FI105448B

FI105448B - Menetelmä ja laitteisto pään ja kaulan alueen röntgenkuvaamiseksi

Info

Publication number: FI105448B
Application number: FI990608A
Authority: FI
Inventors: Jyrki Ojanperae; Douglas Woods
Original assignee: Instrumentarium Oy
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2000-08-31
Also published as: FI990608A0; WO2000057788A1

Description

105448

Menetelmä ja laitteisto pään ja kaulan alueen röntgenkuvaamiseksi

Esillä olevan hakemuksen kohteena on menetelmä pään ja kaulan alueen röntgenkuvaamiseksi, erityisesti kolmiulotteisten röntgenkuvien tuottamiseksi 5 kuvattavasta kohteesta, jossa menetelmässä käytetään röntgenlähteellä varustettua kuvauslaitetta ja ainakin valotuksen aikana liikkumatonta digitaalista kuva-anturia, joka sijoitetaan kuvauslaitteen röntgenlähteen säteilykenttään röntgenlähteestä katsoen kulloinkin kuvattavan kohteen taakse. Keksinnön kohteena on lisäksi laitteisto pään ja kaulan alueen röntgenkuvaamiseksi, 10 erityisesti kolmiulotteisten röntgenkuvien tuottamiseksi kuvattavasta kohteesta, johon laitteistoon kuuluu röntgenlähteellä varustettu kuvauslaite ja digitaalinen kuva-anturi, joka sijoitetaan kuvauslaitteen röntgenlähteen säteilykenttään ainakin valotuksen aikana liikkumattomasti röntgenlähteestä katsoen kulloinkin kuvattavan kohteen taakse.

15

Kolmiulotteiset kuvausmenetelmät, kuten esim. US-patenteissa 5 668 844 ja 5 359 637 esitetyt, edellyttävät usean kuvan ottamista kohteesta eri suunnista. Tällaiset eri suunnista otetut kuvat voidaan ottaa automaattisesti käyttämällä esim. hakijan Fl-hakemuksessa 980146 esittämää menetelmää, jossa käytetään • t · 20 kuvaukseen panoraamaröntgenlaitetta. Tällainen panoraamaröntgenlaite ei • · ’ ”; ’ kuitenkaan ole toimiva ratkaisu silloin, kun kolmiulotteinen röntgenkuva halutaan

• · I

ottaa siirtämättä potilasta hammaslääkärin tuolista. Panoraamaröntgenlaite * tarjoaa myös kolmiulotteista kuvausta ajatellen rajoitetun liikeradan • · · röntgenlähteelle, jolloin kuvan laatu ei ole paras mahdollinen. Niinpä keksinnön • · · .................

25 eräänä tärkeänä päämääränä on aikaansaada parannettu menetelmä ja laitteisto kolmiulotteisten röntgenkuvien muodostamiseen pään tai kaulan alueen jostakin • * · osasta, esim. hampaasta, joka menetelmä on lisäksi edullisesti automatisoitu.

• · · ---------- „ * ** * • · ·

Keksinnön päämäärien aikaansaamiseksi on keksinnön mukaiselle menetelmälle ' 30 tunnusomaista se, että menetelmässä laitteen röntgenlähde asetetaan halutulla etäisyydellä kuva-anturista sijaitsevalle säteilytystasolle ja röntgenlähdettä M M f .......

' ' liikutetaan mainitussa säteilytystasossa pitkin olennaisesti ympyrämäistä rataa siten, että röntgenlähteen keskisäde osoittaa liikkeen aikana samaan pisteeseen; 2 105448 että menetelmässä anturi sijoitetaan tähän pisteeseen tai sen lähelle; ja että kohteen kuvaamiseksi eri suunnista röntgenlähde valinnaisesti pysäytetään ympyrämäisen radan eri kohtiin kussakin halutussa kuvaussuunnassa tapahtuvan valotuksen ajaksi tai valotus tehdään röntgenlähteen liikkuessa.

