(57)【要約】  歯科用パノラマＸ線装置（１０）における患者の目標相対位置を特定する方法において、患者の歯列弓（６８、７０）の前部域（７２、７４）の湾曲度を求める。そこから、また、投影アーチ面（８８）から、患者の顎に関する目標位置座標を算出する。さらに、歯列弓（６８、７０）の中間部域（７６、７８）および／または後部域（８０、８２）の湾曲度を求め、目標位置座標の算出の際に考慮する。診断ユニット（２０）の目標軌道を特定する方法において、患者の歯列弓（６８、７０）の前部域（７２、７４）の湾曲度を求め、Ｘ線装置において、Ｘ線放射源（１４）および検出ユニット（１６）が走査する空間の中にある一箇所に患者の歯列弓を固定する。さらに、そこで患者の歯列弓の中間部域（７６、７８）および／または後部域（８０、８２）の湾曲度を求め、測定された湾曲度から診断ユニット（２０）にとっての目標軌道曲線を算出する。方法の実施に適した装置も本発明の対象である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科用パノラマＸ線装置における患者の目標相対位置を特定する方法であって、
ａ）患者の歯列弓（６８、７０）の前部域（７２、７４）の湾曲度を求め；
ｂ）そこから、および前記パノラマＸ線装置（１０）の投影アーチ面（８８）から、該患者の顎（２４、２６）に関する目標位置座標を算出する方法において、
ｃ）さらに該患者の歯列弓（６８、７０）の中間部域（７６、７８）および／または後部域（８０、８２）の湾曲度を求め、前記顎（２４、２６）に関する目標位置座標の算出の際に考慮することを特徴とする、
特定方法。
【請求項２】
歯科用パノラマＸ線装置が患者を基準として移動する目標軌道を特定する方法であって、
ａ）患者の歯列弓（６８、７０）の前部域（７２、７４）の湾曲度を求め；
ｂ）前記パノラマＸ線装置（１０）において、Ｘ線放射源（１４）およびこれと剛結合した検出ユニット（１６）が走査する空間の中にある一箇所に該患者の歯列弓（６８、７０）を固定する方法において、
ｃ）さらに該患者の歯列弓の中間部域（７６、７８）および／または後部域（８０、８２）の湾曲度を求め；
ｄ）測定された前記歯列弓（６８、７０）の前部域（７２、７４）および中間部域（７６、７８）および／または後部域（８０、８２）の湾曲度から、Ｘ線放射源（１４）と検出ユニット（１６）により作られた診断ユニット（２０）にとっての目標軌道曲線を算出することを特徴とする、
特定方法。
【請求項３】
歯科用パノラマＸ線装置における患者の目標相対位置、ないしはパノラマＸ線装置において固定された該患者の顎（２４、２６）を基準とする診断ユニット（２０）の目標軌道を特定する装置であって、
ａ）該患者の顎（２４、２６）の前部域（７２、７４）において該患者の歯と協働し、該患者の歯の位置にとって特徴的な顎形状信号を準備するセンサユニット（６６）と；
ｂ）前記センサユニット（６６）から前記顎形状信号を受け取り、これから、また前記パノラマＸ線装置（１０）の投影アーチ面（８８）を特定する該パノラマＸ線装置の検出ユニット（１６）およびＸ線放射源（１４）の軌道（８４）から、該患者の顎（２４、２６）に関する目標位置座標を算出する計算ユニット（３２）を備えたものにおいて、
ｃ）前記センサユニット（６６）がさらに、該患者の顎（２４、２６）の中間部域（７６、７８）および／または後部域（８０、８２）において該患者の歯と協働することを特徴とする、
特定装置。
【請求項４】
前記センサユニット（６６）は、少なくとも１つのセンサ（５８；９２；９８；１００；４８０）と、これと通信し且つ前記センサ出力信号に対応し該患者の歯列弓幾何形状の特徴を示す顎形状信号を発生させる顎形状認識回路（６２）を備えることを特徴とする、請求項３に記載の特定装置。
【請求項５】
前記センサユニット（６６）は、前記パノラマＸ線装置（１０）の咬合ホルダ（５４）上に配置された咬合センサ（５８）を備えることを特徴とする、請求項３−４のいずれか一項に記載の特定装置。
【請求項６】
前記咬合センサ（５８）は、該患者の上顎（２４）および／または下顎（２６）に面する側に複数の感圧体（９０）を備えることを特徴とする、請求項５に記載の特定装置。
【請求項７】
前記センサユニット（６６）は、走行可能なプローブチップ（９６；４８４）と、その位置を示す位置表示器（９２ａ、９２ｂ、９２ｃ；４８６）を備えることを特徴とする、請求項３−４のいずれか一項に記載の特定装置。
【請求項８】
