JP2004536643A - 実時間デジタルｘ線撮像装置 - Google Patents

Abstract

Ｘ線診断装置および方法は、超高速計算能力を特色とする、多目的でかつモジュール式の電子ユニットを用いて、多様化した画像センサトポロジおよびスキャニングモダリティに役立つことによって、パノラマＸ線撮影法、スキャノグラフィ、リニア断層撮影法および頭部Ｘ線撮影法等の、歯科用Ｘ線イメージングモダリティにおける特定の適用によついての実時間デジタルＸ線撮影を実施する。デジタルパノラマＸ線撮影法およびスキャノグラフィでは、ユーザインタフェースによって行われる事前選択に基づき、顎の異なる深さにおける複数の断層撮影画像が生成されることができる。画像処理ユニットは、診断画像のトモシンセシスに対し、フィルムカセッテスピードデジタル入力および高解像度クロック信号が供給されるデジタル周波数シンセサイザを含む、Ｘ線撮影フィルムスピードの正確で経済的なデジタルシミュレータを利用して、出力周波数信号の正確で再現性のある位相連続性を確保する。画像処理装置はまた、カセッテユニットの実際のスピードに基づき、フレーム転送モードにおいてフレーム収集レートの自動的な適合も導入する。本方法により、曝射信号のダイナミックが低減され、Ｘ線検出器に対する信号応答のよりよい最適化が達成される。

Description

【技術分野】
【０００１】
パノラマＸ線撮影法、スキャノグラフィ、リニア断層撮影法および頭部Ｘ線撮影法は、それぞれ、顎顔面複合体の包括的な概観、横断または軸方向投影下での選択された解剖学的部分の断層撮影像および複数投影下での頭蓋像を取得するための、歯科放射線学において広く使用されている、しばしば単一機器において組み合わされる相補的なＸ線撮影技法であって、歯科予防、修復および追跡調査における診断をサポートする。
【背景技術】
【０００２】
パノラマＸ線撮影法は、Ｘ線撮影フィルムのＸ線源の回転に対する相対移動を用いて層形成効果をもたらすことによって、予め指定された湾曲面の周囲の幅の狭い層の外側にある解剖学的構造をぼかした状態で、患者の顎を近似する湾曲面のＸ線撮影画像を生成することを意図している。
【０００３】
スキャノグラフィは、パノラマＸ線撮影法と同様の層形成プロセスを有し、スキャノグラフィにおいて、対象は通常平坦面にある。実際には、スキャノグラフィを用いて、顎、関節および洞等の特定の解剖学的部分の軸方向または横断像が生成される。
【０００４】
リニア断層撮影法は、古典的なリニア断層撮影層形成投影を用いた代替技法である。実際には、リニア断層撮影法を用いて、顎の特定の解剖学的部分の軸方向または横断像が生成される。
【０００５】
頭部Ｘ線撮影法は固定Ｘ線撮影技法であり、最小の倍率および幾何学的歪みで、種々の投影下での頭蓋複合体のＸ線撮影画像を生成することを意図している。
【０００６】
すべてのＸ線撮影モダリティに対し、現今では、実時間デジタルＸ線画像収集がますます興味深いオプションとなっており、最新の画像センサ技術によって提供される向上した性能と削減したコストとを利用することにより、フィルム現像処理および関連する化学薬品をなくすことが可能である。
【０００７】
従来技術（米国特許第４，１８８，５３７号）は、回転移動と同期して垂直線が収集される、実時間デジタルパノラマＸ線撮影法が、複数の検出器アレイか、または、垂直走査単一検出器によって実施され、それによりパノラマ画像を生成し表示する装置および方法を記載している。この解決策は、層形成効果がないため欠陥がある。
【０００８】
他の従来技術（米国特許第４，８７８，２３４号）は、実時間デジタルパノラマＸ線撮影が、従来の歯科用パノラマ断層撮影法において移動するＸ線フィルムのスピードをシミュレートする周波数によって、画像領域の垂直線が非照明記憶領域にクロックアウトされるＣＣＤ画像センサによって実施される装置および方法を記載している。
【０００９】
他の従来技術による機構(arrangement)（米国特許第４，８２３，３６９号）では、実時間デジタルパノラマＸ線撮影法が、好ましくはアモルファスシリコンから構成されるＸ線画像検出器によって実施される。実時間デジタルパノラマＸ線撮影法において、選択された層におけるパノラマ画像を取得するために前処理することか、または、メモリに格納し後で処理することによって、アクティブ領域に対応する全フレームを十分に高速な周波数で収集し、隣接するフレームを時間の関数として加算する、したがって、複数層の再構成の可能性が生ずる。
【００１０】
さらなる従来技術の機構（米国特許第４，９９５，０６２号）は、異なる垂直線を異なるクロック周波数で駆動される、実時間デジタルパノラマＸ線撮影法が、ＣＣＤ画像センサによって実施され、したがって顎の異なる深さにおける複数の断層写真が同時に取得される装置および方法を記載している。
【００１１】
別の従来技術による機構（米国特許第５，１９５，１１４号）は、実時間デジタルパノラマＸ線撮影法が、通常信号増倍管カメラ（signal intensifier tube camera（ＳＩＴ））に基づき、Ｘ線画像検出システムによって達成する、装置および方法を記載している。そこでは、ビデオ信号を収集して記憶ユニット（ビデオテープレコーダ等）に格納し、フレームデジタルデータを後でＡ／Ｄ変換によって導出し目標物の移動スピードに応じてフレーム間隔およびシフトを選択しながら処理されて、所与の断層撮影層のパノラマ画像をデジタル的に形成する。この機構はビデオレートでの収集に限定されており、適当なパノラマ画像の再構成に対し十分な解像度を提供しない。また、このプロセスは時間がかかり、デジタルフレーム格納の場合、大量のメモリを必要とする。
【００１２】
より最近の従来技術による機構（欧州特許ＥＰ０６７３６２３号）は、実時間デジタルパノラマＸ線撮影法が、Ｘ線の断面積と一致する面積を有し、そのためＸ線源にナロースリットＸ線絞りのみが配置されていればよい、Ｘ線検出システムによって実現される、装置および方法を記載している。この機構により、パノラマ画像の再構成は、中間フレーム格納部（メモリ消費オプション）または高速なフレーム処理（よりメモリ消費が少ないオプション）を用いたフレーム収集により、あるいはＴＤＩ法により達成される。適切な層形成に対する第１の場合、フレーム分解能を、最終の再構成画像の各点がより位置的にシフトした画像（好ましくは、５以上）で表わされることが確実になる方法で選択しなければならず、第２の場合（よりメモリ消費が少ない）、対象の鮮鋭な層内の点の投影画像が最終の再構成パノラマ画像の同じ空間位置によって表わされることが確実になる方法で、クロックシーケンスを制御することにより、画像が直接積分され、Ｘ線検出器上に形成される。
【００１３】
デジタルパノラマＸ線撮影法において、以下の望ましい特徴が当てはまる。
・顎の異なる深さにおいて複数のパノラマ断層写真を同時に生成すること。
・Ｘ線検出器（Ｘ線撮影フィルム）のスピードをシミュレートする、正確で再現性のある安価な方法を有すること（この情報は、パノラマ画像のトモシンセシス（tomosynthesis）に必要な層形成処理に必要）。
・フルフレーム収集が用いられる場合に、信号対雑音比に関して検出器の信号応答を最適化する方法で曝射信号の変化するダイナミックに適応する方法を有すること。
【００１４】
実時間デジタルパノラマＸ線撮影法、横断断層撮影法および頭部Ｘ線撮影法のいずれにおいても、種々の種類および構造の効率のよい高速応答のＸ線画像センサとＴＤＩまたはフレーム転送等の異なるスキャン方法とを提供することができる共通の電子ハードウェアを有することが別の望ましい特徴である。
【００１５】
本発明の目的は、上記の望ましい特徴のすべてに対し技術的に有効で経済的なソリューションを有利に提供することである。
【００１６】
［発明の概要］
本発明の目的は、パノラマＸ線撮影法、スキャノグラフィ、リニア断層撮影法および頭部Ｘ線撮影法における特定の適用によって実時間デジタルＸ線撮影を実施することができるＸ線装置および方法である。
【００１７】
デジタルパノラマＸ線撮影法およびスキャノグラフィにおいて、本発明の装置は、以下の革新的な特徴を実現するであろう。
・顎の異なる深さにおける複数のパノラマ断層写真の同時生成。
・位相連続性制御および動き方向検知を用いてモータ位相信号の正確な再構成を実現する、マイクロプロセッサ制御下で直接合成された周波数変調信号によるＸ線検出器（Ｘ線撮影フィルム）のスピードのデジタルシミュレーション。
・フルフレーム収集が用いられる場合、フレーム収集周波数の、カセッテユニットの実際のスピードに対する自動的な適応（この方法により、曝射信号のダイナミックが低減され、Ｘ線検出器の信号応答のよりよい最適化が達成される）である。
