JP5836567B2

JP5836567B2 - 医用画像撮影用システムおよびアセンブリ

Info

Publication number: JP5836567B2
Application number: JP2010086150A
Authority: JP
Inventors: シレンユーソ; タスキネンヤリ; パウラントカーポ
Original assignee: Palodex Group Oy
Current assignee: KaVo Kerr Group Finland
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2030-04-02
Also published as: JP2011212401A

Description

本開示は、医用画像撮影に関する。より詳細には、本開示は医用画像撮影用、たとえば口腔内の医用画像撮影用システムおよびアセンブリに関する。

現代の医用画像撮影用画像撮影媒体としては、フィルム、再使用可能なイメージング・プレート、および／または無線もしくは有線のＸ線センサを挙げることができる。デジタルＸ線は、イメージング・プレート読み取り装置と共に、および異なるサイズを有するイメージング・プレートの組み合わせと共に動作する。

国際特許出願公開ＰＣＴ／ＦＩ２００９／０５１０２１号

一例では、医用画像撮影アセンブリは、第１のイメージング・プレートと第２のイメージング・プレートとを含む。容器は、この第１のイメージング・プレートおよび第２のイメージング・プレートを所定の重ね方向で受けて保持するように構成される。

別の例では、医用画像撮影用システムは、第１の医用画像を取得するための第１のイメージング・プレートと、第２の医用画像を取得するための第２のイメージング・プレートとを含む。容器は、この第１のイメージング・プレートおよび第２のイメージング・プレートを画像撮影中に所定の重ね方向で受けて保持するように構成される。画像読み取り装置は、第１のイメージング・プレートの第１の医用画像および第２のイメージング・プレートの第２の医用画像を第１のデジタル医用画像および第２のデジタル医用画像に変換する。プロセッサは、第１のデジタル医用画像および第２のデジタル医用画像を受け取って第１のデジタル画像と第２のデジタル画像の合成像を作成する。

医用画像撮影アセンブリの一実施形態を示す図である。医用画像撮影アセンブリの一実施形態を示す図である。医用画像撮影アセンブリの一実施形態を示す図である。医用画像撮影アセンブリの一実施形態を示す図である。医用画像撮影アセンブリの一実施形態を示す図である。医用画像撮影アセンブリの一実施形態を示す図である。医用画像撮影アセンブリの一実施形態を示す図である。医用画像撮影アセンブリの一実施形態を示す図である。医用画像撮影アセンブリの一実施形態を示す図である。医用画像データを取得して処理するためのシステムの一実施形態を示す図である。医用画像データを取得して処理するためのシステムの一実施形態を示す図である。医用画像データを取得して処理するためのシステムの一実施形態を示す図である。第１の医用画像および第２の医用画像を示す図である。

図１Ａ〜図１Ｉは、医用画像撮影アセンブリ１０の一実施形態の各構成要素を示す図である。図１Ａは、イメージング・プレート１２およびカートン１４を示す。イメージング・プレート１２は任意選択で金属タブ２６を含み、金属タブ２６は、本明細書において図２Ｃを参照して後述するように、イメージング・プレート１２を画像読み取り装置５４に位置合わせするために使用される。イメージング・プレート１２は可撓性で、略方形の形状および丸い角を有し、次元Ｌの方向に延びる細長い側面と、次元Ｌに対して略垂直な次元Ｗの方向に延びる比較的短い側面とを有する。その他の幾何学的形状およびサイズのイメージング・プレート１２を使用してもよい。好ましい一実施形態では、イメージング・プレート１２のサイズは、７０ミリメートル×３１ミリメートルである。

イメージング・プレート１２は、Ｘ線または他の放射線のエネルギーを貯蔵できる輝尽性蛍光体層１６を含む。蛍光体層１６は、レーザまたは他の可視光または赤外線によって刺激されると、それまでに吸収されたエネルギーに相当する光を放射する。蛍光体層イメージング・プレート１２の場合、それまでに吸収されたエネルギーは医用画像撮影動作からのＸ線エネルギーである。

