Способ определения заданного относительного положения пациента в стоматологическом панорамном рентгеновском аппарате и заданной траектории перемещения этого аппарата относительно пациента, а также соответствующее устройство
Формула / Реферат
1. Способ определения заданного относительного положения пациента в стоматологическом панорамном рентгеновском аппарате, при осуществлении которого:
а) определяют кривизну передней части 72, 74 зубной дуги 68, 70 пациента и
б) на основе полученной кривизны передней части зубной дуги и на основе изогнутой плоскости 88 проекции панорамного рентгеновского аппарата 10 вычисляют заданные координаты положения челюсти 24, 26 пациента,
отличающийся тем, что:
в) дополнительно определяют кривизну средней части 76, 78 и/или задней 80, 82 части зубной дуги 68, 70 пациента и полученные результаты учитывают при вычислении заданных координат положения челюсти 24, 26.
2. Способ определения заданной траектории перемещения стоматологического панорамного рентгеновского аппарата относительно пациента, при осуществлении которого:
а) определяют кривизну передней части 72, 74 зубной дуги 68, 70 пациента и
б) фиксируют зубную дугу 68, 70 пациента в панорамном рентгеновском аппарате 10 в месте, находящемся в пределах пространства, очерчиваемого источником 14 рентгеновского излучения и жестко связанным с ним приемником 16 рентгеновского излучения,
отличающийся тем, что:
в) дополнительно определяют кривизну средней части 76, 78 и/или задней части 80, 82 зубной дуги пациента и
г) на основе измеренной кривизны дуги передней 72, 74, а также средней 76, 78 и/или задней 80, 82 частей зубной дуги 68, 70 вычисляют кривую заданной траектории перемещения диагностического устройства 20, образованного источником 14 и приемником 16 рентгеновского излучения.
3. Устройство для определения заданного относительного положения пациента в стоматологическом панорамном рентгеновском аппарате и/или заданной траектории перемещения диагностического устройства 20 относительно зафиксированной в панорамном рентгеновском аппарате челюсти 24, 26 пациента, содержащее:
а) блок 66 чувствительных элементов, взаимодействующий с зубами пациента в передней части 72, 74 челюсти 24, 26 и формирующий сигнал формы челюсти, характеризующий положение зубов пациента относительно друг друга, и
б) вычислительное устройство 32, принимающее сигнал формы челюсти от блока 66 чувствительных элементов и вычисляющее заданные координаты положения челюсти 24, 26 пациента на основе этого сигнала, а также траектории 84 перемещения источника 14 и приемника 16 рентгеновского излучения панорамного рентгеновского аппарата 10, задающей изогнутую плоскость 88 проекции панорамного рентгеновского аппарата 10,
отличающееся тем, что:
в) блок 66 чувствительных элементов дополнительно взаимодействует с зубами пациента в средней части 76, 78 и/или задней части 80, 82 челюсти 24, 26 и формирует сигнал формы челюсти с учетом кривизны средней части 76, 78 и/или задней 80, 82 части зубной дуги 68, 70.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что блок 66 чувствительных элементов содержит по меньшей мере один датчик 58; 92; 98, 100; 480 и связанный с ним контур 62 распознавания формы челюсти, формирующий сигнал формы челюсти, соответствующий выходному сигналу датчика и характеризующий геометрию зубной дуги пациента.
5. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что блок 66 чувствительных элементов содержит прикусываемый датчик 58, расположенный на прикусываемом фиксаторе 54 челюстей панорамного рентгеновского аппарата 10.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что прикусываемый датчик 58 имеет на стороне, обращенной к верхней челюсти 24 и/или нижней челюсти 26 пациента, множество чувствительных к надавливанию элементов 90.
7. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что блок 66 чувствительных элементов имеет перемещаемую зондирующую головку 96; 484 и блок 92а, 92b, 92с, 486 датчиков положения, указывающий ее положение.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что датчик 480 установлен с возможностью перемещения 470, 472, перпендикулярного направлению зондирования, а дополнительный датчик 490 положения определяет положение датчика в направлении этого перемещения.
9. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что блок 66 чувствительных элементов содержит по меньшей мере одну камеру 98, 100, установленную с возможностью формирования ею изображения челюсти 24; 26 пациента.
10. Устройство по одному из пп.3-9, отличающееся тем, что блок 66 чувствительных элементов выполнен в основном из материалов, обладающих малым поглощением рентгеновского излучения.
11. Устройство по одному из пп.4-10, отличающееся тем, что контур 62 распознавания формы челюсти интегрирован в вычислительное устройство 32.
