KR101642987B1 - 파노라마 치과용 방사선 장치 및 관련된 사용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 X선 방사 발생기(18) 및 상기 X선 방사 발생기(18)에 대향하게 배치되어 상기 발생기로부터 나오는 방사를 수광하는 센서(20)를 포함하는 치과용 방사선 장치(dental radiology apparatus; 10)에 관한 것으로서, 이 장치는 평면(P)에서의 소정의 궤적을 따른 X선 방사 발생기 및 센서로 이루어진 어셈블리(assembly)의 변위(displacement)에 의해 개체의 파노라마 이미지를 생성하는 데에 적합하고, 이 X선 방사 발생기에는 평면(P)에 대하여 수직인 축(Z)을 따라 연장되는 적어도 하나의 시준 슬릿(collimation slit; 18e, 18f)이 제공되어 제1 동작 모드에서 상기 축을 따라 연장되는 X선 빔을 생성하고, 이 센서에는 상기 빔에 대응하여 Z-축에 따라 연장되는 픽셀들의 어레이가 제공되고, 이 장치는,

- 센서를 평면 P와 평행한 방향으로 연장시키기 위해 90°만큼 센서를 회전(pivot)시키는 수단, 및

- 상기 적어도 하나의 시준 슬릿(18e, 18f)이 제공되는 X선 방사 발생기를 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로 전환시킴으로써, 이 제2 모드에서 상기 센서의 방향과 평행하게 연장되는 X선 빔을 생성하여, 이런식으로 배치된 센서가 항상 상기 빔과 대응하도록 하는 수단(22)

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

치과용 방사선 장치, X선, 토모그래픽 모드, 슬릿, 궤적

Description

파노라마 치과용 방사선 장치 및 관련된 사용 방법{PANORAMIC DENTAL RADIOLOGY APPARATUS AND ASSOCIATED METHOD OF USE}

본 발명은 치과용 방사선 장치 및 그 장치를 사용하는 방법에 관한 것이다.

치과용 방사선 분야에서는, 예를 들어 파노라마(panoramic) 이미지 또는 원추형 빔(beam)의 토모그래픽 이미지를 획득하는 프레임워크 내에, 아치형 구조를 갖는 아암(arm) 상에 각각 장착된 X선 발생기 및 X선 센서를 포함하는 방사선 장치가 공지되어 있다.

파노라마 사진만을 촬영 가능한 장치들과, 파노라마 이미지 및 원추형 빔의 토모그래픽 이미지 모두를 생성할 수 있는 그 외 장치들이 존재한다.

첫번째 유형의 장치에서, X선 발생기는 수직인 시준용 슬릿을 구비하며, 센서는 발생기의 슬릿과 대향하도록 배치된 수직 슬릿의 후면에 위치한 픽셀 어레이의 형태로 만들어진다.

방사선 촬영 대상의 개체는 X선 발생기와 센서 사이에 배치된다. X선은 발생기에 의해서 슬릿에 의해 시준된 원추의 형태로 개체의 방향으로 방출된다. 센서는 개체에 조명된 방사선을 수광하고, 이를 전기 신호로 변환하고, 조명된 개체 의 이미지 신호를 출력부에 제공한다.

이러한 유형의 장치에 의해, 환자의 턱을 방사선 촬영하도록 원하는 경우, 특히 그것의 파노라마 이미지를 얻고자 하는 경우에는, 환자는 발생기와 센서 사이에서 아치 하부에 앉거나 또는 서도록 배치된다.

상기 아치는, 센서가 환자의 턱의 이미지 신호들을 제공할 수 있도록, X선에 의해 턱이 조명되고 있는 동안에 수직 회전축을 중심으로 피봇(pivot)한다.

회전 이동과 동시에, 아치의 회전축은 환자의 치아 아치의 형상을 따라 편자(horseshoe)의 형태로 궤적을 그린다. (치아 아치) 조명 중에 관심 구역은 턱을 커버한다.

그러나, 발생기 및 센서가 환자의 어느 한 쪽에 위치하는 경우, 회전하는 동안에 센서에 의해 캡쳐된 결과 이미지 내에는 골격 구조(bony structure)가 턱과 중첩될 것이다.

이 중첩의 영향을 제한하기 위하여, 센서의 픽셀들은 아치의 움직임 및 위치에 의해 지배되는 속도로 시프팅된다. 이것은, 상기한 바와 같은 원치않는 골격 구조가, 진단 시에 불편함의 제한을 가하는 수평 밴드(스트리킹(streaking))로 표시되는 등의 동역학적 블러링(blurring)을 초래한다.

또한, 궤적을 따른 움직임과 반대 방향으로 시프트되는 방식으로 판독되는 센서의 픽셀이 클리어 존(clear zone) 내에 위치하는 아치의 평면에 대하여 고정되어 있도록 한다.

보다 나은 선량 측정의 밸런스(dosimetric balance)에 기여하기도 하는 이 기술은 TDI("Time Delay Integration")라는 명칭으로 공지되어 있다.

아치의 회전 속도, 회전 중심의 궤적, 및 센서 상의 픽셀들의 병진 속도(translation speed)의 결합은 환자 치아의 아치를 따르는 보다 크거나 또는 보다 작은 폭의 밴드 형상을 갖는 포컬 트롭을 얻을 수 있게 한다. 이 포컬 트롭의 양쪽에 위치하는 개체들은 스트리킹으로 표시된다.

환자 턱의 현상 이미지(developed image)로서 나타나는 결과 이미지에서, 포컬 트롭 내에 위치하는 개체들은 이 구역의 양쪽에 위치하는 개체들에 의해 발생하는 스트리킹과는 명백히 구별될 것이고, 이에 따라 진단을 용이하게 할 것이다.

이 궤적을 따르는 센서 및 발생기의 이동은, 아치 위에 위치하고 센서와 발생기의 회전 평면 내의 X축 및 Y축을 따른 이동을 조종하도록 제어되는 서보-모 터(servo-motor) 메커니즘(예컨대, X, Y-제어 테이블)을 이용하여 이루어진다.

이 메커니즘의 제어는 환자 치아의 아치 형상과 매칭되는 궤적에 대한 지식을 필요로 한다.

파노라마 사진을 촬영하는 경우, 장치의 오퍼레이터는 환자의 턱에 매칭되는 방식으로 센서 및 발생기의 이동을 제어하는 것을 허용하는 이용가능한 정보를 갖지 못한다.

따라서, 상기 장치는, 오퍼레이터가 방사선 촬영 대상의 환자에 대해 가장 적합한 것으로 보이는 것을 선택하는, 오퍼레이터가 이용가능한 치아 아치의 몇몇 표준 형태를 빈번히 작성한다. 이들 표준 형태는 일반적인 형태학의 통계 데이터에 기초하고 있다. 그 후, 장치는 센서 및 발생기로 구성되는 어셈블리가 아치의 선택된 표준 형태에 대응하는 궤적을 따르도록 프로그래밍된다(상기 궤적은 치아 아치의 표준 형태를 갖는 대향하는 2개의 엣지 사이의 중선(median line)으로 정의된다).

그러나, 상기 센서 및 상기 발생기는 환자의 턱의 형태에 일치하는 방식으로 배치되어 있지 않기 때문에, 상기 해결 방법은 완전히 만족스럽지는 못하다.

이러한 방식으로 얻어진 이미지 내의 관심 구역에 대하여는 명확성의 문제점이 발생할 수 있다. 예를 들어, 환자의 치아는 오퍼레이터에 의해 선택된 아치의 표준 형태로 완벽히 등록될 수 없다.

또한, 전술한 선택 프로세스는, 치아 아치의 특정 구역(앞니들, 어금니들...)에 대해 때로는 모호한 파노라마 이미지를 획득하기 위해, 오퍼레이터로 하여 금 몇몇 조작을 수행할 것을 요구한다.

