FI130571B - Tietokonetomografia ja kuvautuvan volyymin asemointi - Google Patents

Abstract

Keksintö liittyy kuvautuvan volyymin asemointiin tietokonetomografiakuvausta varten. Keksinnössä anatomiasta otetaan ainakin kahdella optisella kameralla live-kuvaa eri suunnista ja esitetään näiden kuvien yhteydessä volyyminasemointi-indikaattori, joka indikoi tietokonetomografiakuvauslaitteistolla kuvattavan volyymin sijaintia kameroiden kuvaamalla alueella.

Description

Tietokonetomografia ja kuvautuvan volyymin asemointi

Keksinnön ala

Keksintö liittyy kuvautuvan volyymin asemointiin tietokonetomogra- fiakuvausta varten, tai toisin sanottuna kuvauksen kohdistamiseen haluttuun vo- lyymiin anatomiassa. Keksintö liittyy erityisesti ihmisen tai eläimen kallon alueen tietokonetomografiakuvaukseen.

Keksinnön tausta

Lääketieteellinen tietokonetomografiakuvaus (CT-kuvaus) on yksi röntgenkuvauksen muoto, jossa kuvattavaa volyymia säteilytetään eri suunnista ja näin saadusta datasta rekonstruoidaan haluttu kaksi- tai kolmiulotteinen kuva.

Ihmisen röntgenkuvauksessa kuvaaminen on toteutettava niin pienellä säteilyan- noksella kuin se diagnoosin tekemisen kannalta on mahdollista. Tästä johtuen mm. kuvattavan volyymin koko ja muoto pyritään pitämään mahdollisimman pienenä. Esimerkiksi hammaslääketieteellisessä kartiokeilatietokonetomografi- assa (CBCT) on tyypillistä, että siinä ei tuoteta anatomiasta kuvainformaatiota koko kallon volyymin levyisen poikkileikkeen rekonstruoimiseksi vaan ainoas- taan pienen, kuten osan hammaskaaresta kattavan volyymin rekonstruoimiseksi.

Kun halutaan kuvata joku tietty osavolyymi mutta pyritään siihen, että samalla ei kuvata mitään diagnostisesti tarpeetonta, siitä luonnollisesti seuraa ongelma saa- da kuvattavana oleva anatomia asemoiduksi kuvauslaitteeseen siten, että nimen- omaan haluttu volyymi anatomiasta saadaan kuvatuksi.

Anatomian asemoinnissa on ollut tunnettua käyttää mm. erilaisia ase- mointivaloja, kuten laser-viivoja. Tällaisten valojen kohdistaminen haluttuun koh-

S 25 taan anatomiaa ottaa aina oman aikansa ja kun koko prosessi perustuu lähinnä

N ”valistuneeseen arvaukseen” kuvautuvaksi halutun volyymin sijainnista suhtees-

S sa anatomian ulkoisiin piirteisiin, kuten kasvonpiirteisiin, saattaa kokeneenkin © henkilön toimesta tehty asemointi osoittautua olleen epätarkka. Tällöin kuvaus z saatetaan joutua jopa uusimaan, mikä lisää potilaaseen kohdistuvaa kokonaissa- + 30 teilyannosta, on ylipäänsä turhauttavaa ja vaatii ylimääräistä aikaa niin potilaalta s kuin henkilökunnankin. 2 Kuvauksen kohdentamista on tunnettua helpottaa myös ottamalla ana-

N tomiasta pienellä säteilyannoksella tähtäysröntgenkuva (scout-kuva), josta ku- vautuvaksi halutun volyymin sijainti voidaan yrittää tunnistaa. Tällaisten täh- tdyskuvien laatu on kuitenkin tyypillisesti varsin huono ja toisaalta pienikin yli-

määräinen säteilyannos joka tapauksessa aina lisää säteilyrasitusta. Toisaalta esimerkiksi julkaisuissa US2011129058A1, EP1815794A1, FP2130491A1,

W02015018566A1, W02016138851A1 ja EP3120774A2 on käsitelty optisen kameran käyttöä apuna potilasasettelussa.

Keksinnön lyhyt selostus

Keksinnön tavoitteena on kehittää anatomian, erityisesti ihmisen tai eläimen pään asemointia tietokonetomografiakuvausta varten.

Keksintö perustuu oheisissa itsenäisissä patenttivaatimuksissa määri- teltyyn ratkaisuun, jossa välineillä kuvainformaation esittämiseksi näytetään ih- misen tai eläimen päästä ainakin kahdella optisella kameralla ainakin kahdesta eri suunnasta otettuja ainakin ensimmäistä ja toista kuvaa, tai ensimmäistä ja toista live-kuvaa, ja näiden kuvien yhteydessä lisäksi volyyminasemointi- indikaattori. Volyyminasemointi-indikaattori on järjestetty osoittamaan kuvatta- van volyymin sijainti ao. 2D-kuvissa, ja volyyminasemointi-indikaattori voidaan — myös järjestää käytettäväksi välineenä jolla anatomiasta kuvautuvaksi haluttu vo- lyymi voidaan osoittaa, valita tai määritellä.

