特許 6201229 画像再構成装置、画像再構成方法、及びＸ線撮影装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6201229

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】画像再構成装置、画像再構成方法、及びＸ線撮影装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20170914BHJP

   A61B 6/14 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 350R

   A61B6/03 350S

   A61B6/14 300

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-72113(P2013-72113)

(22)【出願日】2013年3月29日

(65)【公開番号】特開2014-195526(P2014-195526A)

(43)【公開日】2014年10月16日

【審査請求日】2015年9月25日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000117054

【氏名又は名称】朝日レントゲン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】特許業務法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高田 侑弥

【審査官】 亀澤 智博

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−０６６０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３０８６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１９０５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３０８６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２５２２４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／００ − ６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線が照射された領域に対応する測定画像を対数変換して投影画像を得る対数変換処理手段と、
前記投影画像の横方向端部に所定の画素値を外挿し、外挿後の前記投影画像に対して高周波強調フィルタを畳み込み積分する積分処理手段とを備え、
被写体がＦＯＶ（Field of View）からはみ出し、そのはみ出し方が互いに異なる複数の撮影モードでの前記測定画像それぞれを再構成する場合に、前記高周波強調フィルタの長さを前記複数の撮影モード間で統一しており、
被写体がＦＯＶからはみ出し、そのはみ出し方が互いに異なる複数の撮影モードでの前記測定画像それぞれを再構成する場合に、前記高周波強調フィルタの長さが外挿前の前記投影画像の横方向画素数のＮ倍であり、外挿後の前記投影画像の横方向画素数が外挿前の前記投影画像の横方向画素数の（Ｎ＋１）倍以上であることを特徴とする画像再構成装置。

【請求項2】

Ｘ線が照射された領域に対応する測定画像を対数変換して投影画像を得る対数変換処理ステップと、
前記投影画像の横方向端部に所定の画素値を外挿し、外挿後の前記投影画像に対して高周波強調フィルタを畳み込み積分する積分処理ステップとを備え、
被写体がＦＯＶからはみ出し、そのはみ出し方が互いに異なる複数の撮影モードでの前記測定画像それぞれを再構成する場合に、前記高周波強調フィルタの長さを前記複数の撮影モード間で統一しており、
被写体がＦＯＶからはみ出し、そのはみ出し方が互いに異なる複数の撮影モードでの前記測定画像それぞれを再構成する場合に、前記高周波強調フィルタの長さが外挿前の前記投影画像の横方向画素数のＮ倍であり、外挿後の前記投影画像の横方向画素数が外挿前の前記投影画像の横方向画素数の（Ｎ＋１）倍以上であることを特徴とする画像再構成方法。

【請求項3】

被写体に対してＸ線を照射するＸ線照射部と、
前記被写体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、
前記Ｘ線検出部の検出結果に基づく測定画像を再構成する請求項１に記載の画像再構成装置とを備えることを特徴とするＸ線撮影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被写体の画像を再構成する画像再構成装置及び画像再構成方法並びに画像再構成装置を備えるＸ線撮影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線撮影装置で被写体をＣＴ撮影し、再構成ボリュームデータを生成したとき、被写体がＦＯＶ（Field of View；有効視野）内に完全に収まっている場合は、散乱線やビームハードニングの影響を無視すれば、次の式（１）が成り立つ。

【数1】

ここで、μ_trueは被写体内の注目する１点での線減弱係数であり、μは再構成ボリュームデータにおいて被写体内の注目する１点に対応するボクセルが持つ値であり、aは定数である。以下、便宜上μを再構成ボリュームデータのボクセル値と呼ぶことにする。

【0003】

一般に知られている再構成アルゴリズムは、被写体がＦＯＶ内に完全に収まっていることを前提としており、このとき再構成ボリュームデータのボクセル値は線減弱係数の単なる定数倍に近いと見なせる。

