JP6401498B2

JP6401498B2 - 歯科用ｘ線ｃｔ撮影方法

Info

Publication number: JP6401498B2
Application number: JP2014111959A
Authority: JP
Inventors: 庸隆関根
Original assignee: Yoshida Dental Mfg Co Ltd
Current assignee: Yoshida Dental Mfg Co Ltd
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2018-10-10
Anticipated expiration: 2034-05-30
Also published as: JP2015223458A

Description

本発明は歯科用断層撮影装置において発生するメタルアーチファクトを低減する歯科用Ｘ線ＣＴ撮影方法に関するものである。

被検者の口腔内のＣＴ撮影を行う際、補綴物等の金属が存在すると、Ｘ線が透過せず、補綴物金属の裏側のデータの欠落が発生し、その結果、メタルアーチファクトが発生する。

従来、この種メタルアーチファクトを低減するには、特許文献１（特開平６−９８８８６号公報）および特許文献２（特開平８−１９５３３号公報）に記載されている医用Ｘ線ＣＴ装置がある。

特許文献１に記載の医用Ｘ線ＣＴ装置は、再構成画像上から関心領域を設定し、その関心領域に対応した領域設定手段と、設定された領域を移動平均処理する移動平均処理手段と、移動平均処理した投影データを再構成する再構成手段とを具備し、補正領域を限定して単純な移動平均処理で補正を行い、処理自体がデータの連続性を保ってメタルピークを抑制するため補正による画像の劣化が少なく、メタルアーチファクトを短時間で低減し得るものである。

又、特許文献２に記載の医用Ｘ線ＣＴ装置は、再構成画像上から関心領域等を領域設定手段により設定し、その関心領域から領域設定手段により設定された領域を補間手段によって補間処理し、補間処理した投影データを再構成し、メタルアーチファクトの特徴の１つである投影データ上のピークを、金属体等の高吸収体の影響を受けていないチャンネルのデータから補間処理して投影データを推測することにより、この補正された投影データを再構成することによりメタルアーチファクトを低減させ、メタルアーチファクトによって隠されていた画像情報を周囲に状況に合うように表示化させるものである。

特許文献１では、領域設定手段と、移動平均処理手段と、再構成手段とを具備し、金属の存在する関心領域である補正領域を限定して移動平均処理により平均化して補正を行うことによって、処理自体がデータの連続性を保ってメタルピークを抑制するため、平均化した補正による画像の劣化が少なく、メタルアーチファクトを短時間で低減し得るようにしている。

又、特許文献２では、領域設定手段と、補間手段と、再構成手段とを具備し、メタルアーチファクトの特徴の１つである投影データ上のピークを、金属体等の高吸収体の影響を受けていないチャンネルのデータから補間処理により投影データを推測することによって、この補正された投影データを再構成してメタルアーチファクトを低減させ、メタルアーチファクトによって隠されていた画像情報を周囲の状況に合うように表示化するものである。

特開平６−９８８８６号公報特開平８−１９５３３号公報

（株）データ・デザイン社カタログ３ＤＤｅｓｉｇｎ−Ｓｃａｎｎｉｎｇ−"Ａｔｒｅｃ３ＤＳｃａｎｎｅｒｓ"

しかし特許文献１および特許文献２のＸ線ＣＴ装置では、金属体の中心位置座標および関心領域の幅を測定するのが著しく厄介であり、これら中心位置座標および関心領域幅により決まる関心領域の移動平均処理および補正処理も煩雑である。

又、図１に示すように、被検者１のメタル等の補綴物９を有する口腔内をＸ線源２により照射すると、斜線で示すデータ不足部分がメタルアーチファクトとして撮影画面内に生じ、Ｘ線ＣＴ撮影の診断の妨げになる。

関連部位が被検体の体内であれ、口腔内であれ、メタルアーチファクトが発生してＸ線ＣＴ装置の撮影像に与える影響は同じであり、発生するメタルアーチファクトをできるだけ低減させる必要がある。

又、３Ｄスキャナ自体は１秒間に１５ショットの高速連続撮影が可能なＡｒｔｅｃＧｒｏｕｐＩｎｃ社製の３Ｄスキャナ(ＡｒｔｅｃＥｖａ^ＴＭ（登録商標)）が既に開発されている。

本発明の目的は、歯科用Ｘ線ＣＴ撮影装置において、斯かる３Ｄスキャナを併設し、被検者の口腔内をＣＴ撮影する際、補綴物等により発生するメタルアーチファクトを簡単に低減し得るように構成配置した歯科用Ｘ線ＣＴ撮影方法を提供せんとするものである。

