DE69215267T2

DE69215267T2 - Verfahren und Gerät zur Panorama-Röntgenaufnahme

Info

Publication number: DE69215267T2
Application number: DE69215267T
Authority: DE
Inventors: Arto Virta
Original assignee: Planmeca Oy
Current assignee: Planmeca Oy
Priority date: 1991-05-06
Filing date: 1992-04-27
Publication date: 1997-03-13
Anticipated expiration: 2012-04-28
Also published as: JPH0824677B2; US5267293A; DE69215267D1; EP0512964B1; FI912180A; FI92973B; FI912180A0; FI92973C; JPH05154143A; EP0512964A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der Schmalstrahlentomographie, welches eine Röntgenquelle benutzt, deren schmale Röntgenstrahlung dafür vorgesehen ist, durch das zu röntgende Objektgebiet durchzugehen, auf einen beweglichen Röntgenfilm, wobei in dem Verfahren das zu röntgende Objektgebiet in einem Patienten in einer bestimmten voreingestellten Position stationär bleibt, während ein Rahmenteil, welches die Röntgenquelle unterstützt, mit einer Geschwindigkeit vR um eine virtuelle, vorzugsweise vertikale Rotationsachse durch einen Motor rotiert wird und gleichzeitig eine Filmkassette, die von dem Rahmentei getragen wird, mit einer Geschwindigkeit v&sub1; von einem Motor bewegt wird, und wobei in dem Verfahren gemäß seinem ersten Betriebsmodus der Patient durch Patientenpositionierungseinrichtungen getragen wird, um panoramische Röntgenbilder des Zahnbogens zu belichten, so daß die scharf abgebildete Ebene sich zwischen der virtuellen Rotationsachse der Röntgenstrahlung und der Filmebene befindet, und wobei in dem Verfahren zusätzlich zum ersten Betriebsmodus der panoramische Röntgenapparat auf einen speziellen Belichtungsmodus eingestellt wird, um den Zahnbogen abzubilden und der Patient in dem panoramischen Röntgenapparat mit der Hilfe der oben genannten Patientenpositionierungseinrichtungen positioniert ist, und wobei in dem Verfahren Bewegungssteuerungseinrichtungen vorgesehen sind, durch welche das Rahmenteil mit einem Zentrum rotiert und die Filmkassette überführt wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Panorama- Tomographievorrichtung zur dentalen Röntgenographie, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: Ein Körperteil, an welches ein Rahmenteil angebracht ist, zentriert in Lagern um eine vertikale Achse, dessen eine Ende eine Röntgenröhre und dessen anderes Ende eine Filmkassette trägt, die dazu geeignet ist, einen Röntgenfilm aufzunehmen, und wobei der Raum zwischen der Röntgenröhre und der Filmkassette das zu röntgende Objektgebiet im Patienten aufnehmen kann, und wobei die Vorrichtung weiterhin einen Motor zum Rotieren des Rahmenteiles mit einer Geschwindigkeit vR und einen Motor zum Bewegen der Filmkassette mit einer Geschwindigkeit v&sub1; und Bewegungssteuerungseinrichtungen aufweist, durch welche das Rahmenteil mit einem Zentrum rotierbar und die Filmkassette in Längsrichtung bewegbar ist, wobei die Vorrichtung weiterhin Patientenpositionierungseinrichtungen, die von Hand oder durch einen Motor in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung bewegt werden können, zur Positionierung des Patienten in einer solchen Position, daß in dem speziellen Modus, der die zum Unterkiefer gehörende Verbindung abbildet, die Vorrichtung es erlaubt, die zum Unterkiefer gehörende Verbindung abzubilden.
Die meisten für die dentale Radiographie vorgesehenen Panorma-Radiographievorrichtungen sind durch ihre Funktion und Konstruktion derart ausgelegt, daß ihre Röntgenquelle um den Schädel des Patienten rotiert, wobei der Zahnbogen als ebene Abbildung des Zahnbogens auf einen beweglichen Film abgebildet werden kann. Um ein scharfes Bild des Objektgebietes auf dem Film zu erhalten mit einer gleichzeitig gewünschten "Unschärfe" der Strukturen die entlang der Strahlachse vor oder hinter dem Objektgebiet liegen, muß die zum Aufnahmestrahl orthogonale Filmtransportgeschwindigkeit gleich der Abtastgeschwindigkeit des Strahles durch das abgebildete Objektgebiet multipliziert mit der Vergrößerung sein. Die Vergrößerung ist gegeben durch das Verhältnis der Entfernung vom Fokuspunkt von der Filmebene zur Entfernung vom Fokuspunkt von der aufgenommenen Objektebene. Die Dicke der scharf aufgenommenen Bildlage ist linear proportional zur Entfernung der virtuellen Rotationsachse von der Filmebene und umgekehrt proportional zur Vergrößerung und Breite des Röntgenstrahls. Für den radiographischen Prozeß sind nur die gegenüberliegenden Orte des Fokuspunktes, der abgebildeten Objektgebietes und der Filmebene relevant. Im Gegensatz hierzu besteht vom Ort der virtuellen Achse der Rotation ausschließlich Bezug zur Abtastgeschwindigkeit.
