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Dokumentenidentifikation EP1219147 21.12.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001219147
Titel AUTOMATISCHE BELICHTUNGSSTEUERUNG FÜR EIN ZAHNÄRZTLICHES PANORAMA- UND SCHÄDELRÖNTGENGERÄT
Anmelder Gendex Corp., Washington, D.C., US
Erfinder Rinaldi, Gerardo, 20124 Milano, IT;
Rotondo, Giuseppe, 20068 Peschiera, IT;
Venturino, Gianfranco, 20159 Milano, IT
Vertreter Wächtershäuser, G., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 80333 München
DE-Aktenzeichen 60031787
Vertragsstaaten DE, FI, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 05.10.2000
EP-Aktenzeichen 009687310
WO-Anmeldetag 05.10.2000
PCT-Aktenzeichen PCT/US00/27474
WO-Veröffentlichungsnummer 2001028298
WO-Veröffentlichungsdatum 19.04.2001
EP-Offenlegungsdatum 03.07.2002
EP date of grant 08.11.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.12.2006
IPC-Hauptklasse H05G 1/46(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[en]
BACKGROUND OF THE INVENTION

In dental panoramic and cephalographic radiography it is of utmost importance to ensure by an automatic method the optimal density of the latent image on the image detector, to allow proper detection of the anatomical details and consistency of the diagnostic outcome, and to minimise the need of repeating the x-ray examination so imparting unnecessary dose to the patient.

US-A 5,425,065 discloses an automatic exposure apparatus for panoramic x-ray equipment automatically adjusting images regardless of the anatomy or the dental structure of the patient.

A further dental panoramic x-ray photographing apparatus is known from US-A 4,589,121.

In dental panoramic radiography, using narrow beam scanning technique, the density is greatly influenced by (1) the individual patient characteristics (age, sex, race and size), particularly on the bone structure where osteoporosis phenomena may be present. Additionally (2) great variations in density occur during the exposure, caused by the different x-ray transmission of the various anatomical regions (temporo-mandibular joint, styloid process, hyoid bone, spine vertebrae, etc.) exposed during the scanning process. Finally (3) various irregularities in the patient denture (amalgam fillings, implants, missing teeth, etc.) may induce false detection and consequently erroneous operation of the automatic exposure control apparatus. While the automatic exposure control apparatus should effectively correct the density variations of the first two kinds, it is desirable that it has a high level of rejection for variations of the third kind (artefacts).

In cephalography, being a stationary radiographic technique, mainly density variations of the first kind are present, in conjunction also with the different patient projections (antero-posterior or latero-lateral).

One important feature is that the automatic exposure control apparatus can operate effectively in the several projection modalities (standard and child projections, transversal slicing, temporo-mandibular joint projections, sinus projections, frontal and orthogonal projections, cephalography antero-posterior and letero-lateral) as provided by the modem dental x-ray panoramic and cephalographic equipments.

Another desirable feature is that the automatic exposure control apparatus is able to compensate for the different sensitivities of the compatible image detectors (radiographic film speed factor, phosphor plate x-ray detectors, etc.).

Prior art automatic exposure apparatus for panoramic x-ray equipment determine imaging parameters (e.g. kV and mA of an x-ray tube, speed of the film drive or of the rotating arm supporting the x-ray tube and the film drive) by measuring the radiation passed through a patient either on the basis of a single sample taken at predefined imaging moment, or by continuous measurement, or by identification and measuring on a selected portion of the jaw (preferably the ramus of the mandibula).

Automatic exposure control by correction of the x-ray tube voltage (kV) is preferable, as it has faster response and provides x-ray energy modulation, with varying penetrating power. Adjustment of the speed of rotating arm or film drive requires huge computational capability, not practical in case of multi-projection equipment. Automatic exposure controls where adjustments are effected on the basis of a single sample are very sensitive to variations in the positioning of the patients and do not compensate for differences in the anatomy of the same. Automatic exposure apparatus with continuous control are very critical, due to the intrinsic difficulty in providing accurate and reproducible dynamic correction in all the anatomical regions, particularly in the spine, without producing asymmetry of the image density or other undesirable effects (vertical bands, artefact shadows, etc.). Identification of particular bone locations is restricted to regions with well defined anatomical structure and cannot be easily extended to varying anatomies as practically needed in multi-projection equipment.

SUMMARY OF THE INVENTION

The invention comprised an AEC apparatus defined in claim 1, and a method defined in claims 11 and 12, said method being implemented in said AEC apparatus.

