产生牙科全景图像制造技术

本发明专利技术一般涉及从在关于患者头部的牙科全景成像扫描期间获取的多个帧图像产生数字牙科全景图像。该产生包括在合计帧的信息的过程中使用拍摄帧时的X射线束和X射线检测器的位置和取向的信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及牙科全景成像，更特别地，涉及从在关于患者的头部的牙科全景成像扫描期间获取的多个帧图像产生数字牙科全景图像。
技术介绍
全景X射线装置的传统操作原理包括：在胶片关于X射线束移动的同时，围绕患者的头部驱动X射线源和胶片盒，使得牙弓将作为平面图片在胶片上被成像。传统的牙科全景成像的这种基本操作包括在X射线源、图像信息接收器和患者之间产生各自的相互的移动。虽然存在产生这种移动的数种可能性，但是最常见的配置是，以相互分开一段距离的方式将X射线源和图像信息接收器附接于支撑臂上，该臂然后关于不动的患者以特定的方式移动。在这种情况下，为了获得被检体内的希望层即患者头部内的牙弓层的清晰(sharp)图像，胶片的移动速度必须特别地与X射线束沿要成像的希望层的扫射速度相关。通过该配置，患者头部内的希望层前后的不希望的结构被模糊而不可见。在传统的全景成像中，将被清晰地拍照的层的厚度与支撑臂的瞬时旋转中心到胶片水平的距离成正比，与倍率和射束的宽度成反比。全景成像的该基本式可表达如下v1/v0＝L1/L0v0＝ωr这里，L0＝从X射线管焦点F到在给定时刻成像的被检体的点的距离；L1＝从X射线管焦点F到X射线胶片(检测器)平面的距离；ω＝关于瞬时旋转中心的旋转运动的角速度；r＝成像的被检体的该点到该瞬时旋转中心的距离；以及v1＝胶片(检测器)平面上的图像点的速度。由此，速度v1与胶片在全景成像扫描期间相对于入射于胶片上的X射线束移动的速度有关。关于数字成像，当使用所谓的TDI成像技术(时间延迟积分)时，令通过检测器的像素电荷的传送速度与胶片移动的速度对应。因此，在当实施扫描处理和电荷传送以遵从该成像式时已完成希望层外面的层的模糊化的意义上说，从传感器读出的图像数据将与全景胶片图像对应。在这种情况下，由于从传感器读出的数据已代表与速度v1对应的那个层，因此，只要关心选择要示出的层析成像层即可，即使能够进行曝光后图像处理，也不需要并且不会进行。现有技术的数字全景成像还包括所谓的FT(帧传送)技术。当使用FT或在成像扫描期间拍摄数个单独的的重叠帧的任何其它技术时，当希望观看与当遵从以上给出的传统的全景成像式时会得到的层相同的层时，应使得构建看起来清晰的层时的帧的重叠程度与速度v1对应。帧技术带来的一个优点在于，由于在图像处理中使用的帧的重叠程度确定将被相对增强的层而其它层将被模糊化，因此，在曝光之后，通过改变重叠程度可在一定程度上改变层析成像层。层能够改变的程度依赖于帧数据是如何以及通过什么类型的手段获取的。但是，一般地，只有层的位置的边际变化(marginal change)是可能的。并且，虽然现有技术的帧全景系统包括边际地改变清晰层的可能性，但是在图像构建中使用的重叠程度基于某预定方案。这些方案一般包括使用帧的标准重叠且全景图像的实际计算不包含会与成像系统的在帧的曝光位置处的实际成像几何结构(geometry)有关的任何参数。此外，由于解剖结构的观看方向主要由用于获得帧数据的成像几何结构支配，即由在获取帧数据时成像部件(X射线源和图像信息技器)移动所依据的几何结构支配，因此，现有技术的系统受困于该观
看方向，原因是它们缺少改变示出全景图像或它们的多个部分的观看方向的部件。此外，尽管可能在实践上与使用更传统的连续扫描技术时相比，该帧成像技术使得能够使用更宽的检测器面积，但是存在准则，诸如与能够在成像扫描期间足够快地读出帧以及在单个帧内的倍率上没有大的修改的必要性有关的准则，这些准则也已将实践上的限制设定为可在现有技术的牙科全景帧成像中使用的检测器的宽度。
技术实现思路
