(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 110353717 A(43)申请公布日 2019.10.22
(21)申请号 201910704924.2(22)申请日 2014.12.18(30)优先权数据
20130379 2013.12.18 FI(62)分案原申请数据
201480074309.3 2014.12.18(71)申请人 普兰梅卡有限公司
地址 芬兰赫尔辛基(72)发明人 L·拓以米拉
(74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专
利商标事务所 11038
代理人 高文静(51)Int.Cl.
A61B 6/03(2006.01)A61B 6/14(2006.01)
(54)发明名称
产生牙科全景图像(57)摘要
本发明涉及产生牙科全景图像。本发明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。
G06T 3/40(2006.01)
权利要求书4页 说明书8页 附图6页
CN 110353717 ACN 110353717 A
权 利 要 求 书
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1.一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(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；
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权 利 要 求 书
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－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)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。
13.一种牙科全景成像装置，包括：
－具有焦点的X射线源(26)和具有数个像素列的图像检测器(16)，所述X射线源(26)和所述图像检测器(16)以相互分开一段距离的方式被配置于该装置上；
－用于围绕患者头部移动X射线源(26)和检测器(16)的驱动部件(1)；
－包含用于控制该装置以沿牙弓拍摄若干单独的重叠帧(300)的部件的控制系统CS；以及
－用于向所述控制系统发送控制命令的用户接口UI，其中，
－控制系统CS包含在拍摄帧(300)时X射线源(26)和X射线检测器(16)的位置和取向的信息、以及用于通过关于所述位置和取向的信息合计帧(300)的信息来计算全景图像(200)以产生从至少两个不同方向观看的全景图像(200)的部件IP，以及
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－用户接口UI包含用于给出与表现从所述至少两个不同方向观看的至少两个全景图像(200)有关的至少一个控制命令的部件。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述控制系统CS包含用于同时、依次、作为组合图像或者作为运动图像表现代表来自不同方向的视图的所述至少两个图像(200)的部件。
15.根据权利要求13或14所述的装置，其中，所述控制系统CS包含用于根据所述图像(200)的观看方向的次序依次呈现所述图像(200)以给予转动牙弓的感觉的部件。
16.根据权利要求13～15中的任一项所述的装置，其中，所述控制系统CS包含用于通过关于在拍摄帧(300)时X射线源(26)和X射线检测器(16)的位置和取向的信息以至少两种不同的方式合计帧(300)的信息来产生所述至少两个全景图像(200)的部件IP。
17.根据权利要求13～15中的任一项所述的装置，其中，用于计算全景图像(200)的所述部件IP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合计帧(300)的信息的部件。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，用于计算全景图像(200)的所述部件IP包含用于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)、将该曲线(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放在同一组坐标中、并且根据所述曲线(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)的部件。
19.根据权利要求17或18所述的装置，其中，用于计算的所述部件IP包含用于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(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)的那些列来产生全景图像(200)的列C的部件，该投影P->P′限定关于特定单独的帧(300)的点P的投影方向。
20.一种牙科全景成像装置，包括：
－具有焦点的X射线源(26)和具有数个像素列的图像检测器(16)，所述X射线源(26)和所述图像检测器(16)以相互分开第一距离的方式被布置于装置上；
－用于围绕患者头部移动X射线源(26)和检测器(16)的驱动部件(1)；
－包含用于控制该装置以沿牙弓拍摄若干单独的重叠帧(300)的部件的控制系统CS；其中，
－控制系统CS包含在拍摄帧(300)时X射线源(26)和X射线检测器(16)的位置和取向的信息、以及用于通过关于所述位置和取向的信息合计帧(300)的信息来计算全景图像(200)的部件IP，