Keksintöä voidaan siis soveltaa käytännössä esimerkiksi siten, että potilas sijoitetaan tietokonetomografiakuvauslaitteiston kuvautumisalueelle ja esimerkiksi tietokoneen näytöllä tai kuvauslaitteiston yhteyteen järjestetyllä näy- tolla esitetään kuvattavana olevasta ihmisen tai eläimen päästä ainakin kahdella optisella kameralla ainakin kahdesta eri suunnasta otettuja ainakin ensimmäistä ja toista kuvaa, tai ensimmäistä ja toista live-kuvaa. Näistä kuvista voidaan vo- lyyminasemointi-indikaattorin avulla osoittaa tai valita kuvautuvaksi haluttu vo- lyymi, jonka jälkeen tieto ao. volyymin sijainnista välitetään ohjaustietona tieto- konetomografiakuvauslaitteiston ohjausjärjestelmään. Jotta ohjausjärjestelmä tie- & täisi, mitä kuvauslaitteen koordinaatiston volyymia näytöllä valittu volyymi vas-

N taa, ratkaisuun kuuluu myös tieto siitä missä näytöllä esitettävän volyyminase-

S mointi-indikaattorin koordinaatisto sijaitsee suhteessa tietokonetomografiaku- 2 vauslaitteen röntgenkuvantamisvälineiden sijaintiin. Yksi ratkaisu tämän tiedon

E 30 aikaansaamiseksi on järjestää mainitut ainakin kaksi optista kameraa osaksi tie- o tokonetomografiakuvauslaitteiston rakennetta siten, että niiden sijainti suhteessa

N tietokonetomografiakuvauslaitteiston röntgenkuvausvälineisiin on tiedossa. Täl- ~ löin volyyminasemointi-indikaattorin sijainti eri suunnista otetuissa kuvissa yksi- i selitteisesti määrittelee kuvautuvan volyymin sijainnin kuvauslaitteen koordinaa- — tistossa.

Keksinnön mukainen ratkaisu tarjoaa uudenlaisen visuaalisen ja help- pokäyttöisen mahdollisuuden kohdentaa kuvautuva volyymi haluttuun kohtaan anatomiassa, ja tavalla joka ei lisää säteilyrasitusta. Kuvauksen kohdistamisessa voidaan käyttää useampaa mutta myös vain yhtä näyttöä jolla esitetään em. aina- kin kaksi kuvaa. Näyttö tai näyttöjä voidaan sijoittaa vaikkapa erilliseen säteilyltä suojattuun tilaan ja tehdä kohdistaminen sieltä käsin, jolloin kohdistamisen jal- keen ei tarvitse jäädä odottamaan kuvaustapahtumaa avustavan henkilön pois- tumista kuvauspaikalta säteilysuojaan.

Joitakin keksinnön edullisia suoritusmuotoja on esitetty oheisissa —epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa ja kuvattu tarkemmin seuraavassa.

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin sen edullisten suoritusmuotojen avulla ja viitaten oheisiin piirroksiin, joista:

Kuvio 1 esittää yhtä tyypillistä kartiokeilatietokonetomografiakuvauk- — sessa käytettävää laitteistoa;

Kuviot 2 ja 3 esittävät ensimmäisen ja toisen esimerkin kuvion 1 mu- kaisessa laitteistossa käytettäväksi soveltuvasta kuvainformaation vastaanotto- moduulista;

Kuvio 4 esittää näyttöä jolla esitetään kahdesta suunnasta optisella kameralla otettua kuvaa ihmisen päästä, kuva hammaskaaresta, ja kunkin näistä kuvista yhteydessä volyyminasemointi-indikaattori; ja

Kuvio 5 esittää yhtä keksinnön mukaista menetelmää anatomian ase- moimiseksi tietokonetomografiakuvausta varten.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus & Kuvio 1 esittää yhden tietokonetomografiassa käytettäväksi soveltu-

N van laitteiston perusrakennetta. Laitteistoon kuuluu vertikaalinen tukirakenne

S 11, josta ulottuu horisontaalisesti potilastukivälineitä kannatteleva varsi 12 sekä 2 varsiosa 13, joka kannattelee laitteiston kuvantamisvälineitä kannattelevaa ra-

E 30 kennetta, varsiosaa 14. Kuvion 1 mukaisessa rakenteessa kuvantamisvälineitä o kannatteleva varsiosa 14 on järjestetty pyöritettäväksi toisen pyöritettävissä ole-

N van varsiosan 14’ välityksellä, mikä ratkaisu tarjoaa monipuolisia mahdollisuuk- ~ sia kuvantamisvälineiden liikuttamiseen. Kuvantamisvälineitä kannattelevaan i varsiosaan 14 on järjestetty etäisyyden päähän toisistaan röntgensäteilylähde 15 ja röntgenkuvainformaation vastaanotin 21, jotka on sijoitettu laitteistoon suh- teessa potilastukivälineisiin 17 siten, että laitteistoon muodostuu kuvantamis-

asema 18 joka asettuu röntgensäteilylähteen 15 ja röntgenkuvainformaation vas- taanottimen 21 väliin siten, että röntgensäteilylähteellä 15 tuotettava sädekeila on suunnattavissa kulkemaan kuvantamisaseman 18 kautta kohti röntgenkuvain- formaation vastaanotin 21. Laitteistoon kuuluu ohjausjärjestelmä, johon liittyen kuviossa 1 on esitetty tukirakenteeseen 11 järjestetty ohjauspaneeli 16 ja siihen kuuluvat toimintamoodinvalintavälineet 19. Kuvion 1 mukaisessa laitteistossa röntgenkuvainformaation vastaanotin 21 on järjestetty osaksi kuvainformaation vastaanottomoduulia 20, joka on järjestetty toiminnalliseen yhteyteen tietoko- neen 30 kanssa esimerkiksi kiinteän tai langattoman yhteyden välityksellä, kuten kaapelin, Bluetoothin tai langattoman verkon kautta. Tietokoneeseen 30 on jär- jestetty välineet kuvainformaation käsittelemiseksi sekä välineet kuvainformaati- on esittämiseksi, joihin välineisiin kuuluu näyttö 31, jolla tietokoneella 30 tuotet- tuja kuvia voidaan esittää.

