JP7078210B2 - Fixed Oral Tomosynthesis Imaging Systems, Methods, and Computer-Readable Medium for 3D Dental Imaging - Google Patents

Fixed Oral Tomosynthesis Imaging Systems, Methods, and Computer-Readable Medium for 3D Dental Imaging Download PDF

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Description

発明の詳細な説明Detailed description of the invention

関連出願との相互参照
本特許出願は、その内容が参照により全体的に本明細書に組み込まれる、2016年5月9日に出願された米国仮特許出願第62/333,614号明細書の優先権を主張する。
[技術分野]
本明細書に開示する主題は、X線撮影に関する。より詳細には、本明細書に開示する主題は、3次元歯科用イメージングのための固定式口腔内トモシンセシスシステム、方法、およびコンピュータ可読媒体に関する。
[背景技術]
歯科X線撮影は、過去数十年にわたって重要な変化を遂げている。しかし、より正確な診断に用いるイメージング法の必要性が引き続き高い優先度を占めている。口腔内歯科用X線は、レントゲンがX線放射を発見してからわずか1年後に導入された。その時以来、歯科用イメージング技術の進歩には、より敏感な検出器技術、パノラマイメージング、デジタルイメージング、およびコーンビームコンピュータ断層撮影(CBCT)が含まれている。コンピュータ断層撮影(CT)、磁気共鳴イメージング(MRI)、超音波(US)、および光学技術も、歯科用イメージングについて検討されている。
Cross-reference with related applications This patent application is the specification of US Provisional Patent Application No. 62 / 333,614 filed May 9, 2016, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety. Claim priority.
[Technical field]
The subject matter disclosed herein relates to radiography. More specifically, the subjects disclosed herein relate to fixed intraoral tomosynthesis systems, methods, and computer-readable media for three-dimensional dental imaging.
[Background technology]
Dental radiography has undergone significant changes over the last few decades. However, the need for imaging methods used for more accurate diagnosis continues to be a high priority. Oral dental x-rays were introduced only one year after X-rays were discovered by X-ray radiation. Since that time, advances in dental imaging techniques have included more sensitive detector techniques, panoramic imaging, digital imaging, and cone beam computer tomography (CBCT). Computer tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), ultrasound (US), and optical techniques are also being considered for dental imaging.

口腔内X線撮影は、歯科用イメージングの主流である。これは、ほとんどの日常的な歯科的必要性のために、比較的高い分解能、および限定された視野画像を提供する。しかし、2次元(2D)イメージング様式として、この技術は、重なり合う構造の重畳、および深さ寸法における空間情報の損失を被る。パノラマイメージングは、一般的な形態の口腔外イメージングであり、単一の画像内に上顎、下顎、側頭下顎関節(TMJ)および関連する構造全体を視覚化するが、かなりの幾何学的ゆがみを受け、口腔内X線撮影に比べて空間分解能が比較的低い。3次元(3D)イメージング様式としてのCBCTは、特に歯科インプラントおよび歯科矯正治療計画などの外科的計画手順、ならびに歯内および病的状態の評価において、歯科分野で広く受け入れられている。しかし、2DX線撮影と比較して、CBCTに関連するいくつかの欠点があり、その中には、金属歯科用修復物/器具からの過剰なノイズおよびアーチファクトがあり、それによって画像品質を低下させる。2DX線撮影と比較して、取得、再構成、および解釈の時間は大幅に増加し、それによって臨床効率が低下し、財務コストが増加する。電離放射線量が著しく高くなり、それによって患者の放射線負荷を増加させる。 Intraoral radiography is the mainstream of dental imaging. It provides relatively high resolution and limited field image for most routine dental needs. However, as a two-dimensional (2D) imaging mode, this technique suffers from superimposition of overlapping structures and loss of spatial information in depth dimensions. Panorama imaging is a common form of extraoral imaging that visualizes the maxilla, mandible, temporalis-mandibular joint (TMJ) and the entire associated structure within a single image, but with significant geometric distortion. The spatial resolution is relatively low compared to intraoral radiography. CBCT as a three-dimensional (3D) imaging modality is widely accepted in the dental field, especially in surgical planning procedures such as dental implants and orthodontic treatment plans, as well as in the assessment of endodontic and pathological conditions. However, compared to 2DX radiography, there are some drawbacks associated with CBCT, including excessive noise and artifacts from metal dental restorations / instruments, which degrades image quality. .. Compared to 2DX radiography, the time for acquisition, reconstruction, and interpretation is significantly increased, which reduces clinical efficiency and increases financial costs. The amount of ionizing radiation is significantly higher, thereby increasing the radiation load on the patient.

多くの技術的進歩にもかかわらず、最も一般的な歯科的状態のいくつかのX線撮影診断精度は長年改善されておらず、一部の場合、低いままである。例には、う歯検出、歯根破折の検出、および歯周骨損失の評価が含まれる。 Despite many technological advances, the radiographic diagnostic accuracy of some of the most common dental conditions has not improved over the years and in some cases remains low. Examples include caries detection, root fracture detection, and periodontal loss assessment.

う歯は最も一般的な歯科疾患である。世界保健機関(WHO)は、学校の子供の60%~90%およびほぼすべての成人が、いくらかの時点でう歯を有していると推定している。う歯病変が十分に早期に(例えば、キャビテーションの前に)検出された場合、それらを非外科的手段によってはばみ、再石灰化することができる。う歯病変が検出されないまま進むと、大規模な修復、歯内療法、場合によっては抜歯が必要となり得るより深刻な状態に発展する可能性がある。う歯の検出感度は、ここ数十年で大きな改善は見られていない。2次元口腔内X線撮影は、現在のゴールドスタンダードであり、象牙質内の病変では40%~70%、エナメル質に限局した病変では30%~40%の範囲の感度が報告されている。CBCTは、う歯の検出に有意な改善をもたらさない。ビーム硬化アーチファクトおよび患者の動きにより、構造の鮮明さおよび精細度が低下する。 Caries is the most common dental disease. The World Health Organization (WHO) estimates that 60% to 90% of school children and almost all adults have dental caries at some point. If caries lesions are detected early enough (eg, before cavitation), they can be pinched and remineralized by non-surgical means. If the caries lesion goes undetected, it can lead to more serious conditions that may require extensive restoration, endodontic treatment, and in some cases tooth extraction. The detection sensitivity of dental caries has not improved significantly in recent decades. Two-dimensional intraoral radiography is the current gold standard, with sensitivities ranging from 40% to 70% for lesions within the dentin and 30% to 40% for lesions confined to enamel. CBCT does not bring a significant improvement in caries detection. Beam hardening artifacts and patient movement reduce structural sharpness and definition.

垂直歯根破折(VRF)の検出は、臨床的に重要な診断課題であり、歯の管理に重要な影響を与える。VRFは、歯内治療に関連する最も不快な歯の状態の1つと考えられている。VRFの全体的な検出は依然として貧弱なままである。初期の小根破折を検出するCBCTの能力は、その比較的低い分解能によって限定される。さらに、過剰なビーム硬化、ストリークアーチファクト、およびノイズの結果、感度の有意な低下および偽陽性歯根破折診断の増加が生じる。 Detection of vertical root fracture (VRF) is a clinically important diagnostic challenge and has important implications for tooth management. VRF is considered to be one of the most unpleasant dental conditions associated with endodontic treatment. Overall detection of VRF remains poor. The ability of CBCT to detect early root fractures is limited by its relatively low resolution. In addition, excessive beam hardening, streak artifacts, and noise result in a significant decrease in sensitivity and an increase in false-positive root fracture diagnosis.

歯科用X線撮影は、歯の予後を評価し、歯周病に関連する治療決定を行うための重要な情報を提供する。現在、2次元口腔内X線撮影が歯科用イメージングの主流である。これは、ほとんどの日常的な歯科的必要性のために、限定された視野を有する比較的高い分解能画像を提供する。しかし、この技術は、3D対象物の2D表現により、限定される。2D画像の結果、重なり合う構造の重畳、および深さ寸法における空間情報の損失を生じさせる。その結果、重要な寸法関係が不明瞭になり、観察される鮮明さが低下し、対象となる対象物が失われ、病理学的コントラストが低下する。一方、パノラマイメージングは、一般的な形態の口腔外イメージングであり、上顎、下顎、側頭下顎の関節および関連する構造全体を単一の走査で視覚化する。これはかなりの幾何学的歪みを受けやすく、口腔内x撮影と比較して空間分解能が比較的低い。 Dental radiography provides important information for assessing the prognosis of teeth and making treatment decisions related to periodontal disease. Currently, two-dimensional intraoral radiography is the mainstream of dental imaging. It provides relatively high resolution images with a limited field of view for most routine dental needs. However, this technique is limited by the 2D representation of the 3D object. The result of 2D images is the superposition of overlapping structures and the loss of spatial information in depth dimensions. As a result, important dimensional relationships are obscured, the observed sharpness is reduced, the object of interest is lost, and the pathological contrast is reduced. Panorama imaging, on the other hand, is a common form of extraoral imaging that visualizes the maxillary, mandibular, temporalis and mandibular joints and the entire associated structure in a single scan. It is susceptible to considerable geometric distortion and has a relatively low spatial resolution compared to intraoral x imaging.

これらの診断課題は、高分解能、3D能力、金属アーチファクト感度の低減、および患者への放射線負荷の低減を伴う診断イメージングシステムの臨床的必要性を示している。
デジタルトモシンセシスイメージングは、限定された角度の一連の投影イメージから再構成スライス画像を提供する3Dイメージング技術である。デジタルトモシンセシスは、上に重なる正常な解剖学的構造からの視覚的クラッタを低減することによって、解剖学的構造の可視性を改良する。現在の臨床トモシンセシスの用途のいくつかの例には、胸部、腹部、筋骨格および乳房のイメージングが含まれる。
These diagnostic challenges demonstrate the clinical need for diagnostic imaging systems with high resolution, 3D capability, reduced metal artifact sensitivity, and reduced radiation load on patients.
Digital tomosynthesis imaging is a 3D imaging technique that provides reconstructed slice images from a series of projected images at a limited angle. Digital tomosynthesis improves the visibility of anatomical structures by reducing visual clutter from the overlaid normal anatomy. Some examples of current clinical tomosynthesis applications include chest, abdominal, musculoskeletal and breast imaging.

1990年代後半に、歯科用イメージングのために、トモシンセシス技術のバリエーション、いわゆるTuned Aperture Computed Tomography(TACT)が、検討された。TACTは、従来のX線撮影と比較して、多くのタスクの診断精度を大幅に改善した。これらの改善には、歯根骨折の検出、歯周骨損失の検出および定量化、インプラント部位評価、および埋没した第3臼歯の評価が含まれていた。しかし、う歯の結果は確定的ではなかった。 In the late 1990s, a variation of tomosynthesis technology, the so-called Tuned Aperture Completed Tomography (TACT), was examined for dental imaging. TACT has significantly improved diagnostic accuracy for many tasks compared to conventional radiography. These improvements included detection of root fractures, detection and quantification of periodontal bone loss, implant site assessment, and assessment of buried third molars. However, the caries results were uncertain.

TACTは、その技術が患者のイメージングには実用的ではなかったため、臨床的に採用されなかった。従来のX線管は、固定された点(焦点)からX線が放射される単一画素装置である。複数の投影画像を取得するために、X線源が、患者の周りで機械的に移動された。イメージングジオメトリを決定するために基準マーカが使用された。このプロセスは時間がかかり(例えば、1回の走査につき約30分)、画像取得を達成するために操作者の高い技能を必要とした。X線源の機械的動作によるイメージングジオメトリのパラーメータおよび長いイメージング取得時間を正確に決定することの難しさにより、TACTは非実用的となる。単一のX線源を使用する3D口腔内イメージングのためのTACTのいずれのリエーションも、同様の欠点および不利点を有する。 TACT was not clinically adopted because the technique was not practical for patient imaging. A conventional X-ray tube is a single pixel device in which X-rays are emitted from a fixed point (focal point). The astrophysical x-ray was mechanically moved around the patient to obtain multiple projected images. Reference markers were used to determine the imaging geometry. This process was time consuming (eg, about 30 minutes per scan) and required a high degree of operator skill to achieve image acquisition. The mechanical movement of the X-ray source makes TACT impractical due to the parameters of the imaging geometry and the difficulty of accurately determining long imaging acquisition times. Any relation of TACT for 3D intraoral imaging using a single X-ray source has similar drawbacks and disadvantages.

口腔外トモシンセシスは、実験的装置を用いる、ならびにCBCTを用いる患者の研究において検討されてきている。口腔外ジオメトリは、高い放射線量を必要とした。画像の品質は、焦点外れ構造のクロストークによって損なわれた。高放射線量を避けるために、単一の機械的走査X線源を使用する口腔内トモシンセシスが特許文献において説明されており、最近の刊行物では単一の従来のX線源および回転ファントムを用いて検討されている。残念なことに、TACTについて上述した制約は、これらの方法においても同じであり、従来の単一焦点X線管によって主に引き起こされる
したがって、従来の2D口腔内歯科用イメージングと同じ空間分解能を有する3D歯科画像を患者に対して同等の放射線量で迅速に得ることができる、3D歯科用イメージングのための固定式口腔内トモシンセシスシステム、方法、およびコンピュータ可読媒体が必要とされている。
[発明の概要]
本開示の主題は、1つまたは複数の2次元(2D)X線投影画像から、対象物の3次元(3D)トモシンセシス画像、特に患者の歯の画像を生成することに関する。
Extraoral tomosynthesis has been investigated in the study of patients using experimental equipment as well as using CBCT. Extraoral geometry required high radiation doses. Image quality was compromised by out-of-focus crosstalk. Intraoral tomosynthesis using a single mechanically scanned X-ray source to avoid high radiation doses has been described in patent literature, and recent publications have used a single conventional X-ray source and rotating phantom. Is being considered. Unfortunately, the constraints mentioned above for TACT are the same in these methods and are therefore primarily caused by conventional single focus X-ray tubes and therefore have the same spatial resolution as traditional 2D intraoral dental imaging. There is a need for fixed intraoral tomosynthesis systems, methods, and computer-readable media for 3D dental imaging that can rapidly obtain 3D dental images to patients at equivalent radiation doses.
[Outline of the invention]
The subject matter of the present disclosure relates to generating a three-dimensional (3D) tomosynthesis image of an object, particularly an image of a patient's teeth, from one or more two-dimensional (2D) X-ray projection images.

本明細書の主題の1つの態様によれば、対象物の3次元(3D)イメージングのための固定式口腔内トモシンセシスシステムであって、1つまたは複数の焦点を含む空間的に分散配置されたX線源アレイと、関節アームの第1の端部において空間的に分散配置されたX線源アレイに取り付けられた自由度(DOF)装置であって、関節アームの第1の端部が対象物の最も近くに位置する、自由度(DOF)装置と、電源と、空間的に分散配置されたX線源アレイを制御するように構成された制御電子機器とを備える制御ユニットであって、関節アームの第2の端部に取り付け可能であり、関節アームの内側を通ってまたはこれに沿って電気ケーブルを介して空間的に分散配置されたX線源に接続され、壁または表面に装着可能である、制御ユニットと、1つまたは複数のX線投影画像を記録するように構成された口腔内検出器であって、1つまたは複数のX線投影画像の各々は、空間的に分散配置されたX線源アレイの1つまたは複数の焦点の対応する焦点から放射されたX線放射によって生成される、口腔内検出器と、空間的に分散配置されたX線源アレイと、患者との間に配設されたコリメータであって、空間的に分散配置されたX線源アレイをX線検出器に結合させ、空間的に分散配置されたX線源アレイの1つまたは複数の焦点から放射されたX線放射を、X線センサとしても知られている口腔内検出器によって画定された共通領域に制限するように構成される、コリメータとを備える、固定式口腔内トモシンセシスシステムが、提供される。
固定式口腔内トモシンセシスシステムは、トモシンセシス再構成を実行して、コンピューティングプラットフォームを使用して1つまたは複数のX線投影画像を使用して1つまたは複数の3D画像を生成するように構成される。
According to one aspect of the subject matter herein, a fixed intraoral tomosynthesis system for three-dimensional (3D) imaging of an object, spatially dispersed, including one or more focal points. A degree of freedom (DOF) device attached to an X-ray source array and a spatially distributed X-ray source array at the first end of the joint arm, targeting the first end of the joint arm. A control unit with a degree of freedom (DOF) device located closest to an object, a power source, and a control electronic device configured to control a spatially distributed X-ray source array. It can be attached to the second end of the joint arm and is connected to spatially distributed X-ray sources through or along the inside of the joint arm via electrical cables and mounted on a wall or surface. Possible, a control unit and an intraoral detector configured to record one or more X-ray projection images, each of which is spatially dispersed. An intraoral detector, a spatially distributed X-ray source array, and a patient generated by X-ray radiation emitted from the corresponding focal point of one or more focal points of the arranged X-ray source array. A collimator disposed between and one or more of spatially distributed X-ray source arrays by coupling a spatially distributed X-ray source array to an X-ray detector. A fixed intraoral tomosynthesis system with a collimator configured to limit X-ray radiation emitted from the focal point to a common area defined by an intraoral detector, also known as an X-ray sensor. , Provided.
The fixed intraoral tomosynthesis system is configured to perform tomosynthesis reconstruction and use a computing platform to generate one or more 3D images using one or more X-ray projection images. Tomosynthesis.

本明細書の主題の別の態様によれば、固定口腔内トモシンセシスシステムを使用する3Dイメージングのための方法であって、固定式口腔内トモシンセシスシステムの空間的に分散配置されたX線源アレイを患者の口の外側に配置するステップであって、空間的に分散配置されたX線源アレイは、1つまたは複数の陽極上に空間的に分散配置された1つまたは複数の焦点を含む、配置するステップと、少なくとも1つのイメージングプロトコルに合わせて構成されたX線検出器ホルダを使用して患者の口の内側にX線検出器を配置するステップであって、X線検出器ホルダは、X線検出器ホルダの第1の端部上に配設された複数の磁石を備え、その第1の端部は、患者の口の外側に位置する、配置するステップと、第1のコリメータプレートをコリメータの第1の端部に、第2のコリメータプレートをコリメータの第2の端部に提供するステップであって、第2のコリメータプレートは、少なくとも1つのイメージングプロトコルに合わせてX線検出器ホルダの1つまたは複数の様相に対応するように選択される、提供するステップと、空間的に分散配置されたX線源アレイおよびコリメータを、第2のコリメータプレートをコリメータの第2の端部およびX線検出器ホルダの第1の端部上に結合させることによって第2のコリメータプレートを介してX線検出器ホルダに結合させるステップと、1つまたは複数の焦点の各々を予め設定された放射線量およびX線エネルギーに対して順次活性化させることによって1つまたは複数の視野角から患者の口の1つまたは複数のX線投影画像を取得するステップであって、1つまたは複数のX線投影画像は、2次元(2D)である、取得するステップと、1つまたは複数のX線投影画像をコンピューティングプラットフォームに転送するステップと、1つまたは複数の反復再構成アルゴリズムを使用して、1つまたは複数のX線投影画像から、1つまたは複数の3Dトモシンセシス画像を再構成するステップと、1つまたは複数の3Dトモシンセシス画像を処理し、1つまたは複数の3Dトモシンセシス画像を、コンピューティングプラットフォームに電気的に接続された1つまたは複数のモニタ上に表示するステップとを含む、方法が、提供される。 According to another aspect of the subject matter herein, a method for 3D imaging using a fixed intraoral tomosynthesis system, a spatially distributed X-ray source array of fixed intraoral tomosynthesis systems. A step outside the patient's mouth, the spatially distributed X-ray source array comprising one or more spatially distributed focal points on one or more anodes. The X-ray detector holder is a step of placing the X-ray detector inside the patient's mouth using an X-ray detector holder configured for at least one imaging protocol. A plurality of magnets disposed on the first end of the X-ray detector holder, the first end of which is located outside the patient's mouth, with a step to place and a first collimeter plate. In the step of providing a second collimator plate to the first end of the collimator and a second collimator plate to the second end of the collimator, the second collimator plate is an X-ray detector for at least one imaging protocol. The steps to be selected to accommodate one or more aspects of the holder and the spatially distributed X-ray source array and collimator, the second collimator plate to the second end of the collimator. And the step of coupling to the X-ray detector holder via the second collimator plate by coupling onto the first end of the X-ray detector holder and each of the one or more focal points preset. A step of acquiring one or more X-ray projections of a patient's mouth from one or more viewing angles by sequentially activating for radiation dose and X-ray energy, one or more X-rays. The line projection image is two-dimensional (2D), using one or more iterative reconstruction algorithms, one step to acquire, one step to transfer one or more X-ray projection images to the computing platform, and one or more iterative reconstruction algorithms. Steps to reconstruct one or more 3D tomosynthesis images from one or more X-ray projection images and process one or more 3D tomosynthesis images to compute one or more 3D tomosynthesis images. A method is provided that includes displaying on one or more monitors electrically connected to the ing platform.

本明細書の主題のさらに別の態様によれば、コンピュータのプロセッサによって実行されると、コンピュータを制御して方法を実行するコンピュータ実行可能命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体であって、この方法は、固定式口腔内トモシンセシスシステムの空間的に分散配置されたX線源アレイを対象物の第1の側、または患者の口の外側に配置するステップであって、空間的に分散配置されたX線源アレイは、1つまたは複数の焦点を含む、配置するステップと、少なくとも1つのイメージングプロトコルに合わせて構成されたX線検出器ホルダを使用して対象物の第2の側、または患者の口の内側にX線検出器を配置するステップであって、X線検出器ホルダは、X線検出器ホルダの第1の端部上に配設された複数の磁石を備え、その第1の端部は、対象物の第1の側、または患者の口の外側に位置する、配置するステップと、第1のコリメータプレートをコリメータの第1の端部に、第2のコリメータプレートをコリメータの第2の端部に提供するステップであって、第2のコリメータプレートは、少なくとも1つのイメージングプロトコルに合わせてX線検出器ホルダの1つまたは複数の様相に対応するように選択される、提供するステップと、空間的に分散配置されたX線源アレイおよびコリメータを、第2のコリメータプレートをコリメータの第2の端部およびX線検出器ホルダの第1の端部上に結合させることによって第2のコリメータプレートを介してX線検出器ホルダに結合させるステップと、1つまたは複数の焦点の各々を予め設定された放射線量およびX線エネルギーに対して順次活性化させることによって1つまたは複数の視野角から対象物または患者の口の1つまたは複数のX線投影画像を取得するステップであって、1つまたは複数のX線投影画像は、2次元(2D)である、取得するステップと、1つまたは複数のX線投影画像をコンピューティングプラットフォームに転送するステップと、1つまたは複数の反復再構成アルゴリズムを使用して、1つまたは複数のX線投影画像から、1つまたは複数の3Dトモシンセシス画像を再構成するステップと、1つまたは複数の3Dトモシンセシス画像を処理し、1つまたは複数の3Dトモシンセシス画像を、コンピューティングプラットフォームに電気的に接続された1つまたは複数のモニタ上に表示するステップとを含む、非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。 According to yet another aspect of the subject matter of the present specification, a non-temporary computer-readable medium comprising computer-executable instructions that, when executed by a computer processor, controls the computer to perform a method, the method. Is a step of placing a spatially distributed X-ray source array of a fixed intraoral tomosynthesis system on the first side of an object, or outside the patient's mouth, and is spatially distributed. The X-ray source array contains one or more focal points, a second side of the object, or a patient using an X-ray detector holder configured for the step of placement and at least one imaging protocol. In the step of arranging the X-ray detector inside the mouth of the X-ray detector, the X-ray detector holder includes a plurality of magnets arranged on the first end of the X-ray detector holder, the first of which comprises a plurality of magnets. The end of the is located on the first side of the object, or outside the patient's mouth, with the step to place and the first collimeter plate to the first end of the collimeter and the second collimeter plate to the collimeter. A second collimator plate is selected to accommodate one or more aspects of the X-ray detector holder for at least one imaging protocol, which is a step provided to the second end of the X-ray detector. The provided steps and the spatially distributed X-ray source array and collimator are coupled to the second collimator plate onto the second end of the collimator and the first end of the X-ray detector holder. One by sequentially activating each of one or more focal points for a preset radiation dose and X-ray energy, with the step of coupling to the X-ray detector holder via a second collimator plate. Or a step of acquiring one or more X-ray projections of an object or patient's mouth from multiple viewing angles, where the one or more X-ray projections are two-dimensional (2D), acquisition. Steps to transfer one or more X-ray projections to a computing platform, and one from one or more X-ray projections using one or more iterative reconstruction algorithms. Or the step of reconstructing multiple 3D tomosynthesis images and processing one or more 3D tomosynthesis images and connecting the one or more 3D tomosynthesis images to one or more electrically connected computing platforms. Non-temporary, including steps to display on the monitor Computer readable media are provided.

