Laite panoraamaröntgentutkimusten, volymeeristen CBCT- rontgentutkimusten ja kallonmittausgraafien hankkimiseksi Kyseinen keksintö liittyy ekstraoraaliseen radiograafiseen laittee- seen mahdollistaen hankkia vaihtoehtoisesti panoraama-, volymetrisia- tai tele- röntgentutkimushammaskuvia. Erityisesti keksintö liittyy vaihtolaitteeseen, joka kykenee tuomaan halutun röntgensäteen anturin röntgensäteen lähteen gene- roiman röntgensäteen keilan vastaavuuteen hankkiakseen kaikkia mainittuja sellaisia röntgentutkimuksia.
Ekstraoraaliset radiograafiset laitteet jakavat saman rakenteen: pyö- rivä C-varsi tukien yhdestä päästään röntgensäteen lähdettä ja toisesta päästä röntgensäteen ilmaisinta; C-varsi pyörii potilaan pään ympäri. Röntgensäteen lähde generoi röntgensäteen kimpun, joka ilmaistaan ilmaisimella ja proses- soidaan tietokoneella mahdollistaen siten kaksidimensionaalisten (2D) tai vo- lymetristen (3D) radiograafisten kuvien rekonstruktion. Pylväs tukee mainittua C-vartta, joka voi vaihdella paikkaansa korkeudessa mukautuakseen potilaan ruumiin koon mukaisesti.
Hammaslääketieteessä erilaiset radiograafiset kuvat ovat tunnettuja: alapuolella kuvataan lyhyesti hankintojen eri tyypeistä, joihin viitataan seuraa- vassa.
Panoraamaröntgentutkimus (tunnettu myös ortopantomografiana, lyhennettynä PAN) tuottaa kaarevan tason radiograafisen kuvan approksimoi- den potilaan leukoja, jossa on anatomisten rakenteiden epätarkkuutta jotka ovat kapean kerroksen ulkopuolella etukäteen suunnitellun kaarevan tason ympärillä. Se on planaarinen radiografia, johon viitataan myös 2D:nä.
o Kartiokeilan volymetrinen radiografia (tunnettu myös CBCT:nä tai S 3D:nä) on, eri projektiokulmista, kaksidimensionaalisten radiograafisten kuvien = sarjan hankinta, joita prosessoidaan jälkitunnistuksella kolmidimensionaalisten o volyymien rekonstruktoimiseksi.
A 30 Teleradiografia (lyhennetty CEPH:na) on projektiivinen radiograafi- E nen tekniikka, joka tuottaa kallon tai muiden anatomisten alueiden radiograafi- 2 sia kuvia eri projektioista minimisuurennoksella tai geometrisella vääristymällä. 5 Tavallisesti kuvataan kahta perspektiiviä latero-lateraalista ja antero- N posterioorista.
S 35 Käsite että teleradiografiat, kutsuttu myös kefalometriaksi, voidaan saada kahdessa moodissa, on osa tunnettua tekniikka:
- Suora moodi, joka käyttää laitetta, jolla on CEPH-varsi, joka kyke- nee asettamaan potilaan pään ja röntgensäteen anturin sopivalle etäisyydelle röntgensäteen lähteestä (etäisyys lähde-ilmaisin noin 165 mm); - Epäsuora moodi, joka käyttää CBCT-laitetta. Tässä tapauksessa hankkiminen suoritetaan positioimalla potilas tavanmukaiselle etäisyydelle CBCT-laitetta (eli CEPH-varsi ei ole välttämätön) varten. CBCT-laitteen käyttämiseksi teleradiograafien kuvien hankkimiseksi, ensiksi normaali potilaan pään CBCT-hankki- minen täytyy suorittaa; sitten anturilla hankitut raakakuvat pro- sessoidaan käyttäen sopivaa algoritmia (esim. Feldkamp), jotta voidaan saada kiinnostavan volyymin 3D-rekonstruktio. Volymet- rista dataa käytetään sitten saamaan potilaan pään ortogonaali- nen tai hieman perspektivaalinen projektio käyttäen eri tila- vuusalkioiden absorptioarvoja rekonstruktioidusta volyymista luomaan uudelleen välttämättömät transparenssit teleradiograa- fisen kuvan saamiseksi.