上記の課題を解決するために、本発明歯科用Ｘ線ＣＴ撮影方法は、被検者に向けてＸ線を照射するＸ線源と、被検者を通過したＸ線を検出するＸ線撮像手段と、被検者の周りに前記Ｘ線源およびＸ線撮像手段を対向して一体的に保持する旋回アームと、該旋回アームを旋回させるための旋回手段と、該旋回手段を支持する装置フレームとを具備する歯科用Ｘ線ＣＴ撮影装置に、リアルタイムでスキャン可能な３Ｄスキャナを搭載した歯科用Ｘ線ＣＴ撮影装置の撮影方法において、１回目のＸ線によるＣＴ走査実施の撮影開始時または撮影中に前記３Ｄスキャナにより被検者の顔貌の３Ｄデータを取得し、１回目のＸ線によるＣＴ走査を実施する工程と、被写体に対するアーム旋回平面の角度を相対的に変更可能なＸ線入射角度変更手段を有し、１回目のＸ線によるＣＴスキャンとは異なる角度でＸ線ＣＴ撮影を行うためのＸ線入射角度変更工程と、２回目のＸ線によるＣＴスキャン実施の撮影開始時または撮影中に前記３Ｄスキャナにより被検者の顔貌の３Ｄデータを取得し、２回目のＸ線によるＣＴスキャンを実施する工程と、前記３Ｄスキャナによる１回目および２回目の顔貌の３ＤデータからＸ線の入射角の差分を算出し、前記１回目および２回目のＸ線ＣＴスキャンデータの両方のデータよりＣＴ再構成演算を行う工程を備えることを特徴とする。

又、本発明歯科用Ｘ線ＣＴ撮影方法は、前記Ｘ線入射角度変更手段を、前記歯科用Ｘ線撮影装置側でアームの旋回平面を変える手段とする。

更に、本発明歯科用Ｘ線ＣＴ撮影方法は、前記Ｘ線入射角度変更手段を、前記歯科用Ｘ線ＣＴ装置に被験者の顎と頭部を固定するチンレストおよびヘッドサポートを設け、該チンレストおよびヘッドサポートを傾けて配置し、被験者を固定する手段とする。

更に、本発明歯科用Ｘ線ＣＴ撮影方法は、前記Ｘ線によるＣＴスキャンを実施する工程において、被験者の顔貌の筋肉の動きの少ない部分に固定可能な位置データマーカを着用する。

上述したように本発明によれば、被検者の口腔内をＣＴ撮影する際のメタルアーチファクトを容易に低減することができる。

従来のメタルアーチファクトを有する被検者のＸ線撮影の原理を示す側面図である。本発明のメタルアーチファクトを有する被検者のＸ線撮影の原理を示す側面図である。従来のメタルアーチファクトを有する被検者のＸ線撮影方法を示す説明図である。本発明のメタルアーチファクトを有する被検者のＸ線撮影方法を示す説明図である。本発明のメタルアーチファクトを有する被検者のＸ線撮影方法の他の例を示す説明図である。本発明のメタルアーチファクトを有する被検者のＸ線撮影システムを示すブロック図である。本発明のメタルアーチファクトを有する被検者のＸ線撮影システムの別な例を示すブロック図である。本発明の被験者を傾けて配置する方法を示す説明図である。本発明で着用可能な位置データマーカを説明する側面図である。本発明で着用可能な位置データマーカを説明する上面図である。

図面を参照して本発明の詳細を説明する。
図２および図６に示すように、本発明では、被検者１の金属補綴物９を有する口腔に向けてＸ線を照射するＸ線源２と、被検者１の口腔を通過したＸ線を検出するＸ線撮像手段３と、被検者１の周りに前記Ｘ線源２およびＸ線撮像手段３を対向して一体的に保持する旋回アーム４ａと、該旋回アーム４ａを旋回駆動させるための旋回駆動手段４と、該旋回駆動手段４を支持する装置フレーム４とを具備する歯科用Ｘ線ＣＴ撮影装置において、前記Ｘ線源２に対しリアルタイムでスキャンが可能な３Ｄスキャナ１０を搭載する。
即ち、歯科用Ｘ線撮影装置のＸ線源２を設置している個所の近辺に３Ｄスキャナ１０を搭載する。

斯様にして構成した歯科用Ｘ線ＣＴ撮影装置および３Ｄスキャナ１０を用いてＸ線撮影を開始する。先ず、Ｘ線源２およびＸ線撮像手段３間に被検体１の頭部を位置させ、口腔のＸ線撮影を行うに当たり、１回目の撮影開始時に３Ｄスキャナ１０により顔貎の３Ｄデータを取得し、この取得データは、第３スイッチ２９を経て３Ｄ画像メモリ１１に供給し、更に入射角度差分算出手段２０に供給する。次いで、１回目のＸ線源２によるＣＴスキャンを実施して１回目のＸ線撮影工程を実行し、取得したＸ線撮影データをＡ／Ｄ変換手段５を介して大容量フレーム記憶手段６に記憶する。

