DE102006016572A1

DE102006016572A1 - Verfahren zur Erstellung von Panoramaschichtaufnahmen und Röntgenbildaufnahmee inrichtung

Info

Publication number: DE102006016572A1
Application number: DE102006016572A
Authority: DE
Inventors: Johannes Ulrici; Ulrich Schulze-Ganzlin
Original assignee: Sirona Dental Systems GmbH
Current assignee: Sirona Dental Systems GmbH
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-04-06
Publication date: 2007-10-18
Also published as: US20070280411A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung einer Panoramaschichtaufnahme eines Objektes (10) mittels Röntgenstrahlen, bei dem ein digitaler röntgenstrahlenempfindlicher Bildempfänger (14) relativ zu dem aufzunehmenden Objekt (10) bewegt wird und Bildinformationen für eine erste Schichtlage (15) des Objektes (10) in einen ersten Speicherbereich (21.1) summiert werden, wobei die Summation nach einem vorgegebenen ersten Zeitabstand (Deltat1) mit einem vorgegebenen ersten Zeilenversatz (Deltas1) vorgenommen wird. Bildinformationen für eine zweite Schichtlage (16) des Objektes (10) werden in einen zweiten Speicherbereich (21.2) summiert, wobei die Summation nach einem vorgegebenen zweiten Zeitabstand (Deltat2) mit einem vorgegebenen zweiten Zeilenversatz (Deltas2) vorgenommen wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine digitale Röntgenaufnahmeeinrichtung (1) zur Erstellung von Panoramaschichtaufnahmen eines Objektes (10), welche einen röntgenstrahlenempfindlichen Bildempfänger (14), einen ersten und einen zweiten Speicherbereich (21.1, 21.2) zur Speicherung von Daten und eine erste und eine zweite Verknüpfungseinheit (20.1, 20.2) zum Verknüpfen von Bilddaten aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung einer Panoramaschichtaufnahme eines Objektes mittels Röntgenstrahlen, bei dem ein digitaler röntgenstrahlenempfindlicher Bildempfänger relativ zu dem aufzunehmenden Objekt bewegt wird und Bildinformationen für eine erste Schichtlage des Objektes in einen ersten Speicherbereich summiert werden, wobei die Summation nach einem vorgegebenen ersten Zeitabstand mit einem vorgegebenen ersten Zeilenversatz vorgenommen wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine digitale Röntgenaufnahmeeinrichtung zur Erstellung von Panoramaschichtaufnahmen eines Objektes, welche einen röntgenstrahlenempfindlichen Bildempfänger, einen ersten Speicherbereich zur Speicherung von Daten und eine Verknüpfungseinheit zum Verknüpfen von Bilddaten aufweist.
Stand der Technik
Aus der EP 0 279 293 ist eine zahnärztliche Röntgendiagnostikeinrichtung zur Erstellung von Panorama-Schichtaufnahmen vom Kiefer eines Patienten bekannt, die einen mit einem Detektor verbundenen A/D-Wandler aufweist, einen Bildspeicher sowie eine Datenverarbeitungseinrichtung, welche aus den von der Detektoranordnung während eines Aufnahmeablaufs gelieferten Signalen ein Übersichtsbild errechnet.
Darüber hinaus ist aus dem Stand der Technik bekannt, CCDs als Sensoren für die Bildaufnahme zu verwenden, wobei die CCDs im TDI-Modus betrieben werden. Die Verschiebegeschwindigkeit der Signalladungen auf dem CCD wird der Relativgeschwindigkeit zwischen dem aufzunehmendem Objekt und dem CCD angepasst. Damit ist es möglich, eine bestimmte Schicht des aufzunehmenden Objektes scharf abzubilden.
Mit den im Stand der Technik bekannten Verfahren ist es nur möglich, eine einzige scharfe Schicht pro Umlauf des Röntgengerätes zu erfassen. Dies ist jedoch aus mehreren Gründen von Nachteil. Einerseits liegt im Falle einer dentalen Panoramaschichtaufnahme die scharfe Schicht nicht immer exakt im Kieferbogen, da jeder Kiefer individuell geformt ist. Andererseits ist es möglich, dass eine für eine Behandlungsplanung oder Diagnose notwendige aufzuzeichnende krankhafte Stelle nicht scharf abgebildet wird, da sie z.B. neben der scharfen Schicht liegt. Darüber hinaus ist teilweise gewünscht, mehrere Schnittaufnahmen benachbarter Ebenen eines Bereiches zu erstellen, um beispielsweise eine tomographische Übersicht über den Bereich zu erhalten.
All diese Anforderungen bedürfen einer oder mehrerer Aufnahmen, die einerseits zeitraubend sind und andererseits die Strahlenbelastung des Patienten unnötig erhöhen.
Es stellt sich somit die Aufgabe, ein Verfahren und eine Röntgeneinrichtung zu schaffen, mit denen es möglich ist, mehrere nebeneinanderliegende scharfe Schichten gleichzeitig aufzunehmen.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Erstellung von Panoramaschichtaufnahmen gemäß dem Anspruch 1 und eine digitale Röntgenbildaufnahmeeinrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch 10.
