FI100296B - Röntgenkuvauslaitteen valotusautomatiikka - Google Patents

Description

100296 Röntgenkuvauslaitteen valotusautomatiikka - Exponeringsautomatik för röntgenav-bildningsanordning 5 Keksintö koskee menetelmä kuvareseptorin valotuksen automaattiseksi säätämiseksi kuvauksen aikana panoraamaröntgenkuvauksessa tai röntgentomografiassa tai vastaavassa kuvauksessa, jossa säteilylähteen antama säteily kulkee kuvauskohteen läpi alue alueelta kuvaten kohteen näiden peräkkäisten vaiheiden muodostaman kuvaus-ajan aikana kuvareseptorille, jossa menetelmässä kuvareseptorille tulevan säteilyn 10 intensiteettiä mitataan säteilyn kulkusuunnassa reseptorin taakse sijoitetuilla vähintään kahdella detektorilla, joiden antamien mittaussignaalien ja ennalta määrättyjen vertailuarvojen perusteella säädetään kuvausajan aikana ainakin jotakin kuvareseptorin valottumiseen vaikuttavista muuttujista. Lisäksi keksintö koskee laitetta tämän menetelmän toteuttamiseksi.

15 Jäijestelyjä valotuksen automaattiseksi säätämiseksi panoraamaröntgenkuvauksessa on esitetty esimerkiksi patenttijulkaisuissa FI-69559 ja FI-90617. Kuvatuissa järjestelyissä mitataan säteilyintensiteettiä filmitason alueella ja säädetään joko röntgen-putken virtaa tai kuvausyksikön kiertonopeutta. Julkaisussa FI-69559 ei ole kuvattu 20 säteily detektorin paikkaa, mutta julkaisussa FI-90617 käytetään detektointiin filmin yhteyteen järjestetyn fluoresoivan levyn antamaa säteilyä. Näissä julkaisuissa ei ole mitään mainintaa siitä, minkälaista mittauksen vertailuarvoa säätöön käytetään. Lisäksi voidaan todeta, että panoraamaröntgenkuvauslaitteen kiertonopeuden eli valo-tusajan muuttaminen kuvauksen aikana johtaa erittäin huonolaatuiseen kuvaan. Pa-25 tentissä US-4 021 672 on kuvattu muutoin vastaavantyyppinen automaattinen säätölaite, jossa käytetään röntgenfilmin taakse sijoitettua detektoria, joka vertailuarvon avulla säätää muita valotukseen vaikuttavia suureita paitsi panoraamaröntgenkuvauslaitteen kiertonopeutta. Patentti EP-229 972 kuvaa edelleen samantapaisen automaattisen säätölaitteen, jossa detektori tai detektorit on sijoitettu joko filmin etu-30 puolelle tai takapuolelle ja jolla säädetään vertailuarvon välityksellä valotussuureita. Tämän lisäksi julkaisussa on mainittu valintamenettely, jolla erilaisia leukarakentei-ta varten voidaan valita ennalta valituista kuvausnopeuksista kulloinkin tarkoitukseen sopiva. Näissä kaikissa edellä kuvatuissa julkaisuissa mitataan jatkuvasti pano-raamakuvauksen aikana kohteen läpäissyttä signaalia ja tämän perusteella säädetään 35 joko panoraamalaitteen kiertonopeutta tai röntgenputken virtaa tai röntgenputken jännitettä. Tällaisella järjestelyllä on useita haittapuolia. Ensinnäkin jatkuva mittaus ja jatkuva säätö on erittäin herkkä esim. potilaan hampaiston paikallisille poikkeamille. Jos esim. detektori havaitsee huomattavan säteilyintensiteetin pudotuksen, 2 100296 joka voi johtua esim. hampaan paikasta, saa automaattinen säätö vastatoimenpiteenä aikaan huomattavan säteilyn lisäyksen, jolloin röntgenfilmille kyseiseen kohtaan syntyy huomattavasti ylivalottunut raita. Aivan vastaavalla tavalla voi syntyä aliva-lottunut raita esim. hampaan puuttumisen vuoksi tai muita valotuksen epätasaisuuk-5 siä, johtuen hampaiston tai leukaluun epätasaisuudesta. Näin ollen edellä kuvatut järjestelyt saavat aikaan erittäin epätasaisesti valotetun filmin esim. potilaan hampaistosta.

Patentissa FI-90618 on kuvattu järjestely, jossa yksi tai useampi säteilyn kulkusuunnassa kuvareseptorin taakse sijoitettu detektori mittaa potilaan läpäissyttä sätei-10 lyintensiteettiä lyhyin aikavälein. Tällä järjestelyllä ei ole yleisessä asussa oleellisia etuja edellä kuvattuihin järjestelyihin verrattuna, vaan tämän automaattisäädön vaikutuksesta voi syntyä aivan samalla tavalla erittäin epätasaisesti valottuneita filmejä. Useamman detektorin signaalien yhdistäminen niitä vahvistettaessa voi tosin hieman vaimentaa häiriöitä. Julkaisussa on mainittu myös se tapa, että mittaus suoritetaan 15 leukaluun reunan jälkeisestä epiteelikerroksesta ja tämän mittaustuloksen perusteella säädetään valotusarvot säilymään samaksi koko mittauksen ajaksi. Tämän kanssa yhdenmukaisia menettelyjä on kuvattu myös patenteissa FI-76234 ja US-5 386 448. Näissä kaikissa kolmessa julkaisussa siis edullisena toteutusmuotona on sellainen menettely, että kohteen läpäisseen sädekehän intensiteetti detektoidaan ennen varsi-20 naisen kuvauksen aloittamista leukaluun reunan alueelta, minkä jälkeen saadun mittausarvon tai saatujen mittausarvojen perusteella panoraamaröntgenkuvauslaitteen liikenopeus pidetään kuvauksen aikana vakiona ja röntgenputken jännite ja virta kuvauksen aikana vakiona. Tällä järjestelyllä ei siten ole edellä kuvattujen jatkuvien mittaus- ja säätöprosessien haittapuolia, ts. potilaan hampaiston yksittäiset virheet 25 eivät aiheuta paikallisia virhevalotuksia röntgenfilmiin. Tällöin kyseessä ei kuitenkaan ole kuvauksen aikana tapahtuva mittaus vaan mittaus on toteutettu nimenomaan ennen varsinaista kuvausta, jolla taas on se haittapuoli, että mittauskohta ei välttämättä edusta hyvin koko mittausaluetta. Potilaan leukaluun se kohta, josta mittaus on tehty, voi nimittäin olla suhteellisesti paksumpi tai ohuempi kuin hammas-; 30 alue tai mittaus on voinut tapahtua muuten epäedustavasta kohdasta, jolloin lopulli sesta röntgenkuvasta tulee joko ylivalottunut tai alivalottunut. Ongelmia näissä kaikissa edellä kuvatuissa järjestelyissä aiheuttaa myös se, että intensiteetin detektointi suoritetaan yleensä vain yhdestä pisteestä, jonka pinta-ala on yleensä hyvin pieni, ja jonka edustavuus voi siten olla erittäin kyseenalaista.

35 Patentissa JP-60-59700 on kuvattu detektori, joka koostuu suuresta joukosta detek-toriyksiköitä sijoitettuna hyvin lähelle toisiaan matriisimuotoon. Tällöin detektori- 3 100296 järjestelyn mittausalueelle osuneen epärelevantin kohdan vaikutus tietenkin vaimenee, koska kaikkien detektorien lähdöt on kytketty yhteen, ts. rinnan ja vasta detektorien yhteenlaskettu signaali jäljestetään säätämään valotusta. Käänteisesti on kuitenkin todettavissa, että detektorien mittausalueelle osuneen erittäin relevantin mit-5 tauskohdan vaikutus tulee aivan vastaavalla tavalla vaimennetuksi suhteessa ei-rele-vanttien kohtien vaikutukseen, jolloin mittaustulos ja siten säätötulos ei parane lainkaan tai paranee vain hyvin vähän verrattuna edellä kuvattuihin järjestelyihin, joissa käytetään yhtä pienikokoista mittausanturia.

