(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円錐光線断層撮影システム（２００）の画像体積内で患者を整位するための機器（１０）であって、
‐物理的要素、非電気的要素、または電気的要素から成る画像体積（１２）の少なくとも前方境界を示すように適合され、前記要素が、前記画像体積（１２）の少なくとも一部を画定しかつ水平整列のための水平表示器を有する物理的空間を示すことにより、前記画像体積（１２）の前方境界の少なくとも一部を画定しやすくする体積表示器（２８）と、
‐前記体積表示器（２８）により示された前記画像体積（１２）の前方境界内で、前記患者の頭の少なくとも一部を整位するように適合された頭固定具（１８）と、を備え、
前記体積表示器（２８）が、２つの半月形または放物形の垂直構造体（２８ａ、２８ｂ）から水平構造体（２８ｃ）とともに成り、前記構造体（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）が共に、前記患者の顆が前記円錐光線断層撮影システム（２００）の画像体積（１２）内に現れるために、前記患者を中で整位すべき前方境界の少なくとも一部を画定する、機器。
【請求項２】
前記頭固定具が、
‐前記患者の頭の側方運動を制限し、かつ、その水平構造体に対して実質的に水平な平面内で前記患者の頭の整列を容易にするように適合された各端における複数の耳管（１６）と、
‐前記患者の頭の前方運動を制限するように適合された前頭用整列機構と、
を備える、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
円錐光線断層撮影システム（２００）の画像体積（１２）内で患者を整位するための機器（１０）であって、
その頭固定具が前記画像体積（１２）について前記患者の顆を表示するように、前記患者を耳道内に固定するように適合された２つの端のそれぞれに取り付けられた耳管を有し、かつ、前記患者の動きをさらに制限するように適合された頭支持体を有する頭固定具（１８）と、を備え、
前記機器が、前記画像体積（１２）の少なくとも前方境界を示すように適合され、かつ、水平整列のための水平表示器を有する体積表示器（２８）をさらに備え、前記体積表示器（２８）が、物理的要素、非電気的要素、または電気的要素から成り、
前記体積表示器（２８）が、２つの半月形または放物形の垂直構造体（２８ａ、２８ｂ）から水平構造体（２８ｃ）とともに成り、前記構造体（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）が共に、前記患者の顆が前記円錐光線断層撮影システム（２００）の画像体積（１２）内に現れるために、前記患者を中で整位すべき前方境界の少なくとも一部を画定する、機器。
【請求項４】
前記頭支持体が前方向における前記患者の動きを制限する、請求項３に記載の機器。
【請求項５】
前記頭支持体が後方向における前記患者の動きを制限する、請求項３または４に記載の機器。
【請求項６】
前記体積表示器（２８）が、前記患者の顆が前記円錐光線断層撮影システム（２００）の画像体積（１２）内で表示されるように、患者の整位にさらに役立つ視覚補助器を提供する、請求項１〜５の何れか一項に記載の機器。
【請求項７】
前記画像体積（１２）の前方境界が球形である、請求項１〜６の何れか一項に記載の機器。
【請求項８】
前記水平表示器がレーザ装置である、請求項１〜７の何れか一項に記載の機器。
【請求項９】
前記頭固定具が調節可能である、請求項１〜８の何れか一項に記載の機器。
【請求項１０】
‐前記頭固定具（１８）の位置を測定するように適合された測定部と、
‐前記測定部により得られた結果に基づいて前記患者の位置を計算するように適合された計算部と、
‐前記計算部により得られた結果に基づいて前記患者の再整位を指示するように適合された指示部と、
をさらに備える、請求項１〜９の何れか一項に記載の機器。
【請求項１１】
‐前記頭固定具の位置を測定するように適合された測定部と、
‐前記測定部により得られた結果に基づいて前記患者の位置を計算するように適合された計算部と、
‐前記計算部により得られた結果に基づいて前記円錐光線断層撮影システムの走査軌道をプログラムするように適合されたプログラム部と、
をさらに備える、請求項１〜９の何れか一項に記載の機器。
【請求項１２】
‐前記頭固定具の位置を測定するように適合された測定部と、
‐前記測定部により得られた結果に基づいて前記患者の位置を計算するように適合された計算部と、
‐前記計算部により得られた結果に基づいて前記円錐光線断層撮影システムのＸ線パラメータを調節するように適合されたプログラム部と、
をさらに備える、請求項１〜９の何れか一項に記載の機器。
【請求項１３】
体積表示器（２８）を視覚補助器として用いる円錐光線断層撮影システム（２００）の画像体積（１２）内で患者を整位する方法であって、
‐前記患者の頭の側方運動を制限するステップと、
‐前記視覚補助器の水平表示器に対して実質的に水平な平面内で前記患者の頭を整列するステップと、
‐前記患者の頭の前方運動を制限するステップと、
‐前記患者の頭の少なくとも一部が、物理的要素、非電気的要素、または電気的要素を有する前記画像体積（１２）の少なくとも一部を画定する物理的空間を示すことにより、前記視覚補助器としての前記体積表示器（２８）により画定された前記画像体積（１２）の前方境界内にあることを確認するステップと、を含み、
前記体積表示器（２８）が、２つの半月形または放物形の垂直構造体（２８ａ、２８ｂ）から水平構造体（２８ｃ）とともに成り、前記構造体（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）が共に、前記患者の顆が前記円錐光線断層撮影システム（２００）の画像体積（１２）内に現れるために、前記患者を中で整位すべき前方境界の少なくとも一部を画定する、方法。
【請求項１４】
