FI67269C - Apparat foer aostadkommande av panoramaroentgenbildprojektioner av ett tandbaogsformat objekt - Google Patents

Description

1 67269

Laitteisto panoraama-röntgenkuvaprojektioiden aikaansaamiseksi hammaskaaren muotoisesta kohteesta - Apparat för ästadkom-mande av panorama-röntgenbildprojektioner av ett tandbägsformat objekt

Esillä oleva keksintö kohdistuu laitteistoon panoraama-röntgen-kuvaprojektioiden aikaansaamiseksi hammaskaaren muotoisesta kohteesta röntgenfilmille, johon laitteistoon kuuluu kiinteä runko, liikkuva kannatinvarsi, jonka vastakkaisiin päihin on kiinnitetty röntgensädelähde ja filmipidin kuvattavan kohteen eri puolille, sekä välineet, joilla aiheutetaan kannatinvarren rotaatioliike kohteen ympäri siten, että pyörimisliikkeen keskipiste liikkuu suoraviivaisesti hammaskaaren symmetria-akselin suuntaisesti riippuvaisena kannatinvarren kulma-asennosta .

Panoraamatomografisessa röntgenkuvaustekniikassa filmille kuvautuu määrätyn paksuinen objektin kerros, ns. kuvakerros, jonka muotoon, sijaintiin ja paksuuteen voidaan vaikuttaa suunnittelemalla objektin kuvautumiseen liittyvä geometria sopivasti. Tässä kuvaustekniikassa röntgenputki ja filmi liikkuvat suhteessa potilaaseen, joka siis on paikallaan kuvauksen aikana. Haluttu objektin piste kuvautuu filmille tarkasti, mikäli filmin nopeus valitaan samaksi kuin kuvautuvan pisteen filmin pinnalla olevan projektiopisteen nopeus.

panoraamatomograafisessa kuvaustekniikassa on mm. seuraavia lopputulokseen vaikuttavia seikkoja: pyörimiskeskipisteen asema suhteessa objektiin, filmin nopeus suhteessa objektin pinnalla olevien projektiopisteiden nopeuksiin, röntgensädekeilan nopeus objektin kuvautuvassa kerroksessa, röntgensädekeilan leveys filmin pinnalla, kuvautuvan kerroksen etäisyys pyörimiskeski-pisteestä fokuksen ja pyörimiskeskipisteen välinen etäisyys, fokuksen koko, käytetty filmilaatu, vahvistinlevyt, röntgen- 2 67269 putken jännite ja virta, röntgensäteiden suodatus ja kokonais-kuvausaika. Edellä mainittujen seikkojen merkitystä selvitetään tarkemmin esim. artikkelissa J. van Aken: panoramic X-ray equipment, Reports of Councils and Bureaus/Joda, voi. R6,

May 1973.

Tällä hetkellä löytyy markkinoilta useita eri valmistajien kehittelemiä panoraamatomografisiä kuvauslaitteita. Eräs vanhimpia ja vieläkin käytössä oleva kuvauslaite on palomex Oy:n valmistama Orthopanotomograph. Kyseisessä laitteessa potilas on kuvattaessa seisovassa asennossa, röntgenputki ja -filmi liikkuvat potilaan pään ympäri potilaan ollessa paikallaan. Laite soveltuu lähinnä hampaiston ja leukanivelten kuvauksiin. Kuvautuvan kerroksen muoto koostuu kolmesta eri ympyränkaa-resta, röntgenpuken ja filmin liikkeellä on toisin sanoen kuvauksen aikana kolme eri pyörimiskeskipistettä, vaihto pyöri-miskeskipisteestä toiseen tapahtuu sykloidisen liikkeen kautta.

S.S. White'in markkinoimassa laitteessa (US-patentti 3 045 118) potilas on istuvassa asennossa, kuvautuva kerros koostuu kahdesta ympyränkaaresta, vaihto pyörimiskeskipisteestä toiseen tapahtuu siirtämällä potilasta tuolin avulla sivuttain sopivan matkan.