本明細書に開示する主題の態様の一部は、本明細書の上記で述べられており、ここで開示する主題によって全体的または部分的に達成されるが、他の態様が、添付の図面に関連して取り上げられながら説明が進むにつれて明確になり、これは本明細書の以下において最適に説明される。 Some aspects of the subject matter disclosed herein are described above herein and are achieved in whole or in part by the subject matter disclosed herein, while other aspects are in the accompanying drawings. It becomes clearer as the description progresses as it is addressed in the context of, which is best described below herein.

本発明の主題の特徴および利点は、単に説明的かつ非限定的な例として与えられる添付の図面と併せて読むべきである以下の詳細な説明からより容易に理解されるであろう。
図1は、本明細書の開示による、X線源とX線検出器との間の固定されたリンク機構を有する口腔内トモシンセシスシステムの例示的な実施形態を示す斜視図である。 図2Aは、本明細書の開示による、図1のX線源とX線検出器との間の固定されたリンク機構を示す上面図である。 図2Bは、本明細書の開示による、X線源とX線検出器との間のレセプタクルを示す上面斜視図である。 図3Aは、本明細書の開示による、口腔内トモシンセシスシステムのためのジオメトリ較正装置の例示的実施形態を示す正面斜視図であり、図3Bは、本明細書の開示による、図3Aのジオメトリ較正装置の例示的な実施形態を示す後面斜視図である。 図4は、本明細書の開示による、図3A~図3Bの例示的なジオメトリ較正装置を使用してトモシンセシスイメージングジオメトリを決定するためのプロセスを示す例示的な画像キャプチャである。 図5A、図5B、図5C及び図5Dは、本明細書の開示による、口腔内トモシンセシスシステムのための例示的なジオメトリ較正装置を示す概略図である。 図6A、図6B及び図6Cは、本明細書の開示による、図5A~図5Dのジオメトリ較正装置を使用する例示的な光パターンを示す概略図である。 図7は、本明細書の開示による、口腔内トモシンセシスシステムのためのジオメトリ較正装置の例示的な実施形態を示す概略図である。 図8は、本明細書の開示による、例示的なコンピューティングプラットフォームとインターフェース接続する3次元(3D)歯科用イメージングのための固定式口腔内トモシンセシスシステムの例示的な実施形態を示す概略システム図である。 図9は、本明細書の開示による、一方の端部に自由度装置を有する関節アームと、別の端部に電子機器および電源を有する3D歯科用イメージングのための固定式口腔内トモシンセシスシステムの例示的な実施形態を示す斜視図である。 図10は、本明細書の開示による、X線センサおよび/または検出器のための例示的なホルダの実施形態を示す斜視図である。 図11A及び図11Bは、本明細書の開示による、図10の検出器ホルダのコリメータへの磁気結合の例示的な実施形態を示す詳細斜視図である。 図12は、本明細書の開示による、第1のX線制限コリメータプレートおよび第2のX線制限コリメータプレートを有するコリメータの例示的な実施形態を示す斜視図である。 図13は、本明細書の開示による、図12の第1のX線制限コリメータプレートを示す斜視図である。 図14は、本明細書の開示による、各焦点から検出器領域にX線ビームをコリメートする例示的なコリメータの概略図である。 図15は、本明細書の開示による、3自由度の回転を有する自由度装置の例示的な実施形態の斜視図である。 図16は、本明細書の開示による、線形X線源アレイの例示的な実施形態を示す斜視図である。 図17Aは、本明細書の開示による、走査方向が根元-歯冠方向に実質的に垂直であるような、X線センサおよび/または検出器の例示的な実施形態に対する線形X線源アレイの相対的な配向の概略図であり、図17Bは、本明細書の開示による、走査方向が根元-歯冠方向に実質的に平行であるような、X線センサおよび/または検出器の例示的な実施形態に対する線形X線源アレイの相対的な配向の概略図である。 図18は、本明細書の開示による、合成2次元(2D)口腔内画像の作成および表示を含む、固定式口腔内トモシンセシスシステムを使用する3D歯科用イメージングのための固定式口腔内トモシンセシス方法の例示的な実施形態のフローチャートを使用する概略図である。
The features and advantages of the subject matter of the present invention will be more easily understood from the following detailed description which should be read in conjunction with the accompanying drawings provided solely as descriptive and non-limiting examples.
FIG. 1 is a perspective view illustrating an exemplary embodiment of an intraoral tomosynthesis system having a fixed link mechanism between an X-ray source and an X-ray detector, as disclosed herein. FIG. 2A is a top view showing a fixed link mechanism between the X-ray source and the X-ray detector of FIG. 1 as disclosed herein. FIG. 2B is a top perspective view showing a receptacle between an X-ray source and an X-ray detector, as disclosed herein. FIG. 3A is a front perspective view illustrating an exemplary embodiment of a geometry calibration device for an intraoral tomosynthesis system according to the disclosure herein, FIG. 3B is a geometry calibration of FIG. 3A according to the disclosure herein. It is a rear perspective view which shows the exemplary embodiment of the apparatus. FIG. 4 is an exemplary image capture showing the process for determining tomosynthesis imaging geometry using the exemplary geometry calibrators of FIGS. 3A-3B, as disclosed herein. 5A, 5B, 5C and 5D are schematics illustrating an exemplary geometry calibrator for an intraoral tomosynthesis system as disclosed herein. 6A, 6B and 6C are schematics illustrating exemplary optical patterns using the geometry calibrators of FIGS. 5A-5D, as disclosed herein. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an exemplary embodiment of a geometry calibrator for an intraoral tomosynthesis system as disclosed herein. FIG. 8 is a schematic system diagram illustrating an exemplary embodiment of a stationary intraoral tomosynthesis system for three-dimensional (3D) dental imaging interfaced with an exemplary computing platform, as disclosed herein. be. FIG. 9 is a fixed intraoral tomosynthesis system for 3D dental imaging according to the disclosure herein, with a joint arm having a degree of freedom device at one end and an electronic device and power supply at the other end. It is a perspective view which shows the exemplary embodiment. FIG. 10 is a perspective view showing an embodiment of an exemplary holder for an X-ray sensor and / or detector as disclosed herein. 11A and 11B are detailed perspective views illustrating an exemplary embodiment of the magnetic coupling of the detector holder of FIG. 10 to the collimator, as disclosed herein. FIG. 12 is a perspective view showing an exemplary embodiment of a collimator having a first X-ray limiting collimator plate and a second X-ray limiting collimator plate according to the disclosure herein. FIG. 13 is a perspective view showing the first X-ray limiting collimator plate of FIG. 12, according to the disclosure of the present specification. FIG. 14 is a schematic of an exemplary collimator collimating an X-ray beam from each focal point to the detector region, as disclosed herein. FIG. 15 is a perspective view of an exemplary embodiment of a degree of freedom device having three degrees of freedom rotation according to the disclosure herein. FIG. 16 is a perspective view illustrating an exemplary embodiment of a linear X-ray source array as disclosed herein. FIG. 17A is a linear X-ray source array for an exemplary embodiment of an X-ray sensor and / or detector such that the scanning direction is substantially perpendicular to the root-crown direction, as disclosed herein. Schematic of the relative orientation, FIG. 17B is an exemplary disclosure of an X-ray sensor and / or detector such that the scanning direction is substantially parallel to the root-crown direction, as disclosed herein. It is a schematic diagram of the relative orientation of a linear X-ray source array with respect to an embodiment. FIG. 18 is a fixed intraoral tomosynthesis method for 3D dental imaging using a fixed intraoral tomosynthesis system, including the creation and display of synthetic two-dimensional (2D) intraoral images, as disclosed herein. It is a schematic diagram using the flowchart of an exemplary embodiment.

本開示の主題は、3次元(3D)歯科用イメージング用途のための固定式口腔内トモシンセシスシステム、方法、およびコンピュータ可読媒体に関するが、そのような固定式口腔内トモシンセシスシステム、方法、およびコンピュータ可読媒体が、歯科用イメージング以外の用途に使用されてもよいことが当業者によって理解されるであろう。例えば、本明細書に説明するシステムは、参照によって本明細書に全体が組み込まれる米国特許第7,751,528号明細書に開示されているような固定式デジタル乳房トモシンセシス(s-DBT)システムの形で改変されてよい。特に、s-DBTシステムの固定式設計は、X線管の動作によって引き起こされる画像ぼやけを排除することによってシステムの空間分解能を増大させる。また、高フレームレート検出器と統合して患者の動作および圧縮下の不快感を最小限に抑えることで、より高速の走査時間が達成される。機械的動作の制約がないs-DBTシステムの固定式設計は、走査時間を変更することなく、より深い分解能のためのより広い角度のトモシンセシス走査も可能にする。 The subject matter of the present disclosure relates to fixed oral tomosynthesis systems, methods, and computer-readable media for three-dimensional (3D) dental imaging applications, such fixed oral tomosynthesis systems, methods, and computer-readable media. However, it will be appreciated by those skilled in the art that it may be used for applications other than dental imaging. For example, the system described herein is a stationary digital breast tomosynthesis (s-DBT) system as disclosed in US Pat. No. 7,751,528, which is incorporated herein by reference in its entirety. May be modified in the form of. In particular, the fixed design of the s-DBT system increases the spatial resolution of the system by eliminating image blur caused by the operation of the X-ray tube. Faster scan times are also achieved by integrating with a high frame rate detector to minimize patient movement and uncompressed discomfort. The fixed design of the s-DBT system, which is free of mechanical movement constraints, also allows for wider angle tomosynthesis scans for deeper resolution without changing the scan time.

いくつかの態様では、本明細書に説明する固定式口腔内トモシンセシスシステム、方法、およびコンピュータ可読媒体は、歯科用イメージング用途に使用される。詳細には、固定式口腔内トモシンセシスシステムは、患者の口の内側に置かれたX線検出器を使用する口腔内イメージング用途に使用され得る。他の態様では、固定式トモシンセシスシステムは、患者の口の外側に置かれたX線検出器を使用する口腔外イメージング用途に使用されてもよい。 In some embodiments, the fixed intraoral tomosynthesis systems, methods, and computer-readable media described herein are used for dental imaging applications. In particular, a fixed intraoral tomosynthesis system can be used for intraoral imaging applications using an X-ray detector placed inside the patient's mouth. In another aspect, the fixed tomosynthesis system may be used for extraoral imaging applications using an X-ray detector placed outside the patient's mouth.

いくつかの態様では、固定式口腔内トモシンセシスシステム、方法、およびコンピュータ可読媒体は、二重エネルギー用途で利用され得る。例えば、撮像される各対象物について、2つの完全な組のX線投影画像を収集することができる。第1の組は第1のX線エネルギーで収集することができ、第2の組は第2のX線エネルギーで収集することができ、このとき第1のX線エネルギーは第2のX線エネルギーとは異なる。1つのこのような態様によれば、2組のX線画像が2つの異なるX線陽極電圧で収集され、次いで、処理され、再構成され、および減算されて、例えばう歯などの特定の特徴に対するコントラストを強調する。別のそのような態様によれば、各視角において、第1のX線エネルギーで1つおよび第2のX線エネルギーで他のものの2つの投影画像を取得することができる。 In some embodiments, fixed intraoral tomosynthesis systems, methods, and computer-readable media can be utilized in dual energy applications. For example, two complete sets of X-ray projection images can be collected for each object to be imaged. The first set can be collected with the first X-ray energy and the second set can be collected with the second X-ray energy, where the first X-ray energy is the second X-ray. Not like energy. According to one such aspect, two sets of X-ray images are collected at two different X-ray anode voltages and then processed, reconstructed, and subtracted to give specific features such as caries. Emphasize the contrast to. According to another such aspect, at each viewing angle, two projection images can be obtained, one with the first X-ray energy and the other with the second X-ray energy.

したがって、本開示の主題は、3D歯科用イメージングのための固定式口腔内トモシンセシスシステム、方法、およびコンピュータ可読媒体を提供する。いくつかの実施形態によれば、3D歯科用イメージングのための固定式口腔内トモシンセシスシステム、方法、およびコンピュータ可読媒体は、X線源と、患者の口の内部に配置するためのX線検出器と、ジオメトリ較正装置と、X線源、X線検出器、または関心領域(ROI)を移動させることなく患者の口(例えば、歯)内の対象物のROIの複数の投影図を得るための制御電子機器とを含むことができる。図1は、全体的に100で示す口腔内トモシンセシスシステムの1つのそのような実施形態を示す。システム100は、全体的に110で示すX線源と、X線検出器120と、全体的に130で示す制御ユニットと、全体的に140で示すコリメータと、X線検出器ホルダ150とを備えることができる。いくつかの態様では、システム100は、不動であるように装着されてよい。例えば、システム100は、天井、壁などから装着することができる。他の態様では、システム100は移動可能であってもよい。例えば、システム100は車輪を含むことができ、移動カート上、ハンドトラック上、スタンド上などに置かれてよい。図1は、全体的に104で示す機械的アームを使用する、システム100が取り付けられた全体的に102で示す移動カートを示す。機械的アーム104は、撮像される対象物周りのシステム100の位置を調節するために、ピボットまたはヒンジジョイント周りで回転式におよび/または軸方向に移動可能であってよい。したがって、移動カート102および機械的アーム104を使用することによって、システム100は、対象物に対する最適な配置のために自由に移動および回転することができる。任意選択により、移動カート102は、イメージングのために電力を供給することができる充電式バッテリ(図示せず)を備えることができ、それにより、システム100に給電するための電気コードおよび/またはワイヤの必要性を低減する。 Accordingly, the subject matter of the present disclosure provides a fixed intraoral tomosynthesis system, method, and computer-readable medium for 3D dental imaging. According to some embodiments, a fixed intraoral tomosynthesis system, method, and computer-readable medium for 3D dental imaging are an X-ray source and an X-ray detector for placement inside the patient's mouth. And to obtain multiple projections of the ROI of the object in the patient's mouth (eg, teeth) without moving the geometry calibrator and the X-ray source, X-ray detector, or region of interest (ROI). It can include control electronic devices. FIG. 1 shows one such embodiment of the oral tomosynthesis system represented by 100 overall. The system 100 includes an X-ray source indicated by 110 as a whole, an X-ray detector 120, a control unit indicated by 130 as a whole, a collimator indicated by 140 as a whole, and an X-ray detector holder 150. be able to. In some embodiments, the system 100 may be fitted so as to be immobile. For example, the system 100 can be mounted from a ceiling, a wall, or the like. In another aspect, the system 100 may be mobile. For example, the system 100 may include wheels and may be placed on a moving cart, hand truck, stand, or the like. FIG. 1 shows a mobile cart, generally shown by 102, to which the system 100 is mounted, using the mechanical arm, which is generally shown by 104. The mechanical arm 104 may be rotatable and / or axially movable around a pivot or hinge joint to adjust the position of the system 100 around the object to be imaged. Therefore, by using the moving cart 102 and the mechanical arm 104, the system 100 is free to move and rotate for optimal placement with respect to the object. Optionally, the mobile cart 102 may include a rechargeable battery (not shown) capable of supplying power for imaging, whereby an electrical cord and / or wire for powering the system 100. Reduce the need for.

X線源110は、対象物(例えば、患者の歯)のROIが置かれる場所または位置に向かってX線ビーム(例えば、図2Aの108)を向けるように構成することができる。X線ビームは、いくつかの異なる角度からその場所または位置に向けることができる。さらに、X線源110、X線検出器120および対象物は、生成されたX線ビームがX線検出器120によって検出されるように配置することができる。いくつかの態様では、X線源110は、生成されたX線ビームが実質的に対象物に向けられ、対象物のROIを通過できるように配置された空間的に分散配置されたX線源アレイ(例えば、図3Aの310)を備えることができる。いくつかの態様では、対象物の異なるROIを1つまたは複数のイメージングセッション中に撮像することができるため、この対象物のROIは変化することができる。 The X-ray source 110 can be configured to direct an X-ray beam (eg, 108 in FIG. 2A) towards a location or location where the ROI of an object (eg, a patient's tooth) is located. The X-ray beam can be directed at its location or location from several different angles. Further, the X-ray source 110, the X-ray detector 120 and the object can be arranged so that the generated X-ray beam is detected by the X-ray detector 120. In some embodiments, the X-ray source 110 is a spatially distributed X-ray source arranged so that the generated X-ray beam is substantially directed at the object and can pass through the ROI of the object. An array (eg, 310 in FIG. 3A) can be provided. In some embodiments, the ROI of the object can vary because different ROIs of the object can be imaged during one or more imaging sessions.

いくつかの態様では、X線源110のX線源アレイは、線形アレイとして分散配置された複数の個々にプログラム可能なX線画素(例えば、図3Aの312)を含むことができる。代替的に、X線画素は、X線源110に沿って、非線形的に、例えば、円弧、円周、多角形、2次元マトリックスなどに分散配置されてよい。いくつかの態様では、アレイ内のX線画素は、対象物のROIに向かってX線ビームを向けるために、均一に離間され、および/または傾斜されてよい。いずれにせよ、X線画素は、X線ビームが実質的に対象物に向けられ、X線検出器120によって検出されるように任意の適切な位置に配置され得る。特に、X線源110およびX線検出器120は、X線源110による対象物の照射中およびX線検出器120による検出中に互いに対して固定することができる。X線源110は、所定のドウェルタイムおよび所定のX線量レベルに対して順次活性化する(例えば、一度に1つの画素が活性化される)ように(例えば、制御ユニット130によって)制御することができる。 In some embodiments, the X-ray source array of the X-ray source 110 can include a plurality of individually programmable X-ray pixels (eg, 312 in FIG. 3A) distributed as a linear array. Alternatively, the X-ray pixels may be non-linearly distributed along the X-ray source 110, for example, in an arc, a circumference, a polygon, a two-dimensional matrix, or the like. In some embodiments, the X-ray pixels in the array may be uniformly spaced and / or tilted to direct the X-ray beam towards the ROI of the object. In any case, the X-ray pixels may be placed in any suitable position so that the X-ray beam is substantially directed at the object and detected by the X-ray detector 120. In particular, the X-ray source 110 and the X-ray detector 120 can be fixed to each other during irradiation of the object by the X-ray source 110 and detection by the X-ray detector 120. The X-ray source 110 is controlled (eg, by the control unit 130) to be sequentially activated (eg, one pixel is activated at a time) for a given dwell time and a given X-ray dose level. Can be done.

いくつかの態様では、X線源110のX線源アレイは、例えば、10個から100個の画素の間、特に25個の画素を含むことができる。各画素は、例えばXinRay Systems Inc.を含む製造業者から市販されているもののような、例えばカーボンナノチューブ(CNT)電界放射ベースの陰極と、電子を抽出するためのゲート電極と、電界放射電子をターゲット(例えば、陽極)上の小さな領域または焦点に集束させるための1セットの電子集束レンズ(例えば、Ein-Zel型静電集束レンズ)とを含むことができる。特に、CNT陰極は冷陰極であり、瞬時にオンおよびオフを切り替えることができる。このようにCNT陰極を使用することにより、熱陰極(例えば、陰極線管、マイクロ波管、X線管など)に基づく従来の真空電子機器と比較して、X線源110のウォームアップ時間および発熱を低減することができる。代わりに、各画素は、熱陰極、光電陰極などを含むことができる。 In some embodiments, the X-ray source array of the X-ray source 110 can include, for example, between 10 and 100 pixels, in particular 25 pixels. Each pixel is, for example, XinRay Systems Inc. For example, carbon nanotube (CNT) field emission based cathodes, gate electrodes for extracting electrons, and small regions on the target (eg, anode) of field emission electrons, such as those commercially available from manufacturers. Alternatively, it may include a set of electron focusing lenses for focusing on the focal point (eg, an Ein-Zel type electrostatic focusing lens). In particular, the CNT cathode is a cold cathode and can be instantly switched on and off. By using the CNT cathode in this way, the warm-up time and heat generation of the X-ray source 110 are compared with the conventional vacuum electronic equipment based on the hot cathode (for example, cathode ray tube, microwave tube, X-ray tube, etc.). Can be reduced. Alternatively, each pixel can include a hot cathode, a photocathode, and the like.

いくつかの態様では、X線源画素が円弧ではなく検出器平面に平行に線形に配置されている場合、画素からX線源までの距離は画素ごとに変化し得る。X線ビーム進行距離のこのような変動を補償するために、各画素からのX線管電流は、ファントム表面における磁束強度が同じままであるように、(例えば、制御ユニット130によって)個々に制御され、調節され得る。 In some embodiments, the distance from the pixels to the X-ray source can vary from pixel to pixel if the X-ray source pixels are arranged linearly parallel to the detector plane rather than an arc. To compensate for such fluctuations in the X-ray beam travel distance, the X-ray tube current from each pixel is individually controlled (eg, by the control unit 130) so that the magnetic flux intensity at the phantom surface remains the same. Can be adjusted.

X線源110のX線源アレイの各画素によって生成された焦点および/またはX線フラックスのサイズは、制御ユニット130によって調節され得る。焦点は、約0.05mmから2mmのサイズの範囲であることができる。システム100は、各X線源画素に対して等方的な0.2×0.2mm有効焦点サイズに合わせて設計され得る。個々の焦点サイズは、集束電極の電位(例えば、電圧)を調節することによって調節され得る。電流の変動および遅延を最小限に抑え、また画素ごとのばらつきを低減するために、電気補償ループを組み込んで、ゲート電圧を自動的に調節して一定の予め設定された放射電流を維持することができる。CNT陰極の面積は、0.2×0.2mmの有効焦点サイズで約10mAのピークX線管電流を得ることができるように選択することができる。特に、CNT面積および焦点サイズを増大させることにより、50~100mAのより高いX線ピーク電流を得ることができる。 The size of the focal point and / or the X-ray flux generated by each pixel of the X-ray source array of the X-ray source 110 may be adjusted by the control unit 130. The focal point can be in the size range of about 0.05 mm to 2 mm. The system 100 may be designed for an isotropic 0.2 × 0.2 mm effective focal size for each X-ray source pixel. The individual focal size can be adjusted by adjusting the potential (eg, voltage) of the focusing electrode. Incorporating an electrical compensation loop to automatically adjust the gate voltage to maintain a constant preset radiated current to minimize current fluctuations and delays and to reduce pixel-to-pixel variability. Can be done. The area of the CNT cathode can be selected so that a peak X-ray tube current of about 10 mA can be obtained with an effective focal size of 0.2 × 0.2 mm. In particular, by increasing the CNT area and focal size, higher X-ray peak currents of 50-100 mA can be obtained.

いくつかの態様では、X線検出器120は、投影画像の口腔内または口腔外検出に合わせて構成することができる。例えば、X線検出器120は、患者の口の内部の患者の歯の背後に配置されるように構成された口腔内X線検出器を備えることができる。X線検出器120は、毎秒1から100フレーム(例えば、ヘルツ)程度の高速フレームレートを含むことができる。X線検出器120はまた、対象物(例えば、患者の口内の歯)の投影画像を検出するために、10×10ミクロンから200×200ミクロンの範囲内の画素サイズを有する高空間分解能を含むこともできる。 In some embodiments, the X-ray detector 120 can be configured for intraoral or extraoral detection of projected images. For example, the X-ray detector 120 can include an intraoral X-ray detector configured to be located inside the patient's mouth and behind the patient's teeth. The X-ray detector 120 can include a high frame rate of about 1 to 100 frames per second (eg, Hertz). The X-ray detector 120 also includes high spatial resolution with pixel sizes in the range of 10 x 10 microns to 200 x 200 microns to detect projected images of objects (eg, teeth in the patient's mouth). You can also do it.

X線検出器120は、トモシンセシスのために異なる角度から対象物の投影画像を収集するように構成することができる。そうするために、システム100のハウジング132内に格納され得る制御ユニット130は、本明細書に説明するような、(例えば真空室内の1つまたは複数の陽極上の)X線源110の領域上に空間的に分散配置された電子放射画素のX線源アレイを、所定の照射時間、放射線量、X線エネルギーに合わせて順次活性化させ、各焦点からのX線フラックスの強度を調節するように構成することができる。X線源110は、X線検出器120と電子的にインターフェース接続することができ、それにより、各焦点から生じる放射線から投影画像が記録される。特に、制御ユニット130は、X線源110のX線源アレイと対象物との間の距離に基づいて、各焦点からの放射線を直接読み取り、X線管電流を読み取り、または陰極電流を読み取ることによってX線放射の強度を変化させることができる。このようにして、あらゆる視角から対象物に送り出されるX線量は、実質的に同じである。 The X-ray detector 120 can be configured to collect projected images of the object from different angles for tomosynthesis. To do so, the control unit 130, which may be housed in the housing 132 of the system 100, is on the region of the X-ray source 110 (eg, on one or more anodes in a vacuum chamber) as described herein. The X-ray source array of electron-radiating pixels spatially dispersed in the area is sequentially activated according to a predetermined irradiation time, radiation dose, and X-ray energy to adjust the intensity of the X-ray flux from each focal point. Can be configured in. The X-ray source 110 can be electronically interfaced with the X-ray detector 120, whereby a projected image is recorded from the radiation generated from each focal point. In particular, the control unit 130 reads the radiation from each focal point directly, reads the X-ray tube current, or reads the cathode current, based on the distance between the X-ray source array of the X-ray source 110 and the object. Can change the intensity of X-ray radiation. In this way, the X-rays delivered to the object from all viewing angles are substantially the same.

