JP4916875B2 - 多断層像構築方法およびデジタル3次元x線撮影装置 - Google Patents
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Description
また、本発明は各半径の断層像から、横スライス画像を作成して、ボリュームレンダリングソフトを用いることにより、立体像を形成することが可能であるデジタル3次元X線撮影装置に関するものである。
また、本発明の多断層像構築方法は、上記多断層像構築方法により得られた各半径の断層像から、横スライス画像を作成して、ボリュームレンダリングソフトを用い、3次元画像を生成し得るようにする。
また、本発明のデジタル3次元X線撮影装置は、上記デジタル3次元X線撮影装置により得られた各半径の断層像から、横スライス画像を作成して、ボリュームレンダリングソフトを用い、立体パノラマ画像を形成して、全診断領域の立体像を得るようにしたことを特徴とする。
従来のデジタルパノラマ撮影装置は、単断層を撮影する原理であり、撮影原理は、本願人による歯科用パノラマ断層撮影装置で説明されている。次に、本発明の装置について説明する。図3に示すように、X線を発生し被写体1に照射するX線源2と、被写体1を通過したX線を検出するX線撮像手段3と、被写体1をX線源2とX線撮像手段3の回転中心に位置させてX線源2とX線撮像手段3とを一定距離に相互に対向して固着し、前記被写体1の周りを旋回駆動手段4によって相対的に旋回させるものとし、撮影は旋回駆動手段4を回転軸とし、該回転軸を回転中心aとして1回転させる。この時、前記被写体1は、前記旋回駆動手段4の真下、すなわち、回転中心aに位置するものとする。(特開平10−211200号参照)
まず、図3に示すように、被写体1をX線源2とX線撮像手段3の回転中心位置に導入する。これらX線源2とX線撮像手段3は、円の直径方向に対向して配置し、旋回駆動手段4に回転自在に固着し、これらX線源2とX線撮像手段3の回転中心aに被写体1が位置し得るように配設する。撮影は旋回駆動手段4を回転駆動しながらX線源2からX線を照射し、被写体1を透過したX線をX線撮像手段3(CCDセンサ)で受け、得られたX線画像をA/D変換手段5によりA/D変換し、フレーム画像のデジタル電気信号に変換する。このA/D変換されたフレーム画像を大容量フレーム画像記憶手段6に記憶させるという手順をとる。
例えば、CCDセンサの画素サイズは縦1ピクセル×横6ピクセルの1ラインセンサとし、CCDセンサの1画素サイズを100μmとして、回転半径300mm上に位置している被写体の撮影部位を360°の撮影角度で1画素ずつシフトしながら段歩的にまたは連続的に撮影すると、前記大容量フレーム画像記憶手段6に記憶されるフレーム画像枚数は以下のようになる。
(a)半径300mmの円周は2πr=1884mmとなる。
ここで、得られるフレーム枚数をnとし、1画素づつシフトさせて撮影を行うと、CCDセンサ1画素の画素サイズが100μmであるため、半径300mm上で得られるフレーム枚数nは、n=1884000μm/100μm=18840枚となる。
斯様にして取得した直線状配置の撮影画像の画素を、図17に示すように、半径がr1、r2およびr3の円弧状に配列された桝目要素に円弧状画素の要素として夫々変換する。この際、各桝目要素に対し複数の画素にまたがる要素は面積比で画素値を線形補間する。斯様にして、直線状配置の撮影画像の画素を、円弧状に配列された桝目要素に投影することができる。
本発明では、直線配列の撮影画像を円弧状に再配列する方法として、下記の計算方法を確立した。
RをR0, R1=R0+DR, R2=R1+DR, R3=R2+DR, ・・・・・・と変化させ複数の断層像を得た後、これらの画像をそれぞれ対応する半径の円弧状に曲げて3次元上に配置する。
上記図19において、Wpは撮影画像の画素サイズを示し、A2Lは円弧配列2番目の要素の領域を撮影画像2番目の画素が占める面積、A2Uは円弧配列2番目の要素の領域を撮影画像3番目の画素が占める面積を示す。
2 X線源
3 X線撮像手段
4 旋回駆動手段
5 A/D変換手段
6 大容量フレーム画像記憶手段
7 画像処理手段
8 大容量処理画像記憶手段
9 全画像表示記憶手段
