JP2023549689A - 歯科治療システムのためのマジックミラーディスプレイ - Google Patents

Abstract

歯科用Ｘ線画像取得のための患者自己位置決めのためのマジックミラーディスプレイを利用するシステム及び方法。システムは、患者の画像をキャプチャするように構成されたカメラと、ディスプレイと、患者の場所とディスプレイとの間に位置決めされるマジックミラーと、電子プロセッサと、を含む。電子プロセッサは、ユーザ入力に基づいて、ディスプレイの動作モードを選択するように構成されており、選択された動作モードに基づいて、ディスプレイ上に少なくとも１つの画像を表示する。方法は、カメラから画像データを受信することと、画像データにおける患者の少なくとも１つの顔特徴を識別することと、患者の顔が、少なくとも１つの顔特徴に基づいて、少なくとも１つの解剖学的平面と位置合わせされているかどうかを判定することと、患者の顔の判定された位置合わせに基づいて、ディスプレイ上に少なくとも１つの移動ガイドを表示することと、を含む。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、歯科治療システムのためのマジックミラーディスプレイに関する。

多くの歯科手順は、患者の歯がカメラ又は他の画像取得デバイス、例えば、Ｘ線又は光学スキャナ又はカメラによって画像化されることを伴う。撮像は、画像の発生をもたらす。使用される画像取得デバイスのタイプ及び実行される手順に応じて、患者は、Ｘ線画像取得中に、治療テーブル上に立っているか、座っているか、又は横になっていてもよい。

Ｘ線画像の取得手順は、完了するのが困難であり得る。多くの場合、患者の正確かつ静止した位置決めは、関心のある解剖学的領域の高品質かつ正確な画像をキャプチャするために必要である。患者の移動は、関心の所望の解剖学的領域以外のエリアの画像をキャプチャすることにつながり得る。患者の移動は、画質の低下につながる可能性がある。振動、揺動、会話、又は他の患者の移動は、ぼやけた画像又は他の低品質の画像につながる可能性がある。場合によっては、患者は、恐怖するか、興奮するか、又は疲労する可能性がある。患者は、前後に移動してもよいか、所望の患者位置から移動してもよいか、又はＸ線画像取得が完了するのに十分長い所望の位置を保持していなくてもよい。場合によっては、患者は、孤立していると感じ、取得の画像又は患者の位置に関して、歯科医又は歯科技師から不十分なフィードバックを受けていると感じる場合がある。したがって、歯科医師又は歯科技工士は、しばしば患者を正確に位置決めしようとしなければならず、同時に、Ｘ線画像取得が行われている間、患者の不安及び人間のコミュニケーションに対する欲求を管理しなければならない。

したがって、適切なＸ線画像取得のために患者の位置決めを支援するためのシステムが必要である。患者を適切に位置決めし、Ｘ線画像取得手順全体を通して適切な位置を維持することを補助することにより、より良好な画像品質及び位置決め誤差の少ない画像アーチファクトを有する画像を生成することができる。より良好な画像は、より速く、より正確な治療計画をもたらし、繰り返される画像取得の必要性を低減し、歯科施設のＸ線画像取得効率及びスループットを向上させる。

とりわけ、本明細書に記載の実施形態システムは、経験の浅いシステムオペレータ、例えば、歯科Ｘ線画像取得システムの動作について十分に訓練されていない場合がある新しい歯科技師のために修正するのに役立つ。患者に自己位置誘導を提供することにより、高品質の画像を取得する要因として、オペレータの経験不足を軽減する。

患者の満足度も高まる。いくつかの実施形態では、患者は、Ｘ線画像取得のための自己位置決めにおいて積極的な役割を有する。自己位置決めは、撮像手順中により緩和され、係合された患者をもたらしてもよく、これは、手順中に生成された画像における患者誘発エラーを減少させる。加えて、いくつかの実施形態は、特定の患者のニーズに対応するために、患者固有のワークフローを提供する。一例では、視力又は聴力が悪い患者には、画像取得手順の自己位置決めを補助するために、より大きなグラフィック又はより多くのテキストが提供される。別の例では、１つの言語のみを話す患者には、患者とのコミュニケーションをより容易にするための母国語での指示が提供される。

一実施形態は、歯科Ｘ線画像取得システムを提供する。システムは、患者の画像をキャプチャするように構成された少なくとも１つのカメラと、画像を表示するように構成されたディスプレイと、患者の場所とディスプレイとの間に位置決めされるマジックミラーと、カメラ及びディスプレイに結合された電子プロセッサと、を含み、電子プロセッサは、ディスプレイ及びカメラを制御するように構成されている。

別の実施形態は、歯科Ｘ線画像取得システムを提供する。システムは、患者の画像をキャプチャするように構成されたカメラと、ディスプレイと、患者の場所とディスプレイとの間に位置決めされるマジックミラーと、カメラ及びディスプレイに結合された電子プロセッサと、を含み、電子プロセッサは、ユーザ入力に基づいて、ディスプレイの動作モードを選択し、かつ選択された動作モードに基づいて、ディスプレイ上に少なくとも１つの画像を表示するように構成されている。

更なる実施形態は、Ｘ線画像取得のために患者を位置決めするための方法を提供する。方法は、電子プロセッサで、カメラから画像データを受信すること、電子プロセッサで、画像データにおける患者の少なくとも１つの顔特徴を識別すること、電子プロセッサで、患者の顔が少なくとも１つの顔特徴に基づいて、少なくとも１つの解剖学的平面と位置合わせされているかどうかを判定すること、及び電子プロセッサで、患者の顔の判定された位置合わせに基づいて、ディスプレイ上に少なくとも１つの移動ガイドを表示することを含む。

