその検出信号のサブピクセル法による処理は、例えば国際特許公報WO 2012/086648A1により知られている。   The structure of the detector 22 having this obliquely arranged detection module and the processing of the detection signal by the subpixel method are known, for example, from International Patent Publication WO 2012/0866648 A1.

なお、図4における参照符号AXdは、検出器22自身を自転(回転)させるときの中心軸である。   4 is a central axis when the detector 22 itself rotates (rotates).

個々の検出モジュールB1(〜Bm)はX線を直接、電気パルス信号に変換する半導体材料で作成される。このため、検出器22は、半導体による直接変換方式の光子計数型X線検出器である。   Each detection module B1 (~ Bm) is made of a semiconductor material that converts X-rays directly into electrical pulse signals. For this reason, the detector 22 is a photon counting X-ray detector of a direct conversion method using a semiconductor.

この検出器22は、上述したように、複数の検出モジュールB1〜Bmのアレイとして形成される。各検出モジュールBmは、周知のように、X線を検出する検出回路Cp(図5参照)と、その検出回路Cpと一体に積層されたデータ計数回路51(図5参照)を備える。検出回路Cpは、検出モジュール毎に、X線を直接、電気信号に変換する半導体層と、この両面にそれぞれ積層させた荷電電極及び集電電極とを備える(図示せず)。荷電電極にX線を入射させる。荷電電極は共通の1枚の電極であり、荷電電極との間にバイアスの高電圧が印加される。半導体層及び集電電極は碁盤目状に分割され、この分割により、相互に一定の距離を置いて2次元アレイ状に配置される複数の小領域が形成される。これにより、荷電電極上に2次元状に配列された複数の、半導体セルC(図4,5参照)及び集電電極の積層体が形成される。この複数の積層体が、2次元の碁盤目状に配列された複数の画素Sを構成する。 As described above, the detector 22 is formed as an array of a plurality of detection modules B1 to Bm. Each detection module Bm includes a detection circuit Cp (see FIG. 5) for detecting X-rays and a data counting circuit 51 n (see FIG. 5) stacked together with the detection circuit Cp, as is well known. The detection circuit Cp includes, for each detection module, a semiconductor layer that directly converts X-rays into an electrical signal, and a charging electrode and a collecting electrode that are respectively stacked on both sides (not shown). X-rays are incident on the charged electrode. The charged electrode is a common electrode, and a high bias voltage is applied between the charged electrodes. The semiconductor layer and the collecting electrode are divided into a grid pattern, and by this division, a plurality of small regions are formed that are arranged in a two-dimensional array at a certain distance from each other. As a result, a plurality of stacked bodies of semiconductor cells C (see FIGS. 4 and 5) and collecting electrodes arranged in a two-dimensional manner on the charged electrode are formed. The plurality of stacked bodies to form a plurality of pixels S n arranged in a two dimensional grid pattern.

この結果、複数の検出モジュールB1〜Bmの全体によって、検出器22に必要な所定領域を占める複数の画素S(n=1〜N)が形成される。この複数の画素Sが画素群Cpを構成する(図5参照)。 As a result, a plurality of pixels S n (n = 1 to N) occupying a predetermined area necessary for the detector 22 are formed by the entirety of the plurality of detection modules B1 to Bm. The plurality of pixels S n constitutes a pixel group Cp (refer to FIG. 5).

検出モジュールB1〜Bmそれぞれの画素数は40×40画素であり、各画素Sのサイズは例えば200μm×200μmである。この画素サイズは、入射するX線を多数の光子の集まりとして検出可能な値に設定されている。各画素Sは、X線の各光子の入射に反応し、各光子が持つエネルギに応じた振幅の電気パルスを出力する。つまり、各画素Sは、その画素に入射するX線を直接、電気信号に変換することができる。 The number of pixels detecting module B1~Bm each is 40 × 40 pixels, the size of each pixel S n is 200 [mu] m × 200 [mu] m, for example. This pixel size is set to a value that allows detection of incident X-rays as a collection of many photons. Each pixel S n is responsive to incident of each photon of X-ray, and outputs an electrical pulse of amplitude corresponding to the energy possessed by the photon. That is, each pixel S n may convert the X-rays incident on that pixel directly, into electric signals.

このため、検出器22は、入射するコーンビーム状のX線を成す光子を、検出器22の検出面を構成する画素S毎に計数して、その計数した値を反映させた電気量のデータを例えば300fpsの高いフレームレートで出力する。このデータはフレームデータとも呼ばれる。 Therefore, the detector 22, the photon constituting the cone beam-like X-rays incident, counts for each pixel S n which constitute the detection surface of the detector 22, the quantity of electricity that reflects the count value For example, data is output at a high frame rate of 300 fps. This data is also called frame data.

半導体層、すなわち半導体セルCの半導体材料としては、テルル化カドミウム半導体(CdTe半導体)、カドミュームジンクテルライド半導体(CdZnTe半導体(CZT半導体))、シリコン半導体(Si半導体)、臭化タリューム(T1Br)、ヨウ化水銀などが用いられる。なお、この半導体セルの代わりに、柱状に細分化し、光学的に各柱が遮光された構造を持つシンチレータ素材と、微細なアバランシェフォトダイオードの組合せで構成した光電変換器を組み合わせたセルで構成してもよい。   As the semiconductor material of the semiconductor layer, that is, the semiconductor cell C, cadmium telluride semiconductor (CdTe semiconductor), cadmium zinc telluride semiconductor (CdZnTe semiconductor (CZT semiconductor)), silicon semiconductor (Si semiconductor), thallium bromide (T1Br) Mercury iodide or the like is used. Instead of this semiconductor cell, it is composed of a cell that combines a scintillator material that is subdivided into columns and optically shielded from each column, and a photoelectric converter composed of a combination of fine avalanche photodiodes. May be.

このため、半導体セルCにX線が入射すると、セル内部に電荷(電子、正孔)が発生して、その電荷量に応じたパルス電流が流れる。このパルス電流は集電電極により検出される。この結果、電荷量はX線の光子のエネルギ値により変わる。このため、検出器22は、その画素S毎に光子のエネルギ値に応じた電気パルス信号を出力する。 For this reason, when X-rays enter the semiconductor cell C, charges (electrons, holes) are generated inside the cell, and a pulse current corresponding to the amount of the charge flows. This pulse current is detected by the current collecting electrode. As a result, the amount of charge varies depending on the energy value of the X-ray photons. Therefore, the detector 22 outputs an electrical pulse signal corresponding to the energy value of the photons for respective pixels S n.

この検出器22は更に、半導体セルCのそれぞれ、すなわち、複数の画素Sそれぞれの出力側にデータ計数回路51(n=1〜N)を備える。ここで、画素Sのそれぞれ、すなわち半導体セルCのそれぞれから各データ計数回路51(〜51)に至る経路を、必要に応じて、収集チャンネルCN(n=1〜N)と呼ぶ(図5参照)。 The detector 22 further comprises respective semiconductor cell C, that the data counting circuit 51 on the output side of each of the plurality of pixels S n n a (n = 1~N). Here, each pixel S n, i.e., a route to each of the data counting circuit 51 1 from each (to 51 N) of the semiconductor cell C, and optionally, referred to as acquisition channels CN n (n = 1~N) (See FIG. 5).

なお、この半導体セルCの群の構造は、特開2000−69369号公報、特開2004−325183号公報、特開2006−101926号公報によっても知られている。   The structure of this group of semiconductor cells C is also known from Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2000-69369, 2004-325183, and 2006-101926.

ところで、前述した各画素Sのサイズ(200μm×200μm)は、X線を光子(粒子)として検出することが可能な十分小さい値になっている。本実施形態において、X線をその粒子として検出可能なサイズとは、「放射線(例えばX線)粒子が同一位置又はその近傍に複数個連続して入射したときの各入射に応答した電気パルス間の重畳現象(パイルアップとも呼ばれる)の発生を実質的に無視可能な又はその量が予測可能なサイズ」であると定義される。 Incidentally, the size of each pixel S n described above (200 [mu] m × 200 [mu] m) is adapted to a sufficiently small value that is capable of detecting X-rays as photons (particles). In the present embodiment, the size capable of detecting X-rays as the particles is “between electric pulses responding to each incident when a plurality of radiation (for example, X-ray) particles are successively incident at or near the same position. The occurrence of the superposition phenomenon (also called pile-up) is defined as “a size that can be substantially ignored or whose amount is predictable”.

しかしながら、このような画素サイズを以ってしても、重畳現象の発生を全て回避できる訳でない。2つ或いはそれ以上の電気パルスが共に同一画素において観測される場合でも、時間的に互いに分離していれば、重畳現象が起きない。これに対し、2つ或いはそれ以上の電気パルスが共に同一画素において時間的に分離し難い場合、重畳現象が起きて、2つの電気パルスが重なって波高値が高くなった1つの電気パルスとして観測される。   However, even with such a pixel size, it is not possible to avoid all occurrences of the superposition phenomenon. Even when two or more electrical pulses are both observed in the same pixel, the superposition phenomenon does not occur if they are separated from each other in time. On the other hand, when two or more electric pulses are difficult to separate in time in the same pixel, a superposition phenomenon occurs, and the two electric pulses overlap to be observed as one electric pulse having a high peak value. Is done.

この重畳現象が発生すると、X線粒子の「入射数対実際の計数値」の特性にX線粒子の数え落とし(パイルアップカウントロスとも呼ばれる)が発生する。このため、X線検出器12に形成する画素Sのサイズは、この数え落としが発生しない又は実質的に発生しないとみなせる大きさに、又は、数え落し量が推定できる程度に設定されている。 When this superposition phenomenon occurs, X-ray particle countdown (also called pile-up count loss) occurs in the characteristic of “number of incidents versus actual count value” of X-ray particles. Therefore, the size of the pixel S n to form the X-ray detector 12, the magnitude of which can be regarded as the counting loss does not occur or does not substantially occur, or are set to an extent counting the drop amount can be estimated .

続いて、図5を用いて、検出器22に電気的に繋がる回路を説明する。複数のデータ計数回路51(n=1〜N)のそれぞれは、各半導体セルCから出力されたアナログ量の電気信号を受けるチャージアンプ52を有し、このチャージアンプ52の後段に、波形整形回路53、多段の比較器54(ここではi=1〜4)、多段のカウンタ56(ここではi=1〜4)、多段のD/A変換器57(ここではi=1〜4)、ラッチ回路58、及びシリアル変換器59を備える。 Subsequently, a circuit electrically connected to the detector 22 will be described with reference to FIG. Each of the plurality of data counting circuits 51 n (n = 1 to N) includes a charge amplifier 52 that receives an electrical signal of an analog amount output from each semiconductor cell C, and the waveform shaping is performed at the subsequent stage of the charge amplifier 52. Circuit 53, multi-stage comparator 54 i (here i = 1 to 4), multi-stage counter 56 i (here i = 1 to 4), multi-stage D / A converter 57 i (here i = 1 to 4) 4) A latch circuit 58 and a serial converter 59 are provided.