前記センサ（４８０）は、走査する方向に垂直の方向に走行でき（４７０、４７２）、またさらなる位置表示器（４９０）は走行方向のセンサ位置を定めることを特徴とする、請求項７に記載の特定装置。
【請求項９】
前記センサユニット（６６）は、該患者の顎（２４、２６）の画像を作成するように配置される少なくとも１つのカメラ（９８、１００）を備えることを特徴とする、請求項３−４のいずれか一項に記載の特定装置。
【請求項１０】
前記センサユニット（６６）は、主に低いＸ線吸収率を示す材料から成ることを特徴とする、請求項３−９のいずれか一項に記載の特定装置。
【請求項１１】
前記顎形状認識回路（６２）は、前記計算ユニット（３２）に内蔵されていることを特徴とする、請求項４−１０のいずれか一項に記載の特定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
ａ）患者の歯列弓の前部域の湾曲度を求め；
ｂ）そこから、およびパノラマＸ線装置の投影アーチ面から、患者の顎に関する目標位置座標を算出する、
歯科用パノラマＸ線装置における患者の目標相対位置を特定する方法に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、
ａ）患者の歯列弓の前部域の湾曲度を求め；
ｂ）パノラマＸ線装置において、Ｘ線放射源およびこれと共に移動する剛体の検出ユニットが走査する空間の中にある一箇所に患者の歯列弓を固定する、
歯科用パノラマＸ線装置が患者を基準として移動する目標軌道を特定する方法に関する。
【０００３】
本発明はまた、歯科用パノラマＸ線装置における患者の目標相対位置、またはパノラマＸ線装置において固定された患者の顎を基準とする診断ユニットの目標軌道を特定する装置であって、
ａ）患者の顎の前部域において患者の歯と協働し、患者の歯の位置の特徴を示す顎形状信号を準備するセンサユニットと；
ｂ）センサユニットからの顎形状信号を受け取り、これから、およびパノラマＸ線装置の投影アーチ面を特定するパノラマＸ線装置の検出ユニットおよびＸ線放射源の軌道から、患者の顎の目標位置座標を算出する計算ユニットと、
を備えた装置に関する。
【背景技術】
【０００４】
投影アーチ面（略して、投影アーチ）とは、パノラマＸ線装置の撮影結果であるＸ線画像において鮮明に写し出されたアーチ面を言う。すなわち、Ｘ線画像が示すのは、Ｘ線撮影の間、投影アーチ面の中にある患者の組織である。
【０００５】
歯科用パノラマＸ線装置の撮影では、患者の頭はＸ線放射源とＸ線検出器の間にあり、両者がアーチ形の軌道において患者の頭の周囲を回る。加えて、Ｘ線放射源と検出ユニットは通例、水平面内で互いに一定の間隔をあけて垂直回転軸を中心として回転し、回転軸の方は、回転動作の間、特定の軌道の上を走行する。
【０００６】
この軌道の理想的推移は、患者の歯列弓幾何形状から明らかとなる。歯列弓は、前方の歯の部域で大きい湾曲度を見せるのに対し、中間ないしは後方の歯の部域では湾曲度が比較的小さい。
【０００７】
Ｘ線放射源と検出ユニットが患者の頭の周囲を回る間に多数の個別写真が作製され、相応の計算ユニットにより１つの全体画像にまとめられる。
【０００８】
個別写真は各々、Ｘ線が透過した患者の組織を鮮明に写し出した細幅の平坦な投射領域に割り当てられる。つまり、単純な表現をするならば、パノラマＸ線画像を作るために、個別画像のそれぞれ相対的に細幅の水平領域が１つにまとめられ、その際、標準の顎形状に従ってＸ線放射源と検出ユニットの回転軸の移動が行われる。
【０００９】
パノラマＸ線装置の投影アーチ面は、個別画像ないしは帯画像のそれぞれの投影面の、１つにまとめられた水平部域から明らかとなる。全体として、パノラマＸ線装置の投影アーチ面は、Ｘ線放射源と検出ユニットが患者の頭の周囲を回る軌道から結果として得られるが、これは通例、手動で、またはデータバンクからのデータに則して設定できる。
【００１０】
さらになお、歯科用パノラマＸ線装置の撮影条件が設定できるが、ここでＸ線放射源のパラメータとして数えられるのは、特にＸ線管電圧、露出時間、ビーム電流およびビーム断面積である。
【００１１】
合成のＸ線画像が患者の望みの部域を示すよう、患者は、パノラマＸ線装置においてある一定の目標相対位置、すなわち患者の歯列弓が可能な限り大きい領域で位置決めされなければならない。
【００１２】
