用於獲取全景放射線攝影和cbct容積放射線攝影的裝置的製作方法

2023-05-09 02:52:31 2

專利名稱：用於獲取全景放射線攝影和cbct容積放射線攝影的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及口外牙科放射線攝影(radiography)的技術領域，並且更具體地,涉及交替地執行全景放射線攝影、面部骨骼的錐束容積放射線攝影和頭顱(cranial)遠距放射線攝影的裝置。所有這些類型的放射線攝影都是本領域中公知的。
背景技術：
全景放射線攝影(也稱為全頜曲面斷層攝影(orthopantomography))產生接近患者頜的曲面的放射線攝影圖像，位於預設曲面周圍的窄層外部的解剖結構模糊。
錐束容積放射線攝影(也稱為CBCT)是從一系列二維放射線攝影圖像的不同投影角度獲取的，這些二維放射線攝影圖像在獲取之後將被處理以重構三維體(to Iume )。
遠距放射線攝影是從不同的投影產生顱骨或其它解剖區域的放射線攝影圖像的投影放射線攝影技術，具有最小的放大和幾何失真。通常呈現兩個立體圖(perspective)， 即側方(latero-lateral)立體圖和前後立體圖。
通常在市場上有兩種類型的設備可用第一種類型是全景(panoramic)設備，其交替地執行全景放射線攝影和遠距放射線攝影；以及專用於CBCT容積放射線攝影的第二種類型。這些設備是昂貴且笨重的。發明內容
本發明的目的在於提供一種X射線成像器，在適當設置(setting up)該X射線成像器之後，該X射線成像器交替地執行所述三種類型的應用放射學檢查，並且該X射線成像器能夠容易且廉價地生產。
根據本發明的X射線成像器具有X射線源和不同的X射線傳感器，所述X射線傳感器的類型適合於將要進行的檢查，所述X射線傳感器被設置在與X射線源相距適當的距離處，從而可獲得良好質量的圖像。X射線源對於三種類型的放射線攝影獲取來說是相同的。特別地，本發明在於全景(PAN)傳感器和錐束容積放射線攝影(CBCT)傳感器的相應布置，所述全景傳感器和錐束容積放射線攝影傳感器被分別設置以形成角度。
在選擇PAN傳感器和CBCT傳感器之間的角度時，必須考慮不同的問題X射線成像器設置的快速性、溫度以及保護不受非準直X射線的影響。
用於特定獲取的最短X射線成像器設置時間是期望的兩個傳感器之間的小角度將加速它們的交換。
當傳感器有效(active)時，並且尤其是當它必須獲取並發送大量的信號時，如該類型的應用中需要的那樣，產生了熱這將導致PAN傳感器和CBCT傳感器之間的最長可能距離，目的在於有效排熱。
當從X射線源發射X射線時，少量射線可能命中傳感器的敏感區域外部，潛在地劣化所收集的信號。傳感器的相應布置應該能夠避免該風險。
根據所有上述 考慮，兩個傳感器的最優相應位置是包含在40°至140°之間的角度，優選地在80°至100°之間，最優選地為90°。這種特別的布置使得對於X射線操作員和患者能夠快速且方便地設置X射線成像器。
此外，本布置允許插入另外的元件，例如，光學準直器或拍攝經受放射線攝影獲取的患者的照片的相機。
適宜地選擇交替機構上的PAN傳感器和CBCT傳感器的位置以及因此特定傳感器與X射線源相距的距離，以便獲得最佳的放射線攝影結果。X射線源與傳感器之間的距離隨著所使用的特定傳感器而變化。
X射線成像器包括基底，柱從該基底上豎起，該柱支撐能夠垂直地移動C臂的裝置，該C臂在一端(side)上攜帶X射線源以及直接位於X射線出口下遊的初級準直器，並且該C臂在另一端上攜帶兩種不同類型的傳感器。特別地，PAN傳感器和CBCT傳感器設置在這樣的機構上該機構使兩個傳感器交替，使期望的獲取所需的傳感器處於能夠被X射線命中的位置，並且同時從X射線路徑中移除非期望的傳感器。當必須獲取遠距放射線攝影時，該交替機構從X射線路徑中排除PAN傳感器和CBCT傳感器二者。
X射線成像器可以具有兩種不同的構造具有PAN傳感器和CBCT傳感器的最小構造，不支持遠距放射線攝影。第二種可選構造是完整的X射線成像器，其允許交替地獲得全景放射線攝影、CBCT容積放射線攝影圖像和遠距放射線攝影圖像，並且因此也支持遠距放射線攝影。