The object of the invention is an automatic exposure control apparatus and method for dental panoramic and cephalographic x-ray equipment, capable of producing optimisation of the grey scale of the latent image in a consistent and reproducible way for all the available projections and regardless of the patient size and anatomy, providing high level of rejection of the artefacts generated by structures inserted into the patient denture.

The invention is founded on the following basic assumptions:

  • (a) in panoramic projections the optimal controlled parameter is the tube voltage (kV), for its faster dynamic response and varying penetrating power; in cephalographic projections the optimal controlled parameter is the exposure time, which is directly proportional to the output dose.
  • (b) both in panoramic and cephalographic projections it is preferable that the user selects the patient size, so pre-setting a programmed value of the controlled parameter.
  • (c) in panoramic projections, due to inherent criticality induced by the individual anatomic differences, the variance in positioning of the patient, the presence of irregular structures in the patient denture, it is wise to support the automatic exposure control operation with a variable kV profile pre-programmed for each available projection.
  • (d) for increased safety and reliability the automatic exposure controi operates in a limited range around the programmed value (and programmed profile) of the controlled parameter.

Herefollowing is a description in greater detail of the invention, based on the exemplary embodiment illustrated in the attached drawings. By the disclosure and the appended claims the features and innovations of the invention will be outlined.

DESCRIPTION OF DRAWINGS AND TABLES

Table1 shows the status of enable of the functional units in the different operational phases

  • Fig. 1 is a system diagram showing a x-ray equipment incorporating the apparatus of the invention;
  • Fig.2a/2b is a block diagram showing the basic functional units of the apparatus of the invention;
  • Fig. 3 is a plot showing an example of a programmed kV profile.
  • Fig. 4 shows the time sequence during Cephalography.

DETAILED DESCRIPTION

The x-ray diagnostic system illustrated in Fig.1 is capable of performing dental panoramic radiography, using narrow beam scanning technique, transversal slicing radiography, using linear tomographic technique, and cephalography, using conventional x-ray technique.

It is equipped with a x-ray generator 1, mechanically coupled to the image receptor 2a by the rotating arm. The rotating arm rotates around the patient during the panoramic and transversal slicing scanning process. The image receptor is moved with variable speed during the panoramic sequence. The details of the panoramic technique are well known to those experienced in the matter, and will not further described.

In case of cephalography, the same x-ray generator 1 can be oriented towards a second image receptor 2b.

The Radiation Detectors 3, composed of one or more detectors such as photo diodes, are located behind the image detectors, one for panoramic and transversal slicing, and one for cephalography. The vertical and horizontal positions of the radiation detectors are located within the x-ray beam and are chosen to provide a signal corresponding to the absorption of the bone structure, namely the maxillary bone for the panoramic projections and the temporal bone for the cephalographic projection, which are of major diagnostic interest for the dentist.

The output signals of Radiation Detectors 3 are amplified by amplifiers 4 and the amplified signals are fed to the control unit 5.

The control unit 5 provides analog to digital conversion at fast rate (e.g. every 40 msec) of the measured value of radiation intensity, and correction of the exposure factors, e.g. the tube voltage, in synchronisation with the imaging process.

The automatic exposure control apparatus (herefollowing AEC) incorporates several functions, which are illustrated in Fig.2 and are described below:

(a) PKP (Programmed kV profile).

This functional unit is applicable only to panoramic projections. It provides a pre-programmed modulated profile of the tube voltage (kV) during the imaging process, to be used as a reference for the AEC operation in the panoramic projections. A different PKP may be available for each available projection, and eventually for each available patient size.

PKP has been implemented by adopting a tube voltage profile which has proven by test on phantom and in vivo to provide an optimised image density, e.g. at the roots of the teeth, along the various anatomical regions, such as the rami of the mandibula and the spine.

(b) DSU (Density Simulation Unit).

This functional unit provides simulation of the density of the latent image on the x-ray receptor. It processes the radiation detector amplified signal either by combining it with the speed of the cassette drive in case of panoramic projections, or by integrating it in the time in case of cephalographic projections.

Preferably the parameters of the simulation (i.e. the gain) are separately adjustable for each different projection and for the sensitivity of each different image detector type (e.g. the speed of the applied screen-film combination, or the phosphor plate sensitivity).

In order to introduce a safety control and inhibition of the AEC operation, upper and lower limits may be applied to the range of acceptable density values. Such limits may preferably be adjustable for each different projection.

(c) DCU (Density Correction Unit).