Als Beispiel für bekannte Panorama-Tomographievorrichtungen für die Dental-Radiographie wird auf die folgenden Schriften hingewiesen:
Patentschrift FI 73 091 (entspricht US-PS 4,741,007)
Patentschrift FI 853 524 (entspricht US-PS 4,783,793)
Beide Patentschriften wurden durch den Anmelder des vorliegenden Patentes eingereicht.
Die DE-A-3 937 077 offenbart eine Panorama-Radiographievorrichtung. Diese Vorrichtung kann zusätzlich zu ihrem Standardbetriebsmodus auch in einer speziellen "temporo-mandibular-Abbildungsfunktion" bzw. zeitweise den Unterkiefer abbildende Funktion eingestellt werden, in welcher der Patient in der Panoramavorrichtung positioniert ist und die gleichen Mittel angewandt werden, welche im Standardpanorama-Betriebsmodus verwendet werden. Es besteht jedoch eine Beschränkung bezüglich der Bewegungen des Patienten relativ zur Vorrichtung und die Abbildung wird verzerrt und unscharf, wenn der Patient in einem ausreichenden Maße versetzt positioniert ist, z.B. vor- oder rückwärts.
Panorama-Tomographievorrichtungen für die dentale Radiographie sind hauptsächlich für die Radiographie des Zahnbogens und der Temporo-Mandibular- bzw. zeitweise zum Unterkiefer gehörende Verbindung oder ihre Gelenkhöcker benutzt worden. Es ist eine Hauptaufgabe dieser Erfindung, die Vorrichtung die in den oben erwähnten Patenten und Anmeldungen des Anmelders und andere ähnliche Panorama-Tomographievorrichtungen weiter zu entwickeln, so daß Mandibular-Ansatzbildprojektionen von noch größerer Auflösung und höherem diagnostischem Wert möglich werden, mit Hilfe von einfachem Zubehör und/oder Anordnungen ohne einen wesentlichen Anstieg des Preises der Basis-Panorama-Röntgeneinrichtung zu bedingen.
Röntgenaufnahmen von temporo-mandibularen Verbindungen sind diagnostisch eine wertvolle Quelle von Informationen in vielfältigen Stadien der Krankheit und des Leidens. Das Aufnehmen der Gelenkhöcker ist in der Diagnostik für eine Vielfalt von Problemen notwendig, die mit oraler Chirurgie, Bißschiefstellungen, Ausrichtung der Zähne und Fehlfunktionen der temporo- mandibularen Verbindungen verbunden sind. Für die radiographische Aufnahme der temporo-mandibularen Verbindung ist es von außerordentlicher Wichtigkeit, daß die scharfe Bildebene sowohl korrekt positioniert als auch korrekt ausgerichtet ist, so daß der Kopf des Gelenkhöcker-Prozesses und die Mandibularvertiefung der Verbindung ebenso wie das weiche Gewebe zwischen diesen scharf und aus der richtigen Richtung aufgenommen werden kann, um beispielsweise den Grad der Abnutzung in der Verbindung und ihrer Fehlanordnungen zu offenbaren.
Der diagnostische Wert von radiographischen Aufnahmen des temporo-mandibularen Gebietes mit Hilfe von konventionellen Panorama-Röntgenapparaten wird gemindert durch eine nicht optimale Orientierung des Röntgenstrahles, während er die temporo-mandibulare Verbindung abfährt. Dies ist dadurch bedingt, daß, um ein unverzerrtes Bild über das Gebiet des Zahnbogens zu erhalten, solche Aufnahmegeometrien der Panorama-Röntgenapparate bevorzugt werden, in welchen der Röntgenstrahl den Unterkiefer so lotrecht zum Zahnbogen wie möglich durchdringt. In konventionellen Vorrichtungen ergibt sich als logisches Ergebnis, daß die Anforderungen an die Lotrechtigkeit an den temporo- mandibularen Verbindungen nicht erfüllt werden können oder alternativ würde die Erfüllung zu einem Gebrauch einer derartigen Bildgeometrie zwingen, in welcher die Bewegung der virtuellen Rotationsachse am Gelenkhökkergebiet derart ist, daß der tomographische Abbildungseffekt verloren geht. Hierbei nähert sich die Situation der der konventionellen Radiographie, was bedeutet, daß die gesamte Anatomie des Patienten im abgetasteten Gebiet auf dem Film abgebildet ist, wobei beispielsweise beide temporo-mandibulare Verbindungen auf dem Bild überlagert werden.
Es ist eine besondere Aufgabe der Erfindung, ein solches Schmalstrahlen-Tomographie-Verfahren und eine solche Vorrichtung zu erreichen, die auf einer Standardpanorama-Röntgeneinrichtung basieren, welche konventionell für die Abbildung von dentalen Strukturen entwickelt wurde, wobei diese Vorrichtung in einer neuen und vorteilhaften Weise mit einem neuen Abbildungsmodus ergänzt wird, in welchem die temporo- mandibularen Verbindungen und benachbarte Strukturen mit einer höheren Bildqualität und verbessertem diagnostischen Wert abgebildet werden können. Eine derartige Vorrichtung stellt eine wesentliche Verbesserung für den Gebrauch von konventionellen Panorama- Tomographievorrichtungen dar und macht die Investitionen in derartige Vorrichtungen profitabler und damit besser rechtfertigbar für kleine Gesundheitseinrichtungen als zuvor, indem eine breitere Anwendungsmöglichkeit dieser Apparate gegeben ist.
