Способ панорамной рентгенографии для зубной дуги и челюстей

 

Использование: в медицине, а именно в рентгенодиагностической аппаратуре. Сущность изобретения: панорамный рентгеновский снимок формируют из ряда последовательных частичных изображений, посредством подвижных рентгенографических элементов, каждое из которых получают экспонированием рентгеновского луча при его движении развертки от начального стартового положения, при этом переход к экспонированию рентгеновским лучом последующего частичного изображения осуществляется путем отключения рентгеновского луча при прекращении движения развертки в конце получения предыдущего частичного изображения и перемещения источника излучения в новое стартовое положение, дополненное корректирующим перемещением, осуществляемым по определенной зависимости от скорректированного стартового положения, расположенного с опережением относительно его начального стартового положения . Ориентация рентгеновского луча в начальном стартовом положении последующего частичного изображения совпадает с его ориентацией в конечном положении источника рентгеновского луча в предыдущем частичном изображении. Положительный эффект: превышение качества панорамных снимков. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)s А 61 В 6/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ЫЕВЮЗМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4743083/14 (22) 18.01.90 (31) 890294 (32) 19.01.89 (33) Fl (46) 15.07.93. Бюл. М 26 (71) Орион-Ихтюмя ОЙ (Fl) (72) Х,Каарле Йоханнес Канерва, Э.Хейкки

Таммисало, П.Тапио Мусталахти и О.Юхани

Ояла (FI) (56) Патент US hb 4251730, кл. А 61 В 6/14, 1981. (54) СПОСОБ ПАНОРАМНОЙ РЕНТГЕНОГРАФИИ ДЛЯ ЗУБНОЙ ДУГИ И ЧЕЛЮСТЕЙ (57) Использование: в медицине, а именно в рентгенодиагностической аппаратуре, Сущность изобретения: панорамный рентгеновский снимок формируют из ряда последовательных частичных изображений, посредством подвижных рентгенографических элементов, каждое из которых получают экспонированием рентгеновского луча

Изобретение касается панорамного метода рентгенографии зубной дуги и челюстей, состоящего в том, что при помощи подвижных рентгенографических и/или регистрирующих элементов осуществляют несколько последовательных разверток экспонирования, причем в конце предшествующей развертки рентгеновский луч отключают и движение экспонирования прекращают, подвижные элементы переносят в новое положение и начинают движение экспонирования для последующей развертки и включают рентгеновский луч. („> („) 1828396 А3 при его движении развертки от начального стартового положения, при этом переход к экспонированию рентгеновским лучом последующего частичного изображения осуществляется путем откл ючения рентгеновского луча при прекращении движения развертки в конце получения предыдущего частичного изображения и перемещения источника излучения в новое стартовое положение, дополненное корректирующим перемещением, осуществляемым по определенной зависимости от скорректированного стартового положения, расположенного с опережением относительно его начального стартового положения. Ориентация рентгеновского луча в начальном стартовом положении последующего частичного изображения совпадает с его ориентацией в конечном положении источника рентгеновского луча в предыдущем частичном иэображении. Положительный эффект: превышение качества панорамных снимков. 3 з,п. ф-лы, 4 ил, Цель изобретения состоит в создании способа получения непрерывной высококачественной панорамной рентгенограммы при помощи группы отдельных последовательных частичных изображений, Целью способа является комбинирование частичных изображений в такую непрерывную панорамную рентгенограмму, в которой невозможно визуально обнаружить образование ее из отдельных последовательностей экспонирования, что повышает качество панорамных снимков, Это условие выполняется только в том случае, когда процедура осуществления отдельных частич1828396 ных изображений отвечает следующим требованиям: — пленка продолжает свое движение во время последнего экспонирования из положения, в котором она была в конце предшествующего экспонирования; — рентгеновский луч продолжает движение экспонирования в последнем изображении из того же положения относительно пациента, в котором закончилась предшествующее изображение; — изменение длины рентгеновского луча допускается между двумя последовательными экспонированиями только в том случае, если выполнены вышеперечисленные условия, Дополнительно к вышеизложенным условиям для комбинации статических частичных изображений в панорамнбй рентгенографии, элементы, движущиеся во время экспонирования, должны иметь скорости, совместимые с заранее заданной программой. Следовательно, движущиеся элементы должны иметь заранее заданные положения с заранее заданными скоростями в начале и в конце каждого отрезка экспонирования.