【００１８】
実時間デジタルパノラマＸ線撮影法、横断断層撮影法および頭部Ｘ線撮影法において、本装置は、種々の種類および構造を持つ有効で高速応答のＸ線画像センサおよびＴＤＩまたはフレーム転送等の異なるスキャン方法を提供することができる、革新的な共通電子ハードウェアおよびソフトウェアソリューションを使用する。
【００１９】
本発明は、特に、概説した特徴によって適用がすぐに見つかる歯科用Ｘ線撮影法において有利であるが、同様の要件を有する他の医療および非医療適用においても有利に使用することができる。
【００２０】
ここで、以下は、添付図面に示す例示的な実施形態に基づく、本発明のより詳細な説明である。
【００２１】
［詳細な説明］
図１に示すシステムは、パノラマＸ線撮影法、スキャノグラフィ、リニア断層撮影法および頭部Ｘ線撮影法の実時間デジタルＸ線撮影を実施する典型的な歯科用Ｘ線診断システムである。
【００２２】
当業者には、以下のことが意図されている。
【００２３】
パノラマＸ線撮影法は、層形成法を用いて、患者の顎を近似する湾曲面の全体または一部を単一Ｘ線撮影視野において再構成することを目的とする、ナロービーム走査技法であり、層形成法によって、目標面にある点はＸ線撮影画像の同じ点上で再構成されるが、目標面外にある点はぼけて消える。
【００２４】
スキャノグラフィは、層形成法を用いて、特定の解剖学的部位（顎、関節、洞等）を近似する平坦面の全体または一部を、単一Ｘ線撮影視野において再構成することを目的とする、ナロービーム走査技法であって、層形成法によって、目標面にある点はＸ線撮影画像の同じ点に再構成されるが、目標面外にある点はぼけて消える。
【００２５】
リニア断層撮影法は、古典的なリニア断層撮影層形成投影を用いるより広いビームのＸ線撮影技法であり、被写体の周囲におけるＸ線源とＸ線イメージャとの組み合わせ移動により、目標面にある点のみがＸ線撮影視野の同じ点で再構成されるが、目標面外にある点はぼけて消える。
【００２６】
頭部Ｘ線撮影法は固定Ｘ線撮影技法であり、最小の倍率および幾何学的歪みで、種々の投影下で頭蓋複合体が曝射される。
【００２７】
図１を参照すると、
【００２８】
Ｘ線源１は、パノラマＸ線撮影法および断層撮影法用の適当な連結アームにより、受像器２（Ｘ線イメージャ）と位置合せされる。
【００２９】
Ｘ線源１はまた頭部Ｘ線撮影の曝射を実施するために別の連結アームによって、傾けられて受像器３（Ｘ線イメージャ）と位置合されることが可能である。
【００３０】
最終的には、適当な並進機構により、受像器２を、一意のＸ線イメージャにより頭部Ｘ線撮影を実施するために受像器３の位置に移動させることが可能になる。
【００３１】
本システムは、診断画像の再構成に必要な撮像データの、Ｘ線検出器による同時収集を用いて、患者の頭蓋の周囲の軌道上の投影を実施することができる。
【００３２】
該当する技法によっては、本システムは、層形成処理の有無に係らずスキャンプロセスを用いて、パノラマＸ線撮影法においておよび横断または軸方向断層撮影法において診断画像を構築する。
【００３３】
画像処理ユニット４（ＩＰＵ）は、診断画像処理および再構成を実施する。パノラマＸ線撮影法またはスキャノグラフィの場合、入力信号としてカセッテモータ制御をシミュレートした信号を用いて、フレームレート収集を調節するであろう。
【００３４】
ＩＰＵは、通常Ｘ線イメージャの対応するブロックに関連する基本ブロックからできており、共有データバス、Ａ／Ｄ変換器、ＦＩＦＯレジストリ、全加算器、制御ロジック、カセッテ・スピード・シミュレータ、センサ積分制御部および画像メモリからなる。
【００３５】
ここで、以下は、本発明の装置を構成する機能ユニットのより詳細な説明であり、図２および図３のシステムブロック図も参照する。
【００３６】
Ｘ線イメージャは、任意の種類のＸ線画像センサとして意図され、Ｘ線の光への中間的な変換（たとえば、光ファイバ結合の有無に係らず、適当なシンチレータ層により）を実現するか、またはＸ線の電荷への直接変換（たとえば、直接Ｘ線検出層および読出層に対する接合技法とを採用することにより）を実現する。
【００３７】
センサの読出部は、制御ロジックによって生成される位相制御信号によって制御され、以下の２つのモードのうちのいずれかで動作する、ＣＣＤデバイスであってもよく、２つのモードとは、
・画像全体が、照射中の電荷転送により、ライン毎に、出力増幅器を介してピクセル読出しが行われる読出しレジスタに移送される、フルフレーム、
・画像全体が、まず照射中に（照射から覆われる）格納部へ高速に移送され、その後フレーム全体が上記のように読出される、フレーム転送である。
【００３８】
あるいは、センサの読出部はＣＭＯＳデバイスであってもよく、制御信号は、列および行カウンタによる制御ロジックシーケンスによって、予測されるいかなる機構であっても、そのマトリクスピクセルの（線単位、列単位、ウィンドウ単位、等での）アドレス指定および読出しにより、生成される。
【００３９】
Ａ／Ｄ変換器は、入力としてＸ線センサによって生成されたビデオ出力信号を受取り、それを、制御ユニットによるピクセルレートと同期して、通常８〜１６ビットの範囲である分解能で、デジタル形式に変換する。デジタルピクセルデータは、パラレルデータバスを介して読取り可能である。
【００４０】
パラレルデータバスは、ピクセルデータがＡ／Ｄ変換器（出力のみ）とＦＩＦＯレジストリ（入出力）と全加算器（入出力）と画像メモリ（入力のみ）との間で交換されるデータチャネルである。
【００４１】
データバスの動作全体は、制御ロジックが管理する。
【００４２】
制御ロジックは、Ｘ線センサの位相シーケンスおよび／またはアドレス指定ならびに制御信号とを生成して、データバスを介するＦＩＦＯレジストリと全加算器と画像メモリとの間のイネーブルおよびデータ交換を管理するすべてのプログラム可能ロジックを含む。
【００４３】
ＦＩＦＯレジストリは一時記憶装置を表し、そこで、ピクセルデータが、画像メモリに転送される前に格納され処理されシフトされる。
【００４４】
ＦＩＦＯレジストリの大きさおよび編成は、（フレーム単位、行単位、ピクセルウィンドウ単位、等での）Ｘ線センサ収集の動作モードおよび構造によって決まる。
【００４５】
全加算器は、ＦＩＦＯデータに対し加算操作を実施する算術演算ユニットである。
【００４６】
カセッテ・スピード・シミュレータ（ＣＳＳ）は、フィルムカセッテのスピードをシミュレートする周波数信号の合成に専用の機能ユニットである。
【００４７】
入力は、所与の投影に対するカセッテスピードに関連するデジタルデータである。かかるデジタルデータは、ある時間間隔（通常間隔は２０ミリ秒）にわたる実際のスピードを表す。
【００４８】
シミュレータは、システムクロック周波数（通常４８ＭＨｚ）に基づいて動作し、入力速度データに応答して（最小１２ビット分解能で）、カセッテ駆動スピードをシミュレートする出力周波数を直接合成し、当業者には既知であるように、位相累積を用いるダイレクト・デジタル・シンセシス（Direct Digital Synthesis（ＤＤＳ））のメカニズムにより位相連続性動作を確保する。
【００４９】
さらに、ＤＤＳシンセサイザを、複数のスピードプロファイルの同時シミュレーションに対し経済的なソリューションを提供するために、「マルチチャネル」機構で形成することができる。たとえば、有利には、ＤＤＳシンセサイザを用いて、焦点が合っている層の異なる位置に関する投影に対しより多くのカセッテスピードプロファイルが生成されてよい。
【００５０】
周波数出力信号は、制御ロジックによってすぐに利用されて、センサ上での直接のＴＤＩモードにおいてまたはＦＩＦＯレジストリ上での処理中の擬似ＴＤＩモードにおいて、シフト操作が制御されることができる。
【００５１】
センサ積分制御部は、入力として現在カセッテスピードを受取り、出力としてセンサ上での積分時間の対応する変化する持続時間を提供する、機能ユニットである。この出力は、制御ロジックによって用いられて、フレーム収集レートおよびその後のデータ処理が制御される。
【００５２】
これは、常に最大レートでフレーム収集を実施することが賢明ではない、フレーム収集の場合に特に有用である。特に、スピードが遅い投影位相において、画像再構成を考慮して適当なフレーム分解能を維持しながらフレーム収集レートを低減することができる。
【００５３】