On tarpeen mainita, että epäsuoran moodin hankkiminen antaa kor- keamman säteilyannoksen potilaille kuin suoran moodin hankkiminen.
Teleradiografian hankkiminen suorassa moodissa voidaan suorittaa kahdella erillisellä tavalla: a. Fan-muotoillulla röntgensäteen keilalla (kapea keila) ja lineaari- sella anturilla; tässä tapauksessa fan-kollimoitua röntgensäteen keilaa liikutetaan hankkimisen aikana koko kuvattavaa aluetta pitkin eli potilaan kalloa pitkin; o b. Yhden annoksen hankkimisella eli röntgensäteen kimpulla, jolla S on sirkulaarinen tai neliömäinen osa ja anturi, yleisesti suorakai- = teen muotoinen anturi, jonka täytyy olla ainakin yhtä iso kuin po- o tilaan pää. Tässä tapauksessa teleradiografia, teleröntgentutki- A 30 mus hankitaan yhden staattisen röntgensäteen emission kautta. E Diagnostisten syiden takia, CEPH-kuvia täytyy hankkia potilasposi- 2 tiointilaitteita iman puremista ja yläleuan tukea; edelleen tässä tapauksessa I kun hankittava volyymi on paljon suurempi kuin vain hammaskaaret, potilas- N paikannuslaitteen pitäisi olla myös radioläpinäkyvä. S 35 Tekniikassa, röntgensäteen kimpun (kollimaattoreiden) kahden ra- joittavan laitteen käyttö on tunnettua teleradiograafisissa hankkimisissa. Erityi-
sesti primäärinen kollimaattori asetetaan hyvin lähelle röntgensäteen lähdettä, kun taas sekundäärinen kollimaattori asetetaan lähemmäksi potilasta, tavalli- sesti etäisyydelle noin 30 cm CEPH-anturista.
Tällä on tavoitteena suorittaa röntgensäteen keilan tarkempi lisäkollimaatio.
Teleradiografiat mahdollistavat kliinisen henkilökunnan valmistaa kefalometrisia piirtoja kallosta.
Yleisesti ekstraoraaliset radiograafiset laitteet ovat varustetut kol- mella liikeakselilla: X, Y ja R.
Perinteisesti X kuvaa liikettä potilaan oikea-vasen -akselia pitkin; Y indikoi liikettä potilaan sagittaalista akselia pitkin.
R indikoi — pyörivää liikettä potilaan ympäri.
On tuotettu kaksi ekstraoraalisten radiograa- fisten laitteiden pääperhettä: - Eräs ensimmäinen, kalliimpi perhe, varustettuna kolmella mootto- rilla joista kukin liikuttaa laitetta yhtä kolmesta liikeakselista X, Y, R pitkin. - Eräs toinen, halvempi perhe, varustettuna vain kahdella moottorilla (Y ja R). Ratkaisu varustettuna kahdella moottorilla on halvempi ja vähemmän kömpelö; kuitenkin se mahdollistaa suorittaa kaikki tarvittavat liikeradat.
Yhtä radiograafisten laitteiden mallista, jossa vaihtolaitetta kyseisen keksinnön mukaisesti voidaan = soveltaa, kuvataan hakemuksessa EP3000400A2 samalta hakijalta.
Mainittu laite on erityisesti kompakti ja se on varustettu kahdella moottorilla (Y ja R) ollen kyseisen keksinnön edullinen suo- ritusmuoto.
Tunnetun tekniikan haittana on, että tunnetut laitteet, jotka mahdol- listavat suorittaa PAN-, CBCT- ja CEPH-radiograafeja, ovat hyvin kömpelöitä. o Tunnetun tekniikan lisähaitta on riski, että CBCT/PAN-anturi voi S törmätä potilaan olkapään kanssa hankkimisen aikana. = Kyseisen keksinnön tavoitteena on tuottaa ekstraoraalinen ra- o diograafinen laite mahdollistaen hankkia vaihtoehtoisesti PAN-, CBCT- ja A 30 CEPH-kuvia, joka on kompakti ja ekonominen konstruktio.
