JP2008161394A

JP2008161394A - 多断層像構築方法およびデジタル３次元ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP2008161394A
Application number: JP2006353528A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Niwa; 克味丹羽; Takanori Azuma; 孝則我妻; Hisanori Nakahama; 久則中浜
Original assignee: Yoshida Dental Mfg Co Ltd
Current assignee: Yoshida Dental Mfg Co Ltd
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2026-12-27
Also published as: US20080273653A1; JP4916875B2; US8165265B2

Abstract

【課題】 1回の撮影で複数の半径位置における断層像を取得し、これら取得された断層像から立体像を形成することにより診断に関する情報を多く提供し、従来技術と比べここで得られる断層像の半径方向の厚さや角度方向の細かさを任意に設定可能且つ調節可能とし、より一層微細な立体像が得られるようにする。
【解決手段】デジタルパノラマ撮影装置において円軌道での断層撮影時に得られる各分割単位角度での撮影画像を全て記憶しておき、撮影後にこれらの撮影画像を所望の抽出箇所の断層像の半径位置におけるほぼ円弧上に配置し、撮影単位角度毎にずらしながら加算することにより任意の半径位置における断層像を構築し得るようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は1回のパノラマＸ線撮影で、回転半径上すべての被写体画像を有するフレーム画像を大容量フレーム画像記憶手段に記憶すること、さらにそのフレーム画像を重ね合わせ処理により、任意の回転半径の断層像を形成するフレーム画像の複数枚を用いて任意の回転半径位置に各回転半径の断層像を容易に形成し得るようにした多断層像構築方法に関するものである。
また、本発明は各半径の断層像から、横スライス画像を作成して、ボリュームレンダリングソフトを用いることにより、立体像を形成することが可能であるデジタル３次元Ｘ線撮影装置に関するものである。

この種の多断層像構築方法およびデジタル３次元Ｘ線撮影装置として、本願人は先に「多断層像構築方法およびデジタル３次元Ｘ線撮影装置」を出願した（特許文献１参照）。
特願２００４−３７５０１１号特開平１０−２１１２００号

かかる先願の多断層像構築方法およびデジタルパノラマ撮影装置においては、図１および図２に示すように、円軌道での断層撮影時に得られる各角度での撮影像を全て記憶しておき、撮影後にこれらの撮影像を基準となる半径位置における円弧上に配置し、各半径位置における断層像毎に決められているずらし量毎にずらしながら加算することにより複数の半径位置における断層像を構築するようにしている。この手法で得られる断層像は、半径方向の厚さが0.5mmに限定され、そのため円弧状の配列の角度方向の細かさ（分割数）を増やしても、周辺部で画素値の混合が多く発生してしまうため（図２のイ）、表現力が弱くなってしまい、従って角度方向の分割数にも制限を受けるようになる。

本発明は、上述した点に鑑みなされたもので、デジタルパノラマ撮影装置において円軌道での断層撮影時に得られる各分割単位角度でのフレーム撮影画像を全て記憶しておき、撮影後にこれらの撮影画像を所望の抽出箇所の断層像の半径位置におけるほぼ円弧上に配置し、撮影単位角度毎にずらしながら加算することにより任意の半径位置における断層像を構築し得るようにした多断層像構築方法およびデジタル３次元Ｘ線撮影装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明多断層像構築方法は、Ｘ線を被写体に照射するＸ線源と、該被写体を通過したＸ線を検出するＸ線撮像手段と、被写体を中心に位置させて前記Ｘ線源および前記Ｘ線撮像手段を一定距離に相互に対向して固定し、前記被写体の周りを旋回させる旋回駆動手段と、前記Ｘ線撮像手段で得られた画像情報をフレーム画像として記憶する大容量フレーム画像記憶手段と、該大容量フレーム画像記憶手段からフレーム画像を抽出しパノラマ画像をデジタル処理によって形成する画像処理手段と、該画像処理された画像を記憶する大容量処理画像記憶手段と、該大容量処理画像記憶手段の処理された各断層像を表示し記憶する全画像表示記憶手段と、該全画像表示記憶手段の全画像を出力する出力手段とを備え、多断層像構築を行うに当たり、前記フレーム画像記憶手段を大容量フレーム画像記憶手段とし、該大容量フレーム画像記憶手段に記憶されているフレーム画像から取り出した或るフレーム画像を所望箇所の半径位置に、極座標により表示されたほぼ円弧状の桝目要素に、撮影時のＸ線透過経路に沿って、各画素の値を投影し、かかる処理を各撮影像に対して順次行ない、各撮影像を取得する間に回転した角度を単位角度として、上記処理を施した各撮影像を単位角度毎にずらして順次加算して、最終的に所望箇所の半径位置に断層像を構築するようにしたことを特徴とする。
また、本発明多断層像構築方法は、上記多断層像構築方法により得られた各半径の断層像から、横スライス画像を作成して、ボリュームレンダリングソフトを用い、3次元画像を生成し得るようにする。