本专利技术及其优选实施例的主要目的是，提供一种系统，通过该系统，可关于各曝光位置，与成像过程中使用的真实成像几何结构的知识相关地使用在单个全景成像扫描中获取的帧图像数据，以提供用于在曝光之后从帧数据产生牙科全景图像的新的可能性。本专利技术的第二目的包含，使得能够不仅从在单个全景成像扫描中获取的帧图像数据产生多于一个的层析成像层，而且还构建和显示从不同方向观看的牙弓的图像或部分图像。可通过在所附的权利要求中限定的本专利技术的实施例达到将在以下讨论的本专利技术的这些和其它目的。本专利技术的核心是，实现全景扫描，使得成像几何结构的信息，即检测器和X射线管的焦点以及因此X射线束的位置和取向的信息在它们的曝光位置处被获知并且该信息然后被用于计算牙科全景图像。本专利技术的各种实施例提供的优点包括能够从单个帧数据组产生从多于一个的方向观看的牙科全景图像的可能性。当能够虚拟地改变观看角度时，从特定的其它观看方向不可见的解剖特征可能变得可见。因此，例如，可以避免由于需要重新拍摄图像导致的患者对X射线的再次曝光。此外，以下讨论的实施例提供了使用比一般在牙科帧全景成像中使用的检测器宽的检测器的可能性。附图说明以下将通过参照附图来讨论本专利技术及其一些优选实施例，其中，图1表示全景成像装置的例子，图2表示用于实现以下讨论的实施例的系统的基本部件中的一些，图3a表示牙科全景图像，图3B表示可从中产生牙科全景图像的数个帧图像之中的单个帧图像，图4表示各单独的重叠帧以及还有代表当成像检测器移动到新的曝光位置时在帧的不同位置处投影的解剖结构的垂直断面的线，图5表示根据本专利技术的实施例的全景成像处理的原理的示例图，图6表示应用本专利技术的原理的方法的步骤，以及图7表示可在实现本专利技术时使用的信息处理/计算机系统的硬件构成的示意图。具体实施方式参照在附图中示出并且在以下的描述中详述的非限制性实施例，更完整地解释这里讨论的实施例及其各种特征和有优势的细节。公知的部件和处理技术的描述被省略，以避免不必要地混淆这里的实施例。这里使用的例子仅仅是为了有利于理解这里的实施例可实施的方式并且进一步使得本领域技术人员能够实施这里的实施例。因此，这些例子不应被解释为限制这里的实施例的范围。还应理解，实施例是示例性的。例如，在说明书在某处提到“一种”、“一个”或“一些”实施例的情况下，这未必意味着提到的是同一(同一些)实施例或者该特征仅适用于单个实施例。不同实施例的单个特征可被组合以提供其它的实施例，即使这没有在给定的语境中被明确公开。这里讨论的本专利技术的实施例使用沿牙弓拍摄重叠帧时的X射线束和X射线检测器的位置和取向信息，以产生牙科全景图像。例如，以下讨论的实施例允许用户从环形区域即从多于一个的观看方向观看牙弓的特定关注点。因此，这里描述的实施例可允许用户观看例如牙科全景放射线照片中的患者牙齿之间的特定特征，这些特征可能在通过
使用现有技术的方法和配置产生的另一牙科全景放射线照相中不可见。在附图中，图1给出示例性全景X射线成像装置的结构。该装置包括基体27和通过其下端固定于基体27上的柱状框架部分12。支撑臂13(未示出其盖子)被可旋转地安装于框架部分12的上端上。相对应地，可旋转地安装于支撑臂13的外端上的是另一支撑臂，即中间支撑臂14，在该中间支撑臂14的外端上进一步可旋转地安装常常被称为C形臂的成像臂15。C形臂15支撑成像部件，即，X射线源26和图像检测器16。而且，定位支撑25被附接于柱状框架部分12上，以帮助定位要被成像的人。作为在柱状框架部分12上的替代，可旋转支撑臂13也可被安装于墙壁或者天本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生数字牙科全景图像的方法，包括：－使用通过牙科全景X射线成像装置沿牙弓拍摄的若干单独的重叠帧(300)，所述装置包括：－用于产生X射线束并且具有焦点的X射线源；和－具有像素列的图像检测器，并且，所述帧(300)是通过围绕患者头部移动X射线源和图像检测器拍摄的；以及－通过合计帧(300)的信息来计算全景图像(200)，其中，－全景图像(200)是通过关于在拍摄帧时X射线束和X射线检测器的位置和取向的信息合计帧(300)的信息而产生的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.18 FI 201303791.一种用于产生数字牙科全景图像的方法，包括：－使用通过牙科全景X射线成像装置沿牙弓拍摄的若干单独的重叠帧(300)，所述装置包括：－用于产生X射线束并且具有焦点的X射线源；和－具有像素列的图像检测器，并且，所述帧(300)是通过围绕患者头部移动X射线源和图像检测器拍摄的；以及－通过合计帧(300)的信息来计算全景图像(200)，其中，－全景图像(200)是通过关于在拍摄帧时X射线束和X射线检测器的位置和取向的信息合计帧(300)的信息而产生的。2.根据权利要求1所述的方法，其中，一个或多个希望点P的关于在拍摄帧时X射线束和X射线检测器的位置和取向的所述信息的位置被确定，并且，帧(200)的信息的所述合计包含关于所述一个或多个希望点P合计全景图像(200)的一个或多个列C。