FI118413B - Tietokonetomografialaitteisto - Google Patents

Description

/ ; 118413

TIETOKONETOMOGRAFIALAITTEISTO

Tämä keksintö kohdistuu johdanto-osan mukaiseen tietokonetomogtafialaitteistoon, erityisesti hammaslääketie-5 teellisen diagnostiikan yhteydessä käytettäväksi tarkoitettuun tietokonetomogtafialaitteistoon.

Lääketieteellisellä röntgenkuvauksella on pitkä historia. Varhaisimmat tekniikat perustuivat kuvannettavan kohteen läpiva-10 laisuun. Läpivalaisussa kaikki kuvannettavana olevan volyymin säteilyn suunnassa mahdollisesti päällekkäin sijaitsevat anatomiat kuvautuvat filmille toinen toistensa päälle. Tätä ongelmaa ratkaisemaan kehitettiin myöhemmin kerros- eli ns. tomogra-fiakuvaus, jonka avulla kohteesta on mahdollista saada kuvautu-15 maan tarkemmin jokin haluttu leikekerros aiheuttamalla muiden kohteen kerrosten sumuttuminen muodostuvassa tai muodostettavassa kuvassa. Sumuttuminen saadaan aikaiseksi muuttamalla ku-vantamisvälineiden ja kohteen keskinäistä asemaa kuvantamista-pahtuman aikana, kuvantamistavasta riippuen joko säteilytyksen 20 aikana tai yksittäisten säteilytysten välillä.

Sittemmin, ja erityisesti tietokoneiden ja digitaalisen kuvantamisen kehityksen myötä on kehitetty lukuisa joukko erilaisia • · · •·ϊ ί tomografiakuvantamistekniikoita ja -laitteita. Hammaslääketie- 25 teen puolella käytetään yleisesti, kuvantamisteknisesti yksin- • · · • kertaisempien läpivalaisukuvauksena toteutettavien intraoraali-ja kallokuvauksen lisäksi mm. ns. panoraamakuvausta, jossa tyy- • ·’; pillisesti koko hammaskaaren käsittävä leikekerros kuvataan ta- • •I ♦ .···. soon1 · • · · 30 . . Perinteisessä filmipohjaisessa panoraamakuvauksessa hammaskaa- • t 1 *".1 ren yli pyyhkäistään kapealla sädekeilalla siten, että käärinet- • · *···1 tävissä olevan varsiosani jonka olennaisesti vastakkaisiin päi- : hin kuvantamisvälineet on sijoitettu, pyörityskeskipistettä ·«· · 35 kuljetetaan lineaarisesti samalla kun varsiosaa käännetään ja ··1 * . samalla siirretään varsiosan mukana liikkuvaa filmiä säteily- • · 2 118413 lähteellä tuotetun kapean sädekeilan läpi kyseisen kuvaustavan kuvautumisehdon toteuttavalla nopeudella. Digitaalisessa pano-raamakuvauksessa tätä filmin siirtonopeutta vastaa taajuus, jolla kuvadataa luetaan sensorilta kuvantamispyyhkäisyn aikana.

5

Perinteinen hammaslääketieteellinen kallokuva on siis läpiva-laisukuva, joka on otettu käyttämällä niin suurta sädekeilaa ja filmiä, että haluttu alue on saatu kuvannettua kerralla. Tässä on sovellettu ns. kaukokuvaustekniikkaa, jossa potilasasettelu 10 suhteessa säteilylähteeseen toteutetaan järjestämällä potilaan etäisyys säteilylähteestä riittävän suureksi, jotta muodostuva kuva ei vääristyisi sen seurauksena, että kallon sädekeilan suunnassa etu- ja takaosat olisivat suhteellisesti merkittävästi eri etäisyyksillä säteilylähteestä. Digitaaliajan saavutet-15 tua myös kallokuvaksen on se kuitenkin pääsääntöisesti toteutettu skannaavana rakokuvauksena, koska kefalofilmiä vastaavan kokoiset kuvantamisanturit ovat vielä toistaiseksi olleet erinomaisen kalliita.

20 Viime aikoina on alkanut viritä kiinnostusta soveltaa aiemmin lähinnä sairaalaympäristössä käytössä ollutta tietokonetomografiaa (Computer tai Computed Tomography, CT) myös hammaslääketieteen puolella. Sellaisenaanhan nämä lähinnä sairaalakäytössä • · • · 1 : olleet massiiviset ja kalliit CT-laitteistot eivät ole olleet ·.·.· 25 siirrettävissä hammashoitoympäristöön, jo kokonsa mutta erityi- «· a I 1 : sesti myös hintansa johdosta.

··· • ♦ • » ··· j .1. Kuvantamisteknisesti tunnetaan tänä päivänä useita erilaisia ··» t .···. CT-tekniikoita. CT-kuvauksessa kuvannettavaa volyymia säteily- • · 30 tetään eri suunnista ja näin saadusta datasta rekonstruoidaan . . jälkikäteen haluttu kaksi- tai kolmiulotteinen kuva. Tällaisel- • · 1 la tekniikalla voidaan periaatteessa rekonstruoida myös mm. ta- • » *···1 soon levitetty kaksiulotteinen kuva kallosta, hammaskaaren ; osasta, tai vaikka koko hammaskaaresta. Tietokonetomografian ··· 1 .**·. 35 periaatteiden ja sen erilaisten sovellutusten osalta voidaan · Φ • # viitata alan kirjallisuuteen, kuten teokseen Computed Tomo- • a · 118413 graphy, Principles, Design, Artifacts and Recent Advantages, Jiang Hsich, SPIE PRESS, 2003, Bellingham, Washington, USA.

