DE10016678A1

DE10016678A1 - Verfahren zur Durchstrahlung eines in einer Materialien stark unterschiedlicher Absorption aufweisenden Gesamtheit enthaltenen Gegenstands

Info

Publication number: DE10016678A1
Application number: DE10016678A
Authority: DE
Inventors: Manfred Franetzki; Nadiaf Mougoui
Original assignee: Sirona Dental Systems GmbH
Current assignee: Sirona Dental Systems GmbH
Priority date: 2000-04-04
Filing date: 2000-04-04
Publication date: 2001-10-18

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Durchstrahlung eines in einer Gesamtheit enthaltenen zu untersuchenden Gegenstands (1), wobei in der Gesamtheit Materialien (3, 11) mit gegenüber dem zu untersuchenden Gegenstand (1) stark unterschiedlicher Absorption einer zur Durchstrahlung verwendeten Strahlung vorhanden sind, wobei die Strahlung zur Erstellung von mehreren Einzelaufnahmen verwendet und aus mehreren Einzelaufnahmen tomosynthetische Bildrekonstruktionen vorgenommen werden, wobei der zu untersuchende Gegenstand (1) zumindest teilweise im Strahlengang (14) einer Strahlungsquelle (2, 7) und eines strahlungsempfindlichen Bildsensors (3) angeordnet ist, wobei im Strahlengang (14) mindestens ein weiterer Teilbereich der Gesamtheit liegt und wobei die Strahlungsquelle (2, 7) und/oder der Bildsensor (3) zur Erstellung der Einzelaufnahmen relativ zum zu untersuchenden Gegenstand (1) verstellbar ist. DOLLAR A Der zu untersuchende Gegenstand wird jeweils so durchstrahlt, dass ein entfernt vom zu untersuchenden Gegenstand (1) liegender Teilbereich mit gegenüber dem zu untersuchenden Gegenstand (1) stark unterschiedlicher Absorption außerhalb des Strahlengangs (14) von der Strahlungsquelle (2, 7) zu dem Bildsensor (3) liegt.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Durch strahlung eines in einer Gesamtheit enthaltenen zu unter suchenden Gegenstands, wobei in der Gesamtheit Materialien mit gegenüber dem zu untersuchenden Gegenstand stark un terschiedlicher Absorption einer zur Durchstrahlung ver wendeten Strahlung vorhanden sind. Die Strahlung wird zur Erstellung von mehreren Einzelaufnahmen verwendet, wobei aus mehreren Einzelaufnahmen tomosynthetische Bildrekon struktionen vorgenommen werden. Dabei ist der zu untersu chende Gegenstand zumindest teilweise im Strahlengang ei ner Strahlungsquelle und eines strahlungsempfindlichen Bildsensors angeordnet, wobei im Strahlengang mindestens ein weiterer Teilbereich der Gesamtheit liegt und wobei die Strahlungsquelle und/oder der Bildsensor zur Erstel lung der Einzelaufnahmen relativ zum zu untersuchenden Ge genstand verstellbar ist. Die Erfindung betrifft dabei insbesondere ein Verfahren zur Metallartefaktunterdrückung bei Tomosyntheseaufnahmen, insbesondere für dentale Zwe cke.

Stand der Technik

Die DE 195 33 716 A1 bezieht sich auf eine Röntgendiagnos tikvorrichtung mit einer Positioniervorrichtung für einen Strahlensensor und einen Strahlenempfänger. Gemäß dieser Lösung ist eine erste Positioniervorrichtung für einen Strahlensensor und eine zweite Positioniervorrichtung für einen Strahlenempfänger vorgesehen. Beide Positioniervor richtungen haben eine gemeinsame Bezugsachse. Bei einer An kopplung des Strahlensenders an die erste Positioniervor richtung trifft ein vom Strahlensender emittiertes Strah lenbündel zumindest annähernd zentral auf den Strahlungs empfänger auf.

Die beschriebene Röntgendiagnostikeinrichtung ist zur Er stellung von Tomosyntheseaufnahmen geeignet. Bei einer To mosyntheseaufnahme werden in der Regel während eines Um laufs um den zu untersuchenden Gegenstand eine bestimmte Anzahl von Einzelaufnahmen in gleichmäßigen Winkelschritten einer regelmäßigen Kurve folgend vom Gegenstand angefer tigt. Aus den auf diese Weise erhaltenen Einzelaufnahmen werden dann die Bilder rekonstruiert. Weitere Röntgendia gnostikeinrichtungen sind in der DE 43 17 446 A1 und in der DE 44 14 689 A1 beschrieben.