전술한 관점에서, 전술한 문제점 중 적어도 하나의 해결책에 대한 적어도 부분적인 기여를 허용하는 장치 및 관련 방법을 이용가능하게 하는 것이 유용할 것이다.

따라서 본 발명은 X선 방사 발생기 및 이 X선 방사 발생기에 대향하게 배치되어 이 발생기로부터 나오는 방사를 수광하는 센서를 포함하는 치과용 방사선 장치(dental radiology apparatus)를 제안하는데, 이 장치는 평면(P)에서의 소정의 궤적을 따른 X선 방사 발생기 및 센서로 이루어진 어셈블리(assembly)의 변위(displacement)에 의해 개체의 파노라마 이미지를 생성하는 데에 적합하고, 이 X선 방사 발생기에는 평면(P)에 대하여 수직인 축(Z)을 따라 연장되는 적어도 하나의 시준 슬릿(collimation slit)이 제공되어 제1 동작 모드에서 이 축을 따라 연장되는 X선 빔을 생성하고, 이 센서에는 상기 빔에 대응하여 상기 Z-축에 따라 연장되는 픽셀들의 어레이가 제공되고, 이 장치는,

- 센서를 평면 P와 평행한 방향으로 연장시키기 위해 90°만큼 센서를 회전(pivot)시키는 수단, 및

- 상기 적어도 하나의 시준 슬릿이 제공되는 X선 방사 발생기를 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로 전환시킴으로써, 이 제2 모드에서 상기 센서의 방향과 평행하게 연장되는 X선 빔을 생성하여, 이런식으로 배치된 센서가 항상 상기 빔과 대응하도록 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 파노라마 사진을 촬영하기에 적합한 센서에 맞추어진(fitted with) 파노라마 장치는 센서가 그 통상적인 위치(파노라마 모드)로부터 원추형 빔 토모그래피(Cone Beam Tomography)에 의해 개체의 관심있는 부분의 3-차원 모델을 취득할 수 있는 위치로 변위되게 해주는 수단들이 구비되어 있다. 마찬가지로, 이 장치는 상기 적어도 하나의 슬릿이 제공되는 발생기의 동작 모드가 이후에도 변경되는 것, 즉, X-선 빔의 연장되는 방향이 변경되는 것을 가능하게 하는 수단들을 포함한다. 이 빔의 연장되는 방향은 실제로 회전후의 센서의 방향과 일치해야 한다.

본원의 파노라마 치과용 방사선 장치의 새로운 구성은 이 장치에게 (원추형 빔 토모그래피에 의해) 개체의 특정 구역의 3-차원 모델을 획득하는 것을 가능하게 하는 새로운 기능을 부여한다. 이 3-차원 모델은 이 장치에 의해 장치가 파노라마 이미지를 생성하기 위하여 통상적인 파노라마 모드에서 동작할 때 이용될 것이다.

또한, 이 장치는 보다 구체적으로

- 제2 동작 모드에 있는 X선 방사 발생기 및 평면(P)과 평행하게 배치되는 센서로 이루어진 어셈블리를, 축(Z)에 평행한 고정 회전축에 대하여, 회전구동시키는 수단,

- 회전 이동 동안 X선 방사 발생기-센서 어셈블리가 차지하고 있는 복수의 각위치(angular position)에 대해 시준된 방사에 의해 조명된 개체의 여러 개의 이미지 신호를 취득하는(acquire) 수단,

- 취득된 이미지 신호 세트로부터 조명된 개체의 3-차원 모델을 획득하는(obtain) 수단, 및

- 이런식으로 획득된 3-차원 모델로부터 X선 방사 발생기-센서 어셈블리가 개체의 파노라마 이미지를 계속해서 생성하는 동안 따라가야 할 궤적을 식별하는 수단

을 포함한다.

이러한 새로운 구성(생성되는 X-선 빔 및 센서의 상이한 공간적 방향)에서, 파노라마 장치는, 이 장치가 원추형 빔 토모그래피에 의해 제공되는 데이터를 처리함으로써, 방사선 촬영 대상의 개체와 일치하는 궤적을 획득하게 해주는 수단들을 포함한다. 이 개체의 파노라마 이미지가 전개될 때, 상기 장치의 변위는 센서 및 발생기가 개체의 윤곽에 가능한 가깝게, 즉 가능한 신뢰성있게 따르게 하기 위해 이 궤적을 따르게 될 것이다.

그 결과, 생성될 개체의 파노라마 이미지는 이전보다 품질이 나아질 것이다. 사실상, 이에 따라 개체(예를 들면, 치아 아치들)는 포컬 트로프(focal trough) 내에 존재하는 것이 보장된다. 또한, 오퍼레이터는 오차 및 조작의 위험을 제한하는 표준 유형의 치아 아치로부터 선택할 필요가 없을 것이다.

고유한 특징에 따르면, 여러 개의 이미지 신호를 취득하는 수단은 센서의 픽셀 어레이에 의해 캡처된 데이터를 판독하는 수단을 포함하고, 상기 데이터를 판독하는 수단은, 픽셀들을 그룹화하여 판독할 목적으로, 소정의 개수의 픽셀에 따라 상기 픽셀들을 그룹화(grouping)하는 수단을 포함한다.

픽셀들의 그룹화는 장치를 동작시키는 데에 이용되는 X-선의 도즈(the dose of X-rays)를 줄일 수 있다.

픽셀들의 그룹화 동안에 취득되는 이미지에서 공간적인 해상도는 손실되지만, 이는 찾고자 하는 정보를 고려하는 데에 해를 끼치지 않는다.

일 특징에 따르면, 획득된 3-차원 모델로부터 궤적을 식별하는 수단은, 이 3-차원 모델을 구성하는 데이터를 스레숄딩(thresholding)하거나 세그먼팅(segmenting)하는 수단을 포함한다.

일 특징에 따르면, X-선 방사 발생기에는 단일의 시준 슬릿이 제공되어, X-선 방사 발생기 및 슬릿을 90°만큼 회전시킴으로써 상기 평면(P)에 대하여 평행한 방향으로 연장되는 X-선 빔을 생성할 수 있다.

이를 위하여, 이 장치는 X-선 방사 발생기 및 그 시준 슬릿으로 구성된 어셈블리를, 명령을 받고, 회전시키는 수단(예를 들면, 모터)을 포함한다.

일 특징에 따르면, X-선 방사 발생기에는, 이 X-선 방사 발생기 앞에, Z-축 및 Z-축에 대하여 수직인 축을 따라 연장되는 X-선 빔을 생성하도록 하는 명령을 각각 연속적으로 내릴 수 있는, 수직인 방향으로 연장된 2개의 시준 슬릿(18e, 18f)이 제공된다.

이를 위하여, 장치는 원하는 축을 따라 연장된 슬릿을 생성하기 위하여, 명령을 받고, 슬릿을 변위시키고 따라서 발생기의 출구 윈도우(exit window) 앞에 적절한 방향을 가지는 슬릿을 위치시키는 수단(예를 들면, 모터)을 포함한다.

일 특징에 따르면, X-선 발생기에는 단일의 시준 슬릿이 제공되고, 장치는 서로 수직인 방향으로 슬릿의 연장부를 조절하는 수단을 포함한다.

따라서, 슬릿의 방향은 소정 또는 다른 방향으로 명령에 따라 조절될 수 있 다.

이 슬릿의 치수는 또한 필요에 따라 조절될 수 있음을 유의한다.

일 특징에 따르면, 그 조절하는 수단은 방향들에 관련해서는 독립적이다.