Lääketieteelliset tietokonetomografialaitteistot käsittävät pe-5 rinteisesti horisontaalisen tason, jolle potilas asemoidaan kuvantamisen ajaksi. Tällaiset laitteet ovat varsin massiivisia ja kalliita verrattaessa niitä esimerkiksi hammaslääketieteessä käytettyihin panoraamakuvauslaitteisiin. CT-laitteiden suuri koko ja paino ovat olleet seurausta erilaisista kuvantamistek-10 nisistä reunaehdoista, kuten tarvittavista säteilyintensitee-teistä. Massiivisen rakenteen johdosta kuvantamisvälineiden ja kohteen suhteelliset liikkeet on pyritty toteuttamaan siten, että itse kuvantamisvälineet järjestetään joko stationääreiksi tai ainoastaan käännettäviksi yhden stationäärisen pyörityskes-15 kipisteen suhteen, jolloin muut mahdolliset liikkeet on toteutettavissa järjestämällä itse kuvannettava kohde liikutettavaksi.

Tietokonetomografian yksi muoto on ns. kartiokeilatomografia 20 (Cone Beam CT, CBCT), jossa erotuksena esim. panoraamakuvauk-sessa käytettävästä kapeasta sädekeilasta käytetään olennaisesti kuvannettavan volyymin dimensioiden kokoista kartiomaista sädekeilaa, ja rakoanturin asemesta kyseistä sädekeilan kokoa • · • · 1 : vastaavan kokoista detektoria. Verrattuna moniin perinteisem- 25 piin CT-kuvaustekniikoihin CBCT-tekniikalla on mahdollista • · · j ‘ ϊ päästä merkittävästi pienempiin säteilyannoksiin ja lyhyempiin :***: kuvausaikoihin.

« · · • · • · · • 1 · • · · · .···. Viime aikoina on alettu kehitellä erityisesti hammaslääketie- • · 30 teellisen kuvantamiseen tarkoitettuja CT-laitteistoja. Yksi , . tällainen tekniikan tason mukainen CT-laite on esitetty WO- • · · *;!/ julkaisussa 03/84407. Kyseisen laitteen runko muodostaa stabii- • · *···* Iin porttimaisen rakenteen, jonka alle on järjestetty tuoli, • ;1· johon potilas asemoidaan kuvantamisen ajaksi mahdollisimman ··· » .***. 35 liikkumattomaksi. Kuvantamisvälineet on järjestetty käännettä- ··· • # viksi laitteen runko-osaan nähden kiinteästi sijaitsevan pyö- • » ♦ 4 118413 rähdyskeskipisteen ympäri tasossa. Potilastukena toimiva tuoli on järjestetty liikutettavaksi x,y,z koordinaatistossa, jolloin kuvantamisvälineiden pyörityskeskipisteen paikkaa ja kuvanta-misvälineiden korkeusasemaa suhteessa potilaan anatomiaan voi-5 daan haluttaessa muuttaa.

Kuten edellä esitetystä käy ilmi, liittyy hammaslääketieteelliseen röntgekuvantamiseen useita erilaisia kuvaustekniikoita. Vaikka CT-laitteistot periaatteessa mahdollistavatkin mitä eri-10 laisempien kuvien rekonstruoinnin, on niiden käytön yksi ongelma kuitenkin se, että kuvainformaation saamiseksi rekonstruointia varten joudutaan kuvannettava kohde altistamaan merkittäville säteilyannoksille. Näin hammaslääketieteellisessä röntgenkuvan tamisessa joudutaan helposti sen eettisen ongelman 15 eteen, onko potilaan altistaminen kyseiselle säteilyannokselle perusteltavissa suhteessa kuvantamisesta potentiaalisesti saatavissa olevaan hyötyyn. Tällainen tilanne voi tulla eteen myös tilanteessa, jossa hoitoprosessin edettyä johonkin vaiheeseen olisi tarpeen kuvata potilas uudestaan jossakin tietyssä yksit-20 täisessä tarkoituksessa, johon tarkoitukseen CT-kuvantaminen sinänsä kyllä soveltuisi mutta olisi potilaan säteilyrasitus huomioon ottaen kyseenalainen - etenkin, jos kyseiseen yksittäiseen tarkoitukseen sinänsä olisi olemassa joku muukin sovel- • · • · · ί·ί ί tuva ja pienemmän säteilyannoksen tuottava röntgenkuvaustek- e 25 niikka. Esimerkiksi perinteinen kallokuvaus altistaa potilaan ·· · • huomattavasti pienemmälle säteilyrasitukselle kuin tietokoneto-mograf iakuvaus, jolloin esimerkiksi oikomishoidon yhteydessä ··· • ·’· saatetaan joutua edellä kuvatun tyyppisen ongelmatilanteen • · · · .1··. eteen, jolloin esimerkiksi yksittäiseen hammaslääketieteelli- • · • · · 30 seen CT-kuvauslaitteistoon investoineella hammashoitoklinikalla . . joudutaan tekemään päätös otetaanko potilaasta uusi CT-kuva • · · ***.· kaikesta huolimatta, lähetetäänkö potilas kuvattavaksi jonnekin • · *“·1 muualle vai onko kyseinen kuvaustarve niin toistuva, että on : perusteltua investoida kyseisen kuvantamisen mahdollistavaan »·« ·**’· 35 toiseen röntgenlaitteistoon.