事実上、実際の適用において、フィルムスピードの低減は、通常照射の低減を伴い、本質的にセンサ上での安定した曝射レートのレベルが与えられる。したがって、カセッテスピードに依存するセンサ積分時間の調整により、画像センサのＸ線曝射ダイナミックの大きさが減り、そのため一般に、同じセンサの信号対雑音応答が改善される。典型的な適用では、センサ積分時間（ＳＩＴ）は、以下のように実際のカセッテスピード（ＡＣＳ）と関連してもよい。すなわち、ＳＩＴ（秒）＝１／１０×ＡＣＳ（ｍｍ／秒）である。
【００５４】
画像メモリは、処理の後に画像データが保管される記憶装置である。通常、画像データは、完全な画像を形成するまで、隣接する位置に列単位で格納される。
【００５５】
最終的には、焦点が合っている層の異なる位置に関連する投影から生成される画像に対応して、より多くの画像メモリを同時に使用することができる。
【００５６】
上述した一般的な機構の特定の適用として、全加算器とＦＩＦＯとが「カスケードアーキテクチャ」で配置される図３の簡略化した構造を用いて、より一般的なパラレルデータバス構造を都合よく実施することができる。
【００５７】
「カスケードアーキテクチャ」は、ＦＰＧＡタイププログラム可能ロジックデバイスを用いる場合等、ハードウェアに組込まれるか、またはデジタル信号プロセッサデバイスを用いる場合等、ソフトウェアマイクロコードで実施してもよい。
【００５８】
上記機能ユニットに基づき、本発明の方法は、選択されたＸ線撮影モダリティ、センサタイプおよび予測される収集モードにより、ＩＰＵの種々の動作ステップに基づく。
【００５９】
パノラマＸ線撮影法およびスキャノグラフィでは、以下の場合が当てはまる。
【００６０】
（ａ）センサ上の直接積分およびＴＤＩ動作による、ＣＣＤセンサフルフレームの場合。
信号は直接センサ上で積分されるが、スピードシミュレート信号を用いてセンサ上の列シフト操作が管理される。
【００６１】
最後の列は、読出しレジスタにおいてシフトされ、Ａ／Ｄ変換器を通してピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに読出される。
【００６２】
終了時、列全体がＦＩＦＯレジストリから、画像メモリの以前に収集された列に隣接する場所に転送される。
【００６３】
（ｂ）擬似ＴＤＩ画像再構成による、フレーム転送において駆動されるＣＣＤセンサの場合。
ＳＩＣからの入力下で制御ロジックによって指示された一定の間隔で、画像全体が、積分され、その後、照射中に（照射からは覆われている）格納部に高速に移送する。
【００６４】
その後、ピクセル単位で、フレーム全体がＦＩＦＯレジストリに読出される。ＣＳＳに応答して制御ロジックによって指示されたシーケンスにより、個々のピクセルがＦＩＦＯレジストリの対応するピクセルに加算される。
【００６５】
終了時、ＦＩＦＯレジストリの列はシフトされ、最後の列が画像メモリの以前に収集された列に隣接した場所に移動される。
【００６６】
（ｃ）擬似ＴＤＩ画像再構成による、ＣＭＯＳセンサの場合。
ＳＩＣからの入力下で制御ロジックによって指示された一定の間隔で、画像全体がピクセル逐次アドレス指定によって走査され、行単位でまたは列単位で読出され、最終的にセンサアクティブエリア内で有用なウィンドウが適用される。
【００６７】
ＣＳＳに応答して制御ロジックによって指示されたシーケンスにより、個々のピクセルがＦＩＦＯレジストリの対応するピクセルに加算される。
【００６８】
終了時、ＦＩＦＯレジストリの全ての列がシフトされ、レジストリの最終列が、画像メモリの以前に収集された列に隣接した場所に移される。
【００６９】
リニア断層撮影法において、ＣＳＳおよびＳＩＣはアクティブでない。以下の場合が当てはまる。
【００７０】
（ａ）センサ上での直接積分による、ＣＣＤセンサフルフレームの場合。
全照射時間中にセンサ上で信号が直接積分される。終了時、画像は列単位で読出しレジスタにシフトされ、Ａ／Ｄ変換器を通してＦＩＦＯレジストリにピクセル単位で読出される。
【００７１】
終了時、列全体をＦＩＦＯレジストリから、画像メモリの以前に収集された列に隣接する場所に転送する。
【００７２】
（ｂ）フレーム転送において駆動されるＣＣＤセンサの場合。
制御ロジックからのフレーム収集レートによって指示された一定の間隔で、画像全体を、積分し、その後、照射中に格納部（照射からは覆われている）に高速に移送する。
【００７３】
その後、フレーム全体は、ピクセル単位で、ＦＩＦＯレジストリの対応するピクセルに加算され、デジタル積分により画像が構築される。
【００７４】
終了時、画像全体が、列シフトによりＦＩＦＯレジストリから画像メモリに移される。
【００７５】
（ｃ）センサ上での直接積分による、ＣＭＯＳセンサの場合。
全照射時間中にセンサ上で信号が直接積分される。終了時、センサは、ピクセル単位で（最終的に指定されたウィンドウ内で）走査され、画像データが直接画像メモリに転送される。
【００７６】
（ｄ）フレーム転送で駆動されるＣＭＯＳセンサの場合。
制御ロジックによって指示された一定の間隔で、全画像がピクセル逐次アドレス指定によって走査され、行単位でまたは列単位で読出され、最終的にセンサアクティブエリア内で有用なウィンドウが適用される。
【００７７】
その後、ピクセル単位で、フレーム全体がＦＩＦＯレジストリにおける対応するピクセルに加算されることにより、デジタル積分により画像が構築される。
【００７８】
終了時、画像全体が、列シフトによりＦＩＦＯレジストリから画像メモリに移される。
【００７９】
頭部Ｘ線撮影法において、Ｘ線源とセンサとの固定結合が、対象を横切って水平または垂直に並進させるスキャン方法が適用され、センサが細く絞ったＸ線ビームで曝射される。
【００８０】
ＣＳＳとＳＩＣとはアクティブではない。以下の場合が当てはまる。
【００８１】
（ａ）センサ上の直接積分による、ＣＣＤセンサフルフレームの場合。
センサ上で信号が直接積分される。照射が継続するが、センサ列は、制御ロジックにより患者の頭の正中矢状面にある同じ物点の投影が同じ列に一致することを確実にするような速度でシフトされる。
【００８２】
最後の列は、読出しレジスタにシフトさせ、ピクセル単位でＡ／Ｄ変換器を通してＦＩＦＯレジストリに読出される。
【００８３】
終了時、列全体がＦＩＦＯレジストリから画像メモリの以前に収集された列に隣接する場所に転送される。
【００８４】
（ｂ）フレーム転送において駆動されるＣＣＤセンサの場合。
制御ロジックからのフレーム収集レートによって指示された一定の間隔で、画像全体が、積分された後、照射中に格納部（照射からは覆われている）に高速に移送される。
【００８５】
その後、ピクセル単位で、フレーム全体がＦＩＦＯレジストリにおける対応するピクセルに加算されることにより、デジタル積分により画像が構築される。
【００８６】
ＦＩＦＯレジストリのフレームもまた、制御ロジックにより、患者の頭の正中矢状面にある同じ物点の投影が同じ列に一致することを確実にするような速度でシフトされる。
【００８７】
ＦＩＦＯレジストリの最後にシフトした列は、画像メモリの以前に収集された列に隣接する場所に移される。
【００８８】
より強度の大きなパルス曝射シーケンスの場合に当てはまる代替方法として、画像全体が１つの曝射フラッシュ中に積分され、曝射後に高速に格納部に移される。
【００８９】
その後、フレーム全体が読出され、ＦＩＦＯレジストリに転送され、画像の１つの垂直ストリップが構築される。
【００９０】
したがって、ＦＩＦＯレジストリのフレームの全部または一部が、列シフトによって画像メモリの以前に収集されたストリップに隣接する場所に移される。
【００９１】
上記シーケンスは、次の曝射フラッシュがＸ線源およびセンサの次の隣接する位置で発生する際に繰返される。
【００９２】
（ｃ）フレーム転送で駆動されるＣＭＯＳセンサの場合。
制御ロジックからのフレーム収集レートによって指示された一定の間隔で、画像全体が積分され、その後高速にＡ／Ｄ変換器を通してピクセル単位で読出される。
【００９３】
読出しフレームは、ＦＩＦＯレジストリの対応するピクセルに加算され、デジタル積分により画像が構築される。
【００９４】
ＦＩＦＯレジストリのフレームもまた、制御ロジックにより、患者の頭の正中矢状面にある同じ物点の投影の同じ列での一致を確実にするような速度でシフトされる。
【００９５】
ＦＩＦＯレジストリの最後にシフトした列が、画像メモリの以前に収集された列に隣接する場所に移される。
【００９６】
より強度の大きなパルス曝射シーケンスの場合に当てはまる代替方法として、画像全体が１つの曝射フラッシュ中に積分され、曝射後に高速に読出されてＦＩＦＯレジストリに移送され、それにより、画像の１つの垂直ストリップが構築される。
【００９７】
