Seitdem
die Digitaltechnik in Zahnarztpraxen zur besseren inner- und außerbetrieblichen
Kommunikation Eingang fand, besteht der Wunsch, auch die Röntgenaufnahmen
von Zähnen
digital zu erstellen und zu archivieren. Dafür wurden in den letzten 25 Jahren
zwei unterschiedliche Verfahren entwickelt: das Platinenverfahren
und das Speicherfolienverfahren.
Die
wichtigsten Gründe,
die zur Entwicklung dieser Digital-Verfahren führten, waren:
- 1. Wegfall des Einsatzes von Chemikalien und Wasser beim Entwickeln
der Negativfilme, das in Dunkelheit erfolgen muss.
- 2. Einfachere, schnellere und völlig trockene Handhabung beim
gesamten Aufnahmevorgang.
- 3. Schnellere Verfügbarkeit
der Röntgenbilder
am Monitor.
- 4. Möglichkeit
der digitalen Speicherung der Bilder und deren elektronische Übertragung
an andere Speicher oder Monitore.
- 5. Möglichkeit
der Veränderung
von Größe und Gradation
der Bilder am Monitor, was für
einige Diagnosen nützlich
sein kann.
Diesen
Vorteilen stehen aber wesentliche Nachteile gegenüber:
Die
diagnostische Qualität
der digitalen Bilder ist hinsichtlich ihrer Schärfe geringer als bei Filmaufnahmen,
denn das Auflösungsvermögen von
Platinen und Speicherfolien ist geringer als das von Negativfilmen.
Die Pixel der digitalen Aufnahmematerialien haben einen einheitlichen
Durchmesser von ca. 20 μm. Sie
sind im Bild rasterartig linear waagerecht und senkrecht angeordnet.
In Filmnegativen sind dagegen die Pixel je nach Lichteinwirkung
und Entwicklung nur zwischen 1 – 7 μm groß und ohne
starres Schema positioniert. Dieser Vorteil einer höheren Auflösung wird
besonders deutlich bei Röntgenaufnahmen
von Wurzelkanälen,
die in der Spitze nur einen Durchmesser von 30 – 40 μm haben. Ihr Verlauf, ihre Länge und
ihre Füllung
muss vor und nach einer endotonischen Behandlung durch Röntgenaufnahmen
exakt ermittelt werden.
Digital
erstellte Bilder können
nur am Monitor oder als Papierausdruck betrachtet und ausgewertet werden.
In beiden Fällen
ist die Qualität
abhängig von
der jeweiligen Abbildungsqualität.
Diese hängt – außer von
der Auflösung, – wesentlich
auch vom Vermögen
ab, möglichst
viele Graustufen darzustellen: Ein transparenter Negativfilm, der
im Durchlicht betrachtet wird, kann bis zu 380 der genormten Dichtegrade
wiedergeben. Im Auflicht zu betrachtende opake Papierausdrucke können maximal – je nach
Papier und Druckqualität – nur 80
bis 100 Graustufen liefern. Die in Zahnarztpraxen üblichen
Monitore für alphanumerische
Kommunikation sind lediglich in der Lage, etwa 140 unterschiedliche
Graustufen darzustellen.
Die
diagnostische Qualität
von Zahn-Röntgennegativfilmen,
die mit einer Lupe auf einem Leuchtschirm mit variabler Helligkeitsregelung
erzielbar ist, kann von Digitalbildern somit nicht erreicht werden.
Selbst spezielle, aufwändige
Röntgenmonitore,
die eine besonders hohe Auflösung
haben und einen größeren Dichteumfang
bieten, erreichen das nicht.
Hinzu
kommt Folgendes:
- 1. Der Einsatz der starren
und relativ dicken Aufnahmeplatinen im Mund, die per Kabel mit dem PC
verbunden sind, bereitet bei Patienten häufig Würgen und Brechreiz. Er ist
außerdem
bei schwierigen, intraoralen Gegebenheiten, z. B. bei schräg oder quer
liegenden hinteren Zähnen,
aus räumlichen
Gründen
unmöglich.
Ein Negativfilm ist hingegen dünn
und flexibel. Er kann notfalls leicht gebogen und sogar geknickt
werden.