• · • · · 5 118413

Toisaalta ja lisäksi, ajatellen esimerkiksi volyymi-informaation tuottamista koko kallon volyymista perinteisen hammaslääketieteellisen kallokuvan rekonstruoimiseksi CT-laitteella tuotetusta informaatiosta, olisi käytettävä joko varsin suuriko-5 koista anturia tai vaihtoehtoisesti useita säteilytyksiä informaation tuottamiseksi pienemmistä kallon osavolyymeistä ennen kun tällaista perinteistä kallokuvaa vastaava kuva olisi CT-laitteella tuotetusta informaatiosta rekonstruoitavissa. Tällaisessa rekonstruktiolaskennassa olisi myös vielä erikseen 10 otettava huomioon se, että säteilylähteen, kuvantamisanturin ja potilaan väliset keskinäiset etäisyydet ovat kuvantamisen aikana olleet toiset kuin perinteisessä kallokuvauksessa.

Periaatteellisesta monopuolisuudestaan huolimatta tekniikan ta-15 son mukaisten CT-laitteistojen käyttöön hammashoitoympäristössä liittyy siis kuitenkin erilaisia käytännön ongelmia, kun niitä ei kuitenkaan ole aina ja kaikissa käytännön tilanteissa mahdollista käyttää kaikenlaisten vastaanotolla tyypillisesti tarvittavia röntgenkuvien tuottamiseen. Keksinnön tavoite onkin 20 siten tarjota röntgenkuvauslaitteisto, joka monipuolistaa tavanomaisen CT-laitteiston käyttömahdollisuuksia erityisesti hammaslääketieteellisen röntgenkuvantamiseen. Erityisesti keksinnön yksi tavoite on laitteisto, joka mahdollistaa CT- • 1 · ί·ϊ ί kuvauksen lisäksi ainakin myös ns. kaukokuvauksen, jolloin esi- 25 merkiksi kallon läpivalaisukuvaus voidaan toteuttaa säteilyan- · · • \ϊ noksella joka vastaa perinteisen kallokuvauksen potilasannosta.

: **: Vaikka tällainen lisäominaisuus luonnollisesti aina lisää lait- ··· • teen hankintakustannuksia, tulee keksinnön mukaisen tietokone-

Ml i .***. tomografialaitteen hankkiminen hammashoitoklinikalle kuitenkin 9 · • 1 · 30 edullisemmaksi kuin aina erillisten laitteiden hankkiminen pel- . . kästään kutakin erityisiä kuvaustarvetta varten. Keksinnön • · · • · · *“.1 edullisine suoritusmuotoineen monipuolistaa merkittävästi tie- • · *···1 tokonetomograf ialaitteiston käyttömahdollisuuksia : hammashoitoklinikalla.

• ti I

.**. 35 • · • Il I · · 6 118413

Keksinnön ja sen edullisten suoritusmuotojen olennaisia piirteitä on esitetty oheisen patenttivaatimusten tunnusmerkkiosis-sa. Keksinnön mukainen tietokonetomografialaitteisto käsittää konstruktion, johon kuuluu tietokonetomografiakuvantamisaseman 5 lisäksi toiset potilastukivälineet käsittävä toinen kuvanta-misasema etäisyyden päässä mainitusta tietokonetomogafiakuvan-tamisasemasta, joka etäisyys on edullisesti vähintään 50 cm. Edullisesti keksinnön mukaiset kuvantamisasemat on järjestetty sijaitsemaan laitteiston säteilylähteeseen nähden tomografiaku-10 vantamisaseman osalta etäisyydelle olennaisesti alle 150 cm, kuten alle 130 cm, esimerkiksi 20-80 cm, ja mainitun toisen ku-vantamisaseman osalta etäisyydelle yli 150 cm, kuten suuruusluokkaa 160-190 cm, edullisesti n. 170 cm. Tällöin toisen ku-vantamisaseman järjestäminen laitteistoon ei häiritse käytännön 15 työskentelyä potilasasemointeineen tietokonetomografiakuvanta-misen yhteydessä, ja toisaalta laitteistosta ei tule turhan suurikokoinen mutta kyseisen toisen kuvantamisaseman etäisyys säteilylähteestä on kuitenkin riittävä esimerkiksi kaukorönt-genkuvantamistarpeita ajatellen.