いくつかの態様では、各焦点のサイズおよび/またはX線源110によって生成されたX線フラックスは、制御ユニット130によって調節され得る。例えば、制御ユニット130は、X線源110が各焦点に対して最大100kVpおよび最大10~20mAの管電流で、また0.1mmから1.5mmの範囲の焦点サイズでは、カーボンナノチューブ面積および焦点サイズを増大させることによって50~100mAのより高いX線ピーク電流で作動されるように調整することができる。いくつかの態様では、制御ユニット130は、集束電極の電位を調節することによって個々の焦点サイズを調節することもできる。いくつかの態様では、制御ユニット130は、電気補償ループを組み込んでゲート電圧を調節して一定の予め設定された放射電流を維持することによって、電流変動を最小限に抑え、画素間のばらつきを低減することができる。 In some embodiments, the size of each focal point and / or the X-ray flux produced by the X-ray source 110 can be regulated by the control unit 130. For example, the control unit 130 may have a carbon nanotube area and focal size where the X-ray source 110 has a tube current of up to 100 kVp and up to 10-20 mA for each focal point, and for focal sizes ranging from 0.1 mm to 1.5 mm. Can be adjusted to operate at higher X-ray peak currents of 50-100 mA by increasing. In some embodiments, the control unit 130 can also adjust the individual focal size by adjusting the potential of the focusing electrode. In some embodiments, the control unit 130 incorporates an electrical compensation loop to regulate the gate voltage to maintain a constant preset radiated current to minimize current fluctuations and reduce pixel-to-pixel variability. Can be reduced.

コリメータ140は、X線源110の窓と検出器120との間に置かれて、X線放射を対象物のROIに制限することができる。いくつかの態様では、コリメータ140の第1の端部をX線源110に固定することができ、コリメータ140の第2の端部は、検出器120の方向に折り畳み可能および/またはテーパー状に構成することができる。 The collimator 140 can be placed between the window of the X-ray source 110 and the detector 120 to limit X-ray radiation to the ROI of the object. In some embodiments, the first end of the collimator 140 can be secured to the X-ray source 110, and the second end of the collimator 140 is foldable and / or tapered in the direction of the detector 120. Can be configured.

いくつかの実施形態では、機械的固定具(例えば、X線検出器ホルダ150)は、既知の固定された位置でX線源110をX線検出器120に接続して取り付けることができる。したがって、常に、X線検出器120に対するX線源110の位置が知られ、維持され得る。代替的に、X線検出器120に対するX線焦点の位置は、X線検出器120とX線源110との間の物理的接続によって決定される必要はない。その代わりに、ジオメトリ較正装置を利用して、X線検出器120に対するX線源110の位置を決定し、それによってX線検出器120に対するX線焦点の位置を検出することができる。 In some embodiments, the mechanical fixture (eg, the X-ray detector holder 150) can be attached by connecting the X-ray source 110 to the X-ray detector 120 at a known fixed position. Therefore, the position of the X-ray source 110 with respect to the X-ray detector 120 can always be known and maintained. Alternatively, the position of the X-ray focus with respect to the X-ray detector 120 need not be determined by the physical connection between the X-ray detector 120 and the X-ray source 110. Instead, a geometry calibrator can be used to determine the position of the X-ray source 110 with respect to the X-ray detector 120, thereby detecting the position of the X-ray focal point with respect to the X-ray detector 120.

次に図2Aを参照すると、システム100のより詳細な図が示されている。特に、X線源110とX線検出器120とX線検出器ホルダ150との間の関係がより詳細に示されている。図2Aに示すように、X線検出器ホルダ150は、互いに既知の距離でX線源110をX線検出器120に固定する。いくつかの態様では、X線検出器ホルダ150の第1の端部はX線源110に固定され、X線検出器ホルダ150の第2の端部はX線検出器120に固定される。いくつかの態様では、X線源110のX線源アレイは、複数の画素を含み、そのそれぞれは、既知の場所に配置され、対象物に向かって内方向に既知の角度を指すように設定される。したがって、X線源110およびX線検出器120が互いに固定された距離をおいて配設されるとき、X線検出器120に対してX線源アレイ画素によって生成される焦点の正確な位置は既知である。 Next, with reference to FIG. 2A, a more detailed view of the system 100 is shown. In particular, the relationship between the X-ray source 110, the X-ray detector 120, and the X-ray detector holder 150 is shown in more detail. As shown in FIG. 2A, the X-ray detector holders 150 secure the X-ray source 110 to the X-ray detector 120 at a distance known to each other. In some embodiments, the first end of the X-ray detector holder 150 is fixed to the X-ray source 110 and the second end of the X-ray detector holder 150 is fixed to the X-ray detector 120. In some embodiments, the X-ray source array of the X-ray source 110 comprises a plurality of pixels, each of which is located at a known location and set to point inward at a known angle towards the object. Will be done. Therefore, when the X-ray source 110 and the X-ray detector 120 are arranged at a fixed distance from each other, the exact position of the focal point produced by the X-ray source array pixels with respect to the X-ray detector 120 is. It is known.

例えば、図2Aでは、X線源110とX線検出器120とは、X線検出器ホルダ150によって距離Dだけ固定的に分離される。この例では、X線源110は線形X線源アレイを備え、X線源検出器120は、患者の、全体的に106で示す歯を撮像するために患者の口内に置くための口腔内検出器として構成される。X線検出器120は、歯106の特定のROIの背後に配置されてよい。したがって、X線源110が活性化されると、全体的に108で示すX線ビームが生成されて歯106のROIを通ってX線検出器120に投影され得る。距離Dは固定された既知の量であるので、X線検出器120に対してX線源アレイ画素によって生成された焦点の正確な位置は既知である。このようにして、2D投影画像の3D画像への再構成を改良することができる。 For example, in FIG. 2A, the X-ray source 110 and the X-ray detector 120 are fixedly separated by the distance D by the X-ray detector holder 150. In this example, the X-ray source 110 comprises a linear X-ray source array and the X-ray source detector 120 is an intraoral detector for placement in the patient's mouth to image the tooth as a whole at 106. It is configured as a vessel. The X-ray detector 120 may be located behind a particular ROI of the tooth 106. Therefore, when the X-ray source 110 is activated, the X-ray beam indicated by 108 as a whole can be generated and projected onto the X-ray detector 120 through the ROI of the teeth 106. Since the distance D is a fixed and known quantity, the exact position of the focal point produced by the X-ray source array pixels with respect to the X-ray detector 120 is known. In this way, the reconstruction of the 2D projected image into a 3D image can be improved.

図2Bを参照すると、X線検出器ホルダ150を使用する代替策が示されている。詳細には、X線源(例えば、110)をX線検出器(例えば、120)に互いに既知の距離で接続するために、全体的に200で示す装置を利用することができる。いくつかの態様では、装置200は、レセプタクル210を備えることができ、このレセプタクルは、X線源に取り付け可能であり、X線検出器に取り付け可能な連結アーム220と連結可能である。装置200が口腔内トモシンセシスシステム(例えば100)で使用される場合、レセプタクル210はX線源(例えば110)に取り付け可能であってよく、連結アーム220と磁気的に連結されてよく、この連結アームは、患者の口の中に配置された口腔内X線検出器(例えば、120)に取り付け可能であってよい。 Referring to FIG. 2B, an alternative using the X-ray detector holder 150 is shown. In particular, the device shown by 200 overall can be utilized to connect the X-ray source (eg 110) to the X-ray detector (eg 120) at known distances from each other. In some embodiments, the device 200 can include a receptacle 210, which is mountable to an X-ray source and can be coupled to a coupling arm 220 that can be mounted on an X-ray detector. When the device 200 is used in an intraoral tomosynthesis system (eg 100), the receptacle 210 may be attachable to an X-ray source (eg 110) and may be magnetically coupled to the coupling arm 220, the coupling arm. May be attachable to an intraoral X-ray detector (eg, 120) placed in the patient's mouth.

いくつかの態様では、レセプタクル210は、任意の適切な材料、例えば、任意の金属または金属材料(例えば、アルミニウム(Al)、鋼、鉄(Fe)、その合金など)、任意の非金属材料(例えばプラスチック、ポリマーなど)、非磁性材料、磁性材料、および/またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。レセプタクル210は、X線源に取り付けるように構成された金属レセプタクルを含むことができる。レセプタクル210は、X線源アレイからのX線放射をコリメートすることを可能にするために、全体的に212で示す中空内部を含むことができる。連結アーム220に取り付けるために、レセプタクル210は、外側側面に沿って配設された、全体的に214で示す傾斜チャネルを含むことができる。チャネル214は、レセプタクル210の全長に沿って配設することができ、連結アーム220の長手方向部分222の隆起した内面228を受け入れるように対応して寸法設定し、成形することができる。 In some embodiments, the receptacle 210 may be any suitable material, eg, any metal or metallic material (eg, aluminum (Al), steel, iron (Fe), alloys thereof, etc.), any non-metallic material (eg, any non-metallic material). For example plastics, polymers, etc.), non-magnetic materials, magnetic materials, and / or any combination thereof. The receptacle 210 may include a metal receptacle configured to be attached to an X-ray source. The receptacle 210 may include an overall hollow interior as shown by 212 to allow collimating X-ray radiation from the X-ray source array. For attachment to the connecting arm 220, the receptacle 210 may include a tilted channel, generally indicated by 214, arranged along the outer side surface. The channel 214 can be disposed along the entire length of the receptacle 210 and can be correspondingly sized and molded to accommodate the raised inner surface 228 of the longitudinal portion 222 of the connecting arm 220.

いくつかの態様では、連結アーム220は、任意の適切な材料、例えば、任意の金属または金属材料(例えば、アルミニウム(Al)、鋼、鉄(Fe)、その合金など)、任意の非金属材料(例えばプラスチック、ポリマーなど)、非磁性材料、磁性材料、および/またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。例えば、連結アーム220は、磁性長手方向部分222と、エルボー224と、X線検出器ホルダ226とを備えることができる。エルボー224の第1の端部は、長手方向部分222の一方の端部に向かって配設され、長手方向部分から垂直に延びることができ、それによって長手方向部分と直角を形成する。X線検出器ホルダ226は、エルボー224の第2の端部に配設可能であり、X線検出器(例えば、120)を固定的に保持するように構成することができる。X線検出器が口腔内X線検出器である場合、X線検出器ホルダ226は、患者の口内に口腔内X線検出器を固定して配置するように構成することができる。 In some embodiments, the connecting arm 220 is made of any suitable material, such as any metal or metal material (eg, aluminum (Al), steel, iron (Fe), alloys thereof, etc.), any non-metal material. It can include non-magnetic materials (eg plastics, polymers, etc.), magnetic materials, and / or any combination thereof. For example, the connecting arm 220 can include a magnetic longitudinal portion 222, an elbow 224, and an X-ray detector holder 226. The first end of the elbow 224 is disposed towards one end of the longitudinal portion 222 and can extend perpendicularly from the longitudinal portion, thereby forming a right angle to the longitudinal portion. The X-ray detector holder 226 can be disposed at the second end of the elbow 224 and can be configured to hold the X-ray detector (eg, 120) in a fixed manner. When the X-ray detector is an intraoral X-ray detector, the X-ray detector holder 226 can be configured to fix and dispose the intraoral X-ray detector in the patient's mouth.

連結アーム220の長手方向部分222は、レセプタクル210のチャネル214内に取り外し可能に受け入れられるようにサイズ設定し、成形することができる隆起した内面228を含むことができる。いくつかの態様では、連結アーム220は、磁気取付具を介して、レセプタクル210に取り付けられるように、およびレセプタクル210から外れるように移動されるように構成することができる。例えば、磁気取付具は、チャネル214および長手方向部分222の隆起した内面228の一方または両方の長さに沿って設けられた、全体的に216で示す金属接点を含むことができる。金属接点216は、チャネル214と内面228との間の整列および連結の精度に関する即時のフィードバックを提供するように構成することができる。加えて、このような接点216は、装置220の迅速な解放機能を可能にすることができ、これは、例えば患者が突然動く場合に有用になり得る。 The longitudinal portion 222 of the connecting arm 220 can include a raised inner surface 228 that can be sized and molded into the channel 214 of the receptacle 210 so as to be removable. In some embodiments, the connecting arm 220 can be configured to be moved so as to be attached to and detached from the receptacle 210 via a magnetic attachment. For example, the magnetic attachment can include the metal contacts generally shown by 216, along the length of one or both of the raised inner surfaces 228 of the channel 214 and the longitudinal portion 222. The metal contacts 216 can be configured to provide immediate feedback on the accuracy of alignment and coupling between the channel 214 and the inner surface 228. In addition, such contacts 216 can allow the rapid release function of the device 220, which can be useful, for example, when the patient suddenly moves.

次に図3A~図3Bを参照すると、X線源310およびX線検出器320を備える口腔内トモシンセシスシステムで使用するための、全体的に300で示すジオメトリ較正装置の第1の例示的な実施形態が示される。ジオメトリ較正装置300は、例えば、プレートまたはスクリーン330と、少なくとも1つの光源340と、カメラ350と、少なくとも1つのジャイロスコープ360、または配向および回転を計算および/または検出するように構成された任意の他の装置とを備えることができる。 Next, referring to FIGS. 3A-3B, the first exemplary implementation of the geometry calibrator overall shown at 300 for use in an intraoral tomosynthesis system equipped with an X-ray source 310 and an X-ray detector 320. The morphology is shown. The geometry calibrator 300 is, for example, a plate or screen 330, at least one light source 340, a camera 350, at least one gyroscope 360, or any configured to calculate and / or detect orientation and rotation. It can be equipped with other devices.

いくつかの態様では、X線源310とX線検出器320とが物理的に互いに連結されていない実施形態であっても、X線源310に対するX線検出器320の位置は固定され得る。例えば、図3Aおよび図3Bでは、X線源310およびX線検出器320が、図1~図2BのX線検出器ホルダ150のような機械的リンク機構によって物理的に分離されておらず、X線源のX線検出器に対する固定位置を別の形で維持できることを示している。そうではなく、X線源310およびX線検出器320は、X線源310に対するX線検出器320の相対位置をジオメトリ較正技術によって動的に決定できるように互いに物理的に分離されてもよく、これは以下でより詳細に説明される。 In some embodiments, the position of the X-ray detector 320 with respect to the X-ray source 310 may be fixed, even in embodiments where the X-ray source 310 and the X-ray detector 320 are not physically connected to each other. For example, in FIGS. 3A and 3B, the X-ray source 310 and the X-ray detector 320 are not physically separated by a mechanical link mechanism such as the X-ray detector holder 150 of FIGS. 1-2B. It shows that the fixed position of the X-ray source with respect to the X-ray detector can be maintained in another form. Instead, the X-ray source 310 and the X-ray detector 320 may be physically separated from each other so that the relative position of the X-ray detector 320 with respect to the X-ray source 310 can be dynamically determined by geometry calibration techniques. , This is explained in more detail below.

いくつかの態様では、X線源310は、個々にプログラム可能なX線画素314を含む、全体的に312で示すX線源アレイ312を含むことができる。図3Aの例示的な実施形態に示すように、5から20個の画素314は、実質的に線形アレイとして分散配置されてよく、X線をX線検出器320に投影するように構成されてよく、それによって対象物(例えば、患者の歯)のROIの投影画像を生成する。しかし、X線源310およびX線検出器320は互いに物理的に連結されていないので、X線源310に対するX線検出器320の位置を幾何学的に較正するためにジオメトリ較正装置300を利用することができる。 In some embodiments, the astrophysical source 310 can include an astrophysical source array 312 as shown by overall 312, including individually programmable x-ray pixels 314. As shown in the exemplary embodiment of FIG. 3A, the 5 to 20 pixels 314 may be distributed as a substantially linear array and are configured to project X-rays onto the X-ray detector 320. Often, it produces a projected image of the ROI of the object (eg, the patient's teeth). However, since the X-ray source 310 and the X-ray detector 320 are not physically connected to each other, a geometry calibrator 300 is used to geometrically calibrate the position of the X-ray detector 320 with respect to the X-ray source 310. can do.

いくつかの態様では、少なくとも1つの光源340は、X線源310に対するプレート330の並進位置を決定するために、全体的に342で示す光ビームをプレート330上に投影して、全体的に344で示す光点を生成することができる。いくつかの態様では、X線検出器320をプレート330に物理的に連結することができる。例えば、クロスバー322を使用して、X線検出器320をプレート330に固定することができる。クロスバー322は、例えば、約2cmから20cmの間の長さを有することができる。いくつかの態様では、クロスバー322の長さを調節することができる。プレート330は、例えば、約5cmおよび20cmからの大凡の寸法を有する、紙、プラスチック、金属またはそのような材料の任意の組み合わせを含むことができる。いくつかの態様では、クロスバー322は、プレート330が、X線検出器320がある平面に平行な平面内にあるように、プレート330をX線検出器320に固定することができる。他の態様では、プレート330は、X線検出器320に対して傾斜していてもよい。 In some embodiments, the at least one light source 340 projects the light beam generally shown by 342 onto the plate 330 to determine the translational position of the plate 330 with respect to the X-ray source 310, and the overall 344. The light spot indicated by can be generated. In some embodiments, the X-ray detector 320 can be physically coupled to the plate 330. For example, a crossbar 322 can be used to secure the X-ray detector 320 to the plate 330. The crossbar 322 can have a length between, for example, about 2 cm and 20 cm. In some embodiments, the length of the crossbar 322 can be adjusted. The plate 330 can include, for example, any combination of paper, plastic, metal or such materials having approximate dimensions from about 5 cm and 20 cm. In some embodiments, the crossbar 322 can secure the plate 330 to the X-ray detector 320 such that the plate 330 is in a plane parallel to the plane in which the X-ray detector 320 is located. In another aspect, the plate 330 may be tilted with respect to the X-ray detector 320.

いくつかの態様では、検出器320が口腔内X線検出器として構成される場合、プレート330は患者の口から突出することができる。こうして、プレート330を既知の固定された距離でX線検出器320に連結することができるため、X線源310に対するプレート330の角度および並進位置の決定により、X線源310に対するX線検出器320の位置を決定することができる。 In some embodiments, when the detector 320 is configured as an intraoral X-ray detector, the plate 330 can protrude from the patient's mouth. Thus, since the plate 330 can be connected to the X-ray detector 320 at a known fixed distance, the X-ray detector with respect to the X-ray source 310 can be determined by determining the angle and translational position of the plate 330 with respect to the X-ray source 310. The position of 320 can be determined.

いくつかの態様では、少なくとも1つの光源340が、プレート330上に投影することができる。例えば、少なくとも1つの光源340は、プレート330上に投影するように構成された低出力レーザまたは他の光、例えば650nmの波長を有する5mWレーザポインタを備えることができる。少なくとも1つの光源340は、X線源310および/またはコリメータに装着されるか、または別の形で取り付けられてよい。図3A~図3Bに示すように、図示する実施形態は4つの光源340を有し、それぞれは、X線源310の別個のコーナに配置されている。4つの光源340の各々は、プレート330に向かって傾斜されて、プレート330上に光ビーム342を投影し、それによって4つの別個の光点344(例えば図4の344A~Dを参照)を生成することができる。4つの光源340の各々がプレート330に向けられる入射角に応じて、光点344は、矩形、正方形、三角形、または任意の他の形状を形成することができ、このとき各投影された光ビーム342は、そのような投影された形状のコーナ頂点を形成する光点344を生み出す。いくつかの態様では、各光源340がX線源310上に装着される入射角は既知であってよく、X線源310に対するプレート330の並進位置を決定するために使用することができる。特に、このようにして少なくとも1つの光源340を配置した結果、プレート330上の投影された光ビーム342から生み出された光点344によって形成される形状は、プレート330がX線源310から遠ざかるにつれて小さくなり、プレート330がX線源310に近づくにつれて大きくなる。 In some embodiments, at least one light source 340 can be projected onto the plate 330. For example, at least one light source 340 can include a low power laser or other light configured to project onto the plate 330, eg a 5 mW laser pointer with a wavelength of 650 nm. The at least one light source 340 may be mounted on or otherwise mounted on the X-ray source 310 and / or the collimator. As shown in FIGS. 3A-3B, the illustrated embodiment has four light sources 340, each located in a separate corner of the X-ray source 310. Each of the four light sources 340 is tilted towards the plate 330 to project a light beam 342 onto the plate 330, thereby producing four separate light spots 344 (see, eg, 344A-D in FIG. 4). can do. Depending on the angle of incidence at which each of the four light sources 340 is directed at the plate 330, the light spot 344 can form a rectangle, square, triangle, or any other shape, with each projected light beam. 342 produces a light spot 344 that forms the corner vertices of such a projected shape. In some embodiments, the angle of incidence at which each light source 340 is mounted on the X-ray source 310 may be known and can be used to determine the translational position of the plate 330 with respect to the X-ray source 310. In particular, as a result of arranging at least one light source 340 in this way, the shape formed by the light spots 344 produced from the projected light beam 342 on the plate 330 becomes as the plate 330 moves away from the X-ray source 310. It becomes smaller and becomes larger as the plate 330 approaches the X-ray source 310.

いくつかの態様では、カメラ350は、プレート330上の投影された光点344の位置を記録してX線源310に対するプレート330の並進位置を決定することができる。いくつかの態様では、カメラ350は、対象物またはシステムの意図しない動きがある場合、撮像手順中に動作追跡および補正を提供するように構成することもできる。カメラ350は、例えばX線源310またはコリメータ(図示せず)上の既知の位置に装着され得る高分解能の高速デジタルカメラを含むことができる。図3A~図3Bに示すように、カメラ350は、X線源310の上面かつX線源310の正面縁に隣接して中央に装着され得る。いくつかの態様では、カメラ350は、キャプチャされた写真画像をコンピューティングプラットフォーム(例えば、図8の804を参照)に送信することができる。例えば、カメラ350は、プレート330上の光点344の位置をキャプチャする写真画像をコンピューティングプラットフォームに送信して、X線源310に対するプレート330の並進位置を決定し、それによってX線源310に対するX線検出器320の位置を決定することができる。 In some embodiments, the camera 350 can record the position of the projected light spot 344 on the plate 330 to determine the translational position of the plate 330 with respect to the X-ray source 310. In some embodiments, the camera 350 can also be configured to provide motion tracking and correction during the imaging procedure in the event of unintended movement of the object or system. The camera 350 can include, for example, an X-ray source 310 or a high resolution high speed digital camera that can be mounted in a known position on a collimator (not shown). As shown in FIGS. 3A-3B, the camera 350 may be mounted centrally on the upper surface of the X-ray source 310 and adjacent to the front edge of the X-ray source 310. In some embodiments, the camera 350 can transmit the captured photographic image to a computing platform (see, eg, 804 in FIG. 8). For example, the camera 350 sends a photographic image that captures the location of the light spot 344 on the plate 330 to the computing platform to determine the translational position of the plate 330 with respect to the X-ray source 310, thereby with respect to the X-ray source 310. The position of the X-ray detector 320 can be determined.

いくつかの態様では、少なくとも1つのジャイロスコープ360が含まれて、X線源310に対するプレート330の角度位置を決定することができる。例えば、少なくとも1つのジャイロスコープ360は、例えばParallax Inc.を含む製造業者から市販されているParallax Gyroscope Module 3軸 L3G4200Dを含むことができる。したがって、X線源310に対するプレート330の角度位置を決定することは、いくつかの技術のうちの1つで達成することができる。例えば、第1の技術は、第1のジャイロスコープ360をX線源310に、第2のジャイロスコープ(図示せず)をプレート330に装着することと、コンピューティングプラットフォームにおいて各ジャイロスコープからのデータ点を比較することとを含むことができる。別の例では、第2の技術は、プレート330をX線源アレイ310と同じ平面に配置することによってプレート330をリセットすることと、X線源310に装着された第1のジャイロスコープ360のデータをリセットすることと、イメージングプロセス中、初期X線源平面からの逸脱を測定することとを含むことができる。 In some embodiments, at least one gyroscope 360 is included to determine the angular position of the plate 330 with respect to the X-ray source 310. For example, at least one gyroscope 360 may be described, for example, by Parallax Inc. Can include the Parallax Gyroscope Module 3-axis L3G4200D commercially available from manufacturers including. Therefore, determining the angular position of the plate 330 with respect to the X-ray source 310 can be achieved with one of several techniques. For example, the first technique is to mount the first gyroscope 360 on the X-ray source 310 and the second gyroscope (not shown) on the plate 330 and data from each gyroscope on the computing platform. It can include comparing points. In another example, the second technique is to reset the plate 330 by arranging the plate 330 in the same plane as the X-ray source array 310, and the first gyroscope 360 mounted on the X-ray source 310. It can include resetting the data and measuring deviations from the initial X-ray source plane during the imaging process.

