FI125008B

FI125008B - A panoramic X-ray machine and setting a reflective layer for panoramic imaging

Info

Publication number: FI125008B
Application number: FI20070219A
Authority: FI
Inventors: Godzinsky Christian De; Sakari Kettunen
Original assignee: Planmeca Oy
Priority date: 2007-03-19
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2015-04-30
Also published as: KR101474098B1; CN101668485B; CN101668485A; KR101268243B1; WO2008119873A1; KR20120140268A; KR20090122294A; FI20070219A0; FI20070219A

Description

PÄNORAAMARÖNTGENLAITE JA KUVAUTUVAN KERROKSEN ASETTAMINEN PANORAAMAKUVAUSTA VARTENPORN FRAME X-RAY DEVICE AND SETTING THE LAYER FOR A PORTRAIT PHOTOGRAPHY

KEKSINNÖN ALAFIELD OF THE INVENTION

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 mukaiseen panoraamaröntgen-laitteeseen ja patenttivaatimuksen 7 mukaiseen menetelmään kuvautuvan kerroksen asettamiseksi panoraamaröntgenkuvausta varten.The invention relates to a panoramic x-ray device according to claim 1 and to a method for applying a mapping layer for panoramic x-ray imaging according to claim 7.

TUNNETTU TEKNIIKAN TASOBACKGROUND OF THE INVENTION

Panoraamaröntgenkuvaus on kerroskuvausta, tomografiakuvausta, jossa kuvantamispyyhkäisyn aikana säteilylähdettä ja kuvainformaation vastaanotinta käännetään valotuksen aikana suhteessa hammaskaareen siten, että muodostettavassa kuvassa olennaisesti hammaskaari kuvautuu tarkasti ja kallon muut anatomiat sumuttuvat. Tyypillisesti kuvantamispyyh-käisy ja siihen liittyvä tomografiaefektin tuottava kuvantamisvälinei-den kääntöliike tehdään horisontaalitasossa, joissakin erikoiskuvaus-moodeissa tomografiaefektiä voidaan tuottaa liikkumalla osittain myös muulla kun horisontaalitasolla. Hammaslääketieteellinen panoraamarönt-genkuva esittää hammaskaaren tasoon levitettynä. Panoraamakuva antaa hyvän yleiskuvan potilaan koko hampaistosta, leukanivelet mukaan lukien.A panoramic x-ray imaging is a layer imaging, tomography imaging in which, during an imaging scan, the radiation source and the image information receiver are rotated with respect to the tooth arc during exposure, so that the image to be formed accurately reflects the tooth arc and other skull anatomies are sprayed. Typically, the imaging scan and the associated rotation motion of the imaging means producing the tomography effect are performed in the horizontal plane, in some special imaging modes the tomography effect can also be produced by moving in part other than the horizontal plane. A dental panoramic x-ray image shows the dental arch spread out to the plane. The panoramic image provides a good overview of the patient's entire dentition, including the jaw joints.

Panoraamaröntgenkuvan olennaisin diagnostinen arvo liittyy hampaiden juurien kuvaamiseen. Kuvannettavan anatomian muodosta johtuen panoraa-maröntgenkuvauksen kuvantamisgeometria tuottaa tyypillisesti kerrosku-van, jossa hammaskaaren etualueelta tarkasti kuvautuvan leikekerros on suhteellisen ohut, tyypillisesti vain noin 10 mm. Kun kuvantamispyyhkäisyn toteutustavasta johtuen tarkkana kuvautuva kerros on takahampaiden alueella leveämpi, jopa useampi kymmenen mm, ei hammaskaaren asettelun osuminen kuvautuvan kerroksen keskelle ole sillä alueella kovinkaan kriittistä.The most essential diagnostic value of a panoramic X-ray is related to the tooth roots. Due to the shape of the anatomy to be imaged, panoramic x-ray imaging geometry typically produces a layer image with a relatively thin section of the image accurately reflected from the front of the dental arch, typically only about 10 mm. When, due to the manner in which the imaging scan is performed, the accurate imaging layer is wider in the region of the posterior teeth, up to several tens of millimeters, the alignment of the dental arch in the center of the imaging layer is not very critical.

Kun kuvannettavien anatomioiden koko ja muoto vaihtelevat kuvauskohteesta toiseen, on panoraamakuvantamispyyhkäisyn toteuttaminen optimaalisesti suhteessa kuvannettavaan anatomiaan haastavinta nimenomaan etu-hampaiden kuvautumisen kannalta. Näin anatomia pyritäänkin tyypillises ti asemoimaan panoraamakuvausta varten nimenomaan niin, että ainakin etuhampaiden juuret asettuvat hammaskaaren etualueelta tarkkana kuvautuvaan kerrokseen. Etuhampaiden alueen epäonnistunut asettelu lieneekin suurin yksittäinen syy panoraamakuvien epäonnistumiseen.When the size and shape of the anatomies to be imaged vary from subject to subject, performing a panoramic imaging scan optimally with respect to the anatomy to be imaged is particularly challenging for the anterior tooth imaging. In this way, the anatomy is typically aimed at positioning for panoramic imaging specifically so that at least the roots of the anterior teeth are positioned in an accurate mapping layer from the front of the dental arch. The misalignment of the anterior tooth area is probably the single biggest reason for the failure of panoramic images.

