KR20100121653A

KR20100121653A - 단층 사진을 생성하기 위한 방법

Info

Publication number: KR20100121653A
Application number: KR20107020268A
Authority: KR
Inventors: 요하네스 울리치; 에리히 헬; 크리스티안 벡크하우스
Original assignee: 시로나 덴탈 시스템스 게엠베하
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2010-11-18
Also published as: US20110033026A1; EP2254475B1; DE102008008733A1; WO2009101123A1; EP2254475A1; KR101503722B1; US8320522B2; JP5554248B2; JP2011511661A

Abstract

본 발명은 X선 흡수값(X-ray absorption value)들을 포함하는 디지털 3D-볼륨(1)으로부터 단층 사진(tomogram)(10), 특히 치과용 X선 파노라마 단층 사진을 생성하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 경우 가상 X선 방출원(virtual X-ray source)(4; 15)에 의해 촬영할 목적물로서 상기 3D-볼륨(1)에 방사선이 가상으로 조사되고, 가상으로 생성된 상기 단층 사진(10)은 가상 검출기(5; 16; 61, 62, 63)에 의해 기록된다. 상기 가상 X선 방출원(4; 15) 및 상기 가상 검출기(5; 16; 61, 62, 63)는 흐릿한 부분(blurred portion)과 함께 초점층(focused layer)(3)을 형성하면서 촬영할 목적물을 가상으로 지나간다.

Description

단층 사진을 생성하기 위한 방법 {METHOD FOR GENERATING A TOMOGRAM}

본 발명은 X선 흡수값(x-ray absorption value)들을 포함하는, 예컨대 X선 투사 영상들의 재구성에 의해 형성될 수 있는 디지털 3D-볼륨으로부터 단층 사진(tomogram), 특히 파노라마 단층 사진(PAN-Tomogram)을 생성하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기와 같은 유형의 단층 사진들은 치과 진단에 사용된다.

일반적으로 단층 촬영(법)(tomography)은 3차원의 목적물을 2차원의 층으로 생성해 내는 것을 의미한다. 블러링 단층 촬영(blurring tomography)은 3D-데이터를 사용하지 않고, 2차원의 층을 형성하는 특수한 방식의 촬영법이다. 블러링 단층 촬영은, 목적물과 관련하여 필름 및 방사선방출기(radiation emitter)가 이동할 때 소위 목적물의 초점층(focused layer; 상(像)의 상태가 선명하게 나타나는 것을 의미함) 안에 있는 포인트들이 항상 상기 필름에서 동일한 위치에 도시되고 선명하게 이미징(imaging)되는 것을 특징으로 한다. 그에 반해 초점층 밖에 있는 포인트들은, 목적물과 관련하여 필름 및 방사선방출기의 기계적 이동 동작들에 상응하는 흐릿한 곡선(blurred curve)들로서 상기 필름에 이미징된다.

3D-단층 촬영 장치에 의한 촬영 방법과 다른 점은, 상기 3D-단층 촬영 장치에 의한 촬영법의 경우 층 산출시 3D를 2D에 투사(projection)함으로써, 결과적으로 초점층으로서 하나의 평면이 특별하게 표시됨 없이, 예컨대, 중첩에 의해 모든 목적물 평면들이 투사 축(projection axis)에 수직으로 동등하게 도시된다는 점이다.

EP 0 279 294 A1호에는 환자의 악골의 파노라마-단층 사진을 생성하기 위한 치과용 X선 진단 장치가 공지되어 있다. 기술된 방법을 이용하면, 목적물 내에서 층이 도시될 수 있으며, 상기 층의 중심점은 일반적으로 환자의 악골이다. 이때, 파노라마 단층 사진을 생성하기 위하여 방사선방출기-검출기-장치는 촬영할 목적물의 둘레를 돌아서 이동하고, CCD-검출기 라인(detector line)들은 초점층 밖에 있는 흐릿한 부분(blurred portion)들을 포함한 단층 사진을 생성하기 위해 이동 속도에 대해 변경된 주파수로 클록 제어(cloking)된다.

