CN1771007B - 用于全景x射线断层摄影和3d摄影的x射线设备和对x射线敏感的照相机 - Google Patents

用于全景x射线断层摄影和3d摄影的x射线设备和对x射线敏感的照相机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有用于制作层析X射线照片、特别是全景层析X射线照片的对X射线敏感的照相机(55)的X射线设备(50)。此外,存在用于特别是通过用于制作2D照片的第二图像接收器(5)来制作颌弧部分体积的3D照片的装置,并且存在用于从不同方向拍摄多个2D照片并由此优选地根据具有所属的重构算法的锥面光束技术来制作3D照片的装置。所述对X射线敏感的照相机(55)包含用于制作层析X射线照片的对X射线敏感的第一图像接收器(4)和用于制作平面照片的对X射线敏感的第二图像接收器(5)。

Description

用于全景X射线断层摄影和3D摄影的X射线设备和对X射

线敏感的照相机

技术领域

[0001 ] 本发明涉及一种具有对X射线敏感的照相机的X射线设备以及为此所应用的照相机,所述对X射线敏感的照相机包含用于制作层析X射线照片的对X射线敏感的图像接收器。

[0002] 这种X射线设备被用于制作牙齿的全景层析X射线照片。

背景技术

[0003] 根据EP 0 229 971, 一种用于制作病人的颌的全景层析X射线照片的牙科X射线诊断设备是已知的。除了全景层析X射线照片(PAN照片),可以在一个或多个可任意选择的颌段的软片上制作在多个相邻断层位置中的图像。此外,这样将软片暗盒支架固定在支承X射线辐射源的旋转单元上,以致该软片暗盒支架可以从使用位置偏转到不使用位置,以该不使用位置能够制作远距X射线照片(C印h照片),因为所述X射线辐射源不受干扰地在所述软片暗盒支架旁边辐射。

[0004] 根据EP 0 632 994 Al, 一种用于制作病人的身体部分的X射线照片的X射线诊断设备是已知的,在该X射线诊断设备中设置有具有X射线检测器的行检测器照相机,该X射线检测器的宽度匹配于需要拍摄的身体部分的宽度或长度。所述行检测器照相机能够通过调节装置与辐射源一起沿需要拍摄的身体部分运动。在此,该X射线诊断设备既可以被构建用于制作PAN照片又可以被构建用于制作远距照片(C印h),其中用于制作相应照片的行检测器照相机是可转插的并且为此具有这样的连接部分,该连接部分包含用于与支架进行可分离的机械连接和电气连接的连接装置。此外,公开了用于在采用运动的辐射源或主光圈或者两者一起来制作远距照片时引导X射线扇形的不同可能性。

[0005] 在EP 0 634 671中详细说明了一种可转插的照相机,其中尤其将照相机可分离地固定在支架上。

[0006] 根据EP 0 858 773 A2, 一种用于制作X射线照片的检测器装置是已知的,该检测器装置由口腔内传感器的检测器的尺寸的检测器所组成。这样构建该检测器装置,使得能够制作横向层析X射线照片(TSA照片),其中将该检测器装置在其纵轴方向上可调节地夹持在所述行检测器照相机内。检测器单元能够借助于调节装置沿着检测器主轴加以调节。[0007] 在EP 0 858 773 A2中所应用的用于制作PAN照片或C印h照片的传感器通常具有135至180mm的图像高度和大约6mm的图像宽度。用于制作TSA照片的传感器一般具有大约30 X 20mm的尺寸。宽度的不同由以下情况所导致,即在全景层析X射线照片的情况下聚焦层的层厚度(景深范围)至少与所期望的被拍摄物体的厚度一样大,而在TSA照片的情况下聚焦层的层厚度(景深范围)为大约1至3mm。

[0008] 根据DE199 41 668 Al, 一种用于制作3D照片的X射线设备是已知的。完整地追溯在那里所公开的锥面光束技术的解释。

[0009] 然而,锥面光束照片的制作由原理决定需要另一个图像接收器,作为用于制作层

4析X射线照片的图像接收器,该图像接收器通常被构建为依照TDI原理驱动的CCD传感器。在以扇形图像的形式提供单个图像的图像接收器的情况下,这也是适合的,这些单个图像随后计算机辅助地被计算成相应的具有所要求的景深的层析X射线照片。这种图像接收器例如是CM0S检测器。

