JP5731386B2 - 放射線撮像装置及び放射線による撮像方法 - Google Patents
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Description
続いて、図5を用いて、コントローラ57及び画像プロセッサ56により協働して実行される処理を説明する。この処理には、上述したように、スキャンによりデータ収集、プレ処理としての基準パノラマ画像の再構成、並びに、メインの処理としての3次元オートフォーカス画像(表面画像)の作成及びその3次元オートフォーカス画像を用いた各種態様に応じた表示や計測などが含まれる。
まず、コントローラ57は、被検体Pの位置決めなど撮影の準備が済むと、コントローラ57は、3D基準断層面SSの位置情報をROM61から読み出す(ステップS0)。この3D基準断層面SSは前述したように、統計的に定めた断面であってもよいし、被検者各人から予め設定しておいた断面であってもよい。
次いで、画像プロセッサ56は操作者から操作器58を使って基準パノラマ画像PIstにROI(関心領域)が設定するか否かを判断する(ステップS4)。ここで設定するROIは、読影者が特に関心を寄せる例えば矩形状の部分領域である。勿論、ROIは必ずしも矩形でなくてもよい。なお、このROIは、後述するオートフォーカスにより作成したパノラマ画像について設定してもよく、この処理も後述される。
これに対して、3Dオートフォーカス画像を作成すると判断した場合(ステップS8、YES)、ステップS9のサブルーチン処理に移行する。このステップS9で実行される処理は、本発明の特徴の一つを成すもので、Z軸方向にオブリークなX線照射方向に起因した歯列のサイズの歪みを補正しながら行なう、自動的な歯列の実存位置・形状の同定処理である。
上述したステップS67の判断がYESとなると、画像プロセッサ56はステップS65において特定し記憶していた最適焦点の断面位置を表すデータを読み出す(ステップS69)。この断面位置のデータは、それぞれの判断位置P(x、y、z)を通るX線照射方向DRxの位置である。この様子を図24に模式的に示す。同図において、黒丸は3D基準画像PIref(3D基準断層面SS)の判断位置P(x、y、z)を示す。ここで、湾曲した3D基準画像PIrefの縦方向及び横方向を(i, j)と表す。図24において、白丸で示す如く、例えば、i,j=0,0の判断位置P(x00、y00、z00)に対する最適焦点断面位置は内側(X線管の側)に1つ寄った断層面SR1の位置であり、その隣のi,j=0,1の判断位置P(x01、y01、z01)に対する最適焦点断面位置も内側に1つ寄った断層面SR1の位置であり、その隣のi,j=0,2の判断位置P(x02、y02、z02)に対する最適焦点断面位置は内側さらに1つ寄った断層面SR2の位置であり、といった具合になる。なお、図24は、図を見易くするため、Z軸方向(縦方向)の1つの位置におけるステップS68を示しているが、このZ軸方向の他の位置それぞれについてもステップS68の処理が実行される。
この後、画像プロセッサ56は、その3Dオートフォーカス画像PIfocusを他の態様で観察する機会を操作者に与える。つまり、画像プロセッサ56は、操作者から操作情報に基づいて、その3Dオートフォーカス画像PIfocusを他の態様でインターラクティブに表示するか否かを判断する。
本実施例に係るパノラマ撮像装置によれば、以下のような顕著な作用効果を奏する。
上述した実施形態では、被検者の口腔部の歯列の最適焦点化した3次元画像を得る例を説明したが、これを更に展開することができる。一例として、口腔部に、適宜なX線吸収率を有する放射線吸収材で成るランドマーク(マーカ)を設置し、この設置状態で前述した実施形態と同様にデータを収集し、そのランドマークの位置を認識するとともに、そのランドマークを含む面に焦点を合わせた画像を作成することである。
12 コンピュータ
14 撮影部
31 X線管(放射線管)
32 検出器
33 コリメータ
41 高電圧発生器
53 バッファメモリ
54 画像メモリ
55 フレームメモリ
56 画像プロセッサ
57 コントローラ
58 操作器