Das Verfahren zur Erstellung von Panoramaschichtaufnahmen eines Objektes mittels Röntgenstrahlen, bei dem ein digitaler röntgenstrahlenempfindlicher Bildempfänger vorgesehen ist, dessen Pixel in einer zweidimensionalen Zeilen- /Spaltenstruktur angeordnet sind, sieht vor, dass der Bildempfänger relativ zu dem aufzunehmenden Objekt mit einer festgelegte Geschwindigkeit bewegt wird und dabei Bildinformationen des Objektes aufnimmt, wobei die Bildinformationen für eine erste Schichtlage mit einer vorgegebenen ersten Lesefrequenz aus dem Bildempfänger gelesen werden und nach jedem Lesen des Bildempfängers in einem ersten Speicherbereich auf einen in dem ersten Speicherbereich vorhandenen zugeordneten Speicherinhalt summiert werden, wobei die Summation nach einem vorgegebenen ersten Zeitabstand mit einem vorgegebenen ersten Zeilenversatz vorgenommen wird, wobei weiterhin der erste Zeitabstand ein ganzzahliges Vielfaches des Kehrwertes der ersten Lesefrequenz ist.
Bildinformationen für eine zweite Schichtlage werden mit einer zweiten Lesefrequenz aus dem Bildempfänger gelesen und nach jedem Lesen des Bildempfängers in einem zweiten Speicherbereich auf ein in dem zweiten Speicherbereich vorhandenen zugeordneten Speicherinhalt summiert. Die Summation wird nach einem vorgegebenen zweiten Zeitabstand mit einem vorgegebenen zweiten Zeilenversatz vorgenommen, wobei der zweite Zeitabstand ein ganzzahliges Vielfaches des Kehrwertes der zweiten Lesefrequenz ist.
Der in den Speicherbereichen vorhandene Speicherinhalt kann ein Bild einer zuvor aus dem Bildempfänger ausgelesenen Bildinformation, ein Summationsbild aus mehreren derartigen Bildinformationen oder leer sein.
Dieses Verfahren macht es möglich, zwei Schichten des aufzunehmenden Objektes gleichzeitig zu erfassen, wobei die Schichten in beliebiger Lage zueinander liegen können.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn Bildinformationen für weitere Schichtlagen mit vorgegebenen weiteren Lesefrequenzen aus dem Bildempfänger gelesen werden und nach jedem Le sen des Bildempfängers in weiteren Speicherbereichen zu einem in den jeweiligen weiteren Speicherbereich vorhandenen zugeordneten Speicherinhalt summiert werden. Die Summation wird nach vorgegebenen weiteren Zeitabständen mit vorgegebenen weiteren Zeilenversatzen vorgenommen, wobei die weiteren Zeitabstände je ein ganzzahliges Vielfaches des Kehrwertes der jeweiligen weiteren Lesefrequenzen sind. Damit ist es möglich, gleichzeitig mehrere Schichtlagen aufzunehmen und eine Schnittbildaufnahme beispielsweise eines Kiefers zu erhalten.
Die Speicherinhalte aus je einem der Speicherbereiche können vorteilhafterweise gelesen werden, mit den jeweiligen neu aufgenommenen Bildinformationen mit dem gegebenen Zeilenversatz summiert werden und die summierten Daten zurück in den jeweiligen Speicherbereich geschrieben werden. Die Speicherinhalte können Summationsdaten aus vorangegangenen Summationen sein. Die Bildinformation kann auch in digitaler Form abgespeichert und summiert werden.
Statt eines Summierers können andere Verknüpfer vorgesehen werden, beispielsweise Subtrahierer. Damit wird nur der konkrete Aufbau geändert, nicht das zugrundeliegende Erfindungsprinzip.
Vorteilhafterweise entsprechen die Lesefrequenzen einer gemeinsamen Lesefrequenz. Ein derartiges Verfahren lässt sich mit geringerem Aufwand durchführen.
Vorteilhafterweise sind die jeweiligen Zeitabstände voneinander unterschiedlich. Dies ermöglicht die Aufnahme von unterschiedlichen Schichten.
Vorteilhafterweise sind die ganzzahligen Vielfachen zeitabhängig. Dies ermöglicht es, die relative Lage der Schichten während der Aufnahme zu variieren. Beispielsweise ist es denkbar, dass es in einem Bereich, z.B. einem Frontzahnbreich, notwendig wird, die Schichten enger aneinander zu führen als in einem anderen Bereich, beispielsweise einem Backenzahnbereich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die in den Speicherbereichen vorhandenen Daten in einen weiteren Speicher geschrieben werden. Der weitere Speicher dient zur Speicherung der fertigen Panoramaschichtaufnahmen der jeweiligen Schichten und kann außerhalb des für das Verfahren verwendeten Gerätes angeordnet sein, beispielsweise in Form einer Festplatte eines Computers. Der weitere Speicher bildet die Basis für den Abruf der Bildinformationen für die Diagnose.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die festgelegte Geschwindigkeit und/oder die Lesefrequenzen zeitabhängig sind. Dies erhöht die Flexibilität bei der Anpassung der relativen Lagen der scharfen Schichten.