Perinteisimpiä panoraamaröntgenlaiteita käytettäessä operaattorin on arvioitava etuhampaiden juurien sijainti ulkoisesti potilaan kasvojen sivuprofiilin ja hampaiden näkyvien kmunupintojen perusteella. Tämä arviointi on erityisen vaikeaa esimerkiksi poikkeuksellisen voimakkaasti ulkonevien tai sisäänpäin kääntyneiden etuhampaiden kyseessä ollessa, mutta kun etuhampaat ovat normaalipurennankin tapauksessa kallellaan, on niiden juurien sijainnin arvioiminen aina vaikeaa. Käytännössä vähiten epäonnistuneita asemointeja yleensä tekevätkin vankan ammattitaidon ja kokemuksen omaavat operaattorit.With the most traditional panoramic X-ray devices, the operator must evaluate the location of the roots of the anterior teeth externally on the basis of the side profile of the patient's face and the visible dental surfaces. This evaluation is particularly difficult, for example, in the case of exceptionally strongly protruding or inwardly inclined teeth, but when the incisors are tilted in the case of a normal bite, it is always difficult to estimate the location of their roots. In practice, the least successful positioning is usually done by operators with solid expertise and experience.

Panoraamakuvauslaitteisiin on tunnettua järjestää erilaisia asemointi-valoja, joilla potilaan kasvoihin voidaan heijastaa asemointia helpottavia valoviivoja. Valojen avulla voidaan esimerkiksi varmistaa kallon optimaalinen orientaatio.It is known to provide a variety of positioning lights with panoramic imaging devices to illuminate positioning light lines on a patient's face. For example, the lights can ensure optimal skull orientation.

Asemointivaloja on käytetty auttamaan kuvannettavan kerroksen asettelua myös esimerkiksi saattamalla vertikaalinen, potilasta sivulta valaiseva kerrosasemointivaloviiva siihen kohtaan, missä etuhampaiden juuret oletettavasti sijaitsevat ja järjestämällä kuvantamislaite toteuttamaan kuvantamisliike tämän asemointivaloviivan sijainnin mukaisesti. Tällainenkin asemointi perustuu kuitenkin ainoastaan "valistuneeseen arvaukseen" etuhampaiden juurien sijainnista, jonka operaattori tekee pohjautuen ulkoisiin kasvonpiirteisiin. Kokenutkin operaattori voi näin ollen myös epäonnistua asemoinnissa.Positioning lights have also been used to assist in the positioning of the imaging layer, for example by positioning a vertical, side-illuminated patient positioning light line at the position where the anterior roots of the tooth are supposed to be located and arranging the imaging device to However, even such positioning is based solely on the "enlightened guess" of the location of the tooth roots, which the operator makes based on external facial features. Thus, even an experienced operator may also fail in positioning.

Tekniikan taso tuntee myös muita anatomian ulkoisten piirteiden analysointiin perustuvia asemointitekniikoita, kuten esimerkiksi etäisyys-antureiden ja kameroiden käyttöön perustuvia ratkaisuja. Niidenkin toiminta perustuu kuitenkin lähinnä potilaan kasvojen ulkoisten muotojen tutkimiseen eivätkä ne siten välttämättä anna oikeaa kuvaa hampaiston todellisesta rakenteesta. Lisäksi tällaiset ratkaisut voivat edellyttää mm. erilaisten lisälaitteiden integroimista kuvantamislaitteeseen ja muita mahdollisia erityisjärjestelyjä, jotka tekevät kuvauslaitteesta monimutkaisemman ja saattavat jopa hankaloittaa tai hidastaa kuvanta-misprosessin toteuttamista.Other positioning techniques based on the analysis of the external features of anatomy are also known in the art, such as solutions based on the use of distance sensors and cameras. However, their function is mainly based on examining the external shape of the patient's face and thus may not give a true picture of the actual structure of the dentition. In addition, such solutions may require e.g. integration of various enhancements into the imaging device and other specific arrangements that may make the imaging device more complex and may even complicate or slow down the imaging process.

KEKSINNÖN LYHYT SELOSTUSBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Keksinnön tavoitteena on kehittää anatomian asemointia hammaslääketieteellisen panoraamaröntgenkuvauksen yhteydessä ja nimenomaan sen osalta, miten haluttu etuhampaiden juuret käsittävä vertikaalinen leikeker-ros saadaan asemoitua kerrokseen, jonka panoraamaröntgenlaite kuvantaa tarkasti. Toisin sanoen, keksinnön tavoitteena on vähentää tarvetta virheellisistä asemoinneista aiheutuviin uusintakuvauksiin.The object of the invention is to improve the positioning of the anatomy in connection with dental panoramic x-ray imaging and specifically with regard to the positioning of the desired vertical incision layer of the anterior roots with a layer accurately imaged by a panoramic x-ray machine. In other words, it is an object of the invention to reduce the need for repetitive imaging due to incorrect positioning.

Tavoitteena on myös suoritusmuodot, joka mahdollistavat em. tavoitteen toteuttamisen siten, että kuvauslaite voidaan kuitenkin toteuttaa suhteellisen yksinkertaisena ilman tarvetta järjestää siihen merkittävää määrää uusia laitteita, komponentteja ja/tai toiminnallisuuksia.Embodiments are also an object that enable the aforesaid object to be accomplished in such a way that the imaging device can be implemented in a relatively simple manner without the need to provide a significant number of new devices, components and / or functionalities.

