KR20070054658A

KR20070054658A - 치과용 파노라마 ｘ-선 장치에서 환자의 설정 상대적포지션, 또는 환자에 대하여 상기 장치가 이동되는 경로를결정하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20070054658A
Application number: KR1020077006110A
Authority: KR
Inventors: 미카엘 토마스
Original assignee: 두르 덴탈 게엠베하 & 씨오. 케이쥐이
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2005-07-12
Publication date: 2007-05-29
Also published as: EA010698B1; EP1793739A1; ATE460115T1; US20080299511A1; ES2340509T3; JP2008510535A; CN101076287B; DE102004041440A1; EA200700491A1; CN101076287A; WO2006024342A1; EP1793739B1; DE502005009206D1; US7688941B2

Abstract

본 발명은 치과용 파노라마 X-선 장치에서 환자의 상대적인 설정 포지션을 결정하기 위한 방법에 관한 것이며, 이때 환자의 치열궁(dental arch)(68, 70)의 앞쪽 영역의 곡선이 확립되고, 상기 치열궁 곡선과, 파노라마 X-선 장치(10)의 투사 궁(projection arch) 표면(88)을 바탕으로 하여, 환자 턱(24, 26)에 대한 설정 포지션 좌표가 계산된다. 덧붙여, 환자의 치열궁(68, 70)의 중간 영역(76, 78), 또는 뒤쪽 영역(80, 82)의 곡선이 추가로 확립되며, 턱(24, 26)에 대한 설정 포지션 좌표를 계산하는 데 있어 고려된다. 환자에 대하여 치과용 파노라마 X-선 장치가 이동되는 설정 경로를 결정하기 위한 방법 중에, 환자의 치열궁(dental arch)(68, 70)의 앞쪽 영역(72, 74)의 곡선을 확립하며, 환자의 치열궁(68, 70)이 하나의 장소로 고정되는 단계로서, 이때 상기 장소에서 X-선 소스(14)에 의해 스캔되는 공간 내에서 파노라마 X-선 장치(10)가 위치하며, 상기 장소로 검출기 유닛(16)이 연결되어 있으며, 덧붙여, 상기 환자의 치열궁의 중간 영역(76, 78), 또는 뒤쪽 영역(80, 82)의 곡선이 추가로 확립되고, 상기 치열궁(68, 70)의 중간 영역(76, 78)이나 뒤쪽 영역(80, 82) 중 하나 이상의 측정된 곡선과, 앞쪽 영역(72, 74)의 측정된 곡선을 토대로 하여, X-선 소스(14)와 검출기 유닛(16)으로 형성된 진단 유닛(diagnostic unit)(20)을 위하여 설정 경로 곡선이 계산된다.

Description

치과용 파노라마 Ｘ-선 장치에서 환자의 설정 상대적 포지션, 또는 환자에 대하여 상기 장치가 이동되는 경로를 결정하기 위한 방법 및 장치{METHOD FOR DETERMINING THE SET RELATIVE POSITION OF A PATIENT IN A DENTAL PANORAMA X-RAY APPARATUS OR THE SET PATH OF WHICH THIS APPARATUS IS MOVED WITH REGARD TO A PATIENT, AND A DEVICE SUITED THEREFOR}

본 발명은 치과용 파노라마 X-선 장치에서, 환자의 설정 상대적 포지션을 결정하기 위한 방법에 관한 것이며, 이때,

a) 환자의 치열궁(dental arch)의 앞쪽 영역의 곡선이 확립되고,

b) 상기 환자의 치열궁 곡선과, 파노라마 X-선 장치의 투사 궁(projection arch) 표면을 기반으로 하여, 환자의 턱에 대하여 설정되는 포지션 좌표가 계산된다.

덧붙여, 본 발명은 환자에 대하여, 치과용 파노라마 X-선 장치가 따라 이동하는 설정 경로를 결정하기 위한 방법에 관한 것이며, 이때

a) 환자의 치열궁의 앞쪽 영역의 곡선이 확립되고,

b) 환자의 치열궁은 하나의 장소에서 고정되며, 상기 장소에서, X-선 소스에 의해 스캔되는 공간 내부에서 파노라마 X-선 장치가 위치하고, 상기 장소로 검출기 유닛이 견고하게 연결되어 있다.

또한 본 발명은, 치과용 파노라마 X-선 장치에서 환자의 상대적 설정 포지션, 또는 파노라마 X-선 장치에서 고정되어 있는 상기 환자의 턱(24, 26)에 대하여 진단 유닛(20)의 설정 경로를 결정하기 위한 장치에 관한 것이며, 상기 장치는

a) 환자의 턱(24, 26)의 앞쪽 영역(72, 74)의 치아와 반응하고, 각각의 환자의 치아의 포지션에 대한 턱 형태 신호 특성을 제공하는 센서 유닛(66), 그리고

b) 센서 유닛(66)으로부터 턱 형태 신호를 제공받으며, 상기 턱 형태 신호를 토대로, 그리고 파노라마 X-선 장치(10)의 X-선 소스(14)와 검출기 유닛(16)의 경로(84)를 토대로 계산하는 컴퓨팅 유닛(32)으로서, 이때 검출기 유닛이 파노라마 X-선 장치(10)의 투사 궁(projection arch) 표면(88)과, 환자의 턱(24, 26)에 대한 설정 포지션 좌표를 결정하는 상기 컴퓨팅 유닛(32)

을 포함한다.

투사 궁 표면(또는, "투사 궁")이, 파노라마 X-선 장치의 최종 X-선 이미지에서 명료하게 사상되는 궁 표면에 대하여 기술한다. 다시 말하자면, X-선이 취해질 때, 상기 X-선 이미지가 투사 궁 표면에 위치하는 환자의 조직을 디스플레이한다.