Useimmissa edellä kuvattujen julkaisujen mittausjärjestelyissä röntgensäteilyn in-10 tensiteettiä mittaava detektori tai mittaavat detektorit on sijoitettu filmin ja filmika-setin taakse röntgenputken suunnasta katsottuna. Tällöin detektoriin tuleva säteilyin-tensiteetti on hyvin pieni, koska röntgenfilmi valovahvistuslevyineen vaimentaa oleellisesti säteilyä. Siten tällä tavalla sijoitettuun detektoriin tulee vain noin 30 % -40 % siitä säteilystä, joka filmin kohdalle osuu. Tämän johdosta sisältää tällä tavoin 15 sijoitetun detektorin signaali hyvin huomattavasti kohinaa, jolloin signaali-kohinasuhde on varsin huonoja signaalin käsittely vaikeaa ja sen vaikutuksesta valotuksen säätötarkkuus huono. Syötettäessä anturi filmikasetin eteen on käytettävä joko erittäin kalliita detektoreja, kuten ionisaatiokammioita, jotta ne eivät näkyisi kuvassa tai detektointi on suoritettava ennen varsinaisen kuvauksen alkua ja detektorit poistetta-20 va kuvauksen ajaksi, jolloin seurauksena on edellä kuvatut haittapuolet. Julkaisussa FI-90617 on kylläkin mainittu filmikasetin taakse sijoitetun detektorin eteen sijoitettu valovahvistuslevy, mutta tämä parantaa tilannetta vain hieman, koska siihen osuva säteily on joka tapauksessa pienentynyt puoleen - neljäsosaan siitä, mikä röntgen-filmiin osuu. Julkaisuissa JP-60-59700 ja US-4 021 672 selostetut rinnakkain kytke-25 tyt detektorit parantavat signaali-kohina-suhdetta hyvin vähän, koska kohinajännite nousee tällaisessa järjestelyssä lähes samassa suhteessa kuin hyötysignaalin taso.

Missään esitetyissä julkaisuissa ei ole kuvattu järjestelyä valotuksen automaattiseksi säätämiseksi röntgentomografiakuvausta varten.

V Keksinnön ensimmäisenä tavoitteena on saada aikaan menetelmä ja laite kuvaresep- 30 torin valotuksen automaattiseksi säätämiseksi kuvauksen aikana, joka soveltuisi käytettäväksi sekä panoraamaröntgenkuvauksessa että röntgentomografiassa. Keksinnön toisena tavoitteena on menetelmä ja järjestely valotuksen automaattiseksi säätämiseksi edellä kuvatuissa käyttökohteissa, joissa detektorit voidaan sijoittaa säteilyn kulkusuunnassa tarkasteltuna kuvareseptorin taakse ja silti niistä saadaan 35 hyvälaatuista signaalia hyvällä signaali-kohina-suhteella. Keksinnön kolmantena tavoitteena on edellä kuvatun tyyppinen menetelmä ja laite, jossa kohteen läpäissyttä 4 100296 intensiteettiä voidaan detektoida panoraamakuvauksen ja tomografiakuvauksen aikana ja valotusta säätää kuvauksen aikana siten, etteivät kuvauskohteessa olevat yksittäiset kohdat, jotka aiheuttavat virheintensiteettejä, vaikuta ainakaan oleellisesti valotusarvojen oikeana pitämiseen. Keksinnön neljäntenä tavoitteena on tällainen 5 menetelmä valotuksen automaattiseksi säätämiseksi, joka mahdollistaa erinomaisen kuvalaadun. Keksinnön vielä eräänä tavoitteena on tällainen menetelmä ja laite, joka on toteutettavissa yksinkertaisilla ja kustannuksiltaan edullisilla komponenteilla.

Edellä kuvatut haittapuolet saadaan eliminoitua ja edellä määritellyt tavoitteet toteutuvat keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä on määri-10 telty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa, ja keksinnön mukaisella laitteella, jolle on tunnusomaista se, mitä on määritelty patenttivaatimuksen 11 tunnusmerkki-osassa.

Keksinnön tärkeimpänä etuna on se, että sen mukaista menetelmää ja laitetta käytettäessä saadaan kuvareseptorin taakse sijoitetuista detektoreista, jotka näin ollen eivät 15 näy lopullisessa röntgenkuvassa, säätölaitteeseen ohjaussignaalia erittäin hyvällä signaali-kohina-suhteella. Keksinnön toisena etuna on se, että edellä todettu tulos saavutetaan käyttämällä laitteessa yksinkertaisia ja hinnaltaan suhteellisen edullisia komponentteja tarvitsematta turvautua kalliisiin erikoiskomponentteihin. Keksinnön vielä eräänä etuna on se, että sen menetelmää ja laitetta käytettäessä saadaan tehok-20 kaasti eliminoitua potilaassa olevien poikkeuksellisten kohtien, kuten hampaiden paikkojen, aukkojen tai vastaavien vaikutus valotuksen säätöön, jolloin kuvaresep-tori tulee valotettua kauttaaltaan oikein ja tasaisesti.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti oheisiin piirustuksiin viittaamalla.

25 Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista panoraamaröntgenkuvauslaitetta kaaviomaisesti päältä päin nähtynä.

Kuvio 2 esittää kuvion 1 laitteessa kuvareseptorin edessä olevaa sekundäärikaihti-;'. men aukkoa ja kuvareseptorin taakse sijoitettuja detektoreja röntgensäteen kulku suunnassa nähtynä.

30 Kuvio 3 esittää keksinnön mukaista röntgentomografialaitetta kaaviomaisesti päältä päin nähtynä.

Kuvio 4 esittää kuvion 3 laitteen kuva-alaa ja kuvareseptorin taakse sijoitettuja detektoreja röntgensäteilykeilan kulkusuunnassa nähtynä.

ti 5 100296

Kuvio 5 esittää periaatteellisesti keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa käytettävää erästä mahdollista kytkentäjäqestelyä lohkokaaviona.

Kuviossa 1 on esitetty panoraamaröntgenkuvauslaite, joka koostuu röntgensäteily-lähteestä 4, josta röntgensäde 5 lähtee kuviossa ei-esitetyn primäärikaihtimen kautta 5 kapeana sädekeilana 5, jonka korkeus on kuvatasoa vastaan kohtisuora. Kuvatason suunnassa sädekeila 5 on hyvin kapea, kuten kuvion perusteella on ymmärrettävissä. Tämä sädekeila 5 kulkee kuvattavan kohteen 6, tässä tapauksessa leukaluun ja hampaiston, läpi ja edelleen panoraamakuvauslaitteen kuvareseptorille 7. Tämän kuvare-septorin 7 edessä röntgenputkeen 4 päin on sekundäärikaihdin 10a, jossa on rako 13, 10 jonka korkeus H kuvan 1 tasoa vastaan kohtisuorassa suunnassa vastaa syntyvän kuvan korkeutta ja leveys W1 kuvan 1 tason ja siten kuvareseptorin 7 suunnassa on kuvareseptorin pituuteen verrattuna pieni ollen suuruudeltaan yleensä 1-3 mm tai näitä arvoja lähellä tunnetun tekniikan mukaisesti. Kuvareseptori 7 on kiinnitetty telineeseen 8 ja tämä kokoonpano on sijoitettu reseptorikoteloon 9. Sekundäärikaih-15 din 10a on kotelossa 9 kiinteänä, mutta kuvareseptorin teline 8 siirtää kuvareseptoria 7 nuolen B suuntaan kuvauksen aikana samalla, kun röntgenputki 4 ja reseptorikote-lo 9 kiertyvät kuvatasoa vastaan kohtisuoran kuviossa ei-esitetyn akselin ympäri kiertosuuntaan A. Siten röntgenputken ja reseptorikotelon kiertäessä suuntaan Aja kuvareseptorin 7 siirtyessä telineensä 8 siirtoliikkeen vaikutuksesta kiertoliikkeeseen 20 A nähden vastakkaiseen suuntaan B valottuu kuvareseptori 7 koko pinnaltaan sekun-däärikaihtimen 10a raon 13 kautta sinänsä tunnetulla tavalla. Tämän lisäksi panoraamaröntgenkuvauslaite tietenkin sisältää röntgengeneraattorin 3 ja sen ohjainyksikön 2, jolla säädetään röntgenputken virtaa ja kiihdytysjännitettä.