添付の図は、同様の参照番号が、以下の詳細な説明とともに、別個の図を通して同一の又は機能的に類似した要素を指し、本明細書に組み込まれ、その一部を形成し、特許請求される発明を含む概念の実施形態を更に例証し、それらの実施形態の様々な原理及び利点を説明するのに役立つ。

一実施形態による、患者を撮像するためのシステムを図示する。 一実施形態による、Ｘ線撮像システムを図示する。 一実施形態による、Ｘ線撮像システムを図示する。 一実施形態による、ディスプレイ装置を図示する。 一実施形態による、患者の画像上にオーバーレイされた中間矢状ガイドラインを含む位置決めガイドを図示する。 一実施形態による、患者の画像上にオーバーレイされた中間矢状ガイドライン、及び移動ガイドを含む位置決めガイドを図示する。 一実施形態による、位置決めガイドの第１の例を図示する。 一実施形態による、位置決めガイドの第２の例を図示する。 一実施形態による、位置決めガイドの第３の例を図示する。 一実施形態による、進行状況インジケータ及び位置決めガイドを図示する。 一実施形態による、Ｘ線画像取得のための患者の位置決め方法を示すフローチャートである。

装置及び方法構成要素は、該当する場合、本明細書の説明の利益を有する当業者に容易に明らかになる詳細によって本開示を不明瞭にしないように、本発明の実施形態を理解することに関するそれらの特定の詳細のみを示す図面において、従来の符号によって表されている。

説明を容易にするために、本明細書に提示される例示的なシステムのいくつか又は全ては、その構成要素の各々の単一の例で図示されている。いくつかの例では、システムの全ての構成要素を説明又は図示していない場合がある。他の例示的な実施形態は、図示された構成要素の各々の多く若しくは少ないものを含んでもよいか、いくつかの構成要素を組み合わせてもよいか、又は追加若しくは代替の構成要素を含んでもよい。

図１は、一実施形態による、患者の場所Ｐ１に位置する患者１０５を撮像するためのシステム１００を図示する。システム１００は、少なくとも１つのカメラ１１０と、マジックミラー１１５と、ディスプレイ１２０と、を含む。マジックミラー１１５は、患者の場所Ｐ１とディスプレイ１２０との間に位置決めされる。システム１００はまた、電子プロセッサ１２５、非一時的なコンピュータ可読メモリ１３０、及びヒューマンマシンインターフェース１３５を含む。その名前が示すように、マジックミラー１１５は、一方の側で反射し、他方で透明に見える。以下でより詳細に説明されるように、一方向伝送の知覚は、ミラーの一方の側が明るく点灯し、他方が暗いときに達成される。これにより、暗い側からは見ることができるが、明るい側からは見ることができない。

いくつかの実施形態では、患者１０５を撮像するためのシステム１００は、Ｘ線撮像システムに結合されているか、又は別様にＸ線撮像システムで実装されている。Ｘ線撮像システム１４０の例は、図１Ｂ及び図１Ｃに図示される。Ｘ線撮像システム１４０は、例えば、フレーム又は地表面から垂直に延在するカラム１４５を含む。いくつかの実施形態では、カラム１４５は、（例えば、伸縮式で）垂直に調節可能である。

Ｘ線撮像システム１４０は、カラム１４５の上端で概してカラム１４５に回転可能に結合されるか、又はカラム１４５上の特定の点で固定され得る上部棚１５０（例えば、アーム又は上部支持部材）を更に含む。例示された実施形態では、上部棚１５０は、カラム１４５に垂直（例えば、水平）である方向に沿って配向されている。他の実施形態では、Ｘ線撮像システム１４０は、カラムに結合されたハウジングを含み、上部棚は、代わりにハウジングに回転可能に結合される。

図１Ｂ及び図１Ｃを引き続き参照すると、Ｘ線撮像システム１４０は、上部棚１５０に結合されている回転部分１５５（例えば、アーム又はガントリアーム）を更に含む。図示される回転部分１５５は、概してＣ字形であるが、他の実施形態は、他の形状を含む。回転部分１５５は、回転部分１５５の一端にＸ線源１６０（図１Ｂに概略的に図示される）と、回転部分１５５の反対側の端に検出器ユニット１６５（図１Ｂ及び図１Ｃの両方に概略的に図示される）とを含み、それにより、これらの間に患者１０５の頭部を位置決めして、パノラマ画像、コンピュータ断層撮影、又は頭部測定画像を生成する（例えば、これらのためのデータを提供する）ことができる。例えば、図１Ｂは、パノラマ又はコンピュータ断層撮影撮像の例を示し、図１Ｃは、頭部計測撮像の例を図示する。

いくつかの実施形態では、Ｘ線撮像システム１４０は、カラム１４５に結合された（例えば、回転結合された）少なくとも１つの頭部測定アーム１７０を更に含む。頭部測定アーム１７０は、頭部測定撮像に使用するための第２のＸ線源１７５を有する遠位端を有する。図１Ｃに図示するように、回転部１５５は、第２のＸ線源１７５が作動されると、Ｘ線ビームがコリメータ１８０を通して検出器ユニット１６５に送信されるように、コリメータ１８０を含む。２つのＸ線源（Ｘ線源１６０及びＸ線源１７５）が存在するいくつかの実施形態では、上部棚１５０は、回転部分１５５を介して任意選択で枢動してもよいが、上部棚１５０が枢動することができる必要はなく、代わりに、上部棚１５０は、固定された場所にあってもよい。他の実施形態では、２つのＸ線源は使用されない。これらの実施形態では、Ｘ線源１６０は、例えば、ＣＴ、パノラマ撮像、及び頭部計測撮像のために使用される。いくつかの実施形態では、Ｘ線源１６０から収集されたＣＴ画像データは、頭部計測画像を合成するために使用されてもよい。