Statt einer Zeitabhängigkeit kann auch eine Ortsabhängigkeit des Orts des Strahlers und des Bildempfängers von Vorteil sein, wenn eine vorgegebene Bahnkurve abgefahren wird. Beide Abhängigkeiten stehen durch eine bekannte Bewegungsgleichung des Röntgengeräts in einem eindeutigen Bezug zueinander und sind daher austauschbar.
Vorteilhafterweise wird der Bildempfänger mit einer gegebenen Frequenz zurückgesetzt. Die gegebene Frequenz kann zeitabhängig sein.
Die erfindungsgemäße digitale Röntgenbildeinrichtung zur Erstellung von Panoramaschichtaufnahmen eines Objektes umfasst einen röntgenstrahlenempfindlichen Bildempfänger, dessen Pixel in einer zweidimensionalen Zeilenstruktur angeordnet sind, einen ersten Speicherbereich zur Speicherung von Daten und eine Verknüpfungseinheit zum Verknüpfen von Bilddaten, die mit dem ersten Speicherbereich und dem Bildempfänger zusammenwirkt. Darüber hinaus ist ein weiterer Speicherbereich und eine Takteinheit vorhanden, wobei die Takteinheit mehrere Taktfrequenzen bereitstellt, welche das Lesen und Schreiben von Bildinformationen steuern.
Eine derartige Röntgenbildaufnahmeeinrichtung ermöglicht die Aufnahme von mehreren scharfen Schichten in einem Aufnahmedurchgang.
Vorteilhafterweise ist der Bildempfänger als CMOS-Bildempfänger ausgebildet. CMOS-Bildempfänger erlauben einen höheren Integrationsgrad von Bauteilen auf dem Bildempfänger als CCD-Sensoren und sind darüber hinaus preiswerter herzustellen.
Vorteilhafterweise sind ein oder mehrere weitere Speicherbereiche zur Speicherung von Daten vorhanden, die mit der Verknüpfungseinheit zusammenwirken, wobei die Takteinheit ein oder mehrere weitere Taktfrequenzen bereitstellt. Dies ermöglicht die Aufnahme weiterer scharfer Schichten.
Besonders vorteilhaft ist es wenn die Speicherbereiche logische Bereiche eines gemeinsamen Speichers sind. Dies senkt die Produktionskosten.
Vorteilhafterweise ist der jeweilige Zeitabstand zwischen zwei Zeilenversatzen je ein ganzzahliges Vielfaches des Kehrwertes der jeweiligen Lesefrequenz.
Vorteilhafterweise führt die Verknüpfungseinheit je zwei Verknüpfungen mit einem vorgegebenen Zeilenversatz durch. Damit wird es möglich, auf weitere Mittel, die einen Zeilenversatz herbeiführen, zu verzichten.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der jeweilige Zeilenversatz zwischen zwei Zeitabständen je ein ganzzahliges Vielfaches des Kehrwertes der jeweiligen Lesefrequenz ist. Da mit wird erreicht, dass jeweils vollständige Bilder miteinander verknüpft werden.
Vorteilhafterweise entsprechen die Lesefrequenzen einer gemeinsamen Lesefrequenz. Dies verringert den apparativen Aufwand, ohne eine allzu große Einschränkung der Funktionalität der Röntgenbildaufnahmeeinrichtung zu bewirken.
Vorteilhafterweise sind die Zeitabstände, zu denen ein Zeitenversatz durchgeführt, für verschiedene Speicher- und Verknüpfungseinheiten voneinander unterschiedlich. Im Falle gleicher Lesefrequenzen werden somit die Aufnahmen unterschiedlicher Schichten möglich.
Vorteilhafterweise ist der Speicher als analoger Speicher und die Verknüpfungseinheit als analoge Verknüpfungseinheit ausgebildet. Derartige Verknüpfungseinheiten und Speicher sind sehr schnell und können auf der Platine des Bildempfängers platzsparend untergebracht werden. Dies reduziert die Signalverschlechterung durch lange Leitungswege und durch eine zwischenzeitliche Digitalisierung der Einzelaufnahmen, die in Summe zu größeren Bildabweichungen führt als eine Digitalisierung des fertig summmierten Bildes. Darüber hinaus kann die Anzahl des Digitalisierungen reduziert werden, was nur langsamere und/oder weniger AD-Wandler erforderlich macht.
Alternativ dazu ist es möglich, den Speicher als digitalen Speicher auszubilden und die Verknüpfungseinheit so zu gestalten, dass sie die digitalen Speicherinhalte aus den Speicherbereichen lesen kann. Damit können Korrekturen bereits an den Teilbildern vorgenommen werden.