Kuviossa 3 on esitetty röntgentomografialaite, joka sisältää röntgenputken 4, joka 25 lähettää kuviossa ei-esitetyn primäärikaihtimen aukon kautta sädekeilan 5, jonka poikkipinta kuvareseptorin 7 kohdalla vastaa halutun kuvan pinta-alaa. Siten säde-keilalla 5 on oleelliset mitat sekä kuvan 3 tason suunnassa että sitä vastaan kohtisuorassa suunnassa, kuten kuvion 3 perusteella on ymmärrettävää. Tämä sädekimppu 5 kulkee tämän jälkeen kohteen 6, tässä tapauksessa leukaluun ja hampaiston, läpi ja 30 osuu kuvareseptoriin 7 sen koko kuva-alalle 12. Kuva-alan korkeus on H ja leveys W2, kuten kuviosta 4 on nähtävissä, ja tämä kuva-ala 12 on yleensä rajattu sekun-däärikaihtimella 10b sironneen säteilyn pääsyn estämiseksi ei-halutuille alueille. Kuvareseptori 7 ja sitä kannattava teline 8 ovat tässä tapauksessa paikallaan reseptorikoteloon 9 nähden. Liikuttamalla tämän jälkeen röntgenputkea 4 ja reseptoriko-35 teloa 9 sädekeilaa vastaan kohtisuorissa tasoissa tai sädekeilaa vastaan kohtisuoria pallopintoja pitkin siten, että sädekeila 5 pysyy koko ajan kuvareseptorin 7 kuva- 6 100296 alueelle 12 suunnattuna, saadaan syntymään virtuaalinen tai näennäinen linssi, ts. ei mitään fyysistä todellista linssiä, joka kuvaa kuvauskohteen 6 kulloinkin tietyn tason tai kerroksen 40, joka on kohtisuorassa sädekeilaa 5 vastaan, täysin tai riittävän terävänä kuvareseptorille 7. Yksinkertaisimmassa tapauksessa röntgenputkea 4 ja kote-5 loa 9 liikutetaan vain yhdessä tasossa, jolloin syntyy ns. lineaaritomografi, mutta useimmiten röntgenputkea ja reseptorikoteloa liikutetaan sädekeilaa vastaan kohtisuorissa tasoissa tai sädekeilaa vastaan kohtisuoralla pallopinnalla eri suuntiin, kuten ympyräviivaa pitkin, spiraalimaisesti tai hyposykloidin mukaan tai jotain muuta sopivaa käyrää pitkin samalla kun reseptorikotelon liike on käänteisesti symmetri-10 nen röntgenputken liikkeeseen nähden jonkin niiden välisen sädekeilassa 5 olevan pisteen suhteen. Riippuen reseptorikotelon ja röntgenputken liikkeen tyypistä ja liikkeen suuruudesta saadaan säädettyä sen kerroksen 40 paksuus, joka kulloinkin kohteesta 6 kuvautuu tarkkana kuvareseptorille 7. Tämän tason ulkopuolella olevat kohteen alueet eivät kuvaudu optiikan sääntöjen mukaan tarkkoina kuvareseptorille vaan 15 ne saavat aikaan ainoastaan pienen signaalin vaimenemisen, vaikka sädekeila 5 näiden kuvauskohteiden alueitten läpi kulkeekin. Tässäkin tapauksessa sisältää laite edelleen röntgengeneraattorin 3 ja sen virtaa ja jännitettä ohjaavan ohjainyksikön 2. Kuviossa 3 on kaarevilla nuolilla A kuvattu röntgenputken 4 ja reseptorikotelon 9 edellä kuvattuja ja sinänsä tunnettuja käänteisesti symmetrisiä liikkeitä.

20 Edellä kuvattujen järjestelyjen lisäksi voi kuvareseptori 7 filmin lisäksi tietenkin koostua sen yhdelle tai molemmille puolille sijoitetuista sinänsä tunnetuista fluoresoivista levyistä, ns. valovahvistuslevyistä, ja muista tavanomaisista kuvioissa esittämättömistä komponenteista. Näitä ei siten selosteta tässä hakemuksessa tarkemmin.

25

Keksinnön mukaisesti on panoraamakuvauslaitteessa kuvareseptorin 7 taakse säde-keilan 5 tulosuunnasta tarkasteltuna ja sädekeilan kohdalle, ts. sekundäärikaihtimen 10a raon 13 kohtaan sijoitettu vähintään kaksi detektoria 1, joilla on raon pystysuunnassa H välimatka L. Tämä välimatka L on siis kohtisuorassa sekä kuvareseptorin 7 . 30 liikesuuntaa B vastaan että reseptorikotelon 9 liikesuuntaa A vastaan, jotka liike suunnat siis olivat toisiinsa nähden vastakkaiset. Vastaavasti on tomografialaitteessa kuvareseptorin 7 taakse sädekeilan 5 tulosuunnasta tarkasteltuna ja kuva-alalle 12, ts. sekundäärikaihtimen 10b rajoittamalle kiinteälle kuva-alalle 12 järjestetty vähintään kaksi detektoria 1, joilla on joko pystysuunnassa välimatkaa LI tai tätä vastaan 35 kohtisuorassa vaakasuunnassa välimatkaa L2. Detektoreista yleisesti käytetään tässä hakemuksessa sekä panoraamakuvauksen että tomografiakuvauksen osalta viitenu- t! 7 100296 meroa 1 ja haluttaessa painottaa detektorien jotain ominaisuutta käytetään täsmennettyjä viitenumerolta la, Ib, le jne.

Panoraamakuvauslaitteessa on detektoreja kuva-alan korkeussuunnassa H tyypillisesti vähintään 3 kappaletta ja edullisesti neljä tai viisi kappaletta, kuten detektoreja 5 la-le kuviossa 2. Näiden detektorien pystysuuntaiset välimatkat LI voivat olla kes kenään yhtä suuria tai eri suuria, mutta tyypillisesti näitä detektoreja on kuva-alan koko korkeusmitalla H. Tässä yhteydessä on tietenkin huomautettava, että panoraa-makuvauksessa kuva-alan pituudeksi muodostuu ainakin likipitäen kuvareseptorin 7 pituus sen liikesuunnassa B, joka on monin verroin suurempi kuin sekundäärikaih-10 timen raon 13 leveys Wl. Tyypillisesti tässä tapauksessa detektorit la-le ovat se-kundäärikaihtimen 10a raon 13 suuntaisessa jonossa, kuten katkoviivalla on kuviossa 2 merkitty, johtuen raon 13 kapeudesta. Mikään ei estä sijoittamasta detektoreja sekundäärikaihtimen rakoon 13 muullakin tavoin.