一例では、イメージング・プレート１２は、２回以上使用されることができる。画像がイメージング・プレート１２から読み取られた後、イメージング・プレート１２は、蛍光体層１６をたとえば明るい光に露光することによって「消去」されることができる。これにより、残りの吸収されたエネルギーが放出され、イメージング・プレート１２は後続の医用画像撮影動作でＸ線エネルギーを吸収する準備が整う。

カートン１４の使用は任意選択であってよいが、カートン１４は、たとえば、蛍光体層１６を保護する弾性材料、たとえばボール紙等で製造されることができる。カートン１４は、継ぎ目またはヒンジ２０の周りで互いに対して折り畳み可能な対向する側面１８を含む。カートン１４は、ヒンジ２０によって接続される一体構造であってもよいし、各区域のイメージング・プレート１２に配置された複数部品からなる構造であってもよい。使用に際して、カートン１４は、イメージング・プレート１２を保護する。組み立て中、イメージング・プレート１２はカートン１４の一方の側面１８に配置され、カートン１４の他方の側面１８はイメージング・プレート１２を覆うようにヒンジ２０の周りで折り畳まれる。本明細書において図２Ｃを参照して後述するように、カートン１４の切り欠き２８は、タブ２６が画像読み取り装置５４との相互作用のために露光されるようにタブ２６と位置合わせされる。

図１Ｃは２つのイメージング・プレート・アセンブリ３０ａおよび３０ｂを示し、上述の実施形態により、アセンブリのそれぞれはイメージング・プレート１２ａ、１２ｂと、カートン１４ａ、１４ｂとをそれぞれ含む。

図１Ｄは、任意選択の容器２２に次元Ｌの方向に嵌入された第１のイメージング・プレート・アセンブリ３０ａを示す。容器２２の代替構造は、たとえば容器２２の側面により、または底面によりイメージング・プレートを代替方向で受けることができる。容器２２は、各イメージング・プレート１２ａ、１２ｂを保護し、そしてまた、本明細書において後述するように、イメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂを互いのある所定の位置合わせ許容誤差の範囲内で位置合わせする。示した例では、容器２２は、位置合わせ許容誤差により重ね方向でプレート１２ａ、１２ｂおよびアセンブリ３０ａ、３０ｂを保持する。本明細書において詳細に後述するように、２つのイメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂの重なりの特定の位置合わせおよび量は、画像の位置合わせに必要なデータを提供するために、さらにイメージング・プレート１２ａ、１２ｂにより提供される画像撮影面の全面積を制御するために、あらかじめ決定されている。

容器２２は方形の形状であり、閉端４６と開端４８とを有する。他の形状およびサイズを使用してもよい。容器２２は、当業者によって識別される炭素繊維、ボール紙または他の任意の適切な材料で任意に製造されることができる。再使用可能なように製造できる容器２２の実施形態もあれば、単回使用のために製造できる実施形態もあることを理解されたい。この使用目的に基づいて、容器の材料および構造に関する設計上の検討事項を決定することができる。容器２２のいくつかの実施形態は、医用画像の取得中、または医用画像の取得前後のイメージング・プレートの搬送中にイメージング・プレートが損傷しないように構成されることができる。

図１Ｅに示すように、イメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂは、開端４８を通して容器２２に嵌入される。容器２２は、示された所定の重ね方向での摩擦嵌合によってイメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂを保持するような寸法とされる。あるいは、容器２２は、所定の重ね方向でイメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂを受けるような寸法とされた１つまたは複数のスロット（図示せず）を含んでもよい。適切なサイズの容器２２が患者および画像撮影動作用に選択されることができるように、異なる寸法を有するさまざまな容器２２が臨床医に利用可能とすることができる。容器２２が、示された所定の重ね方向でイメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂを保持する限り、特定の構造の容器２２は重要ではない。容器２２は本明細書において２つのイメージング・プレート・アセンブリを受けると記載されているが、代替実施例では、３つ以上のイメージング・プレート・アセンブリが容器内で受けられてもよいことが理解される。

