FI109653B

FI109653B - Menetelmä ja laitteisto potilaan pään alueen kuvaamiseksi

Info

Publication number: FI109653B
Application number: FI20002239A
Authority: FI
Inventors: Esa Suuronen
Original assignee: Instrumentarium Corp
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2002-09-30
Also published as: US6614875B2; DE10148412B4; US20020041652A1; DE10148412A1; JP2002159491A; FI20002239A0; FI20002239A

Description

109653

Menetelmä ja laitteisto potilaan pään alueen kuvaamiseksi

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä potilaan pään alueen kuvaa-5 miseksi ottamalla halutuista kuvauskohteista sekä kefalokuvia että valokuvia, jotka kuvat muutetaan tarvittaessa digitaaliseen muotoon, ja syötetään digitaalisessa muodossa tietokoneelle. Keksinnön kohteena on myös laitteisto potilaan pään alueen kuvaamiseksi sekä kefalokuvien että valokuvien tuottamiseksi halutuista kuvauskohteista ja kuvien siirtämiseksi tietokoneelle.

10

Hammaskirurgisten toimenpiteiden suunnittelussa voidaan käyttää apuna sekä potilaan päästä otettuja röntgenkuvia (kefalokuvia) että normaaleja valokuvia. Valokuvalla tarkoitetaan tässä yhteydessä sekä filmille otettuja valokuvia että digitaalisella kuvauslaitteistolla otettuja kuvia. Saadut kefalo-15 kuvat ja valokuvat muutetaan tarvittaessa ensin digitaaliseen muotoon ja syötetään sitten digitaalisessa muodossa tietokoneen mikroprosessorille ja edelleen tarkasteltaviksi tietokoneen näyttöyksikölle. Tietokoneen avulla ku-*:*: via voidaan käsitellä halutulla tavalla, ne voidaan esimerkiksi asettaa pääl- Γ·\· lekkäin (morphing) aikaansaamaan havainnollisempi kuva kirurgisten toi- 20 menpiteiden suorittamisen avuksi ja myös ennuste kirurgisen toimenpiteen ·.*··; vaikutuksesta potilaan ulkonäköön. Tietokoneena voi olla esim. henkilökoh- täinen tietokone (PC) tai tietokone voi olla integroitu kuvauslaitteistoon. Tek-nilkan tasossa nämä kefalokuvat ja valokuvat on otettu omilla laitteistoillaan, jolloin potilas on asemoitava kumpaankin kuvaustapaa varten erikseen, mikä :· i 25 on aikaa vievää ja aiheuttaa ongelmia esim. mahdollisimman yhdenmukaisen ·;* kuvausgeometrian aikaansaamisessa kumpaakin kuvaustapaa varten. Lisäksi · kahden erillisen laitteiston käyttö vaatii huomattavasti tilaa. Niinpä esillä ole- van keksinnön päämääränä on aikaansaada parannus nykyisiin menetelmiin ja laitteistoihin nähden, jonka parannuksen avulla aikaansaadaan aiempaa 30 nopeampi kuvaus kahdella eri kuvaustavalla ja lisäksi kuvausgeometrian säilyttäminen on huomattavasti yksinkertaisempaa kuin aiemmin. Eräänä lisäetuna on myös tilantarpeen huomattava väheneminen.

2 109653

Keksinnön päämäärien saavuttamiseksi on keksinnön mukaiselle menetelmälle tunnusomaista se, että menetelmässä käytetään kefalokuvaukseen soveltuvaa laitteistoa, johon kuuluu kuvattavan kohteen etupuolella oleva rönt-gensädelähde, kohteen takapuolella oleva röntgensäteilyn vastaa nottoelin ja 5 potilasasetteluvälineet, jossa menetelmässä potilas asetetaan potilasasettelu-välineiden avulla haluttuun kuvausasentoon ja kuvataan samassa kuvausa-sennossa molemmilla kuvaustavoilla. Keksinnön mukaisen menetelmän edullisia suoritusmuotoja on kuvattu epäitsenäisissä vaatimuksissa 2-8.

