特表 2024-500585 改善された口腔内Ｘ線システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-10

(54)【発明の名称】改善された口腔内Ｘ線システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/51 20240101AFI20231227BHJP

【ＦＩ】

A61B6/14 300

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022540913

(86)(22)【出願日】2021-06-30

(85)【翻訳文提出日】2022-09-01

(86)【国際出願番号】 US2021039847

(87)【国際公開番号】W WO2022146487

(87)【国際公開日】2022-07-07

(31)【優先権主張番号】PCT/US20/67244

(32)【優先日】2020-12-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521154774

【氏名又は名称】ケアストリーム デンタル エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】イングレーゼ ジャン－マルク

(72)【発明者】

【氏名】ルデルグ デヴィッド

(72)【発明者】

【氏名】カプリ アルノー

(72)【発明者】

【氏名】ルストゥーヌウ ヴィンセント

(72)【発明者】

【氏名】スブラマニアン クリシュナムルティ

【テーマコード（参考）】

4C093

【Ｆターム（参考）】

4C093AA30

4C093CA15

4C093DA05

4C093EC28

4C093EC29

4C093EC34

4C093EC57

4C093EE16

4C093FA53

4C093FA55

4C093FH06

(57)【要約】

本発明は口腔内Ｘ線システムを提供し、口腔内Ｘ線システムは、
環境内に位置するＸ線源と、
作動可能シザーアームを含むロボットアームであって、マウンティングに取り付けられるように構成された第１の端部及びＸ線源に取り付けられた第２の端部を有し、第１の端部及び第２の端部の少なくとも一方が回転可能な作動可能ジョイントを含むロボットアームと、
Ｘ線源に対する環境の位置及び／又は向きの変動、ならびにＸ線源に対する移動式Ｘ線センサの位置及び／又は向きの変動を決定するための位置センサと、
位置及び／又は向きの決定された変動の関数としてロボットアームを作動させて、Ｘ線源の位置及び／又は向きをＸ線源の所定の位置及び／又は向きに対して制御する駆動ユニットと、を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

環境内に位置するＸ線源と、
作動可能シザーアームを含むロボットアームであって、マウンティングに取り付けられるように構成された第１の端部及び前記Ｘ線源に取り付けられた第２の端部を有し、前記第１及び前記第２の端部の少なくとも一方が回転可能な作動可能ジョイントを含む、ロボットアームと、
前記Ｘ線源に対する前記環境の位置及び／又は向きの変動、ならびに前記Ｘ線源に対する移動式Ｘ線センサの位置及び／又は向きの変動を決定するための位置センサと、
位置及び／又は向きの決定された変動の関数として前記ロボットアームを作動させて、前記Ｘ線源の前記位置及び／又は向きを前記Ｘ線源の所定の位置及び／又は向きに対して制御する駆動ユニットと、を備える、
口腔内Ｘ線システム。

【請求項2】

前記Ｘ線源に対する前記環境の位置及び／又は向きの前記変動、ならびに前記Ｘ線源に対する前記移動式Ｘ線センサの位置及び／又は向きの前記変動は、前記Ｘ線源に関連付けられた同じ基準フレーム内で決定される、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記駆動ユニットは、前記作動可能シザーアーム及び／又は少なくとも１つの前記回転可能な作動可能ジョイントを制御するように構成される、請求項１又は請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記駆動ユニットは、前記作動可能シザーアーム及び／又は少なくとも１つの前記回転可能な作動可能ジョイントを所定の位置にロックするように構成される、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記位置センサは、前記Ｘ線源に対する前記環境の位置及び／又は向きの変動を決定するための第１の位置センサと、前記Ｘ線源に対する移動式Ｘ線センサの位置及び／又は向きの変動を決定するための第２の位置センサとを含み、前記第１及び前記第２の位置センサのそれぞれは、ジャイロスコープ、加速度計、及び所定の部材の位置を特定するローカライザのうちの少なくとも１つを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項6】

前記ローカライザは、無線レシーバと、少なくとも１つの無線エミッタの位置を特定するコンピューティングユニットとを含む、請求項５に記載のシステム。

【請求項7】

前記回転可能な作動可能ジョイントのそれぞれは、１軸、２軸、又は３軸の周りの回転を可能にする、請求項１～６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項8】

前記駆動ユニットは、前記Ｘ線源の動きを、前記Ｘ線センサに対して所定の経路に従って制御するように構成される、請求項１～７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項9】

前記Ｘ線源は、前記ロボットアームの前記第２の端部から取り外し可能である、請求項１～８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項10】

前記Ｘ線源は、前記ロボットアームに属する第１の部分と前記Ｘ線源に属する第２の部分とを含むコネクタを介して制御及び給電され、前記コネクタの前記第２の部分は、外部電源モジュールを前記Ｘ線源に接続して、前記Ｘ線源に給電することを可能にする、請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

前記Ｘ線源はディスプレイを含む、請求項９又は請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

前記Ｘ線センサを更に備える、請求項１～１１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項13】

前記Ｘ線センサによって担持される少なくとも１つの無線エミッタを更に備える、請求項６に従属する請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

