BR112013024239B1

BR112013024239B1 - Arranjo de geração de imagem de raio x intraoral

Info

Publication number: BR112013024239B1
Application number: BR112013024239-6A
Authority: BR
Inventors: Christian De Godzinsky; Kustaa Nyholm
Original assignee: Planmeca Oy
Priority date: 2011-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2022-03-29
Also published as: FI20110105A; JP2014508617A; EP2688477A2; KR20140018290A; FI20110105L; FI125516B; WO2012127115A9; EP2688477B1; FI20110105A0; BR112013024239A2; US20140010350A1; CN103687544A; CN103687544B; WO2012127115A2; JP6043784B2; US9314217B2; WO2012127115A3

Abstract

ARRANJO DE GERAÇÃO DE IMAGEM DE RAIO X INTRAORAL A invenção se relaciona a um arranjo de geração de imagem de raio X intraoral que inclui como estruturas separadas, primeiro, uma fonte de radiação (4) tendo uma estrutura de colimador (4', 40) limitando um feixe de raio X para produzir o feixe usado na geração de imagem e para apontá-lo ao objeto a ser visualizado, secundariamente, um sensor de geração de imagem (30) arranjado posicionável dentro da boca de um paciente (30), e um sistema de controle do arranjo de geração de imagem. A estrutura de colimador (4',40) é implementada como uma estrutura (40) que habilita ajustar uma abertura de colimador limitada pelo colimador para pelo menos um do seguinte: seu tamanho, sua forma, sua localização, sua posição.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção se relaciona especialmente a colimar um feixe de raio X com relação a posicionamento mútuo de um dispositivo de raio X intraoral e um sensor de raio X intraoral com relação a um evento de geração de imagem.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

[002] Imagens de raio X intraorais dentais são tomadas usando dispositivos de exame de raio X que tipicamente incluem uma construção de braço multiarticulado e uma fonte de raio X colocada dentro de um alojamento. Tipicamente, um colimador comprido limitando um feixe de raio X foi fixado ou arranjado para ser preso ao alojamento. O processo de geração de imagem inclui colocar o dispositivo de raio X na proximidade da área de objeto a ser visualizado e apontar o feixe de raio X tal que incidirá no sensor em uma orientação correta e a um ângulo desejado. Tipicamente, alguém aponta para arranjar o feixe perpendicular com relação a um filme ou algum outro detector de informação de imagem usado na geração de imagem.

[003] Problemas relacionados a apontar e orientar o feixe igualmente e ao feixe não sendo inclinado ou virado com relação a um meio receptor de dados de imagem são geralmente conhecidos por profissionais dentais. Assim, arranjos de pontaria diferentes foram desenvolvidos para facilitar o posicionamento correto da fonte de raio X com relação ao sensor. Uma aproximação de acordo com a técnica anterior é prender a fonte de raio X e o meio receptor de dados de imagem, tal como um filme, uma placa de geração de imagem fosforosa, um sensor de CCD ou algum outro sensor digital, fisicamente um ao outro pela duração de uma exposição. Alguns sistemas e montagens da técnica anterior utilizando esta aproximação são apresentados nas especificações de patente US 6.343.875 B1, US 5.632.779 A, US 4.507.798 A e US 4.554.676 A.

[004] Porém, muitos profissionais dentais acham estes sistemas, onde o sensor colocado dentro da boca do paciente deveria ser conectado fisicamente ao dispositivo de raio X, difíceis de usar na prática. Uma razão para isto é, primeiro, que se todas as conexões da montagem forem feitas antes de posicionar o sensor na boca, se provou difícil apontar a construção relativamente pesada inteira incluindo o tubo de raio X e sua construção de braço em uma posição precisamente correta desejada a um dado caso. Secundariamente, se o sensor for colocado primeiro na posição correta na boca, se provou difícil, por exemplo, prender um eixo de pontaria para montar a construção tal que o processo de fixação não faria o sensor se mover ou causar desconforto ao paciente.

[005] No campo, alguém também foi contemplando arranjos nos quais informação sobre a posição do sensor de geração de imagem seria obtida por meio de sensores detectando a posição, pertencendo ao arranjo de geração de imagem. INTER ALIA, um campo magnético foi exposto para ser utilizado em posicionamento, mas não houve, por exemplo, nenhum tal arranjo baseado em sinais de medição no mercado que seria capaz de determinar inequivocamente a localização espacial mútua e orientação do sensor de geração de imagem e da fonte de radiação, deixadas sozinhas para ajustar e apontar o feixe precisamente ao sensor baseado em tal informação. Novamente, evidentemente o único procedimento no mercado para ajustar o tamanho ou forma do feixe gerado pelo dispositivo de raio X intraoral que alguém poderia considerar sendo baseado em arranjos técnicos do próprio aparelho foi a substituição manual de placas de colimador, tubos de colimador ou equivalente arranjados em conexão com a fonte de radiação.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006] O objetivo da presente invenção e suas concretizações preferíveis é prover arranjos modernos para colimar um feixe com relação à geração de imagem de raio X intraoral, especialmente com relação a um arranjo que inclui meio para detectar a posição de um sensor, particularmente com relação ao feixe gerado por uma fonte de raio X a ser usada na geração de imagem.

[007] Características essenciais da invenção e suas concretizações preferíveis são apresentadas nas reivindicações de patente anexas. Em concretizações preferíveis da invenção, o verdadeiro posicionamento mútuo da fonte de raio X intraoral e do sensor de geração de imagem pode ser monitorado até mesmo em tempo real, baseado em certos sinais de medição e sem ter que estimar visualmente sua posição mútua, por meio de que colimação do feixe para o sensor pode ser arranjada motorizada ou caso contrário operável através de energia elétrica tal que não há nenhuma necessidade para o usuário prestar atenção à colimação, mas é cuidado automaticamente de pelo arranjo de geração de imagem.