－所述检测器(16)被实现为较宽或者比第二距离宽，以及
－所述控制系统被配置为控制成像装置以拍摄宽度等于第二距离的帧(300)，所述第二距离约为所述第一距离的2～10％。
21.根据权利要求20所述的装置，其中，第一距离为约500～550mm。22.根据权利要求21或22所述的装置，其中，用于计算全景图像(200)的所述部件IP包含用于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)、将该曲线(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放在同一组坐标中、并且根据所述曲线(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)的部件。
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23.根据权利要求22所述的装置，其中，用于计算的所述部件IP包含用于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(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)的那些列来产生全景图像(200)的列C的部件，该投影P->P′限定关于特定单独的帧(300)的点P的投影方向。
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说 明 书产生牙科全景图像
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[0001]
本申请是申请日为2014年12月18日、申请号为201480074309.3，发明名称为“产生
牙科全景图像”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明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。
背景技术
[0003]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。[0004]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。[0005]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。[0006]全景成像的该基本式可表达如下[0007]v1/v0＝L1/L0[0008]v0＝ωr[0009]这里，
[0010]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；[0011]L1＝从X射线管焦点F到X射线胶片(检测器)平面的距离；[0012]ω＝关于瞬时旋转中心的旋转运动的角速度；
[0013]r＝成像的被检体的该点到该瞬时旋转中心的距离；以及[0014]v1＝胶片(检测器)平面上的图像点的速度。[0015]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。
[0016]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
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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。
[0017]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。[0018]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。[0019]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。[0020]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。
发明内容
[0021]本发明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。本发明的第二目的包含，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。
[0022]可通过在所附的权利要求中限定的本发明的实施例达到将在以下讨论的本发明的这些和其它目的。本发明的核心是，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。
[0023]本发明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
[0024]以下将通过参照附图来讨论本发明及其一些优选实施例，其中，[0025]图1表示全景成像装置的例子，
[0026]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，
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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，
[0028]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，
[0029]图5表示根据本发明的实施例的全景成像处理的原理的示例图，[0030]图6表示应用本发明的原理的方法的步骤，以及
[0031]图7表示可在实现本发明时使用的信息处理/计算机系统的硬件构成的示意图。具体实施方式
[0032]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。[0033]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。
[0034]这里讨论的本发明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。[0035]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花板结构上。[0036]为了清楚起见，图1所示的结构已被简化。例如，在图中没有示出用作臂结构13～15的传送部件的受力部件。类似地，以简化的形式示出用于旋转臂结构13～15的步进电动机1。
[0037]图1所示的装置及其控制系统(图1中未示出)提供用于移动C形臂15的旋转中心的结构的例子，该C形臂15承载成像部件以通过使用希望的旋转中心的基本上任何形状的轨迹来围绕患者头部执行全景成像扫描。牙科全景成像装置的结构改变，在最简单的情况下，成像装置可允许就一个固定的成像几何结构。
[0038]图2所示的用于实现本发明的系统的基本组件包括成像装置的控制系统CS，该控制系统CS包含驱动该装置的一个或多个臂13～15的电动机1或者与电动机1和检测器16的
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操作电子器件操作连接。该系统包括用于记录帧图像信息和关于有关成像几何结构的信息等的存储器M、用于创建全景图像的处理部件IP、表现图像的屏幕S和用户接口UI。[0039]图3A表示典型的牙科全景图像200。当数字全景图像200由在全景成像扫描期间获取的帧图像数据构建时，图3B可被视为代表在扫描期间拍摄的成百上千的部分重叠帧图像300中的一个。图4然后表示在全景成像扫描期间获取的单独重叠帧310、315、320如何能被用于构建数字全景图像200的原理。垂直地跨越帧310、315、320的线210代表包含被成像的解剖结构的同一薄垂直断面的图像信息的每一个帧中的像素列的位置。这些列包含的该图像信息被用于构建要在后面更详细地讨论的、要产生的最终数字全景图像200的像素列C。不与线210相交并因此不包含关于线210代表的解剖结构的特定断面的信息的在帧310之前和帧320之后拍摄的帧将无助于产生的全景图像200的该特定列C。[0040]图5表示解释本发明的全景成像处理的原理的示意图。该处理使用这里将被称为虚拟全景曲线400的曲线以及成像部件在曝光期间在该曲线的坐标系中的位置和取向的数据。换句话说，如下面更详细地描述的那样，该处理包括将代表要产生的层析成像层的位置和形状的虚拟全景曲线400放在当拍摄帧数据时使用的成像几何结构的坐标系中。[0041]在图5中，在虚拟全景曲线400上示出数个点(P1、P2、P3、P4)，这些点中的每一个可被视为与要在全景图像中示出的解剖结构的断面的位置对应。换句话说，每个点(P1、P2等)代表产生的数字全景图像中的要被示为单个像素列的牙弓的垂直层的位置。[0042]图5进一步示出两个曝光位置，即，曝光时的X射线源和检测器的位置(E′、E″)，因此也就是贯穿被成像的解剖结构并且入射到检测器的X射线束的位置。当该成像几何结构已知时，将能够在其中投影P′落在检测器上的曝光位置中的每一个处确定检测器上的各点P的投影P′的位置。这些投影点P′确定代表解剖结构的给定点PN的、要用于构建全景图像的列C的检测器上的像素列，该投影P->P′可被视为限定关于特定单个帧300的点P的投影方向。
[0043]从图5可以看出，在曝光位置中的第一曝光位置E′中，从放射线源的焦点观看的点P2的投影P′2落在检测器(帧)上的相当远离检测器的中心的位置，而在第二位置E″中，投影P″2基本上落在检测器的中心。这是现有技术的图像构建处理会在通过一些标准预定过程合计重叠帧的列时错失的情况，而这里讨论的实施例使得能够基于成像几何结构的实际知识选择用于构建全景图像的列。换句话说，作为根据某标准合计协议仅添加重叠帧的列信息的替代，确定当在拍摄图像时从X射线束的焦点的瞬时位置观看时，任何特定点P1、P2等的投影所处的帧图像中的每一个的该特定列，并且在计算产生的全景图像的列C时具体使用这些列。
[0044]已知成像几何结构，即，成像扫描期间的X射线源和检测器的位置和取向，还变得能够通过改变全景曲线400的形状或取向或者这两者，来不仅这样计算解剖结构的不同的层而且构建和显示从不同方向观看的被检体层。通过考虑图5的全景曲线400将关于点P4的轻微逆时针转动，可理解本发明的该特征。考虑成像位置E′和E″，这会使得投影P′2和P″2更朝向检测器的左侧(在从X射线源的焦点方向观看的帧上)，因此，不同的像素列信息会被选择以用于构建全景图像。这些不同的列从而不仅代表不同的层，而且代表被检体的图5所示的视角以外的不同视角。[0045]原则上，可以使用沿任何取向配置于成像几何结构的坐标系中的任何形状的虚拟
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全景曲线400。这允许构建具有即使图1的非常通用的装置也不能仅仅通过该装置的壁构造的机械移动创建的形状的层析成像层。[0046]作为另一方面，可以确定用于任意数量的点P1、P2等的单个局部观看矢量D。除了以上参照图5讨论的以外，在图中还包含矢量D以表示点P2的希望的局部观看方向。这样的矢量D可被用于确定代表解剖结构的特定点P1、P2等的帧的列的像素值的加权因子。例如，从图5可以看出，矢量D与由从放射线源的焦点开始且在投影点P′结束的线限定的投影方向之间的角度在图5的第二次曝光位置E″比在第一次曝光位置E′略大。当应用这种类型的实施例时，与第一曝光的投影点P′2的列的像素值相比，图像构建中的相对较小的权重会被赋予第二曝光的投影点P″2的列的像素值。当该原理被应用于点P的投影P′时，即，当比其它投影方向更大的权重被赋予某个投影方向的像素值时，从有利的方向观看的解剖结构的特征将变得被强调。
[0047]图6所示的流程图示出实现本发明的原理的一个优选方法。在图6方法的第一步骤500中，读取执行的全景成像扫描期间的帧和这些帧的各曝光位置。然后，在步骤510中，获得希望用于图像构建的虚拟全景曲线，该曲线然后在步骤520中分成多个点P，或者，换句话说，从该曲线选择多个点P(优选等距地)，以限定要与产生的全景图像的列C对应的解剖结构的点。可在步骤530中确定点P的单个观看方向D。[0048]实践中，鉴于要用于全景成像扫描的成像几何结构，优选的是人们知道计划用于图像构建的虚拟全景曲线或多个曲线400，使得成像几何结构将合理地能够产生这种希望的一个或多个层。
[0049]所有的数据现在可用，则可开始产生要构建的全景图像200的列C(步骤540)。首先，在步骤550中，找到与全景图像的列C对应的点P，并且，如果点P已确定了，则找到有关的局部观看方向D。然后，由于全景曲线400和放射线源的与曝光各帧时的各位置和取向已知，因此，可对帧中的每一个执行这样一种处理(步骤560)，即，首先，在步骤570中，沿源自放射线源的焦点的线将点P投影到帧上。实践中，关于大多数的帧，由于源自X射线源的焦点且穿过全景曲线上的点P的线与大多数的帧不相交，因此，不存在投影点P′，但是，关于剩余的几个，帧上的投影点P′将限定用于构建讨论中的点P代表的全景图像的列C的特定帧的像素列(步骤580和610)。
[0050]在确定了给定点P的局部观看方向D的情况下，处理还包括在步骤590中确定局部观看方向D与源自X射线源的焦点并且与讨论中的点P相交的线之间的角度。该角度可被用作步骤600中的加权因子，使得，点P的投影方向(或者，换句话说，参照图5，从P到P′的矢量)越偏离希望的局部观看方向D，在图像构建(步骤610)中给予帧(即，给予帧的投影点P′的像素值)的权重越小。在完成该处理(步骤620)之后，通过将给定列的值除以该列的加权因子的总和，最终全景图像的各列C的像素值被归一化。
[0051]以上讨论的过程可以在更一般的意义上给出以包括：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射线束且具有焦点的X射线源、以及具有像素列的图像检测器，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；以及通过在拍摄帧时关于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，产生全景图像200。于是，信息的合计可包含确定关于拍摄帧时的X射线束和X射线检测器的位置和取向的信息的一个或多个希
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望点P的位置，由此，帧300的信息的合计包含关于一个或多个点P合计全景图像200的一个或多个列C。另一方面，可产生从不同方向观看的至少两个全景图像200，于是，可以同时、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不同方向的视图(view)的至少两个图像。
[0052]一个实施例还可包括：产生代表由全景图像200表示的层析成像层的虚拟全景曲线400、将该曲线400和X射线束及X射线检测器的位置和取向的信息放在同一组坐标中；以及根据曲线400在该组坐标中的位置产生代表层析成像层的全景图像200。[0053]又一实施例可包括：产生代表通过全景图像200表示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信息的虚拟全景曲线400；对于产生的全景图像200的列C，确定曲线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被投影到的各单独帧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。
[0054]关于加权因子，可给出有关处理，以包括：对至少一个点P确定希望的观看方向D，由此，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帧300上的列计算加权因子；然后，当合计帧300的信息时，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点P的线限定的方向之间的角度越大。
[0055]在以上讨论的实施例中使用的虚拟全景曲线可被视为使得能够关于用于获取帧数据的成像几何结构以受控的方式改变层析成像层的工具，并且它还可被用于改变观看解剖结构或其一部分的方向。通过改变虚拟全景曲线的形状或取向或者两者并且甚至应用以上讨论的局部观看方向矢量，可基于在单个全景成像扫描中获取的同一组原始X射线帧图像数据来构建牙弓的不同图像。
[0056]可通过数种不同的方式限定用于产生全景图像的虚拟全景曲线400。一种优选的方式是，首先，产生对于成像部件的移动满足以上讨论的基本全景式的曲线。由于给定类型的全景成像装置中的成像部件的移动常常是固定的，或者一般使用相同的几个标准的移动，因此，可创建和存储与特定的成像过程对应的全景曲线400以供以后使用。另外，可例如通过包括有关的观看方向和所有点P的线性变换的手段来修改以前使用或存储的虚拟全景曲线或者刚刚使用过的虚拟全景曲线。线性变换可包含旋转和平移部分。修改还可包括使用诸如二维样条曲面的非线性映射函数，其可被用于使全景曲线变形。[0057]请注意，本发明的实施例包括新颖的方式，该方式不仅这样创建牙科全景图像，而且在显示器上表现它们。例如，当拍摄帧时的X射线束和X射线检测器的位置和取向的信息可用时，可通过关于X射线束和X射线检测器的位置和取向的信息以不同的方式合计帧信息，产生从不同方向观看的两个或更多个全景图像，这又使得能够例如同时、依次、作为组合图像或者作为运动图像在显示器上显示从不同方向观看的图像。[0058]例如，可产生关于X射线束和X射线检测器的位置和取向的信息的第一和第二虚拟全景曲线，这两个曲线均代表通过全景图像表示的希望层，第二曲线是通过改变第一曲线的取向而从第一曲线产生的，然后，可通过关于这些不同的曲线合计在全景成像处理中获取的帧的信息，计算两个全景图像。当然，可以使用多于两个的曲线，例如，可通过依次表现改变观看方向的全景图像来产生转动牙弓的错觉。换句话说，这种类型的实施例可包括根
