DE4133066C3 - Digitale Panoramaröntgenvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine digitale Panoramaröntgenvor­ richtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, die es er­ laubt, Informationen entlang einer vorgegebenen gekrümm­ ten tomographischen Bahn als zweidimensionale Panorama­ bilder auszugeben. Die Vorrichtung eignet sich insbeson­ dere als Panoramaröntgenvorrichtung für zahnärztliche Zwecke zur Anfertigung von Röntgenaufnahmen des menschlichen Zahnbogens. Die Vorrichtung kann aber auch als Tomographiegerät zur Herstellung von Aufnahmen an­ derer Körperbereiche als des Zahnbogens oder als Tomogra­ phiegerät zur zerstörungsfreien Prüfung verschiedenartig­ ster Substanzen und Körper eingesetzt werden.

Zahnärztliche Panoramaröntgenaufnahmegeräte, die mit Röntgenfilmen arbeiten, sind bekannt. Ein solches Gerät ist mit einer Röntgenstrahlenquelle versehen, die einem Film gegenübersteht, wobei der Zahnbogen eines Patienten zwi­ schen Röntgenstrahlenquelle und Film angeordnet wird. Die Röntgenstrahlenquelle und der Film werden in einem vorbe­ stimmten Verhältnis relativ zueinander bewegt, um ein Röntgenbild des Zahnbogens als Panoramabild auf dem Film mittels der Röntgenstrahlen zu erzeugen, die durch den Zahnbogen hindurchgedrungen sind. Bei dieser Art von Vorrichtungen treten verschiedenartige Probleme auf, wel­ che durch die mit Filmen arbeitende Aufnahmetechnik ver­ ursacht werden.

Die konventionelle Röntgenaufnahmetechnik arbeitet je­ doch mit einem engen Tomographiebereich, was es schwie­ rig macht, den Patienten in geeigneter Weise zu positionie­ ren. Wenn mit einer vorgegebenen tomographischen Bild­ schicht gearbeitet wird, ist es ferner schwierig, die geeignete relative Positionsbeziehung zwischen dem Film und der to­ mographischen Bildschicht einzustellen. Ferner kann mit­ tels eines einzigen Aufnahmevorganges nur das Panorama­ bild einer einzigen tomographischen Bildschicht erhalten werden, und Informationen, welche nicht das Panoramabild der voreingestellten tomographischen Bildschicht betreffen, bleiben unberücksichtigt. Wenn das Bild einer anderen to­ mographischen Bildschicht erhalten werden soll, wird ein weiterer Aufnahmevorgang erforderlich. Dadurch erhöht sich in der Regel die Anzahl der notwendigen Aufnahme­ vorgänge, was in der Praxis lästig ist. Außerdem steigt die Röntgenstrahlungsdosis für die Belichtung, was Probleme insbesondere dann mit sich bringt, wenn Bilder des mensch­ lichen Körpers, beispielsweise des Zahnbogens, aufgenom­ men werden sollen. Dieses Problem tritt auch auf, wenn ein Panoramabild durch elektrische Informationsverarbeitung erhalten wird.

Eine digitale Panoramaröntgenvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus EP 0 279 294 A1 be­ kannt. Diese bekannte Vorrichtung weist zusätzlich zu der Bildspeicheranordnung eine Speicherzone auf einem CCD- Chip auf, welche ein einzelnes Bild speichern kann. Der CCD-Chip weist ferner eine Bildzone und ein Shift-Register auf. Die Zeilen des CCD-Chips sind parallel zur Längsaus­ dehnung des Aufnahmespalts angeordnet. Die in der Bild­ zone erhaltene Bildinformation, d. h. die Ladung eines jeden Pixels, wird während der Belichtung kontinuierlich mit kon­ stanter Taktfrequenz, die der Röntgenfilmgeschwindigkeit bei konventioneller Panoramaaufnahmetechnik entspricht, zeilenweise in Richtung Speicherzone bzw. Shift-Register verschoben. Das Shift-Register nimmt jeweils eine CCD- Zeile auf und gibt sie als Bildinformation an einen A/D- Wandler, der die Bildinformation über die Vorverarbeitungs­ einheit an die Bildspeicheranordnung abgibt, wo die Bildin­ formation schließlich abgespeichert wird. Die Vorverarbei­ tungseinheit kann entfallen, wenn der Bildspeicher hinrei­ chend ausgelegt ist, die gesamte ihm während eines Schwenks zugeführte Information zu speichern. Zwei ver­ schiedene Aufnahmearten sind möglich. Zum einen wird der CCD-Chip während des gesamten Schwenks mit kon­ stanter Taktfrequenz getaktet, so daß die Bildinformation ständig zeilenweise aus der Bildzone in die Speicherzone verschoben wird und vom Shift-Register ständig mit dieser Frequenz der CCD-Chip zeilenweise ausgelesen wird. Im anderen Fall wird die Bildinformation nur in der Bildzone zeilenweise mit der Taktfrequenz verschoben. Nach Ablauf einer vorgegebenen Bildintegrationszeit wird die gesamte Bildinformation der Bildzone mit höchstmöglicher Taktfre­ quenz in die Speicherzone geschoben und dann während der nächsten Bildintegration zeilenweise über das Shift-Regi­ ster an die Bildspeicheranordnung ausgegeben.