- 2. Die Zahnärzte
können
bei Negativfilmen zwischen 8 international genormten ISO-Formaten wählen und
das für
die jeweilige Diagnose passende Format einsetzen. Von den sehr teuren Platinen,
die je cm2 aktiver Fläche über 5.000 mal teurer sind als
ein Filmnegativ, gibt es nur je Hersteller 1 – 3 Formate. Der Preis von
Speicherfolien beträgt
je cm2 aktiver Fläche etwa das 200-fache von
einem Negativfilm. Es gibt bisher nur 3 Formate.
- 3. Die Aufwendungen für
den Betrieb digitaler Aufnahme- und
Wiedergabesysteme von Röntgenzahnaufnahmen
sind somit ein Vielfaches höher als
diejenigen für
Filmaufnahmen. Das gilt sowohl für
die benötigten
Geräte
wie auch für
das Verbrauchsmaterial. Für
das Ausle sen der Speicherfolien werden komplizierte Laserscanner
benötigt. Für beide
Verfahren wird außerdem
kostspielige Software benötigt,
die sich erfahrungsgemäß häufig ändert.
- 4. Es ist technisch schwierig, hochauflösende Platinen in der geforderten
geringen Dicke herzustellen. Deshalb werden für die mit 5,7∙7,6 cm
großformatigen
Occlusalaufnahmen bisher keine Platinen erstellt, da dieses Format
nur selten gebraucht wird. Occlusalaufnahmen können daher nur auf Negativfilm
oder Speicherfolien erstellt werden.
Die
Erfindung beruht somit auf dem Problem, eine Möglichkeit zu schaffen, die
Vorteile der Negativfilmaufnahmen mit den Vorteilen der digitalen
Darstellung der Bilder zu verknüpfen.
Dabei muss berücksichtigt
werden, dass die Erfindung von einem Zahnarzt oder seiner Helferin
problemlos genutzt werden kann und die Ergebnisse rasch vorliegen.
Zur
Lösung
des Problems sieht die Erfindung vor, dass sich unmittelbar an das
Filmentwicklungsgerät
ein Scanner anschließt,
der die Negativfilme digitalisiert, und dass eine Transporteinrichtung
zwischen dem Filmentwicklungsgerät
und dem Scanner vorgesehen ist, wobei die vom Filmentwicklungsgerät fertig
entwickelten und danach ausgegebenen Negativfilme von der Transporteinrichtung
in den Scanner eingegeben werden.
Damit
werden die schon bekannten für
Röntgenzahnfilme
geeigneten Filmentwicklungsgeräte um
eine digitale Komponente erweitert, es schließt sich somit an die Filmentwicklung
eine automatische Digitalisierung der Negativfilme an. Dieser Prozess verläuft automatisch
und bis auf eine Eingabe des zu entwickelnden Negativfilmes ohne
Zu tun einer Person und ist daher für den Einsatz in Zahnarztpraxen geeignet.
Für die Aufnahme
des Röntgenbildes
wird auf die bisher übliche
analoge Aufnahmetechnik zurückgegriffen,
mit der eine hohe Auflösung
mit vielen Graustufen erreicht wird. Die entwickelten Negativfilme
werden anschließend
gescannt, wobei hochauflösende
Scanner genutzt werden können,
so dass nur wenige oder keine Bildinformationen verloren gehen.
Da diese nun aber digital vorliegen, können Sie gespeichert und zur
Erhöhung
der Aussagekraft ggf. noch digital bearbeitet werden, wobei aber
der Negativfilm zu Dokumentations- und Beweiszwecken bestehen bleibt.
Hierfür ist der
Scanner mit einer Auswerteeinrichtung sowie mit einem Monitor zur
Wiedergabe der digitalen Bilddaten und/oder einem nichtflüchtigen
Speicher für
die Bilddaten versehen.
Nicht
immer gelingen die Zahnaufnahmen sofort. Damit der Zahnarzt möglich umgehend über die
Notwendigkeit einer Wiederholung informiert wird, sieht die Erfindung
außerdem
vor, dass die Auswerteeinrichtung so ausgebildet ist, dass sie aus
den Bilddaten die Bildqualität
beschreibende Parameter ermittelt und diese zur Anzeige bringt.
Insbesondere ermittelt die Auswerteeinrichtung aus den Bilddaten die
niedrigste und höchste
Dichte und bringt sie zur Anzeige. Diese Information reicht in der
Regel aus, um die Qualität
des Bildes beurteilen zu können.