Текст
010698 Настоящее изобретение относится к способу определения заданного, или требуемого, относительного положения пациента в стоматологическом (дентальном) панорамном рентгеновском аппарате, при осуществлении которого: а) определяют кривизну передней части зубной дуги пациента и б) на основе полученной кривизны передней части зубной дуги и на основе изогнутой плоскости проекции панорамного рентгеновского аппарата вычисляют заданные координаты положения челюсти пациента. Кроме того, изобретение относится к способу определения заданной, или требуемой, траектории перемещения стоматологического панорамного рентгеновского аппарата относительно пациента, при осуществлении которого: а) определяют кривизну передней части зубной дуги пациента и б) фиксируют зубную дугу пациента в панорамном рентгеновском аппарате в месте, находящемся в пределах пространства, очерчиваемого источником рентгеновского излучения и жестко связанным и перемещающимся с ним приемником излучения (детекторным блоком). Изобретение относится также к устройству для определения заданного относительного положения пациента в стоматологическом панорамном рентгеновском аппарате или заданной траектории перемещения диагностического устройства относительно зафиксированной в панорамном рентгеновском аппарате челюсти пациента, содержащему: а) блок чувствительных элементов, взаимодействующий с зубами пациента в передней части челюсти и формирующий сигнал формы челюсти, характеризующий положение зубов пациента; и б) вычислительное устройство, принимающее сигнал формы челюсти от блока чувствительных элементов и вычисляющее заданные координаты положения челюсти пациента на основе этого сигнала, а также траектории перемещения источника и приемника рентгеновского излучения панорамного рентгеновского аппарата, задающей изогнутую плоскость проекции панорамного рентгеновского аппарата. Под изогнутой плоскостью проекции (для краткости называемой дугой проекции) следует понимать изогнутую плоскость, которая резко отображается на рентгеновском снимке, полученном с помощью панорамного рентгеновского аппарата. Это означает, что рентгеновский снимок представляет ту ткань пациента, которая во время рентгеновской съемки располагается в изогнутой плоскости проекции. При получении стоматологического панорамного рентгеновского снимка голова пациента находится между источником и приемником рентгеновского излучения, которые перемещаются вокруг головы пациента по дугообразной траектории. Для этого источник и приемник рентгеновского излучения, обычно расположенные на постоянном расстоянии друг от друга, поворачиваются в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси поворота, в свою очередь, перемещающейся в процессе поворота по определенной траектории. Идеальная форма этой траектории определяется геометрией зубной дуги пациента. Участок передних зубов зубной дуги характеризуется значительной кривизной, а участки средних и задних зубов имеют меньшую кривизну. При перемещении вокруг головы пациента источник и приемник рентгеновского излучения позволяют получать множество отдельных снимков, из которых соответствующее вычислительное устройство составляет общее изображение. Каждому отдельному снимку должен быть поставлен в соответствие узкий плоский участок проекции, на котором ткань пациента, через которую прошло рентгеновское излучение, изображена резко. Проще говоря, для получения панорамного рентгеновского снимка соответствующие узкие горизонтальные участки или части отдельных изображений соединяются в одно целое, причем ось поворота источника и приемника рентгеновского излучения перемещается в соответствии со стандартной формой челюсти. Изогнутая плоскость проекции панорамного рентгеновского аппарата образуется из соответствующим образом соединенных горизонтальных участков плоскостей проекции соответствующих отдельных изображений или полосок изображений. В целом, изогнутая плоскость проекции панорамного рентгеновского аппарата определяется траекторией, по которой источник и приемник рентгеновского излучения обходят голову пациента и которая обычно задается вручную или с использованием данных, полученных из банка данных. Кроме того, для стоматологического панорамного рентгеновского аппарата необходимо также задать параметры съемки, к которым относятся, в том числе, напряжение, приложенное к рентгеновской трубке, выдержка, ток электронного пучка и поперечное сечение пучка, используемые как рабочие параметры источника рентгеновского излучения. Для того чтобы на полученном рентгеновском снимке также отображались заданные участки ткани пациента, последний должен располагаться в панорамном рентгеновском аппарате в определенном заданном относительном положении, в котором зубная дуга пациента совпадает с изогнутой плоскостью проекции на как можно большем участке. Наряду с заданием параметров работы панорамного рентгеновского аппарата, позиционирование пациента также обычно выполняется вручную. Для этого панорамный рентгеновский аппарат снабжен-1 010698 прикусываемым пациентом фиксатором челюстей. После прикусывания фиксатора челюстей пациента размещают, обычно с помощью оптического устройства, таким образом, чтобы плоскость между его верхней и нижней челюстями проходила горизонтально. Далее, в соответствии с визуально определенной зубной дугой пациента оператор вручную задает изогнутую проекцию, и пациент помещается между источником и приемником рентгеновского излучения в такое положение по вертикали и горизонтали,чтобы изогнутая плоскость проекции панорамного рентгеновского аппарата как можно точнее проходила через корни зубов пациента. Указанные выше выполняемые вручную установки, во-первых, отличаются значительной длительностью и, во-вторых, приводят к многочисленным ошибкам. Более половины полученных панорамных рентгеновских снимков отличаются неудовлетворительным качеством, поскольку плоскость положения дуги пересекает корни зубов не так, как требуется, и поэтому они нечетко отображаются на снимке. Устройство указанного в начале описания типа, описанное в DE 3808009 C2, позволило сократить количество источников ошибок. Это устройство определяет