5

Keksinnön mukaisen menetelmän edullisia suoritusmuotoja on kuvattu epäitsenäisissä vaatimuksissa 2-7.

Keksinnön mukaiselle laitteistolle on puolestaan tunnusomaista se, että 10 laitteeseen kuuluu välineet röntgenlähteen asettamiseksi halutulla etäisyydellä kuva-anturista sijaitsevalle säteilytystasolle ja välineet röntgenlähteen liikuttamiseksi mainitussa säteilytystasossa pitkin olennaisesti ympyrämäistä rataa siten, että röntgenlähteen keskisäde osoittaa liikkeen aikana samaan pisteeseen, johon pisteeseen tai sen lähelle anturi on sijoitettuna; ja että kohteen • 15 kuvaamiseksi eri suunnista laitteeseen kuuluu välineet valinnaisesti pysäyttämään röntgenlähteen ympyrämäisen radan haluttuihin kohtiin kussakin halutussa kuvaussuunnassa tapahtuvan valotuksen ajaksi tai suorittamaan valotuksen röntgenlähteen liikkeen aikana.

* • · » M* 20 Keksinnön mukaisen laitteiston edullisia suoritusmuotoja on kuvattu • ·

» I

'' I epäitsenäisissä vaatimuksissa 10-12.

• · · • » · «M • « • »

Seuraavassa keksintöä selostetaan lähemmin oheisiin piirustuksiin viitaten, • · · joissa: • · · 25

Kuviot 1 ja 2 kuvaavat kaavallisesti röntgensäteiden kulkua keksinnön mukaista • * · 9 menetelmää sovellettaessa, • · · *

• · I

• · · • ·

Kuviot3-6 esittävät keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävän

I I

30 laitteiston erästä suoritusmuotoesimerkkiä kaaviollisina sivulta, • · • « · *·’·’ päältä, ja edestä nähtynä ja perspektiivisenä kuvantona vastaavassa järjestyksessä, ja i 3 105448

Kuviot 7 ja 8 esittävät kuvioiden 3-6 mukaisen laitteiston erästä yksityiskohtaa suurennetussa mittakaavassa.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaisesti keksinnön mukaisessa menetelmässä röntgenlähde 5 on sijoitettu liikkumaan säteilytystasossa pitkin ympyränmuotoista rataa 20 siten, että radan 20 eri kohdista 22 lähtevät röntgensädekenttien keskisäteet 21 leikkaavat toisensa samassa pisteessä 23, johon pisteeseen 23 tai sen läheisyyteen sijoitetaan ainakin valotuksen ajaksi liikkumattomasti digitaalinen kuva-anturi, esimerkiksi säteilyherkkä puolijohdeanturi, kuten CCD-sensori tai 10 jokin muu digitaalista kuvainformaatiota tuottava anturijärjestelmä. Anturi sijoitetaan kuvattavan kohteen taakse, esim. suuhun tai suun ulkopuolelle. Tämän anturin säteilyinformaatiota vastaanottava pinta sijaitsee edullisesti olennaisesti yhdensuuntaisessa tasossa ympyränmuotoisen radan 20 sisältävään säteilytystasoon nähden. Ympyräradan 20 keskiakselin 25 ja 15 röntgensäteiden keskisäteiden 21 välinen kulma 24 on säädettävissä sen mukaan, mikä on haluttu kuvanlaatu, ts. kerroksen paksuus ja tämä kulma määrää myös säteilytystason etäisyyden pisteeseen 23 tai sen lähelle sijoitetusta kuva-anturista. Tämän kulman määrittämiseen vaikuttaa myös se, onko kuva-anturi potilaan suussa vai suun ulkopuolella.