Kuviossa 2 on esitetty yksi kuvion 1 mukaisessa laitteistossa käytettä- väksi soveltuva kuvainformaation vastaanottomoduuli 20. Moduulissa on hori- sontaalisesti röntgenkuvainformaation vastaanottimen 21 vastakkaisille puolille järjestetty kaksi kohti kuvantamisasemaa 18 suunnattua optista kameraa 22. Mo- duuliin 20 on lisäksi järjestetty kuvantamisasemaa 18 valaisemaan järjestetyt edullisesti valkoista valoa tuottavat valonlähteet 23 ja kaksi laseria 24. Nämä la- — serit on sijoitettu olennaisesti moduulin 20 keskelle, sen ylä- ja alareunojen olen- naiseen läheisyyteen. Laserit 24 on järjestetty emittoimaan ja suuntaamaan kohti kuvantamisasemaa 18 kapea vertikaalinen sädeviuhka, joka luo potilaan kasvoille laservalokuvion jota, sinänsä esillä olevaan keksintöön suoraan liittymättä, voi- daan hyödyntää silloin jos halutaan generoida pintamalli kameroiden 22 kuvaa- mastaanatomiasta. n Kameroita 22 voi olla useampiakin kuin kaksi. Kamerat 22 voi olla to-

S teutettu ottamaan yksittäisiä valokuvia mutta yhdessä edullisessa suoritusmuo- o dossa ne tuottavat jatkuvatoimisena live-kuvaa kuvautumisasemasta 18. Edellä 7 kuvatun kaltainen moduuli voidaan toteuttaa sijoittamalla siihen vain osa edellä v 30 mainituista komponenteista. Yhtenä esimerkkinä erilaisesta moduulista kuviossa

E 3 on esitetty ratkaisu, jossa ei ole lainkaan lasereita 24 mutta johon on järjestetty o kameroita 22 päällekkäin, muodostamaan kamerapari moduulin 20 kummallekin

N reunalle. Kameroita 22 voi siis kuitenkin olla kummassa tahansa suunnassa ja = enemmänkin kuin kaksi. Keksinnön yhdessä edullisessa suoritusmuodossa mo-

N 35 —duulissa 20 on kuitenkin ainakin kaksi optista kameraa 22 horisontaalisen etäi- syyden päässä toisistaan ja moduuli 20 on järjestetty tietokonetomografialaitteis-

toon siten, että ihmisen tai eläimen päästä saadaan otettua kuvaa kahdesta eri suunnasta.

Kuvio 4 esittää näyttöä 31, jolla esitetään kahdesta olennaisesti samal- la tasolla sijaitsevasta suunnasta optisilla kameroilla 22 otettua ensimmäistä ja 5 toista kuvaa 40 ihmisen päästä, sekä leukaluuta näihin suuntiin nähden kohtisuo- rasta suunnasta tarkasteltuna esittävä kolmas kuva 41. Kunkin näistä kuvista yh- teydessä esitetään myös volyyminasemointi-indikaattori 42.

Vaikka anatomian asemointi voi olla järjestetty toteutettavaksi ase- moimalla potilas haluttuun kohtaan laitteiston kuvausasemassa 18 sen mukaan, miten volyyminasemointi-indikaattori 42 näytöllä suhteessa potilaasta otettavaan kuvaan sijaitsee, ei keksinnön yhdessä edullisessa suoritusmuodossa potilasta tarvitse liikuttaa lainkaan vaan volyyminasemointi-indikaattori 42 voidaan järjes- tää liikutettavaksi näytöllä ja laitteisto sitten kuvaamaan juuri se volyymi kuvaus- laitteiston toiminta-alueella, jonka volyyminasemointi-indikaattorin 42 sijainti — näytöllä 31 osoittaa.

Keksinnön yhdessä suoritusmuodossa näytöllä 31 esitetään ainoas- taan em. ensimmäinen ja toinen kuva 40, jolloin siis volyyminasemointi- indikaattori 42 on järjestetty esitettäväksi ainoastaan näissä kuvattavana olevaa anatomiaa esittävissä (ainakin kahdessa) valo- tai live-kuvassa.

Volyyminasemointi-indikaattori 42 voi olla järjestetty siirrettäväksi haluttuun kohtaan kussakin valo- tai live-kuvassa 40 itsenäisesti, jolloin kuvautu- van volyymin sijainti määräytyy sen mukaisesti mitkä alueet ao. kuvista on vo- lyyminasemointi-indikaattorin 42 avulla osoitettu.