Bilderzeugende Verfahren in der medizinischen Technik, die aus Einzelaufnahmen Bilder rekonstruieren, haben generell Probleme, wenn in der Aufnahme Zonen oder Objekte mit schwierig verwertbaren Messdaten vorhanden sind. Dies gilt insbesondere für Aufnahmen, welche Materialien abbilden, die ein gegenüber dem zu untersuchenden Gegenstand hohes Absorptionsvermögen der die Aufnahmen erzeugenden Strah lung aufweisen. Diese Materialien stellen damit Störge genstände dar.

Solche Aufnahmen entstehen beispielsweise dann, wenn Rönt genaufnahmen im Kiefer- oder Zahnbereich des Kopfes erstellt werden, da ein sehr hoher Prozentsatz der Bevölke rung der Industriestaaten Metallteile im Mund hat, bei spielsweise Zahnfüllungen, Kronen oder dergleichen. Die Metallteile führen hier zu Störungen, im folgenden Bildar tefakte genannt, die die diagnostische Auswertung der Röntgenaufnahme erheblich erschweren oder im Extremfalle ganz unmöglich machen.

Die durch Metallteile hervorgerufenen Bildartefakte lassen sich in Nahartefakte und Fernartefakte unterteilen. Nahar tefakte sind solche, die in unmittelbarer Umgebung des darzustellenden Gegenstandes durch ein Metallteil, bei spielsweise einer Amalgam-Füllung entstehen, während als Fernartefakte solche Artefakte bezeichnet werden, wo das störende Metallteil in einiger Entfernung vom abzubilden den Gewebeteil liegt, beispielsweise im Gegenast des Kie ferbogens.

Die Artefakte bergen die Gefahr erheblicher Fehldiagnosen. Die Nahartefakte können einen real nicht vorhandenen Spalt zwischen Füllung und Zahn suggerieren, das heißt bei Vor liegen größerer Füllungen wäre ein Randspaltkaries nicht mehr diagnostizierbar. Fernartefakte können vorhandene Strukturen überdecken oder Pseudostrukturen vortäuschen.

Ausgehend von den aus dem Stand der Technik bereits be kannten Lösungsansätzen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mittels welchem der Einfluss von Störungen bei der Erstellung von tomo synthetischen Bildrekonstruktionen verringert wird. Insbe sondere soll der die Abschattung des durch die Röntgen strahlen abzubildenden Bereiches auftretende Einfluss der Metallteilen so reduziert werden, dass diagnostisch verwertbare tomosynthetisch rekonstruierbare Bilder entste hen.

Darstellung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der zu untersuchende Gegenstand jeweils so durchstrahlt wird, dass ein entfernt vom zu untersuchenden Gegenstand liegender Teilbereich mit gegenüber dem zu untersuchenden Gegenstand stark unterschiedlicher Absorption außerhalb des Strahlengangs von der Strahlungsquelle zu dem Bildsen sor liegt.

Der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielbare Vorteil liegt darin, dass die Verwertbarkeit von Tomo syntheseaufnahmen verbessert wird. Teilbereiche mit gegen über dem zu untersuchenden Gegenstand stark unterschiedli cher Absorption, beispielsweise Metallanhäufungen, werden somit als Fehlerquellen eliminiert. Die Durchstrahlung des zu untersuchenden Gegenstands erfolgt bei einer dentalen Panoramaaufnahme beispielsweise so, dass die auf der gege nüberliegenden Gegenkieferastseite vorhandenen Metallan häufungen durch den Strahlengang umgangen werden. Es wird am Metall vorbeigestrahlt.

In weiterer Ausgestaltung des der Erfindung zugrundelie genden Gedankens erfolgt in Abhängigkeit von der Lage des entfernt vom zu untersuchenden Gegenstand liegenden Teil bereichs mit gegenüber dem zu untersuchenden Gegenstand stark unterschiedlicher Absorption ein Schrägstellen der Strahlungsquelle und/oder eine Verkippung des zu untersu chenden Gegenstands und/oder eine Veränderung der Blenden öffnung an der Strahlenquelle. Dies führt dazu, dass auch Informationen über die räumliche Anordnung im Zielbereich in Gestalt von Tiefeninformationen gewonnen werden können.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Bildsen sor bei einer Veränderung des Strahlengangs so bewegt, dass der Mittelstrahl des emittierten Strahlungskegels im wesentlichen die Mitte des Bildsensors trifft. Dadurch lässt sich die für die Bilderzeugung erforderliche Fläche des Bildsensors verringern.