【0004】

医科用ＣＴ撮影の場合は、被写体がＦＯＶからはみ出すことは稀であるため、定数aは同じ値に固定されているとみなすことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−０６１０１６号公報（図１２、図１４）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、歯科用ＣＴ撮影の場合は、被写体がＦＯＶからはみ出すことが多いため（例えば特許文献１参照）、数値的な誤差が生じる。その結果、歯科用ＣＴ撮影は、被写体のＦＯＶからのはみ出し方に依存して定数であるはずのaの値が著しく変動する。

【0007】

ここで一例として、ＦＯＶが広い全歯ＣＴ撮影モードで頭部ファントムを撮影して得られた測定画像を従来の再構成アルゴリズムで再構成した再構成ボリュームデータを図１５（ａ）に示し、ＦＯＶが狭い局所ＣＴ撮影モードで同一の頭部ファントムを撮影して得られた測定画像を従来の再構成アルゴリズムで再構成した再構成ボリュームデータを図１５（ｂ）に示す。

【0008】

また、図１５の再構成ボリュームデータの各注目点に対応する各ボクセル値を図１６に示す。注目点１は前歯のエナメル質であり、注目点２は前歯の象牙質であり、注目点３は歯列内側の軟組織であり、注目点４は歯列外側の軟組織である。図１６から明らかなように、ＦＯＶの大きさが異なり被写体のＦＯＶからのはみ出し方が異なることで、同一の注目点に対応するボクセル値が変動している。

【0009】

本発明は、上記の状況に鑑み、被写体がＦＯＶからはみ出し、そのはみ出し方が互いに異なる複数の撮影モード間でのボクセル値の変動を抑えることができる画像再構成装置、画像再構成方法、及びＸ線撮影装置を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために本発明に係る画像再構成装置は、Ｘ線が照射された領域に対応する測定画像を対数変換して投影画像を得る対数変換処理手段と、前記投影画像の横方向端部に所定の画素値を外挿し、外挿後の前記投影画像に対して高周波強調フィルタを畳み込み積分する積分処理手段とを備え、被写体がＦＯＶからはみ出し、そのはみ出し方が互いに異なる複数の撮影モードでの前記測定画像それぞれを再構成する場合に、前記高周波強調フィルタの長さを前記複数の撮影モード間で統一している構成としている。

【0011】

また、被写体がＦＯＶからはみ出し、そのはみ出し方が互いに異なる複数の撮影モードでの前記測定画像それぞれを再構成する場合に、前記高周波強調フィルタの長さが外挿前の前記投影画像の横方向画素数のＮ倍であり、外挿後の前記投影画像の横方向画素数が外挿前の前記投影画像の横方向画素数の（Ｎ＋１）倍以上であることが望ましい。

【0012】

また、上記目的を達成するために本発明に係る画像再構成方法においては、Ｘ線が照射された領域に対応する測定画像を対数変換して投影画像を得る対数変換処理ステップと、前記投影画像の横方向端部に所定の画素値を外挿し、外挿後の前記投影画像に対して高周波強調フィルタを畳み込み積分する積分処理ステップとを備え、被写体がＦＯＶからはみ出し、そのはみ出し方が互いに異なる複数の撮影モードでの前記測定画像それぞれを再構成する場合に、前記高周波強調フィルタの長さを前記複数の撮影モード間で統一している。

【0013】

また、上記目的を達成するために本発明に係るＸ線撮影装置においては、被写体に対してＸ線を照射するＸ線照射部と、前記被写体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、前記Ｘ線検出部の検出結果に基づく測定画像を再構成する上記構成の画像再構成装置とを備える構成としている。

【発明の効果】

【0014】

本発明によると、高周波強調フィルタの長さを、被写体がＦＯＶからはみ出し、そのはみ出し方が互いに異なる複数の撮影モード間で統一しているので、被写体のＦＯＶからのはみ出し方に依存して上記式（１）における定数aの値が変動することを抑えることができる。これにより、被写体がＦＯＶからはみ出し、そのはみ出し方が互いに異なる複数の撮影モード間でのボクセル値の変動を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係るＸ線撮影装置の本体部の外観を示す図である。