사전에 정해진 초점층 안에서 영상을 형성하는 대신, 검출기로부터 영상 정보를 상응하게 클록 제어함으로써 개별 사진들이 생성될 수 있으며, 상기 개별 사진들은 원하는 층 위치에 상응하게 추후에 파노라마 단층 사진에 중첩될 수 있다. 그러나 일반적으로 사용되는 검출기는 비교적 폭이 좁기 때문에 항상 촬영할 목적물의 부분 영역들만을 검출하게 되고, 상기 부분 영역들로부터는 촬영할 목적물의 3D-볼륨이 생성될 수 없다. 소위 풀 프레임 센서(full frame sensor)들을 사용할 경우에는 다수의 개별 사진이 생성된다. 상기 다수의 개별 사진은 정상적인 PAN-회전 동작 동안 실행되는 라인 사이클(line cycle)에 상응하며, 이는 수천 개의 개별 사진을 생성한다.

cone beam형 디지털 볼륨-단층 촬영 장치(DVT)와 같은 유형의 시판 되고 있는 치과용 X선 장치들에 의해서는 방사선방출기 및 검출기가 미리 정해진 X-Y-평면에서 환자의 두부를 중심으로 함께 이동된다. 이동 동작은 방사선방출기 및 검출기가 촬영할 목적물 안에 놓인, Z-방향으로 연장되는 회전축을 중심으로 회전함으로써 실행된다. 이러한 회전 궤도상의 방사선방출기- 및 검출기의 상이한 위치들로부터는, 적어도 180°의 각을 오버랩하는 회전 동안 투사 영상들이 생성되고, 후속해서 상기 투사 영상들로부터는 3D-볼륨이 산출된다. 상기 3D-볼륨은 위치 의존적인 X선 흡수값들에 대한 정보 또는 상기 X선 흡수값들로부터 도출된 영상 데이터에 대한 정보를 포함한다.

이러한 흡수값들로부터 파노라마 단층 사진이 생성되기는 하지만, 상기 파노라마 단층 사진은 종래의 파노라마 단층 사진과 다르다. 이 때문에 3D-볼륨 내부에서 디스플레이될 층의 프로파일 및 두께가 설정되거나 선택되고, 층에 수직이 되게 평행 X선 투시 진단시 합산된 X선 흡수값들은 편집 후 영상 데이터로 디스플레이된다. 이러한 내용은 예컨대, Christoph Schnelle의 박사 논문 "파노라마 단층 사진의 디지털 볼륨 촬영과 전산화 단층 촬영시의 방사선 노출 비교(Vergleich der Strahlenexposition bei der Digitalen-Volumen-Tomographie der Panoramaschichtaufnahme und der Computertomographie, 뒤셀도르프 하인리히 하이네 대학교 의과 대학, 2001, 1~5쪽)" 그리고 Ch. Scheifele 및 P.A. Reichart의 독일 치의학 저널 기고문 "3D-X선 시스템 갈릴레오스(Das 3D-Roentgensystem GALILEOS, ZWR-Das deutsche Zahnaerzteblatt 2007, 615~617쪽)"에 기술되어 있다.

이 경우, 국소 확대형 파노라마 단층 촬영 장치(Ortho-PAN-Tomograph)에 의해 생성된 파노라마 단층 사진과 유사한 영상 효과를 갖는 X선 영상이 생성되기는 하지만, 초점층 밖에 위치한 구조물들이 고려되지 않고, 블러링 현상도 전혀 발생하지 않는다.

다년간에 걸친 사용자의 실제 진단 그리고 블러링 현상에도 불구하고 통상의 파노라마 사진들에 항상 포함되는 영상 정보를 토대로 하여, X선에 의해 획득된 3D-볼륨이 존재하는 경우에도 종래의 파노라마 단층 사진에 상응하는 X선 영상이 제공되는 것이 바람직할 수 있다.