Vorteilhafterweise werden der Bildsensor und die Strah lungsquelle gemeinsam auf einer Ablaufkurve einander gege nüberliegend um eine gemeinsame Rotationsachse bewegt.

Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die dem Bildsensor und der Strahlungsquelle gemeinsame Rotationsachse in den Mittelpunkt des zu untersuchenden Gegenstands simmuliert wird. Dadurch kann man einen kleineren Sensor benutzen.

Es ist weiterhin möglich, die dem Bildsensor und der Strahlungsquelle gemeinsame Rotationsachse außerhalb des zu untersuchenden Obejkts auf einer Kurvenbahn so zu füh ren, dass der Strahlungsschnittpunkt aller Aufnahmen im zu untersuchenden Gegenstand liegt. Hierdurch lässt sich auch bei komplizierten Aufnahmeverhältnissen ein kleiner Sensor einsetzen.

Vorteilhafterweise wird die Strahlungsquelle und/oder der Bildsensor so gesteuert, dass der Mittelstrahl des emit tierten Strahlungskegels im wesentlichen die Mitte des zu untersuchenden Gegenstands erfasst, was sich wiederum auf die erforderliche Größe des Sensors positiv auswirkt.

Dadurch, dass der zu untersuchenden Gegenstand durch zwei schräggestellte Strahlungsquellen oder unter Durchführung von zwei Umläufen mit bezüglich des zu untersuchenden Gegenstands unterschiedlich ausgerichteter Strahlungsquelle durchstrahlt wird, können Tiefeninformationen gewonnen werden und Informationslücken, die eventuell durch die Führung der Durchstrahlung entstehen können, werden im I dealfall geschlossen.

Vorteilhafterweise erfolgt die Abtastung des zu untersu chenden Gegenstands durch mindestens eine auf je einer ge krümmt verlaufenden Ablaufkurve bewegbaren Strahlungsquel le.

Gemäß einer Weiterbildung kann die Durchstrahlung des zu untersuchenden Gegenstands unter Auslenkung der Strah lungsquelle senkrecht zu der hauptsächlichen Bewegungs richtung der Strahlungsquelle an dem Teilbereich mit ge genüber dem zu untersuchenden Gegenstand stark unter schiedlicher Absorption vorbei erfolgen, beispielsweise oberhalb und/oder unterhalb.

Vorteilhafterweise kann hierzu die Blendenöffnung und/oder die Strahlungsquelle ausgelenkt werden.

Die Durchstrahlung kann so festgelegt werden, dass die Ko ordinaten des durch die Strahlungsquelle abzutastenden Be reichs aus einer vorhandenen Aufnahme ermittelt werden und/oder dass mittels eines Röntgenaufnahmenprogramms die räumliche Position des abzutastenden Zielbereiches bestimmt wird.

Unter einem Röntgenaufnahmeprogramm versteht man die zur Steuerung der Strahlungsquelle und des Sensors erforderli chen Programmdaten, zu denen auch die Daten wie Belich tungsdauer, Intensität und andere gehören.

Schließlich können Maßnahmen getroffen werden, dass aus dar räumlichen Position des Zielbereiches die Steuerparameter des Ablaufes einer Tomosyntheseaufnahme bestimmt werden.

In besonderer Weise eignet sich das Verfahren dann, wenn der Teilbereich mit gegenüber dem zu untersuchenden Gegens tand stark unterschiedlicher Absorption Metallteile auf weist.

Das hier beschriebene Verfahren lässt sich mit einem Ver fahren zur Unterdrückung von Störungen, die durch Materia lien mit einem gegenüber zu untersuchenden Gegenstand stark unterschiedlicher Absorption einer zur Erstellung von meh reren Einzelaufnahmen verwendeten Strahlung bei tomosynthe tischen Bildrekonstruktionen aus mehreren Einzelaufnahmen hervorgerufen werden, kombinieren, bei dem jede Einzelauf nahme in eine Anzahl von n Segmenten unterteilt wird, die Segmente, die Abbildungen der Materialien stark unter schiedlicher Absorption enthalten, als "schlecht" gekenn zeichnet werden und die tomosynthetischen Bildrekonstrukti onen anhand der Einzelaufnahmen ohne die Berücksichtigung der Anzahl von m "schlechten" Segmenten mit den verbleiben den Segmenten der Anzahl n - m durchgeführt wird. Besondere Ausgestaltungen des Verfahrens sind in der zeitgleich ein gereichten Anmeldung der selben Anmelderin unter dem inter nen Aktenzeichen 199 90 013 enthalten, die ausdrücklich hier mit einbezogen werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung nachstehend nä her erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 die Umlaufbahn für eine Tomosyntheseaufnahme bei der das aufzunehmende Gegenstand bei einer horizon talen Abtastung von hochabsorbierenden Materialien im Gegenkiefer abgedeckt wird,