[0010] 尽管在现有技术中已经规定,用于制作全景层析X射线照片的照相机通过转插也能够被用于制作C印h照片,但是为了制作3D照片仍然需要另一种X射线设备。

发明内容

[0011] 根据本发明,提出一种具有用于制作层析X射线照片的对X射线敏感的照相机的

X射线设备,其中在该照相机中存在用于制作颌弧的部分体积的3D照片的装置。

[0012] 优选地,在照相机中设置有用于制作全景层析X射线照片的第一图像接收器和用

于制作2D照片的第二图像接收器,并且此外设置有这样的装置,以便从不同方向拍摄多个

2D照片并由此计算出3D照片。

[0013] 采用这种X射线设备,优选地在使用具有所属的重构算法的锥面光束技术的情况下,既可以例如利用运行在TDI模式下的CCD传感器来制作全景层析X射线照片,也可以制作体积的3D照片。

[0014] 有利地,第二图像接收器是平面传感器。

[0015] 有利地,存在控制装置,以便能够在3D照片中检测包含来自全景层析X射线照片的片段的部分体积。

[0016] 有利地,存在调节装置和/或控制装置,借助于该调节装置和/或控制装置能够这样调节照相机和X射线辐射源,以致旋转中心位于需要拍摄的部分体积中。有利地,为此将照相机和X射线辐射源固定在共同的载体上,正如这本身对于用于制作全景层析X射线照片的X射线设备来说已知的一样。

[0017] 根据一个改进方案,包含针对照相机和/或图像接收器和/或X射线辐射源和/或主光圈和/或其组合的调节装置,其中能够借助于该调节装置将第二图像接收器置于X射线辐射源的光路中。

[0018] 有利地,设置有与照相机协作的调节装置,其中该调节装置可以被设置在照相机

的壳体内或者被设置在处于照相机与载体之间的连接件中或者被设置在载体本身上。

[0019] 当调节装置被布置在壳体内时,保护调节装置不受外界影响。当调节装置被设置

在载体上时可提供相对大的结构空间,并且照相机可以更小更轻地被实施。

[0020] 根据一个改进方案,X射线设备可以附加地配备有用于以另一个图像接收器制作

远距X射线照片的装置。当为了制作远距X射线照片而校准X射线辐射源时,所述照相机

被布置在处于X射线辐射源和用于制作远距X射线照片的装置的图像接收器之间的光路区

域中,并且在这个区域中可被射线透射。

[0021 ] 除此之外,可以这样安排调节路径,以致在为了制作远距X射线照片而校准X射线辐射源时,能够使照相机从X射线辐射源和用于制作远距X射线照片的装置的图像接收器之间的光路中脱离出来。

[0022] 两种方案都具有以下优点:即使在将拍摄方式从近距X射线(PAN/3D)转换到远距X射线(C印h)时也不需要手工的介入。

5[0023] 有利地,能够偏心可调地夹持照相机,并且将用于制作全景层析X射线照片的图像接收器定位在第一位置,而将用于制作3D照片的图像接收器定位在第二位置。于是,X射线扇形击中被设置用于制作相应照片的图像接收器。

[0024] 本发明的另一个主题是一种对X射线敏感的照相机,该照相机包含用于制作层析X射线照片的对X射线敏感的第一图像接收器。为了制作平面照片,设置对X射线敏感的第二图像接收器。

[0025] 因此,这种照相机除了适合用于制作全景层析X射线照片之外也适合用于制作3D照片。根据本发明,能够利用唯一一个照相机进行PAN摄影或3D摄影。[0026] 因此,这种照相机适合于制作不同类型的X射线照片。

[0027] 根据第一改进方案,将两个图像接收器布置在共同的照相机壳体内。这具有以下优点,即 一个用于机械和电气连接共同固定的接口是足够的。

[0028] 第二图像接收器可以在其被设置用于图像检测的有效平面的第一尺寸方面是第一图像接收器的至少两倍。此外,第二图像接收器可以在第二尺寸方面是第一图像接收器的至多一半。这具有以下优点,即一方面能够将现有的在针对PAN摄影或C印h摄影的尺寸方面微长的行传感器用作图像接收器,而另一方面能够将现有的3D摄影所需宽度的平面传感器用作图像接收器。不需要设置用于制作3D照片所需的宽度的PAN传感器,其比两个单独的传感器一起明显更贵。