前記ローカライザは、少なくとも２台のカメラと、視覚マーカの空間的配置の位置を特定するように構成されたコンピューティングユニットとを含み、ここで前記視覚マーカは前記Ｘ線センサ上に配置され、前記カメラの前記視野内にある、請求項５に従属する請求項１２に記載のシステム。

【請求項15】

前記駆動ユニットは、前記ロボットアームを作動させて、前記Ｘ線センサに対する前記Ｘ線源の前記位置及び／又は向きを、取得前の接近段階、取得段階、又は更なる取得への保管段階の１つの間に制御するように構成される、請求項１～１４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項16】

前記システムは、障害物検出器を備え、前記駆動ユニットは、前記Ｘ線源の軌道上の障害物の検出により、前記Ｘ線源の動きを停止するように構成される、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記Ｘ線源が配置される前記環境の前記Ｘ線源に対する位置及び／又は向きの変動、ならびに前記Ｘ線源に対する前記Ｘ線センサの位置及び／又は向きの変動を取得することと、
前記Ｘ線源の動きをリアルタイムで決定して、前記得られた位置及び／又は向きの変動を補償することと、
前記ロボットアームを作動させて、前記決定された動きの関数として前記Ｘ線源を動かすことと、を含む、
請求項１～１６のいずれか一項に記載のＸ線システムを制御するための方法。

【請求項18】

前記Ｘ線源の前記動きをリアルタイムで決定することは、前記Ｘ線源の補償運動をリアルタイムで決定して、前記Ｘ線源及び／又は前記Ｘ線センサの前記得られた位置及び／又は向きの変動を補償することと、前記Ｘ線センサに対して前記Ｘ線源が辿る所定の経路に沿って到達する位置を得ることとを含み、前記Ｘ線源の前記決定された動きは前記補償運動と前記得られた位置との組み合わせから生じる、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

プログラム可能装置用のコンピュータプログラム製品であって、前記プログラム可能装置にロードされて実行される時に、請求項１７又は請求項１８に記載の方法の前記ステップのそれぞれを実施するための一連の命令を含む、コンピュータプログラム製品。

【請求項20】

請求項１７又は請求項１８に記載の方法の前記ステップのそれぞれを実施するためのコンピュータプログラムの命令を記憶する、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヘルスケア産業用のＸ線システムの分野に関する。特に、限定するものではないが、本発明は、歯科産業で使用される口腔内Ｘ線システムに関する。

【背景技術】

【0002】

口腔内Ｘ線システムは、一般に、患者の歯の２次元（２Ｄ）画像を提供するために使用される。開業医が口腔内Ｘ線システムを患者に使用する場合、口腔内センサは、患者の口内で、撮像される１本又は複数の歯の後方に配置され、システムの外部Ｘ線源は、撮像されるエリアの近くで患者の顔に近接される。

【0003】

このような口腔内Ｘ線システムのＸ線源は、通常、多関節アームに装着され、Ｘ線源が多関節アームの第１の端部に取り付けられている状態となる。多関節アームの第２の端部は、壁、歯科用チェアサイド、又はスタンドアロン型ベースに取り付けられ得る。多関節アームの第２の端部が壁に取り付けられている場合、壁は安定し、平らで、開業医のオフィスの床に対して垂直である必要がある。すべての壁が安定し、平らで、床に対して垂直であるわけではないため、多関節アームの壁への設置は、困難であり、時間がかかる場合がある。多関節アームが歯科用チェアサイド又はスタンドアロン型ベースに取り付けられている場合、更なる場所が歯科用チェアの周囲に必要とされ、これは、多くの開業医のオフィスでは利用可能でないことが多い。

【0004】

多関節アームが固着されている場所にかかわらず、Ｘ線源は重いことが多く、したがって、多関節アームは、スプリング及びケーブルを含んで、Ｘ線源を安定に保つ一方で、Ｘ線画像を患者の１本又は複数の歯に対して撮影する。残念ながら、スプリング及びケーブルを用いていても、不安定なドリフトがＸ線撮像中に生じ、像ぶれ、及び画質に影響を与える可能性のあるその他の問題を引き起こす場合がある。また、壁が十分に平らでなく、安定しておらず、床に対して垂直でない場合、不安定性が悪化する可能性がある。

【0005】

加えて、多関節アームが壁、歯科用チェアサイド、又はスタンドアロン型ベースに固着されているため、Ｘ線源は一般に、特定の検査室でのみ使用されるように制限され、開業医が自分のオフィスを、複数のＸ線源が別々の検査室にあるように装備する必要があり、又は患者がＸ線撮像の目的でオフィス内を検査室間で移動する必要がある。口腔内Ｘ線撮像システムへの開業医の出資は、Ｘ線源が移動式であれば削減され得る。また、移動式Ｘ線源では、トモシンセシス検査が、様々な検査室で開業医に対して最小限のコストで実施され得る。

【0006】

加えて、前述のように、開業医は、Ｘ線源を患者の顔の近くに移動させて、Ｘ線撮像を実行するが、開業医にとって患者が動いている場合にそうすることは困難な場合がある。更に、患者がＸ線撮像の前又は最中に僅かに動く場合、画質に悪影響が及ぶ可能性がある。満足のいくＸ線画像が得られない場合、開業医はもう一度、Ｘ線画像を撮影する必要があり、それによって患者へのＸ線線量が増加する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００９／００６０１４５号明細書