따라서 각 방향에 특정한 조절 수단을 이용하여 다른 방향으로 그 연장부를 수정하지 않고도 슬릿을 소정 방향으로 연장하기를 선택하는 것이 가능하다.

일 특징에 따르면, 시준 슬릿은 4개의 에지에 의해 경계지어지고, 조절하는 수단은 에지들 각각을 서로 독립적으로 변위(displace)시킬 수 있다.

따라서 이러한 구성은 사용에 있어 탁월한 융통성을 제공하며, 구체적으로는 대향하는 에지 쌍들 간의 거리를 잘 조절하게 해준다.

본 발명의 다른 목적은 X선 방사 발생기 및 이 X선 방사 발생기에 대향하게 배치되어 이 X선 방사 발생기로부터 나오는 방사를 수광하는 센서를 포함하는 치과용 방사선 장치로부터 개체의 파노라마 이미지를 생성하기 위한 방법으로서, 이 X선 방사 발생기에는 평면 P애 대하여 수직인 Z-축을 따라 연장되는 적어도 하나의 시준 슬릿이 제공되어, 제1 동작 모드에서 이 축을 따라 연장되는 X선 빔을 생성하고, 이 센서에는 상기 빔에 대응하여 Z-축에 따라 연장되는 픽셀들의 어레이가 제공되고, 이 방법은, 상기 개체의 파노라마 이미지를 생성하기 위해 상기 X선 방사 발생기-센서 어셈블리가 상기 평면(P) 내에서 이동할 궤적을 획득하도록 원추형 빔 토모그래픽 모드(tomographic mode)로 상기 장치를 동작시키려는 목적으로 이하의 사전 단계들:

- 센서를 평면 P와 평행한 방향으로 연장시키기 위해 90°만큼 센서를 회 전(pivot)시키는 단계, 및

- 상기 적어도 하나의 시준 슬릿이 제공되는 X선 방사 발생기를 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로 전환하는 단계 - 이 제2 동작 모드에서 상기 센서의 방향과 평행하게 연장된 X선 빔이 상기 센서가 항상 상기 빔과 대응하도록 생성됨 - ,

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 이 방법은 파노라마 모드에서 장치의 동작을 향상시키는 데에, 구체적으로, 파노라마 이미지의 품질을 향상시키는 데에 이용될 데이터를 취득하기 위해 파노라마 동작 모드로부터 원추형 토모그래피 동작 모드로의 임시적인 전환을 제공한다.

보다 구체적으로, 이 방법은 또한 파노라마 이미지 취득 이전에 다음의 단계:

- 제2 동작 모드에 있는 X선 방사 발생기 및 평면 P와 평행하게 배치되는 센서로 이루어진 어셈블리를, 상기 Z-축에 평행한 고정 회전축에 대하여, 회전구동시키는 단계,

- 회전 이동 동안 X선 방사 발생기-센서 어셈블리가 차지하고 있는 복수의 각위치에 대해 시준된 방사에 의해 조명된 개체의 여러 개의 이미지 신호를 취득하는 단계,

- 취득된 이미지 신호 세트로부터 조명된 개체의 3-차원 모델을 획득하는 단계(S4), 및

- 이런식으로 획득된 3-차원 모델로부터 X선 방사 발생기-센서 어셈블리가 개체의 파노라마 이미지를 계속해서 생성하는 동안 이동할 궤적을 식별하는 단계

를 포함한다.

따라서 이 장치가 원추형 빔 토모그래피 동작 모드에 따라 이용된다면, 조명된 개체 또는 이 개체의 관심있는 부분이나 구역을 획득하는 것이 가능해진다.

파노라마 이미지를 획득하기 위해 수행된 동작 세트의 도시메스리 밸런스(dosimetric balance)을 손상시키는 것을 피하기 위하여, 이 3-차원 모델을 획득하는 데 필요한 도즈(doses)를 삭감한다.

이 도즈 삭감은 개체의 3-차원 모델이 이를 구성하고 있는 데이터가 분석용으로 이용되기에는 너무 작은 높이의 원통에 기록된다는 사실에 의해 가능해진다.

또한, 파노라마 동작 모드에 대해 찾고자 하는 궤적을 결정하기 위해 개체의 3-차원 모델(개체 또는 이 개체의 일부의 엔벨로프(envelope))을 구성하는 데이터 상에서 수행될 처리 동작(스레숄딩(thresholding) 또는 세그멘테이션(segmentation))은 고품질 이미지를 요하지 않는다.

따라서, X-선 도즈 삭감은 궤적 획득을 방해하지 않기 때문에 가능하다.

찾고자 하는 궤적은 전술한 3-차원 모델에 의해 제공된 개체나 개체의 일부의 엔벨로프에 대한 중앙선으로서 정의될 수 있다.

원추형 빔 토모그래피 동작 모드에 이용되는 X-선 도즈를 더 줄이는 것이 가능하다는 것을 유의할 것이다. 이를 위하여, 여러 개의 이미지 신호를 취득하는 단계는 상기 센서의 픽셀 어레이에 의해 캡처된 데이터를 판독하는 단계를 포함하 고, 데이터를 판독하는 단계는, (픽셀 그룹이 정사각형을 형성하게 하는) 픽셀들을 그룹화하여 판독할 목적으로, 소정의 개수에 따라 센서의 픽셀들을 그룹화하는 것을 제공한다.

따라서, 예로서, 픽셀들이 2 X 2로 그룹화된다면, SNR(signal-to-noise ratio)은 4배가 되고 X-선 도즈는 4배 줄어든다.

그 다음 이 장치가 파노라마 동작 모드에 따라 이용될 것이라면, 발생기-센서 어셈블리는 개체의 라이브(live) 데이터를 이용하여 앞서 획득한 궤적을 따라 움직일 것이며, 이는 생성된 파노라마 이미지의 품질, 구체적으로는 그 명확도(clarity)를 보장할 것이다.

일 특징에 따르면, 이 방법은

- 센서를 Z-축과 평행한 위치로 하기 위해 센서를 90°만큼 회전시키는 단계,

- 상기 적어도 하나의 시준 슬릿이 제공되는 X-선 방사 발생기를 제2 동작 모드로부터 제1 동작 모드로 전환하는 단계,

- 상기 적어도 하나의 시준 슬릿이 제공되는 X-선 방사 발생기 및 Z-축과 평행하게 배치되는 센서로 이루어진 어셈블리의, Z-축에 평행한 축에 대한 회전 이동과 결부된, 이전에 식별된 궤적에 따른 변위를 제어하는 단계, 및

- 센서의 픽셀의 시프트와 결부된, 변위 제어 동안 개체의 파노라마 이미지를 취득하는 단계

를 포함한다.

따라서 센서의 90°회전에 의해 활성화되는 통상적인 파노라마 동작 모드 및 상기 적어도 하나의 콜리메이션 슬릿에 제공되는 발생기의 제1 동작 모드로 복귀하는 것이 용이해진다.

따라서 획득된 궤적은 센서 및 발생기의 평면 내에서의 변위를 정확하고 신뢰성있게 프로그래밍가능하게 하여 고품질의 최종 이미지를 생성하게 해준다.

도 1에서 일반적인 참조번호 10에 의해 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 치과용 방사선 장치는 파노라마형의 장치이다. 이 장치는 치아 아치 등의 개체의 파노라마 이미지들의 생성을 가능하게 한다. 이 장치는, 예컨대 회전 방사 유닛(14; 이하 후술함)이 탑재된 수직 지지 튜브 등의 고정 컬럼(12)을 포함한다.

상기 유닛은, 평평한 C(아치)의 바디를 구성하는 지지대를 형성하는 수평 중앙 부재(16a) 및 수평 부재로부터 하강하며 각각이 C의 2개의 브랜치를 구성하는 2개의 수직 아암(16b, 16c)을 포함하는, 평평한 C(아치)의 형태를 갖는 모바일 구조(16)를 포함한다.