パノラマＸ線装置の設定と並んで、患者の位置決めも普通に手動で行われる。そのためにパノラマＸ線装置は、患者が咬む形の咬合ホルダを使えるようにしている。そこで、大抵は光学装置を使って、患者の上顎と下顎の間の平面が水平に走るように位置を調整する。次に、オペレータが目視で把握した患者の歯列弓に合せて投影アーチを手動で調整し、該歯列弓をＸ線放射源とＸ線検出器の間で垂直と水平の両方向において、パノラマＸ線装置の投影アーチ面が可能な限りうまく患者の歯根を通過するような位置にもっていく。
【００１３】
上に挙げた手動設定は、一方で時間がかかりすぎ、他方で大いに誤差を伴う。位置アーチ面が望み通りに歯根を通過せず、それゆえ、これが鮮明に写し出されないと、作製されたＸ線写真の半分以上は不適切である。
【００１４】
誤差の源を小さくすることは、独国特許第3 808 009C2号明細書において述べられた通りの冒頭に挙げた種類の装置によって達成された。この装置では、各種のセンサを使って患者の切歯および／または犬歯の位置が検出される。検出された歯相互の相対位置は、パノラマＸ線装置における患者の目標相対位置を特定するための基礎として役立つ。患者の歯列弓を特定するためには、生理学的な患者データが記憶されているデータバンクを利用する。このデータバンクから、診察すべき患者の切歯および／または犬歯の位置から求められた歯列弓形状と可能な限り一致する歯列弓形状データを選び出し、診察すべき患者に割り当てる。
【００１５】
患者の歯列弓を特定するために把握されるのは該患者の切歯および／または犬歯だけであるから、患者には、該患者の実際の歯列弓形状と異なる歯列弓幾何形状、とりわけ顎の中間部域と後部域において該患者の実際のものとは別の推移を呈する幾何形状が割り当てられる可能性がある。
【００１６】
その結果、撮影されたＸ線画像は、大臼歯および小臼歯の部域を満足し得るほど鮮明には描き出さず、続いて処置する歯科医による診断にとって適当でないということが起こり得る。
【発明の開示】
【００１７】
よって、本発明の課題は、歯科用パノラマＸ線装置における患者の目標相対位置、または歯科用パノラマＸ線装置が患者を基準として移動する目標軌道がより良く求め得るような、冒頭に挙げた種類の方法ならびに装置を提供することである。
【００１８】
方法に関しては、本発明の課題は、目標相対位置に基づき、
ｃ）さらに、患者の歯列弓の中間部域および／または後部域の湾曲度を求め、顎に関する目標位置座標の算出の際に考慮することで達成される。
【００１９】
歯科用パノラマＸ線装置が患者を基準として移動する目標軌道に基づき、上に挙げた課題は、
ｃ）さらに、患者の歯列弓の中間部域および／または後部域の湾曲度を求め、
ｄ）測定された歯列弓の前部域および中間部域および／または後部域の湾曲度から、Ｘ線放射源と検出ユニットにより作られた診断ユニットにとっての目標軌道曲線を算出することによって達成される。
【００２０】
装置に関しては、上に挙げた課題は、
ｃ）センサユニットがさらに、患者の顎の中間部域および／または後部域において該患者の歯と協働することによって達成される。
【００２１】
追加的に患者の歯列弓の中間部域および／または後部域の湾曲度を求めることにより、またはセンサユニットが患者の顎の中間部域および／または後部域と協働することにより、患者の歯列弓全体の幾何形状を高い精度で特定することが可能である。これにより、患者の目標位置座標を算出するとき、データバンクに記憶されている生理学的な患者データを利用せずに済む。また、患者の歯列弓幾何形状を目視で特定する誤差を伴う作業がもはや必要でなくなる。患者の目標相対位置の特定は、患者の実際に存在する歯列弓幾何形状と一致する測定された歯列弓幾何形状を基礎にして行われる。これにより、算出された患者の目標相対位置は不要となり、パノラマＸ線撮影の際、パノラマＸ線装置の投影アーチ面は患者の歯列弓と高い精度で一致することになる。
【００２２】
Ｘ線放射源と検出ユニットにより作られた診断ユニットにとっての目標軌道曲線を、歯列弓の前部域および中間部域および／または後部域の測定された湾曲度に則して算出することにより、投影アーチ面を患者の実際の歯列弓幾何形状に適合させることが可能となる。
【００２３】
本発明による装置の有利な実施形態が従属請求項に記載されている。
【００２４】