Eine weitere spezielle Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu erreichen, welche es ermöglichen, unter Benutzung von Standard-Panorama-Röntgenvorrichtungen die für konventionelle Aufnahmen von Dentalstrukturen entwickelt wurden, eine Aufnahme von beiden temporo-mandibularen Verbindungen in einer einzigen Sitzung auf einem einzigen Film zu tätigen, wobei manuell parallele Bildebenen der Verbindungen genutzt werden, so daß der Abbildungswinkel innerhalb eines gewissen ausreichenden Winkelbereiches festgelegt werden kann unter Einsatz einfacher Werkzeuge zur optimalen Justierung des Abbildungswinkels für das abzubildende Objektgebiet und der Zielsetzung der Aufnahme.
Um die oben beschriebenen und später diskutierten Zielsetzungen zu erreichen, ist dieses Verfahren erfindungsgemäß dadurch charakterisiert, daß die Geschwindigkeitsprofile vR(t) und v&sub1;(t) des Motors, der das Rahmenteil rotiert und des Motors, der die Filmkassette bewegt, jeweils von einem Programm gesteuert werden, so daß die Abbildungsbedingung
v&sub1;/v&sub0; = L&sub1;/L&sub0; gültig ist, wobei
v&sub0; = ω x r, wobei
L&sub0; = Abstand vom Fokuspunkt FC zum gleich zeitig abgebildeten Punkt der gerade abgebildeten Schicht,
L&sub1; = Abstand vom Fokuspunkt VC zur Filmebene,
ω = Winkelgeschwindigkeit der Drehbewegung um die virtuelle Rotationsachse,
r = Abstand des abgebildeten Punktes von der virtuellen Rationsachse R&sub0; der Drehbewegung,
v&sub1; = Geschwindigkeit des Abbildungspunktes auf der Abbildungs- oder Filmebene,
wobei zum Unterkiefer gehörende Verbindungen mit der abgebildeten Schicht zusammenfallen ohne Rücksicht auf die Position des Patienten in der mittleren Sagittalebene.
Weiterhin ist die erfindungsgemäße Vorrichtung grundsätzlich dadurch charakterisiert, daß die Vorrichtung folgendes beinhaltet:
ein Steuerungssystem, welches durch Benutzung eines Programms die Geschwindigkeitsprofile vR(t) und v&sub1;(t) des Motors, der das Rahmenteil rotiert und des Motors, der die Filmkassette bewegt, steuert, so daß die Abbildungsbedingung
v&sub1;/v&sub0; = L&sub1;/L&sub0; gültig ist, wobei
v&sub0; = ω x r, wobei
L&sub0; = Abstand vom Fokuspunkt FC zum gleichzeitig abgebildeten Punkt der gerade abgebildeten Schicht
L&sub1; = Abstand vom Fokuspunkt FC zur Filmebene
ω = Winkelgeschwindigkeit der Drehbewegung um die virtuelle Rotationsachse
r = Abstand des abgebildeten Punktes von der virtuellen Rationsachse R&sub0; der Drehbewegung
v&sub1; = Geschwindigkeit des Abbildungspunktes auf der Abbildungs- oder Filmebene,
wobei beide zum Unterkiefer gehörende Verbindungen auf einem einzelnen Film abgebildet sind, und zwar in Ebenen, die im wesentlichen parallel zur mittleren Sagittalebene des Patienten sind.
Der erfindungsgemäße Abbildungsmodus der mandibularen Gelenkhöcker kann an konventionelle Panorama- Röntgenvorrichtungen angepaßt werden, indem die Steuerungssystemlogik der Antriebsmotoren so programmiert werden, daß sie entsprechend des oben erwähnten Abbildungsmodus der mandibularen Gelenkhöcker funktioniert. Der erfindungsgemäße Abbildungsmodus der mandibularen Gelenkhöcker erfordert keine besondere Patientenpositionierung oder unterstützende Vorkehrungen, jedoch kann der Abbildungswinkel des Mandibulargelenkes in der horizontalen Ebene variiert werden, indem der Patient in seiner mittleren Sagittalebene bewegt wird. Die notwendigen Justierungsteile für die Patientenposition sind allgemein schon verfügbar in konventionellen Panorama-Röntgenapparaten mit einer Standardausrichtung für die optimale Plazierung des Patienten für eine konventionelle Panorama-Röntgenabbildung des Zahnbogens.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung erzielen eine schmalstrahlen-tomographische Aufnahme von beiden temporo-mandibularen Verbindungen auf einem einzigen Film während einer einzigen Aufnahme mit einem Abbildungswinkel, welcher durch schnelle und einfache Prozeduren optimal für das Ziel der Abbildung eingestellt werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren näher beschrieben. In den Figuren werden einige beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung diagrammartig dargestellt, wobei die dargestellten Details keine Begrenzung für die Anwendung der Erfindung bedeuten.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer konventionellen Panorama-Radiographievorrichtung für dentale Radiographie mit ihren patientenpositionierenden Elementen, die in Verbindung mit dieser Erfindung verwendet werden.