This functional unit processes the density simulation output generated by the DSU, by comparing it with a reference value and generating a density error.

Then the computational unit translates the density error into a correction of the applicable imaging parameter.

In case of panoramic projections the density error is translated into a correction of the tube voltage, by applying to it a proportional control and/or an integrative control named PSC and described below. In panoramic projections such correction is applied with certain upper and lower limits over the Programmed kV Profile, as further described below within the ARU functional unit. Preferably the proportional control will be programmable for each projection.

In cephalographic projections the density error is translated into a correction of the exposure time, by comparing the actual integrated density level generated by the DSU with a threshold value, and generating a stop of x-ray emission in case that the threshold is exceeded.

(d) PSC (Patient Size Correction).

This functional unit is applicable only to panoramic projections. It performs on selected portions of the anatomy an integration of the density error generated by the DCU and generates in real-time a correction quantity to be added to the Programmed kV Profile.

The PSC functional unit is intended to operate in a region of measurement corresponding to the anatomical region where there is a homogeneous bone structure to which the absorption characteristic of the patient can be correlated.

In a first embodiment the location of the region of measurement may be done by applying a pre-programmed interval, during which the density correction values within an acceptable range are integrated.

In another embodiment the start of the region of measurement may be located automatically during the imaging process, by performing an analysis of the density simulation generated by the DSU and its derivative, and identifying the negative transition of the derivative corresponding to start of the bone structure. After that the start of the region of measurement is identified, a pre-programmed interval is applied, during which the density correction values within an acceptable range are integrated.

The PSC operation is preferably adjusted for each projection, by using programmable parameters for the start and end of the seek zone, the gain of the integrator, and the range of acceptable values of samples.

(e) ARU (Artefacts rejection unit)

This functional unit operates both in panoramic and cephalographic projections. It aims to perform a rejection of spurious correction of the imaging parameter, as may be generated by artefacts of non-anatomical structures inserted into the patient denture, such as amalgam fillings, implants, etc..

In panoramic projections it analyses the correction of the imaging parameter generated by the DCU and its derivative, and rejects those samples exceeding threshold limits both in absolute value and in slew rate, by clipping them to a predefined level. The ARU operation is preferably adjusted for each panoramic projection, by using programmable threshold limits.

In cephalographic projections it prevents the exposure time to exceed a predefined maximum level, by generating a stop of x-ray emission when such maximum level would be exceed. The ARU operation is preferably adjusted for each cephalographic projection, by using a programmable exposure time limit as a percentage of the initial exposure time setting.

Based on the functional units above, the following operational phases are applicable in panoramic and transversal slicing projections:

  • A) Phase corresponding to the initial part of the imaging process, where the PKP corresponding the patient size selected by the user is applied, and the DSU, DCU and ARU functions are activated. The PSC control is inactive, while the P control (proportional) of the DCU may be active.
  • B) Phase where the PSC control is active, to provide a correction for the patient size. At the end of this phase the PKP will result shifted upwards or downwards depending on the values of the integrated samples. The PKP, DSU, DCU and ARU are active. The P control of the DCU may be inactive.
  • C) Phase where the PKP corrected with the additive term generated by the PSC is applied. The DSU, DCU and ARU functions are active. The PSC control is inactive, while the P control of the DCU may be active to provide further correction in specific anatomical regions, such as the spine.

The sequence of phases is illustrated in figure 3, together with an exemplary plot of the actual PKP. The status of enable of the functional units is illustrated in Table 1 below. Phase PKP DSU DCU ARU PSC P A Y Y Y/N Y N Y/N B Y Y Y Y Y Y/N C Y Y Y/N Y N Y/N Y = ACTIVE N = INACTIVE

In Cephalography the imaging parameters (tube voltage, tube current, exposure time) are predefined by the user through the user interface, either manually or pre-programmed depending on the selection of the patient size. Preferably the imaging parameters (i.e. the tube current) will be corrected depending on the sensitivity of the image detector (i.e. the speed of the film-screen combination). During the imaging process the tube voltage and current will stay stable at the values defined by the user, while the exposure time will be corrected by the AEC.

Based on the functional units above, the following operational phases are applicable in cephalographic projections:

  • A) Phase corresponding to the intial part of the imaging process. DSU, DCU and ARU are active. The density simulation generated by the DSU is analysed by the DCU and compared with the threshold value.
  • B) Phase corresponding to the stop of the exposure. If the integrated density simulation generated by the DSU is exceeding the threshold level, then the DCU generates the stop of the exposure. If the exposure time exceeds the programmed maximum limit then the ARU generates the stop of x-ray emission. After the end of exposure all functions get inactive.

