FI116509B - Hampaiston panoraamaröntgenkuvausmenetelmä ja -laitteisto - Google Patents

Description

116509

Hampaiston panoraamaröntgenkuvausmenetelmä ja -laitteisto Tämän keksinnön kohteena on hampaiston panoraamaröntgenkuvausmenetelmä, jossa kiertyvään varteen asennetusta säteilylähteestä saatava sädekeila ohjataan 5 hammaskaaren läpi varressa säteilylähdettä vastapäätä sijaitsevalle tallentimelle kuvan muodostamiseksi ja jossa suoritetaan varren kierto niin, että hammaskaan kuvautuu oleellisesti koko pituudeltaan, jolloin kierron aikana sädekeilaa kavennetaan rajaimella hammaskaaren etualueella kaaren kumpaankin sivustaan verrattuna terävänä kuvautuvan kerroksen paksuuden kasvattamiseksi.

10 Panoraamaröntgenkuvauksessa pyritään hampaiston kuvaamiseen mahdollisimman ortogonaalisesti eli mahdollisimman kohtisuorassa projektiossa, millä vältetään hampaiden kuvautuminen limittäin. Koska hammaskaaren muoto poikkeaa ympyrän kaaresta, joudutaan ortogonaalisuustavoitteen johdosta varren kiertoakselia siirtämään kuvauksen aikana. Koska hammaskaaren kaarevuussäde on pienimmillään 15 kaaren etualueella, on tätä aluetta kuvattavissa kiertoakseli edullista tuoda lähelle hampaita, jolloin akselin siirtelyn tarve jää mahdollisimman pieneksi. Poskihampai-ta kuvattaessa akselin etäisyys hampaiston kuvattavasta kohdasta on tyypillisesti suurempi.

Varren kiertoakselin ja hampaiston kuvattavan kohdan lyhyestä etäisyydestä ham- ‘; · * ‘ 20 maskaaren etualueella seuraa se, että hampaiston terävänä kuvautuva kerros jää tällä *· ”· alueella kapeaksi. Kuvausgeometrian johdosta kulloinkin vain yhdessä sädekehän läpäisemässä tasossa sijaitsevat pisteet projisoituvat tallentimelle pisteinä. Kyseisen tason ulkopuolella sädekehään osuvat pisteet projisoituvat tallentimelle venyneinä : viivoina, ja tason molemmin puolin sijaitsevan ns. terävän kerroksen paksuus mää- : * * *: 25 räytyy sen mukaan, kuinka suurta venymää voidaan pitää hyväksyttävänä. Yleisesti * « * käytetään terävän kerroksen rajana sumuttuman, jolla tarkoitetaan pisteen venymää : . . jaettuna suurennussuhteella, arvoa 0,6 mm.

’ Terävän kerroksen kapeus eli alhainen kerrospaksuus hammaskaaren etualueella on *; · haitta, sillä juuri tällä alueella hampaiden asennon hajonta on kaikkein suurinta.

. 30 Mikäli hampaat eivät osu terävään kerrokseen vaan jäävät enemmän tai vähemmän sen ulkopuolelle, on kuvaus epäonnistunut. Tämä puute voidaan kompensoida sillä, 1 ' ·' että sädekeilaa kavennetaan rajaimella hammaskaaren etualueella kaaren kumpaan- ... · kin sivustaan verrattuna terävänä kuvautuvan kerroksen paksuuden kasvattamiseksi, 2 116509 jolloin kuvien onnistumistodennäköisyys kasvaa ja potilaan säteilyaltistusta lisäävien uusintaotosten tarve vähenee.

Mainitulla kuvausgeometrialla terävänä kuvautuvan kerroksen paksuus on kääntäen verrannollinen sädekehän leveyteen tallentimella. Jos keila olisi äärettömän kapea, 5 muodostaisi se äärettömän paksun kuvan, eli kaikki säteilylähteen ja tallentimen välillä sijaitseva kuvautuisi yhtä terävänä. Kääntäen mitä leveämpi on sädekehä, sitä kapeampi kerros säteilylähteen ja tallentimen välillä kuvautuu terävänä. Käytännössä säteilylähteestä saatavalla sädekehällä on jokin äärellinen leveys, ja tätä leveyttä rajaimen avulla hallitusti säätelemällä voidaan kompensoida sitä terävän kerroksen 10 paksuuden alenemista, joka ilman säätelyä tapahtuisi hammaskaaren etualueella.