次に図4を参照すると、カメラ(例えば、350)からの例示的な画像キャプチャは、プレート330上に投影し、全体的に344A~Dで示す光点を生み出す光ビーム342の結果生じるキャプチャされた画像を示す。この例では、図3A~図3Bを参照して上述したのと同様に配置された4つの別個の光源340から生成された光ビーム342から、4つの別個の光点344A~Dが生み出され、各光点344A~Dは、矩形形状の1つのコーナまたは矩形形状の頂点を形成する。座標系が、X線源310に対するX線検出器320の並進位置を決定するためにx、y、およびz方向を確立するように定義され得る。いくつかの態様では、各光点間の距離は、X線源310に対するプレート330のzオフセットを決定することができる。例えば、第1の光点344Aと第2の光点344Bとの間で測定された水平またはx距離b、または第2の光点344Bと第3の光点344Cとの間で測定された垂直またはy距離bは、X線源310に対するプレート330の、したがってX線検出器320のzオフセットを決定することができる。その理由は、光点344A~D間の距離は、少なくとも1つの光源340に取り付けられた任意の回折格子、少なくとも1つの光源340の波長、およびzオフセットの仕様によって一意的に決定されるためである。他の態様では、光点からプレート330の縁までの距離とプレート330の対向する縁間の距離との比は、X線源310に対するプレート330のxオフセットまたはyオフセットを決定することができる。例えば、光点344Dからプレート330の縁までの水平またはx距離aとプレート330の2つの対向する縁間の水平またはx距離cとの比(例えば、a/c)は、X線源310に対するプレート330、したがってX線検出器320のxオフセットを決定することができる。別の例示的な例では、光点344Dからプレート330の縁までの垂直またはy距離aとプレート330の2つの対向する縁間の垂直またはy距離cとの比(例えばa/c)は、X線源310に対するプレート330の、したがってX線検出器320のyオフセットを決定することができる。 Next, referring to FIG. 4, an exemplary image capture from a camera (eg, 350) is captured as a result of a light beam 342 projected onto a plate 330 and producing light spots generally indicated by 344A-D. The image is shown. In this example, four separate light spots 344A-D are produced from the light beam 342 generated from the four separate light sources 340 arranged in the same manner as described above with reference to FIGS. 3A-3B. Each light point 344A-D forms one corner of the rectangular shape or the apex of the rectangular shape. A coordinate system can be defined to establish x, y, and z directions to determine the translational position of the X-ray detector 320 with respect to the X-ray source 310. In some embodiments, the distance between each light spot can determine the z-offset of the plate 330 with respect to the X-ray source 310. For example, the horizontal or x -distance measured between the first light point 344A and the second light point 344B, or between the second light point 344B and the third light point 344C. The vertical or y -distance by can determine the z-offset of the plate 330, and thus the X-ray detector 320, with respect to the X-ray source 310. The reason is that the distance between the light spots 344A to D is uniquely determined by any diffraction grating attached to at least one light source 340, the wavelength of at least one light source 340, and the z offset specification. be. In another aspect, the ratio of the distance from the light spot to the edge of the plate 330 to the distance between the opposing edges of the plate 330 can determine the x-offset or y-offset of the plate 330 with respect to the X-ray source 310. For example, the ratio of the horizontal or x-distance a x from the light spot 344D to the edge of the plate 330 to the horizontal or x-distance c x between the two opposing edges of the plate 330 (eg, a x / c x ) is X. The x-offset of the plate 330 and thus the X-ray detector 320 with respect to the source 310 can be determined. In another exemplary example, the ratio of the vertical or y distance a y from the light spot 344D to the edge of the plate 330 to the vertical or y distance cy between the two opposing edges of the plate 330 (eg, a y / c ) . y ) can determine the y offset of the plate 330, and thus the X-ray detector 320, with respect to the X-ray source 310.

ここで図5A~図5Dを参照すると、X線源510およびX線検出器520を含む口腔内トモシンセシスシステムで使用するための、全体的に500で示す例示的なジオメトリ較正装置500の第2の実施形態が示される。ここでは、ジオメトリ較正装置500を使用する断層撮影画像の例示的な連続取得が示される。図5Aはジオメトリ較正装置500の初期セットアップを示しており、図5B~図5Dは、2つの異なる位置(例えば、図5B~図5Cに示す第1の位置および図5Dに示す第2の位置)におけるX線源のアレイ内の異なる陰極の順次活性化を示す。特に、装置500は、例えば、プレートまたはスクリーン530、光源540、およびカメラ550を備えることができる。 Referring now to FIGS. 5A-5D, a second of the exemplary geometry calibrator 500 shown overall 500 for use in an intraoral tomosynthesis system including an X-ray source 510 and an X-ray detector 520. An embodiment is shown. Here, exemplary continuous acquisition of tomographic images using the geometry calibrator 500 is shown. 5A shows the initial setup of the geometry calibrator 500, where FIGS. 5B-5D are two different positions (eg, a first position shown in FIGS. 5B-5C and a second position shown in FIG. 5D). Shows sequential activation of different cathodes in an array of X-ray sources in. In particular, the device 500 can include, for example, a plate or screen 530, a light source 540, and a camera 550.

図5Aを参照すると、装置500は、2D投影画像を取得する前に初期構成で構成することができる。X線源510に対するX線検出器520の位置は固定され得るが、この実施形態では、X線源510およびX線検出器520は互いに物理的に連結されていないものとして示される。したがって、機械的リンク機構が、X線源510とX線検出器520との間を連結することはなく、その間に固定された分離を維持することはない。そうではなく、X線源510およびX線検出器520は、X線源510に対するX線検出器520の相対的な位置がジオメトリ較正技術によって動的に決定され得るように物理的に互いに分離され、これは、以下でより詳細に説明される。 Referring to FIG. 5A, the apparatus 500 can be configured in the initial configuration before acquiring the 2D projected image. Although the position of the X-ray detector 520 with respect to the X-ray source 510 may be fixed, in this embodiment the X-ray source 510 and the X-ray detector 520 are shown as not physically connected to each other. Therefore, the mechanical link mechanism does not connect between the X-ray source 510 and the X-ray detector 520 and does not maintain a fixed separation between them. Instead, the X-ray source 510 and the X-ray detector 520 are physically separated from each other so that the relative position of the X-ray detector 520 with respect to the X-ray source 510 can be dynamically determined by geometry calibration techniques. , This is explained in more detail below.

いくつかの態様では、X線源510は、個別にプログラム可能なX線画素516を含む、全体的に512で示すX線源アレイを備えることができる。図5A~図5Dに示すように、9個の画素516が線形アレイとして分散配置されてよく、これらの画素は、全体的に514で示すX線ビーム(例えば、図5B~図5Dを参照)をX線検出器520上に投影して対象物502(例えば患者の歯)のROIの投影画像を生成するように構成することができる。しかし、X線源510およびX線検出器520は物理的に互いに連結されていないので、X線源510に対するX線検出器520の位置を幾何学的に較正するためにジオメトリ較正装置500を利用することができる。 In some embodiments, the astrophysical source 510 may comprise an astrophysical source array as shown by overall 512, including individually programmable x-ray pixels 516. As shown in FIGS. 5A-5D, nine pixels 516 may be distributed as a linear array, and these pixels are the X-ray beam shown in 514 as a whole (see, for example, FIGS. 5B-5D). Can be configured to project onto the X-ray detector 520 to generate a projected image of the ROI of the object 502 (eg, the patient's teeth). However, since the X-ray source 510 and the X-ray detector 520 are not physically connected to each other, a geometry calibrator 500 is used to geometrically calibrate the position of the X-ray detector 520 with respect to the X-ray source 510. can do.

いくつかの態様では、X線検出器520は、プレート530に物理的に連結され得る。例えば、クロスバー522を使用して、X線検出器520をプレート530に固定することができる。クロスバー522は、例えば、約2cmから20cmの間の長さを有することができる。いくつかの態様では、クロスバー522は長さを調節可能である。プレート530は、例えば、紙、プラスチック、金属、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。いくつかの態様では、クロスバー522は、X線検出器520がある平面に平行な平面内にプレート530があるように、プレート530をX線検出器520に固定することができる。他の態様では、プレート530は、X線検出器520に対して傾斜していてもよい。 In some embodiments, the X-ray detector 520 may be physically coupled to the plate 530. For example, a crossbar 522 can be used to secure the X-ray detector 520 to the plate 530. The crossbar 522 can have a length between, for example, about 2 cm and 20 cm. In some embodiments, the crossbar 522 is adjustable in length. Plate 530 can include, for example, paper, plastic, metal, or any combination thereof. In some embodiments, the crossbar 522 can secure the plate 530 to the X-ray detector 520 such that the plate 530 is in a plane parallel to the plane in which the X-ray detector 520 is located. In another aspect, the plate 530 may be tilted with respect to the X-ray detector 520.

いくつかの態様では、検出器520が口腔内X線検出器として構成される場合、プレート530は患者の口から突出することができる。したがって、プレート530を既知の固定された距離でX線検出器520に連結することができる(例えば、クロスバー522を使用して)ため、X線源510に対するプレート530の角度および並進位置の決定により、X線源510に対するX線検出器520の位置を決定することができる。プレート530は、例えば5cmから20cmの間の大凡の寸法を有する紙、プラスチック、金属、またはそのような材料の任意の組み合わせから作製され得る。 In some embodiments, when the detector 520 is configured as an intraoral X-ray detector, the plate 530 can protrude from the patient's mouth. Therefore, the plate 530 can be connected to the X-ray detector 520 at a known fixed distance (eg, using a crossbar 522), thus determining the angle and translational position of the plate 530 with respect to the X-ray source 510. Therefore, the position of the X-ray detector 520 with respect to the X-ray source 510 can be determined. The plate 530 can be made from any combination of paper, plastic, metal, or such materials having approximate dimensions between, for example, 5 cm and 20 cm.

光源540は、全体的に542で示す光ビームをプレート530上に投影し、全体的に544で示す光点を生み出して、X線源510に対するプレート530の並進位置を決定するように構成することができる。いくつかの態様では、ジオメトリ較正装置300の第1の実施形態と比較して、1つだけの光源540が必要とされ得る。光源540は、X線源510および/またはコリメータ(図示せず)に装着され、または別の形で取り付けられてよい。いくつかの態様では、光源540はカメラ550と一体であり、両方ともX線源510に取り付けられるように構成することができる。図5A~図5Dに示すように、光源540は、カメラ550に装着され、X線源510の中央にその正面縁に隣接して装着され得る。特に、光源540は、プレート530上に投影するように構成された低出力レーザまたは他の光、例えば650nmの波長を有する5mWレーザポインタを備えることができる。 The light source 540 is configured to project the light beam generally indicated by 542 onto the plate 530 and generate the light spots generally indicated by 544 to determine the translational position of the plate 530 with respect to the X-ray source 510. Can be done. In some embodiments, only one light source 540 may be required as compared to the first embodiment of the geometry calibrator 300. The light source 540 may be mounted on or otherwise mounted on an X-ray source 510 and / or a collimator (not shown). In some embodiments, the light source 540 is integral with the camera 550 and both can be configured to be attached to the X-ray source 510. As shown in FIGS. 5A-5D, the light source 540 may be mounted on the camera 550 and mounted adjacent to its front edge in the center of the X-ray source 510. In particular, the light source 540 can include a low power laser or other light configured to project onto the plate 530, eg, a 5 mW laser pointer with a wavelength of 650 nm.

いくつかの態様では、既知の相対位置で、既知の回折線間隔を有する少なくとも1つの回折格子(図示せず)をX線源510に取り付けることができる。例えば、1次元(1D)回折格子を使用することができる。別の例では、第1の格子が1D回折格子であり、第2の格子が2D回折格子である2つの格子を使用することができる。いくつかの態様では、格子は、互いに類似していても異なっていてもよい回折線間隔をそれぞれ含むことができる。回折線間隔は、格子内の各回折線の間の距離を含むことができる。他の態様では、格子は、同じ光学的寸法を含むことができ、互いに対して異なる方向に配向され得る。ジオメトリ較正装置500が少なくとも1つの回折格子を備える場合、光源540は、光ビーム542がX線源510に対して既知の場所で回折格子を通過するように装着することができ、格子を通過した結果、光源540は以下の分離式y=mλD/dに従って、垂直(y)および水平(x)に分離され、式中m=0,1,2,3は回折点の次数を示し、λは光源540の波長であり、Dは回折元からプレート530の距離であり、dは回折格子スリット分離である。 In some embodiments, at least one diffraction grating (not shown) with known diffraction line spacing at known relative positions can be attached to the X-ray source 510. For example, a one-dimensional (1D) diffraction grating can be used. In another example, two gratings can be used in which the first grating is a 1D diffraction grating and the second grating is a 2D diffraction grating. In some embodiments, the grids can each include diffraction line spacings that may be similar or different from each other. The diffraction line spacing can include the distance between each diffraction line in the grid. In other embodiments, the grids can contain the same optical dimensions and can be oriented in different directions with respect to each other. If the geometry calibrator 500 comprises at least one grating, the light beam 540 can be fitted such that the light beam 542 passes through the grating at a known location with respect to the X-ray source 510 and has passed through the grating. As a result, the light source 540 is separated vertically (y) and horizontally (x) according to the following separation formula y = mλD / d, where m = 0, 1, 2, and 3 indicate the order of the diffraction points, and λ is It is the wavelength of the light source 540, D is the distance from the diffraction source to the plate 530, and d is the diffraction grating slit separation.

いくつかの態様では、カメラ550は、プレート530上に投影された光点544の位置を記録してX線源510に対するプレート530の並進位置を決定することができる。いくつかの態様では、カメラ550は、対象物502またはシステム(例えば、システム100)の意図しない動きがある場合、撮像手順中に動作追跡および補正を提供するように構成することもできる。カメラ550は、例えばX線源510またはコリメータ(図示せず)上の既知の位置に装着され得る高分解能の高速デジタルカメラを含むことができる。上記で論じたように、カメラ550は、光源540も同様に、X線源510の中央にX線源510の正面縁に隣接して装着され得る。いくつかの態様では、カメラ550は、キャプチャされた写真画像をコンピューティングプラットフォーム(例えば、図8の804を参照)に送信することができる。例えば、カメラ550は、プレート530上の光点544の位置をキャプチャする写真画像をコンピューティングプラットフォームに送信して、X線源510に対するプレート530の並進位置を決定することができ、それによってX線源510に対するX線検出器520の位置を決定する。 In some embodiments, the camera 550 can record the position of the light spot 544 projected onto the plate 530 to determine the translational position of the plate 530 with respect to the X-ray source 510. In some embodiments, the camera 550 can also be configured to provide motion tracking and correction during the imaging procedure in the event of unintended movement of the object 502 or system (eg, system 100). The camera 550 can include, for example, a high resolution high speed digital camera that can be mounted in a known position on an X-ray source 510 or a collimator (not shown). As discussed above, the camera 550 may also be fitted with a light source 540 in the center of the X-ray source 510, adjacent to the front edge of the X-ray source 510. In some embodiments, the camera 550 can transmit the captured photographic image to a computing platform (see, eg, 804 in FIG. 8). For example, the camera 550 can send a photographic image that captures the position of the light spot 544 on the plate 530 to the computing platform to determine the translational position of the plate 530 with respect to the astrophysical source 510, thereby X-rays. The position of the X-ray detector 520 with respect to the source 510 is determined.

したがって、光源540およびカメラ550は、プレート530に向かって傾斜されて光ビーム542を少なくとも1つの回折格子を通してプレート530上に投影し、それによってスクリーン530上の異なる位置に光点544(例えば、図6A~図6Cの544A~Cを参照)を生み出し、こうしてスクリーン530上に光パターンを提供することができる。特に、光源540および/またはスクリーン530の異なる位置の結果、異なる光パターンを得ることができ、光パターンの各々は、カメラ550によってキャプチャされ、スクリーン530および取り付けられたX線検出器520のジオメトリをX線源510内の各画素に対して較正するために使用され得る。 Thus, the light source 540 and camera 550 are tilted towards the plate 530 to project the light beam 542 onto the plate 530 through at least one grating, thereby causing light spots 544 (eg, illustration) at different locations on the screen 530. 6A-see 544A-C in FIG. 6C), thus providing a light pattern on the screen 530. In particular, different light patterns can be obtained as a result of different locations of the light source 540 and / or the screen 530, each of which is captured by the camera 550 and captures the geometry of the screen 530 and the attached X-ray detector 520. It can be used to calibrate for each pixel in the X-ray source 510.

装置500が構成され、2D投影画像の生成の準備が整うと、カメラ550は、X線検出器520およびスクリーン530が第1の位置にあるときに光源540(例えば、レーザ)によって生み出される初期光パターンをキャプチャし、キャプチャされたパターンを処理およびジオメトリ較正のためにコンピューティングプラットフォーム(例えば804)に送信するように構成することができる。例えば、カメラ550は、X線検出器520およびスクリーン530が初期の、または第1の位置にあるときに、スクリーン530上に初期光パターンを形成する光点544をキャプチャするように構成することができる。このキャプチャされた画像の処理は、ジオメトリ較正のための基準として使用することができる。 When the device 500 is configured and ready to generate a 2D projected image, the camera 550 receives an initial light produced by a light source 540 (eg, a laser) when the X-ray detector 520 and screen 530 are in the first position. The pattern can be configured to be captured and sent to a computing platform (eg, 804) for processing and geometry calibration. For example, the camera 550 may be configured to capture a light spot 544 that forms an initial light pattern on the screen 530 when the X-ray detector 520 and the screen 530 are in the initial or first position. can. This processing of the captured image can be used as a reference for geometry calibration.

次に図5B~図5Dを参照すると、2D投影画像の取得が示され、ここでは、X線源510のX線源アレイ512内の各々の画素516は、X線検出器520およびスクリーン530が第1の位置にあり、次に第2の位置にあるときに順次活性化される。図5B~図5Dは、3つだけの画素516および2つだけの異なる位置の順次活性化を示しているが、当業者は、これらの図は単なる例示であり、非限定的であることを認識するであろう。例えば、X線源510内の各画素516を活性化させることができ、検出器520は結果として生じる画像を記録するように構成される。図5A~図5Dに示すように、9個の画素516がある場合、9個の画素516のすべてを個々に活性化することができ、X線検出器520は、活性化された画素516に対するX線検出器520の各位置に対するそれぞれの画像を記録するように構成することができる。いくつかの態様では、X線検出器520は、1つの位置にあるだけでよく、この場合、9個の画素516を一度活性化するだけでよく、各画素516の活性化は個々に実行される。しかし、X線検出器520が複数の位置に移動される場合、X線検出器520が後続の複数の位置の各々に移動されるとき、9個の画素516の各々は、個々に再活性化される。 Next, with reference to FIGS. 5B-5D, acquisition of a 2D projected image is shown, where each pixel 516 in the X-ray source array 512 of the X-ray source 510 has an X-ray detector 520 and a screen 530. It is sequentially activated when it is in the first position and then in the second position. Although FIGS. 5B-5D show sequential activation of only three pixels 516 and only two different positions, those skilled in the art will appreciate that these figures are merely exemplary and non-limiting. Will recognize. For example, each pixel 516 in the X-ray source 510 can be activated and the detector 520 is configured to record the resulting image. As shown in FIGS. 5A-5D, if there are 9 pixels 516, all of the 9 pixels 516 can be individually activated and the X-ray detector 520 will be relative to the activated pixels 516. It can be configured to record each image for each position of the X-ray detector 520. In some embodiments, the X-ray detector 520 only needs to be in one position, in which case it is only necessary to activate the nine pixels 516 once, and activation of each pixel 516 is performed individually. To. However, if the X-ray detector 520 is moved to multiple positions, each of the nine pixels 516 will be individually reactivated as the X-ray detector 520 is moved to each of the subsequent positions. Will be done.

図5Bでは、X線源510内の第2の画素516Aは、検出器520上に投影するX線ビーム514を生成するための活性化された状態で示されており、検出器は、スクリーン530およびX線検出器520が第1の位置にある間の投影された画像を記録する。特に、X線源510内の第2の画素516Aが活性化される前に、X線源510内の画素516の第1のものが活性化されていてよく、X線検出器520が、それによって生成された画像を記録していてもよい。同様に、図5Cでは、X線源510内の第3の画素516Bが活性化されて、検出器520上に投影するX線ビーム514を生成し、検出器は、スクリーン530およびX線検出器520が第1の位置にある間の投影された画像を記録する。スクリーン530はX線源アレイ512内の第2の画素516Aおよび第3の画素516Bの活性化中、第1の位置にとどまるので、光点544によって生成される光パターンは、ジオメトリ較正の目的で同じままである。 In FIG. 5B, the second pixel 516A in the X-ray source 510 is shown in an activated state to generate an X-ray beam 514 projected onto the detector 520, where the detector is screen 530. And record the projected image while the X-ray detector 520 is in the first position. In particular, the first of the pixels 516 in the X-ray source 510 may be activated before the second pixel 516A in the X-ray source 510 is activated, the X-ray detector 520 may activate it. The image generated by may be recorded. Similarly, in FIG. 5C, the third pixel 516B in the X-ray source 510 is activated to generate an X-ray beam 514 projected onto the detector 520, where the detectors are the screen 530 and the X-ray detector. The projected image is recorded while the 520 is in the first position. Since the screen 530 remains in the first position during activation of the second pixel 516A and the third pixel 516B in the X-ray source array 512, the light pattern generated by the light spot 544 is for the purpose of geometry calibration. It remains the same.

しかし、図5Dでは、スクリーン530およびX線検出器520は、第1の位置(点線で示す)とは異なる第2の位置に移動される。図5Dに示す例では、スクリーン530およびX線検出器520は、X線源510に対して、左に向かってx方向に移動される。スクリーン530およびX線検出器520は移動し得るが、X線源510は初期位置にとどまる。そのようなシナリオでは、光点544は、スクリーン530が第1の位置にあったときとは異なる場所においてスクリーン530上に投影するため、光ビーム542がスクリーン530上に投影されるとき、光点544から形成される光パターンは異なるジオメトリを有する。これは、スクリーン530およびX線検出器520が移動されるあらゆる後続位置についても依然として適用され、各後続位置もまた、第1の位置および互いの位置とは異なる。 However, in FIG. 5D, the screen 530 and the X-ray detector 520 are moved to a second position different from the first position (indicated by the dotted line). In the example shown in FIG. 5D, the screen 530 and the X-ray detector 520 are moved in the x direction to the left with respect to the X-ray source 510. The screen 530 and the X-ray detector 520 can move, but the X-ray source 510 remains in its initial position. In such a scenario, the light spot 544 projects onto the screen 530 at a different location than when the screen 530 was in the first position, so that when the light beam 542 is projected onto the screen 530, the light spot. The light pattern formed from 544 has a different geometry. This still applies to any trailing positions where the screen 530 and X-ray detector 520 are moved, and each trailing position is also different from the first position and each other's position.

したがって、スクリーン530およびX線検出器520が第2の位置、または第1の位置以外の任意の位置に移動されると、カメラ550は、X線検出器520およびスクリーン530が第1の位置以外の任意の位置にあるときに光源540によって生み出された第2の光パターンをキャプチャし、キャプチャされた第2の光パターンを処理およびジオメトリ較正のためにコンピューティングプラットフォーム(例えば、図8の804)に送信するように構成することができる。例えば、カメラ550は、X線検出器520およびスクリーン530が第2の位置にあるとき、スクリーン530上に第2の光パターンを形成する光点544を含む画像をキャプチャするように構成することができる。このキャプチャされた画像の処理は、ジオメトリ較正のための基準として使用することができる。いくつかの態様では、依然として図5Dを参照すると、X線源アレイ512内の第4の画素516Cは、検出器520上に投影するX線ビーム514を生成するように活性化させることができ、検出器は、スクリーン530およびX線検出器520が第2の位置にある間に投影される画像を記録する。第2の位置におけるX線源アレイ512内の各連続する画素516の活性化はまた、X線検出器520およびスクリーン530が第2の位置にある間に他の連続する画像を生成するために起こり得る。 Therefore, when the screen 530 and the X-ray detector 520 are moved to a second position or an arbitrary position other than the first position, the camera 550 has the X-ray detector 520 and the screen 530 other than the first position. A computing platform for capturing the second light pattern produced by the light source 540 and processing the captured second light pattern and calibrating the geometry when in any position in (eg, 804 in FIG. 8). Can be configured to send to. For example, the camera 550 may be configured to capture an image containing a light spot 544 forming a second light pattern on the screen 530 when the X-ray detector 520 and the screen 530 are in the second position. can. This processing of the captured image can be used as a reference for geometry calibration. In some embodiments, still referring to FIG. 5D, the fourth pixel 516C in the X-ray source array 512 can be activated to produce an X-ray beam 514 projected onto the detector 520. The detector records the image projected while the screen 530 and the X-ray detector 520 are in the second position. Activation of each contiguous pixel 516 in the X-ray source array 512 at the second position is also to generate another contiguous image while the X-ray detector 520 and screen 530 are in the second position. It can happen.