[008] Nas concretizações preferíveis da invenção, meios são arranjados em conexão com ambos o sensor de geração de imagem intraoral e a fonte de radiação para medir sua posição espacial e, ademais, meio para o sistema de controle do arranjo gerar informação baseada em ditos sinais de medição sobre o posicionamento mútuo do sensor de geração de imagem e a fonte de radiação. Em uma concretização preferível da invenção, um sensor magnético de três eixos como também um sensor de aceleração de três eixos são arranjados em conexão com ambos o sensor de geração de imagem e a fonte de radiação, baseado em sinais de medição obtidos de qual, o sistema de controle do arranjo é configurado para definir ambos o ângulo de inclinação mútua do sensor de geração de imagem e da fonte de radiação e sua orientação espacial mútua.

[009] Assim, em uma concretização preferível da invenção, um sensor magnético de três eixos é arranjado, por um lado, em conexão com o sensor de geração de imagem, preferivelmente substancialmente ao ponto de centro de sua área de geração de imagem atrás do sensor, por outro lado, em conexão com a fonte de raio X, preferivelmente em proximidade da estrutura de colimador da fonte de raio X. Em uma concretização preferível da invenção, em conexão com o sensor de geração de imagem e a fonte de radiação é arranjado ademais um sensor de aceleração de três eixos. Então, é possível calcular baseado em sinais de medição obtidos dos sensores, primeiro, a inclinação mútua do sensor de geração de imagem e da fonte de raio X e, segundo, rotação em um conjunto tridimensional de coordenadas.

[010] O uso dos supracitados sensores de aceleração e magnéticos está baseado em uma idéia de utilizar informação de medição sobre os campos magnéticos e gravitacionais da Terra. Em uma concretização preferível da invenção, um campo magnético conhecido gerado pelo próprio arranjo está incluído neste sistema. Este campo pode então ser utilizado para resolver, baseado em sinais de medição gerados a serem usados no arranjo, um vetor direcional definindo a localização mútua do sensor de geração de imagem e da fonte de radiação.

[011] Assim, concretizações preferíveis da invenção também habilitam descobrir a localização do centro da área de geração de imagem do sensor de geração de imagem em relação ao raio de centro do feixe, como também a distância entre o sensor de geração de imagem e a fonte de radiação, e assim também entre o sensor e um colimador arranjados preferivelmente para a fonte de radiação. Estes dados são precisados especialmente quando alguém deseja o sistema de controle do arranjo de geração de imagem ser capaz tanto automaticamente ou como guiado para fixar o posicionamento mútuo do sensor de geração de imagem e da fonte de radiação tal que o sensor esteja completamente dentro do feixe, o raio de centro do feixe incide no centro da área de geração de imagem do sensor, e o feixe de raio X é substancialmente precisamente limitado de acordo com a área de geração de imagem do sensor de geração de imagem.

[012] Consequentemente, em uma concretização preferível da invenção, em conexão com a estrutura de colimador da fonte de radiação é arranjada preferivelmente uma bobina fina como anel, que é arranjada para gerar um campo magnético de corrente contínua controlada. Então, de um modo descrito em mais detalhe abaixo, é possível resolver baseado em sinais de medição obtidos do sensor magnético de três eixos arranjado em conexão com o sensor de geração de imagem a qual distância e em qual direção o sensor de geração de imagem está localizado com relação à fonte de radiação (isto é, com relação à dita bobina).

[013] Em uma concretização preferível da invenção, meios são arranjados ao sistema de controle do arranjo para prevenir exposição quando baseado nos sinais de medição gerados pelo sistema quando o sensor de geração de imagem não está no feixe ou perto bastante da fonte de radiação. Correspondentemente, o arranjo pode ser fixado para armar automaticamente a um modo de espera de exposição quando o sensor de geração de imagem é detectado estar localizado dentro da área do feixe de raio X. O arranjo pode até mesmo ser configurado com um modo de operação para tirar uma imagem independentemente em uma situação quando reconhece que critérios de localização e orientação predeterminados são cumpridos. Então em uma concretização da invenção, um gatilho, que é usado em operação normal para dar um sinal de partida para a exposição, pode ser arranjado para operar como um dispositivo de segurança que dá um sinal para permitir ativação automática ou para ligar/desligar o modo de exposição automática.

[014] Por meio de concretizações preferíveis a serem descritas em mais detalhe abaixo, é possível detectar automaticamente a localização do sensor de geração de imagem com relação à fonte de radiação relativa ao ângulo de inclinação, rotação e distância como também a localização do centro da área de geração de imagem do sensor em relação ao raio de centro do feixe de raio X. Isto habilita guiar o usuário, por exemplo, para um visor ou algum outro meio de transmitir informação para fixar a posição mútua da fonte de radiação e do sensor como desejado.

[015] A seguir, princípios e concretizações preferíveis da presente invenção serão descritos em mais detalhe por meio de exemplos. As concretizações em questão são apresentadas como exemplos e não são pretendidas para mostrar todas as configurações e modificações diferentes possivelmente concebíveis da invenção, mas os aspectos característicos da invenção estão definidos nas reivindicações anexas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[016] Figuras 1, 2a e 2b mostram um dispositivo de raio X intraoral típico.

[017] Figura 3 mostra componentes básicos de um arranjo de acordo com uma concretização preferível da invenção.

