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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Prüfkörper und ein Verfahren
zur Anfertigung eines Absorptionselements für den Einsatz
in der Radiologie.
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Stand der Technik
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In
der Radiologie wird für die Beurteilung der Qualität
eines Röntgenbilds ein Prüfkörper, auch
als Phantom bezeichnet, mit einem Röntgenstrahlen absorbierenden
Absorptionselement verwendet, wobei das Absorptionselement einfache
geometrische Figuren wie Linien oder Kreise aufweist, siehe
DE 42 38 268 A1 als
Beispiel für den Einsatz eines Prüfkörpers
in der dentalen Radiologie. Darüber hinaus weist das Absorptionselement
unterschiedliche Materialstärken und eventuell auch unterschiedliche
Materialien auf. Mit diesem Prüfkörper können
reproduzierbare Aufnahmen erstellt werden, die für eine
Fehleranalyse des Röntgengeräts oder des Bildempfängers
zugänglich sind.
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Zwar
ist bekannt, anhand realer humaner Zähne, die in entsprechenden
Halterungen im Strahlengang platziert werden, reproduzierbare Aufnahmen
mit anatomischen Strukturen zu erstellen. Die Reproduzierbarkeit
ist jedoch beschränkt auf den jeweils verwendeten individuellen
Zahn und die Aufnahme ist nicht standardisiert. Ein Beispiel für
ein solches Phantom ist das Dental Head Phantom des Unternehmens
CIRS.
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Im
Bereich der Mammographie können anatomische Strukturen
reproduzierbar in einer Röntgenaufnahme abgebildet werden,
etwa bei Verwendung eines körperähnlichen Brustmodells „Rachel"
von GAMMEX-RMI.
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Darstellung der Erfindung
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Der
erfindungsgemäße Prüfkörper
ist in den Ansprüchen beschrieben. In den Unteransprüchen
sind vorteilhafte Weiterbildungen angegeben.
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Der
Prüfkörper für die Überprüfung
eines Röntgengeräts anhand einer vom Prüfkörper
erstellten Röntgenaufnahme weist ein in vorgegebener Weise
Röntgenstrahlen absorbierendes Absorptionselement auf,
wobei das Absorptionselement Bereiche unterschiedlicher Röntgenstrahlenabsorption
aufweist Die Absorptionseigenschaften einzelner Bereiche sind so
festgelegt, dass bei der Durchleuchtung mit Röntgenstrahlen
eine Abbildung einer anatomischen Struktur hervorgerufen wird.
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Vorteilhafterweise
ist das Absorptionselement so ausgebildet, dass das entstehende
Bild einer Originalröntgenaufnahme entspricht.
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Vorteilhafterweise
ist das Absorptionselement im wesentlichen flächig ausgebildet.
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Vorteilhafterweise
ist der Absorptionsgrad eines Bereichs des Absorptionselement unter
Verwendung der detektierten Röntgenstrahlung in einer Originalröntgenaufnahme
festgelegt.
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Vorteilhafterweise
sind die unterschiedlichen Absorptionseigenschaften des Absorptionselements über
unterschiedliche Materialdicken des Absorptionselements festgelegt.
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Vorteilhafterweise
ist die Materialdicke des Absorptionselements unter Berücksichtigung
der Absorptionseigenschaften des Absorptionselements bei typischen
Aufnahmebedingungen, definiert durch Parameter wie Strahlergeometrie,
Bewegungsablauf von Strahler, Detektor und Objekt, Röhrenspannung,
Röhrenstrom und Energieverteilung, erstellt.
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Vorteilhafterweise
ist das Absorptionselement so ausgebildet, dass es bei der Durchleuchtung
mit Röntgenstrahlen ein Bild entsprechend einer Originalröntgenaufnahme
erzeugt, aufgenommen unter denselben Aufnahmebedingungen zur Erstellung
der Originalröntgenaufnahme.
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Vorteilhafterweise
ist das Absorptionselement in ein Gehäuse eingebettet,
insbesondere durch Eingießen.