【図2】パノラマ撮影モードの標準軌道を示す図である。

【図3】局所ＣＴ撮影モードの軌道を示す図である。

【図4】局所ＣＴ撮影モードにおいて、撮影対象部位の中心を前歯の位置に設定した場合の撮影対象部位の中心及びＦＯＶを示す図である。

【図5】局所ＣＴ撮影モードにおいて、撮影対象部位の中心を左顎の位置に設定した場合の撮影対象部位の中心及びＦＯＶを示す図である。

【図6】局所ＣＴ撮影モードにおいて、撮影対象部位の中心を左第２小臼歯の位置に設定した場合の撮影対象部位の中心及びＦＯＶを示す図である。

【図7】全歯ＣＴ撮影モードの軌道を示す図である。

【図8】全顎ＣＴ撮影モードの軌道を示す図である。

【図9】画像処理装置の構成を示す図である。

【図10】測定画像を示す図である。

【図11】Ｘ線が照射された領域に対応する測定画像を示す図である。

【図12】本発明の一実施形態における外挿後の投影画像を示す図である。

【図13】従来の外挿後の投影画像を示す図である。

【図14】本発明の一実施形態と従来例との各注目点に対応する各ボクセル値を示す図である。

【図15】従来の再構成アルゴリズムで再構成した再構成ボリュームデータを示す図である。

【図16】図１５の再構成ボリュームデータの各注目点に対応する各ボクセル値を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。

【0017】

まず始めに、本発明の一実施形態に係るＸ線撮影装置の本体部１（以下、「Ｘ線撮影装置の本体部１」と称す）の構成について図１を参照して説明する。図１はＸ線撮影装置１の本体部の外観を示す図であり、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は側面図である。

【0018】

Ｘ線撮影装置の本体部１は、歯科用あるいは耳鼻科用等のＸ線撮影装置の本体部であって、床面に載置されるベース２と、ベース２から鉛直方向に立設された下部ポール３と、鉛直方向にスライド可能に下部ポール３に接続される上部ポール４と、上部ポール４の上端部に固定されている固定アーム５と、回転可能に固定アーム５に接続される旋回アーム６と、上部ポール４の中央部に固定されており被写体（例えば歯など）を含む人体の頭部を保持する頭部保持部７とを備えている。実施形態では、固定アーム５が上部ポール４に固定されているが、例えば、Ｘ線撮影装置の本体部１を設置する部屋の壁や天井に固定アーム５が直接あるいは部屋の壁や天井との距離を調整することができる調整機構を介して取り付けられる態様であってもよい。

【0019】

旋回アーム６は、被写体に対してＸ線を照射するＸ線照射部８と、被写体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部９とを対向して配置している。本実施形態では、Ｘ線検出部９として、照射されたＸ線に応じて電気信号を生成する変換素子が二次元状に配置されている二次元Ｘ線検出器を用いる。

【0020】

Ｘ線撮影装置の本体部１の撮影モードは特に限定されないが、例えば、パノラマ撮影モードやＣＴ撮影モードを挙げることができる。パノラマ撮影モードでは、Ｘ線照射部８及びＸ線検出部９が歯列弓の形状に沿った所定の軌跡を描くように、旋回アーム６の旋回軸を旋回軸に垂直な方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動させ、旋回アーム６を旋回軸回りに旋回させながら断層撮影を行う。ＣＴ撮影モードでは、頭部の対象撮影領域（ＦＯＶ）を中心にして旋回アーム６を回転させながら、対象撮影領域（ＦＯＶ）の断層撮影を行う。