[0029] 有利地,将第二图像接收器布置在第一图像接收器侧面附近。由此,不会由于照相机而限制病人的肩膀自由度,所述病人的X射线照片需要被制作。

[0030] 有利地,将第二图像接收器布置在第一图像接收器的背面。这种照相机能够被装入常规的用于制作PAN照片的X射线设备中,并且由此能够提供用于制作3D照片的补充装备,特别是当照相机能够例如通过转插在其朝向X射线辐射源的方向上被翻转时是这样。[0031] 有利地,这样构建所述照相机,以致能够补充装备第二图像接收器。在这种情况下可以首先给X射线设备配备用于制作PAN照片的照相机,并且只有在需要时才将用于制作多层照片的第二图像接收器装入照相机中。

[0032] 根据另一个改进方案,第二图像接收器是第一图像接收器的一部分或者第一图像接收器是第二图像接收器的一部分。由此,一方面当不制作对于第二接收器来说典型的照片时也能够使用由第二接收器提供的图像接收面,另一方面能够将第一图像接收器的一部分用于采用第二图像接收器的照片制作。

[0033] 根据另一个改进方案,设置调节装置,以便可选地将第一图像接收器或第二图像接收器置于用于制作相应的X照片所需的朝向X射线辐射源的方向。

[0034] 所述调节装置和两个图像接收器可以被设置在共同的照相机壳体内,或者被设置在照相机壳体上并且在用于将照相机安装在载体上的连接件的区域中,其中照相机因而能够整体地相对于连接件加以调节。在后一种情况下,也能够从外部轻而易举地以光学方式控制照相机的位置,并且能够确定,是否将正确的传感器移到对于拍摄来说相应的位置。此外,与在整个照相机壳体内调节传感器时相比,照相机壳体可以保持更紧凑。[0035] 当照相机具有射线可透射的区域时,可以让照相机在X射线扇形中保留另一个需要制作的照片,而不会明显影响图像制作。由此照相机能够被保持在其位置上而不必移开。[0036] 根据一个改进改进方案,射线可透射的区域被布置在第一和第二图像接收器之

6间。

[0037] 根据另一个改进方案,射线可透射的区域被布置在第一和第二图像接收器附近。附图说明

[0038] 在附图中描述了本发明的 一个实施例。

[0039] 图la、b示出具有两个不同的相邻布置的图像接收器的照相机,

[0040] 图2a、b示出具有两个不同的被布置在背面的传感器的照相机,

[0041] 图3a、b示出用于在照相机壳体内移动传感器的第一和第二调节机构,

[0042] 图4a示出用于在第一拍摄情况下根据本发明制作PAN和TSA照片的X射线设备

的原理图,

[0043] 图4b示出在第二拍摄情况下(TSA)的根据图5a的X射线设备,

[0044] 图4c示出具有第三拍摄情况(C印h)的另一个X射线设备,

[0045] 图4d示出具有用于三种拍摄情况的可调节的主光圈的又一个X射线设备,

[0046] 图4e、f示出不同拍摄情况的示意图,

[0047] 图5示出具有可偏心地偏转的照相机的另一个示意图。

具体实施方式

[0048] 在图la中以透视图示出了根据本发明的照相机l。照相机1具有壳体2,在该壳体2中安装有薄板3。在薄板3上设置有行传感器形式的第一图像接收器4,所述行传感器在本实施例中被构建为CCD传感器并且具有比其宽度大好多倍的长度。所述图像接收器4可以被划分为CCD传感器形式的图像接收区域4. 1和读出电子设备(Ausleseelektronik)4. 2。[0049] 图像接收器的这种实施方案在现有技术中是充分已知的。原则上也可以使用提供平面图像形式的单个图像的图像接收器、例如CMOS传感器。