以下、本発明の実施形態を添付図面に則して詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、Ｘ線放射源１４およびＣＣＤセンサ１６の形の検出ユニットを具備するフレーム１２を備えた歯科用パノラマＸ線装置１０を示す。Ｘ線放射源と検出ユニットは、垂直軸Ａを中心として回転でき、回転アーム１８を介して互いに剛結合し、そこで同じ高さで向き合っている。Ｅで表されているのは、垂直軸Ａの上に垂直に立つ撮影平面で、これが、ＣＣＤセンサ１６の中心と、同じ高さにあるＸ線放射源１４の窓の中心とを横切る。図１に示すｘｙｚ座標系はフレーム固定形である。そのｚ軸が回転軸Ａに平行に走り、そのｘｙ平面が撮影平面Ｅに平行である。Ｘ線放射源１４とＣＣＤセンサ１６と回転アーム１８が一体となって診断ユニット２０を作る。
【００２６】
顎をパノラマＸ線装置で撮影しようとする患者を、撮影に備えて、Ｘ線放射源１４から発せられたＸ線がＣＣＤセンサ１６に当たる前に該患者の頭２２、より厳密には上顎２４と下顎２６を貫通するようにＸ線放射源１４の高さ、ないしは、ＣＣＤセンサ１６の高さで位置決めする。
【００２７】
回転アーム１８は、患者の上方で垂直回転軸Ａを中心として回転できるように支承されており、駆動モータ２８を使ってねじり回転可能である。ここで、回転軸Ａは、さらに少なくとも１つの方向、好ましくは２つの独立した方向において座標駆動装置３０により水平走行可能である。Ｘ線放射源１４とＣＣＤセンサ１６は、これで、パノラマＸ線撮影時に患者の頭２２の周囲を、水平平面Ｅ内に存在する特定の湾曲軌道に沿って回る。
【００２８】
Ｘ線管電圧、露出時間、ビーム電流またはビーム断面積などの撮影パラメータの設定値は、計算ユニット３２からデータ伝送線３４を介してＸ線放射源１４に伝送される。
【００２９】
回転軸Ａの軌道とＸ線放射源１４の撮影パラメータ設定値は、データ伝送線３８を使って計算ユニット３２と通信するキーボード３６を介して計算ユニット３２に入力することができる。入力されたコマンドは、データ伝送線４２を介して相応の信号を計算ユニット３２から受け取るディスプレイモニタ４０に表示される。
【００３０】
計算ユニット３２は、線路４４を介して駆動モータ２８を制御し、線路４６を介して座標駆動装置３０を制御する。
【００３１】
また、計算ユニット３２は、データ伝送線４８を介してＣＣＤセンサ１６の出力信号を受信し、必要に応じて、読み出しのサイクル、積分時間、消去などの制御コマンドを該ＣＣＤセンサに伝送する。
【００３２】
全体として、計算ユニット３２は、パノラマ撮影画像を調整し、ＣＣＤセンサ１６から受信した信号を再処理し、これを、モニタ４０に描出される可視画像に変換する中間制御ユニットとして役立つ。
【００３３】
Ｘ線撮影の前に患者の頭２２をパノラマＸ線装置１０に関して相応の目標相対位置にもっていき、撮影中、位置決め装置５０で固定する。
【００３４】
位置決め装置５０は、垂直方向と２つの独立した水平方向に走行できるようにフレーム１２に取り付けられた顎受け５２を具備し、これが、望みの水平位置ないしは垂直位置に達した後、固定できるようになっている。
【００３５】
さらに、位置決め装置５０は、垂直方向で位置調整でき、望みの位置で固定できる支持棒５６を介して顎受け５２と結合した咬合ホルダ５４を具備し、これ自体がまた、水平平面内を直線軌道に沿って走行でき、それで望みの位置で固定できるようになっている。
【００３６】
咬合ホルダ５４と支持棒５６が走行できることは、そのとき、個々のコンポーネント５２、５４および５６の相対位置を患者の生理学的特徴に適合させるのに役立つ。
【００３７】
咬合ホルダ５４と支持棒５６の位置は、先ず、患者が自分の顎を顎受け５２の上に乗せた状態で咬合ホルダ５４を咬み得るようにオペレータが手動で設定する。
【００３８】
次に、全体として、患者の顎部域２４、２６がＸ線放射源１４とＣＣＤセンサ１６の高さに位置するように位置決め装置５０の垂直位置を設定する。
【００３９】
周知の位置決め用補助手段、大抵は光学系を使って、患者の上顎２４と下顎２６の間の平面が水平に走るようにする。
【００４０】
つまり全体として、位置決め装置５０は、必要なすべての方向において患者個々人の頭および顎の生理学的特徴に合わせて設定でき、それにより、該患者の顎部域２４、２６がフレーム１２に関して特定の相対位置で固定できるように形作られている。
【００４１】
咬合ホルダ５４の上に咬合センサ５８が配置されている。これが線路６０を介して顎形状認識回路６２と結合しており、この回路が、咬合センサ５８の出力信号から顎形状信号を発生させ、データ伝送線３４を介して計算ユニット３２に伝送する。咬合センサ５８と顎形状認識回路６２は一体となって顎形状センサユニット６６を作る。
【００４２】