Fig. 2 eine doppelt lineare Abtastung durch entweder zwei Strahlungsquellen außerhalb eines Oklusalbereiches oder zwei Durchläufe derselben Strahlungsquelle, wobei die Durchstrahlungsebenen gekippt sind,

Fig. 3 die doppelt lineare Abtastung gemäß Fig. 2 außer halb und innerhalb des Oklusalbereiches,

Fig. 4 eine Aufnahmegeometrie für den Oberkieferbereich mit verkippter Strahlungsquelle und Ausnutzung des Winkels des Strahlkegels eines Panoramageräts,

Fig. 5 eine Aufnahmegeometrie für den Unterkieferbereich ebenfalls mit verkippter Strahlungsquelle und Aus nutzung des Winkels des Strahlkegels,

Fig. 6 eine Verkippung des zu bestrahlenden Gegenstandes in der Fokalebene,

Fig. 7 zur Ermittlung des radialen Korrekturabstandes X bei Verkippung des zu durchstrahlenden Gegenstandes um den Winkel β in der Fokalebene.

Ausführungsbeispiel der Erfindung

Fig. 1 zeigt einen aufzunehmenden Gegenstand 1, der bei einer horizontal verlaufenden Abtastung durch eine Strahlungsquelle 2 von hochabsorbierendem Material in Gestalt von Zahnfüllungen 3 im Gegenkieferast abgedeckt wird.

Der Strahlensender 2 und ein gegenüberliegender Bildsensor 4 bewegen sich mechanisch miteinander gekoppelt auf einer kreisförmigen Umlaufbahn 5. Ihr gemeinsamer Drehpunkt 6 liegt in der Hochachse des abzubildenden Gegenstands 1. Im Drehpunkt 6 liegt der Ursprung eines Koordinatensystems, bestehend aus X-Achse 7 und Z-Achse 8.

In der gezeigten Konfiguration liegen die Störungsgegens tände 3 als hochabsorbierender Materialien im Gegenkiefe rast derart in einem Strahlenkegel 9, dass in einer fluch tenden Position 2' in der Projektionsebene am Bildsensor 4 keine verwertbare Bildinformation ankommt. Mittels des er findungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird das verhin dert.

Fig. 2 zeigt dazu eine Abtastkonfiguration eines Kieferbe reiches mit einer bezüglich der Hauptgbewegungsrichtung ausgelenkten Strahlungsquelle 2, deren Strahlungskegel 9 an Metallanhäufungen 3.1, 3.2 in der Höhe des Palatinums und Mandibularkanals vorbeigeht. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Mund eines Patienten geschlossen ist. Dabei ist die Lage der Metallanhäufungen an sich 3.1, 3.2 bekannt. Bei zweifacher Bestrahlung des Gegenstandes 1 in den beiden dargestellten Lagen der Strahlungsquelle 2, 2" können Tiefeninformationen gewonnen werden. Dabei wird auch der Bildsensor 4 in seiner Lage um ±y verschoben, um dem Strahlengang 9, 9" zu folgen.

Die Strahlungsquellen 2, 2" sind dabei dem Bildsensor 4 gegenüberliegend angeordnet, dessen Vorderfläche dem zu durchstrahlenden Gegenstand 1 zugewandt ist. In der in Fig. 1 dargestellten Konfiguration liegt der zu durchstrahlende Gegenstand 1 im Bereich beider kegelförmig auf geweiteten Strahlengänge 9, 9", die jeweils von der Strahlungsquelle 2, 2" emittiert werden. Dabei kann es sich um zwei Strahlungsquellen handeln oder um eine einzi ge Strahlungsquelle, die zeitlich nacheinander unter schiedliche Positionen einnimmt.

Die beiden Strahlungsquellen 2, 2" tasten den Gegenstand 1 außerhalb des Okklusalbereichs (Kauebene) ab und laufen auf linearen Ablaufkurven um einander herum.

Die Metallanhäufungen 3.1, 3.2 in Zähnen des Ober- bzw. Unterkiefers 10, 11 werden durch Schrägstellung der Strah lungsquellen 2, 2" auf ihren jeweiligen Ablaufkurven nicht durch den Strahlungsgang der Strahlenkegel 9, 9" erfasst.

