KR20100126658A - 치과용 엑스선 장치 및 연관된 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엑스선 빔을 물체를 향해 방출할 수 있고 상기 방출된 빛을 시준하도록 구성된 시준 수단을 구비한 엑스선 생성기(18) 및 상기 생성기와 대향하여 배열된 활성 표면(20a)을 갖는 엑스선 센서를 포함하는 원뿔 빔 디지털화 단층 촬영(digitised tomography)식의 치과용 엑스선 장치와 관련되며, 상기 생성기와 상기 센서는 동시에 회전축(30) 주위로 회전할 수 있고, 상기 센서(20)는 상기 생성기로부터 상기 회전축(30)을 통과하여 상기 센서로 연장되는 세로축(34)이 상기 센서의 활성 표면과 수직이 되도록 지향되며, 상기 센서의 중심은 상기 센서의 상기 활성 표면 상에서의 상기 축(34)의 투영에 대하여 가로로 오프셋되고, 이와 같이 오프셋된 상기 센서와 상기 시준 수단은 상기 시준된 빔에 의해 상기 센서의 상기 활성 표면의 주변 영역이 상기 활성 표면의 나머지에 비해 희미하게 조명되도록 하면서 상기 시준된 빔이 상기 센서의 상기 활성 표면을 조명하도록 배열된다.

Description

치과용 엑스선 장치 및 연관된 방법{DENTAL X-RAY APPARATUS AND ASSOCIATED METHOD}

본 발명은 엑스선 장치 및 연관된 방법에 관한 것이다.

치과 방사선학 분야에 있어서, 알려진 엑스선 장치는 아치형 구조의 한쪽 팔 위에 각각 장착된 엑스선 생성기 및 엑스선 센서를 포함한다.

환자의 턱을 엑스선 촬영하기 위해, 아치 아래의 배치 위치에 엑스선 센서가 설치되고 환자의 머리가 머리에 가까운 센서와 엑스선 생성기 사이에 놓인다. 엑스선들이 광원(source)에 의해 머리를 향해 지향된 원뿔의 형태로 방출된다. 센서는 환자의 머리를 조사(irradiate)한 엑스선들을 수신하고, 이들을 전자 신호들로 변환하며, 조사된 머리 이미지 신호를 출력에서 공급한다.

아치는 상이한 각도에서 환자의 머리의 복수의 이미지 신호를 획득할 수 있도록 수직 회전축 주위로 360도 선회한다.

예컨대, 하나의 이미지 신호 또는 쇼트(shot)가 아치의 각각의 회전 각도에 대해 획득될 수 있다.

현재까지는, 치열 반궁(dental half-arch)과 같은 물체를 3차원으로 검사하기 위해 센서와 생성기를 지니는 아치가 물체 주위로 360도 회전된다.

방사선 촬영으로 재구성되는 부피(volume)의 폭을 증가시키기 위해, 센서의 폭이 그에 따라 증가되어야 한다.

센서의 크기를 증가시키는 것은 높은 부가적인 비용에 반영된다.

예컨대, 5 cm x 6 cm 크기의 평면 센서로부터 물체의 평면 내에 재구성할 수 있는 부피는 대략 3.2 cm x 4 cm이다. 재구성된 부피의 크기는 엑스선들의 빔의 원뿔형 기하 구조(geometry)와, 엑스선들의 방출 지점(광원의 초점 또는 전자 빔이 집속되는 양극 상의 지점), 물체 및 센서 사이의 각각의 거리들을 고려한다.

이러한 방식으로 재구성된 부피는 치열 반궁에 대응하는 이미지 크기를 재구성하기에 불충분하다.

결과적으로, 소정의 크기를 갖는 센서로부터 재구성되는 이미지의 크기를 증가시킬 수 있다면 유익할 것이다.

따라서, 본 발명은, 엑스선들의 빔을 물체를 향해 방출하도록 구성되고 상기 방출된 빔을 시준(collimate)하도록 구성된 시준 수단을 구비한 엑스선 생성기와, 상기 생성기와 마주보고 배치된 활성 표면을 갖는 엑스선 센서를 포함하는 원뿔 빔 CT(Computed Tomography)식의 치과용 엑스선 장치를 제공하며, 상기 생성기 및 상기 센서는 동시에 회전축 주위로 회전하여 이동되도록 구성되고, 상기 센서는 상기 생성기로부터 상기 센서로 연장되고 상기 회전축을 통과하는 세로축이 상기 센서의 상기 활성 표면과 수직이 되도록 지향되며, 상기 센서의 중심은 상기 센서의 상기 활성 표면 상으로의 상기 축의 투영(projection)에 대하여 가로로 오프셋(offset)되고, 상기 시준 수단에 의해 상기 표면의 주변 영역이 상기 활성 표면의 나머지에 비해 약하게 조명되도록 하면서 상기 시준 수단이 상기 센서의 상기 활성 표면을 조명하도록 상기 시준 수단과 이러한 방식으로 오프셋된 상기 센서가 배열된다.

센서 오프셋은 재구성되는 물체의 부피를 증가시키는 데 중요하지만, (관심 물체와 무관한) 쓸모없는 이미지 부분들을 획득하지 않고 물체의 관심 영역들을 가리지 않도록 지나치게 높지 않아야 한다.

따라서, 상기 센서와 상기 생성기의 각각의 각위치(angular position)에서, 상기 생성기는 물체의 측방 오프셋 부분의 이미지를 획득하도록 협력하는 반면, 종래 기술에서는 캡처된 이미지가 물체의 중심에 위치하였다.

이러한 배열의 덕택으로, 물체의 주위로 이동하는 때에 물체의 보다 큰 측방 범위(상기 센서 및 상기 생성기와 만나고 이들의 회전축을 통과하는 세로축에 수직임)가 생성기 및 센서 시스템에 의해 캡처된다.

따라서, 이는 동일한 센서를 사용하기 전보다 큰 물체 부피를 재구성하는 것을 가능하게 한다.

또한, 엑스선 생성기는 소정의 각위치에 있는 오프셋 센서와 정렬하여 배치된 물체의 부분만을 비춘다는 점에 주목한다.

생성기 및 센서 시스템이 회전함에 따라, 상기 생성기에 의해 방출되는 엑스선들의 원뿔은 물체의 중심 영역을 항상 쓸고 지나가는 대신 연속적인 회전들 동안에 물체의 상이한 영역들 또는 부분들을 쓸고 지나간다.

따라서, 물체의 소정의 영역은 종래 기술에서 엑스선들의 원뿔이 쓸고 지나가는 중심 영역보다 낮은 조사량의 엑스선들을 수신한다.

그럼에도 불구하고, 엑스선 생성기의 조리개(diaphragm) 또는 시준기는 또한 대응하는 방식으로 오프셋되어, 엑스선들의 방출된 빔이 오프셋 센서의 표면의 적어도 일부 위에서 물체의 관심 영역을 조명하도록 한다. 따라서, 시준된 빔은 그 자체가 또한 예컨대 센서 상에 중심을 두도록 오프셋된다.