【特許文献2】国際公開第２０１２／１６６２６２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

したがって、業界では、設置と使用がより簡単であり、患者の顔の近くのＸ線源の位置決めを改善し、高品質のＸ線画像を生成し、現在のシステムのこれらとその他の問題、困難、及び欠点を解決する口腔内Ｘ線システムが必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

広範に説明すると、本発明は、口腔内Ｘ線システムを含み、それは歯科用Ｘ線画像を生成するための装置及び方法を含んでいる。有利なことに、本発明の口腔内Ｘ線システムは、開業医のオフィスの壁への設置をより簡単にするものであり、なぜなら口腔内Ｘ線システムの可動構成要素が、壁の平坦性の欠陥又は床に対して十分に垂直でない壁を補償するために移動され得るためである。また、少なくとも部分的にはそのモニタリング及び補償機能により、口腔内Ｘ線システムはＸ線撮像の前及び最中のＸ線源の位置のドリフトを補償し得て、それによって追加のＸ線画像を撮影すること、及び患者を不必要に過剰なＸ線線量に曝すことの必要性を回避している。口腔内Ｘ線システムはまた、本明細書で説明されるように、Ｘ線撮像の前及び最中の患者の動きを自動的に補償し得る。また、Ｘ線源はデータ／信号処理ユニットの制御下で所定の軌道に沿って精度よく動かされ得るため、口腔内Ｘ線システムを使用して患者のコンピュータトモシンセシス検査を実行し得る。更に、Ｘ線源及びロボットアームは、Ｘ線源がロボットアーム及び口腔内Ｘ線システムの残りの部分に取り付け可能／取り外し可能であるように設計され得るため、Ｘ線源がロボットアームとの接続から取り外されて除去される際に、激しく、不安定な反応が生じない。代わりに、データ／信号処理ユニットは、Ｘ線源の除去によるロボットアームの第２の端部での重量の変動を検出し、ロボットアーム及び口腔内Ｘ線システムの他の可動構成要素を操作して、重量の変動を安全で予測可能な方法で自動的に補償し得る。

【0010】

本開示の特定の態様によると、口腔内Ｘ線システムが提供され、口腔内Ｘ線システムは、
環境内に位置するＸ線源と、
作動可能シザーアームを含むロボットアームであって、マウンティングに取り付けられるように構成された第１の端部及びＸ線源に取り付けられた第２の端部を有し、第１の端部及び第２の端部の少なくとも一方が回転可能な作動可能ジョイントを含んでいるロボットアームと、
Ｘ線源に対する環境の位置及び／又は向きの変動、ならびにＸ線源に対する移動式Ｘ線センサの位置及び／又は向きの変動を決定するための位置センサと、
位置及び／又は向きの決定された変動の関数としてロボットアームを作動させて、Ｘ線源の位置及び／又は向きをＸ線源の所定の位置及び／又は向きに対して制御する駆動ユニットと、を含む。

【0011】

本発明による口腔内Ｘ線システムは、単純化された設置、操作、及び保守を提供する。特に、本発明による口腔内Ｘ線システムは、それが取り付けられるマウンティングの特定の特性を、その堅牢性以外に必要としない。

【0012】

一実施形態では、Ｘ線源に対する環境の位置及び／又は向きの変動、ならびにＸ線源に対する移動式Ｘ線センサの位置及び／又は向きの変動は、Ｘ線源に関連付けられた同じ基準フレーム内で決定され、処理を簡素化及び高速化する。

【0013】

一実施形態では、駆動ユニットは、作動可能シザーアーム及び／又は少なくとも１つの回転可能な作動可能ジョイントを制御するように構成される。

【0014】

一実施形態では、駆動ユニットは、作動可能シザーアーム及び／又は少なくとも１つの回転可能な作動可能ジョイントを所定の位置にロックし、そうしてＸ線源の組み立て及び分解を容易にして保管を改善するように構成される。したがって、開業医は、ロボットアームをロックされた構成に切り替えることができ、それはロボットアーム及び口腔内Ｘ線システムの他の可動構成要素のために容易に実現される。次に、ロボットアームはＸ線センサの位置に関係なく固定される。

【0015】

一実施形態では、位置センサは、Ｘ線源に対する環境の位置及び／又は向きの変動を決定するための第１の位置センサと、Ｘ線源に対する移動式Ｘ線センサの位置及び／又は向きの変動を決定するための第２の位置センサとを含み、第１及び第２の位置センサのそれぞれは、ジャイロスコープ、加速度計、及び所定の部材の位置を特定するローカライザのうちの少なくとも１つを含む。

