KR20120140268A - Panoramic x-ray apparatus and positioning of a layer to be imaged for panoramic imaging - Google Patents
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Abstract
본 발명은 치아의 파노라마 엑스선 이미징을 위해 이미징될 층을 위치시키기 위한 파노라마 엑스선 장치와 방법에 관한 것이다. 엑스선 장치는 회전 가능한 아암부(13)에 서로 거리를 두고 배열되는 방사원(15)과 이미지 정보 수신기(14)를 포함한다. 본 발명에서, 측면 프로파일 엑스선 이미지가 이미징되도록 위치되는 치열궁의 정면 영역으로부터 획득되고, 치열궁의 파노라마 엑스선 이미징에서 선명하게 이미징되는 층을 고려하여 최적일 수 있는, 문제의 측면 프로파일 엑스선 이미지로부터 앞니 영역의 수직 단층촬영 층이 결정되고, 그 후, 이미징 수단(14, 15)은 측면 프로파일 엑스선 이미지로부터 선택되는 층이 파노라마 엑스선 이미지에서 선명하게 이미징되는 방식으로 파노라마 노출 동안에 구동된다.The present invention relates to a panoramic x-ray apparatus and method for positioning a layer to be imaged for panoramic x-ray imaging of a tooth. The X-ray apparatus includes a radiation source 15 and an image information receiver 14 arranged at a distance from each other on the rotatable arm portion 13. In the present invention, the side profile X-ray image is obtained from the frontal region of the arch form where it is positioned to be imaged, and may be optimal in view of the layer clearly imaged in the panoramic X-ray imaging of the arch form. The vertical tomography layer is determined, and then the imaging means 14, 15 are driven during panoramic exposure in such a way that a layer selected from the side profile X-ray image is clearly imaged in the panoramic X-ray image.
Description
본 발명은 청구항 제1항에 따른 파노라마 엑스선 장치와, 청구항 제7항에 따른 파노라마 엑스선 이미징을 위해 이미징될 층을 위치시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a panoramic x-ray apparatus according to claim 1 and a method for positioning a layer to be imaged for panoramic x-ray imaging according to claim 7.
파노라마 엑스선 이미징은 층 이미징, 단층촬영(tomographic) 이미징인데, 이미징 스캔 동안에 방사원과 이미지 정보 수신기는, 형성되는 이미지에서 본질적으로는 치열궁(dental arch)은 선명하게 이미징되는 반면, 두개골(skull)의 다른 해부학적 구조는 흐리게 되는 방식으로, 치열궁에 대해 노출 동안에 회전된다(turned). 일반적으로는, 단층촬영 효과를 생성하는 이미징 수단의 이미징 스캔 및 관련된 회전 이동은 수평면 상에서 수행되고, 몇몇의 특별한 이미징 모드에서는 수평면 이외의 곳에서 부분적으로 또한 이동함으로써 단층촬영 효과를 생성할 수도 있다. 치아의 파노라마 엑스선 이미지는 평면 상에 펼쳐있는(spread out) 치열궁을 보여준다. 파노라마 이미지는 턱 관절(jaw joint)을 포함하는 환자의 치아의 전체 세트의 우수한 개관을 제공한다.Panoramic X-ray imaging is layer imaging, tomographic imaging, where during the imaging scan the radiation source and the image information receiver are essentially imaged of the skull while the dental arch is clearly imaged in the formed image. Other anatomical structures are turned during exposure to the arch form, in a blurred fashion. In general, the imaging scan and associated rotational movement of the imaging means producing the tomography effect are performed on the horizontal plane, and in some special imaging modes, it may be possible to produce the tomography effect by moving also partially outside the horizontal plane. Panoramic x-ray images of the teeth show the arch form spread out on the plane. The panoramic image provides a good overview of the entire set of teeth of the patient, including the jaw joint.
파노라마 엑스선 이미지의 가장 본질적인 진단 값은 치아의 뿌리를 이미징하는 것과 관련이 있다. 이미징될 해부학적 구조의 형상 때문에, 파노라마 엑스선 이미징의 이미징 기하학적 배열은, 치열궁의 정면 영역에 관하여, 선명하게 이미징되는 층이 비교적 얇고 통상적으로 단지 대략 10 mm인, 단층촬영 이미지를 통상적으로 생성한다. 이미징 스캔이 실현되는 방식으로 인해, 선명하게 이미징되는 층이 어금니 영역에서 심지어 수십 mm로 더욱 넓어짐에 따라, 이미징되는 층의 중심에 치열궁을 배치하는 것은 그 영역에서 그다지 중요하지 않다.The most essential diagnostic value of the panoramic x-ray image relates to imaging the root of the tooth. Because of the shape of the anatomical structure to be imaged, the imaging geometry of panoramic x-ray imaging typically produces tomographic images, with respect to the frontal region of the arch form, that the sharply imaged layer is relatively thin and typically only about 10 mm. Because of the manner in which the imaging scan is realized, as the sharply imaged layer is wider even in the molar area, even tens of millimeters, positioning the arch in the center of the imaged layer is not very important in that area.