3D-볼륨을 형성하는 X선 장치들에서도 단층 사진을 제공하고자 하는 본 발명의 기본 개념은, 국소 확대형 파노라마 단층 촬영 장치의 블러링 단층 촬영법이 3D-볼륨에서 시뮬레이션되고, 상기 3D-볼륨으로부터는 층이 추출되지 않음으로써, 미리 생성된 3D-볼륨으로부터 단층 사진을 산출하는 것이다.

X선 흡수값들을 포함하는, 특히 치과용 X선 파노라마 단층 사진을 생성하기에 적합한 디지털 3D-볼륨으로부터 단층 사진을 생성하기 위한 본 발명에 따른 방법에서는, 가상 X선 방출원(virtual X-ray source)에 의해 3D-볼륨에 가상으로(virtually) 방사선이 조사되고, 가상으로 생성된 영상은 가상 검출기에 의해 기록된다. 가상 X선 방출원 및 가상 검출기는 흐릿한 부분과 함께 초점층을 형성하면서 촬영할 목적물을 가상으로 지나간다.

이 경우, 목적물로서 3D-볼륨을 촬영하기 위한 가상 촬영 시퀀스 및 가상 X선 방출원과 가상 검출기의 상호 작용은 흐릿한 부분을 포함한 디지털 단층 사진을 생성하기 위한 종래의 시퀀스에 상응할 수 있다.

바람직하게, 구조물들, 특히 단층 촬영시 그림자를 형성함으로써 방해물로 간주되는 예컨대, 척추와 같은 해부학적 구조물들은 모의 단층 사진을 생성하기 전에, 산출된 3D-볼륨으로부터 예컨대, 탐색 알고리즘(search algorithm)에 의해서 제거될 수 있다. 관찰자로부터 계속해서 고려되어야 하는 상기와 같은 구조물들은 상대적으로 뚜렷하게 생성되기 때문에, 단층 사진은 이러한 구조물들이 제거된 후에 시뮬레이션 됨으로써, 영상의 질이 개선될 수 있다.

이러한 내용은 치아들의 인접 정보에 적용될 뿐만 아니라, 종래의 파노라마 단층 사진에서와 같이 지금까지 3D-볼륨으로부터 산출된 파노라마 단층 사진에 대해 추가적으로 디스플레이되는 정보에도 적용된다.

예컨대, Z-방향으로의 값 변형을 방지하기 위해서 X선 방출원 내의 초점으로부터 뻗어 나오는, 예컨대 팬 빔(fan-beam)의 위치에서 빔 경로가 변경되고, 평행한 방사선 빔이 조사될 수 있다.

바람직하게는, 산출된 단층 사진의 초점층의 프로파일이 변경될 수 있다. 종래의 단층 사진들에서는 목적물 내에 미리 주어진 위치에 대한 초점층 배치가 변경될 수 없다.

특히 바람직한 경우는, 가상 초점 또는 가상 검출기에 대한 초점층의 거리가 초점-검출기-회전 평면에 수직으로 변경될 수 있는 경우이다. 그로 인해 촬영을 예컨대, 비스듬히 기울어져 있는 치아와 같은 해부학적 구조물들에 맞추어서 실행할 수 있다. 이 경우, 표준 사진이 변경되기는 하지만, 영상 정보들은 그대로 유지된다.

바람직하게는, 다른 정보들을 디스플레이하기 위해서, 모의 검출기의 폭을 변경하는 동안에는 팬 빔의 부채꼴 모양의 전개(fan-out) 그리고 X선 방출원과 검출기의 모의 회전 속도와 함께 도시된 초점층의 두께가 변경될 수 있다.

특히, 바람직하게는 단층 사진이 파노라마 단층 사진일 수 있으며, 가상 X선 방출원 및 가상 검출기는 환자 두부 대신, 3D-볼륨을 중심으로 가상으로 이동할 수 있다. 이 경우, 초점층에 대한 가상 X선 방출원 및 가상 검출기의 거리, 가상 검출기의 폭 그리고 흐릿한 부분들이 표준 파노라마 단층 사진에 상응할 수 있다. 이 경우에는 마찬가지로 방사각도 고려될 수 있다.