【0016】

一実施形態では、ローカライザは、無線レシーバと、少なくとも１つの無線エミッタの位置を特定するコンピューティングユニットとを含む。

【0017】

一実施形態では、回転可能な作動可能ジョイントのそれぞれは、１軸、２軸、又は３軸の周りの回転を可能にする。

【0018】

一実施形態では、駆動ユニットは、Ｘ線源の動きを、Ｘ線センサに対して所定の経路に従って制御するように構成される。

【0019】

一実施形態では、Ｘ線源は、ロボットアームの第２の端部から取り外し可能である。

【0020】

一実施形態では、Ｘ線源は、ロボットアームに属する第１の部分とＸ線源に属する第２の部分とを含むコネクタを介して制御及び給電され、コネクタの第２の部分は、外部電源モジュールをＸ線源に接続して、Ｘ線源に給電することを可能にする。

【0021】

一実施形態では、Ｘ線源はディスプレイを含む。

【0022】

一実施形態では、システムは、Ｘ線センサを更に含む。

【0023】

一実施形態では、システムは、Ｘ線センサによって担持される少なくとも１つの無線エミッタを更に含む。

【0024】

一実施形態では、ローカライザは、少なくとも２台のカメラと、視覚マーカの空間的配置の位置を特定するように構成されたコンピューティングユニットとを含み、ここで視覚マーカは、Ｘ線センサ上に位置し、カメラの視野内にある。

【0025】

一実施形態では、駆動ユニットは、ロボットアームを作動させて、Ｘ線センサに対するＸ線源の位置及び／又は向きを、取得前の接近段階、取得段階、又は更なる取得への保管段階の１つの間に制御するように構成される。

【0026】

一実施形態では、システムは、障害物検出器を含み、駆動ユニットは、Ｘ線源の軌道上の障害物の検出により、Ｘ線源の動きを停止するように構成される。

【0027】

本開示の別の特定の態様によると、上記のＸ線システムを制御するための方法が提供され、この方法は、
Ｘ線源が配置される環境のＸ線源に対する位置及び／又は向きの変動、及びＸ線源に対するＸ線センサの位置及び／又は向きの変動を取得することと、
Ｘ線源の動きをリアルタイムで決定して、得られた位置及び／又は向きの変動を補償することと、
ロボットアームを作動させて、決定された動きの関数としてＸ線源を動かすことと、を含む。

【0028】

本発明による方法は、口腔内Ｘ線システムの単純化された設置、操作、及び保守を提供する。

【0029】

特定の実施形態によると、Ｘ線源の動きをリアルタイムで決定することは、Ｘ線源の補償運動をリアルタイムで決定して、Ｘ線源及び／又はＸ線センサの得られた位置及び／又は向きの変動を補償することと、Ｘ線センサに対してＸ線源が辿る所定の経路に沿って到達する位置を得ることとを含み、Ｘ線源の決定された動きは補償運動と得られた位置との組み合わせから生じる。本発明による方法の少なくとも一部は、コンピュータで実施され得る。したがって、本発明は、完全にハードウェアの実施形態、又はソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形をとることができ、これらはすべて、本明細書では一般に「回路」、「モジュール」又は「システム」と呼ばれ得る。更に、本発明の一部は、コンピュータプログラム製品の形態をとってもよく、それはコンピュータが使用可能なプログラムコードを媒体内に具現化する任意の有形の表現媒体で具現化される。

【0030】

本発明の一部はソフトウェアで実施され得るため、本発明の一部は、任意の適切な搬送媒体上のプログラム可能な装置に提供するためのコンピュータ可読コードとして具現化され得る。有形の搬送媒体は、記憶媒体、例えばフロッピーディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、磁気テープデバイス、又は固体メモリデバイスなどを含み得る。過渡搬送媒体は、電気信号、電子信号、光信号、音響信号、磁気信号、又は電磁信号、例えばマイクロ波若しくはＲＦ信号を含んでもよい。

【図面の簡単な説明】

【0031】

ここで、本発明の実施形態は、例としてのみ、以下の図面を参照して説明される。

【図1】口腔内Ｘ線システムの第１の例を、折り畳まれた状態で示す図であり、本発明のいくつかの実施形態が実施され得る。

【図2】図１の口腔内Ｘ線システムを、展開状態で示す図である。

【図3】口腔内Ｘ線システムの第２の例を示す図であり、本発明のいくつかの実施形態が実施され得る。

【図4】図１及び図２又は図３に示されているような口腔内Ｘ線システムの一部分の概略ブロック図であり、本発明のいくつかの実施形態によるＸ線源の位置及び／又は向きを制御することを可能にし、その結果、Ｘ線センサに対してほぼ静止したままである。

【図5】本発明のいくつかの実施形態によるＸ線源の位置及び／又は向きを制御するためのプロセスのステップの一例を示すフローチャートである。

【図6】本発明の少なくとも１つの実施形態を実施するように構成された処理デバイスを概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

本発明のいくつかの実施形態によると、口腔内Ｘ線システムは、位置センサを含み、Ｘ線センサに対する口腔内Ｘ線システムのＸ線源の相対位置及び／又は向きを決定し、口腔内Ｘ線システムのＸ線源の変位を決定する。加えて、Ｘ線システムは、位置センサの出力の関数として、駆動ユニットによって少なくとも部分的に制御されるロボットアームを含む。更に本発明のいくつかの実施形態によると、Ｘ線源はロボットアームに取り付けられ、その結果、Ｘ線源の位置及び／又は向きは、Ｘ線センサに対してほぼ静止したままである。