Vorteilhafterweise ist ein weiterer Speicher vorgesehen, der mit dem Speicher zusammenwirkt und zur festen Speiche rung von Daten dient. Damit ist es möglich, die Röntgenbilder zum Zwecke der Diagnose zu speichern.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Röntgenbildaufnahmeeinrichtung werden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen die:
1 eine erfindungsgemäße Röntgenbildaufnahmeeinrichtung, die
2 eine Prinzipskizze zur Verdeutlichung des Prinzips der Aufnahme verschiedener Schichten, die
3 den prinzipiellen bilderfassungsseitigen Aufbau der Röntgenbildaufnahmeeinrichtung, in einer ersten Ausführungsform, die
4 den prinzipiellen bilderfassungsseitigen Aufbau der Röntgenbildaufnahmeeinrichtung in einer zweiten Ausführungsform und die
5 eine Prinzipskizze zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Darstellung der Erfindung
Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Röntgengerät 1. An einer Tragsäule 2 befindet sich ein Ausleger 3, an dem ein Träger 4 drehbar befestigt ist. An dem Träger 4 sind ein Röntgenstrahler 5 und ein Bildempfänger 6 diametral zu einer Haltevorrichtung 7 für einen nicht dargestellten Patienten angeordnet.
Der Patient wird mittels der Haltevorrichtung 7 und einer Aufbissvorrichtung 8 mit dem Kopf ortsfest zu der Tragsäule 7 positioniert. Der Träger 4 dreht sich dann auf einer vorgegebenen Bahn um einen Kopf des Patienten.
Bei den bekannten TDI-Verfahren, die auf der Verwendung von CCD-Sensoren basieren, wird die bereits gesammelte Bildinformation entgegen der Bewegungsrichtung des Bildempfängers relativ zu dem aufzunehmenden Objekt so verschoben, dass die Bildinformationen eines aufzunehmenden Punktes immer die Zelle belichten, in die die Bildinformation desselben aufzunehmenden Punktes von der vorangegangenen Aufnahme hin verschoben wurde. Die Bildinformation wandert also entgegen der Aufnahmerichtung derart, dass sie sich in einem Pixel des Bildempfängers befindet, das auf einer Geraden Röntgenquelle-Bildpunkt durch den aufzunehmenden Punkt liegt. Die Verschiebungsgeschwindigkeit der Bildinformation auf dem Sensor muss daher an die Lage der scharfen Schicht angepasst sein.
Die 2 zeigt eine Prinzipskizze zur Verdeutlichung des Prinzips zur Erstellung einer scharfen Schicht anhand eines Kieferabschnittes 10 des Patienten. Zur besseren Veranschaulichung ist die Skizze nicht maßstabsgetreu.
Die Röntgenquelle 11 emittiert einen durch eine Primärblende 12 begrenzten Strahlenfächer 13, der den Kieferschnitt 10 durchdringt, auf den Bildempfänger 14 trifft und dort aufgezeichnet wird. Dargestellt sind weiterhin zwei aufzunehmende Schichten des Kieferabschnittes 10, eine erste Schicht 15 und eine zweite Schicht 16.
In dem kleinen Bereich des aufzunehmenden Kieferabschnittes 10, der in 2 dargestellt ist, kann die Bewegung der Aufnahmeeinheit, bestehend aus Röntgenquelle 11, Primärblende 12 und Bildempfänger 14, relativ zu dem Kieferabschnitt 10 als linear angenähert werden, sodaß sich die Röntgeneinheit relativ zu dem Kieferabschnitt 10 mit einer Geschwindigkeit v(t) parallel zu den aufzunehmenden Schichten 15 und 16 bewegt.
Je näher eine aufzunehmende Schicht an dem Bildempfänger 14 liegt, desto langsamer wandert sein Abbild, gemäß den Grundsätzen des Strahlensatzes auf dem Bildempfänger 14 bei der Relativbewegung über den Bildempfänger 14. Ein Punkt P₁, hier die Grenze zwischen einem Zahn und einem Kiefer, auf der ersten Schicht 15 wandert daher schneller über den Bildempfänger 14 als ein weiterer Punkt P₂ auf der zweiten Schicht 16, der sich auf der gleichen Höhe befindet.
Geometrisch bedingt ist daher die nötige Verschiebungsgeschwindigkeit der Bildinformationen auf dem Bildempfänger 14 für die scharfe Schicht 16 kleiner als die entsprechende Verschiebungsgeschwindigkeit für die scharfe Schicht 15.
Der gewünschte Abstand der aufzunehmenden scharfen Schichten zueinander kann während der Aufnahme variieren. In einem Frontzahnbereich könnte es beispielsweise erforderlich sein, dass die scharfen Schichten dichter beieinander liegen als in einem Backenzahnbereich.
Die 3 zeigt den aufnahmeseitigen Teil der erfindungsgemäßen Röntgenbildaufnahmeeinrichtung 1 in einer ersten Ausführungsform. Der von der Röntgenquelle 11 bestrahlte Kiefer 10' wird auf den Bildempfänger 14 abgebildet.
Der Bildempfänger 14 ist als CMOS-Sensor 14 ausgebildet. Der CMOS-Sensor 14 kann ausgelesen werden, ohne die in den Pixeln befindlichen Ladungen zu löschen. Dies ermöglicht es, den CMOS-Sensor 14 beliebig oft auszulesen. Die Löschung der Pixel findet unabhängig vom Auslesen statt.