Edelleen keksinnön tavoitteena on suoritusmuodot, jotka mahdollistavat halutun kerroksen kuvautumisen panoraamakuvaan tarkkana automaattisesti sen jälkeen, kun anatomia on asemoitu kuvantamislaitteen potilastukivä-lineisiin.It is a further object of the invention to provide embodiments that allow the desired layer to be mapped to a panoramic image automatically after the anatomy is positioned on the patient support means of the imaging device.

Keksinnön tavoitteisiin päästään ratkaisulla, jonka olennaiset piirteet on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa. Keksinnön mukaisesti siis kuvannettavaksi asemoidusta hammaskaaren etualueesta otetaan sivupro-fiiliröntgenkuva (mid-sagittal-tason suuntainen läpivalaisukuva), määritetään kyseisestä röntgenkuvasta vertikaalinen leikekerros joka on optimaalinen ajatellen panoraamaröntgenkuvauksessa tarkasti hammaskaaren etuhampaiden alueelta kuvautuvaa kerrosta, jonka jälkeen panoraama-laitteen kuvantamisvälineitä ajetaan siten, että nimenomaan tämä kerros kuvautuu panoraamaröntgenkuvaan tarkasti. Keksintö siis mahdollistaa nimenomaan halutun leikekerroksen kuvaamisen perustuen oletusten asemasta kuvannettavan anatomian todelliseen rakenteeseen.The objects of the invention are achieved by a solution, the essential features of which are set forth in the appended claims. Thus, according to the invention, a lateral x-ray image (mid-sagittal plane scan) is taken from the anterior area of the tooth positioned for imaging, the layer accurately reflects the panoramic X-ray image. Thus, the invention makes it possible to precisely depict the desired clip layer based on the actual structure of the anatomy to be imaged instead of assumptions.

Keksinnön mukaisen ratkaisun toteuttamisessa käytetään panoraamarönt-genlaitetta, jonka kuvantamisvälineiden horisontaalinen liikevapausaste on järjestetty mahdollistamaan itse panoraamakuvauksen lisäksi myös keksinnön mukaisen sivuprofiiliröntgenkuvan ottaminen.In implementing the solution of the invention, a panoramic X-ray device is used, the horizontal degree of motion of the imaging means being arranged to enable, in addition to the panoramic image itself, also the side profile X-ray image of the invention.

Tarkasti kuvautuvaksi halutun kerroksen asettaminen voidaan tehdä esimerkiksi operaattorin toimesta osoittamalle se esimerkiksi röntgenlait-teeseen järjestetyllä näytöllä esitettävästä digitaalisesta röntgenkuvasta, tai etuhampaiden juurien sijainti voidaan keksinnön mukaisesti määritellä myös automaattisesti hahmontunnustusalgoritmin avulla esimerkiksi sinänsä tunnetuin kuvankäsittelyllisin ja piirreirroitukselli-sin keinoin. Keksinnön yhden edullisen suoritusmuodon mukaisesti käytetään neuroverkkoon perustuvaa hahmontunnistusta, jossa halutun kerroksen sijainnista tehdään funktion approksimointiongelma ja halutun kerroksen sijainti päätellään neuroverkon avulla esikatselukuvasta olennaisen helposti määriteltävien ja anatomian rakennetta kuvaavien piirteiden funktiona. Keksinnön mukainen neuroverkon käyttö mahdollistaa hahmontunnistuksen käytön myös silloin, kun kuvannettava anatomia on sellainen että röntgenkuvasta ei välttämättä ole ohjelmallisesti tunnistettavissa aivan jokaista hahmontunnistuksen lähtötiedoiksi määriteltyä anatomian referenssikohtaa. Neuroverkkoa voidaan paitsi järjestää oppimaan löytämään oikea kerros, myös opettaa tunnistamaan potilaan anatomia.The positioning of the layer desired to be accurately mapped can be made, for example, by an operator pointing it at a digital X-ray image displayed on an x-ray device, for example, or according to the invention, According to a preferred embodiment of the invention, neural network based pattern recognition is used in which the location of the desired layer is rendered an approximation problem and the location of the desired layer is deduced from the preview image as a function of substantially easily definable and anatomical structure features. The use of a neural network according to the invention also allows the use of pattern recognition even when the anatomy to be imaged is such that not every anatomy reference point defined as the source of pattern recognition may be programmatically identifiable from the x-ray image. Not only can the neural network be arranged to learn how to find the right layer, but it can also be taught to recognize the patient's anatomy.

KUVIOIDEN LYHYT KUVAUSBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Keksintöä, joitakin sen suoritusmuotoja sekä niiden avulla saavutettavia etuja kuvataan seuraavassa tarkemmin viitaten myös oheisiin kuvioihin, joista kuviosta kuvio 1 esittää tyypillistä hammaslääketieteellistä panoraamaröntgenku-vauslaitetta, kuvio 2 esittää potilasta asemoituna potilastukivälineisiin panoraama-kuvausta varten, kuvio 3 esittää tyypillisen panoraamakuvaksessa muodostuvan leikeker-roksen leveyden muuttumista hammaskaaren eri osa-alueilla ja kuvio 4 esittää panoraamakuvaan hammaskaaren etualueelta tarkasti kuvautuvaksi halutun leikekerroksen sijaintia keksinnössä käytettävässä sivuprofiiliröntgenkuvassa.The invention, some embodiments thereof, and the advantages thereof will be further described with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a typical dental panoramic x-ray device, Figure 2 shows a patient positioned and Figure 4 shows a panoramic image of the desired section of the cut layer to be accurately mapped to the front of the tooth arc in the side profile X-ray image used in the invention.