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Vorteilhafterweise
weist das Gehäuse Ausnehmungen auf, um typische Bauelemente,
die zusammen mit der anatomischen Struktur auf einer Originalröntgenaufnahme
abgelichtet werden, anzubringen.
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Vorteilhafterweise
sind Aussparungen zur Aufnahme von wahlweise einführbaren
Bauelementen vorgesehen, wobei die Bauelemente üblichen
Instrumenten entsprechen, wie sie bei der Erstellung einer Aufnahme
zu Diagnosezwecken auch im aufzunehmenden Objekt vorhanden sind.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
eines Prüfkörpers für die Überprüfung
eines Röntgengeräts anhand einer vom Prüfkörper
erstellten Röntgenaufnahme, wobei der Prüfkörper
ein Absorptionselement mit bekannten Absorptionseigenschaften umfasst.
Das Absorptionselement ist unter Berücksichtigung der folgenden
Schritte bestimmt:
- – Auslesen von
absorptionsäquivalenten Zahlenwerten aus einer digitalen
oder digitalisierten Röntgenaufnahme;
- – Transformieren der absorptionsäquivalenten
Zahlenwerte in materialstärkenäquivalente Zahlenwerte
anhand einer Umrechnungstabelle;
- – Erzeugen eines Datensatzes aus den materialstärkenäquivalenten
Zahlenwerten als Vorlage für eine Fertigungsmaschine.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Absorptionselement
aus den in digitaler Form vorliegenden Bilddaten eines Röntgenbildes
erstellt.
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Mithilfe
des Verfahrens kann auf Grundlage von Röntgenaufnahmen
aller Art ein Prüfkörper bereitgestellt werden,
der bei der Anfertigung einer radiologischen Aufnahme die gleiche
Abbildung hervorruft, wie das dem Absorptionselement zugrundeliegende
Röntgenbild.
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Vorteilhafterweise
werden die materialstärkenäquivalenten Zahlenwerte
einer Projektionskorrektur ausgehend von einer Ebene der digitalen
oder digitalisierten Röntgenaufnahme auf eine Ebene des
Absorptionselements in einer Aufnahmeposition unterzogen. Damit
lassen sich mögliche Fehlerquellen verringern.
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Vorteilhafterweise
werden für die Erstellung der Umrechnungstabelle Röntgenaufnahmen
von Röntgenstrahlen absorbierenden Strukturen unterschiedlicher
Materialstärke erstellt werden und dass eine Bestimmung
der durch die jeweiligen absorbierenden Strukturen bedingten absorptionsäquivalenten
Zahlenwerte erfolgt, wobei aus mehreren unterschiedlichen Materialstärken
eine Transformationsfunktion ermittelt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Der
erfindungsgemäße Prüfkörper
und das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand
der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
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1A:
einen schematischen Ablaufplan der notwendigen Bilddatenverarbeitung
für die Erstellung eines Absorptionselements sowie für
die Erstellung einer im Zuge des Bilddatenkonvertierungsprozesses
verwendeten Umrechnungstabelle;
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1B:
einen prinzipiellen Aufbau für die Verwendung des Prüfkörpers
zur Erstellung einer Röntgenaufnahme;
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1C:
einen prinzipiellen Aufbau für die Verwendung des Prüfkörpers
in einem Röntgengerät für die Erstellung
einer Panorama-Schichtaufnahme;
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1D:
die Verwendung des Prüfkörpers mit einem weiteren
Prüfkörper;
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1E:
die Verwendung des Prüfkörpers mit einem weiteren
anders gestalteten Prüfkörper;
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2:
Beispiele für Transformationsfunktionen;
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3A:
eine Photographie eines anatomische Strukturen abbildenden Absorptionselements
in Draufsicht;
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3B:
eine schematische Wiedergabe des Absorptionselements aus 3A;
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3C:
das Absorptionselement aus 3B im
Querschnitt;
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4:
eine digitale oder digitalisierte Originalröntgenaufnahme
als Vorlage für das Absorptionselement aus 3A–3C;
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5:
eine erste Röntgenaufnahme des Absorptionselements aus 3A–3C;
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6:
eine zweite Röntgenaufnahme des Absorptionselements aus 3A–3C;
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7A:
ein weiteres anatomische Strukturen abbildendes Absorptionselement,
hergestellt mittels Lasersintern;
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7B:
eine schematische Wiedergabe des Absorptionselements aus 7A;
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7C:
das Absorptionselement aus 7B im
Querschnitt;
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8:
eine weitere Originalröntgenaufnahme als Vorlage für
das Absorptionselement aus 7A–7C;
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9:
eine Röntgenaufnahme des Absorptionselements aus 8
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10A: das Absorptionselement aus 3C in
einem Prüfkörper mit einer Aufnahmemöglichkeit
für weitere Bauelemente;
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10B: das Absorptionselement aus 7C in
einem Prüfkörper mit einer Aufnahmemöglichkeit
für weitere Bauelemente;
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11:
einen Prüfkörper mit Ausnehmungen für
zusätzliche Bauelemente in Form einer Nadel;
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12:
eine Situation der geometrischen Projektion.