따라서, 빔의 중심축은 센서의 중심에 생성기를 연결시키고, 이로 인해 생성기를 센서에 수직으로 접속시키고 회전축을 통과하는 세로축에 대해 또한 오프셋된다.

또한, 상기 물체에 의해 발산되는 방사(radiation)는 종래 기술에 비해 보다 효율적으로 사용된다.

또한, 상기 빔은 상기 오프셋 센서의 활성 표면의 주변 영역이 상기 표면의 보다 큰 부분을 구성하는 활성 표면의 중심 부분에 비해 이러한 빔에 의해 상대적으로 약하게 조명되도록 하는 방식으로 시준된다.

이러한 약하게 조명되는 영역 또는 가장자리는, 엑스선들의 빔의 최대 강도가 센서의 활성 표면의 보다 큰 부분을 조명하고 빔의 강도가 이 부분을 넘어, 즉 주변 영역에서 상당히 감소되도록 보장하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 조명되지 않는 주변 영역은 엑스선 안전 기능(방사선 방호)을 제공한다.

실제적으로, 상기 주변 영역에서 수신되는 방사의 평균 강도는 효과적인 방사선 방호 기능을 제공하기 위해 상기 센서의 나머지 부분에서 수신되는 방사의 평균 강도의 25% 내지 35%이다.

이러한 방식으로 시준되는 빔은 예컨대 하나 이상의 시준 슬릿(slit)의 형태를 취할 수 있는 시준 수단을 조정함으로써 획득된다는 점에 주목한다.

상기 주변 영역의 최소 폭은 상기 활성 표면의 중심 부분에 의해 수신되는 최대 강도에 비해 충분히 낮은 방사 강도를 상기 센서의 테두리에서 획득하는 것을 가능하게 하는 폭이다.

일 특징에 따르면, 상기 센서 및 상기 생성기는 상기 회전축이 통과하는 회전 평면 내에서 회전되도록 구성된다.

일 특징에 따르면, 상기 센서의 중심은 상기 센서의 상기 활성 표면 상의 상기 세로축의 투영에 대해 소정의 거리에서 가로로 위치하고, 상기 회전 평면에서 측정되는 상기 거리는 상기 센서의 절반 폭과 상기 센서의 상기 활성 표면의 상기 주변 영역이 상기 활성 표면의 나머지에 비해 약하게 조명되도록 하기에 충분한 폭 사이의 차이와 많아야 같으며, 상기 센서의 폭은 상기 회전 평면 내에서 상기 세로축에 수직으로 측정되는 치수이다.

이러한 최대 오프셋은 특히 재구성 부피 및 조사된 영역과 관련하여 상기 오프셋과 연결된 최대 효과를 낳는다.

일 특징에 따르면, 상기 센서의 중심은 상기 센서의 폭의 1/4과 상기 센서의 절반 폭보다 약간 작은 앞서 언급한 최대 거리 사이의 거리만큼 오프셋되어 주변 영역이 상대적으로 약하게 조명되도록 한다.

상기 주변 영역의 폭은 이러한 안전 기능을 제공하기에 적합하며, 이는 센서, 시준 및 생성기 수단과 같은 다양한 요소들을 설치 및 배치하는 정확도 및 빔 정확도를 고려한다.

따라서 이러한 폭은 예컨대 센서의 조명되는 활성 표면 부분과 이것의 테두리 사이의 복수의 화소를 나타낸다.

일 특징에 따르면, 상기 생성기와 상기 센서의 회전 중에 최소 중첩 영역을 획득하는 것을 가능하게 하는 최소 거리에서 상기 활성 표면 상으로의 상기 축의 투영에 가능한 한 가까이 배치되는 테두리에 의해 상기 센서의 상기 활성 표면을 조명하는 시준된 빔이 한정되도록 상기 시준 수단과 상기 센서가 배열된다.

이는 허상(artifact)들이 없는 물체의 3차원 표현을 재구성할 수 있도록 하기 위해 생성기와 센서의 회전 중에 조명될 물체와의 최소 중첩 부피를 보장한다.

실제적으로, 고려되는 최소 거리는 센서의 활성 표면을 형성하는 화소들의 매트릭스의 대략 2픽셀이다.

이러한 거리는 일반적으로 센서의 조명되지 않는 주변 영역의 폭보다 작다.

일 특징에 따르면, 상기 생성기의 양극 경사(anode slope)는 상기 센서의 오프셋 위치의 함수로서 수정되어, 이러한 방식으로 오프셋된 상기 센서의 상기 활성 표면을 조명하는 방사의 프로파일을 보다 균일하게 만든다. 상기 양극 경사의 이러한 새로운 구성은 센서 오프셋 및 상술한 바처럼 조정된 시준 수단으로 획득된 새로운 기하 구조를 완성한다.

특정한 일 특징에 따르면, 상기 생성기의 양극 경사와 상기 세로축 사이의 각도는 상기 센서가 오프셋된 방향으로 열려있다.

따라서, 상기 생성기에 의해 생성되고 상기 오프셋된 센서를 조명하는 방사의 강도는 증가되고, 상기 센서에 도달하는 방사의 프로파일은 보다 균질하게 된다.

실제적으로, 상술한 각도의 값은 증가한다.

일 특징에 따르면, 상기 회전 평면은 수평이다.

일 특징에 따르면, 상기 회전축은 수직이다.

본 발명은 또한 평면 치과 방사선 이미지들로부터 엑스선들에 의해 조사된 물체의 3차원 표현을 재구성하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 회전축 주위로 동시에 회전하여 이동되도록 구성된 엑스선 생성기 및 엑스선 센서를 이용하며, 상기 방법은 상기 엑스선 생성기로부터 물체를 향해 엑스선들의 빔을 방출하고 이러한 빔을 시준 수단에 의해 시준하는 단계와, 상기 물체를 조사한 엑스선들의 시준된 빔을 상기 센서에 의해 수신하는 단계를 포함하고, 상기 엑스선들의 빔은 상기 센서의 활성 표면 상으로 시준되고, 상기 센서의 중심은 상기 생성기로부터 상기 센서로 연장되고 상기 회전축을 통과하는 세로축의 상기 센서의 상기 활성 표면 상에서의 투영에 대해 가로로 오프셋되며, 이러한 방식으로 오프셋된 상기 센서의 상기 활성 표면의 주변 영역은 상기 활성 표면의 나머지에 비해 상기 시준된 빔에 의해 약하게 조명된다.

평면 방사선 이미지는 평면 상으로 투영된 물체의 3차원 방사선 이미지를 의미한다.

이러한 방법은 앞서 간략히 기술한 장치와 동일한 장점들을 가지며, 따라서 이들은 여기서 다시 반복되지 않을 것이다.

일 특징에 따르면, 상기 센서 및 상기 생성기는 상기 회전축이 통과하는 회전 평면 내에서 회전하여 이동되도록 구성된다.