Keksinnön yhdessä edullisessa suoritusmuodossa volyyminasemointi- indikaattorin 42 esittäminen ainakin kahdessa valo- tai live-kuvassa 40 on toteu- n tettu perustumaan järjestelmään sisäänrakennettuun tietoon leukaluun 41 tai

N hammaskaaren muodosta, toisin sanoen volyyminasemointi-indikaattori 42 esit- o tämisessä 2D-valo- tai live-kuvissa 40 otetaan mukaan myös kuvautuvaksi haluun 7 anatomian sijaintiin liittyvä syvyyssuuntainen informaatio. Tällöin volyyminase- v 30 mointi-indikaattorin 42 sijainti kussakin valo- tai live-kuvassa 40 voidaan saattaa

E aina vastaamaan sen sijaintia suhteessa leukaluuhun. Näin jos esimerkiksi pään o sivulta otetussa kuvassa volyyminasemointi-indikaattoria 42 siirretään takaham-

N paiden alueelta kohti etuhampaiden aluetta, siirtyy se edestä otetussa kuvassa = vastaavasti, eli seuraten leukaluun muotoa, kohti kuvan keskustaa.

N

Vastaava synkronointi voidaan toteuttaa myös leukaluuta esittävässä kuvassa 41, jossa volyyminasemointi-indikaattori 42 voi olla järjestetty liikku- maan olennaisesti leukaluun muotoa seuraten.

Näin keksinnön yhdessä edullisessa suoritusmuodossa näytöllä 31 esi- tetään kaikki kolme kuviossa 4 esitettyä kuvaa ja kun volyyminasemointi- indikaattoria 42 siirretään paikasta toiseen missä tahansa näistä kuvista, liikkuu se muissa kuvissa automaattisesti asemaan joka vastaa sen volyymin sijaintia, jo- ka jossakin toisessa kuvassa on valittu. Ja tällainen toiminto siis voidaan toteuttaa myös siten, että näytöllä 31 ei esitetä kuvaa hammaskaaresta 41 mutta volyy- minasemointi-indikaattorin 42 esittäminen ensimmäisessä ja toisessa kuvassa 40 on synkronoitu niin että volyyminasemointi-indikaattorin 42 sijainti aina vastaa jotakin sen sijaintia hammaskaarella.

Myös volyyminasemointi-indikaattorin 42 koon muutoksilla on mah- dollista indikoida kuvautuvan volyymin kolmiulotteista sijaintia. Esimerkiksi edellä kuvatussa esimerkissä volyyminasemointi-indikaattori 42 alkaisi anatomi- asta edestäpäin otettavassa kuvassa kasvaa sitä mukaa, kun se siirtyy takaham- paiden alueelta lähemmäksi etuhampaiden aluetta - ja siis lähemmäksi kameraa, jolla ao. kuva on otettu. Tällöin siis volyymin koko anatomiassa ei sinänsä muutu mutta volyyminasemointi-indikaattorin 42 koko näytöllä muuttuu, kun potilas pysyy paikoilla ja volyyminasemointi-indikaattori 42 siirtyy lähemmäksi katsojaa.

Edellä kuvattu synkronoitu toiminto voi olla toteutettu perustuen al- goritmiin, joka aina esittää volyyminasemointi-indikaattorin 42 näytöllä 31 jossa- kin kohdassa järjestelmään tallennettua tietoa leukaluun tai hammaskaaren muodosta. Edullisesti järjestelmään on tällöin tallennettu tieto ainakin kahdesta — erilaisesta leukaluusta, tarjoamaan laitteen käyttäjälle mahdollisuus valita kul- n loinkin kuvattavana olevaa anatomiaa parhaiten vastaava oletusanatomian muoto

S ja/tai koko. Luonnollisesti voidaan käyttää myös tietoa juuri kuvattavana olevan o anatomian muodosta, sikäli kun tällainen tieto on järjestelmän käytettäväksi toi- < mitettu. = 30 Korostettakoon vielä kerran että toimintoa, jossa volyyminasemointi-

E indikaattori 42 sijaitsee aina oletetulla leukaluun alueella, voidaan soveltaa sekä o suoritusmuodossa jossa näytöllä 31 esitetään ainoastaan anatomiasta eri suun-

N nista otetut valo- tai live-kuvat että suoritusmuodossa, jossa lisäksi esitetään kuva = leukaluusta.

N 35 Kuviossa 4 volyyminasemointi-indikaattori 42 on esitetty eri suunnis- ta 2D-kuvana vastaamaan sylinterinmuotoista kuvautuvaa volyymiä, mutta se voidaan esittää myös jonkun muun muotoisena. Yksi edullinen suoritusmuoto jonka nimenomaan kuviossa 4 esitetty ratkaisu kuitenkin mahdollistaa on toteut- taa näyttö 31 kosketusnäyttönä ja näytöllä 31 esitettävän volyyminasemointi- indikaattorin 42 sijainnin ja dimensioiden muuttaminen toteutettavaksi suoraan kyseiseltä näytöltä. Tämä ratkaisu mahdollistaa helppokäyttöisen ja visuaalisen tavan määritellä kallon alueelta kuvautuvaksi haluttu volyymi. Luonnollisesti vo- lyyminasemointi-indikaattorin 42 dimensiot voidaan järjestää säädettäväksi muullakin tavoin, esimerkiksi määrittelemällä ne numeerisesti joltakin järjeste- lyyn kuuluvalta käyttöliittymältä.

Kuviossa 5 on kuvattu menetelmää tietokonetomografiakuvauksen kohdistamiseksi kuvattavana olevan anatomian haluttuun volyymiin. Menetel- mässä voidaan käyttää esimerkiksi kuvion 1 mukaista järjestelyä, johon kuuluu röntgenkuvantamisvälineet käsittävä tietokonetomografiakuvauslaitteisto, tieto- konetomografiakuvauslaitteiston ohjausjärjestelmä ja toiminnalliseen yhteyteen —tietokonetomografiakuvauslaitteiston kanssa järjestetyt välineet kuvainformaati- on esittämiseksi. Tietokonetomografiakuvauslaitteisto voi olla esimerkiksi tieto- konetomografialaitteisto (CT) tai kartiokeilatietokonetomografialaitteisto (CBCT).