60 モニタ
61 ROM
Claims (15)
- 点状の線源を有し、この線源から放射状に放射線を照射する放射線放出源(31,41)と、
前記放射線放出源に対象物を介して対峙して撮影空間を形成するように配置され、前記放射線が入射したときに当該放射線の強度に対応したデジタル電気量の2次元データをフレーム単位で出力する放射線検出器(32)と、
前記放射線放出源と前記放射線検出器の対を前記対象物に対して、前記撮影空間に設定された所望の3次元基準断層面(SS)に前記放射線によるスキャンの焦点が合うように移動させる移動手段(14,30A,57)と、
前記移動手段により前記放射線放出源と前記放射線検出器の対を前記対象物に対して移動させている間に、前記放射線検出器から出力される前記データをフレーム単位で収集するデータ収集手段(57(S0,S1),53,52)と、
前記線源から放射状に放射される前記放射線の各照射方向に沿って前記3次元基準断層面に投影された前記対象物の撮像部位の画像を前記データに基づいて基準面画像として作成する基準面画像作成手段(57(S2,S3),56(S51))と、
前記線源から放射状に投影される前記放射線の各照射方向に沿って投影された画像であって、前記撮影空間において前記3次元基準断層面に距離を置いて仮想的に付加された3次元付加断層面上の前記撮像部位の画像を前記データに基づいて付加断層面画像として作成する付加断層面画像作成手段(56(S53,S54))と、
前記3次元基準断層面及び前記3次元付加断層面のそれぞれの面上で、前記線源から放射状に放射される前記放射線の各照射方向が当該面に交差する各サンプル位置を中心とする一定長さの複数の線分を特定する線分特定手段(56(S55〜S60、S67,S68))と、
前記線分特定手段により特定された前記複数の線分それぞれに、前記基準面画像及び前記付加断層面画像の画像データに基づく画素値を与える画素値付与手段(56(S61、S67,S68))と、
前記3次元基準断層面の前記サンプル点毎に、前記基準面画像及び前記付加断層面画像の前記複数の線分の画素値に基づいて、当該3次元基準断層面及び当該3次元付加断層面の内の焦点が最適化された最適焦点断層面を決定する面決定手段(56(S62〜S66、S67,S68,S69))と、
前記3次元基準断層面の前記サンプル点毎に、前記最適焦点断層面の位置情報に基づいて当該サンプル点の画素の位置を前記放射線の各照射方向に沿って移動するとともに、当該移動した画素を繋いで前記撮像部位の3次元最適焦点画像を作成する最適焦点画像作成手段(56(S70,S71))と、
を備えたことを特徴とする放射線撮像装置。 - 前記3次元付加断層面は、前記放射線の前記照射方向における前記3次元基準断層面の前後それぞれに複数ずつ配置され且つ当該3次元基準断層面に平行な複数の3次元付加断層面から成ることを特徴とする請求項1に記載の放射線撮像装置。
- 前記放射線放出源は、前記放射線としてのX線を発生するX線管であり、
前記放射線検出器は、前記X線を検出する検出器であり、
前記対象物の撮像部位は、被検体の口腔部の歯列であり、
前記3次元基準断層面は、前記歯列に沿って設定された、湾曲した矩形状の3次元基準断層面であり、
前記画像はパノラマ画像である、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の放射線撮像装置。 - 前記面決定手段は、
前記画素値付与手段により画素値が付与された前記基準面画像及び前記付加断層面画像の前記複数の線分の画素値の変化特性を解析する解析手段(56(S63))と、
前記画素値の前記変化特性のプロファイルを予め複数の物質毎に記憶させている記憶手段(61)と、
前記記憶手段に記憶させている前記プロファイルに参照して、前記解析手段により解析された前記画素値の変化特性から前記最適焦点断層面を認識する認識手段(56(S65))と、
を備えたことを特徴とする請求項1,2,及び3の何れか一項に記載の放射線撮像装置。 - 前記最適焦点画像作成手段は、
前記面決定手段により決定された面のうちの特異な位置にある面をノイズとして前記サンプル毎に除去するノイズ点除去手段(56(S70))、