•V 20 • ·

Menetelmää käytettäessä röntgenlähteen liike voidaan valinnaisesti pysäyttää i · < • · « ::: kussakin halutussa kuvaussuunnassa tapahtuvan valotuksen ajaksi, kohdat 22 * · ympyräradalla 20. Kuvaajan painaessa kytkintä röntgenlaite valottaa • « - ----------- ensimmäisen kuvan ja siirtyy automaattisesti seuraavaan kuvauskohtaan. Kun • · · 25 digitaalinen kuva-anturi on tallentanut ja siirtänyt kuvainformaation jatkokäsittelyyn, esim. tietokoneelle, ja on jälleen valmis seuraavan kuvan • ♦ · ---------- . ·: ·. tallentamista varten valottaa röntgenlaite seuraavan kuvan ja jatkaa näin kunnes m - ympyrän 20 kehä on kierretty kokonaan. Kuvaus voidaan suorittaa myös • « · röntgenlähteen liikkuessa liikkeen ollesa riittävän hidas. Tyypillisesti kuvia ”r 30 otetaan 8-20, mutta niitä voi olla enemmän tai vähemmän.

«cc «Cc C · ...................-- · ' * Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävään laitteeseen kuuluu kuvioiden 3-8 esittämän suoritusmuodon tapauksessa tukirakenteeseen esim. seinään tai 4 105448 pilariin kiinnitettävä liitoskappale 5, johon on nivelöity nivelvarsi 2 sallien eri suuntiin tapahtuvat liikkeet. Nivelvarren 2 päähän on asennettu ympyrän osan muotoinen tukikaari 10, joka on käännettävissä esim. varteen 2 järjestetyn moottorin (ei esitetty) avulla ensimmäisen kääntöakselin A ympäri. Tukikaaren 10 5 vapaaseen ulkopäähän on liitetty kiinnityshaarukka 6, joka on käännettävissä toisen kääntöakselin B ympäri esim. moottorin 13 avulla, joka moottori on peitetty suojakotelolla 14. Tukihaarukkaan 6 on nivelöity niveltapin 7 avulla kotelo 3, jonka sisäpuolella on röntgenlähde (ei esitetty), josta lähtevä röntgensädekimppu kulkee sädekentän rajaavan putkimaisen osan 4 läpi. Kotelo 3 on käännettävissä 10 kolmannen kääntöakselin C ympäri esim. kotelon sisälle sijoitetun moottorin (ei esitetty) avulla. Ensimmäinen ja toinen kääntöakseli A ja B sijaitsevat edullisesti olennaisesti 90° kulmassa toisiinsa nähden sijaiten kuvioiden 3-6 esittämässä suoritusmuodossa olennaisesti vaakatasossa akselin C sijaitessa puolestaan pystytasossa. Tällainen kolmen akselin ympäri tapahtuvan kääntöliikkeen salliva 15 laite mahdollistaa röntgenlähteen asettamisen haluttuun valotussuuntaan kuvattavaan kohteeseen nähden ja röntgenlähteen kulun pitkin ympyränmuotoista rataa 20.

. . Haarukkaosaan 6 on lisäksi järjestetty mitta-asteikolla varustettu aukko 9 ja siinä • ♦ · 20 liikkuva osoitin 8, joiden avulla kotelon 3 ja siten röntgensäteiden suunta on • · ’' I * helposti asetettavissa halutuksi.

• · · I « · I « f • · « • « l\lm Röntgenlähteen sisältävä kotelo 3 on edullisesti tasapainotettu pyörimisliikkeen * ♦ · aikaisten värähtelyongelmien välttämiseksi. Vaihtoehtoisesti tai sen lisäksi » » · 25 nivelvarren 2 eri nivelkohdat voivat olla lukittavissa värähtelyn eliminoimiseksi.

··· • · · • · ·

Asetettaessa röntgenlähdettä halutulle säteilytystasolle voidaan sen etäisyys • · · « anturista mitata ja kohdistus anturiin asettaa esim. mekaanisesti, valonsäteen • · · avulla tai ultraäänen avulla. Mekaaniseen mittaukseen voidaan käyttää esim.