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13A: ein Prüfkörper in Form
eines Reliefblechs mit mehreren anatomischen Strukturen;
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13B: ein Prüfkörper als Reliefblech
für Ober- und Unterkiefer.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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In 1A ist
einen schematischer Ablaufplan der notwendigen Bilddatenverarbeitung
für die Erstellung eines Absorptionselements sowie für
die Erstellung einer im Zuge des Bilddatenkonvertierungsprozesses verwendeten
Umrechnungstabelle gezeigt, der später näher erläutert
wird.
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In 1B ist
ein prinzipieller Aufbau für die Verwendung eines Prüfkörpers 1 zur
Erstellung einer Röntgenaufnahme 2 gezeigt. Mittels
eines Röntgenstrahlers 3 wird der Prüfkörper 1,
der ein Absorptionselement 4 aufweist, mit Röntgen strahlen 5 durchleuchtet.
Ein Bildempfänger 6 erfasst die durch den Prüfkörper
und insbesondere durch das Absorptionselement hindurchgetretenen
Röntgenstrahlen und über eine Auswerteeinheit 7 kann
ein Röntgenbild 8 einem Monitor angezeigt werden.
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Anders
als bei der statische Anordnung gemäß 1B ist
bei einer Panoramaschichtaufnahme der Bewegungsablauf mit der scharfen
Schicht zu berücksichtigen, siehe 1C. Der
Röntgenstrahler 3 bewegt sich zusammen mit dem
Bildempfänger 6 so um einen Patientenkopf 40,
das bei Anwendung der üblichen Verwischungstechnik eine
scharfe Schicht 41 im Kieferkammbogen 42 liegt.
Der Patientenkopf 40 wird dabei mit einem Aufbiss 43 während
der gesamten Aufnahme in seiner Lage fixiert. Der Bewegungsablauf
zur Erstellung einer Aufnahme ist für eine Standardröntgenaufnahme
vorgegeben, so dass die Lage der scharfen Schicht genau bekannt
ist. Ein erfindungsgemäßer Prüfkörper
kann nun in der scharfen Schicht platziert werden bzw. der gesamt
Kieferkammbogen kann mit einem geeigneten Prüfkörper
nachgebildet werden. Der Prüfkörper kann im Frontzahnbereich
oder im Backenzahnbereich oder in einer beliebigen Position dazwischen
positioniert sein.
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In 1D ist
ein zweiter Prüfkörper 44 dargestellt,
der am Aufbiss 41 anstelle des Bissstücks befestigt ist
und in den ein Prüfkörper 1 eingesteckt
werden kann. Der Prüfkörper 1 kann dabei
vorzugsweise in mehrere vorgegebene Positionen im zweiten Prüfkörper 44 eingesteckt
werden.