前記体積表示器（２８）が、前記患者の顆が前記円錐光線断層撮影システム（２００）の画像体積（１２）内で表示されるように、患者の整位にさらに役立つ視覚補助器を提供する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記体積表示器（２８）が、前記円錐光線断層撮影システム（２００）の画像体積（１２）の少なくとも一部を画定する物理的空間を含み、かつ、前記画像体積（１２）がある場所を可視化する際に臨床医の役に立つ、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記画像体積（１２）の前方境界が球形である、請求項１３〜１５の何れか一項に記載の方法。
【請求項１７】
円錐光線断層撮影システム（２００）を用いて患者の円錐光線断層撮影検査を実施する方法であって、
‐前記患者の頭の側方運動を制限するステップと、
‐体積表示器（２８）の水平表示器に対して実質的に水平な平面内で前記患者の頭を整列させるステップと、
‐前記患者の頭の前方運動を制限するステップと、
‐前記患者の頭の少なくとも一部が、前記画像体積（１２）の少なくとも一部を画定する物理的空間を示すことにより、前記体積表示器（２８）により画定された画像体積（１２）の前方境界内にあることを確認するステップと、
‐複数の二次元画像を創出するために、前記患者の頭の周りでＸ線源（２０６−２）および検出器（２０６−３）を回転させるステップと、
‐前記複数の二次元画像に基づいて三次元画像を創出するステップと、を含み、
前記体積表示器（２８）が、２つの半月形または放物形の垂直構造体（２８ａ、２８ｂ）から水平構造体（２８ｃ）とともに成り、前記構造体（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）が共に、前記患者の顆が前記円錐光線断層撮影システム（２００）の画像体積（１２）内に現れるために、前記患者を中で整位すべき前方境界の少なくとも一部を画定する、方法。
【請求項１８】
前記画像体積（１２）の前方境界が球形である、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して円錐光線断層撮影システムの分野に関し、より具体的にはこのようなシステムにおいて患者を整位するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
円錐光線コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムは幅広く使用され、多くの用途を有する。具体的には、それらは、歯科業界内でますます有用になりかつ普及している。このようなシステムは、移植、顎関節（ＴＭＪ）、歯列矯正、埋伏、顎矯正手術、気道／睡眠時無呼吸の検討などを含む、数多くの診断法および治療法のために、歯科業界において有用であり得る。
【０００３】
Ｘ線画像化では、Ｘ線が対象を通じて源から伝達され、画像感知器または画像検出器に集められる時、対象のＸ線画像が創出される。感知器に到達するＸ線放射の量は、Ｘ線が対応する経路内で対象を通じて遭遇する減衰の量に関連する。
【０００４】
広範には、コンピュータ断層撮影法は、三次元画像を一連の二次元投影像から再構築する技術である。ＣＴシステムは二次元画像を取り込み、再構築アルゴリズムを使用して三次元画像を創出する。多重投影像は、対象内の単一平面を分離するか、または、完全な三次元再構成を引き起こすために必要な情報を得るために、対象に対して異なる源−検出器の放射角にて用いられる。
【０００５】
円錐光線断層撮影法は、三次元情報を単一走査で直接取り込む。円錐光線断層撮影法では、Ｘ線源が、二次元領域検出器により取り込まれる円錐形の照明を発生する。当該源−検出器の組立体は患者の周辺で走査され、一連の二次元投影像の取り込みを結果的にもたらす。その後、直接の三次元再構築が実施される。
【０００６】
円錐光線断層撮影検査では、それは患者が想定された空間体積内で静止したままであるのに有用であり、一方、Ｘ線源および源−検出器の組立体は、その想定された空間体積内における一連の二次元画像を取り込むために患者の周辺で走査される。しかしながら、歯列矯正の患者のように、患者を適切にその画像体積内で整位することは、多大な臨床的困難を呈し、画質に影響を及ぼし得ることが分かっている。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、少なくとも１つの実施形態において、歯列矯正の患者用等の、円錐光線断層撮影検査において患者の正確かつ精密な整位を実現することができるシステム、方法、装置、およびプログラムを提供することができる。
【０００８】
本発明を詳細に記載する前に、本発明の実施は、他に指定のない限り、円錐光線断層撮影法の従来の方法と、当該技術分野の通常の技術を有する者により知られているような工程とを使用することを理解されたい。本発明は、それ自体、当然ながら、変化し得る特定の定式または処理パラメータに限定されない。
【０００９】
１つの実施形態に従う本発明は、円錐光線断層撮影システムの画像体積内で患者を整位するための機器を提供する。当該機器は、患者を耳道内に固定するように適合された２つの端のそれぞれに取り付けられた耳管を有し、かつ、患者の動きをさらに制限するように適合された頭支持体を有する頭固定具を含む。頭固定具は、画像体積について患者の顆を表示する。
【００１０】
頭支持体は、前方向または後方向における患者の動きを制限することができる。頭支持体は、少なくとも画像体積の前方境界を示すように適合され、かつ、水平整列のための水平表示器を有する体積表示器をさらに含んでよい。
【００１１】
別の実施形態に従う本発明は、円錐光線断層撮影システムの画像体積内で患者を整位するための機器を提供する。当該機器は、少なくとも画像体積の前方境界を示すように適合され、かつ、水平整列のための水平表示器を有する体積表示器を含む。当該機器は、体積表示器により示された画像体積の前方境界内で、患者の頭の少なくとも一部を整位するように適合された頭固定具も含む。
【００１２】
頭固定具は、（１）患者の頭の側方運動を制限し、かつ、水平構造体に対して実質的に水平な平面内で患者の頭の整列を容易にするように適合された各端における複数の耳管、および、（２）患者の頭の前方運動を制限するように適合された前頭用整列機構を含んでよい。頭固定具は調節可能であってよい。さらに、画像体積の前方境界は球形または円筒形であってよく、水平表示器はレーザ装置であってよい。
【００１３】