Aus EP 0 279 293 A2 ist eine weitere gattungsgemäße digitale Panoramaröntgenvorrichtung bekannt, bei welcher der Röntgenbilddetektor als Photodiodenarray ausgebildet ist und die von dem Photodiodenarray gelieferten Bildsignale nach einer Umwandlung in Digitalsignale während einer Panoramaaufnahme direkt als Einzelbilder in der Bildspeicheranordnung als Einzelbilder abgespeichert werden. Die Bildverarbeitungseinrichtung ist als Rechner ausgebildet, der nach Beendigung der Aufnahme die abgespeicherten Einzelbilder zeitgerecht addiert und schließlich elektronisch zu einem Gesamtbild zusammensetzt. Das zeitgerechte Addieren erfolgt dabei so, als ob bei konventioneller Technik der Röntgenfilm bei einem konventionellen zahnärztlichen Panoramaröntgengerät hinter dem Sekundärspalt in einer Filmkassette entlangbewegt würde. Unterschiedliche Schichtlagen können durch unterschiedlich zeitgerechtes Addieren der Bilddaten dargestellt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Panora­ maröntgenvorrichtung zu schaffen, bei der die oben disku­ tierten Probleme ausgeräumt sind. Insbesondere soll eine di­ gitale Panoramaröntgenvorrichtung bereitgestellt werden, bei der nur ein einziger Aufnahmevorgang erforderlich ist und bei dem danach das Panoramabild einer vorgegebenen tomographischen Bildschicht erhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine digitale Panoramaröntgenvorrichtung mit den in Anspruch 1 definierten Merkmalen.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung sind die gesamten Informationen bezüglich des Objekts, die sich aus dem Durchtritt der Röntgenstrahlen ergeben, in den Einzelbil­ dern enthalten, die im Zuge eines einzigen Aufnahmevor­ ganges in der Bildspeicheranordnung eingespeichert wer­ den. Die tomographische Bildschicht, für welche ein Pan­ oramabild gebildet wird, wird in Abhängigkeit von dem In­ tervall für das Ableiten der Bildinformationen aus der Bild­ speicheranordnung und in Abhängigkeit von dem Betrag der Verschiebung der Bildinformationsposition zum Zeitpunkt der Addition bestimmt. Weil das Ableitungsintervall und der Verschiebebetrag nach dem Aufnahmevorgang eingestellt werden können, läßt sich die gewünschte Tomographie- Bildschicht unter Ausnutzung der erhaltenen Informationen nach Wunsch einstellen.

Das Panoramabild der gewünschten tomographischen Bildschicht läßt sich auf diese Weise nach dem eigentlichen Aufnahmevorgang erhalten. Die während eines einzigen Aufnahmevorganges anfallenden Informationen gehen nicht verloren, sondern werden effektiv genutzt. Dies führt zu er­ heblichen Einsparungen bezüglich des Aufwandes für den Aufnahmevorgang. Desweiteren läßt sich die Röntgenbe­ strahlungsdosis reduzieren, was besonders erwünscht ist, wenn Aufnahmen am menschlichen Körper hergestellt wer­ den sollen.

Erfindungsgemäß ist die digitale Panoramaröntgenvorrichtung derart ausgestaltet, daß das Bild auf einer bestimmten tomographischen Bildschicht als ein erstes Panorama-Originalbild und dann ein Bild auf ei­ ner vorgegebenen anderen tomographischen Bildschicht als ein zweites Panorama-Originalbild gebildet werden. Das zweite Panorama-Originalbild wird in ein projiziertes Pan­ oramabild umgewandelt, das erzeugt wird, wenn das zweite Panorama-Originalbild auf die vorstehend genannte be­ stimmte tomographische Bildschicht projiziert wird. Dieses projizierte Panoramabild wird von dem ersten Panorama- Originalbild subtrahiert, um auf diese Weise das Panorama­ bild der bestimmten tomographischen Bildschicht zu bilden. Die Subtraktion kann durch gruppenweise Verarbeitung oder Stapelverarbeitung erfolgen; die Subtraktion kann aber auch sequentiell bei jedem Bildherstellungsprozeß ausge­ führt werden.