KEKSINNÖN EDULLISTEN SUORITUSMUOTOJEN KUVAUSDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION

Kuvio 1 esittää tyypillisen panoraamaröntgenlaitteen perusrakennetta. Kuvion 1 mukainen laite käsittää pylväsmäisen runko-osan (11) ja runko-osaan liitetyn horisontaalisen tukivarren (12) . Tukivarren (12) olennaisesti toiseen päähän on järjestetty kuvantamisvarsi (13), ns. C-varsi, joka kannattelee kuvainformaation vastaanotinta (14) ja säteily-lähdettä (15) . Runko-osaan (1) on lisäksi järjestetty potilastukivälineet (16) .Figure 1 shows the basic structure of a typical panoramic X-ray device. The device of Fig. 1 comprises a columnar body (11) and a horizontal support arm (12) connected to the body. An imaging arm (13) is provided at substantially one end of the support arm (12). A C-arm supporting the image information receiver (14) and the radiation source (15). The body (1) is further provided with patient support means (16).

Kuvantamisvarsi (13) on järjestetty pyöritettäväksi suhteessa tukivarteen (12) . Lisäksi keksinnössä käytettäväksi soveltuvan laitekonstruk-tion täytyy mahdollistaa kuvantamisvarren (13) liike horisontaalitasos-sa siten, että kuvantamisvälineet voidaan asemoida ottamaan potilastu-kivälineisiin (16) asemoidusta anatomiasta sivuprofiilikuva. Tämä voidaan toteuttaa esimerkiksi järjestämällä konstruktiolle (17), jonka avulla kuvantamisvarsi (13) on kiinnitetty tukivarteen (12) , x,y -liikevapausaste. Toisaalta voidaan käyttää myös esimerkiksi sellaista sinänsä tunnettua panoraamaröntgenlaitetta, jossa kuvantamisvarren (13) ja tukivarren (12) väliin on järjestetty elementti, joka on järjestetty kääntyväksi molempien näiden varsien suhteen kahden etäisyyden päässä toisistaan sijaitsevan vertikaalisen pyöritysakselin ympäri.The imaging arm (13) is arranged to rotate relative to the support arm (12). Furthermore, the device construction suitable for use in the invention must allow the imaging arm (13) to move horizontally so that the imaging means can be positioned to take a side profile view of the anatomy positioned on the patient accessory means (16). This can be accomplished, for example, by providing the structure (17) with which the imaging arm (13) is fixed to the support arm (12), x, y the degree of freedom of movement. On the other hand, for example, a panoramic X-ray apparatus known per se can be used in which an element is arranged between the imaging arm (13) and the support arm (12), pivoting about two vertical arms about a vertical axis of rotation.

Kuvio 2 esittää potilasta asemoituna potilastukivälineisiin (16) pano-raamakuvausta varten. Tekniikan taso tuntee monenlaisia potilastukivälineitä, joiden tarkoitus on auttaa potilasta pysymään liikkumattomana kohtalaisen pitkään kestävän kuvantamistapahtuman ajan. Kuviossa 2 estetty ratkaisu käsittää potilastukivarren (18) sekä siihen liityvän leukatuen (19) ja ohimotuet (20). Leukatuesta (19) erkanee vielä pu-rutuki (21). Tällaiset tuet on valmistettu röntgensäteilyä vain vähän absorboivasta materiaalista eivätkä ne siten käytännössä ilmene röntgenkuvassa .Figure 2 illustrates a patient positioned in patient support means (16) for pan-frame imaging. The prior art is familiar with a wide variety of patient support devices designed to help the patient remain motionless during a moderately long imaging event. In Figure 2, the blocked solution comprises a patient support arm (18) and an associated jaw support (19) and a bypass support (20). A wooden support (21) is likely to be detached from the chin support (19). Such supports are made of a material that has little X-ray absorption and are thus virtually non-visible in the X-ray image.

Kuvio 3 havainnollistaa, miten panoraamakuvauksessa kuvautuvan leike-kerroksen leveys muuttuu hammaskaaran eri alueilla, kun kuvantamisväli-neitä ajetaan panoraamakuvauksessa tyypillisesti käytetyn kuvantamis-pyyhkäisyn geometrian mukaisesti. Kuvauksessa muodostuvan leikekerrok-sen leveys on siis tyypillisesti suurusluokkaa 10 mm hammaskaaren etu- alueella ja huomattavasti leveämpi takahampaiden alueella. Panoraamaku-vauksen toteuttamista siten, että leikekerros olisi etualueella merkittävästi leveämpi on käytännössä varsin vaikea toteuttaa, ainakaan aiheuttamatta kuvaukseen muita ongelmia / samalla heikentämättä panoraama-kuvan diagnostista arvoa jonkun muun kriteerin näkökulmasta. Näin siis nimenomaan etuhampaiden alueen asemoiminen panoraamakuvausta varten oikeaan kohtaan suhteessa kuvantamisvälineiden kuvantamisen aikana tekemään kuvantamispyyhkäisylrikkeeseen on huomattavasti kriittisempää kuin takahampaiden.Figure 3 illustrates how the width of the section of the mapping layer in the panoramic image changes in different areas of the tooth arc when the imaging means are driven according to the imaging-sweep geometry typically used in panoramic imaging. The width of the cut layer formed in the description is thus typically of the order of 10 mm in the front region of the tooth arch and considerably wider in the region of the posterior teeth. Implementing a panoramic image with the width of the clip significantly wider in the foreground is in practice quite difficult to accomplish, at least without causing any other problems with the imaging / while not diminishing the diagnostic value of the panoramic image in terms of some other criterion. Thus, precisely positioning the area of the front teeth for panoramic imaging at the correct position relative to the imaging scan stroke made by the imaging equipment during imaging is significantly more critical than that of the posterior teeth.