Välineet kuvainformaation esittämiseksi voivat käsittää esimerkiksi näytön 31, kuten tietokoneen, tietokonetomografiakuvauslaitteiston, puhelimen tai tabletin = näytön. Näyttö voi olla esimerkiksi perinteinen tai kosketusnäyttö.

Menetelmässä vaiheessa 300 anatomia sijoitetaan kuvauslaitteiston kuvautumisalueelle, esimerkiksi kuviossa 1 olevan laitteiston kyseessä ollessa kuvantamisaseman 18 potilastukivälineisiin 17. Välineillä kuvainformaation esit- tämiseksi, kuten näytöllä 31, näytetään vaiheessa 302 kuvattavana olevasta ana- tomiasta ainakin kahdella optisella kameralla 22 ainakin kahdesta eri suunnasta n otettua kuvaa 40, ja mahdollisesti myös edellä esillä olleen mukainen leukaluuta

N näihin suuntiin nähden kohtisuorasta suunnasta tarkasteltuna esittävä kolmas o kuva 41. Vaiheessa 304 välineillä kuvainformaation esittämiseksi 31 näytetään 7 lisäksi volyyminasemointi-indikaattori 42, joka indikoi tietokonetomografiaku- v 30 vauslaitteistolla kuvattavan volyymin sijaintia mainittujen kameroiden 22 ku-

E vaamalla alueella. Volyyminasemointi-indikaattori 42 voi olla järjestetty indikoi- o maan myös kuvautuvaksi halutun volyymin dimensiota. Vaiheessa 306 volyy-

N minasemointi-indikaattorin 42 avulla osoitetaan, valitaan tai määritellään anato- = mista kuvatutuvaksi halutun volyymin sijainti, ja vaiheessa 308 välitetään tieto-

N 35 konetomografiakuvauslaitteiston ohjausjärjestelmään ohjaustieto kyseisen ana- tomiasta kuvautuvaksi halutun volyymin kuvaamiseksi.

Edellä on jo todettu että volyyminasemointi-indikaattori 42 voidaan järjestää siirrettäväksi suoraan näytöllä 31, ja vaihtoehtoisesti tai sen lisäksi vo- lyyminasemointi-indikaattori 42 voidaan järjestää siirrettäväksi esimerkiksi tie- tokonehiiren ja/tai näppäimistön avulla. Volyyminasemointi-indikaattori 42 voi- daan esittää näytöllä halutun muotoisena ja kokoisena. Keksinnön yhdessä edulli- sessa suoritusmuodossa, kuten myös on jo edellä käynyt ilmi, se esitetään valo- tai live-kuvissa suorakaiteena jonka korkeus ja leveys vastaavat sitä sylinteri- mäistä volyymia, jonka kuvauslaitteisto on järjestetty kuvaamaan. Ja sikäli kun sovelletaan keksinnön suoritusmuotoa jossa käytetään myös kolmatta, leukaluuta — esittävää kuvaa 41, voidaan kyseisessä kuvassa siis tällöin esittää vastaavanko- koista volyymia esittävä ympyrä jonka halkaisija vastaa sen sylinterimäisen vo- lyymin halkaisijaa, jonka kuvauslaitteisto on järjestetty kuvaamaan. Jos kuvauslai- te mahdollistaa erikokoisten volyymien kuvaamisen, voidaan volyyminasemointi- indikaattorin 42 dimensiot järjestää vastaavalla tavalla muutettaviksi.

Keksinnön yhdessä suoritusmuodossa tietokonetomografialaitteisto on siis järjestetty mahdollistamaan useamman kuin yhden kokoisen volyymin ku- vaaminen ja näytöllä esitettävän volyyminasemointi-indikaattorin 42 dimensiot vastaavissa rajoissa muutettaviksi. Tällöin sekä volyyminasemointi-indikaattorin 42 sijaintia että kokoa suhteessa näytöllä esitettäviin kuviin voidaan muuttaa ja järjestää tieto näin määritellyn volyymin sijainnista ja koosta toimitettavaksi ku- vauslaitteiston ohjausjärjestelmään.

Yhteenvetona, keksinnön mukaista menetelmää voidaan kuvata mene- telmänä jossa käytetään järjestelyä johon kuuluu röntgenkuvantamisvälineet kä- sittävä tietokonetomografiakuvauslaitteisto, tietokonetomografiakuvauslaitteis- ton ohjausjärjestelmä ja toiminnalliseen yhteyteen tietokonetomografiakuvaus- n laitteiston kanssa järjestetyt välineet kuvainformaation esittämiseksi ja jossa ih-

S misen tai eläimen pää joka käsittää kuvautuvaksi halutun volyymin sijoitetaan tie- o tokonetomografiakuvauslaitteiston kuvautumisalueelle. Menetelmässä ihmisen 7 tai eläimen päätä kuvataan ainakin kahdella optisella kameralla ainakin kahdesta v 30 eri suunnasta ja kameroiden tuottamat ainakin kahdesta eri suunnasta otetut ai-

E nakin ensimmäinen ja toinen kuva, tai niiden tuottamaa ensimmäistä ja toista li- o ve-kuvaa, näytetään välineillä kuvainformaation esittämiseksi. Lisäksi näiden en-

N simmäisen ja toisen kuvan yhteydessä näytetään volyyminasemointi-indikaattori, = joka indikoi tietokonetomografiakuvauslaitteistolla kuvattavan volyymin sijaintia

N 35 kameroiden kuvaamalla alueella. Tämän volyyminasemointi-indikaattorin avulla sitten osoitetaan, valitaan tai määritellään tietokonetomografialaitteistolla kuvau-

tuvaksi halutun volyymin sijainti sijoittamalla volyyminasemointi-indikaattori ha- luttuun kohtaan kameroilla otetuissa kuvissa.