Auf diese Weise wird das zweite Panorama-Originalbild in das projizierte Panoramabild umgesetzt und von dem er­ sten Panorama-Originalbild subtrahiert, um das Panorama­ bild zu erhalten. Dies bedeutet, daß unerwünschte Auswir­ kungen des projizierten Panoramabildes, das dem ersten Pa­ norama-Originalbild überlagert ist, eliminiert werden kön­ nen. Infolgedessen läßt sich das Phantombild beseitigen, das auf ein Objekt zurückgeht, das in einer tomographischen Bildschicht liegt, die von der gewünschten tomographischen Bildschicht verschieden ist. Es kann ein klares und deutli­ ches Panoramabild der bestimmten tomographischen Bild­ schicht erzielt werden.

Bei der digitalen Panoramaröntgenvorrichtung nach der Erfindung können das Intervall für das Ableiten der Bildin­ formationen aus der Bildspeicheranordnung und der Betrag der Verschiebung der Bildinformationsposition zum Zeit­ punkt der Addition in Abhängigkeit von dem Ergebnis der erfaßten Bewegungsgeschwindigkeit des gewünschten Bil­ des gewählt werden, das sich über eine Folge von Bildinfor­ mationen hinwegbewegt. Dies gestattet eine einfache Aus­ wahl der gewünschten Tomographie-Bildschicht.

Eine tomographische Bildschicht, auf der sich ein Bild über eine Folge von Bildinformationen in einer Richtung hinwegbewegt, die derjenigen des Bildes auf der bestimm­ ten tomographischen Bildschicht entgegengesetzt ist, kann zweckmäßig als die vorgegebene andere tomographische Bildschicht ausgewählt werden, das heißt als die tomogra­ phische Bildschicht zur Bildung des zweiten Panorama-Ori­ ginalbildes.

Im Falle einer zahnärztlichen Panoramaröntgenvorrich­ tung handelt es sich bei dem aufzunehmenden Objekt in er­ ster Linie um einen Zahnbogen. Dabei werden der Halswir­ bel, die Unterkieferäste und der harte Gaumen, die dem Zahnbogen gegenüberliegen, dem Panorama-Bild des Zahn­ bogens als Phantombilder überlagert. Weil diese zu unschar­ fen Bildern führenden Objekte bezüglich dem Rotationszen­ trum der Röntgenstrahlenquelle und des Röntgenbilddetek­ tors dem Zahnbogen gegenüberstehen, bewegen sich die Bilder dieser Objekte über eine Folge von Bildinformatio­ nen hinweg in einer Richtung, die der Bewegungsrichtung des Bildes des Zahnbogens entgegengesetzt ist. Durch Aus­ wahl einer tomographischen Bildschicht, in welcher sich ein Bild über eine Folge von Bildinformationen hinweg in einer Richtung bewegt, die derjenigen des Bildes der bestimmten tomographischen Bildschicht entgegengesetzt ist, und durch Subtrahieren des projizierten Panoramabild es von dem er­ sten Panorama-Originalbild lassen sich die Phantombilder des Halswirbels und anderer Objekte bei einer zahnärztli­ chen Panoramaröntgenvorrichtung eliminieren. Es kann für ein deutliches Panoramabild des Zahnbogens gesorgt wer­ den. Solche Bilder sind für die medizinische Behandlung von hohem klinischem Wert.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der di­ gitalen Panoramaröntgenvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Fließschema für einen mit der Vorrichtung ge­ mäß Fig. 1 durchgeführten Arbeitsvorgang,

Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung der Auswahl einer tomographischen Bildschicht,

Fig. 4 ein Fließbild zur Durchführung eines Arbeitsvor­ ganges einer zahnärztlichen Panoramaröntgenaufnahmevor­ richtung, wobei Phantombilder beseitigt werden, und

Fig. 5 eine Darstellung zur Erläuterung der Elimination von Phantombildern.

Entsprechend dem in Fig. 1 veranschaulichten Block­ schaltbild weist die digitale Panoramaröntgenvorrichtung zur Herstellung von Aufnahmen eines Objekts 1 eine Rönt­ genstrahlenquelle 2 und einen Röntgenbilddetektor 3 auf, die zu einer Schwenkeinheit 4 gehören. Die von der Rönt­ genstrahlenquelle emittierten Röntgenstrahlen können prin­ zipiell als konisches Strahlenbündel vorliegen. Um die Röntgenbestrahlungsdosis zu vermindern, die auf das Auf­ nahmeobjekt 1 fällt, wird jedoch vorzugsweise mit einem schlitzförmigen Röntgenstrahlenbündel gearbeitet. Die Röntgenstrahlenquelle 2 emittiert daher entsprechend der bevorzugten Ausführungsform ein schlitzförmiges Rönt­ genstrahlenbündel, wie dies auch bei konventionellen Rönt­ genvorrichtungen der Fall ist. Der Röntgenbilddetektor 3 wandelt das Bild der Röntgenstrahlen, die das Objekt 1 durchlaufen haben, in ein elektrisches Signal um, das ein Einzelbild mit konstanter Fläche darstellt. Als Röntgenbild­ detektor eignen sich unterschiedliche Vorrichtungen, bei­ spielsweise eine hochempfindliche Kamera, bei der eine Fluoreszenzplatte zum Umwandeln von Röntgenstrahlen in sichtbares Licht und eine Halbleiterverstärkerröhre (SIT) zur Aufnahme des Bildes der Fluoreszenzplatte vorgesehen sind. Es kann auch mit einem Röntgenstrahl-CCD-Sensor, einen Röntgenstrahl-Fluoreszenzbildverstärker und derglei­ chen gearbeitet werden. Die Schwenkeinheit 4 dreht die Röntgenstrahlenquelle 2 und den Röntgenbilddetektor 3 als Einheit um das Objekt 1. Die Schwenkeinheit ist ähnlich wie die Schwenkeinheit von konventionellen Panorama­ röntgenvorrichtungen.