치과용 파노라마 X-선 이미지를 획득하는 동안, 환자의 머리는, 환자의 머리 주위의 곡선 경로를 따르는 X-선 소스와 X-선 검출기 사이에 위치한다. 이를 위해, 회전 프로세스 동안, 수평평면에서 서로에 대하여 균일한 거리를 두고, 상기 X-선 소스와 검출기 유닛은 특정 경로를 따라 뻗어 있는 수직 회전 축에 대하여 회전한다. 이러한 경로의 코스는 환자의 치열궁의 형태에 의한 것이 이상적이다. 앞쪽 치아의 영역에서의 치열궁은 현저한 곡선을 나타내는 반면에, 중간, 또는 뒤쪽 영역에서의 곡선은 덜 현저하다.

X-선 소스와 검출기 유닛이 환자의 머리 주위를 이동함에 따라, 다수의 개별 사진들이 획득되며, 상기 다수의 사진들은 적정한 컴퓨팅 유닛에 의해 조합되어, 전체 이미지를 형성한다.

각각의 개별 사진으로 할당될 좁고 평면의 투사 영역이 존재하며, 이때 상기 투사 영역에서, x-선이 통과하는 환자의 조직이 명료하게 사상된다. 간단히, 각각의 경우에서, 개별 이미지의 비교적 좁은 수평 영역이 조합되어 파노라마 X-선 이미지가 형성되며, 상기 X-선 소스와 검출기 유닛의 회전 축이 표준 턱 형태를 따라 이동한다.

파노라마 X-선 장치의 투사 궁 표면이 각각의 개별 이미지, 또는 이미지 스트립의 투사 평면의 조합된 수평 영역으로부터 획득된다. 상기 파노라마 X-선 장치의 투사 궁 표면은, 환자의 머리 둘레에서 X-선 소스와 검출기 유닛이 이동하는 경로로부터 기인하며, 상기 경로는 일반적으로 수동으로 설정, 또는 데이터 베이스의 데이터를 기반으로 설정된다.

수행될 치과용 파노라마 X-선 장치의 추가적인 기록 설정이 존재하며, 그 예로는 X-선 소스의 매개변수로서, 관전압, 노출 시간, 빔 전류, 빔 단면 등이 있다.

최종 X-선 이미지가 환자의 요망 영역을 디스플레이하기 위해, 환자는 파노라마 X-선 장치에서, 환자의 치열궁의 가능한 가장 큰 영역이 투사 궁 표면과 겹치는 특정한 설정되는 상대적 포지션에서 위치해야한다.

파노라마 X-선 장치를 조정하는 것과 마찬가지로, 환자의 포지셔닝은 수동으로 수행된다. 상기 파노라마 X-선 장치는 환자가 물고 있을 교합 고정대(bite-on holder)를 포함한다. 그 후, 일반적으로 광 장치를 사용하여, 환자의 포지션은, 환자의 위턱과 아래턱 사이의 평면이 수평으로 뻗어 있도록 정해진다. 그 후, 조작자에 의해 시각적으로 검출된 환자의 치열궁을 따라서, 투사 궁이 수동으로 조정되며, 환자가 X-선 소스와 X-선 검출기 사이에서 수직 및 수평적 포지션으로 위치하게 되어, 파노라마 X-선 장치의 상기 투사 궁 표면이 환자의 치아의 뿌리를 가능한 정확하게 통과할 수 있다.

앞서 언급된 수동 조정은 첫째로는 시간 소모가 매우 많으며, 둘째로 오류 확률이 높다. 파노라마 X-선 사진의 절반 이상이 부적합하다, 왜냐하면, 포지션 궁표면이 치아의 뿌리를 통과하도록 바람직하게 뻗어 있지 않고, 그에 따라서 불명료하게 사상되기 때문이다.

DE 38 08 009 C2에서 기술된 종류의 장치에 의해 오류의 원인이 감소될 수 있다. 이러한 장치에서, 환자의 앞니, 또는 송곳니의 포지션이 다양한 종류의 센서를 이용하여 확립된다. 파노라마 X-선 장치에서의 환자의 상대적 설정 포지션을 결정하기 위한 토대로서, 검출된 치아의 서로에 대한 상대적 포지션이 사용된다. 환자의 치열궁을 결정하기 위해, 환자의 생리학적 데이터가 저장되어 있는 데이터베이스를 사용할 수 있다. 이러한 데이터베이스로부터, 검사될 환자의 앞니, 또는 송곳니의 포지션으로부터 확립된 치열궁의 형태와 가능한 가장 흡사한 치열궁 도형이 검사될 환자에게 할당된다.

환자의 앞니, 또는 송곳니만 환자의 치열궁을 결정하기 위해 검출되기 때문에, 환자에게 데이터베이스로부터 환자의 실제 치열궁 형태와 다른 치열궁 도형이 할당되며, 특히 중간 턱 영역, 또는 뒤쪽 턱 영역에서 환자의 실제 형태와 다른 경로가 발견될 수 있다.

따라서, 획득된 X-선 이미지가 환자의 어금니의 영역을 충분히 명료하게 나타내지 않으며, 치료를 행하는 치과의사에 의한 진단도 적합하지 않을 수 있다.

본 발명의 목적은, 치과용 파노라마 X-선 장치에서 환자의 상대적인 설정 포지션, 또는 치과용 파노라마 X-선 장치가 이동하는 설정 경로가 더 효과적으로 확립될 수 있는 방법 및 앞서 언급된 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 환자의 상대적인 설정 포지션, 또는 진단 유닛의 설정 경로를 결정하기 위한 장치의 첫 번째 실시예를 이용한, 치과용 파노라마 X-선 장치의 측방도이다.

도 2A와 2B는 환자의 치열궁의 다른 형태의 두 가지 예제를 나타내며, X-선 소스와 검출기 유닛의 회전 축의 경로의 개략도이다.

도 3A와 3B는 도 1의 파노라마 X-선 장치의 투사 궁 표면을 기반으로 하는 환자의 상대적 포지션의 변화를 나타내고 있다.

도 4A와 4B는 환자의 치열궁의 형태로, 파노라마 X-선 장치의 투사궁 표면을 적응시키는 것을 나타내고 있다.

도 5는 도 1에서 나타난 장치의 센서 유닛의 평면도이다.

도 6은 수정된 센서 유닛을 갖는 도 1에서 나타낸 장치의 두 번째 실시예를 이용한, 치과용 파노라마 X-선 장치의 측방도이다.