* · 30 koteloon 3 sijoitettavaa, pituudeltaan säädettävää mittasauvaa, joka sijoitetaan • f * esim. kuva-anturiin liitettyä, suun ulkopuolella olevaa vastetta vasten. Tämä etäisyyden määrittäminen voidaan myös automatisoida tarvittaessa.

i 105448 5

Keksinnön mukainen intraoraaliröntgenlaitteen kaltainen röntgenlaite voidaan tuoda potilaan luokse tämän istuessa hoitotuolissa välttäen täten potilaan siirtelyn. Laite on tarkoitettu erityisesti kolmiulotteisten röntgenkuvien tuottamiseen mutta sitä voidaan tarvittaessa käyttää myös tavalliseen 5 kaksiulotteiseen röntgenkuvaukseen.

Keksintöä ei ole rajoitettu edellä esitettyihin suoritusmuotoihin vaan sitä voidaan muunnella oheisten vaatimuksien määrittämän suoja-alan sisällä. Esimerkiksi välineisiin röntgenlähteen asettamiseksi halutulla etäisyydellä kuva-anturista 10 sijaitsevalle säteilytystasolle voikuulua kuvion 9 mukaisesti tukirakenteeseen kiinnitetty nivelvarsi 2, jonka päähän on järjestetty nivelletystä röntgenlähteen sisältävä kotelo 3 ja joka röntgenlähde on järjestetty liikkumaan pyörähdysliikkeessä kotelon sisällä. Tällä ratkaisulla aikaansaadaan mekaanisesti hieman yksinkertaisempi ratkaisu, jolla vältytään esimerkiksi 15 kuviossa 8 esitettyjen tukikaaren 10 ja kiinnityshaarukan 6 käytöltä.

• · · 0 • · · • · t»|

I I

• · m • « · · ·

IM

• · · • · • « · · • · · • · ·

• I I

• M

• · · ------------------ • * · « · • I I ------- • · · • · · • · · • · · - * · · ___ • · · -----.— * i • ·

• M

I I

• I

• « · • « ___ • f · • · · • · « ·

Claims

1. Menetelmä pään ja kaulan alueen röntgenkuvaamiseksi, erityisesti 5 kolmiulotteisten röntgenkuvien tuottamiseksi kuvattavasta kohteesta, jossa menetelmässä käytetään röntgenlähteellä varustettua kuvauslaitetta (1) ja ainakin valotuksen aikana liikkumatonta digitaalista kuva-anturia, joka sijoitetaan kuvauslaitteen (1) röntgenlähteen säteilykenttään röntgenlähteestä katsoen kulloinkin kuvattavan kohteen taakse, tunnettu siitä, että menetelmässä laitteen 10 (1) röntgenlähde asetetaan halutulla etäisyydellä kuva-anturista sijaitsevalle säteilytystasolle ja röntgenlähdettä liikutetaan mainitussa säteilytystasossa pitkin olennaisesti ympyrämäistä rataa (20) siten, että röntgenlähteen keskisäde (21) osoittaa liikkeen aikana samaan pisteeseen (23); että menetelmässä anturi sijoitetaan tähän pisteeseen (23) tai sen lähelle; ja että kohteen kuvaamiseksi 15 eri suunnista röntgenlähde valinnaisesti pysäytetään ympyrämäisen radan (20) eri kohtiin (22) kussakin halutussa kuvaussuunnassa tapahtuvan valotuksen ajaksi tai valotus tehdään röntgenlähteen liikkuessa.

• . 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • · · * 1 • · · ,···. 20 röntgenlähteen siirtäminen ympyrämäistä rataa (20), röntgenlähteen valinnainen • · pysäyttäminen radan (20) eri kohtiin (22), ja kulloinenkin valotus suoritetaan • · * • · · .···. automaattisesti. • · • · · · · • · · • · ·

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anturi • · « 1 1 25 sijoitetaan potilaan suuhun tai potilaan suun ulkopuolelle kuvattavan kohteen kohdalle. ·♦· * · t • · · :·!·.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että .···. asetettaessa röntgenlähdettä halutulle säteilytystasolle mitataan röntgenlähteen · · Λ 30 etäisyys anturista ja kohdistetaan röntgensäde anturiin mekaanisesti. • · · • · 105448 7

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että asetettaessa röntgenlähdettä halutulle säteilytystasolle mitataan röntgenlähteen etäisyys anturista ja kohdistetaan röntgensäde anturiin valonsäteen avulla.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että asetettaessa röntgenlähdettä halutulle säteilytystasolle mitataan röntgenlähteen etäisyys anturista ja kohdistetaan röntgensäde anturiin ultraäänen avulla.