아암(16b) 상에는 X-선원(X-선 source) 또는 발생기(18)가 고정식으로 탑재되는 한편, 아암(16c) 상에는 X-선 센서(20)가 탑재된다.

이에 따라, 발생기(18)와 센서(20)는 서로 대향하여 배치되고, 상호간에 고정된 기하학적 관계에 있게 된다.

발생기(18) 및 유닛(20)에 대한 지지대로서 역할을 하는 구조(16)는 회전 방 사 유닛(14)의 코어를 구성한다.

또한, 방사선 장치(10)는, 도시되지는 않았지만 컬럼(12)의 일단(one end)에 고정된 하부 아암을 포함한다. 상기 아암의 자유단(free end)은, 상기 장치의 동작 중에, 환자의 머리가 방사선 사진이 촬영되는 동안에 움직이지 못하게 하는 포지셔닝 디바이스를 구비하고 있다. 이에 따라, 환자의 머리는 발생기(18)와 센서(20)의 사이에 개재된다.

방사선 발생기는, 예컨대, 센서(20)와 대면하고 발생기로부터 X선의 출현을 위해 개구(18b)가 형성된 발생기의 면(18a)에 대해 고정된, 원의 일부(각 섹터(angular sector))의 형태 등의 모바일 지지대(22)를 구비하고 있다.

이 지지대는 X선을 위한 출구 윈도우(exit window)(18b)의 앞에 위치하며, 몇 개의 시준용 슬릿, 예컨대 2개의 시준용 슬릿을 포함한다. 이들 슬릿들은, 각각이 지지대의 제어 이동에 따라 출구 윈도우(18b)와 대면하도록 배치되는 것을 의도하였다.

모터(18c) 등의 변위 수단은, 본 명세서에서 발생기의 면(18a)에 수직인 축(18d)에 대해 피봇하는 형태로 발생하는 지지대의 변위를 제어 가능하게 한다.

도시된 예에서, 슬릿들은 서로에 대하여 수직인 방향으로 연장되어 있다: 각 슬릿들이 차례로 출구 윈도우(18b) 앞에 배치되어 있을 때, 슬릿(18e)은 수직이며 슬릿(18f)은 가로가 된다.

예를 들면, 각 슬릿은 직사각형 형상을 갖는다.

따라서 시준된 X-선 빔은 슬릿을,이 직사각형 부분과는 대향하여, 통과함으 로써(passage) 끝이 절단된 원추(truncated cone)의 형태를 갖는다. 이 빔은 (슬릿의 평면에 평행한 부분 내의) 그 기저대(base)에서, 슬릿의 연장 방향에 대응하는 방향으로 연장된다.

도 1에 도시된 위치에서는, Z-축을 따라 연장된 제1 슬릿(18e)이 선택되었다(발생기의 제1 동작 모드).

아암(16c)에 부착된 센서(20)는 발생기(18)에 대향하는 위치에 있다. 이 센서는, 한편으로는, 발생기와 센서 사이에 위치하는 개체를 조명한 발생기로부터 유래하는 X-선 방사를 수광하고, 다른 한편으로는, 이 개체를 통과함으로써 감쇠된 상기 방사를, 이 개체의 방사 촬영 이미지(radiographic image)를 나타내는 전기 신호로 변환시킬 수 있다.

이 센서는, (도 1의) Z-축에 평행한 길이 방향으로 연장되고 장치의 제1 동작 모드를 위해 시준용 슬릿(18e)으로부터 나오는 빔과 대응하도록 배치된 픽셀 어레이를 포함한다.

이 센서는, 예컨대 CCD 타입의 전하 이동 센서(charge transfer sensor)이며, 그 직사각형의 치수는, 예컨대 12cm(Z축을 따른 높이) × 1cm(폭)이다. 이 센서를 제어하고 피딩(feeding)하는 전기 유닛(20a)이 그 후방에 제공된다.

도 1의 장치는 파노라마 모드(제1 모드)에서 공지된 방식으로 동작할 수 있다.

이를 위해, 아치 형상의 구조에 의해 반송되는 센서 및 X-선 방사 발생기를 포함하는 어셈블리는, 여기에서는 수평면인 Z축에 수직인 평면 P 내에서의 변 위(displacement)를 수행한다(도 2). 그러나, 상기 장치의 동작은, Z-축과 평면 P가, 서로 다른 공간적 방향으로 채용되더라도, 모두 직교하는 경우라면 동일할 것이다.

평면 P 내에서의 변위는, Z축에 평행한 축의 회전과 환자의 턱(23)의 치아 아치의 일반적인 형상을 재생하는 편자 형상의 궤적을 따르는 이동의 조합으로부터 기인하는 움직임이다.

이 궤적은 수평면에서 치아 아치의 대향하는 2개의 엣지 사이의 중선에 대응한다.

발생기-센서 어셈블리의 변위는 내력(load-bearing) 구조의 변위에 의해 수행된다.

이들 수단은, 예를 들어, 전술한 궤적을 나타내도록 프로그래밍된 X,Y-제어 변위 테이블(24)(서보-제어 메커니즘)의 형태를 갖는다.

도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 테이블(24)은 무한 스크루(endless screw)(38)에 의해 캐리지에 연결되는 모터(36) 등의 제1 구동 수단의 작용 하에, 2개의 길이 방향 레일들(32, 34) 상에서 제1 방향 A1(Y)으로 슬라이딩하는 제1 캐리지(30)를 포함한다.

또한, 상기 테이블은 무한 스크루(48)에 의해 캐리지에 연결되는 모터(46) 등의 제2 구동 수단의 작용 하에, 2개의 길이 방향 레일들(42, 44) 상에서 제2 방향 A2(X)(방향들 A1 및 A2은 평면 P에 평행한 면에 포함된다)으로 슬라이딩하는 제2 캐리지(40)를 포함한다.

테이블(24)은 아치형 구조(16)와 통합되고, 모터 등의 구동 수단(49)은, 명령 시에, 평면 P에 수직이며 이에 따라 방향 A1 및 방향 A2에 의해 정의되는 평면에 수직인 회전 축(51)에 대해 상기 구조(16)의 회전을 구동하도록 구조(16)에 연결된다.

X 방향 및 Y 방향으로 적절한 방식으로 캐리지(30, 40)의 변위를 제어함으로써, 구조(16)는 평면 P 내에서 추구하는 궤적(편자의 형상)을 나타낸다.

평면 P에서 개체(환자의 턱) 주변에서의 발생기 및 센서의 변위 중에, 센서는 소위 TDI("Time Delay Integration") 모드로 동작한다는 것에 유념해야 할 것이다.

원래 알려진 이 동작 모드는, 환자의 턱을 조명한 방사를 캡쳐하는 모바일 센서의 픽셀들이 그 턱에 대해 고정으로 간주되도록 하는 기능을 목적으로 한다.

이를 위해, 픽셀 어레이의 판독의 빈도는 시프트 레지스터를 향하는 어레이의 라인들의 변이가, 후자의 판독 펄스 하에서 센서의 변위 방향에 반대인 방향으로 발생하도록 배열된다.

이에 따라, TDI 모드는, 획득된 파노라마 이미지 내에서 블러링 현상이 회피될 수 있도록 한다.

전술한 도 1의 장치의 제1 동작 모드는 파노라마 모드와 관련되어 있다.

그러나 본 발명에 따른 장치는, 발생기 및 센서가 파노라마 동작 모드에서 이동할 궤적을 결정하기 위해 제2 동작 모드에 이용될 수 있다.

이를 위하여 장치는 도 2의 센서(20)를 도 4에 도시된 위치로 하기 위해 이 센서(20)를 90°만큼 회전시키기 위한 수단(20b)(예컨데, 모터)을 포함한다.