更に、本発明はＸ線を被写体に照射するＸ線源と、該被写体を通過したＸ線を検出するＸ線撮像手段と、被写体を中心に位置させて前記Ｘ線源と前記Ｘ線撮像手段とを一定距離に相互に対向して固定し前記被写体の周りを旋回させる旋回駆動手段と、前記Ｘ線撮像手段で得られた画像情報をフレーム画像として記憶する大容量フレーム画像記憶手段と、該大容量フレーム画像記憶手段からフレーム画像を抽出しパノラマ画像をデジタル処理によって形成する画像処理手段と、該画像処理された画像を記憶する大容量処理画像記憶手段と、該大容量処理画像記憶手段の処理された各断層像を表示し記憶する全画像表示記憶手段と、該全画像表示記憶手段の全画像を出力する出力手段とを設けたデジタルＸ線撮影装置において、Ｘ線源およびＸ線撮像手段より成る撮影系の1回の撮影により回転半径上のすべての被写体情報を有する複数枚のフレーム画像を大容量フレーム画像記憶手段に記憶する手段と、該大容量フレーム画像記憶手段に記憶されている複数枚のフレーム画像から取り出した或るフレーム画像を所望箇所の半径位置に極座標により表示されたほぼ円弧状の桝目要素に、撮影時のＸ線透過経路に沿って、各画素の値を配置する手段と、かかる処理を各分割単位角度での撮影像に対して行い、各撮影像を取得する間に回転した角度を単位角度として、上記処理を施した各撮影像を単位角度毎にずらして順次加算する手段とを備え、最終的に所望箇所の半径位置における断層像を構築し得るようにする。
また、本発明デジタルＸ線撮影装置は上記デジタル３次元Ｘ線撮影装置により得られた各半径の断層像から、横スライス画像を作成して、ボリュームレンダリングソフトを用い、立体パノラマ画像を形成して、全診断領域の立体像を得るようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、1回の撮影で複数の半径位置における断層像を取得し、これら取得された断層像から立体像を形成することにより診断に関する情報を多く提供することが可能になる。従来技術と比べここで得られる断層像の半径方向の厚さや角度方向の細かさを任意に設定し、調節することができより一層微細な表示が可能となる。

即ち、先願のデジタル３次元Ｘ線撮影装置では0.5mm間隔での画像しか得られなかったが、本発明によれば、0.3mm間隔でも0.1mm間隔でも先願のものよりもより任意の位置（例えば0.1mm間隔等）の画像を構築することができる。

1．撮影原理
従来のデジタルパノラマ撮影装置は、単断層を撮影する原理であり、撮影原理は、本願人による歯科用パノラマ断層撮影装置で説明されている。次に、本発明の装置について説明する。図３に示すように、Ｘ線を発生し被写体１に照射するＸ線源２と、被写体１を通過したＸ線を検出するＸ線撮像手段3と、被写体１をＸ線源2とＸ線撮像手段3の回転中心に位置させてＸ線源２とＸ線撮像手段3とを一定距離に相互に対向して固着し、前記被写体１の周りを旋回駆動手段4によって相対的に旋回させるものとし、撮影は旋回駆動手段4を回転軸とし、該回転軸を回転中心aとして1回転させる。この時、前記被写体１は、前記旋回駆動手段4の真下、すなわち、回転中心aに位置するものとする。（特開平10−211200号参照）

次に、前記Ｘ線撮像手段3として、CCDセンサは被写体１を透過したＸ線像をA/D変換手段５によって一定の面積を持つフレーム画像としてのデジタル電気信号に変換するものである。また、前記Ｘ線撮像手段3で得られた画像情報をフレーム画像として記憶する大容量フレーム画像記憶手段６を設け、このフレーム画像の抽出やパノラマ画像をデジタル処理によって任意の断層面形成を行う画像処理手段７と、該画像処理を行った画像を記憶させる大容量処理画像記憶手段８と、該大容量処理画像記憶手段８により、各断層像を表示させる全画像表示記憶手段９を設け、該全画像表示記憶手段９を出力する出力手段10（例えば、CRTディスプレイ、液晶パネルのような画像表示装置や画像をプリントアウトするプリンタ等）を設ける。