【0021】

ここで、パノラマ撮影モードについて図２を参照してより詳細に説明する。図２はパノラマ撮影モードの標準（成人用）軌道を示している。パノラマ撮影モードの標準（成人用）軌道では、Ｘ線照射部８及びＸ線検出部９が仮想歯列弓２０１の形状に沿った所定の軌跡を描いてＸ線ビームの軌跡が包絡線状の軌跡２０２になるように、Ｘ線照射部８及びＸ線検出部９が配置されている旋回アーム６を、撮影開始位置Ｐ１から図２に示す軌道に沿って撮影終了位置Ｐ２まで移動させる。撮影開始位置Ｐ１と撮影終了位置Ｐ２との間における旋回アーム６の旋回角度は約２２０度である。なお、撮影終了位置Ｐ２を除く図２に示された旋回アーム６の位置は被写体の撮影領域の左半分における各撮影位置である。Ｘ線照射部８のＸ線焦点８Ａから射出されるＸ線は、Ｘ線照射部８に設けられているＸ線絞り８Ｂによって絞られ、Ｘ線検出部９上でのＸ線ビーム幅Ｗが調整される。

【0022】

パノラマ撮影モードは、上述した標準（成人用）軌道の他に、小児用軌道、直行軌道、顎関節撮影軌道、上顎洞撮影軌道などを有していることが好ましい。小児用軌道は、仮想歯列弓２０１の形状が小さくなる点が標準軌道と異なっている。直行軌道は、各撮影位置でのＸ線ビームが患者歯列弓２０３の歯と歯の間を通過するようにしている点が標準軌道と異なっている。顎関節撮影軌道（側面）は、Ｘ線照射部８及びＸ線検出部９が仮想歯列弓２０１の両端部分（顎関節撮影可能部分）の形状に沿った所定の軌跡を描くように旋回アーム６を移動させる点が標準軌道と異なっている。顎関節撮影軌道（正面）は、Ｘ線照射部８及びＸ線検出部９が仮想線２０４の形状に沿った所定の軌跡を描くように旋回アーム６を移動させる点が標準軌道と異なっている。上顎洞撮影軌道は、Ｘ線照射部８及びＸ線検出部９が仮想線２０５の形状に沿った所定の軌跡を描くように旋回アーム６を移動させる点が標準軌道と異なっている。

【0023】

続いて、ＣＴ撮影モードについて図３〜図８を参照してより詳細に説明する。なお、図３〜図８において図２と同一の部分には同一の符号を付す。

【0024】

局所ＣＴ撮影モードは、歯顎領域内の上下歯牙領域全体よりも狭い特定の領域を撮影対象とするＣＴ撮影モードである。局所ＣＴ撮影モードのＦＯＶは例えば直径５１ｍｍ高さ５５ｍｍの円柱形状の空間領域である。図３は局所ＣＴ撮影モードの軌道を示している。局所ＣＴ撮影モードでは、図３に示すように、Ｘ線検出部９の中心がＸ線照射部８と旋回アーム６の旋回軸中心２０６とを結ぶラインの延長線上にくるように旋回アーム６を旋回させながら複数の撮影位置で撮影が行われる。また、局所ＣＴ撮影モードでは、通常、図３に示すように、旋回アーム６の旋回軸中心２０６は定位置になっている。なお、図３には撮影位置として４箇所が図示されているが、これはあくまで例示であり撮影位置は図示された箇所に限定されるものではない。

【0025】

局所ＣＴ撮影モードは、後述する全歯ＣＴ撮影モードや全顎ＣＴ撮影モードに比べてＸ線検出部９上でのＸ線ビーム幅Ｗが狭いため、Ｘ線検出部９のサイズが小さくても実施可能である。

【0026】

なお、局所ＣＴ撮影モードでは、撮影対象部位（関心領域）の中心を何処に設定するかに応じて旋回アーム６の旋回軸中心２０６の位置を変えるようにしており、通常、図３に示すように、撮影対象部位（関心領域）の中心と旋回アーム６の旋回軸中心２０６の位置とが一致するように位置調整がなされる。局所ＣＴ撮影モードにおける撮影対象部位（関心領域）の中心は任意に設定することができる。図３に示した位置設定の他にも、例えば、図４に示すように撮影対象部位（関心領域）の中心２０８を仮想歯列弓２０１上の前歯の位置に設定することもでき、図５に示すように撮影対象部位（関心領域）の中心２０８を仮想歯列弓２０１上の左顎の位置に設定することもでき、図６に示すように撮影対象部位（関心領域）の中心２０８を仮想歯列弓２０１上の右第２小臼歯の位置に設定することもでき、その他種々の位置設定が可能である。