E Tämä tavoite saavutetaan laitteella, joilla on itsenäisen suojavaati- 2 muksen piirteet.
Edulliset suoritusmuodot ja yksityiskohdat (refinements) ovat 5 määritetyt epäitsenäisissä vaatimuksissa.
N Erityisesti kyseinen keksintö liittyy vaihtolaitteeseen mahdollistaen S 35 — sijoittaa haluttu PAN/CBCT-anturi röntgensäteen lähteen eteen tai poistaa mainittu anturi röntgensäteen polulta, jotta saadaan teleröntgenkuvaus.
Kun mainittu anturi poistetaan röntgensäteen polulta teleröntgenku- vauksen hankkimiseksi, vaihtolaite sijoittaa sekundäärisen kollimaattorin rönt- gensäteen polulle, jolla on tarkoitus edelleen kollimoida emittoitu röntgensä- teen kimppu mainitun kuvan hankkimiseksi.
Lisäksi mainittu vaihtolaite suorittaa roto-siirtymäliikkeen, jossa liik- keen lineaarinen komponentti on itse vaihtolaitteen translaatio ylöspäin tai alaspäin olennaisesti suunnassa joka on rinnakkain pyörimisakseliin törmäyk- sen riskin minimoinnin tarkoituksena potilaan olkapään kanssa saannin liikera- tojen suorituksen aikana. Itse asiassa CBCT- tai PAN-kuvien saannin aikana — vaihtolaite tuodaan positioon joka on lähempänä C-varren horisontaalista osaa ja siksi yläsuuntaisessa positiossa vaihtolaitteen häiriön riskin pienentämiseksi potilaan olkapään kanssa. 180 astetta kääntyneessä positiossaan CEPH-ku- vien hankkimiseksi, vaihtolaite on positiossa joka on kauempana C-varren ho- risontaalisesta osasta eli alaspäin, tullakseen optimoiduksi suhteessa potilaan — kalloon.
Edullisessa suoritusmuodossaan laite on varustettu kahdella anturi- paneelilla: neliöanturipaneelilla, joka on vaihtolaitteen sisällä, jonka pinta on kokonaan käytetty CBCT-kuvien hankkimiseksi ja vain sen keskikaistaletta käytetään PAN-kuvien hankkimiseksi; ja lineaarisella anturipaneelilla joka on mainitun CEPH-kotelon sisällä. Tässä tapauksessa mainitut kaksi anturipanee- lia eivät ole uudelleensijoitettavissa. Tämä lisää pienen kustannuksen mainit- tuun laitteeseen, mutta tekee siitä turvallisemman siinä, että anturin relokaation aikana on olemassa kasvanut riski anturipaneelin rikkoutumiselle.
Vaihtolaite kyseisen keksinnön mukaisesti on varustettu tärkeillä eduilla.
o Eräs ensimmäinen etu on tuottaa ekstraoraalinen radiograafinen lai- S te, jolla on äärimmäisesti pienennetyt dimensiot.
= Eräs toinen etu on minimoida törmäyksen mahdollisuus potilaan ol- o kapään kanssa hankkimisen aikana.
A 30 Kyseisen keksinnön eräs kolmas etu on, että joka kantaa anturipa- E neelia PAN- ja CBCT-hankkimisia varten kantaa myös sekundaarista kolli- o maattoria, jota käytetään CEPH-hankkimisissa. Tällä järjestelyllä sekundaari- = nen kollimaattori asetetaan paljon kauemmaksi potilaan päästä kuin tunnetun N tekniikan mukaisella järjestelyllä, jossa potilaan pää on melkein suljettu sekun- S 35 daarisen kollimaattorin ja CEPH-anturin välillä. Tämä tekee CEPH-hankkimi- sesta vähemmän klaustrofobisen kokemuksen potilaalle.