Dem Röntgenbilddetektor 3 ist eine Bildspeicheranord­ nung 5 zum Speichern eines Videosignals nachgeschaltet. Bei der Bildspeicheranordnung 5 kann es sich um ein Video­ bandaufnahmegerät, um eine optische Speicherscheibe oder um einen Halbleiterspeicher, beispielsweise ein DRAM ho­ her Kapazität handeln. Mittels der Bildspeicheranordnung 5 werden die der Bildinformation entsprechenden elektri­ schen Signale von dem Röntgenbilddetektor 3 ständig ein­ gespeichert. Die Bildspeicheranordnung 5 wirkt mit einem Rechner 6 zusammen, der als Bildverarbeitungseinrichtung und auch als Steuereinheit zur Steuerung des gesamten Sy­ stems dient. Dem Rechner 6 ist ein Einzelbildspeicher 7 zum Speichern des Panoramabildes nachgeschaltet, das aus der mittels des Rechners 6 durchgeführten Bildverarbeitung gewonnen wird. An den Einzelbildspeicher 7 ist eine Ausga­ beanordnung 8 angeschlossen, um das gespeicherte Panora­ mabild als sichtbares Bild auszugeben. Als Ausgabeanord­ nung 8 eignen sich insbesondere ein Elektronenstrahlröh­ ren-Wiedergabegerät, ein LCD-Sichtgerät oder ein Drucker zur Aufgabe einer ausgedruckten Kopie des ermittelten Bil­ des.

Fig. 2 zeigt ein Fließbild, das die grundsätzliche Arbeits­ weise der Vorrichtung nach Fig. 1 kennen läßt.

Während die Schwenkeinheit 4 angetrieben wird, emit­ tiert die Röntgenstrahlenquelle 2 ein Röntgenstrahlenbün­ del. Röntgenstrahlen, welche das Objekt 1 durchdrungen ha­ ben, werden von dem Röntgenbilddetektor 3 erfaßt. Die der­ art erhalten Röntgenbildinformation wird in ein elektrisches Signal für ein Einzelbild umgesetzt. Bei dem elektrischen Signal kann es sich insbesondere um ein Signal handeln, das ähnlich einem Fernsehvideosignal ist. Das Einzelbild wird mittels der Bildspeicheranordnung 5 mit einer Geschwin­ digkeit von 30 Bildern je Sekunde ständig eingespeichert (Arbeitsschritt S1). Bei dem Einzelbild handelt es sich um ein Schlitzbild für einen lotrechten Schlitz entsprechend dem schlitzförmigen Röntgenstrahlenbündel. Wenn bei­ spielsweise die Schwenkeinheit 4 innerhalb von 30 Sekun­ den halb um das Objekt 1 herumgeschwenkt wird, kann eine Folge von 900 Einzelbildern aufgenommen werden. An Stelle des oben erläuterten kontinuierlichen Videosignals kann auch ein elektrisches Signal benutzt werden, das auf­ grund eines intermittierenden Kurzzeit-Aufnahmevorganges erhalten wird.

In dem nächsten Arbeitsschritt wird ein Ableitungsinter­ vall zum selektiven Ableiten von in gewissen Zeitinterval­ len angeordneten Einzelbildern aus einer Folge von Einzel­ bildern gewählt, die in der Bildspeicheranordnung 5 konti­ nuierlich eingespeichert werden. In diesem Arbeitsschritt (S2) erfolgt ferner die Wahl eines Abstandes oder eines Ver­ schiebebetrages, der addiert werden muß, während jedes ab­ geleitete Einzelbild um die betreffende Strecke in Breiten­ richtung des Schlitzbildes verschoben wird. Zu den Ablei­ tungsintervallen werden die entsprechenden Einzelbilder in Form eines digitalen Signals sequentiell abgeleitet, und die Addition erfolgt, während die Position in Abhängigkeit von dem gewählten Verschiebebetrag verschoben wird (Arbeits­ schritt S3). Das Ableitungsintervall und der Verschiebebe­ trag können für den Arbeitsschritt S3 nach Wunsch gewählt werden. In Abhängigkeit von dem Intervall und dem Ver­ schiebebetrag kann das Panoramabild einer bestimmten to­ mographischen Bildschicht durch den oben erwähnten Ad­ ditionsprozeß erhalten werden. Das Panoramabild wird dann in dem Einzelbildspeicher 7 gespeichert und von der Ausgabeanordnung 8 nach Bedarf angezeigt oder als Hart­ kopie ausgegeben (Arbeitsschritt S4). S1', S3' und S4' sind schematische Ansichten der in den entsprechenden Arbeits­ schritten erhaltenen Bilder.