【0027】

全歯ＣＴ撮影モードは、上下歯牙領域全体を撮影対象とするＣＴ撮影モードである。全歯ＣＴ撮影モードのＦＯＶは例えば直径９７ｍｍ高さ１００ｍｍの円柱形状の空間領域である。図７は全歯ＣＴ撮影モードの軌道を示している。全歯ＣＴ撮影モードでは、図７に示すように、Ｘ線検出部９の中心がＸ線照射部８と旋回アーム６の旋回軸中心２０６とを結ぶラインの延長線上にくるように旋回アーム６を旋回させながら複数の撮影位置で撮影が行われる。また、全歯ＣＴ撮影モードでは、通常、図７に示すように、旋回アーム６の旋回軸中心２０６は定位置になっている。なお、図７には撮影位置として４箇所が図示されているが、これはあくまで例示であり撮影位置は図示された箇所に限定されるものではない。

【0028】

全歯ＣＴ撮影モードは、上述した局所ＣＴ撮影モードに比べて撮影対象が広範囲になりＸ線検出部９上でのＸ線ビーム幅Ｗが広くなるため、その広いＸ線ビーム幅Ｗに見合ったＸ線検出部９のサイズを必要とする。

【0029】

全顎ＣＴ撮影モードは、歯顎領域の全ての範囲を撮影対象とするＣＴ撮影モードである。全顎ＣＴ撮影モードのＦＯＶは例えば直径１６１ｍｍ高さ１００ｍｍの円柱形状の空間領域である。図８は全顎ＣＴ撮影モードの軌道を示している。全顎ＣＴ撮影モードでは、図８に示すように、Ｘ線検出部９の中心がＸ線照射部８と旋回アーム６の旋回軸中心２０６とを結ぶラインの延長線上からずれるように旋回アーム６を旋回させながら複数の撮影位置で撮影が行われる。また、全顎ＣＴ撮影モードでは、通常、図８に示すように、旋回アーム６の旋回軸中心２０６は定位置になっている。なお、図８には撮影位置として４箇所が図示されているが、これはあくまで例示であり撮影位置は図示された箇所に限定されるものではない。

【0030】

全顎ＣＴ撮影モードは、Ｘ線検出部９の中心をＸ線照射部８と旋回アーム６の旋回軸中心２０６とを結ぶラインの延長線上からずらして撮影を行っているので、上述した全歯ＣＴ撮影モードよりもＦＯＶ２０７を拡大することができる。したがって、Ｘ線検出部９のサイズアップを抑えながら歯顎領域の全ての範囲を撮影対象とすることができる。

【0031】

なお、全顎ＣＴ撮影モードにおいて、Ｘ線検出部９をサイズアップして、Ｘ線検出部９上でのＸ線ビーム幅Ｗを図８に示す場合よりも拡大し、ＦＯＶを例えば直径２３０ｍｍ高さ１６４ｍｍの円柱形状の空間領域にすることで、歯顎領域の全ての範囲のみならず、頭頸部領域の全ての範囲を撮影対象とすることも可能である。

【0032】

上述したパノラマ撮影モード及びＣＴ撮影モードでは、撮影時に患者歯列弓２０３が想定した位置（図２、図３、図７、図８に図示した位置）に存在することで、撮影者が意図していた通りの撮影を行うことができる。患者歯列弓２０３の想定した位置への位置合わせを容易に実現する方法としては、例えば、光ビームを利用する方法を挙げることができる。当該光ビームとしては、例えば、頭の正中線の位置を示す正中線光ビーム、眼窩下縁と外耳道を結ぶ線の位置を示す水平線光ビーム、犬歯の位置（断層撮影の基準位置）を示す断層基準線光ビームなどがあり、これらの光ビームの出力部をＸ線撮影装置に設け、これらの光ビームを参考にして患者が頭の位置を微調整するとよい。