20

Esillä oleva keksintö mahdollistaa tekniikan tason mukaisia CT-kuvauslaitteita monipuolisemman hammaslääketieteellisen kuvantamisen, jolloin vastaanotolle ei tarvitse hankkia esimerkiksi • e · Ϊ erillistä kallokuvauslaitetta. Keksinnön mukaisella laitteella 25 on mahdollista tuottaa esimerkiksi periaatteessa kaikki hampai- ·· · j den oikomishoidon yhteydessä tyypillisesti tarvittavat röntgen- :***: kuvat yhdellä ja samalla röntgenkuvauslaitteistolla, eikä esi- ·♦· • ·1; merkiksi kallokuvauksen mahdollistamiseksi ole tarvetta joko ·«« · .***. hankkia suurikokoista ja siten erittäin kallista pinta-ala- ··» 30 anturia tai tuottaa ensin useampaa osavolyymia kuvaava infor- . . maatiota, josta kallokuva vasta olisi rekonstruoitavissa.

• · · • · · ·1· ♦ • · · • · ·;·1 Joitakin keksinnön edullisia suoritusmuotoja ja etuja käydään jj1! läpi seuraavassa viitaten myös oheisiin kuvioihin, joista 35 ··· • · · 7 118413 kuvio 1 esittää yhden tekniikan tason mukaisen CT-laitteiston perusrakennetta, kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista CT-laitteistoa sivulta kat-5 sottuna varustettuna keksinnön yhden edullisen suoritusmuodon mukaisella toisella potilastukiasemalla, ja kuvio 3 esittää yhdessä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa käytettäväksi soveltuvaa kollimaattorilevyä.

10

Kuvion 1 tekniikan tason mukainen CT-laitteisto 1 käsittää porttimaisen tukirakenteen 10, jonka yhteyteen voi olla järjestetty konstruktio 13 kuvantamisvälineiden 14, 15 {säteilylähde 14 ja kuvantmisanturi 15) liikuttamiseksi. Laitteiston tietoko-15 netomografiakuvantamisasemaan kuuluvat potilastukivälineet 16 käsittävät tuolin, jonka yhteyteen on järjestetty kuviossa tarkemmin esittämättömiä välineitä potilaan pään asemoimiseksi liikkumattomaksi. Potilastukivälineet 16 on voitu järjestää liikutettavaksi liikutusvälineiden 11 avulla potilastukiaseman 20 alueella potilaan asemoimiseksi haluttuun asemaan suhteessa ku-vantamisvälineisiin 14, 15, ja/tai liikuttamiseksi kuvantamisen aikana. Säteilylähteen 14 yhteyteen on järjestetty kuviossa ei-.esitetty kollimaattorirakenne säteilylähteen 14 tuottaman sä- • · · ··· ‘ teilyn rajaamiseksi sädekeilaksi. Laitteistoon kuuluu ohjaus- m *.ί.· 25 järjestelmä, joka käsittää ohjausvälineitä ja toimilaitteita ·« · • säteilylähteen 14 ja kuvantamisanturin 15 toiminnan, sekä nii- 1^’: den ja/tai potilastukivälineiden 16 liikkeiden toteuttamiseksi • :*; ja ohjaamiseksi.

··* « « · · • · • · ♦ *· 30 Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista CT-laitteistoa sivulta kat- . . sottuna mutta kuvantamisvälineet 90 astetta käännettynä kuvion • · · ***,' 1 mukaisesta asemasta. Laitteistoon on järjestetty etäisyyden • · ·“’ päähän tomografiakuvantamisesta toiset potilastukivälineet 16' I · »t» ! : : käsittävä toinen kuvantamisasema, kuvion 1 mukaisessa ratkai- ··· t 1 • · sussa järjestettynä tukirakenteeseen 10 liittyvään starionääri- • · · seen varteen 12. Varren 12 olennaisesti päähän, toisten poti- • · 8 118413 lastukivälineiden 16' olennaiseen läheisyyteen on järjestetty myös toinen kuvantamisanturi 15'. Toinen kuvantamisasema sijaitsee siis etäisyyden, kuten vähintään 50 cm kauempana säteilylähteestä 14 kuin tietokonetomogafiakuvantamisasema 16. Luon-5 nollisesti varren 12 ei tarvitse olla järjestetty nimenomaan kuviossa 2 esitettyyn suuntaan suhteessa laitteiston 1 tukirakenteeseen 10, eikä itse varren 12 tarvitse olla juuri kuviossa 2 esitetyn kaltainen.

10 Kun CT-laitteiston kuvantamisvälineet saatetaan järjestää liikutettavaksi suhteessa tomografiakuvantamisasemaan, tai päinvastoin, ei em. 50 cm etäisyydestä sinänsä puhuminen ole välttämättä yksiselitteisen täsmällistä. Onkin selvää, että tämän keksinnön yhteydessä tarkoitetaan etäisyyttä tilanteessa, jossa 15 kuvantamisvälineet ovat asemoituneena kuvantamista varten ja/tai jossa ne liikkuvat kuvantamisen aikana. Tämä huomioon ottaen voidaankin todeta, että edullisesti tietokonetomoga-fiakuvantamisasema on järjestetty sijaitsemaan olennaisesti ku-vantamisvälineiden välissä suuruusluokkaa 20 - 80 cm etäisyy-20 dellä säteilylähteestä, ja vastaavasti keksinnön mukainen toinen kuvantamisasema vähintään suuruusluokkaa 130 cm, kuten n. 170 cm etäisyydellä säteilylähteestä laitteiston ollessa asemoituna tässä toisessa kuvantamisasemassa toteutettavaa kuvan- • * • « * ··· l tamista varten.

