FI106773B - Hammasröntgenlaite panoraamatomografiaa varten - Google Patents

Description

1 106773

Hammasröntgenlaite panoraamatomografiaa varten

Esillä oleva keksintö liittyy röntgenlaitteeseen panoraamatomografiaa varten, joka laite käsittää röntgensädelähteen ja röntgensädeilmaisuvälineet ja 5 on varustettu liikkuvalla mekanismilla panoraamakuvauksen liikkeiden kontrolloimiseksi, joihin kuuluvat röntgensädelähteen ja ilmaisuvälineiden siirtäminen ja pyörittäminen tutkittavan kohteen suhteen.

Tunnetussa hammasvalokuvauksen panoraamaröntgenlaitteessa röntgensäde käännetään potilaan pään ympäri sellaisella tavalla, että hammas-10 kaari tulee valokuvatuksi litteänä kuvana liikkuvalle filmille.

Jotta saataisiin tarkka kuva kohteesta ja tehtäisiin kohteen edessä ja takana olevat rakenteet näkymättömiksi "sumentamalla" tarkennusta, filmin poi-kittaisnopeus röntgensädesuihkuun nähden pidetään yhtä suurena kuin säde-suihkun pyyhkäisynopeus kohteessa ottaen huomioon Suurennuskertoimen. 15 Suurennus määritetään polttopisteen ja filmin välisen etäisyyden suhteena polttopisteen ja kohteen väliseen etäisyyteen.

Sen kerroksen paksuus, jota ollaan kuvaamassa terävästi, on suoraan verrannollinen hetkellisen pyörimiskeskuksen etäisyyteen kohteen tasosta ja kääntäen verrannollinen suurennukseen ja sädesuihkun leveyteen. Sen kan-20 naita kuinka kohde tullaan esittämään on tärkeää ainoastaan se, kuinka polttopiste, kohde ja filmin taso on keskenään kohdistettu.

Jotta realisoidaan panoraamatomografia röntgenlaitteelle tyypillinen hampaiden ja leuan ortogonaalinen radiogrammi, synnytetään ohut röntgensä- desuihku, joka tunkeutuu potilaan asianomaisiin osiin, ja esimerkiksi röntgensä- 25 delähteen anodivirtaa ja anodijännitettä säädetään potilaan ominaisuuksien mu- kaan, samalla kun röntgensädesuihkua pyöritetään potilaan ympäri pitkin sel- :*\i laista reittiä, että röntgensädesuihku kohtaa leuan ja hampaat niin kohtisuorassa :'l) kuin mahdollista. Tätä varten röntgensädesuihkun pyörimiskeskusta tavallisesti :y; siirretään röntgensäteiden lähettämisen aikana joko rajoitettuun määrään kiin- » · _ 30 teitä paikkoja tai jatkuvasti pitkin sovitettua reittiä. Tämä siirtäminen saavutetaan ' . tavallisesti ohjausnokan tai vastaavan mekanismin avulla. Tästä seuraa, että • · röntgensädesuihkun liikkeeseen liittyy kolme erilaista kinemaattista akselia, nimittäin: pyörimiskulma ja pyörimiskeskuksen kaksi suorakulmaista koordinaattia :": X ja Y. Filmi ja filmikotelo, jotka sijaitsevat röntgensädeputkeen nähden potilaan :'": 35 vastakkaisella puolella, liikkuvat sellaisella nopeudella, että haluttu kerros poti- .:. < laan leukaluusta ja hammasjärjestelmästä esitetään terävänä filmillä.

2 106773

On myös tunnettua käyttää edellistä moottoria filmikotelon liikettä varten; tavallisesti tämä moottori on vakionopeuksista tyyppiä ja filmikotelon vä-lityssuhdetta muutetaan mekaanisesti pakko-ohjauksen avulla, joka aikaansaadaan pyörimisliikkeellä.

5 Mekaanisesti toisiinsa kytkettyihin liikenopeuksiin perustuvien tun nettujen ohjausjärjestelmien epäkohta, että mainittujen liikenopeuksien suhde on mekaanisesti määrätty eikä sitä voida muuttaa valotuksen eri vaiheissa; tämän vuoksi näillä laitteilla voidaan terävästi kuvata ainoastaan yhdentyyppinen leukaprofiili. Kuten on tunnettua, ihmisen leuat vaihtelevat paljon ja tämän vuok-10 si on ollut tarpeen tehdä tunnetuissa laitteissa kompromisseja esimerkiksi sellainen, että valokuvatussa terävässä alueessa käytetään nk. keskimääräistä leu-kaprofiilia, jotta voitaisiin kuvata erilaisia leukoja ainakin tyydyttävästi.