Tomografialaitteessa useat detektorit 1 on järjestetty tyypillisesti sekä pystysuorien 15 välimatkojen LI että vaakasuorien välimatkojen L2 päähän toisistaan ja edullisesti etäälle toisistaan oleviin kohtiin, mikä tarkoittaa sitä, että ne ovat monissa eri kohdissa kuva-alaa 12 eikä missään tapauksessa keskitettynä johonkin kuva-alan kohtaan. Detektorit 1 voi olla jaettu kuva-alalle esim. yhtä suurien pystysuuntaisten välimatkojen LI ja yhtä suurien vaakasuuntaisten välimatkojen L2 päähän toisistaan, 20 ts. tasaisesti jaettuna kuva-alalle. Tyypillisesti tomografialaitteessa käytetään vähintään neljää toisiaan vastaan kohtisuorissa suunnissa LI ja L2 erillään olevaa detektoria, esim. detektoreita 1 f-li ja edullisesti detektoreja on esim. viisi kappaletta, kuten detektorit la, 1 f-li tai 9 kappaletta, kuten kuviossa 4 on esitetty detektoreilla la- li. Detektorit 1 voi olla järjestetty kuva-alalla 12 vaakasuunnassa ainakin kolmeen 25 kohtaan, jolloin niiden välillä on kahdet vaakasuuntaiset välimatkat L2, kuten kuviossa 4, ja samoin pystysuunnassa ainakin kolmeen kohtaan, jolloin niillä on kahdet pystysuuntaiset välimatkat LI. Siinä tapauksessa, että detektoreja on vain neljä, ne voi olla järjestetty esim. kuva-alan 12 sisällä olevan kuvitellun suorakaiteen kulmiin, jos detektoreja on viisi tai useampia, voidaan osa näistä detektoreista sijoittaa '; 30 tämän suorakaiteen sisä- tai ulkopuolelle, kuten kuviossa 4. Joka tapauksessa detek toreilla on sekä pysty- että vaakasuuntaisia välimatkoja, jolloin näiden välimatkojen yhteisvaikutuksesta detektoreilla 1 on aina kuvareseptorin liikesuuntaa A vastaan kohtisuoria välimatkoja tai vastaavasti sädekeilan liikesuuntaa vastaan kohtisuoria välimatkoja, olipa tomografiassa käytetyn liikkeen A luonne mikä tahansa, esim.

35 jokin edellä kuvatuista. Liikesuunta A poikkeaa tomografiakuvauksessa siten yleen- g 100296 sä jatkuvasti muuttuvalla tavalla sekä kuva-alan 12 korkeudesta K että leveydestä W2, joista korkeus on kuitenkin pystysuorassa ja leveys vaakasuorassa.

Sekä panoraamakuvauslaitteessa että tomografiakuvauslaitteessa voidaan tarvittaessa käyttää toisistaan erillisten detektorien la-le ja la-li lisäksi tai sijasta useam-5 man detektorin yhdessä muodostamaa detektorijoukkoa, kuten detektorimatriisia lj ja lk, jotka on kuvioon 4 merkitty pisteviivalla. Tässä tapauksessa kumpikin detek-torimatriisi muodostuu neljästä osadetektorista lji-lj4 ja lk j-lk4 asetettuna neliö-muotoon. Tällaisen detektorimatriisin erillisten detektorien lähdöt kytketään usein, mutta ei välttämättä rinnan, kuten jäljempänä selostetaan.

10 Keksinnön mukaisessa laitteessa käytettävät detektorit la-le ja vastaavasti la-li ovat mitä tahansa käytetylle röntgensäteilylle herkkiä diodeja tai transistoreja tai vastaavia elimiä. Tässä tapauksessa on edullista käyttää näiden herkkien diodien tai transistorien ja kuvareseptorin välissä, ts. diodien tai transistorien sillä puolella, joka osoittaa säteilylähteeseen 4 päin, fluoresoivaa levyä 14, joka voi olla yhtenäinen le-15 vy kaikille detektoreille tai yhteinen joillekin detektoreille tai erillinen kullekin detektorille. Tämä fluoresoiva levy 14 on yksinkertaisimmin samaa materiaalia kuin mitä käytetään röntgenfilmin yhteydessä valovahvistuslevynä. Tällä tavoin saadaan suurennettua detektoreista saatavaa signaalia, koska detektorit normaalisti ovat herkkiä myös fluoresoivan levyn antamalle säteilylle. Mikään ei tietenkään estä käyttä-20 mästä toisenkin tyyppisiä detektoreja, kuten valomonistinputkia tai vastaavia, mutta nämä ovat kalliita.

Kun panoraamakuvauslaitteessa kuvareseptorin liikkeen aikana reseptorikotelo 9 liikkuu kääntöliikkeen A vaikutuksesta kuvauskohteen 6 ympäri ja sädekeilan 5 seuratessa tätä liikettä, saavat detektorit la-le kuvauksen aikana jatkuvasti muuttuvaa 25 kuvauskohteen läpäissyttä säteilyä. Vastaavalla tavalla tomografiakuvauksessa, kun reseptorikotelo 9 liikkuu sädekeilaa 5 vastaan kohtisuoralla tasolla tai pallopinnalla ennalta määrättyä reittiä A pitkin kuvauskohteen 6 suhteen ja sädekeilan seuratessa tätä liikettä, tulee kuva-alalle 12 kuvauskohteen 6 läpi jatkuvasti vaihtelevaa säteilyä, mikä aiheuttaa detektoreihin la-li jatkuvasti muuttuvan säteilyintensiteetin.

30 Keksinnön mukaisesti näihin detektoreihin la-le ja vastaavasti la-li tulevien jatkuvasti muuttuvien säteilyintensiteettien aiheuttamat jatkuvasti muuttuvat tai vaihtele-vat mittaussignaalit integroidaan välittömästi ja toisten detektorien mittaussignaaleista riippumattomasti erikseen. Tämä siis periaatteessa tarkoittaa sitä, että jokaisen detektorin la-le ja vastaavasti la-li lähdöstä saatava mittaussignaali integroidaan 35 välittömästi ilman, että käytetään mitään välivahvistusta ja integrointi toteutetaan yleensä tietyn ennalta määrätyn ajan ylitse. Keksinnön mukaisesti jokaisen detekto-

II

9 100296 rin la-le ja la-li lähtösignaalia edullisesti integroidaan jatkuvasti, mutta integrointi-tulos luetaan edellä mainittua integrointiaikaa vastaavin välein. Mikään ei kuitenkaan estä aloittamasta aina uutta integrointia kunkin integrointiajan lopussa. Saatava lopputulos on näissä molemmissa tapauksissa täysin sama, vain kytkentöjen yksi-5 tyiskohdissa on eroja, kuten elektroniikan asiantuntijalle on selvää, joten näitä yksityiskohtaisia kytkentöjä ei tässä hakemuksessa käsitellä. Kunkin yksittäisen integroinnin kestoaika on keksinnön mukaan oleellisesti lyhyempi kuin panoraamakuva-uksen tai vastaavasti tomografiakuvauksen kokonaiskuvausaika. Keksinnön mukaan kunkin yksittäisen integroinnin arvoa, ts. integrointituloksen luettua arvoa verrataan 10 sitä vastaavaan ennalta määrättyyn valotuksen tavoitearvoon ja tästä saatavan ero-signaalin avulla säädetään vähintään yhtä kuvareseptorm valottumiseen vaikuttavista muuttujista siten, että tätä tarkoitusta varten otetaan huomioon kaikista detektoreista luettujen integrointitulosten yhteisvaikutus. Valotuksen tavoitearvona on kuvauksen aikana toteutettavaa integrointiaikaa vastaavan ajanjakson yli integroitu tyypillisen 15 kohteen läpäisseestä säteilystä saatu integroitu arvo, jonka on todettu antavan oikean valotuksen käytettävälle kuvareseptorille. On selvää, että kerran mitattua valotuksen tavoitearvoa voidaan muuttaa kullekin kuvareseptorityypille sopivaksi, jos esim. käytetään herkkyydeltään erilaisia reseptoreja.