[018] Figura 4 mostra um campo magnético que poder ser gerado por uma bobina mostrada na Figura 3.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[019] Figuras 1, 2a e 2b mostram um dispositivo de raio X intraoral típico (1) que inclui um painel de controle (2), uma construção de braço articulado (3) e uma fonte de raio X (4). Figura 2b mostra adicionalmente um tubo de colimador comprido (4'), que pode ser preso a um alojamento da fonte de raio X (4) para limitar o feixe de raio X mais precisamente e assim minimizar a dose de radiação recebida por um paciente.

[020] Figura 3 mostra componentes básicos de um arranjo de acordo com uma concretização preferível da invenção. O arranjo inclui, primeiro, uma bobina (50) arranjada em proximidade de uma estrutura de placa de colimador motorizada (40) localizada com relação ao tubo de colimador (4') da fonte de radiação. A estrutura de placa de colimador (40) em questão está arranjada para formar uma abertura ajustável e assim limitar a radiação gerada pela fonte de radiação a um feixe como desejado. Preferivelmente, esta estrutura é posicionada a uma distância daquela abertura do tubo de colimador do qual o feixe gerado pela fonte de radiação é apontado ao objeto. A bobina (50) está conectada preferivelmente a uma fonte de corrente contínua (PW), que provê corrente como pulsada. Preferivelmente, a bobina (50) está arranjada em conexão com o tubo de colimador (4') concentricamente com a estrutura de placa de colimador (40). Em conexão com a fonte de radiação, preferivelmente em conexão com dita estrutura de placa de colimador (40), também estão arranjados um sensor de giro de três eixos (G2) e sensores de aceleração e magnéticos de três eixos (A2, M2). Em conexão com a fonte de radiação ou em algum outro lugar satisfatório está arranjada também um visor (D).

[021] Correspondentemente, em conexão com o sensor de geração de imagem (30) estão arranjados um sensor de giro de três eixos (G1) e sensores de aceleração e magnéticos de três eixos (A1, M1). Destes, preferivelmente o sensor magnético (M1) está arranjado substancialmente ao centro da área de geração de imagem do sensor, no lado do sensor oposto para onde uma matriz de pixel do sensor detectando radiação está localizada. Os sensores pertencendo ao arranjo de acordo com a Figura 3 estão arranjados em conexão funcional com um sistema de controle do arranjo, que pode estar localizado, por exemplo, em um PC habitual, mas também em outro lugar, por exemplo,pelo menos para algumas de suas partes com relação à fonte de radiação (4). O sistema de controle está configurado para receber sinais de medição dos sensores e, baseado neles, gerar informação relacionada à posição e localização do sensor de geração de imagem (30) e da fonte de radiação (4) pertencendo ao arranjo de geração de imagem. Além disso, o sistema de controle tanto controla a pulsação da fonte de potência (PW) da bobina (50) ou pelo menos informação sobre a pulsação em questão é carregada ou foi carregada a isto.

[022] Deveria ser enfatizado aqui que o arranjo de acordo com a Figura 3 forma uma combinação de várias concretizações preferíveis da invenção, quer dizer, a idéia básica da invenção também pode ser realizada com outros tipos de arranjos que não o mostrado na Figura 3 e todas as concretizações práticas da invenção não empregam necessariamente todos os componentes ou arranjos mostrados na Figura 3.

[023] A seguir, o propósito e operação de componentes diferentes e arranjos parciais do arranjo de acordo com a Figura 3 serão examinados em mais detalhe.

[024] Os sensores de aceleração e magnéticos (A1, A2, M1, M2) estão arranjados em conexão funcional com o sistema de controle, que inclui meio para definir baseado em sinais de medição obtidos daqueles sensores a orientação do sensor (30) e da fonte de radiação (4) com relação aos campos gravitacionais e magnéticos da Terra. Além disso, o sistema de controle inclui meio para determinar a localização do sensor magnético (M1) arranjado ao sensor (30) com relação ao campo magnético gerado pela bobina (50) arranjada em conexão com a fonte de radiação (4).

[025] Informação sobre a orientação mútua do sensor (30) e da fonte de radiação (4) essencialmente relativa a realizar a invenção pode ser descoberta com um cálculo de multifase que está baseado em vários sinais de medição. Empregáveis na invenção são, por exemplo, sensores magnéticos e de aceleração de três eixos, isto é, sensores que estão arranjados com três unidades de sensor individuais arranjadas a ângulos sólidos diferentes entre si. Tais sensores também estão comercialmente disponíveis, por exemplo, sensor magnético HMC5843 GMR de Honeywell e sensor de aceleração KXPS5- 2050de Kionix. Tais sensores também podem medir além da intensidade de um campo magnético ou gravitacional a direção de um vetor de campo no ponto de medição. Então, aquisição de informação do arranjo de acordo com a Figura 3 pode incluir cálculo de um produto cruzado dos vetores direcionais medidos pelos sensores de aceleração e magnéticos (A1, M1; A2, M2). Este vetor de produto cruzado está assim aos ângulos retos com ambos o campo gravitacional e o campo magnético da Terra. Quando um segundo produto cruzado é ademais formado entre o primeiro produto cruzado formado e um vetor de aceleração medido, estes dois produtos cruzados e o vetor de aceleração formam eixos de um conjunto ortogonal de coordenadas, a orientação de qual com relação ao campo magnético e campo gravitacional da Terra é conhecida. Quando o sistema de controle do arranjo sabe como os sensores de aceleração e magnéticos (A1, A2, M1, M2) estão posicionados em conexão com a fonte de radiação (4) e o sensor (30), é ademais conhecido como eles estariam posicionados no conjunto de coordenadas como de acima, por meio de que também é possível determinar a orientação espacial mútua da fonte de radiação e do sensor. Assim, alguém pode descobrir, por exemplo, a inclinação entre uma superfície incluindo a área de geração de imagem do sensor (30) e uma superfície incluindo a abertura de colimador da estrutura de colimador (40) localizada na fonte de radiação (4), e também a rotação do sensor (30) com relação ao feixe gerado pela fonte de radiação (1).