患者の顎の生理学的特徴に応じて、歯列弓における歯並びは各自異なる。図２では、一方において相異なる歯列弓幾何形状の例として図２Ａに相対的に幅の狭い歯列弓６８が、他方で相対的に幅の広い歯列弓７０が、それぞれ上顎歯列に則して描かれている。
【００４３】
そこで分かる通り、歯列弓６８、７０は、それぞれの前部域７２、７４が、それぞれの中間部域７６、７８および後部域８０、８２と比べて大きい湾曲度を見せている。これと比べて、中間部域７６、７８の湾曲度は小さく、後部域８０、８２に至っては湾曲度がごく僅かでしかない。
【００４４】
回転アーム１８を回転させると、その垂直回転軸Ａは同期で１つの湾曲軌道、すなわち、図２Ｂに歯列弓７０の例において概略的に描かれ、参照符号８４を付けられた湾曲軌道の上を走行する。回転軸Ａの軌道８４は、下向きに開いた凸状のＶ字形にほぼ相当する。歯列弓形状に応じて別様の形になることもあろうが、ほぼこの軌道推移により、Ｘ線放射源１４とＣＣＤセンサ１６との間隔は一定であるから、患者の個別画像の投影平面８６は該患者の歯列弓６８ないしは７０の内側にあることが保証される。
【００４５】
図３Ａおよび３Ｂならびに図４Ａおよび４Ｂは、投影アーチ面８８ａ、８８ｂおよび８８ｃを図２の歯列弓７０との比較において示す。投影アーチ面８８と患者の歯列弓７０と可能な限り重なり合うよう、先ず、診察すべき患者の実際の歯列弓幾何形状を求めることが必要である。これは、咬合センサ５８を使って行う。
【００４６】
図５は、咬合センサ５８を患者の上顎２４に面した側から見た平面図である。
【００４７】
咬合センサ５８は、その上に平面的に配置された感圧体を具備し、そのうちの1つが図５において参照符号９０で表されている。患者が咬合ホルダ５４を咬み、それで、その上に配置された咬合センサ５８を咬むと、患者の歯列弓に応じて多数の感圧体９０が圧迫される。
【００４８】
図５において黒く塗られた感圧体９０は、図２、３および４に示した通りの歯列弓７０を持つ患者が咬合センサ５８を咬んだとき圧迫されると予測される感圧体９０を表す。
【００４９】
圧迫された感圧体９０は各々１つの信号を発生させ、これが通信線６０を介して顎形状認識回路６２に伝送される。この回路もまた、圧迫された感圧体９０の全体像に対応する顎形状信号を発生させる。
【００５０】
患者の上顎歯に対して圧迫された咬合センサ５８の感圧体９０について上で述べたことは、患者の下顎歯について適宜当てはまる。そのため、咬合センサ５８は、患者の下顎部域に面した側に同じく平面的に配置された感圧体９０を具備し、患者が咬合センサ５８を咬んだときに該患者の下顎歯によってこの感圧体が圧迫され、相応に顎形状認識回路６２と通信することになる。
【００５１】
圧迫された感圧体９０は、つまり、検出された歯の位置に相対する位置にあり、この位置に基づいて顎形状認識回路６２は、上顎２４と下顎２６を基準とする患者の歯列弓に対応する顎形状信号を発生させる。この顎形状信号が、計算ユニット３２が患者の歯列弓幾何形状を算出するときの基礎として役立つ。
【００５２】
計算ユニット３２は今や、パノラマＸ線装置１０の回転軸Ａの軌道８４によりプリセットされた投影アーチ面（ここでは、図３Ａに描かれた投影アーチ面８８ａを選んでおきたい）を患者の歯列弓形状と比較し、両方の形状を互いに合わせることができる。これは、例えば、歯列弓と本装置にとって設定可能な標準投影アーチの間の距離を歯列弓の並進および／または回転による最小二乗適合（least square fit）によって行われる。
【００５３】
結果として、計算ユニット３２は、患者の顎部域２４、２６にとっての目標位置座標、特に、顎受け５２の目標水平位置座標を算出してみせる。この適合の結果として、図３Ａに示す通り、患者の歯列弓７０は、算出された目標水平位置座標に到達し、患者の歯列弓７０が投影アーチ面８８ａと可能な限り大きい領域において重なり合うまで、矢印９２に沿って走行させられる。投影アーチ面８８ａは図３Ｂに描かれている通りである。
【００５４】
患者の歯列弓をパノラマＸ線装置１０から離して、例えば石膏模型に則して求めると、計算ユニット３２は、パノラマＸ線装置１０を基準とする空間内の目標位置座標を算出することになる。
【００５５】
本発明のさらなる形態では、個々のコンポーネント５２、５４および５６の別々の位置がサーボモータを使って設定でき、その実際位置信号を計算ユニット３２に伝送し、それで目標位置を制御できるようにすることが可能である。これで、患者の合成の目標相対位置も自動的に設定できることになる。
【００５６】