Die Pixel des CMOS-Sensors 14 sind in einer zweidimensionalen Zeilenstruktur auf Spalten R_X1, R_X2 sowie Zeilen R_y1, R_y2 usw. angeordnet. Der CMOS-Sensor 14 erfasst Bildinformationen des Kiefers 10' mit einer Frequenz f_B(t), d.h., der La dungsinhalt der Pixel des CMOS-Sensors 14 wird nach jedem Takt 1/f_B(t) zurückgesetzt.
Eine Summationseinheit 20 liest mit einer Lesefrequenz f_L(t) Bildinformationen aus dem CMOS-Sensor 14 aus und summiert diese in einen Speicher 21. Dazu werden die aus dem CMOS-Sensor 14 ausgelesenen Bildinformationen pixelweise auf den im Speicher 21 vorhandenen Speicherinhalt aufsummiert. Der in den Speicherbereichen vorhandene Speicherinhalt kann ein Bild einer zuvor aus dem Bildempfänger ausgelesenen Bildinformation, ein Summationsbild aus mehreren derartigen Bildinformationen oder auch leer sein, wenn der Speicher wie weiter unten beschrieben im vorangegangenen Taktzyklus geleert wurde.
Exemplarisch ist der Speicher 21 logisch in vier Speicherbereiche 21.1, 21.2, 21.3, 21.4 aufgeteilt, in die der Summierer 20 nach dem in 5 näher beschriebenen Verfahren summiert. Die aufsummierten Bilddaten werden dann an einen zweiten Speicherbereich 22 geleitet, in dem sie abgelegt und zur Auswertung bereitgehalten werden.
Abhängig von der physikalischen Ausgestaltung des Sensors kann es zur Summation erforderlich sein, den jeweiligen Speicherinhalt der Speicherbereiche 21.1, 21.2, 21.3, 21.4 auszulesen und nach der Summation in den jeweiligen Speicherbereich 21.1, 21.2, 21.3, 21.4 zurückzuschreiben.
Der Summierer 20 wird bei der Summation prinzipiell gesteuert von weiteren Parametern n₁(t), n₂(t), n₃(t), n₄(t), Δs₁, Δs₂, Δs₃, Δs₄, deren Funktion in 5 eingehender erläutert wird.
Es ist möglich, weiterhin einen analogen Verstärker zwischen dem CMOS-Sensor 14 und dem Summierer 20 vorzusehen.
4 zeigt den bilderfassungsseitigen Aufbau der Röntgenaufnahmeeinrichtung 1 in einer zweiten Ausführungsform. Im Unterschied zu der in 3 dargestellten Ausführungsform sind hier mehrere Summierer 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4 vorgesehen. Jeder dieser Summierer 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4 arbeitet mit einer eigenen Lesefrequenz f_L1(t), f_L2(t), f_L3(t) und f_L4(t). Jedem Summierer 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4 wird je ein Zeilenversatz Δs₁', Δs₂', Δs₃' und Δs₄' sowie je eine ganze Zahl n₁'(t), n₂'(t), n₃'(t) und n₄'(t) vorgegeben, die die Speicherlogik steuern. Jeder dieser Summierer 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4 wirkt mit einem Speicherbereich 21.1', 21.2', 21.3' und 21.4' eines Speichers 21' zusammen.
Das Speicher- und Summierverfahren wird in 5 eingehender erläutert.
Die Geschwindigkeit v(t), die Bildfrequenz f_B(t), die ganzen Zahlen n₁(t), n₂(t), n₃(t), n₄(t), n₁'(t), n₂'(t), n₃'(t), n₄'(t) sowie die Lesefrequenzen f_L1(t), f_L2(t), f_L3(t) und f_L4(t) sind zeitabhängig, wobei die Zeitabhängigkeit eine Funktion des aufzunehmenden Bereichs des Kiefers 10' ist. Es ist somit auch möglich, die oben genannten Größen als eine Funktion des Ortes der Röntgeneinrichtung darzustellen. Die Umlaufgeschwindigkeit des Röntgenstrahlers 5 und des Bildempfängers 6 um den Kiefer 10' des Patienten ist abhängig von der relativen Lage des Röntgenstrahlers und des Bildempfängers 6 zu dem Kiefer.
Die Summierer 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4 sowie der Speicher 21' sind als analoge Strukturen ausgeführt. In den Speicherbereichen 21.1', 21.2', 21.3' und 21.4' werden die Signale des Bildempfängers 14 analog aufsummiert. Dies hat den Vorteil, dass die Summierer 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4 sowie der Speicher 21' auf dem CMOS-Chip untergebracht werden können, ohne dass eine extrem schnelle Digitalisierung erforderlich ist. Die analogen Strukturen sind platzsparend, die kurzen Signalwege und die direkte Verarbeitung der Bildsignale ohne vorherige Digitalisierung verbessern die Präzision und das Signal-Rausch-Verhältnis und die analogen Strukturen sind darüber hinaus ausreichend schnell.