положение резцов и/или клыков пациента с использованием датчиков различных типов. Полученные при этом параметры относительного положения зубов используются для определения заданного относительного положения пациента в панорамном рентгеновском аппарате. Для определения параметров зубной дуги пациента используются данные из соответствующего банка данных, в котором сохраняются физиологические (анатомические) данные пациента. Из этого банка данных выбираются и ставятся в соответствие обследуемому пациенту геометрические параметры зубной дуги, отличающейся максимально возможным совпадением с формой зубной дуги, определенной на основе координат положения резцов и/или клыков этого обследуемого пациента. Поскольку для определения параметров зубной дуги пациента определяются координаты лишь резцов и/или клыков пациента, ему могут быть поставлены в соответствие не соответствующие его фактической форме зубной дуги выбранные из банка данных геометрические параметры зубной дуги, которая,прежде всего, в средней и задней частях челюсти не совпадает с фактической зубной дугой пациента. Вследствие этого может иметь место недостаточно резкое отображение на полученном рентгеновском снимке участков коренных зубов (премоляров) и больших коренных зубов (моляров) пациента, непригодное для последующей постановки диагноза лечащим зубным врачом. В основу настоящего изобретения были положены задачи разработать способ и устройство указанных в начале описания типов, которые позволили точнее определять заданное относительное положение пациента в стоматологическом панорамном рентгеновском аппарате и/или заданную траекторию перемещения стоматологического панорамного рентгеновского аппарата относительно пациента. Применительно к способу определения заданного относительного положения эта задача решается изобретением за счет того, что в) дополнительно определяют кривизну средней части и/или задней части зубной дуги пациента и полученные результаты учитывают при вычислении заданных координат положения челюсти. Применительно к способу определения заданной траектории перемещения стоматологического панорамного рентгеновского аппарата относительно пациента эта задача решается изобретением за счет того, что: в) дополнительно определяют кривизну средней части и/или задней части зубной дуги пациента и г) на основе измеренной кривизны дуги передней, а также средней и/или задней частей зубной дуги вычисляют кривую заданной траектории перемещения диагностического устройства, образованного источником и приемником рентгеновского излучения. Что касается устройства, указанная задача решается изобретением за счет того, что в) блок чувствительных элементов дополнительно взаимодействует с зубами пациента в средней части и/или задней части челюсти. Благодаря дополнительному определению кривизны средней и/или задней части зубной дуги пациента и, соответственно, благодаря тому, что блок чувствительных элементов дополнительно взаимодействует с зубами пациента в средней и/или задней части челюсти, становится возможным определять геометрию всей зубной дуги пациента с высокой степенью точности. Тем самым можно отказаться от использования сохраняемых в банке данных физиологических данных пациента при вычислении заданных координат его положения. Кроме того, отпадает необходимость в проведении сопряженного с многочисленными ошибками визуального определения геометрических параметров зубной дуги пациента. Заданное относительное положение пациента вычисляется на основе результатов измерения геометрии зубной дуги пациента, обнаруживающих исключительно высокую степень совпадения с фактической геометрией зубной дуги. Благодаря этому вычисленное заданное относительное положение пациента позволяет при съемке панорамного рентгеновского снимка достичь высокой степени точности совпадения изогнутой плоскости проекции панорамного рентгеновского аппарата с зубной дугой пациента. За счет вычисления кривой заданной траектории перемещения диагностического устройства, образованного источником и приемником рентгеновского излучения, на основе измеренной кривизны передней, а также средней и/или задней частей зубной дуги удается обеспечить соответствие изогнутой плоскости проекции фактической геометрии зубной дуги пациента.-2 010698 Предпочтительные варианты выполнения предлагаемого в изобретении устройства представлены в зависимых пунктах формулы изобретения. Ниже изобретение более подробно описано на примере вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано: на фиг. 1 - вид сбоку стоматологического панорамного рентгеновского аппарата с выполненным по первому варианту устройством для определения заданного относительного положения пациента, соответственно заданной траектории перемещения диагностического устройства; на фиг. 2 А и 2 Б - два примера, иллюстрирующих различную геометрию зубных дуг пациентов, а также схематичное обозначение траектории движения оси поворота источника и приемника рентгеновского излучения; на фиг. 3 А и 3 Б - схематичное изображение, иллюстрирующее изменение относительного положения пациента относительно изогнутой плоскости проекции панорамного рентгеновского аппарата, показанного на фиг. 1; на фиг. 4 А и 4 Б - схематичное изображение, иллюстрирующее согласование изогнутой плоскости проекции панорамного рентгеновского аппарата с геометрией зубной дуги пациента; на фиг. 5 - вид сверху блока чувствительных элементов устройства, показанного на фиг. 1; на фиг. 6 - вид сбоку стоматологического панорамного рентгеновского аппарата с показанным на фиг. 1 устройством во втором варианте исполнения, с иначе выполненным блоком чувствительных элементов; на фиг. 7 - вид сверху блока чувствительных элементов устройства, показанного на фиг. 6; на фиг. 8 - вид еще одной модификации блока чувствительных элементов в показанном на фиг. 1 устройстве в его третьем варианте и на фиг. 9 - схематичный вид устройства для определения кривой заданной траектории перемещения диагностического устройства панорамного рентгеновского аппарата. На фиг. 1 показан стоматологический (дентальный) панорамный рентгеновский аппарат 10 с рамой 12, имеющий источник 14 рентгеновского