일 특징에 따르면, 상기 센서의 중심은 상기 센서의 활성 표면 상으로의 상기 세로축의 투영에 대하여 소정의 거리에서 가로로 위치하고, 상기 회전 평면에서 측정되는 상기 거리는 상기 센서의 절반 폭과 상기 센서의 상기 활성 표면의 상기 주변 영역이 상기 활성 표면의 나머지에 비해 약하게 조명되도록 하기에 충분한 폭 사이의 차이와 많아야 같으며, 상기 센서의 폭은 상기 회전 평면 내에서 상기 세로축에 수직으로 측정되는 치수이다.

일 특징에 따르면, 상기 센서의 중심은 상기 센서의 폭의 1/4 이상이고 상기 거리의 최대값 이하인 거리에 위치한다.

일 특징에 따르면, 상기 생성기와 상기 센서의 회전 중에 최소 중첩 영역을 획득하는 것을 가능하게 하는 최소 거리에서 상기 활성 표면 상으로의 상기 축의 투영에 가능한 한 가까이 배치되는 테두리에 의해 상기 센서의 상기 활성 표면을 조명하는 시준된 빔이 한정되도록 상기 시준 수단과 상기 센서가 배열된다.

일 특징에 따르면, 상기 생성기의 양극 경사는 상기 센서의 오프셋 위치의 함수로서 수정되어, 이러한 방식으로 오프셋된 상기 센서의 상기 활성 표면을 조명하는 방사의 프로파일을 보다 균일하게 만든다.

일 특징에 따르면, 상기 생성기의 상기 양극 경사와 상기 세로축 사이의 각도는 상기 센서가 오프셋된 방향으로 열려있다.

일 특징에 따르면, 상기 방법은 복수의 연속적인 각위치에서 상기 회전축 주위로 상기 센서 및 상기 생성기를 동시에 회전하여 이동시키는 단계를 포함하고, 상기 방법은 이러한 연속적인 각위치들 각각에 대해 그 각위치에서 조사되는 물체의 평면 방사선 이미지를 나타내는 신호를 상기 센서가 제공하는 단계를 포함하며, 모든 연속적인 각위치들에 대해 상기 센서에 의해 제공되는 모든 신호들은 상기 물체의 3차원 표현을 재구성하는 데 필요한 모든 데이터를 포함한다.

일 특징에 따르면, 상기 센서와 상기 생성기의 이동은 1회전에 걸쳐 실행되고, 이는 3차원으로 물체의 전체 또는 물체의 관심 영역을 재구성하기에 충분한 데이터를 획득하는 것을 가능하게 한다.

일 특징에 따르면, 상기 방법은 물체의 3차원 표현을 재구성하기 위해 모든 연속적인 각위치들에 대해 상기 센서에 의해 공급되는 신호들을 처리하는 단계를 포함한다.

일 특징에 따르면, 상기 처리 단계는 상기 신호들 내에 존재하는 유용한 정보로부터 상기 신호들과 연관된 잡음을 구별하기 위한 필터링 단계를 포함한다.

일 특징에 따르면, 상기 필터링 단계는 상기 신호들 내에 존재하는 다양한 주파수 대역들을 독립적으로 분해하는 단계를 포함한다.

일 특징에 따르면, 상기 처리 단계는 피라미드 분해 다중 비율(pyramidal type decomposition multiple scale) 필터링 단계를 포함한다.

일 특징에 따르면, 상기 처리 단계는 다양한 신호들 및 연속적인 회전들 동안에 상기 엑스선들의 빔에 의해 연속적으로 조명되는 상기 물체의 부분들로부터의 데이터에 가중치를 부과하는 단계를 포함하고, 상기 가중치를 부과하는 단계는 연속적인 회전들 동안에 상기 빔에 의해 항상 조명되는 중첩 영역이라 불리는 상기 물체의 영역 내의 상기 물체의 조명되는 부분들의 존재 또는 부존재의 함수로서 조정된다.

따라서, 엑스선들의 원뿔에 의해 연속적으로 쓸려지는 영역들에 대한 위치에 따라 상이한 가중치 계수들이 데이터에 할당된다.

이러한 가중치 부과 단계는 상술한 센서의 측방 오프셋을 고려한다.

다른 특징들 및 장점들이 비한정적인 예들만에 의해서 첨부된 도면들을 참조하여 이하의 설명 중에 자명해질 것이다.

도 1은 본 발명의 치과용 엑스선 장치의 개략적인 전체 투시도.
도 2는 종래 기술의 센서 및 생성기의 배열을 나타내는 개략적인 평면도.
도 3a 및 3b는 두 개의 각위치에 있는 본 발명의 센서 및 생성기의 배열을 나타내는 개략적인 평면도들.
도 3c는 센서의 편심 구성에 대한 양극 경사의 수정을 나타내는 도면.
도 3d는 엑스선들의 빔의 강도를 세로축(34)에 대한 기울기의 함수로서 나타내는 개략도.
도 3e는 도 3a보다 큰 비율로 중첩 영역을 나타내는 개략적인 부분도.
도 3f는 최소 중첩 영역을 획득하기 위한 센서의 오프셋 위치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 4는 센서에 의해 제공되는 데이터를 처리하는 동작들을 나타내는 개략도.

도 1에 도시된 바처럼, 본 발명의 치과용 엑스선 장치(10)는 CBCT(Cone Beam Computed Tomography)식이다. 이러한 장치는 물체의 3차원 이미지들을 획득하는 것을 가능하게 한다. 상기 장치는 예컨대 다음에 설명할 회전 가능한 엑스선 유닛(14)이 장착된 수직 빔인 고정 프레임(12)을 포함한다.

이러한 유닛은 아치형(C자형) 이동식 구조물(16)을 포함하며, 이는 C자의 몸체를 구성하는 중앙 수평 빔(16a)과 상기 수평 빔으로부터 아래로 연장되며 C자의 두 개의 가지를 구성하는 두 개의 수직 팔(16b 및 16c)을 포함한다.

엑스선 광원 또는 생성기(18)가 팔(16b) 위에 고정되어 장착되고, 엑스선 센서(20)가 팔(16c) 위에 장착된다.

따라서, 생성기(18)와 센서(20)는 서로 마주보고 배치되며, 서로에 대해 고정된 기하학적 관계에 있다.

회전 가능한 엑스선 유닛(14)의 핵심을 구성하는 생성기(18) 및 센서(20)에 대한 지지물로서 작용하는 구조물(16)은 구조물(16) 위에 배치된 테이블(22)에 연결되고, X 및 Y 방향으로 이동 가능하다.

보다 구체적으로, 이러한 테이블은 수직 프레임(12)에 고정된 수평 빔(24) 상에 장착된다.

이러한 테이블은 수평 평면 내에서 X 및 Y 방향으로 이동될 수 있고, 따라서 이 도면에 나타내지 않은 수직 회전축 주위로 완전한 회전(360도)을 실행하는 것을 가능하게 한다.

이러한 테이블은 상기 구조물의 회전의 중심(회전의 축)을 방사선 촬영될 물체 상에, 특히 환자의 관심 영역 상에 상기 물체가 이동될 필요 없이 배치하는 것을 가능하게 한다.

따라서, 테이블(22)에 연결된 구조물(16)은 환자에 대해 배치된 수직 회전축 주위로 회전할 수 있음에 주목한다.