Statt des Summierens können auch andere Verknüpfungen vorgenommen werden, beispielsweise eine Subtraktion zweier aufeinanderfolgender Aufnahmen und eine anschließende Addition der aus der Subtraktion entstandenen Differenzbilder. Dies ist dann vorteilhaft, wenn der CMOS-Sensor 14 mit einer Frequenz f_B(t) zurückgesetzt wird, die kleiner ist als die entsprechenden Lesefrequenzen f_L1(t), f_L2(t), f_L3(t) und f_L4(t). Durch Differenzbildung zweier nacheinander ausgelesener Speicherinhalte kann der neu hinzugewonnenen Informationsgehalt ermittelt werden.
Es ist weiterhin möglich, einen analogen Verstärker zwischen dem CMOS-Sensor 14 und dem Verknüpfer 20 vorzusehen.
Die 5 zeigt das Verfahren zur Erzeugung von TDI-Aufnahmen mittels des CMOS-Sensors 14. Dargestellt ist das Prinzip zur gleichzeitigen Erstellung zweier Schichten mittels der Speicherbereiche 21.1 und 21.2. Im Gegensatz zu 3 ist der Sensor gedreht dargestellt, so dass v(t) nach oben zeigt.
Dargestellt sind drei Zeiten, T₀, T₁ und T₂, wobei gilt: T1 = T0 + n1(t)/fL1(t); T2 = T0 + 2 × n1(t)/fL1(t), bzw. T2 = T0 + n2(t)/fL2(t) mit n2(t) = 2 × n1(t).
Zum Zeitpunkt T₀ findet gerade das Beschreiben der Speicherbereiche 21.1 und 21.2 statt. Dabei wird die Bildinformation, die im CMOS-Sensor 14 in der Zeile Ry₁ steht, in die Zeile 1 der beiden Speicherbereiche 21.1 und 21.2 geschrieben.
Zum Zeitpunkt T₁ wird im Speicherbereich 21.1 ein Zeilenversatz Δs₁ von einer Zeile vorgenommen. Die erste Zeile Ry₁ wird in die letzte dargestellte Zeile des Speicherbereichs 21.1 geschrieben, die im Taktzyklus davor gelöscht wurde und die zweite Zeile Ry₂ auf den Inhalt der ersten Zeile 1 des ersten Speicherbereichs 21.1.
Auf den zweiten Speicherbereich 21.2 wird die Bildinformation genauso wie zum Zeitpunkt T₀ summiert.
Nach jedem Summationszyklus werden einzelne Zeilen der Speicherbereiche 21.1 und 21.2 ausgelesen und dem Speicher 22 zugeführt, der die Informationen speichert.
Zum Zeitpunkt T₂ findet im Speicherbereich 21.1 ein weiterer Zeilenversatz statt, so dass die Zeile Ry₁ in die Zeile n-1 des Speicherbereichs 21.1 summiert wird. Die Zeile Ry₂ wird in die Zeile n des Speicherbereichs 21.2 summiert.
Im Speicherbereich 21.2 wird nach einem Zeilenversatz Δs₂ von einer Zeile eine Summation in die Zeile 2 vorgenommen, wie dies zum Zeitpunkt T₁ im Speicherbereich 21.1 geschehen ist.
Zusammen mit dem Auslesen der Zeilen in den Speicherbereichen 21.1 und 21.2 werden die Zeilen zurückgesetzt. Zur Zeit T₀ wird die Zeile n ausgelesen und zurückgesetzt. Das Auslesen im darauf folgenden Taktzyklus wird dann in der vorherigen Zeile, hier also n-1, vorgenommen. Auf diese Weise wird erreicht, dass vor dem Auslesen in jede Zeile gleich oft summiert wurde. Zum Zeitpunkt t₂ wird dann die Zeile n-2 ausgelesen.
Es ist möglich, andere Parametrisierungen anzugeben, die zu dem gleichen Ergebnis führen. Beispielsweise kann der Zei lenversatz Δs als eine Funktion der Zeit Δs(t) dargestellt werden, sodaß der Zeilenversatz über die Takte variiert. Im vorliegenden Falle würde dann gelten: Δs1 (Ti) = 1; i = 1, 2, 3, ..., Δs2 (Ti') = 1; i' = 2, 4, 6, ...
Dies führt jedoch nicht aus dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung.