Kyseisen keksinnön lisäetuja ja ominaisuuksia kuvataan seuraavas- sa kuvauksessa, jossa kyseisen keksinnön esimerkinomaisia suoritusmuotoja selitetään yksityiskohtaisesti piirustuksiin perustuen: Kuvio 1 Ekstraoraalinen radiograafinen laite potilaan kanssa 5 konfiguraatiossa CBCT- tai PAN-hankkimisten suorittamiseksi, aksonometri- nen näkymä suurennetulla yksityiskohdalla; Kuvio 2 Ekstraoraalinen radiograafinen laite potilaan kanssa konfiguraatiossa CEPH-kuvien hankkimiseksi, aksonometrinen näkymä; Kuvio 3 Vaihtolaite kyseisen keksinnön mukaisesti positiossa PAN/CBCT-kuvien hankkimiseksi, sektionäkymä; Kuvio 4 Vaihtolaite kyseisen keksinnön mukaisesti positiossa CEPH-kuvien hankkimiseksi, sektionäkymä; Kuvio 5 Vaihtolaite kyseisen keksinnön mukaisesti, sektion rä- jäytyskuva.
Kuviossa 1, 1 indikoi yleisekstraoraalista radiograafista laitetta mah- dollistaen hankkia PAN-, CBCT- ja CEPH-hankkimisia (acguisitions) kyseisen keksinnön mukaisesti.
Laite 1 käsittää pylvään 2 tukien tukea 3. Mainittu tuki 3 tukee C-vartta 4 kiinnitettynä tuen 3 horisontaaliseen sektioon.
Mainittu C-varsi 4 puolestaan tukee yhdestä päästään röntgensäteen lähdettä 5 ja vastakkai- sesta päästään vaihtolaitetta 6, joka pitää sisällään ainakin röntgensäteen an- turin.
Mainittu tuki 3 on vertikaalisesti liikutettavissa säätämään sitä eri potilai- den korkeuksiin.
Lisäksi, on tuotettu paikannuslaite 7 (paremmin näkyvissä ku- viossa 2) potilaan 8 positioimiseksi PAN- CBCT-hankkimisten aikana.
Potilaan paikannuslaite 7 on kiinnitetty tukeen 3 myös.
Kuviossa 1 mainittu vaihtolaite 6 on positiossaan P, eli positiossa o mahdollistaen hankkia PAN- tai CBCT-kuvia.
S Lisäksi laite kyseisen keksinnön mukaisesti käsittää laitteen 11 tele- = radiograafien hankkimiseksi.
Mainittu laite 11 on integraalinen mainitun tuen 3 o kanssa.
Mainittua tukea 3 nostetaan tai lasketaan säätämään sitä potilaan kor- v 30 keuteen molempia PAN/CBCT-hankkimisia ja CEPH-hankkimisia varten. z Mainittu CEPH-laite 11 käsittää lisäksi yhdistävän varren 12 sen 2 kytkemiseksi laitteeseen 1, kotelon 16 anturipaneelia varten mainittujen telera- 5 diograafien hankkimiseksi ja paikannuslaitteen 17 CEPH-hankkimisia varten.
N Mainittu paikannuslaite 17 on tunnettu laite ja käsittää kaksi kuulokekappaleen S 35 (earpiece) vartta; mainitut kuulokekappaleet laitetaan sisään potilaan kuulokäy- tävään.
On huomioitava, että edullisessa suoritusmuodossa CEPH-anturi- paneeli on lineaarinen anturi, jota täytyy liikuttaa vastaavasti viuhkakeilan liik- keeseen jonka röntgensäteen lähde 5 emittoi teleradiografian hankkimisen ai- kana.
On huomioitava, että CEPH-hankkimisen aikana kapeakeilaisessa moo- dissaröntgensäteen lähde 5, vaihtolaite 6 käsittäen sekundaarisen kollimaatto- rin 18 ja CEPH-anturin kotelo 16 liikkuvat yhdessä integraalisella tavalla.
Kuvio 1 näyttää laitteen 1 konfiguraatiossa P PAN- tai CBCT-kuvien hankkimiseksi.
PAN-hankkimisen tapauksessa röntgensäteen lähde 5 emittoi (ei näytetty) viuhkakeilan (fan beam) osuen anturipaneelin 36 (näkyvissä kuvi- oissa 3 ja 4) keskikaistaleeseen, joka on mainitun vaihtolaitteen 6 sisällä.
CBCT-hankkimisen tapauksessa röntgensäteen lähde 5 emittoi (ei näytetty) pyramidimaisen keilan osuen anturipaneelin 36 koko pintaan, joka on mainitun vaihtolaitteen 6 sisällä.