Menetelmän yhdessä suoritusmuodossa volyyminasemointi-indikaat- tori on järjestetty asemoitumaan toisessa kuvassa aina vastaavaan kohtaan suh- teessa tiettyyn pään alueen anatomiaan kuin missä se sijaitsee ensimmäisessä kuvassa.

Yhden edullisen suoritusmuodon mukaan ensimmäinen kuva otetaan olennaisesti ihmisen tai eläimen naaman suunnasta ja toinen kuva olennaisesti pään sivulta, molemmat näistä kuvista olennaisesti hammaskaaren määrittämän tason suuntaisesti. Välineillä kuvainformaation esittämiseksi esitetään näin otet- tujen kuvien lisäksi leukaluuta tai hammaskaarta indikoiva kolmas kuva, nähtynä kohtisuorasta suunnasta suhteessa mainitun hammaskaaren määrittämään ta- soon, joissa kaikissa kuvissa näytetään myös volyyminasemointi-indikaattori, ja volyyminasemointi-indikaattorin sijainti esitetään ensimmäisessä ja toisessa ku- vassa aina vastaavassa kohdassa kuvautumisalueella kuin missä se kolmannessa kuvassa esitetyn mukaisesti sijaitsee.

Menetelmässä käytettävä optinen kamera on edullisesti live-kuvaa tuottava kamera ja näytöllä esitettävät ensimmäinen ja toinen kuva ovat näin re- aaliaikaista kuvaa kuvautumisalueella sijaitsevasta päästä.

Kuvautuvaksi halutun volyymin sijainnin osoittaminen, valitseminen tai määrittäminen voi käsittää ainakin yhden toimenpiteistä i) siirretään anato- miaa mainitulla kuvautumisalueella, ii) siirretään mainituilla välineillä kuvain- formaation esittämiseksi näytettävää volyyminasemointi-indikaattoria, iii) siirre- tään röntgenkuvantamisvälineitä, volyyminasemointi-indikaattorin dimensiot voivat olla muutettavissa ja se kameroilla otetuissa kuvissa olla muodoltaan suo- n rakaide, ja vastaavasti leukaluuta tai hammaskaarta kuvaavan kuvan yhteydessä

S on ympyrä. 6 Menetelmässä käytettävät kamerat voivat olla integroidut osaksi tie- 7 tokonetomografiakuvauslaitteeseen järjestettyä kamerajärjestelyä ja niitä voi- v 30 daan käyttää myös potilaan sijainnin tunnistamiseen kuvautumisalueella tietoko-

E netomografiakuvauksen aikana. Tällöin, sikäli kun anatomian sijainnin havaitaan o muuttuvan, voidaan kuvauslaitteen röntgenkuvantamisvälineiden liikettä ohjata

N kuvauksen aikana kompensoimaan potilaan sijainnissa tapahtunutta muutosta. = Keksinnön mukaiseen tietokonetomografiakuvauslaitteistoon puoles-

N 35 taan voidaan luonnehtia kuuluvan röntgensäteilylähteen sekä kuvainformaation vastaanottovälineet käsittävät röntgenkuvantamisvälineet, kuvausasema, ohjaus-

järjestelmä, toiminnalliseen yhteyteen tietokonetomografiakuvauslaitteiston kanssa järjestetyt välineet kuvainformaation käsittelemiseksi sekä välineet ku- vainformaation esittämiseksi, sekä ainakin kaksi etäisyyden päässä toisistaan si- jaitsevaa kameraa, jotka on suunnattu tai suunnattavissa kohti mainittua kuvaus- asemaa. laitteiston ohjausjärjestelmään kuuluu välineet näyttää kameroiden tuottamat kuvat tai live-kuvaa sekä näiden kuvien yhteydessä myös volyy- minasemointi-indikaattori sekä välineet osoittaa, valita tai määritellä kuvautu- vaksi halutun volyymin sijainti volyyminasemointi-indikaattorin avulla sijoitta- malla volyyminasemointi-indikaattori haluttuun kohtaan kuvissa.

Laitteiston ohjausjärjestelmä voi käsittää välineet säätää ainakin yhtä seuraavista: volyyminasemointi-indikaattorin sijainti kuvissa; volyyminasemoin- ti-indikaattorin yksi tai useampi dimensio; röntgenkuvantamisvälineiden sijainti suhteessa kuvausasemaan.