したがって、ＦＩＦＯレジストリのフレームの全部または一部が、列シフトによって画像メモリの以前に収集されたストリップに隣接する場所に移される。
【００９８】
上記シーケンスは、次の曝射フラッシュがＸ線源およびセンサの次の隣接する位置で発生する際に繰返される。
【００９９】
上記ＦＩＦＯレジストリ、ＣＳＳ、ＳＩＣおよび宛先画像メモリを単に複製することにより、パノラマＸ線撮影法およびスキャノグラフィにおけるより多くの層に対する画像再構成を容易に達成することができる、ということが本発明の利点である。
【０１００】
実際には、たとえば、臨床医が、焦点が合っている主な層の周囲のより多くの層をユーザインタフェースによって予め選択することができ、装置が、設備において、収集したフレームすべてを格納するための莫大な量のメモリまたは一連のフレーム全体をホストコンピュータに転送するための非常に大きなデータ転送レートを必要とすることなく、ホストコンピュータに転送する用意ができた対応する診断画像を、機器上で、高速に処理し生成することができる、ということは非常に有用である。
【０１０１】
上記電子的構造が必要な計算負荷で達成するべき十分な処理速度を実現する、ということは必須である。
【０１０２】
たとえば、通常パノラマＸ線撮影法で用いられる最大３０ｍｍ／秒のカセッテスピード範囲と、０．１ｍｍのピクセルサイズと、を考慮すると、最大６００フレーム／秒のフレーム収集レートが可能であるものとする。
【０１０３】
複数層再構成の場合、電子部は、予測される種々の層の各々に対し収集されたフレーム各々を処理するのに十分高速であるものとする。
【０１０４】
３層再構成についての３０，０００ピクセルセンサブロックの場合、５４ＭＨｚの総合の周波数が必要である。
【０１０５】
使用されたセンサがピクセルマトリクスの右および左読出しを可能にする場合に、逆回転移動を有する投影による容易な達成の可能性がある、ということが、本発明の別の利点である。
【０１０６】
これは、特に、逆回転による同じ投影デジタル構造を単に複製することによって対称投影が、達成される場合に有用であり、それによって投影データ格納のために必要なメモリ空間を低減することができる。
【０１０７】
本発明は、パノラマＸ線撮影法、リニア断層撮影法、スキャノグラフィおよび頭部Ｘ線撮影法等の種々のモダリティの実時間デジタルＸ線撮影法を実施する歯科用Ｘ線診断装置を提供する。それは、以下を含む（図１を参照）。
【０１０８】
Ａ．Ｘ線イメージャ２としっかりと接続され、Ｘ線生成を実現し、Ｘ線イメージャに入射する放射の制限を設けるコリメート手段を備える、Ｘ線源１。
Ｂ．好ましくはＸ線源１としっかりと接続され、また位置合せされ、適当な画像処理ユニット３に電気的に結合される、Ｘ線イメージャ２。
Ｃ．患者の頭蓋の周囲におけるＸ線源１とＸ線イメージャ２の軌道移動の実行を可能にし、パノラマＸ線撮影法、スキャノグラフィおよび断層撮影法に対して必要な投影を可能にする、シネマティックユニット４。
Ｄ．頭部Ｘ線撮影を実施するために、Ｘ線源を別のＸ線イメージャ５と位置合せすることを可能にするか、または別法として、頭部Ｘ線撮影法用の位置５の同じＸ線イメージャの移動を可能にする、機構。
Ｅ．Ｘ線イメージャ制御および画像処理機能を実施し、以下の機能ユニット（図２および図３を参照）によって構成される、画像処理ユニット（ＩＰＵ）３。
【０１０９】
（ａ）制御ロジック
上記Ｘ線イメージャに対する位相シーケンスおよび／またはアドレス指定と、ＦＩＦＯレジストリと全加算器と画像メモリとの間でのデータバスを介するイネーブルおよびデータ交換を管理する制御信号と、を生成する全てのプログラマブルロジックを含む機能ユニット。
【０１１０】
（ｂ）Ａ／Ｄ変換器
Ｘ線イメージャによって生成されるビデオ出力信号のアナログ・デジタル変換を実施する機能ユニットであり、制御ロジックによりピクセルレートと同期する。デジタルピクセルデータ出力は、パラレルデータバスを通して読取可能である。
【０１１１】
（ｃ）パラレルデータバス
ピクセルデータがＡ／Ｄ変換器（出力のみ）とＦＩＦＯレジストリ（入力および出力）と全加算器（入力および出力）と画像メモリ（入力のみ）との間で交換される、データチャネル。
【０１１２】
全データバス動作は制御ロジックが管理する。
【０１１３】
（ｄ）ＦＩＦＯレジストリ
ピクセルデータが画像メモリに転送される前に格納され、処理され、シフトされる、一時記憶装置を表す機能ユニット。
【０１１４】
ＦＩＦＯレジストリの大きさおよび編成は、（フレーム単位、列単位、ピクセルウィンドウ単位等による）Ｘ線センサ収集の動作モードと構造とによって決まる。
【０１１５】
（ｅ）全加算器
ＦＩＦＯデータに対する加算操作を実施する機能ユニット。
【０１１６】
（ｆ）カセッテ・スピード・シミュレータ（ＣＳＳ）
フィルムカセッテのスピードをシミュレートする周波数信号の合成に専用の機能ユニット。
【０１１７】
入力は、所与の投影に対するカセッテスピードに関するデジタルデータである。かかるデジタルデータは、ある時間間隔（通常間隔は２０ミリ秒）にわたる実際のスピードを表す。
【０１１８】
シミュレータは、システムクロック周波数（通常４８ＭＨｚ）に基づいて動作し、入力速度データに応答して（最小１２ビット分解能で）カセッテ駆動スピードをシミュレートする出力周波数を直接合成し、従来のおよび当業者には既知の、位相累積を用いるダイレクト・デジタル・シンセシス（ＤＯＳ）のメカニズムによる位相連続性動作を確保する。周波数出力信号は、制御ロジックが、センサ上での直接のＴＤＩモードにおいて、またはＦＩＦＯレジストリ上での処理中の擬似ＴＤＩモードにおいて、シフト操作を管理するために実質的に即時に利用されることができる。
【０１１９】
（ｇ）センサ積分制御（ＳＩＣ）
入力として現在カセッテスピードを受取り、出力としてセンサ上の積分時間の対応する変化する持続時間を提供する、機能ユニット。この出力は、制御ロジックによって用いられ、フレーム収集レートおよびその後のデータ処理が管理される。
【０１２０】
これは、フレーム収集を常に最大レートで実行することが賢明でないフレーム収集の場合に特に有用である。特に、速度がより遅い投影の位相では、画像再構成という観点で適当なフレーム分解能を維持しながら、フレーム収集レートを低減することができる。
【０１２１】
実際の適用において、通常、フィルム速度の低減は、照射の低減を伴い、それによって、本質的にセンサ上での安定した曝射レートのレベルが提供される。したがって、カセッテスピードに依存するセンサ積分時間の調整により、画像センサのＸ線曝射ダイナミックの大きさが減り、それにより一般に、同じセンサの信号対雑音応答が改善される。通常の適用では、センサ積分時間（ＳＩＴ）は、以下のように実際のカセッテスピード（ＡＣＳ）に関連してよい。すなわち、ＳＩＴ（秒）＝１／１０×ＡＣＳ（ｍｍ／秒）である。
【０１２２】
（ｈ）画像メモリ
画像データが処理後に保存される記憶ユニットである。通常、画像データは、完全な画像データを形成するまで、隣接する位置に列単位で格納される。
【０１２３】
最終的には、焦点が合っている層の異なる位置に関する投影から生成された画像に対応して、より多くの画像メモリを同時に用いることができる。
【０１２４】
Ｘ線イメージャ２は、任意の従来のデザインのＸ線画像センサであり、Ｘ線の光への中間的な変換（たとえば、光ファイバ結合の有無に係らず、適当なシンチレータ層による）を提供するか、またはＸ線の電荷への直接変換（たとえば、直接Ｘ線検出層と再読出し層に対する接合技術とを採用することによる）を提供する。
【０１２５】
Ｘ線イメージャ２は、制御ロジックによって生成される位相制御信号によって制御され、フルフレームモードで動作する、ＣＣＤデバイスでできている、読出し部を有してもよい。そこでは、照射中の電荷転送により、画像全体は読出しレジスタに線単位で移送し、出力増幅器を通してピクセル読出しされる。
【０１２６】
Ｘ線イメージャ２はまた、制御ロジックによって生成される位相制御信号によって制御され、フレーム転送モードで動作する、ＣＣＤデバイスでできている読出し部を有する、Ｘ線画像センサであってもよい。ＣＣＤデバイスでは、最初に、照射中に画像全体が格納部（照射からは覆われる）へ高速に移送され、その後、フレーム全体が、電荷転送により読出しレジスタに線単位で移送され、読み出しレジスタで出力増幅器を通してピクセル読出しをされる。また、Ｘ線イメージャは、ＣＭＯＳデバイスでできている読出し部を有するＸ線画像センサであってもよい。ＣＭＯＳデバイスでは、制御信号が、列および行カウンタによる制御ロジックシーケンスにより、いくつかの従来の機構のいずれかの下での、たとえば、線単位、列単位、ウィンドウ単位等によるものを含む、アドレス指定およびマトリクスピクセルの読出しによって生成される。