Näiden epäkohtien eliminoimiseksi on eräässä tunnetussa suoritusmuodossa käytetty erillistä filmikotelon kuljetusmoottoria, jonka nopeutta voi-15 daan muuttaa kuten aikaisemmin ohjauksella, joka aikaansaadaan pyörimisliikkeellä, mutta myös erikseen siten, että terävästi valokuvattavana olevaa kerrosta voidaan haluttaessa muuttaa tiettyjen rajojen sisällä, millä pyritään saamaan mahdollisimman hyvä panoraamavalokuva jokaisesta leukamuodosta.

Viimeksi mainitussa tunnetussa laitteistossa, jossa pyörimisliikkeellä 20 ja filmikotelon liikkeellä on omat moottorinsa, pyörimisliikkeen moottori on vakio-nopeuksinen moottori; tämän seurauksena on ollut mahdollista muuttaa terävästi valokuvattavaa kerrosta vain muuttamalla filmikotelon nopeutta. Tällä menettelyllä on ollut väistämättömänä seurauksena, että valotusaika muuttuu suo-;' raan verrannollisesti filmikotelon kuljetusnopeuteen eikä kuva ole tasaisesti va- ; ' 25 lotettu; sen sijaan siinä on vaaleampia ja tummempia raitoja riippuen siitä, mihin suuntaan terävästi esitettyä kerrosta on korjattu mekaanisen järjestelmän mää-rittämään perusmuotoon nähden. Samalla tavoin näissä tunnetuissa järjestel-: missä, joissa on kaksi erillistä moottoria, ei ole ollut mahdollista tehdä tarpeel- :Y: lista korjausta kaularangan aiheuttaman säteilyn absorption kompensoimiseksi, 30 koska aina ainakin yksi moottoreista on vakionopeuksista tyyppiä. Tämän vuoksi kompensointi on aikaansaatu muuttamalla röntgensädesuihkun intensiteettiä, ,···, mutta koska milliampeeri-säätö, jolla intensiteettiä ohjataan, on röntgensädeput- ken hehkulangan ominaisuuksien vuoksi liian hidas, intensiteettiä täytyy muuttaa muuttamalla röntgensädeputken anodijännitettä. Potilaan ja käytettyjen vahvis-35 tusvarjostimien ominaisuuksista riippuen maksimaalinen sopiva kontrasti saa-,···. vutetaan tietyllä anodijännitteellä; tästä jännitteestä poikkeamisesta on seurauk- 3 106773 sena huonompi kontrasti. Tämän vuoksi laitteessa, jollainen on selostettu EP-patenttihakemuksessa 215 757, ohjausjärjestelmä on muodostettu siihen tallennetun ohjausdatan ja ohjelman pohjalta, jotka on järjestetty ohjaamaan sekä varren pyörimisliikemoottorin nopeutta että filminsiirtomoottorin nopeutta ja näi-5 den nopeuksien jakautumista valotussekvenssin aikana toisistaan riippumattomasti, jotta saataisiin panoraamalaitteella terävät kuvat sopivalla valotusajalla eri kokoisista ja eri muotoisista hammasjärjestelmistä. Varren moottorikäytön mekaanisesti sidotun liikkeen käyttö kuitenkin yhä rajoittaa täsmällistä panoraama-kuvausta.

10 Keksinnön päämääränä on ratkaista tunnettuun tekniikkaan liittyvät ongelmat ja välttää yllä mainittu rajoitus. Tämä päämäärä saavutetaan patenttivaatimuksessa 1 kuvatulla hammasröntgenlaitteella panoraamatomografiaa varten.

Johtuen siitä tosiasiasta, että kaikki liikkeet laitteessa ovat yksilölli-15 sesti moottoriohjattuja, ei ole olemassa mitään rajoituksia sopivimman käyrän seuraamiselle kuvaamista varten. Huomautetaan, että moottorikäytetty laite sinänsä tunnettu US-patenttijulkaisusta 4 418 419, mutta siinä käytetään potilaan purennan antamaa informaatiota, joka tietenkin aina sisältää riskin että se on epämukava potilaalle eikä sitä voida käyttää hampaattomien potilaitten yhtey-20 dessä. Lisäksi käyrä, joka piirretään polttopisteessä keksinnön mukaisella laitteella, vastaa sen purentatason ääriviivoja, joka on hampaiden purentalinjassa. Itseasiassa hammaspanoraama radiografiassa on tarpeen piirtää ääriviiva hampaiden juurien tasossa, tämän ääriviivan ollessa juurien kallistuksen vuoksi eri kuin ääriviiva purentatasossa. US-patenttijulkaisussa 4 418 419 selostettu ohja-, 25 usjärjestelmä on kuitenkin sovellettavissa esillä olevan keksinnön mukaiseen laitteeseen.