излучения и приемник излучения в виде датчика 16 на приборах с зарядовой связью (ПЗС-датчика). Источник и приемник излучения установлены с возможностью поворота вокруг вертикальной оси A и жестко соединены друг с другом поворотным рычагом 18, при этом они расположены на одинаковом уровне друг напротив друга. Позицией E обозначена плоскость съемки, которая расположена перпендикулярно оси A поворота и пересекает посередине ПЗС-датчик 16,а также посередине расположенное на том же самом уровне окошко источника 14 рентгеновского излучения. Обозначенная на фиг. 1 система координат x, y, z жестко связана с рамой. Ось z системы координат проходит параллельно оси A поворота, плоскость x-y системы координат расположена параллельно плоскости E съемки. Источник 14 рентгеновского излучения, ПЗС-датчик 16 и поворотный рычаг 18 вместе образуют диагностическое устройство 20. Пациент, панорамный рентгеновский снимок челюсти которого необходимо получить, располагается для съемки на уровне источника 14 рентгеновского излучения, соответственно, ПЗС-датчика 16 таким образом, чтобы его голова 22, а точнее - его верхняя 24 и нижняя 26 челюсти просвечивались рентгеновским излучением источника 14 перед попаданием излучения на ПЗС-датчик 16. Поворотный рычаг 18 установлен над пациентом с возможностью поворота вокруг вертикальной оси A поворота и поворачивается приводным двигателем 28. При этом ось A поворота установлена с возможностью дополнительно горизонтально перемещаться по меньшей мере в одном, предпочтительно двух независимых друг от друга направлениях с помощью координатного привода 30. Тем самым, при получении панорамного рентгеновского снимка источник 14 рентгеновского излучения и ПЗС-датчик 16 обходят голову 22 пациента по определенной криволинейной траектории, расположенной в горизонтальной плоскости E. Параметры съемки, такие как напряжение, приложенное к рентгеновской трубке, выдержка, ток луча или поперечное сечение луча, передаются источнику 14 рентгеновского излучения из вычислительного устройства 32 по линии или каналу 34 передачи данных. Параметры траектории перемещения оси A поворота и параметры съемки источника 14 рентгеновского излучения могут быть введены в вычислительное устройство 32 с использованием клавиатуры 36,соединенной с ним линией 38 передачи данных. Введенные команды отображаются на экране 40 монитора, принимающего по линии 42 передачи данных соответствующие сигналы из вычислительного устройства 32. Вычислительное устройство 32 управляет по линии 44 передачи данных приводным двигателем 28 и по линии 46 передачи данных координатным приводом 30. Кроме того, вычислительное устройство 32 принимает по линии 48 передачи данных выходные сигналы ПЗС-датчика 16 и при необходимости передает ему управляющие команды, задающие такты считывания, время интегрирования и стирания. В целом, вычислительное устройство 32 выполняет функцию центрального управляющего устройства, координирующего процесс съемки панорамного изображения, обрабатывающего принятые от ПЗС-датчика 16 сигналы и преобразующего их в видимое изображение, отображаемое на экране 40 мо-3 010698 нитора. В процессе съемки голова 22 пациента фиксируется позиционирующим устройством 50 и помещается перед рентгеновской съемкой в соответствующее заданное положение относительно панорамного рентгеновского аппарата 10. Позиционирующее устройство 50 включает опору 52 для подбородка, закрепленную на раме 12,способную перемещаться вертикально и в двух независимых друг от друга горизонтальных направлениях и фиксироваться в заданном горизонтальном, соответственно, в вертикальном положении после его достижения. Кроме того, позиционирующее устройство 50 имеет прикусываемый фиксатор 54 челюстей, соединенный с опорой 52 для подбородка вертикально перемещаемым и фиксируемым в заданном положении крепежным штоком 56 и способный вновь переместиться в горизонтальной плоскости вдоль прямолинейной траектории и фиксироваться в заданном положении. При этом способность к перемещению прикусываемого фиксатора 54 челюстей и крепежного штока 56 используется для согласования относительных положений отдельных компонентов 52, 54 и 56 с особенностями физиологии пациента. Положения прикусываемого фиксатора 54 челюстей и крепежного штока 56 задаются сначала вручную обслуживающим персоналом таким образом, чтобы пациент мог прикусить фиксатор 54 в положении, в котором подбородок опирается на предназначенную для него опору 52. Далее вертикальное положение позиционирующего устройства 50 в целом задается таким образом,чтобы области 24, 26 челюстей пациента располагались на уровне источника 14 рентгеновского излучения и ПЗС-датчика 16. С использованием известных дополнительных устройств позиционирования, обычно оптических систем, обеспечивается горизонтальное положение плоскости, проходящей между верхней 24 и нижней 26 челюстями пациента. Таким образом, позиционирующее устройство 50 выполнено в целом таким образом, что для установки в заданное положение оно может перемещаться во всех необходимых направлениях с учетом индивидуальной физиологии головы и челюстей пациента, благодаря чему его область 24, 26 челюстей может быть зафиксирована в определенном положении относительно рамы 12. На прикусываемом фиксаторе 54 челюстей расположен прикусываемый датчик 58. Этот датчик соединен линией 60 передачи данных с контуром 62 распознавания формы челюсти, формирующим на основе выходного сигнала прикусываемого датчика 58 сигнал формы челюсти и передающим его по линии 64 передачи данных в вычислительное устройство 32. Прикусываемый датчик 58 и контур 62 распознавания формы челюсти вместе образуют блок 66 чувствительных элементов для распознавания формы челюсти. В зависимости от физиологии челюсти ряды зубов образуют у различных пациентов различные зубные дуги. На фиг. 2 на примере соответственно ряда зубов верхней челюсти показаны различные по геометрическим параметрам зубные дуги: на фиг. 2 А - относительно узкая зубная дуга 68, с одной стороны, и на фиг. 2 Б - относительно более широкая зубная дуга 70, с другой стороны. Как показано на этом чертеже, зубные дуги 68, 70 в передней части 72 и 74 соответственно имеют значительно меньший радиус кривизны по сравнению с радиусами кривизны соответствующей средней части 76, соответственно 78 и задней части 80, соответственно 82. В отличие от передней части средняя часть 76, 78 имеет больший радиус кривизны, а задняя часть 80, 82 характеризуется исключительно большим радиусом кривизны, т.