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In 1E ist
ein zweiter Prüfkörper 44 dargestellt,
in den auch weitere Bauelemente wie Nadeln oder Stifte eingesetzt
werden können, um entweder ein Röntgenbild mit
Abbildungen der Bauelemente in Bezug auf anatomische Strukturen,
etwa Nadeln für den Wurzelkanal, abzubilden oder um Bautei le
abzubilden, die für die Justierung des Röntgengeräts
bezüglich der Geometrie bestimmt sind. Dazu sind Ausnehmungen 45, 46 vorgesehen.
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Da
der Prüfkörper 1 für sich genommen
ein bekanntes Absorptionsverhalten aufweist, lassen sich aus dem
Röntgenbild 8 Rückschlüsse auf
die Funktionsfähigkeit des aus Röntgenstrahler 2 und
Bildempfänger 3 bestehenden Systems ziehen.
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Dass
dabei anatomische Strukturen verwendet werden, ermöglicht
dem Bediener, die für ihn gewohnten Röntgenbilder
von Körperteilen eines Menschen als Vergleichsmaßstab
heranzuziehen.
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Das
Absorptionselement 4 des Prüfkörpers 1 wurde
gemäß den nachfolgenden Überlegungen
gestaltet.
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Die
optische Dichte als Maß für die Schwärzung
eines Röntgenfilms sowie die empfangende Intensität der
Strahlung bei der Verwendung digitaler Bildgebungssysteme ist abhängig
von der Schwächung, auch als Absorption bezeichnet, welche
die detektierte Röntgenstrahlung während der Transmission
des abzubildenden Objektes erfahren hat.
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Die
in der medizinischen Röntgendiagnostik abgebildeten Körperregionen
bestehen in der Regel aus einer Vielzahl einzelner Gewebearten.
Da sich die unterschiedlichen Gewebe auch in ihrem Absorptionsvermögen,
charakterisiert durch den linearen Schwächungskoeffizienten μ,
unterscheiden, setzt sich die Gesamtschwächung eines unendlich
feinen Röntgenstrahls aus der Summe der Einzelschwächungen
zusammen, siehe Gleichung (1):
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Die
Einzelschwächungen lassen sich anhand des linearen Schwächungsgesetztes,
unter Berücksichtigung der jeweiligen Schwächungskoeffizienten μ sowie
den durchstrahlten Gewebestrecken Δx bestimmen.
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Wie
anhand Gleichung (2)
zu sehen ist, wird das Ausmaß der
Schwächung also durch einen Exponenten k der e-Funktion
bestimmt, der sich aus den Einzelschwächungen bestimmen
läßt.
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Prinzipiell
ist es somit möglich, durch entsprechende Variation der
beiden Koeffizienten μ und Δx eines Materials
oder mehrerer Materialien die gleiche Strahlabschwächung
zu erzielen, wie eine durch reale Gewebeschichten hervorgerufene
Absorption.
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Das
Verfahren zur Bestimmung des Absorptionselements setzt sich aus
verschiedenen Schritten zusammen, welche im Folgenden erläutert
werden und in 1A schematisch dargestellt sind.
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Ausgangspunkt
des Verfahrens ist eine digitale oder digitalisierte Röntgenaufnahme
(4, 8) einer anatomischen Struktur,
wobei die Röntgenaufnahme entweder künstlich erzeugt
oder durch die Aufnahme einer realen Körperstruktur angefertigt
werden kann. Im Falle einer realen Aufnahme kann dies mit direkt
digitalisierenden Röntgensystemen in Form eines bildaufnehmenden
digitalen Sensors oder indirekt über die Anwendung der
Speicherfolientechnik oder Scannen von Röntgenfilmen erfolgen.
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Je
nach Anwendungsfall kann die auf dieser Art erzeugte, digitale Röntgenaufnahme
mit bekannten Bildverarbeitungs funktionen im Sinne einer weiteren
Optimierung verändert werden. Dies können z. B.
Hoch- oder Tiefpassfilter sein, aber auch das Hinzufügen
oder Ausblenden von weiteren digitalen Bildstrukturen. Die letztendlich
daraus entstandene Röntgenaufnahme wird im Folgenden als
Originalröntgenaufnahme bzw. -bild bezeichnet.