이러한 회전 중에, 생성기(18) 및 센서(20)는 서로에 대해 움직이지 않는다.

테이블(22)은 또한 프로그램 가능한 파노라마 궤적들(panoramic trajectories)을 상기 장치가 그 용도로 사용되는 경우에 실행하는 것을 가능하게 한다는 점에 주목한다.

엑스선 장치(10)는 또한 프레임(12)에 대한 하나의 단부(26a)에 의해 고정된 아래쪽 팔(26)을 포함한다. 팔의 비어 있는 단부(26b)에는 배치 장치(25)가 장착되고, 이는 장치가 동작중인 경우 방사선 이미지들을 취하는 동안에 환자의 머리가 움직이지 않도록 할 수 있다. 따라서, 머리는 생성기(18)와 센서(20) 사이에 배치된다.

엑스선 생성기(18)는 보다 구체적으로 예컨대 고정된 양극형의 엑스선 튜브를 포함하고, 이것의 초점의 크기는 예컨대 0.5 mm와 같다.

이러한 생성기는 생성기(18)에 의해 생성된 엑스선들의 빔을 시준하기 위한 시준 수단을 더 포함한다. 이러한 수단은 예컨대 환자의 머리의 일부(예컨대 턱)와 그 뒤에 배치된 센서를 조명하도록 의도되는 엑스선들의 원뿔형 빔을 생성하도록 봉인되고 재단된 시준 윈도우 또는 슬릿(조리개)을 포함한다.

슬릿의 폭은 빔의 폭을 조정하도록 조정될 수 있고, 또한 소정의 방향으로 빔을 지향시키도록 상이하게 지향될 수 있음에 주목한다. 슬릿은 예컨대 측방으로 오프셋될 수 있다.

나타내지 않은 변형예에서, 시준 수단은 다양한 모양 및/또는 전환 가능한 크기를 갖는 복수의 슬릿을 생성기 앞에 포함할 수 있고, 빔의 폭 및/또는 이것의 모양 및/또는 이것의 기하학적 방향을 센서의 오프셋 위치에 적합하도록 조정하는 것을 가능하게 한다.

센서(20)는 모터로 구동되는 팔(16c)에 부착되며, 팔(16c)은 선택된 응용예에 따라 이러한 팔에 의해 운반되는 장비를 수직축 주위로 선회시켜, 조사될 물체의 3차원 검사를 위해 의도된 센서(20) 또는 파노라마 검사를 위해 의도된 스트립 카세트(strip cassette)(도시되지 않음) 중 하나를 생성기 앞에 배치하는 것을 가능하게 한다.

물체(예컨대 환자의 머리)를 3차원으로 재구성하는 데 사용되는 센서(20)는 평면 센서임에 주목한다.

이러한 센서는 한 편으로 생성기(18)로부터 오고 센서와 생성기 사이에 배치된 물체를 조명한 엑스선들을 수신할 수 있고, 다른 한 편으로 그러한 방사를 물체의 방사선 이미지를 나타내는 전기 신호로 변환할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 센서는 예컨대 상기 센서에 의해 수신된 엑스선들을 가시 방사로 변환시킬 수 있는 변환기(이러한 변환기는 예컨대 세슘 요오드화물 형광체임)와, 상기 변환기로부터 오는 변환된 가시 방사의 검출기(상기 센서의 출력에서 상기 물체의 방사선 이미지를 나타내는 전기 신호를 제공함)를 포함한다.

변환되지 않는 엑스선들을 흡수하기 위한 금속 입자들로 도핑된 광섬유들의 판이 예컨대 형광체(scintillator)와 검출기 사이에 배치된다.

이러한 판은 예컨대 Hammamatsu 사에 의해 판매되는 XR5 판 또는 Schott 사로부터의 47A 판이다.

검출기는 예컨대 CMOS 검출기이고, 바람직하게는 원뿔 빔 CT를 실행하기 위한 CCD형 검출기이다. 사실상, 출원인은 센서 및 생성기 시스템의 360도 회전 중에 획득되는 많은 수의 투영들이 주어지는 경우에 방사선 조사량을 감소시키는 것이 필요하다면 이러한 구성요소가 보다 적합하다는 점을 인식하였다. 능동 매트릭스 CMOS 검출기를 사용하는 것이 유리하다.

보다 구체적으로, 높은 화소 채움 인자(pixel fill factor)를 갖는 biCMOS 기술 능동 화소 매트릭스가 유리하게 사용될 수 있다. 화소 매트릭스는 예컨대 대략 120 마이크론의 화소 크기를 가지며, 캡처된 이미지들을 빠르게, 예컨대 15 밀리초 내에 판독하는 것을 가능하게 한다.

재구성될 물체의 크기에 비해 검출기의 크기를 감소시키는 것은, 이용 가능한 웨이퍼들의 크기가 주어지는 경우에 CMOS 기술로 검출기를 조립하는 것이 가능하도록 보장한다. 이러한 CMOS 검출기들은 높은 신호 대 잡음비를 갖는다.

평면 센서의 크기는 예컨대 5 cm x 6 cm이다.

그 대신, 부피가 큰 물체를 재구성하는 것이 필요한 경우, 예컨대 TFT형 센서가 유리하게 사용될 수 있다.

예컨대 가돌리늄 산황화물 또는 세슘 요오드화물로 이루어진 형광층이 검출기 상에 퇴적되어 엑스선들을 가시 방사로 변환시킨다.

센서(20)의 광학적으로 활성인 표면(20a)이 도 1에 표현되어 있다.

도 2는 엑스선들의 광원 및 연관된 엑스선 센서의 종래의 배열을 이들 사이에 배치된 조사될 물체의 위치에 대하여 도시한다.

따라서, 도 2에서 점(30)에 의해 표시되고 조명될 물체(32)에 대해 배치된 센서(20)와 생성기(18)의 회전축이 생성기(18)를 센서(20)에 수직으로 연결시키는 정렬축(34)(세로축) 상에 배치되어 있음이 도시된다.

이러한 축(34)은 생성기(18)에 의해 방출되고 수직축(30)과 마주친 후에 센서(20)의 중심에 부딪히는, 이 도면에서 개략적으로 도시된 엑스선들의 시준된 빔의 축을 구성한다.

엑스선들의 빔은 빔의 중심축(34) 상에 중심을 둔 슬릿(33)에 의해 시준된다.

종래 기술의 구성에서는 조명될 물체(32) 주위로 생성기와 센서가 회전 이동하는 동안에 생성기에 의해 방출되는 엑스선들의 빔이 항상 물체(32)의 동일한 중심 영역(36)을 쓸고 지나간다는 점에 주목한다.

중심 영역(36)의 어느 한 쪽 면 상의 물체(32)의 측방 영역들은 조명되지 않고, 따라서 이들이 포함하는 정보는 엑스선들의 빔에 의해 캡처되지 않는다.

생성기(18)와 센서(20)는 모두 수직 회전축(30)에 수직이고 도 2의 평면인 회전 평면 내에서 이동한다는 점에 주목한다.