10 Keksinnön mukaiselle laitteistolle on puolestaan tunnusomaista se, että laitteistoon kuuluu kefalokuvaukseen soveltuva laitteisto, jossa on kuvattavan kohteen etupuolella oleva röntgensädelähde, kohteen takapuolella oleva röntgensäteilyn vastaanottoelin ja potilasasetteluvälineet, ja että laitteistoon on lisäksi asennettu tai liitettävissä tarvittaessa valokuvausvälineet valokuvi-15 en ottamiseksi kuvattavasta kohteesta, jolloin potilas on asetettavissa poti-lasasetteluvälineiden avulla haluttuun kuvausasentoon ja kuvattavissa samassa kuvausasennossa molemmilla kuvaustavoilla.

•»» • ·

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin oheisiin piirustuksiin 20 viitaten, joissa: kuvio 1 esittää kaaviollisena sivukuvantona keksinnössä käytettäväksi :: soveltuvan laitteiston erästä suoritusmuotoa, 25 kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista laitteistoa päältä nähtynä kuvantona, i kuvio 3 esittää kaaviollisena kuvantona keksinnössä käytettävien kuvaus- :: välineiden keskinäistä sijaintia, ja 30 kuvio 4 esittää kaaviollisena kuvantona valokuvauskameran erään vaih toehtoisen sijoituskanavan.

3 109653

Kuviossa 1 ja 2 on esitetty kaavallisesti kefalokuvaukseen tarvittavilla välineillä varustettu panoraamaröntgenlaite, jossa on pystypilariin 2 kiinnitetty vaakavarsi 12, jonka päähän on sijoitettu C-kaari 3, joka pääsee kääntymään 5 vaakavarren 12 suhteen. C-kaareen 3 kuuluu pystysuunnassa siirrettävissä oleva haaraosa 4, jossa on panoraamakuvaukseen tarkoitetut röntgensäteilyn vastaanottovälineet, esim. röntgenfilmi tai digitaalinen detektori. C-kaaren toisessa haarassa 3a on röntgensädelähde 5. Kefalokuvausta varten laitteeseen on liitetty varsiosa 11, jonka päässä on kefalokuvausosa 6, johon kuulo luu pystysuuntainen, potilaan pään taakse sijoittuva osa 7, jossa on röntgensäteilyä vastaanottava elin, esim. röntgenfilmi tai digitaalinen detektori, esim. CCD-detektori. Esitetyssä suoritusmuodossa digitaalinen detektori on liitetty katkoviivalla 18 merkityllä tiedonsiirtoyhteydellä tietokoneeseen (PC) 20. Tiedonsiirtoyhteys voi olla langallinen tai langaton (esim. radioyhteys tai IR-15 yhteys). Kefalokuvausosassa 6 on lisäksi potilasasettelua varten tarvittavat tuet 8, 9 ja 10. Tällainen kefalokuvaukseen soveltuva laitteisto on sinänsä ammattilaiselle täysin tunnettu eikä sitä kuvata enempää tässä yhteydessä. Keksinnön mukaiseen laitteistoon kuuluu lisäksi, esim. röntgensädelähteen 5 Γ·\· sisältävään C-kaaren 3 haaraosaan 3a kiinnitetty valokuvauskamera 13, joka ·/·: 20 voi olla normaalille valokuvausfilmille kuvaava kamera tai digitaalinen kamera tai esim. videokamera, jolla voidaan ottaa niin sanottuja still-kuvia. Kamera 13 on sijoitettu haaraosaan 3a siten, että kameran 13 ja röntgensädelähteen 5 paikkaa voidaan vaihtaa suhteellisen yksinkertaisin toimenpitein siten, että kummallakin kameralla voidaan ottaa kuvia potilaan pään alueesta olennai-25 sesti yhdenmukaisella kuvausgeometrialla. Röntgensädelähteen 5 ja kameran ·;·“ 13 sisältävä haaraosa 3a voi olla esimerkiksi nivelöity C-kaaren 3 runko-osan · suhteen kuvaussuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa käännettäväsi ja eri asentoihin lukittavasi siten, että kameran 13 ja röntgensädelähteen 5 paikkaa voidaan vaihtaa yksinkertaisella ja nopeasti suoritettavissa olevalla 30 kääntöliikkeellä.