Der Bildsensor 4 ist entsprechend der Schrägstellung oder der Verkippung der Strahlungsquelle 2, 2" gegenüber einer Mittelachse 12 ausgelenkt. Dazu ist der Bildsensor 4 gemäß des dargestellten Doppelpfeiles relativ zu den Strahlungs quelle n 2, 2" in Y-Richtung positionierbar. Mit dieser Aufnahmekonfiguration lassen sich bessere Tiefeninformati onen ermitteln, die eine räumlich zutreffende Zuordnung des Zielbereiches der Röntgenaufnahmen gestatten.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante bei geöffnetem Mund des Patienten. Durch den geöffneten Mund des Patienten sind Ober- und Unterkiefer 10, 11 voneinander beabstandet, wobei der Abstand in Richtung Schneidezahnbereich größer wird. In der in Fig. 3 gezeigten Konfiguration emittiert die obere Strahlungsquelle 2 einen Strahlenkegel 9, der durch die Öffnung 13 zwischen Ober- und Unterkiefer 10, 11 fällt. Die untere Strahlungsquelle 2" ist so positio niert, dass sie den mit Metallanhäufungen 3.2 versehenen Gegenkieferast 11 unterstrahlt, wobei der Strahlungskegel 9" den zu untersuchenden Gegenstand durchstrahlt. Der zu durchstrahlende Gegenstand 1 liegt somit in beiden Strah lungskegeln 9, 9", wobei die jeweiligen Strahlungskegel mitten durch das zu durchstrahlende Gegenstand 1 etwa in dessen Mitte durchtreten.

Die Hochachse 14 des zu durchstrahlenden Gegenstands 1 bildet die dem Bildsensor 3 und den beiden Strahlungsquel len 2, 2" gemeinsame Rotationsachse. Der mechanische Auf bau, mit der die Strahlungsquellen 2, 2" und der Bildsen sor 4 miteinander verkoppelt sind, ist nicht dargestellt.

Fig. 4 zeigt die Darstellung der Aufnahmegeometrie für den Oberkieferbereich; in dieser Darstellung ist die obere Strahlungsquelle 2 etwas verkippt dargestellt.

Auch in dieser Konfiguration stellt die Achse 13 des zu bestrahlenden Gegenstandes 1 die der Strahlungsquelle 2 und dem Bildsensor 4 den Strahlungsschnittpunkt aller Aufnahmen dar. Die Metallanhäufungen 3.1 im Gegenkieferast des Oberkiefers 10, die der Strahlungsquelle 2 nächst ge legen sind und Fernartefakte auslösen können, werden da durch aus dem Strahlenkegel 9 herausgehalten, dass die um einen Winkel 17, hier etwa 7°, gegenüber einer Mittelachse nach hinten verkippte Strahlungsquelle 2 eine abgedeckte obere Blende aufweist. Der Mittelstrahl 15 des ungestörten Strahlenkegels 9 durchstrahlt den Gegenstand 1 oberhalb der Mitte und trifft auf die Oberfläche des Bildsensors 4 auf. Der vom gesamten Strahlenkegel 9 erfasste Gegenstand 1 wird ohne störende Artefakte auf dem Bildsensor 4 abge bildet. Der Winkel des Strahlungskegels 9 beträgt etwa 25°. Auch hier ist der Mund des Patienten etwas geöffnet, wodurch sich zwischen Ober- und Unterkiefer 10, 22 des Pa tienten eine Öffnung 13 bildet.

Durch das teilweise Verdecken der Blende ist sicherge stellt, dass Fernartefakte außerhalb des Strahlenkegels 9 liegen und dass das strahlungsabsorbierende Material 3.1, 3.2 die Erstellung und Auswertbarkeit der Tomosyntheseauf nahme nicht beeinträchtigt.

Fig. 5 zeigt die Verkippung einer der Strahlungsquellen 2" und die Aufnahmegeometrie für den Unterkieferbereich. Das Bildsensor 4 ist gegenüber der Lage in Fig. 4 etwas in Y-Richtung heruntergefahren und liegt nun direkt gegenüber einem Zahn 1 im Unterkiefer 11. Die Verkippung der Strah lungsquelle 2" um den Winkel 17 zusammen mit der Abde ckung der unteren Hälfte der Blendenöffnung bewirkt, dass der Mittelstrahl 15 den Gegenstand 1 etwa mittig durch dringt und die Füllung 3.2 im Gegenkieferast des Unterkie fers 11, die Fernartefakte verursachen könnte, außerhalb der Strahlungsführung des Strahlungskegels 9 liegt. Die Füllung im Oberkieferbereich 10 oberhalb des zu durch strahlenden Gegenstandes 1 liegt zwar im Strahlenkegel 9", beeinträchtigt jedoch die Erstellung der Tomosynthe seaufnahme des Gegenstandes 1 in geringerem Maß. Der Öff nungswinkel des Strahlungskegels 9" beträgt etwa 25°, könnte jedoch auch 30° betragen oder auch kleinere Werte annehmen. Der Kippwinkel 17 beträgt etwa 7°, könnte jedoch auch größer oder kleiner sein, sollte sich jedoch im Be reich von 10° bewegen.