図１Ｅは、第１のイメージング・プレート・アセンブリ３０ａが容器２２に入れられた後、長さ次元Ｌの方向に第２のイメージング・プレート・アセンブリ３０ｂを容器２２に入れることを示す。イメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂと容器２２の相互作用によってイメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂが容器２２内で固着される医用画像撮影アセンブリ１０の実施形態では、カートン１４は、カートン１４が変形されると容器２２内でイメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂを固着するように、弾性材料から製造されることができる。

図１Ｆは、容器２２の範囲内で保持される第１のイメージング・プレート・アセンブリ３０ａおよび第２のイメージング・プレート・アセンブリ３０ｂを示す。第１および第２のイメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂは重ね方向に並べられ、したがって重複領域２４を画定する。好ましい実施形態では、アセンブリ３０ａ、３０ｂ間の位置合わせ許容誤差は、イメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂ両方の次元Ｌおよび／または次元Ｗの方向におけるプラスマイナス１ミリメートルのズレである。位置合わせ許容誤差はプラスマイナス１ミリメートルより大きくても小さくてもよいが、本発明者らは、驚くべきことにこの特定の許容誤差が製造と臨床医の動作の精度と画像処理要求の適切なバランスをとることを見出した。位置合わせ許容誤差は実施形態により異なってよいが、許容誤差はそれにより画像処理効率が最大になることがわかっていることが望ましい。

本開示のシステムは、イメージング・プレート媒体または上述の媒体と共に使用することに限定されない。医用画像は、他の画像撮影媒体（フィルムおよび／またはデジタル・センサ等を含むが、これに限定されない）を使用しても取得されることができる。システムは、カートンまたは上述の容器と共に使用することにも限定されない。容器は、フォルダであってもよいが、位置合わせされかつ重ねられた方向でイメージング・プレート・アセンブリを保持する任意の構造であってもよい。容器の代替構造、たとえばフレームは、容器の側面または底面によりイメージング・プレート・アセンブリを受けるように構成されることができる。容器のサイズおよび構造は、標準化された寸法のイメージング・プレート・アセンブリと共に使われるときに、特定の画像撮影面の面積および／または重複面積を達成するように変更および調整されることができる。

図１Ｇ〜図１Ｉは、任意選択の衛生的な袋３６に容器２２およびイメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂを設置することを示す。この衛生的な袋３６は、容器２２およびイメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂの周囲に流体不浸透性の封止を形成するために、たとえばＩＳＯ規格１０９９３―１等に準拠する材料で製造される。衛生的な袋３６は、好ましくは患者とイメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂの間に生物学的な流体障壁を形成する。これにより、イメージング・プレート１２の再使用時にイメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂの汚染が減少し、相互汚染が防止される。衛生的な袋３６はまた、容器２２およびイメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂが流体に曝露されることを防止するのに役立つ。容器２２およびイメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂが流体に曝露されると、これらの構成要素が損傷し、再使用可能な実施形態の有効期間が短縮されるおそれがある。

衛生的な袋３６は任意選択で、取り外し可能な裏当て紙４０によって覆われた接着ストリップ３８を含む。裏当て紙４０は、使用に際して、接着剤４２を露出させるために接着ストリップ３８から剥がされる。ポーチ３６は任意選択で折り畳み可能なフラップ４４をさらに含み、フラップ４４は、図１Ｉに示される閉鎖位置に移動され、それによって、衛生的な袋３６を封止する。また、ここに記載されているシステムおよびアセンブリと共に使用できる衛生的な袋の他の例が、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる国際特許出願公開ＰＣＴ／ＦＩ２００９／０５１０２１号において開示されている。