当該装置は、頭固定具の位置を測定するように適合された測定部と、測定部により得られた結果に基づいて患者の位置を計算するように適合された計算部と、計算部により得られた結果に基づいて患者の再整位を指示するように適合された指示部とをさらに含んでよい。
【００１４】
当該装置は、頭固定具の位置を測定するように適合された測定部と、測定部により得られた結果に基づいて患者の位置を計算するように適合された計算部と、計算部により得られた結果に基づいて円錐光線断層撮影システムの走査軌道をプログラムするように適合されたプログラム部とをさらに含んでよい。
【００１５】
１つの実施形態に従う本発明は、（ａ）患者の頭の側方運動を制限することと、（ｂ）視覚補助器の水平表示器に対して実質的に水平な平面内で患者の頭を整列させることと、（ｃ）患者の頭の前方運動を制限することと、（ｄ）患者の頭の少なくとも一部が、視覚補助器により画定された画像体積の前方境界内にあることを確認することとを含む、視覚補助器を用いた円錐光線断層撮影検査のために画像体積内で患者を整位する方法を提供する。画像体積の前方境界は球形または円筒形であってよい。
【００１６】
１つの実施形態に従う本発明は、（ａ）患者の頭の側方運動を制限することと、（ｂ）体積表示器の水平表示器に対して実質的に水平な平面内で患者の頭を整列させることと、（ｃ）患者の頭の前方運動を制限することと、（ｄ）患者の頭の少なくとも一部が、体積表示器により画定された画像体積の前方境界内にあることを確認することと、（ｅ）複数の二次元画像を創出するために、患者の頭の周りでＸ線源および検出器を回転させることと、（ｆ）複数の二次元画像に基づいて三次元画像を創出することとを含む、患者の円錐光線断層撮影検査を実施する方法を提供する。
【００１７】
本発明のさらなる特徴および利点、ならびに、本発明の様々な実施形態の構造および運用が、添付図面を参照して以下に詳細に記載される。
【００１８】
本発明の特徴および利点は、同様の参照番号が同一または機能的に同様の要素を示す図面と併用される場合、以下に説明される発明を実施するための形態からより明白となるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による、円錐光線断層撮影法における歯列矯正の患者の整位のための機器の一部を示す実例である。
【図２】図１で示される機器を組み込む本発明の一実施形態による、歯列矯正の患者の整位のための円錐光線断層撮影システムを示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による、図２で示される機器の近接前面図を示す。
【図４】本発明の一実施形態による、図２で示される機器の一部の近接左側面図を示す。
【図５】本発明の一実施形態による、図４で示される機器の右側面図である。
【図６】本発明の一実施形態による、円錐光線断層撮影法における患者の整位のための方法を示す流れ図である。
【図７】本発明の一実施形態による、円錐光線断層撮影法のためのシステム２００をより詳細に示すブロック図である。
【図８】本発明の別の実施形態による、円錐光線断層撮影法における患者の整位のための方法を示す流れ図である。
【図９】本発明の別の実施形態による、円錐光線断層撮影法における患者の整位のための方法を示す流れ図である。
【図１０】本発明の一実施形態に関連して用いることができる、一例のデータ処理システムまたは機器の構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ＣＴまたは円錐光線断層撮影法における患者のための典型的な整位補助器は、当該技術分野で知られているように、患者の顎の下方、頭の背面上、頭の側面上（時に耳の内部）、および患者の歯の間に一般的に配置される。例えば、患者は典型的に椅子に座り、その顎を顎台に載せ、耳管をその耳にはめ込み、咬合阻止器を噛み、それにより、患者の動きを制限し、患者を円錐光線検査のために整列させる。
【００２１】
このような整位用道具に基づく公知技術では、臨床医は、関連する解剖学的標認点、例えば、顆または軟組織の輪郭が走査の画像体積内に現れることになるように、患者を整位しようと試みる。しかしながら、このような技術を用いた患者の整位は、困難で非効率的であり得、かつ、最終結果が正確でない場合、多重曝露および意図しない投薬を必要とし得ることが分かっている。典型的には、最も臨床的に正確な円錐光線断層撮影画像は、顆または軟組織の輪郭が当該機械の画像体積と一致する状態で患者が整位されることを必要とする。公知技術を用いる場合、特に各患者の特徴が異なり得るので、画像体積内の顆または軟組織の輪郭を表示し、かつ、患者をその体積内にしっかりと整位した状態に保つことは困難である場合がある。
【００２２】
さらに、公知技術でのような顎台を用いる場合、顎台が患者の顎の軟組織を圧迫する場合があるので、患者の口を閉じた状態で患者を固定し、適切な画像を得ることは困難である場合があることが分かっている。
【００２３】
さらに、歯列矯正の患者用等の、公知技術でのような咬合阻止器を用いることにより、歯科矯正医が関心を持つ様々な解剖学的標認点の間の（例えば、距離および角度における）関係が歪む場合があることが分かっている。従って、このような歪みは、正確な咬合の測定結果を得る能力を妨げるか減じる場合がある。
【００２４】
本発明は、新たな手法を提示し、かつ、少なくとも１つの実施形態において、円錐光線断層撮影法における歯列矯正の患者の整位のためのシステム、方法、装置、およびプログラムを提供する。具体的には、本発明は、少なくとも１つの実施形態において、円錐光線断層撮影機の撮像体積内における患者の顆または軟組織の輪郭を表示するためのシステム、方法、装置、およびプログラムを提供する。様々な整位補助器が知られ、かつ商用システム内で使用される一方で、このような整位補助器は、不正確、煩雑、またはそれら両方である傾向があり、中程度の質の画像をたびたび結果的にもたらす場合があることが分かっている。
【００２５】