[026] Com relação à geração de imagem de raio X intraoral, há tipicamente menos que a distância de dúzias de centímetros entre o sensor (30) e a fonte de radiação (4) durante exposição. Consequentemente, determinar a posição mútua como acima é baseado em uma suposição que o campo magnético da Terra é substancialmente o mesmo no ponto de ambos o sensor (30) e a fonte de radiação (4), e que é improvável que qualquer perturbação, até mesmo as locais, no campo magnético da Terra pode mudar substancialmente este estado de assuntos. Além disso, é significativo para o funcionamento do arranjo que tais sinais de medição sejam usados que foram obtidos em uma situação onde o sensor (30) e a fonte de radiação (4) estão em movimento não acelerado, isto é, essencialmente estacionários, na prática.

[027] Na prática, sinais obtidos de sensores do tipo anterior (A1, A2, M1, M2) têm ser sujeitos a várias filtragens, por exemplo, filtragem passa-baixa. Devido a isto, pode haver atrasos leves na aquisição de informação do tipo acima. Por outro lado, o sinal de medição obtido do sensor de aceleração (A1, A2) não pode ser utilizado efetivamente em situações onde o sensor está em um movimento de aceleração.

[028] Um sensor de giro (G1, G2) é um sensor que a integral do sinal de medição obtido de qual revela a posição do sensor com relação a uma posição de referência do sensor usado a um dado caso. Um exemplo de tal um sensor é o produto ITG-3200 do fabricante InveSense. O sinal de medição obtido de um tal sensor não é, porém, constante com relação a tempo, mas há alguma deriva. Assim, usar somente sensores de giro (G1, G2) não é necessariamente uma solução ótima para a operação prática do arranjo presente, mas com ajuda de um sensor de giro ou sensores de giro, a operação do arranjo anterior baseado nos sensores magnéticos e de aceleração (A1, A2, M1, M2) pode ser acelerada. Em uma tal concretização da invenção, o arranjo pode ser implementado tal que o sinal integrado do sensor de giro (G1, G2) seja corrigido como uma função de tempo, por exemplo, usando filtragem de Kalman, por exemplo, corrigindo dito sinal integrado por sinais filtrados que são constantes, mas demoram com relação a tempo, obtidos dos outros sensores (A1, A2, M1, M2) do arranjo.

[029] A fonte de potência (PW) da bobina (50) arranjada em conexão com a fonte de radiação é uma fonte de corrente contínua que está arranjada para prover corrente preferivelmente como pulsada. Então, a bobina (50) gera um campo magnético alternado controlavelmente. Preferivelmente, a fonte de potência é cortada em uma baixa frequência tanto como controlada pelo sistema de controle ou tal que o sistema de controle ainda tenha informação sobre qual tipo de um campo magnético a bobina (50) gera a cada momento em tempo ou se gera qualquer campo absolutamente. Preferivelmente, este arranjo assim gera em uma periodicidade desejada um campo magnético de corrente contínua controlado de um tamanho desejado, preferivelmente sempre do mesmo tamanho e, por exemplo, tal que a intensidade de campo seja constante e sua magnitude a algum ponto desejado a uma distância na gama de cerca de 5-15 cm da bobina seja da ordem de 0,4 G.

[030] A seguir, o arranjo parcial anterior será discutido primeiro teoricamente, sem o efeito do campo magnético da Terra. Quando a posição do sensor de geração de imagem (30) no campo magnético gerado pela bobina (50) arranjada em conexão com a fonte de radiação (4) é variada, o sensor magnético de três eixos (M1) arranjado em conexão com o sensor de geração de imagem (30) vê o campo magnético gerado pela bobina (50) sempre diferentemente dependendo de onde o sensor magnético (M1) está posicionado neste campo. Um sensor individual do sensor magnético de três eixos (M1) cuja posição no campo magnético é paralela com o vetor de campo a um ponto em questão não detecta o campo magnético absolutamente, o sinal de medição de um sensor localizado perpendicularmente com relação ao vetor de campo iguala a intensidade de campo no ponto em questão, e a intensidade de sinal medida por um sensor orientando a um ângulo ao vetor de campo é cos (0) da intensidade de campo no ponto em questão. Quando o campo magnético gerado pela bobina (50) é conhecido, as intensidades mútuas de sinais parciais medidos pelos sensores individuais do sensor magnético de três eixos (M1) definem um vetor de campo de direção específica e tamanho que, novamente, define inequivocamente a localização do sensor magnético no campo magnético gerado pela bobina (50). Figura 4 mostra vetores tendo uma direção e magnitude específicas (comprimento) que podem ser determinados baseado em um sinal de medição de um sensor magnético aplicável para uso na invenção quando colocado nas localizações dos vetores. Então, é possível baseado no sinal de medição gerado pelo sensor magnético (M1) localizar, por exemplo, o centro da área de geração de imagem do sensor de geração de imagem (30) - no ponto de qual o sensor magnético (M1) está preferivelmente localizado no sensor igualmente - no eixo de simetria do campo magnético gerado pela bobina (50) a uma distância conhecida da bobina (50). Quando a bobina (50) é arranjada na fonte de radiação (4) tal que o eixo de simetria do campo magnético gerado por isto coincida com o eixo de centro do feixe de raio X gerado pela fonte de radiação (4), alguém é capaz baseado neste princípio de posicionar o sensor de geração de imagem (30) ao centro do feixe gerado pela fonte de radiação (4).