Kuviossa 4 on anatomian päälle rajattu yhtenäisellä viivalla esimerkinomainen alue, joka kattaa keksinnön kannalta riittävän osan anatomiasta ajatellen keksinnön mukaista tarkasti kuvautuvaksi halutun leike-kerroksen paikan asettamista. Tämän alueen leveys voi olla esimerkiksi n. 30 mm.Fig. 4 is an exemplary region delineated by a solid line over the anatomy, covering a sufficient portion of the anatomy for the purpose of accurately mapping the position of the cut layer according to the invention. For example, the width of this area may be about 30 mm.

Kuviossa 4 on lisäksi katkoviivoin esimerkinomaisesti havainnollistettu yhtä n. 10 mm leikekerrosta, joka kuvassa esitetyn anatomian tapauksessa saatettaisiin haluta valita panoraamakuvaksessa tarkasti kuvautuvaksi kerrokseksi. Kuvion 4 potilaalla on suhteellisen normaali purenta, jolloin sekä ylä- että alahampaiden juuret on mahdollista saada näkyviin samassa.Figure 4 further illustrates, by dashed lines, one layer of about 10 mm of clip, which, in the case of the anatomy shown in the figure, may be desired to be selected as a layer accurately represented in the panoramic view. The patient of Figure 4 has a relatively normal bite, whereby the roots of both the upper and lower teeth can be seen at the same time.

Anatomian ulkoisia muotoja mittaavista menetelmistä poiketen keksinnön mukaisesti siis anatomian sivuprofiilista otetaan ensin röntgenkuva, jonka avulla panoraamakuvaan tarkasti kuvautuvan kerroksen valinta voidaan toteuttaa perustuen hampaiston todelliseen rakenteeseen Kun tämän sivuprofiiliröntgenkuvan perusteella ei tarvitse selvittää muuta kuin etuhampaiden juurien sijainti, ei sen tarvitse ominaisuuksiltaan vastata varsinaiseen diagnostiseen käyttöön otettavaa röntgenkuvaa. Näin ollen tämä ainoastaan asemointia varten otettava röntgenkuva voidaan ottaa varsin pienen säteilyannoksen tuottavalla tavalla - edullisesti, kun mm. pehmytkudostakaan ei ole mitään erityistä tarvetta saada tässä kuvassa näkymään, käyttäen suhteellisen korkealla jännitteellä tuotettua röntgensäteilyä. Edullisesti röntgenputken jännite ja virta valitaan siten, että kuvaan saadaan mahdollisimman suuri kontrasti ja pieni potilaaseen absorboitunut annos. Kun virta pidetään pieninä, saadaan korkeilla jännitteillä mahdollisimman suuri kontrasti pehmytkudoksen ja luun välille. Jos käytetään esimerkiksi 80 kV jännitettä ja 1 mA virtaa ja rajataan ala, jolta sivuprofiilikuva otetaan sopivasti, voidaan päästä säteilyannokseen joka on esimerkiksi alle 3 % tai vieläkin vähemmän itse panoraamakuvantamispyyhkäisyn tuottamasta annoksesta.Unlike the methods of measuring the external forms of anatomy, according to the invention, the side profile of the anatomy is first obtained by X-ray, which allows the selection of a layer accurately reflected in the panoramic image based on the actual structure of the dentition. X-ray image. Thus, this position-only X-ray image can be taken in a relatively low radiation dose-producing manner, preferably when e.g. there is no particular need for soft tissue to appear in this image using X-rays produced at relatively high voltage. Preferably, the voltage and current of the X-ray tube are selected so as to maximize contrast and minimize the dose absorbed by the patient. By keeping current low, high voltages provide the greatest possible contrast between soft tissue and bone. For example, using a voltage of 80 kV and a current of 1 mA, and delimiting the area from which a side profile image is appropriately taken, a radiation dose of, for example, less than 3% or less of the dose produced by the panoramic scan itself can be achieved.