Fig. 2 eine Draufsicht der Vorrichtung aus Fig. 1 und die wesentlichen Systemparameter in Bezug auf die Abbildungsgeometrie und den abzubildenden Ort der temporo-mandibularen Verbindungen.
Fig. 3A einen motorangetriebenen Patientenpositionierungsmechanismus in der Seitenansicht.
Fig. 3B den gleichen Mechanismus wie Fig. 3A in der Draufsicht.
Fig. 4A einen manuell betriebenen Patientenpositioniermechanismus in einer ähnlichen Sicht wie Fig. 3A.
Fig. 4B den gleichen Mechanismus wie Fig. A in der Draufsicht.
Fig. 5A, 5B, 5C und 5C die Geometrie des Zahnbogens und der temporo-mandibularen Verbindungen, die in einem Röntgenfeld von unterschiedlichen Abbildungswinkeln der temporo-mandibularen Verbindungen aufgenommen werden soll.
Fig. 6A eine erfindungsgemäße graphische Darstellung des Rotationsgeschwindigkeitsprofils des Röntgenstrahls als eine Funktion der Zeit während der Aufnahme der temporo-mandibularen Verbindung.
Fig. 6B ähnlich Fig. 6A das Filmgeschwindigkeitsprofil während der Aufnahme der temporo-mandibularen Gelenke entsprechend dem Erfindungsgedanken, wobei das Rotationsgeschwindigkeitsprofil dem aus Fig. 6A entspricht.
Fig. 7 ein Blockdiagramm des Kontrollsystems welches für das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung benutzt wird.
Entsprechend Fig. 1 und Fig. 2 beinhalten die Hauptelemente einer konventionellen Panorama-Radiographievorrichtung, die für Schmalstrahlen-Tomographie verwandt wird, einen sogenannten C-Arm, welcher einen horizontalen Teil 11 und vertikale Teile 11a und 11b an den Enden aufweist, zwischen denen der zu radiographierende Patient P sitzt. Ein vertikaler Teil 11a des C-Arms stützt eine Röntgenquelle 12, während der andere vertikale Teil 11b eine Röntgenfilmkassette 14 trägt. Die Kassette 14 enthält einen Film F auf welchem das Schmalstrahlenpanoramabild der Zahnstruktur des Patienten abgebildet wird. Die Filmkassette 14 mit ihrem darin enthaltenen Film F ist mit Hilfe eines konventionellen Antriebsmotors bewegbar, der in Fig. 7 mit dem Bezugszeichen 32 versehen ist, simultan mit der Rotationsbewegung des C-Armes um eine nicht stationäre, virtuelle, vertikale Achse A-A mit einer Winkelgeschwindigkeit ω durch einen Motor, der in Fig. 7 mit dem Bezugszeichen 31 versehen ist. Während der Aufnahme wird entsprechend dem in Fig. 2 dargestellten horizontalen Schnitt die Strahlung von einem Fokuspunkt FC der Röntgenquelle 12 als Schmal-Röntgenstrahl ausgestrahlt.
In Fig. 2 ist der Zahnbogen des Patienten P mit dem Bezugszeichen L versehen, der Zahnbogen mit dem Bezugszeichen T und die Sektionen der zeitweisen Unterkieferverbindungen mit den Bezugszeichen KR und KL und mittlere Sagittalebene des Patienten mit dem Bezugszeichen MS.
Entsprechend Fig. 2 findet die Momentanabbildung in dem neuen Abbildungsmodus der vorliegenden Erfindung in wechselseitig parallelen Ebenen (P&sub1;...P&sub1;, P&sub2;...P&sub2;) statt, die die Unterkieferverbindungen KR und KL des Patienten P durchschneiden, so wie es in der unten angegebenen Grundformel der Panorama-Radiographie beschrieben ist:
v&sub1;/v&sub0; = L&sub1;/L&sub0; KL
v&sub0; = ω x r, wobei
L&sub0; = Abstand vom Fokuspunkt FC zum gleichzeitig abgebildeten Punkt der gerade abgebildeten Schicht
L&sub1; = Abstand vom Fokuspunkt FC zur Filmebene
ω = Winkelgeschwindigkeit der Drehbewegung um die virtuelle Rotationsachse
r = Abstand des abgebildeten Punktes von der virtuellen Rationsachse R&sub0; der Drehbewegung
v&sub1; = Geschwindigkeit des Abbildungspunktes auf der Abbildungs- oder Filmebene.
Während der Aufnahme der Unterkieferverbindungen K im Aufnahmemodus für mandibulare Gelenkhöcker entsprechend der Erfindung, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, hat der C-Arm 11 seine Bewegung gestartet und eine Position erreicht, in welcher die Kassette 14 sich in der Position 14&sub1; und der Fokuspunkt des Röntgenstrahls die Position FC&sub1; erreicht hat, von wo aus ein Röntgenstrahl X&sub1; auf das Zentrum der linken mandibularen Verbindung KL gerichtet ist, wobei die genannte Mandibularverbindung KL in der Ebene P&sub1;...P&sub1;, deren Abstand von der virtuellen Rotationsachse R&sub0; gleich r ist, scharf abgebildet wird. Danach setzt der C-Arm seine Bewegung in Richtung des Pfeiles R über die gestrichelt dargestellt Position bis zu einer Position fort, in der der Fokuspunkt der Röntgenquelle 12 am Punkt FC&sub2; ist, wobei der Röntgenstrahl auf die rechte Mandibularverbindung KR ausgerichtet ist und die rechte Mandibularverbindung KR scharf in der Ebene P&sub2;...P&sub2; abgebildet wird. Danach ist die Röntgenfilmkassette in der Position 14&sub2;.