[031] Na prática, atuar de acordo com a consideração teórica anterior não conduziria em um resultado final desejado como lá, o efeito do campo magnético da Terra nos sinais de medição não é levado em conta. A fim de ser capaz de determinar só o efeito do campo magnético gerado pela bobina (50) nos sinais de medição do sensor magnético (M1) arranjado em conexão com o sensor de geração de imagem (30), pulsação da fonte de corrente contínua (PW) da bobina (50) de acordo com uma concretização preferida da invenção é utilizada. Então, os sinais de sensor podem ser olhados ambos em momentos de tempo quando eles medem só o campo magnético da Terra e em momentos de tempo quando eles também medem o campo magnético gerado pela bobina (50). Quando o efeito do campo magnético da Terra é eliminado do resultado que é obtido ao medir o efeito combinado do campo magnético gerado pela bobina (50) e o campo magnético da Terra e quando o campo magnético gerado pela bobina é conhecido, é possível baseado nos sinais de medição definir um vetor que define inequivocamente a localização do sensor de geração de imagem (do sensor magnético (M1) posicionou no sensor) no campo magnético gerado pela bobina (50) arranjada em conexão com a fonte de radiação (4) - e quando a localização da bobina (50) na fonte de radiação (4) é conhecida, também sua localização com relação à fonte de radiação (4).

[032] Determinar localização como discutido acima pode acordo com uma concretização da invenção ser baseado em um cálculo no qual o campo magnético gerado pela bobina (50) arranjada em conexão com a fonte de radiação é modelado primeiro. A modelagem do campo magnético pode ser baseada em medições concretas do campo magnético gerado pelo arranjo dentro de um setor de operação desejado da fonte de radiação (4) ou pode ser implementado por meio de uma função de relação entre localização e a direção como também a intensidade do campo. Consequentemente, é possível formar uma função de erro entre este modelo e o vetor direcional medido pelo sensor magnético (M1) arranjado ao sensor de geração de imagem (30). Um valor mínimo com relação à posição para esta função de erro pode ser descoberto, por exemplo, iterando com o método de Newton- Raphson. Esta iteração resulta no vetor anterior, que define inequivocamente a localização do sensor magnético (M1) no arranjo. Em uma concretização preferida da invenção, estes dados de localização podem ser transformados ademais a tal conjunto de coordenadas como determinado acima, por meio de que como o resultado final é uma determinação de ambas a localização do sensor de geração de imagem (30) determinada por meio do campo magnético gerado pela bobina (50) e a orientação do sensor (30) com relação ao feixe gerado pela fonte de radiação (4) como descoberto de um modo descrito acima.

[033] A transformação dos dados de localização pode ser implementada, por exemplo, tal que, se designar o primeiro produto cruzado das coordenadas obtidas dos sinais de medição do vetor de sensores magnético e de aceleração (Y), e o produto cruzado deste vetor (Y) e um vetor (A) obtido do vetor de sensor de aceleração (X), os vetores (X, Y, A) formam eixos de tal conjunto ortogonal de coordenadas (M), expresso nas coordenadas de medição dos sensores de aceleração e magnéticos, os eixos x e y de quais são paralelos com a superfície da Terra, o eixo z aponta para baixo e o eixo x é paralelo com o campo magnético. Definindo uma tal transformação (T), que gira o vetor (Y) para ser paralelo com um vetor (0,1,0) isto é, o eixo y, e o vetor (X) para ser paralelo com um vetor (1,0,0) isto é, o eixo x, uma transformação é obtida por meio de qual é possível mover entre o conjunto de coordenadas dos sinais de medição dos sensores magnéticos e de aceleração e o conjunto de coordenadas definido pelos campos magnético e gravitacional da Terra.

[034] Em conexão com a estrutura de placa de colimador mostrada na Figura 3 são preferivelmente arranjados meios para ajustar pelo menos uma dimensão da abertura de colimador, preferivelmente ajustar pelo menos a forma e tamanho da abertura de colimador. Também a orientação, localização e posição da abertura de colimador podem ser arranjadas ajustáveis, embora a orientação e direção do feixe possam ser ajustadas movendo a fonte de radiação atual, também. As funções da estrutura de placa de colimador podem ser arranjadas motorizadas, preferivelmente pelo menos a função de ajustar o tamanho e/ou forma da abertura de colimador. A função motorizada pode ser arranjada automatizada para ajustar a abertura de colimador de acordo com sinais recebidos do sistema de controle do arranjo, quais sinais estão baseados em informação gerada pelo sistema de controle do arranjo na posição mútua do sensor de geração de imagem (30) e a fonte de radiação (4) e, ademais, informação sobre a forma e tamanho do sensor de geração de imagem (30) usado no arranjo. Informação relativa ao sensor sendo usado pode ser entrada ao arranjo manualmente ou, alternativamente, meios podem ser arranjados em conexão com o sensor (30) por qual informação relativa ao sensor sendo usado (tamanho de sensor) é carregada ao arranjo automaticamente. Consequentemente, o arranjo pode incluir meio para receber informação sobre o sensor de geração de imagem (30) que é para ser usado em geração de imagem, ou receber informação sobre a forma e tamanho da área de geração de imagem do sensor de geração de imagem (30) em questão. Tal meio pode incluir uma interface de usuário, de qual dita informação é arranjada editável, ou o arranjo pode incluir meio para receber a informação em questão por uma ligação por fios ou sem fios diretamente do sensor em questão. Também é possível arranjar antecipadamente a informação de sistema de controle, por exemplo, em várias características típicas de uma abertura limitada pela estrutura de colimador (4', 40), tal como seu tamanho, forma, localização, e posição da abertura, por meio de que o controle de motorização pode ser arranjado para ocorrer baseado em sinais de controle sendo baseados em tal informação prefixada e obtida do sistema de controle do arranjo.