Keksinnön olennaisen osan muodostava anatomiasta sivulta otettava röntgenkuva voidaan periaatteessa ottaa monella tavalla, tarvittaessa järjestämällä panoraamalaitteeseen nimenomaan tätä tarkoitusta varten oma kuvantamisanturi. Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa käytetään kuitenkin nimenomaan digitaalisessa panoraamaröntgenlaitteessa jo olemassa olevaa kuvantamisanturia. Kuvan ottamiseksi tarvittava sädekeilan kohdistaminen ja mahdollinen pyyhkäisyliike voidaan toteuttaa monella ammattimiehelle ilmeisellä tavalla. Yksi mahdollisuus sivuprofiilikuvan tuottamiseksi on ajaa kapeaa sädekeilaa tuottavaa säteilylähdettä (15) ja kuvainformaation vastaanotinta (14) lineaarisesti anatomian oikealla ja vasemmalla puolella läpivalaisukuvan, tai itse asiassa olennaisesti läpivalaisukuvaa vastaavaan sivuprofiiliröntgenkuvan tuottamiseksi.An anatomical side view X-ray image, which forms an integral part of the invention, can in principle be taken in many ways, if necessary by providing a panoramic device with its own imaging sensor specifically for this purpose. However, in a preferred embodiment of the invention, an existing imaging sensor is used specifically in a digital panoramic X-ray device. The beam alignment and possible sweeping motion needed to capture the image can be accomplished in many ways obvious to one skilled in the art. One possibility for producing a side profile image is to drive the narrow beam beam source (15) and the image information receiver (14) linearly to the right and left of the anatomy to produce a side profile X-ray image substantially equal to the transmitted image.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa käytetään panoraamakuvauslaitetta, jossa kuvantamisvälineille on järjestetty tarvittava liikevapausaste niin panoraamakuvan kuin sivuprofiiliröntgenkuvankin ottamiseksi. Lisäksi laitteen ohjausjärjestelmä on järjestetty sopivalla tavalla tunnistamaan niiden koordinaattien sijainti suhteessa kuvantamisvälinei-siin, jotka sille tullaan panoraamakuvaan tarkasti kuvautuvaksi halutun kerroksen sijainnista toimittamaan. Näin keksinnön yksi suoritusmuoto käsittääkin panoraamaröntgenlaitteen ohjausjärjestelmän, joka on kaiken aikaa tietoinen, tai joka vasteena saamalleen herätteelle alkaa seurata tai tallentaa muistiin, missä kuvantamisvälineet sijaitsevat tai sijaitsivat niiden liikevapausalueen kattamassa koordinaatistossa.The solution of the invention employs a panoramic imaging device in which the imaging means are provided with the necessary degree of motion to capture both the panoramic image and the side profile X-ray image. Further, the device control system is suitably arranged to detect the location of the coordinates relative to the imaging means that will be provided in the panoramic image to accurately represent the location of the desired layer. Thus, one embodiment of the invention comprises a panoramic X-ray device control system which is always aware or which, in response to the excitation it receives, begins to track or record where the imaging means are located or located in the coordinate system covered by their motion range.

Kuvautuvaksi haluttu kerros voidaan asettaa esimerkiksi osoittamalla se manuaalisesti sivuprofiilikuvasta kuvantamislaitteelle tai kerros voidaan järjestää asettuvaksi automaattisesti sopivalla konenäköön perustuvalla ratkaisulla. Interaktiivisesti toimittaessa potilaasta siis otetaan ennen varsinaisen panoraamakuvan ottamista s ivuprof i i1iröntgenkuva etuhampaiden alueelta. Tämä kuva voidaan järjestää esitettäväksi erillisellä tietokoneen näytöllä tai itse röntgenlaitteeseen järjestetyllä näytöllä. Kun kuvasta on päätelty haluttu kerroksen sijainti, välitetään tämä tieto kuvatamislaitteelle esimerkiksi osoittamalla se suoraan näytöllä esitettävästä kuvasta. Kun röntgenlaitteella keksinnön mukaisesti jo on tieto niistä horisontaalitason koordinaateista, joista sivuprofiilikuva leikekerroksen sijainnin määrittämiseksi on otettu ja kun itse panoraamakuva otetaan tässä samassa koordinaatistossa, saadaan varsin yksinkertaisesti laskettua geometria, jonka mukaisesti panoraamakuva tulisi ottaa jotta etuhampaiden alueelta tarkasti kuvautuva kerros osuisi haluttuun kohtaan potilastukivälineisiin asemoitua anatomiaa.For example, the desired layer to be imaged can be set up by manually pointing it from the side profile image to the imaging device, or the layer can be automatically arranged to fit with a suitable machine vision solution. Thus, when interacting with the patient, an iv x-ray of the anterior tooth is taken before the actual panoramic image is taken. This image may be arranged to be displayed on a separate computer screen or on a screen arranged on the x-ray machine itself. Once the desired layer location is deduced from the image, this information is transmitted to the imaging device, for example, by pointing directly at the image being displayed. When the X-ray device already has information on the horizontal plane coordinates taken from the side profile to determine the position of the clip layer, and taking the panoramic image itself within this same coordinate system, quite simply calculates the geometry .