• · · _ _

• · · 9 S

*·* ^ j ·· · ϊ Keksinnön mukainen CT-laitteisto voi olla perusrakenteeltaan :***: myös toisenlainen kun kuviossa 1 on esitetty. Laitteisto voi ··« • .*. esimerkiksi edullisesti käsittää pylväsmäisen tukirakenteen 10, • e· « ,·**. jonka yhteyteen on järjestetty potilastukivälineet 16 käsittävä • · 30 tomografiakuvantamisasema ja jossa kuvantamisvälineet 14, 15 on . . järjestetty tukirakenteesta erkanevaan, mahdollisesti useammas-

J . J

takin varsiosasta koostuvaan konstruktioon 13, joka on järjes- • · *··' tetty liikuttamaan kuvantamisvälineitä 14, 15 suhteessa mainit- : tuun tomografiakuvantamisasemaan. Erityisesti keksinnön tällai- ·«· * ;***. 35 sen edullisen suoritusmuodon yhteydessä laitteiston kuvantamis- *·· * , välineet käsittävä konstruktio 13 voi käsittää kuvantamisväli- • · • · 118413 neet 14, 15 käsittävän varsiosan, joka liittyy mainittuun laitteiston tukirakenteeseen 10 tai johonkin muuhun, edellä mainittuihin ensimmäisiin potilastukivälineisiin 16 nähden kiinteään rakenteeseen ainakin kahden muun käännettävissä olevan var-5 siosan välityksellä, jotka kukin ainakin kaksi varsiosaa on järjestetty käännettäviksi ainakin kahden etäisyyden päässä toisistaan sijaitsevan pyörityskeskipisteen suhteen olennaisesti samassa tasossa, joista pyörityskeskipisteistä mainituista ainakin kahdesta varsiosasta äärimmäisten varsiosien äärimmäi-10 set pyörityskeskipisteet liittyvät yhtäältä mainittuun kuvanta-misvälineet käsittävään varsiosaan, toisaalta mainittuun tukirakenteeseen 10 tai muuhun, mainittuihin ensimmäisiin potilastukivälineisiin 16 nähden kiinteään rakenteeseen. Erityisesti keksinnön tällaisessa suoritusmuodossa kuvantamisvälineet 14, 15 15 on edullisesti järjestetty kuvantamisvälineet käsittävään varsiosaan 13 suuruusluokkaa 50 cm etäisyydelle toisistaan.

Edellä mainittiin, että kuvion 2 mukaiseen laitteistoon kuuluu toisen kuvantamisaseman yhteyteen järjestetty toinen kuvanta-20 misanturi 15'. Tässä toisessa kuvantamisasemassa voidaan kuitenkin vaihtoehtoisesti käyttää myös filmiä, jolloin viitenumerolla 15' on tulkittava tarkoitettavan välineitä filmikasetin kiinnittämiseksi. Edelleen on periaatteessa mahdollista käyttää * · « *·ί ϊ samaa kuvantamisanturia 15 molemmissa kuvantamisasemissa, joi- 25 loin viitenumeron 15' voidaan tulkita tarkoittavan anturipidi- M « ϊ * · kettä kuvantamisanturin 15 irrotettavaksi kiinnittämiseksi.

Φ · :***; Tällöin luonnollisesti myös tietokonetomografikuvantamiseaseman >·» • ·*. yhteyteen on järjestetty kuvantmaisanturin 15 irrotettavan .···, kiinnittämisen mahdollistava anturipidike.

• · ··· 30 • . Keksinnön mukaista toista kuvantamisasemaa voidaan edullisesti • · · • · t ***,* käyttää hammaslääketieteellisessä kallokuvauksessa. Tällöin ai- • · ***** nakin tämän toisen kuvantamisaseman yhteydessä käytetään edul- : J*: lisesti kuvantamisanturia 15, 15', jonka ainakin yksi dimensio ♦ ·· · ·***· 35 on järjestetty olennaisesti vastaamaan potilaan kallon vastaa- ··· * . vaa dimensiota, tai vastaavasti tähän kuvantamisasemaan kiinni- • · • · 10 118413 tettäväksi järjestetyn filmin käsittävän filmikasetin dimensiot on järjestetty olennaisesti vastaamaan potilaan kallon dimensioita. Jos molemmissa kuvantamisasemissa käytetään samaa kuvan-tamisanturia 15, on sen dimensiot sekä anturi itse että siihen 5 liittyvä tekniikka järjestettävä mahdollistamaan kuvantamisan-turin 15 käyttö sekä tietokonetomografiakuvantamiseen, edullisesti erityisesti kartiokeilatietokonetomografiakuvantamiseen että potilaan kallon läpivalaisu-, tai sitä ainakin olennaisesti vastaavaan sähköiseen pyyhkäisykuvantamiseen.