各チャージアンプ52は、各半導体セルSの各集電電極に接続され、X線粒子の入射に応答して集電される電荷をチャージアップして電気量のパルス信号として出力する。このチャージアンプ52の出力端は、ゲイン及びオフセットが調整可能な波形整形回路53に接続されており、検知したパルス信号の波形を、予め調整されているゲイン及びオフセットで処理して波形整形する。この波形整形回路53のゲイン及びオフセットは、半導体セルCから成る画素S毎の電荷チャージ特性に対する不均一性と各回路特性のバラツキを考慮して、キャリブレーションされる。これにより、不均一性を排除した波形整形信号の出力とそれに対する相対的な閾値の設定精度とを上げることができる。この結果、各画素Sに対応した、即ち、各収集チャンネルCNの波形整形回路53から出力された波形整形済みのパルス信号は実質的に入射するX線粒子のエネルギ値を反映した特性を有する。したがって、収集チャンネルCN間のばらつきは大幅に改善される。 Each charge amplifier 52 is connected to each current collecting electrode of each semiconductor cell S, charges up the current collected in response to the incidence of X-ray particles, and outputs it as a pulse signal of electric quantity. The output terminal of the charge amplifier 52 is connected to a waveform shaping circuit 53 whose gain and offset can be adjusted. The waveform of the detected pulse signal is processed with the previously adjusted gain and offset to shape the waveform. The gain and offset of the waveform shaping circuit 53, in consideration of the variation in non-uniformity and the circuit characteristics for charge-charge characteristic for each pixel S n of semiconductor cell C, is calibrated. As a result, it is possible to increase the output of the waveform shaping signal from which non-uniformity has been eliminated, and the relative threshold setting accuracy. As a result, corresponding to each pixel S n, i.e., the characteristics reflecting the energy value of the X-ray particle pulse signal waveform formatted output from the waveform shaping circuit 53 for each collection channel CN n is substantially incident Have. Therefore, the variation between the collection channels CN n is greatly improved.

この波形整形回路53の出力端は、複数の比較器54〜54の比較入力端にそれぞれ接続されている。この複数の比較器54〜54それぞれの基準入力端には、図5に示す如くそれぞれ値が異なるアナログ量の閾値(電圧値)th(ここではi=1〜4)が印加されている。これにより、1つのパルス信号と異なるアナログ量閾値th〜thのそれぞれとを比較することができる。図6に、1つのX線光子の入力に応じて生起されるパルス電圧の波高値(エネルギを表す)とそれらの閾値th〜thとの大小関係(th<th<th<th)模式的に示す。 The output terminal of the waveform shaping circuit 53 is connected to the comparison input terminals of the plurality of comparators 54 1 to 54 4 . Analog reference thresholds (voltage values) th i (here, i = 1 to 4) having different values are applied to the reference input terminals of the plurality of comparators 54 1 to 54 4 as shown in FIG. Yes. This makes it possible to compare one pulse signal with each of the different analog amount thresholds th 1 to th 4 . FIG. 6 shows the magnitude relationship (th 1 <th 2 <th 3 <threshold) between the peak value (representing energy) of the pulse voltage generated in response to the input of one X-ray photon and the threshold values th 1 to th 4. th 4 ) schematically.

この比較の理由は、入射したX線粒子のエネルギ値が、事前に複数に分けて設定したエネルギ領域のうちのどの領域に入るのか(弁別)について調べるためである。パルス信号の波高値(つまり、入射するX線光子のエネルギ値を表す)がアナログ量閾値th〜thのどの値を超えているかについて判断される。これにより、弁別されるエネルギ領域が異なる。なお、最も低いアナログ量閾値thは、通常、外乱や、半導体セルS、チャージアンプ42などの回路に起因するノイズ、或いは、画像化に必要のない低エネルギの放射線を検出しないようにするための閾値として設定される。また、閾値の数、すなわち比較器の数は、必ずしも4個に限定されず、上記アナログ量閾値thの分を含めて3個、又は、5個以上であってもよい。 The reason for this comparison is to examine which region (discrimination) the energy value of the incident X-ray particle enters among the energy regions set in advance divided into a plurality. It is determined which value of the analog quantity threshold th 1 to th 4 exceeds the peak value of the pulse signal (that is, the energy value of the incident X-ray photon). Thereby, the energy area | region discriminated differs. Note that the lowest analog amount threshold th 1 is normally set so as not to detect disturbances, noise caused by circuits such as the semiconductor cell S and the charge amplifier 42, or low-energy radiation that is not necessary for imaging. Is set as the threshold value. Further, the number of thresholds, i.e., the number of comparators is not necessarily limited to four, three, including the amount of the analog amount threshold th 1, or may be five or more.

上述したアナログ量閾値th〜thは、具体的には、コンソール17のキャリブレーション演算器38からインターフェース32を介してデジタル値で画素S毎、即ち収集チャンネル毎に与えられる。このため、比較器54〜54それぞれの基準入力端は4つのD/A変換器57〜57の出力端にそれぞれ接続されている。このD/A変換器57〜57はラッチ回路58を介して閾値受信端T(〜T)に接続され、この閾値受信端T(〜T)がコンソール17のインターフェース32に接続されている。 Analog amount threshold th 1 to TH 4 described above, specifically, given from the calibration computing unit 38 of the console 17 for each pixel S n in a digital value through the interface 32, i.e., for each acquisition channels. For this reason, the reference input ends of the comparators 54 1 to 54 4 are connected to the output ends of the four D / A converters 57 1 to 574, respectively. The D / A converter 57 1-57 4 is connected to a threshold receiving end T 1 via the latch circuit 58 (~T N), the threshold receiving end T 1 (~T N) is the interface 32 of the console 17 It is connected.

ラッチ回路58は、撮像時に、閾値付与器40からインターフェース31及び閾値受信端T(〜T)を介して与えられたデジタル量の閾値th´〜th´をラッチし、対応するD/A変換器57〜57にそれぞれ出力される。このため、D/A変換器57〜57は指令されたアナログ量の閾値th〜thを電圧量として比較器54〜54それぞれに与えることができる。各収集チャンネルCNは、D/A変換器57(i=1〜4)から比較器54(i=1〜4)を介してカウンタ56(i=1〜4)に至る1つ又は複数の回路系につながっている。この回路系を「弁別回路」DS(i=1〜4)と呼ぶ。 The latch circuit 58 latches the threshold values th 1 ′ to th 4 ′ of digital quantities given from the threshold value applicator 40 via the interface 31 and the threshold value receiving end T 1 (to T N ) at the time of imaging, and corresponding D / are output to a converters 57 1 to 57 4. Thus, D / A converter 57 1-57 4 may be provided to each comparator 54 1-54 4 threshold th 1 to TH 4 analog amounts commanded as a voltage amount. Each acquisition channel CN n is one from the D / A converter 57 i (i = 1 to 4) to the counter 56 i (i = 1 to 4) via the comparator 54 i (i = 1 to 4). Or it is connected to a plurality of circuit systems. This circuit system is called “discrimination circuit” DS i (i = 1 to 4).

図7に、このアナログ量閾値th(i=1〜4)に相当するエネルギ閾値TH(i=1〜4)の設定例を示す。このエネルギ閾値TH(i=1〜4)は勿論、離散的に設定されるとともに、ユーザが任意の値に設定可能な弁別値である。なお、図7は、X線管21の陽極材に適宜な材料を用いたときのX線スペクトルを模式的に示す。横軸はX線管21の管電圧に依存するX線エネルギを示すと共に、縦軸はX線光子の入射頻度を示す。この入射頻度はX線光子の計数値(カウント)又は強度を代表するファクタである。 FIG. 7 shows a setting example of the energy threshold TH i (i = 1 to 4) corresponding to the analog amount threshold th i (i = 1 to 4). This energy threshold TH i (i = 1 to 4) is, of course, a discriminating value that is set discretely and can be set to an arbitrary value by the user. FIG. 7 schematically shows an X-ray spectrum when an appropriate material is used for the anode material of the X-ray tube 21. The horizontal axis indicates the X-ray energy depending on the tube voltage of the X-ray tube 21, and the vertical axis indicates the incidence frequency of the X-ray photons. This incidence frequency is a factor representative of the count value (count) or intensity of X-ray photons.

アナログ量閾値thは、各弁別回路DSにおいて比較器54iに与えるアナログ電圧であり、エネルギ閾値THはエネルギスペクトラムのX線エネルギ(keV)を弁別するアナログ値である。図7に示す連続スペクトルに対して、第1のアナログ量閾値thを、X線光子数を計数不要領域(計数に意味のあるX線情報がなく、かつ回路ノイズが混在する領域)と低目の第1のエネルギ領域ERとを弁別可能なエネルギ閾値THに対応して設定する。また、第2及び第3のアナログ量閾値th、thを、第1のエネルギ閾値THより高い、第2、第3のエネルギ閾値TH,THを順に供するように設定している。さらに、第4のエネルギ閾値THはエネルギスペクトラムにおける、重畳現象が無ければX光子の計数値=0となる、X線管への印加電圧に等しいエネルギ値に設定されている。ここで、第4のエネルギ閾値THを、画素S毎に、計数値=0となるエネルギ値に合わせていることは重要な特徴の一つである。 The analog amount threshold th i is an analog voltage applied to the comparator 54 i in each discrimination circuit DS i , and the energy threshold TH i is an analog value for discriminating the X-ray energy (keV) of the energy spectrum. For the continuous spectrum shown in FIG. 7, the first analog amount threshold th 1 is lower than the region where counting the number of X-ray photons is unnecessary (the region where there is no meaningful X-ray information for counting and circuit noise is mixed). The first energy region ER 1 of the eye is set corresponding to an energy threshold TH 1 that can be distinguished. Further, the second and third analog amount threshold values th 2 and th 3 are set so as to sequentially provide the second and third energy threshold values TH 2 and TH 3 which are higher than the first energy threshold value TH 1 . . Further, the fourth energy threshold TH 4 is set to an energy value equal to the applied voltage to the X-ray tube, in which X photon count value = 0 if there is no superposition phenomenon in the energy spectrum. Here, the fourth energy threshold TH 4, each pixel S n, it is one important feature that is matched to the energy value as a count value = 0.

これにより、エネルギスペクトラムの特性や設計値に基づいた適宜な弁別点が規定され、エネルギ領域ER〜ERが設定される。 As a result, appropriate discrimination points based on the characteristics and design values of the energy spectrum are defined, and the energy regions ER 1 to ER 4 are set.

また、これらのエネルギ閾値THは、基準となる一つ以上の被写体を想定し、エネルギ領域毎の所定時間の計数値が概略一定になるように決定される。 These energy thresholds TH i are determined so that one or more subjects as a reference are assumed and the count value for a predetermined time for each energy region is substantially constant.

このため、比較器54〜54の出力端は、図5に示すように、複数のカウンタ56〜56の入力端にそれぞれ接続されている。 Therefore, the output of the comparator 54 1-54 3, as shown in FIG. 5 are respectively connected to a plurality of counters 56 1 to 56 4 of the input terminal.

カウンタ56〜56のそれぞれは、比較器54〜54の出力(パルス)がオンなる度にカウントアップを行う。これにより、各カウンタ56(〜56)が担当するエネルギ領域ER(〜ER)に弁別されるエネルギ値以上のエネルギを持つX線光子数を一定時間毎の累積値W´(〜W´)として画素S毎に計数することができる。 Each of the counters 56 1 to 56 4 counts up every time the output of the comparator 54 1-54 3 (pulse) is turned on. Thus, the counters 56 1 (to 56 4) the accumulated value W 1 of the X-ray photon number every fixed time with the energy of more than the energy value which is discriminated in the energy region ER 1 (to Er 4) in charge of the '( to W-4 ') as it can be counted for each pixel S n.

具体的には、この計数動作は、4つの比較器54〜54に入力する検出電圧Vdec(光子の検出エネルギ値)と閾値th〜thとの関係により決まる。つまり、検出電圧Vdec<th〜thのときには、全ての比較器54〜54の出力=オフとなる。すなわち、その画素Sの出力=0となる。これにより、入力エネルギの計数限界として定めたエネルギ閾値THよりも小さいノイズ成分は計数されない。このノイズ成分は、図7の計数不能領域ERxに属するエネルギ値の信号に相当する。 Specifically, this counting operation is determined by the relationship between the detection voltage V dec (photon detection energy value) input to the four comparators 54 1 to 54 4 and the threshold values th 1 to th 4 . That is, when the detection voltage V dec <th 1 ~th 4 is a all comparators 54 1 to 54 4 output = off. In other words, the output = 0 of the pixel S n. As a result, noise components smaller than the energy threshold TH 1 defined as the input energy counting limit are not counted. This noise component corresponds to an energy value signal belonging to the non-countable region ERx in FIG.