е. лишь незначительной кривизной. При повороте поворотного рычага 18 его вертикальная ось A поворота синхронно перемещается по криволинейной траектории, схематично показанной на фиг. 2 Б на примере зубной дуги 70 и обозначенной позицией 84. Траектория 84 перемещения оси A поворота примерно соответствует перевернутой букве V с вогнутыми внутрь сторонами. Благодаря этой траектории перемещения, которая в зависимости от формы зубной дуги может иметь иной вид, обеспечивается нахождение плоскости 86 проекции каждого отдельного изображения в пределах зубной дуги 68, соответственно 70, пациента, поскольку расстояние между источником 14 рентгеновского излучения и ПЗС-датчиком 16 остается постоянным. На фиг. 3 А и 3 Б, а также на фиг. 4 А и 4 Б показаны изогнутые плоскости 88 а, 88b и 88 с проекции в сравнении с зубной дугой 70 на фиг. 2 Б. С целью обеспечить как можно большее совпадение изогнутой плоскости 88 проекции и зубной дуги 70 пациента необходимо, прежде всего, определить фактическую геометрию зубной дуги обследуемого пациента. Для этого используется прикусываемый датчик 58. На фиг. 5 в виде снизу верхней челюсти 24 пациента показан прикусываемый датчик 58. Прикусываемый датчик 58 включает в себя размещенные по всей его поверхности чувствительные к надавливанию элементы, один из которых обозначен на фиг. 5 позицией 90. Если пациент прикусывает фиксатор 54 челюстей, а тем самым и расположенный на этом фиксаторе датчик 58, то соответственно зубной дуге пациента оказывается нажатым множество чувствительных к надавливанию элементов 90. На фиг. 5 черным цветом выделены чувствительные к надавливанию элементы 90, которые могли бы оказаться предположительно нажатыми, если бы пациент, зубная дуга 70 для которого показана на фиг. 2-4, прикусил датчик 58.-4 010698 Каждый нажатый чувствительный к надавливанию элемент 90 вырабатывает сигнал, передаваемый по линии 60 передачи данных в контур 62 распознавания формы челюсти. Этот контур вновь вырабатывает сигнал формы челюсти, соответствующий общему изображению, формируемому нажатыми чувствительными к надавливанию элементами 90. Сказанное в отношении нажатых сверху зубами верхней челюсти пациента чувствительных к надавливанию элементов 90 прикусываемого датчика 58 относится по смыслу, соответственно, и к зубам нижней челюсти пациента. Для этого прикусываемый датчик 58 имеет на своей обращенной к нижней челюсти пациента стороне также полностью покрывающие ее чувствительные к надавливанию элементы 90, которые при прикусывании пациентом датчика 58 нажимаются зубами нижней челюсти и, соответственно, передают данные в контур 62 распознавания формы челюсти. Поджатые чувствительные к надавливанию элементы 90 отражают, таким образом, положение зарегистрированных датчиками зубов, на основании чего контур 62 распознавания формы челюсти вырабатывает сигнал формы челюсти, соответствующий зубной дуге верхней 24, соответственно нижней 26 челюстей пациента, и служащий основой при вычислении геометрии зубной дуги пациента вычислительным устройством 32. Вычислительное устройство 32 может сравнить заданную траекторией 84 перемещения оси A поворота панорамного рентгеновского аппарата 10 изогнутую плоскость проекции, в качестве которой можно принять показанную на фиг. 3 А изогнутую плоскость 88 а проекции, с формой зубной дуги пациента и согласовать обе формы друг с другом. Эти процессы сравнения и согласования можно выполнить, если,например, минимизировать среднеквадратичное расстояние между зубной дугой и задаваемой для аппарата стандартной изогнутой проекцией путем поступательных и/или поворотных перемещений зубной дуги (подгонка по методу наименьших квадратов). В результате вычислительное устройство 32 предлагает заданные координаты положения челюсти 24, 26 пациента, прежде всего заданные координаты в горизонтальной плоскости для опоры 52 для подбородка. В результате этого согласования, как наглядно видно на фиг. 3 А, зубная дуга 70 пациента будет перемещаться в указанном стрелкой 92p направлении, пока не будут достигнуты расчетные заданные координаты в горизонтальной плоскости, а зубная дуга 70 пациента - не совпадет с изогнутой плоскостью 88a проекции на максимально протяженном участке. Это совпадение проиллюстрировано на фиг. 3 Б. Если параметры зубной дуги пациента определяются вне панорамного рентгеновского аппарата 10,например, по гипсовому слепку, то вычислительное устройство 32 вычисляет координаты заданного положения в пространстве относительно панорамного рентгеновского аппарата 10. В следующем варианте предусмотрена возможность задавать различные положения отдельных компонентов 52, 54 и 56 с использованием серводвигателей, передающих сигналы фактического положения в вычислительное устройство 32, которое указывает серводвигателям заданные положения отдельных компонентов. Таким путем можно также автоматически задавать конечное заданное относительное положение пациента. Наряду с этой подгонкой относительного положения пациента относительно имеющейся плоскости положения дуги, вычислительное устройство 32 может вычислить траекторию 84 перемещения диагностического устройства 20 таким образом, чтобы изогнутая плоскость проекции, форма которой плохо согласуется с определенной путем обмера зубной дугой пациента, как это показано, например, на фиг. 4 А в форме изогнутой плоскости 88b проекции, изменялась в направлении получения большего соответствия изогнутой плоскости 88c проекции (см. фиг. 4 Б), в наибольшей мере соответствующей профилю зубной дуги пациента. Этот процесс подгонки изогнутой плоскости проекции к зубной дуге пациента осуществляется в этом случае самостоятельно вычислительным устройством 32, прикусываемым датчиком 58 и различными датчиками положения и при необходимости серводвигателями, взаимодействующими