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Jedem
Bildelement in dieser Originalröntgenaufnahme, bildlich
dargestellt als Schwärzungsgrad oder Grauwert, ist ein
digitaler Zahlenwert zugewiesen, welcher ein Maß für
die an dieser Stelle detektierte Röntgenstrahlendosis ist.
Da die Zahlenwerte somit gleichzeitig ein Maß für
die Strahlungsabschwächung sind, welche die einfallende
Röntgenstrahlung bei der Transmission unterschiedlicher
Absorber erfahren hat, werden diese im Folgenden als absorptionsäquivalente
Zahlenwerte AQZ bezeichnet.
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Jeder
AQZ des Originalröntgenbildes wird nun eine Materialstärke
eines Materials oder einem Verbund mehrerer Materialien zugeordnet,
um auf Grundlage dieser geometrischen Daten ein der Absorption entsprechendes
Absorptionselement zu erstellen. Eingebracht in den Strahlengang
eines Röntgengerätes (1B) ruft
dieses, unter bestimmten Voraussetzungen, die im Folgenden erläutert
werden, eine Abbildung 8 (1B) hervor,
die der dem Schwächungsprofil zugrunde liegenden Originalröntgenaufnahme
(4; 8) gleicht.
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Die
Transformation der absorptionsäquivalenten Zahlenwerte
der Originalaufnahme in materialstärkenäquivalente
Zahlenwerte, im folgenden abgekürzt als MQZ, erfolgt anhand
einer Umrechnungstabelle, deren Erstellung die rechte Spalte von 1A zeigt.
Bei dieser Transformation wird ein neuer Datensatz erzeugt.
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Der
funktionale Zusammenhang zwischen den AQZ einer Röntgenaufnahme
und der Materialstärke eines bestimmten Materi als ergibt
sich, indem Röntgenaufnahmen von Absorbern verschiedener
Materialstärken angefertigt werden. Die einer bestimmten
Materialstärke entsprechenden AQZ können anschließend durch
eine z. B. photometrische Auswertung der angefertigten Röntgenaufnahmen
bestimmt werden.
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Im
Fall von digitalen Röntgenaufnahmen könnten die
AQZ idealerweise den Werten aus einem Rohbild entsprechen, die einen
linearen Zusammenhang der in einem Bildelement empfangenden Dosis
bzw. Intensität aufweisen.
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2 zeigt
den exemplarischen Verlauf der Transformationsfunktion für
zwei unterschiedliche Materialien, nämlich die Kurve K1
für Kupfer in der Zusammensetzung E-Cu57F30 und eine Kurve
K2 für Co-Cr-Sinterlegierung. Die Kurven K1, K2 stellen
die Absorberstärke, also die entsprechende Materialdicke,
in μm über dem absorptionsäquivalente
Zahlenwert AQZ dar. Bei einem AQZ von 5000 ergibt sich für
Kupfer eine Absorberstärke von etwa 300 μm, für
die Legierung ergibt sich hingegen eine Dicke von etwa 400 μm.
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Der
Verlauf der Transformationsfunktion ist abhängig vom jeweils
verwendeten Material, dem verwendeten Röntgenverfahren
sowie der energetischen Verteilung der eingesetzten Röntgenstrahlung.
Die Energieverteilung der Röntgenstrahlung wird durch die
Aufnahmeparameter bestimmt, also im wesentlichen durch die Röhrenspannung
und den Röhrenstrom sowie durch die Abmessungen der verwendeten
Filter für eine weichere oder für eine härtere
Röntgenstrahlenverteilung.
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Die
Umrechnungstabelle wird idealerweise anhand derselben Aufnahmesituation
wie später die Durchleuchtung des Prüfkörpers
erstellt, also bei einer Panoramaschichtaufnahme durch Anordnung
des zu untersuchenden absorbierenden Materials in der scharfen Schicht
im Kieferkammbogen bzw. bei der Erstellung einer Intraoralaufnahme
durch Anordnung des zu untersuchenden Materials auf den üblicherweise
verwendeten Haltern für die Intraoralsensoren. Es ist allerdings
auch möglich, bei der Erstellung der Umrechnungstabelle
die Unterschiede der Aufnahmesituationen rechnerisch zu kompensieren.