도 7은 도 6에서 나타낸 장치의 센서 유닛의 평면도이다.

도 8은 도 1에 따르는 장치의 세 번째 실시예의 수정된 센서 유닛이다.

도 9는 파노라마 X-선 장치의 진단 유닛의 설정 경로 곡선을 결정하기 위한 장치의 개략도이다.

방법에 관련하여, 설정 상대적 포지션을 바탕으로 얻어질 수 있으며, 이때,

c) 환자의 치열궁의 중간 영역, 또는 뒤쪽 영역의 곡선이 추가로 확립되며, 턱에 대한 설정 포지션 좌표를 계산하는 데 있어 고려된다.

치과용 파노라마 X-선 장치가 환자에 대하여 이동되는 설정 경로를 기반으로 하여, 앞서 언급된 목적이 다음에 의해 성취된다.

c) 상기 환자의 치열궁의 중간 영역, 또는 뒤쪽 영역의 곡선이 추가로 확립되며,

d) 상기 치열궁의 중간 영역이나 뒤쪽 영역 중 하나 이상의 측정된 곡선과, 앞쪽 영역의 측정된 곡선을 토대로 하여, X-선 소스와 검출기 유닛으로 형성된 진단 유닛(diagnostic unit)을 위하여 설정 경로 곡선이 계산된다.

장치에 관련하여, 앞서 언급된 목적은 다음을 포함함으로써 이뤄진다.

c) 턱의 중간 영역, 또는 뒤쪽 영역에서의 환자의 치아와 추가로 반응하는 센서 유닛.

환자의 치열궁의 중간, 또는 뒤쪽 영역의 곡선을 추가로 확립함으로써, 또는 센서 유닛이 턱의 중간, 또는 뒤쪽 영역과 반응함에 따라, 환자의 치열궁의 전체적인 형태가 높은 정확도를 갖고 결정될 수 있다. 따라서 환자의 설정 포지션 좌표를 계산할 때, 데이터베이스에 저장되는 환자의 생리학적 데이터에 접근할 필요가 없다. 오류가 나기 쉬운, 환자의 치열궁의 형태에 대한 시각적 결정은 필요하지 않다. 환자의 상대적인 설정 포지션이, 실제 치열궁 형태와 흡사한 환자의 치열궁의 측정된 형태를 기반으로 하여 계산된다. 그 결과로서, 환자의 계산된 상대적 설정 포지션은, 파노라마 X-선 이미지를 취할 때, 상기 파노라마 X-선 장치의 투사 궁 표면이 환자의 치열궁과 높은 정확도로 일치하도록 정해진다.

앞쪽과 중간, 또는 뒤쪽 영역의 측정된 곡선을 기반으로 하는, X-선 소스와 검출기 유닛에 의해 형성되는 진단 유닛에 대한 설정 경로 곡선의 계산에 의해, 투사 궁 표면이 환자의 치열궁의 실제 형태와 적응될 수 있다.

본 발명에 따르는 장치의 바람직한 실시예가 종속 청구항에서 기술된다.

도 1은 프레임(12)을 갖는 치과용 파노라마 X-선 장치(10)를 나타내며, 상기 장치는 X-선 소스(14)와, CCD 센서(16)의 형태로 되어 있는 검출기 유닛을 포함한다. 상기 X-선 소스와 검출기 유닛은, 수직 축(A)에 대해 회전할 수 있도록 회전 아암(18)을 통해 서로 연결되어 있고, X-선 소스와 검출기 유닛은 서로 동일한 높이에서 마주보고 있다. 참조기호(E)는 회전 축(A) 상에 수직으로 위치하며, X-선 소스(14)의 같은 높이에서 위치하는 CCD 센서(16)의 중심과 윈도우의 중심을 가로지르는 기록 평면을 나타낸다. 도 1에서 나타나는 x, y, z 좌표 시스템이 프레임에 고정되어 있다. z 축은 회전 축(A)에 평행하도록 뻗어 있으며, x-y 평면이 기록 평면 E에 평행한다. 상기 X-선 소스(14)와, CCD 센서(16)와, 회전 아암(18)이 함께 진단 유닛(20)을 형성한다.

턱이 파노라마 X-선 장치에 의해 X-선 검사될 환자가 X-선 소스(14), 또는 CCD 센서(16)의 높이에서의 기록을 위해 위치하며, 상기 기록은, X-선 소스(14)가 발생시키는 X-선이 CCD 센서(16)에 닿기 전에, 환자의 머리(22)를 통과하거나, 더욱 세부적으로는, 환자의 위턱(24)과 아래턱(26)을 지나가는 방식으로 이뤄진다.

회전 아암(18)이 환자 위에 장착되어, 수직 회전 축(A)에 대해 회전할 수 있고, 구동 모터(28)를 이용하여 회전될 수 있다. 이와 관련하여, 좌표 드라이브(30)에 의해, 회전 축(A)은 수평으로, 하나 이상의 방향으로 이동될 수 있으며, 독립적인 두 방향으로 이동될 수 있는 것이 바람직하다. 파노라마 X-선 사진을 찍을 때, 상기 X-선 소스(14)와 CCD 센서(16)가 수평 평면 E에 위치하는 특정 곡선 경로로 환자의 머리(22)를 둘러싼다.

컴퓨팅 유닛(32)에 의해, 기록 설정 사항들, 예를 들어, 관전압(tube voltage), 노출 시간, 빔 전류, 또는 빔 교차가, 데이터 전송 라인(34)을 통해 X-선 소스(14)로 전송된다.

회전 축(A)의 경로와 X-선 소스(14)의 기록 설정 사항이 컴퓨팅 유닛(32)으로 입력될 수 있으며, 이러한 입력은 데이터 전송 라인(38)을 이용하여 상기 컴퓨팅 유닛(32)과 통신하는 키패드(36)를 통해 이뤄진다. 데이터 통신 라인(42)을 통해 컴퓨팅 유닛(32)으로부터 대응하는 신호를 수신하는 디스플레이 모니터(40) 상에, 상기 입력 명령어가 디스플레이된다.