その後、被写体である被検者に対するアーム旋回平面の角度を相対的に変更可能なＸ線入射角度変更手段２３により、１回目のＸ線ＣＴスキャン時のＸ線入射角を変更するために、被検者に対するアーム旋回平面の角度(Ｘ線の入射角度)を変化させる。

Ｘ線入射角度変更手段２３は、旋回駆動手段４の下部に設け、その旋回アーム４ａを、被験者９を中心として、Ｘ線源２とＸ線撮像手段３とを対向した状態で円弧を描くようにスライドさせ、アーム旋回平面の角度を変化させることができる。

斯様にして、Ｘ線の入射角変更後、２回目のＸ線撮影工程を開始する。即ち、２回目の撮影開始時に再び、１回目と同様に、３Ｄスキャナ１０により顔貌の３Ｄデータを取得し、この３Ｄデータを第４スイッチ３０を経て３Ｄ画像メモリ２６に供給し、更に入射角度差分算出手段２０に供給する。

次いで、２回目のＸ線源２によるＣＴスキャンを実施して２回目のＸ線撮影工程を実行し、Ｘ線撮像手段３で得られたＸ線撮影データをＡ／Ｄ変換手段５を介して大容量フレーム記憶手段６に記憶する。

その後、入射角度差分算出手段２０において１回目および２回目の顔貌の３Ｄデータを取得し、三角測距の原理を用いてＸ線の入射角度の差分を算出し、ＣＢＣＴ用画像処理手段１６によって、１回目のＸ線撮影工程を実行し取得して大容量フレーム記憶手段６に記憶されたＸ線データと、２回目のＸ線撮影工程を実行し取得して大容量フレーム記憶手段６に記憶されたＸ線データとに、逆投影処理を施して、１回目および２回目のＸ線ＣＴスキャンデータの両方のデータからＣＴ再構成演算を行う。

なお、３Ｄスキャナは例えば、レーザビームによる光切断方式が可能でスリット状のレーザ光で被検者の顔貌を上下にスキャンしその反射光をＣＣＤカメラで受光し、三角側距の原理で被検者の顔貌との距離情報を得て３次元データ化することができる。
さらに旋回アームが回転することで被検者を中心とした３６０度の被検者顔貌を３次元データ化することが可能となる。
よって被検者に対するアーム旋回平面の角度は３Ｄスキャナから得られた距離情報から容易に取得することができる。

上記Ｘ線入射角度変更手段は、前記歯科用Ｘ線ＣＴ撮影装置側で旋回アームの旋回平面を水平面とは異なる角度の旋回平面に変える手段とすることができる。
又、前記Ｘ線入射角度変更手段は、被検者自身が顔を上向き下向きにする等の操作又は作動により患者顔貌を傾けて撮影を行う手段とすることもできる。

例えば、図８の歯科用Ｘ線ＣＴ撮影装置のように、装置の支柱に背を向けて撮影する場合には、チンレストアーム４２に設けられたチンレスト４１およびヘッドサポート４０を床面に対して垂直ではなく傾けて配置し、被検者を固定する。
ヘッドサポート４０はヘッドサポート用の被検者位置調整手段２１の回転軸（図示せず）を中心として被検者頭部を前後に傾斜させることが可能である。
また同回転軸に設けられたエンコーダ（図示せず）により角度調整量を検出する調整量検出手段２２によって検出することができる。
また被検者の頭部傾斜角度に合せてチンレスト４１の傾きをチンレスト用の被検者位置調整手段２１によって被検者顔貌を安定して保持させることができる。
斯様に図６の入射角度変更手段２３に変えて図７のように被検者支持台２８に固定された被検者位置調整手段２１及び調整量検出手段２２の構成による入射角度変更手段２３を用いてもよい。

また、別な例として被検者の顔貌の筋肉の動きの少ない部分に固定可能な位置データマーカを着用することが望ましい。
図９に側面図、および図１０に上面図で示すように、例えば被検者の側頭部で支持する黒色の位置検出部分を有するヘッドバンドの様な器具を取付けた状態でスキャンしヘッドバンド位置の動きを用いることもできる。

又、被検者を支柱側に向けて撮影する場合には、支柱側のスライド本体部に鏡を設け、鏡に床面に対して垂直ではない正中線を描いておき、被検者が鏡の正中線に合わせるように顔を傾斜させるようにすることもできる。
上記３Ｄスキャナ１０の代わりに、３次元座標を取得できる手段を使用することもできる。
又、本発明歯科用Ｘ線ＣＴ撮影方法は、２回の走査に限らず、２回以上の走査でも用いることができる。