Вышеперечисленные условия обеспечиваются следующим образом. Настоящее изобретение отличается тем, что в движении переноса движущихся элементов введено корректирующее движение, чтобы расположить новое положение начала последнего экспонирования раньше положения начала, соответствующего фактическому положению включения рентгеновского луча в последнем экспонировании, и чтобы подвижные элементы приводились в движение до момента включения рентгеновского луча, чтобы обеспечить требуемые положения и скорости для элементов, движущихся в момент включения.

Различные элементы системы экспонирования не останавливаются непосредственно после выключения рентгеновского луча, а продолжают свое движение по инер.ции в течении некоторого времени.

Если движущиеся части перенести только на величину, требуемую разницей между направлением, преобладающим в момент выключения рентгеновского луча в конце предшествующей последовательности и направлением удобным для момента включения рентгеновского луча и начале последнего экспонирования, то сдвиг, создаваемый движением по инерции, приведет к экспонированию не того участка, а также к неправильному направлению рентгеновского луча, Это явление является при5

55 чиной нежелательных разрывов в панорам ной рентгенограмме.

Кроме того, включение рентгеновскогс луча одновременно с запуском подвижны> частей в начале получения последующегс изображения приведет к экспонированик рентгеновским лучом в момент, когда по. движные части еще стоят или движутся с неправильной скоростью. Чтобы выполнит условия по положениям и скоростям, коор. динаты переноса необходимо корректиро. вать перед началом последующегс экспонирования, чтобы коррекция была в направлении, противоположном направлению последующего экспонирования, и на такую величину, что подвижные части могут быть ускорены до требуемой скорости и на этой скорости проходили нужную точку, в которой тогда включается рентгеновский луч.

Панорамная рентгенография осуществляется путем комбинирования следующих друг за другом последовательных частичных изображений, в результате чего получается непрерывный рентгеновский снимок. При этом движение переноса осуществляется таким образом, что экспонирование в следующем частичном изображении начинается на том регистрирующем участке и в том положении на рентгеновской пленке, где остановилось предшествующее изображение, B этом способе длина экспонирующего рентгеновского луча и угол проецирования изображения могут изменяться во время последовательных экспонирований, для, например, обхода шейного отдела позвоночника или получения рентгеновского снимка челюстных суставов. Тогда требуется сдви от 10 до ЗОО, желательно примерно 20О, Чтобы обеспечить лучшую управляемость рентгеновским лучом движению переноса подвижных частей, например, источника рентгеновского излучения или рентгеновской пленки, рекомендуется осуществлять таким образом, чтобы направление рентгеновского луча в начале последующего экспонирования совпадало с направлением рентгеновского луча в конце предшествующей экспонирования. Такая схема обеспечивает линейные параллельные перемещения вдоль оси рентгеновского луча без вращения луча.

Вышесказанное относилось к подвижным экспонирующим и/или регистрирующим элементам. Подобное указание элементов несущественно для осуществления изобретения. Таким образом, подвижными элементами, например, могут быть: источник рентгеновского излучения, регистрирующий элемент рентгеновского изобра1828396 жения, например, рентгеновская пленка с кассетой, а также элемент, используемый для разворота рентгеновского источника и регистрирующего элемента вокруг объекта, расположенного между ними для рентгеновской съемки, например, кронштейн, на котором расположен источник рентгеновского излучения на одном конце и рентгеновская пленка с кассетой на противоположном конце. В другом варианте подвижным элементом может быть элемент, используемый для переноса указанного кронштейна вдоль передне-задней оси (движение по оси у) относительно пациента, вдоль поперечной оси (движение по оси х) относительно пациента, а также как вдоль продольной оси, так и вдоль поперечной оси (движения по осям у и х). Помимо других перемещений могут быть и другие перемещения как во время, так и в промежутке между последовательными экспонированиями. Существенным, однако, является то, что скорректированная комбинация последовательных экспонирований осуществляется в соответствии с настоящим изобретением.