[035] Informação correspondendo àquela sendo transmissível ao colimador automatizado pode ser arranjada para ser apresentada visualmente para uma visor, por meio de que o posicionamento mútuo do sensor e da fonte de radiação pode ser feito manualmente como guiado pelo visor. No visor, uma imagem virtual do sensor (30) ou da abertura de colimador limitada pela estrutura de placa de colimador (40) ou equivalente, ou ambas, pode ser arranjada para ser apresentada, ou até mesmo do feixe na orientação onde estaria com relação ao sensor (30) se a exposição fosse para ser iniciada no dado momento. Tal visor é arranjado preferivelmente em conexão com a fonte de radiação. Por este tipo de um arranjo não é só possível resolver o problema que é praticamente quase impossível ver precisamente em qual posição o sensor (30) está na boca de um paciente, mas também este tipo permite dar um passo ademais de pontaria sensória humana para pontaria automática que está baseada em sinais de medição.

[036] O sistema de controle pode ser provido com meios para prevenir exposição se posicionamento mútuo do sensor e da fonte de radiação não cumprir um critério de precisão predeterminado e/ou se, por exemplo, um sinal for recebido do sensor de aceleração do sensor que está em um movimento de aceleração maior do que o valor de limite predeterminado.

[037] Por outro lado e especialmente devido a um contexto de uso segurado à mão da fonte de raio X, o arranjo também pode ser implementado de momo a iniciar automaticamente uma exposição como uma resposta a reconhecer que o feixe está posicionado corretamente com relação ao sensor e o sensor está em um movimento de aceleração mais lento do que o valor de limite predeterminado.

[038] Enquanto certas concretizações preferíveis da invenção foram discutidas acima, muitos dos detalhes também podem ser implementados caso contrário sem desviar da idéia básica da invenção. Por exemplo, os sensores de medição não têm necessariamente que ser particularmente de três eixos, embora usar três já seja bastante adequado. Ao usar sensores magnéticos e de aceleração, o uso de sensores de giro não é necessário, e as concretizações diferentes da invenção podem variar, INTER ALIA, dentro da extensão descrita acima com relação à Figura 3. Substancialmente, o arranjo inclui meio arranjado em conexão com o sensor de geração de imagem e a fonte de radiação para medir sua posição espacial e enviar sinais de medição baseado nestas medições para o sistema de controle do arranjo, quais meios são preferivelmente pelo menos sensores magnéticos. Escolhendo adequadamente sensores e provendo o arranjo com meios para gerar um campo magnético de um modo controlado, é possível resolver a distância mútua, orientação, ângulo, localização, rotação, ou qualquer outro termo equivalente que alguém deseja usar, dos sensores e, por isso, dos componentes aos quais eles estão fixados. Todos os cálculos relacionados a tais determinações podem ser arranjados como parte do sistema de controle do arranjo e assim, no arranjo, colimação pode ser implementada como motorizada, automaticamente, ou controlada como baseada em informação de medição gerada pelo arranjo, não só para apontar o feixe corretamente, mas também para ajustar o tamanho, forma, orientação etc., do feixe ótimo para cada geração de imagem.

Claims

1. Arranjo de geração de imagem de raio X intraoral, que inclui como estruturas separadas, primeiro, uma fonte de radiação (4) tendo uma estrutura de colimador (4', 40) limitando um feixe de raio X para gerar o feixe usado em geração de imagem e para apontá-lo ao objeto a ser visualizado, secundariamente, um sensor de geração de imagem (30) arranjado posicionável dentro da boca de um paciente (30), e um sistema de controle do arranjo de geração de imagem, caracterizado pelo fato de que o arranjo inclui meios (A, M, G) arranjados com relação a ambos o sensor de geração de imagem (30) e a fonte de raio X (4) para medir sua posição espacial e enviar sinais de medição baseado nestas medições, que o sistema de controle do arranjo de geração de imagem inclui meio para determinar baseado em ditos sinais de medição informação sobre a posição espacial mútua do sensor de geração de imagem (30) e da fonte de radiação (4), ou de um componente (40, 50) arranjado à fonte de radiação (4), que dita estrutura de colimador (4', 40) é implementada por uma estrutura (40) que habilita ajustar uma abertura de colimador limitada pelo colimador para um ou mais dos seguintes: seu tamanho, sua forma, sua localização, sua posição, qual estrutura para ajustar a abertura de colimador está arranjada a funções como motorizada ou por outros meios de energia elétrica e seu controle a ser feito como baseado em sinais de controle recebidos do sistema de controle do arranjo de geração de imagem.

2. Arranjo de geração de imagem de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita estrutura de colimador (4', 40) inclui uma parte tipo tubo, um tubo de colimador (4'), dentro de qual dita estrutura para ajustar a abertura de colimador (40) está arranjada.

3. Arranjo de geração de imagem de acordo com reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que dita estrutura para ajustar a abertura de colimador (40) está arranjada dentro de dito tubo de colimador (4') a uma distância dessa abertura do tubo de colimador donde o feixe gerado pela fonte de radiação (4) é direcionado ao objeto.

