DE102007008962A1 - Dentale Kleinröntgeneinrichtung und Verfahren zur Positionierung eines Röntgenstrahlers - Google Patents
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Abstract
Eine dentale Kleinröntgeneinrichtung weist einen an einem Tragarm 2 befestigten Röntgenstrahler 3 auf, wobei der Röntgenstrahler 3 mittels des Tragarms 2 bezüglich einer Grundposition im Raum von Hand verstellbar ist. Zur Erfassung der Lage und der Ausrichtung des Röntgenstrahlers 3 im Raum sind Mittel 14, 16, 18 vorgesehen. Mit dem Verfahren wird eine Abweichung einer Ist-Position im Raum zur Soll-Position im Raum automatisch festgestellt, wobei die Abweichung zur Soll-Position durch Signalelemente 25 angezeigt wird und wobei dem Bediener die Qualität der Ist-Position und falls erforderlich die Richtung einer Veränderung für eine verbesserte Position mitgeteilt wird.
Description
- Technisches Gebiet
- Die Erfindung betrifft eine dentale Kleinröntgeneinrichtung mit einem an einem Tragarm befestigten Röntgenstrahler, wobei der Röntgenstrahler mittels des Tragarms bezüglich einer Grundposition im Raum verstellbar ist. Ein weiterer Gegenstand ist ein Verfahren zur Positionierung eines Röntgenstrahlers eines dentalen Kleinröntgengeräts in einer Soll-Position, die unter Berücksichtigung zumindest einer vorgegebenen Information, etwa der Aufnahmeregion, der vorgesehenen Behandlung, der Kopfgröße, der Lehrmeinung, dem Bildaufnehmer, festgelegt ist.
- Stand der Technik
- Aus der
DE 44 14 689 A1 ist ein mobile Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Röntgenstrahler bekannt, der mittels eines an einer Säule angebrachten Haltearms in bezug zu einem Aufnahmeobjekt positioniert werden kann. Darüber hinaus ist ein Vorrichtung zum Positionieren des Röntgenstrahlers vorgesehen, die über einen mit der Säule verbundenen Gelenkarm verstellbar ist. - Aus der
US 2006/0066453 A1 - Bei der Platzierung von Detektormedien wie Film, Speicherfolie oder digitale Sensoren in der Mundhöhle zur Erstel lung von dentalen Intraoralaufnahmen ist es wichtig, dass der Sensor, die Zahnregion und die Strahlungsquelle, hier insbesondere der Tubus, so positioniert werden, dass die gewünschte Region gemäß der Indikation, also der vorgesehenen Behandlung, möglichst vollständig abgebildet wird. Darüber hinaus ist es wichtig, dass die gewünschte Region in einem optimalen Winkel durchstrahlt wird und dass sich die Abstandsverhältnisse in einem bestimmten Rahmen sich bewegen. Ein weiterer zu berücksichtigende Forderung besteht darin, dass der Patient bei der Erstellung der Aufnahme keine wesentlichen Komforteinbußen hinnehmen muss.
- Als Hilfsmittel werden im Stand der Technik Positionierhalter verwendet, die eine feste Zuordnung vom Röntgenstrahler zum Bildempfänger vorgeben. Je nach Lehrmeinung über die richtige Aufnahmetechnik, also etwa Rechtwinkeltechnik oder Halbwinkeltechnik, den technischen Randbedingen und Erfahrungen des Bedieners werden dabei Aufnahmen unterschiedlicher Qualität erzielt.
- Die Aufgabe besteht darin, die korrekte Positionierung bei der Erstellung der Röntgenaufnahme zu unterstützen.
- Darstellung der Erfindung
- Mit einer erfindungsgemäßen dentale Kleinröntgeneinrichtung, die einen an einem Tragarm befestigten Röntgenstrahler aufweist, wobei der Röntgenstrahler mittels des Tragarms bezüglich einer Grundposition im Raum verstellbar ist und wobei Mittel zur Erfassung der Lage und der Ausrichtung des Röntgenstrahlers im Raum vorgesehen sind, lässt sich die Positionierung im Raum verbessern.