[0050] 除了第一图像接收器4,还设置有另外的图像接收器5,该图像接收器5被构建为平面传感器并且能够从其中以高的速度读出完整图像。这个图像接收器4同样被布置在载体3上。立体尺寸例如是60mmX60mm(高乘宽)或大约60mmX80mm,因此所述图像接收器也可以更确切地说被横向布置。在此已表明,60mmX60mmX60mm的部分体积足以充分检测需要拍摄的区域。准确的尺寸应这样来选择,以致达到需要拍摄的部分体积的尺寸。[0051] 壳体2配备有机械和电气连接装置6、7,从而能够将照相机1固定在没有示出的常规的载体结构上。

[0052] 在图lb中示出了按照图la的切割线的、照相机1的横截面。在壳体2中示出了具有第一图像接收器4和第二图像接收器5的薄板3,其中第二图像接收器5被装入薄板3的拍摄装置8中。

[0053] 在图2a中示出照相机21,该照相机21再次具有壳体2和薄板3,其中在薄板3上布置有第一图像接收器4。在薄板3的背面布置有用虚线表示的第二图像接收器5。[0054] 为了即使在照相机21翻转的情况下也能够实现电气触点,电气触点7被双倍地实施为7. 1和7. 2。当然也可以在未示出的X射线设备上的照相机连接件的区域中设置双触点。

[0055] 在按照图6旋转照相机时不需要可转插的连接。这种旋转可以用电机或用手实现。

[0056] 在按照图2b的截面图中,可以毫无困难地看出两个图像接收器4、5彼此以其背面 相对地布置、亦即在载体3的两侧。在此情况下,图像接收器5被装入保持装置8中。 [0057] 因为用于制作全景层析X射线照片的X射线设备由于经常制作这种照片而被视为 基本设备,所以所述照相机可以这样被实施,以致针对3D照片的图像接收器5是可补充装 备的。补充装备可以例如这样实现,以致打开壳体并且将图像接收器5插在相应的位置8 上以及必要时建立其他的电气或机械连接。

[0058] 在现有技术中,用于制作全景层析X射线照片的X射线设备在X射线辐射源和接 收器之间具有固定的耦合,以致两者共同运动。通常将这样的接收器与X射线辐射源一起 牢牢地固定在共同的载体上。

[0059] 在图3a、 b中示出用于移动图像接收器的第一和第二调节机构。固定在载体结构 40上的照相机41具有壳体42,在该壳体42中示出在滑块43形式的调节机构之上的图像 接收器4、5,所述滑块在调节导轨44上被引导。在此情况下,图像接收器4、5能够通过滑块 43和调节机构44从所示的位置移动到虚线位置4' 、5',以致图像接收器4的行检测器代替 图像接收器5的平面传感器到达通过线45表示的X射线的射线扇形(Strahlenfaecher) 中。

[0060] 在图3b中,调节机构被布置在照相机41和载体40之间。照相机41通过其壳体 42与载体结构40可移动地连接,通过布置在照相机上的滑块43和布置在载体结构40上的 调节导轨44来表示。由此整个照相机41能够从所示的位置移动到通过虚线表示的位置, 以致再次通过线45表示的X射线的射线扇形从对准图像接收器5变为对准图像接收器4。 [0061] 照相机41的固定通过连接件来实现,其中连接件装置自身可以已经包含调节装 置。然而这没有示出。

[0062] 替代地,可以采用可电机调节的照相机支架来制作3D照片,其中按照预定的工作 方式来调节传感器。可电机调节的照相机支架建立照相机连接器和载体之间的连接。它可 以这样被实施,以致具有连接器的照相机能够在移动导轨上或借助于偏转装置移动。因此, 照相机自动地移动到设备上的最佳位置。由此PAN照片和紧接着的多层照片的直接的拍摄 序列是可能的,而无需由操作人员附加地介入。

[0063] 在图4a中示出了X射线设备50的主要部分、即具有拍摄单元51和X射线辐射源 52的拍摄装置,其中在处于X射线辐射源52和拍摄单元51之间的光路中布置病人头部形 式的需要检查的对象。为了制作全景层析X射线照片,将从X射线辐射源52出来的X射线 54对准被构建为行检测器的图像接收器4,以便提供用于制作上颌弧和下颌弧的全景层析 X射线照片所需要的长度。