従って、強化された円錐光線断層撮影画像を生み出すことができるように、画像体積に対する患者の顆または軟組織の輪郭の正確な表示を本発明を用いて実現することができる。円錐光線断層撮影走査は限定されたＸ線規模を典型的に有するので、本発明は、走査の画像体積内で表示される身体構造の量を増加させることによって走査を最適化することができるという点において有利である。実例実施形態に従う本発明は、単純な整位および正確な撮像を用いて、患者のための円錐光線断層撮影システムを提供することができる。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態による、円錐光線断層撮影法における患者の整位のための機器の一部を示す実例である。図１は、図２〜５と関連して下記に記載される体積表示器２８等の、そうした図の表示で示される機器１０の特定の特徴を示さないということが留意される。
【００２７】
図１は、その中で円錐光線断層撮影走査が、顆１５を含む患者の解剖学的特徴１４の画像を取り込む、画像体積１２を示す。図１に示される他の特徴としては、患者の鼻根点１７、鼻端１９、および患者の顎２１上の点が挙げられる。円錐光線断層撮影走査の画像体積１２が変化し得ることと、様々な円錐光線断層撮影走査が変化する形状および規模の画像体積を有し得ることとを当然ながら理解されたい。
【００２８】
図１では、整位腕木１８の端に設置された耳管１６が、側方（側側）整位のために患者の耳の中に挿入され、さらに以下に記載されているような水平整位に役立つ。前方整列機構２２は整位に役立ち、参照番号２４は、画像体積１２内で患者の解剖学的特徴１４が最適に適合する状態であっても、患者の顔の形状が原因で自然に存在する画像体積１２の前方領域内の空所を示す。本発明は、関連する身体構造の全てを走査の画像体積１２内で表示することを可能にすることができる。
【００２９】
図２は、図１で示される機器１０を組み込む本発明の一実施形態による、患者の整位のための円錐光線断層撮影システム２００を示す斜視図である。より具体的には、図２は、図１で示される機器１０の一部を含む斜視図であり、図２は、例えば、以下に記載されている体積表示器２８を含む、図１で示されない本発明の特定の特徴も示す。
【００３０】
図２で示される機器１０は、耳管１６、頭固定具１８、頭台２６、体積表示器２８、および、（図２では部分的に不明瞭な）ツマミ２０、３０、および３４を含む。頭台２６は、患者の頭の前方整位と、患者の咬合層の適切な角度のついた整位の安定化とに役立つ。整位腕木つまり頭固定具１８は、頭固定具１８の端に設置された耳管１６とともに、患者の側方整位および水平整位に役立つ。具体的には、臨床医により患者の耳に徐々にはめ込まれる耳管１６は、側方（側側）運動を制限するように動作することができ、かつ、以下にさらに記載されているような水平整列のために、臨床医が虚軸の周りで耳管を通じて患者の頭を枢動可能に調節するか傾けることを可能にすることができる。従って、顆と耳道との間の比較的短い距離が原因で、耳管は、患者の関連する解剖学的特徴により占有される物理的空間が画像体積に関連し得るように、患者の顆または軟組織の輪郭を円錐光線断層撮影システム２００の画像体積内に表示することを可能にすることができる。
【００３１】
ツマミ２０および３４は、個別化または慣習の患者の適合のために、臨床医が頭台２６および頭固定具１８の位置を調節することを可能にする。ツマミ２０を用いる場合、頭固定具１８の幅を調節することができる。ツマミ３４を用いる場合、頭台２６の垂直運動を解放および妨害し、患者の垂直整位を調節することができる。頭台２６は、異なる患者に適応するように、ツマミ３４を通じて垂直に、ツマミ３５を通じて水平に（図５を参照されたい）調節可能である。臨床医は、制御パネル３２を用いて、円錐光線断層撮影システムの標準機能を制御することができる。
【００３２】
機器１０は、言及したように、体積表示器２８を含み、これは、患者の顆または軟組織の輪郭を円錐光線断層撮影システム２００の画像体積内に表示することができるように、患者の整位の際に視覚補助器にさらなる補助を提供する。図２で示される実例実施形態における体積表示器２８は、２つの半月形または放物形の垂直構造体２８ａおよび２８ｂから水平構造体２８ｃとともに成り、これらは共に、患者の顆または軟組織の輪郭が当該機械の画像体積内に現れるために、患者を中で整位すべき前方境界の少なくとも一部を画定しやすくする。つまり、体積表示器２８は、当該機械の画像体積の少なくとも一部を画定する物理的空間を示し、画像体積がある場所を可視化する際に臨床医の役に立つ。
【００３３】
図３および４は、図２で示される機器１０の近接前面図および近接左側面図をそれぞれ示すが、図３に頭固定具１８が示されないことに留意されたい。図４は、頭台２６の一部である、前方整列機構２２の端に設置された前頭当て３３を含み、体積表示器２８およびそれにより画定された物理的空間の側面図を示す。臨床医は、視覚補助の目的のために体積表示器２８により参照される通りに患者を画像層の外縁内に移動するために、体積表示器２８を視覚補助器または視覚参照として用いて患者を整位することができる。臨床医は、体積表示器２８により示された画像体積の少なくとも近くに患者の鼻を固定することができるように、患者の前頭に接触するまで前頭当て３３を調節することにより撮像を最適化することができる。従って、画像層内に顆または軟組織の輪郭を表示することができ、一方で、例えば、歯列矯正の患者のために表示する必要がない鼻を表示しない場合がある。
【００３４】
図５は、本発明の一実施形態による、図４で示される機器１０の右側面図である。図５は、耳管１６が患者の耳にはめ込まれる場所をより明確に示し、頭固定具１８の調節可能性もより明確に示す。垂直支持体３６上の測定値を示す線は、頭固定具１８を垂直方向および水平方向にツマミ３４および３５を用いて調節することができることを示す。
【００３５】
従って、図１〜５で示される通りの本発明の一実施形態による機器１０は、体積表示器２８を視覚補助器として用いて、患者の顆または軟組織の輪郭を円錐光線断層撮影システム２００の画像体積内に移動する際に臨床医の役に立つために、本明細書に記載されるような様々な方法で臨床医により調節可能である。
【００３６】
本発明の詳細が図１〜５で示される実例実施形態により制限されないことと、当該技術分野における通常の技術を有する者により恐らく容易に理解されるように、本実例実施形態に対して様々な修正を行うことができることとを、当然ながら理解されたい。例えば、１つの実施形態による本発明は、前頭当て３３とともにまたはその代わりに後頭当てを有し、後頭の支持を提供することができる。従って、前方向および後方向における患者の頭の制限を実現することができ、これにより、患者が前後に揺らぎ、それによって患者の頭を不安定にすることを防ぐことができる。