In der erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die in den Ebenen P&sub1;...P&sub1;, P&sub2;...P&sub2; abgebildeten Schichten, die durch die mandibularen Verbindungen KL und KR gehen, eben und wechselseitig parallel aufgrund einer programmgesteuerten Realisation der Geschwindigkeiten VR und V&sub1; des C-Arm-Rotationsmotors 31 und des Filmtransprotmotors 32 ausgerichtet, in der Art wie es später im Detail in Verbindung mit der Beschreibung der Fig. 6A, 6B und 7 dargestellt wird, so daß die oben beschriebene Abbildungsbedingung v&sub1;/v&sub0; = L&sub1;/L&sub0; gilt.
Fig. 3A, 3B und Fig. 4A, 4B zeigen den Mechanismus durch den der Patient P mit seiner/ihrer mittleren Sagittalebene MS in Richtung des Pfeils S der Fig. 1 in einer solchen Position plaziert werden kann, in welcher beide mandibularen Verbindungen KR und KL auf einem einzelnen Film während einer einzigen Aufnahme in vorbestimmten Abbildungswinkeln abgebildet werden können, die später in Verbindung mit den Fig. 5A bis 5D diskutiert werden. Der Positionierungsmechanismus des Patienten P beinhaltet am oberen Ende eines Armes 21 eine Lippenunterstützung 20 auf der die Oberlippe des Patienten P aufgelegt werden kann, so daß die Aufnahme sowohl mit offenem als auch mit geschlossenem Mund des Patienten P durchgeführt werden kann. Der Arm 21 ist mit seinem unteren Ende mit einem L-Arm 22 verbunden, dessen untere Seite über ein Element 23 mit einem geführten Schlitten 24 verbunden ist. Dieser Schlitten ist entlang horizontaler Führungen 25a und 25b mit Hilfe einer Spindel 27 verschiebbar vorgesehen. Die Spindel 27 ist zwischen Endelementen 26a und 26b des Verschiebungsmechanismusses in Lagern angebracht, wobei an die Endelemente auch die Führungen 25a und 25b angebracht sind. Mit dem Gleitblock 24 ist eine Mutter 28 verbunden, die vorzugsweise eine Kugelumlaufmutter ist, die auf dem Gewinde der Spindel 27 umläuft. Entsprechend Fig. 3A und 3B wird die Spindel durch einen Schrittmotor 30 und dieser wiederum durch den Schaltkreis 33 angetrieben.
Die oben beschriebene Patientenpositionierungsmechanismen werden in beiden Aufnahmemodi der Panorama- Röntgenvorrichtung verwendet, d.h. sowohl in dem normalen (ersten) Abbildungsmodus, in welchem Röntgenabbildungen über den innenliegenden Zahnbogen erzeugt werden, als auch in dem (zweiten) Abbildungsmodus entsprechend der Erfindung, in welchem eine Abbildung von beiden temporo-mandibularen Verbindungen KL und KR auf einem einzelnen Film F mit einem vorher einstellbaren Winkel durchgeführt werden können, wobei die Einstellung des Winkels mit Hilfe der oben beschriebenen Justiermechanismen vorbestimmt wird. Der Ort des aufzunehmenden Zahnbogens und der mandibularen Verbindungen K ist in Fig. 5A, 5B, 5C und 5D in einem Röntgenfeld (Winkelwerte 0º ... 100º, Winkel 0º = mittlere Sagittalebene MS des Patienten P) dargestellt, wenn der Patient mit Hilfe der in Fig. 3A, 3B oder 4A, 4B gezeigten Mechanismen auf unterschiedliche Positionen gesetzt ist. Entsprechend Fig. 5A werden die temporo- mandibularen Verbindungen K&sub1; in den Ebenen P&sub1; ... P&sub1; und P&sub2; ... P&sub2; aus einem Winkel von 95ºaufgenommen. In Fig. 5B ist der Patient P nach vorne, also auf die Filmkassette 14 zu bewegt worden, so daß die mandibularen Verbindungen K&sub2; aus einem Winkel von 85º aufgenommen werden. In Fig. 5C ist der Patient noch weiter nach vorne bewegt worden, so daß die mandibularen Verbindungen K&sub3; aus einem Winkel von 75º aufgenommen werden und die gezeigte Vorwärtsbewegung im Diagramm relativ zur in Fig. 5A angezeigten ursprünglichen Position in diesem Beispiel maximal S&sub0; entspricht, wobei die mandibularen Verbindungen K&sub4; unter einem Winkel von 65º aufgenommen werden. In typischen Anwendungen ist der Bereich von 55º ... bis 95º ausreichend und auch möglich, so daß die Bewegung S&sub0; des Patienten in solchen Grenzen bleibt, daß die Kollision der Filmkassette 14 mit dem Patienten P vermieden wird.