ここで重要なことは、上述した本願人による単断層デジタルパノラマＸ線撮影装置と本願とがパノラマ撮影方法は同一であるが、上述した本願人による単断層デジタルパノラマＸ線撮影装置はCCDセンサを用いるものの、処理する信号に対してTDI（Time Delay Integration）法を用いているため、フレーム画像として記憶できないことである。（特開平10−211200号参照）

フレーム飛越し法による断層像構築方法
まず、図３に示すように、被写体1をＸ線源2とＸ線撮像手段3の回転中心位置に導入する。これらＸ線源2とＸ線撮像手段3は、円の直径方向に対向して配置し、旋回駆動手段4に回転自在に固着し、これらＸ線源2とＸ線撮像手段3の回転中心aに被写体１が位置し得るように配設する。撮影は旋回駆動手段4を回転駆動しながらＸ線源２からＸ線を照射し、被写体１を透過したＸ線をＸ線撮像手段3（CCDセンサ）で受け、得られたＸ線画像をA/D変換手段５によりA/D変換し、フレーム画像のデジタル電気信号に変換する。このA/D変換されたフレーム画像を大容量フレーム画像記憶手段6に記憶させるという手順をとる。

この例では、Ｘ線源から照射されるＸ線は平行ビームであるものと仮定して以下の説明を行う。
例えば、CCDセンサの画素サイズは縦1ピクセル×横6ピクセルの１ラインセンサとし、CCDセンサの1画素サイズを100μmとして、回転半径300mm上に位置している被写体の撮影部位を360°の撮影角度で1画素ずつシフトしながら段歩的にまたは連続的に撮影すると、前記大容量フレーム画像記憶手段６に記憶されるフレーム画像枚数は以下のようになる。

即ち、図４に示すように、Ｘ線源２（図４には示さない）およびＸ線源２から照射された平行ビームを受けるＸ線撮像手段3は、旋回駆動手段4（図示せず）を回転中心aを中心として回転し、1回転のＸ線撮影を行うと、回転中心aから半径r上の断層像が得られる。この際、
(a)半径300mmの円周は2πr＝1884mmとなる。
ここで、得られるフレーム枚数をnとし、1画素づつシフトさせて撮影を行うと、CCDセンサ1画素の画素サイズが100μmであるため、半径300mm上で得られるフレーム枚数nは、n＝1884000μm／100μm＝18840枚となる。

すなわち、前記大容量フレーム画像記憶手段６には18840枚のフレーム画像が記憶される。次に、この大容量フレーム画像記憶手段６に記憶されているフレーム画像を使用して、以下に説明する『フレーム飛越し法』によって、任意の断層像の構築を行う。

（l）前記大容量フレーム画像記憶手段６に記憶されているフレーム画像18840枚を全て取り出し、図５、図６に示すようにフレーム画像をＸ軸方向にフレーム1とフレーム2をCCDセンサの1画素単位でずらして重ね合わせ、次にフレーム2とフレーム3をCCDセンサの1画素単位でずらして重ね合わせるという手順で、フレーム画像18840枚を撮影順にCCDセンサの1画素毎にずらして重ね合わせた時に得られる断層像は、II，III，IV，V，VIの断層像（図７参照）となり、得られた断層像は回転中心aからの距離r＝300mm上に位置していることがわかる。

（2）次に、前記大容量フレーム画像記憶手段６に記憶されているフレーム画像（図５、図６参照）の中から、図８、図９に示すように、1フレームおきのフレーム画像を取り出した（2フレーム（2画素）づつずらしたフレーム画像）フレーム1、フレーム3、フレーム5の画像について、取り出したフレーム1とフレーム3をＸ軸方向にCCDセンサの1画素単毎にずらして重ね合わせ、次にフレーム3とフレーム5をCCDセンサ1画素ずらして重ね合わせるという手順で、前記大容量フレーム画像記憶手段６から取り出したフレーム画像をCCDセンサの1画素ずつずらして重ね合わせた時に得られる断層像は、図10に示すようにB、C、D、E、Fの断層像となる。