10

Keksinnön mukaisen CT-laitteiston käytettävyyttä voidaan entisestään laajentaa toteuttamalla sen ohjausjärjestelmä, konstruktio kuvantamisvälineiden liikuttamiseksi ja tietokonetomograf iakuvantamisasema siihen kuuluvine välineineen siten, että 15 tietokonetomografiakuvantamisemassa voidaan ottaa myös perinteinen hammaslääketieteellinen panoraama- tai muu, halutun ku-vainformaation sumuttumiseen perustuva kerroskuva. Tällöin säteilylähteen yhteydessä sijaitseva kollimaattori 20 voidaan kuvion 3 mukaisesti järjestää käsittämään esimerkiksi ainakin 20 kolme erilaista aukkoa, joista yksi 21 on järjestetty olennaisen neliömäiseksi käytettäväksi tietokonetomografiakuvanta-misasemassa toteutettavan kartiokeilatomografiakuvantamisen yh- , t teydessä, yksi rakomaiseksi käytettäväksi mainitussa toisessa • · · ··· · kuvantamisasemassa toteutettavan skannaavan rakokuvauksen yh- • · · *.ί.* 25 teydessä 22 ja ainakin yksi 21 rakomaiseksi mutta edellä mai- ·· · ! *,· nittua matalammaksi käytettäväksi mainitun panoraama- tai muun, ··· kuvainformaation sumuttumiseen perustuvan kuvantamisen yhtey- : :*· dessä. Jos keksinnön mukaisessa toisessa kuvantamisasemassa to- ·♦· · ;***. teutettava skannaava rakokuvaus halutaan toteuttaa pitämällä ··· 30 säteilylähde paikallaan, on kollimaattorilevy 20 järjestettävä • ,·, liikutettavaksi. Toisaalta kollimaattorirakenne voi olla toteu- • · * *".* tettu siten, että siihen on järjestetty ainakin yksi esimerkik- · • · *“ si yhdessä dimensiossa säädettävissä olevan kokoinen aukko tai e · •eS esimerkiksi siten, että järjestetään vain yksi, ainakin kahdes- 35 sa dimensiossa säädettävissä oleva aukko.

»M « · • · 11 118413

Keksinnön mukaisen toisen kuvantamisaseman ei välttämättä tarvitse olla fyysisesti toinen kuvantamisasema, vaan se voidaan toteuttaa myös virtuaalisesti joko siten, että ainakin joko säteilylähde tai itse tietokonetomografiakuvantamiseman muodosta-5 vat rakenteet on järjestetty asemaltaan siirrettäviksi. Tällöin mainitut ensimmäiset potilastukivälineet 16 voi olla järjestetty joko soveltumaan käytettäväksi molemmissa kuvantamisasemis-sa, siis molemmissa laitteistolla toteutettavissa kuvantamis-tekniikoissa, tai niiden yhteyteen on järjestetty myös tässä 10 toisessa kuvantamisessa käytettävät toiset potilastukivälineet 16'. Keksinnön mukainen idea toteutuu myös järjestämällä laitteistoon toinen säteilylähde siten, että se sijaitsee eri etäisyyden päähän tietokonetomografiakuvantamisasemasta kuin ensimmäinen säteilylähde.

15

Edullisesti esillä oleva keksintö toteutetaan siten, että potilas voidaan asemoida ainakin horisontaalitasossa liikkumattomaksi laitteiston runkoon tai muuhun stationääriseen poti-lasasemaan ja tarvittavat potilaan ja kuvantamisvälineiden suh-20 teellistä asemaa muuttavat liikkeet toteutetaan kuvantamisvälineitä liikuttamalla.

Keksinnön mukaiseen CT-laitteiston kuvantamisvälineisiin kuuluu • · • · · ϊ·ί ! erityisesti ja edullisesti CBCT-kuvantamisessa käytettävä pin- 25 ta-ala-anturi, ns. Frame Sensor. Anturin aktiivinen pinta voi • · · • olla ympyrämäinen tai suorakaide, jonka dimensiot ovat edulli-sesti olennaisesti samaa suuruusluokkaa, kuten esimerkiksi ai- • ♦*· nakin 10 x 10 cm, kuten 12 x 12 cm, tai esim. 20 x 20 cm, tai • · · « .*·*. vastaavan halkaisijan omaava anturi. Järjestämällä säteilyläh- #· · 30 teen tuottaman sädekeilan kollimointi vastaamaan tällaisen an- . . turin dimensioita, ja käyttämällä esimerkiksi 50 cm suuruus- • » · *'*.* luokkaa oleva SIDiä (source-image-distance) , on keksinnön mu- • · ·" kaisen laitteiston säteilylähde mahdollista toteuttaa huomatta- • · •J : vasti kevyempänä kuin perinteisissä tietokonetomografialait- 35 teissä. Näin myös varsistorakenne voidaan toteuttaa suhteelli- ··· * . sen kevyenä, esimerkiksi edellä esimerkinomaisesti kuvattuna • · e · 12 118413 kuvioissa ei-esitettynä useamman varsiosan käsittävänä rakenteena. Anturiteknologian kehittyessä tullee myös taloudellisesti mahdolliseksi käyttää keksinnön mukaisessa laitteistossa niin suurta anturia, että se soveltuu käytettäväksi laitteiston 5 molemmissa kuvantamisasemissa.