따라서 센서는 평면 P와 평행한 방향으로 연장되도록 배치된다.

이 장치는 또한 일반적으로 적어도 하나의 시준 슬릿이 제공되는 X선 방사 발생기를 제1 동작 모드(도 2의 Z-축을 따라 연장되는 슬릿)로부터 제2 동작 모드로 전환시킴으로써, 이 제2 동작 모드에서 슬릿은 평면 P 및 센서의 길이 방향과 평행하게 연장된다.

이 제2 동작 모드에서 이러한 공간적 방향을 갖는 슬릿에 맞추어진 발생기는 그 기저에서 동일한 방향으로 연장되는 X-선 빔을 생성할 수 있다.

따라서, 센서 및 슬릿은 X-선 빔이 회전후에도 여전히 센서에 도달할 수 있도록 항상 서로 대향하도록 위치한다.

도 1의 실시예에서, 방사선 장치는 슬릿 지지대(22)의 구동 수단(18c) 상에 과해지는 변위에 따라 전환될 수 있는 2개의 시준 슬릿(18e, 18f)이 제공된다.

슬릿을 전환함으로써(화살표(25)로 나타낸 방향으로 슬릿 지지대를 회전함으로써), 도 2의 세로 슬릿(18e)은 방출 윈도우(18b) 앞에서 스스로 바로 위치하는 가로 슬릿(18f)에 의해 교체된다.

그 후, 이러한 방식으로 배치되는 센서(20) 및 슬릿(18f)은, 개체(23)에 일치되는 전술한 궤적을 결정하기 위해, 도 3의 수단(49)에 의해, (수직인) 회전축 B에 대해 회전 구동될 것이며, 이에 대해서는 후술한다.

도 5a 및 도 5b는 도 1의 슬릿(18e 및 18f)을 대체함으로써 단일의 가변-기하 시준용 슬릿의 생성을 가능하게 하는 변형례를 나타낸다.

명령 시에, 슬릿의 기하 형상, 및 특히, 서로 직각을 이루는 2개의 방향, 예를 들어, 수평과 수직 방향으로의 슬릿의 연장을 변경하기 위해 조정 수단이 제공된다.

더 구체적으로, 한 방향으로의 슬릿의 연장을 변경하는 데에 적합한 조정 수단은 다른 방향으로의 연장을 변경하는 데에 적합한 조정 수단으로부터 독립적이기 때문에, 더 높은 유연성을 갖는 조정을 제공한다.

도시된 예에서, 방사선 장치는 시준용 슬릿을 정의하는 4개의 엣지(58, 60, 62, 64) 각각의 위치를 독립적으로 변경하기 위한 4개의 독립적 조정 수단(50, 52, 54, 56)을 포함한다.

이 장치는 예를 들어 도 1의 발생기(18)가 가지고 있거나 심지어, 윈도우(18b)의 정면에 위치하는 구조(16)(예를 들어, 아암(16b))에 직접 부착되는 슬릿 지지대(도시 생략)를 포함한다.

이 지지대 상에는 도 5b의 구성, 도 5a의 구성이 연속하여 중첩된다.

이들 구성은 명확성을 위해, 중첩되는 것으로 도시되지 않았다.

더 구체적으로, 도 5a의 구성은, 각각 수직으로 배열된 다른 플레이트(70, 72)에 각각 고정되어 있는 서로 마주보고 위치하는 2개의 플레이트(예를 들어, 직사각형)(66, 68)의 2개의 엣지(58, 60)를 포함한다.

따라서, 플레이트 쌍(66, 70 및 68, 72) 각각은 L 또는 180° 회전된 L을 형성한다.

각각의 쌍의 제2 플레이트(70, 72)는 제1 플레이트가 고정되어 있는 엣지 반 대편의 엣지 상에, 길이 방향의 행의 톱니(74)가 제공된다.

엣지(58 또는 60)를 변위시키는 수단은 출력축(output shaft) 상에 치아의 피니언(pinion)(78 또는 80)을 구비한 모터(50 또는 52)를 포함한다. 이 피니언은 피니언의 회전 방향에 따른 어느 한 방향, 방향 D1으로 플레이트(72 및 68)의 변위를 개시하기 위해 톱니(76 또는 74)와 함께 작동한다.

제2 플레이트(72 또는 70) 내에 가이드 슬릿(82 또는 84)이 제공되고, 대응하는 플레이트의 변위를 세로로 가이드하고 따라서, 대응하는 엣지의 변위를 세로로 가이드하기 위해, 상술한 지지대과 함께 필수적인 2개의 가이드 핀(86, 88 또는 90, 92)이 이 홈(groove) 내에 위치지정된다.

이 구성은, 마주보고 있는 엣지들(58 및 60) 사이의 거리를 방향 D1로 조정함으로써, 슬릿의 치수들 중 하나의 조정을 허용하고, 따라서, 한 방향으로의 슬릿의 연장을 허용한다.

동일한 방식으로, 도 5b에 도시된 구성은 마주보고 있는 엣지들(62 및 64) 사이의 거리를 수직 방향 D2로 조정함으로써, 다른 방향으로의 슬릿의 치수들 중 하나의 조정을 허용한다.

따라서, 엣지(62 및 64)를 함께 가까이 오게 하고, 엣지(58 및 60)를 더 떨어지게 이동시킴으로써, 슬릿은 방향 D1으로 연장된 형상을 띄게 된다. 따라서, (도 1 및 도 2의 슬릿(18e)과 같은) 도 5c에 도시된 Z축을 따라 연장된 슬릿이 획득된다.

한편, 엣지(62 및 64)가 더 떨어지게 이동되고, 엣지(58 및 60)가 함께 가까 이 오게 되면, 슬릿의 연장된 형상은 방향 D2로 산출된다. 따라서, 도 1 및 도 4의 슬릿(18f)과 같은 Z축과 수직을 이루는 축을 따라 연장된 슬릿이 획득된다.

도 5b에 도시된 서로 다른 구성요소들, 즉, 제1 및 제2 플레이트(100, 102 또는 104, 106), 홈(108 또는 110), 모터(54 또는 56) 및 그것의 톱니로 된 피니언(116 또는 118) 뿐만 아니라, 가이드 슬릿(128 또는 130) 내의 가이드 핀(120, 122 또는 124, 126)은 도 5a의 대응하는 구성요소들과 동일한 것이며, 90°만큼만 방향이 바뀐 것이다.

파노라마 장치(10)는 이 장치가 종래 기술의 상태에 비해 개선된 품질의 파노라마 이미지를 산출하게 하는 수단을 포함하며, 이제 이 장치의 동작 사용/모드들을 설명할 것이다.

도 6은 본 발명의 따른 장치(10)의 동작 방법의 주요 단계들을 상세히 설명하는 알고리즘을 나타낸다.

이 알고리즘은 예를 들어, 장치(10)의 동작을 제어하고 주문식으로 실행되는 프로그램가능한 장치(예: PC 유형의 컴퓨터)의 저장 공간 내에 저장된다.

본 발명에 따른 방법은 이롭게도 자동으로 이용될 수 있어서 인간의 관여를 제한할 수 있다.

도 6에 도시된 방법의 알고리즘은 방사선 장치가 파노라마 모드(제1 동작 모드)를 벗어나 회전 모드(제2 동작 모드)로 전환하는 동안인 제1 단계(S1)를 포함한다.

보다 구체적으로, 이 단계 동안에 센서는 장치가 파노라마 모드에서 동작하 고 있을 때(도 1 및 도 2) 센서가 차지하는 초기 위치로부터 90°회전 이동으로 모터(20b)에 의한 회전을 자동으로 작동시킨다.