이미징될 해부학적 구조의 형상 및 크기가 일 대상물로부터 타 대상물로 변하기 때문에, 이미징될 해부학적 구조에 대한 파노라마 이미징 스캔의 최적의 실현은, 특히 앞니를 이미징하는 것과 관련하여 가장 도전해 볼만하다. 따라서, 일반적으로, 적어도 앞니의 뿌리가 선명하게 이미징되는 치열궁의 정면 영역의 층 내에 위치될 방식으로 특히 파노라마 이미징을 위해 해부학적 구조를 위치시키려고 노력한다. 앞니 영역의 위치 설정 실패는 아마도 파노라마 이미지 실패의 가장 큰 개별 이유이다.Since the shape and size of the anatomical structure to be imaged varies from one object to another, the optimal realization of a panoramic imaging scan for the anatomical structure to be imaged is most challenging, especially with regard to imaging the incisors. Thus, in general, efforts are made to position the anatomical structure, especially for panoramic imaging, in such a way that at least the root of the incisor will be located in the layer of the frontal region of the arch that is clearly imaged. The positioning failure of the front teeth area is probably the largest individual reason for the panoramic image failure.
가장 전형적인 파노라마 엑스선 장치를 사용하는 경우에, 작동자는 가시적인 치아의 치관(crown) 표면을 근거로 그리고 환자의 얼굴의 측면 프로파일을 근거로 외양상으로 앞니 뿌리의 위치를 추정하여야 한다. 이러한 추정은 매우 튀어나오거나 후퇴된 앞니가 있을 때 특히 어렵지만, 심지어 정상 교합인 경우에도 앞니가 약간 기울어지기 때문에 앞니의 뿌리의 위치를 추정하는 것은 항상 어렵다. 실제로, 우수한 전문적 기술과 경험을 갖는 작동자에 의해서는 위치 설정이 보다 적게 실패된다.In the case of the most typical panoramic X-ray apparatus, the operator must estimate the location of the incisor roots in appearance based on the visible crown surface of the tooth and on the side profile of the patient's face. This estimation is particularly difficult when there are very protruding or retracted incisors, but it is always difficult to estimate the root position of the incisors because the incisors are slightly inclined even in normal occlusion. In practice, positioning is less likely to be caused by operators with good expertise and experience.
다양한 종류의 위치 설정 광을 파노라마 이미징 장치에 배열하는 것이 주지되어 있는데, 위치 설정을 조력하기 위해 환자의 얼굴에 광 빔을 투사할 수도 있다. 광에 의해, 예컨대 두개골의 최적 배향을 보장하는 것이 가능하다.It is well known to arrange various types of positioning light in the panoramic imaging device, which may also project a light beam onto the face of the patient to assist in positioning. By means of light it is possible, for example, to ensure the optimum orientation of the skull.
또한, 위치 설정 광은, 예컨대 측면으로부터 앞니 뿌리가 추정상으로 위치되는 위치로 환자에게 조명하는 수직의 층 위치 설정 광 빔을 구동시킴으로써 그리고 이러한 위치 설정 광 빔의 위치에 따라 이미징 이동을 실현하도록 이미징 장치를 배열함으로써, 이미징될 층의 위치 설정을 조력하는데 사용되었다. 그러나, 또한 작동자가 외양 특징에 기초하여 만든 "경험에 의한 추측"의 앞니 뿌리의 위치에 단지 기초한다. 따라서, 또한 경험 있는 작동자라도 위치 설정에 실패할 수 있다.In addition, the positioning light may be imaged to realize an imaging movement, for example by driving a vertical layer positioning light beam that illuminates the patient from a side to a position where the incisor root is estimated to be located. By arranging the device, it has been used to assist in the positioning of the layer to be imaged. However, it is also based solely on the location of the incisor root of the "experienced guess" made by the operator based on appearance features. Thus, even experienced operators may fail to position.
종래 기술은 거리 센서 및 카메라의 사용에 기초한 해결책과 같은 해부학적 구조의 외양 특징의 분석에 기초한 다른 위치 설정 기술도 포함한다. 그러나, 이들의 기능마저도 환자의 얼굴 외양 특징의 검사에 대부분 기초하고, 그 결과 이는 치아 세트의 실제 구조의 정확한 픽처(picture)를 반드시 제공하지는 않는다. 또한, 이런 종류의 해결책은 그중에서도 특히, 이미징 장치와 다른 가능한 특별 장치에 대한 다양한 부속물의 통합을 요구할 수도 있는데, 이는 이미징 장치를 더욱 복잡하게 하고 심지어는 이미징 프로세스의 실행을 어렵게 하거나 느리게 할 수도 있다.The prior art also includes other positioning techniques based on analysis of appearance features of anatomical structures, such as solutions based on the use of distance sensors and cameras. However, even their function is largely based on examination of the patient's facial appearance features, and as a result, this does not necessarily provide an accurate picture of the actual structure of the tooth set. In addition, this kind of solution may require the integration of various attachments, among other things, to the imaging device and other possible special devices, which may make the imaging device more complicated and even make the imaging process difficult or slow.
본 발명의 목적은 치아의 파노라마 엑스선 이미징과 관련하여 해부학적 구조의 위치 설정을 개발하는 것이고, 특히 앞니 뿌리를 포함하는 원하는 수직 단층촬영 층이 어떻게 층 내로 위치될 수 있는지를 고려하여 파노라마 엑스선 장치가 선명하게 이미징한다. 즉, 본 발명의 목적은 결점 있는 위치 설정에 의해 야기되는 이미징 재촬영의 필요성을 감소시키는 것이다.It is an object of the present invention to develop the positioning of anatomical structures in connection with panoramic x-ray imaging of teeth, in particular the panoramic x-ray apparatus which takes into account how the desired vertical tomographic layer comprising the incisor root can be positioned into the layer. Imaging sharply That is, it is an object of the present invention to reduce the need for imaging rephotography caused by defective positioning.