図１Ｂ及び図１Ｃを引き続き参照すると、図示された実施形態では、Ｘ線撮像システム１４０は、カラム１４５に結合された下部棚１８５を更に含む。いくつかの実施形態では、下部棚１８５は、カラム１４５に固定されているが、他の実施形態では、下部棚は、カラム１４５に回転的に結合されている。下部棚１８５は、患者１０５の頭部（例えば、顎）に追加された支持を提供する。他の実施形態は、下部棚を含まないか、又は図示されたもの以外の下部棚を含まない。

図示されていないが、いくつかの実施形態では、Ｘ線撮像システム１４０は、頭部計測画像撮像中に患者の頭部を支持するための更なる患者支持構造（例えば、耳又は鼻支持体）を有する追加のアーム若しくはアーム（複数）を含み、かつ／又は患者がパノラマ、コンピュータ断層撮影、又は頭部計測画像撮像のうちの１つ以上の間に（立っているのとは対照的に）座っていてもよいように椅子を含む。

図１Ｂ及び図１Ｃを引き続き参照すると、カメラ１１０、マジックミラー１１５、及びディスプレイ１２０のうちの少なくとも１つは、カラム１４５又はＸ線撮像システム１４０の別の構成要素（例えば、上部棚１５０又は回転部分１５５）に結合される（例えば、剛性的に取り付けられるか、又は回転的に結合される）。図示された実施形態では、（概略的に図示され、カメラ１１０を含む）ディスプレイ１２０は、カラム１４５に固定されている。マジックミラー１１５（概略的にも示される）は、ディスプレイがカラム１４５の外側とマジックミラー１１５との間に位置決めされるように、ディスプレイ１２０の前の所定の位置に固定される。いくつかの実施形態では、ファスナ又は他の構造体を使用して、ディスプレイ１２０及び／又はマジックミラー１１５を所定の位置に固定する。いくつかの実施形態では、ディスプレイ１２０及び／又はマジックミラー１１５は、カラム１４５自体に統合されている。更に他の実施形態では、ディスプレイ及び／又はマジックミラー１１５は、カラム１４５から離隔されている。例えば、いくつかの実施形態では、ディスプレイ１２０及び／又はマジックミラー１１５は、カラム１４５から離隔され、カラム１４５と同様のフレーム又は接地面から延在する独自の別個のカラムに結合される。

使用中、及び以下に更に記載されるように、マジックミラー１１５は、Ｘ線撮像システム１４０による撮像のために患者１０５を位置合わせさせるのを助けるために、患者１０５の顔の前に位置決めされる。

図１Ａに戻ると、カメラ１１０は、患者１０５の画像データをキャプチャするために使用される。いくつかの実施形態では、カメラ１１０は、マジックミラー１１５の上に位置してもよい。他の実施形態では、カメラ１１０は、マジックミラー１１５の後ろに位置してもよく、マジックミラー１１５を通して画像をキャプチャするように構成されてもよい。カメラ１１０はまた、三次元（「３Ｄ」）カメラであってもよい。３Ｄカメラは、ステレオカメラ、又はステレオ三角測量に基づくマルチカメラ設定、又はステレオレンズを有するカメラであってもよい。３Ｄカメラはまた、任意の範囲撮像技法、例えば、ステレオ三角測量、光三角測量シート、構造化光、飛行時間、干渉法、符号化絞り、又は任意の他の範囲撮像技法に従って動作する範囲カメラであってもよい。

マジックミラー１１５は、マジックミラー１１５の両側を通して光を反射し、透過する。マジックミラー１１５のより明るい側は、マジックミラー１１５のユーザが何を見るか指示する。例えば、患者がマジックミラー１１５の患者側面１１６を見ており、患者側面１１６上の光がディスプレイ側面１１７上の光よりも明るい場合、患者１０５は、マジックミラー１１５を、患者１０５を反射する通常のミラーとして見る。対照的に、ディスプレイ側面１１７上の光が患者側面１１６上の光よりも明るい場合、患者は、マジックミラー１１５を通して、ディスプレイ側面１１７、例えば、ディスプレイ１２０上の物体を観察することができる。

ディスプレイ１２０は、例えば、画像、ユーザインタフェース、位置合わせライン、及び他の視覚的オブジェクトを患者１０５に表示するように構成された、コンピュータモニタ、タブレットコンピュータ、又は他の電子ディスプレイであってもよい。患者環境（例えば、歯科診療室）における照明条件が一定のままであると仮定すると、ディスプレイ１２０の明るさは、患者１０５がマジックミラー１１５において、又はマジックミラー１１５を通して何を見るかを制御する。

ディスプレイ１２０の例は、図２に図示される。ディスプレイ１２０は、カメラ１１０、１つ以上のライト２０５～２０６、一次ディスプレイエリア２１０、センサ２１５、及び任意選択で少なくとも１つのレーザ２２０を含んでもよい。

上述したように、カメラ１１０は、マジックミラー１１５の後ろに位置してもよく、ディスプレイ１２０の構成要素であってもよい。例えば、ディスプレイ１２０がタブレットコンピュータである場合、カメラ１１０は、タブレットコンピュータの統合カメラであってもよい。１つ以上のライト２０５～２０６は、患者１０５を検査している歯科専門家に光を提供するように構成されている。いくつかの実施形態では、１つ以上のライト２０５～２０６は、ディスプレイ１２０の構成要素ではなく、ディスプレイ１２０は、代わりに、以下に説明されるように、マジックミラー１１５を通して患者１０５に光を提供するように構成されている。