10 出力手段
Claims (6)
- X線を被写体に照射するX線源と、該被写体を通過したX線を検出するX線撮像手段と、被写体を中心に位置させて前記X線源および前記X線撮像手段を一定距離に相互に対向して固定し、前記被写体の周りを旋回させる旋回駆動手段と、前記X線撮像手段で得られた画像情報をフレーム画像として記憶する大容量フレーム画像記憶手段と、該大容量フレーム画像記憶手段からフレーム画像を抽出しパノラマ画像をデジタル処理によって形成する画像処理手段と、該画像処理された画像を記憶する大容量処理画像記憶手段と、該大容量処理画像記憶手段の処理された各断層像を表示し記憶する全画像表示記憶手段と、該全画像表示記憶手段の全画像を出力する出力手段とを備え、
多断層像構築を行うに当たり、前記大容量フレーム画像記憶手段に記憶されているフレーム画像から取り出した或るフレーム画像の直線状配置の各画素を、所望箇所の半径位置に極座標により表示されたほぼ円弧状の各桝目要素に対して各画素にまたがる要素は面積比で画素値を線形補間して投影し、かかる処理を各撮影像に対して順次行ない、各撮影像を取得する間に回転した角度を単位角度として、上記処理を施した各撮影像を単位角度毎にずらして順次加算して、最終的に所望箇所の半径位置に断層像を構築するようにしたことを特徴とする多断層像構築方法。 - 請求項1に記載の多断層像構築方法により得られた各半径の断層像から、横スライス画像を作成して、ボリュームレンダリングソフトを用い、3次元画像を生成するようにしたことを特徴とする多断層像構築方法。
- X線を被写体に照射するX線源と、該被写体を通過したX線を検出するX線撮像手段と、被写体を中心に位置させて前記X線源と前記X線撮像手段とを一定距離に相互に対向して固定し前記被写体の周りを旋回させる旋回駆動手段と、前記X線撮像手段で得られた画像情報をフレーム画像として記憶する大容量フレーム画像記憶手段と、該大容量フレーム画像記憶手段からフレーム画像を抽出しパノラマ画像をデジタル処理によって形成する画像処理手段と、該画像処理された画像を記憶する大容量処理画像記憶手段と、該大容量処理画像記憶手段の処理された各断層像を表示し記憶する全画像表示記憶手段と、該全画像表示記憶手段の全画像を出力する出力手段とを設けたデジタル3次元X線撮影装置において、
前記画像処理手段は、X線源およびX線撮像手段より成る撮像系の1回の撮影により回転半径上のすべての被写体情報を有する複数枚のフレーム画像を大容量フレーム画像記憶手段に記憶する手段と、該大容量フレーム画像記憶手段に記憶されている複数枚のフレーム画像から取り出した或るフレーム画像の直線状配置の各画素を、所望箇所の半径位置に極座標により表示されたほぼ円弧状の桝目要素に対して各画素にまたがる要素は面積比で画素値を線形補間して投影配置する手段と、かかる処理を各撮影像に対して行い、各撮影像を取得する間に回転した角度を単位角度として、上記処理を施した各撮影像を単位角度毎にずらして順次加算する手段とを備え、
最終的に所望箇所の半径位置における断層像を構築するようにしたことを特徴とするデジタル3次元X線撮影装置。 - 請求項3に記載のデジタル3次元X線撮影装置により得られた各半径の断層像から、横スライス画像を作成して、ボリュームレンダリングソフトを用い、3次元画像を生成して、全診断領域の立体像を得るようにしたことを特徴とするデジタル3次元X線撮影装置。
- 前記X線センサは、CCDセンサ、TFTセンサ、MOSセンサ、XII(Xray Image intensifier)センサ、FPD(Flat Panel Detector)センサ、CdTeセンサ等から選択するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の多断層像構築方法。
- 前記X線撮像手段のX線センサは、CCDセンサ、TFTセンサ、MOSセンサ、XII(Xray Image intensifier)センサ、FPD(Flat Panel Detector)センサ、CdTeセンサ等から選択するようにしたことを特徴とする請求項3に記載のデジタル3次元X線撮影装置。
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