In Fig. 6A und 6B ist die Rotationsgeschwindigkeit vR des C-Arms entsprechend der Winkelgeschwindigkeit ω und der Filmtransportgeschwindigkeit v&sub1;, gemäß dem Diagramm von Fig. 2, als Funktion der Zeit dargestellt. Wenn die mandibularen Verbindungen in dem neuen erfindungsgemäßen Abbildungsmodus aufgenommen werden, beginnt die Rotation des C-Armes um eine Drehachse A-A von einer Anfangsposition mit Hilfe eines Motors 31 aus Fig. 7. Sowohl die Rotationsgeschwindigkeit des C-Armes als auch die Filmtransportgeschwindigkeit V&sub1; starten zuerst in einer im wesentlichen linearen Art und Weise entsprechend dem Diagramm von Fig. 6. Entsprechend Fig. 6A und 6B wird zuerst beispielsweise das Gebiet der linken mandibularen Verbindung KL während des Zeitintervalls T&sub1; abgebildet, so daß der C-Arm sich zum Zeitpunkt t&sub1; in einer Position befindet, die der Position FC&sub1; des Röntgenquellen- Fokuspunktes entspricht, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Während der Aufnahme der ersten mandibularen Verbindung KL wird die Filmtransportgeschwindigkeit konstant = v&sub1;&sub0; gehalten. Dann, nachdem die Abbildung der ersten mandibularen Verbindung KL fertig ist, wird die Rotationsgeschwindigkeit vR (welche einen Maximalwert von vR1 hat) auf einen minimalen Wert vR2 reduziert und die Filmtransportgeschwindigkeit v&sub1; wird um einen relativ größeren Wert reduziert, wonach die Aufnahmeprozedur zu dem Objektgebiet der zweiten mandibularen Verbindung KR innerhalb des Zeitintervalls T&sub2; fortschreitet. Zum Zeitpunkt t&sub2; befindet sich der C-Arm in der durch gestrichelte Linien im Diagramm in Fig. 2 angezeigten Position, wobei der Fokuspunkt der Röntgenquelle mit FC&sub2; angegeben ist. Wenn auch die Aufnahme der zweiten mandibularen Verbindung KR abgeschlossen ist, werden die Rotationsgeschwindigkeit vR und die Filmtransportgeschwindigkeit v&sub1; auf Null heruntergefahren in der Art, wie es in Fig. 6A und 6B gezeigt ist, wobei die simultane Abbildung von beiden temporo- mandibularen Verbindungen KL und KR auf einem einzigen Film F fertiggestellt ist.
Die Geschwindigkeitsprofile der Rotationsgeschwindigkeit vR und der Filmtransportgeschwindigkeit v&sub1;, die oben in Verbindung mit der Erklärung der Fig. 6A und 6B beschrieben wurde, werden mit Hilfe eines Kontrollsystems erreicht, das in Fig. 7 dargestellt ist, wobei dieses Kontrollsystem auch für einen normalen Panorama-Aufnahmemodus des Zahnbogens geeignet ist. Das Kontrollsystem weist eine Zentraleinheit 40 mit einer Tastatur 41 und einen Display 42, die daran angeschlossen sind, auf. Verbunden mit der Zentraleinheit 40 ist ein Speicher 43, welcher die Geschwindigkeitsprofiltabellen der Motoren 30, 31 und 32 enthält. Bei einem Betrieb im neuen Abbildungsmodus der mandibularen Gelenkhöcker entsprechend der Erfindung ist die Zentraleinheit 40 über eine Sequenzeinheit 44 des mandibularen Gelenkabbildungsmodus mit den Treiberschaltkreisen 33, 34 und 35 der Motoren 30, 31 und 32 verbunden. Beim Start der mandibularen Gelenkabbildung wird die Vorrichtung von der Tastatur 41 in den mandibularen Gelenkabbildungsmodus gesteuert, wobei die Sequenzeinheit 44 des mandibularen Abbildungsmodus aktiviert ist. Mit Hilfe der Tastatur 41 wird der Abbildungswinkel eingegeben, wobei dessen Wert beispielsweise entsprechend Fig. 5A bis 5D im Bereich von 65 bis 95º variiert werden kann. Das Display 42 zeigt den Abbildungswinkel an und die Zentraleinheit 40 holt die Geschwindigkeitsprofiltabellen, die den ausgewählten Abbildungswinkel des Mandibular-Abbildungsmodus entsprechen, aus dem Speicher 43. Die Zentraleinheit 40 steuert über die Sequenzeinheit 44 des Mandibular- Abbildungsmodus zunächst den Motor 30, so daß der Patientenpositionierungsmechanismus 20, 21 in die entsprechende Position des von der Tastatur 41 eingegebenen Abbildungsmodus gefahren wird. Wenn die Mandibular-Abbildungsoperation danach unter Kontrolle der Tastatur gestartet ist, steuert die Zentraleinheit 40 mit Hilfe der vom Speicher 43 geholten Geschwindigkeitsprofiltabellen die Motoren 31 und 32, so daß die Geschwindigkeitsprofile vR (t) und v&sub1; (t), die in Fig. 6A und 6B gezeigt sind, angewendet werden.
Obwohl nur eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben ist, in welcher die Rotationsgeschwindigkeit vR und die Filmgeschwindigkeit v&sub1; unter Programmsteuerung sowohl in dem Panorama-Aufnahmemodus als auch in dem neuen Mandibularverbindungs-Abbildungsmodus variiert werden, betrifft die Erfindung auch solche Anwendungen, in welchen die genannte Steuerung mit Hilfe von mechanischen Mitteln in beiden oder in einem der Abbildungsmodi angewandt werden, wobei beispielsweise ein derartiger Rotationsmechanismus des C-Arms 11 möglich ist, wie er in dem FI-Patent 73091 (entspricht US-Patent 4,741,007) offenbart ist.
Im folgenden sind die Patentansprüche dargelegt, wobei die unterschiedlichen Details der Erfindung innerhalb des Rahmens der Ansprüche, die die Erfindung definieren, von denen der beispielhaften Ausführungsformen variieren und abweichen können.