상기 컴퓨팅 유닛(32)은 라인(44)을 통해 구동 모터(28)를 제어하고, 라인(46)을 통해 좌표 드라이브(30)를 제어한다.

또한 컴퓨팅 유닛(32)은 CCD 센서(16)로부터 데이터 전송 라인(48)을 통해 출력 신호를 수신하여, 읽기, 노출 시간, 클럭 펄스 삭제 등의 상기 CCD 센서 제어 명령어로 전송한다.

컴퓨팅 유닛(32)은 중앙 제어 유닛 기능, 즉 파노라마 이미지의 기록을 좌표 정리하고, CCD 센서(16)로부터 수신된 신호를 처리하여, 모니터(40) 상에 디스플레이되는 시각 이미지로 변환하는 기능을 한다.

기록 동안, 포지셔닝 장치(50)에 의해 환자의 머리(22)가 고정되고, X-선이 취해지기 전에, 상기 환자의 머리는 파노라마 X-선 장치(10)에 대한 대응하는 설정 포지션으로 위치하게 된다.

상기 포지셔닝 장치(50)는 프레임(12)에 부착되는 턱받침을 포함하여, 수직 방향으로, 그리고 독립적인 두 수평 방향으로 이동할 수 있으며, 요망 수평, 또는 수직 위치에 도달한 후에 고정될 수 있다.

상기 포지셔닝 장치(50)는 지지 막대(56)를 통해 턱받침(52)으로 연결되어 있는 교합 고정대(bite-on holder)(54)를 더 포함하며, 상기 지지 막대는 수직 방향으로 조정되어 요망 포지션으로 고정될 수 있으며, 직선 경로를 따라 수평 평면에서 이동하여, 요망 포지션에서 위치가 고정될 수 있다.

교합 고정대(54)와 지지 막대(56)가 이동할 수 있음으로써, 환자의 생리학적 특성에 대하여 개별 구성요소(52, 54, 56)가 상대적으로 위치할 수 있다.

우선, 교합 고정대(54)와 지지 막대(56)의 위치는, 환자가 턱받침(52)에 턱을 받치는 동안, 환자가 교합 고정대(54)를 물 수 있도록, 조작자에 의해 수동적으로 조정된다.

그 후 환자의 턱 영역(24, 26)이 X-선 소스(14)와 CCD 센서(16)의 높이에 위치하도록, 포지셔닝 장치(50)의 수직 위치가 조정된다.

종래의 포지셔닝 보조 장치, 가령 광학 시스템이 환자의 위턱(24)과 아래턱(26) 사이의 평면이 수평으로 뻗어 있음을 보장한다.

따라서 상기 포지셔닝 장치(50)는 환자의 개별 머리와 턱의 생리학적 특성에 대하여 필요한 모든 방향으로 조정될 수 있도록 구성되며, 이에 따라서, 환자의 턱 영역(24, 26)이 프레임(12)에 관한 상대적인 특정 위치로 고정될 수 있다.

교합 고정대(54) 상에 교합 센서(58)가 배열된다. 상기 교합 센서는 라인(60)을 거쳐 턱 형태 식별 회로(62)로 연결되며, 상기 턱 형태 식별 회로(62)는 상기 교합 센서(58)의 출력 신호로부터 턱 형태 신호를 발생시키고 데이터 전송 라인(64)을 통해 이를 컴퓨팅 유닛(32)으로 전송한다. 상기 교합 센서(58)와 턱 형태 식별 회로(62)는 함께 턱 형태 센서 유닛(66)을 형성한다.

환자의 턱의 생리학적 특성에 따라서, 다양한 환자의 치열이 구별가능한 치열궁(dental arch)으로 확장된다. 도 2는 다양한 치열궁 형태의 예로서, 비교적 좁은 치열궁(68)(도 2A)과 비교적 넓은 치열궁(70)(도 2B)이 나타나며, 각각은 위턱 치열을 토대로 한다.

이러한 도면에서 나타나는 바와 같이, 치열궁(68, 70)은 중간 영역(76, 78)과 뒤쪽 영역(80, 82)에서보다, 앞쪽 영역(72, 74)에서 더욱 두드러진 곡선을 나타낸다. 비교적, 중간 영역(76, 78)은 덜 두드러진 곡선이며, 뒤쪽 영역(80, 82)은 약간만 곡선 형태를 띈다.

회전 아암(18)이 회전함에 따라, 상기 아암의 수직 회전 축(A)이 곡선 경로 상에서 동시에 이동하며, 상기 경로는 예를 들어, 도 2B의 치열궁(70)의 경우에서, 참조번호(84)로서 나타날 수 있다. 회전 축(A)의 경로(84)는 아랫방향으로 볼록한 열린 V형태에 대응한다. 치열궁의 형태에 따라 달라지는 이러한 경로(X-선 소스(14)와 CCD 센서(16) 간의 거리가 일정한 경로)에 의하여, 각각의 개별 이미지의 투사 평면(86)이 환자의 치열궁(68, 또는 70) 내에 위치함이 보장된다.

도 3A, 3B, 4A, 4B는 도 2B의 치열궁(70)에 비교되는, 투사되는 궁(project arch) 표면(88a, 88b, 88c)을 나타내고 있다. 투사되는 궁 표면(88)과 환자의 치열궁(70) 간의 최대한 겹치는 부분을 획득하기 위해, 우선은 검사될 환자의 치열궁의 실제 형태를 확립하는 것이 필수이다. 이는 교합 센서(58)를 이용하여 이뤄진다.

도 5는 교합 센서(58)의 환자의 위턱(24)이 마주보는 측을 도식한 도면이다.

상기 교합 센서(58)는 자신의 표면에 배열되는 압력 트랜스듀서를 포함하며, 이 중 하나가 도 5에서 참조번호(90)로서 나타난다. 환자가 상기 교합 고정대(54)를 물고, 그에 따라서 그 위에 배치된 교합 센서(58)를 물면, 환자의 치열궁에 따라서, 다수의 압력 트랜스듀서(90)가 눌리게 된다.

도 5에서, 검게 변한 압력 트랜스듀서(90)는, 도 2d, 3, 4에서 나타난 바 있는 치열궁(70)을 가진 환자가 교합 센서(58)를 물었을 경우, 어느 압력 트랜스듀서(90)가 눌렸는지를 나타낸다.