【0033】

また、旋回アーム６から離れた位置に設置するセファロ用ユニット（不図示）を用い、セファロ撮影モードでの撮影が行えるようにしてもよい。セファロ用ユニットは、被写体を透過 したＸ線を検出して、被写体をセファロ撮影するためのセファロ用Ｘ線検出部と、頭部を固定するための頭部固定部とを備える。セファロ撮影は、歯科矯正の診断等に用いられ、頭部規格Ｘ線撮影法（セファロ撮影法）を用いて撮影する。セファロ撮影では、例えば、頭部固定部のイヤーロッドを頭部の左右の外耳孔部に挿入して固定し、旋回アーム６に設けられたＸ線照射部８からＸ線を照射して、被写体を透過したＸ線をセファロ用Ｘ線検出部で検出する。

【0034】

本発明の一実施形態に係るＸ線撮影装置は、Ｘ線撮影装置の本体部１の他に、図９に示す画像処理装置１０も備えている。

【0035】

画像処理装置１０は、ＲＯＭ１０２やＨＤＤ１０７に格納されているプログラムに従って画像処理装置１０全体を制御するＣＰＵ１０１と、固定的なプログラムやデータを記録するＲＯＭ１０２と、作業メモリを提供するＲＡＭ１０３と、Ｘ線撮影装置の本体部１内に格納されＸ線撮影装置の本体部１の各部を制御する制御部（不図示）との間で通信を行うための通信インターフェース部１０４と、画像データを一時的に記憶するＶＲＡＭ１０５と、ＶＲＡＭ１０５に記憶された画像データに基づいて画像を表示する表示部１０６と、前記制御部及びＣＰＵ１０１が協働してＸ線撮影動作を制御するための撮影制御プログラム、再構成画像を生成するための画像再構成処理プログラム等の各種プログラム、各種プログラムを実行する際に用いられる各種パラメータの設定値、並びに、再構成画像データ等の各種データを記憶するＨＤＤ１０７と、キーボード、ポインティングデバイス等の入力部１０８とを備えている。

【0036】

画像処理装置１０と前記制御部との通信方法は、有線通信でもよく、無線通信でもよく、有線と無線を組み合わせた通信であってもよい。画像処理装置１０としては、例えば、パーソナルコンピュータを挙げることができる。なお、画像処理装置１０は、画像処理以外に、Ｘ線撮影装置の本体部１の遠隔操作、画像表示も行う。ＨＤＤ１０７に記憶されている各プログラムは、画像処理装置１０にプリインストールされていてもよく、光ディスク等の記憶媒体に格納された形態で流通されて画像処理装置１０にインストールされてもよく、ネットワークを介して流通されて画像処理装置１０にインストールされてもよい。

【0037】

画像再構成処理プログラムを実行すると、画像処理装置１０は画像再構成処理装置として機能する。

【0038】

Ｘ線検出部９から出力され、画像処理装置１０が受信する画像は、測定画像と呼ばれる。測定画像の各画素値は、Ｘ線検出部９の各検出素子に到達したＸ線量子の個数に比例した値を表しているとみなすことができる。

【0039】

ここで、ＦＯＶが広い全歯ＣＴ撮影モードで頭部ファントムを撮影して得られた測定画像を図１０（ａ）に示し、ＦＯＶが狭い局所ＣＴ撮影モードで同一の頭部ファントムを撮影して得られた測定画像を図１０（ｂ）に示す。また、ＦＯＶが広い全歯ＣＴ撮影モードでのＸ線が照射された領域に対応する測定画像を図１１（ａ）に示し、ＦＯＶが狭い局所ＣＴ撮影モードでのＸ線が照射された領域に対応する測定画像を図１１（ｂ）に示す。図１１（ａ）は図１０（ａ）と同一であり、図１１（ｂ）は図１０（ｂ）からＸ線が照射された領域のみを切り取った画像である。