The time sequence during Cephalography is illustrated in Figure 4.


Anspruch[de]
Dental-Röntgengerät, das eine Röntgenstrahlenquelle (1) und Bildempfänger (2a, 2b) für eine Panorama- und kephalographische Röntgenuntersuchung einer Knochenstruktur eines Patienten aufweist, und zur Durchführung multipler Projektionen, wobei die Dichte des latenten Bildes durch die Abbildungsparameter gesteuert wird, umfassend ein Gerät für die automatische Steuerung der Belichtung (AEC), umfassend: - einen Röntgenstrahlendetektor (3), der hinter einem Bildempfänger (2a, 2b) lokalisiert ist und ein der Röntgenstrahlenabsorptionscharakteristik der Knochenstruktur entsprechendes Signal liefert; und - eine Steuereinheit (5) zur Analyse des Strahlendetektorsignals und Bereitstellen der Einstellung der Abbildungsparameter, indem man die folgenden funktionellen Einheiten einbaut: (a) eine programmierte kV-Profileinheit (PKP), die konfiguriert ist, um ein vorprogrammiertes moduliertes Profil der Röntgenröhrenspannung (kV) während des Abbildungsverfahrens zu liefern, das mit der Standard-Patientenanatomie korreliert ist; wobei PKP ein Bezug für den AEC-Betrieb während des Abbildungsverfahrens in den Panaroma-Projektionen ist; (b) eine Dichte-Simulationseinheit (DSU), die konfiguriert ist, um eine Simulation der Dichte des latenten Bildes am Röntgenstrahlenempfänger zu liefern, und um ein Strahlendetektor-verstärktes Signal mit einer Geschwindigkeit des Kassettenlaufwerks im Falle von Panaroma-Projektionen zu verarbeiten, oder durch Integrieren des Strahlungsdetektor-verstärkten Signals in Unecht-Zeit im Falle kephalographischer Projektionen; (c) eine Dichte-Korrektureinheit (DCU), die konfiguriert ist, um die DSU-Dichte-Simulationsausgabe durch Vergleichen der DSU-Dichte-Simulationsausgabe mit einem Bezugswert zu verarbeiten, und einen Dichtefehler auszubilden, und den Dichtefehler in eine Korrektur des anwendbaren Abbildungsparameters unter Verwendung einer Rechnereinheit zu konvertieren; wobei in Panorama-Projektionen der Dichtefehler in eine Korrektur der Röhrenspannung konvertiert wird durch Applizieren einer proportionalen Steuerung und/oder einer integrativen Steuerung in einer Patienten-Größenkorrektureinheit (PSC) an den Dichtefehler; in Panorama-Projektionen eine solche Korrektur mit oberen und unteren Grenzen über die n-Artefakten-Zurückweisungseinheit (ARU) appliziert wird, und in kephalographischen Projektionen der Dichtefehler in eine Korrektur der Belichtungszeit konvertiert wird, indem das durch die DSU ausgebildete aktuelle integrierte Dichteniveau mit einem Schwellenwert verglichen wird, und Ausbilden eines Stopps der Röntgenstrahlenemission, wenn dieser Schwellenwert überschritten wird; (d) die PSC in Panorama-Projektionen arbeitet und an ausgewählten Teilen der einem Messbereich entsprechenden Anatomie eine Integration des durch die DCU gebildeten Dichtefehlers durchführt und in Echt-Zeit eine Korrekturmenge ausbildet, die dem PKP zuzufügen ist; im Messbereich die Dichtekorrekturwerte analysiert werden und Proben innerhalb des annehmbaren Bereichs integriert werden; (e) die ARU Zurückweisungen einer falschen Korrektur des Abbildungsparameters liefert, wie durch Artefakten von in die Knochenstruktur eingeführten nichtanatomischen Strukturen ausgebildet; in Panorama-Projektionen die ARU die Korrektur des durch DCU ausgebildeten Abbildungsparameters und eine abgeleitete Funktion der Korrektur des Abbildungsparameters analysiert und Proben zurückweist, die Schwellenwerte im Hinblick auf den absoluten Wert und die Anstiegsgeschwindigkeit überschreiten, indem sie sie auf ein bestimmtes Niveau abregelt; in kephalograpischen Projektionen die ARU verhindert, dass die Belichtungszeit ein bestimmtes Maximum überschreitet, indem ein Stopp der Röntgenstrahlenemission ausgebildet wird, wenn ein solches Maximum überschritten würde. Gerät nach Anspruch 1, worin für jede Panorama-Projektion, und optional für jede Patientengröße, eine verschiedene PKP programmierbar ist. Gerät nach Anspruch 1, worin ein Bereich der annehmbaren Dichtewerte der DSU-Dichte-Simulation appliziert wird, und ein solcher Bereich annehmbarer Dichtewerte für jede Projektion programmierbar ist. Gerät nach Anspruch 1, worin die Parameter für die DSU-Simulation für jede Projektion programmierbar sind. Gerät nach Anspruch 1, worin die Parameter für die DSU-Simulation für jede kompatible Bilddetektorart programmierbar sind, indem man eine bestimmte Empfindlichkeit der Bilddetektorart in Betracht zieht. Gerät nach Anspruch 1, worin die Parameter für die DSU-Simulation für jede kompatible Bilddetektorhalterungsart programmierbar sind, indem man eine