각각의 눌린 압력 트랜스듀서(90)는, 통신 라인(60)을 통해 턱 형태 식별 회로(62)로 전송되는 신호를 발생시킨다. 상기 턱 형태 식별 회로는 상기 둘린 압력 트랜스듀서(90)의 전체 이미지에 대응하는 턱 형태 신호를 차례로 발생시킨다.

환자의 위턱 치아에 관한, 교합 센서(58)의 눌린 압력 트랜스듀서(90)의 앞서 언급된 바가 환자의 아래턱의 치아에도 적용된다. 따라서 교합 센서(58)는, 환자의 아래턱 영역을 바라보는 측 상에서, 표면 상에 배열되는 압력 트랜스듀서(90)를 포함하며, 환자가 자신의 아래턱 치아를 이용하여 교합 센서(58)를 물 때, 상기 턱 형태 식별 회로(62)와 통신한다.

따라서 눌린 압력 트랜스듀서(90)가 검출된 치아의 포지셔닝을 위해, 서로 마주보며, 이를 바탕으로 하여, 턱 형태 식별 회로(62)가 위턱(24)과 아래턱(26)을 바탕으로 하는 환자의 치열궁에 대응하는 턱 형태 신호를 발생시키며, 이는 환자의 치열궁의 형태의 컴퓨팅 유닛(32)에 의해 행해질 계산에서, 기저로서 취해진다.

그 후 컴퓨팅 유닛(32)이, 파노라마 X-선 장치(10)의 회전 축(A)의 경로(84)에 의해 형성된 투사 궁 표면을, 환자의 치열 궁의 형태와 비교할 수 있다(도 3A에 나타난 상기 투사 궁 표면(88a)에 관련하여 설명한다.). 예를 들어, 이는 치열 궁의 번역, 또는 회전에 의해, 치열 궁과 장치에 대해 조정될 수 있는 표준 투사 궁 사이의 중앙 거리 제곱이 최소화되는 방식으로 수행된다(최소 제곱 피트 방식-least square fit).

그 결과로서, 컴퓨팅 유닛(32)은 환자의 턱(24, 26)에 대한 설정 포지션 좌표, 특히 턱받침(52)의 특정 설정 수평 좌표를 제한한다. 이러한 적용의 결과로서, 도 3A에서 나타나는 바와 같이, 환자의 치열궁(70)은 계산된 설정 수평 좌표에 도달하여, 환자의 치열궁(70)과 투사 궁 표면(88a)의 겹치는 영역이 가능한 가장 클 때까지, 화살표(92) 방향으로 이동된다.

환자의 치열궁이 파노라마 X-선 장치(10)로부터 떨어져서 확립되는 경우, 예를 들어 석고 모형을 이용하여, 파노라마 X-선 장치(10)를 기반으로 하여, 컴퓨팅 유닛(32)이 공간적인 설정 포지션 좌표를 계산한다.

덧붙이자면, 실제 포지션 신호를 컴퓨팅 유닛(32)으로 전송하는 서보모터(servomotor)를 이용하여, 개별 구성요소(52, 54, 56)의 서로 다른 포지션이 조정되며, 상기 컴퓨팅 유닛에 의해 설정 포지션으로 제어될 수 있는 것이 가능하다. 따라서 환자의 최종 설정 포지션이 또한 자동으로 제어될 수 있다.

현재 포지션 궁 표면에 대한 환자의 상대적 포지션의 이러한 적응에 덧붙여, 컴퓨팅 유닛(32)이 진단 유닛(20)의 경로(84)를 계산할 수 있으며, 이러한 계산은, 투사 궁 표면이 환자의 확립된 치열궁에 거의 대응하지 않은 형태에서(가령 도 4A에서 나타나는 투사 궁 표면(88b)), 환자의 치열 궁의 경로에 높은 대응도를 갖는 투사 궁 표면(도 4B의 투사 궁 표면(88C))의 형태로 투사 궁 표면을 변화시키는 방식으로 이뤄진다.

본 경우에 있어서, 환자의 치열궁으로 투사 궁 표면을 적응시키는 이러한 프로세스는, 컴퓨팅 유닛(32)과, 교합 센서(58)와, 다양한 포지션 인디케이터와, 선택적으로는 구성요소(52, 54, 56)를 좌표 배열하는 서보모터에 의해 자체적으로 수행되어, 환자의 설정되는 상대적 포지션과, 특히 파노라마 X-선 장치(10)의 진단 유닛(20)의 회전 축(A)의 경로(84)가 자동으로 완벽하게 적응된다.

도 5에서 나타난 바와 같이, 교합 센서(58)의 압력 트랜스듀서(90)가 치열궁(70)의 현저한 곡선 영역(74)인 앞쪽 영역뿐 아니라, 비교적 덜 현저한 곡선인 중간 영역(78), 또는 거의 곡선 부분을 갖지 않는 뒤쪽 영역(82)을 검출한다. 따라서 환자의 치열궁의 형태는, 환자의 치열궁의 실제 형태에 따르는 높은 정확도를 갖고 확립될 수 있다.

환자의 치열궁의 형태로 투사 궁 표면을 적응시키는 것은 당연히 환자의 실제 치열궁을 토대로 이뤄지며, 따라서, 파노라마 X-선 장치(10)의 투사 광 표면(88)과 환자의 치열궁(68, 또는 70)의, 개별적으로 높은 수준으로 적응되는 겹치는 부분이 획득된다.

도 6과 7은 치과용 파노라마 X-선 장치에서 환자의 상대적인 설정 포지션, 또는 상기 파노라마 X-선 장치에서 고정된 환자의 턱에 대한 진단 유닛의 설정 경로를 결정하기 위한 장치의 추가적인 실시예를 나타낸다. 이 도면들에서, 도 1의 실시예에 대응하는 구성요소는 동일한 참조번호로 나타난다.

도 1의 실시예와 달리, 교합 고정대(54) 상에 어떠한 센서도 배열되지 않는다.