Handelt es sich nur um geometrische Unterschiede des Strahlenverlaufes,
so muss entsprechend eine Projektionskorrektur bei der Ableitung
der Materialstärkenäquivalenten Zahlenwerte angewendet
werden.
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Durch
den divergierenden Röntgenstrahl wird ein Objekt 1 auf
dem Bildempfänger 6 größer abgebildet.
Je nach Aufnahmeverfahren kann dieser Vergrößerungsfaktor
richtungsabhängig sein. Darüber hinaus können
unerwünschte Verzerrungen, z. B. resultierend aus nicht
paralleler Anordnung der Ebenen von Objekt und Detektor, vorliegen,
die auch kompensiert werden müssen.
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Wie
in 1A rechte Spalte dargestellt ist, kann vor der
Erzeugung der Steuerdaten für die Herstellung des Absorptionselementes
der im Wege einer geometrischen Projektionskorrektur der geometrische
Vergrößerungsfaktor und gegebenenfalls der Neigungswinkel
korrigiert werden, der sich gemäß 12 aus
einer Ebene 32 durch ein Objekt 31 und einer Ebene 32 oder
einer Ebene 33 des Bildempfängers ergibt. Dazu
wird der bereits mit den MQZ transformierte 3D-Datensatz entsprechend
der geometrischen Situation in einen neuen 3D-Datensatz überführt.
Unter einem 3D-Datensatz wird hier ein Datensatz verstanden, der
analog zu dem Originalröntgenbild einer jeweiligen bestimmten
Bildpunktposition eine Höheninformmation bzw. eine Materialstärke
zugeordnet.
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Abhängig
vom Fertigungsverfahren, das für die Anfertigung des Absorptionselements
verwendet wird, müssen die auf der Grundlage einer ermittelten
Umrechnungstabelle transformierten MQZ in das jeweilige Steuerdatenformat
einer Pro duktionsmaschine oder in einen 3D-Datensatz als Vorstufe
der dann zu erzeugenden Steuerdaten konvertiert werden.
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Das
anatomische Strukturen abbildende Absorptionselement kann mit Fertigungsverfahren
aus den Bereichen Fräsen, Galvanoformung, Schichtung dünner
Folien, Ätzen, Fließpressen/Prägen, Schleifen,
Gießen oder Techniken aus dem Bereich der Rapid Prototyping
Verfahren erstellt werden.
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Panoramaröntgengeräte
werden in der dentalen Radiographie eingesetzt und erstellen auf
der Grundlage der Verwischungstechnik eine scharfe Schicht, die üblicherweise
durch den Kieferkammbogen verläuft. Auf Grundlage eines
Bildausschnittes solch einer Panoramaröntgenaufnahme eines
14-jährigen Patienten wurde mittels eines Fließpressverfahrens
ein Absorptionselement 4 aus Kupfer erstellt. Eine Photographie
des anatomische Strukturen abbildenden Absorptionselements zeigt 3A und
es ist zu erkennen, dass ähnlich wie bei Geldmünzen
ein Relief, also Höhenunterschiede auf der Oberfläche
vorhanden sind.
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3B ist
eine schematische Wiedergabe des Absorptionselements 4 aus
der Photographie in 3A. Es ist zu erkennen, dass
das Absorptionselement reliefartige Strukturen in Form von Erhöhungen
und Vertiefungen aufweist, dargestellt durch Höhenlinien 12.
Insgesamt ergibt sich eine Annäherung an einen Zahn.
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3C ist
ein Schnitt durch das Absorptionselement 4 aus 3B,
wobei besonders auf die unterschiedliche Materialstärke
zu achten ist. Die Absorberstärke, also die Materialdicke
wurde aus dem absorptionsäquivalente Zahlenwert AQZ der
Originalröntgenaufnahme aus 4 durch
Transformation ermittelt.