前記ノイズが除去された前記サンプル点毎の前記面の位置情報に対する当該サンプル点の画素を結合し、かつスムージング化して前記3次元最適焦点画像を作成するスムージング手段(56(S71))とを備えた、ことを特徴とする請求項4に記載の放射線撮像装置。 - 前記3次元基準断層面の前記パノラマ画像を表示するパノラマ画像表示手段と、
前記パノラマ画像表示手段により表示されたパノラマ画像上で、操作者にROI(関心領域)を設定させるROI設定手段と、
前記ROIを設定された領域の画像を前記パノラマ画像から切り出して表示する部分画像表示手段と、を備えたことを特徴とする請求項3に記載の放射線撮像装置。 - 前記最適焦点画像作成手段により作成された前記最適焦点画像を表示する最適焦点画像表示手段と、
前記最適焦点画像表示手段により表示された最適焦点画像上で、操作者にROI(関心領域)を設定させる場合、前記最適焦点画像を、湾曲した前記3次元基準断層面に前記X線の放射状の照射方向に沿って投影し、かつ、この投影した画像をパノラマ画像として作成する作成手段と、
前記作成手段により作成されたパノラマ画像上で、操作者にROI(関心領域)を設定させるROI設定手段と、
前記ROIを設定された領域の画像を前記パノラマ画像から切り出して表示する部分画像表示手段と、を備えたことを特徴とする請求項3に記載の放射線撮像装置。 - 前記最適焦点画像作成手段により作成された前記最適焦点画像を表示する最適焦点画像表示手段と、
前記最適焦点画像表示手段により表示された最適焦点画像上で、操作者にROI(関心領域)を設定させる場合、前記最適焦点画像を2次元の断層面に前記X線の放射状の照射
方向に沿って投影し、かつ、この投影した画像をパノラマ画像として作成する作成手段と、
前記作成手段により作成されたパノラマ画像上で、操作者にROI(関心領域)を設定させるROI設定手段と、
前記ROIが設定された領域の画像を前記パノラマ画像から切り出して表示する部分画像表示手段と、を備えたことを特徴とする請求項3に記載の放射線撮像装置。 - 前記基準面画像作成手段により作成されたパノラマ画像及び前記最適焦点画像作成手段により作成された最適焦点画像のうちの少なくとも一方を3次元的に表示する3次元表示手段を備えたことを特徴とする請求項3に記載の放射線撮像装置。
- 前記3次元表示手段は、前記パノラマ画像及び前記最適焦点画像のうちの少なくとも一方を、回転及び移動の少なくとも一方により表示可能に構成されていることを特徴とする請求項9に記載の放射線撮像装置。
- 点状の線源を有し、この線源から放射状に放射線を照射する放射線放出源(31,41)と、
前記放射線放出源に対象物を介して対峙して撮影空間を形成するように配置され、前記放射線が入射したときに当該放射線に対応したデジタル電気量の2次元データをフレーム単位で出力する放射線検出器(32)と、
前記放射線放出源と前記放射線検出器の対を前記対象物に対して、前記撮影空間に設定された所望の3次元基準断層面(SS)に前記放射線によるスキャンの焦点が合うように移動させる移動手段(14,30A,57)と、
前記移動手段により前記放射線放出源と前記放射線検出器の対を前記対象物に対して移動させている間に、前記放射線検出器から出力される前記データをフレーム単位で収集するデータ収集手段(57(S0,S1),53,52)と、を備えたシステムから出力される前記データを処理するデータ処理装置において、
前記データを入力し格納するデータ格納手段(53)と、
前記線源から放射状に放射される前記放射線の各照射方向に沿って前記3次元基準断層面に投影された前記対象物の撮像部位の画像を、前記データ格納手段に格納されている前記データに基づいて基準面画像として作成する基準面画像作成手段(57(S2,S3),56(S51))と、
前記線源から放射状に投影される前記放射線の各照射方向に沿って投影された画像あって、前記撮影空間において前記3次元基準断層面に距離を置いて仮想的に付加された3次元付加断層面上の前記撮像部位の画像を前記データに基づいて付加断層面画像として作成する付加断層面画像作成手段(56(S53,S54))と、