4 109653

Esitetyssä suoritusmuodossa valokuvauskamera 13 on liitetty tiedonsiirtoyhteydellä 19 tietokoneeseen 20.

5 Kuvioissa 1 ja 2 on valokuvauskamera 13 esitetty integroituna kefalokuvaus-laitteistoon, mutta se voi olla myös erillinen valokuvauskamera, jolle on järjestetty kefalokuvauslaitteiston yhteyteen pidinelimet, jotka asemoivat valo-kuvauskameran siten, että valokuvaus voidaan suorittaa olennaisesti samoilla kuvausgeometrioilla kuin kefalokuvaus.

10

Valokuvauskamera 13 voidaan asentaa kefalokuvauslaitteistoon kuvioissa 1 ja 2 esitetyn suoritusmuodon asemasta, jossa valokuvauskameran 13 ja röntgensädelähteen 5 paikkaa vaihdetaan, myös esim. kuvion 4 mukaisesti siten, että valokuva otetaan peilin 21 kautta, joka peili on muodostettu siten, 15 että röntgensäteet 17 läpäisevät sen, ja joka peili on asemoitu röntgensäde-kenttään siten, että valokuva saadaan otettua olennaisesti samoilla kuvaus-geometrioilla kuin kefalokuvaus.

Kuviossa 3 on vielä havainnollistettu röntgensädelähteen 5 fokuksen f ja ka-20 meran 13 kuvaustason 16, jolla filmi tai digitaalinen sensori sijaitsevat, keski-näistä sijoittelua edullisessa toteutustavassa. Viitenumerolla 17 on merkitty :...: röntgensädelähteestä lähtevää sädekeilaa, joka kefalokuvauksessa kulkee kuvaustason 14 läpi detektorin sisältävälle kuvatasolle 15. Kuvaustaso 14 sijaitsee tyypillisesti potilaan kallon syvyyssuuntaisessa keskipisteessä. Tällöin 25 kuvauksen suurennussuhde on fokuksen f ja kuvatason 15 välisen etäisyyden ·;·’ (SID) suhde fokuksen f ja kuvattavan kerroksen 14 väliseen etäisyyteen : (SOD). Kameran 13 filmitaso 16 on edullisesti sijoitettu etäisyyden A, joka : : vastaa etäisyyttä (SID) - (SOD), päähän fokuksen f sijaintikohdasta, jolloin : .; kuvausgeometria saadaan vastaamaan olennaisesti kefalokuvauksen geomet- ’·: 30 riaa.

5 109653

Potilasasetteluvälineisiin 8-10 on edullisesti sijoitettu referenssivälineet (ei esitetty), jotka kuvautuvat sekä kefalokuviin että valokuviin, jolloin referens-sivälineistä saatua kuvainformaatiota voidaan käyttää kefalokuvien ja valoku-5 vien mittojen täsmäyttämiseen sekä apuna mainittujen eri kuvaustavoilla otettujen kuvien asettamiseen päällekkäin. Referenssivälineet voivat sisältää esimerkiksi mitta-asteikon.

Keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa voidaan käyttää siten, että 10 ensin otetaan kuvat yhdellä kuvaustavalla, ja sitten toisella, esimerkiksi ensin kefalokuvaus ja sitten valokuvaus tai päinvastoin. Voidaan ajatella myös molempien kuvaustapojen käyttämistä yhtä aikaa, esim. kuvion 4 mukaisen pei-lijärjestelyn avulla.