しかしながら、検出電圧Vdecが最小の閾値thを超える場合(Vdec≧th)、光子数は計数される。それらの関係がVdec≧thあれば、全ての比較器54〜54の出力がオンとなる。つまり、全てのカウンタ56〜56の計数値W´〜W´がカウントアップされる。 However, if the detection voltage V dec exceeds the minimum threshold th 1 (V dec ≧ th 1 ), the number of photons is counted. If their relationship is V dec ≧ th 1, the outputs of all the comparators 54 1 to 54 4 is turned on. That is, all of the counters 56 1 to 56 4 of the count value W 1'~W 4 'is counted up.

dec≧thの関係になれば、2段目以降の3つの比較器54〜54の出力がオンとなる。これにより、3つのカウンタ56〜56の計数値W´〜W´がカウントアップされる。Vdec≧thの関係になれば、3段目及び4段目の比較器54、54の出力がオンとなる。これにより、2つのカウンタ56、56の計数値W´、W´がカウントアップされる。 If the relationship of V dec ≧ th 2, the output of the second and subsequent stages of the three comparators 54 2-54 4 is turned on. Thus, three counters 56 2-56 4 count value W 2'~W 4 'is counted up. If the relationship of V dec ≧ th 3 is established, the outputs of the third-stage and fourth-stage comparators 54 3 and 54 4 are turned on. As a result, the count values W 3 ′ and W 4 ′ of the two counters 56 3 and 56 4 are counted up.

さらに、Vdec≧thの関係になれば、4段目の比較器54のみの出力がオンになって、4段目のカウンタ56の計数値W´のみがカウントアップされる。この場合、その入力に関わる光子のエネルギ値はイメージングや計数には適さない、第3の高いエネルギ領域ERを超える領域ERに属するノイズ成分、外乱などである。その一方で、この計数値W´は重畳現象を起こした光子や同時に入射した光子を推定したり除外したりするための情報として使用することができる。 Furthermore, if the relationship between V dec ≧ th 4, the output of the comparator module 54 4 of the fourth stage is turned on, only the counter 56 4 count value W 4 'of the fourth stage is counted up. In this case, the energy value of the photon related to the input is a noise component belonging to the region ER 4 exceeding the third high energy region ER 3 , disturbance, etc., which is not suitable for imaging or counting. On the other hand, the count value W 4 ′ can be used as information for estimating or excluding photons that have caused a superposition phenomenon or simultaneously incident photons.

このように本実施形態では、カウンタ56〜56は、それぞれ、自己が計数担当するべきエネルギ領域ER(〜ER)及びそれを超えるエネルギを持つ光子数をカウントする。このため、第1〜第4のエネルギ領域ER〜ERそれぞれに属するエネルギを持つX線光子数、つまり、エネルギ領域毎の求めたいX線光子数をW、W、W,Wとすると、カウンタ56〜56の計数値W´、W´、W´、W´との関係は、
=W´−W´
=W´−W´
=W´−W´
となる。なお、W=W´は重畳現象に因る、意味の無い(つまり、X線光子が持つエネルギ領域を特定できない)情報であるので演算されない。
As described above, in the present embodiment, the counters 56 1 to 56 4 count the number of photons having energy exceeding the energy region ER 1 (to ER 4 ) to be counted by the counters 56 1 to 564. For this reason, the number of X-ray photons having energy belonging to each of the first to fourth energy regions ER 1 to ER 4 , that is, the number of X-ray photons to be obtained for each energy region is expressed as W 1 , W 2 , W 3 , W 4 , the relationship between the count values W 1 ′, W 2 ′, W 3 ′, and W 4 ′ of the counters 56 1 to 56 4 is
W 1 = W 1 '-W 2 '
W 2 = W 2 '-W 3'
W 3 = W 3 '-W 4 '
It becomes. Note that W 4 = W 4 ′ is not calculated because it is meaningless information (that is, the energy region of the X-ray photon cannot be specified) due to the superposition phenomenon.

そこで、真に求めたい計数値W〜Wは、後述するデータプロセッサで上式に基づく減算処理に求める。なお、理想的には、W=W´=0である。 Therefore, the count values W 1 to W 4 that are truly desired are obtained by subtraction processing based on the above equation by a data processor described later. Ideally, W 4 = W 4 ′ = 0.

このように、本実施形態にあっては、第1〜第4のエネルギ領域ER〜ERそれぞれに属するX線光子数W〜Wは、実際の計数値W´〜W´から演算(減算)によって求める。このため、比較器54〜54の出力のオン、オフの組合せから、今の事象、すなわちX線光子の入射がどのエネルギ領域ER1〜ER4に属するかを解読する回路が不要になる。これにより、検出器22のデータ計数回路51に実装する回路構成が簡単化される。 Thus, in the present embodiment, X-ray photon number W 1 to W-4 belonging to the first to fourth energy regions ER 1 to Er 4 respectively, the actual count value W 1'~W 4 ' Is obtained by calculation (subtraction). Therefore, output on the comparator 54 1-54 4, a combination of off now events, namely circuit to decipher whether the incident X-ray photons belongs to which energy region ER1~ER4 becomes unnecessary. This simplifies the circuit configuration mounted on the data counting circuit 51 n of the detector 22.

なお、本願に係るX線光子数のエネルギ領域毎の「収集」の意味には、上述のように実際の計数値から「演算によって求める」という意味と、後述する変形例のようにエネルギ領域毎のX線光子数を直接的に「計数する」という両方の意味が含まれる。   In addition, the meaning of “collection” for each energy region of the number of X-ray photons according to the present application is the meaning of “obtaining by calculation” from the actual count value as described above, and for each energy region as in a modification example described later. Both meanings of directly “counting” the number of X-ray photons are included.

上述したカウンタ56〜56にはコンソール17の後述するコントローラからスタート・ストップ端子T2を介して起動及び停止の信号が与えられる。一定時間の計数は、カウンタ自身が有するリセット回路を使って外部から管理される。 The counter 56 1-56 4 described above start and stop signals is supplied via a start-stop terminal T2 from below to the controller of the console 17. Counting for a fixed time is managed from the outside using a reset circuit included in the counter itself.

このようにして、リセットされるまでの一定時間の間に、複数のカウンタ56〜56により、検出器22に入射したX線の光子数が、画素S毎に計数される。このX線の光子数の計数値W´(k=1〜4)は、カウンタ56〜56のそれぞれからデジタル量の計数値として並列に出力された後、シリアル変換器59によりシリアルフォーマットに変換される。このシリアル変換器59は残り全ての収集チャンネルのシリアル変換器59〜59とシリアルに接続されている。このため、全てのデジタル量の計数値は、最後のチャンネルのシリアル変換器59からシリアルに出力され、送信端T3を介してコンソール17に送られる。 Thus, during a certain period of time until reset by a plurality of counters 56 1 to 56 4, the number of photons of X-rays incident on the detector 22 is counted for each pixel S n. The number of photons counted value W k of the X-ray '(k = 1~4), after being output from the respective counters 56 1 to 56 4 in parallel as the count value of the digital quantity, serial format by serial converter 59 Is converted to The serial converter 59 1 is connected to the serial and the remaining serial converter 59 2-59 all acquisition channels N. Therefore, the count of all digital content is output from the last channel of the serial converter 59 N serially sent to the console 17 via the transmitting end T3.

コンソール17では、インターフェース31がそれらの計数値を受信して後述する記憶部に格納する。   In the console 17, the interface 31 receives these count values and stores them in a storage unit described later.

なお、本実施形態では、上述したN個の画素Sに対応した半導体セルC及びデータ計数回路51はASIC(Application Specific Integrated Circuit)によりCMOSで一体に構成されている。勿論、このデータ計数回路51は、半導体セルCの群とは互いに別体の回路又はデバイスとして構成してもよい。 In the present embodiment, it is integrally constructed in CMOS by the semiconductor cell C and the data counting circuit 51 n corresponding to N pixels S n described above ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Of course, the data counting circuit 51 n may be configured as a circuit or device separate from the group of semiconductor cells C.

またなお、上記実施形態において、複数の検出モジュールB1〜Bmは、柱状に加工された複数のシンチレータを束ねたシンチレーターアレイと、前記シンチレーターアレイと光学的に接続され、当該シンチレータから入射する光を受ける受光面に複数のアバランシェフォトダイオードを実装し、かつ当該受光面の前記セルに相当する所定サイズの矩形領域毎に当該領域に属する当該アバランシェフォトダイオードをクエンチング要素で電気的に接続した構成を有するシリコンフォトマルティプライヤーと、を備えていてもよい。   In the above embodiment, the plurality of detection modules B1 to Bm receive a light incident from the scintillator, which is optically connected to the scintillator array in which a plurality of scintillators processed into columnar shapes are bundled, and the scintillator array. A plurality of avalanche photodiodes are mounted on the light receiving surface, and the avalanche photodiodes belonging to the region are electrically connected by a quenching element for each rectangular region having a predetermined size corresponding to the cell on the light receiving surface. And a silicon photomultiplier.

また、シンチレータの材料はLFS(ケイ酸ルテチウム)、GAGG:Ce(ガドリニウムアルミニウムガリウムガーネット)、LuAG:Pr(プラセオジム添加ルテチウム・アルミニウム・ガーネット)、あるいは当該LuAG:Prに同等の減衰時間、発光量、比重を有する材料であってもよい。   The material of the scintillator is LFS (lutetium silicate), GAGG: Ce (gadolinium aluminum gallium garnet), LuAG: Pr (praseodymium-added lutetium aluminum garnet), or the same decay time and light emission amount as the LuAG: Pr. It may be a material having a specific gravity.

コンソール17は、図8に示すように、信号の入出力を担うインターフェース(I/F)31を備え、このインターフェース31にバス32を介して通信可能に接続されたコントローラ33、第1の記憶部34、データプロセッサ35、表示器36、入力器37、キャリブレーション演算器38、第2の記憶部39、第1〜第4のROM40A〜40D、及び閾値付与器41を備えている。   As shown in FIG. 8, the console 17 includes an interface (I / F) 31 that performs input and output of signals, a controller 33 that is communicably connected to the interface 31 via a bus 32, and a first storage unit 34, a data processor 35, a display device 36, an input device 37, a calibration calculator 38, a second storage unit 39, first to fourth ROMs 40A to 40D, and a threshold value assigner 41.

コントローラ33は、第1のROM40Aに予め与えられたプログラムに沿ってパノラマ撮像装置1の駆動を制御する。この制御には、X線管21に高電圧を供給する高電圧発生装置42への指令値の送出、スリット23の開口面積を変更するために開口駆動部23Dへの指令値の送出、及び、キャリブレーション演算器38への駆動指令も含まれる。第1の記憶部34は、検出器22からインターフェース31を介して送られてきた計数値であるフレームデータ、及び、作成した画像データを保管する。   The controller 33 controls the driving of the panoramic imaging device 1 in accordance with a program given in advance to the first ROM 40A. For this control, the command value is sent to the high voltage generator 42 that supplies a high voltage to the X-ray tube 21, the command value is sent to the opening drive unit 23D to change the opening area of the slit 23, and A drive command to the calibration calculator 38 is also included. The first storage unit 34 stores the frame data that is the count value sent from the detector 22 via the interface 31 and the created image data.

データプロセッサ35は、コントローラ33の管理の下に、第2のROM40Bに予め与えられたプログラムに基づいて動作する。パノラマ撮影のときに、データプロセッサ35は、その動作により、第1の記憶部34に保管されたフレームデータに、公知のシフト・アンド・アッド(shift and add)と呼ばれる演算法に基づくトモシンセシス法を実施する。これにより、被験者Pの口腔部のある断層面のパノラマ画像が得られる。   The data processor 35 operates based on a program given in advance to the second ROM 40B under the control of the controller 33. During panoramic photography, the data processor 35 applies a tomosynthesis method based on a known calculation method called shift and add to the frame data stored in the first storage unit 34 by the operation. carry out. Thereby, the panoramic image of the tomographic plane with the oral cavity of the subject P is obtained.