도 3a 및 3b는 180도 떨어진 두 개의 상이한 각위치에 있는 본 발명의 방사선 장치의 센서 및 생성기 시스템의 배치를 도시한다.

도 2의 것과 유사한 수평 평면에서의 도면인 도 3a에서, 센서(20)는 도 2에서의 센서의 위치에 비해 이 평면 내에서 측방으로 오프셋된다(센서의 병진 이동에 의해 달성됨). 엑스선 생성기(18)의 시준 슬릿(35)은 또한 대응하는 방식으로 측방으로 오프셋되어, 시준된 빔이 오프셋 센서의 활성 표면 대부분을 비추고 그 위에 중심을 두도록 한다. 오프셋된 슬릿(35)이 도 2로부터의 슬릿(33)의 위치가 또한 도시된 도 3a의 부분에 보다 큰 비율로 파선으로 도시되어 있다.

센서와 생성기가 이러한 방식으로 측방으로 오프셋되므로, 센서와 생성기의 정렬축으로 간주될 수 있는 센서(20)의 중심 상에 부딪히는 생성기(18)의 슬릿에 의해 시준되는 엑스선들의 원뿔의 중심축(38)은 더 이상 도 2에서와 같이 수직 회전축(30)과 한 점에서 모이지 않으며, 그 대신 그것과 나란히 있게 된다(도 3a).

센서(20)는 생성기(18)를 센서(20)의 활성 표면(20a)에 수직으로 연결시키는 세로축(34)이 회전축(30)을 통과하도록 지향된다는 점에 주목한다. 센서의 폭은 도 3a의 회전 평면 내에서 축(34)에 수직으로 측정되는 센서의 치수이다.

따라서, 센서의 오프셋은 활성 표면(20a) 상으로의 세로축(34)의 투영에 대한 센서의 중심(20b)의 가로 오프셋 d로서 정의될 수 있다.

도 3a 및 3b에 나타낸 바처럼, 센서의 활성 표면의 작은 부분(20c)이 빔(이것의 테두리들이 파선으로 도시됨)에 의해 센서의 중심(20b)이 배치되고 최대 방사 강도를 수신하는 중심 부분으로부터 분리된다. 센서의 나머지 부분보다 작은 크기를 갖는 중심 부분 주위로 주변 영역을 형성하는 부분(20c)은, 중심 부분에 의해 수신되고 예컨대 평균 강도의 25% 내지 35%인 중간 강도 방사에 비해 낮은 평균 강도의 방사를 수신한다.

예컨대, 상기 폭은 10 픽셀과 같다.

이러한 영역의 기하 구조는 슬릿(35)의 이격된 테두리들 사이의 폭을 조정함으로써, 또는 그 대신 복수의 슬릿으로부터 적합한 폭의 시준 슬릿을 선택함으로써 획득된다.

이러한 방식으로 제공되고, 오프셋 센서 및 시준 수단을 구비하여, 시준 수단의 이미지(예컨대 슬롯(35)의 테두리들의 이미지)를 센서의 활성 표면 상으로 투영하는 시준된 빔을 생성하도록 조정되는 치과용 방사선 장치는, 엑스선 보호 기능을 제공하면서 동시에 물체(턱 또는 턱 부분)의 3차원 재구성을 최적화하는 것을 가능하게 한다.

3차원 검사의 경우, 생성기는 방출되는 빔의 강도를 증가시키고 빔에 의해 생성되는 조명의 균질성을 향상시키도록 유리하게 지향될 수 있다.

이러한 지향은 양극 경사(19)와 축(34) 사이의 각 α를 증가시킴으로써 실행된다(도 3c).

최대 거리만큼 오프셋된 센서를 갖는 구성에서, 각 α는 5도(양극 경사가 수정되지 않음)에서 7도까지 증가된다.

일반적으로 말해, 각 α의 새로운 값은 센서 오프셋에 의존한다는 점에 주목한다. 보다 구체적으로, 이러한 새로운 값은 생성기의 초점과 센서의 표면 사이의 거리에 대한 오프셋 거리의 비율의 아크탄젠트(arctangent)에 대응한다.

도 3c에 도시된 바처럼, 각 α의 증가는 조사되는 표면을 연장시키고 오프셋 센서의 활성 표면 상의 방사 프로파일을 균일하게 만드는 것을 가능하게 한다. 곡선 a 및 곡선 b에 의해 나타낸 최적화된 프로파일은 수정되지 않은 양극 경사로 획득된 균일하지 않은 방사 프로파일을 나타낸다. 센서의 경계를 이루는 주변 영역을 조명하는 방사의 강도는 센서의 나머지 부분에서의 강도에 비해 훨씬 낮다는 점에 주목한다.

도 3d는 광원(18)에 의해 생성된 엑스선들의 빔의 센서(20)의 활성 표면의 평면 내에서의 강도를 세로축(34)에 대한 이 빔의 기울기(X 축)의 함수로서 도시한다. 이러한 강도는 센서의 평면(이 도면에 도시되지 않음)에서 측정되고, 축(34)의 왼쪽에 대해, 즉 축(34)에 대해 0이 아닌 각도에 있는 빔의 각 방향에 대해 최대이다. 따라서, 앞서 설명하고 도 3c에 도시된 바처럼 생성기의 양극 경사를 지향시킴으로써 빔의 최대 강도가 센서 오프셋을 추적한다는 점이 확인된다.

센서의 오프셋 d의 값은 센서 및 생성기의 연속적인 회전들 동안에 엑스선들의 빔에 의해 쓸려지는 물체(32)의 모든 영역들 또는 부분들 사이의 중첩 영역에 대한 필요에 의해 제한된다. 이러한 중첩 영역(39)(도 3a의 일부의 확대 도면인 도 3e를 참조)은 도면의 회전 평면 내에서 참조 번호(30) 상에 중심을 둔 원에 대응한다. 그러나, 중첩 영역은 3차원이고 회전축(30)을 갖는 원기둥임에 주목해야 한다.

이상의 설명을 예시하기 위해, 도 3f는 오프셋 위치에 있는 센서를 조명하는 엑스선들의 빔을 나타낸다.

편의상, 엑스선으로 촬영되는 물체 및 주변 엑스선 보호 영역은 도시되지 않는다.

이러한 오프셋 구성에서, 획득 가능한 최대 오프셋은, 물체를 3차원으로 재구성하는 동안에 허상들이 없도록 하기에 충분히 큰 최소 중첩 영역을 획득할 수 있도록 하는 최소 거리를 나타내는 폭 l 보다 작은 센서의 절반 폭에 대응한다.

이러한 폭은 센서의 표면 상으로의 축(34)의 투영과 센서가 오프셋된 쪽의 반대 쪽 상의 빔의 가장 가까운 테두리 사이의 최소 거리이다.

실제적으로, 이러한 폭은 적어도 2 픽셀이다.

따라서, 센서의 중심(20b)은, 최소 중첩과 관련하여 앞서 설명한 이유들로 인해 센서의 절반 폭(L/2)보다 작고 많아야 L/2-l과 같은 거리만큼, 센서의 활성 표면(20a) 상으로의 세로축(34)의 투영으로부터 가로로 오프셋된다.