すなわち、前記大容量フレーム画像記憶手段６に記憶されているフレーム画像18840枚から、1フレームおきのフレーム画像を取り出し、取り出した各フレーム画像毎にＸ軸方向にCCDセンサの1画素単位でずらし重ねた場合、全てのフレーム画像を使用してCCDセンサの1画素単位でずらして重ね合わせた時のフレーム枚数18840枚の1／2となることから、得られる断層像B、C、D、E、F、はr／2（CCDセンサの最初の18840枚を用いて1画素づつずらした場合の半径rの1／2）、すなわち150mmの半径上の断層像となる。

（3）次に、前記大容量フレーム画像記憶手段６に記憶されているフレーム画像（図５、図６参照）の中から図11、図12に示すように、2フレームおきのフレーム画像である（3フレーム（3画素）づつずらしたフレーム画像）フレーム1、フレーム4を取り出し、（1）及び（2）と同様にして、取り出したフレーム1とフレーム4をＸ軸方向にCCDセンサ1画素単位でずらして重ね合わせるという手順で、前記大容量フレーム画像記憶手段６から取り出したフレーム画像をCCDセンサの1画素単位でずらして重ね合わせた時に得られる断層像は、図13に示すように、い、う、え、お、かの断層像となる。

すなわち、前記大容量フレーム画像記憶手段６に記憶されているフレーム画像18840枚から、2フレームおきに、取り出した各フレーム画像をＸ軸方向にCCDセンサの1画素単位でずらし重ねた場合、全てのフレーム画像を使用し1画素単位でずらして重ね合わせた時のフレーム枚数18840枚の1／3となることから、得られる断層像、い、う、え、お、か、はr／3（CCDセンサの最初の18840枚を用いて1画素づつずらした場合の半径rの1／3）、すなわち100mmの半径上の断層像となる。

つまり、前記大容量フレーム画像記憶手段６に記憶されている各フレーム画像の中から、kフレームおきに、取り出した各フレーム画像をＸ軸方向にCCDセンサの1画素単位でずらして重ね合わせると、得られる断層像は、全てのフレーム画像を使用しCCDセンサの1画素単位でずらして重ね合わせた時の得られる断層像半径rのr／k上の半径に位置していることになる。

ここで、本発明の撮影原理の実施例として、回転半径300mm上に位置する断層像を撮影すると仮定し、大容量フレーム画像記憶手段６に記憶されているフレーム画像枚数n枚を算出し、次に、大容量フレーム画像記憶手段６に記憶されている各フレーム画像の中から、kフレームおきにフレーム画像を取り出し、取り出した各フレーム画像をＸ軸方向にCCDセンサの1画素単位でずらして重ね合わせた時に得られる断層像の回転半径と得られるフレーム枚数とを計算し、次表１に示す。

すなわち、フレーム飛び越し法による画像構築では、n枚のフレーム画像から得られる断層像位置、つまり回転中心aからの回転半径rとし、次にkフレームずつ抽出し、取り出した各フレーム画像をＸ軸方向に1画素づつずらして重ね合わせて得られる断層像の位置における回転半径はそれぞれr／2、r／3、‥‥となるが、半径rとr／2との間、半径r／2とr／3との間‥‥のそれぞれの断層像を抽出することは図11から明らかなように不可能である。さらに、回転半径の間隔が微少距離となる断層像を得ようとすると、大容量フレーム画像記憶手段６に記憶されている各フレーム画像の中から、Ｘ軸方向に30フレームおきに取り出したフレーム画像を使用し、フレーム画像をCCDセンサの1画素単位で重ね合わせることとなるが、この時の回転半径は10mm前後となってしまう。

これより、フレーム飛び越し法による画像構築では再生される回転半径rの間隔を細かくしようとすれば、1回の撮影で得られる断層像の回転半径を十分大きくとり、フレームを取り出すときの飛越し間隔を大きくすることで細かな回転半径の間隔上の断層像が得られるが、その場合、回転半径が小さくなり、必要とする診断領域（例えば歯列弓域）をカバーすることが難しくなることを確かめた。

また、本願発明で使用するCCDセンサをそのまま用いるのであれば、回転半径を大きくし、大きな飛越し法を行うことは、重ね合わせに使用するフレーム画像の枚数が減少し、断層効果のある画像を得るには致命的な欠陥となる。更に、相応の外周を設定すれば、前述した計算のように必要な半径間隔上の断層像が得られても、その回転半径が小さすぎて実用に供し得ないなどの問題が生じることをも確かめた。