General Electric'in valmistamassa GE-3000:ssa ja Morita Corporationin Panex "E":ssä on kuvautuva kerros ellipsinmuo-toinen. GE:n koneessa (saks. hakemusjulkaisu n:o 1 955 294) röntgenputken ja filmin pyörimiskeskipisteen liike perustuu elliptisiin hammaspyöriin, Moritan laitteen mekanismi on eräänlainen ellipsograafin sovellutus, jonka toimintaa on selostettu saksalaisissa hakemusjulkaisuissa n:ot 2 252 678 ja 2 057 135.

Markkinoilla on myös muita vastaavia laitteita, mutta niiden kuvausliikkeen toteuttavat mekanismit eivät olennaisesti 3 67269 poikkea edellä mainituista perustyypeistä. Niistä voidaan kuitenkin mainita suomalainen patenttihakemus n:o 3344/74, saksalainen patentti n:o 1 019 163, japanilainen kuulutus-julkaisu nso 15052/72 sekä USA patentti n:o 3 536 913.

Kaikkien nykyisin markkinoilla olevien laitteiden mekanismeja suunniteltaessa on otettu lähtökohdaksi jokin leukaluun muotoa lähellä oleva geometrinen käyrä, joko ellipsi tai kahden tai kolmen ympyräkaaren yhdistelmä.

Kuitenkin jos suunnittelun lähtökohdaksi otetaan mahdollisimman yleispätevä leukaluun muoto ja sen jälkeen tutkitaan, mikä tällöin olisi paras mahdollinen röntgenputken ja filmin rotaa-tioliikkeen pyörimiskeskipisteen liike, havaitaan, että se ei seuraa tarkasti mitään määrättyä yksinkertaista geometrista muotoa. Tästä seuraa, että nykyisissä kuvauslaitteissa käytetty liike on aina jossain määrin epätarkka aproksimaatio ideaaliseen liikkeeseen verrattuna.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut, tunnettujen laitteiden epäkohdat ja aikaansaada etenkin hammaskaaren muotoisen kohteen panoraamakuvauslaite, jossa röntgensädelähteen sekä filmin liike ovat mahdollisimman edullisia kuvattavan kohteen muotoa silmälläpitäen. Tämän saavuttamiseksi on keksinnölle pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisessa patenttivaatimuksessa 1. Oleellista keksinnössä on siis se, että siinä on yhdistetty puhdas rotaatioliike ja puhdas lineaarinen liike toisiinsa synkronoituina, jolloin lineaarinen liike tapahtuu kuvattavan hammaskaaren tai vastaavan kohteen symmetria-akselia pitkin.

Keksintöä ja sen muita piirteitä ja etuja selostetaan seuraa-vassa lähemmin esimerkkien muodossa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa: 4 67269 kuva 1 kaaviomaisesti esittää sivunäkymää keksinnön mukaisen laitteen eräästä suoritusmuodosta, kuva 2 esittää kuvan 1 mukaista laitetta päältä katsottuna, kuva 3 esittää sivunäkymää laitteen eräästä toisesta suoritusmuodosta, ja kuva 4 esittää kuvan 3 mukaista laitetta päältä katsottuna.

Kuvioiden esittämässä laitteessa on eräät, etenkin runkoon kuuluvat osat jätetty havainnollisuuden vuoksi esittämättä.

Laipallinen osa 1 kuuluu laitteen runkoon. Se on pysyvästi kiinnitetty runkoon esittämättä jätettyjen runkoelimien kautta ja on itse asiassa yhdessä siinä olevan tapin kanssa ainoa kuvan osista paikallaan pysyvä.