* · ·

Claims

1. Menetelmä potilaan pään alueen kuvaamiseksi ottamalla halutuista kuvauskohteista sekä kefalokuvia että valokuvia, jotka kuvat muutetaan tarvitta- 5 essa digitaaliseen muotoon, ja syötetään digitaalisessa muodossa tietokoneelle, tunnettu siitä, että menetelmässä käytetään kefalokuvaukseen soveltuvaa laitteistoa (1), johon kuuluu kuvattavan kohteen etupuolella oleva röntgensädelähde (5), kohteen takapuolella oleva röntgensäteilyn vastaanot-toelin ja potilasasetteluvälineet (8 -10), jossa menetelmässä potilas asete-10 taan potilasasetteluvälineiden (8 -10) avulla haluttuun kuvausasentoon ja kuvataan samassa kuvausasennossa molemmilla kuvaustavoilla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä käytetään valokuvausvälineitä (13), jotka on integroitu kefaloku- 15 vauslaitteistoon.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensin suoritetaan kefalokuvaus kuvausasentoon asemoidun röntgensädelähteen (5) IV avulla ja sitten valokuvaus siirtämällä röntgensädelähde pois kuvausasennos- ·.*·· 20 taan ja asemoimalla valokuvausvälineet (13) kuvausasentoonsa, jolloin me- netelmässä käytetään olennaisesti samoja kuvausgeometrioita kummassakin kuvaustavassa. • * · • ·

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensin (SI 25 suoritetaan valokuvaus kuvausasentoonsa asemoitujen valokuvausvälineiden • · ·;·' (13) avulla ja sitten kefalokuvaus siirtämällä valokuvausvälineet pois kuva- !.! ! usasennostaan ja asemoimalla röntgensädelähde (5) kuvausasentoonsa, jol- loin menetelmässä käytetään olennaisesti samoja kuvausgeometrioita kum-massakin kuvaustavassa. Oi 30

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että potilasasetteluvälineisiin on järjestetty referenssivälineet, jotka kuvautu 7 109653 vat sekä kefalokuviin että valokuviin, joista referenssivälineistä saatua ku-vainformaatiota käytetään kefalokuvien ja valokuvien mittojen täsmäyttämi-seen ja/tai mainittujen eri kuvaustavoilla otettujen kuvien asettamiseen päällekkäin. 5

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valokuvausvälineisiin kuuluu digitaalikamera.

6 109653

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mene-10 telmässä käytetään erillisiä valokuvausvälineitä, jotka ovat liitettävissä kefa- lokuvauslaitteistoon järjestettyyn kameranpitimeen.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kefalokuvat ja valokuvat siirretään digitaalisessa muodossa lan- 15 kayhteydellä (18, 19) tietokoneelle (20).

9. Laitteisto potilaan pään alueen kuvaamiseksi sekä kefalokuvien että valo-kuvien tuottamiseksi halutuista kuvauskohteista, tunnettu siitä, että lait-teistoon kuuluu kefalokuvaukseen soveltuva laitteisto (1), jossa on kuvatta- 20 van kohteen etupuolella oleva röntgensädelähde (5), kohteen takapuolella oleva röntgensäteilyn vastaanottoelin ja potilasasetteluvälineet (8 -10), ja että laitteistoon on lisäksi asennettu valokuvausvälineet (13) valokuvien ot-tamiseksi kuvattavasta kohteesta, jolloin potilas on asetettavissa potilasaset-teluvälineiden (8 -10) avulla haluttuun kuvausasentoon ja kuvattavissa sa-25 massa kuvausasennossa molemmilla kuvaustavoilla.

• · : 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että poti- :: lasasetteluvälineisiin on asennettu lisäksi referenssivälineet kefalokuvien ja valokuvien mittojen täsmäyttämiseksi ja/tai mainittujen eri kuvaustavoilla 30 otettujen kuvien asettamiseksi päällekkäin referenssivälineistä saadun ku-vainformaation perusteella. 109653