Laitteisto voi olla järjestetty ottamaan ensimmäinen kuva olennaisesti ihmisen tai eläimen naaman suunnasta ja toinen kuva olennaisesti pään sivulta, molemmat näistä kuvista olennaisesti hammaskaaren määrittämän tason suun- taisesti. Lisäksi välineillä kuvainformaation esittämiseksi voi olla järjestetty esi- tettäväksi leukaluuta tai hammaskaarta indikoiva kolmas kuva, nähtynä kohtisuo- rasta suunnasta suhteessa mainitun hammaskaaren määrittämään tasoon. Vo- lyyminasemointi-indikaattori voi olla järjestetty esitettäväksi kaikissa näistä ku- vissa, ja volyyminasemointi-indikaattorin sijainti esitettäväksi ensimmäisessä ja toisessa kuvassa aina vastaavassa kohdassa kuvausasemaa kuin missä se kol- mannessa kuvassa esitetyn mukaisesti sijaitsee.

Keksinnön eri piirteitä voi olla esitetty edellä osin yleisemmässä muo- dossa tai osana kuvausprosessia mutta on selvää että keksinnön piirteet, joiden n implementointi liittyy kuvauslaitteiston rakenteisiin tai toimintoihin, kuten oh-

S jausjärjestelmän konfiguroinnin mukaisesti toteutettaviin toimintoihin, kuuluvat o keksinnön mukaisen kuvauslaitteen piirteisiin, 7 Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön

T 30 perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot

E eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patent- 2 tivaatimusten puitteissa.

O i

Claims (13)

Patenttivaatimukset

1. Menetelmä kuvautuvan volyymin asemoimiseksi tietokonetomogra- fiakuvausta varten, jossa menetelmässä käytetään järjestelyä johon kuuluu rönt- genkuvantamisvälineet (15, 20, 21) käsittävä tietokonetomografiakuvauslaitteisto, tietokonetomografiakuvauslaitteiston ohjausjärjestelmä ja toiminnalliseen yhtey- teen tietokonetomografiakuvauslaitteiston kanssa järjestetyt välineet kuvainfor- maation esittämiseksi (31), jossa menetelmässä ihmisen tai eläimen pää joka käsittää kuvautuvaksi halutun volyymin — sijoitetaan tietokonetomografiakuvauslaitteiston kuvautumisalueelle, kuvataan mainittua ihmisen tai eläimen päätä ainakin ensimmäisellä ja toisella optisella kameralla (22) ainakin kahdesta eri suunnasta ja näytetään mainituilla välineillä kuvainformaation esittämiseksi (31) mainittujen kameroiden (22) ainakin kahdesta eri suunnasta tuottamaa ensimmäistä ja toista live-kuvaa (40), näytetään mainittujen ainakin ensimmäisen ja toisen kuvan (40) yh- teydessä volyyminasemointi-indikaattori (42), joka indikoi tietokonetomogra- fiakuvauslaitteistolla kuvattavan volyymin sijaintia mainittujen ainakin kahden ka- meran (22) kuvaamalla alueella, tunnettu siitä, että osoitetaan, valitaan tai määritellään mainitun volyyminasemointi-indi- kaattorin (42) avulla mainitulla tietokonetomografialaitteistolla kuvautuvaksi ha- lutun volyymin sijainti sijoittamalla volyyminasemointi-indikaattori (42) halut- tuun kohtaan mainituissa kuvissa (40), jolloin volyyminasemointi-indikaattorin (42) koko on järjestetty muuttumaan toisen optisen kameran (22) tuottamassa ku- vassa (40) suuremmaksi silloin, kun volyyminasemointi-indikaattoria (42) siirre- MN tään ensimmäisen kameran (22) tuottamassa kuvassa (40) suuntaan jossa toinen S kamera (22) sijaitsee, ja pienemmäksi silloin kun volyyminasemointi-indikaattoria O (42) siirretään päinvastaiseen suuntaan.

©

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa mainittu ainakin E kahdessa kuvassa (40) esitettävä volyyminasemointi-indikaattori (42) on järjes- S tetty asemoitumaan toisessa kuvassa (40) aina vastaavaan kohtaan suhteessa tiet- D tyyn pään alueen anatomiaan kuin missä se sijaitsee ensimmäisessä kuvassa (40).

S

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jossa mainittu en- simmäinen kuva (40) otetaan olennaisesti ihmisen tai eläimen naaman suunnasta ja toinen kuva (40) olennaisesti pään sivulta, molemmat mainituista ensimmäi- sestä ja toisesta kuvasta (40) olennaisesti hammaskaaren määrittämän tason suun- taisesti. ja mainituilla välineillä kuvainformaation esittämiseksi (31) esitetään näin otettujen ensimmäisen ja toisen kuvan (40) lisäksi leukaluuta tai hammaskaarta indikoiva kolmas kuva (41), nähtynä kohtisuorasta suunnasta suhteessa mainitun hammaskaaren määrittämään tasoon, joissa kaikissa kuvissa (40, 41) näytetään myös volyyminasemointi-indikaattori (42), ja volyyminasemointi-indikaattorin (42) sijainti esitetään mainituissa ensimmäisessä ja toisessa kuvassa (40) aina vas- taavassa kohdassa kuvautumisalueella kuin missä se mainitun kolmannen kuvan (41) mukaisesti sijaitsee.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, jossa mai- nitun volyyminasemointi-indikaattorin (42) dimensiot ovat muutettavissa.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, jossa mai- nittu optinen kamera (22) on live-kuvaa (40) tuottava kamera ja näytöllä esitettä- vät ensimmäinen ja toinen kuva (40) ovat reaaliaikaista kuvaa mainitusta kuvau- tumisalueella sijaitsevasta päästä.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, jossa maini- tun kuvautuvaksi halutun volyymin sijainnin osoittaminen, valitseminen tai mää- rittäminen käsittää ainakin yhden toimenpiteistä i) siirretään anatomiaa maini- tulla kuvautumisalueella, ii) siirretään mainituilla välineillä kuvainformaation esit- tämiseksi (31) näytettävää volyyminasemointi-indikaattoria (42), iii) siirretään röntgenkuvantamisvälineitä (15, 20, 21).

