FI112594B

FI112594B - Laitteisto röntgenkuvausta varten

Info

Publication number: FI112594B
Application number: FI20010015A
Authority: FI
Inventors: Esa Suuronen
Original assignee: Instrumentarium Corp
Priority date: 2001-01-05
Filing date: 2001-01-05
Publication date: 2003-12-31
Also published as: DE10164492A1; FI20010015A0; JP2002238889A; US6628753B2; US20020106053A1; FI20010015A

Description

112594

Laitteisto röntgenkuvausta varten

Esillä olevan keksinnön kohteena on järjestely röntgenkuvausta varten, jossa kuvauksessa suunnataan röntgensädekeila kuvattavan kohteen läpi, johon järjestelyyn 5 kuuluu röntgenkuvauslaitteisto), johon kuuluu röntgensädelähde kuvattavan kohteen etupuolella, röntgensädelähteen yhteydessä oleva primäärikollimaattori, ja säteilyn vastaanottovälineet, jotka sijoitetaan kuvattavan kohteen takana olevaan asemaan, 10 Keksintö on tarkoitettu käytettäväksi yleisesti röntgenkuvauksessa, jossa säteilyn vastaanottovälineet eivät ole kiinteässä mekaanisessa yhteydessä säteilylähteeseen. Keksintö soveltuu esimerkiksi intraoraalikuvaukseen, skannaavaan kefalokuvaukseen ja niin sanottuun still-kuvaukseen. Skannaavassa kefalokuvauksessa röntgensäde-lähteestä suunnataan olennaisesti pystytasossa sijaitseva röntgensädekeila kuvat-15 tavan kohteen läpi, ja röntgensädelähdettä käännetään samalla röntgensädelähteen ja rakokameran välillä sijaitsevan pyörimiskeskipisteen ympäri kuvattavan kohteen pyyhkäisemiseksi vaakasuunnassa, jolloin rakokameraa siirretään pyyhkäisyliikkeen aikana siten, että sädekeila osuu rakokameran pystysuuntaiseen rakoon. Julkaisussa US 5,511,106 on esitetty tällainen skannaava kefalokuvausmenetelmä. Esillä 20 olevan hakemuksen hakijan aiemmassa suomalaisessa patenttihakemuksessa FI • ': 20000369 on kuvattu skannaava kefalokuvausmenetelmä, jossa röntgensädelähteen * efektiivinen fokuspiste siirretään pyörimiskeskipisteestä säteilylähteen fokuspistee- ; : seen siirtämällä pyörimiskeskipistettä säteilykeilaan nähden poikittaissuuntaisen li- : neaariliikkeen avulla. Still-kuvauksessa kuvaus suoritetaan yhdellä kertaa koko ku- 25 vattavasta kohteesta.

Suoritettaessa kefalokuvaus FI 20000369 hakemuksen mukaisella menetelmällä voi esim. valmistustoleransseista johtuen aiheutua sädekeilan liikkuminen eri nopeu-: della tai virheellisellä suuntauksella kollimaattoriin tai detektoriin nähden, jolloin on 30 vaarana säteilyn suuntautuminen virheellisesti eli sädekeila ei osu kuvausdetektorin aktiiviselle kuvausalueelle aiheuttaen siten uusintakuvauksen tarpeen ja mahdollisesti potilaan tai henkilökunnan tarpeettoman altistumisen säteilylle. Lisäksi liikkeet ovat liitetyt toisiinsa vain ohjelmallisesti, jolloin mahdollinen virhe ohjauselektronii-kassa voi myös johtaa säteilyn virheelliseen suuntautumiseen. Vastaavasti myös 2 112594 muissa röntgenkuvaustavoissa, joissa ei ole kiinteää mekaanista kytkentää röntgen-sädelähteen ja säteilyn vastaanottovälineiden välillä voi tapahtua vastaavanlaista säteilyn virheellistä suuntautumista.

5 Niinpä esillä olevan keksinnön eräänä tärkeänä päämääränä on aikaansaada laitteisto röntgenkuvausta varten, jolla edellä mainitut haittapuolet saadaan eliminoitua. Tämän päämäärän toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat.

10 Keksinnön mukaista laitteistoa voidaan tarvittaessa käyttää myös apuna säteilyn suuntaamisessa kuvausdetektorille esim. still-kuvauksessa.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin oheisiin piirustuksiin viitaten, joissa: 15 kuvio 1 esittää kaaviollisena päältä nähtynä kuvantona erästä keksinnön mukaista suoritusmuotoa sovellettuna kefalokuvaukseen, kuvio 2 esittää kaaviollisesti kuvion 1 mukaisessa laitteistossa käytettävän 20 rakokameran periaatekuvantoa, • j kuvio 3 esittää kaaviomaisesti säteilykeilan ja keksinnön mukaiseen laitteis- toon kuuluvien tunnistinelimien keskinäistä sijaintia eri tilanteissa.