いくつかの態様では、X線源アレイ512内の各画素516が活性化され、投影された画像がX線検出器520によって記録された後、3D画像再構成を開始することができる。例えば、3D画像再構成はトモシンセシス再構成を含むことができる。3D画像再構成は、コンピュータプログラムおよび/またはワークステーション(例えば、図8の804)を使用して達成されて、記録された2D投影画像から3D断層画像を分析する、較正する、再構成する、表示するなどを行うことができる。カメラ550によってキャプチャされ記録されたジオメトリ較正データ(例えば、写真画像)は、コンピュータプログラムおよび/またはワークステーションによって利用されて、X線検出器520に対するX線源アレイ512の各画素516の相対位置を決定することができる。この位置データは、歯の3D画像のトモシンセシス再構成のために使用される。 In some embodiments, 3D image reconstruction can be initiated after each pixel 516 in the X-ray source array 512 is activated and the projected image is recorded by the X-ray detector 520. For example, 3D image reconstruction can include tomosynthesis reconstruction. 3D image reconstruction is accomplished using computer programs and / or workstations (eg, 804 in FIG. 8) to analyze, calibrate, and reconstruct 3D tomographic images from recorded 2D projected images. It can be displayed and so on. Geometry calibration data (eg, photographic images) captured and recorded by camera 550 is utilized by computer programs and / or workstations to determine the relative position of each pixel 516 of the X-ray source array 512 with respect to the X-ray detector 520. Can be decided. This position data is used for tomosynthesis reconstruction of 3D images of teeth.

次に図6A~図6Cを参照すると、その各々は、光ビーム542がプレート530上に投影され、光点544を生成した結果得られるキャプチャされた画像の例を示す。図6A~図6Cの各々は、光源(例えば、540)に対するスクリーン530の異なる位置および/または配向を示す。特に、光源に対してスクリーン530を移動させた結果、スクリーン530上の光点544によって生み出された光パターンは変化することができる。したがって、光点544のパターンを比較し分析することによって、検出器520に対するX線源510の相対的な動きを決定することができる。 Next, referring to FIGS. 6A-6C, each of them shows an example of a captured image obtained as a result of a light beam 542 projected onto a plate 530 to generate a light spot 544. Each of FIGS. 6A-6C shows a different position and / or orientation of the screen 530 with respect to a light source (eg, 540). In particular, as a result of moving the screen 530 with respect to the light source, the light pattern produced by the light spots 544 on the screen 530 can change. Therefore, by comparing and analyzing the patterns of the light spots 544, the relative movement of the X-ray source 510 with respect to the detector 520 can be determined.

図6Aは、光源に対してスクリーン530の第1の位置および第1の配向において生み出される、全体的に544Aで示す第1の光パターンの全体的に600Aで示す第1の概略図を示す。図6Aでは、第1の光パターン544Aの光点は、第1の光パターンを形成し、これは、スクリーン530が光源に対して「短いz距離」に、かつX線源(例えば510)上に装着された光源を含む平面に平行な平面内に配置されていることを示す。ここで、「短い」は、図6Bおよび「長いz距離」、すなわちスクリーン530が長いz距離に沿って配置されるときよりX線源からのz距離が小さいことに対して定義される。したがって、スクリーン530がz方向に光源のより近くに配置されると、第1の光パターン544Aの離間された光点はより密接になる。 FIG. 6A shows a first schematic view of the first light pattern, generally shown at 544A, shown at 600A overall, produced in the first position and first orientation of the screen 530 with respect to the light source. In FIG. 6A, the light spots of the first light pattern 544A form a first light pattern, which is such that the screen 530 is at a "short z distance" with respect to the light source and on an X-ray source (eg 510). It is shown that it is arranged in a plane parallel to the plane including the light source mounted on the. Here, "short" is defined for FIG. 6B and "long z-distance", i.e., that the z-distance from the X-ray source is smaller than when the screen 530 is placed along the long z-distance. Therefore, when the screen 530 is placed closer to the light source in the z direction, the separated light spots of the first light pattern 544A become closer.

図6Bは、第2の位置であるが、依然として光源に対するスクリーン530の第1の配向で生み出された、全体的に544Bで示す、第2の光パターンの全体的に600Bで示す第2の概略図を示す。図6Bでは、第2の光パターン544Bの光点は、第2の光パターンを形成し、これは、スクリーン530が光源に対して「長いz距離」に、かつX線源上に装着された光源を含む平面に平行な平面内に配置されていることを示す。したがって、スクリーン530がz方向に光源からより遠くに配置されると、第2の光パターン544Bの光点はより広がる。 FIG. 6B is a second schematic, but still produced in the first orientation of the screen 530 with respect to the light source, shown at 544B overall, and at 600B overall for the second light pattern. The figure is shown. In FIG. 6B, the light spots of the second light pattern 544B form a second light pattern, which the screen 530 is mounted at a "long z distance" with respect to the light source and on an X-ray source. Indicates that they are arranged in a plane parallel to the plane containing the light source. Therefore, when the screen 530 is arranged farther from the light source in the z direction, the light spot of the second light pattern 544B becomes wider.

図6Cは、光源に対してスクリーン530の第3の位置および第2の配向において生み出された、全体的に544Cで示す第3の光パターンの、全体的に600Cで示す第3の概略図を示す。図6Cでは、第3の光パターン544Cの光点は、第2の光パターンを形成し、これは、スクリーン530が光源に対して約10cmから40cmのz距離に、かつX線源上に装着された光源を含む平面に対して回転された平面内に配置されることを示す。スクリーン530が光源を含む平面に対して回転される場合、第3の光パターン544Cの各光点間の相対距離は、スクリーン530が光源を含む平面に平行に配向された場合と異なり得る。そのような場合、回転計算を較正中に使用して、X線源に対する、スクリーン530に接続されたX線検出器(例えば、520)の角度位置を決定することができる。したがって、スクリーン530が光源を含む平面に対してより回転すると、第3の光パターン544Cの各光点間の相対距離は増大する。逆に、スクリーン530が光源を含む平面に対してあまり回転しないと、第3の光パターン544Cの各光点間の相対距離は小さくなる。 FIG. 6C is a third schematic view of the third light pattern, generally shown at 544C, produced at the third position and second orientation of the screen 530 with respect to the light source, shown at 600C overall. show. In FIG. 6C, the light spots of the third light pattern 544C form a second light pattern, which the screen 530 mounts at a z distance of about 10 cm to 40 cm with respect to the light source and on the X-ray source. Indicates that it is placed in a plane rotated with respect to the plane containing the light source. When the screen 530 is rotated with respect to the plane containing the light source, the relative distance between each light point of the third light pattern 544C may be different from the case where the screen 530 is oriented parallel to the plane containing the light source. In such cases, the rotation calculation can be used during calibration to determine the angular position of the X-ray detector (eg, 520) connected to the screen 530 with respect to the X-ray source. Therefore, as the screen 530 rotates more with respect to the plane containing the light source, the relative distance between each light point of the third light pattern 544C increases. On the contrary, if the screen 530 does not rotate much with respect to the plane including the light source, the relative distance between the light points of the third light pattern 544C becomes small.

次に図7を参照すると、口腔内トモシンセシスシステム(例えば、システム100)で使用するためのジオメトリ較正装置700の例示的な実施形態の第3の実施形態が概略的に示されている。ジオメトリ較正装置700は、例えば、光源710と、カメラ720と、スクリーンまたはプレート730と、第1の格子740と、第2の格子750とを含むことができる。 Next, with reference to FIG. 7, a third embodiment of an exemplary embodiment of the geometry calibrator 700 for use in an intraoral tomosynthesis system (eg, system 100) is schematically shown. The geometry calibrator 700 can include, for example, a light source 710, a camera 720, a screen or plate 730, a first grid 740, and a second grid 750.

光源710は、可視光線レーザまたはX線源アレイ(この実施形態では図示せず)に取り付けられた任意の他の光源を含むことができる。光源710は、任意の適切な既知の周波数および波長の光を提供することができる。いくつかの態様では、ジオメトリ較正装置300の第1の実施形態と比較して、1つだけの光源710が必要とされ得る。いくつかの態様では、カメラ720は、光源710に対して装着され、X線源アレイに取り付けられる。例えば、カメラ720は、当業者に理解されるように、光源710の上もしくは下に、または光源710に対して任意の適切な位置に装着することができる。 The light source 710 can include a visible light laser or any other light source attached to an X-ray source array (not shown in this embodiment). The light source 710 can provide light of any suitable known frequency and wavelength. In some embodiments, only one light source 710 may be required as compared to the first embodiment of the geometry calibrator 300. In some embodiments, the camera 720 is attached to the light source 710 and attached to an X-ray source array. For example, the camera 720 can be mounted above or below the light source 710, or at any suitable position relative to the light source 710, as will be appreciated by those skilled in the art.

いくつかの態様では、光源710は、少なくとも1つの光学回折格子を通してスクリーンまたはプレート730上に投影することができる。2つの光学回折格子740および750が、ジオメトリ較正装置700内に含まれる。スクリーンまたはプレート730は、X線検出器(この実施形態では図示せず)に取り付けられ、撮像される対象物のROIの前に配置され得る。例えば、スクリーン730は、口腔内X線検出器に取り付けられ、患者の口の外側に配置され得る。プレート730は、例えばクロスバー(例えば、図3A~図3Bおよび図5A~図5Dの322、522それぞれ)を使用して、既知の相対位置でX線検出器に取り付けられ得る。プレート730は、紙、プラスチック、金属またはこれらの材料の任意の組み合わせを含むことができ、プレート730の寸法は約5cmから20cmである。 In some embodiments, the light source 710 can be projected onto a screen or plate 730 through at least one optical grating. Two optical diffraction gratings 740 and 750 are included in the geometry calibrator 700. The screen or plate 730 can be attached to an X-ray detector (not shown in this embodiment) and placed in front of the ROI of the object to be imaged. For example, the screen 730 can be attached to an intraoral X-ray detector and placed outside the patient's mouth. The plate 730 can be attached to the X-ray detector at known relative positions using, for example, a crossbar (eg, 322, 522, respectively in FIGS. 3A-3B and 5A-5D). The plate 730 can include paper, plastic, metal or any combination of these materials, and the dimensions of the plate 730 are about 5 cm to 20 cm.

いくつかの態様では、プレート730は、中央に配置されるか、または他の方法で配置された所定の較正されたマーカ732を含むことができる。所定の較正されたマーカ732は、一領域を包囲する正方形または他の囲み形状を含むことができる。光源710は、全体的に752で示す分割された光ビームをプレート730上に、特に所定の較正されたマーカ732によって形成された形状内に投影するように構成することができる。所定の較正されたマーカ732を光点M0、M1、M2などに対する基準点として使用して、X線源に対する、プレート730が取り付けられたX線検出器の位置を決定することができ、これは、以下でより詳細に論じられる。いくつかの態様では、プレート730は、所定の較正されたマーカ732内に画定された較正円734を含む。較正円734の位置は、光源710の所望の位置に対応するものとしてオペレータによって予め決定され得る。したがって、オペレータは、光源710によって生成された光ビーム702が初期光点M0を較正円734内に生み出すように光源710の位置を調節することができる。 In some embodiments, the plate 730 can include a predetermined calibrated marker 732 that is centrally or otherwise placed. A predetermined calibrated marker 732 can include a square or other enclosing shape that encloses one area. The light source 710 can be configured to project the divided light beam, generally shown by 752, onto the plate 730, in particular within the shape formed by the predetermined calibrated marker 732. A predetermined calibrated marker 732 can be used as a reference point for light spots M0, M1, M2, etc. to determine the position of the X-ray detector with the plate 730 relative to the X-ray source. , Will be discussed in more detail below. In some embodiments, the plate 730 comprises a calibration circle 734 defined within a predetermined calibrated marker 732. The position of the calibration circle 734 may be pre-determined by the operator as corresponding to the desired position of the light source 710. Therefore, the operator can adjust the position of the light source 710 so that the light beam 702 generated by the light source 710 produces an initial light point M0 within the calibration circle 734.

いくつかの態様では、少なくとも1つの回折格子が、既知の位置でX線源に取り付けられ得る。図7に示すように、2つの回折格子740および750は、光源710の正面に配置され、それにより、光源710から放射される光ビームは、光ビームを分割することができる格子740および750を通って投影することができる。分割された光ビームは、その後、複数の光点M1、M2の形態でプレート730上に投影することができる。特に、光ビームからの初期光点M0もプレート730上に投影される。 In some embodiments, at least one grating can be attached to the X-ray source at a known location. As shown in FIG. 7, the two diffraction gratings 740 and 750 are arranged in front of the light source 710, whereby the light beam emitted from the light source 710 has a grating 740 and 750 capable of dividing the light beam. Can be projected through. The divided light beam can then be projected onto the plate 730 in the form of a plurality of light spots M1 and M2. In particular, the initial light spot M0 from the light beam is also projected onto the plate 730.

いくつかの態様では、格子740および750は、それらの間に既知の回折線間隔を有する1Dまたは2D光学回折格子とすることができる。図7の例示的な実施形態によれば、第1の回折格子740は、1D回折格子であり、第2の回折格子750もまた、1D回折格子である。いくつかの態様では、回折格子740および750はそれぞれ、互いに類似していても異なっていてもよい回折線間隔を含むことができる。回折線間隔は、格子内の各回折線の間の距離を含むことができる。例えば、第1の回折格子740および/または第2の回折格子750は、例えば約0.001mmから0.1mmで離間された回折線を含むことができる回折線間隔を有して構成することができる。他の態様では、格子740および750は、同じ光学寸法を含むことができ、互いに対して異なる方向に配向され得る。図7では、例えば、第1の回折格子740および第2の回折格子750は、互いに対して回転式に配向される。ジオメトリ較正装置700のこの例示的な実施形態によれば、第1の格子740は、第2の格子750の配向に対して90度回転される。 In some embodiments, the gratings 740 and 750 can be 1D or 2D optical diffraction gratings with known diffraction line spacing between them. According to the exemplary embodiment of FIG. 7, the first diffraction grating 740 is a 1D diffraction grating, and the second diffraction grating 750 is also a 1D diffraction grating. In some embodiments, the gratings 740 and 750 can each include diffraction line spacings that may be similar or different from each other. The diffraction line spacing can include the distance between each diffraction line in the grid. For example, the first diffraction grating 740 and / or the second diffraction grating 750 may be configured with a diffraction line spacing which may include diffraction lines separated by, for example, about 0.001 mm to 0.1 mm. can. In another aspect, the grids 740 and 750 can contain the same optical dimensions and can be oriented in different directions with respect to each other. In FIG. 7, for example, the first diffraction grating 740 and the second diffraction grating 750 are rotationally oriented with respect to each other. According to this exemplary embodiment of the geometry calibrator 700, the first grid 740 is rotated 90 degrees with respect to the orientation of the second grid 750.

格子740および750は、光源710によって放射された初期光ビーム702を分割して、プレート730上に複数の光点M1、M2を生成するように構成することができる。初期光ビーム702は、可視範囲(例えば、約390nmから700nm)の波長を含む光ビームとすることができる。初期光点M0は、光ビーム702によって生成することができ、較正円734内に光源710、ひいてはX線源を配置するための基準として使用することができる。 The grids 740 and 750 can be configured to divide the initial light beam 702 emitted by the light source 710 to generate a plurality of light spots M1 and M2 on the plate 730. The initial light beam 702 can be a light beam that includes wavelengths in the visible range (eg, about 390 nm to 700 nm). The initial light spot M0 can be generated by the light beam 702 and can be used as a reference for arranging the light source 710 and thus the X-ray source within the calibration circle 734.

光ビーム702は、1つまたは複数の回折格子を通過するように構成することもできる。ジオメトリ較正装置700が少なくとも1つの回折格子(例えば第1および第2の回折格子740,750)を有するので、光源710は、光ビーム702がX線源に対して既知の場所で回折格子740および750を通過するように装着することができ、格子740および750を通過した結果、光源710は以下の分離式y=mλD/dに従って、垂直(y)および水平(x)方向に分離され、式中m=0,1,2,3は回折点の次数を示し、λは光源710の波長であり、Dは回折元からのプレート730の距離であり、dは回折格子スリット分離である。図7に示すように、例えば、光ビーム702は、第1の回折格子740および第2の回折格子750を通過し、各格子は、他方に対して90度回転される。第1の回折格子740は、例えば約0.001mmから0.1mmまで離間した水平線を含む第1の回折線間隔を有して構成され、第2の回折格子750は、例えば約0.001mmから0.1mmまで離間した垂直線を含む第2の回折線間隔を有して構成される。垂直および水平の両方の他の回折線間隔は、当業者の技術水準内にあることが理解されよう。したがって、ビーム702は、第1の回折格子740によって水平方向に複数の水平ビーム742に分割され、その中央のビームは、第2の回折格子750を通過し、その結果、水平ビーム742のこの中央ビームは、別個の垂直ビーム752に分割される。いくつかの態様では、分割された水平および垂直ビーム742および752は、所定の較正されたマーカ732によって画定された領域内のプレート730上に投影することができる。図7の例示的な実施形態によれば、4つが水平ビーム742であり、4つが垂直ビーム752である8つの別個のビームがプレート730上に投影され、8つの別個の光点M1、M2を含む2D光パターン736を形成する。この例示的な実施形態では、4つの光点M1および4つの光点M2が形成され、初期光点M0は、光点M1、M2から形成される光パターン736の中心内に配置される。しかし、M0、M1、M2などの複数の回折点次数を使用して、プレート730に対する光源710の位置、したがって、X線検出器に対するX線源の位置を決定することができる。 The light beam 702 can also be configured to pass through one or more diffraction gratings. Since the geometry calibrator 700 has at least one diffraction grating (eg, first and second diffraction gratings 740,750), the light source 710 has a diffraction grating 740 and a location where the light beam 702 is known to the X-ray source. It can be mounted to pass through the 750, and as a result of passing through the gratings 740 and 750, the light source 710 is separated in the vertical (y) and horizontal (x) directions according to the following separation equation y = mλD / d. Medium m = 0, 1, 2, 3 indicates the order of the diffraction point, λ is the wavelength of the light source 710, D is the distance of the plate 730 from the diffraction source, and d is the diffraction grating slit separation. As shown in FIG. 7, for example, the light beam 702 passes through a first diffraction grating 740 and a second diffraction grating 750, and each grating is rotated 90 degrees with respect to the other. The first diffraction grating 740 is configured with a first diffraction grating spacing including, for example, horizontal lines spaced from about 0.001 mm to 0.1 mm, and the second diffraction grating 750 is, for example, from about 0.001 mm. It is configured with a second diffraction line spacing including vertical lines separated by 0.1 mm. It will be appreciated that other diffraction line spacings, both vertical and horizontal, are within the skill of one of ordinary skill in the art. Therefore, the beam 702 is horizontally divided into a plurality of horizontal beams 742 by the first diffraction grating 740, and the central beam passes through the second diffraction grating 750, and as a result, this center of the horizontal beam 742. The beam is split into separate vertical beams 752. In some embodiments, the divided horizontal and vertical beams 742 and 752 can be projected onto a plate 730 within a region defined by a predetermined calibrated marker 732. According to an exemplary embodiment of FIG. 7, eight separate beams, four of which are horizontal beams 742 and four of which are vertical beams 752, are projected onto the plate 730 to provide eight separate light spots M1 and M2. Form the including 2D light pattern 736. In this exemplary embodiment, four light spots M1 and four light spots M2 are formed, and the initial light spot M0 is located within the center of the light pattern 736 formed from the light spots M1 and M2. However, multiple diffraction point orders such as M0, M1, M2 can be used to determine the position of the light source 710 with respect to the plate 730 and thus the position of the X-ray source with respect to the X-ray detector.

いくつかの態様では、カメラ720は、所定の較正マーカ732内の光点M1、M2および初期光点M0の少なくとも1つの投影画像をキャプチャし、少なくとも1つのキャプチャされた画像をコンピューティングプラットフォームに送信するように構成することができる(例えば、図8の804を参照)。例えば、カメラ720は、X線源に対するプレート730の並進位置を決定し、それによってX線源に対するX線検出器の位置を決定するために、プレート730上の較正マーカ732内の初期光点M0および光点M1、M2の位置をキャプチャする画像をコンピューティングプラットフォームに送信することができる。したがって、各強度ピークに対して、初期光点M0、光点M1、M2、所定の較正マーカ732、および回折角θmを有する光パターン736を使用して、ビーム702が第1の格子740に当たるときの位置とプレート730上の各光点M1、M2との間の距離をコンピューティングプラットフォームにおいて決定することができる。例えば、ジオメトリ較正モジュールは、ビーム702が第1の格子740にあたるときの位置と、プレート730上の各光点M1、M2との間の距離、ならびにプレート730の軸回転の3つの角度を計算することができる。特に、プレート730の6自由度はすべて、第1のビーム分割点(例えば、ビーム702が第1の格子740にあたる位置)に対して光点M1、M2によって形成された光パターン736から決定することができる。結果として、イメージングシステムの完全なジオメトリは、プレート730に対するX線検出器の相対位置と、光源710に対するX線源の相対位置とに基づいて決定することができる。 In some embodiments, the camera 720 captures at least one projected image of the light spots M1, M2 and the initial light spot M0 within a predetermined calibration marker 732 and sends the at least one captured image to the computing platform. (See, for example, 804 in FIG. 8). For example, the camera 720 determines the translational position of the plate 730 with respect to the X-ray source, thereby the initial light spot M0 in the calibration marker 732 on the plate 730 to determine the position of the X-ray detector with respect to the X-ray source. And an image that captures the positions of the light spots M1 and M2 can be transmitted to the computing platform. Thus, for each intensity peak, when the beam 702 hits the first grid 740 using a light pattern 736 with an initial light spot M0, light spots M1, M2, a predetermined calibration marker 732, and a diffraction angle θm. The position of the light and the distance between the respective light spots M1 and M2 on the plate 730 can be determined in the computing platform. For example, the geometry calibration module calculates the position when the beam 702 hits the first grid 740, the distance between each of the light spots M1 and M2 on the plate 730, and the three angles of axial rotation of the plate 730. be able to. In particular, all six degrees of freedom of the plate 730 are determined from the light pattern 736 formed by the light spots M1 and M2 with respect to the first beam split point (eg, where the beam 702 hits the first grid 740). Can be done. As a result, the complete geometry of the imaging system can be determined based on the relative position of the X-ray detector with respect to the plate 730 and the relative position of the X-ray source with respect to the light source 710.

したがって、ジオメトリ較正の目的に使用される技術にかかわらず、X線源に対するX線検出器の角度および/または並進位置を決定することができ、これによって、取得されたX線投影画像からトモシンセシス画像を正確に再構成するのを助けることができる。したがって、画像取得中のX線源の決定された位置(例えば、角度位置および/または並進位置)は、撮像された対象物のトモシンセシス再構成画像を生成することを可能にすることができる。 Therefore, regardless of the technique used for the purpose of geometry calibration, the angle and / or translational position of the X-ray detector with respect to the X-ray source can be determined, thereby the tomosynthesis image from the acquired X-ray projection image. Can help to reconstruct exactly. Thus, the determined position of the X-ray source during image acquisition (eg, angular position and / or translational position) can make it possible to generate a tomosynthesis reconstructed image of the imaged object.

次に図8を参照すると、例示的なコンピューティングプラットフォーム804とインターフェース接続する固定式口腔内トモシンセシスシステム802の例示的な実施形態の、全体的に800で示す概略的なシステム図が示される。特に、本明細書で説明するように構成された場合、例示的なコンピューティングプラットフォーム804は、複数の視点から2D投影画像を取得し、次いでそのような画像を、X線源または患者の移動を伴わずに処理することにより、3D歯科用イメージングのための固定式口腔内トモシンセシスイメージングの技術的分野を改良することができる、専用コンピューティングプラットフォームになる。 Next, with reference to FIG. 8, a schematic system diagram, generally shown by 800, of an exemplary embodiment of a fixed intraoral tomosynthesis system 802 interfaced with an exemplary computing platform 804 is shown. In particular, when configured as described herein, an exemplary computing platform 804 acquires 2D projected images from multiple viewpoints, which are then imaged from an X-ray source or patient movement. Processing without accompaniment provides a dedicated computing platform that can improve the technical field of fixed intraoral tomosynthesis imaging for 3D dental imaging.