一次ディスプレイエリア２１０は、患者１０５に様々な有益なグラフィックを表示するために使用される。センサ２１５は、様々な異なるセンサ、例えば、周囲光センサ、ＩＲセンサ、ＬＩＤＡＲセンサ、又は他のセンサであり得る。少なくとも１つのレーザ２２０は、患者１０５の検出及び患者１０５の位置決めを支援するために使用される。レーザが存在しない実施形態では、代わりに、患者の位置決め及び位置合わせを支援するために、ディスプレイ１２０上に線を仮想的に描画してもよい。これらの要素の各々は、マジックミラー１１５の後ろに位置してもよい。

ディスプレイ１２０は、患者１０５が見ることができるものを制御するために、様々なモードで動作することができる。第１のモードは、ミラーモードである。ミラーモードは、ディスプレイ１２０がオフになっているか、又は低い光強度の暗い背景画像を示すときにアクティブである。例えば、暗い背景画像は、オールブラック、ダークブルー、ダークブラウン、又は別の適切な暗い色であってもよい。ディスプレイ１２０の明るさは、ディスプレイ側面１１７上よりもマジックミラー１１５の患者側面１１６上ではるかに少ないため、マジックミラー１１５は、患者１０５の顔を反射する通常のミラーとして機能する。

ディスプレイ１２０の第２のモードは、ライトモードである。ライトモードでは、ディスプレイ１２０は、高強度の白い画像を出力し、マジックミラー１１５は、その画像から患者１０５に光を透過し、ディスプレイ１２０が歯科専門家によって従来の照明要素として使用されることを可能にする。

ディスプレイ１２０の第３のモードは、モニタモードである。モニタモードでは、ディスプレイ１２０は、キャプチャされた画像を出力し、患者１０５に情報を提供するために、通常のモニタとして使用される。例えば、カメラ１１０からのビデオフィード、患者１０５に関連する歯科情報、又は他の画像若しくはグラフィックスは、ディスプレイがモニタモードにあるときに、ディスプレイ１２０上に表示される。

第４のモードは、拡張モードである。拡張モードでは、ディスプレイ１２０のいくつかの部分は、低い光強度を出力し、オールブラック背景及びディスプレイ１２０の他の部分は、高い光強度グラフィックスを出力する。マジックミラー１１５は、通常のミラーのように黒い背景部分を反射し（例えば、患者１０５が自分の顔を見ることを可能にする）、また、グラフィックスが輝き、患者１０５に見えることを可能にする。このようにして、命令、統計、レポート、テキスト、及び他のグラフィックスは、患者１０５の顔をまだ反映しながら、患者１０５に提示することができる。グラフィックは、患者１０５の写し出された顔の上に拡張された追加情報を提供する。

一実施形態では、ディスプレイ１２０は、拡張モードで動作するとき、患者１０５がカメラ１１０によるＸ線画像取得のために自分自身を位置決めするための位置決めガイドを図示する。位置決めガイドは、例えば、中間矢状垂直ガイドライン、例えば、図３Ａに見られるガイドラインであってもよい。ガイドラインは、患者１０５の反射された顔の上に位置決めされ、患者１０５がカメラ１１０によるＸ線画像取得のために自分自身を位置合わせさせるための基準点を提供する。他の実施形態では、移動ガイドは、位置決めガイドと共に提供される。例えば、図３Ｂは、本実施形態において矢印形状として示される中間矢状垂直ガイドライン及び移動ガイド３０５の両方を図示する。移動ガイド３０５は、走査のために患者１０５を位置合わせさせるのを助けるために、患者１０５に方向を提供し、例えば、移動ガイド３０５は、患者１０５が矢印の方向に移動して、Ｘ線画像取得のために患者１０５を適切に位置合わせさせることを示す。

位置決めガイド及び移動ガイド（例えば、移動ガイド３０５）は、ガイドライン及び矢印よりも複雑であってもよい。例えば、図４Ａ～図４Ｃは、一実施形態による、位置決めガイド４００の異なる例を図示する。移動ガイド４０１～４０３は、患者１０５の頭部の異なる位置合わせを図示する。例えば、移動ガイド４０１は、第１の解剖学的平面における患者１０５の頭部の位置合わせを図示し、移動ガイド４０２は、第２の解剖学的平面における患者１０５の頭部の位置合わせを図示し、移動ガイド４０３は、第３の解剖学的平面における患者１０５の頭部の位置合わせを図示する。より多くのカメラを有する実施形態では、より多くの解剖学的平面のより多くのビューをキャプチャすることができる。

患者１０５の画像を適切に取得するために、患者１０５の頭部は、第１、第２、及び第３の解剖学的平面に位置合わせされなければならない。移動ガイド４０１～４０３は、患者１０５の頭部の現在の位置合わせを図示するだけでなく、適切又は不適切な位置合わせの指示を患者１０５に提供する。適切又は不適切な位置合わせを判定するために、カメラ１１０からの画像データは、患者の位置を判定するために、電子プロセッサ１２５によって分析される。例えば、患者１０５の顔特徴を使用して、様々な関連する軸、例えば、フランクフォートライン、バックフロントライン、フィートヘッドラインなどを検出してもよい。画像データからの後のフレームを使用して、初期顔モデルを登録し、軸を更新するために使用することができ、患者１０５の頭部又は顔の現在の配向を知ることを可能にする。