Claims

1. Verfahren der Schmalstrahlentomographie, welches eine Röntgenquelle (12) benutzt, deren schmale Röntgenstrahlung (X) dafür vorgesehen ist, durch das zu röntgende Objektgebiet durchzugehen, auf einen beweglichen Röntgenfilm (F), wobei in dem Verfahren das zu röntgende Objektgebiet in einem Patienten (P) in einer bestimmten voreingestellten Position stationär bleibt, während ein Rahmenteil (11,11a,11b), welches die Röntgenquelle (12) unterstützt, mit einer Geschwindigkeit (vR) um eine virtuelle, vorzugsweise vertikale Rotationsachse (R&sub0;) durch einen Motor (31) rotiert wird und gleichzeitig eine Filmkassette (14), die von dem Rahmenteil (11,11a,11b) getragen wird, mit einer Geschwindigkeit (v&sub1;) von einem Motor (32) bewegt wird, und wobei in dem Verfahren gemäß seinem ersten Betriebsmodus der Patient durch Patientenpositionierungseinrichtungen (20...30) getragen wird, um panoramische Röntgenbilder des Zahnbogens (L) zu belichten, so daß die scharf abgebildete Ebene sich zwischen der virtuellen Rotationsachse der Röntgenstrahlung und der Filmebene befindet, und wobei in dem Verfahren zusätzlich zum ersten Betriebsmodus der panoramische Röntgenapparat auf einen speziellen Belichtungsmodus eingestellt wird, um den Zahnbogen abzubilden und der Patient in dem panoramischen Röntgenapparat mit der Hilfe der oben genannten Patientenpositionierungseinrichtungen (20...30) positioniert ist, und wobei in dem Verfahren Bewegungssteuerungseinrichtungen vorgesehen sind, durch welche das Rahmenteil (11,11a,11b) mit einem Zentrum rotiert und die Filmkassette (14) überführt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Geschwindigkeitsprofile (vRt und v&sub1;t) des Motors (31), der das Rahmenteil (11,11a,11b) rotiert und des Motors (32), der die Filmkassette (14) bewegt jeweils von einem Programm gesteuert werden, so daß die Abbildungsbedingung

v&sub1;/v&sub0; = L&sub1;/L&sub0; gültig ist, wobei

v&sub0; = ω x R , wobei

L&sub0; = Abstand vom Fokuspunkt FC zum gleichzeitig abgebildeten Punkt der gerade abgebildeten Schicht

L&sub1; = Abstand vom Fokuspunkt FC zur Filmebene

ω = Winkelgeschwindigkeit der Drehbewegung um die virtuelle Rotationsachser

r = Abstand des abgebildeten Punktes von der virtuellen Rotationsachse R&sub0; der Drebewegung

v&sub1; = Geschwindigkeit des Abbildungspunktes auf der Abbildungs- oder Filmebene,

wobei zum Unterkiefer gehörende Verbindungen (K) mit der abgebildeten Schicht zusammenfällen ohne Rücksicht auf die Position des Patienten (P) in der mittleren Sagittalebene (MS).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die scharf abbildende Schicht im Modus, der die zum Unterkiefer gehörende Verbindung abbildet, so eingestellt ist, daß sie mit vertikal ausgerichteten Ebenen (P&sub1;...P&sub1;,P&sub2;....P&sub2;), die parallel zu der mittleren Sagittalebene (MS) des Patienten (P) sind, und daß sie durch die Gelenkhöcker der zum Unterkiefer gehörenden Verbindung durchgehen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Beginn des Modus, der die zum Unterkiefer gehörende Verbindung abbildet, die Positioniereinrichtungen (20,21,22) des Patienten (P) in der Vorwärts-Rückwärtsrichtung (5) bewegt werden, wobei diese Bewegung den Übertragungswinkel auswählt, von welchem die Röntgenstrahlung durch die Gelenkhöcker (K) der zum Unterkiefer gehörenden Verbindung durchgehen soll.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß gemäß dem Verfahren die Positioniereinrichtungen (20...24) des Patienten von einem Motor (30) bewegt werden, dessen Funktion über die Treiberkreise (driver circuits) (33) einer Zentraleinheit (40) des Steuerungssystems der panoramischen tomographischen Vorrichtung und des Motors (30).