【００３７】
図６は、本発明の一実施形態による、円錐光線断層撮影法における患者の整位のための方法１００を示す流れ図である。方法１００は、整位機器１０を含む図１〜５のシステム２００等の円錐光線断層撮影システムを用いることができる。図６で示される方法のために、円錐光線断層撮影システム２００により実施される走査の画像体積１２の内部に患者の顆または軟組織の輪郭を移動することができ、これにより、より有用な画像を結果的にもたらすことができる。
【００３８】
ステップ１０２では、臨床医は、整位腕木つまり頭固定具１８の内部に患者の頭を移動する。臨床医は、耳管１６を患者の耳にはめ込み、患者の頭が水平構造体２８ｃにより画定された水平面と実質的に一直線になるまで、虚軸上で耳管１６を通じて患者の頭を枢動可能に調節するか傾ける。従って、体積表示器２８の水平構造体２８ｃと実質的に水平に一直線に固定されるまで、患者の頭は垂直に（すなわち、その虚軸の周りの上下に）調節または枢動される。これは、画像を撮るのに好適な位置である。耳管１６は、実質的に垂直方向または側方（側側）方向に患者を整列した状態にも保つ。従って、患者の頭は実質的に水平および側方に整列される。
【００３９】
ステップ１０４では、確立された水平整列を実質的に変更することなく患者の前頭に接触するまで、臨床医は頭台２６の前頭当て３３を調節する。それ故、患者は頭台２６内に固定される。ステップ１０６では、臨床医は、患者の頭の少なくとも一部が体積表示器２８により示された通りの画像体積の前方境界内で整位され、かつ、臨床医は、必要であれば、その示された画像体積に従い患者を再整位する。機器１０は、１つの実施形態において、最適な整位に役立つレーザ光またはＬＥＤ（図示せず）を含む場合もある。
【００４０】
図６の方法のために、臨床医または医師は、全ての関連する解剖学的構造を１回の円錐光線断層撮影走査で撮像することができるかどうかを走査の前に断定することができることが留意される。臨床医または医師が全ての関連する解剖学的構造を１回の走査で撮像することができないと断定する場合、臨床医は、どの身体構造が特定の診断目的または計画目的により関連するかに応じて、例えば、軟組織の輪郭（例えば、鼻または顎）または顆の何れかのために患者を整位することができる。
【００４１】
図１〜５の機器１０および図６の方法１００から見ることができるように、１つの実施形態による本発明は、歯列矯正の患者を円錐光線断層撮影検査において整位するために、少なくとも３つの点：患者の両耳および患者の前頭を利用することができる。本実施形態では、記載されているように、患者を調節するために利用可能な２つの自由度：垂直および水平がある。従って、１つの実施形態による本発明は、円錐光線走査のために患者を画像体積内にしっかりと固定するためのシステムおよび方法を提供することができる。
【００４２】
さらに、１つの実施形態による本発明は、１つの実施形態による本発明が顎台を用いないので、顎領域の軟組織を圧迫することなく閉塞咬合の表示を可能にすることができる。間にそれほど多くの軟組織はないので、本明細書に記載されているように耳管１６を用いることが有利である。
【００４３】
その上、１つの実施形態による本発明は、患者の整位のための咬合阻止器を用いない。上で説明したように、公知技術でのような、歯列矯正の患者用等の咬合阻止器は、歯科矯正医が関心を持つ様々な解剖学的標認点の間の関係を歪ませる場合がある。従って、１つの実施形態による本発明は、咬合阻止器を用いず、より正確な咬合の測定結果を提供することができる。
【００４４】
本発明は、図１〜６で示される実例実施形態に限定されないことを、当然ながら理解されたい。例えば、体積表示器２８の他の実施形態を、例えば、用いられる検出器の種類に応じて容易に想到することができる。１つの例としては、体積表示器２８の各垂直構造体２８ａおよび２８ｂの形状が球形であるものの、長方形平面の検出器が用いられる場合、画像体積は球形ではなく円筒形となることになり、その結果、画像体積の前方境界は球形ではなく長方形となることになる。従って、各垂直構造体２８ａおよび２８ｂの形状は、その長方形の前方境界を表すために、一直線でありかつ球形でないことになるだろう。本発明は、２つの垂直構造体２８ａおよび２８ｂのみにも制限されず、任意の適切な数のこのような構造体で十分であり得る。さらに、構造体２８ａ、２８ｂ、および２８ｃが物理的要素または非電気的要素でなく、それらの何れかまたは全てがレーザ装置等の電気的要素である場合がある。他の変形が、本記載を考慮して容易に想到される。
【００４５】
本発明の別の実施形態では、体積制御器２８を伴わずに図１〜５の機器１０を用いることができる。つまり、例えば、耳管１６、頭固定具１８、前方整列機構２２、頭台２６、前頭当て３３、ツマミ２０、３４、および３５を含む機器１０を、体積制御器２８を伴わずに用いることができる。例えば、患者をその耳道内に固定するために、耳管１６を含む頭固定具１８を用いることができ、前頭当て３３は前方向における患者の動きを制限することができる。あるいは、後頭当て（図示せず）は、後方向における患者の動きを制限することができる。従って、耳管１６を含む頭固定具１８は、画像体積１２内における患者の関連する身体構造（例えば、顆または軟組織の輪郭）を表示することができる。これは、終端咬合（咬合阻止器）または軟組織の輪郭（顎台）を歪ませる特定の要素を伴わずに、患者の堅固な固定を提供することができる。本実施形態は、例えば、より大きい画像体積に特に有用であり得る。
【００４６】
図１〜６に記載される通りの本発明の実例実施形態が歯列矯正の患者の整位に概して関するものの、本発明がこのような実例用途に限定されないことと、他の用途または円錐光線断層撮影走査で本発明を用いることができることとを当然ながら理解されたいということも、当然ながら理解されたい。このような用途としては、例えば、頭蓋顔面用（診断、治療、補綴など）等の医学的用途、他の歯科用途（硬組織または軟組織の用途のための診断または治療など）、および他のものを挙げることができる。このような用途としては、例えば、法医学等における非医学的用途も挙げることができる。