例えば、図４Ａは、患者１０５が位置合わせされていないことを示す位置決めガイド４００の第１の例を図示する。位置決めガイド４００における位置決め情報を患者１０５にリアルタイムで提供する患者１０５の頭部の輪郭に加えて、移動ガイド４０１～４０３は、患者１０５の頭部が、第１、第２、及び第３の解剖学的平面の各々の位置合わせから外れていることを示す。この指示は、患者１０５の頭部が第１及び第３の解剖学的平面とのそれぞれの位置合わせから外れているときに、移動ガイド４０１及び４０３を第１の色、例えば赤色で表示することによって達成されてもよい。この指示はまた、いくつかの他の視覚的指示、例えば、患者１０５の頭部が位置合わせから外れているそれぞれの移動ガイド４０１～４０３上に「Ｘ」図を表示することによって達成されてもよい。他の実施形態では、音声方向は、患者１０５の位置合わせに基づいて、患者１０５に与えられてもよい。更なる実施形態では、視覚的指示及び音声方向は、患者１０５を位置決めするためにタンデムで使用されてもよい。

図４Ｂは、位置決めガイド４００の第２の例を図示する。患者１０５の頭部の現在の位置合わせを図示する位置決めガイド４００によって提供された輪郭に基づいて、患者１０５は、位置合わせに移動するために頭部を再位置決めすることができる。患者１０５の頭部の第１、第２、及び第３の解剖学的平面の各々が位置合わせされると、移動ガイド４０１～４０３は、頭部が各平面に位置合わせされていることを患者１０５に示すように動的に変化する。例えば、図４Ｂでは、移動ガイド４０１及び４０３は、色を変更し、位置合わせラインの表示を停止し、患者１０５に、頭部が第１及び第３の解剖学的平面において位置合わせされていることを示すチェックマークを表示する。位置決めガイド４００の部分はまた、患者１０５の頭部が特定の解剖学的平面において位置合わせされているときに、異なる色で表示されるか、又は特定の図形要素を追加若しくは削除してもよい。

図４Ｃは、位置決めガイド４００の第３の例を図示する。図４Ｃでは、ここで、移動ガイド４０１～４０３は、全て、頭部が解剖学的平面の各々と適切に位置合わせされていることを示す。位置決めガイド４００の他の部分はまた、例えば、色を変更する位置決めガイドの輪郭を変更してもよい。

患者１０５が適切に位置決めされると、Ｘ線画像取得手順を開始することができる。適切な患者の位置を維持することを助けるために、いくつかの実施形態では、ディスプレイ１２０は、位置決めガイド４００に加えて、進行状況インジケータ（一例では、進行状況バー）を表示する。例えば、図５は、進行状況インジケータ５００と共に表示される位置決めガイド４００を図示する。進行状況インジケータ５００は、Ｘ線画像取得手順に沿って、患者１０５が、手順が完了するまで適切な位置を維持することを知っているように、患者１０５にどの程度まで進んでいるかを示す。手順中に静止することによって、動きのアーチファクトは低減される。進行状況インジケータ５００が図５の進行状況バーとして図示されているが、進行状況インジケータは、患者への進行状況を示すための任意の適切なグラフィック、例えば、回転ホイール、完了率を示すテキストボックス、又は進行状況を示す他の方法であってもよい。

いくつかの実施形態では、ディスプレイ１２０は、Ｘ線撮像システム１４０のカラムに結合されていない。いくつかの場合では、Ｘ線撮像システム１４０の他の構成要素に接続又は結合される。更に他の実施形態では、ディスプレイ１２０は、Ｘ線撮像システム１４０の近くに、例えば、同じ部屋に位置し、Ｘ線撮像システム１４０に通信可能に結合される。これらの実施形態では、ディスプレイ１２０でマジックミラー１１５を通して患者１０５に方向を提供する代わりに、カメラ１１０は、患者１０５及び看護師、歯科医、歯科衛生士、又は他のオペレータなどの第２のユーザの顔の画像をキャプチャし、ディスプレイ１２０上のカメラ１１０からキャプチャされた画像を表示し、患者１０５にＸ線撮像手順のために適切に位置決めするように命令を提供する。上記の移動ガイド４０１～４０３と同様に、ディスプレイ１２０の第２のユーザは、ディスプレイ１２０上に表示された移動ガイドを見ることができ、表示された移動ガイドに基づいて、患者１０５に位置決めのための命令を提供することができる。

図１Ａに戻ると、電子プロセッサ１２５は、ディスプレイ１２０及びカメラ１１０に電子的に接続され、他の機能の中でも、ディスプレイ１２０及びカメラ１１０の動作を制御する。電子プロセッサ１２５は、プログラム可能な電子マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）、又は同様のデバイスであってもよい。電子プロセッサ１２５は、各々が特定の機能又はサブ機能を実行するように構成されているいくつかの独立したプロセッサ（例えば、プログラマブル電子制御ユニット）に実装されてもよい。更に、電子プロセッサは、入力／出力機能、信号の処理、及び本明細書に記載の方法の適用を処理するように構成されたサブモジュールを含有してもよい。

電子プロセッサ１２５はまた、非一時的なコンピュータ可読媒体１３０及びヒューマンマシンインターフェース１３５に通信可能に結合されている。電子プロセッサ１２５は、非一時的なコンピュータ可読媒体１３０からデータを取得し、とりわけ、本明細書に記載のプロセス及び方法に関連するソフトウェアを実行するように構成されている。

ヒューマンマシンインターフェース１３５は、入力デバイス、出力デバイス、又はそれらの組み合わせを含む。例えば、ヒューマンマシンインターフェース１３５は、ディスプレイ１２０とは別個のディスプレイデバイス、タッチスクリーン、キーボード、キーパッド、ボタン、カーソル制御デバイス、プリンタ、スピーカ、仮想現実ヘッドセット、マイクなどを含んでもよい。いくつかの実施形態では、システム１００は、複数のヒューマンマシンインターフェースを含む。例えば、システム１００は、タッチスクリーン又はキーパッドを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ヒューマンマシンインターフェース１３５は、電子プロセッサ１２５と同じハウジングに含まれる。しかしながら、他の実施形態では、ヒューマンマシンインターフェース１３５は、電子プロセッサ１２５の外部にあってもよいが、有線又は無線接続を介して電子プロセッサ１２５と通信する。本明細書に記載されるように、１つ以上のヒューマンマシンインターフェース１３５は、電子プロセッサ１２５がシステム１００を制御するために使用するユーザからの入力を受信する。