센서의 활성 표면의 주변 영역(20c)의 존재를 고려해 볼 때, 센서의 주어진 크기에 대해 조사되는 영역을 가능한 한 많이 증가시키는 것이 필요한 경우, 센서는 많아야 이러한 영역(20c)의 폭보다 작은 거리 L/2-l 만큼 오프셋될 수 있다. 이는 최소 중첩 영역을 보장한다.

실용적인 관점에서, 센서는 예컨대 센서 폭의 1/4 이상이고 앞서 언급한 절반 폭보다 작은 최대 거리 이하인 거리만큼 오프셋된다.

앞서 언급한 5 cm 폭의 센서에 대해, 측방 오프셋 d는 예컨대 2 cm이다.

그럼에도 불구하고, 센서의 폭의 1/4 미만(예컨대 l/8)의 오프셋이 예상될 수 있다.

도 3b는 조사될 물체(32) 주위로 반 회전을 실행한 후의 센서와 생성기의 배열을 나타내고, 생성기에 의해 방출된 엑스선들의 원뿔에 의해 쓸려진 영역은 도 3a에서 쓸려진 영역과 동일하지 않음이 도시된다.

이러한 두 영역은 축(30) 주위로 중첩되고, 이들은 도 2에 도시된 종래 기술의 영역(36)보다 큰 크기를 갖는 쓸려진 부피로 결합된다는 점에 주목한다.

도 3a 내지 3e의 배열로 재구성될 수 있는 부피가 이러한 도면들의 평면 내에서 영역(37)에 의해 표현된다. 이러한 영역(37)은 물론 3차원이고, 회전축(30)을 갖는 원기둥의 형태를 취한다.

따라서, 본 발명은 센서와 동일한 크기에 대해 조사될 물체의 보다 많은 부분을 다루는 것을 가능하게 하므로, 방사선 촬영으로 3차원 재구성이 가능한 데이터의 부피를 증가시킬 수 있다.

따라서, 본 발명이 치과 분야에 적용되는 경우, 종래 기술에 비해 작은 크기의 센서로 치열 반궁과 같은 환자의 턱의 영역을 3차원으로 재구성하는 것을 가능하게 한다.

예컨대, 5 cm x 6 cm의 크기를 갖는 센서의 2 cm의 측방 오프셋은 평면상으로 투영되는 경우 5.8 cm x 4 cm의 크기를 갖는 물체 부피를 재구성하는 것을 가능하게 한다. 오프셋이 없는 경우, 재구성이 가능한 부피의 평면 상으로 투영되는 경우의 치수는 단지 3.2 cm x 4 cm일 것이다.

재구성되는 부피의 크기는 엑스선들의 빔의 기하학적 구조와 엑스선들의 방출 지점, 물체 및 센서 사이의 각각의 거리들을 고려함에 주목한다.

앞서 설명되고 도 3a 내지 3f, 특히 도 3c에 도시된 새로운 구성에서 생성기(18) 및 센서(20)에 의해 형성된 조립체의 1회전 동안의 도 1, 도 3a 및 도 3b로부터의 회전 방사선 유닛에 의한 데이터의 획득 및 처리가 이하 기술될 것이다.

따라서, 환자의 머리와 같은 엑스선 촬영될 물체가 도 1의 생성기(18)와 센서(20) 사이에 배치되고, 생성기와 센서에 의해 형성된 조립체는 수직 회전축(30) 주위로 이러한 조립체가 연속적으로 회전함으로써 획득되는 복수의 연속적인 각위치를 취한다. 생성기에 의해 방출된 엑스선들의 시준된 빔은 조명될 물체의 상이한 영역을 각각의 위치에서 조명한다. 이러한 방사는 이것이 물체와 마주치는 것에 의해 수정되고, 생성기와 정렬하여 배치된 센서가 수정된 방사를 수신한다.

따라서, 생성기와 센서로 형성된 조립체의 회전 평면 내의 각각의 각위치에 대해, 조립체는 이러한 방사에 의해 조명되는 물체의 영역들의 특징을 이루는 정보를 수반하는 방사를 수신하고, 수신된 방사를 관련된 각위치에 있는 조명된 물체의 평면 방사선 이미지(평면 상으로 투영된 물체의 3차원 방사선 이미지)를 나타내는 신호로 변환한다.

이러한 방식으로 센서에 의해 제공되는 신호는 투영이라 일컬어진다.

상술한 예에서, 생성기와 센서에 의해 형성되는 장치 전체는 예컨대 회전 지지 구조물의 각각의 이동(단계)시에 1도만큼 회전하고, 이 예에서 투영은 각 각도의 회전에 대해 획득된다.

본 발명에 따라 오프셋된 센서를 사용하는 경우, 물체의 3차원 재구성을 위한 충분한 양의 데이터를 획득하기 위해 완전한 회전이 필요함에 주목한다.

이러한 투영들 또는 신호들은 이들이 획득되는 대로(또는 한 번만) 데이터 처리 유닛으로 전송된다.

이러한 데이터 처리 유닛은 방사선 장치(10)로부터 약 몇 미터 또는 그 이상의 거리에 멀리 떨어져 있을 수 있다.

데이터 처리 유닛은 예컨대 물체 또는 이것의 관심 영역을 3차원으로 재구성하기 위한 알고리즘을 포함하는 하나 이상의 데이터 파일을 저장하는 개인용 컴퓨터(PC)와 같은 컴퓨터이다.

센서로부터의 데이터에 적용되는 재구성 알고리즘의 처리 동작들은 센서 오프셋을 고려한다.

도 4는 센서에 의해 전달되는 투영들 각각에 적용되는 FDK 알고리즘 또는 펠트캄프(Feldkamp)형 재구성 알고리즘의 처리 동작들을 나타내는 개략도이다.

그 자체로 알려진 이러한 알고리즘은 앞서 언급한 오프셋에 적응하도록 수정되었다.

물체(예컨대 치열 반궁 또는 치아)의 부피를 재구성할 수 있도록, 본 발명에 따라 오프셋된 센서는 두 배의 폭을 갖는 비 오프셋 센서라면 180도로 충분한 경우에 360도의 회전을 실행해야 한다. 이로 인해, 주어진 각 단계에 대해, 오프셋 센서로는 보다 적은 시점들이 입수될 수 있으며, 따라서 재구성 잡음이 더 높다.

이러한 잡음의 효과를 제한하기 위해, 도 4에 도시된 알고리즘은 유리하게도 센서의 주변 영역(20c)에 의해 수집되고 주변 영역만을 둘러싸므로 물체와 관련되지 않은 데이터를 센서와 생성기의 연속적인 회전 중에 연속적으로 획득된 각각의 투영 1 내지 n으로부터 제거하는 제1 처리 블록(40)을 포함한다. 이러한 영역의 위치는 장치가 새로운 구성으로 배치되자마자 알려지고, 이 때 이후로는 대응하는 데이터를 계산에 의해 제거하는 것이 용이하다. 알고리즘에 의해 후속 블록들로 처리될 데이터의 양을 감소시키는 것은 계산량을 감소시키고, 따라서 계산 시간을 감소시킨다는 점에 주목한다.