【００４７】
図７は、本発明の一実施形態による、円錐光線断層撮影法のためのシステム２００をより詳細に示すブロック図である。図１〜５で示される整位機器１０を含むシステム２００は、関連する身体構造、例えば、患者の顆または軟組織の輪郭を、円錐光線断層撮影システム２００の画像体積内で表示することができるように、患者の最適な整位を可能にすることができる。
【００４８】
動作基盤２０６の機械機構部２０６−１は、Ｘ線源２０６−２およびＸ線検出器２０６−３を、走査を実行するように適宜に指示する。Ｘ線検出器つまり受信機２０６−３は、大きい非晶質シリコン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、画像増強装置に連結された電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器、あるいは、任意の他の適切な種類のデジタル感知器または放射受容器であってよい。
【００４９】
患者の走査が実行され、そのデジタルデータを画像処理システム２０８に伝達することができ、当該システムから、当該データを処理し（例えば、三次元再構成を実行する）、臨床医および患者に提示することができる。画像処理システム２０８は、中央処理部（ＣＰＵ）２０８−１を含む場合があり、（監視装置２０８−４または印刷機２０８−５等の）関連する出力機器上に画像を生み出すように信号を処理することができる。画像処理システム２０８は、当該システムが創出する歯科画像を、使用者が観察および分析することを可能にする。画像処理システム２０８は、例えば、感知器２０６−３によりそれに提供されるデータを処理するためのソフトウェアを装備した、デスクトップ型、タワー型、ラップトップ型、またはノート型のコンピュータであってよい。キーボード２０８−２およびマウス２０８−３等の１つ以上の入力機器、および、表示装置つまり監視装置２０８−４および印刷機２０８−５等の１つ以上の出力機器に、画像処理システム２０８を接続し得、または、これらの中に構築し得た。
【００５０】
これらの機器は、当該システムがグラフィカルユーザインターフェースを通じて創出する歯科画像を、使用者が観察および分析することを可能にし、使用者が当該システムの操作を制御することも可能にすることができる。例えば、インターフェース画面は、使用者が容易に情報を呼び出し、分析を開始することを可能にすることができる。画像処理システムは、患者ファイル内における画像の永久保存のために、ハードドライブ等の記憶機器（図示せず）を含む場合もあり、あるいは、これを当該記憶機器に接続することもできる。他の可能性がある記憶機器としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ＺＩＰドライブ、磁気テープ、および光媒体が挙げられる。一般的にコンピュータ可読媒体を備える様々なコンピュータプログラム製品を、本発明とともに用いることができる。
【００５１】
ソフトウェアは、とりわけ、ＰＣ互換性、Macintosh（登録商標）、またはUnix（登録商標）系のコンピュータ上で動作し得るだろう。１つの実施形態では、ソフトウェアは、Windows 98（登録商標）、Windows Me（登録商標）、Windows 2000（登録商標）、Windows XP（登録商標）、またはWindows Vista（登録商標）を実行するPentium（登録商標）系のＣＰＵを有する、ＰＣ互換性コンピュータ上で動作する。当然ながら、これらの例は決して制限的であることを意図されず、他のまたはより新しいオペレーティングシステムと同様に互換性があるように、当該ソフトウェアを書き込むことができる。別の実施形態では、口腔内画像を取得するために、かつ、標準的なパノラマ式検査、ビデオ検査、および頭蓋計測検査のために用いられるソフトウェアに対して相補的であるように、当該ソフトウェアを書き込むことができる。当該ソフトウェアは、好ましくは、歯科診療管理ソフトウェアと互換性があり得る。
【００５２】
当該コンピュータは、少なくとも１ＧＢのＲＡＭと、例えば、当該ソフトウェアおよび画像ファイルを格納するための５００ＧＢのハードディスクの空き容量とを包含することが好ましい。好ましくは、ビデオの色彩画像のために表示装置を最適化するだろう。画像および患者データを保存するためのバックアップシステムと当該システムをひとまとめにすることも有利であり得るだろう。
【００５３】
図７のシステム２００は、例えば、患者がその中で固定され、または、図６の方法を用いて整位された後、機器１０の様々な要素（例えば、頭固定具１８、頭台２６、前頭当て３３など）の位置の電気的な測定を自動的に行うことができる位置感知器等の、１つ以上の測定部２０４も含む。その後、測定部２０４は、画像処理システム２０８等の処理器に、あるいは、別個の処理器（図示せず）に、それらの測定結果を伝達することができる。
【００５４】
処理器は、画像体積について、患者の関連する身体構造（例えば、軟組織の輪郭または顆）の位置をこのデータから計算することができる。その目的のために、円錐光線断層撮影システム２００の参照座標系に対する耳管１６の位置を、機器１０の水平位置および垂直位置、および、機器１０自体の既知の幾何学的寸法から計算することができる。頭固定具１８の幅を計算に含めることにより、より高い精度を実現することができる。耳道と顆との間の十分に知られかつ固定された空間的関係を用いて、処理器は、例えば、システム２００の参照座標系に対して、患者の顆の位置を計算することができる。このようにして、システム２００は、患者の精密な位置と画像体積の位置および形状を認識する。
【００５５】
この情報を用いて、システム２００は、画像体積の位置に対応するだろう、機器１０の水平位置および垂直位置に対する設定値を計算することができる。その後、システム２００は、機器１０の計算された設定値に従って臨床医が患者を整位または再整位するように指示することにより、患者の整位を最適化することができる。このような指示は、例えば、公知技術を用いた音（例えば、声）またはＬＥＤ等の、音声指示または視覚指示を含む、任意の適切な形態を取ることができる。画像処理システム２０８により、これらの指示を提供することができる。
【００５６】