& 7.]Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, jossa mainit- o tujen ensimmäisen ja toisen kuvan (40) yhteydessä näytettävä volyyminasemointi- 7 indikaattori (42) on suorakaide. AD 30

E 8. Jonkin patenttivaatimuksista 3-7 mukainen menetelmä, jossa maini- o tun kolmannen kuvan (41) yhteydessä näytettävä volyyminasemointi-indikaattori 3 (42) on ympyra.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen menetelmä, jossa maini- tut ainakin kaksi optista kameraa (22) ovat osa tietokonetomografiakuvauslaittee- seen järjestettyä kamerajärjestelyä.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, jossa mainittuja aina- kin kahta optista kameraa (22) käytetään potilaan sijainnin tunnistamiseen kuvau- tumisalueella tietokonetomografiakuvauksen aikana ja sikäli kun anatomian si- jainnin havaitaan muuttuvan, mainittujen röntgenkuvantamisvälineiden (15, 20, 21) liikettä ohjataan kuvauksen aikana kompensoimaan potilaan sijainnissa tapah- —tunutta muutosta.

11. Tietokonetomografiakuvauslaitteisto, johon kuuluu röntgensäteily- lähteen (15) sekä kuvainformaation vastaanottovälineet (20, 21) käsittävät rönt- genkuvantamisvälineet (15, 20, 21), kuvausasema (18), ohjausjärjestelmä, toimin- nalliseen yhteyteen tietokonetomografiakuvauslaitteiston kanssa järjestetyt väli- neet kuvainformaation käsittelemiseksi (30) sekä välineet kuvainformaation esit- tämiseksi (31), ja johon laitteistoon lisäksi kuuluu ainakin ensimmäinen ja toinen etäisyyden päässä toisistaan sijaitseva kamera (22), jotka on suunnattu tai suunnattavissa kohti mainittua kuvausasemaa (18), laitteiston ohjausjärjestelmään kuuluu välineet näyttää mainituilla väli- neillä kuvainformaation esittämiseksi (31) mainittujen ainakin kahden optisen ka- meran (22) tuottamaa live-kuvaa (40), joiden kuvien (40) kohde on ihmisen tai eläimen pää, jotka kuvat (40) käsittävät kuvautuvaksi halutun volyymin ja joissa näytetään myös volyyminasemointi-indikaattori (42), joka indikoi tietokonetomo- n grafiakuvauslaitteistolla kuvattavana olevan volyymin sijaintia mainittujen ainakin N kahden kameran (22) kuvaamalla alueella tunnettu siitä, että o laitteistoon kuuluu välineet osoittaa, valita tai määritellä kuvautuvaksi 7 halutun volyymin sijainti mainitun volyyminasemointi-indikaattorin (42) avulla si- v 30 joittamalla volyyminasemointi-indikaattori (42) haluttuun kohtaan mainituissa E kuvissa (40) ja muuttaa volyyminasemointi-indikaattorin (42) kokoa toisen opti- o sen kameran (22) tuottamassa kuvassa (40) suuremmaksi silloin, kun volyy- N minasemointi-indikaattoria (42) siirretään ensimmäisen kameran (22) tuotta- = massa kuvassa (40) suuntaan jossa toinen kamera (22) sijaitsee, ja pienemmäksi N 35 — silloin kun volyyminasemointi-indikaattoria (42) siirretään päinvastaiseen suun- taan.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitteisto, jossa mainittu ohjaus- järjestelmä käsittää välineet säätää ainakin yhtä seuraavista: mainitun volyy- minasemointi-indikaattorin (42) sijainti mainituissa kuvissa (40); mainitun volyy- minasemointi-indikaattorin (42) yksi tai useampi dimensio; mainittujen röntgen- kuvantamisvälineiden (15, 20, 21) sijainti suhteessa kuvausasemaan (18).

13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen laitteisto, jossa mainittu ensimmäinen kuva (40) on järjestetty otettavaksi olennaisesti ihmisen tai eläimen naaman suunnasta ja toinen kuva (40) olennaisesti pään sivulta, molemmat maini- tuista ensimmäisestä ja toisesta kuvasta (40) olennaisesti hammaskaaren määrit- tämän tason suuntaisesti. ja mainituilla välineillä kuvainformaation esittämiseksi (31) on lisäksi järjestetty esitettäväksi leukaluuta tai hammaskaarta indikoiva kol- mas kuva (41), nähtynä kohtisuorasta suunnasta suhteessa mainitun hammaskaa- ren määrittämään tasoon, joissa kaikissa kuvissa (40, 41) on järjestetty näytettä- väksi myös volyyminasemointi-indikaattori (42), ja volyyminasemointi-indikaat- torin (42) sijainti on järjestetty esitettäväksi mainituissa ensimmäisessä ja toisessa kuvassa (40) aina vastaavassa kohdassa kuvausasemaa (18) kuin missä se maini- tun kolmannen kuvan (41) mukaisesti sijaitsee. O N O N O S © I a a O <t N LO K O N