Runko-osaan 1 on liukuvasti sovitettu levy 3, joka liikkuu lineaarisesti osan 1 sivulaippojen välissä, kuvassa 2 katsottuna pystysuunnassa. Lineaarilevy 3 kannattaa koko liikkuvaa laiteyhdistelmää. Levyyn 3 on kiinteästi kiinnitetty akseli-holkki 4, jolle on pyörivästi laakeroitu rotaatiolevy 6 laakerin 5 avulla. Tappi 2 pysyy rotaatiolevyn 6 urassa levyn pyöriessä lineaarilevyn 3 suhteen. Koska uran etäisyys pyöri-miskeskuksesta on muuttuva ja tappi 2 sijaitsee kiinteässä rungossa, liikkuu lineaarilevy 3 rungon suhteen lineaarisesti samalla kun rotaatiolevy 6 kiertyy levyyn 3 nähden.

Rotaatiolevyyn 6 on kiinnitetty varsi B, jonka toisessa päässä on röntgensädelähde 31 ja toisessa päässä kaarevanmuotoinen röntgenfilmi 30. potilaan pää (esittämättä) sijaitsee lähteen 31 ja filmin 30 välissä, kuvassa 1 runkolevyn 1 alapuolella.

5 67269

Rotaatiolevyä 6 kierretään sähkömoottorin 13 avulla hammastettujen hihnapyörien 7 ja 10 sekä hammashihnan 9 välityksellä. Pyörä 7 on kiinni hoikissa 4 ja näin ollen rungostaan varressa 8 kiinni oleva moottori liikuttaa itseään pvörimiskeskuksen ympäri.

Kaarenmuotoista filmiä 30 kierretään synkronisesti varren 8 kääntymisen kanssa siten, että röntgenlähteessä 31 olevasta raosta tuleva sädekimppu pyyhkäisee kiertymisen aikana filmin 30 yli. Filmin synkronoitu liike on kuvissa 1 ja 2 aikaansaatu moottorin 13 akselille 11 kiinnitetyn hihna- tai vaijeripyörän 12, hihnan tai vaijerin 14, akselille 16 kiinnitettyjen pyörien 15 ja 17, sekä filmin akselille 29 kiinnitetyn pyörän 27 välityksellä. Osa 28 tarkoittaa varressa 8 olevaa filmiakselin 29 laakeria. Haluttu synkronointi filmin kiertymisen ja varren liikkeen välillä on aikaansaatu, koska molemmat liikkeet on välitetty samalta akselilta 11. Epäkeskopyörä 12 on muotoiltu vastaamaan rotaatiolevyn ja lineaarilevyn aikaansaamaa yhdistettyä rotaatio/translatoorista liikettä.

Edellä esitetyssä rakenteessa on keksinnöllinen ajatus seuraava.

Toteutettavalta mekanismilta vaadittiin, että kerros, jonka se kuvaa, vastaa täsmällisesti muodoltaan ja kooltaan anatomisesti katsoen oikean muotoista ja kokoista kerrosta. Aikaisemmissa tutkimuksissa on jo selvitetty anatomisesti oikea kuvakerroksen muoto ja koko. Keksinnölle tunnusomaista on se perustavaa laatua oleva huomio, että röntgenputken 31 ja filmin 30 yhteisen pyörimiskeskipisteen liike voidaan toteuttaa pelkällä kuvauksen aikana tapahtuvalla edestakaisella lineaariliikkeellä. Tällöin röntgenputken ja filmin liike on jatkuvan rotaatioliikkeen (4 & 6) ja edestakaisen lineaariliikkeen (1 & 3) yhdistelmä. Mainittu lineaariliike (1 & 3) on toteutettu epäkeskolevyn 6 6 67269 avulla, jonka muuttuva säde on valittu niin, että röntgenputken rotaatio- (4 & 6) ja translaatioliikkeiden (1 & 3) yhdistelmä kuvaa edellä mainitun anatomisesti oikean muotoisen ja kokoisen objektin kerroksen siten, että röntgensädekeila osuu mahdollisimman kohtisuoraan kuvautuvaan kerrokseen nähden. Tällöin objekti kuvautuu filmille kohtisuorana projektiona, jolloin kuva on mittasuhteiltaan oikea ja siten myös diagnostisesti antoisampi ja helpommin luettavissa.