따라서 센서는 평면(P)(도 4)에 평행한 방향으로 연장되도록 배치된다. 마찬가지로, 발생기의 제2 동작 모드에서 출구 윈도우(18b) 앞에 슬릿(18f)을 하기 위하여 슬릿 지지대(22)의 변위도 활성화된다. 따라서, 평면(P)에 평행하며 센서에 평행한 방향으로 된 이 슬릿에 의해 시준된 X-선 빔은 센서의 새로운 위치에 항상 대응하기 위한 형태를 가지게 된다. 따라서 발생기로부터 발생하였으며 슬릿에 의해 시준된 방사는 항상 이 발생기와 대향하는 센서에 의해 수광된다.

상술한 바와 같이, 도 5a 및 5b에 도시된 변형례(variant)를 가지고 조절가능한 슬릿이 적절한 방식으로 에지들을 변위시킴으로써 도 2의 슬릿으로부터(도 5c) 도 4의 슬릿으로 전환하기 위하여 변형되었음을 유의한다.

이하의 단계(S2) 동안 CBCT("Cone Beam Computed Tomography") 동작 모드로 변경하도록 방사선 장치가 활성화된다.

파노라마 장치는 이 장치의 이미지 센서의 부적절한 형태 때문에 CBCT 기술에 따른 방사선 촬영 사진(radiographic)을 생성하도록 장비가 정상적으로 갖추어지지 않았음을 유의할 것이다.

그러나, 본 발명은 이 기술에 의해 완전한 방사선 촬영 사진을 얻을 수 있게 하지는 않지만 이 동작 모드를 이용하여, 임시적으로, 파노라마 모드에서 액세스될 수 없는, 특정의 개인화된 데이터를 취득하는 데에만 이용될 것이며, 이것은 후속적으로 파노라마 모드에서 이용될 것이다.

따라서, 단계(S2) 다음에는, 발생기와 센서 사이에 놓여진 개체, 보다 구체적으로는 환자의 턱(예를 들면, 도 4의 개체(23))에 대하여 CBCT(cone beam tomographic) 동작 모드에서 데이터를 취득하는 단계(S3)가 이어진다.

구체적으로, 단계(S3) 동안, 시준용 슬릿을 구비한 발생기 및 센서로 형성된 어셈블리는 Z축에 평행한 B 축에 대한 평면 P에서의 회전으로 구동된다. 이 회전 이동 동안, 이 어셈블리는 시준된 방사선에 의해 조명된 개체의 이미지 신호가 센서에 의해 획득되는 각각에 대하여 복수의 연속적인 각도 위치를 차지한다.

이 이동 동안, 발생기-센서를 어셈블리의 회전의 중심은 고정된다. 이 중심은 예를 들어 개체(23) 상에 위치된다.

이 어셈블리의 각각의 각도 위치에 있어서, 센서에 의해 캡처된 데이터는 발생기-이미지 센서 축을 따르는 개체의 투영(projection)을 나타낸다.

따라서, 발생기-센서를 어셈블리의 완전한 회전의 종결 시에, 예를 들어, 이미지 신호 세트가 획득되는데, 이미지 신호들 각각은 빔에 의해 조명된 개체(23)의 투영, 및 예를 들어, 각각의 회전 각도에 대해 사진을 찍는 경우에는 개체의 306 투영을 나타낸다.

센서의 픽셀 어레이에 의해 각각의 아날로그 이미지 신호가 캡처되고, 센서에 의해 아날로그 전기 신호로 변환되고, 그 후, 디지털 신호로 변환된다.

이들 신호를 획득하는 데에 사용되는 X-방사선의 도스(dose)를 줄이기 위해, 센서의 성능을 이용하여 판독을 위해 어레이의 픽셀들을 미리 정해진 개수에 따라, 예를 들어, 2 또는 3으로 그룹화하는 것을 권할 수 있음을 유념한다.

사실, 선택된 그룹화("비닝(binning)")에 의존하여 2 또는 3의 그룹 별로(더 일반적으로, 정사각형을 형성하는 픽셀들의 그룹 별로) 픽셀을 판독함으로써, 어레이 판독 잡음이 감소되고 센서의 신호-대-잡음비는 증가되어, 방사선의 도스(dose) 감소하게 해준다.

다음의 단계(S4) 동안, 개체의 조명된 부분(제1 영역 A1)의 볼륨은 이전에 획득된 이미지 신호들의 세트로부터, 재구성되며, 이 재구성된 볼륨은 낮은 높이의 원통(150)의 형태이다. 원통(z1)의 높이 또는 두께는 센서의 최소 치수(폭)에 대응하지만, 그 자체로서, 원통(z1)의 지름은 확대 계수와 별개로 센서의 최대 치수(길이)에 의해 제한된다.

예를 들어, 원통의 높이는 수백 마이크로미터에서 수 밀리미터에까지 이른다.

도 7에는 환자의 치아 아치를 부분적으로 둘러싸는 볼륨(150)이 도시된다.

이와 같이 재구성된 볼륨(150)은 개체에 특정적인 추구 데이터(sought data)를 결정하는 데에 충분한 정보를 포함하는 조명된 개체의 제1 부분의 형태의 3차원 모델을 제공한다.

개체의 해당 부분의 3차원 모델은 관심 있는 영역에 대하여 (Z축을 따라) 수직으로 중심에 위치한다는 것을 유념해야 할 것이다. 중심에 위치하는 것은 발생기-센서 어셈블리가 회전(단계 S2)하기 전에 이 어셈블리가 위치 지정될 때 수행된다. 설명된 예에서 관심 있는 영역은 환자 턱의 "폐색 평면", 즉 치아 사이의 접촉 경계면이다.

이하의 단계(S5) 동안, 관심있는 오브젝트 또는 오브젝트의 일부, 즉 이 경우에는, 환자의 치아 아치가 이와 같은 방식으로 재구성된 볼륨으로부터 정의된다.

이를 행하기 위하여, 소위 말하는 "스레숄딩(thresholding)" 또는 "세그먼트화(segmentation)" 동작이 재구성된 볼륨 내의 데이터 상에서 수행된다.

절차는 예를 들어, 치아와 그 환경 사이의 밀도의 차이를 나타내는 회색 음영의 차이를 스레숄딩하고 분석함으로써 계속되고, 치아 아치의 형상이 그로부터 3차원으로 추론된다.

따라서, 재구성된 볼륨(150)의 포락선도 나타나 있는 도 8의 윗 부분으로부터 표현되는 바와 같이, 치아 아치(152)의 형상이 획득된다.

치아 아치(152)의 형상으로부터 수평 단면을 추출함으로써, 절차는 위에서 봤을 때 그 마주보는 엣지 사이의 치아 아치에서 연장되는 중선(154)을 판정하는 다음 단계(S14) 동안 계속된다.

이 중선의 판정은 "궤도"의 식별에 대응한다.

보다 구체적으로, 장치가 파노라마 모드에서 동작할 때, 이 중선(154)(도 8)은 오브젝트의 파노라마 이미지를 획득하기 위하여 발생기 및 센서가 이동하는 궤도로서 후속적으로 사용될 것이다.

편자 모양의 이 궤도는 파노라마 장치(10)로 하여금 오브젝트에 일치되고 개인화되는 방식으로 프로그램되게 할 수 있다. 본 발명과 달리, 종래 기술에 따른 파노라마 장치는 치아 아치의 표준 형태로부터 동작하여(따라서, 오브젝트가 방사선 촬영하기에 적절하지 않음), 매우 부정확하다.

단, 스레숄딩 단계는 궤도 판정의 일부를 형성함에 유의한다.