Hammaskaaren etualueella kasvatettu terävän kerroksen kerrospaksuus helpottaa potilaan asettelua, lisää kuvien onnistumistodennäköisyyttä ja alentaa potilaisiin kohdistuvaa säteilyaltistusta. Erityisen merkittävää on, että lisääntyvä kerrospaksuus parantaa hampaiden rakenteen, kuten juurien kärkien, näkymistä kuvissa.

15 Säädettävissä oleva sädekehän rajain on tunnettu mm. FI-kuulutusjulkaisusta 64999 (hakemus 802988) sekä FI-hakemuksesta 812954, vaikkakaan näissä julkaisuissa ei ole esitetty rajaimen käyttöä esillä olevan keksinnön kohteena olevaan hampaiston etualueella tapahtuvaan terävän kerroksen paksuuden kasvattamiseen.

Sädekehän kaventaminen kuitenkin vähentää tallentimelle tulevaa säteilyä. Tämän > ’ 20 puutteen ratkaisemiseksi ja riittävän valotuksen saavuttamiseksi keksinnön mukaan sädekehän liikettä hidastetaan hammaskaaren etualueella kaaren kumpaankin sivus-, i. · taan verrattuna. Käytännössä hidastus voi olla suuruusluokkaa noin 50 %. Tällä kei- ' ‘: nolla on saavutettavissa oleellisesti tasainen kuvan tummuma hammaskaaren koko ': pituudella.

' 25 Kuten jo edellä esitetystä käy ilmi, on hammaskaaren etualueella tapahtuvan terävän kerroksen kaventumisen kompensoimiseen tarvetta erityisesti niissä panoraamaku-: *· vaussovellutuksissa, joissa varren kiertoakselia siirretään kuvauksen aikana niin, ., että akselin ja hammaskaaren kuvattavan kohdan etäisyys eli ns. kuvaussäde on lyhimmillään kaaren etualueella. Tällä alueella sädekehä läpäisee hammaskaaren •. 30 oleellisesti kohtisuorasti. Ratkaisuna on sädekehän kaventaminen kaaren keskinor- • ’ maalin molemmin puolin sektorissa, jonka keskuskulma on esim. noin 60-80°, edul- ·'’ lisesti noin 70°.

Sädekehää kavennetaan hammaskaaren etualueella edullisesti siten, että sen seurauksena terävän kerroksen kerrospaksuus kasvaa ainakin noin 50 %. Terävän ker 3 116509 roksen kerrospaksuudeksi kaaren etualueella muodostuu edullisesti noin 1,5 cm tai enemmänkin. Nykyisillä panoraamakuvausmenetelmillä, joissa hammaskaaren etu-alueella kuvaussäde on lyhyt, terävän kerroksen kerrospaksuus ilman edellä esitetyn mukaista kompensointia on tyypillisesti suuruusluokkaa noin 1 cm tai jopa sen alle.

5 Koska hammaskaan pyritään käytännössä kuvaamaan yhdellä keskeytymättömällä kiertoliikkeellä, suoritetaan sädekehän kaventaminen liikkeen aikana hammaskaaren etualueelle tultaessa ja sen jälkeen vastaava keilan laajentaminen takaisin alkuperäiseen leveyteensä keilan jättäessä mainitun alueen. Rajaimen säätäminen on täten edullista kytkeä kuvauksen aikana tapahtuvaan liikkeeseen esim. siten, että rajai-10 meen kuuluvaa sädekehän läpäisevää rakoa kavennetaan ja levennetään varren kier-toakselin liikkeen pakko-ohjauksella.