또한, 이미징 장치가 상당한 정도의 새로운 장치, 부품, 및/또는 기능을 이미징 장치에 배열할 필요 없이 비교적 간단하게 실현될 수 있는 방식으로 전술된 목적을 실현하는 것이 가능하다.It is also possible to realize the above-mentioned objects in such a way that the imaging device can be realized relatively simply without the need to arrange a substantial amount of new devices, components, and / or functions in the imaging device.
또한, 본 발명의 목적은 해부학적 구조가 이미징 장치의 환자 지지 수단에 위치 설정된 후에 요구되는 층이 파노라마 이미지에서 선명하게 자동으로 이미징될 수 있게 하는 것이다.It is also an object of the present invention to enable the required layer to be clearly and automatically imaged in the panoramic image after the anatomical structure has been positioned on the patient support means of the imaging device.
본 발명의 목적은 본질적인 특징이 특허청구범위에 나타나 있는 해결책에 의해 달성된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 측면 프로파일 엑스선 이미지(정중시상면(mid-sagittal plane)의 방향으로 배향되는 투조(transillumination) 이미지)는 이미징되도록 위치 설정되는 치열궁의 정면 영역으로부터 획득되고, 이러한 수직 단층촬영 층은 파노라마 엑스선 이미징 시에 치열궁의 앞니 영역으로부터 선명하게 이미징되는 층을 고려할 때 최적인 상기 엑스선 이미지로부터 결정되고, 그 후에 파노라마 장치의 이미징 수단은 특히 이러한 층이 파노라마 엑스선 이미지에서 선명하게 이미징되도록 구동된다. 따라서, 본 발명은 추정 대신에 이미징되는 해부학적 구조의 진정한 구조에 기초하여, 특히 원하는 단층촬영 층을 이미징할 수 있다.The object of the invention is achieved by a solution in which the essential features are indicated in the claims. Thus, according to the invention, a side profile X-ray image (transillumination image oriented in the direction of the mid-sagittal plane) is obtained from the frontal region of the arch form positioned to be imaged, such vertical tomography A layer is determined from the X-ray image, which is optimal given the layer clearly imaged from the incisor region of the arch form during panoramic X-ray imaging, after which the imaging means of the panoramic device in particular drives such that the layer is clearly imaged in the panoramic X-ray image. do. Thus, the invention is able to image the desired tomographic layer, in particular, based on the true structure of the anatomical structure being imaged instead of the estimation.
본 발명에 따른 해결책을 실현하기 위해, 파노라마 엑스선 장치는, 실제 파노라마 이미징에 부가하여 본 발명에 따른 측면 프로파일 엑스선 이미지를 획득하는 것을 가능하도록 배열되는 이미징 장치의 수평 이동 자유도를 사용한다.In order to realize the solution according to the invention, the panoramic x-ray apparatus uses the degree of freedom of horizontal movement of the imaging apparatus which is arranged to enable obtaining a side profile x-ray image according to the invention in addition to the actual panoramic imaging.
작동자는 예컨대 엑스선 장치 내에 배열되는 디스플레이에 보여지는 디지털 엑스선 이미지로부터 포인팅함으로써 선명하게 이미징되도록 요구되는 층을 설정할 수 있거나, 또는 앞니 뿌리의 위치는 또한 예컨대 이와 같이 알려진 이미지 프로세싱 및 특징 추출에 의해 패턴 인식 알고리즘의 도움으로 자동으로 본 발명에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 뉴럴 네트워크(neural network)를 기초로 한 패턴 인식이 사용되는데, 요구되는 층의 위치는 함수의 근사 문제로 되고, 요구되는 층의 위치는 규정하기가 근본적으로 용이하고 해부학적 구조를 나타내는 특징의 함수로서 뉴럴 네트워크의 도움으로 프리뷰(preview) 이미지로부터 결정된다. 이미징될 해부학적 구조는 패턴 인식을 위한 정보원인 것으로 규정되는 해부학적 구조의 기준점들 각각이 프로그램으로 반드시 인식될 수 있는 것은 아니도록 하는 것일 때에도, 본 발명에 따른 뉴럴 네트워크의 사용은 패턴 인식의 사용을 가능하게 한다. 뉴럴 네트워크는 올바른 층을 발견하는 것을 습득하도록 배열될 수 있고 또한 환자의 해부학적 구조를 인지하기 위해 또한 습득될 수 있다.The operator can set the required layer to be sharply imaged by, for example, pointing from a digital X-ray image shown on a display arranged in the X-ray apparatus, or the location of the incisor root can also be pattern recognition, for example by such known image processing and feature extraction. With the aid of the algorithm it can be automatically determined according to the invention. According to one preferred embodiment of the present invention, pattern recognition based on neural networks is used, where the required position of the layer is an approximation of the function, and the required position of the layer is fundamentally prescribed. It is determined from the preview image with the aid of the neural network as a function of the features representing an easy and anatomical structure. Even when the anatomical structure to be imaged is such that each of the reference points of the anatomical structure defined as being a source of information for pattern recognition is not necessarily recognizable by the program, the use of the neural network according to the invention is the use of pattern recognition. To make it possible. The neural network can be arranged to learn to find the right layer and can also be learned to recognize the anatomy of the patient.