Für die praktische
Durchführung
besitzt das Filmentwicklungsgerät
einen Einfädelschlitz,
der mit einer Negativtasche lichtdicht verbindbar ist. Dies hat den
Vorteil, dass kein Dunkelraum benötigt wird und der Automat an
einer beliebigen Stelle aufgestellt werden kann. Be sonders gut lassen
sich zum Einfädeln
des Negativfilmes Negativtaschen verwenden, die zur Entnahme des
zu entwickelnden Negativfilmes umstülpbar sind.
Damit
der Prozess des Entwickelns und des Scannens automatisch ablaufen
kann, sieht die Erfindung eine Transportvorrichtung für die Negativfilme im
Filmentwicklungsgerät
sowie eine Transportvorrichtung zwischen dem Filmentwicklungsgerät und dem
Scanner vor, wobei diese einen gemeinsamen Antrieb aufweisen. Da
stets nur ein Negativfilm im Automaten bearbeitet wird, bestimmt
die variierbare Antriebsgeschwindigkeit den Prozessfortschritt,
indem die Antriebsgeschwindigkeit an die für die einzelnen Schritte der
Filmentwicklung benötigte
Zeit laufend angepasst wird.
Vorzugsweise
besteht die Transportvorrichtung aus einer Vielzahl von Rollen,
die einen vom Einfädelschlitz
bis zur Ausgabe aus dem Scanner durchgehenden Transportweg bilden.
Um
den Durchlauf der Negativfilme durch den Automaten mittels einer
Steuerschaltung steuern zu können,
wird wenigstens ein Sensor benötigt,
um wenigstens eine Position des Negativfilmes auf dem Transportweg
ermitteln zu können.
Als
Ergebnis der Erfindung erhält
man somit einen Bild-Automaten,
mit dem gleichzeitig analoge und optimale digitale intraorale Röntgenaufnahmen mit
automatischer Kontrolle der Bildqualität erstellt werden können, der
schneller, einfacher und wirtschaftlicher ist als die bisher bekannten
Geräte
und Verfahren.
Vor
allem wird ein mit reinen Digitalbildern verknüpfter juristisch bedeutsamer
Mangel behoben: Digitalbilder kön nen
leicht "bearbeitet", das heißt verändert werden:
Dazu ist es nur notwendig, die zum Bildaufbau beitragenden Pixel
elektronisch zu verändern.
Oft werden dabei, um das Auflösevermögen künstlich
zu erhöhen,
durch Interpolation Pixel erzeugt, die im Originalbild nicht vorhanden
waren. Dagegen ist bei Negativfilmen jede nachträgliche Änderung leicht erkennbar; denn
sie würde
einen mechanischen Eingriff in die beidseitigen Filmemulsionen voraussetzen.
Ein Duplikatfilm ist vom Originalfilm leicht durch Querschnitt zu
unterscheiden. Derartige Änderungen
von Dichte und Gradation beeinflussen auch die Qualität der Diagnose.
So kann beispielsweise Lage und Länge eines Wurzelkanals oder
Initialkaries nicht mehr sicher erkannt werden.
Bei ärztlichen
Gutachten und/oder bei Gerichtsprozessen haben Röntgennegativfilmbilder daher
einen juristisch deutlich höheren
Wert als Digitalbilder. Der erfindungsgemäße Automat ermöglicht, analoge
und digitale Röntgenzahnaufnahmen
zu erstellen, ohne die damit bisher verbundenen Nachteile beizubehalten.
Gleichzeitig wird – was
bisher unbekannt ist – die
Qualität
der Röntgenbilder
beim Scannen durch Erfassen der niedrigsten und höchsten Dichte
z. B. an einer LED-Anzeige angezeigt. Bei unbefriedigender Dichte
und Gradation kann dann die Aufnahme sofort mit besserer Einstellung
wiederholt werden.
Im
Folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispieles
die Erfindung näher
erläutert
werden. Dazu zeigt die einzige Figur in einer schematischen Prinzipdarstellung
Aufbau und Funktion des Automaten gemäß der Erfindung.
Dabei
wird davon ausgegangen, dass die Negativfilme 3a verpackt
sind gemäß der WO 98/06004
und dass sie mittels eines Peelkreuzes 2 gemäß Patent
WO96/20428 bei Tageslicht in den Automaten eingeführt werden.