【０１２７】
ＩＰＵ機能構造は、好ましくは２回以上複製され、パノラマＸ線撮影法およびスキャノグラフィにおいてより多くの層での同時画像再構成を可能にする。それには、好ましくは、ユーザに対し、焦点が合っている第１の層の周囲の複数の層を、アナログまたはデジタルの適当なユーザインタフェースによって予め選択するためにユーザに与えられる制御部を伴う。
【０１２８】
また、本発明によれば、パノラマＸ線撮影法およびスキャノグラフィにおいて、二重読出しレジスタ構造を有するＣＣＤセンサを使用することによるかまたは双方向シフト操作によるＦＩＦＯレジストリを使用することにより、右回りと左回りとの両方の軌道移動で画像再構成を実施することも可能である。
【０１２９】
本発明の一実施形態によれば、ＣＳＳ機能ユニットの「マルチチャネル」構成を用いることが有利であり、マルチチャネル構成では、たとえば焦点が合っている層の異なる位置に関する投影に対するカセッテスピードに対応して、複数のプロファイルが同時にシミュレートされる。
【０１３０】
より一般的なパラレルデータ構造の特定の適用として、本発明による全加算器およびＦＩＦＯは、ＦＰＧＡタイププログラム可能ロジックデバイスを用いる場合等、ハードウェアに組込むか、またはデジタル信号プロセッサデバイスを用いる場合等、ソフトウェアマイクロコードで実施する、「カスケードアーキテクチャ」に編成してもよい。
【０１３１】
パノラマＸ線撮影法およびスキャノグラフィの実時間デジタルＸ線撮影法を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
・Ｘ線源およびＸ線イメージャの軌道移動中に上記患者の頭蓋を照射するステップと、
・０５５信号により、上記Ｘ線イメージャにおける列シフト操作を制御するステップと、
・読出しレジスタにおいて最後の列をシフトさせ、ピクセル単位でＡ/Ｄ変換器を介してＦＩＦＯレジストリに読出すステップと、
・終了時に列全体を、該ＦＩＦＯレジストリから画像メモリの以前に収集された列に隣接する場所に転送した後、診断画像全体を構築するステップと、
を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
【０１３２】
本発明の方法は、特に、直接積分およびセンサ上のＴＤＩ動作による、フルフレームで動作するＣＣＤセンサからできている読出し部を有する、Ｘ線イメージャに適用可能である。
【０１３３】
パノラマＸ線撮影法およびスキャノグラフィの実時間デジタルＸ線撮影法を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
・Ｘ線源およびＸ線イメージャの軌道移動中に上記患者の頭蓋を照射するステップと、
・制御ロジックによりＳＩＣからの入力に基づいて指示された一定の間隔で、照射中のフレーム積分と格納部（照射からは覆われている）への高速なフレーム転送とを制御するステップと、
・上記フレーム全体を、上記格納部からＡ／Ｄ変換器を介して読出し、それをピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに加算するステップと、
・上記制御ロジックによりＣＳＳに応答して指示されたシーケンスに基づき、上記ＦＩＦＯレジストリにおいてフレーム列をシフトさせるステップと、
・最後にシフトされた列を、上記ＦＩＦＯレジストリから画像メモリの以前に収集された列に隣接する場所に転送することにより、診断画像全体を構築するステップと、
を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
【０１３４】
本方法は、特に、擬似ＴＤＩ画像再構成による、フレーム転送モードで動作するＣＣＤセンサでできている読出し部を有する、Ｘ線イメージャに適用可能である。
【０１３５】
パノラマＸ線撮影法およびスキャノグラフィの実時間デジタルＸ線撮影法を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
・Ｘ線源およびＸ線イメージャの軌道移動中に上記患者の頭蓋を照射するステップと、
・制御ロジックによりＳＩＣからの入力に基づいて指示された一定の間隔で、照射中のフレーム積分とＡ／Ｄ変換器を介した高速な読出しとを制御し、上記フレームを、ピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに加算するステップと、
・上記制御ロジックによりＯＳＳに応答して指示されたシーケンスに基づき、上記ＦＩＦＯレジストリにおいてフレーム列をシフトさせるステップと、
・最後にシフトされた列を、上記ＦＩＦＯレジストリから画像メモリの以前に収集された列に隣接する場所に転送することにより、上記診断画像全体を構築するステップと、
を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
【０１３６】
本方法は、特に、擬似ＴＤＩ画像再構成による、フレーム転送モードで動作するＣＭＯＳセンサでできている読出し部を有する、Ｘ線イメージャに適用可能である。
【０１３７】
リニア断層撮影法の実時間デジタルＸ線撮影法を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
・Ｘ線源およびＸ線イメージャの軌道移動中に上記患者の頭蓋を照射するステップと、
・照射の終了時に、フレーム全体を列単位で読出しレジスタにシフトさせるステップと、
・各シフトされた列に対し、Ａ／Ｄ変換器を介して上記読出しレジスタを読出し、それをピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに移動するステップと、
・最後に読出された列を、上記ＦＩＦＯレジストリから上記画像メモリの以前に収集された列に隣接する場所に移動することにより、診断画像全体を構築するステップと、
を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
【０１３８】
本方法は、特に、フルフレームモードで動作するＣＣＤセンサでできている読出し部を有する、Ｘ線イメージャに適用可能である。
【０１３９】
リニア断層撮影法の実時間デジタルＸ線撮影法を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
・Ｘ線源およびＸ線イメージャの軌道移動中に上記患者の頭蓋を照射するステップと、
・照射の終了時に、Ａ／Ｄ変換器を介してフレーム全体を読出し、上記フレームをピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに移動するステップと、
・上記フレーム全体を、上記ＦＩＦＯレジストリから上記画像メモリに列単位でシフトさせ移動するステップと、
を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
【０１４０】
本方法は、特に、センサ上で全て積分することによるＣＭＯＳセンサでできている読出し部を有する、Ｘ線イメージャに適用可能である。
【０１４１】
リニア断層撮影法の実時間デジタルＸ線撮影法を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
・Ｘ線源およびＸ線イメージャの軌道移動中に上記患者の頭蓋を照射するステップと、
・制御ロジックによって指示された一定の間隔での照射中のフレーム積分および格納部（照射からは覆われている）への高速なフレーム転送とを制御するステップと、
・上記フレーム全体を上記格納部からＡ／Ｄ変換器を介して読出し、それをピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに加算するステップと、
・照射の終了時に、上記フレーム全体を上記ＦＩＦＯレジストリから画像メモリに移動するステップと、
を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
【０１４２】
本方法は、特に、フレーム転送モード動作するＣＣＤセンサでできている読出し部を有する、Ｘ線イメージャに適用可能である。
【０１４３】
リニア断層撮影法の実時間デジタルＸ線撮影法を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
・Ｘ線源およびＸ線イメージャの軌道移動中に上記患者の頭蓋を照射するステップと、