1: Röntgengerät
2: Tragsäule
3: Ausleger
4: drehbarer Träger
5: Röntgenstrahler
6: Bildempfänger
7: Haltevorrichtung
8: Aufbissvorrichtung
10: Kieferabschnitt
11: Röntgenstrahler
12: Primärblende
13: Strahlenfächer
14: Bildempfänger
15: erste Schicht
16: zweite Schicht
20: Summationseinheit
20.1: erste Summationseinheit
20.2: zweite Summationseinheit
20.3: dritte Summationseinheit
20.4: vierte Summationseinheit
21: Speicher
21': Speicher
21.1: erster Speicherbereich
21.2: zweiter Speicherbereich
21.3: dritter Speicherbereich
21.4: vierter Speicherbereich
21.1': erster Speicherbereich
21.2': zweiter Speicherbereich
21.3': dritter Speicherbereich
21.4': vierter Speicherbereich
22: Speicher
Δs₁: erster Zeilenversatz
Δs₂: zweiter Zeilenversatz
Δs₃: dritter Zeilenversatz
Δs₄: vierter Zeilenversatz
Δs₁': erster Zeilenversatz
Δs₂': zweiter Zeilenversatz
Δs₃': dritter Zeilenversatz
Δs₄': vierter Zeilenversatz
n₁(t): erste ganze Zahl
n₂(t): zweite ganze Zahl
n₃(t): dritte ganze Zahl
n₄(t): vierte ganze Zahl
n₁'(t): erste ganze Zahl
n₂'(t): zweite ganze Zahl
n₃'(t): dritte ganze Zahl
n₄'(t): vierte ganze Zahl
Δt₁: erster Zeitabstand
Δt₂: zweiter Zeitabstand
Δt₃: dritter Zeitabstand
Δt₄: vierter Zeitabstand
Δt₁': erster Zeitabstand
Δt₂': zweiter Zeitabstand
Δt₃': dritter Zeitabstand
Δt₄': vierter Zeitabstand
T₀, T₁, T₂: Zeitpunkte
P₁: erster Punkt
P₂: zweiter Punkt
R_x1: erste Spalte
R_x2: zweite Spalte
R_y1: erste Zeile
R_y2: zweite Zeile
f_B(t): Bildfrequenz
f_L(t): Lesefrequenz
f_L1(t): erste Lesefrequenz
f_L2(t): zweite Lesefrequenz
f_L3(t): dritte Lesefrequenz
f_L4(t): vierte Lesefrequenz

Claims

Verfahren zur Erstellung von Panoramaschichtaufnahmen eines Objektes (10, 10') mittels Röntgenstrahlen (13), bei dem ein digitaler röntgenstrahlenempfindlicher Bildempfänger (14), dessen Pixel in einer zweidimensionalen Zeilenstruktur (R_x1, R_x2, R_y1, R_y2) angeordnet sind, mit einer festgelegten Geschwindigkeit (v(t)) relativ zu dem aufzunehmenden Objekt (10, 10') bewegt wird und dabei Bildinformationen des Objektes (10, 10') aufnimmt, wobei die Bildinformationen für eine erste Schichtlage (15) mit einer vorgegebenen ersten Lesefrequenz (f_L(t), f_L1(t)) aus dem Bildempfänger (14) gelesen werden und nach jedem Lesen des Bildempfängers (14) in einem ersten Speicherbereich (21.1, 21.1') auf einen in dem ersten Speicherbereich (21.1, 21.1') vorhandenen zugeordneten Speicherinhalt summiert werden, wobei die Summation nach einem vorgegebenen ersten Zeitabstand (Δt₁, Δt₁') mit einem vorgegebenen ersten Zeilenversatz (Δs₁, Δs₁') vorgenommen wird, wobei der erste Zeitabstand (Δt₁, Δt₁') ein ganzzahliges Vielfaches (n₁, n₁') des Kehrwertes der ersten Lesefrequenz (f_L(t), f_L1(t)) ist, dadurch gekennzeichnet, dass Bildinformationen für eine zweite Schichtlage (16) mit einer vorgegebenen zweiten Lesefrequenz (f_L(t), f_L2(t)) aus dem Bildempfänger (14) gelesen werden und nach jedem Lesen des Bildempfängers (14) in einem zweiten Speicherbereich (21.2, 21.2') auf einen in dem zweiten Speicherbereich (21.2, 21.2') vorhandenen zugeordneten Speicherinhalt summiert werden, wobei die Summation nach einem vorgegebenen zweiten Zeitabstand (Δt₂, Δt₂') mit einem vorgegebenen zweiten Zeilenversatz (Δs₂, Δs₂') vorgenommen wird, wobei der zweite Zeitabstand (Δt₂, Δt₂') ein ganzzahliges Vielfaches (n₂, n₂') des Kehrwertes der zweiten Lesefrequenz (f_L(t), f_L2(t)) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Bildinformationen für weitere Schichtlagen mit vorgegebenen weiteren Lesefrequenzen (f_L(t), f_L3(t), f_L4(t)) aus dem Bildempfänger (14) gelesen werden und nach jedem Lesen des Bildempfängers (14) in weiteren Speicherbereichen (21.3, 21.3', 21.4, 21.4') zu einem in dem jeweiligen weiteren Speicherbereich (21.3, 21.3', 21.4, 21.4') vorhandenen zugeordneten Speicherinhalt summiert werden, wobei die Summation nach vorgegebenen weiteren Zeitabständen (Δt₃, Δt₃', Δt₄, Δt₄') mit vorgegebenen weiteren Zeilenversatzen (Δs₃, Δs₃', Δs₄, Δs₄') vorgenommen werden, wobei die weiteren Zeitabstände (Δt₃, Δt₃', Δt₄, Δt₄') je ein ganzzahliges Vielfaches (n₃, n₃', n₄, n₄') des Kehrwertes der jeweiligen weiteren Lesefrequenzen (f_L(t), f_L3(t), f_L4(t)) sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherinhalte aus je einem der Speicherbereiche (21.1, 21.1', 21.2, 21.2', 21.3, 21.3', 21.4, 21.4') gelesen werden, mit den jeweiligen Bildinformationen mit dem gegebenen Zeilenversatz (Δs₁, Δs₁', Δs₂, Δs₂', Δs₃, Δs₃', Δs₄, Δs₄') summiert werden und die summierten Daten zurück in den jeweiligen Speicherbereich (14) geschrieben werden, wobei die Bilddaten aus dem jeweiligen Speicherbereich (14) Summationsdaten aus vorangegangenen Summationen sein können.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lesefrequenzen (f_L1(t), f_L2(t), f_L3(t), f_L4(t)) einer gemeinsamen Lesefrequenz (f_L(t)) entsprechen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Zeitabstände (Δt₁, Δt₂, Δt₃, Δt₄) voneinander unterschiedlich sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ganzahligen Vielfachen (n₁, n₁', n₂, n₂', n₃, n₃', n₄, n₄') zeitabhängig sind (n₁(t), n₁'(t), n₂(t), n₂'(t), n₃(t), n₃(t), n₄(t), n₄'(t)).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Speicherbereichen (14) vorhandenen Daten in einen weiteren Speicher (22) geschrieben werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die festgelegte Geschwindigkeit (v(t)) und/oder die Lesefrequenzen (f_L(t), f_L1(t), f_L2(t), f_L3(t), f_L4(t)) zeitabhängig sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildempfänger (14) mit einer Frequenz f_B(t) zurückgesetzt wird.