bestimmte Röntgenstrahlen-Transmissionscharakteristik für die Bilddetektorhalterart in Betracht zieht. Gerät nach Anspruch 1, worin die Parameter für die proportionale Steuerung der DCU-Korrektur für jede Projektion programmierbar sind. Gerät nach Anspruch 1, worin die Parameter für den PSC-Betrieb für jede Projektion programmierbar sind. Gerät nach Anspruch 1, worin der Start des PSC-Messbereichs automatisch während des Abbildungsverfahrens lokalisiert wird, indem man eine Analyse der durch die DSU ausgebildeten Dichte-Simulation und einer abgeleiteten Funktion der Dichte-Simulation durchführt, und den negativen Übergang der abgeleiteten Funktion, die dem Start der Knochenstruktur entspricht, identifiziert. Gerät nach Anspruch 1, worin die Parameter für den ARU-Betrieb für jede Projektion programmierbar sind. Methode zur automatischen Steuerung der Belichtung in das Gerät des Anspruchs 1 verwendenden Panorama-Projektionen, umfassend die Stufen: (A) Auswählen der Patientengröße durch das Anwender-Interface, durch die die anfängliche Einstellung der Abbildungsparameter und des programmierten kV-Profils (PKP) definiert sind; und (B) Initiieren des Abbildungsverfahrens, wobei das der durch den Anwender ausgewählten Patientengröße entsprechende PKP appliziert wird; die DSU-, DCU- und ARU-Funktionen aktiv sind; die PSC-Steuerung inaktiv ist, während die P-Steuerung (proportional) der DCU aktiv ist; (C) Aktivieren der PSC-Funktion im anwendbaren Messbereich, um eine Echt-ZeitKorrektur des der aktuellen Patientengröße entsprechenden PKP zu liefern; am Ende dieser Phase das PKP-Ergebnis abhängig von den Werten der integrierten Proben nach oben oder unten verschoben wird; PKP, DSU, DCU und ARU aktiv sind; die P-Steuerung der DCU inaktiv ist; (D) Deaktivieren der PSC-Funktion, während die mit dem durch die PSC ausgebildeten additiven Term korrigierte PKP appliziert wird; die DSU-, DCU- und ARU-Funktionen aktiv sind; die PSC-Steuerung inaktiv ist, während die P-Steuerung der DCU aktiv ist, um eine weitere Korrektur spezifischer anatomischer Bereiche zu liefern. Methode zur automatischen Steuerung der Belichtung in das Gerät des Anspruchs 1 verwendenden kephalograpischen Projektionen, umfassend die Stufen: (A) Auswählen der Abbildungsparameter (Röhrenspannung, Röhrenstrom, Belichtungszeit), manuell oder durch vorprogrammierte Steuerung, abhängig von der Auswahl der Patientengröße, durch das Anwender-Interface; und (B) Initiieren des Abbildungsverfahrens, wobei Röhrenspannung und -strom stabil bei den durch den Anwender eingestellten Werten gehalten werden; DSU und DCU und ARU aktiv sind, die durch DSU ausgebildete Dichte-Simulation durch die DCU analysiert und mit dem Schwellenwert verglichen wird; (C) Beenden des Abbildungsverfahrens durch Ausbilden eines Stopps des Belichtungssignals; wenn die durch die DSU ausgebildete integrierte Dichte-Simulation den Schwellenwert übersteigt, dann bildet die DCU den Stopp der Belichtung aus; wenn die Belichtungszeit den programmierten maximalen Grenzwert übersteigt, dann bildet die ARU den Stopp der Röntgenstrahlenemission aus; und nach dem Ende der Belichtung werden alle Funktionen inaktiv.
Anspruch[en]
A dental x-ray device having an x-ray radiation source (1) and image receptors (2a, 2b) for panoramic and cephalographic radiography of a bone structure of a patient, and for performing multiple projections where the density of the latent image is controlled by the imaging parameters, comprising an apparatus for the automatic control of the exposure (AEC) comprising: - an x-ray radiation detector (3) located behind an image receptor (2a, 2b) and providing a signal corresponding to the x-ray absorption characteristic of the bone structure; and - a control unit (5) for analysing the radiation detector signal and providing adjustment of the imaging parameters, by incorporating the following functional units: (a) a programmed kV profile unit (PKP) configured to provide a preprogrammed modulated profile of the x-ray source tube voltage (kV) during the imaging process, correlated to the standard patient anatomy; said PKP being a reference for the AEC operation during the imaging process in the panoramic projections; (b) a density simulation unit (DSU) configured to provide a simulation of the density of the latent image on the x-ray receptor, and processing a radiation detector-amplified signal with a speed of a cassette drive in case of panoramic projections, or by integrating the radiation-detector amplified signal in tin time in case of cephalographic projections; (c) a density correction unit (DCU) configured to process the DSU density simulation output by comparing