図６は、一実施形態による、Ｘ線画像取得のために患者１０５を位置決めするための方法６００のフローチャートを図示する。方法６００は、電子プロセッサ１２５で、（ブロック６０５で）カメラ１１０から画像データを受信することを含む。画像データは、静止画像又はビデオデータであってもよい。画像データは、患者１０５の顔の画像を含む。

受信された画像データに基づいて、電子プロセッサ１２５は、（ブロック６１０で）患者１０５の少なくとも１つの顔特徴を識別する。例えば、上述されるように、関連する軸、例えば、フランクフォート線、バックフロント線、又はフィートヘッド線は、カメラ１１０の座標系内の顔特徴を使用して識別され得る。追加の画像データは、次いで、初期モデルを登録するために使用される。画像データの初期フレームと画像データの現在のフレームとの間の差に基づいて、関連する軸を更新し、患者１０５の頭部の現在の配向を判定することができる。別の例では、画像データの初期フレームと現在のフレームとの間の差を使用する代わりに、（例えば、目、鼻、口、又は他の顔特徴を追跡する）連続的なランドマーク検出を使用して、患者１０５の頭部の現在の配向を取得することができる。

患者１０５の頭部の現在の配向を使用して、電子プロセッサ１２５は、（ブロック６１５で）患者の顔が少なくとも１つの解剖学的平面と位置合わせされているかどうかを判定することができる。例えば、上述したように、頭部の現在の配向は、中間矢状面、冠状面、及び他のものと比較されてもよい。実行されているＸ線画像取得のタイプに基づいて、患者１０５は、解剖学的平面の様々な組み合わせと位置合わせされなければならない。頭部の現在の配向は、位置合わせのための解剖学的平面の所望の組み合わせと比較される。

頭部の現在の配向が所望の解剖学的平面の全てと位置合わせされている場合、電子プロセッサ１２５は、（ブロック６２０で）患者１０５が位置合わせされていることを患者１０５に示す位置合わせインジケータを有する移動ガイドを使用して患者１０５に指示を表示するように構成されている。例えば、図４Ｃは、この条件を図示する。頭部の現在の配向が１つ以上の解剖学的平面との位置合わせから外れている場合、電子プロセッサ１２５は、代わりに、様々な解剖学的平面に対して頭部の現在の配向を図示する移動ガイドを表示し、患者１０５が、頭部が位置合わせから外れている場所を見て、それを修正することを可能にする。この条件は、図４Ａに図示されている。

患者が様々な解剖学的平面と位置合わせされている場合、電子プロセッサ１２５は、Ｘ線画像取得を開始するように構成され、また、進行インジケータを患者１０５に表示してもよい。進行インジケータは、Ｘ線画像取得がどの程度完全であるかを示し、これは、患者１０５が現在の位置合わせ位置を保持しなければならない期間を示す視覚的基準を提供する。進行インジケータが完了すると、患者１０５は、再び移動してもよい。進行インジケータはまた、患者１０５が適切な位置合わせを維持するためのフォーカスポイントとして使用されてもよいように、ディスプレイ１２０の一部分に表示されてもよい。ディスプレイ１２０のこの部分は、位置合わせが判定される前又は後に、電子プロセッサ１２５によって判定されてもよい。