【0040】

画像再構成処理プログラムで使用される再構成アルゴリズムは、Ｘ線量子の個数ではなく、Ｘ線の線減弱係数の線積分を用いて断面を再構成する。このため、画像再構成処理において、Ｘ線が照射された領域に対応する測定画像は、次の式（２）によって線減弱係数の線積分の分布を示す画像（投影画像）に対数変換される。

【数2】

ここで、iは画素のラベルであり、I₀(i)は被写体が存在しないときの測定画像の画素値であり、I(i)は今回再構成を所望する被写体を置いたときの測定画像の画素値であり、sはＸ線の経路であり、μ(s)は位置sにおける線減弱係数である。

【0041】

さらに、画像再構成処理において、投影画像の横方向端部に所定の画素値が外挿され、外挿後の前記投影画像に対して高周波強調フィルタを畳み込み積分する積分処理が行われる。

【0042】

本実施形態では、全歯ＣＴ撮影モード及び局所ＣＴ撮影モードの双方において、外挿後の投影画像の横方向画素数を、図１２に示すように全歯ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数の３倍に統一し、また高周波強調フィルタの長さを全歯ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数の２倍に統一している。なお、図１２では、投影画像の縦方向を限定しているが、実際の画像再構成処理においてはＸ線が照射された領域全てが用いられる。

【0043】

これに対して、従来では、図１３に示すように、全歯ＣＴ撮影モードにおいて、外挿後の投影画像の横方向画素数を全歯ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数の定数倍（例えば３倍）にし、局所ＣＴ撮影モードにおいて、外挿後の投影画像の横方向画素数を局所ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数の定数倍（例えば３倍）にし、また全歯ＣＴ撮影モードでの高周波強調フィルタの長さを全歯ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数の定数倍（例えば２倍）にし、局所ＣＴ撮影モードでの高周波強調フィルタの長さを局所ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数の定数倍（例えば２倍）にしている。なお、図１３では、投影画像の縦方向を限定しているが、実際の画像再構成処理においてはＸ線が照射された領域全てが用いられる。

【0044】

畳み込み積分は、本来は負の無限大から正の無限大までを積分区間とする。しかし、実際はどこかで積分を打ち切らなければならない。

【0045】

ここで、図１３に示す従来例のように、全歯ＣＴ撮影モードと局所ＣＴ撮影モードとで、外挿後の投影画像の横方向画素数及び高周波強調フィルタの長さが異なれば、積分を打ち切るタイミングがずれ、その結果、上記式（１）における定数aの値が大きく変動することになる。

【0046】

一方、図１２に示す本実施形態のように、全歯ＣＴ撮影モード及び局所ＣＴ撮影モードの双方において、外挿後の投影画像の横方向画素数を全歯ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数の３倍に統一し、また高周波強調フィルタの長さを全歯ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数の２倍に統一すれば、積分を打ち切るタイミングを揃えることができ、その結果、上記式（１）における定数aの値が変動することを抑えることができる。これにより、図１４に示すように、図１２に示す本実施形態（図１４中の本発明）は図１３に示す従来例（図１４中の従来）に比べて全歯ＣＴ撮影モード及び局所ＣＴ撮影モード間でのボクセル値の変動を抑えることができる。なお、図１４中の各注目点は図１５で示した各注目点と同様である。

【0047】

ボクセル値はＣＴ値に変換され、ＣＴ値の具体的な値から歯の齲蝕の有無などが歯科医によって診断されることが多い。しかしながら、ＣＴ値を逆変換してボクセル値に戻してボクセル値の具体的な値に基づいてＸ線撮影装置１が歯の齲蝕の有無などを自動診断することも可能である。この自動診断を実施する場合、本実施形態のように全歯ＣＴ撮影モード及び局所ＣＴ撮影モード間でのボクセル値の変動を抑えることで自動診断の精度を向上させることができる。