代替的には、（１）上記のような電気的測定結果から計算されたような患者の位置を考慮して、要求される画像体積を計算することと、（２）要求される画像体積を得るように動作基盤２０６をプログラムすることとにより、当該処理器は整位を最適化することができる。このようにして、例えば、関連する身体構造（例えば、顆）が完全に画像体積の内部に位置することを保証するために、公知のアルゴリズムを用いるシステム２００により、画像体積の位置を最適化することができる。当該処理器は、例えば、追加のモータを有する動作基板の回転中心を移動させることにより、要求される画像体積に基づいて動作基盤２０６の走査軌道を調節することができる。このような運動を引き起こす駆動システムは、様々な配置におけるパノラマ式Ｘ線機器で一般的に用いられる。何れの場合であっても、当該処理器は、Ｘ線源２０６−２およびＸ線検出器２０６−３に指示する動作基盤２０６の機械機構部２０６−１に、プログラム信号を送ることができる。
【００５７】
図８は、本発明の別の実施形態による、円錐光線断層撮影法における患者の整位のための方法３００を示す流れ図である。方法３００は、整位機器１０を含む、図１〜５のシステム２００等の円錐光線断層撮影システムを用いることができる。図８で示される方法のために、患者の関連する身体構造（例えば、顆または軟組織の輪郭）を、円錐光線断層撮影システム２００により実行された走査の画像体積１２内に移動させることができ、このことは、より有用な画像を結果的にもたらすことができる。患者が機器１０の中に固定された後、あるいは、例えば、患者が図６の方法を用いて整位された後、図８の方法３００を実施することができる。一例として、コンピュータ可読媒体は、図８の方法３００のステップを実行するコンピュータプログラムを格納することができる。
【００５８】
ステップ３０２では、測定部２０４は、機器１０の様々な要素（例えば、頭固定具１８、頭台２６、前頭当て３３など）の位置の電気的測定を自動的に（あるいは、使用者による指示命令または他の種類の命令に応じて）行う。ステップ３０４では、それらの測定結果は、画像処理システム２０８または別個の処理器（図示せず）等の処理器に伝達され、当該処理器は、画像体積について、患者の関連する身体構造（例えば、顆または軟組織の輪郭）の位置をこの測定データから計算する。
【００５９】
その目的のために、円錐光線断層撮影システム２００の参照座標系に対する耳管１６の位置を、機器１０の水平位置および垂直位置、および、機器１０自体の既知の幾何学的寸法から計算することができる。頭固定具１８の幅を計算に含めることにより、より高い精度を実現することができる。耳道と顆との間の十分に知られかつ固定された空間的関係を用いて、当該処理器は、例えば、システム２００の参照座標系に対して、患者の顆の位置を計算することができる。このようにして、システム２００は、患者の精密な位置と画像体積の位置および形状を認識する。
【００６０】
この情報および公知のアルゴリズムを用いて、ステップ３０６では、システム２００は、画像体積に最適に対応するだろう、機器１０の水平位置および垂直位置（ひいては、患者の整位）に対する設定値を計算することができる。ステップ３０８では、その後、システム２００は、機器１０の計算された設定値に従って臨床医が患者を整位または再整位するように指示する。このような指示は、例えば、公知技術を用いた音（例えば、声）またはＬＥＤ等の、音声指示または視覚指示を含む、任意の適切な形態を取ることができる。画像処理システム２０８により、これらの指示を提供することができる。
【００６１】
図９は、本発明の別の実施形態による、円錐光線断層撮影法における患者の整位のための方法５００を示す流れ図である。コンピュータ可読媒体は、図９の方法５００のステップを実行するコンピュータプログラムを格納することができる。
【００６２】
図９のステップ５０２および５０４は、図８のステップ３０２および３０４と同様である。図９のステップ５０６では、（１）上記のような電気的測定結果から計算されたような患者の位置を考慮して、要求される画像体積を計算することと、（２）要求される画像体積を得るように動作基盤２０６をプログラムすることとにより、当該処理器は整位を最適化することができる。このようにして、例えば、関連する身体構造（例えば、顆）が完全に画像体積の内部に位置することを保証するために、公知のアルゴリズムを用いるシステム２００により、画像体積の位置を最適化することができる。当該処理器は、例えば、追加のモータを有する動作基板の回転中心を移動させることにより、要求される画像体積に基づいて動作基盤２０６の走査軌道を調節することができる。このような運動を引き起こす駆動システムは、様々な配置におけるパノラマ式Ｘ線機器で一般的に用いられる。何れの場合であっても、当該処理器は、Ｘ線源２０６−２およびＸ線検出器２０６−３に指示する動作基盤２０６の機械機構部２０６−１に、プログラム信号を送ることができる。
【００６３】
図１０は、一例のデータ処理システムまたは機器４００の構造図であり、これは、一実例実施形態に従い、図７の構成部２０４、２０６−１、および２０８のうち個々のものを形成することができる。データ処理システム４００は、システムバス４０６を通じて記憶装置４０４に連結された処理器４０２を含む。処理器４０２は、システムバス４０６およびＩ／Ｏバス４０８を通じて外部入力／出力（Ｉ／Ｏ）機器（図示せず）に、および、少なくとも１つの入力／出力ユーザインターフェース４１８にも連結される。Ｉ／Ｏバス４０８に連結された通信機器制御装置４１６を通じて、処理器４０２を通信機器（インターフェース）４１４にさらに連結することができる。処理器４０２は通信機器４１４を用いて、例えば、図７で示されるようなネットワーク等のネットワークと通信し、機器４１４は１つ以上の入力ポートおよび出力ポートを有する場合がある。機器４１４は、データを送信および受信するためのネットワークに操作可能に連結されたデータポート４１９を有し、１つ以上の追加の入力ポートおよび出力ポートを有する場合もある。コンピュータ可読媒体を有する記憶機器４１０は、記憶機器制御装置４１２およびＩ／Ｏバス４０８およびシステムバス４０６を通じて処理器４０２に連結される。処理器４０２は、時間経過、周期的時間間隔、および同様のものを保つための内部クロック（図示せず）を含む場合もある。
【００６４】