본 발명으로 인해 선명한 파노라마 이미지를 얻을 수 있다.The present invention allows a clear panoramic image to be obtained.
이하에서는, 본 발명 및 그의 실시예들과 이에 의해 달성될 수 있는 이점들 중 일부가 첨부 도면을 참조함으로써 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 통상적인 파노라마 엑스선 장치를 도시한다.
도 2는 파노라마 이미징을 위한 환자 지지 수단에 위치된 환자를 도시한다.
도 3은 치열궁의 다양한 섹션을 따른 파노라마 이미징 시에 형성되는 통상적인 단층촬영 층의 폭의 변화를 도시한다.
도 4는 본 발명에서 사용된 측면 프로파일 엑스선 이미지를 도시하고, 치열궁의 정면 영역으로부터 파노라마 이미지에서 선명하게 이미징되도록 요구되는 단층촬영 층의 위치를 도시한다.In the following, some of the invention and its embodiments and the advantages which can be achieved thereby are described in more detail by reference to the accompanying drawings.
1 shows a typical panoramic x-ray apparatus.
2 shows a patient positioned in a patient support means for panoramic imaging.
3 shows a change in the width of a conventional tomography layer formed upon panoramic imaging along various sections of the arch form.
4 shows the side profile X-ray image used in the present invention and shows the location of the tomography layer required to be clearly imaged in the panoramic image from the frontal region of the arch form.
도 1은 통상적인 파노라마 엑스선 장치의 기본 구성을 도시한다. 도 1에 따른 장치는 컬럼형 본체부(11)와, 본체부에 부착되는 수평 지지 아암(12)을 포함한다. 본질적으로 지지 아암(12)의 타단부에는, 이미지 정보 수신기(14) 및 방사원(15)을 지지하는 소위 c-암인 이미징 아암(13)이 배열된다. 또한, 환자 지지 수단(16)이 본체부(11)에 배열된다.1 shows a basic configuration of a typical panoramic x-ray apparatus. The device according to FIG. 1 comprises a
이미징 아암(13)은 지지 아암(12)에 대해 회전되도록 배열된다. 부가적으로, 본 발명에 사용되기에 적절한 장치 구성은, 이미징 수단이 환자 지지 수단(16)에 위치되는 해부학적 구조의 측면 프로파일 이미지를 획득하기 위해 위치될 수 있는 방식으로, 수평면에서의 이미징 아암(13)의 이동을 가능하게 하여야 한다. 이는 예컨대, 이미징 아암(13)이 지지 아암(12)에 부착됨으로써, 구조체(construction)(17)에 대한 x, y-이동 자유도를 배열함으로써 실현될 수 있다. 한편, 또한 예컨대, 이미징 아암(13) 및 지지 아암(12) 양자 모두에 대해 회전 가능하고 서로로부터 거리를 두고 위치되는 2개의 수직 회전 축을 중심으로 회전 가능한 요소가 이미징 아암(13)과 지지 아암(12) 사이에 배열되는, 이와 같이 알려진 이러한 파노라마 엑스선 장치가 사용될 수 있다. The
도 2는 파노라마 이미징을 위해 환자 지지 수단(16)에 위치되는 환자를 도시한다. 종래 기술로는 상당히 길게 지속되는 이미징의 지속 기간 동안에 환자가 움직이지 않고 있도록 돕는 다수의 종류의 환자 지지 수단이 알려져 있다. 도 2에 나타난 해결책은 환자를 포함한다.2 shows a patient positioned in the patient support means 16 for panoramic imaging. There are a number of types of patient support means known in the art that help the patient to remain stationary for a duration of significantly longer imaging. The solution shown in FIG. 2 includes a patient.
도 3은 이미징 수단이 파노라마 이미징에 통상적으로 사용되는 이미징 스캔의 기하학적 배열에 따라 구동될 때, 파노라마 이미징에서 이미징되는 단층촬영 층의 폭이 치열궁의 상이한 영역에서 어떻게 변하는지를 도시한다. 이미징에서 형성되는 단층촬영 층의 폭은 통상적으로 치열궁의 정면 영역에서 약 10 mm의 크기이고 어금니 영역에서 훨씬 더 넓다. 적어도 이미징에 다른 문제점을 야기하지 않으면서, 동시에 몇몇의 다른 기준의 관점으로부터 파노라마 이미지의 진단 값을 부실화시키지 않으면서, 단층촬영 층이 정면 영역에서 매우 넓은 방식으로 파노라마 이미징을 실현하는 것은 실제로 매우 어렵다. 따라서, 특히 이미징 동안에 이미징 수단이 만드는 이미징 스캔 이동에 대해 파노라마 이미징을 위한 올바른 장소에 앞니 영역을 위치시키는 것은, 어금니 영역의 위치 설정보다 훨씬 더 중요하다.Figure 3 shows how the width of the tomographic layer imaged in panoramic imaging changes in different regions of the arch when the imaging means is driven in accordance with the geometric arrangement of imaging scans commonly used in panoramic imaging. The width of the tomography layer formed in imaging is typically about 10 mm in the frontal region of the arch form and much wider in the molar region. It is actually very difficult for a tomography layer to realize panoramic imaging in a very wide manner in the frontal region, at least without causing other problems in imaging, but at the same time without compromising the diagnostic value of the panoramic image from the point of view of several different criteria. Thus, positioning the incisor region in the right place for panoramic imaging, especially with respect to the imaging scan movement that the imaging means makes during imaging, is much more important than positioning the molar region.