В конструкции устройства, в котором можно реализовать способ в соответствии с настоящим решением, необходимо, чтобы скорость каждого подвижного элемента можно было легко контролировать и чтобы рентгеновский луч можно было включать и выключать в нужные моменты. Возможна система с механическими соединениями, которая могла бы обеспечить требуемые профили скоростей, Однако при существующем уровне техники единственным разумным путем реализации такой системы является использование шаговых двигателей и микропроцессоров для управления перемещениями. Действительно, точные коррекции перемещений в соответствии с настоящим изобретением стали возможны на практике только при использовании микропроцессорного управления, На фиг. 1 представлена скорость подвижного элемента в функции от времени; на фиг. 2 — скорость подвижного элемента в функции от времени, когда осуществляется коррекции только движения переноса, или корректирующий перенос; на фиг. 3 — скорость подвижного элемента в функции от времени, когда осуществляются корректирующий перенос и перенос изменения геометрии проецирования; на фиг. 4 — схематически осуществление панорамной рентгенографии в соответствии с настоящим изобретением и с использованием трех сочленений последовательных экспонирований.

На фиг, 1 представлена скорость подвижного элемента 1 в функции от времени с несколькими величинами переменных, вводимых в процессор, таких как: величины скоростей v1. ч2, ч3 и т,д. и величины временных интервалов ДТ1, ДТ2 и т.д, Тогда процессор используеттабулированную MBTрицу движений переноса, в результате чего за временной интервал ДТ1 скорость изменяется от величины ч1 до величины ч2, за временной интервал ДТ2 — от величины v2 до величины ч3 и т.д, Так можно реализовать требуемый профиль скоростей в виде кусочно-линейной функции. Дополнительным допущением здесь является то, что каждый подвижный элемент принадлежит одной и той же интервальной последовательности, да к тому же с одинаковым временным согласованием, что означает, что точки перегибов кусочно-линейной функции совпадаютдля каждого подвижного элемента.

Описанный принцип управления, разумеется, не является единственным легким, но он хорош, экономичен и удобен на практике. В пределах объема настоящего изобретения в равной степени возможны несколько других систем управления скоростью, если они могут реализовать по крайней мере две последовательные последовательности развертки рентгеновского экспонирования, На фиг, 2 представлена временная диаграмма профиля скоростей подвижного элемента, например, кассеты, при включении рентгеновского луча. Корректирующий перенос, или промежуточная остановка, между последовательными экспонированиями происходит во временные интервалы

ТА, ТВ, ТС, когда рентгеновский луч не включен. Поскольку цель настоящего способа получить изображение, соответствующее непрерывной панорамной диаграмме, путем исключения видимых сочленений, последовательно расположенных частичных изображений на пленке, результирующая движения пленки во время промежуточного паркования должна быть равной нулю: поэтому заштрихованные области выше и ниже оси t должны исключать друг друга.

На фиг.2 показано, как в конце экспонирования движение кассеты замедляется, изменяется его направление, возвращается для нового ускорения, снова изменяется по направлению, ускоряется и, таким образом, в начале последующего экспонирования кассета находится точно в том же положении, что и в конце предшествующего экспонирования, и имеет соответствующую

1828396

ОР(1) = (vE(i) + vv(i)) — + vv(i) ТВ + (vv(i) + vI(I))x

ТА 30

2 х —, . ТС

2 скорость для последующего экспонирования, Промежуточное паркование осуществляется между фазами экспонирования I и II, как показано на фиг. 2 областями с наклонной штриховкой. Рентгеновский луч отключается в момент t< и включается снова в момент т4. В конце фазы экспонирования 1 скорость подвижного элемента составляет

v E(i), а скорость в начале фазы экспонирования II должна быть равной vl(i). Дополнительное условие — подвижный элемент должен осуществлять перенос PP(i) во время промежуточного паркования.

Скорость подвижного элемента изменяется на промежуточном парковании во временном интервале ТА от величины vE(l) до величины W(i).