Der Umstand, daß das Panoramabild einer bestimmten to­ mographischen Bildschicht in Abhängigkeit von dem Ablei­ tungsintervall und dem Verschiebebetrag erhalten werden können, entspricht im Prinzip der Tatsache, daß das Panora­ mabild einer bestimmten tomographischen Bildschicht da­ durch erhalten werden kann, daß in einer konventionellen, mit Film arbeitenden Panoramaröntgenaufnahmevorrich­ tung die Röntgenstrahlenquelle und der Film mit einem be­ stimmten Verhältnis relativ zueinander bewegt werden. Die vorliegend erläuterte Panoramaröntgenvorrichtung unter­ scheidet sich jedoch von konventionellen Vorrichtungen mit Film grundsätzlich dadurch, daß das Panoramabild einer vorge­ gebenen tomographischen Bildschicht nach Bedarf durch Wahl des Ableitungsintervalls und des Verschiebebetrags gebildet werden kann, nachdem der Aufnahmevorgang er­ folgt ist.

Anhand der Fig. 3 sei erläutert, wie das Panoramabild mittels der vorliegend beschriebenen Vorrichtung gebildet wird. Wenn ein Röntgenstrahl 11 um ein Rotationszentrum 12 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird das Bild des Ob­ jekts, das sich auf einer tomographischen Bildschicht A be­ findet, auf die Röntgenstrahl-Detektorfläche 3a des Rönt­ genbilddetektors 3 projiziert, der zusammen mit dem Rönt­ genstrahl 11 gedreht wird. Der Röntgenstrahl 11 kreuzt da­ bei die Röntgenstrahl-Detektorfläche 3a von einer Aufnah­ meeinheit 3b aus gesehen von links nach rechts. In entspre­ chender Weise wird das Bild des Objekts, das in einer ande­ ren tomographischen Bildschicht A' liegt, auf die Röntgen­ strahl-Detektorfläche 3a projiziert, und es kreuzt die Fläche 3b in der gleichen Richtung. Weil jedoch der Abstand von dem Rotationszentrum 12 im letztgenannten Fall größer ist, ist zum Zeitpunkt des Kreuzens die Bewegungsgeschwin­ digkeit des Bildes des in der tomographischen Bildschicht A' liegenden Objekts größer als diejenige des Objekts, das in der tomographischen Bildschicht A liegt. Durch Wahl des Ableitungsintervalls und des Verschiebebetrages in Abhän­ gigkeit von der Bildbewegungsgeschwindigkeit kann daher das Panoramabild des in der tomographischen Bildschicht A oder A' befindlichen Objekts in Synchronismus mit dem Ab­ leitungsintervall und dem Verschiebebetrag gebildet wer­ den.

Wenn das Ableitungsintervall und der Verschiebebetrag konstant sind, ist, wie in Fig. 3 gezeigt, die erhaltene tomo­ graphische Bildschicht kreisförmig. Das Ableitungsintervall und der Verschiebebetrag brauchen jedoch für die betreffen­ den Bildverarbeitungsvorgänge nicht notwendigerweise konstant zu sein. Durch Ändern des Ableitungsintervalls und des Verschiebebetrages in Relation zu der Bewegung des Rotationszentrums des Röntgenstrahlenbündels kann eine tomographische Bildschicht gewählt werden, die meh­ rere Bildschichten mit unterschiedlichen Krümmungen um­ faßt, beispielsweise die in Fig. 5 gezeigte tomographische Bildschicht C.

Aus dem Vorstehenden folgt, daß bei der vorliegend er­ läuterten Panoramaröntgenvorrichtung nur ein einziger Auf­ nahmevorgang erforderlich ist, und daß das Panoramabild einer vorgegebenen tomographischen Bildschicht zu jedem beliebigen Zeitpunkt nach dem eigentlichen Aufnahmevor­ gang gebildet werden kann, ohne daß irgendwelche Bildin­ formationen verlorengehen; vielmehr bleiben sämtliche In­ formationen bezüglich der Objekte verfügbar, durch die das Röntgenstrahlenbündel hindurchgetreten ist. Selbst wenn das erhaltene Panoramabild gegenüber der gewünschten to­ mographischen Bildschicht verlagert ist, kann ein brauchba­ res Bild erhalten werden, indem die Bildverarbeitung erneut in korrekter Weise durchgeführt wird. Es bedarf keines er­ neuten Aufnahmevorganges.