도 4에서, 해부학적 구조의 상부에는, 본 발명의 관점에서 선명하게 이미징되도록 요구되는 단층촬영 층의 위치의 위치 설정을 고려하여 해부학적 구조의 충분히 큰 부분을 커버하는 예시적인 영역이 실선으로 규정되어 있다. 이 영역의 폭은 예컨대 약 30 mm일 수 있다. In FIG. 4, at the top of the anatomical structure, an exemplary area covering a sufficiently large portion of the anatomical structure is defined by a solid line, taking into account the positioning of the tomographic layer required to be clearly imaged from the perspective of the present invention. It is. The width of this region can be for example about 30 mm.
부가적으로, 약 10mm의 하나의 단층촬영 층이 쇄선으로 도 4에 도시되어 있고, 도 4에 도시된 해부학적 구조의 경우에서의 층은 파노라마 이미징 시에 선명하게 이미징되는 층이도록 선택되는 것이 바람직할 수도 있다. 도 4의 환자는 비교적 정상적으로 문(bite) 상태이며, 이에 의해 상부 치아 및 하부 치아 모두의 뿌리가 보일 수 있다.In addition, one tomography layer of about 10 mm is shown in dashed lines in FIG. 4, and in the case of the anatomical structure shown in FIG. 4, the layer is preferably chosen to be a clearly imaged layer upon panoramic imaging. You may. The patient of Figure 4 is relatively normally bite, whereby the roots of both the upper and lower teeth can be seen.
해부학적 구조의 외관 형상을 측정하는 방법과는 다르게, 본 발명에 따르면, 파노라마 이미지에서 선명하게 이미지될 층을 선택하는 것이 치아의 실제 구조에 기초하여 실현될 수 있는 것에 의해, 우선 해부학적 구조의 측면 프로파일의 엑스선 이미지가 획득된다. 앞니 뿌리의 위치보다는 이러한 측면 프로파일 엑스선 이미지에 기초한 어느 것도 결정할 필요가 없기 때문에, 그의 특성은 실제 진단상의 사용을 위해 획득될 엑스선 이미지의 특성에 상응할 필요가 없다. 따라서, 단지 위치설정을 위해 획득되는 이러한 엑스선 이미지는, 비교적 높은 전압으로 생성되는 x-방사를 이용함으로써, 특히 연성 조직이 이 이미지에서 보일 수 있게 할 필요가 특별히 없기 때문에, 비교적 작은 방사선량을 발생시킴으로써, 획득될 수 있다. 바람직하게는, 이미지의 콘트라스트(contrast)를 가능한 한 높게 얻고 환자에 흡수되는 가능한 적은 선량(dose)을 얻는 방식으로, 엑스선 관(tube)의 전압 및 전류가 선택된다. 전류가 낮게 유지될 때, 연성 조직과 뼈 사이에 가능한 한 높은 콘트라스트를 고전압으로 얻는다. 만약 예컨대 80 kV의 전압과 1 mA의 전류가 사용되고 측면 프로파일 이미지가 획득되는 영역이 적절하게 제한된다면, 예컨대 실제 파노라마 이미징 스캔에 의해 생성된 선량의 3 % 이하, 또는 훨씬 더 적은 방사선량에 도달하는 것이 가능하다.Unlike the method of measuring the appearance shape of the anatomical structure, according to the present invention, by selecting the layer to be sharply imaged in the panoramic image can be realized based on the actual structure of the tooth, An X-ray image of the side profile is obtained. Since there is no need to determine anything based on this side profile X-ray image rather than the location of the incisor root, its properties need not correspond to those of the X-ray image to be obtained for actual diagnostic use. Thus, such an X-ray image obtained only for positioning generates a relatively small radiation dose by using x-radiation generated at a relatively high voltage, especially since soft tissue does not need to be visible in this image. Can be obtained. Preferably, the voltage and current of the X-ray tube is selected in such a way that the contrast of the image is as high as possible and as little dose as possible to be absorbed by the patient. When the current is kept low, as high contrast as possible between the soft tissue and the bone is achieved. If, for example, a voltage of 80 kV and a current of 1 mA are used and the area in which the side profile image is obtained is appropriately limited, for example reaching up to 3% or even much less radiation dose of the dose produced by the actual panoramic imaging scan It is possible.