Скорость подвижного элемента изменяется при промежуточном парковании во временном интервале ТА от величины vE(i) до величины W(i). Элемент перемещается со скоростью корректирующего движения, или со скоростью паркования, vv(i) в течение времени ТВ, после чего скорость изменяется в интервале времени ТС до требуемой скорости vl(i) экспонирования. Решая уравнение заштрихованных областей, получаем:

Уравнение может быть решено для скорости vv(f), необходимой для корректирующего движения каждого подвижного элемента, На диаграмме корректирующая скорость vv(i), или скорость промежуточного паркования, изображена с противоположным знаком по отношению к знаку скоростей экспонирования чE(i) и ч1(!). На практике это бывает тогда, когда например, задано требование ДР 0) = 0 (соответствующее промежуточному паркованию пленки и вращению с неизменным углом проецирования). Однако существенным при сочленении изображений является то, что для каждого подвижного элемента выполняются следующие условия сочленения для промежуточного паркования: — конечные скорости соответствуют начальным скоростям пуска и окончания фаз экспонирования, — перенос подвижного элемента соответствует требованию, заданному геометрией проецирования.

На фиг. 3 представлена ситуация, при которой прерывистый угловой перенос осуществляется на промежуточном паркова5

55 нии вращательного движения, Такая ситуация присутствует при прерывистом переносе к новому снимаемому объекту или при изменении угла проецирования того же объекта. В этом случае результирующий перенос промежуточного паркования отличается от нуля. Показана положительная величина скорости промежуточного паркования vv(r), но с таким же успехом скорость может быть и положительной, и отрицательной — в зависимости от того, насколько велики переносы, временные интервалы и скорости. В этом случае уравнение, написанное для фиг.2 также остается в силе.

На практике для интервалов линейного изменения ТА и ТС могут быть заданы постоянные величины. Интервал ТВ времени экспонирования выбирают для каждого случая, избегая перегрузки каждого подвижного элемента. Скорости переноса vv или скорости промежуточного паркования, определяются для каждого элемента в соответствии с требуемым переносом во время промежуточного паркования.

На фиг. 4 представлен способ панорамной рентгенографии в соответствии с осуществлением настоящего изобретения, в котором движение переноса таково, что ориентация рентгеновского луча в начале последующей последовательности совпадает с углом ориентации 55 рентгеновского луча в конце предшествующей последовательности. Центр проецирования панорамной рентгенограммы сначала может располагаться, например, в точке РР1 с ориентацией направления рентгеновского луча под углом 110 . Первая последовательность экспонирования останавливается под углом

55 ориентации рентгеновского луча, после чего центр вращения переносится из точки

РР1 в точку РР2. Когда центр вращения находится в точке РР1, движение переноса реализуется осуществлением корректирующего движения в соответствии с настоящим изобретением, т.е, противоположно направлению, до сих пор осуществляющемуся в предшествующей последовательности экспонирования, и равного по величине переносу, вызванному силами инерции, после отключения рентгеновского луча или движения экспонирования. После корректирующего движения направление рентгеновского луча будет точно идентичным направлению в момент отключения рентгеновского луча. Такую же коррекцию можно осуществить для рентгеновской пленки в кассете, чтобы скорректировать . инерционный перенос после момента отключения противоположным движением соответствующей величины, в результате чего

1828396

5

55 достигается возврат пленки в кассете точно в то же место, в котором она была в момент отключения рентгеновского луча, Затем центр вращения можно перенести из точки РР1 в точку РР2 по углу 55О ориентации рентгеновского луча. Затем следует осуществить перенос в противоположном направлении по отношению к направлению предыдущего движения рентгеновского экспонирования и такой величины, чтобы обеспечить ускорение подвижных элементов, т.е. рентгеновского источника и пленки в кассете, до нужной скорости для последующей последовательности экспонирования, охватывающей углы

О

55 — 10, прежде чем будет выключен рентгеновский луч. Наконец, приводятся в действие рентгеновский луч и движение экспонирования подвижных элементов и осуществляется последовательность рентгенографического экспонирования до угла

10 н ап ра вления рентгеновского луча.

Обход, например, шейного отдела позвоночника осуществляется переносом центра вращения в поперечном направлении, или в направлении х, из точки РР2 в точку

РР3, в результате чего ориентация рентгеновского луча в направлении объекта сохраняется при изменении в то же время угла проецирования на 20", Кроме того, осуществление этого переноса осуществляется при помощи корректирующих действий в соответствии с настоящим изобретением.

Наконец, из точки РР3 осуществляется развертка экспонирования, аналогичная осуществленной ранее, из точки PР2. Перенос в точку РР4 (не показан) происходит так же, как и вышеописанное изменение из точки РР1 в точку РР2, Изобретение позволяет получить изображение, соответствующее непрерывному панорамному рентгенографическому изображению, несмотря на то, что изображение формируется несколькими последовательностями экспонирования.