Die Fig. 6 und 7 zeigen die Verkippung des zu durchstrah lenden Gegenstandes 1 anstelle einer teilweise Verdeckung der Blendenöffnung der Strahlungsquellen 2, 2". Im ge zeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist die gemeinsame Rotationsachse von Bildsensor 4 und den Strahlungsquel len 2 darstellende Hochachse 14 des zu durchstrahlenden Gegenstandes 1 um den Winkel β verkippt. Der Winkel β ent spricht somit dem Kippwinkel des Kiefers des Patienten. Durch eine solche Verkippung gelangt der zu durchstrahlen de Gegenstand 1 optimal in den Strahlenkegel 9 der die Strahlung aussendenden Strahlungsquelle 2. Der sich kegel förmig ausbreitende Strahl 9 gelangt zwischen den Füllun gen 3.1, 3.2 hindurch und wird durch das strahlenabsorbie rende Material der Füllungen 3.1, 3.2 in keiner Weise be einträchtigt.

Durch die Verkippung der Strahlungsquelle oder des Gegens tandes 1 um den Winkel β kommt es auf der Oberfläche des Bildsensors 4 zur verzerrten Darstellung der projizierten Länge des zu durchstrahlenden Gegenstandes 1.

Die sich bei der Verkippung des zu durchstrahlenden Ge genstandes 1 ergebende Geometrie ist in Fig. 7 darge stellt. Aus dem Abstand FS vom Bildsensor 4 zu Strahlungs quelle 2 ergibt sich die Strahllänge A aus dem Strahlwin kel β. Das Maß x/2 bezeichnet die Hälfte des Strahlungske gelwinkels, der sich beiderseits seines Mittelstrahles 15 verlaufend erstreckt.

Im in Fig. 7 vergrößert herausgezeichneten rechtwinkligen Dreieck, läßt sich über die geometrischen Beziehungen

x = C tanβ

C = B tanβ - x tanβ

der radiale Korrekturabstand x gewinnen, der eine Rück rechnung der Bildverzerrung durch die Verkippung des zu durchstrahlenden Gegenstandes 1 gemäß

gestattet.

Der radiale Korrekturabstand x ist sowohl abhängig vom je weiligen Strahlwinkel β als auch abhängig vom Verkippungs winkel β des Kiefers des Patienten.

Neben der Korrektur der Bildverzerrung von der Projekti onsebene in die Fokalebene ist eine Rekonstruktion der Schichtlänge erforderlich. Die Schichtlängen sind um einen Vergrößerungsfaktor MF zu korrigieren. Die Zurückrechnung der Längenmaße aus der projizierten Schicht in die Fokal schicht folgt aus der Beziehung

L_org. = L_projiziert - SA tanγ

wobei mit SA der Abstand zwischen Schicht und Bildsensor 4 bezeichnet ist, während L_projiziert die projizierte Länge des zu durchstrahlenden Gegenstandes 1 in der Sensoroberflä chenebene 4 darstellt.

Zur optimalen Vorbereitung der Tomosyntheseaufnahme wird der Kopf des Patienten zunächst genauestens positioniert. Danach wird sichergestellt, dass der Mittelstrahl 15 des Strahlungskegels 9 immer die Mitte des zu durchstrahlenden Gegenstands 1 trifft oder simmuliert. Dazu kann vor der Tomosyntheseaufnahme eine Panoramaaufnahme angefertigt werden, durch welche auch die Region für die Tomosymtheseaufnahme festlegbar ist. Durch das der Aufnahme zugrundeliegende Röntgenprogramm, sowie mittels der Koordinaten des Regionsrechteckes können die räumlichen Positionen des Zielbereiches bestimmt werden. Daraus lassen sich dann individuell die Koordinaten der Ablaufkurven und die Steuerparameter für die Tomosyntheseaufnahme ableiten.