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Die
in 4 dargestellte Originalröntgenaufnahme
wurde unter Anwendung einer Röhrenspannung von 64 kV und
einem Röhrenstrom von 8 mA mit einem Sirona Orthophos XG
Panoramaröntgengerät als Schichtaufnahme unter
Verwendung der standardmäßigen Filter angefertigt
und zeigt eine anatomische Struktur 12 in Form eines Zahns.
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Ein
dem Schnitt aus 3B entsprechender Verlauf durch
die Originalröntgenaufnahme aus 4 führt
nach Transformation der in der Originalröntgenaufnahme
enthaltenen absorptionsabhängigen Zahlenwerte in materialstärkenäquivalente
Zahlenwerte zu dem Querschnitt aus 3C.
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Exemplarische
Röntgenaufnahmen des Absorptionselements sind in den 5 und 6 dargestellt. Die
Röntgenaufnahme in 5 wurde
mit einer Röhrenspannung von 64 kV und einem Röhrenstrom
von 8 mA, die Röntgenaufnahme aus 6 mit einer
verringerten Röhrenspannung von 60 kV bei gleichem Röhrenstrom
von 8 mA erstellt
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Zusätzlich
zu dem Absorptionselement 4 sind in der Röntgenaufnahme
aus 5, 6 mehrere Bauelemente 14 abgebildet,
hier als spezielle Nadelinstrumente, die zur Zahnwurzelkanalbehandlung
eingesetzt und auch üblicherweise zur Verdeutlichung des
Verlaufs der Wurzelkanäle im Röntgenbild abgebildet werden.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel ist ein mittels Lasersintern,
einem Fertigungsverfahren aus dem Bereich des Rapid Prototyping,
angefertigtes Absorptionselement 24, welches in 7A dargestellt
ist.
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Zu
erkennen sind zwei Ausformungen 25, 26, die in
der Form der Abbildung von Zähnen ähnlich sind, wie
sie in der in 8 dargestellten Originalröntgenaufnahme
erkennbar sind.
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Die 7B und 7C entsprechen
den 3B, 3C, jedoch bezogen auf das Absorptionselement 24.
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9 zeigt
einen Ausschnitt aus einer Panoramaröntgenaufnahme der
Phantomstruktur. Dazu wurde der Prüfkörper so
angebracht, dass das Absorptionselement in der scharfen Schicht
liegt.
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Obgleich
bei den mit dem beschriebenen Verfahren angefertigten Absorptionselementen 4, 24 eine originalgetreue
Bilddarstellung nur bei Verwendung einer bestimmten Strahlenqualität
gewährleistet ist, können Überprüfungen
des Röntgengeräts bezüglich der Parameter
Röntgenspannung, verwendete Filter und Röntgenstrom
durchgeführt werden. Bei höherer Röntgenspannung
oder zusätzlicher Filterung sinkt messbar der Kontrast
der Aufnahme, bei höherem Röhrenstrom ergibt sich
ein größerer Intensitätspegel bei unverändertem
Kontrast.
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Maßgeblich
für die Strahlenqualität sind dabei die Aufnahmeparameter
(Filterung, Röhrenspannung, Röhrenstrom), die
bei Erstellung der Transformationsfunktion genutzt wurden.
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In 10A ist das Absorptionselement 4 aus 3C in
einem Prüfkörper 1 mit einer Aufnahmemöglichkeiten
in Form von Ausnehmungen 31, 32 für weitere
Bauelemente angeordnet. Weitere Bauelemente sind dann von Vorteil,
wenn diese besser auswertbare mittels Röntgenstrahlen erzeugte
Abbildungen erzielen. Dies trifft insbesondere auf künstliche,
nicht-anatomische Objekte zu, die auf andere Art und Weise leicht
herstellbar sind. Dies könnten sogenannte Bleistrichgitter
sein oder in der Endodontie verwendete Nadeln zur Wurzelkanalbehandlung
von Zähnen. Entsprechendes gilt für das in 10B dargestellte Absorptionselement 24 aus 7C.