또한, 가상 X선 방출원, 가상 검출기 그리고 개개의 빔 경로 회전 중점 사이의 상이한 거리들이 변경될 수 있다. 파노라마 단층 사진을 생성하기 위한, 시판 되고 있는 장치들은 구조적으로 상이하기 때문에, 개개의 장치들에 의해 제공된 파노라마 단층 사진들은 또한 장치가 갖는 고유한 특수성을 각각 포함한다. 장치가 갖는 이러한 고유한 특성은 3D-볼륨으로부터 파노라마 단층 사진 생성시 적어도 부분적으로 고려될 수 있다.

그 외에도 예컨대, 횡단 단층 사진(transversal tomogram)들에서는 흐릿한 부분이 포함된 단층 사진으로서 개별 치아 사진도 고려된다.

중요한 것은, 단층 사진의 모든 변경이 추가의 X선 사진을 생성하지 않고, 3D-볼륨을 형성하기 위한 기존의 투사 영상만을 토대로 이루어질 수 있다는 점이다.

또한, 한 개선예에 따르면 가상 단층 촬영을 실행하기 전에 탐색 알고리즘을 이용하여, 특징적인 해부학적 구조물들을 참조하여, 예를 들면 치조 융선 아치(alveolar ridge arch) 및 상기 융선 아치에 위치한 치아들을 해부학적으로 검출함으로써 3D-볼륨으로부터 목적물 내의 초점층 위치를 해부학적으로 규정할 수 있다. 위치가 결정되면, 가상 촬영이 이루어질 수 있다. 실제 단층 사진들과 달리 보장될 수 있는 사항은, 개개의 해부학적 특수성들이 항상 함께 고려되고, 그리고 사전에 주어진, 표준화된 초점층 밖에서는 상기 특수성들이 나타나지 않는다는 점이다.

일반적으로 실제적 측면에서는, 3D-볼륨이 이미 단층 사진의 시뮬레이션 전에 완전히 산출되었다는데 의미가 있다. 그러나 단층 사진을 생성하는 시뮬레이션은 이미 최초의 투사 영상들로부터 3D-볼륨의 재구성과 무관하게 또는 재구성의 일부분으로서 이루어질 수도 있다. 이러한 경우 투사 영상들로부터 획득된 정보를 참조하여 흐릿한 부분들이 포함된 단층 사진이 산출된다.

이 때문에, 추가 발명은 3D-볼륨을 생성하기 위한 투사 영상들을 재구성하여 블러링 단층 촬영법에 의한 단층 사진을 형성하는 방법과 관련이 있다. 상기 실시예에서는, 투사 영상들로부터 제일 먼저 X선 흡수값들을 갖는 3D-볼륨을 산출한 다음 수학적 방법을 이용하여 상기 3D-볼륨을 다시 평가할 필요가 없다. 필수적으로 촬영할 목적물의 3D-볼륨 자체를 산출하지 않고, 부분적으로 재구성에서 공지된 방법 단계들을 사용할 수 있기 위하여 오히려 투사 영상들 자체가 평가된다. 이 경우, 초점층과 흐릿한 부분을 동시에 갖는 단층 사진이 생성된다.

또한, 이 경우에는 모의 PAN-단층 사진 또는 TSA-단층 사진들이 생성될 수 있으며, 상기 사진들은 이들의 영상 정보에서 순수한 투사 영상이기보다는 일반적인 사진들에 가깝다.

본 발명의 실시예는 도면에 도시되어 있다.
도 1은 초점층을 갖는 파노라마 단층 사진을 생성하기 위한 3D-볼륨의 가상 단층 사진의 개략도이고,
도 2는 도 1의 원리에 따라 생성된 단층 사진이며,
도 3은 파노라마 단층 사진을 생성하기 위한 선행 기술에 따른 개략도이고,
도 4는 도 3의 선행 기술에 따라 생성된 단층 사진이며,
도 5a 및 도 5b는 Z-방향으로 변경된 초점층의 위치이고,
도 6은 폭이 좁은 검출기와 폭이 넓은 검출기를 갖는 단층 사진이다.