Die Auswahl des Ableitungsintervalls und des Verschie­ bebetrages kann erfolgen, indem eine Folge von in der Bild­ speicheranordnung 5 kontinuierlich eingespeicherten Ein­ zelbildern reproduziert wird, indem die Geschwindigkeit er­ mittelt wird, mit welcher sich das gewünschte Bild durch die reproduzierten Bilder hindurchbewegt, und indem die Er­ gebnisse dieser Erfassung beurteilt werden. Mit anderen Worten, das Bild des von dem Röntgenstrahlenbündel durchdrungenen Objekts wird in den reproduzierten Bildern erfaßt, obwohl das Bild unter Umständen verschwommen sein kann. Aus dem verschwommenen oder unklaren Bild kann die Bewegungsgeschwindigkeit des gewünschten Bil­ des (Sollbildes) ermittelt werden. Durch Messen dieser Ge­ schwindigkeit lassen sich die Werte für das Ableitungsinter­ vall und den Verschiebebetrag leicht errechnen, die notwen­ dig sind, um das Panoramabild der gewünschten tomogra­ phischen Bildschicht zu erhalten. Das entsprechend ge­ wählte Ableitungsintervall und der betreffende Verschiebe­ betrag werden in den Rechner 6 über eine Eingabeeinheit 6a, beispielsweise eine Tastatur, eingegeben.

Die bei der oben erläuterten Verarbeitung gewählte tomo­ graphische Bildschicht ist nicht auf die tomographischen Bildschichten A oder A' auf der Seite der Röntgenstrahl-De­ tektorfläche 3a beschränkt, d. h. auf diejenige Seite, die be­ züglich des Rotationszentrums 12 in Fig. 3 der Röntgen­ strahlenquelle 2 gegenüberliegt. Es kann sich dabei viel­ mehr auch um eine tomographische Bildschicht, beispiels­ weise die tomographische Bildschicht B, auf der Seite der Röntgenstrahlenquelle 2 handeln, das heißt eine Bildschicht, die bezüglich des Rotationszentrums 12 auf der von der Röntgenstrahl-Detektorfläche 3a abliegenden Seite liegt. Das Bild einer solchen tomographischen Bildschicht B kreuzt, gesehen von der Aufnahmeeinheit 3b, die Röntgen­ strahl-Detektorfläche 3a von rechts nach links. d. h. anders als das Bild der tomographischen Bildschicht A, das in der entgegengesetzten Richtung kreuzt. In diesem Fall ist die Positionsverschieberichtung zum Zeitpunkt der Addition je­ des abgeleiteten Einzelbildes umzukehren; d. h. der Ver­ schiebebetrag wird in diesem Fall negativ.

Das oben erläuterte Prinzip wird erfindungsgemäß genutzt, um Phantombilder zu eliminieren. Die Bilder der auf der tomo­ graphischen Bildschicht B gemäß Fig. 3 liegenden Objekte werden dem erhaltenen Panoramabild als sich horizontal be­ wegende unscharfe Bilder überlagert, weil das Ableitungsintervall und der Verschiebebetrag der Bilder von Objekten auf der tomographischen Bildschicht B nicht synchron mit denjenigen der Bilder auf der gewünschten tomographi­ schen Bildschicht des Panoramabildes, beispielsweise der tomographischen Bildschicht A, sind. Diese unscharfen Bil­ der lassen Phantombilder entstehen, welche die Klarheit des Panoramabildes der gewünschten tomographischen Bild­ schicht erheblich beeinträchtigen. Solche Phantombilder lassen sich aus dem mittels einer zahnärztlichen Panorama­ röntgenvorrichtung erhaltenen Panoramabild durch das anhand der Fig. 4 und 5 erläuterte Vorgehen eliminieren. In diesem Fall entspricht die gewünschte tomo­ graphische Bildschicht (die Sollschicht) A einem Zahnbo­ gen 15, der in Fig. 5 mit dem Buchstaben C repräsentiert ist. Die tomographische Bildschicht B entspricht einer tomogra­ phischen Bildschicht D, in der ein Halswirbel 16 und zwei Unterkieferäste 17 liegen, welche dem Zahnbogen 15 ge­ genüberstehen und beide Anlaß zu unerwünschten Phan­ tombildern sein können. Mit 18 ist das Rotationszentrum des Röntgenstrahls 11 bezeichnet. Zunächst wird das Rönt­ genstrahl-Durchdringungsbild des Zahnbogens 15, d. h. des aufzunehmenden Objekts, mit Hilfe des anhand der Fig. 2 erläuterten Verfahrens aufgenommen. Es wird eine Folge von Einzelbildern reproduziert, und das Ableitungsintervall sowie der Verschiebebetrag werden entsprechend gewählt. Dann wird das Panorama-Originalbild C₁ des Zahnbogens 15 auf der tomographischen Bildschicht C gebildet (Arbeits­ schritt S11). Im Arbeits­ schritt S11 wird das Bild als Panorama-Original­ bild bezeichnet, da es eine weitere Verarbeitung erfährt. Un­ ter Anwendung des gleichen Vorgehens werden das Origi­ nalbild D₁ des Halswirbels 16 und anderer Objekte auf der tomographischen Bildschicht D gebildet (Arbeitsschritt S12). Die Bilder des Halswirbels 16 und anderer in der to­ mographischen Bildschicht D liegender Objekte bewegen sich über eine Folge von Einzelbildern hinweg in einer Richtung, die derjenigen des Bildes des Zahnbogens 15 ent­ gegengesetzt ist.