the DSU density simulation output with a reference value, and generate a density error, and translate the density error into a correction of the applicable imaging parameter using a computational unit; in panoramic projections the density error is translated into a correction of the tube voltage, by applying to the density error a proportional control and/or an integrative control in a patient size correction unit (PSC); in panoramic projections such correction is applied with upper and lower limits over said n artefacts rejection unit (ARU), in cephalographic projections the density error is translated into a correction of the exposure time, by comparing the actual integrated density level generated by the DSU with a threshold value, and generating a stop of x-ray emission when said threshold is exceeded; (d) said PSC operating in panoramic projections and performing on selected portions of the anatomy corresponding to a region of measurement an integration of the density error generated by the DCU and generating in real-time a correction quantity to be added to said PKP; in the region of measurement the density correction values are analysed and samples within the acceptance range are integrated; (e) said ARU providing rejection of spurious correction of the imaging parameter, as generated by artefacts of non-anatomical structures inserted into the bone structure; in panoramic projections said ARU analyses the correction of the imaging parameter generated by the DCU and a derivative of the correction of the imaging parameter, and rejects samples exceeding threshold limits both in absolute value and in slew rate, by clipping them to a predefined level; in cephalographic projections said ARU prevents the exposure time from exceeding a predefined maximum, by generating a stop of x-ray emission when such maximum level would be exceed. The apparatus as set forth in claim 1 wherein a different PKP is programmable for each panoramic projection, and optionally for each patient size. The apparatus as set forth in claim 1 wherein a range of acceptable density values is applied to the DSU density simulation, and such range of acceptable density values is programmable for each projection. The apparatus as set forth in claim 1 wherein the parameters for the DSU simulation are programmable for each projection. The apparatus as set forth in claim 1 wherein the parameters for the DSU simulation are programmable for each compatible image detector type, by taking into account a particular sensitivity of the image detector type. The apparatus as set forth in claim 1 wherein the parameters for the DSU simulation are programmable for each compatible image detector holder type by taking into account a particular x-ray transmission characteristic of the image detector holder type. The apparatus as set forth in claim 1 wherein the parameters for the proportional control of the DCU correction are programmable for each projection. The apparatus as set forth in claim 1 wherein the parameters for the PSC operation are programmable for each projection. The apparatus as set forth in claim 1 wherein the start of the PSC region of measurement is located automatically during the imaging process, by performing an analysis of the density simulation generated by the DSU and a derivative of the density simulation, and identifying the negative transition of the derivative corresponding to start of the bone structure. The apparatus as set forth in claim 1 wherein the parameters for the ARU operation are programmable for each projection. A method for the automatic control of the exposure in panoramic projections employing the device of claim 1, including the steps of: (A) selecting by the user interface the patient size, by which the initial setting of the imaging parameter and the programmed kV profile (PKP) are defined; and B) initiating the imaging process, where the PKP corresponding the patient size selected by the user is applied; the DSU, DCU and ARU functions are active; the PSC control is inactive, while the P control (proportional) of the DCU is active; (C) activating in the applicable region of measurement the PSC function, to provide a real time correction of the PKP corresponding to the actual patient size; at the end of this phase the PKP result is shifted upwards or downwards depending on the values of the integrated samples; the PKP, DSU, DCU and ARU are active; the P control of the DCU is inactive; (D) disabling the PSC function, while the PKP corrected with the additive term generated by the PSC is applied; the DSU, DCU and ARU functions are active; the PSC control is inactive, while the P control of the DCU