Дополнительные достоинства настоящего изобретения — расстояние проецирования примерно вдвое превосходит расстояние проецирования, достижимое известными способами непрерывной рентгено-:рафии; кроме того, что не нарушает требования ортогональности.

Тем самым изобретение позволяет устранить самый неприятный в настоящее время недостаток — расплывчатость изображения переднего участка зубной дуги. Кроме того, возможен обход шейного отдела позвоночника, что позволяет избежать такой неприятности, как затенение.

45 шейным отделом переднего участка зубной дуги.

При помощи настоящего изобретения можно также изменять как горизонтальные, так и вертикальные проекции за время одной серии экспонирования до нескольких десятков градусов. Подчеркнутое изменение угла горизонтальной проекции особенно рекомендуется в тех областях, где челюсть тонка. В этом случае стыковки двух следующих друг за другом последовательностей осуществляется очень хорошо.

В заключение можно отметить, что способ в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает непрерывное создание изображение зубной дуги и челюсти, давая панорамное изображение высокого качества, не уступаюьцего качеству обычного панорамного рентген ографического изображе,ия, но допускающего оптимальный выбор ориентации проецирования и длины рентгеновского луча для каждого регистрируемсго частичного объекта, что невозможно в известных способах.

Формула изобретения

1. Способ .а;1орамной рентгенографии для зубной py "v и челюстей заключающийся ( в получении рентгеновского снимка за счет формирования ряда последовательных частичных изображений посредством подвижных рентгенографических и(или) регистрирующих элементов, каждое из которых получают экспонированием рентгеновского луча при его движении развертки относительно вертикальной оси от начального стартовогс положения, при этом переход к эк сг;онированию рентгеновским лучом послед.ю.:.цего частичного изображения осуществляется путем отключения рентгеновского луча при прекращении движения развертки в конце получения предыдущего частичного изображения и перемещения источника излучения в новое стартовое положение, тл ич à ю щи и с я тем,что, с целью повышения качества панорамных снимков, перемещение источника излучения из начального стартового положения для получения пG,. едую цего частичного изображения дополне;--:u кс рректирующим перемещением, осуществляемь м от скорректированного стартового ",oëîжения, расположенного с опережением относительно его начального стартового положения, при этом необходимая скорость достигается в момент пересечения источником излучения начального стартового положения.

2, Способ по и. 1, отличающийся тем, что корректирующее перемещение осуществляется по зависимости

18 о39Ь

V(i) DT1

P z. 1 — ЧЕИ

V(i) !

RTG

) 4 tz

l Щ г2RTG

DP(i) = (vE(i) + vv(i)f- — + vv(i) TB + (vv(i)+ .-. TA

lv l(i))

TC где DP(i) — величина дополнительного кор- 5 ректирующего движения;

v E(i) — конечная скорость движения развертки для получения предыдущего частичного изображения;

vv(i) — скорость корректирующего пере- 10 мещения;

ТА — время инерционной задержки, т.е. время, необходимое для изменения скорости от vE(i) до vv(i);

Т — время корректирующего движе- 15 ния;

vl(i) — необходимая скорость для начала последующего частичного изображения;

ТС вЂ” время, необходимое для изменения скорости от vv(i) о ч1(!). 20

3. Способпопп.1и2,отл ичающ и йс я тем, что ориентация рентгеновского луча в начальном стартовом положении дл. выполнения последующего частичного изо бражения, совпадает с ориентацией рентге новского луча в конечном положени источника рентгеновского луча при выпол нении предыдущего частичного изображе ния.

4. Способ по пп, 1 и 2, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что панорамную рентгенографик выполняют четырьмя последовательным частичными изображениями, при этом дв; стыка частичных изображений располагаю. симметрично на боковых участках зубно дуги и угол проецирования рентгеновскоп луча не изменяют на стыках при изменени длины рентгеновского луча, а один стык рас полагают на переднем участке зубной дуги при этом длину рентгеновского луча не из меняют и угол проецирования изменяют интервале 10 — 30о,преимущественно 20 для обхода шейного отдела позвоночника.

1828396

1!0

Риг g

45

Составитель Х. Канерва

Техред М.Моргентал Корректор Н.Кешеля

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2362 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5