대신, 턱 형태 센서 유닛(66)이 다수의 포지션 인디케이터(92)를 포함하며, 상기 인디케이터는 전기기계적 프로브(probe)로서 구성되며, 대응하는 데이터 전송 라인(60)을 통해 턱 형태 식별 회로(62)와 통신한다. 도 7은 예를 들어, 나란히 배열되어 있는 3개의 포지션 인디케이터(92a, 92b, 92c)의 평면도이다.

상기 포지션 인디케이터(92)는 직선 경로(94a, 또는 94b, 또는 94c)를 따라 수평으로 이동하고, 요망 위치에서 고정될 수 있다. 포지션 인디케이터(92)의 프로브 팁(96)의 포지션이 데이터 전송 라인(60)을 통해 턱 형성 식별 회로(62)로 전송된다.

환자의 턱의 형태를 확립하기 위해, 턱 형태 센서 유닛(66)은, 윗입술 이상의 높이에서 포지션 인디케이터(92)의 프로브 팁(96)이 환자의 머리(22)의 외부에 접촉할 때까지, 포지셔닝 장치(50)에 의해 고정되어 있는 환자 방향으로 이동된다. 이러한 목적으로, 환자는 대응하는 적합한 수직 포지션으로 가져가 진다.

포지션 인디케이터(92)로부터의 출력 신호는 턱 형태 식별 회로(62)를 통과한다. 상기 턱 형태 식별 회로(62)는 모형 치열궁에 대응하는 턱 형태 신호를 발생시키며, 상기 모형 치열궁은 포지션 인디케이터(92)의 포지션과 환자의 치열궁을 부합시킨다.

컴퓨팅 유닛(32)이 데이터 전송 라인(64)을 통해 턱 형태 신호를 수신하면, 상기 컴퓨팅 유닛은 환자의 상대적인 설정 포지션을 계산하며, 이는 앞서 기술된 것과 유사한 방식, 예를 들어, 최소 제곱 피트(least square fit) 방법에 의해, 이뤄진다. 도 1 내지 5에서 나타난 첫 번째 실시예에 관한 추가적인 관찰이 도 6과 7에서 나타낼 두 번째 실시예에도 적용된다.

포지션 인디케이터(92)의 개수를 증가시킴으로써, 환자의 치열궁의 형태의 결정의 정확도가 증가될 수 있다.

도 8은 추가적인 실시예를 개념적으로 나타내며, 이때 도 1의 실시예에 대응하는 구성요소가 동일한 참조번호를 갖는다.

이러한 실시예에서, 파노라마 X-선 장치에 대한 환자의 설정 포지션이 확립되며, 이때 서로 다른 각도로 환자의 구강(102)을 검출하는, 그에 따라 환자의 치아를 검출하는 두 대의 카메라(98, 100)를 이용하여 환자의 치아의 형태가 결정된다. 카메라(98, 100)로부터의 신호가 대응하는 데이터 통신 라인(104, 106)을 통해 적합한 이미지 처리 알고리즘을 수행하는 턱 형태 식별 회로(62)로 전송되어, 그 결과로서, 턱 형태 신호가 컴퓨팅 유닛(32)으로 전송되며, 상기 턱 형태 신호로부터 컴퓨팅 유닛이 환자의 치열궁의 형태를 계산한다.

환자의 상대적인 설정 포지션, 또는 파노라마 X-선 장치(10)의 진단 유닛(20)의 설정 경로에 대한 추가적인 계산이, 앞서 언급된 프로세스에 따라서 다시 수행된다.

도 9는 장치(410)를 나타내며, 이는 기록 평면에서 파노라마 X-선 장치(10)의 진단 유닛(20)을 유도하기 위해 사용되며, 이때 상기 X-선 장치(10)의 투사궁(88)이 검사될 환자의 치열궁(68, 70)에 대응하도록, 진단 유닛(20)은 X-선 소스(14)와, CCD 센서(16)와, 회전 아암(18)을 포함한다.

X-선 장치의 프레임의 고정된 부분(412)에 의해, 두 개의 수직 가이드 막대(414, 416)가 운반되며, 상기 막대는 서로 이격되어 있으며 z-형태의 캐리지(422)에서 가이드 구멍(418, 420)과 함께 동작한다. 또한 z-형태 캐리지(422)에서 탭 처리된 구멍(424)이 제공되며, 이를 통해 스레드 스핀들(426)이 통과한다. 상기 스레드 스핀들은 포지션 인디케이터(430)와 연결되어 있는 전기 모터(428)에 의해 구동된다. 예를 들자면, 상기 포지션 인디케이터는 광전기 배리어와 함께 동작하는 스트로보스코프 디스크(stroboscope disc)를 포함할 수 있으며, 상기 광전기 배리어의 출력은 카운터로 연결된다. 따라서 포지션 인디케이터(430)의 출력 신호는 z-형태 캐리지(422)의 포지션과 명료하게 연계되어 있다.

상기 z-형태 캐리지(422)는 y-형태 캐리지(440)에서 구멍(436, 438)을 통과하는 2개의 가이드 막대(432, 434)를 운반한다. 또한 스레드 스핀들(444)이 통과하는 탭-처리된 홀(442)이 y-형태 캐리지에게 제공된다. 포지션 인디케이터(448)로 고정되는 전기 모터(446)에 의해, 상기 스레드 스핀들은 구동된다. 상기 포지션 인디케이터(448)의 구조가 포지션 인디케이터(430)의 구조와 동일하다.

상기 y-형태 캐리지(440)는 x-형태 캐리지(458)의 구멍(454, 456)을 통과하는 두 개의 가이드 막대(450, 452)를 운반한다. 상기 x-형태 캐리지는 스레드 스핀들(462)이 통과하는 탭-처리된 구멍(460)을 제공받는다. 포지션 인디케이터(466)가 플랜지-고정되는 전기 모터(464)에 의해 상기 스레드 스핀들이 구동된다.

x-형태 캐리지(458)는 환자의 턱을 지지하며, 얇고 탄력 있는 받침대(468)를 포함한다.