【0033】

図１は、口腔内Ｘ線システムの第１の例を折り畳まれた状態で示し、本発明のいくつかの実施形態が実施され得る。

【0034】

この例によると、１００で参照されるＸ線システムは、Ｘ線システムの電子機器の一部、例えば、制御タイマユニットとＸ線露光ボタン（表示せず）とを含み得る壁フレームワーク１０５によって壁に装着される。１１０で参照されるＸ線源は、壁フレームワーク１０５にロボットアームを介して取り付けられ、ロボットアームはいくつかの移動式部材、例えば、１１５で参照されるオプションの延長アーム、一般的に１２０で参照される部材１２０－１及び１２０－２を含む作動可能シザーアーム、ならびにオプションのアダプタ１２５を含んでいる。図示の例によると、延長アーム１１５は、水平面において、壁フレームワーク１０５から延びる垂直軸の周りを移動可能である。例えば、延長アーム１１５は、壁フレームワーク１０５に、回転可能で操作可能なリンケージ部材を介して接続され得る。更にこの例によると、シザーアーム１２０は、壁フレームワーク１０５に取り付けられている端部とは反対側の端部で、延長アーム１１５から延びる垂直軸の周りを移動可能である。この場合も、シザーアーム１２０は、延長アーム１１５に、回転可能で操作可能なリンケージ部材を介して接続され得る。更に、シザーアーム１２０の端部は、水平方向に互いに対して移動可能であり、それらを接近させ、又は離隔させる。更にこの例によると、Ｘ線源１１０は、シザーアームの反対の端部に、アダプタ１２５の補助を用いて取り付けられ、アダプタ１２５は、シザーアームの端部から延びる垂直軸の周り、及び水平軸の周りの回転運動を可能にする。

【0035】

もちろん、別の構成が可能である。

【0036】

いくつかの実施形態によると、口腔内Ｘ線システム１００の部材のそれぞれの動き又は一部の動きは電動化され、その結果、Ｘ線源１１０の位置及び向きはコンピュータなどの処理ユニットによって制御され得る。説明のために、これらの部材を動かすために使用されるアクチュエータは、１つ以上のステッパモータと１つ以上の油圧シリンダを含んでもよい。

【0037】

図２は、図１の口腔内Ｘ線システムを展開状態で示す。見て分かるように、そのような展開状態は、Ｘ線源１１０をＸ線センサ、例えば、患者２０５の口内に配置されるＸ線センサ２００の前方に配置することを可能にする。

【0038】

図３は、口腔内Ｘ線システムの第２の例を示し、本発明のいくつかの実施形態が実施され得る。この例によると、口腔内Ｘ線システム１００’は移動式であり、作動可能シザーアーム１２０’が取り付けられた移動式ベースを含む。図示の例によると、シザーアーム１２０’は、移動式ベース３００から延びる垂直軸の周りを移動可能である。シザーアーム１２０’は、移動式ベース３００に、回転可能で操作可能なリンケージ部材を介して接続され得る。シザーアーム１２０の端部と同様に、シザーアーム１２０’の端部は、水平方向に互いに対して移動可能であり、それらを接近させ、又は離隔させ、Ｘ線源１１０’は、シザーアームの反対の端部に、アダプタ１２５’の補助を用いて取り付けられ、アダプタ１２５’は、シザーアームの端部から延びる垂直軸に従って、及び水平軸に従って回転運動を可能にする。

【0039】

この場合も、別の構成が可能である。

【0040】

同様に、口腔内Ｘ線システム１００’の部材のそれぞれの動き又は一部の動きは電動化され、その結果、Ｘ線源１１０’の位置及び向きはコンピュータなどの処理ユニットによって制御され得る。この場合も、これらの部材を動かすために使用されるアクチュエータは、１つ以上のステッパモータと１つ以上の油圧シリンダを含んでもよい。

【0041】

Ｘ線源１１０又は１１０’は、従来の熱電子Ｘ線管源、又は冷陰極Ｘ線源、例えばその重量を減らし、ロボットアームの設計を単純化するカーボンナノチューブを含むものなどを含み得る。Ｘ線源は、ロボットアームに属する第１の部分とＸ線源に属する第２の部分とを含むコネクタを介して制御され給電され得て、Ｘ線源がロボットアームに取り付け可能／ロボットアームから取り外し可能にされる場合、コネクタの第２の部分は、パワーモジュール、例えばバッテリ又はスーパーキャパシタを含むものなどの取り付けを支持し得る。このようなパワーモジュールは、持ち手に含まれてもよく、持ち手には、Ｘ線源がロボットアームから取り外された後に取り付けられてもよい。任意選択で、Ｘ線源は、露光パラメータ及び／又はパワーモジュール内の残りの電力を表示するのに適したディスプレイを含み得る。

【0042】

本発明の特定の実施形態によると、ロボットアームは、Ｘ線コンピュータ断層撮影中に操作及び移動されて、Ｘ線源を所望の経路、すなわち、Ｘ線センサに対する所望の軌道及び向きに沿って移動させ得る。