したがって、フレーム飛び越し法による画像構築だけでは、臨床診断に提供し得る断層像を得ることは困難である。

そこで、本発明では、1回の撮影で複数の半径位置における断層像を取得し、これら取得された断層像から立体像を形成することにより診断に関する情報を多く提供するため、図15に示すように、従来技術と比べここで得られる断層像の半径方向の厚さや角度方向の細かさを任意に設定可能且つ調節可能とし、より一層微細な立体像が得られるようにする。

本発明によれば、所望の抽出箇所の半径位置に極座標により表現された桝目要素をほぼ円弧状に配置し、撮影時のＸ線透過経路に沿って、各画素の値をこの桝目要素に投影配置する。かかる処理は、各撮影画像を取得する間に被写体に対し撮影系（Ｘ線源および受像器）を回転させた角度を単位角度Δθとして、各分割単位角度での撮影画像に対して夫々行い、各撮影画像を単位角度毎にずらして順次加算していくことにより、所望の抽出箇所の半径位置における断層像を得ることができる。

本発明では、図16に示すように、円軌道において撮影像の画素を取得する。即ち、前述した図４につき説明した所と同様に、回転中心aに、被写体を配置し、この被写体にＸ線源（図示せず）から平行Ｘ線ビームを照射し、被写体の後方に配置したＸ線撮像手段である直線状配置の受像器に撮影画像を記録する。この際、被写体を中心として撮影系（Ｘ線源および受像器）を単位角度Δθ毎に回転させてＸ線像を撮影するものとする。
斯様にして取得した直線状配置の撮影画像の画素を、図17に示すように、半径がr1、r2およびr3の円弧状に配列された桝目要素に円弧状画素の要素として夫々変換する。この際、各桝目要素に対し複数の画素にまたがる要素は面積比で画素値を線形補間する。斯様にして、直線状配置の撮影画像の画素を、円弧状に配列された桝目要素に投影することができる。

各角度における撮影画像の全てについて、上述したところと同様の処理を施して、円弧状に配置された要素の配列を投影して構成する。

今、Δθを各フレーム撮影画像取得時に被写体に対し回転させる撮影系（Ｘ線源および受像器）の単位角度、αを円弧状配列要素の単位円弧角度とすると、図18に示すように、単位角度の比Δθ/α毎にずらしながら円弧状に配置した撮影フレーム枚数分だけ存在する半径r1の円弧上の画素値（面積）を加算する。斯様にして半径位置r1における断層像を構築することができる。例えば、単位角度の比ΔΔθ/α＝２の場合には、図18に示すように夫々2画素分づつずらして各フレーム要素を加算する。

半径r2の円弧および半径r3の円弧についても図18に示すところと同様に加算することにより半径位置r2およびr3における断層像を構築することができる。

斯様に複数の画素にまたがる要素を面積比で画素値を線形補間して円弧配列に変換する手段を図19につき説明する。
本発明では、直線配列の撮影画像を円弧状に再配列する方法として、下記の計算方法を確立した。

図19に示すように、内側半径R、外側半径R+DRの半円で囲まれる領域をN_R個に分割する。直線配列の撮影画像の各画素LE(-8,-7,…,0,…+7,+8)を、円弧配列の要素RE(-8,-7,…,0,…+7,+8)に平行に投影する。このとき、円弧配列のＸ_A番目の要素に入る直線状画素LEの複数の画素番号Ｘ_Ｄ（Ｘ_Ａ，ｉ）と個数Ｎ_Ｄ（Ｘ_Ａ）、また、これらの画素が円弧配列の要素REの領域を占める面積割合Ｃ_Ｄ（Ｘ_Ａ，ｉ）を計算する。斯様にして計算された直線状撮影画像の各画素の値に対する半径Rのときの円弧変換テーブルを構成する。

斯様にして直線配列の撮影画像を円弧配列に変換する計算式を次式(1)で表わす。

上記式(1)において、P_Aは円弧配列に変換したときの画素値、P_Dは撮影画像の画素値を表す。

すべての撮影画像を式(1)により円弧配列に変換した後、S_Aだけずらしながら重ね合わせる。ここに、ここに、S_Aは、各撮影画像取得の間で被写体に対し撮影系を回転させた角度Dqと円弧配列の分割要素数N_Rから次式(2)で得られた値である。

このS_Aは円弧配列の半径に依存しない値であるため、異なる半径の円弧配列についても、重ね合わせの計算に同一の式を使用することが可能である。

ここまでの計算により半径Rから半径R+DRの位置での断層像を得ることができる。
RをR₀, R₁=R₀+DR, R₂=R₁+DR, R₃=R₂+DR, ・・・・・・と変化させ複数の断層像を得た後、これらの画像をそれぞれ対応する半径の円弧状に曲げて3次元上に配置する。
上記図１９において、Wpは撮影画像の画素サイズを示し、A_2Lは円弧配列２番目の要素の領域を撮影画像２番目の画素が占める面積、A_2Uは円弧配列２番目の要素の領域を撮影画像３番目の画素が占める面積を示す。