・制御ロジックによって指示された一定の間隔で、フレーム積分とＡ／Ｄ変換器を介するピクセル単位のフレーム読出しとを制御するステップであって、最終的に、センサのアクティブエリア内に有用なウィンドウを適用することができる、制御するステップと、
・読出しデータをピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに加算することにより、デジタル積分により画像を構築するステップと、
・照射の終了時に、上記フレーム全体を上記ＦＩＦＯレジストリから上記画像メモリに移動するステップと、
を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
【０１４４】
本方法は、特に、フレーム転送モードで駆動されるＣＭＯＳセンサでできている読出し部を有する、Ｘ線イメージャに適用可能である。
【０１４５】
頭部Ｘ線撮影法の実時間デジタルＸ線撮影法を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
・Ｘ線源およびＸ線イメージャがリニアスキャン移動を行っている間に頭部Ｘ線撮影投影下で上記患者の頭蓋を照射するステップと、
・制御ロジックによって指示された、上記患者の頭蓋の正中矢状面にある同じ物点の投影の同じセンサ列での一致を確実にするスピードで、センサ列をシフトさせるステップと、
・読出しレジスタにおいて最後の列をシフトさせ、ピクセル単位でＡ／Ｄ変換器を介してＦＩＦＯレジストリに読出すステップと、
・最後に読出された列を、上記ＦＩＦＯレジストリから画像メモリの以前に収集された列に隣接する場所に移動することにより、診断画像全体を構築するステップと、
を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
【０１４６】
本方法は、特に、フルフレームモードで動作するＣＣＤセンサでできている読出し部を有する、Ｘ線イメージャに適用可能である。
【０１４７】
頭部Ｘ線撮影法の実時間デジタルＸ線撮影法を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
・Ｘ線源およびＸ線イメージャがリニアスキャン移動を行っている間に、頭部Ｘ線撮影投影下で上記患者の頭蓋を照射するステップと、
・制御ロジックからのフレーム収集レートに指示された一定の間隔で、照射中にフレームを積分し高速に格納部（照射からは覆われている）に移動するステップと、
・上記フレーム全体を上記格納部からＡ／Ｄ変換器を介して読出し、それをピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに加算するステップと、
・上記制御ロジックによって指示された、上記患者の頭蓋の正中矢状面にある同じ物点の投影の同じ列での一致を確実にするスピードで、上記ＦＩＦＯレジストリにおいてフレーム列をシフトさせるステップと、
・最後にシフトされた列を、上記ＦＩＦＯレジストリから画像メモリの以前に収集された列に隣接する場所に移動することにより、診断画像全体を構築するステップと、
を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
【０１４８】
本方法は、特に、フレーム転送モードで動作するＣＣＤセンサでできている読出し部を有する、Ｘ線イメージャに適用可能である。
【０１４９】
頭部Ｘ線撮影法の実時間デジタルＸ線撮影法を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
・Ｘ線源およびＸ線イメージャがリニアスキャン移動を行っている間に、頭部Ｘ線撮影投影下で上記患者の頭蓋を照射し、Ｘ線パルスが上記スキャン移動に同期するものであるステップと、
・制御ロジックにより上記Ｘ線パルスに同期した間隔で、照射後にフレームを積分し高速に格納部（照射からは覆われている）に移動するステップと、
・上記フレーム全体を上記格納部からＡ／Ｄ変換器を介して読出し、それをピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに加算することにより、画像の１つの垂直ストリップを構築するステップと、
・上記ＦＩＦＯレジストリにおける上記フレームの全体または一部を画像メモリの以前に収集されたストリップに隣接する場所に移動することにより、診断画像全体を構築するステップと、
・次の曝射フラッシュがＸ線源およびセンサの次に隣接する場所で発生する際に上記のシーケンスを繰返すステップと、
を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
【０１５０】
本方法は、特に、パルス照射と組合せて使用される、フレーム転送モードで動作するＣＣＤセンサでできている読出し部を有する、Ｘ線イメージャに適用可能である。
【０１５１】
頭部Ｘ線撮影法の実時間デジタルＸ線撮影法を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
・Ｘ線源およびＸ線イメージャがリニアスキャン移動を行っている間に、頭部Ｘ線撮影投影下で上記患者の頭蓋を照射するステップと、
・制御ロジックからのフレーム収集レートに指示された一定の間隔で、照射中にフレーム全体を積分し、Ａ／Ｄ変換器を介して高速に読出し、それをピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに加算し、それによってデジタル積分により画像を構築するステップと、
・上記制御ロジックによって指示された、上記患者の頭蓋の正中矢状面にある同じ物点の投影の同じ列での一致を確実にするスピードで、上記ＦＩＦＯレジストリにおいてフレーム列をシフトさせるステップと、
・最後にシフトされた列を、上記ＦＩＦＯレジストリから画像メモリの以前に収集された列に隣接する場所に移動することにより、診断画像全体を構築するステップと、
を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
【０１５２】
本方法は、特に、フレーム転送モードで動作するＣＭＯＳセンサでできている読出し部を有する、Ｘ線イメージャに適用可能である。
【０１５３】
頭部Ｘ線撮影法の実時間デジタルＸ線撮影法を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
・Ｘ線源およびＸ線イメージャがリニアスキャン移動を行っている間に、頭部Ｘ線撮影投影下で上記患者の頭蓋を照射し、Ｘ線パルスが上記スキャン移動と同期するものであるステップと、
・制御ロジックにより上記Ｘ線パルスに同期した間隔で、フレーム全体を積分し上記照射後にピクセル単位でＡ／Ｄ変換器を介してＦＩＦＯレジストリに高速に読出すことにより、画像の１つの垂直ストリップを構築するステップと、
・上記ＦＩＦＯレジストリのフレームの全体または一部を画像メモリの以前に収集されたストリップに隣接する場所に移動させることにより、診断画像全体を構築するステップと、
・次の曝射フラッシュがＸ線源およびセンサの次に隣接する場所で発生する場合に上記のシーケンスを繰返すステップと、
を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
【０１５４】
本方法は、特に、パルス照射と組合せて使用される、フレーム転送モードで動作するＣＭＯＳセンサでできている読出し部を有する、Ｘ線イメージャに適用可能である。
【０１５５】
これらの発明の方法のいずれかを使用することにより、ユーザは、適当なユーザインタフェースにより、焦点が合っている第１の層の周囲の所定の１つまたは複数の層を予め選択することができ、パノラマＸ線撮影法およびスキャノグラフィにおいてＩＰＵ機能構造を複製することにより、より多くの層における同時画像再構成が達成される。
【０１５６】
これらの発明の方法のいずれかを使用することにより、二重読出しレジスタ構造を備えたＣＣＤセンサにおいてまたはＦＩＦＯレジストリにおいて、制御ロジックによるシフト操作の方向の適当な調整を介して、パノラマＸ線撮影法およびスキャノグラフィにおいて右回りおよび左回りの両方の軌道移動により画像再構成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】歯科用の適用に専用の例示的なシステムを示す図である。
【図２】主な装置機能ユニットを示すフローチャートである。
【図３】本発明に係るシステムブロック図である。

Claims (34)

1. 患者の頭蓋の実時間デジタルＸ線撮影を実施する歯科用Ｘ線診断装置であって
   Ｘ線発生を実現するＸ線イメージャに固定接続されたＸ線源を具備し、