4. Arranjo de geração de imagem de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que dito controle de motorização está arranjado para estar baseado em um ou mais dos seguintes: i) o arranjo de geração de imagem inclui meio que está arranjado para enviar ao sistema de controle sinais de medição informando sobre a posição de pelo menos um componente pertencendo ao arranjo, e o controle de motorização está arranjado para acontecer na base de sinais de controle que estão baseados em ditos sinais de medição recebidos do sistema de controle do arranjo; ii) o arranjo de geração de imagem inclui meio para receber informação sobre esse sensor de geração de imagem (30) que é para se usado na geração de imagem ou informação sobre a forma e tamanho da área de imagem desse sensor de geração de imagem (30), e o controle de motorização está arranjado para acontecer na base de sinais de controle que estão baseados em dita informação recebida do sistema de controle do arranjo; iii) o sistema de controle está arranjado para incluir informação prefixada para fixar um ou mais dos seguintes: o tamanho, a forma, a localização, a posição da abertura limitada pela estrutura de colimador (4', 40), e o controle de motorização está arranjado para acontecer na base de sinais de controle que estão baseados em dita informação recebida do sistema de controle do arranjo.

5. Arranjo de geração de imagem de acordo com reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que dito meio para receber informação relacionada ao sensor de geração de imagem inclui uma interface de usuário de qual dita informação é arranjado para ser entrada, ou meio para receber a informação em questão por uma ligação por fios ou sem fios diretamente do sensor em questão.

6. Arranjo de geração de imagem de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que dito meio para gerar sinais de medição inclui pelo menos um sensor magnético de três eixos (M1) arranjado em conexão com o sensor de geração de imagem (30).

7. Arranjo de geração de imagem de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que dito meio para gerar sinais de medição incluem pelo menos um sensor magnético de três eixos (M2) arranjado em conexão com a fonte de radiação (4).

8. Arranjo de geração de imagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que dito meio para gerar sinais de medição inclui um sensor de aceleração de três eixos (A1, A2) arranjado em conexão com, primeiramente, o sensor de geração de imagem (30) e, secundariamente, a fonte de radiação (4).

9. Arranjo de geração de imagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que dito meio para gerar sinais de medição inclui pelo menos um sensor de aceleração de três eixos (A1) e um sensor magnético de três eixos (M1) ou outro de mais eixos arranjado em conexão com o sensor de geração de imagem (30) e pelo menos um sensor de aceleração de três eixos (A2) e um sensor magnético de três eixos (M2) ou outro de mais eixos arranjado em conexão com a fonte de radiação (4), e que o sistema de controle é provido com meio para calcular na base de sinais de medição obtidos dos ditos sensores (A, M) uma orientação espacial mútua do sensor de geração de imagem (30) e da fonte de radiação (4), ou de um componente (40, 50) arranjado à fonte de radiação (4).

10. Arranjo de geração de imagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que em conexão com dita estrutura de colimador (40) está arranjada uma bobina (50), que está arranjada em conexão funcional com uma fonte de potência (PW), e que ao sistema de controle está arranjado um meio para gerar controlavelmente um campo magnético de corrente contínua por meio de dita bobina (50), que dito meio (A, M, G) para medir a posição do sensor de geração de imagem (30) e da fonte de radiação (4) inclui um sensor magnético de três eixos (M1) ou outro de mais eixos arranjado em conexão com pelo menos o sensor de geração de imagem (30), e que o sistema de controle é provido com meio para calcular na base de sinais de medição obtidos do sensor magnético (M1) em questão, quais sinais que foram medidos ambos em situações em que dita bobina (50) está arranjada por meio de dita fonte de potência (PW) para induzir um campo magnético e em situações em que dita bobina (50) não induz um campo magnético, um ou mais dos seguintes: i) uma distância entre o sensor de geração de imagem (30) e a fonte de radiação (4) ou algum componente (40, 50) arranjado à fonte de radiação (4); ii) uma direção ou uma distância, ou ambas destas, a qual o sensor de geração de imagem (30) está localizado com relação ao eixo de centro do feixe gerado pela fonte de radiação (4); iii) um vetor direcional definindo a localização do sensor magnético (M1) em questão no campo magnético gerado pela bobina (50).

11. Arranjo de geração de imagem de acordo com reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que dito meio para calcular baseado em sinais de medição a posição espacial mútua e localização do sensor de geração de imagem (30) e da fonte de radiação (4) inclui um algoritmo gravado em um meio de armazenamento de dados que está arranjado para resolver um ou mais ou tudo dos seguintes: i) primeiro, baseado nos sinais de medição dos sensores de aceleração (A1, A2) arranjados em conexão com o sensor de geração de imagem (30) e a fonte de radiação (4), secundariamente, baseado nos sinais de medição dos sensores magnéticos (M1, M2) arranjados em conexão com o sensor de geração de imagem (30) e a fonte de radiação (4) medindo o campo magnético da Terra, o ângulo de inclinação mútua do sensor de geração de imagem (30) e da fonte de radiação (4), ou algum componente (40, 50) arranjado à fonte de radiação (4), em conjunto de coordenadas; ii) primeiro, baseado nos sinais de medição dos sensores de aceleração (A1, A2) arranjados em conexão com o sensor de geração de imagem (30) e a fonte de radiação (4), secundariamente, baseado nos sinais de medição dos sensores magnéticos (M1, M2) arranjados em conexão com o sensor de geração de imagem (30) e a fonte de radiação (4) medindo o campo magnético da Terra, a orientação mútua do sensor de geração de imagem (30) e da fonte de radiação (4), ou algum componente (40, 50) arranjado à fonte de radiação (4), em conjunto de coordenadas; iii) baseado no sinal de medição do sensor magnético (M1) arranjado em conexão com o sensor de geração de imagem (30) da diferença de, primeiro, o sinal de medição do campo magnético gerado pela bobina (50) e, segundo, do sinal de medição medindo o campo magnético da Terra, uma distância entre o sensor de geração de imagem (30) e a fonte de radiação (4), ou algum componente (40, 50) arranjado à fonte de radiação (4); iv) baseado no sinal de medição do sensor magnético (M1) arranjado em conexão com o sensor de geração de imagem (30) da diferença de, primeiro, a medição do campo magnético gerado pela bobina (50) e, segundo, do sinal de medição medindo o campo magnético da Terra, uma direção ou uma distância, ou ambas destas, em que o sensor de geração de imagem (30) está localizado com relação ao eixo de simetria do campo magnético gerado pela bobina (50); v) baseado no sinal de medição do sensor magnético (M1) arranjado em conexão com o sensor de geração de imagem (30) da diferença de, primeiro, a medição do campo magnético gerado pela bobina (50) e, segundo, do sinal de medição medindo o campo magnético da Terra, um vetor de direção definindo a localização do sensor magnético (M1) em questão no campo magnético gerado pela bobina (50).