* 25 Kuvion 1 mukaiseen laitteistoon 1 kuuluu tukiosa 2, jonka alapuolelle on liitetty pyö- rimiskeskipisteen 13 ympäri kääntyvästi panoraamakuvauslaitteisto 4, johon kuuluu C-kaari 7, jonka toiseen pystyhaaraan 7a on järjestetty röntgensädelähde 5 ja sen i' · : läheisyydessä oleva primäärikollimaattori 6. Tukiosaan 2 on liitetty kannatinvarsi 3, : jonka toisessa päässä on kefalokuvauslaitteisto 10, johon kuuluu kuvattavan koh- 30 teen taakse sijoitettava rakokamera 8 ja kuvattavan kohteen etupuolelle sijoitettava sekundäärikollimaattori 9.

Kuviossa 2 on esitetty kaaviomaisesti eräs rakokameran 8 toteutustapa, jossa rako-kameran yhdelle sivulle on muodostettu rako 14, jonka takana kameran 8 sisällä on 3 112594 digitaalinen detektori 15, esim. CCD-anturi, jossa on useita pikseleitä. Detektorin 15 aktiivinen kuvausalue muodostuu alueista 15A ja 15B, joista 15A esittää sitä aluetta, johon sädekeilan on normaalitilanteessa osuttava. Kefalokuvauksessa potilaan päätä pyyhkäistään pystytasossa olevalla sädekeilalla 11 oikealta vasemmalle tai päin-5 vastoin kääntämällä röntgensädelähdettä 5 pyörimiskeskipisteen 13 ympäri, jolloin sädekeila 11 kohdistuu rakokameran 8 olennaisesti pystysuunnassa olevan raon 14 takana olevalle detektorille 15, josta kuvainformaatio siirretään edelleen, esim. mikroprosessorille. Pyörimiskeskipiste 13 on FI hakemuksen 20000369 mukaisesti järjestetty siirrettäväksi lineaariliikkeellä poikittaissuuntaisesti sädekeilaan 11 nähden, 10 kuten esitetty viitemerkinnällä A kuviossa 1.

Kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa laitteistoon on lisäksi järjestetty sekun-däärikollimaattorin 9 röntgensädelähteen 5 puoleiselle pinnalle kolme tunnistinde-tektoria 20-22 , joista keskimmäinen tunnistindetektori 21 sijaitsee edullisesti se-15 kundäärikollimaattorin 9 raon 19 kohdalla. Tunnistindetektorit on esitetyssä suoritusmuodossa sijoitettu kuvion 3 mukaisesti sekundäärikollimaattorin yläosaan mutta ne voivat sijaita muuallakin mainitulla pinnalla tai sen ulkopuolella. Tunnistinelimiä voi olla luonnollisestikin myös vain yksi tai kaksi tai useampi kuin kolme halutusta informaatiomäärästä riippuen.

20 ': Kuviossa 3 on vaiheessa I kuvattu tilannetta, jossa keskimmäinen tunnistindetektori • 21 on sädekeilassa ja ulommat tunnistindetektorit sen ulkopuolella. Tällöin sädekeila : 11 liikkuu synkronoidusti sekundäärikollimaattoriin kanssa, ja säteily kohdistuu ku- ; : vausdetektorille oikein, jolloin korjausliikkeitä ei tarvita. Vaiheessa II on kuvattu • : 25 tilanne, jossa sädekeila 11 osuu osittain sekä keskimmäiselle tunnistindetektorille 21 : : että ulommalle detektorille 22, jolloin sädekeila 11 ja sekundäärikollimaattori 9 liik kuvat eri nopeuksilla ja tarvitaan korjausliike niiden saattamiseksi takaisin vaiheen I : mukaiseen synkronoituun liikkeeseen. Tätä varten tunnistindetektorit lähettävät sig- ; naalit, joiden avulla liikkeitä ohjataan haluttuun suuntaan, esim. hidastetaan nope- 30 ampaa liikettä. Vaihe III kuvaa tilannetta, jossa korjausliike ei ole tuottanut haluttua lopputulosta vaan keskimmäinen tunnistindetektori 21 on siirtynyt kokonaan säde-keilan 11 ulkopuolelle, jolloin säteily ei enää kohdistu ollenkaan kuvausdetektorin 15 kuvausalueeseen. Tällöin tunnistindetektorien lähettämiä signaaleja käytetään edullisesti keskeyttämään valotus tarpeettoman säteilytyksen estämiseksi.