특히 이 목적을 위해 개별의 이미징 센서를 파노라마 엑스선 장치에 배열하는 것에 의해 필요하다면, 본 발명의 본질적인 부분을 형성하는 해부학적 구조의 측면에서 획득된 엑스선 이미지는 원칙적으로 많은 방식으로 획득될 수 있다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 디지털 파노라마 엑스선 장치에 이미 존재하는 이미징 센서를 사용한다. 이미징을 위해 요구되는 빔의 정렬 및 가능한 스캐닝 이동이 당해 기술 분야의 숙련자에게 자명한 많은 방식으로 실현될 수 있다. 측면 프로파일 이미지를 생성하기 위한 하나의 가능성은, 투조 이미지를 생성하거나 투조 이미지에 본질적으로 상응하는 측면 프로파일 엑스선 이미지를 사실상 생성하기 위해, 해부학적 구조의 우측부와 좌측부에서 좁은 빔을 생성하는 방사원(15)과 이미지 정보 수신기(14)를 선형으로 구동시키는 것이다.In particular, if necessary by arranging the individual imaging sensors in the panoramic x-ray apparatus for this purpose, the x-ray images obtained in terms of the anatomical structure forming the essential part of the invention can in principle be obtained in many ways. However, in a preferred embodiment of the present invention, an imaging sensor that already exists in the digital panoramic x-ray apparatus is used. The alignment and possible scanning movement of the beam required for imaging can be realized in many ways that will be apparent to those skilled in the art. One possibility for generating a side profile image is a radiation source that produces a narrow beam at the right and left sides of the anatomical structure, in order to produce a cast-through image or to substantially produce a side-profile X-ray image that essentially corresponds to the cast-in image. 15 and linearly drive the
본 발명에 따른 해결책에서, 파노라마 이미지와 측면 프로파일 엑스선 이미지 모두를 얻기 위해 요구되는 이동 자유도를 이미징 수단에 배열한 파노라마 이미징 장치가 사용된다. 또한, 장치의 제어 시스템은 파노라마 엑스선 이미지에서 선명하게 이미징되도록 요구되는 층의 위치와 관련하여 그에 전달할 좌표의 위치를 이미징 수단과 관련하여 적절한 방법으로 인식하도록 배열된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예는 파노라마 엑스선 장치의 제어 시스템을 포함하는데, 이는 항상 인식되거나, 또는 이는 수신된 임펄스(impulse)에 대한 응답으로서 뒤따르거나 메모리에 저장되기 시작하고, 이미징 수단이 이동 자유도의 영역이 커버하는 좌표의 세트에 위치되거나 위치되었다.In the solution according to the invention, a panoramic imaging device is used in which the degree of freedom required to obtain both the panoramic image and the side profile X-ray image is arranged in the imaging means. In addition, the control system of the apparatus is arranged to recognize in a suitable way the position of the coordinates to be transmitted thereto in relation to the position of the layer required to be clearly imaged in the panoramic X-ray image. Thus, one embodiment of the invention comprises a control system of a panoramic x-ray apparatus, which is always recognized or it follows as a response to a received impulse or begins to be stored in memory and the imaging means move. The area of freedom is located or located in the set of coordinates that cover.
이미징되도록 요구되는 층은 예컨대, 측면 프로파일 이미지로부터 이미징 장치로 수동으로 포인팅함으로써 설정될 수 있거나, 또는 층은 컴퓨터 비전(vision)에 기초하여 적절한 솔루션에 의해 자동으로 설정되도록 배열될 수 있다. 상호작용으로 작동할 때, 환자의 앞니 영역의 측면 프로파일 엑스선 이미지는 실제 파노라마 이미지를 획득하기 전에 획득된다. 이 이미지는 개별의 컴퓨터 디스플레이에, 또는 실제 엑스선 장치에 배열되는 디스플레이에 보여지도록 배열될 수도 있다. 요구되는 층의 위치가 이미지로부터 결정된 후에, 이 정보는 예컨대 디스플레이에 보여지는 이미지로부터 이를 직접적으로 포인팅함으로써 이미징 장치에 제공된다. 본 발명에 따라 엑스선 장치는 단층촬영 층의 위치를 결정하기 위한 측면 프로파일 이미지가 획득되는 수평면의 좌표의 정보를 이미 보유하고 있기 때문에, 그리고 실제 파노라마 이미지는 동일한 세트의 좌표에서 획득될 것이기 때문에, 기하학적 배열은 선명하게 이미징되는 앞니 영역의 층이 환자 지지 수단에 위치되는 해부학적 구조의 원하는 위치에 타격하도록 파노라마 이미지가 획득되어야 하는 것에 따라 매우 간단하게 계산될 수도 있다.The layer required to be imaged can be set, for example, by manually pointing from the side profile image to the imaging device, or the layer can be arranged to be set up automatically by a suitable solution based on computer vision. When operating interactively, the side profile X-ray image of the patient's incisor region is obtained before acquiring the actual panoramic image. This image may be arranged to be shown on a separate computer display or on a display arranged on an actual X-ray device. After the location of the required layer is determined from the image, this information is provided to the imaging device, for example by pointing it directly from the image shown on the display. Since the X-ray apparatus according to the invention already holds information of the coordinates of the horizontal plane from which the side profile image for determining the position of the tomography layer is obtained, and since the actual panoramic image will be obtained at the same set of coordinates, The arrangement may be calculated very simply as the panoramic image should be obtained such that the layer of the sharply imaged incisor region hits the desired position of the anatomical structure located in the patient support means.
그러나, 선명하게 이미징되는 층이 앞니 영역에서 통과하여 진행하여야 하는 장소는 컴퓨터 비전에 기초한 방법에 의해 측면 프로파일 엑스선 이미지로부터 또한 결정될 수도 있다. 이 경우에, 파노라마 장치를 제어하기 위해 사용되는 알고리즘은 예컨대 이하 측정을 포함할 수도 있다.However, the place where the sharply imaged layer must travel through the incisor region may also be determined from the side profile X-ray image by a computer vision based method. In this case, the algorithm used to control the panoramic device may, for example, include the following measurements.
- 이미징 장치에 의해 인식되는 이미징 수단의 이동 자유 영역에 의해 커버되는 좌표의 세트에서 해부학적 구조의 디지털 측면 프로파일 엑스선 이미지를 획득.Obtaining a digital side profile X-ray image of the anatomical structure from a set of coordinates covered by a moving free area of the imaging means recognized by the imaging device.