6 105448

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu 10 siitä, että röntgenlähteen etäisyyttä anturista ja samalla kuvautuvan kerroksen paksuutta säädetään muuttamalla röntgenlähteen keskisäteen (21) ja keskisäteiden (21) leikkauspisteen (23) kautta kulkevan säteilytystason normaalin (25) välistä kulmaa (24).

8. Laitteisto pään ja kaulan alueen röntgenkuvaamiseksi, erityisesti kolmiulotteisten röntgenkuvien tuottamiseksi kuvattavasta kohteesta, johon laitteistoon kuuluu röntgenlähteellä varustettu kuvauslaite (1) ja digitaalinen kuva-anturi, joka sijoitetaan kuvauslaitteen (1) röntgenlähteen säteilykenttään ainakin valotuksen aikana liikkumattomasti röntgenlähteestä katsoen kulloinkin • · · * · 20 kuvattavan kohteen taakse, tunnettu siitä, että laitteeseen (1) kuuluu välineet • I I ; röntgenlähteen asettamiseksi halutulla etäisyydellä kuva-anturista sijaitsevalle • · · säteilytystasolle ja välineet röntgenlähteen liikuttamiseksi mainitussa säteilytys- •«« tasossa pitkin olennaisesti ympyrämäistä rataa (20) siten, että röntgenlähteen :T: keskisäde (21) osoittaa liikkeen aikana samaan pisteeseen (23), johon pistee- 25 seen (23) tai sen lähelle anturi pn sijoitettuna; ja että kohteen kuvaamiseksi eri :T: suunnista laitteeseen kuuluu välineet valinnaisesti pysäyttämään röntgenlähteen ympyrämäisen radan (20) haluttuihin kohtiin (22) kussakin halutussa kuvaussuunnassa tapahtuvan valotuksen ajaksi tai suorittamaan valotuksen • · ;·'··. röntgenlähteen liikkeen aikana.. 30 « · « f t I .1.1:

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että välineisiin rönt- • · genlähteen asettamiseksi halutulla etäisyydellä kuva-anturista sijaitsevalle säteilytystasolle kuuluu tukirakenteeseen kiinnitetty nivelvarsi (2), jonka päähän 8 105448 on järjestetty ensimmäisen kääntöakselin (A) ympäri käännettävissä oleva tukikaari (10), johon tukikaareen on järjestetty toisen kääntöakselin (B) ympäri käännettävissä oleva kiinnityshaarukka (6), johon on nivelöity kolmannen kääntöakselin (C) ympäri käännettävissä oleva kotelo (3), jonka sisäpuolelle on 5 sijoitettu röntgenlähde.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitut ensimmäinen ja toinen kääntöakseli (Aja B) ovat olennaisesti 90° kulmassa toisiinsa nähden. 10 *

11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että siihen kuuluu lisäksi välineet röntgenlähteen ja anturin välisen etäisyyden mittaamiseksi ja röntgensäteen kohdistamiseksi anturiin.

12. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että välineisiin röntgenlähteen asettamiseksi halutulla etäisyydellä kuva-anturista sijaitsevalle säteilytystasolle kuuluu tukirakenteeseen kiinnitetty nivelvarsi, jonka päähän on järjestetty nivelletysti röntgenlähteen sisältävä kotelo, joka röntgenlähde on . ·. ·. järjestetty liikkumaan pyörähdysliikkeessä kotelon sisällä. » · · 20 • · • · · * · · • · « I · I • · • · IM M« I « · • · · ··· t · · • ♦ · ··· • » · • · · • · · • · · • · · ·· · • · · • V • · r « « v · * · « · m m * · · I I I * m · 9 105448