4 112594

Tunnistindetektorit on edullisesti sijoitettu sekundäärikollimaattorin yhteyteen mutta ne voidaan sijoittaa muuallekin, esim. kuvausdetektorin 15 yhteyteen tai itse kuva-usdetektoria voidaan käyttää tunnistindetektorina esimerkiksi käyttämällä tunnistus-detektorin muodostavina pikseleinä kuvausdetektorin aktiivisen kuvausalueen sellai-5 sessa alueessa, alue 15B kuviossa 2, olevia pikseleitä, jotka normaalitilanteessa eivät saa säteilyä, ja jotka antavat tunnistussignaalin, jos niihin kohdistuu säteilyä. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää myös sellaisia aktiivisen kuvausalueen sisäpuolella sijaitsevia pikseleitä (alueessa 15A kuviossa2), jotka on järjestetty olemaan normaalisti sädekentässä ja antamaan tiedon säteilyn osumisesta detektorille. Detekto-10 riita saadun tiedon perusteella suoritetaan tarvittavat korjausliikkeet tai keskeytetään valotus. Kuvausdetektorin käyttö tunnistindetektorina tai tunnistindetektorien sijoittaminen sen yhteyteen on epäedullisempi kuin sekundäärikollimaattorin etupuolelle sijoitettujen tunnistindetektorien käyttö sikäli, että mahdolliset korjausliikkeet tai valotuksen keskeytys perustuu potilaan lävitse kulkeneeseen säteilyyn, jolloin 15 potilaasta sironnut säteily voi aiheuttaa epäselviä tilanteita ja aiheettomia korjaus-liikkeitä tai valotuksen keskeytyksiä. Valotuksen keskeytystilanteessa potilas saa lisäksi enemmän säteilyä kuin tilanteessa, jossa tunnistindetektorit sijaitsevat sekundäärikollimaattorin yhteydessä tai muualla niiden etupuolella olevassa kuvaus-laitteiston osassa.

•

- ‘ ' I

* · • « · : ·

Claims

1. Röntgenkuvauslaitteisto skannaavan röntgenkuvauksen suorittamiseksi, joka röntgenkuvauslaitteisto käsittää: 5. röntgensädelähteen (5) kuvattavan kohteen etupuolella röntgensäteilyn muodos tamiseksi, - primäärikollimaattorin (6) röntgensädekeilan (11) muodostamiseksi muodostetusta röntgensäteilystä ja röntgensädekeilan kohdistamiseksi kuvattavan kohteen läpi, ja - röntgensäteilyn vastaanottovälineet (15) sijoitettuna kuvattavan kohteen taakse 10 röntgensäteilyn vastaanottamiseksi, tunnettu siitä, että röntgenkuvauslaitteisto käsittää röntgensäteilyn tunnistuselimet (20-22) ohjaussignaalin muodostamiseksi, jonka ohjaussignaalin perusteella röntgensädelähteestä (5) lähtevän röntgensädekeilan paikka röntgensäteilyn vastaanottovälineisiin (15) nähden on paikallistettavissa ja sädekeila tarvittaessa kohdistettavissa säteilyn vastaanottovälineiden kuvausa-15 lueen sisäpuolelle ja jonka ohjaussignaalin perusteella skannaavan kuvauksen edellyttämät laitteistoliikkeet ovat säädettävissä keskenään synkronoiduiksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että säteilyn vastaanottovälineisiin kuuluu digitaalinen kuvausdetektori (15). 20

3. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteis- ;": tona käytetään skannaavaa kefalokuvauslaitteistoa, johon kuuluu digitaalisella ku- vausdetektorilla (15) varustettu rakokamera (8) ja sekundäärikollimaattori (9) ra-:' ‘: kokameran (8) läheisyydessä, ja että tunnistinelimet (20-22) tuottavat ohjaussig- ; : 25 naalin, jonka avulla skannaavan kefalokuvauksen edellyttämät laitteiston liikkeet :' ': säädetään keskenään synkronoiduiksi ja/tai pidetään synkronoituina.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että tunnistineliminä ; käytetään sekundäärikollimaattorin (9) röntgensädelähteen (5) puoleiselle pinnalle 30 sijoitettua vähintään yhtä tunnistindetektoria (20-22).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu vähintään yksi tunnistindetektori sijaitsee sekundäärikollimaattorin (9) raon (19) kohdalla. 112594

5 112594

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 -2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistona käytetään intraoraalikuvauslaitteistoa.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laitteisto, jossa säteilyn vastaan- 5 ottoeliminä on digitaalinen kuvausdetektori, tunnettu siitä, että tunnistineliminä käytetään sellaisia kuvausdetektorin (15) aktiivisen kuvausalueen sisäpuolella (15B) sijaitsevia pikseleitä, jotka on järjestetty olemaan normaalisti säteilystä vapaat ja antamaan tunnistussignaalin säteilyn osuessa niihin.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laitteisto, jossa säteilyn vastaan- ottoeliminä on digitaalinen kuvausdetektori, tunnettu siitä, että tunnistineliminä käytetään sellaisia kuvausdetektorin (15) aktiivisen kuvausalueen sisäpuolella (15A) sijaitsevia pikseleitä, jotka on järjestetty olemaan normaalisti sädekentässä ja antamaan tiedon säteilyn osumisesta detektorille. 15 I · ► t · t 7 112594