いくつかの態様では、例示的なトモシンセシスシステム802は、図1(例えば、100)、図9および/または図17に上述したようなトモシンセシスシステムを含む。いくつかの態様では、トモシンセシスシステム802は、上記で説明したもの(例えば、300、500、700)などのジオメトリ較正装置810を備えることができる。トモシンセシスシステム802は、写真画像の処理によってシステム802のジオメトリを較正するためのコンピューティングプラットフォーム804とインターフェース接続するように構成することができる。例えば、トモシンセシスシステム802は、例えば、口腔内検出器をコンピューティングプラットフォームに接続するデータ送信ライン、無線送信などのインターフェースを介して、口腔内検出器からコンピューティングプラットフォーム804に1つまたは複数の投影画像を送信するように構成することができる。コンピューティングプラットフォーム804はまた、2D投影画像のトモシンセシス再構成に合わせて構成されてもよい。 In some embodiments, the exemplary tomosynthesis system 802 comprises a tomosynthesis system as described above in FIG. 1 (eg, 100), FIG. 9 and / or FIG. In some embodiments, the tomosynthesis system 802 can include a geometry calibrator 810 such as that described above (eg, 300, 500, 700). The tomosynthesis system 802 can be configured to interface with a computing platform 804 for calibrating the geometry of the system 802 by processing photographic images. For example, the tomosynthesis system 802 may include one or more projected images from the oral detector to the computing platform 804 via an interface such as a data transmission line connecting the oral detector to the computing platform, wireless transmission, and the like. Can be configured to send. The computing platform 804 may also be configured for tomosynthesis reconstruction of 2D projected images.

コンピューティングプラットフォーム804は、システム802のジオメトリを較正することに関連する1つまたは複数の態様を実行するように構成することができる。いくつかの態様では、コンピューティングプラットフォーム804は、1つまたは複数のスタンドアロンエンティティ、装置、またはプロセッサ上で実行されるソフトウェアであってよい。いくつかの態様では、コンピューティングプラットフォーム804は、単一ノードであってよく、または複数のコンピューティングプラットフォームまたはノードにわたって分散されてよい。コンピューティングプラットフォーム804は、ジオメトリ較正以外の目的での使用にも適していてよい。 The computing platform 804 can be configured to perform one or more aspects related to calibrating the geometry of the system 802. In some embodiments, the computing platform 804 may be software running on one or more stand-alone entities, devices, or processors. In some embodiments, the computing platform 804 may be a single node or may be distributed across multiple computing platforms or nodes. The computing platform 804 may also be suitable for use for purposes other than geometry calibration.

いくつかの態様では、コンピューティングプラットフォーム804は、トモシンセシスシステム802のジオメトリを較正することに関連する1つまたは複数の態様、ならびにトモシンセシス再構成などのジオメトリ較正以外の態様を実行するように構成されたジオメトリ較正モジュール806を含むことができる。いくつかの態様では、コンピューティングプラットフォーム804は、取得された2DX線投影画像を再構成するように構成された別個のトモシンセシス再構成モジュール(図示せず)を含むこともできる。特に、ジオメトリ較正モジュール806は、トモシンセシス再構成およびジオメトリ較正を実行するように構成することができる。ジオメトリ較正モジュール806は、トモシンセシスシステム802のジオメトリ較正に関連する1つまたは複数の態様を実行するための任意の適切なエンティティ(例えば、プロセッサ上で実行するソフトウェア)であってよい。ジオメトリ較正モジュール806は、1つまたは複数の画像取得セッション中にカメラ(例えば、350,550,720)から少なくとも1つの写真画像を受け取る機能を含むことができる。例えば、ジオメトリ較正モジュール806および/またはコンピューティングプラットフォーム804に関連するインターフェース808は、スクリーン、プレートなどが取り付けられる対象物のROIに対するX線検出器の位置における調整ごとに、ジオメトリ較正装置810から、スクリーン、プレートなど上の光パターン、光点などの様々な位置の写真画像を受け取ることができる。この例では、ジオメトリ較正モジュールのユーザ(例えば、ユーザまたはオペレータによって使用可能な装置またはコンピューティングプラットフォーム)は、対象物のROIに対するX線検出器の位置における調整ごとに、スクリーン、プレートなど上の光パターン、光点などの少なくとも1つの写真画像をキャプチャし、この画像は、ジオメトリ較正モジュール806によって後で受け取られ得る。 In some embodiments, the computing platform 804 is configured to perform one or more aspects associated with calibrating the geometry of the tomosynthesis system 802, as well as aspects other than geometry calibration such as tomosynthesis reconstruction. A geometry calibration module 806 can be included. In some embodiments, the computing platform 804 may also include a separate tomosynthesis reconstruction module (not shown) configured to reconstruct the acquired 2DX ray projected image. In particular, the geometry calibration module 806 can be configured to perform tomosynthesis reconstruction and geometry calibration. The geometry calibration module 806 may be any suitable entity (eg, software running on a processor) for performing one or more aspects related to geometry calibration of the tomosynthesis system 802. The geometry calibration module 806 can include the ability to receive at least one photographic image from a camera (eg, 350, 550, 720) during one or more image acquisition sessions. For example, the interface 808 associated with the geometry calibration module 806 and / or the computing platform 804 is a screen from the geometry calibrator 810 for each adjustment in the position of the X-ray detector with respect to the ROI of the object to which the screen, plate, etc. are mounted. , Light patterns on plates, etc., can receive photographic images at various positions such as light spots. In this example, the user of the geometry calibration module (eg, a device or computing platform available by the user or operator) receives light on a screen, plate, etc. for each adjustment in the position of the X-ray detector with respect to the ROI of the object. At least one photographic image, such as a pattern, light spot, etc., is captured and this image can be later received by the geometry calibration module 806.

ジオメトリ較正モジュールとは別個の、または一体的なトモシンセシス再構成モジュールは、対象物の2DX線投影画像を取得および/または処理するように構成することができる。例えば、トモシンセシス再構成モジュールは、例えば、フィルタされた逆投影および反復再構成(例えば、反復的な切り捨てアーチファクト低減(iterative truncation artifact reduction))を含む様々なアルゴリズムによって、対象物の取得された2DX線投影画像を再構成するように構成することができる。 A tomosynthesis reconstruction module, separate from or integrated with the geometry calibration module, can be configured to acquire and / or process a 2DX ray projected image of the object. For example, the tomosynthesis reconstruction module is a 2DX ray acquired of an object by various algorithms including, for example, filtered backprojection and iterative reconstruction (eg, iterative truncation artifact reduction). It can be configured to reconstruct the projected image.

コンピューティングプラットフォーム804および/またはジオメトリ較正モジュール806は、将来の使用のために1つまたは複数の写真画像を記憶する機能を含むことができる。いくつかの態様では、コンピューティングプラットフォーム804および/またはジオメトリ較正モジュール806は、画像をインスタンス化または初期化し、および/または画像を他のコンピューティングプラットフォームまたは装置に提供する機能を含むことができる。例えば、コンピューティングプラットフォーム804および/またはジオメトリ較正モジュール806は、1つまたは複数の写真画像を受け取り、それらの画像に基づいてシステム802のジオメトリを較正し、および/またはそれらの画像をインターフェース808を介して他のノードに、トモシンセシスシステム802のジオメトリ較正のために提供することができる。 The computing platform 804 and / or the geometry calibration module 806 may include the ability to store one or more photographic images for future use. In some embodiments, the compute platform 804 and / or the geometry calibration module 806 may include the ability to instantiate or initialize an image and / or provide the image to another computing platform or device. For example, the compute platform 804 and / or the geometry calibration module 806 receives one or more photographic images, calibrates the geometry of the system 802 based on those images, and / or calibrates those images via interface 808. Can be provided to other nodes for geometry calibration of the tomosynthesis system 802.

いくつかの態様では、コンピューティングプラットフォーム804および/またはジオメトリ較正モジュール806は、トモシンセシスシステム802のジオメトリ較正に関連するデータおよび/または写真画像を収容するデータ記憶装置812を含むかまたはこれにアクセスすることができる。例えば、コンピューティングプラットフォーム804および/またはジオメトリ較正モジュール806は、これまでの写真画像、マッピングされた座標系、画像データ、プロファイル、設定、または構成を収容するデータ記憶装置812にアクセスすることができる。データ記憶装置812の例示的な実施形態は、フラッシュメモリ、ランダムアクセスメモリ、不揮発性媒体、および/または他の記憶装置などの非一時的なコンピュータ可読媒体を含むことができる。いくつかの態様では、データ記憶装置812は、コンピューティングプラットフォーム804および/またはジオメトリ較正モジュール806の外部にあってよく、および/またはそれらと一体化していてもよい。 In some embodiments, the computing platform 804 and / or the geometry calibration module 806 includes or has access to a data storage device 812 containing data and / or photographic images associated with the geometry calibration of the tomosynthesis system 802. Can be done. For example, the computing platform 804 and / or the geometry calibration module 806 can access a data storage device 812 that houses previous photographic images, mapped coordinate systems, image data, profiles, settings, or configurations. Exemplary embodiments of the data storage device 812 can include non-transitory computer-readable media such as flash memory, random access memory, non-volatile media, and / or other storage devices. In some embodiments, the data storage device 812 may be external to and / or integrated with the computing platform 804 and / or the geometry calibration module 806.

いくつかの実施形態では、コンピューティングプラットフォーム804および/またはジオメトリ較正モジュール806は、ユーザおよび/またはノードと交流するための1つまたは複数の通信インターフェースを含むことができる。例えば、コンピューティングプラットフォーム804および/またはジオメトリ較正モジュール806は、コンピューティングプラットフォーム804および/またはジオメトリ較正モジュール806のユーザと通信するための通信インターフェースを提供することができる。いくつかの態様では、コンピューティングプラットフォーム804および/またはジオメトリ較正モジュール806のユーザは、自動システムであってよく、または人間のユーザによって制御されても、または制御可能であってもよい。コンピューティングプラットフォーム804および/またはジオメトリ較正モジュール806のユーザは、デバイス810のカメラを使用して、1つまたは複数の写真画像をキャプチャし、これらの画像をコンピューティングプラットフォーム804および/またはジオメトリ較正モジュール806に送信することができる。コンピューティングプラットフォーム804は、図8の例示的な実施形態によれば、再構成された3Dトモシンセシス画像の少なくとも一部および/または1つまたは複数の2D投影画像の少なくとも一部を表示するように構成された1つまたは複数のモニタ814に電気的に接続されるものとして示される。1つまたは複数のモニタ814は、任意の適切なタイプ(例えば、CRT、LCD、OLED、ホログラフィック、投影など)のものであってよく、任意の適切な構成および個数で配置されてよい。 In some embodiments, the computing platform 804 and / or the geometry calibration module 806 can include one or more communication interfaces for interacting with users and / or nodes. For example, the computing platform 804 and / or the geometry calibration module 806 can provide a communication interface for communicating with the user of the computing platform 804 and / or the geometry calibration module 806. In some embodiments, the user of the computing platform 804 and / or the geometry calibration module 806 may be an automated system, or may be controlled or controllable by a human user. Users of the Compute Platform 804 and / or the Geometry Calibration Module 806 use the camera of the device 810 to capture one or more photographic images and combine these images with the Compute Platform 804 and / or the Geometry Calibration Module 806. Can be sent to. The computing platform 804 is configured to display at least a portion of the reconstructed 3D tomosynthesis image and / or at least a portion of one or more 2D projected images, according to the exemplary embodiment of FIG. Shown as being electrically connected to one or more monitors 814. The one or more monitors 814 may be of any suitable type (eg, CRT, LCD, OLED, holographic, projection, etc.) and may be arranged in any suitable configuration and number.

いくつかの実施形態では、コンピューティングプラットフォーム804は、対象物のROIの2DX線投影画像を取得するための、本明細書で説明するトモシンセシスシステム802を構成する機能を含むことができる。例えば、コンピューティングプラットフォーム804は、X線源を起動してX線ビームの生成を始めることによって、トモシンセシスシステム802を使用する2DX線投影画像の取得を制御することができる。別の態様では、コンピューティングプラットフォーム802は、例えば、並進ステージを移動させる、X線検出器を対象物に対して移動させるなどを含む、トモシンセシスシステム802内の条件を変更する機能を含むことができる。いくつかの態様では、コンピューティングプラットフォーム804は、コンテンツ(例えば、前に取得された2DX線投影画像を使用して再構成された3Dトモシンセシス画像)を生成する機能および/またはイメージングセッションに関連する記憶されたコンテンツを取り出す機能を含むことができる。 In some embodiments, the computing platform 804 may include the ability to configure the tomosynthesis system 802 described herein for acquiring a 2DX-ray projected image of the ROI of an object. For example, the computing platform 804 can control the acquisition of 2DX-projected images using the tomosynthesis system 802 by activating the X-ray source and initiating the generation of the X-ray beam. In another aspect, the computing platform 802 may include the ability to change conditions within the tomosynthesis system 802, including, for example, moving a translational stage, moving an X-ray detector relative to an object, and the like. .. In some embodiments, the computing platform 804 is capable of generating content (eg, a 3D tomosynthesis image reconstructed using a previously acquired 2DX ray projection image) and / or a memory associated with an imaging session. It can include the ability to retrieve the content that has been created.

全体的に900で示す固定式口腔内トモシンセシスシステムの別の例の実施形態によれば、図9に示すトモシンセシスシステム900は、X線源930と、全体的に912で示す口腔内X線検出器と、X線検出器ホルダ910と、一方の端部に自由度装置940を、他方の端部に制御ユニット960を備えた関節アーム950と、一方の端部がX線源930に接続され、別の端部がX線検出器ホルダ910に磁気的に結合されるX線コリメータ920とを含む。X線コリメータ920は、任意の適切なファスナによってX線検出器ホルダ910に結合され得ると考えられる。 According to another embodiment of the fixed intraoral tomosynthesis system shown overall at 900, the tomosynthesis system 900 shown in FIG. 9 has an X-ray source 930 and an intraoral X-ray detector overall shown at 912. An X-ray detector holder 910, a joint arm 950 with a degree of freedom device 940 at one end and a control unit 960 at the other end, and one end connected to the X-ray source 930. Another end includes an X-ray collimator 920 that is magnetically coupled to the X-ray detector holder 910. It is believed that the X-ray collimator 920 can be coupled to the X-ray detector holder 910 by any suitable fastener.

いくつかの態様では、トモシンセシスシステム900は、不動であるように装着され得る。例えば、トモシンセシスシステム900は、天井、壁などに装着可能である。他の態様では、トモシンセシスシステム900は移動可能であってもよい。例えば、トモシンセシスシステム900は車輪を含むことができ、移動カート、ハンドトラック、スタンド上などに置かれてよい。さらに、制御ユニット960は、少なくとも部分的に制御ユニット960内に収容される電源、制御電子機器、ケーブル配線などを含むことができる。いくつかの態様では、電源(図示せず)は、制御ユニット960の内部ではなく、関節アーム950の内部に設けられてもよい。いくつかの態様では、電源は、イメージングのための電力を供給することができる充電式バッテリ(図示せず)を備えることができ、それにより、使用中の電力用の電気コードおよび/またはワイヤの必要性を取り除く。関節アーム950は、いくつかの実施形態によれば、一方の端部において制御ユニット960に取り付けられ、別の端部においてX線源930および/または検出構成要素(例えば、X線検出器912)に取り付けられ得る。いくつかの態様では、ケーブル配線は、制御ユニット960からX線源930および/または検出構成要素(例えば、X線検出器912)まで関節アーム950に沿って通されて、これらの構成要素を3D歯科用イメージングに使用可能にすることができる。他の態様では、ケーブル配線は、関節アームの内側にあってよい。さらなる態様では、ケーブル配線は、関節アームから分離して、または上述したものとは別の方法で設けられてよい。自由度(DOF)装置940が、関節アーム950とX線源930との間に設けられ、X線源930および/またはX線検出器912を、撮像される対象物の周りの3自由度に配向することができる。 In some embodiments, the tomosynthesis system 900 may be fitted to be immobile. For example, the tomosynthesis system 900 can be mounted on a ceiling, a wall, or the like. In another aspect, the tomosynthesis system 900 may be mobile. For example, the tomosynthesis system 900 can include wheels and may be placed on a moving cart, hand truck, stand, or the like. Further, the control unit 960 can include a power supply, a control electronic device, a cable wiring, and the like, which are at least partially housed in the control unit 960. In some embodiments, the power supply (not shown) may be provided inside the joint arm 950 rather than inside the control unit 960. In some embodiments, the power supply may include a rechargeable battery (not shown) capable of supplying power for imaging, thereby the electrical cord and / or wire for the power in use. Remove the need. The joint arm 950, according to some embodiments, is attached to the control unit 960 at one end and at the other end the X-ray source 930 and / or the detection component (eg, X-ray detector 912). Can be attached to. In some embodiments, the cabling is routed from the control unit 960 to the X-ray source 930 and / or the detection component (eg, X-ray detector 912) along the joint arm 950 to 3D these components. Can be used for dental imaging. In another aspect, the cabling may be inside the joint arm. In a further aspect, the cabling may be provided separately from the joint arm or in a manner different from that described above. A degree of freedom (DOF) device 940 is provided between the joint arm 950 and the X-ray source 930, with the X-ray source 930 and / or the X-ray detector 912 in three degrees of freedom around the object to be imaged. Can be oriented.

関節アーム950は、延長アーム952と、第1のアームセクション954と、第2のアームセクション956とを含むことができる。図9に示す実施形態によれば、延長アーム952は、延長アーム952が実質的に第1の平面内を移動することを可能にするピボットおよび/または別のタイプの取付具を介して、第1の端部において制御ユニット960に取り付けられる。例えば、図9の延長アーム952は、第1の水平面内で枢動可能であってよい。この実施形態の延長アームの第2の端部は、第1のアームセクション954が実質的に第2の平面内で枢動することを可能にするピボットおよび/または別のタイプの取付具を介して、第1のアームセクション954の第1の端部に取り付けられる。例えば、図9の第1のアームセクション954は、第1の水平面に実質的に垂直な第2の垂直面内で枢動可能であってよい。しかし、第2の平面内の第1のアームセクション954の枢動は、延長アーム952の干渉により、約180度に限定され得る。したがって、第1のアームセクション954の第2の端部は、第2のアームセクション956が第1のアームセクション954とは反対方向に第2の平面内で枢動することを可能にするピボットおよび/または別のタイプの取付具を介して、第2のアームセクション956の第1の端部に取り付けられる。例えば、図9の第2のアームセクション956は、第1のアームセクション954の方向とは反対の方向に第2の垂直平面内で枢動能であってよい。第2のアームセクション956の第2の端部は、DOF装置940および/またはDOF装置940が軸の周りを回転することを可能にする別の適切なタイプの取付具に取り付けられる。このようにして、トモシンセシスシステム900は、撮像される対象物の周りでx、y、および/またはzのいずれかで調整可能である。こうして、トモシンセシスシステム900は、最適な配置に合わせて自由に移動され、回転され得る。その結果、トモシンセシスシステム900は、X線源930、X線検出器912、またはROIのいずれも移動させることなく、対象物(例えば患者の歯)のROIの複数の投影図を得ることができるため、実質的に固定式となる。これは、少なくとも部分的には、DOF装置940または構造が関節アーム950の一方の端部に取り付けられた関節アーム950によるものである。 The joint arm 950 can include an extension arm 952, a first arm section 954, and a second arm section 956. According to the embodiment shown in FIG. 9, the extension arm 952 is provided via a pivot and / or another type of attachment that allows the extension arm 952 to move substantially in a first plane. Attached to the control unit 960 at the end of 1. For example, the extension arm 952 of FIG. 9 may be pivotable in the first horizontal plane. The second end of the extension arm of this embodiment is via a pivot and / or another type of fixture that allows the first arm section 954 to pivot substantially in the second plane. And attached to the first end of the first arm section 954. For example, the first arm section 954 of FIG. 9 may be pivotable in a second vertical plane substantially perpendicular to the first horizontal plane. However, the pivot of the first arm section 954 in the second plane can be limited to about 180 degrees due to the interference of the extension arm 952. Thus, the second end of the first arm section 954 is a pivot and allows the second arm section 956 to pivot in the second plane in the direction opposite to the first arm section 954. / Or attached to the first end of the second arm section 956 via another type of fixture. For example, the second arm section 956 in FIG. 9 may be pivotal in the second vertical plane in a direction opposite to the direction of the first arm section 954. The second end of the second arm section 956 is attached to another suitable type of fixture that allows the DOF device 940 and / or the DOF device 940 to rotate around an axis. In this way, the tomosynthesis system 900 is adjustable in either x, y, and / or z around the object to be imaged. Thus, the tomosynthesis system 900 can be freely moved and rotated for optimal placement. As a result, the tomosynthesis system 900 can obtain multiple projections of the ROI of an object (eg, a patient's tooth) without moving any of the X-ray source 930, X-ray detector 912, or ROI. , Substantially fixed. This is due, at least in part, to the DOF device 940 or the joint arm 950 whose structure is attached to one end of the joint arm 950.

図9のX線源930およびX線検出器912は、図1を参照して上述したのと同様の方法で構成することができる。いくつかの態様では、X線源930は、線形または別の形で空間的に分散配置された焦点を有する。いくつかの態様では、X線源アレイ内の各画素のX線管電流は、制御ユニット960を使用して同じX線管電流に設定されるように構成され、抽出電圧は、各々の対応する画素の抽出ゲートにかけられるように構成され、1つまたは複数のX線投影画像の各々に対するX線照射レベルは、照射時間を変更することによって設定される。いくつかの態様では、本明細書に説明するシステムは、一定の照射モードで作動されてよく、X線照射レベルは、画素の各々に対してX線管電流を変更することによって調節されるように構成される。 The X-ray source 930 and the X-ray detector 912 of FIG. 9 can be configured in the same manner as described above with reference to FIG. In some embodiments, the astrophysical source 930 has focal points that are spatially distributed in a linear or otherwise manner. In some embodiments, the X-ray tube current of each pixel in the X-ray source array is configured to be set to the same X-ray tube current using the control unit 960, and the extraction voltage corresponds to each. It is configured to be applied to the extraction gate of the pixel, and the X-ray irradiation level for each of the one or more X-ray projection images is set by changing the irradiation time. In some embodiments, the system described herein may be operated in a constant irradiation mode such that the X-ray irradiation level is adjusted by varying the X-ray tube current for each of the pixels. It is composed of.

いくつかの態様では、X線検出器912は、患者の口の内部に挿入されるように構成された口腔内X線検出器であってよい。別の形では、X線検出器912は、口腔外にあってよい。さらに、いくつかの態様では、X線検出器は、空間的に分散配置されたX線源アレイからのX線照射と同期されて、1回または複数回の走査中に患者の1つまたは複数の画像を記録するデジタル検出器であってよく、1つまたは複数の画像の各々は、空間的に分散配置されたX線源アレイの対応する焦点から放射されたX線放射によって形成される。 In some embodiments, the x-ray detector 912 may be an intraoral x-ray detector configured to be inserted inside the patient's mouth. In another form, the X-ray detector 912 may be extraoral. Further, in some embodiments, the X-ray detector is synchronized with X-ray irradiation from a spatially distributed X-ray source array, one or more of the patients during one or more scans. It may be a digital detector that records images of X-rays, each of which is formed by X-ray radiation emitted from the corresponding focal point of a spatially distributed X-ray source array.

いくつかの態様では、図9に示すX線検出器912は、咬翼イメージング用途のためにX線検出器ホルダ910に取り付けられる。例えば、図10は、X線検出器ホルダ910の例示的な実施形態のより詳細な斜視図を提供する。X線検出器ホルダ910は、生体適合性プラスチックを含むことができるが、3D歯科用イメージング用途で使用するために機能する他の材料もまた企図される。X線検出器ホルダの、全体的に902で示す第1の端部は、コリメータの一方の端部と位置合わせされるように構成されるよう示されているが、任意の適切な検出器が、X線検出器ホルダ910の、全体的に904で示す第2の端部にスナップ留めされるか、または別の形で嵌合されてもよい。例えば、X線検出器ホルダ910の第1の端部902は、実質的に矩形のプロファイルを有し、コリメータの実質的に矩形のプロファイル(図11A~図11Bの920を参照)と一致する開口中心を有する。 In some embodiments, the X-ray detector 912 shown in FIG. 9 is attached to the X-ray detector holder 910 for wing imaging applications. For example, FIG. 10 provides a more detailed perspective view of an exemplary embodiment of the X-ray detector holder 910. The X-ray detector holder 910 can include biocompatible plastics, but other materials that function for use in 3D dental imaging applications are also contemplated. The first end of the X-ray detector holder, generally indicated by 902, is shown to be configured to align with one end of the collimator, but any suitable detector is available. , The X-ray detector holder 910 may be snapped to the second end, generally indicated by 904, or fitted in another form. For example, the first end 902 of the X-ray detector holder 910 has a substantially rectangular profile and an aperture that matches the substantially rectangular profile of the collimator (see 920 in FIGS. 11A-11B). Has a center.