Als nächstes simuliert der Rechner wie das Panorama- Originalbild D₁ unscharf gemacht wird, wenn das Bild auf die tomographische Bildschicht C projiziert wird, um so das projizierte Panoramabild D₂ zu erhalten (Arbeitsschritt S13). Dieses projizierte Panoramabild D₂ wird von dem zu­ vor erhaltenen Panorama-Originalbild C₁ subtrahiert, um ein Panoramabild C₂ zu gewinnen, bei welchem die un­ scharfen Bilder des Halswirbels 16 und anderer Objekte auf der tomographischen Bildschicht D, d. h. die Phantombilder des Halswirbels 16 und anderer Objekte, aus dem Pano­ rama-Originalbild C₁ eliminiert sind (Arbeitsschritt S14).

Bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel ist davon ausgegangen, daß das Panorama-Originalbild C₁ und das Panorama-Originalbild D₁ oder das projizierte Panorama­ bild D₂ für die gesamte gewünschte tomographische Bild­ schicht gebildet werden, und daß dann die Subtraktion nach Art einer Stapelverarbeitung erfolgt. Der Subtraktionsvor­ gang ist jedoch nicht auf eine solche Stapelverarbeitungs- Subtraktion beschränkt; es kann vielmehr auch in anderer Weise vorgegangen werden. Beispielsweise kann die Sub­ traktion sequentiell durchgeführt werden während jedes Bild gleichlaufend ausgebildet wird; die derart verarbeiteten Teilbilder können dann zur Bildung des Panoramabildes C₂ zusammengesetzt werden.

Die Phantombilder lassen sich also durch das vorliegend erläuterte Vorgehen eliminieren. Bei der geschilderten Ar­ beitsweise wird die tomographische Bildschicht D, auf wel­ cher der Halswirbel 16 und andere Objekte liegen, als die to­ mographische Bildschicht ausgewählt, für welche das Pano­ rama-Originalbild D₁ ausgebildet wird. Wenn man jedoch annimmt, daß die in Fig. 5 durch eine strichpunktierte Linie angedeutete tomographische Bildschicht D' gewählt wird, finden sich Informationen bezüglich des Halswirbels 16 und anderer Objekte auch in der tomographischen Bildschicht D'. Dies bedeutet, daß sich die Phantombilder selbst dann eliminieren lassen, wenn die tomographische Bildschicht D, auf welcher der Halswirbel 16 und andere Objekte liegen, nicht als tomographische Bildschicht zur Bildung des Pano­ rama-Originalbildes D₁ ausgewählt wird. Es ist infolgedes­ sen nicht erforderlich, das Ableitungsintervall und den Ver­ schiebebetrag genau entsprechend zu wählen. Dies erleich­ tert den Eliminierungsvorgang.

Anhand der Fig. 5 wurde die Aufnahme eines Panorama­ bildes für den gesamten Unterkieferbereich erläutert. Ist je­ doch der Bereich des Panoramabildes auf den Frontzahnbe­ reich beschränkt, gehen die zu eliminierenden Phantombil­ der in erster Linie auf den Halswirbel 16 zurück, was den Eliminierungsvorgang vereinfacht.