加えて、データプロセッサ35は、後述するように、検出器22から出力されて第1の記憶部34に保存されているフレームデータに施す前処理も実行する。   In addition, as will be described later, the data processor 35 also performs preprocessing applied to the frame data output from the detector 22 and stored in the first storage unit 34.

表示器36は、作成される画像の表示や、装置の動作状況を示す情報及び入力器37を介して与えられるオペレータの操作情報の表示を担う。入力器37は、オペレータが撮像に必要な情報を装置に与えるために使用される。   The display unit 36 is responsible for displaying an image to be created, information indicating the operation status of the apparatus, and operator operation information given via the input unit 37. The input device 37 is used by an operator to give information necessary for imaging to the apparatus.

また、キャリブレーション演算器38は、コントローラ33の管理の下に、第3のROM40Cに予め内蔵されているプログラムの下で動作し、データ計数回路における画素S毎のエネルギ弁別回路毎に与える、X線エネルギ弁別のためのデジタル量の閾値をキャリブレーションする。 Further, the calibration computing unit 38, under the control of the controller 33, operating under program embedded in advance in the third ROM40C, giving for each energy discriminator circuit for each pixel S n in the data counting circuit, Calibrate digital quantity threshold for X-ray energy discrimination.

閾値付与器41は、コントローラ33の制御の下で、撮像時に第2の記憶部39に格納されているデジタル量の閾値を画素毎に且つ弁別回路毎に呼び出して、その閾値を指令値としてインターフェース31を介して検出器22に送信する。この処理を実行するため、閾値付与器41は第4のROM40Dに予め格納されたプログラムを実行する。   Under the control of the controller 33, the threshold value applicator 41 calls the threshold value of the digital quantity stored in the second storage unit 39 for each pixel and for each discrimination circuit at the time of imaging, and uses the threshold value as a command value as an interface. 31 to the detector 22. In order to execute this process, the threshold value assigner 41 executes a program stored in advance in the fourth ROM 40D.

コントローラ33、データプロセッサ35、キャリブレーション演算器38、閾値付与器41は共に、与えられたプログラムで稼動するCPU(中央処理装置)を備えている。それらのプログラムは、第1〜第4のROM40A〜40Dのそれぞれに事前に格納されている。   The controller 33, the data processor 35, the calibration calculator 38, and the threshold value assigner 41 are all provided with a CPU (central processing unit) that operates according to a given program. Those programs are stored in advance in each of the first to fourth ROMs 40A to 40D.

また、本実施形態では、国際公開公報WO2011/142343(国際出願番号PCT/JP2011/060731)により知られるように、ファントムを使って撮像空間ISの構造が解析され、検出器22の収集チャンネルCNがキャリブレートされる。このキャリブレーションは撮像前、保守点検時などの適宜なタイミングで実行される。 In this embodiment, as known from International Publication No. WO2011 / 142343 (International Application No. PCT / JP2011 / 060731), the structure of the imaging space IS is analyzed using a phantom, and the collection channel CN n of the detector 22 is analyzed. Is calibrated. This calibration is executed at an appropriate timing such as before imaging or during maintenance inspection.

具体的には、パノラマ撮像装置1の撮像空間ISに、予め定めた標準断層面に位置付けられ且つ既知の位置情報をX線で画像化可能なマーカを有するファントム(図示せず)が配置される。X線官21からのX線の透過データが検出器22で収集され、パノラマ画像が作成される。マーカの既知の位置情報とパノラマ画像上のマーカ位置情報から、X線管21と検出器22の間の距離情報及び検出器に対するX線管の高さ情報が演算される。この演算結果と収集データから、X線管及び検出器を結ぶラインの位置変化量を加味した、X線管、検出器、及び断層面の位置関係を規定する各種のパラメータが演算される。これにより3D画像再構成に必要なパラメータがキャリブレーションされる。このため、撮像空間ISの構造を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又は歪が少なく、正確なパノラマ撮影画像を構築することができる。   Specifically, a phantom (not shown) having a marker positioned on a predetermined standard tomographic plane and capable of imaging known position information with X-rays is arranged in the imaging space IS of the panoramic imaging apparatus 1. . X-ray transmission data from the X-ray officer 21 is collected by the detector 22 to create a panoramic image. From the known position information of the marker and the marker position information on the panoramic image, the distance information between the X-ray tube 21 and the detector 22 and the height information of the X-ray tube with respect to the detector are calculated. From this calculation result and collected data, various parameters that define the positional relationship of the X-ray tube, the detector, and the tomographic plane, with the amount of change in the position of the line connecting the X-ray tube and the detector, are calculated. Thereby, parameters necessary for 3D image reconstruction are calibrated. For this reason, the projection direction can be expressed three-dimensionally by grasping the structure of the imaging space IS three-dimensionally. Therefore, as long as the panoramic image is in focus, an accurate panoramic image can be constructed with no distortion or little distortion in the three-dimensionally expressed image.

次いで、このパノラマ撮像装置1に特徴的な撮像系のスキャン及びそのスキャンによって収集されるフレームデータの処理について説明する。   Next, an imaging system scan characteristic of the panorama imaging apparatus 1 and processing of frame data collected by the scan will be described.

このパノラマ撮像装置1では、フレームデータにトモシンセシス法を適用してパノラマ画像を再構成する前の段階で、検出器22から出力されたフレームデータを再構成の処理に渡すための前処理が実行される。この前処理は、撮像空間ISに予め設定した仮想軌道に沿って検出器22が回転すると仮定し、検出器22が収集したフレームデータを、X線官21の焦点FPからその仮定した仮想軌道までの距離に応じて投影し、その投影したフレームデータをメモリ領域M(図8参照)にマッピングする。これにより、検出器22があたかも仮想軌道に沿ってX線管21と対向しながら回転していると仮定できる。   In this panorama imaging apparatus 1, pre-processing for passing the frame data output from the detector 22 to reconstruction processing is performed before reconstructing the panoramic image by applying the tomosynthesis method to the frame data. The This preprocessing assumes that the detector 22 rotates along a virtual trajectory preset in the imaging space IS, and the frame data collected by the detector 22 is transferred from the focal point FP of the X-ray officer 21 to the assumed virtual trajectory. The projected frame data is mapped to the memory area M (see FIG. 8). Thereby, it can be assumed that the detector 22 is rotating while facing the X-ray tube 21 along the virtual trajectory.

この仮想軌道Tmaxを図9に示す。同図において、馬蹄形のラインSSは被検体Pの顎部JWにある歯列TRに沿って予め設定されている3D基準断層面SSのYZ面へ投影した軌跡を示す。この3D基準断層面SSの面自体は2次元であるが、統計的に標準とされる歯列TRに沿った断層面(断面)であるので、3次元的に広がって存在している。同様に、円状のラインCSは顎部の奥にある頸椎のYZ面へ投影した軌跡を模式的に示す。なお、基準断層面SSは、被験者が大人や子供など顎部のサイズに差があることを考慮し、相似な馬蹄形であるがサイズの異なる複数種のものが用意され、この中から適宜なサイズの断層面が選択されることが望ましい。 This virtual trajectory Tmax is shown in FIG. In the figure, a horseshoe-shaped line SS indicates a locus projected onto the YZ plane of the 3D reference tomographic plane SS set in advance along the dentition TR in the jaw JW of the subject P. Although the surface of the 3D reference tomographic plane SS itself is two-dimensional, it is a tomographic plane (cross section) along the dentition TR that is statistically standard, and therefore exists in a three-dimensional manner. Similarly, a circular line CS schematically shows a locus projected onto the YZ plane of the cervical vertebra in the back of the jaw. The reference tomographic plane SS has a similar horseshoe shape but a plurality of different sizes, considering that there are differences in the size of the jaws of subjects such as adults and children. It is desirable that the tomographic plane is selected.

また、図9において、回転角θの範囲が180°強である軌道Txは、機械的な回転中心Oを中心に半径Dxで描かれたX線管21の機械的実軌道である。同様に回転角θの範囲が180°強である、別の軌道Tdは同じ機械的な回転中心Oを中心に同心円状に半径Dd(<Dx)で描かれた検出器22の機械的実軌道である。この両軌道Tx、Tdは前述した図3の同一であり、両デバイス21,22の回転軸AXs、AXdの部分が描く軌道であることは既に述べた通りである。X線管21及び検出器22は、この機械的な回転中心Oを挟んで互いに対向している両軌道Tx、Td上を互いに別々のパターンの回転速度で移動しながら、X線管21が照射し且つ顎部を透過したファン状のX線ビームを検出器22が検出する。   In FIG. 9, a trajectory Tx having a rotation angle θ range of slightly over 180 ° is a mechanical real trajectory of the X-ray tube 21 drawn with a radius Dx around the mechanical rotation center O. Similarly, another trajectory Td in which the range of the rotation angle θ is slightly over 180 ° is a mechanical real trajectory of the detector 22 drawn concentrically with the radius Dd (<Dx) around the same mechanical rotation center O. It is. Both the trajectories Tx and Td are the same as those in FIG. 3 described above, and as described above, the trajectories are drawn by the rotation axes AXs and AXd of both the devices 21 and 22. The X-ray tube 21 and the detector 22 irradiate the X-ray tube 21 while moving at different rotational speeds on the orbits Tx and Td facing each other across the mechanical rotation center O. The detector 22 detects the fan-shaped X-ray beam that has passed through the jaw.

上述した仮想軌道Tmaxは、本実施形態では、上述した3D基準断層面SSを透過する様々な角度のX線ビームXBのパスを使って作成される。これを図10で説明する。同図には、歯列TRに設定した3D基準断層面SSと、障害陰影となる頸椎CSの写り込みを回避するように定めたX線ビームXBのパスとが回転角度θの所定値毎に示されている。X線管21及び検出器22は、この断面SSに焦点化するように、互いに独立して軌道Tx、Tdに沿って回転させられる。 In the present embodiment, the virtual trajectory Tmax described above is created using paths of X-ray beams XB having various angles that pass through the 3D reference tomographic plane SS described above. This will be described with reference to FIG. In the figure, the 3D reference tomographic plane SS set in the dentition TR and the path of the X-ray beam XB determined so as to avoid the reflection of the cervical vertebra CS as an obstacle shadow are shown for each predetermined value of the rotation angle θ. It is shown. The X-ray tube 21 and the detector 22 are rotated along the trajectories Tx and Td independently of each other so as to be focused on the cross section SS.

この軌道Tx、Tdのそれぞれと機械的な回転中心Oとの間の距離、すなわち径Dx,Ddを足した長さ「Dx+Dd」はX線管21と検出器22が互いに最も離間した距離Rmaxになる。これを以下、「最離間距離Rmax」と呼ぶ。図10から判るように、X線ビームXBのパスは必ずしも機械的回転中心Oを通らない、むしろ頸椎CSをなるべく回避しようするため殆どのパスは機械的回転中心Oを通らない。機械的回転中心Oを通るのは、回転角度θ=0°のパスだけである。回転角度θの上限は±α°(例えばα=115°)である、この上限値±α°の付近でパスは機械的回転中心Oに接近している。 The distance between each of the trajectories Tx and Td and the mechanical rotation center O, that is, the length “Dx + Dd” obtained by adding the diameters Dx and Dd is the distance R max where the X-ray tube 21 and the detector 22 are farthest from each other. become. Hereinafter, this is referred to as “maximum separation distance R max ”. As can be seen from FIG. 10, the path of the X-ray beam XB does not necessarily pass through the mechanical rotation center O. Rather, most paths do not pass through the mechanical rotation center O in order to avoid the cervical vertebra CS as much as possible. Only the path with the rotation angle θ = 0 ° passes through the mechanical rotation center O. The upper limit of the rotation angle θ is ± α ° (for example, α = 115 °), and the path approaches the mechanical rotation center O in the vicinity of the upper limit value ± α °.