本明細書で使用する「コリメータ」は、照準コーン(例えば、図11A~図11Bの914を参照)および/または1つまたは複数のX線制限コリメータプレートを含む。リンク機構908は、X線検出器ホルダの第1の端部902をX線検出器ホルダの第2の端部904に連結することができる。リンク機構は、わずかな曲がりまたは湾曲を有して、X線検出器ホルダの第2の端部904を、X線検出器ホルダ910の第1の端部902の実質的に矩形のプロファイルの開口中心内に実質的に入れるように配置することができる。X線検出器ホルダに検出器を取り付けるための機構は、X線検出器ホルダの第2の端部に一体的に形成されてよく、または別の形で設けられてもよい。 As used herein, a "collimator" includes an aiming cone (see, eg, 914 in FIGS. 11A-11B) and / or one or more X-ray limiting collimator plates. The link mechanism 908 can connect the first end 902 of the X-ray detector holder to the second end 904 of the X-ray detector holder. The linkage has a slight bend or curvature and opens the second end 904 of the X-ray detector holder into a substantially rectangular profile opening of the first end 902 of the X-ray detector holder 910. It can be placed so that it can be substantially placed in the center. The mechanism for attaching the detector to the X-ray detector holder may be integrally formed at the second end of the X-ray detector holder, or may be provided in another form.

いくつかの態様では、X線検出器ホルダの第1の端部902は、X線検出器ホルダ910をコリメータと取り外し可能な整列状態に保つための機構を有する。この例示的な実施形態によれば、複数の磁石906が、X線検出器ホルダ910の第1の端部902上の実質的に矩形のプロファイルの周囲周りに設けられる。例えば、10個の磁石906が第1の端部902に埋め込まれる。 In some embodiments, the first end 902 of the X-ray detector holder has a mechanism for keeping the X-ray detector holder 910 in a removable alignment with the collimator. According to this exemplary embodiment, a plurality of magnets 906 are provided around a substantially rectangular profile on the first end 902 of the X-ray detector holder 910. For example, 10 magnets 906 are embedded in the first end 902.

図11A~図11Bは、図9のX線検出器ホルダ910が、全体的に920で示すコリメータの照準コーン914の一方の端部において第2のコリメータプレート916と整列していることを示している。図11A~図11Bの第2のコリメータプレート916は、X線検出器ホルダ910の第1の端部902上の実質的に矩形のプロファイルに対応する実質的に矩形のプロファイルを有する。複数の磁石922が、第2のコリメータプレート916の実質的に矩形のプロファイル上に設けられ、X線検出器ホルダ910の第1の端部902上に設けられた磁石906に位置的に対応する。しかし、磁石の極性は、第2のコリメータプレート916およびX線検出器ホルダ910上のこれらの磁石間で逆転され、それにより、X線検出器ホルダ910および第2のコリメータプレート916が十分に近い範囲にもっていかれたとき、各構成要素上の磁石906および922は互いに引き付けられ、構成要素は、磁力によって互いに整列するようにもっていかれる。有利には、X線検出器ホルダ910と照準コーン914上の第2のコリメータプレート916との間の結合は、2つの構成要素の互いに対する配置を確実にするのに役立つが、これは永久的な取り付けではない。したがって、X線検出器ホルダ910および第2のコリメータプレート916は、2つの構造体間に引張力または剪断力を加え、それらの間の磁気結合を遮断することによって、整列から外れるようにもっていくことができる。 11A-11B show that the X-ray detector holder 910 of FIG. 9 is generally aligned with the second collimator plate 916 at one end of the collimator aiming cone 914 shown at 920. There is. The second collimator plate 916 of FIGS. 11A-11B has a substantially rectangular profile corresponding to a substantially rectangular profile on the first end 902 of the X-ray detector holder 910. A plurality of magnets 922 are provided on a substantially rectangular profile of the second collimator plate 916 and correspond positionally to magnets 906 provided on the first end 902 of the X-ray detector holder 910. .. However, the polarity of the magnets is reversed between these magnets on the second collimator plate 916 and the X-ray detector holder 910, whereby the X-ray detector holder 910 and the second collimator plate 916 are close enough. When brought to range, the magnets 906 and 922 on each component are attracted to each other and the components are brought to align with each other by magnetic force. Advantageously, the coupling between the X-ray detector holder 910 and the second collimator plate 916 on the aiming cone 914 helps ensure the placement of the two components relative to each other, which is permanent. It is not a proper installation. Therefore, the X-ray detector holder 910 and the second collimator plate 916 are brought out of alignment by applying a tensile or shearing force between the two structures and breaking the magnetic coupling between them. be able to.

図12は、コリメータ920の照準コーン914のさらなる図を提供する。X線制限および/または減衰特性および/または特徴を有する第1のコリメータプレート928と、コリメータ920の射出窓924との間に照準コーン914が置かれて、X線源930、X線検出器912、またはコリメータプレート916、928のいかなる機械的動作も無しに、X線放射を口腔内検出器の表面上の実質的に共通領域に制限または限定する。いくつかの態様では、照準コーン914の、全体的に926で示す第1の端部は、X線源930の近位にあるか、または別の形でこれ結合され、一方で照準コーン914の射出窓924は、X線検出器ホルダ910の近位にあるか、または別の形でこれに結合される。第1のコリメータプレート928は、照準コーン914の第1の端部926に位置し、第2のコリメータプレート916は、照準コーン914の射出窓924に位置する。第1および第2のコリメータプレート928および916の両方は、いくつかの実施形態では、X線検出器ホルダ910の方向にコリメータ920から放射されたX線放射の量を限定または別の形で減衰させるように構成することができる。1つの実施形態によれば、第1のコリメータプレート928は、各々の焦点に対してX線の1つまたは複数の様相を調節するように構成することができ、第2のコリメータプレート916は、X線場を口腔内X線検出器の形状およびサイズにさらに限定して患者を保護するように構成することができる。第1および第2のコリメータプレート916の両方は、高レベルのX線制限および/または減衰特性を有する材料を含むことができる。 FIG. 12 provides a further view of the aiming cone 914 of the collimator 920. An aiming cone 914 is placed between the first collimator plate 928 with X-ray limiting and / or attenuation characteristics and / or characteristics and the exit window 924 of the collimator 920, X-ray source 930, X-ray detector 912. , Or without any mechanical action of the collimator plates 916,928, limits or limit X-ray radiation to a substantially common area on the surface of the oral detector. In some embodiments, the first end of the aiming cone 914, generally indicated by 926, is proximal to or otherwise coupled to the X-ray source 930, while the aiming cone 914. The exit window 924 is located proximal to the X-ray detector holder 910 or is otherwise coupled to it. The first collimator plate 928 is located at the first end 926 of the aiming cone 914 and the second collimator plate 916 is located at the ejection window 924 of the aiming cone 914. Both the first and second collimator plates 928 and 916, in some embodiments, limit or otherwise attenuate the amount of X-ray radiation emitted from the collimator 920 in the direction of the X-ray detector holder 910. Can be configured to. According to one embodiment, the first collimator plate 928 can be configured to adjust one or more aspects of X-rays for each focal point, the second collimator plate 916. The X-ray field can be configured to further limit the shape and size of the intraoral X-ray detector to protect the patient. Both the first and second collimator plates 916 can contain materials with high levels of X-ray limiting and / or attenuation properties.

依然として図12を参照すると、第2のコリメータプレート916は、照準コーン914の開口部または共通の開口の直径よりも小さい直径を有する開口中心または共通の開口を有することができる。共通の開口は、矩形として成形されるが、他の形状も企図される。第2のコリメータプレート916は、X線検出器の配向および/またはサイズに応じて照準コーン914上で交換可能であるように構成される。このようにして、第2のコリメータプレート916は、回転可能であり、変更可能であり、および/または異なるサイズおよび/または形状の共通の開口を有するプレートと取り換え可能になり得る。共通開口は、X線場を口腔内X線およびX線検出器の形状およびサイズにさらに限定するように構成することができる。例えば、X線検出器912がX線検出器ホルダ910上で横向きの配向で配向されている場合、第2のコリメータプレート916も同様に、X線検出器912の配向に一致するように照準コーン914上に横向きの配向で配向され得る。例示的なシナリオの別の例では、X線検出器912が、X線検出器ホルダ910上で縦向きの配向で配向されているとき、第2のコリメータプレート916も同様に、照準コーン914上で縦向きの配向で配向され得る。 Still referring to FIG. 12, the second collimator plate 916 can have an opening center or a common opening with a diameter smaller than the diameter of the opening of the aiming cone 914 or the common opening. The common opening is shaped as a rectangle, but other shapes are also conceivable. The second collimator plate 916 is configured to be replaceable on the aiming cone 914 depending on the orientation and / or size of the X-ray detector. In this way, the second collimator plate 916 is rotatable, modifiable, and / or may be replaceable with a plate having a common opening of a different size and / or shape. The common opening can be configured to further limit the X-ray field to the shape and size of the intraoral X-ray and X-ray detector. For example, if the X-ray detector 912 is oriented laterally on the X-ray detector holder 910, the second collimator plate 916 will likewise aim to match the orientation of the X-ray detector 912. It can be oriented laterally on 914. In another example of the exemplary scenario, when the X-ray detector 912 is oriented in a vertical orientation on the X-ray detector holder 910, the second collimator plate 916 is similarly on the aiming cone 914. Can be oriented in a vertical orientation.

図13は、第1のコリメータプレート928をさらに示す。第1のコリメータプレート928は、X線源内の1つまたは複数の開口と整列するように構成された1つまたは複数の穴または開口932を有し、これによって、例えば、X線場のサイズ、ビーム強度、および/またはX線源930からのX線ビームのビーム方向を限定する。図12および図13の例示的な実施形態によれば、7つの開口932は、第1のコリメータプレート928の長さにわたって線形に分散配置され、同様にX線源930内に設けられた7つの開口(図示せず)に対応する。第1のコリメータプレートを照準コーン914および/またはX線源930に装着するためのブラケット934が設けられ、第1のコリメータプレート928と一体化されてよい。この例示的な実施形態によれば、第1のコリメータプレート928は、照準コーン914および/またはX線源930の一方または両方にプレートを取り外し可能に装着するための4つの一体的に形成されたブラケット934を有する。 FIG. 13 further shows the first collimator plate 928. The first collimator plate 928 has one or more holes or openings 932 configured to align with one or more openings in the X-ray source, thereby, for example, the size of the X-ray field. Limits the beam intensity and / or the beam direction of the X-ray beam from the X-ray source 930. According to the exemplary embodiments of FIGS. 12 and 13, the seven openings 932 are linearly distributed over the length of the first collimator plate 928 and are also provided within the X-ray source 930. Corresponds to the opening (not shown). Brackets 934 for mounting the first collimator plate to the aiming cone 914 and / or the X-ray source 930 may be provided and integrated with the first collimator plate 928. According to this exemplary embodiment, the first collimator plate 928 is integrally formed of four for detachably mounting the plate on one or both of the aiming cone 914 and / or the X-ray source 930. It has a bracket 934.

したがって、図14は、全体的に920で示すコリメータの例示的な実施形態を示し、ここでは照準コーン914は、その第1の端部に第1のコリメータプレート928と、その第2の端部に第2のコリメータプレート916とを有している。この実施形態では7つ存在する1つまたは複数の焦点948のそれぞれは、第1のコリメータプレート928によって調節されるX線ビーム949を放射する。X線ビーム949は、第1のコリメータプレート928、照準コーン914、第2のコリメータプレート916を通ってX線検出器912上に配置されたセンサまで進行し、このセンサは、X線検出器ホルダ910によって使用中実質的に固定して保持される。第2のコリメータプレート916は、X線ビームをX線検出器アクティブ領域の寸法(例えば、データが収集され得るX線検出器912内に画定される領域)のサイズおよび/または形状にさらに限定するように構成することができる。このように、コリメータ920は、各焦点948からのX線照射が、アクティブ検出器領域の寸法の特定の割合内で同じX線検出器912にコリメートされるように構成することができる。例えば、コリメータ920は、X線放射をアクティブ検出器領域の寸法の約1パーセント(1%)にコリメートするように構成することができる。しかし、本明細書の主題の範囲から逸脱することなく、より大きなまたはより少ない割合も企図される。 Accordingly, FIG. 14 shows an exemplary embodiment of the collimator generally shown in 920, wherein the aiming cone 914 has a first collimator plate 928 at its first end and a second end thereof. Has a second collimator plate 916. Each of the seven focal points 948 present in this embodiment emits an X-ray beam 949 regulated by a first collimator plate 928. The X-ray beam 949 travels through a first collimator plate 928, an aiming cone 914, and a second collimator plate 916 to a sensor located on the X-ray detector 912, which sensor is an X-ray detector holder. It is substantially fixed and held by 910 during use. The second collimator plate 916 further limits the X-ray beam to the size and / or shape of the dimensions of the X-ray detector active region (eg, the region defined within the X-ray detector 912 from which data can be collected). Can be configured as follows. Thus, the collimator 920 can be configured such that X-ray irradiation from each focal point 948 is collimated to the same X-ray detector 912 within a particular percentage of the dimensions of the active detector region. For example, the collimator 920 can be configured to collimate X-ray radiation to about 1 percent (1 percent) of the dimensions of the active detector region. However, larger or smaller percentages are also contemplated without departing from the scope of the subject matter herein.

次に図15を参照すると、全体的に940で示す自由度(DOF)構造または装置の例示的な実施形態がその中に示されている。DOF装置940は、X線源930と関節アーム950とに取り付けられるように構成される。いくつかの態様では、DOF装置940は、ピボット、ピン、ネジ、ばね、および/またはX線源930が撮像される対象物(例えば、患者の口の中の1つまたは複数の歯)に対して3つの独立した自由度で回転することを可能にする任意の他の機構を介してX線源930に取り付け可能である。例えば、第1のアーム942は、X線源930を軸CL3およびCL4の周りでそれぞれ回転させることを可能にする枢動可能なピン944を介して、X線源930の側面および背面に取り付けることができる。この例では、第2のアーム946は、X線源930の、第1のアーム942が取り付けられたのと同じ側面に取り付けられ、X線源930の上面を覆って湾曲し、関節アーム950の端部に取り付け可能とすることができる。DOF装置940の第2のアーム946および第1のアーム942は、同じ枢動可能なピン944を介してX線源930に取り付けられるものとして示されているが、これらの取り付けは、X線源930が軸CL2周りで回転することを可能にする異なる枢動可能なピン944によっても達成され得る。第2のアーム946は、別の形で、X線源930の他の対向する側面に配置されてもよい。当業者によって理解されるように、3つの軸CL2、CL3、およびCL4の周りの装置の回転を可能にすることができるDOF装置940の異なる構造構成もまた利用することができる。 Then, with reference to FIG. 15, exemplary embodiments of the degrees of freedom (DOF) structure or apparatus shown overall at 940 are shown therein. The DOF device 940 is configured to be attached to the X-ray source 930 and the joint arm 950. In some embodiments, the DOF device 940 is for an object (eg, one or more teeth in the patient's mouth) to which the pivot, pin, screw, spring, and / or X-ray source 930 is imaged. It can be attached to the X-ray source 930 via any other mechanism that allows it to rotate with three independent degrees of freedom. For example, the first arm 942 may be attached to the sides and back of the X-ray source 930 via a pivotable pin 944 that allows the X-ray source 930 to rotate around the axes CL3 and CL4, respectively. Can be done. In this example, the second arm 946 is attached to the same side surface of the X-ray source 930 where the first arm 942 was attached, curved over the upper surface of the X-ray source 930, and of the joint arm 950. It can be attached to the end. The second arm 946 and the first arm 942 of the DOF device 940 are shown to be attached to the X-ray source 930 via the same pivotable pin 944, although these attachments are shown to be attached to the X-ray source. It can also be achieved by different pivotable pins 944 that allow the 930 to rotate around the axis CL2. The second arm 946 may be otherwise arranged on the other opposite side surface of the X-ray source 930. As will be appreciated by those skilled in the art, different structural configurations of the DOF device 940 that can allow rotation of the device around the three axes CL2, CL3, and CL4 are also available.

次に図16を参照すると、全体的に935で示す線形X線源アレイの例示的な実施形態の斜視図が示されている。線形X線源アレイ935は、図1のX線源アレイ110に関して上記で説明したのと同様の特性および機能を備えて構成することができる(例えば、図16の線形X線源アレイ935は、1つまたは複数のX線焦点を含むことができる)。この実施形態によれば、線形X線源アレイ935は、X線管(例えば、CNT)用のハウジング936と、1つまたは複数の画素とを有し、さらに、1つまたは複数のX線ビームおよび固有の濾過のための出口をもたらすように構成されたX線射出窓938も有する。いくつかの態様では、X線射出窓938は、線形に分散配置されたX線画素のための出口を提供するための矩形窓として構成される。しかし、X線源アレイ935が円形である場合、X線射出窓938は、それに対応して円形の形状であってよい。X線源アレイ935のすべての実施形態において、そのX線射出窓938は、任意の適切な形状を有することができる。その結果、当業者には、X線源アレイ935のX線射出窓938が、その内部のX線画素分散のサイズおよび/または形状に対応するように構成されることは明らかであろう。 Next, with reference to FIG. 16, a perspective view of an exemplary embodiment of the linear X-ray source array shown overall at 935 is shown. The linear X-ray source array 935 can be configured with the same characteristics and functions as described above for the X-ray source array 110 of FIG. 1 (for example, the linear X-ray source array 935 of FIG. 16 can be configured. Can include one or more X-ray focal points). According to this embodiment, the linear X-ray source array 935 has a housing 936 for an X-ray tube (eg, CNT), one or more pixels, and one or more X-ray beams. And also has an X-ray emission window 938 configured to provide an outlet for unique filtration. In some embodiments, the X-ray emission window 938 is configured as a rectangular window to provide an exit for linearly distributed X-ray pixels. However, when the X-ray source array 935 is circular, the X-ray emission window 938 may have a corresponding circular shape. In all embodiments of the X-ray source array 935, the X-ray emission window 938 can have any suitable shape. As a result, it will be apparent to those skilled in the art that the X-ray emission window 938 of the X-ray source array 935 is configured to correspond to the size and / or shape of the X-ray pixel dispersion within it.

したがって、X線検出器に対するX線源アレイの相対的な配向が走査方向に影響を及ぼすことになる。図17A~図17Bは、この影響を示す。図17Aでは、全体的に935で示すX線源アレイは、線形に分散配置されたX線源アレイとして概略的に示され、これは、その長手方向軸Aをx方向に平行にして配向される。したがって、図17Aでは、撮像されている対象物(例えば、歯106)がy方向に特定の距離だけ離れて置かれる場合、走査方向は根元-歯冠のz方向に対して垂直である。反対に、図17Bでは、X線源アレイ935は、ここでも線形に分散配置されたX線源アレイとして構成され、これは、その長手方向軸Aをx方向に垂直にして配向される。したがって、図17Bでは、撮像される対象物(例えば、歯106)がy方向に特定の距離だけ離れて置かれる場合、走査方向は根元-歯冠のz方向に対して平行である。 Therefore, the relative orientation of the X-ray source array with respect to the X-ray detector will affect the scanning direction. 17A-17B show this effect. In FIG. 17A, the overall X-ray source array shown at 935 is schematically shown as a linearly distributed X-ray source array, which is oriented with its longitudinal axis A parallel to the x direction. To. Therefore, in FIG. 17A, when the imaged object (eg, tooth 106) is placed at a certain distance in the y direction, the scanning direction is perpendicular to the z direction of the root-crown. Conversely, in FIG. 17B, the X-ray source array 935 is again configured as a linearly distributed X-ray source array, which is oriented with its longitudinal axis A perpendicular to the x direction. Therefore, in FIG. 17B, when the object to be imaged (for example, the tooth 106) is placed at a certain distance in the y direction, the scanning direction is parallel to the z direction of the root-crown.

合成2次元(2D)口腔内画像の作成および表示を含む固定式口腔内トモシンセシスシステムを使用する3D歯科用イメージングのための口腔内トモシンセシス方法を示す方法フロー図が、図18に示される。 FIG. 18 shows a method flow diagram showing an intraoral tomosynthesis method for 3D dental imaging using a fixed intraoral tomosynthesis system that includes the creation and display of synthetic two-dimensional (2D) intraoral images.

第1のステップ1000Aにおいて、システムの立ち上げおよび/またはチェックが開始される。開始されるシステムの立ち上げおよび/またはチェックは、医療従事者によって達成されてよく、および/または固定式口腔内トモシンセシスシステムおよび/または3D歯科用イメージングの方法に特異的に結び付けられた専用コンピューティング装置を使用してロボット制御でおよび/または自動的に行われてもよい。専用コンピューティング装置は、図8に示すコンピューティングプラットフォーム804などの装置であってよい。いくつかの態様では、システム立ち上げおよび/またはチェックのステップは、X線検出器、X線アレイ、コンピューティングプラットフォームなどを含むそれぞれの構成要素を開始することを含むことができる。 In the first step 1000A, the system startup and / or check is started. Launching and / or checking of the system to be initiated may be accomplished by a healthcare professional and / or dedicated computing specifically linked to a fixed intraoral tomosynthesis system and / or a method of 3D dental imaging. It may be robot controlled and / or automatically using the device. The dedicated computing device may be a device such as the computing platform 804 shown in FIG. In some embodiments, the system launch and / or check step may include initiating each component, including an X-ray detector, an X-ray array, a computing platform, and the like.

第2のステップ1000Bでは、患者がチェックインすることができる。例えば、患者がチェックインすることができ、患者情報を含むファイルに(例えば、図8のコンピューティングプラットフォーム804のデータ記憶装置812から)アクセスすることができ、このファイルを固定式口腔内トモシンセシスシステムにアップロードすることができる。 In the second step 1000B, the patient can check in. For example, a patient can check in and access a file containing patient information (eg, from the data storage device 812 of computing platform 804 in FIG. 8), which can be transferred to a fixed intraoral tomosynthesis system. You can upload it.

第3のステップ1000Cでは、患者は、検出器ホルダに取り付けられた検出器を患者の口の内部に置くことができる場所に置かれ得る。例えば、患者をリクライニングシートに着座させ、検出器またはX線検出器ホルダ910(例えば図10)に取り付けられた口腔内検出器を、患者の口内のROI(例えば1つまたは複数の歯)に近接する患者の口内に配置することができる。 In the third step 1000C, the patient may be placed in a location where the detector attached to the detector holder can be placed inside the patient's mouth. For example, a patient is seated on a reclining seat and an intraoral detector attached to a detector or X-ray detector holder 910 (eg, FIG. 10) is placed close to the ROI (eg, one or more teeth) in the patient's mouth. Can be placed in the patient's mouth.

第4のステップ1000Dでは、検出器ホルダの位置は、照準コーンとの整列のために検出器ホルダを準備するように調節され得る。例えば、図10に示すような検出器またはX線検出器ホルダ910の第1の端部は、照準コーン914(例えば、図11A~図11Bを参照)との取り付けのために準備されてよい。 In the fourth step 1000D, the position of the detector holder can be adjusted to prepare the detector holder for alignment with the aiming cone. For example, the first end of the detector or X-ray detector holder 910 as shown in FIG. 10 may be prepared for attachment to the aiming cone 914 (see, eg, FIGS. 11A-11B).

第5のステップ1000Eでは、X線検出器ホルダは照準コーンに結合され得る。例えば、X線検出器ホルダ910の第1の端部は、X線検出器ホルダ910の第1の端部および照準コーン914に埋め込まれた複数の磁石906,922を介して照準コーン914に磁気的に結合されてよい。 In the fifth step 1000E, the X-ray detector holder may be coupled to the aiming cone. For example, the first end of the X-ray detector holder 910 is magnetically attached to the aiming cone 914 via the first end of the X-ray detector holder 910 and a plurality of magnets 906, 922 embedded in the aiming cone 914. May be combined.