- 이미지 프로세싱 수단에 의해 이미지를 예비 프로세싱.Pre-processing the image by image processing means.
- 이미지로부터 해부학적 구조의 미리 한정된 특징을 검색.-Search for predefined features of the anatomical structure from the image.
- 인식된 특징에 기초하여 이미징되도록 요구되는 앞니 영역에서의 층의 위치를 결정.Determining the position of the layer in the incisor region required to be imaged based on the recognized feature.
- 상기 요구되는 층이 선명하게 되는 것에 후속하여, 상기 위치 정보에 기초하여, 상기 좌표의 세트에서 이미징 수단의 이동의 기하학적 배열을 결정.Subsequent to the sharpening of the required layer, on the basis of the positional information, determining the geometric arrangement of the movement of the imaging means in the set of coordinates.
- 상기 이미징 기하학적 배열에 따른 파노라마 이미지를 획득.Obtaining a panoramic image according to the imaging geometry.
본 발명의 일 실시예에서, 선명하게 이미징되도록 요구되는 층의 위치를 결론짓기 위해 예컨대 뉴럴 네트워크의 도움으로 가능한 것에 기초하여 측면 프로파일 엑스선 이미지로부터 이러한 특징이 검색되는 방법이 사용된다. 바람직하게는, 서로 동일한 그레이스케일(greyscale) 값을 갖도록 다양한 해부학적 구조로부터 획득되는 이미지를 갖기 위해, 실제 특징 검색 알고리즘을 사용하기 전에, 유사한 예비 프로세싱이 측면 프로파일 이미지에서 항상 행해진다.In one embodiment of the invention, a method is used in which these features are retrieved from a side profile x-ray image based on what is possible, for example, with the aid of a neural network, in order to conclude the position of the layer required to be imaged vividly. Preferably, similar preliminary processing is always done in the side profile image before using the actual feature search algorithm to have images obtained from various anatomical structures to have the same grayscale values from each other.
본질적으로, 알고리즘에 의해 검색되는 해부학적 구조의 특징은 가능한 한 정확하게 앞니와 그의 뿌리의 위치를 나타내야 한다. 상호작용으로 층을 선택할 때, 작동자는 이미지로부터 뿌리의 팁(tip)의 위치를 추정함으로써 프리뷰 이미지에 요구되는 층을 설정하고, 예컨대 위턱뼈(maxilla)의 앞니 뿌리의 기부 근처에 층의 중심을 위치시킨다. 그러나, 층을 자동으로 선택할 때, 뿌리의 팁인 정점(apex)의 자동적 위치화는 어려울 수도 있다. 인식될 포인트가 용이하고 결점 없이 인식가능하여야 하기 때문에, 이미징되는 해부학적 구조의 크기와 위치를 나타내는 보다 용이하게 인식 가능한 지점의 그룹이 측면 프로파일 이미지로부터 검색되도록, 본 발명의 일 바람직한 실시예에 따라 행한다. 예컨대, 치아의 팁은, 그의 넓은 콘트라스트를 용이하게 인식할 수 있기 때문에 하나의 분명한 포인트이다. 한편, 턱뼈(jawbone)의 전방 에지의 경사 각도는 앞니의 위치를 고려하여 중요한 특징으로 간주될 수 있다. 심지어 2개의 값은 다양한 방법을 사용함으로써 그리고 해부학적 구조의 다양한 부분들로부터의 경사 각도로 특정될 수 있다. 치아의 위치에 부가하여, 또한 치아의 크기는 치아의 뿌리의 위치에 관한 무언가를 나타낸다. 위턱뼈에 관하여, 치아의 크기는 직선 연장부로서 전비극(anterior nasal spine)을, 그리고 구개의 뼈를 이미지로부터 찾음으로써 결정될 수 있다. 치아의 길이는 치아의 팁과 전비극 사이의 거리와 관련되도록 추정될 수도 있다. 아래턱(mandible)에서, 그의 일부에 있어서, 크기는 예컨대 턱의 팁을 발견함으로써 추정될 수도 있고, 그로부터 하부 정면 앞니의 팁까지의 거리는 하부 치아의 길이에 추정상 비례한다. 일반적으로, 서로에 의존하지 않지만 앞니의 위치 및 크기를 잘 나타낸다는 사실에 기초하여 검색될 특징을 선택하는 것이 바람직하다.In essence, the features of the anatomical structure retrieved by the algorithm should indicate the position of the incisor and its root as accurately as possible. When selecting layers in the interaction, the operator sets the layers required for the preview image by estimating the position of the tip of the root from the image, for example, centering the layer near the base of the forearm root of the maxilla. Position it. However, when automatically selecting a layer, automatic positioning of the apex, the tip of the root, may be difficult. According to one preferred embodiment of the present invention, since a point to be recognized must be easy and flawlessly recognizable, a group of more easily recognizable points representing the size and position of the anatomical structure being imaged is retrieved from the side profile image. Do it. For example, the tip of a tooth is one obvious point because it can easily recognize its wide contrast. On the other hand, the inclination angle of the front edge of the jawbone can be considered an important feature in consideration of the position of the incisors. Even two values can be specified by using various methods and by the angle of inclination from various parts of the anatomical structure. In addition to the location of the teeth, the size of the teeth also represents something about the location of the roots of the teeth. With respect to the upper jaw, the size of the teeth can be determined by finding the anterior nasal spine as a straight extension and the bone of the palate from the image. The length of the tooth may be estimated to be related to the distance between the tip of the tooth and the anterior tragedy. In the mandible, in its part, the size may be estimated, for example by finding the tip of the jaw, and the distance from it to the tip of the lower front incisor is estimated proportional to the length of the lower tooth. In general, it is preferable to select the features to be searched based on the fact that they do not depend on each other but well indicate the position and size of the incisors.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 뉴럴 네트워크는 함수를 위한 근사자(approximator)로서 사용되고, 이는 측면 프로파일 이미지로부터 식별되는 특징의 함수로서 요구되는 층의 위치를 근사화한다. 뉴럴 네트워크의 도움으로, 발견된 특징들은 조합될 수 있고, 그의 상호의존성은 해결될 수 있다. 뉴럴 네트워크의 도움으로, 층의 위치는 값이 발견된 특징에 의존하는 함수로 만들어질 수 있다. 뉴럴 네트워크를 교시하기 위한 다양한 유형의 환자를 이용하여, 알고리즘이 환자의 해부학적 구조와 상관없이 올바른 결과를 발견할 수 있도록 도울 수도 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the neural network is used as an approximator for the function, which approximates the location of the required layer as a function of the feature identified from the side profile image. With the help of the neural network, the discovered features can be combined and their interdependence can be solved. With the help of neural networks, the location of layers can be made into a function whose value depends on the feature found. Using various types of patients to teach neural networks, the algorithm may help to find the correct results regardless of the patient's anatomy.