Edellä mainittu edestakaisen lineaariliikkeen ja rotaatioliik-keen halutunlainen yhdistelmä on esitetyllä tavalla myös käytännössä helppo toteuttaa luotettavalla ja yksinkertaisella mekanismilla, jolloin myös saavutetaan panoraamatomografisissä kuvauksissa tarvittava mekaaninen tarkkuus kuvausliikkeen nopeuksissa ja kiihtyvyyksissä suhteellisen helposti.

Panoraamatomografisessa kuvaustavassa on olennaisen tärkeää se, että filmin liike ja röntgenputken rotaatio- (4 & 6) ja trans-laatioliikkeet (1 & 3) ovat tarkasti synkronoidut toisiinsa nähden. Koska edellä mainitulla mekanismilla tuli jo röntgenputken 31 rotaatioliike (4 & 6) synkronoitua sen lineaariliik-keeseen (1 & 3) nähden, täytyy edelleen filmin liike synkronoida mainittuihin liikkeisiin nähden, jotta mekanismin kaikki liikkeet tulisi synkronoitua toisiinsa nähden.

Esitetyssä keksinnön mukaisessa mekanismissa on filmin 30 liike otettu samalta akselilta 11 kuin mekanismin röntgenputken 31 ja filmiakselin yhteinen rotaatioliike (29 & 8). Tällä tavoin on sekä filmin liike että rotaatioliike (4 & 6) saatu synkronoitua toisiinsa nähden. Koska akseli 11 on laakeroitu röntgenputken ja filmiakselin yhteiseen kannatinvarteen 8, säilyy varressa olevan akselin 11 etäisyys edestakaisin lineaarisesti liikkuvasta osasta 3, 4 rotaatioliikkeen aikana vakiona, rotaatio-liikken veto voidaan tällöin järjestää akselin 11 ja 67269 lineaarisesti liikkuvan osan välille hihnalla 9, vaijerilla, hammaspyörillä tai muulla vastaavalla tavalla, vetopyörän 12 säde on järjestettv siten muuttuvaksi vaijerin 14 vetosuuntaan nähden, että filmin nopeus on oikealla tavalla muuttuva kuvauksen aikana, jotta saataisiin kuvatuksi juuri haluttu kerros.

Näin ollen keksinnön mukainen lineaarinen pyörimiskeskuksen liike tuo mukanaan sen lisäpiirteen, että filmin liikun-tamekanismi voidaan järjestää hyvin edullisella tavalla.

Lisäksi voidaan myös mainita keksinnön kautta mahdollisesti käyneiden hihnavälityksien edullisuus mahdolliseksi esiintyvien värähtelyjen vaimentumisessa, koska liikeradan tarkkuutta ehkä vielä tärkeämpi tekijä on liikkeen tasaisuus.

Koska akselia 11 voidaan pyörittää huomattavasti suuremmalla (esimerkiksi kolminkertaisella) nopeudella kuin kannatinvartta, saadaan myös filmin liike tarkkuuden ja haluttujen nopeuden-muutosten suhteen tyydyttäväksi.

Mainittakoon myös se seikka, että keksinnön mukaista laitetta voidaan yhtä hyvin käyttää makaavalle potilaalle, jolloin runko-osa 1 on pystysuorassa ja edullisesti nostettavissa ja laskettavissa pystysuoran pilarin varassa.

Muuttamalla vetoakselin 11 ja filmiakselin 29 välistä välitys-suhdetta voidaan keksinnön mukaisella kuvauslaitteella saada aikaan sellaisia kuvautuvan kerroksen muotoja, jotka soveltuvat paremmin kasvojen luiden ja poski- ja otsaonteloiden kuvauksiin kuin hampaiden kuvaukseen tarkoitettu kerros. Tämä on itse asiassa lisäetu, joka osittain sattumalta seuraa käytetystä keksinnön mukaisesta liikuntamekanismista.