【0043】

本発明の特定の実施形態によると、ロボットアームは、Ｘ線センサを照射する前に操作されて、Ｘ線センサに対して所望の位置にＸ線源を配置し得る。同様に、ロボットアームはＸ線センサを照射した後に（又は任意の時に）操作されて、Ｘ線源を保管位置に配置し得る。

【0044】

更に本発明の特定の実施形態によると、駆動ユニットは、作動可能シザーアーム及び／又は少なくとも１つの回転可能な作動可能ジョイントを所定の位置にロックし、Ｘ線源をロボットアームから取り外すことを可能にするように構成される。Ｘ線源をロボットアームから取り外すことを可能にするそのような位置は、保管位置と同じ位置であってもよく、又は異なる位置であってもよい。

【0045】

更に特定の実施形態によると、Ｘ線源及び／又はロボットアームは、障害物検出器、例えば光学的近接検出器を含み、Ｘ線源が動かされたときにＸ線源が物体と衝突するのを回避する。

【0046】

図４は、図１及び図２又は図３に示されているような口腔内Ｘ線システムの一部分の概略ブロック図であり、本発明のいくつかの実施形態によるＸ線源の位置及び／又は向きを制御することを可能にし、その結果、Ｘ線センサに対してほぼ静止したままとなる。

【0047】

明確にするために、図１及び図２のみを参照する。しかし、図４の説明は、図３のＸ線システム及び任意の同様のＸ線システムにも適用されることを理解する必要がある。

【0048】

図示のように、Ｘ線源１１０は、Ｘ線源１１０が水平軸の周りを回転することを可能にする回転可能で操作可能なリンケージ部材を介して、アダプタ１２５に取り付けられる。次に、アダプタ１２５は、アダプタが垂直軸の周りを回転することを可能にする回転可能で操作可能なリンケージ部材を介して、シザーアーム部材１２０－２に取り付けられる。ロボットアームは、回転可能な作動可能ジョイントなどの他の作動可能な部材を含んでもよい。

【0049】

図示の例によると、Ｘ線源１１０は、４００で参照される第１の位置センサ（又は位置センサの第１の部分）を含み（又は担持し）、Ｘ線源１１０に対するＸ線センサ２００の相対位置及び／又は向きを決定する。したがって、Ｘ線源１１０に対するＸ線センサ２００の位置及び／又は向きの変化を決定することによって、図示の例では、シザーアーム１２０及びアダプタ１２５を含むロボットアームを制御して、Ｘ線センサ２００に対するＸ線源１１０の位置及び／又は向きを修正して、光線源１１０をＸ線センサ２００に対してほぼ静止したままにすることが可能である。

【0050】

説明のために、第１の位置センサは、１つ以上の無線レシーバ、例えば無線レシーバ４００を含み、Ｘ線センサに関連付けられた１つ以上の無線エミッタ、例えば、Ｘ線センサ２００に取り付けられた無線エミッタ４０５－１及び４０５－２の位置を特定し得る。無線エミッタによって放出された無線信号を測定することにより、無線レシーバに関連付けられた処理ユニットは、無線エミッタの相対位置、したがってこれらの無線エミッタに関連付けられたＸ線センサの相対位置を決定することができる。そのような第１の位置センサの例は、米国特許出願公開第２００９／００６０１４５号明細書及び国際公開第２０１２／１６６２６２号に開示されている。

【0051】

別のタイプの位置センサ、例えばバーチャルリアリティシステムで使用される位置トラッカが使用されてもよい。説明のために、そのような位置トラッカは、光学的位置追跡システムであり得て、Ｘ線源上に配置された２台のビデオカメラに関連付けられた固定視覚マーカの配置を含む。この実施形態では、固定視覚マーカは、Ｘ線センサに取り付けられ、Ｘ線センサが患者の口の中に配置されたときに、２台のビデオカメラのそれぞれの視野内に置かれる。視覚マーカの空間構成と２台のカメラの空間構成が既知であると、Ｘ線センサの位置と向きが決定され得る。これらの視覚マーカの代替として、回転式不変パターンを含むＱＲコード（登録商標）などのタグが使用され得る。加えて、位置及び／又は向きを測定する代わりに、動きを測定することが可能である。

【0052】

更に図示の例によると、Ｘ線源１１０は、４１０で参照される第２の位置センサ（又は位置センサの第２の部分）を更に含み（又は担持し）、Ｘ線システムを配置する環境に関連付けられた基準フレーム（例えば、Ｘ線源が配置されている部屋の壁に関連付けられた基準フレーム）に対するＸ線源の変位を決定する。いくつかの特定の実施形態によると、更なる計算を単純化するために（すなわち、基準フレームの変化を回避するために）、Ｘ線源は固定されていると見なされ、Ｘ線源が配置されている環境は移動可能であると見なされる。このような場合、第２の位置センサはＸ線源に対する環境の変位を提供する。

【0053】

したがって、Ｘ線システムが配置される環境に関連付けられた基準フレームに対するＸ線源の変位、又はＸ線源１１０に対する環境の動きを決定することによって、図示の例では、シザーアーム１２０及びアダプタ１２５を含むロボットアームを制御して、環境に対するＸ線源１１０の位置及び／又は向きを修正し、Ｘ線源１１０が環境に対してほぼ静止したままであるように、すなわち、Ｘ線源の位置のドリフトを検出し、リアルタイムでドリフトを自動的に補償することが可能である。