Panoraamakuvausta, johon keksintö on sovellettavissa, selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää hammaskaarta hampaineen, 15 kuviossa 2 on katkoviivoin osoitettu tunnetulla menetelmällä saatava hammaskaaren terävänä kuvautuva kerros sekä pisteviivoin hammaskaaren etu-alueella olevassa sektorissa aikaansaatava terävän kerroksen paksuuden kasvu, : _ kuvio 3 esittää yhdellä viivalla kuvattua hammaskaarta sekä varren kiertoakselin : ’ ·, i 20 liikettä ja sädekehän suuntia panoraamakuvauksen aikana, kuvio4 esittää skemaattisesti erästä keksintöön soveltuvaa panoraamaröntgen-[ ‘ kuvauslaitteistoa sivulta nähtynä, kuvio5 esittää kuvion 4 mukaisen laitteiston kiertoakselin ripustusta päältä nähtynä, : : * 25 kuvio 6 esittää kuvion 4 mukaiseen laitteistoon kuuluvaa sädekehän rajainta ja •... sen varren kiertoakseliin kytkevää mekanismia viistosti edestä nähtynä, ’ ; ' kuvio 7 esittää kuvion 6 mukaista järjestelyä viistosti takaa nähtynä.

!.! Kuviossa 2 esitetty hampaiston panoraamaröntgenkuvauksessa terävänä kuvautuva 30 kerros simuloi kuvion 1 mukaista hammaskaarta 1. Kuvion 2 ehyt viiva 2 osoittaa terävän kerroksen keskiviivan, jolla sijaitsevat pisteet projisoituvat tallentimelle 4 116509 ideaalisesti pisteinä. Katkoviivat 3 rajaavat terävän kerroksen 4, jonka pisteet projisoituvat tallentimelle viivoina, joiden pituus vastaa enintään määrättyä suurinta sallittua venymää. Tunnetulla menetelmällä, jossa kuvaussäde eli varren kiertoakse-lin etäisyys hampaiston kuvattavasta kohdasta on lyhimmillään hammaskaaren 5 etualueella, tapahtuu mainitulla alueella kuviossa 2 nähtävä terävän kerroksen 4 kaventuminen. Tätä kapenemista on jäljempänä esitetyn mukaisesti kompensoitu niin, että terävän kerroksen paksuus on hammaskaaren etualueella kasvanut kuviossa 2 pisteviivojen 5 osoittamalla tavalla. Terävää kerrosta on kuvion mukaisesti kasvatettu hammaskaaren keskinormaalin molemmin puolin sektorissa, jonka keskus-10 kulma a on noin 70°.

Kuviossa 3 nähdään kuvauslaitteiston varren kiertoakselin siirtyminen sekä sädekei-lan suunnan muuttuminen panoraamakuvauksessa, jossa hammaskaaren terävä kerros kuvautuu kuviossa 2 esitetyn mukaisesti. Kuvioon 3 on piirretty hammaskaaren terävän kerroksen ideaalisesti tallentimelle projisoituva keskilinja 2. Muuttuvat 15 kuvaussuunnat eli sädekeilan suunnat on esitetty viivoina, jotka ovat tietyssä kulmassa hammaskaaren keskinormaaliin, jonka kulmaksi on merkitty 0°. Tässä yhteydessä on huomattava, että kuvaussuunnan muuttuminen kuvauksen aikana on liukuvaa. Varren kiertoakseli sijaitsee kuvauksen alkaessa kuviossa hammaskaaren oikealla puolella kohdassa, joka on merkitty asteluvulla 80°. Kuvaus alkaa hammas-20 kaaren vasemmalta sivustalta sädekeilan suunnalla 110°, josta keila kiertyy suuntaan 80° varren akselia kiertämällä ilman, että akseli siirtyisi vielä paikaltaan. Tämän ’ · .* jälkeen sädekeilan jatkaessa kiertymistään kiertoakselia samalla siirretään siten, että se siirtyy kuviossa asteluvuin osoitettua kaarevaa rataa hammaskaaren sisäpuolelle lähestyen samalla kaaren etualuetta. Liikkeen tarkoituksena on toteuttaa mahdolli-·:*·: 25 simman ortogonaalinen kuvaus, jossa sädekeila osuu hammaskaaren mahdollisim- :' ”: man kohtisuorasti, varsinkin kaaren etualueella.