以下の実施例は、本明細書に記載される例示的なシステム及び方法を例示する。実施例１：歯科用Ｘ線画像取得システムであって、患者の画像をキャプチャするように構成された少なくとも１つのカメラと、画像を表示するように構成されたディスプレイと、患者の場所とディスプレイとの間に位置決めされるマジックミラーと、カメラ及びディスプレイに結合された電子プロセッサと、を備え、電子プロセッサが、ディスプレイ及びカメラを制御するように構成されている、歯科用Ｘ線画像取得システム。
実施例２：マジックミラーが、カメラと患者との間にも位置決めされる、実施例１に記載の歯科用Ｘ線画像取得システム。
実施例３：カメラが、ディスプレイの構成要素である、実施例１又は２に記載の歯科用Ｘ線画像取得システム。
実施例４：カメラが、三次元カメラである、実施例１に記載の歯科用Ｘ線画像取得システム。
実施例５：歯科用Ｘ線画像取得システムであって、患者の画像をキャプチャするように構成された少なくとも１つのカメラと、患者の場所とディスプレイとの間に位置決めされるマジックミラーと、カメラ及びディスプレイに結合された電子プロセッサと、を備え、電子プロセッサが、ユーザ入力に基づいて、ディスプレイの動作モードを選択し、かつ選択された動作モードに基づいて、ディスプレイ上に少なくとも１つの画像を表示するように構成されている、歯科用Ｘ線画像取得システム。
実施例６：動作モードが、ミラーモード、拡張モード、ライトモード、及びモニタモードからなる動作モードの群から選択される動作モードである、実施例５に記載のシステム。
実施例７：ミラーモードが、低強度の暗い背景画像を表示するディスプレイからなる、実施例６に記載のシステム。
実施例８：拡張モードが、ディスプレイの第１の部分に、低強度の暗い背景画像を表示し、ディスプレイの第２の部分に、少なくとも１つの他の画像を表示するディスプレイからなる、実施例６に記載のシステム。
実施例９：ディスプレイ上に表示される少なくとも１つの他の画像が、患者のための位置決めガイドである、実施例８に記載のシステム。
実施例１０：位置決めガイドが、患者のための少なくとも１つの移動ガイドを図示する、実施例９に記載のシステム。
実施例１１：移動ガイドが、患者のための移動方向を図示する、実施例１０に記載のシステム。
実施例１２：移動ガイドが、少なくとも１つの解剖学的平面に対して患者の頭部の位置合わせを図示する、実施例１０又は１１に記載のシステム。
実施例１３：移動ガイドが、２つ以上の解剖学的平面に対して患者の頭部の位置合わせを図示する、実施例１２に記載のシステム。
実施例１４：患者の頭部が、少なくとも１つの解剖学的平面と位置合わせされたときに、移動ガイドのグラフィカル要素が変更される、実施例１２又は１３に記載のシステム。
実施例１５：Ｘ線画像取得のために患者を位置決めするための方法であって、電子プロセッサで、少なくとも１つのカメラから画像データを受信することと、電子プロセッサで、画像データにおける患者の少なくとも１つの顔特徴を識別することと、電子プロセッサで、患者の顔が少なくとも１つの顔特徴に基づいて、少なくとも１つの解剖学的平面と位置合わせされているかどうかを判定することと、電子プロセッサで、患者の顔の判定された位置合わせに基づいて、ディスプレイ上に少なくとも１つの移動ガイドを表示することと、を含む、方法。
実施例１６：移動ガイドは、患者の顔が少なくとも１つの解剖学的平面と位置合わせされているというインジケータを含む、実施例１５に記載の方法。
実施例１７：電子プロセッサで、画像取得の持続時間にわたって現在の位置を維持するように、患者に指示する進行状況インジケータを表示することを更に含む、実施例１６に記載の方法。
実施例１８：移動ガイドは、患者の顔が少なくとも１つの解剖学的平面と位置合わせされていないというインジケータを含む、実施例１５に記載の方法。
実施例１９：少なくとも１つの軸が、少なくとも１つの顔特徴を使用して検出される、実施例１５～１８のいずれかに記載の方法。
実施例２０：患者の顔の現在の配向が、少なくとも１つの軸を使用して判定される、実施例１９に記載の方法。

上記の明細書では、特定の実施形態が説明されている。しかしながら、当業者は、以下の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更が行われ得ることを理解する。したがって、本明細書及び図は、限定的な意味ではなく例示的な意味で見なされるべきであり、そのような修正は全て、本教示の範囲内に含まれることが意図される。

利益、利点、問題に対する解決策、及び任意の利益、利点、又は解決策を発生させる、又はより顕著になる可能性のある任意の要素は、請求項のいずれか又は全ての重要な、必要な、又は本質的な特徴又は要素として解釈されるべきではない。本発明は、本出願の係属中に行われた修正及び発行されたこれらの特許請求の範囲の全ての等価物を含む添付の特許請求の範囲によってのみ定義される。

更に、本文書では、関係語、例えば、第１及び第２、頂部及び底部などは、必ずしもそのようなエンティティ又はアクションの間のそのようないかなる実際の関係又は順序も必要とすることなく、又は暗示することなく、１つのエンティティ又はアクションと別のエンティティ又はアクションとを区別するためにのみ使用され得る。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」又は任意の他の変形形態は、要素のリストを備え、有し、含み、含有するプロセス、方法、物品、又は装置が、それらの要素のみを含むのではなく、そのようなプロセス、方法、物品、又は装置に明示的に列記されもせず、固有でもない他の要素を含み得るように、非排他的な包括を網羅することを意図する。「．．．ａを備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ．．．ａ）」、「．．．ａを有する（ｈａｓ．．．ａ）」、「．．．ａを含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ．．．ａ）」、又は「…ａを含有する（ｃｏｎｔａｉｎｓ．．．ａ）」によって始められる要素は、更なる制約を受けることなく、その要素を備え、有し、含み、含有するプロセス、方法、物品、又は装置において、追加の同一要素の存在を排除しない。用語「ａ」及び「ａｎ」は、別様に明示的に本明細書に記載されない限り、１つ以上として定義される。用語「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」、「本質的に（ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ）」、「およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」、「約（ａｂｏｕｔ）」、又はそれらの任意の他のバージョンは、当業者によって理解されるように近いものとして定義され、１つの非限定的な実施形態では、用語は、１０％以内、別の実施形態では５％以内、別の実施形態では１％以内、及び別の実施形態では０．５％以内であると定義される。本明細書で使用される場合、「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」という用語は、必ずしも直接的ではなく、必ずしも機械的ではないが、接続されたものとして定義される。ある特定の方法で「構成された（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ）」デバイス又は構造は、少なくともそのように構成されているが、リストされていない方法で構成されてもよい。

いくつかの実施形態は、１つ以上の汎用又は特殊な電子プロセッサ（又は「処理デバイス」）、例えば、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、カスタマイズされたプロセッサ、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、並びに１つ以上の電子プロセッサを制御して、特定の非プロセッサ回路と併せて、本明細書に記載の方法及び／又は装置の機能のいくつか、ほとんど、又は全てを実装する固有の記憶されたプログラム命令（ソフトウェア及びファームウェアの両方を含む）からなり得ることが理解されるであろう。代替的に、いくつかの又は全ての機能は、記憶されたプログラム命令を有しない状態機械、又は各機能若しくは特定の機能のいくつかの組み合わせがカスタムロジックとして実装される１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）において実装され得る。もちろん、２つのアプローチの組み合わせが使用され得る。