[0064] 平面传感器形式的图像接收器5与此相反处于X射线54之外的静止位置。 [0065] 在图4b中示出了用于制作感兴趣的颌弧部分区域、例如单个牙齿的3D照片的拍 摄情况。现在,布置在拍摄单元51上的照相机被这样校准,以致图像接收器5被X射线54 照射,与此相反图像接收器4位于静止位置。真正的拍摄流程对应于在DE 199 41 668 Al 中对图1、2所说明的流程。

[0066] 在具有按照图2a、 b的传感器装置的照相机的情况下,与此相应地一次是图像接 收器4处于朝着X射线辐射源放置,而另一次是图像接收器5朝着X射线辐射源放置。在此情况下,可以转插照相机或者通过电机调节装置自动地翻转照相机。

[0067] 对于专家来说不言而喻的、但在图中没有一直示出的是主光圈的应用,所述主光 圈具有机械上硬性预定的孔径或者具有可通过活动的未示出的射线限制元件调节的孔径, 用于限制X射线,其中X射线的扩展基本上对应于图像接收器4或5的图像敏感区域,并且 在考虑到有关标准时甚至完全出现在图像接收器4或5的图像敏感面上。由此避免以对于 图像产生来说不必要的X射线产生不必要的射线负荷。 [0068] 在图4c中示出了用于制作C印h照片的原理图。

[0069] C印h照片的制作可以在配备有PAN单元"A"和C印h单元"B"的X射线设备中这 样实施,以致为了制作C印h照片将独立的照相机61装入C印h位置,该照相机61拥有具有 相应长的传感器的图像接收器62。用于制作PAN照片和3D照片的照相机55被这样调节, 以致从X射线辐射源52出来的X射线扇形54在这个照相机55的壳体旁边经过。 [0070] 若放弃独立的C印h传感器,则当位于第一照相机55内的用于制作Pan照片的图 像接收器被构建为相应长时,可以进行第一照相机55的手工转插,以便也覆盖对于制作 C印h照片来说相关的区域。

[0071] 在图4d中示出拍摄单元51,其中在两个图像接收器4、5之间存在对于X射线来说 可透射的区域56。区域56的尺寸这样被安排,以致从X射线辐射源52出发的X射线扇形 54基本上不受影响地穿过照相机。

[0072] 在这个实施例中,照相机是固定的,并且X射线扇形54. 1-54. 3经由可调的主光圈 57对准相应的图像接收器4、5、62。在此情况下,使主光圈57在其几何尺寸上与需要分别 制作的照片一致。为了制作PAN照片,宽度例如是0. 9mm。

[0073] 在图4e中详细示出了这个原理。主光圈57在此具有两个孔径,这些孔径能够允 许对应于不同拍摄方式的X射线扇形54. 1、54.2。为了制作照片,自然分别遮掩其他的X射 线扇形。由X射线辐射源提供的辐射锥体58足够大以提供所期望的X射线扇形54. 1、54.2 或者必要时提供用于远距X射线拍摄的X射线扇形。

[0074] 代替借助于可调的主光圈来分配从X射线辐射源52中出来的X射线扇形58,也可 以通过调节装置将X射线辐射源52分别对准所期望的图像接收器4、5,如图4f所示。这种 调节对于PAN/C印h组合设备来说已经是已知的。所述调节可以通过移动或如所示的那样 通过偏转来实现。在此优点是,X射线扇形58的中心射线总是位于X射线扇形54中。 [0075] 在图5中所示的偏心地布置照相机2的情况下,可以在照相机2的第一取向上制 作PAN照片,其中图像接收器4位于X射线扇形54. 1内。在照相机2的这个取向上,也可 以制作C印h照片,因为X射线扇形54. 3在照相机2的旁边辐射。在虚线表示的照相机2 的取向上,可以制作3D照片,其中该取向通过围绕偏心点59的旋转来实现。在此情况下, 与图像接收器5相比,图像接收器4被布置在距离C印h摄影的X射线扇形54. 3更近的地 方。

[0076] 所示的布置具有以下优点,即对于C印h照片的制作来说,C印h照相机的短支架足 够了,因为X射线扇形54. 3保持靠近墙。原则上适用的是,用于制作PAN照片、3D照片和 C印h照片的主光圈分别是不同的,以及仅仅以唯一的拍摄方式来制作照片。如果在实施例 中同时示出多个X射线扇形,那么这仅仅用于表明几何关系。但是,这样构建并且将这样调 节主光圈,使得以被设置用于制作图像的X射线扇形加载所期望的图像接收器。