【0054】

説明のために、第２の位置センサは、１つ以上の加速度計及び／又は１つ以上のジャイロスコープ、例えば、多数のスマートフォンに提供されるような集積回路内に埋め込まれた加速度計及びジャイロスコープを含み得る。他のタイプの位置センサが使用されてもよい。加えて、動きを測定する代わりに、位置及び／又は向きを測定することが可能である。

【0055】

第１の位置センサの出力によって決定されてＸ線源１１０に適用される補償運動と、第２の位置の出力によって決定されてＸ線源１１０に適用される補償運動とを組み合わせることで、Ｘ線センサによって発行されたデータから取得される画像の品質を向上させることを可能にする。これらの補償運動の組み合わせを容易にするために、同じ基準フレーム（例えば、基準フレーム４１５）を使用して、Ｘ線源に対するＸ線センサの相対運動を決定し、Ｘ線源に関する環境の相対運動を決定することが好ましい。

【0056】

第１及び第２の位置センサ（集合的に１つの「位置センサ」と呼ばれてもよい）の出力を組み合わせて、ロボットアームを制御すること、すなわち、Ｘ線源のドリフト及びＸ線センサの動きを補償するために、ロボットアームのアクチュエータに送信する制御コマンドを決定することは、処理ユニット、例えば、Ｘ線源内に埋め込まれた駆動ユニット４２０において行われ得る。特定の実施形態によると、駆動ユニット４２０は、上記のように１つ以上の無線エミッタの位置を特定するために使用される処理ユニットを含む。

【0057】

別の実施形態によると、駆動ユニットは、Ｘ線源の外部にある。このような場合、第１及び第２の位置センサから発行されたデータと、ロボットアームのアクチュエータに送信された制御コマンドは、標準のワイヤレスプロトコル（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ又はＷｉＦｉプロトコルを使用して、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ及びＷｉＦｉは商標である）に従って、あるいは有線で送信され得る。

【0058】

図５は、本発明のいくつかの実施形態による、Ｘ線源の位置及び／又は向きを制御するためのプロセスのステップの例を示すフローチャートである。これらのステップは、上記の駆動ユニットで実行され得る。

【0059】

図示のように、第１の任意のステップは、Ｘ線源が辿る軌道を取得すること（ステップ５００）に関し、Ｘ線源がＸ線センサに対して所定の経路に従って移動する必要がある場合、例えばコンピュータ断層撮影の場合である。このようなステップは、初期化ステップの一部であり得る。

【0060】

次に、Ｘ線源に関連付けられた所定の基準フレームに従い、Ｘ線源が配置されている環境のＸ線源に対する動き又は変位が得られる（ステップ５０５）。ステップ５０５は数回（通常は定期的に）実行されるため、得られた動き又は変位は、好ましくは、このステップの２つの連続する実行の間のＸ線源に対する環境の変位に対応する。

【0061】

並行して、又は前後して、Ｘ線源に関連付けられた所定の基準フレームに応じて、Ｘ線源に対するＸ線センサの位置及び／又は向きが得られる（ステップ５１０）。この位置及び／又は向きは、以前の位置及び／又は向きと比較されて変位を決定する（ステップ５１５）。この場合も、ステップ５０５及びステップ５１０は数回（通常は定期的に）実行されるため、決定された変位は、好ましくは、これらのステップの２つの連続する実行の間のＸ線源に対するＸ線センサの変位に対応する。

【0062】

代替的に、Ｘ線源に対するＸ線センサの変位は、センサから直接取得されてもよい。

【0063】

次に、Ｘ線源の補償運動が決定される（ステップ５２０）。特定の実施形態によると、この補償運動は、第１の位置センサから得られた補償運動と第２の位置センサから得られた補償運動との合計から決定される。これは、この合計の負に等しくてもよい。

【0064】

Ｘ線源がＸ線センサに対して移動する必要がある場合、例えば、コンピュータ断層撮影の場合、Ｘ線源の変位が決定される（ステップ５２５）。この決定は、得られた軌道とタイミング情報に基づく。

【0065】

次に、制御コマンドは、ロボットアームのアクチュエータ、例えば作動可能シザーアームのアクチュエータ及び１つ以上の回転可能な作動可能ジョイントのアクチュエータを、Ｘ線源が決定された補償運動に従って、また適用可能であれば、得られた軌道に沿って決定された変位に従って移動されるよう制御するために決定される（ステップ５３０）。決定された後、制御コマンドがアクチュエータに送信されて、Ｘ線源を実際に移動させる（ステップ５３５）。