с компонентами 52, 54, 56, благодаря чему обеспечивается в целом полностью автоматическое согласование заданного относительного положения пациента и прежде всего траектории 84 перемещения оси поворота A диагностического устройства 20 панорамного рентгеновского аппарата 10. Как показано на фиг. 5, чувствительные к надавливанию элементы 90 прикусываемого датчика 58 регистрируют наряду с передней, отличающейся исключительно малым радиусом кривизны частью 74 зубной дуги 70, и соответственно менее искривленную среднюю часть 78, соответственно слабо искривленную заднюю часть 82. Таким путем определяется форма зубной дуги пациента с высокой степенью точности по отношению к фактической форме зубной дуги пациента. Следовательно, согласование изогнутой плоскости проекции с геометрией зубной дуги пациента основывается на параметрах фактически имеющейся зубной дуги пациента, результатом чего является в значительной мере индивидуально подогнанное для пациента совпадение изогнутой плоскости 88 проекции панорамного рентгеновского аппарата 10 и зубной дуги 68 или 70 пациента. На фиг. 6 и 7 показано выполненное еще по одному варианту устройство для определения заданного относительного положения пациента в стоматологическом панорамном рентгеновском аппарате, соответственно заданной траектории перемещения диагностического устройства относительно челюсти па-5 010698 циента, зафиксированной в панорамном рентгеновском аппарате. На этих чертежах компоненты, соответствующие показанным на фиг. 1 компонентам, обозначены такими же позициями. В отличие от проиллюстрированного на фиг. 1 варианта прикусываемый фиксатор 54 челюстей не оснащен никакими датчиками. Более того, блок 66 чувствительных элементов для распознавания формы челюсти включает несколько датчиков 92 положения, выполненных в виде электромеханических зондирующих копирных щупов, связанных соответствующими линиями 60 передачи данных с контуром 62 распознавания формы челюсти. На фиг. 7 в виде сверху в качестве примера показаны три расположенных рядом друг с другом датчика 92a, 92b, 92c положения. Датчики 92 положения могут перемещаться горизонтально вдоль прямолинейной траектории 94 а,94b, 94 с и фиксироваться в заданном положении. Координаты положения зондирующей головки 96 датчика 92 положения передаются по линии 60 передачи данных в контур 62 распознавания формы челюсти. Для определения формы челюсти пациента блок 66 чувствительных элементов для распознавания формы челюсти перемещается в направлении пациента, зафиксированного в позиционирующем устройстве 50, до соприкосновения зондирующих головок 96 датчиков 92 положения с головой 22 пациента снаружи на уровне несколько выше верхней губы. Для этого пациент должен быть помещен в соответствующее необходимое вертикальное положение. Выходные сигналы датчиков 92 положения передаются в контур 62 распознавания формы челюсти. Этот контур, в свою очередь, вырабатывает сигнал формы челюсти, соответствующий эталонной или контрольной зубной дуге, соответствующей положениям датчиков 92 положения и незначительно отличающейся от зубной дуги пациента. После того как вычислительное устройство 32 получит сигнал формы челюсти по линии 64 передачи данных, оно вычисляет заданное относительное положение пациента аналогично тому, как это описано выше, например путем подгонки по методу наименьших квадратов. Все остальное сказанное в отношении первого варианта со ссылкой на фиг. 1-5 относится по смыслу ко второму варианту, проиллюстрированному на фиг. 6 и 7. Путем увеличения количества датчиков 92 положения можно повысить точность определения геометрических параметров зубной дуги пациента. На фиг. 8 схематично показан еще один вариант, в котором компоненты, соответствующие показанным на фиг. 1 компонентам, обозначены такими же позициями. Согласно показанному на фиг. 8 варианту вычисляется заданное положение пациента относительно панорамного рентгеновского аппарата, способного определять геометрические параметры зубной дуги пациента с использованием двух камер 98 и 100, позволяющих вести съемку полости 102 рта, а следовательно, и зубов пациента под двумя различными углами. Сигналы камер 98, 100 передаются по соответствующим линиям 104 и 106 передачи данных в контур 62 распознавания формы челюсти, исполняющий пригодный для этого алгоритм обработки изображения, передающий в вычислительное устройство 32 в виде результата сигнал формы челюсти, на основании которого оно вычисляет геометрические параметры зубной дуги пациента. Дальнейшие вычисления заданного относительного положения пациента или заданной траектории перемещения диагностического устройства 20 панорамного рентгеновского аппарата 10 осуществляются вновь в соответствии с описанными выше процессами. На фиг. 9 показано в целом обозначенное позицией 410 устройство, предназначенное для перемещения в плоскости съемки входящего в состав панорамного рентгеновского аппарата 10 диагностического устройства 20, включающего источник 14 рентгеновского излучения, ПЗС-датчик 16 и поворотный рычаг 18, таким образом, чтобы изогнутая проекция 88 рентгеновского аппарата 10 совпадала с зубной дугой 68, 70 обследуемого пациента. На стационарной части 412 рамы рентгеновского аппарата закреплены две отстоящие друг от друга вертикальные направляющие штанги 414, 416, взаимодействующие с направляющими отверстиями 418,420 ползуна 422, перемещающегося по оси z. В ползуне предусмотрено также резьбовое отверстие 424,через которое проходит ходовой винт 426. Этот винт приводится в движение электродвигателем 428,связанным с датчиком 430 положения. Этот датчик может включать, например, диск стробоскопа, взаимодействующий с фотоэлектрическим барьером, при этом выход фотоэлектрического барьера соединен со счетчиком. Тем самым, выходной сигнал датчика 430 положения однозначно связан с положением ползуна 422, перемещающегося по оси z. Ползун 422, перемещающийся по оси z, имеет со своей стороны две направляющие штанги 432,434, проходящие в отверстиях 436, 438 ползуна 440, перемещающегося по оси у. Кроме того, в этом ползуне, перемещающемся по оси y, выполнено резьбовое отверстие 442, в котором проходит