Varren kiertoakselin saavutettua kaarevan liikkeensä taitekohdan hammaskaaren keskinormaalilla, jossa sädekeilan kulma on 0° eli sädekeila yhtyy kaaren keskinor-: maaliin, akselin liikesuunta muuttuu samalla kun kuvaus siirtyy hammaskaaren :.,. · 30 oikealla sivustalle. Akseli alkaa tällöin loitota kaaren kuvattavasta kohdasta siirtyen :. kaarevaa, asteluvuin merkittyä rataa kuviossa vasemmalle ja lopulta hammaskaaren . · · ·. ulkopuolelle, jossa akseli pysähtyy paikalleen mutta vielä jatkaa kiertymistään ham- ’ ' paiston oikean sivustan kuvauksen saattamiseksi päätökseen.

:" ’. Edellä selostetussa kuvion 3 mukaisessa panoraamakuvauksessa, jolla on optimoitu 35 pyrkimys kuvauksen ortogonaalisuuteen ja samaan aikaan varren kiertoakselin siirtelyn minimointiin, kuvaussäde on lyhimmillään hammaskaaren etualueella, jolloin 5 116509 seurauksena olisi kuviossa 2 nähtävä terävän kerroksen 4 (katkoviivat 3) kapeneminen ilman terävää kerrosta mainitulla alueella kasvattavia toimenpiteitä.

Kuvioissa 4 ja 5 skemaattisesti esitetty keksinnön mukaista menetelmää soveltava kuvauslaitteisto käsittää kiertoakselin 6 ympäri kiertyvän varren 7, jonka toiseen 5 päähän 8 on sijoitettu röntgensäteilylähde 9 ja vastakkaiseen päähän 10 kuvan tallennin 11. Säteilylähde 9 tuottaa röntgensädekeilan 12, jota muovataan rajaimella 13 ja joka potilaan hampaiston läpäistyään osuu tallentimelle 11, jonka voi muodostaa esim. CCD-detektori, CMOS-detektori, kuvalevy tai röntgenfilmi. Rajaimessa 13 on kapea pystysuuntainen rako, jonka sädekeila 12 läpäisee ja joka on järjestetty 10 kapenemaan ja levenemään kuvauksen aikana raon akselin 6 kiertoliikkeeseen kytkevän mekanismin 14 ohjaamana.

Kuviossa 5 nähdään varren ripustusmekanismi 15, joka mahdollistaa varren 7 kierron akselinsa 6 ympäri sekä akselin siirtelyn kuvauksen aikana. Varsi 7 on ripustettuna putkimaiseen ripustusvarteen 16, jonka keskiakseli muodostaa varren kiertoak-15 selin 6 ja joka on kierrettävissä akselmoottorilla 17. Putkimainen ripustusvarsi 16 on laakeroitu levyyn 18, joka on liikuteltavissa askelmoottorin 19 avulla kahdella yhdensuuntaisella ohjaintangolla 20. Nämä ohjaintangot 20 puolestaan ovat kiinnitettyinä toiseen levyyn 21, joka on askelmoottorin 22 avulla liikuteltavissa keskenään yhdensuuntaisilla, edellä mainittuihin tankoihin 20 nähden kohtisuorilla ohjaintan-20 goilla 23. Järjestely mahdollistaa varten kiertoakselin 6 vapaan siirtelyn mihin ta-: hansa kohtaan ohjaintankojen 20, 23 määrittelemässä tasossa tankojen antaman | liikkumavaran puitteissa.