단계(S6)에서 식별된 궤도는 때로는 다른 현상(금속 오브젝트 주위의 별 모양 노이즈를 발생시킬 가능성이 있는 충전재(filling)와 같은 금속 아티팩트(metal artefact), 도 8의 척추(156)와 같은 부분에 다른 오브젝트 존재)에 의해 방해받는다.

단계(S6)에서 획득되는 궤도의 정확도를 향상시키기 위하여, 예를 들어, 스무딩(smoothing)에 의해 이 궤도를 보정하는 단계(S7)(선택적임)가 제공된다.

보정된 궤도가 획득되었으면, 다음 단계(S8)가 수행되는데, 이 단계 동안, 센서를 Z-축에 평행한 방향(여기서는, 세로 방향)으로 하기 위해 이 센서에 다시 90˚회전 이동이 구동된다.

마찬가지로, 발생기의 윈도우(18b) 앞에 슬릿(18e)을 위치시키고 발생기의 제1 동작 모드에 복귀하기 위하여 슬릿 지지대(22)의 변위가 활성화된다. 발생기의 센서 및 슬릿의 구성은 이미 설명된 도 2의 것이다.

따라서, 이들 배치 단계 후에, 파노라마 장치는 그에 따라 파노라마 모드에서 동작하도록 새로이 프로그래밍될 수 있다.

이 경우, 단계(S7)에서 획득되는 궤도(단계(S7)에서 선택적으로 보정됨)는 Z축에 평행하게 최근에 새로이 배치되었던 시준용 슬릿 및 센서가 제공된 발생기로 이루어지는 어셈블리의 변위를 프로그래밍하는 데 사용된다.

종래 기술에 비해 더욱 적절한 궤도를 갖는 파라미터화된 파라미터 모드에서의 장치의 동작 동안, 발생기 및 센서로 이루어지는 어셈블리는 도 3에 도시된 다 른 드라이브 수단을 사용하여, 이 궤도를 따라 제어되는 방식으로 또한 이동하는, 그 수직 회전축 주위로 회전 이동을 수행한다.

이 변위 동안, 위에서 설명된 바와 같이 TDI 모드에서 동작하는 수직으로 배치된 센서는 추구되는 파노라마 이미지를 생성하는 방사선에 의해 조명되는 오브젝트(여기서는, 치아 아치)의 이미지 데이터를 획득한다.

알려진 방식으로, 치아 아치의 파노라마 이미지는 편자 형상의 궤도를 따르는 변위 동안 센서에 의해 획득되는 이미지 데이터로부터 획득된다.

변위 테이블(24)을 이용하여 아치(16)의 회전 이동, 즉 아치의 회전의 중심의 변위를 조합하고, 센서(20)의 화소(TDI 모드)를 슬라이딩시킴으로써, 언제라도 초점 쓰루(focal through)에 포함되는 가상 회전점이 재생성된다. 따라서, 진단을 해하지 않는 도말법(streaking)에서 이 매니페스트 자체의 외부에 위치한 해부학적 구조, 및 초점 쓰루에 포함된 구조가 분명해진다.

도 9는 본 발명에 따라 획득된 파노라마 이미지를 개략적으로 도시한다.

이러한 방식으로 획득되는 파노라마 이미지는 종래 기술에 따라 알려진 기술과 비교되는 최적화된 품질을 갖는데, 왜냐하면 여기서 파노라마 이미지가 오브젝트, 이 경우에는, 환자의 턱의 형태(morphology)에 완전하게 일치되기 때문임을 유의할 것이다.

또한, 여지껏 개시되었던 방법은 그 자체를 부정확한 결과로 나타내는 오퍼레이터에 의한 다수의 조작(manoeuvres)을 피한다.

장치가 CBCT 모드에서 동작하는 경우, 이 모드를 사용하여 고품질 이미지를 획득하지 않는 것이 목적임을 유의할 것이다. 이 때문에, 방사선의 도스(dose)가 이러한 동작 모드에서 감소될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 치과용 방사선 장치의 일반적인 개략도.

도 2는 파노라마 동작 모드에 대한 위치에 있는 센서 및 수직 슬릿의 구성을 나타내는 일반적인 개략도.

도 3은 도 1의 장치의 변위 테이블(24)의 일반적인 개략도.

도 4는 궤적을 판정하기 위한 동작 모드에 대한 위치에 있는 센서 및 수직 슬릿의 구성을 나타내는 일반적인 개략도.

도 5a 및 도 5b는 단일의 가변-기하(variable-geometry)의 슬릿을 생성하는 데 사용되는 수단들을 개략적으로 설명하는 도면.

도 5c는 도 5a 및 도 5b의 구성에 의해 얻어지는 슬릿의 일례를 나타내는 도면.

도 6은 도 1의 장치의 동작 알고리즘을 나타내는 도면.

도 7은 개체(23)의 일부의 재구성된 볼륨을 개략적으로 도시하는 도면.

도 8은, 앞서 나타낸 바와 같이, 본 발명을 이용하여 획득된 궤적 및 치아 아치를 개략적으로 도시하는 도면.

도 9의 도 8의 궤적으로부터 얻어지는 파노라마 이미지를 나타내는 개략도.

Claims (14)

1. X선 방사 발생기(18) 및 상기 X선 방사 발생기(18)에 대향하게 배치되어 상기 X선 방사 발생기로부터 나오는 방사를 수광하는 센서(20)를 포함하는 치과용 방사선 장치(dental radiology apparatus; 10)로서,

   상기 장치는, 제1 동작 모드에서, 평면(P)에서의 주어진 궤적을 따른 상기 X선 방사 발생기 및 상기 센서로 이루어진 어셈블리(assembly)의 변위(displacement)에 의해 개체의 파노라마 이미지를 생성하는 데에 적합하고,

   상기 X선 방사 발생기에는 평면(P)에 대하여 수직인 축(Z)을 따라 연장되는 적어도 하나의 시준 슬릿(collimation slit; 18e, 18f)이 제공되어 상기 제1 동작 모드에서 상기 축을 따라 연장되는 X선 빔을 생성하고,

   상기 센서에는 상기 빔에 대응하여 Z-축에 따라 연장되는 픽셀들의 어레이가 제공되고,

   상기 장치는,

   - 상기 평면(P)에서의 소정의 궤적을 따른 상기 X선 방사 발생기 및 센서로 이루어진 어셈블리를 변위시키기 위한 어셈블리의 변위 수단 - 상기 어셈블리의 상기 소정의 궤적은 상기 평면(P)에 수직인 회전축에 관한 회전 및 상기 평면(P)내의 회전축의 변위로부터 발생함 -,

   - 상기 센서를 상기 평면 P와 평행한 방향으로 연장시키기 위해 90°만큼 상기 센서를 회전(pivot)시키는 수단, 및

   - 상기 적어도 하나의 시준 슬릿(18e, 18f)이 제공되는 상기 X선 방사 발생기를 상기 제1 동작 모드로부터 원추형 빔 토모그래픽(Cone Beam Tomographic) 모드로 명칭되는 제2 동작 모드로 전환시킴으로써, 상기 제2 동작 모드에서 상기 센서의 방향과 평행하게 연장되는 X선 빔을 생성하여, 이런식으로 배치된 상기 센서가 항상 상기 빔과 대응하도록 하여 적어도 부분적으로 발생기-센서 어셈블리에 의해 상기 평면(P)에서 이동하게 되는 상기 소정의 궤적을 획득하는 수단(22)

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 방사선 장치.
2. 제1항에 있어서,

   - 상기 제2 동작 모드에 있는 상기 X선 방사 발생기 및 상기 평면(P)과 평행하게 배치되는 센서로 이루어진 어셈블리를, 상기 축(Z)에 평행한 고정 회전축에 대하여 회전 구동시키는 수단(49),