入力／出力ユーザインターフェース４１８としては、例えば、キーボード、マウス、トラックボール、タッチスクリーン、キーパッド、および／または、任意の他の適切な種類の１つまたは複数の使用者が操作可能な入力機器のうち少なくとも１つ、ならびに、ビデオ表示装置、液晶または他の平面の表示装置、送音器、印刷機、および／または、使用者が出力された情報を知覚することを可能にするための、任意の他の適切な種類の出力機器のうち少なくとも１つを挙げることができる。
【００６５】
例えば、測定部２０４および円錐光線断層撮影機と通信する処理器により、機械内に組み込まれた処理器により、または任意の他の適切な配置により、処理を実行することができる。処理器は、例えば、測定部２０４からのデータを読み取り、円錐光線断層撮影機に関して、臨床医のために走査軌道または走査指示を生成することができる。Ｘ線源のｍＡの変調も実行することができる。
【００６６】
コンピュータ可読媒体を有する記憶機器４１０は、記憶機器制御装置４１２およびＩ／Ｏバス４０８およびシステムバス４０６を通じて処理器４０２に連結される。記憶機器４１０は、処理器４０２および制御装置４１２により用いられ、データ４１０ａを格納および読取／書込し、本明細書に記載および図示される手順の少なくとも一部を実行するために用いられるプログラム指示４１０ｂを格納する。記憶機器４１０は、システム４００の全体の操作を制御するために処理器４０２により用いられる、様々なルーティンおよび操作プログラム（例えば、Microsoft Windows（登録商標）、UNIX（登録商標）／LINUX（登録商標）、またはOS/2（登録商標））も格納する。記憶機器４１０内に格納されたプログラム（例えば、Microsoft Winsock（登録商標））のうち少なくとも１つは、インターネットまたは別のネットワークに接続するための公知方法を実施するために、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルを遵守することができ（すなわち、ＴＣＰ／ＩＰスタックを含み）、かつ、例えば、システム４００の使用者がワールドワイドウェブ（ＷＷＷ）を渡り歩き、またはそうでなければ、ワールドワイドウェブと情報を交換することを可能にするために、Microsoft Internet Explorer（ＩＥ）および／またはNetscape Navigator等のウェブブラウザソフトウェアを含む場合もある。
【００６７】
操作中に、処理器４０２は、記憶機器４１０からのプログラム指示４１０ｂを記憶装置４０４に読み込む。その後、処理器４０２は、システム２００を操作するために、本明細書で記載される実例方法の何れかを実施するように、読み込まれたプログラム指示４１０ｂを実行する。
【００６８】
ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせを用いて、本発明、あるいは、その任意の１つまたは複数の部分または１つまたは複数の機能を実施することができ、かつ、１つ以上のコンピュータシステムまたは他の処理システムにて実施することができる。本発明の様々な構成部に連結された１つ以上のモジュールにより、当該構成部を制御することができることが留意される。モジュールは、関連する１つまたは複数の記憶装置内に格納されたソフトウェア制御プログラムおよび操作ルーティンに従って動作することができる。モジュールおよびそのサブモジュールは、１つまたは複数の記憶装置に情報を書き込み、および／または、そこから情報を読み込むことができ、このようにして、本発明のシステム、方法、および装置に従う操作を実行することができる。ハードコード型計算モジュールまたは他の種類の回路、あるいはソフトウェアおよび回路モジュールの組み合わせを用いて、モジュールを実行することができる。１つの実施形態において、当該モジュールを実行するためのソフトウェアルーティンを、記憶装置内での指示の通りに格納することができ、かつ、制御モジュールの処理器により実行することができる。
【００６９】
本発明、あるいは、その任意の１つまたは複数の部分または１つまたは複数の機能がソフトウェアを用いて実施される実施形態では、ソフトウェアを、コンピュータプログラム製品、コンピュータプログラム媒体、またはコンピュータ可読媒体内に格納し、かつ、取り外し可能記憶ドライブ、ハードドライブ、または通信インターフェースを用いるコンピュータシステムに読み込むことができる。制御論理（ソフトウェア）は、処理器により実行される場合、本明細書で記載される本発明の機能を処理器に実施させる。
【００７０】
本文において、用語「コンピュータプログラム媒体」および「コンピュータ使用可能媒体」は、取り外し可能記憶ドライブ、ハードディスクドライブ内にインストールされたハードディスク、および信号等の媒体を概して指すために用いられる。また、「コンピュータ可読媒体」は、記憶ドライブ、ＣＤ、ハードドライブ、または、プログラムを格納することができる他の有体物等の媒体を概して指すために用いられる。これらのコンピュータプログラム製品は、ソフトウェアを当該システムに提供する。
【００７１】
本発明の様々な実施形態が上に記載されているものの、それらは例として提示されているが、制限として提示されていないことを理解されたい。本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態および詳細における様々な変更を本発明で行うことができることが、１つまたは複数の当該関連技術分野の当業者にとって明白となるだろう。従って、本発明を、上記の例示的実施形態の何れかにより制限すべきでないが、以下の特許請求の範囲およびその均等物に従ってのみ定義すべきである。
【図１】
0005383793.tif 000002
【図２】
0005383793.tif 000003
【図３】
0005383793.tif 000004
【図４】
0005383793.tif 000005
【図５】
0005383793.tif 000006
【図６】
0005383793.tif 000007
【図７】
0005383793.tif 000008
【図８】
0005383793.tif 000009
【図９】
0005383793.tif 000010
【図１０】
0005383793.tif 000011