도 1a에는 검사할 목적물로서 환자 두부(2)의 3D-볼륨(1)이 도시되어 있으며, 상기 3D-볼륨은 X선 흡수값들에 대한 정보 형태로 또는 상기 X선 흡수값들에서 획득한 영상 데이터에 대한 정보 형태로 하악궁(mandibular arch)(11) 및 다수의 치아(12) 영상을 포함한다. 3D-볼륨(1)은 환자의 두부 전체(2) 또는 도시된 바와 같이, 두부의 일부분만을 나타낼 수도 있으며, 이 경우 환자의 두부(2) 전체가 완벽하게 3D-볼륨(1)에 포함될 필요는 없다. 본 발명에 따른 블러링 단층 촬영은 상기 3D-볼륨(1)으로부터 해석되고, 이 경우 환자 두부(2)의 3D-볼륨(1)에서 연장되는 초점층(3)이 시뮬레이션 된다. 상기 초점층(3)은 소정의 연장부, 즉 폭(t)을 갖는 영역에 상응하고, 간략화를 목적으로 선으로도 도시될 수 있다.

3D-볼륨(1)은 이상적으로 파노라마 단층 사진의 생성에 필요한 모든 해부학적 특징들을 포함하도록 정해진다. 또한, 추가의 해부학적 영역들, 예컨대 코 및 입술과 같은 연조직(soft tissue)들도 3D-볼륨(1)에 포함될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 3D-볼륨(1) 밖에 배치된, 가상 초점을 갖는 가상 X선 방출원(4)에 의해 X선 흡수값들을 포함하는 도 1에 도시된 3D-볼륨(1)에 방사선이 조사되고, 가상으로 약화된 가상 팬 빔(6)의 방사선은 마찬가지로 3D-볼륨(1) 밖에 배치된, 폭(b0)을 갖는 가상 검출기(5)에 의해 기록된다.

이러한 단층 사진에 있어서, 예컨대 X선 흡수값들은 가상 X선 방출원(4)의 특정한 횡단면 갖는 가상 팬 빔(6)의 빔 경로를 따라서 가상 검출기(5)에 가산될 수 있으며, 이는 실제 검출기의 화소 신호값(signal value of pixel)에 상응한다. 동시에, 필요에 따라 X선에 대한 비선형 흡수 작용도 함께 고려된다.

가상 X선 방출원(4) 및 가상 검출기(5)는 또한 3D-볼륨(1) 안에 배치될 수 있다. 그 결과, 표준-PAN-사진이 통상적인 방식으로 시뮬레이션될 수는 없지만, 이러한 PAN-시뮬레이션의 영상 특성들은 지금까지 사용된 파노라마 영상 대신 사용될 수 있다.

촬영할 목적물, 즉 3D-볼륨(1) 내의 회전 중심(Z)을 중심으로 모의 회전 속도를 갖는 가상 X선 방출원(4) 및 가상 검출기(5)의 모의 회전(7)에 의해(상기 모의 회전은 종래의 PAN-사진들의 생성에 사용된, 하악골(11)을 중심으로 하는 회전에 상응함) 모의 파노라마 단층 사진(도 2)이 형성된다. 이 경우, 모의 회전(7) 동안 회전 중심(Z)은 통상적인 PAN-사진들의 종래 기술에 공지된 바와 같이 곡선(8)을 따라간다. 환자의 두부가 바이트 오픈(bite open)되어 있을 경우, 명료함을 목적으로 환자 두부(2)의 위치를 정하는 가상 바이트 블록(bite block)(13)이 도시되어 있다. 상기 바이트 블록(13)은 또한 본 경우에서 X-Y-평면 영역에 속하는 교합 평면(occlusal plane)을 정한다.