上述した例では、説明の便宜上、直線状配置の撮影画像の画素を、円弧状に配列された桝目要素に投影したが、本発明はこれに限定されるものではなく、円形状だけでなく楕円形状、歯列形状等の曲線状の桝目要素に変換し得ることは勿論である。

斯様にして、図18に示すような加算を行うことにより半径位置r1、r2およびr3における断層像、ひいては多断層撮影を構築することができ、さらに、かくして得た多断層像を横スライスしてボリュームレンダリングソフトを用いることにより全診断領域の立体像を得ることができる。かかるボリュームレンダリングソフトとしては市販のソフト、または、オリジナルに作成したソフトを用いることができる。

本発明の多断層像構築方法において、上述したようにして、半径50mmの位置に0.2mmの円柱を置いて撮影した条件で、半径方向に0.1mm間隔で円弧配列を設けて多断層像を構築したときの強度分布を図20に夫々斜視図、上面図およびその画素番号０上の断面図で示す。

本発明の多断層像構築方法において、上述したようにして、半径50mmの位置に0.2mmの円柱を置いて撮影した条件で、半径方向に0.3mm間隔で円弧配列を設けて多断層像を構築したときの強度分布を図21に夫々斜視図、上面図およびその画素番号０上の断面図で示す。

本発明の多断層像構築方法において、上述したようにして、半径50mmの位置に0.2mmの円柱を置いて撮影した条件で、半径方向に0.5mm間隔で円弧配列を設けて多断層像を構築したときの強度分布を図22に夫々斜視図、上面図およびその画素番号０上の断面図で示す。

本発明の多断層像構築方法において、上述したようにして、半径50.1mmの位置に0.2mmの円柱を置いて撮影した条件で、半径方向に0.1mm間隔で円弧配列を設けて多断層像を構築したときの強度分布を図23に夫々斜視図、上面図およびその画素番号０上の断面図で示す。

本発明の多断層像構築方法において、上述したようにして、半径50.2mmの位置に0.2mmの円柱を置いて撮影した条件で、半径方向に0.1mm間隔で円弧配列を設けて多断層像を構築したときの強度分布を図24に夫々斜視図、上面図およびその画素番号０上の断面図で示す。

本発明の多断層像構築方法において、上述したようにして、半径50.3mmの位置に0.2mmの円柱を置いて撮影した条件で、半径方向に0.3mm間隔で円弧配列を設けて多断層像を構築したときの強度分布を図 25に夫々斜視図、上面図およびその画素番号０上の断面図で示す。

本発明の多断層像構築方法において、上述したようにして、半径50.5mmの位置に0.2mmの円柱を置いて撮影した条件で、半径方向に0.5mm間隔で円弧配列を設けて多断層像を構築したときの強度分布を図 26に夫々斜視図、上面図およびその画素番号０上の断面図で示す。

本発明の多断層像構築方法において、上述したようにして、半径50.6mmの位置に0.2mmの円柱を置いて撮影した条件で、半径方向に0.3mm間隔で円弧配列を設けて多断層像を構築したときの強度分布を図 27に夫々斜視図、上面図およびその画素番号０上の断面図で示す。

本発明の多断層像構築方法において、上述したようにして、半径51.0mmの位置に0.2mmの円柱を置いて撮影した条件で、半径方向に0.5mm間隔で円弧配列を設けて多断層像を構築したときの強度分布を図 28に夫々斜視図、上面図およびその画素番号０上の断面図で示す。

斯様にして、先願の多断層像構築方法およびデジタル３次元Ｘ線撮影装置では0.5mm間隔での画像しか得られなかったが、本発明によれば、0.3mm間隔でも0.1mm間隔でも先願のものよりもより任意の位置（例えば0.1mm間隔等）の画像を構築することができる。

本発明によれば、上述したようにして得た多断層像を横スライスしてボリュームレンダリングソフトを用いることにより全診断領域の立体像を極めて容易に得ることができる。

また、本実施例では、Ｘ線撮像手段としてCCDセンサを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばTFTセンサ、MOSセンサ、ＸII（Ｘ-ray Image Intensifier）センサ、FPD（Flat Panel Detector）センサ、CdTeセンサ等を使用しても上述したところと同様の多断層撮影を行うことができることは勿論である。