【0048】

上述した実施形態では、外挿後の投影画像の横方向画素数を全歯ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数の３倍に統一し、高周波強調フィルタの長さを全歯ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数の２倍に統一したが、高周波強調フィルタの長さは、全歯ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数の２倍に限定されることは無く、他の定数倍であってもよい。外挿後の投影画像の横方向画素数は、高周波強調フィルタの長さが全歯ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数のＮ倍である場合に、全歯ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数の（Ｎ＋１）倍以上にするとよい。高周波強調フィルタの長さを全歯ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数の定数倍に統一すると、高周波強調フィルタの長さが長くなるので、アーチファクトの発生を低減することができる。

【0049】

また上述した実施形態とは異なり、全歯ＣＴ撮影モード及び局所ＣＴ撮影モードの双方において、高周波強調フィルタの長さを局所ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数の定数倍に統一してもよい。外挿後の投影画像の横方向画素数は、高周波強調フィルタの長さが局所ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数のＮ倍である場合に、局所ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数の（Ｎ＋１）倍以上にするとよい。この場合、外挿後の投影画像の横方向画素数が全歯ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数を下回らないように上記の定数倍を設定する。高周波強調フィルタの長さを局所ＣＴ撮影モードでの外挿前の投影画像の横方向画素数の定数倍に統一すると、高周波強調フィルタの長さが短くなるので、畳み込み積分を実行する際に画像処理装置１０にかかる負担を低減することができる。

【0050】

また上述した実施形態及び上述した変形例とは異なり、全歯ＣＴ撮影モード及び局所ＣＴ撮影モードの双方において、高周波強調フィルタの長さを外挿前の投影画像の横方向画素数の定数倍以外の値に統一してもよい。この場合、トレードオフの関係にあるアーチファクトの発生と畳み込み積分を実行する際に画像処理装置１０にかかる負担とを所望の関係に調整することができる。

【0051】

また上述した実施形態では、外挿後の投影画像の横方向画素数及び高周波強調フィルタの長さの統一について、全歯ＣＴ撮影モード及び局所ＣＴ撮影モードのみについて述べたが、被写体がＦＯＶからはみ出す他の撮影モード（例えば全顎ＣＴ撮影モードなど）が搭載されている場合には、被写体がＦＯＶからはみ出す他の撮影モードについても外挿後の投影画像の横方向画素数及び高周波強調フィルタの長さを統一する。

【0052】

また上述した実施形態では、右側外挿部の全ての画素値を外挿前の投影画像の右側端部の画素値と同一に設定し、左側外挿部の画素値を外挿前の投影画像の左側端部の画素値から左方向に進むにつれて平方根関数的に減少し零に至るように設定しているが、当該設定に限定されることは無く、例えば右側外挿部の全ての画素値を外挿前の投影画像の右側端部の画素値と同一に設定し、左側外挿部の全ての画素値を外挿前の投影画像の左側端部の画素値と同一に設定してもよい。

【符号の説明】

【0053】

１ 本発明の一実施形態に係るアーム型Ｘ線撮影装置の本体部
２ ベース
３ 下部ポール
４ 上部ポール
５ 固定アーム
６ 旋回アーム
７ 頭部保持部
８ Ｘ線照射部
８Ａ Ｘ線焦点
８Ｂ Ｘ線絞り
９ Ｘ線検出部
１０ 画像処理装置
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ 通信インターフェース部
１０５ ＶＲＡＭ
１０６ 表示部
１０７ ＨＤＤ
１０８ 入力部
２０１ 仮想歯列弓
２０２ 包絡仮想歯列弓
２０３ 患者歯列弓
２０４、２０５ 仮想線
２０６ 旋回アームの旋回軸中心
２０７ ＦＯＶ
Ｐ１ 撮影開始位置
Ｐ２ 撮影終了位置
Ｗ Ｘ線検出部上でのＸ線ビーム幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】