앞의 기술로부터 명백해지는 것처럼, 다양한 캐리지와 이를 구동하는 전기 모터에 의해, 받침대(468)가 x, y, z 방향으로 조정될 수 있다. x-형태 캐리지(458)의 아래쪽에, 피봇 아암(472)에 견고하게 연결되어 있는 샤프트(470)가 장착된다. 상기 피봇 아암(472)은 가변 길이 스트럿(474)의 바깥 부분의 위쪽을 이동시키며, 상기 가변 길이 스트럿은 z-방향으로 확장되며, 그 길이는 연계된 전기 모터(476)에 의해 조정될 수 있다. 전기 모터(476)가 포지션 인디케이터(478)에 고정된다.

상기 스트럿(474)의 상단이, 스프링 실린더 방식으로 구성되는 접촉 프로브(480)를 이동시킨다. 상기 스프링에 의해 바이어스되어 있는 촉수 프로브(482)가 자신의 자유롭게 움직이는 단부에서, 수직 축에 대하여 회전하는 자유 운동 롤(free-running roll)(484)을 이동시킨다. 평균 치아의 중간 지점보다 약간 더 작도록, 상기 롤(484)의 축 크기가 정해진다. 치열궁을 덮고 있는 연조직의 외부를 따라 쉽게 이동할 수 있도록 롤(484)의 직경이 정해진다.

접촉 프로브(480)가 촉수 프로브(482)의 포지션을 확립하는 포지션 인디케이터(486)를 더 포함한다.

치열궁(68) 너머로 접촉 프로브(480)를 피봇 운동시키기 위해, 포지션 인디케이터(490)로 고정되는 전기 모터(488)가 샤프트(460)로 연결되어 있다.

다양한 포지션 인디케이터(430, 448, 466, 478, 490)는 그 구조에서 서로 동일하다. 촉수 프로브(482) 상에 형성되는 래크(rack)와 함께 동작하는 피니언(pinion)이 입력 샤프트에게 제공될 경우, 원칙적으로 포지션 인디케이터(486)는 더 작은 구조를 갖는다. 또는, 포지션 인디케이터(486)가 촉수 프로브(482)에 의해 이동되는 규칙적인 격자와 함께 동작하는 광전기 배리어를 포함할 수 있다.

다양한 포지션 인디케이터로부터의 출력 신호가, 출력을 갖는 제어 유닛(492)의 입력으로 연결되며, 상기 제어 유닛에서 전기 모터(428, 446, 464, 476, 488)에 대한 제어 신호가 제공된다.

이러한 목적으로, 치열궁이 기록 평면(E)에서 위치하도록 전기 모터(428, 446, 464)를 적정하게 활성함으로써, 받침대(468)가 우선적으로 포지셔닝된다.

그 후, 상기 기록 평면에서 환자의 머리가 고정된다. 그 후 전기 모터(476)의 활성에 의해, 접촉 프로브(480)의 롤(484)이 검사될 치열궁, 또는 턱과 동일한 높이에서 위치하도록 스트럿(474)이 충분히 멀리 확장된다.

그 후, 피봇 아암(472)이 180° 회전하도록 전기 모터(488)가 활성된다. 이러한 움직임 동안, 접촉 프로브(480)의 바이어스된 스프링 힘에 의해, 상기 롤(484)이 치열궁, 또는 턱의 외곽선을 따른다.

포지션 인디케이터(486)의 대응하는 출력 신호가, 포지션 인디케이터(490)의 출력 신호와 함께 제어 유닛(492)에 저장된다.

그 후, 제어 유닛은 턱, 또는 치열궁의 실제 외곽선과 실제 포지션을 디지털 형식으로 포함한다. 포지션 인디케이터(448, 466)의 출력 신호를 통해, 제어 유닛(492)이 x-y 평면에서의 치열궁의 절대 포지션을 알게 되며, 포지션 인디케이터(430)의 출력 신호와 포지션 인디케이터(478)의 출력 신호를 더함으로써, 치열궁의 z 좌표 또한 공개된다. 이는 기록 평면(E)의 z 좌표에 대응해야 한다.

장치의 단순화된 실시예에서, z-형태 캐리지(422)와 y-형태 캐리지(440)는 생략될 수 있으며, 수동으로, 또는 서보모터에 의해 수직 방향으로만 조정될 수 있는 캐리지(458)만 제공될 수 있다.

상기 제어 유닛(492)은 앞서 언급된 바와 같이 측정된 치열궁을 토대로 하여, 파노라마 X-선 장치(10)의 투사 궁 표면(88)이 측정된 치열궁과 겹쳐지도록, x-y 평면에서 축(A)이 이동해야할 경로(84)를 계산한다. 대응하는 제어 신호가 x-방향으로의 좌표 드라이브(30-x)와, y-방향으로의 좌표 드라이브(30-y)로 통과되며, 상기 좌표 드라이브들은 x-y 평면에서의 축(A)의 포지션을 함께 조정한다.

X-선 소스와 CCD 센서(16) 사이의 선(ray)의 경로에 위치하는 구성요소, 가령 포지셔닝 장치(50)와 센서(58, 92, 98, 100) 등의 재료는, 낮은 X-선 흡수를 나타내는 물질로 구성되어 있으며, 특히 플라스틱이 그렇다.

또한 앞서 언급된 실시예에서의 턱 형태 식별 회로(62)는, 대응하는 컴퓨팅 유닛(32), 또는 상기 유닛에서 실행되는 프로그램의 실제 구성요소 중 하나일 수 있으며, 그래서 각각의 센서(58, 92, 98, 100)는 자신의 출력 신호를 상기 컴퓨팅 유닛(32)으로 직접 전송한다.

또한 센서(58, 92, 98, 100)는 포지셔닝 장치(50)에서 환자를 고정시키기 않고 환자의 치열궁을 확립할 수 있다. 파노라마 X-선 장치(10)의 외부에서 환자의 치열궁이 결정되면, 그 후 환자가 대응하여 계산된 상대적인 설정 포지션으로 위치케 된다.

또한 센서(58, 92, 98, 100)에 의해 환자가 존재하지 않고서도 치열궁이 결정될 수 있다. 예를 들어, 환자 턱의 흔적이 존재할 경우에 그러하며, 상기 턱의 흔적은 실제 턱과 마찬가지로 대응하는 센서에 의해 검출될 수 있으며, 검사될 수 있다.