さらに、この機械的回転中心Oを通るパス以外のパスの場合、X線管21と検出器22の間の距離(以下、「管−検出器間距離」は最離間距離Rmaxよりも小さい。この管−検出器間距離としては、最離間距離Rmax以外では、X線管21と検出器22の間の距離が最も小さい距離Rmin(以下、これを「最近接距離Rminと呼ぶ」、及び、その相互間の距離を最離間距離Rmaxと最近接距離Rminとの間で適宜に定めた距離(以下、これを「中間距離Rint」が典型的な指標になる。 Furthermore, in the case of a path other than the path passing through the mechanical rotation center O, the distance between the X-ray tube 21 and the detector 22 (hereinafter, “tube-detector distance” is smaller than the maximum separation distance R max . The distance between the X-ray tube 21 and the detector 22 is the smallest distance R min (hereinafter referred to as the “closest distance R min ”) except for the farthest distance R max. , And a distance in which the distance between them is appropriately determined between the furthest distance R max and the closest distance R min (hereinafter, the “intermediate distance R int ” is a typical index.

つまり、管−検出器間距離は、3通りの距離、すなわち最離間距離Rmax
最近接距離Rmin、及び、中間距離Rintの中から選択できる。
That is, the distance between the tube and the detector is three kinds of distances, that is, the most separated distance R max ,
It can be selected from the closest distance R min and the intermediate distance R int .

このうち、最離間距離Rmaxを選択する場合、図10に示すように、各回転角度θのX線ビームXBのパスにおいてX線管21の機械的実軌道Txから距離「Dx+Dd」を設定する。これにより、図9に示すように、撮像空間ISには、検出器22の機械的実軌道Tdの外側に、同軌道Tdを外側に膨らませた膨らみを持ち且つ回転角θ=0°において検出器22の機械的実軌道Tdに一致する、仮想的な最離間軌道Tmaxが設定される。 Among these, when selecting the furthest distance R max , as shown in FIG. 10, the distance “Dx + Dd” is set from the actual mechanical trajectory Tx of the X-ray tube 21 in the path of the X-ray beam XB at each rotation angle θ. . As a result, as shown in FIG. 9, the imaging space IS has a bulge outside the actual mechanical trajectory Td of the detector 22 and bulges the trajectory Td outward, and at a rotation angle θ = 0 °. A virtual most spaced trajectory T max is set that matches the 22 mechanical real trajectories Td.

本実施形態では、実際の検出器22がその仮想的な最離間軌道Tmaxに沿って移動するとして、検出器22から出力されたフレームデータを最離間軌道Tmax上の位置、すなわちX線管21からその同軌道Tmax上の位置までの距離に応じてメモリ領域Mにマッピングする。このマッピングは様々な態様で実行できる。
メモリ領域Mの領域は、例えば第1の記憶部34に確保されている(図8参照)。
In the present embodiment, assuming that the actual detector 22 moves along the virtual farthest trajectory Tmax , the frame data output from the detector 22 is used as the position on the farthest trajectory Tmax , that is, the X-ray tube. The memory area M is mapped according to the distance from 21 to a position on the same trajectory Tmax . This mapping can be performed in various ways.
The area of the memory area M is secured, for example, in the first storage unit 34 (see FIG. 8).

データプロセッサ35は、検出器22からインターフェース31を介して所定間隔で収集されるフレームデータを一度、第1の記憶部34の所定記憶領域に一時保管する。次いで、データプロセッサ35は、例えばスキャンによる全部のデータ収集後に又はスキャン中にマッピングの指令を受けると、第1の記憶部34の所定記憶領域に保存されているフレームデータを、X線管21から最離間軌道Tmaxの各位置までの距離に応じて、メモリ領域Mにマッピングする。したがって、このマッピングは、一度収集したフレームデータを上記距離の位置に投影するという意味合いを持つ。このため、メモリ領域Mのサイズは、検出器22の検出面22Aのサイズとそこに入射するX線ビームXBの照射野の大きさとの大小関係にも依存する。このマッピングは、フレームデータの収集タイミング(例えば300fps)の都度、すなわちそのタイミングに相当するX線ビームXBの回転角度毎に実行される。 The data processor 35 temporarily stores the frame data collected at predetermined intervals from the detector 22 through the interface 31 once in a predetermined storage area of the first storage unit 34. Next, when the data processor 35 receives a mapping command, for example, after collecting all data by scanning or during scanning, the data processor 35 sends frame data stored in a predetermined storage area of the first storage unit 34 from the X-ray tube 21. Mapping is performed in the memory area M in accordance with the distance to each position of the furthest separation trajectory Tmax . Therefore, this mapping has the meaning of projecting once collected frame data to the position of the distance. For this reason, the size of the memory area M also depends on the size relationship between the size of the detection surface 22A of the detector 22 and the size of the irradiation field of the X-ray beam XB incident thereon. This mapping is executed every time frame data is collected (for example, 300 fps), that is, every rotation angle of the X-ray beam XB corresponding to the timing.

このため、メモリ領域Mにマッピングされたフレームデータは、検出器22が仮想的に最離間軌道Tmax上に位置した状態で透過X線を検出したものと見做すことができる。 For this reason, the frame data mapped to the memory area M can be regarded as a transmission X-ray detected in a state where the detector 22 is virtually located on the most distant trajectory Tmax .

なお、このメモリ領域Mへのフレームデータのマッピングは、後述するように、スキャン後(フレームデータの収集後)であってパノラマ画像の再構成前に行ってもよい。また、特に図示しないが、そのマッピングをスキャンと併行して実行してもよい。これにより、全体の撮影時間の短縮につながる。   The mapping of the frame data to the memory area M may be performed after scanning (after collecting frame data) and before reconstructing the panoramic image, as will be described later. Although not particularly shown, the mapping may be executed in parallel with scanning. This leads to a reduction in the overall shooting time.

図11〜図14を参照して、スリット23の開口面積の制御とX線ビームXBの照射野との関係を説明する。なお、これらの図において、仮想線で示す符号22min, 22int, 22maxは検出器22が最近接距離Rmin、中間距離Rint、及び、最離間距離Rmaxに位置していることを示す。 The relationship between the control of the opening area of the slit 23 and the irradiation field of the X-ray beam XB will be described with reference to FIGS. Incidentally, shown in these figures, reference numeral 22min indicated by the phantom line, 22int, 22max the detector 22 closest distance R min, intermediate distance R int, and, that are located farthest distance R max.

スリット23の開口面積を制御するには、その開口面積を固定値に設定するか、可変制御するかという2通りの制御法がある。前者は図11〜図13に模式的に示されている。後者は、図14に模式的に示されている。これらの図11〜14から判るように、検出器22が実際に配置されている軌道Td上の位置は、回転角度θの変化に伴って、最離間距離Rmaxと最近接距離Rminとの間で変化する。X線管21から最も離れたときに最近接距離Rminの位置を採り、X線管21に最も接近したときに最近接距離Rminの位置を採る。 In order to control the opening area of the slit 23, there are two control methods, that is, whether the opening area is set to a fixed value or variably controlled. The former is schematically shown in FIGS. The latter is schematically shown in FIG. As can be seen from FIGS. 11 to 14, the position on the trajectory Td where the detector 22 is actually arranged is the distance between the furthest distance R max and the closest distance R min as the rotation angle θ changes. Vary between. Taken the position of the closest distance R min when farthest from the X-ray tube 21, taking the position of the closest distance R min when closest to the X-ray tube 21.

図11に示すスリット制御モード1の場合、検出器22の検出面22Aが仮想的に最離間距離Rmaxに在るとしたときに、スリット23の長方形状の開口の横幅がその仮想的な最離間距離Rmaxに在る検出面22Aの横方向の幅と一致する固定値に設定される。この横方向とは、検出面22Aの長手方向に直交する短手方向(図4におけるY軸方向)である。この場合、被検体Pの顎部JWを通過するファン状X線ビームXBの幅は、そのビームの伝搬方向の何れの位置においても実際の検出面22Aの横幅より狭い。このため、被検体Pへの余分なX線被ばくがない。また、メモリ領域Mに仮想的にマッピングするときに必要な記憶領域のサイズは検出器22の検出面22Aの画素サイズと一致する。勿論、スリット23の開口の縦方向の長さも横幅と同様に固定値で制御してもよい。 In the case of the slit control mode 1 shown in FIG. 11, when the detection surface 22A of the detector 22 is virtually located at the maximum separation distance Rmax , the horizontal width of the rectangular opening of the slit 23 is the virtual maximum width. It is set to a fixed value that matches the horizontal width of the detection surface 22A at the separation distance Rmax . The lateral direction is a short direction (Y-axis direction in FIG. 4) perpendicular to the longitudinal direction of the detection surface 22A. In this case, the width of the fan-shaped X-ray beam XB passing through the jaw JW of the subject P is narrower than the actual width of the detection surface 22A at any position in the beam propagation direction. For this reason, there is no excessive X-ray exposure to the subject P. Further, the size of the storage area required when virtually mapping to the memory area M matches the pixel size of the detection surface 22A of the detector 22. Of course, the length in the vertical direction of the opening of the slit 23 may be controlled by a fixed value as well as the width.

図12に示すスリット制御モード2の場合、検出器22の検出面22Aが仮想的に最近接距離Rminに在るとしたときに、スリット23の開口の横幅がその仮想的な最近接距離Rminに在る検出面22Aの横方向の幅と一致する固定値に設定される。この場合、被検体Pの顎部JWを通過するファン状X線ビームXBの幅は、最近接距離Rminの位置において実際の検出面22Aの横幅と一致する。しかし、X線ビームXBの照射野はそれ以外のビーム伝搬方向の位置において実際の検出面22Aの横幅より大きくなるものの、照射野が広がる分、断層効果が増して感度が上がる。勿論、スリット23の開口の縦方向の長さも横幅と同様に固定値で制御してもよい。 In the case of the slit control mode 2 shown in FIG. 12, when the detection surface 22A of the detector 22 is virtually located at the closest distance Rmin , the horizontal width of the opening of the slit 23 is the virtual closest distance R. It is set to a fixed value that matches the horizontal width of the detection surface 22A at min . In this case, the width of the fan-shaped X-ray beam XB passing through the jaw JW of the subject P matches the actual lateral width of the detection surface 22A at the closest distance Rmin . However, although the irradiation field of the X-ray beam XB is larger than the actual width of the detection surface 22A at other positions in the beam propagation direction, the tomographic effect is increased and the sensitivity is increased as the irradiation field expands. Of course, the length in the vertical direction of the opening of the slit 23 may be controlled by a fixed value as well as the width.

図13に示すスリット制御モード3の場合、検出器22の検出面22Aが仮想的に中間距離Rintに在るとしたときに、スリット23の開口の横幅がその仮想的な中間距離Rintに在る検出面22Aの横方向の幅と一致する固定値に設定されている。この場合、被検体Pの顎部JWを通過するファン状X線ビームXBの幅は、中間距離Rintの位置において実際の検出面22Aの横幅と一致する。しかし、X線ビームXBの照射野はそれ以外のビーム伝搬方向の位置において実際の検出面22Aの横幅より大きいか(中間距離Rintよりも大きい距離の位置)又は小さい(中間距離Rintよりも大きい距離の位置)。この場合、上述した制御モード1,2の利点、すなわちX線被ばくの程度及び感度向上のバランスさせることができる。勿論、スリット23の開口の縦方向の長さも横幅と同様に固定値で制御してもよい。 In the case of the slit control mode 3 shown in FIG. 13, when the detection surface 22A of the detector 22 is virtually located at the intermediate distance Rint , the lateral width of the opening of the slit 23 becomes the virtual intermediate distance Rint . It is set to a fixed value that matches the horizontal width of the existing detection surface 22A. In this case, the width of the fan-shaped X-ray beam XB passing through the jaws JW of the subject P is consistent with the width of the actual detection surface 22A at a position intermediate the distance R int. However, X-rays beam XB radiation field is greater than the width of the actual detection surface 22A at the position of the beam propagation direction the other (intermediate distance R int large distance position than) or smaller (than the intermediate distance R int Large distance position). In this case, the advantages of the control modes 1 and 2 described above, that is, the degree of X-ray exposure and the improvement in sensitivity can be balanced. Of course, the length in the vertical direction of the opening of the slit 23 may be controlled by a fixed value as well as the width.