本発明は上述した歯科用のＸ線撮影装置に限定されるものではなく、医療用のＸ線診断装置に適用しても多大なる効果を得ることができる。更に、本発明は、非破壊検査装置にも適用することができ、その効果は絶大なものである。

先願の多断層像構築方法において撮影画像を配置する円弧の細かさを示す説明図である。先願の多断層像構築方法において円弧状配列の角度方向の細かさの制限を示す説明図である。本発明の多断層像構築方法の処理手順を示すフローチャート図である。本発明の多断層像構築方法のＸ線撮影の状態を示す説明図である。本発明の先願の多断層像構築方法において投影された全フレーム画像を示す説明図である。本発明の先願の多断層像構築方法において投影された全フレーム画像を示す図５の要部拡大図である。本発明の先願の多断層像構築方法により抽出された半径300ｍｍ上の断層像を示す説明図である本発明の先願の多断層像構築方法により投影された１フレームおきのフレーム画像を示す説明図である。本発明の先願の多断層像構築方法により投影された１フレームおきのフレーム画像を示す図８の要部拡大図である。本発明の先願の多断層像構築方法により抽出された半径150ｍｍ上の断層像を示す説明図である。本発明の先願の多断層像構築方法により投影された2フレームおきのフレーム画像を示す説明図である。本発明の先願の多断層像構築方法により投影された2フレームおきのフレーム画像を示す図11の要部拡大図である。本発明の先願の多断層像構築方法により抽出された半径100mm上の断層像を示す説明図である。本発明の先願の多断層像構築方法におけるフレーム飛越し法で抽出された断層像を示す説明図である。本発明の撮影画像を配置する円弧の細かさを示す説明図である。本発明の多断層像構築方法のＸ線撮影の状態を示す説明図である。本発明の多断層像構築方法において投影された全フレーム画像を示す説明図である。本発明の多断層像構築方法において投影された全フレーム画像を示す図５の要部拡大図である。直線配列の撮影画像を円弧状に再配列する方法において円弧配列要素への変換計算の説明図である。本発明の多断層像構築方法において、半径50mmの位置に0.2mmの円柱を置いて撮影した条件で、半径方向に0.1mm間隔で円弧配列を設けて多断層像を構築したときの強度分布を示した斜視図、上面図およびその画素番号０上の断面図である。同じく、半径50mmの位置に0.2mmの円柱を置いて撮影した条件で、半径方向に0.3mm間隔で円弧配列を設けて多断層像を構築したときの強度分布を示した斜視図、上面図およびその画素番号０上の断面図である。同じく、半径50mmの位置に0.2mmの円柱を置いて撮影した条件で、半径方向に0.5mm間隔で円弧配列を設けて多断層像を構築したときの強度分布を示した斜視図、上面図およびその画素番号０上の断面図である。同じく、半径50.1mmの位置に0.2mmの円柱を置いて撮影した条件で、半径方向に0.1mm間隔で円弧配列を設けて多断層像を構築したときの強度分布を示した斜視図、上面図およびその画素番号０上の断面図である。同じく、半径50.2mmの位置に0.2mmの円柱を置いて撮影した条件で、半径方向に0.1mm間隔で円弧配列を設けて多断層像を構築したときの強度分布を示した斜視図、上面図およびその画素番号０上の断面図である。同じく、半径50.3mmの位置に0.2mmの円柱を置いて撮影した条件で、半径方向に0.3mm間隔で円弧配列を設けて多断層像を構築したときの強度分布を示した斜視図、上面図およびその画素番号０上の断面図である。同じく、半径50.5mmの位置に0.2mmの円柱を置いて撮影した条件で、半径方向に0.5mm間隔で円弧配列を設けて多断層像を構築したときの強度分布を示した斜視図、上面図およびその画素番号０上の断面図である。同じく、半径50.6mmの位置に0.2mmの円柱を置いて撮影した条件で、半径方向に0.3mm間隔で円弧配列を設けて多断層像を構築したときの強度分布を示した斜視図、上面図およびその画素番号０上の断面図である。同じく、半径51.0mmの位置に0.2mmの円柱を置いて撮影した条件で、半径方向に0.5mm間隔で円弧配列を設けて多断層像を構築したときの強度分布を示した斜視図、上面図およびその画素番号０上の断面図である。