本明細書において以降の説明は口腔内Ｘ線に関し、より詳細には咬合Ｘ線に関する。ただし、代替実施形態は他の医用画像撮影の応用例で使用されることまたは他の医用画像撮影の応用例での使用に適合されることが可能で、本開示における口腔内画像撮影および咬合像撮影への具体的な言及は単なる例示に過ぎないことを理解されたい。

図２Ａ〜図２Ｃは、咬合像撮影システムを示す。咬合像撮影は、歯の発達および配置を強調するために使用され、多くの場合、乳歯および永久歯がどのように発達しているかについて確認するために児童に使用される。咬合像撮影のさらなる用途は、診断時において顎骨折または口蓋裂（ｃｌｅｆｔｓｉｎｔｈｅｐａｌｌｅｔ）の疑いを調べることである。咬合像は通常、患者の上顎または下顎のほぼ完全な歯列弓を示す。

咬合像の例が図２Ａに示されている。本開示の一例によれば、咬合像は、イメージング・プレート１２ａ、１２ｂと容器２２と衛生的な袋３６とを含むアセンブリ１０を患者の歯の咬合面の間に配置することによって取得される。容器２２は、イメージング・プレート１２ａ、１２ｂを、患者に噛まれることによる激しい損傷から保護する。衛生的な袋３６は、病原体が拡散しないようにする。患者へのＸ線源の配置により、得られる咬合像が決定される。Ｘ線源が患者の鼻の上に配置される場合は、患者の上顎の上顎咬合像が得られる。Ｘ線源が患者の顎の下に配置される場合は、患者の下顎の下顎咬合像が得られる。

図２Ａは、画像撮影アセンブリ１０上で患者の顎５０を位置合わせした例を示す。画像撮影アセンブリ１０は、容器２２内に重ね方向に並べられさらに衛生的な袋３６内部に配された２つのイメージング・プレート・アセンブリ３０ａおよび３０ｂを含む。イメージング・プレート・アセンブリ３０ａおよび３０ｂの重ね方向は、重複領域２４を画定する。上述したように、顎５０は、Ｘ線源の方向に応じて患者の上顎でもよいし下顎でもよい。

図２Ｂは、放射線源５２による画像撮影アセンブリ１０の照射を示す。放射線源の一例は、ＰａｌｏＤＥｘＧｒｏｕｐＯｙから市販されているＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｒｉｕｍＦｏｃｕｓ（商標）口腔内Ｘ線管であろう。図２Ｃを参照すると、照射の後、イメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂは衛生的な袋３６から、および容器２２から取り出され、次に、プレート１２ａ、１２ｂのそれぞれに記録されたＸ線像を取得してデジタル化する画像読み取り装置５４へ搬送される。可能な画像読み取り装置５４の一例は、ＰａｌｏＤＥｘＧｒｏｕｐＯｙから入手可能である市販のＳｏｒｅｄｅｘＤｉｇｏｒａ（登録商標）Ｏｐｔｉｍｅ読み込み装置の画像読み取り装置である。図２Ｃはイメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂが個別に並行して読み取られている状態を示すが、代替実施形態では、単一の画像読み取り装置５４が使用され、イメージング・プレート・アセンブリ３０ａ、３０ｂは連続して読み込まれるものと理解される。またさらなる例では、複数のイメージング・プレートが画像読み取り装置によって同時に読み込まれることができる。

使用に際して、例示的な画像読み取り装置５４は、移動具（ｓｌｅｄ）（図示せず）とイメージング・プレート１２の金属的タブ２６の電磁相互作用によりイメージング・プレート１２を移動具に固着する。この移動具は、イメージング・プレート１２を一定方向に移動させる。イメージング・プレート１２が移動される間、レーザ・ビーム（図示せず）がイメージング・プレートの全体にわたって走査する。レーザが蛍光体層１６に当たると、蛍光体層１６は、蛍光体層の各位置を露光したＸ線放射線の量に相当するエネルギーを有する可視光を放射する。この放射された可視光は、光増幅管（図示せず）により焦束され、次に光センサ（図示せず）によって記録されて、デジタル化されたＸ線像を形成する。画像読み取り装置のこの例示的な動作が開示されているが、代替構造および動作の画像読み取り装置も本明細書において開示されるシステムの使用に適していると当業者には認識されることが理解される。