第6のステップ1000Fでは、システムは、3Dトモシンセシスためのすべての投影画像を取得するように活性化され得る(例えば、トモシンセシス走査を実行するように活性化される)。例えば、トモシンセシス走査を実行することは、空間的に分散配置され得るX線源アレイの対応する焦点または画素から放射されるX線放射を使用して1つまたは複数のX線投影画像を収集することを含むことができる。いくつかの態様では、X線源アレイ内のX線画素の各々を個々に活性化させることができる。いくつかの態様では、X線照射およびデータ収集は、予めプログラムされたイメージングプロトコルに従って同期化されるように構成される。予めプログラムされたプロトコルは、コンピューティングプラットフォーム(例えば、図8の804)およびその関連する、トモシンセシス走査セッションの前にプログラムされた固定式口腔内トモシンセシスシステムによって実行される一連のステップを含むことができる。例えば、プロトコルは、(a)第1の焦点から放射されるX線光子による口腔内検出器のデータ収集の開始をトリガするステップであって、ドウェルタイムはX線照射時間と同じである、トリガするステップと、(b)ドウェルタイム後、第1の焦点からのX線放射をスイッチオフし、固定された読み出し時間の間、口腔内検出器によって、データをコンピューティングプラットフォームに送信するステップと、(c)固定された読み出し時間の終了時に、第2の焦点からのX線放射をスイッチオンし、再度口腔内検出器データ取得を開始するステップと、(d)最後の焦点からの最後のX線投影画像が記録されるまでプロセスを繰り返すステップとを含むことができる。別の例では、プロトコルは、(a)対応する焦点から放射されたX線光子による各フレームの口腔内検出器データ取得の開始をトリガし、ドウェルタイムをフレームの各々に対して予め設定するステップと、(b)X線照射の各々後に、口腔内検出器によってデータをコンピューティングプラットフォームに送信するステップと、(c)フレームの各々のX線画像取得後に、口腔内検出器をリセットし、最後の焦点からの最後のX線投影画像が記録されるまでプロセスを繰り返すステップとを含む。当業者に理解されるように、他のプロトコルも含まれてよい。さらに、X線検出器は、特定のプロトコルに合わせて構成および/または設計することができる。 In the sixth step 1000F, the system can be activated to acquire all projected images for 3D tomosynthesis (eg, to perform a tomosynthesis scan). For example, performing a tomosynthesis scan collects one or more X-ray projection images using X-ray radiation emitted from the corresponding focal point or pixel of an X-ray source array that can be spatially distributed. Can include that. In some embodiments, each of the X-ray pixels in the X-ray source array can be individually activated. In some embodiments, radiography and data acquisition are configured to be synchronized according to a pre-programmed imaging protocol. The pre-programmed protocol can include a set of steps performed by a computing platform (eg, 804 in FIG. 8) and its associated fixed intraoral tomosynthesis system programmed prior to the tomosynthesis scanning session. .. For example, the protocol is (a) a step that triggers the start of data collection of the intraoral detector by X-ray photons emitted from the first focal point, where the dwell time is the same as the X-ray irradiation time. And (b) after the dwell time, the X-ray emission from the first focal point is switched off and the data is transmitted to the computing platform by the intraoral detector for a fixed readout time. (C) At the end of the fixed readout time, the step of switching on the X-ray emission from the second focal point and starting the acquisition of the intraoral detector data again, and (d) the last X from the last focal point. It can include a step of repeating the process until a line projection image is recorded. In another example, the protocol (a) triggers the start of acquisition of intraoral detector data for each frame by X-ray photons emitted from the corresponding focal point and presets the dwell time for each of the frames. And (b) after each X-ray irradiation, the step of transmitting data to the computing platform by the oral detector, and (c) after each X-ray image acquisition of the frame, the oral detector is reset and finally. It involves repeating the process until the final X-ray projection image from the focal point of the photon is recorded. Other protocols may be included, as will be appreciated by those of skill in the art. In addition, the X-ray detector can be configured and / or designed for a particular protocol.

第7のステップ1000Gでは、画像処理および再構成が、コンピューティングプラットフォーム(例えば、図8の804)で実行され得る。例えば、各X線画素から取得された画像スライスの各々は、コンピューティングプラットフォーム804において単一のトモシンセシス画像になるように再構成され得る。いくつかの態様では、第6のステップ中に取得された1つまたは複数のX線投影画像は、口腔内検出器(図9を参照)から、例えば、口腔内検出器をコンピューティングプラットフォーム、に接続するワイヤデータ送信ライン、無線送信などを通って、コンピューティングプラットフォーム804に送信され得る。 In a seventh step 1000G, image processing and reconstruction can be performed on a computing platform (eg, 804 in FIG. 8). For example, each of the image slices taken from each X-ray pixel can be reconstructed into a single tomosynthesis image on the computing platform 804. In some embodiments, the X-ray projection image acquired during the sixth step is from an intraoral detector (see FIG. 9) to, for example, an intraoral detector into a computing platform. It may be transmitted to the computing platform 804 via a connected wire data transmission line, wireless transmission, and the like.

任意選択となり得る第8のステップ1000Hでは、第7のステップにおける3D再構成画像から2D画像を合成することができる。例えば、2D画像は、1つまたは複数の元のX線投影画像が収集された方向と同じ、または異なる方向である投影方向から合成されてよい。 In the eighth step 1000H, which may be optional, a 2D image can be synthesized from the 3D reconstructed image in the seventh step. For example, a 2D image may be synthesized from a projection direction that is the same as or different from the direction in which the one or more original X-ray projection images were collected.

第9のステップ1000Iでは、再構成された3D画像、および任意選択により、2D合成された画像は、データベース内に保存され得る。例えば、データベースは、固定式口腔内トモシンセシスシステムに関連する専用コンピューティングプラットフォームの図8のデータ記憶装置812であってよい。 In the ninth step 1000I, the reconstructed 3D image and, optionally, the 2D synthesized image can be stored in the database. For example, the database may be the data storage device 812 of FIG. 8 of a dedicated computing platform associated with a fixed intraoral tomosynthesis system.

第10のステップ1000Jでは、再構成された3D画像および/または任意選択の2D画像は、ディスプレイを使用して、任意の医療関係者および/または患者に表示され得る。例えば、ユーザは、再構成された3D画像および/または任意の2D画像が記憶されるデータ記憶装置812にアクセスし、図8のコンピューティングプラットフォーム804に関連するディスプレイ上に再構成された画像を表示することができる。いくつかの態様では、異なる投影角度からの1つまたは複数の合成X線投影画像のシーケンスを表示することは、これが歯科医などの医療提供者が1つまたは複数の歯間の近接した界接面をより良好に視覚化することを可能にし得るので、有利になり得る。いくつかの態様では、1つまたは複数の合成X線投影画像が、1つまたは複数の3Dトモシンセシススライス画像(例えば、3Dトモシンセシス画像を再構成するために使用される3D画像)と共に同時に表示されて、例えば、歯科疾患などの疾患の特徴付けおよび診断精度を高めることができる。 In step 10 1000J, the reconstructed 3D image and / or optional 2D image can be displayed to any medical personnel and / or patient using a display. For example, the user accesses a data storage device 812 that stores the reconstructed 3D image and / or any 2D image and displays the reconstructed image on the display associated with the computing platform 804 of FIG. can do. In some embodiments, displaying a sequence of one or more synthetic X-ray projection images from different projection angles allows a healthcare provider, such as a dentist, to display close boundaries between one or more teeth. It can be advantageous as it can allow for better visualization of the surface. In some embodiments, one or more synthetic X-ray projection images are displayed simultaneously with one or more 3D tomosynthesis slice images (eg, 3D images used to reconstruct a 3D tomosynthesis image). , For example, it is possible to improve the characterization and diagnostic accuracy of diseases such as dental diseases.

図18の例示的な方法のフローチャートは、説明の目的のためにのみ提供され、異なるおよび/または追加のステップが、上記で説明した主題の範囲から逸脱することなく実施され得ることが理解されよう。また、本明細書に説明する様々なステップは、異なる順序またはシーケンスで行われてよく、またはそれらの全体が省略されてもよいことが理解されよう。 It will be appreciated that the flowchart of the exemplary method of FIG. 18 is provided for illustration purposes only and that different and / or additional steps may be performed without departing from the scope of the subject matter described above. .. It will also be appreciated that the various steps described herein may be performed in different orders or sequences, or may be omitted in their entirety.

歯科用イメージングのための図に関して上記で説明したが、上記のシステム、方法、およびコンピュータ可読媒体は、歯科用イメージング以外の用途に使用することができ、そのようなものに限定されない。したがって、本主題は、その精神および本質的特徴から逸脱することなく、他の形態で具体化することができる。したがって、上記で説明した実施形態は、すべての点で例示的なものであり、限定的なものではないと考えられるべきである。本主題は、特定の好ましい実施形態に関して説明されているが、当業者に明らかな他の実施形態も本発明の主題の範囲内である。 Although the diagrams for dental imaging have been described above, the systems, methods, and computer-readable media described above can be used for, but are not limited to, applications other than dental imaging. Therefore, the subject can be embodied in other forms without departing from its spiritual and essential characteristics. Therefore, the embodiments described above should be considered to be exemplary in all respects and not limiting. Although the subject matter has been described with respect to certain preferred embodiments, other embodiments apparent to those of skill in the art are also within the scope of the subject matter of the invention.

本明細書に説明する主題の様々な詳細は、本明細書に説明する主題の範囲から逸脱することなく変更されてよいことが理解される。さらに、上述の説明は、本明細書に記載する主題が特許請求の範囲によって定義されるため、例示のみを目的とし、限定を目的とするものではない。 It is understood that various details of the subject matter described herein may be modified without departing from the scope of the subject matter described herein. Moreover, the above description is for purposes of illustration only and not limitation, as the subject matter described herein is defined by the claims.

Claims (14)

対象物の3次元(3D)イメージングのための固定式口腔内トモシンセシスシステムであって、
1つまたは複数の焦点を含む空間的に分散配置されたX線源アレイと、
関節アームの第1の端部において前記空間的に分散配置されたX線源アレイに取り付けられた自由度(DOF)装置であって、前記関節アームの前記第1の端部が前記対象物の最も近くに位置する、自由度(DOF)装置と、
電源と、前記空間的に分散配置されたX線源アレイを制御するように構成された制御電子機器とを備える制御ユニットであって、前記関節アームの第2の端部に取り付け可能であり、前記関節アームの内側を通ってまたは前記関節アームに沿って電気ケーブルを介して前記空間的に分散配置されたX線源に接続され、壁または表面に装着可能である、制御ユニットと、
1つまたは複数のX線投影画像を記録するように構成された口腔内検出器であって、前記1つまたは複数のX線投影画像の各々は、前記空間的に分散配置されたX線源アレイの前記1つまたは複数の焦点の対応する焦点から放射されたX線放射によって生成される、口腔内検出器と、
前記空間的に分散配置されたX線源アレイと、患者との間に配設されたコリメータであって前記空間的に分散配置されたX線源アレイを前記口腔内検出器に結合させ、前記空間的に分散配置されたX線源アレイの前記1つまたは複数の焦点から放射されたX線放射を、前記口腔内検出器によって画定された共通領域に制限する、コリメータとを備え、
前記コリメータが、
照準コーンと、
前記空間的に分散配置されたX線源アレイに近接して前記照準コーンの第1の端部に配接された第1のコリメータプレートであって、1つまたは複数の開口を含み、前記開口の各々は、前記空間的に分散配置されたX線源アレイの前記1つまたは複数の焦点の前記対応する焦点から放射された前記X線放射をコリメートするように構成される、第1のコリメータプレートと、
前記口腔内検出器に近接して前記照準コーンの第2の端部に配設された第2のコリメータプレートであって、前記1つまたは複数の焦点のすべてに合わせて構成された共通開口を含む、第2のコリメータプレートとを備え、
前記第1および第2のコリメータプレートは、前記1つまたは複数の焦点の各々の前記X線放射が、前記空間的に分散配置されたX線源、前記口腔内検出器、または前記第1および/または第2のコリメータプレートのいかなる機械的動作もなく、前記口腔内検出器の表面上の実質的に共通の領域にコリメートされるように構成され、
前記システムは、トモシンセシス再構成を実行して、コンピューティングプラットフォームを使用して前記1つまたは複数のX線投影画像を使用して1つまたは複数の3D画像を生成するように構成される、固定式口腔内トモシンセシスシステム。
A fixed intraoral tomosynthesis system for three-dimensional (3D) imaging of objects.
Spatically distributed X-ray source arrays containing one or more focal points, and
A degree of freedom (DOF) device attached to the spatially distributed X-ray source array at the first end of the joint arm, wherein the first end of the joint arm is the object. The closest DOF device and
A control unit comprising a power source and a control electronic device configured to control the spatially distributed X-ray source array, which can be attached to the second end of the joint arm. A control unit that is connected to the spatially distributed X-ray source and can be mounted on a wall or surface, through the inside of the joint arm or via an electrical cable along the joint arm.
An intraoral detector configured to record one or more X-ray projection images, each of the one or more X-ray projection images being a spatially distributed X-ray source. An intraoral detector and an intraoral detector produced by X-ray radiation emitted from the corresponding focal point of the one or more focal points in the array.
The spatially distributed X-ray source array and the spatially distributed X-ray source array, which is a collimator arranged between the patient and the patient, are coupled to the intraoral detector. It comprises a collimator that limits X-ray radiation emitted from said one or more focal points of the spatially distributed X-ray source array to a common area defined by the intraoral detector.
The collimator
Aiming cone and
A first collimator plate disposed adjacent to the first end of the aiming cone in close proximity to the spatially distributed X-ray source array, comprising one or more openings, said opening. Each of the first collimators is configured to collimate the X-ray radiation emitted from the corresponding focal point of the one or more focal points of the spatially distributed X-ray source array. With the plate,
A second collimator plate located at the second end of the aiming cone in close proximity to the intraoral detector with a common opening configured for all of the one or more focal points. Equipped with a second collimator plate, including
The first and second collimator plates are such that the X-ray radiation of each of the one or more focal points is spatially dispersed X-ray source, the intraoral detector, or the first and second. / Or configured to collimate to a substantially common area on the surface of the intraoral detector without any mechanical movement of the second collimator plate.
The system is configured to perform tomosynthesis reconstruction and use the computing platform to generate one or more 3D images using the one or more X-ray projection images. Intraoral tomosynthesis system.
前記空間的に分散配置されたX線源アレイが、当該X線源アレイを前記対象物と整列させるために、前記DOF装置によって規定された約3つの独立した軸周りで回転可能である、請求項1に記載のシステム。 The spatially distributed X-ray source array is rotatable about about three independent axes defined by the DOF apparatus in order to align the X-ray source array with the object. Item 1. The system according to Item 1. 前記第1および第2のコリメータプレートが、前記照準コーン上で互いに対して実質的に平行な平面内に配設される、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the first and second collimator plates are disposed in a plane substantially parallel to each other on the aiming cone. 前記第1のコリメータプレートが、前記空間的に分散配置されたX線源アレイに固定され、前記第2のコリメータプレートが、前記口腔内検出器の配向および/またはサイズに応じて交換可能である、請求項1に記載のシステム。 The first collimator plate is fixed to the spatially dispersed X-ray source array and the second collimator plate is replaceable depending on the orientation and / or size of the intraoral detector. , The system according to claim 1. 前記コリメータは、前記焦点の各々からのX線照射が、アクティブ検出器領域の寸法の約1%以内で前記口腔内検出器にコリメートされるように構成される、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the collimator is configured such that X-ray irradiation from each of the focal points is collimated to the intraoral detector within about 1% of the dimensions of the active detector region. 前記空間的に分散配置されたX線源アレイが、カーボンナノチューブに基づく電界放射X線源アレイを含む、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the spatially dispersed X-ray source array comprises an electroradiated X-ray source array based on carbon nanotubes. 前記口腔内検出器が、前記空間的に分散配置されたX線源アレイからのX線照射と同期して1回または複数の走査中に前記1つまたは複数のX線投影画像を記録するデジタル検出器であり、前記1つまたは複数のX線投影画像の各々は、前記空間的に分散配置されたX線源アレイの前記1つまたは複数の焦点の前記対応する焦点から放射された前記X線放射によって生成される、請求項1に記載のシステム。 The intraoral detector digitally records the one or more X-ray projection images during one or more scans in synchronization with the X-ray irradiation from the spatially dispersed X-ray source array. A detector, each of the one or more X-ray projection images being the X emitted from the corresponding focal point of the one or more focal points of the spatially distributed X-ray source array. The system according to claim 1, which is generated by ray radiation. 前記1つまたは複数のX線投影画像が、前記口腔内検出器を前記コンピューティングプラットフォームに接続するデータ送信ラインまたはその間の無線送信を介して、前記口腔内検出器から前記コンピューティングプラットフォームに送信されるように構成される、請求項1に記載のシステム。 The one or more X-ray projection images are transmitted from the intraoral detector to the computing platform via a data transmission line connecting the intraoral detector to the computing platform or wireless transmission between them. The system according to claim 1, wherein the system is configured to be. 前記システムが、トモシンセシス走査を実行するように構成され、前記トモシンセシス走査は、前記1つまたは複数のX線投影画像を収集することを含み、X線照射および前記1つまたは複数のX線投影画像を収集することは、予めプログラムされたプロトコルに従って同期化され、前記予めプログラムされたプロトコルは、
X線放射をあるX線照射時間の間放射するために第1の焦点を活性化させ、口腔内検出器データの取得をあるドウェルタイムの間トリガするステップであって、前記ドウェルタイムは、前記X線照射時間と同じ持続時間である、活性化させ、トリガするステップと、
前記ドウェルタイム後、前記X線放射が前記第1の焦点から放射されるのを止めるために前記第1の焦点を活性化解除し、前記口腔内検出器データを固定された読み取り時間の間、前記コンピューティングプラットフォームに送信するステップと、
前記固定された読み取り時間後、X線放射を前記X線照射時間の間放射するために第2の焦点を活性化させ、新しい口腔内検出器データのその後の取得を前記ドウェルタイムの間トリガするステップと、
前記ドウェルタイム後、前記X線放射が前記第2の焦点から放射されるのを止めるために前記第2の焦点を活性化解除し、前記新しい口腔内検出器データを、固定された読み取り時間の間前記コンピューティングプラットフォームに送信するステップと、
最後の焦点からの最後のX線投影画像が取得され、前記コンピューティングプラットフォームに送信されるまで、前記活性化および活性化解除ステップを繰り返すステップとを含む、請求項1に記載のシステム。
The system is configured to perform a tomosynthesis scan, which comprises collecting the one or more X-ray projection images, including X-ray irradiation and the one or more X-ray projection images. Collecting is synchronized according to a pre-programmed protocol, said pre-programmed protocol.
The step of activating the first focus to radiate X-ray radiation for a certain X-ray irradiation time and triggering the acquisition of the intraoral detector data during a certain dwell time, wherein the dwell time is said. The step of activating and triggering, which has the same duration as the X-ray irradiation time,
After the dwell time, the first focal point is deactivated to stop the X-ray emission from the first focal point, and the intraoral detector data is read for a fixed reading time. The steps to send to the computing platform and
After the fixed read time, the second focus is activated to radiate X-ray radiation during the X-ray irradiation time, triggering subsequent acquisition of new intraoral detector data during the dwell time. Steps and
After the dwell time, the second focal point is deactivated in order to stop the X-ray emission from being emitted from the second focal point, and the new intraoral detector data is read at a fixed reading time. While sending to the computing platform,
The system of claim 1, comprising repeating the activation and deactivation steps until the last X-ray projection image from the last focus is acquired and transmitted to the computing platform.
前記システムが、トモシンセシス走査を実行するように構成され、前記トモシンセシスス走査は、前記1つまたは複数のX線投影画像を収集することを含み、X線照射および前記1つまたは複数のX線投影画像を収集することは、予めプログラムされたプロトコルに従って同期化されるように構成され、前記予めプログラムされたプロトコルは、
X線照射によって、前記1つまたは複数のX線投影画像の各々に対する口腔内検出器データの取得をあるドウェルタイムの間トリガすることであって、前記X線照射は、前記対応する焦点から放射されたX線放射を含み、前記ドウェルタイムは、前記1つまたは複数のX線投影画像の各々に対して予め設定される、トリガするステップと、
各X線照射後、前記口腔内検出器データを前記コンピューティングプラットフォームに送信するステップと、
前記1つまたは複数のX線投影画像の各々の前記取得後、前記口腔内検出器をリセットするステップと
最後の焦点からの前記1つまたは複数のX線投影画像の最後が取得され、送信されるまで、前記トリガ、送信、およびリセットステップを繰り返すステップとを含む、請求項1に記載のシステム。
The system is configured to perform a tomosynthesis scan, the tomosynthesis scan comprising collecting the one or more X-ray projection images, X-ray irradiation and the one or more X-ray projections. Collecting images is configured to be synchronized according to a pre-programmed protocol, said pre-programmed protocol.
The X-ray irradiation is to trigger the acquisition of the intraoral detector data for each of the one or more X-ray projection images during a dwell time, the X-ray irradiation radiating from the corresponding focal point. The dwell time comprises the X-ray emission and the triggering step, which is preset for each of the one or more X-ray projection images.
After each X-ray irradiation, the step of transmitting the intraoral detector data to the computing platform and
After the acquisition of each of the one or more X-ray projection images, the step of resetting the intraoral detector and the end of the one or more X-ray projection images from the last focal point are acquired and transmitted. The system according to claim 1, further comprising a step of repeating the trigger, transmission, and reset steps.
前記制御ユニットが、前記1つまたは複数の焦点の各々に対してX線管電流を同じX線管電流に設定するように構成され、
前記制御ユニットが、対応する各焦点の陰極に対して抽出ゲートに抽出電圧をかけるように構成され、
前記1つまたは複数のX線投影画像の各々に対するX線照射レベルが、X線照射時間を変化させることによって設定される、請求項1に記載のシステム。
The control unit is configured to set the X-ray tube current to the same X-ray tube current for each of the one or more focal points.
The control unit is configured to apply an extraction voltage to the extraction gate for each corresponding focal cathode.
The system according to claim 1, wherein the X-ray irradiation level for each of the one or more X-ray projection images is set by changing the X-ray irradiation time.
対象物の3次元(3D)イメージングのための固定式口腔内トモシンセシスシステムであって、
1つまたは複数の焦点を含む空間的に分散配置されたX線源アレイと、
関節アームの第1の端部において前記空間的に分散配置されたX線源アレイに取り付けられた自由度(DOF)装置であって、前記関節アームの前記第1の端部が前記対象物の最も近くに位置する、自由度(DOF)装置と、
電源と、前記空間的に分散配置されたX線源アレイを制御するように構成された制御電子機器とを備える制御ユニットであって、前記関節アームの第2の端部に取り付け可能であり、前記関節アームの内側を通ってまたは前記関節アームに沿って電気ケーブルを介して前記空間的に分散配置されたX線源に接続され、壁または表面に装着可能である、制御ユニットと、
1つまたは複数のX線投影画像を記録するように構成された口腔内検出器であって、前記1つまたは複数のX線投影画像の各々は、前記空間的に分散配置されたX線源アレイの前記1つまたは複数の焦点の対応する焦点から放射されたX線放射によって生成される、口腔内検出器と、
前記空間的に分散配置されたX線源アレイと、患者との間に配設されたコリメータであって前記空間的に分散配置されたX線源アレイを前記口腔内検出器に結合させ、前記空間的に分散配置されたX線源アレイの前記1つまたは複数の焦点から放射されたX線放射を、前記口腔内検出器によって画定された共通領域に制限する、コリメータと、
X線検出器ホルダであって、前記X線検出器ホルダの第1の端部において前記コリメータに、前記X線検出器ホルダの第2の端部において前記口腔内検出器に結合するように構成される、X線検出器ホルダと、を備え、前記口腔内検出器は、前記X線検出器ホルダの前記第2の端部に装着され、前記患者の口の内側に置かれるように構成され、前記X線検出器ホルダの前記第1の端部は、前記コリメータの射出窓に結合される、固定式口腔内トモシンセシスシステム
A fixed intraoral tomosynthesis system for three-dimensional (3D) imaging of objects.
Spatically distributed X-ray source arrays containing one or more focal points, and
A degree of freedom (DOF) device attached to the spatially distributed X-ray source array at the first end of the joint arm, wherein the first end of the joint arm is the object. The closest DOF device and
A control unit comprising a power source and a control electronic device configured to control the spatially distributed X-ray source array, which can be attached to the second end of the joint arm. A control unit that is connected to the spatially distributed X-ray source and can be mounted on a wall or surface, through the inside of the joint arm or via an electrical cable along the joint arm.
An intraoral detector configured to record one or more X-ray projection images, each of the one or more X-ray projection images being a spatially distributed X-ray source. An intraoral detector and an intraoral detector produced by X-ray radiation emitted from the corresponding focal point of the one or more focal points in the array.
The spatially distributed X-ray source array and the spatially distributed X-ray source array, which is a collimator arranged between the patient and the patient, are coupled to the intraoral detector. A collimator and a collimator that limits X-ray radiation emitted from the one or more focal points of the spatially distributed X-ray source array to a common area defined by the intraoral detector.
An X-ray detector holder configured to couple to the collimator at the first end of the X-ray detector holder and to the intraoral detector at the second end of the X-ray detector holder. The intraoral detector comprises an X-ray detector holder, which is attached to the second end of the X-ray detector holder and is configured to be placed inside the patient's mouth. , The first end of the X-ray detector holder is coupled to the exit window of the collimeter, a fixed intraoral tomosynthesis system.
複数の磁石が、前記X線検出器ホルダの前記第1の端部の表面および前記コリメータ上に配設されて、前記X線検出器ホルダを前記コリメータに磁気的に結合させる、請求項12に記載のシステム。 12. A plurality of magnets are disposed on the surface of the first end of the X-ray detector holder and on the collimator to magnetically couple the X-ray detector holder to the collimator. The system described. 前記システムが、一定の照射モードで作動され、X線照射レベルが、前記1つまたは複数の焦点の各々に対してX線管電流を変化させることによって調節可能である、請求項12に記載のシステム。 12. The system of claim 12, wherein the system is operated in a constant irradiation mode and the X-ray irradiation level is adjustable by varying the X-ray tube current for each of the one or more focal points. system.
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