此外，執行遠距放射線攝影的X射線成像器也可以具有兩種不同的配置 (endowment):一種是較簡單且較便宜的配置，在這種配置中，僅存在一個PAN傳感器，並且該PAN傳感器在要獲取遠距放射線攝影時從PAN支撐件分離且被設置在遠距放射線攝影支撐件上。在第二種更加昂貴的配置中，存在兩個傳感器，一個PAN傳感器和一個遠距放射線攝影傳感器。在該第二種配置中，遠距放射線攝影傳感器比PAN傳感器大。
可在對X射線成像器中的患者進行定位之前或之後，執行X射線成像器的設置。


現在將在以下附圖的幫助下更詳細地描述本發明，附圖示出
圖1是完整的X射線成像器的預期圖2a是在全景圖像獲取期間PAN傳感器、CBCT傳感器和CEPH傳感器的位置的示意圖2b是在CBCT容積放射線攝影獲取期間PAN傳感器、CBCT傳感器和CEPH傳感器的位置的示意圖2c是在遠距放射線攝影圖像獲取期間PAN傳感器、CBCT傳感器和CEPH傳感器的位置的示意圖3a是交替PAN傳感器和CBCT傳感器的機構的立體圖3b是交替PAN傳感器和CBCT傳感器的機構的水平部分(section)。
具體實施方式
圖1整體上示出了 X射線成像器1，該X射線成像器I能夠交替地產生全景放射線攝影、CBCT容積放射線攝影和遠距放射線攝影圖像。該成像 器I包括基底2和支撐延伸部4的柱3，該延伸部4設置有水平部分和在柱3上滑動的垂直部分。延伸部4的垂直部分允許C臂6的垂直移動，該C臂6附接到延伸部4的水平部分並且進而支撐X射線源7 ；以及交替機構8，該交替機構8用於交替PAN傳感器9和CBCT傳感器10的位置。此外，存在對患者進行定位的裝置5。在設置在支撐件4上的另外的可選臂11上，存在用於遠距放射線攝影的CEPH傳感器15的支撐件12和用於對患者進行定位的另外的裝置13。
在所有的獲取形態(modality)中，X射線都必須命中特定傳感器為了放射線攝影獲取，必須使該傳感器處於允許命中的位置。
C臂6在其一端處具有X射線源7，並且在其另一端處具有交替機構8，在交替機構 8上設置有PAN傳感器9和CBCT傳感器10。交替機構8固定到C臂6，從而能夠手動地或自動地移動，露出所需的特定傳感器。
交替機構8具有至少兩個停止點,所述停止點在圖2a、圖2b、圖2c中示意性地示出一個停止點使PAN傳感器9處於獲取全景圖像所需的位置；並且一個停止點使CBCT傳感器10處於獲取CBCT容積放射線攝影所需的位置。獲取可僅在特定傳感器處於適當的停止位置時開始。傳感器在整個獲取過程中都保持在其停止位置，並且可僅在獲取結束之後被移動。
選擇交替機構8上的PAN傳感器9和CBCT傳感器10的位置以及因此特定傳感器距與X射線源7相距的距離，以得到最佳的放射線攝影結果。X射線源7與特定傳感器之間的距離隨著所使用的傳感器的類型而變化。通常，PAN傳感器9與X射線源7之間的距離短於CBCT傳感器10與X射線源7之間的距離。
與針對這種獲取保持最優的放大程度(magnification degree)和所導致的空間失真兼容地，交替機構8被製造為使得它能夠使用於全景獲取的PAN傳感器9處於與X射線源7相距通常包含在520mm至580mm之間的距離處，而CBCT容積放射線攝影中的CBVT 傳感器10被定位在與X射線源7相距通常包含在600mm至700mm之間的距離處。
在遠距放射線攝影獲取期間，在機器包括安裝在交替機構8上的用於束準直的可選次級準直器16的情況下，為了較好的對準，X射線源7與CEPH傳感器15之間的距離包含在1400mm至1800mm之間。考慮這些尺寸，在圖3a和圖3b中示出了根據本發明的目的並且具有優化體積(bulk)和設置速度的目的的交替機構8中的元件的優選實施方式。圖3a 是交替機構8的立體圖，通過該交替機構8，PAN傳感器9、CBCT傳感器10和次級準直器16 能夠圍繞旋轉軸17樞轉(pivote)。圖3a和圖3b還示出了 PAN傳感器軸18和CBCT傳感器軸19。PAN傳感器軸18和CBCT傳感器軸19是相對於PAN傳感器9的感應區域20的中心法線和相對於CBCT傳感器10的感應區域21的中心法線。