   - 회전 이동 동안 X선 방사 발생기-센서 어셈블리가 차지하고 있는 복수의 각위치(angular position)에 대해 시준된 방사에 의해 조사된 상기 개체의 여러 개의 이미지 신호를 취득하는(acquire) 수단,

   - 취득된 이미지 신호 세트로부터 상기 조사된 개체의 3-차원 모델을 획득하는(obtain) 수단, 및

   - 이런식으로 획득된 상기 3-차원 모델로부터 상기 X선 방사 발생기-센서 어셈블리가 상기 개체의 파노라마 이미지를 계속해서 생성하는 동안 따라가야 할 궤적을 식별하는 수단

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 방사선 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 여러 개의 이미지 신호를 취득하는 수단은 상기 센서의 픽셀 어레이에 의해 캡처된 데이터를 판독하는 수단을 포함하고,

   상기 데이터를 판독하는 수단은, 픽셀들을 그룹화하여 판독할 목적으로, 미리 결정된 개수의 픽셀에 따라 상기 픽셀들을 그룹화(grouping)하는 수단을 포함하는 치과용 방사선 장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 획득된 3-차원 모델로부터 궤적을 식별하는 수단은, 상기 3-차원 모델을 구성하는 데이터를 스레숄딩(thresholding)하거나 세그먼팅(segmenting)하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 방사선 장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 X-선 방사 발생기(18)에는 단일의 시준 슬릿이 제공되어, 상기 X-선 방사 발생기 및 상기 슬릿을 90°만큼 회전시킴으로써 상기 평면(P)에 대하여 평행한 방향으로 연장되는 X-선 빔을 생성할 수 있는 것을 특징으로 하는 치과용 방사선 장치.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 X선 방사 발생기에는, 명령을 받으면, Z축 및 상기 Z축에 대하여 수직인 축을 따라 각각 연장되는 X선 빔을 각기 생성하도록, 상기 X선 방사 발생기 앞에 연속해서 통과할 수 있는 수직 방향으로 연장되는 2개의 시준 슬릿(18e, 18f)이 제공되는 것을 특징으로 하는 치과용 방사선 장치.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 X-선 방사 발생기(18)에는 단일의 시준 슬릿이 제공되고,

   상기 장치는 서로 수직인 방향으로 상기 슬릿의 연장부를 조절하는 수단(74, 76, 78, 80, 108, 110, 116, 118)을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 방사선 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 조절하는 수단은 방향들에 관련해서는 독립적인 것을 특징으로 하는 치과용 방사선 장치.
9. 제7항에 있어서,

   상기 시준 슬릿은 4개의 에지(58, 60, 62, 64)에 의해 경계지어지고, 상기 조절하는 수단은 상기 에지들 각각을 서로 독립적으로 변위(displace)시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 치과용 방사선 장치.
10. X선 방사 발생기(18) 및 상기 X-선 방사 발생기에 대향하게 배치되어 상기 X-선 방사 발생기로부터 나오는 방사를 수광하는 센서(20)를 포함하는 치과용 방사선 장치로부터 개체의 파노라마 이미지를 생성하기 위한 방법으로서,

    상기 X-선 방사 발생기에는 평면(P)에 대하여 수직인 축(Z)을 따라 연장되는 적어도 하나의 시준 슬릿(18e, 18f)이 제공되어, 제1 동작 모드에서 상기 축을 따라 연장되는 X선 빔을 생성하고,

    상기 센서에는 상기 빔에 대응하여 상기 축(Z)에 따라 연장되는 픽셀들의 어레이가 제공되고,

    상기 치과용 방사선 장치는 상기 제1 동작 모드에서 상기 개체의 파노라마 이미지를 생성하는데 적합하고,

    상기 방법은,

    상기 제1 동작 모드에서, 상기 평면(P)에서의 소정의 궤적을 따른 상기 X선 방사 발생기 및 센서로 이루어진 어셈블리를 변위시키는 단계 - 상기 소정의 궤적은 상기 평면(P)에 수직인 회전축에 관한 회전 및 상기 평면(P)내의 회전축의 변위로부터 발생함 -,

    원추형 빔 토모그래픽 모드로 명칭되는 제2 동작 모드에서, 상기 개체의 파노라마 이미지를 생성하기 위해 X-선 방사 발생기-센서 어셈블리가 상기 평면(P) 내에서 이동할 소정의 궤적을 적어도 부분적으로 획득하도록 상기 제2 동작 모드로 상기 장치를 동작시키려는 목적으로 이하의 사전 단계들:

    - 상기 센서를 상기 평면(P)과 평행한 방향으로 연장시키기 위해 상기 센서를 90°만큼 회전(pivot)시키는 단계(S1), 및

    - 상기 적어도 하나의 시준 슬릿이 제공되는 상기 X-선 방사 발생기를 상기 제1 동작 모드로부터 상기 제2 동작 모드로 전환하는 단계(S2) - 상기 제2 동작 모드에서 상기 센서의 방향과 평행하게 연장된 X선 빔이 상기 센서가 항상 상기 빔과 대응하도록 생성됨 -,

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 개체의 파노라마 이미지 생성 방법.
11. 제10항에 있어서,

    - 상기 제2 동작 모드에 있는 상기 X-선 방사 발생기 및 상기 평면(P)과 평행하게 배치되는 센서로 이루어진 어셈블리를, 상기 축(Z)에 평행한 고정 회전축에 대하여 회전구동시키는 단계,

    - 상기 회전 이동 동안 상기 X-선 방사 발생기-센서 어셈블리가 차지하고 있는 복수의 각위치에 대해 시준된 방사에 의해 조사된 개체의 여러 개의 이미지 신호를 취득하는 단계(S3),

    - 취득된 이미지 신호 세트로부터 상기 조사된 개체의 3-차원 모델을 획득하는 단계(S4), 및

    - 이런식으로 획득된 상기 3-차원 모델로부터 상기 X-선 방사 발생기-센서 어셈블리가 상기 개체의 파노라마 이미지를 계속해서 생성하는 동안 이동할 궤적을 식별하는 단계(S6)

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 개체의 파노라마 이미지 생성 방법.
12. 제11항에 있어서,

    상기 여러 개의 이미지 신호를 취득하는 단계는 상기 센서의 픽셀 어레이에 의해 캡처된 데이터를 판독하는 단계를 포함하고,

    상기 데이터를 판독하는 단계는, 픽셀들을 그룹화하여 판독할 목적으로, 미리 결정된 개수의 픽셀에 따라 상기 픽셀들을 그룹화(grouping)하는 단계를 포함하는 개체의 파노라마 이미지 생성 방법.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서,

    상기 획득된 3-차원 모델로부터 궤적을 식별하는 단계는 상기 3-차원 모델을 구성하는 데이터를 스레숄딩(S5)하거나 세그먼팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 개체의 파노라마 이미지 생성 방법.
14. 제11항 또는 제12항에 있어서,

    - 상기 센서를 축(Z)과 평행한 위치로 하기 위해 상기 센서를 90°만큼 회전시키는 단계(S8),

    - 상기 적어도 하나의 시준 슬릿이 제공되는 상기 X-선 방사 발생기를 상기 제2 동작 모드로부터 상기 제1 동작 모드로 전환하는 단계,

    - 상기 축(Z)에 평행한 축에 대한 회전 이동과 결부된 이전에 식별된 궤적에 따라, 상기 적어도 하나의 시준 슬릿이 제공되는 상기 X-선 방사 발생기 및 상기 축(Z)과 평행하게 배치되는 센서로 이루어진 어셈블리의 변위를 제어하는 단계, 및

    - 상기 센서의 픽셀들의 시프트와 결부된, 제어된 변위 동안 상기 개체의 파노라마 이미지를 취득하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 개체의 파노라마 이미지 생성 방법.

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