이러한 경우에는, 두께(t)를 갖는 초점층(3)이 형성되고, 상기 초점층(3) 밖에서 블러링 현상이 형성되도록 가상 검출기(5)는 모의 회전(7) 동안 실제 검출기들의 트리거링(triggering)에 상응하게 클록 제어되는데, 즉 영상 데이터를 형성한다.

더 정확히 말하자면, 실제 CCD-검출기의 클록킹 시 검출기 상에 기록된 전체 영상이 하나의 라인을 중심으로 이동된다. 상기 클록킹이 X선 방출원-검출기 시스템의 이동 방향과 반대로 이루어지면, 초점층(3) 내의 목적물 포인트들이 영상 내에서 항상 동일한 포인트 상에 도시되는 반면, 초점층 밖의 목적물 포인트들은 상기 영상을 지나가게 되고, 그 결과 흐릿해진다.

3D-볼륨(1)에 존재하는 불필요한 구조물들(9), 예를 들어 척추 또는 반대편의 치조 융선 아치는 모의 PAN-단층 사진이 생성되기 전에 가려질(blanking) 수 있다.

도 1b에는 도 1a의 가상 팬 빔(6)을 따라 절개한 단면도가 개략적으로 도시되어 있다. 또한, 가상 팬 빔(6)이 X-Z-평면에서 가상 X선 방출원(4)의 초점으로부터 출발하여 가상 검출기(5) 방향으로 확대되는 것을 인식할 수 있다. 가상 팬 빔(6) 대신, 평행한 방사선(6') 빔에 의한 가상 방사선 조사도 이루어질 수 있으며, 이 경우에는 X선 방출원의 초점이 개념상 상응하게 크게 형성되고, 평행한 방사선이 조사된다. 사진이 실제로 형성되는 것과 달리, 파노라마 엑스선 단층 사진은 계산에 의해서도 신속하게 생성될 수 있다.

도 2에는 상기의 방법에 의해 형성된 단층 사진(10)이 도시되어 있으며, 당업자는 이러한 단층 사진이 이의 종래의 파노라마 단층 사진의 정보 내용과 유사하다는 것을 신속하게 인식할 수 있으며, 이때 척추는 제거되었다.

도 3에는 파노라마 단층 사진을 생성하기 위한 종래 기술에 따른 개략도가 도시되어 있다. 환자 두부(2)의 디지털 3D-볼륨(1)에 세팅된 부분 영역(14)으로부터(상기 부분 영역은 이의 입체적인 연장부로부터 볼 때 도 1의 초점층(3)을 포함함) 상기 부분 영역(14)만의 가상의 방사선 조사가 실행되고, 나머지 3D-볼륨(1)은 고려되지 않는다. 가상 X선 방출원(15) 및 가상 검출기(16)는 상기 부분 영역(14)의 프로파일에 수직으로 상기 부분 영역에 있는 궤도(17)를 따라서 이동되고, 생성되는 투사 영상들은 파노라마 사진으로서 전체 사진(18)에 도시된다(도 4 참조).

그러나 도 4에 도시된 사진(18)은 당업자에게 고유한 의미에서 단층 사진으로 간주되지 않는데, 그 이유는 초점층 밖의 영상 정보들에서는 흐릿한 부분들이 존재하지 않기 때문이다.

도 5a에는 정중면(median plane)을 참조하여 초점층(3)의 위치가 도시되어 있으며, 상기 초점층의 위치는 상기 도면의 방식으로 Z-방향으로 변경될 수 있다. 초점층(3)의 정중면은 치조 융선 아치를 따라 X-Y-방향으로 곡선으로 진행되며, 도시된 실시예에서는 또한 Z-방향으로도 변경된다. 이러한 프로파일은 환자 치아들(35, 36)이 도 5b에 상세하게 도시된 바와 같이, X-Y-평면에 대해 비스듬히 기울어져 있는 경우에 적합하다.

이 경우, X-Y-평면은 환자 두부(2)의 교합 평면에 일치하고, 라인(31)은 상기 교합 평면 내에 있는 초점층의 정중면에 상응한다. 라인(32)은 상기 교합 평면의 상부에 있는 초점층의 정중면에 상응하는데, 즉 Z-방향으로 위쪽으로 변위 된다.