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß gemäß dem Verfahren die Geschwindigkeitsprofile des drehenden Motors (31) und des Filmbewegungsmotors (35) gesteuert werden durch das Benutzen von Geschwindigkeitsprofiltabellen, die in einem Speicher (43) der Zentraleinheit (40) des Steuerungssystemes der Vorrichtung gespeichert sind.

6. Panoramisch tomographische Vorrichtung zur dentalen Röntgenographie, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: Ein Körperteil (13b), an welches ein Rahmenteil (11,11a,11b) angebracht ist, zentriert in Lagern um eine vertikale Achse (A-A), dessen eines Ende eine Röntgenröhre (12) und dessen anderes Ende eine Filmkassette (14) trägt, die dazu geeignet ist, einen Röntgenfilm (F) aufzunehmen, und wobei der Raum zwischen der Röntgenröhre (12) und der Filmkassette (14) das zu röntgende Objektgebiet im Patienten (P) aufnehmen kann, und wobei die Vorrichtung weiterhin einen Motor (31) zum Rotieren des Rahmenteiles (11,11a,11b) mit einer Geschwindigkeit (vr) und einen Motor (32) zum Bewegen der Filmkassette mit einer Geschwindigkeit (v&sub1;) und Bewegungssteuerungseinrichtungen aufweist, durch welche das Rahmenteil (11,11a,11b) mit einem Zentrum rotierbar und die Filmkassette in Längsrichtung bewegbar ist, wobei die Vorrichtung weiterhin Patientenpositionierungseinrichtungen (20, 21), die von Hand oder durch einen Motor (30) in der Vorwärts-Rückwärtsrichtung bewegt werden können, zur Positionierung des Patienten (P) in einer solchen Position, daß in dem speziellen Modus, der die zum Unterkiefer gehörende Verbindung abbildet, die Vorrichtung es erlaubt, die zum Unterkiefer gehörende Verbindung abzubilden,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Vorrichtung folgendes beinhaltet:

ein Steuerungssystem (40,41,42), welches durch Benutzung eines Programms die Geschwindigkeitsprofile vR(t) und v&sub1;(t) des Motors, der das Rahmenteil (11, 11a,11b) rotiert und des Motors (32), der die Filmkassette (14) bewegt, steuert, so daß die Abbildungsbedingung

v&sub1;/v&sub0; = L&sub1;/L&sub0; gültig ist, wobei

v&sub0; = ω x R , wobei

L&sub1; = Abstand vom Fokuspunkt FC zur Filmebene

ω = Winkelgeschwindigkeit der Drehbewegung um die virtuelle Rotationsachse

r = Abstand des abgebildeten Punktes von der virtuellen Rotationsachse R0 der Drehbewegung

wobei beide zum Unterkiefer gehörende Verbindungen (KR,KL) auf einem einzelnen Film abgebildet sind, und zwar in Ebenen, die im wesentlichen parallel zur mittleren Sagittalebene (MS) des Patienten (P) sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Patientenpositioniereinrichtungen (20...29) so angeordnet sind, daß sie entweder von Hand (Fig. 4a,4b) oder durch Einrichtungen eines Motors (30) eingestellt werden können, der von einer Zentraleinheit (40) der Vorrichtung angetrieben ist, so daß der Winkel zu der mittleren Sagitalebene (MS) des Patienten, bei welchem der Röntgenstrahl (X) die Gelenkhöcker der zum Unterkiefer gehörenden Verbindung schneidet, in einem Bereich von ca. 55º bis 95º wählbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Transferschraube (27) und eine Mutter oder ein ähnliches Element, das vom Motor (30) angetrieben ist, aufweist, dazu geeignet, die Patientenpositionierungseinrichtungen (20,21) in der Vorwärts-Rückwärtsrichtung (S) zu bewegen, wobei der Motor (30) über seinen Treiberkreis (driver circiut) (33) steuerbar mit der Zentraleinheit (40) des panoramischen Röntgenapparates verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungssystem eine Zentraleinheit (40) mit einer daran angebrachten Tastatur (41) und einer Anzeige (42) aufweist, und daß die Zentraleinheit (40) dazu angepaßt ist, die Geschwindigkeiten (VR, v&sub1;) des sich drehenden Motors (31) und des Filmbewegungsmotors (32) zu kontrollieren, sowohl in einem konventionellen panoramischen Abbildungsmodus, der entlang einer dem Zahnbogen angepaßten Kontur erscheint, als auch in einem Modus, der die zum Unterkiefer gehörende Verbindung abbildet, und daß die Zentraleinheit (40) an eine Speichereinheit (43) anschließbar ist, welche Geschwindigkeitsprofiltabellen der verschiedenen Motoren (30,31,32), der Vorrichtung für beide Abbildungsmodi beinhaltet.