   前記Ｘ線イメージャは、画像処理ユニットに電気的に連結され、パノラマＸ線撮影法、スキャノグラフィおよび断層撮影法に対して必要な投影を可能にする前記Ｘ線源および前記Ｘ線イメージャの前記患者の頭蓋の周囲での軌道移動の実行を可能にする、歯科用Ｘ線診断装置。
2. 前記Ｘ線源を第２Ｘ線イメージャとの位置合せを可能にして、頭部Ｘ線撮影を実施するようにするアライメント機構をさらに具備する、請求項１に記載の歯科用Ｘ線診断装置。
3. 前記Ｘ線イメージャは移動可能であり、それにより前記Ｘ線イメージャが頭部Ｘ線撮影法のための位置に移動することが可能となる、請求項１に記載の歯科用Ｘ線診断装置。
4. 歯科用Ｘ線装置においてＸ線イメージャ制御および画像処理機能を実施する画像処理ユニットであって、
   前記Ｘ線イメージャに対する位相シーケンスまたはアドレス指定機能と、ＦＩＦＯレジストリと全加算器と画像メモリとの間でのデータバスを介するイネーブルおよびデータ交換を制御する制御信号と、を生成するプログラム可能ロジックを含む制御ロジック機能ユニット
   を具備する画像処理ユニット。
5. 前記制御ロジックによってピクセルレートと同期した、前記Ｘ線イメージャによって生成されたビデオ出力信号のアナログ・デジタル変換を実施する機能変換器をさらに具備する請求項４に記載の画像処理ユニット。
6. デジタルピクセルデータ出力はパラレルデータバスを介して読取り可能である、請求項５に記載の画像処理ユニット。
7. 前記パラレルデータバスは、ピクセルデータが前記変換器と前記ＦＩＦＯレジストリと前記全加算器と前記画像メモリとの間で交換されるデータチャネルである、請求項６に記載の画像処理ユニット。
8. 前記ＦＩＦＯレジストリは、ピクセルデータが前記画像メモリに転送される前に格納され、処理され、シフトされる一時記憶装置を備える、請求項７に記載の画像処理ユニット。
9. 前記全加算器はＦＩＦＯデータに対する加算操作を実施する、請求項８に記載の画像処理ユニット。
10. カセッテ・スピード・シミュレータ（ＣＳＳ）をさらに具備する請求項９に記載の画像処理ユニット。
11. 前記ＣＳＳは、前記フィルムカセッテの速度をシミュレートする周波数信号の合成を実現する、請求項１０に記載の画像処理ユニット。
12. 所与の投影に対して、デジタルデータは前記カセッテスピードに関連し、それにより、ある時間間隔にわたる実際の速度を表す、請求項１１に記載の画像処理ユニット。
13. 前記ＣＳＳは、システムクロック周波数に基づきかつ入力速度データに応答して動作し、前記カセッテ駆動スピードをシミュレートする前記出力周波数を合成し、位相累積を用いるダイレクト・デジタル・シンセシス（ＤＤＳ）による位相連続性動作を確保する、請求項１２に記載の画像処理ユニット。
14. センサ積分制御部（ＳＩＣ）をさらに具備し、該センサ積分制御部は、入力として前記カセッテスピードを受取り、出力として前記センサにおける積分時間の対応する変化する持続時間を提供する、請求項１３に記載の画像処理ユニット。
15. 前記出力は、前記制御ロジックにより用いられて、フレーム収集レートが制御される、請求項１４に記載の画像処理ユニット。
16. 前記イメージャは、Ｘ線の光への変換を実現するかまたはＸ線の電荷への変換を実現するＸ線画像センサである、請求項１５に記載の画像処理ユニット。
17. 前記Ｘ線イメージャは、前記制御ロジックによって生成される位相制御信号によって制御されるＣＣＤ読出し部を有する、請求項１６に記載の画像処理ユニット。
18. 前記イメージャはフルフレームモードで動作する、請求項１７に記載の画像処理ユニット。
19. 前記ＣＣＤデバイスは、前記制御ロジックによって生成される位相制御信号によって制御される、請求項１７に記載の画像処理ユニット。
20. 前記イメージャはフレーム転送モードで動作する、請求項１９に記載の画像処理ユニット。
21. 前記Ｘ線画像センサはＣＭＯＳ読出し部デバイスを有する、請求項１６に記載の画像処理ユニット。
22. 患者の頭蓋に対するパノラマＸ線撮影法またはスキャノグラフィの実時間デジタルＸ線撮影を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
    Ｘ線源およびＸ線イメージャの軌道移動中に前記患者の頭蓋を照射するステップと、
    カセッテ・スピード・シミュレータからの信号により、前記Ｘ線イメージャにおける列シフト操作を制御するステップと、
    最後の列を読出しレジスタにシフトさせ、それを、前記変換器を介してピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに読出すステップと、
    実質的に列全体を、前記ＦＩＦＯレジストリから画像メモリへ、以前に収集された列に実質的に隣接する場所へと転送することにより、診断画像を構築するステップと、
    を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
23. 患者の頭蓋に対するパノラマＸ線撮影法またはスキャノグラフィの実時間デジタルＸ線撮影を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
    Ｘ線源およびＸ線イメージャの軌道移動中に前記患者の頭蓋を照射するステップと、
    センサ積分制御部からの入力下で、制御ロジックによって指示されたほぼ一定の間隔で、照射中のフレーム積分および非照射格納部への高速フレーム転送を制御するステップと、
    ほぼ前記フレーム全体を、前記格納部から変換器を介して読出し、それをピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに加算するステップと、
    カセッテ・スピード・シミュレータに応答して、前記制御ロジックによって指示されたシーケンスに基づいて、前記ＦＩＦＯレジストリにおいてフレーム列をシフトさせるステップと、
    最後にシフトされた列を、前記ＦＩＦＯレジストリから画像メモリへ、以前に収集された列にほぼ隣接する場所へと転送することにより、診断画像を構築するステップと、
    を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
24. 患者の頭蓋に対するパノラマＸ線撮影法またはスキャノグラフィの実時間デジタルＸ線撮影を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
    Ｘ線源およびＸ線イメージャの軌道移動中に前記患者の頭蓋を照射するステップと、
    センサ積分制御部からの入力下で、制御ロジックによって指示された、一定の間隔で、フレーム積分および変換器を介した照射中の読出しとを制御するステップと、
    フレームをピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに加算するステップと、
    カセッテ・スピード・シミュレータに応答して、前記制御ロジックによって指示されたシーケンスに基づいて、前記ＦＩＦＯレジストリにおいてフレーム列をシフトさせるステップと、
    最後にシフトされた列を、前記ＦＩＦＯレジストリから画像メモリへ、以前に収集された列にほぼ隣接する画像メモリに転送することにより、診断画像を構築するステップと、
    を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
25. 患者の頭蓋のリニア断層撮影法の実時間デジタルＸ線撮影を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
    Ｘ線源およびＸ線イメージャの軌道移動中に前記患者の頭蓋を照射するステップと、
    照射の終了時に、フレームを列単位で読出しレジスタにシフトさせるステップと、
    各シフトされた列に対し、変換器を介して前記読出しレジスタを読出し、それをピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに移動するステップと、
    最後に読出された列を、前記ＦＩＦＯレジストリから前記画像メモリへ、以前に収集された列にほぼ隣接する場所へと移動することにより、診断画像を構築するステップと、
    を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
26. 患者の頭蓋に対するリニア断層撮影法において実時間デジタルＸ線撮影を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