さらに、図14に示すスリット制御モード4の場合、X線ビームXBがどの回転角θを採っている場合でも、スリット23の開口の横幅及び縦方向の長さ、すなわち開口の面積が、検出器22の検出面22Aの横方向及び縦方向の幅と一致するように制御される。このためには、各回転角θにおけるX線ビームXBのパスに沿った管−検出器間距離の情報が予め例えば第1のROM40Aに予め保存されている。コントローラ33は、この距離情報に基づいて開口駆動部23Dを制御し、その開口面積AR(図14参照)を制御する。   Furthermore, in the case of the slit control mode 4 shown in FIG. 14, regardless of the rotation angle θ of the X-ray beam XB, the horizontal width and the vertical length of the opening of the slit 23, that is, the area of the opening is determined by the detector. The detection surfaces 22A are controlled so as to coincide with the horizontal and vertical widths. For this purpose, information on the tube-detector distance along the path of the X-ray beam XB at each rotation angle θ is stored in advance in, for example, the first ROM 40A. The controller 33 controls the opening driving unit 23D based on the distance information, and controls the opening area AR (see FIG. 14).

この第4のスリット制御モードの場合、管−検出器間距離が変化しても、検出器22に入射するXビームXBの照射野は常に検出面22Aのエッジとほぼ同一である。このため、X線が検出面22Aの外側には照射されない。したがって、患者への余分なX線被ばくも極力低減される。また、X線器22が出力するフレームデータは常にその検出面22Aの全体で検出したデータである。このため、検出器22の検出性能が常に一定でかつ最大限に発揮され、感度の良い検出が行われる。   In the case of the fourth slit control mode, even if the distance between the tube and the detector changes, the irradiation field of the X beam XB incident on the detector 22 is always substantially the same as the edge of the detection surface 22A. For this reason, X-rays are not irradiated outside the detection surface 22A. Therefore, excessive X-ray exposure to the patient is reduced as much as possible. The frame data output from the X-ray device 22 is always data detected by the entire detection surface 22A. For this reason, the detection performance of the detector 22 is always constant and maximized, and detection with good sensitivity is performed.

次に、本実施形態において、コントローラ33とデータプロセッサ35が協働して実行される画像再構成の処理を図15のフローチャートに基づいて説明する。   Next, image reconstruction processing executed in cooperation with the controller 33 and the data processor 35 in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

コントローラ33は、図15のステップS1にて、例えば被験者Pの顎部JWを撮像部位してパノラマ撮像(撮影)を行うと判断すると、スリット23の開口のサイズを固定してパノラマ撮像を行うのか否か判断する(ステップS2)。   When the controller 33 determines in step S1 in FIG. 15 that panoramic imaging (imaging) is performed by imaging the jaw portion JW of the subject P, for example, is the panoramic imaging performed with the opening size of the slit 23 fixed? It is determined whether or not (step S2).

この判断はオペレータとの間でインターラクティブに行ってもよいし、デフォルトで設定しておいてもよい。スリットの開口サイズを固定してパノラマ撮像を行う場合(ステップS2でYES)、その開口サイズの固定値の選択を行う(ステップS3)。この選択もオペレータとの間でインターラクティブに行ってもよい。   This determination may be performed interactively with the operator, or may be set as a default. When panoramic imaging is performed with the slit opening size fixed (YES in step S2), a fixed value of the opening size is selected (step S3). This selection may also be made interactively with the operator.

この選択のオプションとして、前述したスリット制御モード1,2,3の何れかがある。スリット制御モード1の場合には、各回転角θの如何に関わらず、X線ビームXBの照射野と常に最離間距離Rmaxに位置すると仮定した検出器22maxの検出面22Aの面積とが一致するようにスリット23の開口が絞られる。この開口値は固定値であり、開口の横幅、又は、横幅及び縦方向の長さの何れかである。 As an option for this selection, there is any one of the slit control modes 1, 2, and 3 described above. In the case of the slit control mode 1, irrespective of the rotation angle theta, and the area of the detection surface 22A of the X-ray beam XB detector 22 max which always assumed to be located farthest distance R max and irradiation field The opening of the slit 23 is narrowed so as to match. This aperture value is a fixed value and is either the lateral width of the aperture or the lateral width and the length in the vertical direction.

スリット制御モード2の場合には、各回転角θの如何に関わらず、X線ビームXBの照射野と常に最近接距離Rminに位置すると仮定した検出器22minの検出面22Aの面積とが一致するようにスリット23の開口が絞られる。この開口値は固定値であり、開口の横幅、又は、横幅及び縦方向の長さの何れかである。 In the case of the slit control mode 2, regardless of the rotation angle θ, the irradiation field of the X-ray beam XB and the area of the detection surface 22A of the detector 22 min assumed to be always located at the closest distance R min are obtained. The opening of the slit 23 is narrowed so as to match. This aperture value is a fixed value and is either the lateral width of the aperture or the lateral width and the length in the vertical direction.

さらに、スリット制御モード3の場合には、各回転角θの如何に関わらず、X線ビームXBの照射野と常に中間距離Rintに位置すると仮定した検出器22intの検出面22Aの面積とが一致するようにスリット23の開口が絞られる。この開口値は固定値であり、開口の横幅、又は、横幅及び縦方向の長さの何れかである。 Further, in the case of the slit control mode 3, the area of the detection surface 22A of the detector 22 int that is assumed to be always located at an intermediate distance R int with the irradiation field of the X-ray beam XB regardless of the rotation angle θ. The apertures of the slits 23 are narrowed so as to match. This aperture value is a fixed value and is either the lateral width of the aperture or the lateral width and the length in the vertical direction.

一方、ステップS2にてNOの判断、すなわち、スリット23の開口面積を回転角θに応じて変えながらパノラマ撮像を行うと判断した場合、コントローラ33は第1のROM40Aに予め保存していた、X線ビームXBのパス毎(回転角θ毎)の管−検出器間距離のデータを読み出し(ステップS4)。この読みだしたデータに基づいて、かかるパス毎の開口面積を達成するためのスリット23の板材の移動情報を設定する(ステップS5)。この開口可変制御ではスリット23の開口の縦横のサイズを変更するが、横幅のみの制御であってもよい。   On the other hand, if NO is determined in step S2, that is, if it is determined that panoramic imaging is to be performed while changing the opening area of the slit 23 in accordance with the rotation angle θ, the controller 33 stores the X in the first ROM 40A in advance. Data on the tube-detector distance is read for each pass (rotation angle θ) of the line beam XB (step S4). Based on the read data, the movement information of the plate material of the slit 23 for achieving the opening area for each pass is set (step S5). In this opening variable control, the vertical and horizontal sizes of the opening of the slit 23 are changed, but only the horizontal width may be controlled.

このようにスリット23の開口制御の情報が揃うと、コントローラ33はスキャンを開始するか否か判断する(ステップS6)。スキャン指令が発せられると(ステップS6、YES)、前述したように、アーム15A,16Bを回転及び自転させながら、かつ、フレームデータの収集周期に相当する、X線ビームのパス毎に固定又は可変で制御されるスリット開口面積の下で(ステップS7A)、X線ビームによる顎部JWのスキャンが実行される(ステップS7)。これにより検出器22が検出したフレームデータが上記収集周期で収集する。この収集したフレームデータは第1の記憶部34に一時的に保存される。   When the information for controlling the opening of the slit 23 is obtained in this way, the controller 33 determines whether to start scanning (step S6). When a scan command is issued (step S6, YES), as described above, the arm 15A, 16B is rotated and rotated, and fixed or variable for each X-ray beam path corresponding to the frame data collection cycle. In step S7A, the jaw JW is scanned by the X-ray beam (step S7). As a result, the frame data detected by the detector 22 is collected in the collection period. The collected frame data is temporarily stored in the first storage unit 34.

なお、本実施形態では、スキャン前の適宜なタイミングで、国際公開公報WO2011/142343(国際出願番号PCT/JP2011/060731)により知られるように、ファントムを使って撮像空間ISの構造が解析される。これにより、画像再構成のためのゲイン及び検出器22の収集チャンネルCNがキャリブレートされている。 In the present embodiment, the structure of the imaging space IS is analyzed using a phantom as is known from International Publication No. WO2011 / 142343 (International Application No. PCT / JP2011 / 060731) at an appropriate timing before scanning. . Thereby, the gain for image reconstruction and the collection channel CN n of the detector 22 are calibrated.

次いで、コントローラはパノラマ画像を再構成するか否かを例えばオペレータとの間でインターラクティブに判断する(ステップS8)。再構成しない場合、再構成指令が出るまで待機するが、待機しないで処理を終えてもよい。再構成すると判断した場合、その処理はデータプロセッサ35に渡される。   Next, the controller interactively determines whether to reconstruct the panoramic image, for example, with the operator (step S8). When not reconfiguring, the process waits until a reconfiguration command is issued, but the process may be terminated without waiting. If it is determined to reconfigure, the process is passed to the data processor 35.

データプロセッサ35は、再構成前の前処理として、前述したように、仮想軌道(=最離間軌道)Tmaxに検出器22の仮想的に置いたと仮定して、第1の記憶部34に一時保管されているフレームデータを、その特定のメモリ領域Mにマッピングする(ステップS8)。このマッピングは、所定の収集周期(例えば300fps)で収集されたフレームデータ全てについて実行される。 As described above, the data processor 35 temporarily stores data in the first storage unit 34 on the assumption that the detector 22 is virtually placed on the virtual trajectory (= the farthest separated trajectory) T max as pre-processing before reconstruction. The stored frame data is mapped to the specific memory area M (step S8). This mapping is executed for all the frame data collected at a predetermined collection period (for example, 300 fps).

この状態を16図に模式的に示す。同図に示すように、スリット制御モード1〜4に応じて、スリット23で絞られるX線ビームXBの、検出器22の検出面22A上の照射野の大きさと、その検出面22Aの大きさとが異なる。すなわち、検出面22Aの全ての画素SがX線を検出する場合もあれば、検出面22Aの最大面積よりも小さい矩形状のエリアに属する画素SのみがX線を検出する場合もある。このため、メモリ領域Mのサイズは適宜に可変できるようになっている。 This state is schematically shown in FIG. As shown in the figure, the size of the irradiation field on the detection surface 22A of the detector 22 and the size of the detection surface 22A of the X-ray beam XB focused by the slit 23 in accordance with the slit control modes 1 to 4 Is different. That is, if the case where all the pixels S n of the detection surface 22A detects X-rays, sometimes only the pixels S n belonging to a small rectangular area than the maximum area of the detection surface 22A detects X-rays . For this reason, the size of the memory area M can be changed as appropriate.

なお、このマッピングの際、サブピクセル法によって、画素サイズ及び画素数を変更してもよい。   In this mapping, the pixel size and the number of pixels may be changed by a subpixel method.

この前処理が終わると、データプロセッサ35は前処理されたフレームデータに基づいて歯列の基準断層面に沿ったパノラマ画像を再構成して表示器36に表示する(ステップS10)。この再構成に伴うトモシンセシス法、すなわちシフト・アンド・アッド処理は国際公開WO2012/008492公報に沿って実行される。撮像空間ISのキャリブレーションされたゲインは予め保有しているので、このゲインに沿ったシフト量分だけフレームデータをシフトさせて相互に画素値を加算することで、歯列の実在位置を反映した擬似的に3次元のパノラマ画像PIfocusが自動的に生成される(図17参照)。このパノラマ画像PIfocusは3Dオートフォーカス画像と呼ばれる。 When this preprocessing is completed, the data processor 35 reconstructs a panoramic image along the reference tomographic plane of the dentition based on the preprocessed frame data and displays it on the display 36 (step S10). The tomosynthesis method, that is, shift-and-add processing associated with this reconstruction is executed in accordance with International Publication WO2012 / 008492. Since the calibrated gain of the imaging space IS is held in advance, the actual position of the dentition is reflected by shifting the frame data by the shift amount along this gain and adding the pixel values to each other. A pseudo three-dimensional panoramic image PI focus is automatically generated (see FIG. 17). This panoramic image PI focus is called a 3D autofocus image.