ходовой винт 444. Этот винт приводится в движение электродвигателем 446, с которым соединен датчик 448 положения. Датчик 448 положения выполнен точно таким же образом, что и датчик 430 положения. Ползун 440, перемещающийся по оси y, имеет две направляющие штанги 450, 452, проходящие в отверстиях 454, 456 ползуна 458, перемещающегося по оси x. Этот ползун имеет резьбовое отверстие-6 010698 460, в котором проходит ходовой винт 462. Этот винт приводится в движение электродвигателем 464, к которому также прифланцован датчик 466 положения. Ползун 458, перемещающийся по оси x, используется в качестве подставки для подбородка пациента и снабжен тонкой эластичной или упругой накладкой 468. Из приведенного выше описания следует, что с использованием различных ползунов и связанных с ними электродвигателей можно перемещать накладку 468 в направлениях x, y и z. С нижней стороны ползуна 458, перемещающегося по оси x, размещен вал 470, жестко соединенный с поворотным рычагом 472. Поворотный рычаг 472 имеет на верхней стороне своего крайнего отрезка распорку 474 изменяемой длины, вытягивающуюся по оси z и способную изменять свою длину с помощью соответствующего электродвигателя 476. Электродвигатель 476 также соединен с датчиком 478 положения. На верхнем конце распорки 474 расположена зондирующая головка 480, выполненная по типу подпружиненного цилиндра. Нагруженный пружиной зондирующий шток 482 имеет на своем свободном конце свободно вращающийся вокруг вертикальной оси ролик 484. Размер ролика 484 в осевом направлении выбран таким образом, чтобы он был незначительно меньше средней высоты средних зубов. Диаметр ролика 484 выбран таким образом, чтобы он легко прокатывался по наружной поверхности мягкой ткани, покрывающей зубную дугу. Кроме того, в состав зондирующей головки 480 входит датчик 486 положения, определяющий положение зондирующего штока 482. Для отклонения зондирующей головки 480 по ходу зубной дуги 68 к валу 460 присоединен электродвигатель 488, с которым соединен датчик 490 положения. Различные датчики 430, 448, 466, 478 и 490 положения выполнены, соответственно, идентичными. В принципе, датчик 486 положения может иметь аналогичную конструкцию, когда его входной вал снабжен шестерней, взаимодействующей с выполненной на зондирующем штоке 482 зубчатой рейкой. Согласно другому варианту датчик 486 положения может также иметь фотоэлектрический барьер, взаимодействующий с растровой решеткой, перемещаемой зондирующим штоком 482. Выходные сигналы различных датчиков положения подаются на входы управляющего устройства 492, имеющего также выходы, на которые подаются сформированные управляющие сигналы для электродвигателей 428, 446, 464, 476 и 488. Устройство, показанное на фиг. 9, может определять фактическое положение и фактическую форму зубной дуги 68 в панорамном рентгеновском аппарате 10. Для этой цели сначала путем подачи соответствующих управляющих сигналов на электродвигатели 428, 446 и 464 накладка 468 устанавливается таким образом, чтобы зубная дуга расположилась в плоскости E съемки. После этого голова пациента фиксируется в заданном положении. Далее путем подачи управляющих сигналов на электродвигатель 476 распорка 474 выдвигается настолько, чтобы ролик 484 зондирующей головки 480 оказался на том же самом уровне, что и обмеряемая зубная дуга, соответственно челюсть. Теперь электродвигатель 488 включается таким образом, чтобы поворотный рычаг 472 повернулся на 180. При этом движении ролик 484, поджимаемый усилием поджимающей пружины зондирующей головки 480, проходит по внешнему контуру зубной дуги, соответственно челюсти. Соответствующие выходные сигналы датчика 486 положения сохраняются в управляющем устройстве 492 вместе с выходными сигналами датчика 490 положения. В результате в этом управляющем устройстве сохраняются в электронном виде параметры фактического внешнего контура и фактического положения челюсти, соответственно зубной дуги. Выходные сигналы датчиков 448 и 466 положения позволяют управляющему устройству 492 вычислять также абсолютные координаты положения зубной дуги в плоскости x-y, и путем сложения выходных сигналов датчика 430 положения и датчика 478 положения вычисляется также координата z зубной дуги. Эта координата должна соответствовать координате z плоскости E съемки. Согласно упрощенному варианту устройство можно изготавливать без ползуна 422, перемещающегося по оси z, и ползуна 440, перемещающегося по оси y, и лишь с ползуном 458, который в таком случае может перемещаться лишь в вертикальном направлении либо вручную, либо с помощью серводвигателя. Как указано выше, управляющее устройство 492 вычисляет на основе измеренных параметров зубной дуги ту траекторию 84, по которой должна перемещаться ось A в плоскости x-y с целью обеспечить совпадение изогнутой плоскости 88 проекции панорамного рентгеновского аппарата 10 с полученной при измерении зубной дугой. Соответствующие сигналы передаются действующему в направлении x координатному приводу 30-x и действующему в направлении у координатному приводу 30-y, которые вместе устанавливают ось A в заданном положении в плоскости x-y. В качестве материалов, из которых изготавливаются компоненты, располагающиеся по ходу лучей между источником рентгеновского излучения и ПЗС-датчиком 16, т.е. позиционирующее устройство 50,а также датчики 58, 92 и 98, 100, используются в основном материалы, обладающие малым поглощением рентгеновского излучения, прежде всего пластики.-7 010698 Указанный в предыдущих вариантах контур 62 распознавания формы челюсти может представлять собой также непосредственно блок соответствующего вычислительного устройства 32, соответственно,исполняемую в нем программу, вследствие чего соответствующие датчики 58, 92 и 98, 100 передают свои соответствующие выходные сигналы непосредственно в вычислительное устройство 32. Датчики 58, 92 и 98, 100 пригодны также для определения параметров зубной дуги пациента без его фиксации в позиционирующем устройстве 50. Только после определения параметров его зубной дуги вне панорамного рентгеновского аппарата 10 пациента помещают в соответствующим образом вычисленное заданное относительное положение. Существует также возможность определять параметры зубной дуги с использованием датчиков 58,92 и 98, 100 в отсутствие пациента. Эта возможность реализуется в том случае, когда имеется, например,слепок челюсти пациента, который подобно реальной челюсти может быть далее закреплен и подвергнут обмеру соответствующими датчиками. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ определения заданного относительного положения пациента в стоматологическом панорамном рентгеновском аппарате, при осуществлении которого: а) определяют кривизну передней части 72, 74 зубной дуги 68, 70 пациента и б) на основе полученной кривизны передней части зубной дуги и на основе изогнутой плоскости 88 проекции панорамного рентгеновского аппарата 10 вычисляют заданные координаты положения челюсти 24, 26 пациента,отличающийся тем, что: в) дополнительно определяют кривизну средней части 76, 78 и/или задней 80, 82 части зубной дуги 68, 70 пациента и полученные результаты учитывают при вычислении заданных координат положения челюсти 24, 26. 2. Способ определения заданной траектории перемещения стоматологического панорамного рентгеновского аппарата относительно пациента, при осуществлении которого: а) определяют кривизну передней части 72, 74 зубной дуги 68, 70 пациента и б) фиксируют зубную дугу 68, 70 пациента в панорамном рентгеновском аппарате 10 в месте, находящемся в пределах пространства, очерчиваемого источником 14 рентгеновского излучения и жестко связанным с ним приемником 16 рентгеновского излучения,отличающийся тем, что: в) дополнительно определяют кривизну средней части 76, 78 и/или задней части 80, 82 зубной дуги пациента и г) на основе измеренной кривизны дуги передней 72, 74, а также средней 76, 78 и/или задней 80, 82 частей зубной дуги 68, 70 вычисляют кривую заданной траектории перемещения диагностического устройства 20, образованного источником 14 и приемником 16 рентгеновского излучения. 3. Устройство для определения заданного относительного положения пациента в стоматологическом панорамном рентгеновском аппарате и/или заданной траектории перемещения диагностического устройства 20 относительно зафиксированной в панорамном рентгеновском аппарате челюсти 24, 26 пациента, содержащее: а) блок 66 чувствительных элементов, взаимодействующий с зубами пациента в передней части 72,74 челюсти 24, 26 и формирующий сигнал формы челюсти, характеризующий положение зубов пациента относительно друг друга, и б) вычислительное устройство 32, принимающее сигнал формы челюсти от блока 66 чувствительных элементов и вычисляющее заданные координаты положения челюсти 24, 26 пациента на основе этого сигнала, а также траектории 84 перемещения источника 14 и приемника 16 рентгеновского излучения панорамного рентгеновского аппарата 10, задающей изогнутую плоскость 88 проекции панорамного рентгеновского аппарата 10,отличающееся тем, что: в) блок 66 чувствительных элементов дополнительно взаимодействует с зубами пациента в средней части 76, 78 и/или задней части 80, 82 челюсти 24, 26 и формирует сигнал формы челюсти с учетом кривизны средней части 76, 78 и/или задней 80, 82 части зубной дуги 68, 70. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что блок 66 чувствительных элементов содержит по меньшей мере один датчик 58; 92; 98, 100; 480 и связанный с ним контур 62 распознавания формы челюсти, формирующий сигнал формы челюсти, соответствующий выходному сигналу датчика и характеризующий геометрию зубной дуги пациента. 5. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что блок 66 чувствительных элементов содержит прикусываемый датчик 58, расположенный на прикусываемом фиксаторе 54 челюстей панорамного рентгеновского аппарата 10. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что прикусываемый датчик 58 имеет на стороне, обращенной к верхней челюсти 24 и/или нижней челюсти 26 пациента, множество чувствительных к надав-8 010698 ливанию элементов 90. 7. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что блок 66 чувствительных элементов имеет перемещаемую зондирующую головку 96; 484 и блок 92 а, 92b, 92 с, 486 датчиков положения, указывающий ее положение. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что датчик 480 установлен с возможностью перемещения 470, 472, перпендикулярного направлению зондирования, а дополнительный датчик 490 положения определяет положение датчика в направлении этого перемещения. 9. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что блок 66 чувствительных элементов содержит по меньшей мере одну камеру 98, 100, установленную с возможностью формирования ею изображения челюсти 24; 26 пациента. 10. Устройство по одному из пп.3-9, отличающееся тем, что блок 66 чувствительных элементов выполнен в основном из материалов, обладающих малым поглощением рентгеновского излучения. 11. Устройство по одному из пп.4-10, отличающееся тем, что контур 62 распознавания формы челюсти интегрирован в вычислительное устройство 32.
МПК / Метки
МПК: A61B 6/14
Метки: этого, заданной, перемещения, относительно, стоматологическом, рентгеновском, также, заданного, пациента, аппарате, относительного, способ, устройство, панорамном, определения, траектории, положения, соответствующее, аппарата
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/12-10698-sposob-opredeleniya-zadannogo-otnositelnogo-polozheniya-pacienta-v-stomatologicheskom-panoramnom-rentgenovskom-apparate-i-zadannojj-traektorii-peremeshheniya-etogo-apparata-otnosit.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ определения заданного относительного положения пациента в стоматологическом панорамном рентгеновском аппарате и заданной траектории перемещения этого аппарата относительно пациента, а также соответствующее устройство</a>
Предыдущий патент: Способ компримирования газообразного топлива для заправки автомобиля и заправочное устройство для его реализации
Следующий патент: Система мембранных модулей для ионного транспорта и аппарат с направленным внутренним газовым потоком
Случайный патент: Элемент, образующий опору для измерительного устройства внутри шины, и пневматическая шина, содержащая такой элемент