이후, 알고리즘은 영역(20c)으로부터 데이터를 제거한 후에 투영 1 내지 n 각각에 대해 센서에 의해 공급되는 데이터의 특히 고주파의 필터링을 실행하는 제2 처리 블록(41)을 포함한다.

일반적으로 말해, 블록(41)에 의해 실행되는 필터링은 신호들 내에서 발견되는 다양한 주파수 대역들을 독립적으로 분해함으로써 센서에 의해 수집된 신호들과 연관된 잡음을 이러한 신호들 내에 존재하는 유용한 정보로부터 구별하는 것을 가능하게 한다. 사실상, 오프셋 기하 구조는 재구성 잡음을 도입하였다.

따라서, 각각의 신호 또는 투영은, 이것이 주파수 대역들로의 피라미드 분해 다중 비율 필터링을 거치는 블록(41)에 의해 필터링된다. 보다 구체적으로, 이는 가우시안 차분(Gaussian difference)형 분해 필터링의 문제이다. 이러한 블록(41)에서 사용되는 알고리즘은 반복적이고, 관련된 신호의 각각의 주파수 대역에 대해 램프(ramp)형 고주파 피라미드 필터링을 제공한다.

이러한 블록에서 실행되는 동작은 보다 구체적으로 복수의 연속적인 단계들에 존재하며, 이러한 단계들 동안에 이미지(투영)는 수평 방향으로 2의 거듭제곱에 의해 그리고 수직 방향으로 1의 계수에 의해 언더샘플링되고, 단차원 가우시안 차분이 이전에 획득된 각각의 샘플에 적용되며, 선행 단계의 결과는 이전에 2에 의해 오버샘플링된 더 낮은 단계로부터의 고주파 이미지와 가중치 부과 방식으로 결합된다. 가중치 부과 법칙들은 잡음을 유용한 정보로부터 구별하도록 조정된다.

상기 단계들은 이미지(투영)의 크기가 2의 거듭제곱들을 포함할 수 있을 정도로 여러 번 반복된다.

따라서, 가장 낮은 주파수로부터 가장 높은 주파수까지 신호에 적용되는 모든 필터링의 결과가 블록(41)으로부터의 출구 상에서 획득된다.

이러한 단계는 각각의 신호 내의 잡음 성분들 및 관심 주파수들을 데이터 내에서 쉽게 식별하는 것을 가능하게 한다.

이러한 잡음과 유용한 주파수들 사이의 구별은 또한 반복적인 프로세스로 인해 짧은 계산 시간 내에 실행된다.

도 4의 알고리즘은 유리하게도 블록(41)로부터 오는 데이터에 적용되고 엑스선 촬영된 물체의 비중첩 영역들과 함께 중첩 영역을 균질화하도록 의도되는 제3 처리 블록(42)을 포함한다.

일반적으로 말해, 블록(41)에서 필터링된 각각의 신호 또는 투영은 블록(42)에서 가중치 부과 함수에 의해 곱해지며, 이러한 함수는 중첩 영역(39)(엑스선들의 빔이 회전하는 때에 그 빔에 의해 지속적으로 조명되는 물체의 부분 또는 영역)이 주어지는 경우 다양한 신호들 또는 투영들로부터 오는 데이터 사이에 존재하는 중복들(redundancies)을 고려한다.

일반적으로 말해, 가중치 부과는 센서와 생성기의 연속적인 회전들 동안에 엑스선들의 빔에 의해 조명되고 센서에 의해 공급되는 다양한 신호들을 연속적으로 생기게 하는 물체의 부분들의 중첩 영역(39)(도 3e)에 대한 위치의 함수로서 조정된다.

블록(42)에서 적용되는 가중치 부과 함수는 연속적이고 규칙적이다. 보다 구체적으로, 이러한 함수는 세로축(34)에 가장 가까운 센서의 화소들에 대응하는 이미지의 테두리에서의 세로축(34)으로부터 가장 먼 거리에 있는 센서(20)의 화소들에 대응하는 이미지의 테두리의 100%와 0% 사이에서 변동한다.

특히, 가중치 부과 함수의 값은 예컨대 회전축(30) 상에서 1/2이다.

이러한 방식으로 가중치가 부과된 후, 필터링된 투영들은 이러한 투영들을 역투영(retroproject)하는 다음 블록(44)에 의해 처리된다.

종래의 FDK 알고리즘의 이러한 알려진 역투영 단계는 필터링되고 가중치가 부과된 투영 각각을 역투영하여, 엑스선 촬영되는 물체 또는 이것의 관심 영역의 각각의 3차원 화소(voxel)(물체 또는 관심 영역의 평면 내의 화소의 크기와 직접 연관되는 부피의 기본 단위)를 재구성한다.

보다 구체적으로, 이러한 단계 동안에, 관련된 엑스선들의 경로 상에 위치하는 모든 3차원 화소들에게는 관련된 투영 내의 이러한 엑스선들이 도달하는 화소의 값에 의존하는 값이 할당된다.

각각의 블록들(40, 41, 42, 44)의 이러한 4개의 동작은, 주어진 투영에 대해 획득된 역투영 동작의 결과를 선행하는 역투영들로부터 기존에 재구성된 부피에 부가함으로써 각각의 투영에 대해 반복된다.

이후, 물체 또는 이것의 관심 영역을 박편(slice)들로 재구성하는 것이 가능하다. 따라서, 오프셋이 없는 경우에 필요하였을 센서의 크기에 비해 작은 크기의 엑스선 센서로부터 물체 또는 이것의 관심 영역의 3차원 표현이 재구성될 수 있다.

Claims (22)