도 5b에는 X-Z-평면 내의 섹션으로서 하악궁(11)에 위치한 치아들(35, 36) 영역에 있는 초점층(3)의 프로파일이 도시되어 있다. 초점층의 정중면이 Z-방향으로 치아들(35, 36)의 프로파일을 따라가고, 즉 초점층(3)이 휘어짐으로써, Z-방향에서 Z-축에 대한 상기 초점층의 거리(r)가 변경되는 것을 알 수 있다.

가상의 방사선 조사 동안, 가상 X선 방출원(4)은 치아들(35, 36)의 내측면 상에 배치되고, 가상 팬 빔(6)은 내부에서 외부로 하악궁(11)에 방사선을 조사한다. 가상 검출기(5) 역시 마찬가지로 곡선으로 형성되어 있지만, 초점층(3)의 정중면에 대해 직선으로 그리고/또는 상대적으로 넓은 간격으로 배치될 수도 있다.

도 6에는 기본 아웃 라인이 도시되어 있으며, 상기 도면에서는 검출기 폭이 변경됨에 따라 초점층 두께(t)가 영향을 받을 수 있다.

(검출기) 폭(b1 내지 b3) 그리고 상기 검출기 폭에 상응하게 조절된, 가상 X선 방출원(4)의 가상 팬 빔(64 내지 66)을 갖는 3개의 상이한 가상 검출기(61, 62, 63)가 도시되어 있다. 상기와 같은 배열에 의해서는 모의 회전 동안, 본 발명에서 단지 라인으로만 도시된 초점층(3)의 두께(t)가 변경될 수 있다. 파노라마 단층 사진을 생성하기 위한 종래의 X선 장치들에서는 이러한 변경이 가능하지 않다. 종래의 파노라마 단층 사진들의 경우, 제조자 따라서 검출기의 폭이 상이할 수 있는데, 결과적으로 검출기 폭들에 대한 조절 가능성이 주어짐으로써 제조자 특유의 표준 사진들이 제공될 수 있다.

또한, 제조자와 관련된 특수성을 시뮬레이션하기 위해, X선 방출원으로부터 뻗어 나오는 팬 빔의 제조자 특유의 방사각도 고려될 수 있다.

파노라마 단층 사진 외에도, 횡단 단층 사진 (TSA-단층 사진)도 생성될 수 있으며, 이 경우에는 목적물에 대한 이동 동작이 상대적으로 다르게 설계되지만, 그럼에도 불구하고 블러링 현상이 발생하고, 상기 블러링 현상은 초점층을 형성한다.

예컨대, 제 1 비율 조절을 제공하기 위해, PAN-단층 사진 또는 TSA-단층 사진에서의 초점층 위치가 자유롭게 선택 가능하고 또는 사전에 설정된 위치들에 맞게 사전 설정될 수 있다. 또한, 해부학적 구조물들을 참조하여 해부학적 위치를 자동 규정할 수 있다.

**도면 부호**
1. 디지털 3D-볼륨
2. 환자 두부
3. 초점층
4. 가상 X선 방출원
5. 가상 검출기
6. 가상 팬 빔
7. 가상 X선 방출원(4) 및 가상 검출기(5)의 모의 회전
8. 모의 회전(7) 동안 회전 중심(Z)을 따라가는 곡선
9. 불필요한 구조물들
10. 단층 사진
11. 하악골
12. 치아들
13. 바이트 블록
14. 디지털 3D-볼륨(1)의 부분 영역
15. 가상 X선 방출원
16. 가상 검출기
17. 가상 X선 방출원(15) 및 가상 검출기(16)가 따라서 이동하는 궤도
31. 교합 평면 내에 위치한 초점층(3)의 정중면
32. 교합 평면의 상부에 위치한 초점층(3)의 정중면
35. 치아
36. 치아
61. 가상 검출기
62. 가상 검출기
63. 가상 검출기
64. 가상 검출기(61)의 폭(b1)에 상응하는 가상 팬 빔
65. 가상 검출기(62)의 폭(b2)에 상응하는 가상 팬 빔
66. 가상 검출기(63)의 폭(b3)에 상응하는 가상 팬 빔
b1. 가상 검출기(5 또는 61)의 폭
b2. 가상 검출기(62)의 폭
b3. 가상 검출기(63)의 폭
r. Z축에 대한 초점층의 거리
t. 초점층(3)의 두께
z. 모의 회전(7)의 회전 중심