こうして患者の相対位置を既存の位置アーチ面に合わせることのほかに、計算ユニット３２は、投影アーチ面が、求められた患者の歯列弓にほとんど合っていない形（例えば図４Ａに投影アーチ面８８ｂの形で描かれているような）から、患者の歯列弓の推移に大いに合致する投影アーチ面８８ｃ（図４Ｂ）の形に変えられるように診断ユニット２０の軌道８４を算出することができる。
【００５７】
投影アーチ面を患者の歯列弓に合わせるこのプロセスは、ここでは計算ユニット３２、咬合センサ５８および各種の位置表示器によって、また場合によっては、コンポーネント５２、５４、５６と協働するサーボモータによって自主的に実行されるので、全体として、患者の目標相対位置と特にパノラマＸ線装置１０の診断ユニット２０の回転軸Ａの軌道８４は全自動で合わせられることになる。
【００５８】
咬合センサ５８の感圧体９０により、図５から分かる通り、歯列弓７０の湾曲度の大きい前部域７４に加えて、それより湾曲度の小さい中間部域７８も、最も湾曲度の小さい後部域８２もそれぞれ把握される。これにより、患者の歯列弓形状は、高い精度で該患者の実際の歯列弓形状の通りに検出できることになる。
【００５９】
従って、患者の歯列弓幾何形状に合わせられる投影アーチ面は、患者の実際に存在する歯列弓をベースにするので、患者個々人に大いに合った形でパノラマＸ線装置１０の投影アーチ面８８と患者の歯列弓６８または７０との重なり合いが得られることになる。
【００６０】
図６および７は、歯科用パノラマＸ線装置における患者の目標相対位置、ないしは、パノラマＸ線装置において固定された患者の顎を基準とする診断ユニットの目標軌道を特定する装置の更なる実施例を示す。これらの図では、図１の実施例に対応するコンポーネントが同じ参照符号で表されている。
【００６１】
図１の実施例と異なり、咬合ホルダ５４の上にセンサが配置されていない。
【００６２】
顎形状センサユニット６６は、むしろ、電気機械式プローブとして形作られた複数の位置表示器９２を具備し、これが、対応するデータ伝送線６０を介して顎形状認識回路６２と通信する。図７では、例として３つの並置された位置表示器９２ａ、９２ｂ、９２ｃが平面図で描かれている。
【００６３】
位置表示器９２は、直線軌道９４ａ、９４ｂないしは９４ｃに沿って水平に走行でき、望みの位置で固定できる。１つの位置表示器９２のプローブチップ９６の位置は、データ伝送線６０を介して顎形状認識回路６２に伝送される。
【００６４】
患者の顎形状を求めるには、患者を位置決め装置５０において固定した状態で顎形状センサユニット６６を患者に向けて移動させ、位置表示器９２のプローブチップ９６が外見上、上唇のすぐ上の高さで患者の頭２２と接触するまで前進させる。そのために、患者を前もって相応の適当な垂直位置にもっていく必要がある。
【００６５】
位置表示器９２の出力信号は、顎形状認識回路６２に与えられる。受信した回路は、位置表示器９２の位置に見合った、患者の歯列弓に近い見本歯列弓に相当する顎形状信号を発生させる。
【００６６】
計算ユニット３２は、データ伝送線６４を介して顎形状信号を受け取った後、上で述べたのと同様の仕方で、例えば最小二乗適合法によって患者の目標相対位置を算出する。これ以外、第１の実施例について図１−５に則して述べたことは、図６および７の第２の実施例に適宜当てはまる。
【００６７】
位置表示器９２の数を増やすことにより、患者の歯列弓幾何形状を特定する精度を高めることができる。
【００６８】
図８は更なる実施例の概略を示し、ここでも、図１の実施例に対応するコンポーネントが同じ参照符号を付けている。
【００６９】
この実施例では、パノラマＸ線装置に相対する患者の目標相対位置を求めるとき、２台のカメラ９８および１００を使って患者の口腔１０２を、そして歯を別々の２つの角度から撮影し、それで、患者の歯列弓幾何形状を特定する。カメラ９８および１００の信号は、対応するデータ伝送線１０４および１０６を介して顎形状認識回路６２に伝送され、これが、適当な画像処理アルゴリズムを実行した上で、結果として顎形状信号を計算ユニット３２に送る。その信号から、計算ユニットは患者の歯列弓幾何形状を算出する。
【００７０】
患者の目標相対位置またはパノラマＸ線装置１０の診断ユニット２０の目標軌道のさらなる計算は、再び、上で述べたプロセスに従って行われる。
【００７１】
図９に示す、全体として４１０で表された装置は、Ｘ線放射源１４、ＣＣＤセンサ１６および回転アーム１８を具備するパノラマＸ線装置１０の診断ユニット２０を撮影平面において、Ｘ線装置１０の投影アーチ８８が診察すべき患者の歯列弓６８、７０と一致するように案内するのに役立つ。