Kuviossa 5 on lohkokaaviomaisesti esitetty kytkentä edellä kuvatun keksinnön mu-20 kaisen toiminnan aikaansaamiseksi. Kuviosta on nähtävissä yksittäiset detektorit la-le, joiden lähdöt 30 on suoraan kytketty integraattorien 20a-20e tuloihin, ts. jokaiselle detektorille on tässä oma integraattori, joka integroi suoraan ilman välivahvis-tusta detektorista lähtevää signaalia. Haluttaessa on myös mahdollista kytkeä kuva-alan 12 tai sekundäärikaihtimen raon 13 eri kohtiin sijoitettujen detektorien lähdöt 25 yhteen ja liittää tämä kytkentäpiste suoraan niille yhteisen integraattorin tuloon. Siten kuvion 5 mukaan on esim. kuvion 4 detektorien lg ja 1 f lähdöt kytketty yhteen ja välittömästi integraattorin 20m tuloon, jolloin nämä detektorit muodostavat detek-torijoukon lm. Samoin on detektorimatriisin lk detektorien lk j-lk4 lähdöt kytketty suoraan yhteen ja liitetty välittömästi integraattorin 20n tuloon, jolloin detektorit ; . 30 muodostavat detektorijoukon In. Näissäkin tapauksissa integrointi toteutetaan suo raan detektorien lähdöistä ilman välivahvistusta. Edellä kuvatut detektorien lähtöjen rinnankytkemiset ovat tietenkin vain esimerkinomaisia ja käytännössä detektorien lähtöjä kytketään tarvittaessa rinnan vain silloin, kun se katsotaan tuloksen kannalta tarkoituksenmukaiseksi. Keksinnön mukaisena periaatteena kuitenkin on, että detek-35 torista tai detektoreista saatava lähtösignaali integroidaan välittömästi ilman varsinaista välivahvistusta. Tällä välittömällä integroinnilla saadaan erityisesti signaali-kohina-suhdetta parannettua oleellisesti tunnettuun tekniikkaan verrattuna. Jos ni- 10 100296 mittäin detektorista saatavaa signaalia ensimmäisessä vaiheessa vahvistettaisiin, huononisi signaali-kohina-suhde siitä, mitä se on detektorin lähdössä, johtuen siitä, että vahvistimen oma kohina ja offset-jännite tulevat lisäksi. Detektorien herkän pinta-alan kasvattaminen, ts. detektorien rinnankytkeminen kylläkin jonkin verran 5 parantaa signaali-kohina-suhdetta, mutta keksinnön mukainen järjestely parantaa sitä ratkaisevasti enemmän. Kuten edellä on kuvattu, niin keksinnön mukaisen integ-rointijärjestelyn lisäksi voidaan hyödyntää myös detektorien rinnankytkentää, kunhan välissä ei käytetä esivahvistimia. Detektorien edessä käytettävien fluoresoivien levyjen vaikutuksesta saadaan myös signaali-kohina-suhdetta parannettua, mutta 10 tämäkin menettely on käytettävissä myös keksinnön mukaisen integrointimenettelyn lisäksi, jolloin signaali-kohina-suhde paranee entisestään. Keksinnön oleellisimpana piirteenä on siten, että detektoreista saatavaa signaalia integroidaan tietyn ajan yli niin lähellä detektorien lähtöä kuin suinkin mahdollista, jolloin pyritään välttämään kaikkia välillä olevia vahvistimia siinä määrin kuin se suinkin on mahdollista. Täl-15 laisella integrointimenettelyllä saadaan signaali-kohina-suhde paranemaan tunnettujen tekniikoiden mukaisiin ratkaisuihin verrattuna oleellisesti ja säätötulos siten huomattavasti tarkemmaksi.

Edellä kuvatun mukaisesti siis jokaisesta detektorista la-le jne. alkaa yksittäinen mittauskanava 24 ja vastaavasti kustakin detektorijoukosta lm ja In alkaa myös vas-20 taava mittauskanava 24. Näissä kussakin mittauskanavassa on siten oma integraat-torinsa 20a-20e, 20m ja 20n jne. Tarvittaessa näitä integraattoreita, joista käytetään yleisesti viitenumeroa 20, seuraa sovitusvahvistin 21, jolla integroitu signaali saadaan laadultaan sopivaksi kussakin kanavassa 24 seuraavaksi olevan analogia-digi-taalimuuntimen 22 tuloon. Tyypillisesti sovitusvahvistimissa tehdään signaalille 25 virta-jännite-muunnos. Näiden analogia-digitaalimuuntimien 22 lähdöstä mittauskanavat 24 on edelleen viety mikroprosessoriin 23. Lisäksi laitteisto käsittää muisti-elimet 29, joissa on useita ensimmäisiä muistiyksiköitä, joita on vähintään yksi jokaista mittauskanavaa 24 kohden. Jokainen ensimmäinen muistiyksikkö on kytketty linjalla 25 mikroprosessoriin 23. Jokaisessa ensimmäisessä muistiyksikössä on tal-: 30 lennettu useita ennalta määrättyjä valotusarvoja, joista jokainen keksinnön mukaan vastaa aina toisiaan seuraavien integrointiaikojen tai integrointituloksen lukujen odotettavissa olevaa arvoa. Mikroprosessori 23 vertailee siten jokaisesta kanavasta 24 aina kunkin yksittäisen integrointiajan jälkeen luetun integrointituloksen arvoa sitä vastaavaan muistielimien 29 vastaavaan ensimmäiseen muistiyksikköön tallen-35 nettuun vastaavaan ennalta määriteltyyn odotettavissa olevaan säteilyarvoon, minkä jälkeen mikroprosessori suorittaa vertailun ja saa tulokseksi erosignaalin. Näitä ero-signaaleita on siten yhtä monta kuin mittauskanavia 24 ja ensimmäisiä muistiyksi-

II

100296 π köitä ja niistä tulevia signaalikanavia 25. Kunkin integrointiajan lopussa saadaan siis erosignaalien joukko, jossa on kanavien määrän mukainen lukumäärä erosignaaleita. Tämän jälkeen mikroprosessori laskee näiden erosignaalien joukon perusteella jäljempänä selostettavalla tavalla yhteisvaikutustuloksen, joka syötetään röntgenputken 5 generaattoriin 3 kuvareseptoriin vaikuttavien muuttujien säätämiseksi.

Tämän lisäksi muistielimet 29 käsittävät toiset muistiyksiköt sellaisten ennalta asetettujen alkuvalotusarvojen tallentamiseksi, joilla varsinainen panoraamakuvaus, tomografiakuvaus tai vastaava aloitetaan. Näitä ennalta asetettuja alkuvalotusarvoja, ts. röntgenputken milliampeeriarvoja (mA), kilovolttiarvoja (kV) ja mahdollisesti 10 laitteen liikenopeuksia A, on useita ja ne voi olla ryhmitetty potilastyypeittäin, kuten sukupuolen, iän ja näiden erilaisten yhdistelmien mukaan tai jollakin muulla tavalla. Nämä alkuvalotusarvot voidaan valita myös jonkin yksittäisen ennen varsinaista kuvausta tehtävän esimittauksen perusteella. Näitä toisia muistiyksiköitä on tarpeen olla vain sellainen määrä, että em. kolme valotukseen vaikuttavaa suuretta saadaan 15 tallennettua halutulle määrälle erilaisia potilaita. Alkuvalotusarvojen valinta voidaan tehdä esim. säätimellä 28 tai aikaisemmin tallennettujen potilastietojen perusteella, joiden mukaan laite valitsee sellaiset alkuvalotusarvot, jotka oletettavasti sopivat kohteen kuvaukseen.