is active to provide further correction in specific anatomical regions. A method for the automatic control of the exposure in cephalographic projections employing the device of claim 1, including the steps of: (A) selecting through the user interface the imaging parameters (tube voltage, tube current, exposure time), manually or by preprogrammed control depending on the selection of the patient size; and (B) initiating the imaging process, where the tube voltage and current are kept stable at the values pre-set by the user; DSU and DCU and ARU are active; the density simulation generated by the DSU is analysed by the DCU and compared with the threshold value; (C) terminating the imaging process by generation of a stop of exposure signal; if the integrated density simulation generated by the DSU exceeds the threshold level, then the DCU generates the stop of the exposure; if the exposure time exceeds the programmed maximum limit then the ARU generates the stop of x-ray emission; and after the end of exposure all functions get inactive.
Anspruch[fr]
Dispositif de radiologie dentaire comportant une source d'émission de rayons X (1) et des récepteurs d'images (2a, 2b) pour réaliser une radiographie panoramique et céphalographique de la structure osseuse d'un patient et pour effectuer de multiples projections dans lesquelles la densité de l'image latente est contrôlée à l'aide des paramètres d'imagerie, comprenant un appareil pour le contrôle automatique de l'exposition (AEC) comprenant : un détecteur d'émission de rayons X (3) situé derrière un récepteur d'images (2a, 2b) et fournissant un signal correspondant à la caractéristique d'absorption des rayons X de la structure osseuse, et une unité de commande (5) pour analyser le signal du détecteur d'émission et fournir un ajustement des paramètres d'imagerie, en incorporant les unités fonctionnelles suivantes : (a) une unité de profil de kV programmé (PKP) configurée pour fournir un profil modulé préprogrammé de la tension (kV) du tube de la source de rayons X au cours du processus d'imagerie, en corrélation avec l'anatomie d'un patient standard ; ledit PKP étant une référence pour le fonctionnement de l'AEC au cours du processus d'imagerie dans les projections panoramiques ; (b) une unité de simulation de densité (DSU) configurée pour fournir une simulation de la densité de l'image latente sur le récepteur de rayons X, en traitant un signal amplifié de détecteur d'émission avec la vitesse d'un lecteur de cassette dans le cas de projections panoramiques, ou en intégrant dans le temps le signal amplifié de détecteur d'émission dans le cas de projections céphalographiques ; (c) une unité de correction de densité (DCU) configurée pour traiter la sortie de simulation de densité de la DSU en comparant cette sortie avec une valeur de référence et pour générer une erreur de densité, ainsi que pour traduire l'erreur de densité par une correction du paramètre d'imagerie applicable en utilisant une unité de calcul ; dans les projections panoramiques l'erreur de densité est traduite par une correction de la tension du tube, en appliquant à l'erreur de densité un contrôle proportionnel et/ou un contrôle d'intégration dans une unité de correction de taille de patient (PSC) ; dans les projections panoramiques une telle correction est appliquée avec des limites supérieure et inférieure sur ladite unité de rejet de n artefacts (ARU), dans les projections céphalographiques l'erreur de densité est traduite par une correction du temps d'exposition, en comparant le niveau de densité intégré réel généré par la DSU avec une valeur de seuil et en générant un arrêt de l'émission de rayons X lorsque ledit seuil est dépassé ; (d) ladite PSC fonctionnant dans les projections panoramiques et effectuant sur les parties sélectionnées de l'anatomie correspondant à une zone de mesure une intégration de l'erreur de densité générée par la DCU et générant en temps réel une quantité de correction devant être ajoutée audit PKP ; dans la zone de mesure les valeurs de correction de densité sont analysées et des échantillons situés à l'intérieur de la plage d'acceptation sont intégrés ; (e) ladite ARU fournissant le rejet d'une correction fausse du paramètre d'imagerie, générée par des artefacts de structures non anatomiques insérées dans la structure osseuse ; dans les projections panoramiques ladite ARU analyse la correction du paramètre d'imagerie générée par la DCU et une dérivée de la correction du paramètre d'imagerie et rejette les échantillons excédant les limites de seuil à la fois en valeur absolue et en vitesse de balayage, en les découpant à un niveau prédéfini ; dans les