在圖3a和圖3b中描述的實施方式中，以90°的角度α分別定位PAN傳感器軸18和CBCT傳感器軸19 ；ΡΑΝ傳感器9 的光敏區域20與交替機構8的旋轉中心17相距的距離範圍在180mm至220mm之間；CBCT 傳感器10的光敏區域21與旋轉中心17之間的距離範圍在50mm至130mm之間；最後,次級準直器16在與機構8的旋轉中心17相距80mm至120mm之間的距離處並且被定位在相對於PAN傳感器9的PAN傳感器軸18範圍在15°至25°之間的角度β處。圖中示出了優選實施方式，在該優選實施方式中，次級準直器16放置 在CBCT傳感器10的附近，但是這种放置僅僅是可能的許多實施方式中的一種。
交替機構8可以包括板22，該板可固定到拱形件(arc) 6。板22設置有中心開口23，步進馬達25的減小部分24固定在該中心開口 23中。如果交替機構8安裝在拱形件6 上，則驅動軸26被定向在垂直位置。在驅動軸26的另一端27，安裝有具有各種元件(PAN 傳感器9、CBCT傳感器10和次級準直器16)的支撐機構29的板28。馬達致動能夠由微控制器電子地驅動，並且在將設置命令(用於PAN、CBCT或CEPH獲取)發送給驅動電路時被驅動。可利用光電元件(cell)來檢測停止位置(每個停止位置一個光電元件)，以使得能夠進行從一種構造到另一種構造的轉變(passage)而不需要經過「初始」位置，以及對到達期望的位置所需的馬達步進數進行計數。
在板28上，還可以存在用於傳感器安裝/拆卸的機構(在具有可移除傳感器的X 射線成像器的情況下)。板28還可以設置有用於次級準直器16的垂直定位以在CEPH傳感器15上正確集中X射線的機構。
在附圖3b中更好地示出了交替機構8，其表示分別支撐PAN傳感器9、CBCT傳感器10和可選的次級準直器16的機構本身的水平部分。該圖3b使得能夠了解兩個傳感器之間的空間關係。圖3b示出了交替機構8的旋轉軸17。
當必須執行全景獲取時，PAN傳感器9必須處於X射線路徑上，並且初級準直器必須適當地設置。PAN傳感器9可以是本領域中公知的線傳感器(linear sensor)(單維),但是也可以是區域傳感器(二維)。使用患者定位裝置5將患者定位在X射線成像器I內。一旦將患者適當地定位在X射線成像器I中，就可以利用從X射線源7中發射的X射線開始獲取。
當必須執行CBCT容積放射線攝影時，CBCT傳感器10必須處於X射線路徑上並且初級準直器必須適當地設置。交替機構8手動地或自動地旋轉，並且使CBCT傳感器10攔截X射線。
在特定實施方式中，可根據放射線攝影獲取來修改X射線發射形態可以利用X射線連續發射執行全景獲取，而利用脈衝X射線發射執行CBCT容積放射線攝影，以便於在給患者最小X射線劑量的情況下得到最佳的放射線攝影結果。
當必須執行遠距放射線攝影獲取時，患者的將要被成像的解剖部分必須定位在支撐件13內，並且如果機器僅配置有可移除的傳感器，則PAN傳感器9必須從交替機構8移除並且被定位在遠距射線攝影支撐件12上，而初級準直器和可選的次級準直器16必須被適當地設置。在更完整的配置中，其中X射線成像器具有兩個傳感器9和15，該X射線成像器在患者定位之後就準備好進行遠距放射線攝影獲取。
CEPH傳感器15可以是線傳感器(單維)或區域傳感器(二維)。
在這兩種情況下，交替機構8都必須被定位為使得PAN傳感器9和CBCT傳感器10 ~■者從X射線路徑中被排除。
此外，在交替機構8上，可以存在次級準直器16，該次級準直器必須被設置為被X 射線穿過，因此使交替機構8停止在第三位置。在該情況下，同樣，獲取可僅 在交替機構8 處於適當的位置時開始。可手動地或自動地執行該移動。次級準直器16在遠距放射線攝影獲取期間對X射線進行準直，從而使得X射線儘可能最精確地命中CEPH傳感器15的感應部分。
一旦X射線成像器I被適當地設置，遠距放射線攝影獲取就可以開始。
權利要求