: * [ Kuvioissa 6 ja 7 nähdään yksityiskohtaisemmin sädekehän 12 rajain 13 sekä rajainta varren 7 kiertoliikkeen myötä säätelevä mekanismi 14. Ripustuselimiin 15 kuuluu ... · 25 stationäärinen kiekko 24, jonka kehää 25 mainittuun kytkentämekanismiin 14 kuulu- van kytkinvarren 26 pää 27 on järjestetty seuraamaan. Kuvioista nähdään, että kiekon 24 kehää on jyrsitty sektorissa 28, joka vastaa varren kierrossa hammaskaaren etualueen kuvausta. Toisin sanoen varren 26 pää 27 siirtyy lähemmäs kiertoakselilla 6 olevaa kiekon 24 keskipistettä sädekehän tullessa hammaskaaren etualueelle ja ·, 30 etääntyy siitä jälleen sädekehän poistuessa mainitulta alueelta. Varren pään 27 siir- • t · tymät välittyvät mekanismin 14 kautta rajaimeen 13, jossa sädekehän 12 lävitseen ’··· päästävä rako 29 sijaitsee kahden toisiinsa nähden edestakaisin liikkuvan osan 30 :V: välissä kuvauksen siirtyessä hammaskaaren etualueelle. Kytkentämekanismiin 14 ‘ *. kuuluvat toisiinsa nivelletyt varret kääntävät osaa 31, joka liikuttaa tappia 32, jonka 35 alapää on kartiomainen ja jonka ympärillä on liikettä vastustava jousi (ei esitetty). Tapin 32 kartiomaisen pään liike saattaa osat 30 liikkumaan. Kun osat 30 siirtyvät 6 116509 lähemmäksi toisiaan, osien välinen rako 29 kapenee. Seurauksena on raon 29 sääte-lemän sädekehän 12 kapeneminen hammaskaaren etualueella. Vastaavasti kaaren etualueelta poistuttaessa mekanismi 14 työntää osia 30 poispäin toisistaan, jolloin rako 29 ja sädekehä 12 levenevät. Sädekehän 12 kapenemisesta hammaskaaren etu-5 alueella seuraa se, että terävänä kuvautuvan kerroksen paksuus tällä alueella kasvaa.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellutukset eivät rajoitu edellä esimerkkinä esitettyyn vaan voivat vaihdella seuraavien patenttivaatimusten puitteissa. Etenkin sädekehän rajaimen rakenne ja raon leveyttä säätelevän mekanismin toiminta voivat poiketa edellä kuvatusta. Esitetyn mekaanisen ohjauksen asemesta 10 kysymykseen voi tulla esim. ajastimella toimiva rajain. Myös rakoa välittömästi rajaavien osien toteutukseen on lukuisia eri vaihtoehtoja, joiden suhteen keksintö ei aseta mitään rajoituksia.

< · » · * * t • *

t I

Claims (6)

7 116509

1. Hampaiston panoraamaröntgenkuvausmenetelmä, jossa kiertyvään varteen (7) asennetusta säteilylähteestä (9) saatava sädekeila (12) ohjataan hammaskaaren (1) läpi varressa säteilylähdettä vastapäätä sijaitsevalle tallentimelle (11) kuvan muo- 5 dostamiseksi ja jossa suoritetaan varren kierto niin, että hammaskaan kuvautuu oleellisesti koko pituudeltaan, jolloin kierron aikana sädekeilaa (12) kavennetaan rajaimella (13) hammaskaaren (1) etualueella kaaren kumpaankin sivustaan verrattuna terävänä kuvautuvan kerroksen (4) paksuuden kasvattamiseksi, tunnettu siitä, että sädekeilan (12) liikettä hidastetaan hammaskaaren (1) etualueella kaaren kum-10 paankin sivustaan verrattuna.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sädekeilaa (12) kavennetaan hammaskaaren (1) sektorissa, jonka keskuskulma on noin 60-80°, edullisesti noin 70°.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sädekei-15 laa (12) kavennetaan hammaskaaren (1) etualueella siten, että terävän kerroksen (4) kerrospaksuus kasvaa kavennuksen vaikutuksesta noin 50 % tai enemmän.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että terävän kerroksen (4) paksuudeksi hammaskaaren (1) etualueella säädetään ainakin noin 1,5 cm. : 20

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että , .·, rajaimella (13) suoritettu sädekeilan (12) kavennus ja senjälkeinen laajennus tapah tuvat liukuvasti. «III·

« · :: 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että >[[[’> rajain (13) käsittää pitkänomaisen, säteilyä läpäisevän raon (29), jota kavennetaan ja 25 levennetään varren (7) kiertoliikkeen pakko-ohjaamana. * * · • I i I 8 116509