【００７２】
Ｘ線装置のフレームの静止セクション４１２により、互いに間隔をあけた２本の垂直案内棒４１６、４１８が支持されており、ｚスライド４２２の案内穴４１８、４２０と協働する。ｚスライドにはさらにねじ穴４２４が設けられており、その中をねじ付きスピンドル４２６が走る。このねじ付きスピンドルは、位置表示器４３０と結合した電動機４２８によって駆動される。位置表示器は、例えば、光バリヤと協働するストロボディスクを具備し、その光バリヤの出力がカウンタと結合しているものであってよい。これで、位置表示器４３０の出力信号は一義的にｚスライド４２２の位置と結合したことになる。
【００７３】
ｚスライド４２２の方は、ｙスライド４４０の穴４３６、４３８の中を走る２本の案内棒４３２、４３４を支持する。ｙスライドにはさらにねじ穴４４２が設けられており、その中をねじ付きスピンドル４４４が走る。このねじ付きスピンドルは、位置表示器４４８とインタロックされた電動機４４６によって駆動される。位置表示器４４８は、位置表示器４３０とまったく同じ構造を持つ。
【００７４】
ｙスライド４４０は、ｘスライド４５８の穴４５４、４５６の中を走る２本の案内棒４５０、４５２を支持する。ｘスライドにはさらにねじ穴４６０が設けられており、その中をねじ付きスピンドル４６２が走る。このねじ付きスピンドルは、位置表示器４６６がフランジ結合した電動機４６４によって駆動される。
【００７５】
ｘスライド４５８は、患者の顎を支えるのに役立ち、薄肉のたわみ性受板４６８を備えている。
【００７６】
上の説明から明らかな通り、相異なるスライドとその上で駆動する電動機とによって受板４６８はｘ方向、ｙ方向およびｚ方向において調整できる。ｘスライド４５８の下側にはシャフト４７０が支承され、これが旋回アーム４７２と固定連結されている。旋回アーム４７２は、その最外のセクションの上側で長さ可変のストラット４７４を支持し、これがｚ方向に延び、割り当てられた電動機４７６によって長さ調節できるようになっている。電動機４７６はまた、位置表示器４７８とインタロックされている。
【００７７】
ストラット４７４の上端は、ばねシリンダの様式で形作られたプローブヘッド４８０を付けている。ばねによってプリテンションをかけられたプローブロッド４８２が、その自由端に、垂直軸を中心として回転するフリーホイール形ローラ４８４を付けている。ローラ４８４の軸方向寸法は、それが平均的な歯の平均的な高さより幾分小さくなるように決められている。ローラ４８４の直径は、それが歯列弓を覆う柔軟組織の外側をうまく転動するように決められている。
【００７８】
接触プローブ４８０はさらに、プローブロッド４８２の位置を求める位置表示器４８６を具備する。
【００７９】
接触プローブ４８０が歯列弓６８を越えて旋回していけるよう、シャフト４７０と電動機４８８が結合しており、これが位置表示器４９０とインタロックされている。
【００８０】
相異なる位置表示器４３０、４４８、４６６、４７８および４９０はすべて同じ構造を持つ。位置表示器４８６は、その入力シャフトが、プローブロッド４８２の上に形作られたラックと協働するピニオンを備えているとき、基本的に同様の構造を持つことができる。あるいは代わりに、位置表示器４８６は、プローブロッド４８２によって移動させられる目盛格子と協働する光バリヤを具備してもよい。
【００８１】
相異なる位置表示器の信号出力部は、制御ユニット４９２の入力部と結合しており、制御ユニットの方は、電動機４２８、４４６、４６４、４７６および４８８のための制御信号を準備する更なる出力部を有する。
【００８２】
図９に示した装置を使って、パノラマＸ線装置１０における歯列弓６８の実際位置と実際形状を測定することができる。
【００８３】
それには先ず、電動機４２８、４４６および４６４を然るべく起動させることにより、歯列弓が受容平面Ｅに入るように受板４６８をセットする。
【００８４】
その状態で患者の頭を固定する。次に電動機４７６を起動させ、それで、プローブヘッド４８０のローラ４８４が測定すべき歯列弓ないしは顎と同じ高さになる位置までストラット４７４を前進させる。
【００８５】
そこで電動機４８８を励起し、旋回アーム４７２を１８０°回転させる。この運動のとき、ローラ４８４は、プローブヘッド４８０のばね張力のもとで歯列弓ないしは顎の外形輪郭に追従する。
【００８６】
位置表示器４８６の相応の出力信号は、位置表示器４９０の出力信号と共に制御ユニット４９２に記憶される。