Integraattorien 20a-20n integrointien kestoajat on keksinnön mukaisesti järjestetty 20 niin lyhyiksi, että koko kuvauksen aikana kunkin detektorin tai detektorijoukon mittaussignaali integroidaan vähintään viisi kertaa. Edullisessa keksinnön toteutus-muodossa integrointien kestoaika on vakio ja se on sama kaikille laitteen integraat-toreille. Edullisesti integrointiaika jäljestetään niin lyhyeksi, että panoraamakuvauk-• sen koko aikana tai tomografiakuvauksen koko aikana tapahtuu vähintään kymme- 25 nen integrointia ja tyypillisesti 30-100 integrointia, jolloin edellä kuvatulla tavalla kukin integrointi tarkoittaa integroidun arvon lukua ja tarvittaessa integraattorin nollausta. Siten integrointien kestoaika on välillä 20 ms - 1000 ms ja edullisesti välillä 70 ms - 300 ms. Laitteen muistielimiin 29 on sen ensimmäisiin muistiyksiköihin tallennettu kutakin integrointiajan päättymistä ja kutakin detektoria tai vastaavasti 30 detektorijoukkoa vastaava tavoitevalotusarvo erosignaalien saamiseksi. Siten, jos esim. kuvion 1 mukaisessa panoraamakuvauksessa suoritetaan edellä mainitut viisi integrointia kuvion 2 mukaisilla viidellä detektorilla la-le, on muistielimiin 29 tallennettu kaikkiaan 25 lukemaa. Näistä viisi ensimmäistä lukemaa vastaavat esim. detektorin la-le kohdilta odotettavissa olevia lukemia kuvauskohteen 6, eli leuka-35 luun reunan alueelta. Seuraavat viisi lukemaa vastaavat leukaluun vasemman puolen keskivaiheelta odotettavissa olevia viittä detektorien la-le asemia vastaavia luke- 12 100296 mia, kolmannet viisi lukemaa vastaavat leukaluun kärjen alueelta detektorien la-le kohdilta odotettavissa olevia lukemia ja neljännet ja viidennet odotettavissa olevat lukemat vastaavat leukaluun oikean puolen keskivaiheelta ja loppureunasta detektorien la-le asemien mukaisia arvoja. Edellä on esitetty vain eräs yksinkertaistettu 5 esimerkki, jolla jäljempänä kuvattava vertailu saadaan helposti ymmärrettäväksi ja joka ei välttämättä mitenkään vastaa todellisessa laitteessa käytettäviä huomattavasti monimutkaisempia vertailuperusteita. Keksinnön mukaisesti jokaisen integrointijak-son lopussa verrataan kustakin detektorista integroimalla saatua arvoa kyseisen kohdan odotusarvoon, joka on tallennettu edellä kuvatulla tavalla lukemana muisti-10 elimien ensimmäiseen muistiyksikköön. Tässä tapauksessa kunkin viiden päällekkäisen detektorin antamaa integroitua mittaustulosta verrataan vastaavaan ensimmäiseen muistiyksikköön tallennettuun sellaiseen valotusarvoon, joka on odotettavissa leukaluun kyseisestä kohdasta ja joka antaa kuvareseptorille oikean valotuksen. Viiden näin saadun erosignaalin avulla mikroprosessori 23 säätää röntgengeneraattorin 15 3 röntgenputkeen 4 syöttämiä arvoja mA ja/tai kV. Ensisijaisesti mikroprosessori 23 säätää väylää 26 pitkin röntgenputken virtaa (mA), mutta myös mahdollisesti väylää 27 pitkin röntgenputken jännitettä (kV). Mikroprosessori säilyttää nämä säädetyt röntgenputken arvot vakioina seuraavaan integroitujen mittausarvojen lukuhetkeen saakka. Jos kuvion 1 tapauksessa käytetään mainittuja viittä detektoria, mutta integ-20 rointi tapahtuu kymmenen kertaa, on muistielimien 29 ensimmäisiin muistiyksiköi-hin tallennettu 50 valotuksen oletusarvoa, ja jos integrointi tapahtuu 100 kertaa, on muistiyksiköihin tallennettu vastaavasti 500 valotuksen odotusarvoa. Vastaavasti to-mografiakuvauksessa, jos käytetään kuvion 4 mukaista yhdeksää detektoria jokaista erikseen ja kymmentä integrointikertaa kuvauksen aikana, on muistielimiin tallen-25 nettuna 90 valotuksen tavoitearvoa ja jos integrointeja tapahtuu 100 kertaa, on muistielimien muistiyksikköön tallennettu 900 valotuksen odotusarvoa. On selvää, että tallennettujen valotusten tavoitearvojen lukumäärä siis riippuu paitsi detektorien ja siten mittauskanavien lukumäärästä myös integrointien kestoajasta. Muistielimien 29 ensimmäisiin muistiyksiköihin tallennetut valotuksen odotusarvot vastaavat nu-30 meeriselta arvoltaan tyypillisestä kohteesta saatua vastaavalla tavalla integroimalla \ saatavaa arvoa eivätkä hetkellistä signaaliarvoa, jotta vertailukelpoisuus mitattujen arvojen ja tallennettujen arvojen välillä säilyisi.

Keksinnön mukainen menetelmä ja laite siis toimii seuraavalla tavalla. Ennen kuvauksen aloitusta laite määrittää annettujen tai tallennettujen potilastyyppitietojen tai 35 jonkin sopivan ennakkomittauksen perusteella potilaan kuvattavaan kohteeseen todennäköisesti sopivat valotusarvot ja siten röntgenputken 4 ja kuvareseptorikotelon 9 liikenopeudet, röntgenputken jännitteen kV ja röntgenputken virran mA. Kuvauk- 13 100296 sen aikana ei keksinnön mukainen valotusautomatiikka muuta ainakaan ensisijaisesti laitteen liikkeiden A ja B nopeuksia hyvän kuvaustuloksen saamiseksi. Tämän jälkeen aloitetaan varsinainen panoraamakuvaus tai tomografiakuvaus, jonka aikana detektorit la-le tai la-li tai muut vastaavat detektorit, jotka sijaitsevat kuvaresep-5 torin 7 takana saavat tietyn säteilyn, joka riippuu mittauskohteen 6 läpäisevyydestä sen eri kohdissa. Kuvauksen aikana integroidaan detektoreista 1 saatuja signaaleja edellä kuvatulla tavalla. Kun esim. vakio integrointiaika on lopussa, verrataan kutakin integroimalla saatua mittausarvoa muistielimien ensimmäisiin muistiyksiköihin tallennettuihin vertailuarvoihin, ja erosignaalien perusteella mikroprosessori laskee 10 jäljempänä tarkemmin selostettavan ohjelman avulla muutokset röntgenputken arvoihin, ts. joko jännitteeseen tai virtaan. Tavallisimmin säädetään pelkästään röntgenputken virtaa mA. Panoraamakuvaus tai vastaavasti tomografiakuvaus jatkuu koko prosessin ajan tasaisella nopeudella ja aina integrointijakson lopussa toteutetaan edellä mainittu toimenpide, jonka jälkeen asetetut röntgenputken arvot säilyvät 15 seuraavan jakson eli integrointiajan loppuun. Näin koko kuvareseptori 7 tulee valotetuksi ilman äkkinäisiä valotusarvon muutoksia, mutta kuitenkin kohteen 6 läpäisy huomioon ottaen. Säätötulos on erinomainen edellä kuvatulla tavalla myös siitä syystä, että häiriösignaalien, kuten kohinan, vaikutus on minimaalinen. Jossain muun tyyppisessä kuin edellä kuvatussa röntgenkuvauksessa voidaan säteilyn detek-20 tointi suorittaa myös siirtyvästä sädekeilasta.

Muistielimien 29 ensimmäisiin muistiyksiköihin tallennettujen valotuksen tavoitearvojen lisäksi voi muistielimiin olla edullisesti tallennettu ennalta määrätty valotuksen yläraja-arvo ja/tai alaraja-arvo, joita käytetään seuraavasti. Jos detektorista 1 saatu integroitu mittaussignaali ylittää tämän ennalta asetetun yläraja-arvon tai alit-25 taa tämän ennalta asetetun alaraja-arvon, voidaan todeta, että mittauskohteessa 6 on jokin poikkeuksellinen alue, kuten hampaassa paikka tai jokin aukko. Tässä tapauksessa mikroprosessori 23 on ohjelmoitu siten, että ei käytetä tässä poikkeuksellisessa kohdassa tavoitevalotusarvon ja mitatun arvon erosignaalia, vaan korvataan tämä poikkeuksellinen niitattu signaali joko kyseisen detektorin yhden aikaisemman in-: 30 tegroinnin arvolla tai useampien aikaisempien integrointien keskiarvolla tai useam pien aikaisempien integrointien painotetulla keskiarvolla tai muulla ennalta määritellyllä arvolla. Tämä siis tarkoittaa sitä, että liian paljon, ts. enemmän kuin tietyn määritellyn poikkeama-arvon verran, ennalta asetetusta valotuksen tavoitearvosta poikkeava mittausarvo hylätään ja korvataan muulla, jollain edellä kuvatulla arvolla.