Somit ist weder ein manuelles umständliches Auspacken des Negativfilmes noch
ein Hantieren im Dunkeln notwendig.
Die
beiden genannten WO-Schriften gehen auf den Anmelder zurück und werden
zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht.
Beispielhaft
sind in der 1 dargestellt das Gehäuse 1 des
Automaten mit dem Peelkreuz 2, in dem die Verpackung des
belichteten Zahnfilms bei Tageslicht vor Licht geschützt aufgezogen
werden kann. Der Negativfilm 3a fällt durch Aufziehen der Verpackung
nach unten in den Einfädelschlitz 3 des Automaten.
Dort wird er beidseitig von kontinuierlich sich bewegenden Transportrollen 4 eines
durch den Automaten führenden
Transportweges erfasst. Dieser führt
zunächst
durch eine Biegung in einen horizontalen Abschnitt und dann durch
einen schmalen Schlitz in eine Entwicklerkammer 5. Dort
wird der Negativfilm sowohl von oben wie auch von unten ca. 15 Sekunden
lang mit temperiertem Entwickler bespült. Anschließend gleitet
er auf dem Transportweg horizontal in eine Fixierkammer 6,
wo für
beispielsweise 20 sec ein temperiertes Fixierbad auf ihn einwirkt. Schließlich wird
der Negativfilm mittels der Transportrolle in eine Spülkammer 7 transportiert,
wo er beidseitig mit temperiertem Wasser und Beschleuniger zur schnellen
Auswaschung des Thiosulfats für
etwa 25 sec ausgewaschen wird. Dem schließt sich eine weitere Spülkammer 8 an.
Danach
wird der Negativfilm durch ein Druckrollenpaar 8a, die
beidseitig das Wasser abstreifen, in eine Heißluftzone mit einem Gebläse 13 zum
Trocknen transportiert. Damit ist zunächst der Filmentwicklungsprozess
beendet.
Nach
dem Verlassen der Heißluftzone
wird der Negativfilm mit veränderter
Geschwindigkeit durch einen Scanner 17 bewegt, wo er mit
hoher Auflösung
digital abgetastet wird. Der Scanner 17 weist dazu eine
Lampe 15 und eine der Lampe gegenüberliegende, feststehende Scanleiste 14 mit
einer Vielzahl von lichtempfindlichen Dioden auf, die den Negativfilm
zeilenweise abtasten. Der Zeilenvorschub erfolgt dabei durch die
Transportvorrichtung, deren Antrieb dementsprechend schrittweise
angesteuert wird. Es wird daher nicht möglich sein, gleichzeitig schon
einen weiteren Negativfilm zu entwickeln, da hier andere Anforderungen
an die Transportgeschwindigkeit gestellt werden.
Der
Scanner 17 registriert gleichzeitig die Werte für die niedrigste
und die höchste
Dichte des Filmnegativs und zeigt beide Werte an einer LED-Anzeige 18 an.
Der Zahnarzt, dessen Augen häufig durch
das bei der Behandlung notwendige sehr helle Licht nicht optimal
auf das Unterscheiden feiner Grauwertunterschiede adaptiert sind,
kann dadurch objektiv erkennen, ob die Aufnahme für eine zuverlässige Diagnose
geeignet ist oder ob sie mit anderer Einstellung wiederholt werden
sollte. Nach Verlassen des Scanners fällt der Negativfilm in ein
Ablagefach 16.
Der
gesamte Prozess bestehend aus Filmentwicklung, Digitalisierung und
Anzeigen der Dichtewerte läuft
vollautomatisch ab. Nach Betätigen einer
Starttaste bewegen sich alle Transportrollen. Die Chemikalien und
das Wasser, die unter dem Transportweg in beispielsweise vier kleinen
geschlossenen Flaschen (9, 10, 11, 12)
temperiert lagern, werden durch jeweils eine Saugpumpe 19 nach oben
in die jeweiligen Kammern gespült.
Sie fließen von
dort wieder zurück
in die Flaschen (9, 10, 11, 12). Weil
dieser Kreislauf geschlossen ist, findet eine viel geringere Oxydation
der Chemikalien statt als in den üblichen offenen Tanks herkömmlicher
Filmentwicklungsgeräte.