1. 원뿔 빔 CT(Computed Tomography)식의 치과용 엑스선 장치로서,
   엑스선들의 빔을 물체를 향해 방출하도록 구성되고, 상기 방출된 빔을 시준하도록 구성된 시준 수단을 구비한 엑스선 생성기(18)와,
   상기 생성기와 마주보고 배치된 활성 표면(20a)을 갖는 엑스선 센서 - 상기 생성기 및 상기 센서는 동시에 회전축(30) 주위로 회전하여 이동되도록 구성됨 -
   를 포함하고,
   상기 센서(20)는 상기 생성기로부터 상기 센서로 연장되고 상기 회전축(30)을 통과하는 세로축(34)이 상기 센서의 상기 활성 표면과 수직이 되도록 지향되며, 상기 센서의 중심은 상기 센서의 상기 활성 표면 상으로의 상기 축(34)의 투영(projection)에 대하여 가로로 오프셋되고, 이러한 방식으로 오프셋된 상기 센서와 상기 시준 수단은, 시준된 빔에 의해 상기 센서의 상기 활성 표면의 주변 영역이 상기 활성 표면의 나머지에 비해 약하게 조명되도록 하면서 상기 시준된 빔이 상기 센서의 상기 활성 표면을 조명하도록 배열되는 치과용 엑스선 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 센서 및 상기 생성기는 상기 회전축(30)이 통과하는 회전 평면 내에서 회전하여 이동되도록 구성되는 치과용 엑스선 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 센서의 중심(20b)은 상기 센서의 상기 활성 표면 상의 상기 세로축(34)의 투영에 대하여 소정의 거리에서 가로로 위치하고, 상기 회전 평면에서 측정되는 상기 거리는 상기 센서의 절반 폭과 상기 센서의 상기 활성 표면의 상기 주변 영역이 상기 활성 표면의 나머지에 비해 약하게 조명되도록 하기에 충분한 폭 사이의 차이와 많아야 같으며, 상기 센서의 폭은 상기 회전 평면에서 상기 세로축(34)에 수직으로 측정되는 치수인 치과용 엑스선 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 센서의 중심은 상기 센서의 폭의 1/4 이상이고 상기 거리의 최대값 이하인 거리에 위치하는 치과용 엑스선 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 생성기와 상기 센서의 회전 중에 최소 중첩 영역을 획득하는 것을 가능하게 하는 최소 거리에서 상기 활성 표면 상으로의 상기 축(34)의 투영에 가능한 한 가까이 배치되는 테두리에 의해 상기 센서의 상기 활성 표면을 조명하는 시준된 빔이 한정되도록 상기 시준 수단과 상기 센서가 배열되는 치과용 엑스선 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 생성기(18)의 양극 경사(19)는 상기 센서의 오프셋 위치의 함수로서 수정되어, 이러한 방식으로 오프셋된 상기 센서의 상기 활성 표면을 조명하는 방사의 프로파일을 보다 균일하게 만드는 치과용 엑스선 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 생성기의 상기 양극 경사(19)와 상기 세로축(34) 사이의 각(α)은 상기 센서가 오프셋된 방향으로 열려있는 치과용 엑스선 장치.
8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 회전 평면은 수평인 치과용 엑스선 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 회전축은 수직인 치과용 엑스선 장치.
10. 평면 치과 방사선 이미지들로부터 엑스선들에 의해 조사된 물체의 3차원 표현을 재구성하는 방법 - 상기 방법은 회전축(30) 주위로 동시에 회전하여 이동되도록 구성된 엑스선 생성기(18) 및 엑스선 센서(20)를 이용함 - 으로서,
    상기 엑스선 생성기로부터 물체를 향해 엑스선들의 빔을 방출하고 이러한 빔을 시준 수단에 의해 시준하는 단계와,
    상기 물체를 조사한 엑스선들의 시준된 빔을 상기 센서에 의해 수신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 엑스선들의 빔은 상기 센서의 활성 표면 상으로 시준되고, 상기 센서의 중심은 상기 생성기로부터 상기 센서로 연장되고 상기 회전축을 통과하는 세로축(34)의 상기 센서의 상기 활성 표면 상에서의 투영에 대해 가로로 오프셋되며, 이러한 방식으로 오프셋된 상기 센서의 상기 활성 표면의 주변 영역은 상기 활성 표면의 나머지에 비해 상기 시준된 빔에 의해 약하게 조명되는 물체의 3차원 표현 재구성 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 센서 및 상기 생성기는 상기 회전축(30)이 통과하는 회전 평면 내에서 회전하여 이동되도록 구성되는 물체의 3차원 표현 재구성 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 센서의 중심(20b)은 상기 센서의 상기 활성 표면 상으로의 상기 세로축(34)의 투영에 대하여 소정의 거리에서 가로로 위치하고, 상기 회전 평면에서 측정되는 상기 거리는 상기 센서의 절반 폭과 상기 센서의 상기 활성 표면의 상기 주변 영역이 상기 활성 표면의 나머지에 비해 약하게 조명되도록 하기에 충분한 폭 사이의 차이와 많아야 같으며, 상기 센서의 폭은 상기 회전 평면에서 상기 세로축(34)에 수직으로 측정되는 치수인 물체의 3차원 표현 재구성 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 센서의 중심은 상기 센서의 폭의 1/4 이상이고 상기 거리의 최대값 이하인 거리에 위치하는 물체의 3차원 표현 재구성 방법.
14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생성기와 상기 센서의 회전 중에 최소 중첩 영역을 획득하는 것을 가능하게 하는 최소 거리에서 상기 활성 표면 상으로의 상기 축(34)의 투영에 가능한 한 가까이 배치되는 테두리에 의해 상기 센서의 상기 활성 표면을 조명하는 시준된 빔이 한정되도록 상기 시준 수단과 상기 센서가 배열되는 물체의 3차원 표현 재구성 방법.
15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생성기의 양극 경사(19)는 상기 센서의 오프셋 위치의 함수로서 수정되어, 이러한 방식으로 오프셋된 상기 센서의 상기 활성 표면을 조명하는 방사의 프로파일을 보다 균일하게 만드는 물체의 3차원 표현 재구성 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 생성기의 상기 양극 경사(19)와 상기 세로축(34) 사이의 각(α)은 상기 센서가 오프셋된 방향으로 열려있는 물체의 3차원 표현 재구성 방법.
17. 제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 복수의 연속적인 각위치에서 상기 회전축(30) 주위로 상기 센서(20) 및 상기 생성기(18)를 동시에 회전하여 이동시키는 단계를 포함하고,
    상기 방법은 이러한 연속적인 각위치들 각각에 대해 그 각위치에서 조사되는 물체의 평면 방사선 이미지를 나타내는 신호를 상기 센서가 제공하는 단계를 포함하며,
    모든 연속적인 각위치들에 대해 상기 센서에 의해 제공되는 모든 신호들은 상기 물체의 3차원 표현을 재구성하는 데 필요한 모든 데이터를 포함하는 물체의 3차원 표현 재구성 방법.
18. 제17항에 있어서,
    상기 방법은 상기 물체의 3차원 표현을 재구성하기 위해 모든 연속적인 각위치들에 대해 상기 센서에 의해 공급되는 신호들을 처리하는 단계를 포함하는 물체의 3차원 표현 재구성 방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 처리 단계는 상기 신호들 내에 존재하는 유용한 정보로부터 상기 신호들과 연관된 잡음을 구별하기 위한 필터링 단계를 포함하는 물체의 3차원 표현 재구성 방법.
20. 제19항에 있어서,
    상기 필터링 단계는 상기 신호들 내에 존재하는 다양한 주파수 대역들을 독립적으로 분해하는 단계를 포함하는 물체의 3차원 표현 재구성 방법.
21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 처리 단계는 피라미드 분해 다중 비율 필터링 단계를 포함하는 물체의 3차원 표현 재구성 방법.
22. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 단계는 다양한 신호들 및 연속적인 회전들 동안에 상기 엑스선들의 빔에 의해 연속적으로 조명되는 상기 물체의 부분들로부터의 데이터에 가중치를 부과하는 단계를 포함하고,
    상기 가중치를 부과하는 단계는 연속적인 회전들 동안에 상기 빔에 의해 항상 조명되는 중첩 영역이라 불리는 상기 물체의 영역 내의 상기 물체의 조명되는 부분들의 존재 또는 부존재의 함수로서 조정되는 물체의 3차원 표현 재구성 방법.

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