Edullisessa suoritusmuodossa ohjausjärjestelmä on muodostettu ohjaamaan liikkuvien osien sijaintipaikkoja joka hetki ja jatkuvasti antamalla ;y; moottorikäyttöjen ennalta määrättyjä liikeaskelia. Tällaisella ohjausjärjestelmällä 30 voidaan seurata mitä tahansa kuvauskäyrää käyttämättä mekaanista nokkaseu-..,.: raajaa tai vastaavaa.

Käyttömoottorit ovat edullisesti askelmoottoreita siten, että digitaalista dataa voidaan suoraan käyttää niiden ohjaamiseen ilman että tarvitaan signaa-:": limuunnosta tai minkäänlaista sijaintipaikkatakaisinkytkentää liikkeiden säätämi- L”‘: 35 seen. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää koodausjärjestelmillä varustettuja tasa- « « ♦ 4 106773 virtamoottoreita, jotka antavat potentiaalisesti suuremman liikeohjauksen luotettavuuden.

Keksintö tullaan nyt selostamaan yksityiskohtaisesti viitaten piirrokseen, jossa on havainnollistettu muutamia suoritusmuotoja. Piirroksissa: 5 kuvio 1 esittää taustainformaatiota varten projektion, jota voidaan seurata esillä olevan keksinnön mukaisella ohjausjärjestelmällä, kuvio 2 esittää keskeisen pystyleikkauksen laitteesta, joka on keksinnön mukaisesti varustettu erillisillä moottorikäytöillä ja ohjausjärjestelmällä, kuvio 3 on keksinnön mukaisen ohjausjärjestelmän lohkokaavio.

10 Kuvio 1 havainnollistaa valokuvausgeometriaa ja projektion, joka suo ritetaan esillä olevan keksinnön mukaisella laitteella, ja esittää röntgensädeput-ken 2, jossa on polttopiste F, joka on esitetty seitsemässä röntgensädeputken eri sijaintipaikoissa viitenumeroilla F0 - F6. Röntgensädeputki 2 lähettää röntgen-sädesuihkun X hampaan T läpi ja leukaluun L läpi filmille 4 pitkin linjaa a. Rönt-15 gensäteen läpikulku on myös esitetty seitsemässä eri suunnassa a0 -a6, jotka on ilmaistu filmin 4 sijaintipaikkoina 20 - 26. Polttopisteen loppusijaintipaikkaa vastaa filmin sijaintipaikka 26. Leukaluun L liitokset on merkitty symbolilla J.

Hammaskaaren etualueella, joka on esitetty säteiden a0 ja a, välissä olevalla tilalla, varsi (kuten varsi 10 kuviossa 2), joka kannattaa röntgensädeput-20 kea 2 yhdessä päässään ja filmiarkkia 4 toisessa päässään, pyörii vaakatasossa pystyakselin 02 ympäri. Säteiden a2 ja a4 välisellä alueella pyörimiskeskus liikkuu normaalisti tasaisesti pitkin käyrää reittiä pystyakselille 03, mikä jälkeen tämä pystyakseli edelleen vetäytyy pois keskiakselilta a0. Tällä geometrialla esityksen ;' ortogonaalisuus toteutuu hyvällä tarkkuudella, paitsi etumaisella hammaskaari- 25 alueella ja sivuaiueilla myös leukaluun L takaosassa aina liitoksiin J asti. Suu-rennuksen pitäisi myös olla vakiokoko kuvakentässä; tämän todistaa esimerkiksi ·.’·· se tosiasia, että filmin etäisyyden b0- b5 valokuvatusta kerroksesta pitäisi olla vakio koko reitillä. Jos etäisyys b0 - b5 on vakio, pitäisi olla mahdollista tuoda filmi :Y* 4 lähemmäksi potilasta, niin että pienennetään suurennuskerrointa ilman riskiä, 30 että filmikotelo osuisi potilaaseen. Tämä on yksi keksinnön mukaisen laitteen piirteistä.