Das Verfahren eignet sich zur Durchstrahlung von Gegens tänden bei zahnärztlichen Tomosyntheseaufnahmen, wobei der Bildsensor und eine Strahlungsquelle auf einer Ablaufkurve einander gegenüberliegend gemeinsam um eine Rotationsachse bewegbar sind Die Rotationsachse kann relativ zum darzu stellenden Gegenstand verstellbar sein, wobei die Strah lungsquelle ebenfalls relativ zum zu durchstrahlenden Ge genstand verstellbar ist.

In Abhängigkeit von der Position strahlungsabsorbierenden Materials erfolgt ein Schrägstellen der Strahlungsquellen oder eine Verkippung des zu bestrahlenden Gegenstandes. Dabei erfasst der Mittelstrahl des emittierten Strahlungs kegels im wesentlichen die Mitte des Gegenstandes, wodurch Tiefeninformation über die Lage des zu untersuchenden Ge genstands gewonnen werden können.

Die Erfassung von Tiefeninformationen über die Durchstrah lung kann durch Schrägstellung der Strahlungsquellen auf der Ablaufkurve optimiert werden. Die Ablaufkurven können anhand von Informationen aus einer zuvor angefertigten Pa noramaschichtaufnahme festgelegt oder aus einer intraora len Aufnahme oder aus einer individuell durchgeführten vi suellen Inspektion des Mundes des Patienten abgeleitet werden, so dass die Lage der aus den Strahlungsverläufen herauszuhaltenden Metallanhäufungen bekannt ist.

Beispielsweise lassen sich so die Koordinaten des Regions rechteckes ermitteln, die die Ablaufkurve bestimmen. Dar aus lässt sich die Ablaufkurve entweder linear oder ge krümmt verlaufend bestimmen, in jedem Falle aber immer so, dass an Anhäufungen von Metall im Kieferbereich eines Pa tienten vorbeigestrahlt werden kann.

Die Abtastung des zu durchstrahlenden Gegenstandes erfolgt oberhalb und unterhalb der Metallbereiche im Gegenkiefe rast, entweder durch eine Öffnung im Okklusalbereich zwi schen Ober- und Unterkiefer, oder aber durch Schrägstel lung der entsprechenden Strahlungsquelle in Abhängigkeit vom Vorhandensein von Metallanhäufungen im Ober- oder Un terkiefer. Neben einer Verkippung oder Schrägstellung der Strahlungsquellen auf ihren Ablaufkurven kann auch eine Verkippung des zu durchstrahlenden Gegenstandes, insbeson dere des Kopfes um seine Hochachse selbst erfolgen. Die Verkippung des Gegenstandes um seine Hochachse kann durch Ermittlung eines Korrekturabstandes kompensiert werden, wodurch die projizierte Länge der Tomosyntheseaufnahme auf die in der Fokalebene tatsächlich vorliegende Länge zu rückgerechnet wird.

Zusätzlich zu der besonderen Durchstrahlung des zu untersu chenden Gegenstandes ist es möglich, die tomosynthetische Bildrekonstruktion dadurch zu verbessern, dass besondere Bildverarbeitungsverfahren angewendet werden, wie sich in der zeitgleich eingereichten Anmeldung der selben Anmelde rin unter dem internen Aktenzeichen 199 90 013 offenbart sind. Die dort gemachten Ausführungen werden ausdrücklich in die hier vorliegende Anmeldung mit einbezogen.

Bezugszeichenliste

1

zu untersuchender Gegenstand

2

Strahlungsquelle

2

' Strahlungsquelle in fluchtender Position

2

" weitere Strahlungsquelle oder Strahlungsquelle im zweiten Umlauf

3

metallische Störgegenstande

3.1

Metallanhäufung

3.2

Metallanhäufung

4

Bildsensor

5

Umlaufbahn

6

Drehpunkt

7

X-Achse

8

Z-Achse

9

Strahlengang, Strahlenkegel

9

" weiterer Strahlengang oder Strahlengang im zweiten Um lauf

10

Oberkiefer

11

Unterkiefer

12

Mittelachse

13

Öffnung

14

Hochachse

15

Mittelstrahl

16

17

Kippwinkel

18

gekippte Achse
A Strahllänge
B Projektionslänge
FS Abstand des Sensors zur Strahlungsquelle
β Kippwinkel des Kiefers bzw. Strahlwinkel
γ Fokuswinkel
y Hypothenuse
c Kathete
x Korrekturabstand in der Projektionsebene durch Kie ferverkippung