Keksintö on mahdollista toteuttaa myös kuvioissa ei-esitetyn suoritusmuodon mukaisesti siten, että laitteiston kuvantamisvä-lineet 14, 15 käsittävälle konstruktiolle 13 järjestetään myös 10 vertikaalisuuntainen liikevapaus. Esimerkiksi vertikaalisen pylväsmäisen tukirakenteen 10 omaavassa laitteistossa tämä voidaan toteuttaa mm. siten, että potilastukivälineet 16 saatetaan liikkumaan 13 kuvantamisvälineet 14, 15 käsittävän konstruktion 13 vertikaaliliikkeen mukana, tai järjestämällä niille ja ku-15 vantamisvälineet käsittävälle konstruktiolle 13 toisistaan riippumaton vertikaaliliikevapausaste. Tällöin kuvannettavan volyymin sijainnin asemointi potilasta liikuttamatta on mahdollista myös vertikaalisuunnassa.

20 Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että erityisesti tekniikan kehittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin, eivätkä sen eri suoritusmuodot rajoitu yllä kuvattuihin . . esimerkkeihin, vaan ne voivat vaihdella hakemuksen mukaisen • · · *·· · keksinnöllisen ajatuksen ja oheisten patenttivaatimusten mää- • · · 25 rittelemän suojapiirin puitteissa.

·· Φ φφφ • Φ Φ · ··· • · • · ··* * · • · · • · · ··· · Φ * · • · • · φφφ • Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ φφφ Φ φφφ φ φ Φ φ φφφ Φ φ φ φφφ φφφ φφφ φ Φφφ Φ φ φ Φ ΦΦΦ φ Φ Φ Φ # φ φ

Claims (14)

13 118413

1. Tietokonetomografialaitteisto, johon kuuluu - tukirakenteeseen (10) liittyvä konstruktio kuvantamisväli-5 neiden (14, 15) liikuttamiseksi, jotka kuvantamisvälineet käsittävät säteilylähteen (14) ja kuvantamisanturin (15), jonka säteilylähteen (14) yhteyteen on järjestetty kolli-maattorirakenne (20) säteilylähteen (14) tuottaman sätei-10 lyn rajaamiseksi ainakin yhden muotoiseksi sädekeilaksi, ensimmäiset potilastukivälineet (16) laitteiston yhteyteen järjestetyn tietokonetomogafiakuvantamisaseman yhteydessä, ja ohjausjärjestelmä, johon kuuluu ohjausvälineitä ja toimi-15 laitteita mainittujen säteilylähteen (13) ja kuvantamisan turin (14) toiminnan, sekä niiden ja/tai mainittujen poti-lastukivälineiden (16) liikkeiden ohjaamiseksi ja toteuttamiseksi, tunnettu siitä, että 20 laitteistoon on järjestetty toiset potilastukivälineet (16') käsittävä toinen kuvantamisaserna etäisyyden päähän mainitusta . . tietokonetomografiakuvantamisasemasta. * · · *·» · • · « • * ·

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu sii- • · · *,.* 25 tä, että mainitut kuvantamisasemat on järjestetty sijaitse- • · /*·* maan siten, että toinen kuvantamisaserna sijaitsee etäisyyden * · · “j* päässä kauempana säteilylähteestä (14) kuin mainittu tietokone- *·*»* tomografiakuvantamisasema kuvantamisvälineiden (14, 15) ollessa asemoituna kuvantamista varten. 30 ·*** *...J

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu sii- :*·*: tä, että mainittu etäisyys on vähintään n. 50 cm.

*·♦ • · ♦ · ♦ ·· ./ 4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen laitteisto, tun- * · · . 35 nettu siitä, että mainittu tietokonetomogafiakuvantamisase-• « ma on järjestetty sijaitsemaan olennaisesti kuvantamisvälinei- 118413 den (14, 15) välissä suuruusluokkaa 20 - 80 cm etäisyydellä säteilylähteestä (14) laitteiston kuvantamisvälineiden sijaitessa kuvantamisasemassaan ja/tai liikkuessa tietokonetomografiaku-vantamisen aikana, ja mainittu toinen kuvantamisasema vastaa-5 vasti vähintään suuruusluokkaa 130 cm etäisyydelle, kuten n. 170 cm säteilylähteestä (14) laitteiston ollessa asemoituna tässä toisessa kuvantamisasemassa toteutettavaa kuvantamista varten.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitun toisen kuvantamisaseman yhteyteen, mainittujen toisten potilastukivälineiden (16') olennaiseen läheisyyteen on järjestetty joko toinen kuvantamisanturi (15') tai välineet kuvantamisanturin (15, 15') tai filmikasetin 15 irrotettavasti kiinnittämiseksi.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ainakin mainitussa toisessa kuvantamisasemassa käytetään kuvantamisanturia (15, 15'), jonka aina-20 kin yksi dimensio on järjestetty olennaisesti vastaamaan potilaan kallon vastaavaa dimensiota, tai vastaavasti siihen kiin-; t.# nitettäväksi järjestetyn filmikasetin dimensiot olennaisesti ***.’ vastaamaan potilaan kallon dimensioita. * · i c • · · ··· ·· t ♦ · · • ·