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In 11 ist
ein Prüfkörper 1 mit Ausnehmungen 31, 32 für
ein zusätzliches Bauelement 14 in Form einer Nadel
teilweise dargestellt.
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Die
Bauelemente können an dem Prüfkörper
bzw. an dem Absorptionselement außerdem durch Stecken,
Einschieben, Anklipsen, Kleben oder Eingießen angebracht
werden.
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Der
Prüfkörper oder das Absorptionselement kann selbst
ein Element für einen weiteren Prüfkörper, den
der Servicetechniker zur Kalibrierung und/oder Justage des Röntgengerätes
verwendet, sein und daran angebracht oder darin integriert sein,
siehe 1D. Dabei kann insbesondere
die Lage des Absorptionselements innerhalb des weiteren Prüfkörpers
verändert werden, etwa entlang der scharfen Schicht im
Kieferkammbogen bei einer Panoramaschichtaufnahme.
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12 zeigt
eine Situation der geometrischen Projektion. Ausgehend vom Fokus 40 einer
Röntgenstrahlung wird ein Ausgangsobjekt 41 durchstrahlt,
wobei eine zweidimensionale Ebene 42 durch das Objekt die
spätere Ebene des anzufertigenden Absorptionselements des
Prüfkörpers repräsentiert.
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Eine
zweidimensionale Projektionsebene 43, die in Bezug zu der
Ebene 42 parallel versetzt ist, ist mit einer Vergrößerung
in der Abbildung behaftet, sodass die Vergrößerung
bei der Konstruktion des Absorptionselements, das für die
Erstellung der Röntgenaufnahme zu Kontrollzwecken in einer
Aufnahmeposition in der Ebene 42 angeordnet sein wird,
herausgerechnet werden muss. Dies geschieht durch eine Projektionskorrektur,
indem eine Transformation der materialstärkenäquivalenten
Zahlenwerte erfolgt.
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Ausgehend
von einem Röntgenbild, das in einer zweidimensionalen Projektionsebene 44,
die in Bezug zu den Ebene 42 beabstandet und geneigt ist,
aufgenommen wurde, muss bei der Erstellung des Absorptionskörpers
sowohl hinsichtlich der Vergrößerung als auch
hinsichtlich der Neigung eine Projektionskorrektur darchgeführt
werden, um bei der Erstellung der Röntgenaufnahme zu Kontrollzwecken
unter Verwendung des in der Ebene 42 angeordneten Absorptionselements
die Röntgenaufnahme zu reproduzieren.
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In 13A ein prinzipieller Aufbau eines sich über
mehrere anatomische Strukturen, im vorliegenden Fall also über
mehrere Zähne, erstreckenden Absorptionselements dargestellt.
Das Absorptionselement bildet im wesentlichen den Verlauf der scharfen
Schicht einer Panoramaschichtaufnahme nach, ist also entsprechend
gekrümmt. In diesem Absorptionselement 51 sind
mehrere Teilbereich 52, 53, 54 dargestellt,
die entsprechende anatomische Strukturen aufweisen. Die dazwischenliegenden
Bereiche sind ohne anatomische Struktur. Selbstverständlich
ist es möglich, die anatomisch interessierenden Bereiche
einer Panoramaschichtaufnahme zusammenhängend auf einem
Absorptionselement abzubilden, bzw. das Absorptionselement entsprechend
auszugestalten. Es ergibt sich dann eine Reliefblech. Die erwartete
Dicke liegt zwischen 0,2 und 2,5 mm, so dass in einigen Bereichen
eine gesonderte Abstützung erforderlich werden kann.
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In 13B ist die Krümmung des Absorptionselements 51 aus 13A schematisch dargestellt, ergänzt
um einen Bereich 61 für den Unterkiefer.
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Die
in 13A, 13B dargestellten
Absorptionselemente 51, 61 können wiederum
in einen Prüfkörper eingebracht sein, etwa durch
Vergießen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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