Der gesamte Prozess vom Aufpeelen der Filmverpackung bis zur Ablage
der Digitaldatei im PC, der Anzeige der Dichte werte und dem Erscheinen
des Bildes am Monitor dauert nur etwa 90 Sekunden.
Gegenüber der
Herstellung von Filmröntgenbildern
in den bisher bekannten Entwicklungsgeräten erfordert das Bedienen
des Automaten viel weniger Handgriffe. Zur nur selten notwendigen
Reinigung des Gerätes
werden die vier für
das Entwickeln mit Chemikalien und Wasser gefüllten Flaschen per Schraubverschluss
gegen vier nur mit Wasser gefüllte
Flaschen ausgetauscht. Dann bedarf es wiederum nur eines Tastendrucks
und es wird Wasser durch die Kammern für Entwickler und Fixierer gespült. Weil die
Chemikalien nur kurzfristig in den Kammern eingesetzt werden und
sofort wieder in die Flaschen zurückfließen, verbleiben dort ohnehin
nur geringe Rückstände.
Der
Einsatz des erfindungsgemäßen Automaten
bringt gegenüber
den bisher üblichen
Methoden des Erstellens von analogen und digitalen Röntgenaufnahmen
folgende Vorteile:
- 1. Der bisher als wichtigster,
durch Elektronik überholter
geschilderter Nachteil des Erstellens von Filmbildern – das Hantieren
mit Chemikalien und Wasser im Dunklen – entfällt. Erfindungsgemäß wird der
belichtete Negativfilm bei Tageslicht in den vor Lichteinfall geschützten Automaten
eingeführt.
ohne mit der Hand berührt
zu werden. Die Flüssigkeiten
kommen nur in geschlossenen Flaschen zum Einsatz. Sie können ganz
einfach per Schraubverschluss angeschlossen und ausgetauscht werden.
- 2. Jegliches Hantieren im Dunklen entfällt. Bisher müssen die
belichteten Negativfilme im Dunkeln manuell den üblichen verschweißten PVC-Packungen,
die außer
dem Negativfilm noch ein umhüllendes
Schwarzpapier und Bleifolie enthalten, entnommen und entweder an Transportbügel geklammert
oder in Fächer
oder Körbchen
gelegt werden, von wo aus sie die Entwicklungsgeräte durchlaufen.
- 3. Die diagnostische Qualität
der Digitalbilder am Monitor und/oder Papierausdruck ist hinsichtlich ihrer
Auflösung
besser als bei Einsatz der bisherigen digitalen intraoralen Aufnahmemedien,
denn es stehen zum Bildaufbau über
den Negativfilm wesentlich mehr Pixel zur Verfügung.
- 4. Der Dichteumfang der Röntgennegative
wird an einer LED-Anzeige bei Auswurf des gescannten Negativfilms
angezeigt. Dadurch kann der Zahnarzt objektiv unterscheiden, ob
die Bildqualität
genügt
oder eine Wiederholungsaufnahme ratsam ist.
- 5. Der Automat ermöglicht
Digitalröntgenzahnbilder
viel wirtschaftlicher herzustellen, als es bisher möglich gewesen
ist, denn ein räumlich
nicht beschränkter
Linear-Fotoscanner kann relativ einfach und wirtschaftlich hergestellt
werden. Dagegen ist es außerordentlich
kompliziert und aufwändig,
in licht- und speichelsicher verpackten Platinen von wenigen mm
Dicke elektronische Dioden so eng zu installieren, dass eine hohe
Auflösung
erreicht wird. Außerdem
müssen
Speicherfolien in komplizierten, aufwändig herzustellenden Laserscannern
ausgelesen werden, die wesentlich größer und kostenträchtiger
sind als Fotoscanner.
- 6. Wenn die digitalen Zahnröntgenaufnahmen
mit dem erfindungsgemäßen Automaten
erstellt werden, entsteht gleichzeitig ein Originalfilmarchiv. Das
bietet nicht nur volle juristische Sicherheit bei Gutachten und/oder
Prozessen. Es macht auch unabhängig
von Störungen
oder Änderungen
in der Elektronik und/oder Software. Angesichts der gesetzlichen
Vorschrift, Dentalröntgenbilder
bis zu 28 Jahren aufheben zu müssen
und griffbereit zu haben, ist dies auch die bestmögliche diagnostische
und wirtschaftliche Sicherheit.