Claims (1)
- 환자 지지 수단(16, 18, 19, 20, 21)과,
- 이미징 수단(14, 15)을 위한 수평 이동의 자유도를 허용하도록 배열되고, 파노라마 이미징의 이미징 기하학적 배열의 실현과 환자 지지 수단에 위치되는 해부학적 구조의 측면 프로파일 엑스선 이미지의 획득을 모두 허용하도록 배열되는, 상기 아암부(13)를 위한 연결 장치(17)와,
- 이동 자유 영역이 포함하는 좌표 세트의 영역의 적어도 일부 내에서 그의 위치를 감지하기 위해, 그리고 이미지 정보 수신 수단(14)과 방사원(15)/상기 아암 구조체(12, 13)의 이동을 제어하고 실현하기 위해 이미지 정보 수신 수단(14)과 방사원(15)의 작동을 제어하고 실현하기 위한 액츄에이터 및 제어 수단을 포함하는 제어 시스템을 포함하는,
치아의 파노라마 엑스선 장치에 있어서,
- 치아의 파노라마 엑스선 장치는 측면 프로파일 이미지를 개별 디스플레이로 또는 장치 자체 내에 배열되는 디스플레이로 전송하기 위한 수단, 또는 이미지 정보를 핸들링하기 위해 파노라마 엑스선 장치와 기능적으로 관련되어 배열되는 수단으로서, 파노라마 엑스선 장치에 의해 획득되는 측면 프로파일 엑스선 이미지로부터 해부학적 구조의 특징을 식별하기 위한 컴퓨터 비전 소프트웨어를 포함하는 수단과,
- 디스플레이에 표시되는 엑스선 이미지로부터 지시되거나 또는 상기 컴퓨터 비전 소프트웨어로부터 수신되는 좌표 정보를 수신하기 위한 수단과,
- 치열궁의 정면 영역의 일부로부터, 문제가 있는 좌표 정보에 따른 단층촬열 층이 선명하게 이미징되는 방식으로, 파노라마 이미징 스캔의 기하학적 배열을 실현하기 위해, 이미징 수단(14, 15) 및 아암 구조체(12)를 제어하기 위한 제어 루틴(routine)을 포함하는 것을 특징으로 하는
치아의 파노라마 엑스선 장치.An arm structure (12, 13) in connection with the body portion (11) or some other support structure, comprising an arm portion (13) comprising an imaging means (14, 15) and rotatably arranged; At 13, the imaging means are arranged at a distance from each other, the imaging means comprising arm structures 12, 13, comprising a radiation source 15 and image information receiving means 14,
Patient support means (16, 18, 19, 20, 21),
Arranged to allow the degree of freedom of horizontal movement for the imaging means 14, 15, and to allow both the realization of the imaging geometry of the panoramic imaging and the acquisition of the lateral profile X-ray image of the anatomical structure located in the patient support means. Connecting device 17 for the arm portion 13,
To detect its position within at least a part of the region of the set of coordinates which the free movement area comprises, and to control the movement of the image information receiving means 14 and the radiation source 15 / the arm structure 12, 13 and Comprising a control system comprising an actuator and control means for controlling and realizing the operation of the image information receiving means 14 and the radiation source 15 for realization,
In the panoramic x-ray apparatus of the tooth,
A panoramic x-ray device of a tooth is a means for transmitting a side profile image to a separate display or to a display arranged within the device itself, or means arranged functionally in association with the panoramic x-ray device for handling image information. Means comprising computer vision software for identifying features of the anatomical structure from the side profile x-ray image obtained by
Means for receiving coordinate information directed from or received from the computer vision software displayed on an X-ray image shown on the display,
Imaging means 14, 15 and arm structure 12 to realize the geometry of the panoramic imaging scan in such a way that the tomography layer according to the problematic coordinate information is clearly imaged from a part of the frontal region of the arch form. It includes a control routine (routine) for controlling
Panoramic x-ray device of teeth.
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