この3Dオートフォーカス画像PIfocusは、特定のエネルギ領域ER1(〜ER3)で収集したフレームデータを使用してもよいし、全エネルギ領域ER1〜ER3のそれらを使用してもよい。 The 3D autofocus image PI focus may use frame data collected in a specific energy region ER1 (˜ER3) or may use those in all energy regions ER1 to ER3.

このように、本実施形態に係るパノラマ撮像装置1によれば、X線管21と検出器22が同心円状に且つ互いに異なる円軌道を描くように互いに独立して回転可能な撮像系を採用している。この撮像系を駆動させるときに、スキャン中に変化する管−検出器間距離の最大値と最小値との間の所定の固定距離又は可変距離の位置にX線照射野が当たるようにスリット23の開口面積を絞っている。その上で、実際の軌道を回る検出器22が出力したフレームデータを、上記管−検出器間距離の最大値に相当して設定した仮想軌道上の位置に検出器22があたかも存在しているように、メモリMに適宜な態様でマッピングする。パノラマ画像の再構成にはそのマッピングしたフレームデータを使用する。   As described above, according to the panoramic imaging apparatus 1 according to the present embodiment, an imaging system in which the X-ray tube 21 and the detector 22 can rotate independently of each other so as to draw concentric circles and different circular orbits is employed. ing. When this imaging system is driven, the slit 23 is arranged so that the X-ray irradiation field hits a position of a predetermined fixed distance or variable distance between the maximum value and the minimum value of the tube-detector distance that changes during scanning. The opening area is narrowed down. In addition, the detector 22 exists as if the frame data output from the detector 22 traveling around the actual trajectory is located on the virtual trajectory set corresponding to the maximum value of the tube-detector distance. Thus, the memory M is mapped in an appropriate manner. The mapped frame data is used to reconstruct the panoramic image.

この結果、仮想軌道(=最離間軌道)Tmaxを回る、いわば仮想の検出器22とX線管21との間の距離は常に一定であるから、従来のパノラマ再構成で使用されているトモシンセシス法をそのまま使用できる。つまり、国際公開WO2012/008492公報に記載されているように、収集周期毎のX線パスの角度が変わる度に管−検出器間距離が常に変化する撮像系の場合でも、パノラマ画像の再構成は、管−検出器間距離が一定あることを前提とする従来のトモシンセシス法をそのまま使用できる。これにより、管−検出器間距離が常に変化する撮像系であっても、再構成処理が非常に簡単になり、データプロセッサ35の演算負荷の増大を抑制できる。また、画像再構成に伴う処理時間の増大も抑制できる。 As a result, since the distance between the virtual detector 22 and the X-ray tube 21 that travels around the virtual trajectory (= the most distant trajectory) T max is always constant, the tomosynthesis used in the conventional panoramic reconstruction. The law can be used as is. That is, as described in International Publication WO2012 / 008492, panoramic image reconstruction is performed even in the case of an imaging system in which the tube-detector distance always changes each time the angle of the X-ray path for each acquisition period changes. The conventional tomosynthesis method based on the premise that the distance between the tube and the detector is constant can be used as it is. Thereby, even in an imaging system in which the distance between the tube and the detector constantly changes, the reconstruction process becomes very simple, and an increase in calculation load on the data processor 35 can be suppressed. In addition, an increase in processing time associated with image reconstruction can be suppressed.

勿論、歯列の各部が基準断層面からずれていても、その各部が3次元的に実在する位置が同定され且つそこに焦点が合ったパノラマ画像Ifocusが自動的に提供される。 Of course, even if each part of the dentition deviates from the reference tomographic plane, the position where each part actually exists in three dimensions is identified, and a panoramic image I focus focused on the position is automatically provided.

ところで、図18に示すように、被写体である歯の拡大率(D2/D1)は、X線ビームがX線焦点FPからファン状に広がって照射されることで生じる。しかも、歯列とX線管の位置が各パスによって異なることに因り、拡大率がX線ビームXBの角度θ毎に異なる。その点、上述したように、本実施形態では、メモリ領域Mへのマッピング処理により、管−検出器間距離はX線ビームXBの角度θの如何を問わず、常に擬似的に一定値である。この「距離=一定」のもとで画像再構成が実行される。このため、その「距離=変化」のときの画像再構成に比べて、拡大率の変化をより容易に補正できる。   By the way, as shown in FIG. 18, the enlargement ratio (D2 / D1) of the tooth that is the subject is generated when the X-ray beam spreads from the X-ray focal point FP in a fan shape and is irradiated. In addition, the magnification varies depending on the angle θ of the X-ray beam XB because the positions of the dentition and the X-ray tube are different for each path. In this regard, as described above, in the present embodiment, the tube-detector distance is always a pseudo constant value regardless of the angle θ of the X-ray beam XB by the mapping process to the memory region M. . Image reconstruction is executed under this “distance = constant”. For this reason, the change in the enlargement ratio can be corrected more easily than the image reconstruction when “distance = change”.

なお、本願の実施形態であっては、検出器22を光子計数型の検出器を用いたが、シンチレータと光電素子を組み合わせて一定時間の間、電気信号を蓄積してフレームデータを出力する、所謂、積分型の検出器であってもよい。   In the embodiment of the present application, the detector 22 is a photon counting type detector, but the scintillator and the photoelectric element are combined to accumulate an electrical signal for a predetermined time and output frame data. A so-called integral type detector may be used.

また、前述したパノラマ撮像装置1は、患者が歯科用チェアに仰向けの寝た状態(臥位)で撮影する装置であった。しかしながら、本発明に係るパノラマ撮像装置は必ずしもそのような姿勢での撮影に拘らず、X線管及び検出器の間に被検体の顎部を位置させた状態で回転させる撮像系を有していればよく、例えばそのような撮像系がチェアの背面又は支柱に固定設置され、患者が座位又は立位で撮影を受ける装置構成であってもよい。また、そのような撮像系が家屋や車両の壁や天井などの固定構造に取り付けられていてもよい。さらに、そのような撮像系が可搬式のユニットとして構成され、患者の肩に載せたり、一般の椅子の背後に設置したりして撮影を行う構成であってもよい。   In addition, the panoramic imaging device 1 described above is a device that captures an image in a state where the patient is lying on his / her back on the dental chair (the lying position). However, the panoramic imaging apparatus according to the present invention has an imaging system that rotates with the jaw of the subject positioned between the X-ray tube and the detector, regardless of the imaging in such a posture. For example, such an imaging system may be a device configuration in which such an imaging system is fixedly installed on the back surface of a chair or on a support and a patient is photographed while sitting or standing. Moreover, such an imaging system may be attached to a fixed structure such as a house or a vehicle wall or ceiling. Furthermore, such an imaging system may be configured as a portable unit, and may be configured to perform imaging by placing it on a patient's shoulder or installing behind a general chair.

なお、本発明は上述した実施形態及び変形例で示した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の主旨を逸脱しない限り、更に様々に変形して実施可能なものである。   The present invention is not limited to the configurations shown in the above-described embodiments and modifications, and can be implemented with various modifications without departing from the gist of the claims.

1 歯科用パノラマ撮像装置
13D 回転機構(支持手段)
17 コンソール
15,16 アーム(支持手段)
21 X線管
22 検出器
23 スリット
33 コントローラ(各種手段を機能的に実現する要素の一つ)
34 第1の記憶部
35 データプロセッサ(各種手段を機能的に実現する要素の一つ)
36 表示器
37 入力器
40A〜40D ROM
51、151 データ計数回路
54 比較器
55 エネルギ領域振分回路
56 カウンタ
57 D/A変換器
58 ラッチ回路
59 シリアル変換器
C 半導体セル
Cp 検出回路
画素
DS 弁別回路
CN データ収集チャンネル
1 Dental panoramic imaging device 13D Rotating mechanism (supporting means)
17 Console
15,16 arm (support means)
21 X-ray tube 22 Detector 23 Slit 33 Controller (one of the elements for functionally realizing various means)
34 1st memory | storage part 35 Data processor (one of the elements which implement | achieves various means functionally)
36 Display 37 Input device 40A-40D ROM
51 n , 151 n Data counting circuit 54 Comparator 55 Energy domain allocating circuit 56 Counter 57 D / A converter 58 Latch circuit 59 Serial converter C Semiconductor cell Cp detection circuit S n pixel DS i discrimination circuit CN n data collection channel

Claims (15)