更に、本発明歯科用Ｘ線ＣＴ撮影方法では、被曝線量を低減させるために、図４に示す複数回の走査で取得する総プロジェクション数（この場合には、例えば、或る角度で４回、更に他の角度で４回の総数８回のプロジェクション）を、図３に示す従来の１回のスキャンと同じプロジェクション数（即ち、例えば、８回のプロジェクション）とすることによって被曝線量（照射時間）を１回のスキャンの場合と同等とすることができる。

更に、本発明によれば、図５に示すように、１回目および２回目のプロジェクションを交互に行うこともできる。

本発明では、上述したようにしてメタルアーチファクトを低減した後、大容量フレーム記憶手段６に記憶されたＸ線撮影データは、ＣＢＣＴ画像を得る場合には、第２スイッチ８を経てＣＢＣＴ用画像処理手段１６に供給し、ここで画像処理を行ってＣＢＣＴ用処理画像記憶手段１７に供給し、更にはＣＢＣＴ用画像表示記憶手段１８を経て出力手段１９に供給し、所望のＣＢＣＴ画像を得るようにしている。

又、大容量フレーム記憶手段６に記憶されたＸ線撮影データは、パノラマ画像を得る場合には、第１スイッチ７を経てパノラマ用画像処理手段１２に供給し、ここでパノラマ画像処理を行って大容量処理画像記憶手段１３に供給し、更には全画像表示記憶手段１４を経て出力手段に供給し、所望のパノラマ画像を得るようにしている。

１被検者(被写体)
２Ｘ線源
３Ｘ線撮像手段
４旋回駆動手段
４ａ旋回アーム
５Ａ／Ｄ変換手段
６大容量フレーム画像記憶手段
７第１スイッチ
８第２スイッチ
９金属補綴物
１０３Ｄスキャナ
１１３Ｄ画像メモリ
１２パノラマ用画像処理手段
１３大容量処理画像記憶手段
１４全画像表示記憶手段
１５第１出力手段
１６ＣＢＣＴ画像処理手段
１７ＣＢＣＴ処理画像記憶手段
１８ＣＢＣＴ画像画表示記憶手段
１９第２出力手段
２０入射角度差分算出手段
２１被検者位置調整手段
２２調整量検知手段
２３入射角度変更手段
２６３Ｄ画像メモリ
２８被検者支持台
２９第３スイッチ
３０第４スイッチ
４０ヘッドサポート
４１チンレスト
４２チンレストアーム

Claims

被検者に向けてＸ線を照射するＸ線源と、被検者を通過したＸ線を検出するＸ線撮像手段と、被検者の周りに前記Ｘ線源およびＸ線撮像手段を対向して一体的に保持する旋回アームと、該旋回アームを旋回させるための旋回手段と、該旋回手段を支持する装置フレームとを具備する歯科用Ｘ線ＣＴ撮影装置に、リアルタイムでスキャン可能な３Ｄスキャナを搭載した歯科用Ｘ線ＣＴ撮影装置の撮影方法において、１回目のＸ線によるＣＴスキャン実施の撮影開始時または撮影中に前記３Ｄスキャナにより被検者の顔貌の３Ｄデータを取得し、１回目のＸ線によるＣＴスキャンを実施する工程と、被写体に対するアーム旋回平面の角度を相対的に変更可能なＸ線入射角度変更手段を設け、１回目のＸ線によるＣＴスキャンとは異なる角度でＸ線ＣＴ撮影を行うためのＸ線入射角度変更工程と、２回目のＸ線によるＣＴスキャン実施の撮影開始時または撮影中に前記３Ｄスキャナにより被検者の顔貌の３Ｄデータを取得し、２回目のＸ線によるＣＴスキャンを実施する工程と、前記３Ｄスキャナによる１回目と２回目の顔貌の３ＤデータからＸ線の入射角差分を算出し、前記１回目と２回目のＸ線ＣＴスキャンデータの両方のデータよりＣＴ再構成演算を行う工程とを備えることを特徴とする歯科用Ｘ線ＣＴ撮影方法。
前記Ｘ線入射角度変更手段を、前記歯科用Ｘ線ＣＴ撮影装置側でアームの旋回平面を変える手段とすることを特徴とする請求項１記載の歯科用Ｘ線ＣＴ撮影方法。
前記Ｘ線入射角度変更手段を、前記歯科用Ｘ線ＣＴ装置に被験者の顎と頭部を固定するチンレストおよびヘッドサポートを設け、該チンレストおよびヘッドサポートを傾けて配置し、被験者を固定する手段とすることを特徴とする請求項１記載の歯科用Ｘ線ＣＴ撮影方法。
前記Ｘ線によるＣＴスキャンを実施する工程において、被験者の顔貌の筋肉の動きの少ない部分に固定可能な位置データマーカを着用したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の歯科用Ｘ線ＣＴ撮影方法。