35 Edellä on kuvattu keksinnön edullista toteutusmuotoa, jossa integrointien kestoajat on asetettu vakioiksi. Tällöin kunkin integrointijakson lopussa verrataan saatua integroitua mittaussignaalia muistielimiin 29 tallennettuihin vastaaviin integroituihin 14 100296 tavoitearvoihin. Vaihtoehtoisesti voidaan kuitenkin järjestää integrointien kestoajat muuttuviksi, jossa tapauksessa voidaan mittaussignaalien ja ensimmäisiin muistieli-miin tallennettujen signaalien vertailu toteuttaa kahdella eri tavalla. Ensinnäkin voidaan määritellä mittaussignaalien ja muistielimiin tallennettujen valotusarvojen ver-5 tailuhetkeksi se ajankohta, jolloin ennalta asetettu osuus kaikista detektorien 1 antamista mittaussignaalien integroiduista arvoista saavuttaa tai ylittää niille ennalta määrätyt ja ensimmäisiin muistiyksiköihin tallennetut valotusarvot. Tämän jälkeen voidaan tänä ajankohtana verrata kustakin detektorista saatua mittaussignaalin arvoa vastaavaan muistielimien ensimmäisiin muistiyksiköihin tallennettuihin valotusar-10 voihin, minkä jälkeen erosignaalien perusteella mikroprosessori säätää röntgenput-ken arvoja. Vaihtoehtoisesti voidaan mikroprosessori järjestää vertaamaan sitä aikaeroa, jolla kustakin detektorista saadun ennalta määrätyn suuruisen ja ensimmäisiin muistiyksiköihin tallennetun arvon saavuttaminen poikkeaa ennalta määrätystä ta-voiteintegrointiajasta. Kustakin detektorista saatujen aikaerojen perusteella mikro-15 prosessori säätää röntgenputken arvoja. Näiden kahden menettelytavan ero on siten se, että toisessa vertaillaan tiettynä ajanhetkenä detektoreista saatujen integroitujen mittaussignaalien voimakkuutta muistissa olevien arvojen voimakkuuteen ja toisessa menettelyssä verrataan tiettyyn signaalivoimakkuuteen tarvittavien integrointiaiko-jen ja tavoiteintegrointiajan eroa.

20 Näiden kaikien kolmen erilaisen menettelytavan lopputulos on käytännössä sama, mutta laitteiston yksityiskohta ja mikroprosessorin ohjelmointi on tietenkin sovitettava kuhunkin menettelyyn tarkoituksenmukaiseksi.

Keksinnön mukaisessa laitteessa käytettävät detektorit 1 voivat olla mitä tahansa sinänsä tunnettua tarkoitukseen soveltuvaa tyyppiä ja samoin integraattorit 20 voivat 25 olla mitä tahansa kaupallisesti saatavissa olevaa tarkoitukseen soveltuvaa tyyppiä ja vastaavalla tavalla puskurivahvistimet 21 ja analogia-digitaalimuuntimet 22voivat olla mitä tahansa kaupallisesti saatavissa olevaa tarkoitukseen soveltuvaa tyyppiä. Mikroprosessori 23 voi olla tavanomainen kiinteälogiikkainen prosessori ja siinä voidaan käyttää yhteisvaikutustuloksen laskentaan joko kiinteää ennalta määriteltyä 30 sääntökokoelmaa tai muuttuvaa sääntökokoelmaa, ts. sumeaa ohjelmaa, mikä vastaa sumeaa logiikkaa. Voidaan myös käyttää varsinaista ei-kiinteälogiikkaista prosessoria, jolloin yhteisvaikutustulos lasketaan muuttuvalla sääntökokoelmalla eli sumealla logiikalla. Joka tapauksessa edellä kuvattujen erosignaalien perusteella lasketaan jonkinlainen keskiarvo röntgenputken arvojen säätämiseksi väylien 26, 27 kautta.

35 Prosessorissa käytettävän ohjelman tyypistä riippuen tämä keskiarvo voi olla laskettu huomattavan eri tavoin ja vieläpä muuttuvalla tavalla käytettäessä edellä mainittua sumeaa ohjelmointia tai sumeaa logiikkaa.

il

Claims (17)

15 100296

1. Menetelmä kuvareseptorin valotuksen automaattiseksi säätämiseksi kuvauksen aikana panoraamaröntgenkuvauksessa tai röntgentomografiassa tai vastaavassa kuvauksessa, jossa säteilylähteen antama säteily kulkee kuvauskohteen läpi alue alu- 5 eelta kuvaten kohteen näiden peräkkäisten vaiheiden muodostaman kuvausajan aikana kuvareseptorille, jossa menetelmässä kuvareseptorille tulevan säteilyn intensiteettiä mitataan säteilyn kulkusuunnassa reseptorin taakse sijoitetuilla vähintään kahdella detektorilla, joiden antamien mittaussignaalien ja ennalta määrättyjen vertailuarvojen perusteella säädetään kuvausajan aikana ainakin jotakin kuvareseptorin 10 valottumiseen vaikuttavista muuttujista, tunnettu siitä, että jokaisesta detektorista saatava kuvauksen kuluessa vaihteleva mittaussignaali integroidaan tietyn ajan yli välittömästi ja toisista mittaussignaaleista riippumattomasti erikseen, että tätä integrointia toteutetaan koko kuvauksen ajan, jolloin yksittäisen integroinnin kestoaika on oleellisesti lyhyempi kuin koko kuvausaika ja että kunkin yksittäisen integroinnin 15 tulosta vertaillaan sitä vastaavaan ennalta määrättyyn valotusarvoon ja vähintään yhtä kuvareseptorin valottumiseen vaikuttavista muuttujista säädetään mainittujen vertailujen yhteisvaikutuksen perusteella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yksittäisten 20 integrointien kestoaika on järjestetty niin lyhyeksi, että koko kuvauksen aikana kunkin detektorin mittaussignaali integroidaan vähintään viisi kertaa, edullisesti vähintään 10 kertaa ja tyypillisesti 30-100 kertaa, jolloin kuvareseptorin valottumiseen vaikuttavia muuttujia säädetään tarvittaessa jokaisen integroinnin päättymisen yhteydessä saadun vertailujen yhteisvaikutuksen perusteella ja että mainittu ennalta 25 määrätty valotusarvo on muodostettu tavoitevalotusta vastaavien intensiteettien yhdeksi tietyn ajan yli integroiduksi arvoksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitut integrointien kestoajat on asetettu: joko 30. ainakin kutakin mittauskertaa varten vakioiksi, jolloin detektoreista saatuja mit- : taussignaalien arvoja vertaillaan ennalta määrättyihin valotusarvoihin kulloisenkin vakiokestoajan lopussa; tai - muuttuviksi siten, että kestoajaksi muodostuu se ajanjakso, jonka kuluessa ennalta asetettu osuus kaikista detektorien antamista mittaussignaalien arvoista saavuttaa tai 35 ylittää niille ennalta määrätyt valotusarvot.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että integrointien kestoajan ollessa asetettu vakioksi vertaillaan tämän vakiokestojan lopussa kunkin 16 100296 detektorin mittaussignaalista integroitua arvoa ennalta määrättyyn sitä vastaavaan yhteen tavoitevalotuksen mukaiseen integroituun valotusarvoon, minkä jälkeen näiden mainittujen niitattujen integroitujen arvojen ja ennalta määrättyjen integroitujen valotusarvojen erosignaalien ennalta määritellyllä tavalla lasketun keskiarvon perus-5 teella säädetään ainakin röntgenputken virtaa.

5 Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu integrointien vakio kestoaika on asetettu laitteen kaikille mittaussignaali-integraatto-reille samaksi ja kuvausajan aikana samana pysyväksi ja että tämä kestoaika on vä-10 Iillä 20 ms - 1000 ms, edullisesti välillä 70 ms - 300 ms.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että integrointien kestoajan ollessa asetettu muuttuvaksi vertaillaan tämän ajanjakson lopussa kunkin detektorin toteutunutta integrointiaikaa ennalta määrättyyn tavoiteintegrointiaikaan, 15 minkä jälkeen aikaerosignaalien ennalta määritellyllä tavalla lasketun keskiarvon perusteella säädetään ainakin röntgenputken virtaa.

7. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että integrointien kestoajan ollessa asetettu muuttuvaksi vertaillaan tämän ajanjakson lopussa kunkin 20 detektorin mittaussignaalista integroitua arvoa ennalta määrättyyn sitä vastaavaan ennalta määrättyyn integroituun valotusarvoon, minkä jälkeen näiden intensiteettien erosignaalien ennalta määritellyllä tavalla lasketun keskiarvon perusteella säädetään ainakin röntgenputken virtaa. • 25 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jos yksittäisen mittaussignaalin suuruus ylittää tai alittaa ennalta asetetulla määrällä tai enemmän sitä vastaavan ennalta määrätyn valotusarvon, korvataan tämä mittaussignaali kyseistä integrointiajanjaksoa varten kyseisen detektorin aikaisempien integrointien keskimääräisellä arvolla tai tiettyjen edeltävien integrointien keskimää-30 Täisellä arvolla, kokonaiskeskiarvolla tai muulla ennalta määritellyllä arvolla ja että f kunkin mainitun kuvausajan aikana pidetään laitekomponenttien mekaaniset liikeno- peudet oleellisesti muuttumattomina asetusarvoissaan.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 35 kukin yksittäinen panoraamakuvaus, tomografiakuvaus tai vastaava aloitetaan ennalta asetetulla alkuvalotusarvolla, joka on eräs useista mahdollisista laitteeseen tallen-‘netuista alkuvalotusarvoista, joista kukin vastaa jotakin ennalta määriteltyä kohdetyyppiä. il 17 100296

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säteilyn detek-tointia mittaussignaalien saamiseksi toteutetaan oleellisesti koko kuva-alalla: - järjestämällä useita detektoreita välimatkan päässä toisistaan oleviin kiinteisiin paikkoihin oleellisesti koko kuva-alalle; tai 5. järjestämällä detektorit liikkumaan röntgensädekeilan mukana oleellisesti koko ku va-alan yli; tai - jäljestämällä detektorit pysymään kiinteässä kohdassa ja röntgensädekeilassa, jolloin kuvareseptorin liikkuessa sädekeilan poikki detektointi tapahtuu oleellisesti koko kuva-alan yli. 10

11. Laitteisto kuvareseptorin valotuksen automaattiseksi säätämiseksi kuvauksen aikana panoraamaröntgenkuvauksessa tai röntgentomografiassa tai vastaavassa kuvauksessa, jossa kuvaus tapahtuu kohteen (6) alue alueelta ja näiden peräkkäisten vaiheiden muodostamassa kuvausajassa, laitteiston käsittäessä: 15. säteilylähteen (4) ja kuvareseptorin (7), jolloin tämän lähteen antama säteily (5) kulkee niiden väliin sijoitetun kuvauskohteen läpi kuva-alan muodostavalle kuvare-septorille; - vähintään kaksi toisistaan välimatkan päässä olevaa detektoria (1), jotka sijaitsevat säteilyn (5) kulkusuunnassa kuvareseptorin takana ja jotka mittaavat kuvareseptoril- 20 le tulevan säteilyn intensiteettiä; - muistielimet (29) kuvareseptorin valotuksen vertailuarvojen tallentamiseksi; ja - säätöelimet (3), jotka detektoreista saatujen signaalien ja vertailuarvojen perusteella säätävät kuvauksen aikana ainakin jotakin kuvareseptorin valottumiseen vaikuttavista muuttujista, 25 tunnettu siitä, että laite edelleen käsittää: - integraattorin (20a, 20b, 20c, ...; 20m; 20n) jokaista erillistä detektoria (la, Ib, le,...) tai detektorijoukkoa (lm; In) varten ja integraattorit ovat kytkettyinä suoraan detektorien lähtöihin, jolloin jokaisesta detektorista tai vastaavasti detektorijoukosta (1) alkaa mittauskanava (24) ja integraattorien yksittäisten integrointien kestoajat on 30 aseteltu lyhyemmiksi kuin koko kuvausaika; * ; - muistielimissä (29) useita ensimmäisiä muistiyksiköitä ja vähintään yhden jokaista mittauskanavaa (24) kohden, useiden ennalta määritettyjen valotusarvojen tallentamiseksi; sekä - laskentayksikön (23), joka vertailee eri kanavista saatua kutakin integraalia vastaa-35 van kanavan muistiyksikköön ennalta tallennettuun valotusarvoon ja muodostaa ver- tailutuloksista yhteisvaikutustuloksen, joka syötetään (26, 27) mainittuihin säätöeli-: miin (3). 18 100296

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että säätöelimet (3) käsittävät välineet röntgenputken (4) virran säätämiseksi kuvauksen aikana mainitun yhteisvaikutustuloksen perusteella, että integraattoreissa (20) on integrointien kesto-ajaksi asettu arvo, joka on välillä 20 ms - 1000 ms, edullisesti välillä 70 ms - 300 5 ms, ja että laskentayksikkö (23) on joko kiinteälogiikkainen prosessori, jolloin yh-teisvaikutustulos lasketaan ennalta määritellyllä tai muuttuvalla sääntökokoelmalla tai vaihtoehtoisesti laskentayksikkö on jokin ei-kiinteälogiikkainen prosessori, jolloin yhteisvaikutustulos lasketaan muuttuvalla sääntökokoelmalla.

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitteisto, kun kuvauslaitteena on panoraa- maröntgenkuvauslaite, tunnettu siitä, että detektorit (1) sijaitsevat siten, että niillä on ainakin kuvareseptorin (7) ja/tai sädekehän (5) liikesuuntaa (B, A) vastaan kohtisuoria ja siten kuva-alan korkeussuuntaisia (H) keskinäisiä välimatkoja (LI), edullisesti detektorit sijaitsevat kuva-alan korkeussuuntaisessa rivissä sädekehän kohdalla 15 ja detektoreita (1) on kuva-alan korkeussuunnassa vähintään kolme kappaletta ja edullisesti neljä tai viisi kappaletta.

14. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitteisto, kun kuvauslaitteena on röntgento-mografialaite, tunnettu siitä, että detektorit (1) sijaitsevat siten, että niillä on keski-20 näisiä välimatkoja (LI, L2) jossakin kahdessa toisiaan vastaan kohtisuorassa suunnassa, edullisesti detektorit sijaitsevat sädekehän (5) alueella etäällä toinen toisistaan olevissa kohdissa ja että detektoreja (1) on vähintään neljä kappaletta kuva-alan toisiaan vastaan kohtisuorissa suunnissa molemmissa ainakin kahdella tai kolmella välimatkan päässä toisistaan olevalla kohdalla ja edullisesti detektoreja on viidestä 25 yhdeksään kappaletta kuva-alan toisiaan vastaan kohtisuorissa suunnissa molemmissa ainakin kolmella välimatkan päässä toisistaan olevalla kohdalla ja että detektoreilla (1) on oleellisia välimatkoja ainakin kuvareseptorin (7) ja/tai sädekehän (5) liikesuuntaa (A) vastaan kohtisuorassa suunnassa.

15. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kuhunkin muis- tiyksikköön on ennen kuvauksen alkua tallennettu kyseisen mittauskanavan (24) kaikkien integrointijaksojen lopussa odotettavissa olevat integroidut valotusarvot, jotka vastaavat kukin tiettyä kuvauskohteen (6) kuvautumisaluetta.

16. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että detektorit (1) ovat säteilylle herkkiä diodeja tai transistoreja ja että niiden edessä röntgensäteily-lähteeseen (4) päin on fluoresoiva vahvistuslevy (14) saatavan mittasignaalin suurentamiseksi. 19 100296

17. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että muistielimissä (29) on toiset muistiyksiköt sellaisten ennalta asetettujen alkuvalotusarvojen tallentamiseksi, joilla varsinainen panoraamakuvaus, tomografiakuvaus tai vastaava aloitetaan, että näitä ennalta asetettuja alkuvalotusarvoja on useita ja että laite käsittää 5 välineet (28) niistä kuhunkin yksittäiseen kuvaukseen tarkoituksenmukaisen alkuva-lotusarvon valitsemiseksi.