更に、一実施形態は、本明細書に記載及び特許請求される方法を実行するためにコンピュータ（例えば、電子プロセッサを含む）をプログラミングするために、その上に記憶されたコンピュータ可読コードを有するコンピュータ可読記憶媒体として実装されてもよい。そのようなコンピュータ可読記憶媒体の例としては、ハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、光学記憶デバイス、磁気記憶デバイス、ＲＯＭ（読み取り専用メモリ）、ＰＲＯＭ（プログラマブル読み取り専用メモリ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気的に消去可能なプログラマブル読み取り専用メモリ）、及びフラッシュメモリが挙げられるが、これらに限定されない。更に、当業者は、場合によっては多大な努力、並びに、例えば、利用可能な時間、現在の技法、及び経済的考慮事項によって動機付けられた多くの設計選択にもかかわらず、本明細書に開示される概念及び原理によって導かれた場合、最小限の実験でそのようなソフトウェア命令及びプログラム並びにＩＣを容易に発生させることができると予想される。

更に、前述の詳細な説明では、開示を合理化する目的で、様々な実施形態で様々な特徴が一緒にグループ化されていることがわかる。この開示方法は、特許請求される実施形態が各特許請求の範囲に明示的に記載されるよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映するものとして解釈されるべきではない。むしろ、以下の特許請求の範囲が反映するように、本発明の主題は、単一の開示された実施形態の全ての特徴よりも少ない。このように、以下の特許請求の範囲は、詳細な説明に組み込まれ、各特許請求の範囲は、個別に特許請求の範囲の主題としてそれ自体で存在する。

Claims (20)

1. 歯科用Ｘ線画像取得システムであって、
   患者の画像をキャプチャするように構成された少なくとも１つのカメラと、
   画像を表示するように構成されたディスプレイと、
   患者の場所と前記ディスプレイとの間に位置決めされるマジックミラーと、
   前記カメラ及び前記ディスプレイに結合された電子プロセッサと、を備え、前記電子プロセッサが、前記ディスプレイ及び前記カメラを制御するように構成されている、歯科用Ｘ線画像取得システム。
2. 前記マジックミラーが、前記カメラと前記患者との間にも位置決めされる、請求項１に記載の歯科用Ｘ線画像取得システム。
3. 前記カメラが、前記ディスプレイの構成要素である、請求項１に記載の歯科用Ｘ線画像取得システム。
4. 前記カメラが、三次元カメラである、請求項１に記載の歯科用Ｘ線画像取得システム。
5. 歯科用Ｘ線画像取得システムであって、
   患者の画像をキャプチャするように構成された少なくとも１つのカメラと、
   ディスプレイと、
   患者の場所と前記ディスプレイとの間に位置決めされるマジックミラーと、
   前記カメラ及び前記ディスプレイに結合された電子プロセッサと、を備え、前記電子プロセッサが、
   ユーザ入力に基づいて、前記ディスプレイの動作モードを選択し、かつ
   前記選択された動作モードに基づいて、前記ディスプレイ上に少なくとも１つの画像を表示させるように構成されている、システム。
6. 前記動作モードが、ミラーモード、拡張モード、ライトモード、及びモニタモードからなる動作モードの群から選択される動作モードである、請求項５に記載のシステム。
7. 前記ミラーモードが、低強度の暗い背景画像を表示する前記ディスプレイからなる、請求項６に記載のシステム。
8. 前記拡張モードが、前記ディスプレイの第１の部分に、低強度の暗い背景画像を表示し、前記ディスプレイの第２の部分に、少なくとも１つの他の画像を表示する前記ディスプレイからなる、請求項６に記載のシステム。
9. 前記ディスプレイ上に表示される前記少なくとも１つの他の画像が、前記患者のための位置決めガイドである、請求項８に記載のシステム。
10. 前記位置決めガイドが、前記患者のための少なくとも１つの移動ガイドを図示する、請求項９に記載のシステム。
11. 前記移動ガイドが、前記患者のための移動方向を図示する、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記移動ガイドが、少なくとも１つの解剖学的平面に対して前記患者の頭部の位置合わせを図示する、請求項１０に記載のシステム。
13. 前記移動ガイドが、２つ以上の解剖学的平面に対して前記患者の前記頭部の位置合わせを図示する、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記患者の前記頭部が前記少なくとも１つの解剖学的平面と位置合わせされたときに、前記移動ガイドのグラフィカル要素が変更される、請求項１２に記載のシステム。
15. Ｘ線画像取得のために患者を位置決めするための方法であって、
    電子プロセッサで、少なくとも１つのカメラから画像データを受信することと、
    前記電子プロセッサで、前記画像データにおける前記患者の少なくとも１つの顔特徴を識別することと、
    前記電子プロセッサで、前記患者の顔が、前記少なくとも１つの顔特徴に基づいて、少なくとも１つの解剖学的平面と位置合わせされているかどうかを判定することと、
    前記電子プロセッサで、前記患者の前記顔の前記判定された位置合わせに基づいて、ディスプレイ上に少なくとも１つの移動ガイドを表示することと、を含む、方法。
16. 前記移動ガイドは、前記患者の前記顔が前記少なくとも１つの解剖学的平面と位置合わせされているというインジケータを含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記電子プロセッサで、画像取得の持続時間にわたって現在の位置を維持するように、前記患者に指示する進行状況インジケータを表示することを更に含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記移動ガイドは、前記患者の前記顔が前記少なくとも１つの解剖学的平面と位置合わせされていないというインジケータを含む、請求項１５に記載の方法。
19. 少なくとも１つの軸が、前記少なくとも１つの顔特徴を使用して検出される、請求項１５に記載の方法。
20. 前記患者の前記顔の現在の配向が、前記少なくとも１つの軸を使用して判定される、請求項１９に記載の方法。