【００８７】
制御ユニットは、そこで顎ないしは歯列弓の実際の外形輪郭と実際の位置をディジタルの形で取得する。位置表示器４４８および４６６の出力信号を介して、制御ユニット４９２はｘｙ平面における歯列弓の絶対位置も取得する。また、位置表示器４３０および位置表示器４７８の出力信号を加算することにより、歯列弓のｚ座標も取得できる。これらは、受容平面Ｅのｚ座標に合致するはずである。
【００８８】
本発明による装置の単純化した実施形態では、ｚスライド４２２とｙスライド４４０を省略し、ｘスライド４５８だけを設け、これが、手動であれサーボモータによってであれ、垂直方向にだけ調整できるものとしてもよい。
【００８９】
制御ユニット４９２は、上で述べた歯列弓の測定結果から、パノラマＸ線装置１０の投影アーチ面８８が測定された歯列弓と重なり合うよう軸Ａがｘｙ平面内を移動しなければならないその軌道８４を算出する。相応の制御信号が、ｘ方向において働く座標駆動装置３０−ｘと、ｙ方向において働く座標駆動装置３０−ｙに与えられ、これで、両方の座標駆動装置が共同でｘｙ平面における軸Ａの位置を調整する。
【００９０】
Ｘ線放射源とＣＣＤセンサ１６の間のビーム路内にあるコンポーネント、すなわち位置決め装置５０ならびにセンサ５８、９２および９８、１００は、材質的には主に、Ｘ線吸収率の低い材料、特にプラスチック材料からなる。
【００９１】
前記実施例において挙げた顎形状認識回路６２は、直接的に計算ユニット３２の構成部分であっても、その中で実行されるプログラムの形であってもよく、それで、センサ５８、９２および９８、１００がそれぞれの出力信号を直接、計算ユニット３２に伝送するような作りであってよい。
【００９２】
センサ５８、９２および９８、１００は、患者の歯列弓を位置決め装置５０において固定することなくそれを測定するのにも適している。そのときは、その歯列弓をパノラマＸ線装置１０の外で特定した後に初めて、患者を、然るべく算出された目標相対位置にもっていく。
【００９３】
また、患者がその場に居なくても、センサ５８、９２および９８、１００によって歯列弓を特定することが可能である。これが可能となるのは、例えば、患者の顎の型を取り、その印象を相応のセンサによって本物の顎のように計測、検出できるときである。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】図１は、患者の目標相対位置ないしは診断ユニットの目標軌道を特定する装置の第一の実施形態を備えた歯科用パノラマＸ線装置の側面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、患者の歯列弓幾何形状の一例、ならびに、Ｘ線放射源と検出ユニットの回転軸の軌道の概略図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、患者の歯列弓幾何形状の一例、ならびに、Ｘ線放射源と検出ユニットの回転軸の軌道の概略図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図１に示すパノラマＸ線装置の投影アーチ面を基準とする患者の相対位置の変化の概略である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図１に示すパノラマＸ線装置の投影アーチ面を基準とする患者の相対位置の変化の概略である。
【図４Ａ】図４Ａは、パノラマＸ線装置の投影アーチ面を患者の歯列弓幾何形状に合わせるプロセスの概略である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、パノラマＸ線装置の投影アーチ面を患者の歯列弓幾何形状に合わせるプロセスの概略である。
【図５】図５は、図１に示す装置のセンサユニットの平面図である。
【図６】図６は、図１に示す装置の、センサユニットを変更した第２の実施例を備えた歯科用パノラマＸ線装置の側面図である。
【図７】図７は、図６に示す装置のセンサユニットの平面図である。
【図８】図８は、図１に示す装置の、センサユニットをさらに変更した第３の実施形態である。
【図９】図９は、パノラマＸ線装置の診断ユニットの目標軌道曲線を特定する装置の概略図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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