符号の説明

１被写体
２Ｘ線源
３Ｘ線撮像手段
４旋回駆動手段
５ A/D変換手段
６大容量フレーム画像記憶手段
７画像処理手段
８大容量処理画像記憶手段
９全画像表示記憶手段
１０出力手段

Claims

Ｘ線を被写体に照射するＸ線源と、該被写体を通過したＸ線を検出するＸ線撮像手段と、被写体を中心に位置させて前記Ｘ線源および前記Ｘ線撮像手段を一定距離に相互に対向して固定し、前記被写体の周りを旋回させる旋回駆動手段と、前記Ｘ線撮像手段で得られた画像情報をフレーム画像として記憶する大容量フレーム画像記憶手段と、該大容量フレーム画像記憶手段からフレーム画像を抽出しパノラマ画像をデジタル処理によって形成する画像処理手段と、該画像処理された画像を記憶する大容量処理画像記憶手段と、該大容量処理画像記憶手段の処理された各断層像を表示し記憶する全画像表示記憶手段と、該全画像表示記憶手段の全画像を出力する出力手段とを備え、多断層像構築を行うに当たり、前記フレーム画像記憶手段を大容量フレーム画像記憶手段とし、該大容量フレーム画像記憶手段に記憶されているフレーム画像から取り出した或るフレーム画像を所望箇所の半径位置に、極座標により表示されたほぼ円弧状の桝目要素に、撮影時のＸ線透過経路に沿って、各画素の値を投影し、かかる処理を各撮影像に対して順次行ない、各撮影像を取得する間に回転した角度を単位角度として、上記処理を施した各撮影像を単位角度毎にずらして順次加算して、最終的に所望箇所の半径位置に断層像を構築するようにしたことを特徴とする多断層像構築方法。
請求項１に記載の多断層像構築方法により得られた各半径の断層像から、横スライス画像を作成して、ボリュームレンダリングソフトを用い、3次元画像を生成するようにしたことを特徴とする多断層像構築方法。
Ｘ線を被写体に照射するＸ線源と、該被写体を通過したＸ線を検出するＸ線撮像手段と、被写体を中心に位置させて前記Ｘ線源と前記Ｘ線撮像手段とを一定距離に相互に対向して固定し前記被写体の周りを旋回させる旋回駆動手段と、前記Ｘ線撮像手段で得られた画像情報をフレーム画像として記憶する大容量フレーム画像記憶手段と、該大容量フレーム画像記憶手段からフレーム画像を抽出しパノラマ画像をデジタル処理によって形成する画像処理手段と、該画像処理された画像を記憶する大容量処理画像記憶手段と、該大容量処理画像記憶手段の処理された各断層像を表示し記憶する全画像表示記憶手段と、該全画像表示記憶手段の全画像を出力する出力手段とを設けたデジタルＸ線撮影装置において、Ｘ線源およびＸ線撮像手段より成る撮像系の1回の撮影により回転半径上のすべての被写体情報を有する複数枚のフレーム画像を大容量フレーム画像記憶手段に記憶する手段と、該大容量フレーム画像記憶手段に記憶されている複数枚のフレーム画像から取り出した或るフレーム画像を所望箇所の半径位置に極座標により表示されたほぼ円弧状の桝目要素に、撮影時のＸ線透過経路に沿って、各画素の値を投影配置する手段と、かかる処理を各撮影像に対して行い、各撮影像を取得する間に回転した角度を単位角度として、上記処理を施した各撮影像を単位角度毎にずらして順次加算する手段とを備え、最終的に所望箇所の半径位置における断層像を構築するようにしたことを特徴とするデジタル３次元Ｘ線撮影装置。
請求項３に記載のデジタル３次元Ｘ線撮影装置により得られた各半径の断層像から、横スライス画像を作成して、ボリュームレンダリングソフトを用い、3次元画像を生成して、全診断領域の立体像を得るようにしたことを特徴とするデジタル３次元Ｘ線撮影装置。
前記Ｘ線センサは、CCDセンサ、TFTセンサ、MOSセンサ、ＸII（Ｘray Image intensifier）センサ、FPD（Flat Panel Detector）センサ、CdTeセンサ等から選択するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の多断層像構築方法。
前記Ｘ線撮像手段のＸ線センサは、CCDセンサ、TFTセンサ、MOSセンサ、ＸII（Ｘray Image intensifier）センサ、FPD（Flat Panel Detector）センサ、CdTeセンサ等から選択するようにしたことを特徴とする請求項２に記載のデジタル３次元Ｘ線撮影装置。