【0066】

図示のように、プロセスは、Ｘ線源の変位に対する補償が不必要になるまで、例えば、１本又は複数の歯の所望の画像が得られるまで繰り返される。

【0067】

有利には、本発明の口腔内Ｘ線システムは、開業医のオフィスの壁への設置をより簡単にし、これは口腔内Ｘ線システムの可動構成要素を動かして壁の平坦性の欠陥、又は壁が床に対して十分に垂直でないことを補償し得るためである。また、少なくとも部分的にはそのモニタリング及び補償機能により、口腔内Ｘ線システムはＸ線源の位置のドリフトをＸ線撮像の前及び最中に補償し得て、それによって追加のＸ線画像を撮影すること、及び患者を不必要に過剰なＸ線線量に曝すことの必要性を回避する。口腔内Ｘ線システムはまた、本明細書で説明されるように、Ｘ線撮像の前及び最中に患者の動きを自動的に補償し得る。また、Ｘ線源はデータ／信号処理ユニットの制御下で所定の軌道に沿って精度よく移動され得るため、口腔内Ｘ線システムを使用して患者のコンピュータトモシンセシス検査を実行し得る。更に、Ｘ線源及びロボットアームは、Ｘ線源がロボットアーム及び口腔内Ｘ線システムの残りの部分に取り付け可能／取り外し可能であるように設計され得るため、Ｘ線源がロボットアームとの接続から取り外されて除去される際に、激しく、不安定な反応が生じない。代わりに、データ／信号処理ユニットは、Ｘ線源の除去によるロボットアームの第２の端部での重量の変動を検出し、ロボットアーム及び口腔内Ｘ線システムの他の可動構成要素を操作して、重量の変動を安全で予測可能な方法で自動的に補償する。

【0068】

図６は、本発明による方法のいくつかの実施形態の少なくとも一部のステップ、例えば、図５の参照によって説明されるステップを実施するように構成された処理デバイス６００を概略的に示す。処理デバイス６００は、マイクロコンピュータ、ワークステーション、又は軽量携帯式デバイスなどのデバイスであり得る。デバイス６００は、通信バス６０５を含み、通信バス６０５は、
マイクロプロセッサなどの、ＣＰＵと表記される中央処理装置６１０と、
本発明を実施するためのコンピュータプログラムを記憶する、ＲＯＭと表記される読み取り専用メモリ６１５と、
本発明による方法のいくつかの実施形態の一部のステップの実行可能コード、ならびにこれらのステップを実施するために必要な変数及びパラメータを記録するように適合されたレジスタを記憶するための、ＲＡＭと表記されるランダムアクセスメモリ６２０と、
Ｘ線センサに対する位置及び／又は向き情報を取得するためのセンサ、ならびにロボットアームのアクチュエータに接続された入力／出力インターフェース６２５と、に接続される。

【0069】

任意選択で、装置６００はまた、以下の構成要素を含み、それは、
本発明による方法のいくつかの実施形態の一部のステップを実施するためのコンピュータプログラム、及びこれらのステップの実施中に使用又は生成されるデータを記憶するための、ハードディスクなどのデータ記憶手段６３０と、
通信ネットワークを介してデータを受信又は送信するためのネットワークインターフェース（ｘ３５）と、
キーボード又はその他のポインティング手段によって、データを表示し、及び／又はグラフィカルインターフェースとしてユーザに役立ち、ユーザがＸ線システムと対話できるようにするための画面（表示せず）と、である。

【0070】

通信バスは、装置６００に含まれるか、又は装置６００に接続される様々な部材間の通信及び相互運用性を提供する。バスの表現は限定的ではなく、特に中央処理装置は、装置６００の任意の部材に直接又は装置６００の別の部材によって命令を通信するように操作可能である。

【0071】

実行可能コードは、読み取り専用メモリ６１５、ハードディスク６３０、又は例えばメモリカード（表示せず）などの取り外し可能なデジタル媒体のいずれかに記憶され得る。変形例によると、プログラムの実行可能コードは、通信ネットワークによってネットワークインターフェース６３５を介して受信され、実行前に装置６００の記憶手段の１つ、例えばハードディスク６３０に記憶される。

【0072】

中央処理装置６１０は、本発明による１つ又は複数のプログラムの命令又はソフトウェアコードの一部の実行を制御及び指示するように適合され、その命令は、前述の記憶手段の１つに記憶される。電源投入時に、不揮発性メモリ、例えばハードディスク６３０又は読み取り専用メモリ６１５に記憶された１つ又は複数のプログラムは、ランダムアクセスメモリ６２０に転送され、ランダムアクセスメモリは、その後、１つ又は複数のプログラムの実行可能コード、ならびに本発明を実施するために必要な変数及びパラメータを記憶するためのレジスタを含む。

【0073】

この実施形態では、装置は、ソフトウェアを使用して本発明を実施するプログラム可能な装置である。しかしながら、代替的に、本発明は、ハードウェア（例えば、特定用途向け集積回路、すなわちＡＳＩＣの形態で）で実施されてもよい。

【0074】

本発明は特定の実施形態を参照して上述したが、本発明はその特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲に含まれる修正は、当業者にとって明白であろう。

【0075】

多くの更なる修正及び変形は、上記の例示的な実施形態を参照することで当業者に想定されるであろうが、これらは例示のみによって提供されており、添付の特許請求の範囲のみによって決定される本発明の範囲を限定することを意図していない。特に、異なる実施形態の異なる特徴は、適切であれば入れ替えられてもよい。

【0076】

特許請求の範囲において、用語「含んでいる（comprising）」は他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数を排除するものではない。異なる特徴は相互に異なる従属請求項に列挙されるという単なる事実は、これらの特徴の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すものではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】