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，－产生代表要由全景图像(200)表现的层析成像层的虚拟全景曲线(400)，该曲线(400)以及X射线束和X射线检测器的位置和取向的所述信息被放在同一组坐标中，以及－根据所述曲线(400)在所述一组坐标中的位置，产生代表层析成像层的全景图像(200)。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的方法，其中，－产生代表要由全景图像(200)表现的希望的层析成像层的、关于X射线束和X射线检测器的位置和取向的所述信息的虚拟全景曲线
\t(400)，－对于产生的全景图像(200)的列C，确定所述曲线(400)上的希望点P，以及－通过合计从放射线源的焦点观看的点P被投影到的单独的帧(300)的那些列，产生全景图像(200)的列C，该投影P->P′限定关于特定单独帧(300)的点P的投影方向。5.根据权利要求2～4中的任一项所述的方法，其中，－对至少一个点P确定希望的观看方向D，并且，基于观看方向D与由从放射线源的焦点到所述点P的线限定的方向之间的角度对单独的帧(300)上的列计算加权因子，以及－当合计帧(300)的所述信息时，使用所述加权因子，以使得，给予帧的列的权重越小，则代表希望的观看方向的所述方向矢量D与由从放射线源的焦点到所述点P的线限定的方向之间的角度越大。6.根据权利要求5所述的方法，其中，通过将给定列C的像素值除以该列的加权因子的总和，来归一化最终全景图像(200)的列C的像素值。7.一种用于产生和呈现数字牙科全景图像的方法，包括：－使用通过牙科全景X射线成像装置沿牙弓拍摄的若干单独的重叠帧(300)，所述装置包括：－用于产生X射线束并且具有焦点的X射线源；－具有像素列的图像检测器；以及－与所述装置功能性连接的显示器，并且，所述帧(300)是通过围绕患者头部移动X射线源和图像检测器拍摄的；－通过合计帧(300)的信息计算全景图像(200)，以及－在显示器上呈现如此产生的层析成像层的全景图像(200)，其中，－产生从不同方向观看的至少两个全景图像(200)，以及－同时、依次、作为组合图像或者作为运动图像，在显示器上呈现代表来自不同方向的视图的所述至少两个图像。8.根据权利要求7所述的方法，其中，至少两个全景图像(200)的所述产生包含关于在拍摄帧时X射线束和X射线检测器的位置和取向的信息通过至少两种不同的方式合计所述帧(300)的信息。9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述至少两个全景图像(200)根据它们的观看方向的次序依次在显示器上被呈现，以给出牙弓在显示器上转动的感觉。10.根据权利要求9所述的方法，其中，－产生从不同方向观看的若干全景图像(200)，－对于每个这种观看方向，产生代表不同的层析成像层的若干图像，－对于每个这种观看方向，选择代表不同层析成像层的所述若干图像中的一个，以代表所述观看方向，以及－在显示器上呈现如此选择的图像。11.根据权利要求8～10中的任一项所述的方法，其中，一个或多个希望点P关于在拍摄帧时X射线束和X射线检测器的位置和取向的所述信息的位置被确定，并且，帧(200)的信息的所述合计包含关于所述一个或多个点P合计全景图像(200)的一个或多个列C。12.根据权利要求7～11中的任一项所述的方法，其中，－产生代表要在全景图像(200)中表现的层析成像层的虚拟全景曲线(400)，该曲线(400)以及X射线束和X射线检测器的位置和
\t取向的所述信息被放在同一组坐标中，以及－通过关于所述曲线(400)合计帧(300)的所述信息，产生从不同方向观看的所述至少两个全景图像(200)，使得曲线(400)沿至少第一和第二取向被布置于所述一组坐标中，使得关注这些取向中的每一个，－对于产生的全景图像(200)的列C，确定所述曲线(400)上的点P，以及－通过合计从放射线源的焦点观看的点P被投影到的单独的帧(300...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·拓以米拉，
申请(专利权)人：普兰梅卡有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI