歯科用三次元画像診断システムの現状と将来-TACTとコーンビームCT-
昭和大学歯学部歯科放射線学教室 荒木 和之
2003年2月15日
三次元画像
• 物体を三次元的に正しく捉えるには?
撮影法と撮影時の焦点の振り角度Transmission Radiography TACT
Slic
e
Object
Slic
e
Conventional CT
Slic
eCBCT
90°0°Increasing Projection Angle
Tuned-aperture computed tomography (TACT) とは
Tomosynthesisの原理を応用したもので、撮影時にX線の投影角度を少しずつ変えた複数の写真からコンピュターを用いて任意の位置の断層像を作成する方法。
Dr. Webber and prototype X-ray generator for TACT system
X ray tubes
TACTの原理X線焦点の軌跡
撮影された各画像
対象物(赤丸、緑四角)
投影像の例
Reference marker
TACT の画像再構成の考え方全画像のマーカーの重心を原点とし、現在のマーカの位置と原点とをむすぶ直線に沿って必要量だけずらして重ねる
100%位置0%位置断層面はセンサーと平行
Reference pointsの指定
顎関節
Inner side Outer side
断層用ファントムAngle:25°
1.25 lp/mm 2.5 lp/mm 5.0 lp/mm
まとめ-TACT• 任意の位置の断層像が得られる。
• 三次元的表示が可能。
• 低被曝線量で検査できる(口内法と同程度?)。
• 高鮮鋭度の画像が得られる。
• 特別な装置は必要としない?
• 表示面積が狭い。
• 三次元情報に限界がある。
• 口腔内でセンサーを保持する異和感がある
従来のCTとコーンビームCT
CTファンビーム
1次元検出器
コーンビームCT コーンビーム
平面検出器
各歯科用コーンビームCT装置
PSR90003DX NewTom
コーンビームCT装置
撮影体位:座位照射時間:9.6秒受光部:9 inch I.I.
(9/7/4.5インチ)+CCDセンサー
焦点-回転中心:82cm回転中心-I.I.面:28cm
撮影条件および撮影モード• 管電圧(kV) 60/80/100/120• 管電流(mA) 10/15• 投影画像 288枚、512 x 512 x 12bits
• 撮影モード FOV (mm) Voxel size (mm)Panoramic-mode φ150.0 (球) 0.293Implant-mode φ102.4 (球) 0.200Dental-mode 51.2 (立方体) 0.100
画像再構成処理被写体の投影データ
エアデータ
感度補正
歪み補正
フィルター補正逆投影
I.I.歪み補正テーブル
アキシャル断面像
時間:約5分
512x512x12bits、512枚 DICOM形式で保存可能
画像表示
• 2D表示
• 3D表示– MPR– VR– SR– MIP
• デンタルソフト– panoramic view– cross section view
panoramic view画像表示
VR
cross section view
不正咬合 26yrs, F (ID093), P-modeインプラント術前診査 51yrs,F(ID0133) I-mode
辺縁性歯周炎MPR
VR
左側臼歯部の画像
5555yrs,F (ID112) Iyrs,F (ID112) I--modemode
左側上顎過剰埋伏歯
19yrs,F (ID121)D-mode
解像度解像力チャートによる評価解像力チャートによる評価
P-modeでの矢状断像
モード 解像度(LP/mm)
P 1 I 1.5 D 2
1LP/mm
まとめ-歯科用コーンビームCT
• 顎顔面の硬組織の三次元情報を得られる。
• 低コントラスト分解能は劣る。
• 短時間で撮影できる。
• 様々な画像表示が可能である。
• 被曝線量は比較的低くおさえられる。
• 装置に設定されている照射範囲を超える検査範囲の場合に困難を伴う。
• 装置が大型である。
CBCTの歪みの検討(円形度)
内径8mm長さ20cmの
アクリルパイプ61本(注)CG (Photosop, CorelPhotopaint)にて、8mmの直径に該当するピクセル数を直径とする円を作成し比較
90.5101.598.0I-mode93.9102.599.0P-mode最少最大平均
CGの円形度に対する%
(注)モード
TACTの原理
緑四角が一緒になるように重ねる赤丸が一緒になるように重ねる
TACTのMTF
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
MTF
空間周波数 (cycle/mm)
解像度(MTF)とノイズ
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
P-modeI-modeD-mode
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
MTF
周波数(LP/mm)
206.9D137.6I
99.0P
水領域の標準偏差
mode
120kV, 15mA, CT用φ16.5cmファントム
120kV, 15mA, 50μmCu foil