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据图像的观看方向的次序依次在显示器上呈现图像，以给人牙弓在显示器上转动的感觉。[0059]另一实施例可包括：产生从不同方向观看的若干全景图像；对于每个这种观看方向，产生代表不同的清晰层的若干图像；然后，对于每个这种观看方向，可选择代表不同清晰层的几个图像中的一个以代表所述观看方向，之后，参照以上，例如，可同时、依次、作为组合图像或者作为运动图像在显示器上呈现这样选择的图像。
[0060]使用以上讨论的加权因子可通过在给定的点P处根据全景曲线的观看角度更多地强调具有主要X射线行进路径的列以增强不同观看角度的效果。
[0061]使用加权因子在使用比常用于牙科帧全景应用中的检测器表面宽的检测器表面的可能性方面也有帮助。当现有技术的帧数据的合计基于某个标准的重叠过程时，更可能使得合计在一起的列不代表解剖结构的同一断面，更偏离探测器的中心。这是由于合计协议不清楚曝光处理期间的总体成像几何结构的确切变化，即，成像部件和希望产生的层的相互位置和取向的变化。但是，当使用这里讨论的原理时，可避免由于向代表改变的解剖结构位置的全景图像200的列C添加信息导致的全景图像的模糊。加权因子也可被用于补偿改变倍率。
[0062]关于本发明的实施例，产生转动成像的解剖结构的错觉的一种可能性是，仅使用一个虚拟全景曲线，然而基于它，通过系统性改变以上讨论的点P的局部观看方向矢量D的取向来产生各种全景图像。总体上，很显然，考虑了基于在单个全景成像扫描中获取的帧数据显示成像的解剖结构的本发明的范围包括修改虚拟全景曲线400和点P的局部方向矢量D的取向的任意组合，包括仅修改选择数量的矢量D，以从不同视角显示解剖结构的不同层，或者显示解剖结构的不同层或从不同视角显示解剖结构的层。
[0063]这里讨论的实施例使得能够对用于实现实施例的牙科帧全景成像使用牙科全景成像装置，该牙科全景成像装置包括：具有焦点的X射线源和具有数个像素列的图像检测器，所述X射线源和所述图像检测器以相互分开第一距离的方式被配置于装置上；用于围绕患者头部移动X射线源和检测器的驱动部件；包含用于控制该装置以沿牙弓拍摄若干单独的重叠帧的部件的控制系统。检测器可实现为较宽或者比第二距离宽，并且，控制系统被配置用来控制该装置以拍摄宽度等于第二距离的帧，第二距离为所述第一距离的约2～10％。在一个实施例中，X射线源与图像检测器之间的距离可优选为约500～550mm。[0064]如上所述，这里讨论的实施例还可使得能够显示以别的方式不能使得可见的解剖结构，至少在不对患者进行另一全景照射处理的情况下不能。当能够改变视角时，成像的解剖结构的细节会变得可见，而以别的方式它们会是不可见的。例如，牙齿填充可能会妨碍使得牙弓的另一边的牙齿可见，但是改变观看方向将终究能够使得这样的牙齿可见。
[0065]图7表示示出可实现本发明的实施例的信息处理/计算机系统的硬件构成的示意图。图7的系统1000包括至少一个处理器或中央处理单元(CPU)1010。CPU 1010通过系统总线1012与诸如随机存取存储器(RAM)1014、只读存储器(ROM)1016和输入/输出(I/O)适配器1018的各种设备互连。I/O适配器1018可与诸如盘单元1011和磁带驱动器1013的外设或可由系统1000读取的程序存储设备连接。系统1000可读取程序存储设备上的本发明的发明指令并且遵照这些指令执行这里的实施例的方法。系统还包括连接键盘1015、鼠标1017、扬声器1024、麦克风1022和/或诸如触摸屏设备(未示出)的其它用户接口设备与总线1012以收集用户输入的用户接口适配器1019。另外，通信适配器1020连接总线1012与数据处理网络
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1025，并且，例如，显示适配器1021连接总线1012与可体现为诸如监视器、打印机或发射器的输出设备的显示设备1023。[0066]因此，另一实施例包括牙科全景成像装置，该牙科全景成像装置包括：具有焦点的X射线源和具有数个像素列的图像检测器，所述X射线源和所述图像检测器以相互分开一段距离的方式被配置于装置上；用于围绕患者头部移动X射线源和检测器的驱动部件；包含用于控制该装置以沿牙弓拍摄若干单独的重叠帧的部件的控制系统；和用于向所述控制系统发送控制命令的用户接口，控制系统包含拍摄帧时的X射线源和X射线检测器的位置和取向的记录信息、以及用于通过关于所述信息合计帧的信息而计算全景图像以便产生从至少两个不同的方向观看的全景图像的部件，用户接口包含用于给出与表现从至少两个不同方向观看的至少两个全景图像有关的至少一个控制命令的部件。
[0067]具有以上段落的结构特征的牙科全景成像装置也可被用作包括根据这里讨论的任何实施例的控制系统和/或图像处理或与获取和构建图像有关的其它特征。[0068]以上的特定实施例的描述将全面揭示本文的实施例的一般本质，以至于其它人可在不背离一般概念的情况下通过应用当前的知识易于修改这些特定的实施例并且/或者使它们适于各种应用，因此，这种适用和修改应当并且要在公开的实施例的等同的意思和范围内被领会。应当理解，这里使用的措词和术语是出于描述而不是限制的目的。因此，虽然关于优选实施例描述了这里的实施例，但是本领域技术人员能够理解，在所附的权利要求的精神和范围内，可加以修改来实施本文的实施例。
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