イメージング・プレートからのデジタル化されたＸ線像は、本明細書においてより詳細に後述するように、イメージング・プレート・アセンブリ３０ａおよび３０ｂのそれぞれから別々のＸ線像を得てそれらを単一の合成像に変換するための画像処理工程を実施するプロセッサ５６に通信される。この合成像は次に、合成像６０を視覚的に提示するためにグラフィカル・ディスプレイ５８に提供される。あるいは、合成像は、格納して後で検索するためにデータベース６２に提供される。

第１および第２のイメージング・プレート１２ａ、１２ｂは、重ね方向に固着される。上述したように、第１および第２のイメージング・プレート１２ａ、１２ｂは、たとえばイメージング・プレート１２ａ、１２ｂを容器２２に嵌入することによって、重ね方向に固着されることができる。加えて、カートン１４の弾性特性は、イメージング・プレート１２と容器２２の摩擦嵌合をさらに強化することができる。上述したように、カートン１４は任意選択であり、ヒンジまたは継ぎ目２０によって接続される一体構造であってもよいし、各区域のイメージング・プレート１２に配置された複数部品からなる構造であってもよい。

図３は、第１の医用画像３０２および第２の医用画像３０４の例を示す。第１の医用画像３０２および第２の医用画像３０４は、重なり合う第１および第２のイメージング・プレート１２ａ、１２ｂを患者の口内に配置し、この第１および第２のイメージング・プレート１２ａ、１２ｂをＸ線源５２などからの放射線に露光することによって、同時に撮られる（図２Ａおよび２Ｂも参照）。放射線エネルギーは、患者の顎を通過するときに、肉および血管などの軟部組織を通過する。骨、歯、および充填物などの高密度の生理学的構造は、放射線を吸収し、したがってＸ線の「陰影」をイメージング・プレートに投げかける。イメージング・プレート１２ａ、１２ｂの蛍光体層１６はさまざまなレベルの放射線を吸収し、それによりＸ線像を撮る。

図１を参照して上述したように、容器２２は、所定の位置合わせ許容誤差の範囲内でイメージング・プレート１２を固着するように製造されることができる。例示的な実施形態では、この所定の位置合わせ許容誤差は、両方のイメージング・プレート１２の任意の方向における１ミリメートルのズレでもよい。所定の位置合わせ許容誤差は、２つの顕著な特徴をもたらす。第１に、位置合わせ許容誤差を容器２２に組み込むことによって、技術者はイメージング・プレートの間に正確に合わされた位置合わせを確立することをあまり気にしなくてもよいので、技術者にとって画像の取得が容易になる。加えて、第１の画像を第２の画像に位置合わせするように画像処理が実施されるとき、最大回転角度はイメージング・プレートの幾何学的寸法および所定の位置合わせ許容誤差から算出されることができる。この最大回転角度の範囲により、下の画像が上記の処理で回転しなければならない可能な回転角度が減少する。下の画像が回転できる角度を制限することによって、必要な信号処理が減少し、計算はより効率的に実行されることができる。

例示的な実施形態として、イメージング・プレートは７０ｍｍ×３１ｍｍの寸法を有すると上述した。上述した位置合わせ許容誤差では、プレートの両端が反対方向に１ｍｍ移動するときに角度が最大になる。これは位置合わせの最大角度が、これらの寸法を有する三角形から算出できることを意味する。

この明細書では、複数の例を使用して、最良の形態を含む各種実施形態を開示し、さらにいかなる当業者もこれらの実施形態を製作し使用することができるようにする。特許性を有する範囲は、当業者が思いつく明示的に列挙されていない他の例を含むように拡張できる請求項によって定義される。このような他の例は、請求項の書字言語と異ならない構造要素を有する場合、または請求項の書字言語とのわずかな違いを有する等価な要素を含む場合、請求項の範囲内に含まれるものとする。