Claims

X선 흡수값들을 포함하는 디지털 3D-볼륨(1)으로부터 단층 사진(10), 특히 치과용 X선 파노라마 단층 사진을 생성하기 위한 방법으로서,
가상(virtual) X선 방출원(4; 15)에 의해 촬영할 목적물로서 상기 3D-볼륨(1)에 방사선이 가상으로(virtually) 조사되고, 가상으로 생성된 영상은 가상 검출기(5; 16; 61, 62, 63)에 의해 기록되며,
상기 가상 X선 방출원(4; 15) 및 상기 가상 검출기(5; 16; 61, 62, 63)가 흐릿한 부분(blurred portion)과 함께 초점층(focused layer)(3)을 형성하면서 촬영할 목적물을 가상으로 지나가는 것을 특징으로 하는, 단층 사진 생성 방법.
제 1항에 있어서,
상기 단층 사진(10)을 생성하기 전에 상기 3D-볼륨(1)으로부터 이미징(imaging)시에 불필요한 구조물들(9)이 제거되는 것을 특징으로 하는, 단층 사진 생성 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 단층 사진(10)을 생성하기 전에 또는 상기 단층 사진(10)을 생성하는 동안에 상기 초점층(3)의 위치가 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는, 단층 사진 생성 방법.
제 3항에 있어서,
가상 X선 방출원(4; 15) 또는 가상 검출기(5; 16; 61, 62, 63)에 대한 상기 초점층(3)의 거리가 X선 방출원-검출기-회전 평면에 수직으로 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는, 단층 사진 생성 방법.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
측정된 상기 초점층(3)의 두께(t)에 영향을 주기 위해, 상기 가상 검출기(5; 16; 61, 62, 63)의 폭(b0; b1, b2, b3), 가상 팬 빔(6; 64, 65, 66)의 부채꼴 모양의 전개 그리고 상기 가상 X선 방출원(4; 15) 및 상기 가상 검출기(5; 16; 61, 62, 63)의 모의 회전 속도가 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는, 단층 사진 생성 방법.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단층 사진(10)이 파노라마-단층 사진인 것을 특징으로 하는, 단층 사진 생성 방법.
제 6항에 있어서,
초점층(3)에 대한 가상 X선 방출원(4; 15) 및 검출기(5; 16; 61, 62, 63)의 거리, 상기 검출기(5; 16; 61, 62, 63)의 폭(b0; b1, b2, b3) 그리고 흐릿한 부분들이 표준 파노라마 단층 사진에 상응하는 것을 특징으로 하는, 단층 사진 생성 방법.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단층 사진(10)이 개별 치아 사진인 것을 특징으로 하는, 단층 사진 생성 방법.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단층 사진(10)을 촬영하기 전에 탐색 알고리즘을 이용하여, 특징적인 해부학적 구조물을 참조하여 상기 3D-볼륨(1)으로부터 목적물 내의 상기 초점층(3)의 위치가 자동으로 규정되는 것을 특징으로 하는, 단층 사진 생성 방법.
블러링 단층 촬영 장치에 의해 단층 사진(10)을 생성하는 방법으로서,
재구성으로 3D-볼륨(1)을 생성하기 위한 투사 영상들이 존재하며, 흐릿한 부분들을 갖는 단층 사진(10)이 상기 투사 영상들로부터 자체적으로 산출되는 것을 특징으로 하는, 블러링 단층 촬영 장치에 의해 단층 사진(10)을 생성하는 방법.