Digitale Röntgenbildaufnahmeeinrichtung (1) zur Erstellung von Panoramaschichtaufnahmen eines Objektes (10, 10'), umfassend einen röntgenstrahlenempfindlichen Bildempfänger (14), dessen Pixel in einer zweidimensionalen Zeilenstruktur angeordnet sind (R_X1, R_X2, R_y1, R_y2), einen ersten Speicherbereich (21.1, 21.1') zur Speicherung von Daten, eine Verknüpfungseinheit (20, 20.1, 20.2, 20.3, 20.4) zum Verknüpfen von Bilddaten, die mit dem ersten Speicherbereich (21.1, 21.1') und dem Bildempfänger (14) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Speicherbereich (21.2, 21.2') vorhanden ist und dass eine Takteinheit vorhanden ist, die mehrere Taktfrequenzen (f_L(t), f_L1(t), f_L2(t)) bereitstellt, die das Lesen und Schreiben der Bildinformationen steuern.
Röntgenbildaufnahmeeinrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildempfänger (14) ein CMOS-Bildempfänger ist.
Röntgenbildaufnahmeeinrichtung (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere weitere Speicherbereiche (21.3, 21.3', 21.4, 21.4') zur Speicherung von Daten vorhanden sind, die mit der Verknüpfungseinheit (20, 20.1, 20.2, 20.3, 20.4) zusammenwirken, wobei die Takteinheit ein oder mehrere weitere Taktfrequenzen (f_L3(t), f_L4(t)) bereitstellt.
Röntgenbildaufnahmeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherbereiche (21.1, 21.1', 21.2, 21.2', 21.3, 21.3', 21.4, 21.4') logische Bereiche eines Speichers (21) sind.
Röntgenbildaufnahmeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verknüpfungseinheit (20, 20.1, 20.2, 20.3, 20.4) je zwei Verknüpfungen mit einem vorgegebenen Zeilenversatz (Δs₁, Δs₁', Δs₂, Δs₂', Δs₃, Δs₃', Δs₄, Δs₄') durchführt.
Röntgenbildaufnahmeeinrichtung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Zeitabstand (Δt₁, Δt₂, Δt₃, Δt₄, Δt₁', Δt₂', Δt₃', Δt₄') zwischen zwei Zeilenversatzen (Δs₁, Δs₁', Δs₂, Δs₂', Δs₃, Δs₃', Δs₄, Δs₄') je ein ganzzahliges Vielfaches (n₁(t), n₁'(t), n₂(t), n₂'(t), n₃(t), n₃'(t), n₄(t), n₄'(t)) des Kehrwertes der jeweiligen Lesefrequenz (f_L(t), f_L1(t), f_L2(t), f_L3(t), f_L4(t)) ist.
Röntgenbildaufnahmeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lesefrequenzen (f_L1(t), f_L2(t), f_L3(t), f_L4(t)) einer gemeinsamen Lesefrequenz (f_L(t)) entsprechen.
Röntgenbildaufnahmeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitabstände (Δt₁, Δt₂, Δt₃, Δt₄, Δt₁', Δt₂', Δt₃', Δt₄') voneinander unterschiedlich sind.
Röntgenbildaufnahmeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (21) als analoger Speicher und die Verknüpfungseinheit (20, 20.1, 20.2, 20.3, 20.4) als eine analoge Verknüpfungseinheit (20, 20.1, 20.2, 20.3, 20.4) ausgebildet sind.
Röntgeneinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (21) als digitaler Speicher ausgebildet ist und dass die Verknüpfungseinheit (20, 20.1, 20.2, 20.3, 20.4) Speicherinhalte aus den Speicherbereichen (21.1, 21.2, 21.3, 21.4) lesen kann.
Röntgenbildaufnahmeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicher (22) zur festen Speicherung von Daten vorgesehen ist, der mit dem Speicher (21) zusammenwirkt.