Claims

a) 환자의 치열궁(dental arch)(68, 70)의 앞쪽 영역의 곡선을 확립하는 단계, 그리고

b) 상기 치열궁 곡선과, 파노라마 X-선 장치(10)의 투사 궁(projection arch) 표면(88)을 바탕으로 하여, 환자 턱(24, 26)에 대한 설정 포지션 좌표가 계산되는 단계

를 포함하는, 치과용 파노라마 X-선 장치에서 환자의 상대적인 설정 포지션을 결정하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은

c) 환자의 치열궁(68, 70)의 중간 영역(76, 78), 또는 뒤쪽 영역(80, 82)의 곡선이 추가로 확립되며, 턱(24, 26)에 대한 설정 포지션 좌표를 계산하는 데 있어 고려되는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 파노라마 X-선 장치에서 환자의 상대적인 설정 포지션을 결정하기 위한 방법.
a) 환자의 치열궁(dental arch)(68, 70)의 앞쪽 영역(72, 74)의 곡선을 확립하는 단계, 그리고

b) 환자의 치열궁(68, 70)이 하나의 장소로 고정되는 단계로서, 이때 상기 장소에서 X-선 소스(14)에 의해 스캔되는 공간 내에서 파노라마 X-선 장치(10)가 위치하며, 상기 장소로 검출기 유닛(16)이 연결되어 있는 단계

를 포함하는, 환자에 대하여 치과용 파노라마 X-선 장치가 이동되는 설정 경로를 결정하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은

c) 상기 환자의 치열궁의 중간 영역(76, 78), 또는 뒤쪽 영역(80, 82)의 곡선이 추가로 확립되는 단계, 그리고

d) 상기 치열궁(68, 70)의 중간 영역(76, 78)이나 뒤쪽 영역(80, 82) 중 하나 이상의 측정된 곡선과, 앞쪽 영역(72, 74)의 측정된 곡선을 토대로 하여, X-선 소스(14)와 검출기 유닛(16)으로 형성된 진단 유닛(diagnostic unit)(20)을 위하여 설정 경로 곡선이 계산되는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자에 대하여 치과용 파노라마 X-선 장치가 이동되는 설정 경로를 결정하기 위한 방법.
a) 환자의 턱(24, 26)의 앞쪽 영역(72, 74)의 치아와 반응하고, 각각의 환자의 치아의 포지션에 대한 턱 형태 신호 특성을 제공하는 센서 유닛(66), 그리고

b) 센서 유닛(66)으로부터 턱 형태 신호를 제공받으며, 상기 턱 형태 신호를 토대로, 그리고 파노라마 X-선 장치(10)의 X-선 소스(14)와 검출기 유닛(16)의 경로(84)를 토대로 계산하는 컴퓨팅 유닛(32)으로서, 이때 검출기 유닛이 파노라마 X-선 장치(10)의 투사 궁(projection arch) 표면(88)과, 환자의 턱(24, 26)에 대한 설정 포지션 좌표를 결정하는 상기 컴퓨팅 유닛(32)

을 포함하는, 치과용 파노라마 X-선 장치에서 환자의 상대적 설정 포지션, 또는 파노라마 X-선 장치에서 고정되어 있는 상기 환자의 턱(24, 26)에 대하여 진단 유닛(20)의 설정 경로를 결정하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는

c) 턱(24, 26)의 중간 영역(76, 78), 또는 뒤쪽 영역(80, 82)에서의 환자의 치아와 추가로 반응하는 센서 유닛(66)

을 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 상대적 설정 포지션, 또는 진단 유닛의 설정 경로를 결정하기 위한 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 센서 유닛(66)은

하나 이상의 센서(58; 92; 98; 100; 480), 그리고

상기 센서와 통신하고, 센서 출력 신호에 대응하고 환자의 치열궁의 형태의 특성인 턱 형태 신호를 발생시키는 턱 식별 회로(62)

를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 상대적 설정 포지션, 또는 진단 유닛의 설정 경로를 결정하기 위한 장치.
제 3 항, 또는 제 4 항에 있어서, 상기 센서 유닛(66)은

파노라마 X-선 장치(10)의 교합 고정대(54) 상에 배열되는 교합 센서(bite-on sensor)(58)

를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 상대적 설정 포지션, 또는 진단 유닛의 설정 경로를 결정하기 위한 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 교합 센서(58)는 환자의 위턱(24)을 마주보는 측 상에서, 또는 아래턱(26)을 마주보는 측 상에서 다수의 압력 트랜스듀서(pressure transducer)(90)를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 상대적 설정 포지션, 또는 진단 유닛의 설정 경로를 결정하기 위한 장치.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 센서 유닛(66)은

이동형 프로브 팁(96; 484), 그리고

상기 프로브 팁의 포지션을 나타내는 포지션 인디케이터 배열(92a, 92b, 92c, 486)

을 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 상대적 설정 포지션, 또는 진단 유닛의 설정 경로를 결정하기 위한 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 센서(480)는 프로브의 방향에 수직인 방향으로 이동가능하며(470, 472), 추가적인 포지션 인디케이터(490)가 상기 이동 방향에서의 센서의 포지션을 확립하는 것을 특징으로 하는 환자의 상대적 설정 포지션, 또는 진단 유닛의 설정 경로를 결정하기 위한 장치.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 센서 유닛(66)은

환자의 턱(24; 26)에 대한 이미지를 생산하도록 배열되는 하나 이상의 카메라(98, 100)

를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 상대적 설정 포지션, 또는 진단 유닛의 설정 경로를 결정하기 위한 장치.
제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 센서 유닛(66)은 낮은 X-선 흡수를 갖는 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 환자의 상대적 설정 포지션, 또는 진단 유닛의 설정 경로를 결정하기 위한 장치.
제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

턱 식별 회로(62)가 컴퓨팅 유닛(32)으로 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 환자의 상대적 설정 포지션, 또는 진단 유닛의 설정 경로를 결정하기 위한 장치.