67269

Eräs välityssuhteen muutosta salliva toteutus on esitetty kuvissa 3 ja 4. Laite on samanlainen kuin kuvien l ja 2 mukainen lukuunottamatta voimansiirtoa vaijeripyörästä 15 filmin akseliin 29. Akselille 16 on laakeroitu Y-mutoinen osa 18, joka voidaan kääntää kahteen eri asentoon solenoidin 26 tai vastaavan toimielimen vetovarren 25 avulla. Mainittuun Y-muotoiseen osaan on edelleen kiinnitetty akselitapit 19 ja 22, edelliselle on laakeroitu hammaspyörät 20 ja 21, jälkimmäiselle hammaspyörät 23 ja 24. Kuvan 4 esittämässä asennossa välittyy pyörimisliike filminpitimen akselille 29 hammaspyörästä 17 hammaspyörien 20, 21 ja 27 kautta, kun taas toisessa asennossa voima välittyisi pyörästä 17 pyörien 23, 24 ja 27 kautta.

On selvää, että esitettyjä toteutusmuotoja voidaan muunnella poikkeamatta keksinnön ajatuksesta. Kahdella levyllä saadaan kuitenkin aikaan halpa, erittäin tukeva ja samalla riittävän tarkka liikuntamekanismi. Tapauksessa, jolloin runko-osa 1 on pystysuorassa, voi rotaatiolevyssä olla pelkästään nokka-pinta uran asemesta, koska rungossa 1 oleva ohjaustappi 2, olake tai vastaava nojaa nokkapintaan liikkuvaan rakennelmaan kohdistuvan painovoiman vaikutuksesta.

Claims (4)

67269

1. Laitteisto panoraama-röntgenkuvaprojektioiden aikaansaamiseksi hammaskaaren muotoisesta kohteesta röntqenfilmille, johon laitteistoon kuuluu kiinteä runko (1), liikkuva kannatinvarsi (8), jonka vastakkaisiin päihin on kiinnitetty röntgensädelähde (31) ja filmipidin (30) kuvattavan kohteen eri puolille, sekä välineet (7, 9, 10, 11, 13), joilla aiheutetaan kannatinvarren (8) rotaatioliike kohteen ympäri siten, että pyörimisliikkeen keskipiste liikkuu suoraviivaisesti hammaskaaren symmetria-akselin suuntaisesti riippuvaisena kannatinvarren kulma-asennosta, tunnettu siitä, että paikallaan pysyvään runko-osaan (1) on laakeroitu lineaarisesti liikkuva lineaari-levy (3), johon on pyörivästi laakeroitu rotaatiolevy (6), joka kannattaa kannatinvartta (8), ja joka pyöriessään siirtää line-aarilevyä (3) runko-osaan kiinnitetyn ohjaintapin (2) seuratessa rotaatiolevyn (6) uran vastapintaa, jolloin rotaatiolevyn pyörimiskeskipiste liikkuu runko-osaan nähden vastinpinnan muodon määräämällä tavalla tarkoituksella suunnata röntgen-sädekimppu siten, että se kullakin hetkellä osuu olennaisesti kohtisuoraan kohteen hammaskaaren muotoiseen osaan nähden.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen röntgenlaitteisto, tunnettu siitä, että rotaatiolevyyn (6) tai kannatinvarteen (8) on kiinnitetty pyöritettävä akseli (11) ja mainitun akselin ja lineaarilevyn (3) välille on järjestetty sopiva välitys (7, 9, 10) siten, että aikaansaadaan rotaatiolevyn pyörimisliike lineaarilevyyn (3) nähden.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen röntgenlaitteisto, tunnettu siitä, että rotaatiolevyyn (6) kiinnitetyn pyöritettävän akselin (11) ja lineaarilevyn (3) välillä on hihna-välitys (9) . 10 67269

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen röntgenlaitteisto, tunnettu siitä, että filmin (30) liike on välitetty rotaatio-levyyn (6) kiinnitetyltä pyöritettävältä akselilta (11) .