Kuvio 2 näyttää samat komponentit, jotka on näytetty kuviossa 1, mutta potilas 8 sijoitettuna mainittuun laitteeseen 1 CEPH-kuvan hankkimisek- si.
Erityisesti kuviossa 2 potilas 8 on sijoitettu latero-lateraalisen kuvan hank- kimiseksi.
Kuviossa 2 mainittu vaihtolaite 6 on positiossaan C eli positiossa mahdollistaen hankkia CEPH-kuvia.
Positiossa C, vaihtolaitetta 6 kyseisen keksinnön mukaisesti pyörite- tään 180 astetta ja siirretään alaspäin 15 mm (suunnassa joka on indikoitu tup- lanuolella) suhteessa positioon P, joka on näytetty kuviossa 1. Positiossa C vaihtolaite 6 poistaa anturin 36 röntgensäteen 19 polulta, kun sijoittaa röntgen- säteen polulle toisen kollimaattorin 18, jota tarvitaan röntgensäteen viuhkakei- lan lisäkollimaatiota varten CEPH-hankkimisten aikana. o Kuvio 3 näyttää vaihtolaitteen 6 sektionäkymän.
Vaihtolaite 6 käsit- AN tää anturipaneelin 36 jota käytetään PAN/CBCT-hankkimisia varten, sekun- = daarisen kollimaattorin 18, moottorin 31 itse vaihtolaitteen 6 liikuttamiseksi, o erään ensimmäisen hammasrattaan 32 ja erään toisen hammasrattaan 35, no- A 30 kan 33 varustettuna vinolla profiililla, laakerin 34 joka liukuu nokan 33 sisällä.
E Kuvio 3 näyttää anturipaneelin 36 pisteviivoilla, koska se ei ole sektiotasossa. 2 Lisäksi kuvio näyttää mainitun vaihtolaitteen pyörimisen akselin 37, viuhkakol- 5 limoidun röntgensäteen kimpun mediaaniakselin 38 PAN-hankkimista varten ja N pyramidikollimoidun röntgensäteen kimpun CBCT-hankkimisia varten.
S 35 Kuvio 3 näyttää mainitun vaihtolaitteen 6 positiossaan P tarkasteltu- na CEPH-laitteen 11 puolelta.
Tässä positiossa röntgensäteen kimpun akseli
38 osuu PAN/CBCT-anturipaneelin mediaaniviivaan mahdollistaen hankkia PAN- tai CBCT-kuvia. Positiossaan P vaihtolaite 6 on vertikaalisesti lähempä- nä mainittua C-vartta 4 mahdollistaen minimoida vaihtolaitteen törmäyksen ris- ki potilaan olkapään kanssa hankkimisten aikana, kuten on korostettu kuvion 1 yksityiskohdassa A.
Kuvio 4 näyttää moottoroidun vaihtolaitteen 6 sektion. Kuvio 4 näyt- tää samat komponentit, jotka on näytetty kuviossa 3. Kuvio 4 näyttää mainitun vaihtolaitteen 6 positiossaan C aina tarkkailtuna CEPH-laitteen 11 puolelta. Kuten on ilmeistä vertaamalla kuvioita, kulkien mainitusta positiosta P mainit- tuun positioon C, mainittu vaihtolaite 6 suorittaa roto-translaatioliikkeen pyörien 180 astetta pyörimisakselin 37 ympäri ja samaan aikaan siirtyen 15 mm alas- päin siten, että sekundaarinen kollimaattori 18 on altistunut yhtäpitävästi rönt- gensäteen kimpun 19 akseliin 38. Mainitun vaihtolaitteen 6 positio C mahdollis- taa suorittaa röntgensäteen kimpun lisäkollimaatio, joka tarvitaan CEPH-kuvan hankkimiseksi. Tämä mahdollistaa saada lisävapausasteen määritettäessä CEPH-anturin kotelon 16 vertikaalista korkeutta.