連続エネルギを有するX線を照射するX線管と、
前記X線をファン状のX線ビームに成形する開口を有するスリットと、
前記X線ビームの光子に応じた電気パルスを出力する画素を2次元的に配置した画素群を有する検出回路を備えた検出器と、
前記X線管と前記検出器を常に互いに対向可能であって、被験者の撮像部位の周りに互いに独立して回転可能に支持する支持手段と、
前記X線管及び前記検出器を常に互いに対向させ、かつ、前記撮像部位に沿って予め定めた基準断層面に前記X線ビームの焦点が合うように当該X線管及び当該検出器の回転を互いに独立に制御して当該X線ビームで当該撮像部位をスキャンさせるスキャン手段と、
前記X線管と前記検出器を駆動させて、前記スキャン手段により前記スキャンしている間に変化する前記X線管から前記検出器までの距離の最大値と最小値の間の所定の固定距離又は可変距離の位置にX線照射野が当たるように前記スリットの前記開口のサイズを制御するスリット制御手段と、
前記スキャン手段による前記スキャンの間に前記検出器から出力される前記X線ビームの前記撮像部位の透過状態を反映した前記電気パルスをフレームデータとして所定周期で収集するデータ収集手段とを
備えたことを特徴とするパノラマ撮像装置。
An X-ray tube that emits X-rays having continuous energy;
A slit having an opening for shaping the X-ray into a fan-shaped X-ray beam;
A detector including a detection circuit having a pixel group in which pixels that output electric pulses corresponding to photons of the X-ray beam are two-dimensionally arranged;
Support means for always supporting the X-ray tube and the detector mutually and rotatably supporting the X-ray tube and the detector around the imaging region of the subject independently of each other;
The X-ray tube and the detector are rotated so that the X-ray tube and the detector always face each other and the X-ray beam is focused on a predetermined reference tomographic plane along the imaging region. Scanning means that controls the imaging region with the X-ray beam controlled independently of each other;
The drives the detector, the X-ray tube, a predetermined fixed distance between the X-ray tube that changes while the scan by said scanning means of the maximum value and the minimum value of the distance to the detector or a slit control means for controlling the size of the opening of the slit so that the X-ray irradiation field strikes the position of the variable distance,
Data collecting means for collecting the electrical pulses reflecting the transmission state of the imaging region of the X-ray beam output from the detector during the scan by the scanning means as frame data at a predetermined period. A panoramic imaging device characterized by the above.
前記支持手段は、前記X線管と前記検出器を互いに異なる径の2つの円軌道に沿って機械的に回転させる回転機構を備えことを特徴とする請求項1に記載のパノラマ撮像装置。   The panoramic imaging apparatus according to claim 1, wherein the support means includes a rotation mechanism that mechanically rotates the X-ray tube and the detector along two circular orbits having different diameters. 前記回転機構は、前記X線管と前記検出器を同一の回転中心の周りに回転させるように構成されていることを特徴とする請求項2に記載のパノラマ撮像装置。   The panoramic imaging apparatus according to claim 2, wherein the rotation mechanism is configured to rotate the X-ray tube and the detector around the same rotation center. 前記X線管と前記検出器との間の最も離れた距離の位置に当該検出器を仮想的に配置したと仮定したフレームデータ保存用のメモリを持った記憶部と、
前記データ収集手段により前記所定周期毎に収集された前記フレームデータをそれぞれ前記メモリにマッピングして、前記検出器を前記最も離れた距離に仮想的に配置したと仮定した状態におけるフレームデータを得るマッピング手段と、
前記マッピング手段によりマッピングされた前記フレームデータに基づいて前記撮像部位の断層のパノラマ画像を再構成する再構成手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のパノラマ撮像装置。
A storage unit having a memory for storing frame data on the assumption that the detector is virtually arranged at the position of the farthest distance between the X-ray tube and the detector;
Mapping in which the frame data collected at the predetermined period by the data collecting unit is mapped to the memory to obtain frame data in a state where the detector is virtually arranged at the farthest distance. Means,
Reconstructing means for reconstructing a panoramic image of a tomographic image of the imaging region based on the frame data mapped by the mapping means;
The panorama imaging apparatus according to claim 1, further comprising:
前記スリット制御手段は、前記X線管から前記検出器までの距離の変化幅の中で予め定めた前記固定距離に応じて前記開口のサイズを固定するように構成されている請求項1〜4の何れか一項に記載のパノラマ撮像装置。   The slit control means is configured to fix the size of the opening according to the predetermined fixed distance within a change width of the distance from the X-ray tube to the detector. The panoramic imaging device according to any one of the above. 前記固定距離は、前記距離の変化幅に属する距離であって、前記X線管と前記検出器が互いに最も近接するときの最近接距離、前記X線管と前記検出器が互いに最も離間するときの最離間距離、及び、前記最近接距離及び最離間距離を除いた前記X線管と前記検出器の間の所定の固定距離のうちの何れかであることを特徴とする請求項5に記載のパノラマ撮像装置。 Said fixed distance is a distance that belongs to change the width of the distance, the closest distance at which the X-ray tube and the detector closest to each other, when the X-ray tube and the detector are farthest from each other the farthest distance, and, according to claim 5, wherein said either of the predetermined fixed distance between the closest distance and the detector, the X-ray tube, except for the farthest distance Panoramic imaging device. 前記スリット制御手段は、前記X線管から照射される前記X線ビームのパスの各角度において、前記検出器を前記最近接距離、前記最離間距離、又は前記所定の固定距離に位置させると仮定したときに、当該X線ビームの照射野が前記仮定した距離に位置する当該検出器の検出面に一致するように前記開口サイズを制御するように構成されている請求項6に記載のパノラマ撮像装置。 It said slit control means, assuming at each angle of the path of the X-ray beam irradiated from the X-ray tube, the shortest distance to the detector, the farthest distance, or is positioned at the predetermined fixed distance 7. The panorama according to claim 6, wherein the size of the aperture is controlled so that an irradiation field of the X-ray beam coincides with a detection surface of the detector located at the assumed distance when the X-ray beam is irradiated. Imaging device. 前記X線管と前記検出器との間の最も離れた距離の位置に当該検出器を仮想的に配置したと仮定したフレームデータ保存用のメモリを持った記憶部と、
前記データ収集手段により前記所定周期毎に収集された前記フレームデータをそれぞれ前記メモリにマッピングして、前記検出器を前記最も離れた距離に仮想的に配置したと仮定した状態におけるフレームデータを得るマッピング手段と、を備え、
前記メモリの記憶領域のサイズは、前記検出器を前記最近接距離、前記最離間距離、及び前記所定の固定距離のうちの何れに位置させると仮定するかに応じて、互いに異なることを特徴とする請求項7に記載のパノラマ撮像装置。
A storage unit having a memory for storing frame data on the assumption that the detector is virtually arranged at the position of the farthest distance between the X-ray tube and the detector;
Mapping in which the frame data collected at the predetermined period by the data collecting unit is mapped to the memory to obtain frame data in a state where the detector is virtually arranged at the farthest distance. Means, and
The size of the storage area of the memory, the closest distance to the detector, the depending on whether assuming is positioned in any of the farthest distance, and said predetermined fixed distance, and being different from each other The panoramic imaging device according to claim 7.
前記スリット制御手段は、前記X線管から前記検出器までの距離の変化幅の中で前記検出器が実際的に位置している距離に応じて前記開口のサイズを可変制御するように構成されている請求項1〜4の何れか一項に記載のパノラマ撮像装置。 The slit control means is configured to variably control the size of the opening in accordance with a distance where the detector is actually located within a change width of a distance from the X-ray tube to the detector. The panoramic imaging device according to any one of claims 1 to 4. 前記スリット制御手段は、前記X線管から照射される前記X線ビームのパスの角度毎に、前記X線ビームの照射野が当該検出器の検出面に一致するように前記開口サイズを制御するように構成されている請求項9に記載のパノラマ撮像装置。 The slit control means controls the size of the opening so that the irradiation field of the X-ray beam coincides with the detection surface of the detector for each angle of the path of the X-ray beam irradiated from the X-ray tube. The panoramic imaging device according to claim 9, which is configured to do so. 前記X線管と前記検出器との間の最も離れた距離の位置に当該検出器を仮想的に配置したと仮定したフレームデータ保存用のメモリを持った記憶部を備え、
前記メモリの記憶領域のサイズは、前記検出器の検出面の画素サイズと同一に設定されていることを特徴とする請求項10に記載のパノラマ撮像装置。
A storage unit having a memory for storing frame data on the assumption that the detector is virtually arranged at a position of the farthest distance between the X-ray tube and the detector;
The panorama imaging apparatus according to claim 10, wherein a size of a storage area of the memory is set to be the same as a pixel size of a detection surface of the detector.
前記撮像部位は前記被験者の顎部であり、
前記再構成手段は、前記メモリにマッピングされた前記フレームデータに基づいて、前記顎部に存在する歯列の各歯の位置に自動的に焦点を合わせ且つその実際の位置及び形状を反映した2次元のパノラマ画像を3次元的に展開した擬似的な3次元パノラマ画像を作成するように構成されている請求項4に記載のパノラマ撮像装置。
The imaging region is the subject's jaw,
The reconstruction means automatically focuses on the position of each tooth of the dentition existing in the jaw based on the frame data mapped in the memory, and reflects its actual position and shape 2 The panorama imaging apparatus according to claim 4 , configured to create a pseudo three-dimensional panoramic image obtained by three-dimensionally developing a three-dimensional panoramic image.
前記検出器は光子計数型の検出器であって、
前記X線ビームの連続エネルギに対してエネルギ閾値をN個(N≧2)以上与え、且つ前記各画素から出力される前記電気パルスを前記N個のエネルギ閾値により弁別するとともに、前記X線の光子数を、前記N個のエネルギ閾値で分けられ且つ当該N個のエネルギ閾値により分けられた複数のエネルギ帯域のそれぞれに応じて画素毎に収集する収集回路を備えた請求項1〜4の何れか一項に記載のパノラマ撮像装置。
The detector is a photon counting type detector,
N or more energy thresholds (N ≧ 2) are given to the continuous energy of the X-ray beam, and the electric pulse output from each pixel is discriminated by the N energy thresholds, and the X-ray beam 5. The collecting circuit according to claim 1, further comprising: a collecting circuit that collects the number of photons for each pixel according to each of a plurality of energy bands divided by the N energy thresholds and divided by the N energy thresholds. A panoramic imaging apparatus according to claim 1.
前記支持手段は、前記パノラマ撮像装置とは別体である歯科用チェアに座った又は横たわった前記被験者の前記撮像部位である顎部が前記X線管及び前記検出器の間の撮像空間に位置可能なように当該X線管及び当該検出器を支持可能になっていることを特徴とする請求項1〜13の何れか一項に記載のパノラマ撮像装置。 The support means is configured such that a jaw portion, which is the imaging portion of the subject, who sits or lies on a dental chair separate from the panoramic imaging apparatus is positioned in an imaging space between the X-ray tube and the detector The panoramic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 13 , wherein the X-ray tube and the detector can be supported as much as possible. 連続エネルギを有するX線を照射するX線管と、
前記X線をファン状のX線ビームに成形する開口を有するスリットと、
前記X線ビームの光子に応じた電気パルスを出力する画素を2次元的に配置した画素群を有する検出回路を備えた検出器と、
前記X線管と前記検出器を常に互いに対向可能であって、被験者の撮像部位の周りに互いに独立して回転可能に支持する支持手段と、
前記X線管及び前記検出器を常に互いに対向させ、かつ、前記撮像部位に沿って予め定めた基準断層面に前記X線ビームの焦点が合うように当該X線管及び当該検出器の回転を互いに独立に制御して当該X線ビームで当該撮像部位をスキャンさせるスキャン手段と、
前記X線管と前記検出器を駆動させて、前記スキャン手段により前記スキャンしている間に変化する前記X線管から前記検出器までの距離の最大値と最小値の間の所定の固定距離又は可変距離の位置にX線照射野が当たるように前記スリットの前記開口のサイズを制御するスリット制御手段と、
前記スキャン手段による前記スキャンの間に前記検出器から出力される前記X線ビームの前記撮像部位の透過状態を反映した前記電気パルスをフレームデータとして所定周期で収集するデータ収集手段とを
備えたパノラマ撮像装置におけるパノラマ画像の再構成方法において、
前記支持手段を駆動して前記X線管及び前記検出器を、当該X線管及び当該検出器の回転速度を互いに独立して制御し、且つ前記撮像部位に沿って予め定めた基準断層面に前記X線ビームの焦点が合うように回転させ、
前記X線管及び前記検出器を前記撮像部位の周りに回転させている間に、前記検出器から出力される前記X線ビームの前記撮像部位の透過状態を反映した前記電気パルスをフレームデータとして前記所定周期で収集し、
前記X線管と前記検出器との間の最も離れた距離の位置に当該検出器を仮想的に配置したと仮定して、前記所定周期毎に収集された前記フレームデータをそれぞれメモリにマッピングし、
このマッピングされた前記フレームデータに基づいて前記撮像部位の断層のパノラマ画像を再構成する、
ことを特徴とするパノラマ画像の再構成方法。
An X-ray tube that emits X-rays having continuous energy;
A slit having an opening for shaping the X-ray into a fan-shaped X-ray beam;
A detector including a detection circuit having a pixel group in which pixels that output electric pulses corresponding to photons of the X-ray beam are two-dimensionally arranged;
Support means for always supporting the X-ray tube and the detector mutually and rotatably supporting the X-ray tube and the detector around the imaging region of the subject independently of each other;
The X-ray tube and the detector are rotated so that the X-ray tube and the detector always face each other and the X-ray beam is focused on a predetermined reference tomographic plane along the imaging region. Scanning means that controls the imaging region with the X-ray beam controlled independently of each other;
The drives the detector, the X-ray tube, a predetermined fixed distance between the X-ray tube that changes while the scan by said scanning means of the maximum value and the minimum value of the distance to the detector Or a slit control means for controlling the size of the opening of the slit so that the X-ray irradiation field hits a variable distance position ;
Panorama including data collection means for collecting the electrical pulses reflecting the transmission state of the imaging region of the X-ray beam output from the detector during the scan by the scanning means as frame data at a predetermined period. In a method for reconstructing a panoramic image in an imaging apparatus,
The supporting means is driven to control the rotational speed of the X-ray tube and the detector independently of each other and to a predetermined reference tomographic plane along the imaging region. Rotate the X-ray beam so that it is in focus,
While the X-ray tube and the detector are rotated around the imaging region, the electric pulse reflecting the transmission state of the X-ray beam output from the detector through the imaging region is used as frame data. collected by the predetermined cycle,
Assuming that the detector is virtually disposed at the position of the farthest distance between the X-ray tube and the detector, the frame data collected every predetermined period is mapped to a memory, respectively. ,
Reconstructing a panoramic image of the tomographic image of the imaging region based on the mapped frame data;
A panoramic image reconstruction method characterized by the above.
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