Claims (13)

  1. 具有用于制作层析X射线照片的对X射线敏感的照相机(1)的X射线设备,其中所述照相机(1)拥有第一图像接收器(4)和第二图像接收器(5),其特征在于,所述第一图像接收器(4)被设置用于制作全景层析X射线照片,而所述第二图像接收器(5)被设置用于制作2D照片,并且存在用于制作颌弧的部分体积的3D照片的装置,所述装置从不同方向拍摄多个2D照片并由该多个2D照片计算出3D照片,其中此外存在调节装置(44),借助于所述调节装置(44)能够调节所述照相机(1)和/或所述图像接收器(4)和/或X射线辐射源(52)和/或主光圈(57),以致能够将所述照相机(1)中所设置的第二图像接收器(5)置于所述X射线辐射源(52)的光路(54)中。
  2. 2. 按照权利要求l的X射线设备,其特征在于,所述第二图像接收器(5)是平面传感器。
  3. 3. 按照权利要求1至2之一的X射线设备,其特征在于,存在控制装置,以便能够在所 述3D照片中检测包含来自所述全景层析X射线照片的片段的部分体积。
  4. 4. 按照权利要求1至2之一的X射线设备,其特征在于,存在用于依照具有所属的重构 算法的锥面光束技术来制作3D照片的装置。
  5. 5. 按照权利要求1至2之一的X射线设备,其特征在于,所述调节装置(44)被设置在 所述照相机(1)的壳体(2)内或者被设置在所述照相机(1)与载体(40)之间的连接件中 或者被设置在所述载体(40)本身上。
  6. 6. 按照权利要求1至2之一的X射线设备,其特征在于,附加地设置有用于以另一个图 像接收器(62)来制作远距X射线照片的装置(61),以及在为了制作所述远距X射线照片而 校准所述X射线辐射源(52)时,所述照相机(1)被布置在处于所述X射线辐射源(52)和 所述用于制作远距X射线照片的装置(61)的图像接收器(62)之间的光路区域中,并且在 这个区域(56)中可被射线透射。
  7. 7. 按照权利要求1至2之一的X射线设备,其特征在于,附加地设置有用于以另一个 图像接收器(62)来制作远距X射线照片的装置(61),以及安排调节路径,以致在为了制作 所述远距X射线照片而校准X射线辐射源(52)时,所述照相机(1)被构建为从处于所述X 射线辐射源(52)和所述用于制作远距X射线照片的装置(61)的图像接收器(62)之间的 光路中可脱离。
  8. 8. 对X射线敏感的照相机,所述照相机包含用于制作层析X射线照片的对X射线敏感 的第一图像接收器(4),其特征在于,设置有用于制作平面照片的对X射线敏感的第二图像 接收器(5),并且所述两个图像接收器(4、5)被布置在共同的壳体(2)内,并且所述第二图 像接收器(5)被布置在所述第一图像接收器(4)侧面附近,并且此外设置有调节装置(44), 以便将所述第一图像接收器(4)或所述第二图像接收器(5)置于用于制作相应的X射线照 片所需的朝向X射线辐射源(52)的方向。
  9. 9. 按照权利要求8的照相机,其特征在于,所述第二图像接收器(5)被布置在所述第一 图像接收器(4)的背面。
  10. 10. 按照权利要求9的照相机,其特征在于,所述调节装置(44)和所述两个图像接收器 (4、5)被设置在共同的所述照相机(1)的壳体(2)内。
  11. 11. 按照权利要求10的照相机,其特征在于,所述调节装置(44)被设置在所述照相机 (1)的壳体(2)上和用于将所述照相机(1)安装在载体(40)上的连接件的区域中,并且所述照相机(1)能够整体地相对于所述连接件加以调节。
  12. 12. 按照权利要求8至11之一的照相机,其特征在于,所述照相机(1)具有射线可透射 的区域(56)。
  13. 13. 按照权利要求12的照相机,其特征在于,所述射线可透射的区域(56)被布置在所 述第一图像接收器(4)和第二图像接收器(5)之间或附近。
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