前記3次元基準断層面及び前記3次元付加断層面のそれぞれの面上で、前記線源から放射状に放射される前記放射線の各照射方向が当該面に交差する各サンプル位置を中心とする一定長さの複数の線分を特定する線分特定手段(56(S55〜S60、S67,S68))と、
前記線分特定手段により同定された前記複数の線分それぞれに、前記基準面画像及び前記付加断層面画像の画像データに基づく画素値を与える画素値付与手段(S61、S67,S68)と、
前記3次元基準断層面の前記サンプル点毎に、前記基準面画像及び前記付加断層面画像の前記複数の線分の画素値に基づいて、当該3次元基準断層面及び当該3次元付加断層面の内の焦点が最適化された最適焦点断層面を決定する面決定手段(56(S62〜S66、S67,S68,S69))と、
前記3次元基準断層面の前記サンプル点毎に、前記最適焦点断層面の位置情報に基づいて当該サンプル点の画素の位置を前記放射線の各照射方向に沿って移動するとともに、当該移動した画素を繋いで前記撮像部位の3次元最適焦点画像を作成する最適焦点画像作成手段(56(S70,S71))と、
を備えたことを特徴とするデータ処理装置。 - 前記システムは、前記放射線放出源に前記放射線としてのX線を発生するX線管を用い、前記放射線検出器に前記X線を検出する検出器を用い、前記3次元基準断層面を前記実空間において湾曲した矩形状の3次元(3D)基準断層面とし、前記対象物の撮像部位を被検体の歯列とした歯科用のパノラマ撮像装置であり、
前記3次元付加断層面は、前記放射線の前記照射方向における前記3次元基準断層面の前後それぞれに複数ずつ配置され且つ当該3次元基準断層面に平行な複数の3次元付加断層面から成り、
前記面決定手段は、
前記画素値付与手段により画素値が付与された前記基準面画像及び前記付加断層面画像の前記複数の線分の画素値の変化特性を解析する解析手段(56(S63))と、
前記画素値の前記変化特性のプロファイルを予め複数の物質毎に記憶させている記憶手段(61)と、
前記解析手段により解析された前記画素値の変化特性を、前記記憶手段に記憶させている前記プロファイルに参照して前記最適焦点断層面を認識する認識手段(56(S65))と、を備え、
前記最適焦点画像作成手段は、
前記最適焦点画像作成手段は、
前記面決定手段により決定された面のうちの特異な位置にある面をノイズとして前記サンプル毎に除去するノイズ除去手段(56(S70))、
前記ノイズが除去された前記サンプル点毎の前記面の位置情報に対する当該サンプル点の画素を結合し、かつスムージング化して前記3次元最適焦点断層画像を作成するスムージング手段(56(S71))とを備えた、
ことを特徴とする請求項11に記載のデータ処理装置。 - 点状の線源を有し、この線源から放射状にX線を発生するX線管と、前記X線が入射したときに当該X線の強度に対応したデジタル電気量の2次元データをフレーム単位で出力する検出器との対を、前記X線管と前記検出器との間に形成される撮影空間において所望の3次元基準断層面に前記X線によるスキャンの焦点が合うように対象物に対して移動させながら、当該移動中に前記検出器から出力される前記データをフレーム単位で収集し(S0,S1)、
前記線源から放射状に放射される前記X線の各照射方向に沿って前記3次元基準断層面に投影された前記対象物の撮像部位の画像を前記データに基づいて基準面画像として作成し(S2,S3,S51)、
前記線源から放射状に投影される前記X線の各照射方向に沿って投影された画像であって、前記撮影空間おいて前記3次元基準断層面に距離を置いて仮想的に付加された3次元付加断層面上の前記撮像部位の画像を前記データに基づいて付加断層面画像として作成し(S53,S54)、
前記3次元基準断層面及び前記3次元付加断層面のそれぞれの面上で、前記線源から放射状に放射される前記放射線の各照射方向が当該面に交差する各サンプル位置を中心とする一定長さの複数の線分を特定し(S55〜S60、S67,S68)、
前記特定された前記複数の線分それぞれに、前記基準面画像及び前記付加断層面画像の画像データに基づく画素値を与え(S61、S67,S68)、
前記3次元基準断層面の前記サンプル点毎に、前記基準面画像及び前記付加断層面画像の前記複数の線分の画素値に基づいて、当該3次元基準断層面及び当該3次元付加断層面の内の焦点が最適化された最適焦点断層面を決定し(S62〜S66、S67,S68,S69)、