Bei der vorliegenden Panoramaröntgenvorrichtung läßt sich die Form der gewünschten tomographischen Bild­ schicht ändern, indem das Bildableitungsintervall und der Verschiebebetrag in Relation zur Lage des Rotationszen­ trums des Röntgenstrahls geeignet gewählt werden. Mit an­ deren Worten, die gewünschte tomographische Bildschicht läßt sich durch die Bildverarbeitung wählen, ohne daß das Rotationszentrum des Röntgenstrahls verlagert wird, oder selbst wenn der Betrag der Bewegung vermindert wird. Wenn daher der Rechner und die Speicheranordnung ausrei­ chende Kapazitäten haben, lassen sich die Kosten der me­ chanischen Baugruppen der Vorrichtung verringern, indem der Röntgenstrahl-Rotationsmechanismus vereinfacht wird, obwohl in einem solchen Fall das Programm etwas kompli­ zierter wird. Wenn dagegen das Rotationszentrum des Rönt­ genstrahls in Abhängigkeit von der Form des Zahnbogens verstellt wird, wie dies bei konventionellen, mit Film arbei­ tenden Panoramaröntgeneinrichtungen der Fall ist, läßt sich die Bildverarbeitung durch den Computer vereinfachen, wo­ durch das Programm einfacher wird und wodurch ein Com­ puter mit relativ geringer Kapazität eingesetzt werden kann. Je nach dem Zweck oder dem für die Anwendung der Pan­ oramaröntgenvorrichtung vorgesehenen Budget kann daher der eine oder der andere Weg beschritten werden.

Die vorstehenden Erläuterungen beziehen sich haupt­ sächlich auf die Herstellung eines Panoramabildes des Zahnbogens. Die erläuterte Panoramaröntgenvorrichtung ist jedoch auch für andere Zwecke geeignet, beispielsweise zur Herstellung von Aufnahmen von anderen Teilen des menschlichen Körpers oder zur zerstörungsfreien Prüfung von anderen Substanzen oder Körpern.

Claims (4)

1. Digitale Panoramaröntgenvorrichtung mit einer Schwenkeinheit (4), bei der eine Röntgenstrahlen­ quelle (2) gegenüber einem Röntgenbilddetektor (3) angeordnet ist, um das Bild der Röntgenstrahlen zu er­ fassen, die ein zwischen der Röntgenstrahlenquelle und dem Röntgenbilddetektor befindliches Aufnahmeob­ jekt (1) durchdrungen haben, und mittels deren die Röntgenstrahlenquelle und der Röntgenbilddetektor als Einheit um das Objekt gedreht werden; einer Bildspei­ cheranordnung (5), die von dem Röntgenbilddetektor (3) erhaltene Bildinformationen als Einzelbilder se­ quentiell speichert, und einer Bildverarbeitungsein­ richtung (6, 7), dadurch gekennzeichnet, daß die Bildverarbeitungseinrichtung (6, 7) aus der Bildspei­ cheranordnung (5) zu vorbestimmten Zeitintervallen Bildinformationen sequentiell ableitet, und für eine Folge von Bildinformationen Informationen für jedes Bild addiert, während die Informationen für jedes Bild um eine vorbestimmte Strecke in der Bildbewegungs­ richtung verschoben werden, um das Panoramabild ei­ ner vorgegebenen tomographischen Bildschicht in Ab­ hängigkeit von dem Intervall für das Ableiten der In­ formationen für jedes Bild und dem Betrag der Ver­ schiebung auf digitale Weise zu bilden, wobei die Bildverar­ beitungseinrichtung (6, 7) ein Bild auf einer bestimm­ ten tomographischen Bildschicht als ein erstes Pano­ rama-Originalbild sowie ein Bild auf einer vorgegebe­ nen anderen tomographischen Bildschicht als ein zwei­ tes Panorama-Originalbild bildet, wobei die Bildverar­ beitungseinrichtung dann das zweite Panorama-Origi­ nalbild in ein projiziertes Panoramabild umwandelt, das erzeugt wird, wenn das zweite Panorama-Original­ bild auf die bestimmte tomographische Bildschicht projiziert wird, und wobei die Bildverarbeitungsein­ richtung das projizierte Panoramabild von dem ersten Panorama-Originalbild subtrahiert, um auf digitale Weise das Panoramabild der bestimmten tomographi­ schen Bildschicht zu bilden.

2. Digitale Panoramaröntgenvorrichtung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor­ richtung so ausgelegt ist, daß sie das Intervall zum Ab­ leiten der Bildinformationen aus der Bildspeicheran­ ordnung (5) und den Betrag der Verschiebung der Bild­ informationsposition zum Zeitpunkt der Addition in Abhängigkeit von dem Ergebnis der erfaßten Bewe­ gungsgeschwindigkeit des gewünschten Bildes aus­ wählt, das sich über eine Folge von Bildinformationen hinwegbewegt.

3. Digitale Panoramaröntgenvorrichtung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tomographi­ sche Bildschicht, auf der sich ein Bild über eine Folge von Bildinformationen in einer Richtung hinwegbe­ wegt, die derjenigen des Bildes auf der bestimmten to­ mographischen Bildschicht entgegengesetzt ist, als die vorgegebene andere tomographische Bildschicht aus­ gewählt wird.

4. Verwendung der digitalen Röntgenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für zahnärztli­ che Zwecke.