... Kuvio 2 esittää kaavamaisesti mekanismin keksinnön mukaisia pano- 'L raamaliikkeitä varten. Varsi 10 kannattaa yhdellä puolellaan röntgenputken 2, jolla on polttopiste F, tukea 12 ja vastakkaisella sivulla röntgensädeilmaisuväli-: : 35 neen 14 tukea 13. Röntgensädeilmaisuvälineitä on havainnollistettu filmiarkkina ·'·. 4, joka on kohdistettu filmikotelossa 16, joka on varustettu käyttömoottorilla 18 5 106773 kotelon siirtämistä varten. Varsi 10 on ripustettu vaunuun 20 esimerkiksi ympyränmuotoisen laakerin 22 avulla. Vaunu 20 on kytketty käyttömoottoriin 25 hihnan 28 avulla, joka mahdollistaa varren 10 pyörimisen akselin 27 ympäri, jolla akselilla on, kuten tullaan edelleen selvittämään, on liikkuva asema tutkittavana 5 olevaan potilaaseen P nähden.

Käyttömoottori 25 on kiinnitetty vaunuun 30, joka on ripustettu lineaa-rilaakerilla 32 lisävaunuun 34 siten, että vaunu 30 yhdessä käyttömoottori n 25 kanssa voi suorittaa lineaarisen liikkeen, joka on merkitty Y-suunnaksi, vaunun 34 suhteen hihnan 36 avulla, jota vaunuun 34 kiinteästi asennettu moottori 35 10 käyttää.

Samalla tavoin vaunu 34 on ripustettu laakerimekanismin 37 avulla, niin että mahdollistetaan vaunun 34 lineaarinen liike röntgensäteiden suunnassa tukivarren 40 suhteen. Tätä liikettä varten vaunu 34 on kytketty hihnalla 39 käyttömoottoriin 38, joka on kiinteästi asennettu tukivarteen'40. Tukivarsi 40 on 15 liukuvasti ripustettu pylvääseen 42 siten, että vartta 10 yhdessä röntgensäde-putken 2 ja ilmaisuvälineiden 14 kanssa voidaan siirtää pystysuunnassa kohtisuorassa X- ja Y-suuntiin nähden kuvausjärjestelmän sijoittamiseksi potilaan P yläpuolelle. Pylväs 42 muodostaa laitteen kiinteän osan.

Kuvio 3 esittää kaavion keksinnön mukaisen laitteen ohjausjärjestel-20 mää varten. Tämä kaavio esittää mikrotietokoneen 50, joka voidaan haluttaessa jakaa eri piirikorteilla oleviin eri mikroprosessoreihin laitteiston erilaisten operatiivisten tehtävien järkevän arkkitehtuurin vuoksi. Mikrotietokoneelle 50 on kytketty röntgensädeputken 2 röntgensädegeneraattori 52, joka on edullisesti suurtaa-'; ; ‘ juuskonvertterityyppiä, mahdollinen ulkoinen tiedonsiirtolinja 53 järjestelmän liit- : 25 tämiseksi erilliseen tietokonejärjestelmään, liitäntäväylä 55 järjestelmään, haih- tumaton muisti 56, näyttö 58, esimerkiksi alfanumeerinen kaasupurkausnäyttö, • · :.’*i sekä näppäimistö 60. Haihtumattomat muistit voivat joko olla yhdistettyinä yh- ’ delle integroidulle piirille, muistin eri loogisten alueiden ollessa varattu operatiivi- :Y: selle ohjelmistolle ja datataulukoille, tai eri integroituja piirejä voidaan käyttää 30 operatiiviselle ohjelmistolle ja datataulukoille. Mikrotietokoneelle 50 on lisätty li-sämuisti 62, joka on edullisesti sähköisesti ohjelmoitava lukumuisti ja joka sisäl-,···, tää toimintaohjelmiston ja kinemaattista profiilia koskevaa dataa. Ohjelmistosta "·' ja datataulukoista voidaan johtaa signaalit moottorien 25, 35, 38 ja 18 moottori- *:": käyttöjen 64 - 67 suoraa aktivointia varten. Röntgensädegeneraattori on linkitetty :..35 keskiarvotehoon 70 ja sekä ohjaussignaalit että diagnostiikkasignaalit, jotka ovat digitaalisia tai analogisia, voivat vaikuttaa mikrotietokoneen 50 ja röntgensäde- 6 106773 generaattorin 52 välillä. Väylä 55 kerää signaalit järjestelmän erilaisilta pääl-le/pois -antureilta kuten mikrokytkimet, jotka signaalit koskevat kasettikytkimien rajamikrokytkintaajuutta, röntgensädeputkipäiden valintaa ja kollimaattorin sijaintipaikkoja, kuten esimerkiksi ortoraalisten tai cephalografisten valostusten 5 valitsemiseksi.

• ·

< « I

• t t « · • · « • « « • · ( « ·

4 · I

•

Claims (2)

106773 7 Patenttivaatimus.