さまざまな代替形態および実施形態は、添付の特許請求の範囲内に含まれ、本開示の主題を具体的に指し示し明確に主張することが企図されている。

Claims

医用画像撮影アセンブリであって、
第１の医用画像を取得するための第１のイメージング・プレートと、
第２の医用画像を取得するための第２のイメージング・プレートと、
該第１のイメージング・プレート及び該第２のイメージング・プレートを重ね方向に受けて保持するように構成された容器と、
該第１のイメージング・プレート、該第２のイメージング・プレート、及び該容器を受けて保持するように構成された流体不浸透性構造の袋とを備え、
該容器の内部は、該第１のイメージング・プレート及び該第２のイメージング・プレートをある所定の重ね位置合わせ許容誤差の範囲内で、重ね方向に一緒に保持するように形成され、
該容器は、患者の口内に少なくとも部分的に受けられるように構成されたことを特徴とする医用画像撮影アセンブリ。
請求項１に記載の医用画像撮影アセンブリにおいて、
該第１のイメージング・プレート及び該第２のイメージング・プレートのそれぞれがＸ線放射線を吸収するための蛍光体層をさらに備える、医用画像撮影アセンブリ。
請求項１に記載の医用画像撮影アセンブリにおいて、
該容器が、該第１のイメージング・プレート及び該第２のイメージング・プレートを互いの所定の重なり合う位置合わせ許容誤差の範囲内で共に保持する、医用画像撮影アセンブリ。
請求項１に記載の医用画像撮影アセンブリにおいて、
該容器が、２つのイメージング・プレートを受けて保持するように構成された、医用画像撮影アセンブリ。
請求項１に記載の医用画像撮影アセンブリにおいて、
該第１のイメージング・プレート及び該第２のイメージング・プレートが略方形である、医用画像撮影アセンブリ。
請求項１に記載の医用画像撮影アセンブリにおいて、
該容器が略方形である、医用画像撮影アセンブリ。
医用画像撮影用システムであって、
第１の医用画像を取得するための第１のイメージング・プレートと、
第２の医用画像を取得するための第２のイメージング・プレートと、
該第１のイメージング・プレート及び該第２のイメージング・プレートを重ね方向で受けて保持するように構成された容器と、
該第１のイメージング・プレート、該第２のイメージング・プレート、及び該容器を受けて保持するように構成された流体不浸透性構造の袋と、
該第１の医用画像及び該第２の医用画像を第１のデジタル医用画像及び第２のデジタル医用画像に変換する画像読み取り装置と、
該第１のデジタル医用画像及び該第２のデジタル医用画像を受け取って該第１のデジタル画像と該第２のデジタル画像の合成像を作成するプロセッサとを備え、
該容器の内部は、該第１のイメージング・プレート及び該第２のイメージング・プレートをある所定の重ね位置合わせ許容誤差の範囲内で、重ね方向に一緒に保持するように形成され、
該容器は、患者の口内に少なくとも部分的に受けられるように構成されたことを特徴とする医用画像撮影用システム。
請求項７に記載のシステムにおいて、
該医用画像撮影が咬合Ｘ線撮影であり、該第１のイメージング・プレート及び第２のイメージング・プレートのそれぞれがＸ線放射線への露光を記録する蛍光体層を備える、システム。
請求項７に記載の医用画像撮影用システムにおいて、
該合成像を表示するグラフィカル・ディスプレイをさらに備える、医用画像撮影用システム。
請求項７に記載の医用画像撮影用システムにおいて、
該合成像を受け取って保存する、コンピュータで読み取り可能な媒体をさらに備える、医用画像撮影用システム。
請求項７に記載の医用画像撮影用システムにおいて、
該プロセッサが、該第１のデジタル医用画像と該第２のデジタル医用画像の重なる部分を識別する、医用画像撮影用システム。