Kohta, josta tarkasti kuvautuvan kerroksen tulisi etuhampaiden alueella kulkea, voidaan kuitenkin päätellä sivuprofiiliröntgenkuvasta myös konenäköön perustuvilla menetelmillä. Käytettävä algoritmi panoraamalait-teen ohjaamiseksi voi tällöin käsittää esimerkiksi toimenpiteet: - Otetaan anatomiasta digitaalinen sivuprofiiliröntgenkuva kuvantamis-välineiden liikevapausalueen kattamassa kuvauslaitteen tunnistamassa koordinaat i stossa - Esikäsitellään kuva kuvankäsittelyllisin keinoin - Etsitään kuvasta ennalta määritellyt anatomian piirteet - Määritellään tunnistettujen piirteiden perusteella kuvautuvaksi halutun kerroksen sijainti etuhampaiden alueella - Määritellään kyseisen sijaintitiedon perusteella se kuvantamisväli-neiden liikkeen geometria mainitussa koordinaatistossa, jota noudattaen mainittu haluttu kerros tulisi kuvautumaan tarkasti - Otetaan panoraamakuva kyseisen kuvausgeometrian mukaisesti.However, the point from which the accurately reflected layer should pass in the area of the incisors can also be deduced from the side profile X-ray image by means of machine vision. The algorithm used to control the panoramic device may include, for example: - taking a digital side profile x-ray image of the anatomy within the motion recognition coordinates covered by the motion-free area of the imaging means; - Determining, based on said position information, the geometry of the motion of the imaging means in said coordinate system, according to which said desired layer would be accurately mapped, - Taking a panoramic image according to said imaging geometry.

Keksinnön yhdessä suoritusmuodossa käytetään menetelmää, jossa sivupro-fiiliröntgenkuvasta haetaan sellaisia piirteitä, joiden pohjalta pystytään esimerkiksi neuroverkkojen avulla päättelemään tarkkana kuvautuvaksi halutun kerroksen sijainti. Edullisesti sivuprofiilikuvalle tehdään aina ensin samanlainen esikäsittely ennen varsinaisen piirteiden-hakualgoritmin käyttöä, jotta eri anatomioista otetut kuvat saadaan keskenään samansävyisiksi.In one embodiment of the invention, a method is used in which aspects of a side profile X-ray image are retrieved based on which, for example, neural networks can be used to deduce the location of the desired layer to be accurately mapped. Preferably, the side profile image is always first subjected to similar pre-processing before the actual feature search algorithm is used so that images taken from different anatomies are matched.

Luonnollisesti algoritmilla haettavien anatomian piirteiden tulee kuvata etuhampaan ja sen juurien sijaintia mahdollisimman tarkasti. Interaktiivisessa kerroksen valinnassa operaattori asettaisi halutun kerroksen esikatselukuvaan arvioiden kuvasta juuren kärjen sijainnin ja si joittaisi kerroksen keskikohdan esimerkiksi lähelle yläleuan etuhampaan juuren tyveä. Automaattisessa kerroksen valinnassa juuren kärjen, apexin, automaattinen paikantaminen voi kuitenkin olla vaikeaa. Kun tunnistettavien pisteiden tulisi olla helposti ja virheettömästi tunnistettavissa, toimitaankin keksinnön yhden edullisen suoritusmuodon mukaisesti siten, että sivuprofiilikuvasta haetaan joukko helpommin tunnistettavia pisteitä, jotka kuvaavat kuvannettavana olevan anatomian kokoa ja asentoa. Esimerkiksi hampaan kärki on suuren kontrastinsa takia helposti tunnistettavissa ja siten yksi ilmeinen tällainen piste. Toisaalta, etuhampaiden asennon kannalta merkittävinä piirteinä voidaan pitää leukaluun etureunan kallistuskulmaa. Kallistuskulmalle voidaan määrittää kaksikin arvoa anatomian eri kohdista ja eri menetelmillä. Hampaiden asennon lisäksi myös niiden koko kertoo jotakin hampaan juuren sijainnista. Yläleuan osalta hampaan kokoa voidaan päätellä etsimällä kuvasta kitalaen luut ja niiden suorana jatkeena nenän alareunan rusto (anterior nasal spine). Hampaan pituuden voidaan olettaa olevan suhteessa hampaan kärjen ja tämän ruston väliseen etäisyyteen. Alaleuassa puolestaan kokoa voidaan arvioida esimerkiksi etsimällä leuan kärki, jonka etäisyys alaetuhampaan kärkeen on oletettavasti suhteessa alahampaiden pituuteen. Yleisesti ottaen etsittävät piirteet on edullista valita sen perusteella, että ne eivät riipu toisistaan mutta kuvaavat hyvin etuhampaiden asentoa ja kokoa.Naturally, the features of the anatomy retrieved by the algorithm should describe the position of the anterior tooth and its roots as accurately as possible. In interactive layer selection, the operator would place the desired layer in the preview image, estimating the location of the root tip, and positioning the center of the layer, for example, near the base of the maxillary anterior tooth. However, in automatic layer selection, it may be difficult to automatically locate the root tip, apex. While recognizable points should be easily and flawlessly identifiable, one preferred embodiment of the invention is to provide a plurality of more recognizable points from the side profile image that illustrate the size and position of the anatomy to be imaged. For example, due to its high contrast, the tooth tip is easily recognizable and thus one obvious such point. On the other hand, the angle of inclination of the anterior edge of the jaw can be considered as significant features for the position of the front teeth. Two values for the angle of inclination can be determined at different points in the anatomy and by different methods. In addition to the position of the teeth, their size also indicates something about the location of the root of the tooth. With regard to the upper jaw, the size of the tooth can be deduced by looking at the bones of the palate and, as a direct extension, the anterior nasal spine. The length of the tooth can be assumed to be proportional to the distance between the tooth tip and this cartilage. In the lower jaw, however, size can be estimated, for example, by searching for a jaw tip whose distance from the tooth of the lower tooth is presumably proportional to the length of the lower tooth. Generally, the features to be sought are preferably selected on the basis that they do not depend on each other but that they are representative of the position and size of the front teeth.

Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa käytetään neuroverkkoa funktion approksimaattorina, joka approksimoi halutun kerroksen paikkaa sivuprofiilikuvasta tunnistettujen piirteiden funktiona. Neuroverkkojen avulla pystytään löydetyt piirteet yhdistämään ja niiden riippuvuussuhteet selvittämään. Neuroverkkojen avulla kerroksen sijainnista voidaan tehdä funktio, jonka arvo riippuu löydetyistä piirteistä. Käyttämällä erilaisia potilaita neuroverkon opettamiseen voidaan edesauttaa sitä, että algoritmi löytää oikean tuloksen potilaan anatomiasta riippumatta.In a preferred embodiment of the invention, the neural network is used as a function approximator which approximates the position of the desired layer as a function of the identified features in the side profile image. Neural networks are able to combine the features found and to determine their interdependencies. With neural networks, the location of the layer can be made a function whose value depends on the features found. Using different patients to teach the neural network can help the algorithm find the right result regardless of the patient's anatomy.

Claims

A dental medical panoramic X-ray apparatus, which comprises - an arm assembly (12, 13), which attaches to a frame member (11) or some other supporting structure - which arm assembly comprises an arm portion (13) which is arranged pivotally and which includes imaging means (14 , 15) - in which said arm portion (13) is arranged the said imaging means at a distance from each other, said imaging means including a radiation source (15) and receiving means (14) for image information, - patient support means (16, 18, 19, 20, 21) - the attachment arrangement (17) of said arm portion (13), which is arranged to enable the horizontal freedom of movement of said imaging means (14, 15) and to realize the imaging geometry for panoramic imaging and to take a side profile in X-ray image of the anatomy positioned in the patient support means. , and - a control system, which includes control means and apparatus for control and work reading of said radiation source (15) and receiver (14) of the image information operation and the movements of said arm structure (12, 13), and for identifying their position at least on a part of a coordinate system constituting said area of freedom of movement, characterized the apparatus comprising as a combination - at least in a functional connection with the panoramic X-ray apparatus, image information processing means, which includes a machine vision program for identifying anatomical features in the side profile X-ray image taken with the panoramic X-ray apparatus, which machine vision program is arranged to identify the said X-ray side image of at least one of the anatomical features " tip of the tooth ", " position of the tooth ", " size of the tooth ", " jaw bone's front edge angle ", " jaw tip ", " gum bone " ans lower edge cartilage " and on the basis of this identification, calculate the position of the front teeth 'roots in said side profile in the X-ray image, - means for receiving coordinate data obtained by said machine-vision program - a control routine for controlling the imaging means (14, 15) and the arm structure (12, 13) to realize the geometry of the panoramic imaging sweep in such a way that a sectional layer according to said coordinate data including the roots of the front teeth is sharply depicted for the part of the front of the tooth arch.

A panoramic X-ray apparatus according to claim 1, characterized in that said control system includes a control routine which controls the imaging means to take said side profile image from a range of about 30 mm wide.

A panoramic X-ray apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that said control system includes a control routine which controls the radiation source to take said side profile image with a voltage in the size class 80 kV and current in the size class 1 mA.

A panoramic X-ray apparatus according to any one of claims 1-3, characterized in that said control system comprises a control routine according to which said side profile image is taken by using the image information intended receiver (14) of the panoramic image.

A panoramic X-ray apparatus according to any one of claims 1-4, characterized in that said machine vision program includes a neuronal network.

A method in dental medical panoramic X-ray imaging for positioning a layer imaged using an X-ray apparatus, which apparatus includes a radiation source and a receiver for image information arranged at a distance from each other and located in a pivotal arm portion, the attachment of which is the frame or other fixed structure of the imaging apparatus is arranged such that a degree of freedom of movement has been arranged for said arm portion to change its horizontal position relative to the patient support means arranged in the imaging apparatus, characterized in that said arm portion is moved to such a position in relation to to the patient support means, where one can take a side profile x-ray image of the front teeth of the dental arch positioned for imaging, one takes the said x-ray image, one defines a vertical section from the said x-ray image which is optimal in view of the sharpest imaged layer. in the field of incisors in the panoramic image, which layer is programmatically defined by using a pattern identification program, whereby the pattern identification identifies at least one of the anatomical features seen in the side profile of the X-ray iden " f the frame tooth tip ", " the position of the future ", " size of front tooth ", " jawbone front edge tilt angle ", " jawbone tip ", " gum bone ", " nose lower edge cartilage " and on the basis of this identification, calculate the position of the incisor roots in said side profile in the X-ray image, and take a panoramic image with the imaging geometry, according to which said vertical sectional layer comprising the roots of the incisor is sharply imaged in the area of the incisor.

A method according to claim 6, characterized in that the said side profile image is taken of a 30 mm wide area which covers the frontal area and defines the said sectional layer therefrom.

A method according to claim 6 or 7, characterized in that said layer which is desired to be sharply defined is defined by means of a neuronal network.

9. A method according to claim 8, characterized in that the neuronal network is used as the function approximator, which approximates the position of said layer as a function of the features identified in the side profile image.