Kuvio 5 näyttää kuvion 3 saman sektion räjäytysnäkymänä. Tämä mahdollistaa tarkkailla sylinterielementtiä 50 käsittäen mainitun nokan 33 ja mainitun hammasrattaan 35, jotka ovat integraaleja C-varteen 4 ja erään toi- sen sylinterimäisen elementin 51, joka käsittää laakerin 34. Mainittu elementti 51 on integraali vaihtolaitteeseen 6, joka puolestaan käsittää hammasrattaan 32, moottorin 31 ja anturipaneelin 36.
Koottuna toinen elementti 51 on sisällä ja koaksiaalinen ensimmäi- seen elementtiin 50, kun taas laakeri 34 liukuu nokan 33 sisään.
Roto-translaation aikana, moottori 31 liikuttaa hammasratasta 32, o joka kytkien mainitun hammasrattaan 35 mahdollistaa toisen elementin 51 pyö- N rimisen mainitun ensimmäisen elementin 50 sisällä määrittäen roto-translaa- = tion pyörimiskomponentin. Lisäksi mainittu pyöriminen määrittää mainitun laa- o kerin 34 liukumisen nokan 33 sisään generoiden yleisroto-translaatioliikkeen A 30 — vertikaalisen translaatiokomponentin. Mainittu vertikaalinen liike on määritetty E nokan 33 geometrialla. Ero dimensioiden välillä, jossa mainittu laakeri on sijoi- 2 tettu positioon P ja positioon C mahdollistaa vaihtolaitteen 6 liikkeen ylöspäin 5 ja alaspäin. Matka positioiden P ja C välillä on noin 15 mm. N On ilmeistä, että hammaspyöärillä 32 ja 35 täytyy olla aksiaalinen pi- S 35 tuus, joka on siirtymäpituuden funktio, tässä tapauksessa 15 mm, siten että ne pysyvät aina kytkeytyneenä molemmissa ääripositioissaan ja kulun aikana mainittujen ääripositioiden välillä mainitussa siirtymäpituudessa. Hammasrat- taan hampaat ovat vastaavasti kytkeytyneet liukuen aksiaalisesti toistensa päällä mainitun translaation aikana.
Edullisessa suoritusmuodossa, laite 1 on varustettu vain yhdellä an- turipaneelilla 36, joka on manuaalisesti uudelleensijoitettu vaihtolaitteesta 6 CEPH-koteloon 16. Mainitussa edullisessa suoritusmuodossa anturipaneelia käytetään vain keskikaistaleessaan kun suoritetaan CEPH-hankkiminen kape- an keilan moodissa. Koska sensoripaneeli on kallein komponentti ekstraoraali- sesta radiograafisesta laitteesta, tämä ratkaisu mahdollistaa saada erityisen halvan ekstraoraalisen radiograafisen laitteen.
Edullisessa lisäsuoritusmuodossa mainittua anturipaneelia, indikatii- visesti dimensioista 16 x 16 cm, käytetään hankkimaan yhden otoksen CEPH- hankkimisia. Tässä tapauksessa myös, samaa anturipaneelia voidaan siirtää mainitusta vaihtolaitteesta 6 CEPH-koteloon 16 ja toisin päin. Ilmeisesti tässä tapauksessa, sekundaarisella kollimaattorilla 18 täytyy olla eri muoto eli neliö- mäinen muoto, ei lineaarinen muoto.
O
QA
O
N o
I a a oO
O 5
O
QA
O
N 5
1 Ekstraoraalinen radiograafinen laite 2 Pylväs 3 Tuki 4 C-varsi 5 Röntgensäteen lähde 6 Vaihtolaite 7 CBCT/PAN-potilaspaikannuslaite 8 Potilas 11 CEPH-laite 12 Yhdistävä varsi 16 CEPH-sensorikotelo 17 CEPH-potilaspaikannuslaite 18 Sekundaarinen kollimaattori 19 Röntgensäteen viuhkakeila 31 Moottori 32 Hammasratas 33 Nokka 34 Laakeri 35 Hammasratas 36 Sensoripaneeli 37 Vaihtolaitteen pyörimisakseli 38 Röntgensäteen kimpun mediaaniakseli 50 Ensimmäinen sylinterimäinen elementti 51 Toinen sylinterimäinen elementti
O
QA
O
N ©
I = oO
O 5
O
QA
O
N 5