projections céphalographiques ladite ARU empêche que le temps d'exposition n'excède un maximum prédéfini, en générant un arrêt de l'émission de rayons X lorsqu'un tel niveau maximal est dépassé. Appareil selon la revendication 1, dans lequel un PKP différent peut être programmé pour chaque projection panoramique, et facultativement pour chaque taille de patient. Appareil selon la revendication 1, dans lequel une plage de valeurs de densité acceptables est appliquée à la simulation de densité de la DSU, cette plage de valeurs de densité acceptables être programmée pour chaque projection. Appareil selon la revendication 1, dans lequel les paramètres pour la simulation de la DSU peuvent être programmés pour chaque projection. Appareil selon la revendication 1, dans lequel les paramètres pour la simulation de la DSU peuvent être programmés pour chaque type de détecteur d'images compatible, en prenant en compte une sensibilité particulière du type de détecteur d'images. Appareil selon la revendication 1, dans lequel les paramètres pour la simulation de la DSU peuvent être programmés pour chaque type de support de détecteur d'images compatible, en prenant en compte une caractéristique de transmission de rayons X particulière du type de support de détecteur d'images. Appareil selon la revendication 1, dans lequel les paramètres pour le contrôle proportionnel de la correction de la DCU peuvent être programmés pour chaque projection. Appareil selon la revendication 1, dans lequel les paramètres pour le fonctionnement de la PSC peuvent être programmés pour chaque projection. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le début de la zone de mesure de la PSC est automatiquement situé au cours du processus d'imagerie, en effectuant une analyse de la simulation de densité générée par la DSU et d'une dérivée de la simulation de densité et en identifiant la transition négative de la dérivée correspondant au début de la structure osseuse. Appareil selon la revendication 1, dans lequel les paramètres pour le fonctionnement de l'ARU peuvent être programmés pour chaque projection. Procédé pour le contrôle automatique de l'exposition dans des projections panoramiques employant le dispositif selon la revendication 1, comprenant les étapes de : (A) sélection par l'interface utilisateur de la taille de patient, au moyen de laquelle le réglage initial du paramètre d'imagerie et le profil de kV programmé (PKP) sont définis ; et (B) lancement du processus d'imagerie dans lequel le PKP correspondant à la taille de patient sélectionnée par l'utilisateur est appliqué ; les fonctions de la DSU, de la DCU et de l'ARU sont actives ; le contrôle de la PSC est inactif tandis que le contrôle P (proportionnel) de la DCU est actif ; (C) activation dans la zone de mesure applicable de la fonction de la PSC, afin de fournir une correction en temps réel du PKP correspondant à la taille de patient réelle ; à la fin de cette phase le résultat du PKP est décalé vers le haut ou vers le bas en fonction des valeurs des échantillons intégrés ; le PKP, la DSU, la DCU et l'ARU sont actifs ; le contrôle P de la DCU est inactif ; (D) désactivation de la fonction de la PSC, tandis que le PKP corrigé par le terme additif généré par la PSC est appliqué ; les fonctions de la DSU, de la DCU et de l'ARU sont actives ; le contrôle de la PSC est inactif tandis que le contrôle P de la DCU est actif afin de fournir une correction supplémentaire dans des zones anatomiques spécifiques. Procédé pour le contrôle automatique de l'exposition dans des projections céphalographiques, employant le dispositif selon la revendication 1, comprennent les étapes de : (A) sélection au moyen de l'interface utilisateur des paramètres d'imagerie (tension du tube, courant du tube, temps d'exposition), manuellement ou au moyen d'un contrôle préprogrammé en fonction de la sélection de la taille de patient ; et (B) lancement du processus d'imagerie dans lequel la tension et le courant du tube sont maintenus stables aux valeurs prédéfinies par l'utilisateur ; la DSU, la DCU et l'ARU sont actives ; la simulation de densité générée par la DSU est analysée par la DCU et comparée avec la valeur de seuil ; (C) achèvement du processus d'imagerie par la génération d'un arrêt du signal d'exposition ; si la simulation de densité intégrée générée par la DSU excède le niveau du seuil, alors la DCU génère l'arrêt de l'exposition ; si le temps d'exposition excède la limite maximale programmée, alors l'ARU génère l'arrêt de l'émission de rayons X ; puis après la fin de l'exposition toutes les fonctions deviennent inactives.






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