前記3次元基準断層面の前記サンプル点毎に、前記最適焦点断層面の位置情報に基づいて当該サンプル点の画素の位置を前記放射線の各照射方向に沿って移動するとともに、当該移動した画素を繋いで前記撮像部位の3次元最適焦点画像を作成する(S70,S71)、
ことを特徴とする放射線を用いた撮像方法。 - 前記3次元付加断層面は、前記X線の前記照射方向における前記3次元基準断層面の前後それぞれに複数ずつ配置され且つ当該3次元基準断層面に平行な複数の3次元付加断層面から成り、
前記面を決定するステップは、
前記画素値が付与された前記基準面画像及び前記付加断層面画像の前記複数の線分の画素値の変化特性を解析し、
記憶手段に予め記憶させている、複数の物質それぞれの前記画素値の前記変化特性のプロファイルを参照して、前記解析手段により解析された前記画素値の変化特性から前記最適焦点断層面を認識し、
前記最適焦点画像を作成するステップは、
前記決定された面のうちの特異な位置にある面を前記サンプル毎に除去し、
前記特定点が除去された前記サンプル点毎の前記面の位置情報に対する当該サンプル点の画素を結合し、かつスムージング化して前記3次元最適焦点画像を作成する、
ことを特徴とする請求項13に記載の放射線を用いた撮像方法。 - メモリ(61)に予め格納され、かつ、当該メモリからコンピュータ(56)により読み出し可能なプログラムであって、
点状の線源を有し、この線源から放射状に放射線を照射する放射線放出源と、前記放射線放出源に対象物を介して対峙して撮影空間を形成するように配置され、前記放射線が入射したときに当該放射線の強度に対応したデジタル電気量の2次元データをフレーム単位で出力する放射線検出器と、前記放射線放出源と前記放射線検出器の対を前記対象物に対して、前記撮影空間に設定された所望の3次元基準断層面に前記放射線によるスキャンの焦点が合うように移動させる移動手段と、前記移動手段により前記放射線放出源と前記放射線検出器の対を前記対象物に対して移動させている間に、前記放射線検出器から出力される前記データをフレーム単位で収集するデータ収集手段と、を備えたシステムから出力される前記データをコンピュータに処理させるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記線源から放射状に放射される前記放射線の各照射方向に沿って前記3次元基準断層面に投影された前記対象物の撮像部位の画像を前記データに基づいて基準面画像として作成するステップ(S2,S3,S51)と、
前記線源から放射状に投影される前記放射線の各照射方向に沿って投影された画像あって、前記撮影空間において前記3次元基準断層面に距離を置いて仮想的に付加された3次元付加断層面上の前記撮像部位の画像を前記データに基づいて付加断層面画像として作成するステップ(S53,S54)と、
前記3次元基準断層面及び前記3次元付加断層面のそれぞれの面上で、前記線源から放射状に放射される前記放射線の各照射方向が当該面に交差する各サンプル位置を中心とする一定長さの複数の線分を特定するステップ(S55〜S60、S67,S68)と、
前記特定された複数の線分それぞれに、前記基準面画像及び前記付加断層面画像の画像データに基づく画素値を与えるステップ(S61、S67,S68)と、
前記3次元基準断層面の前記サンプル点毎に、前記基準面画像及び前記付加断層面画像の前記複数の線分の画素値に基づいて、当該3次元基準断層面及び当該3次元付加断層面の内の焦点が最適化された最適焦点断層面を決定するステップ(S62〜S66、S67,S68,S69)と、
前記3次元基準断層面の前記サンプル点毎に、前記最適焦点断層面の位置情報に基づいて当該サンプル点の画素の位置を前記放射線の各照射方向に沿って移動するとともに、当該移動した画素を繋いで前記撮像部位の3次元最適焦点画像を作成する3次元最適焦点画像として作成するステップ(S70,S71)と、を機能的に実行させることを特徴とするプログラム。
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