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laitteisto, tun- • · .*** nettu siitä, että sen mainitut ohjausjärjestelmä, konstruk- • · · *:;/* tio kuvantamisvälineiden (14, 15) liikuttamiseksi (13) ja mai- • · **··* nittu tietokonetomograf iakuvantamisasema siihen kuuluvine vä lineineen on toteutettu siten, että tietokonetomografiakuvanta- • **· ’•i.* 30 misemassa voidaan toteuttaa myös perinteinen hammaslääketie- • · teellinen panoraama- tai muu, kuvainformaation sumuttumiseen :*·*: perustuva kuvantaminen. • · * · • · • M

..* 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen laitteisto, tun- * · · . 35 nettu siitä, että mainitun säteilylähteen yhteyteen on jär-**••1 jestetty liikutettavissa oleva kollimaattorilevy (20), joka kä- 15 118413 sittää ainakin kolme erilaista aukkoa, joista yksi on järjestetty käytettäväksi tietokonetomografiakuvantamisasemassa toteutettavan kartiokeilatomografiakuvantamisen yhteydessä, yksi mainitussa toisessa kuvantamisasemassa toteutettavan skannaavan 5 rakokuvauksen yhteydessä ja ainakin yksi mainitun panoraama-tai muun, kuvainformaation sumuttumiseen perustuvan kuvantamisen yhteydessä.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen laitteisto, tun-10 nettu siitä, että mainitun ainakin tietokonetomografiakuvantamisasemassa käytettävän kuvantamisanturin (15) dimensiot sekä sen itsensä ja siihen liittyvä tekniikka on järjestetty mahdollistamaan kyseisen kuvantamisanturin (15) käyttö sekä tietokonetomografiakuvantamiseen, erityisesti kartiokeilatieto- 15 konetomografiakuvantamiseen että potilaan kallon läpivalaisu-, tai sitä olennaisesti vastaavaan pyyhkäisytekniikalla toteutettavaan sähköiseen kuvantamiseen.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laitteisto, tunnettu sii-20 tä, että kyseinen kuvantamisanturi (14) on järjestetty laitteistoon irrotettavasti kiinnitettäväksi yhtäältä tietokoneto- : ,·. mografiakuvantamisaseman yhteyteen järjestettyyn anturipidik- ♦ · · • · · · . 4·# keeseen toisaalta ainakin mainitun toisen kuvantamisaseman yh- *♦· * teyteen järjestettyyn anturipidikkeeseen. 25

• · • · .**! 11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen laitteisto, tun- * · * ***/ nettu siitä, että mainittu toinen kuvantamisasema on jär- • 9 • · *** jestetty muodostumaan virtuaalisesti joko e - siten, että ainakin joko säteilylähde (14) tai mainittu • · · *•*2* 30 tietokonetomografiakuvantamisema on järjestetty liikutet- • · *···’ tavaksi, jolloin mainitut ensimmäiset potilastukivälineet ·· · t*: (16) on järjestetty joko soveltumaan käytettäväksi molem- missä kuvantamisasemissa tai niiden yhteyteen on järjes- ··[ tetty myös toisessa kuvantamisasemassa käytettävät toiset • · | . 35 potilastukivälineet (16'), tai • l 16 118413 siten, että laitteistoon on järjestetty myös toinen säteilylähde eri etäisyyden päähän mainitusta tietokonetomogra-fiakuvantamisasemasta.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu kuvantamisvälineet (14, 15) kä sittävä konstruktio (13) käsittää varsiosan, joka liittyy mainittuun laitteiston tukirakenteeseen (10) tai johonkin muuhun, edellä mainittuihin ensimmäisiin potilastukivälineisiin (16) 10 nähden kiinteään rakenteeseen ainakin kahden muun käännettävissä olevan varsiosan välityksellä, jotka kukin ainakin kaksi varsiosaa on järjestetty käännettäviksi ainakin kahden etäisyyden päässä toisistaan sijaitsevan pyörityskeskipisteen suhteen olennaisesti samassa tasossa, joista pyörityskeskipisteistä 15 mainituista ainakin kahdesta varsiosasta äärimmäisten varsiosien äärimmäiset pyörityskeskipisteet liittyvät yhtäältä mainittuun kuvantamisvälineet käsittävään varsiosaan, toisaalta mainittuun tukirakenteeseen (10) tai muuhun, mainittuihin ensimmäisiin potilastukivälineisiin (16) nähden kiinteään rakentee-20 seen.

• ,·, 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laitteisto, tunnettu ·1· 1 , ,·] siitä, että mainitut kuvantamisvälineet (14, 15) on järjes- • 4 · .ΓΙ tetty mainittuun kuvantamisvälineet käsittävään varsiosaan (13) • 1 \.I 25 suuruusluokkaa 50 cm etäisyydelle toisistaan. • · ··· • · • i

· • · ***/ 14. Jonkin patenttivaatimuksen 1-13 mukainen laitteisto, tun- ♦ · ··1' nettu siitä, että mainitut konstruktio kuvantamisvälineiden liikuttamiseksi ja laitteiston ohjausjärjestelmä on järjestetty • · · *·ί·1 30 mahdollistamaan kuvantamisvälineiden liikuttaminen siten, että • · » • « *···1 ne toteuttavat hammaslääketieteellisen panoraamakuvaksen mah- ·1·1: dollistavan liikeradan. * · ··· • · • · • » · * • · • · • ·1 · 17 118413