12. Arranjo de geração de imagem de acordo com reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que dita bobina (50) está colocada em conexão com a estrutura de colimador (4', 40) tal que o eixo de simetria do campo magnético gerado pela bobina (50) coincida com o raio de centro do feixe de raio X gerado pela fonte de radiação (4) e limitado pela estrutura de colimador (4', 40) da fonte de radiação (4).

13. Arranjo de geração de imagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que dito meio para gerar sinais de medição inclui um sensor magnético de três eixos (M1) ou outro de mais eixos arranjado em conexão com o sensor de geração de imagem (30), os sensores individuais de qual estando localizado substancialmente perto um ao outro e/ou substancialmente ao meio do centro da área de imagem do sensor de geração de imagem (30).

14. Arranjo de geração de imagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que em conexão com pelo menos um dos componentes, o sensor de geração de imagem (30) e a fonte de radiação (4) do arranjo está arranjado um sensor de giro (G1, G2), que está arranjado para enviar informação de posição ao sistema de controle do arranjo, qual sistema de controle está arranjado giro para corrigir como uma função de tempo a informação de posição obtida do sensor de (G1, G2) baseado em um sinal de medição obtido de pelo menos um outro sensor (A1, A2, M1, M2) medindo a posição.

15. Arranjo de geração de imagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o arranjo inclui um visor (D) ou outro meio para transmitir informação, que está arranjado em conexão com a fonte de radiação (4) ou fisicamente separado do arranjo, e que o sistema de controle está arranjado para gerar informação de posição relacionada à localização mútua ou posição, ou ambas, do sensor de geração de imagem (30) e da fonte de radiação (4) em uma forma gráfica ou outra, a ser exibida no visor (D) em questão ou outro meio para transmitir informação.

16. Arranjo de geração de imagem de acordo com reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que dito meio para transmitir informação é um visor (D) e o sistema de controle é provido com meio para exibir uma imagem virtual do sensor (30) ou da abertura de colimador limitada pela estrutura de placa de colimador (40) ou equivalente, ou de ambos, ou do feixe em uma orientação na qual estaria em um dado momento com relação ao sensor (30), se a exposição fosse para ser iniciada no momento em questão.

17. Arranjo de geração de imagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que dito ajuste da abertura da estrutura de colimador (4', 40) limitando o feixe de raio X está arranjado motorizado e controle da motorização em questão para acontecer baseado em sinais de controle recebidos do sistema de controle do arranjo, quais sinais de controle estão arranjados pelo menos parcialmente para estarem baseados em informação calculada baseada em ditos sinais de medição da posição espacial mútua ou localização, ou ambas, do sensor de geração de imagem (30) e da fonte de radiação (4).

18. Arranjo de geração de imagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que dito ajuste da abertura da estrutura de colimador (4', 40) limitando o feixe de raio X está arranjado motorizado e controle da motorização em questão está arranjado para acontecer baseado em sinais de controle recebidos do sistema de controle do arranjo, quais sinais de controle estão arranjados para incluir informação prefixada para fixar um ou mais dos seguintes: o tamanho, a forma, a localização, a posição da abertura limitada pela estrutura de colimador (4', 40).

19. Arranjo de geração de imagem de acordo com reivindicação 17 ou 18, caracterizado pelo fato de que em conexão funcional com o sistema de controle está arranjado meio para transmitir informação ao sistema de controle sobre as dimensões da área de imagem do sensor de geração de imagem (30) usado no arranjo, e ditos sinais de controle para a motorização estão arranjados para estarem baseados em informação calculada baseada em sinais de medição recebidos de ditos meio (A, M, G) medindo a posição espacial do sensor de geração de imagem (30) e da fonte de radiação (4), qual informação inclui informação sobre um ou mais dos seguintes: um ângulo de inclinação mútua do sensor de geração de imagem (30) e da fonte de radiação (4); uma rotação mútua do sensor de geração de imagem (30) e da fonte de radiação (4); uma distância entre o sensor de geração de imagem (30) e a fonte de radiação (4).

20. Arranjo de geração de imagem de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que um meio foi arranjado para controlar sistema do arranjo de geração de imagem para prevenir exposição no caso que o posicionamento mútuo do sensor de geração de imagem (4) e da fonte de radiação (4) não cumpre um critério de precisão predefinido e/ou se, por exemplo, um sinal for recebido do sensor de aceleração do sensor de geração de imagem (30), que o sensor de geração de imagem (30) está em um movimento de aceleração maior do que um valor de limite predeterminado.

21. Arranjo de geração de imagem de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que um meio foi arranjado para controlar sistema do arranjo de geração de imagem para iniciar uma exposição como uma resposta a reconhecer que o feixe produzido pela fonte de radiação (4) está posicionado corretamente com relação ao sensor de geração de imagem (30) e o sensor de geração de imagem (30) está em um movimento de aceleração mais lento do que um valor de limite predeterminado.