    Ｘ線源およびＸ線イメージャの軌道移動中に前記患者の頭蓋を照射するステップと、
    照射の終了時に、変換器を介してフレームを読出し、前記フレームをピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに移動するステップと、
    前記フレームを、前記ＦＩＦＯレジストリから画像メモリに列単位でシフトさせ移動するステップと、
    を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
27. 患者の頭蓋に対するリニア断層撮影法の実時間デジタルＸ線撮影を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
    Ｘ線源およびＸ線イメージャの軌道移動中に前記患者の頭蓋を照射するステップと、
    制御ロジックによって指示されたほぼ一定の間隔で、照射中のフレーム積分および非照射格納部への高速フレーム転送を制御するステップと、
    ほぼ前記フレーム全体を前記格納部から変換器を介して読出し、それをピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに加算するステップと、
    照射の終了時に、ほぼ前記フレーム全体を前記ＦＩＦＯレジストリから画像メモリに移動するステップと、
    を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
28. 患者の頭蓋のリニア断層撮影法の実時間デジタルＸ線撮影を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
    Ｘ線源およびＸ線イメージャの軌道移動中に前記患者の頭蓋を照射するステップと、
    制御ロジックによって指示されたほぼ一定の間隔で、フレーム積分および変換器を介するピクセル単位のフレーム読出しを制御するステップと、
    読出しデータをピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに加算することにより、デジタル積分により画像を構築するステップと、
    照射の終了時に、ほぼ前記フレーム全体を前記ＦＩＦＯレジストリから前記画像メモリに移動するステップと、
    を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
29. 患者の頭蓋に対する頭部Ｘ線撮影法の実時間デジタルＸ線撮影を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
    Ｘ線源およびＸ線イメージャがリニア走査移動を実施している間に頭部Ｘ線撮影投影下で前記患者の頭蓋を照射するステップと、
    制御ロジックによって指示されたセンサ列を、前記患者の頭蓋の正中矢状面にある同じ対象点の投影が同じセンサ列上で一致することを確保するようなスピードで、シフトさせるステップと、
    読出しレジスタにおいてほぼ最後の列をシフトさせ、ピクセル単位で変換器を介してＦＩＦＯレジストリに読出すステップと、
    ほぼ最後に読出された列を、前記ＦＩＦＯレジストリから画像メモリへ、以前に収集された列にほぼ隣接する場所へと移動することにより、診断画像を構築するステップと、
    を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
30. 患者の頭蓋の頭部Ｘ線撮影法の実時間デジタルＸ線撮影を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
    Ｘ線源およびＸ線イメージャがリニア走査移動を実施している間に、頭部Ｘ線撮影投影下で前記患者の頭蓋を照射するステップと、
    制御ロジックからのフレーム収集レートに指示された、ほぼ一定の間隔で、照射中にフレームを積分し非照射格納部に移動するステップと、
    ほぼ前記フレーム全体を前記格納部から変換器を介して読出し、それをピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに加算するステップと、
    前記制御ロジックによって指示された、前記ＦＩＦＯレジストリのフレーム列を、前記患者の頭蓋の正中矢状面にある同じ対象点の投影が同じ列上で一致することを確保するようなスピードで、シフトさせるステップと、
    最後にシフトされた列を、前記ＦＩＦＯレジストリから画像メモリへ、以前に収集された列にほぼ隣接する場所へと移動することにより、診断画像を構築するステップと、
    を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
31. 患者の頭蓋の頭部Ｘ線撮影法において実時間デジタルＸ線撮影を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
    Ｘ線源およびＸ線イメージャがリニアスキャン移動を行っている間に、頭部Ｘ線撮影投影下で前記患者の頭蓋を照射し、Ｘ線パルスが該スキャン移動に同期するものであるステップと、
    制御ロジックにより該Ｘ線パルスに同期される実質的に一定の間隔で、照射後にフレームを積分し非照射格納部に移動するステップと、
    実質的に前記フレーム全体を前記格納部から変換器を介して読出し、それをピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに付加することにより、画像の垂直ストリップを構築するステップと、
    前記ＦＩＦＯレジストリにおける前記フレームの少なくとも一部を画像メモリの先に収集されたストリップに実質的に隣接する場所に移動することにより、診断画像を構築するステップと、
    別の曝射フラッシュがＸ線源およびセンサの次に隣接する場所で発生する際に当該シーケンスを繰返すステップと、
    を含む方法。
32. 患者の頭蓋の頭部Ｘ線撮影法において実時間デジタルＸ線撮影を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
    Ｘ線源およびＸ線イメージャがリニアスキャン移動を行っている間に、頭部Ｘ線撮影投影下で前記患者の頭蓋を照射するステップと、
    制御ロジックからのフレーム収集レートに指示されたほぼ一定の間隔で、照射中にフレームを積分し、変換器を介して読出し、それをピクセル単位でＦＩＦＯレジストリに加算し、それによってデジタル積分により画像を構築する、読出すステップと、
    前記制御ロジックによって指示された、前記患者の頭蓋の正中矢状面にある同じ物点の投影の同じ列での一致を確実にするスピードで、前記ＦＩＦＯレジストリにおいてフレーム列をシフトさせるステップと、
    最後にシフトされた列を、前記ＦＩＦＯレジストリから画像メモリの以前に収集された列にほぼ隣接する場所に移動することにより、診断画像を構築するステップと、
    を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
33. 患者の頭蓋の頭部Ｘ線撮影法の実時間デジタルＸ線撮影を実施する歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法であって、
    Ｘ線源およびＸ線イメージャがリニア走査移動を行っている間に、頭部Ｘ線撮影投影下で前記患者の頭蓋を照射するステップであって、Ｘ線パルスが前記スキャン移動と同期している、照射するステップと、
    制御ロジックによって前記Ｘ線パルスと同期した間隔でフレームを積分し、前記照射後にピクセル単位で変換器を介してＦＩＦＯレジストリに読出すことにより、画像の垂直ストリップを構築するステップと、
    前記ＦＩＦＯレジストリのフレームの少なくとも一部を画像メモリへ、以前に収集されたストリップにほぼ隣接する場所へと移動させることにより、診断画像を構築するステップと、
    Ｘ線源およびセンサの次の隣接位置で発生する別の曝射フラッシュによって前記シーケンスを繰返すステップと、
    を含む歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。
34. 前記変換器は、前記Ｘ線イメージャによって生成される信号のアナログ・デジタル変換を実施する機能ユニットである、請求項３３に記載の歯科用Ｘ線診断装置を動作させる方法。

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