1.一種用於牙科放射線攝影的設備1，所述設備包括-支撐件(2，3，4，6)，所述支撐件允許沿著預定義軌跡移動成像系統，以產生患者的齒系的全景圖像和斷層攝影圖像，-所述成像系統包括X射線源(7)、用於產生所述全景圖像的第一 X射線傳感器(9)以及用於產生所述斷層攝影圖像的第二 X射線傳感器(10)，-所述第一 X射線傳感器(9)和所述第二 X射線傳感器(10)被設置在交替機構(8)上， 所述交替機構(8)允許使所述第一傳感器(9)或所述第二傳感器(10)面向所述X射線源 (7)，所述設備的特徵在於-所述交替機構(8)通過允許圍繞交替軸(17)的樞轉運動而使得所述第一傳感器(9) 的第一傳感器軸(18)或者所述第二傳感器(10)的第二傳感器軸(19)朝向所述X射線輻射源(7)，並且-如果所述第一傳感器軸(18)和所述第二傳感器軸(19)沿著所述交替軸(17)投影在與所述交替軸(17)垂直的平面上，則所述第一傳感器軸(18)和所述第二傳感器軸(19)以角度(α)交叉，所述角度(α)在40°至140°之間。
2.根據權利要求1所述的設備，其中，所述支撐件包括基底(2)和柱(3)，所述柱(3)保持垂直可調節延伸部(4 )，在所述垂直可調節延伸部(4 )上可旋轉地安裝臂(6 )，所述臂(6 ) 的一端設置有所述X射線源(7)並且所述臂(6)的另一端設置有保持所述第一傳感器(9) 和所述第二傳感器(10)的所述交替機構(8)。
3.根據權利要求1或2所述的設備，所述設備包括另外的支撐件(11)和用於在遠距放射線攝影獲取期間對患者進行定位的裝置(13)。
4.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的設備，其中，用於全景成像的所述第一X 射線傳感器(9)能夠在所述交替機構(8)上的位置和所述另外的支撐件(11)上的位置之間重定位以進行遠距放射線攝影，並且所述第一 X射線傳感器(9)以可手動拆卸的方式安裝在兩個位置中，或者其中，第三X射線傳感器(15)被設置在所述另外的支撐件(12)上以進行遠距放射線攝影。
5.根據權利要求1或4中任一權利要求所述的設備，其中，所述X射線傳感器(9，10， 15)是線傳感器或區域傳感器。
6.根據權利要求1至5中任一權利要求所述的設備，其中，在全景成像期間，所述第一傳感器(9)在與所述X射線源(7)相距範圍在520mm至580mm之間的距離處；而在斷層攝影成像期間，用於斷層攝影成像的所述第二傳感器(10)處於與所述X射線源(7)相距範圍在600mm至700mm之間的距離處。
7.根據權利要求1至6中任一權利要求所述的設備，其中，所述交替機構(8)還支撐次級準直器(16)。
8.根據權利要求7所述的設備，其中，安裝在所述交替機構(8)上的用於對所述X射線束進行準直的所述次級準直器(16)在遠距放射線攝影獲取期間處於與所述X射線源(7)相距範圍在1400mm至1800mm之間的距離處。
9.根據權利要求1至8中任一權利要求所述的設備，其中，所述斷層攝影成像是CBCT 容積放射線攝影。
10.根據權利要求1至9中任一權利要求所述的設備，其中，在所述交替機構(8)上設置拍攝經受所述放射線攝影獲取的患者的照片的相機。
11.根據權利要求1
12.根據權利要求1所述的設備，其中，所述角度(α )在80°至100°之間。 或11所述的設備，其中，所述角度(α)為90°。
全文摘要
用於獲取全景放射線攝影和CBCT容積放射線攝影的裝置。一種用於牙科放射線攝影的設備，該設備包括支撐件，其允許沿著預定義軌跡移動成像系統，成像系統包括X射線源、用於產生全景圖像的第一X射線傳感器以及用於產生斷層攝影圖像的第二X射線傳感器，第一和第二X射線傳感器設置在交替機構上，交替機構允許使第一或第二傳感器面向X射線源，該設備的特徵在於交替機構通過允許圍繞交替軸的樞轉運動而使得第一傳感器的第一傳感器軸或第二傳感器的第二傳感器軸朝向X射線輻射源，並且如果第一和第二傳感器軸沿著交替軸投影在與交替軸垂直的平面上，則第一和第二傳感器軸以40°至140°之間的角度(α)交叉。
文檔編號A61B6/14GK103027706SQ201210323609
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月4日 優先權日2011年10月5日
發明者A·巴爾蒂尼, D·班考尼, A·貝卡 申請人:塞弗拉合作社