Claims

1. Verfahren zur Durchstrahlung eines in einer Gesamtheit enthaltenen zu untersuchenden Gegenstands (1), wobei in der Gesamtheit Materialien (3, 11) mit gegenüber dem zu untersuchenden Gegenstand (1) stark unterschiedli cher Absorption einer zur Durchstrahlung verwendeten Strahlung vorhanden sind, wobei die Strahlung zur Er stellung von mehreren Einzelaufnahmen verwendet und aus mehreren Einzelaufnahmen tomosynthetische Bildre konstruktionen vorgenommen werden, wobei der zu unter suchende Gegenstand (1) zumindest teilweise im Strah lengang (14) einer Strahlungsquelle (2, 7) und eines strahlungsempfindlichen Bildsensors (3) angeordnet ist, wobei im Strahlengang (14) mindestens ein weite rer Teilbereich der Gesamtheit liegt und wobei die Strahlungsquelle (2, 7) und/oder der Bildsensor (3) zur Erstellung der Einzelaufnahmen relativ zum zu un tersuchenden Gegenstand (1) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zu untersuchende Gegenstand jeweils so durchstrahlt wird, dass ein entfernt vom zu untersuchenden Gegenstand (1) liegender Teilbereich mit gegenüber dem zu untersuchenden Gegenstand (1) stark unterschiedlicher Absorption außerhalb des Strahlengangs (14) von der Strahlungsquelle (2, 7) zu dem Bildsensor (3) liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Lage des entfernt vom zu untersuchenden Gegenstand (1) liegenden Teilbereichs mit gegenüber dem zu untersuchenden Gegenstand (1) stark unterschiedlicher Absorption (6, 8) ein Schrägstellen der Strahlungsquelle (2, 7) und/oder eine Ver kippung (18) des zu untersuchenden Gegenstands (1) und/oder eine Veränderung einer Blendenöffnung an der Strahlungsquelle (2, 7) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass der Bildsensor bei einer Veränderung des Strahlengangs so bewegt wird, dass der Mittelstrahl (15) des emittierten Strahlungskegels (14) im wesent lichen die Mitte des Bildsensors (3) trifft.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildsensor (3) und die Strah lungsquelle (2, 7) gemeinsam auf einer Ablaufkurve einander gegenüberliegend um eine gemeinsame Rotati onsachse (9) bewegt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Bildsensor (3) und der Strahlungsquelle (2, 7) gemeinsame Rotationsachse (9) in den Mittel punkt des zu untersuchenden Gegenstands (1) gelegt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Bildsensor (3) und der Strahlungsquelle (2, 7) gemeinsame Rotationsachse (9) ausserhalb des zu untersuchenden Objekts auf einer Kurvenbahn so geführt wird, dass der Strahlungsschnittpunkt aller Aufnahmen im zu untersuchenden Gegenstand (1) liegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelstrahl (15) des emit tierten Strahlungskegels (14) im wesentlichen die Mit te des zu untersuchenden Gegenstands (1) erfaßt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zu untersuchenden Gegenstand (1) durch zwei schräggestellte Strahlungsquellen (2, 7) oder unter Durchführung von zwei Umläufen mit be züglich des zu untersuchenden Gegenstands unterschied lich ausgerichteter Strahlungsquelle durchstrahlt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastung des zu untersuchen den Gegenstands (1) durch mindestens eine auf je einer gekrümmt verlaufenden Ablaufkurve bewegbaren Strah lungsquelle (2, 7) erfolgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchstrahlung des zu unter suchenden Gegenstands (1) unter Auslenkung des Strah lenganges senkrecht zu der hauptsächlichen Bewegungs richtung der Strahlungsquelle an dem Teilbereich mit gegenüber dem zu untersuchenden Gegenstand (1) stark unterschiedlicher Absorption (6, 8) vorbei erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenöffnung und/oder die Strahlungsquelle ausgelenkt werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Koordinaten des durch die Strahlungsquelle (2, 7) abzutastenden Bereichs aus ei ner vorhandenen digitalen Aufnahme ermittelt werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Röntgenaufnahmenprogramm die räumliche Position des abzutastenden Zielbereiches bestimmt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass aus der räumlichen Position des Zielbereiches die Steuerparameter des Ablaufes der To mosyntheseaufnahme bestimmt werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich mit gegenüber dem zu untersuchenden Gegenstand (1) stark unterschiedli cher Absorption Metallteile (6, 8) aufweist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch ge kennzeichnet, dass zusätzlich Bildverarbeitende Ver fahren zur Unterdrückung von Störungen, die durch Ma terialien mit gegenüber einem zu untersuchenden Ge genstand stark unterschiedlicher Absorption einer zu Erstellung von mehreren Einzelaufnahmen verwendeten Strahlung bei tomosynthetischen Bildrekonstruktionen aus mehreren Einzelaufnahmen angewendet wird.