- Geht man davon aus, dass ein auf einem Stuhl mit vorbekannter Lage sitzender Patient den Kopf waagrecht hält und in eine vorgegebene Richtung blickt, dann ist dessen Kopfposi tion im wesentlichen definiert. Je nach aufzunehmendem Bereich und je nach Lehrmeinung gibt es eine ideale Strahlerposition, d. h. eine Position, wie der Tubus am Patientenkopf anzulegen ist.
- Durch die Mittel zur Erfassung der Lage und der Ausrichtung des Röntgenstrahlers im Raum kann der Neigungswinkel der Hauptachse zur Horizontalen, der Drehwinkel der vertikalen Achse vom Strahlerkopf, der Abstand des Tubusausgangs zur Hautoberfläche, der Abstand des Tubusausgangs zum Sensor oder der Neigungswinkel des Sensors zum Tubus festgestellt werden, etwa mit Hilfe von Sensoren.
- Vorteilhafterweise weist der Tragarm mindestens zwei über ein Gelenk verbundene Tragarmabschnitte auf und ist jedes Gelenk mit einem Positionsgeber versehen und wird die Position des Röntgenstrahlers den von den Positionsgebern abgegebenen Signalen festgestellt.
- Vorteilhafterweise kann am Röntgenstrahler ein Positionsgeber angebracht sein, der die Lage und die Ausrichtung des Röntgenstrahlers zu einer bekannten Referenzposition, die an einem Basisteil des Tragarms oder im Umfeld der Röntgeneinrichtung vorgesehen sein kann, feststellt. Damit ist keine konstruktive Änderung am Tragarm erforderlich.
- Weiterhin können Mittel zur Erfassung der Lage einer im Patientenmund bzw. in einer von der Patientenposition abhängigen Lage liegenden Referenzposition vorgesehen sein.
- Vorteilhafterweise kann am Röntgenstrahler ein Distanzmesser zum Patienten vorgesehen sein.
- Weiterhin kann am Röntgenstrahler ein Abstandsmessgerät zu einem im Patientenmund angeordneten Bildaufnehmer vorgesehen sein.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn zusätzlich zu dem Abstand auch die Orientierung des Bildsensors bezüglich der Hauptachse feststellbar ist.
- Gemäß einer Weiterbildung kann eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, mittels derer die Ist-Position des Röntgenstrahlers mit einer vorgegebenen Soll-Position verglichen und zumindest die Übereinstimmung der Ist-Position mit der Soll-Position angezeigt wird.
- Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Positionierung eines Röntgenstrahlers eines dentalen Kleinröntgengeräts in einer Soll-Position, die unter Berücksichtigung zumindest einer vorgegebenen Information, etwa der Aufnahmeregion, der Indikation (vorgesehene Behandlung), Kopfgröße, Lehrmeinung, Detektormedium, festgelegt ist, wobei eine Abweichung einer Ist-Position zur Soll-Position automatisch festgestellt wird. Die Abweichung zur Soll-Position wird durch Signalelemente angezeigt.
- Vorteilhaftwerweise kann dem Bediener auch die Qualität der Ist-Position und falls erforderlich die Richtung einer Veränderung für eine verbesserte Position angegeben werden.
- Vorteilhafterweise wird zusätzlich die Kopfposition des Patienten überwacht und in die Berechnung der SOLL-Position einbezogen. Unter der Kopfposition kann dabei die Lage als oder die Ausrichtung des Kopfes oder vorteilhafterweise beides zusammen verstanden werden.
- Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, wenn erst bei Erreichen einer ausreichenden Positionsgenauigkeit die Strahlungsauslösung freigegeben wird.
- Kurzbeschreibung der Zeichnung
- In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
-
1 eine dentale Kleinröntgeneinrichtung, -
2 ein Detail eines Röntgenstrahlers, -
3 verschiedene Positionen des Röntgenstrahlers zu einem Patienten -
4 ein Gelenk mit einem Positionsgeber. - Ausführungsbeispiel der Erfindung
- In
1 ist eine dentale Kleinröntgeneinrichtung dargestellt. An einem Basisteil1 ist ein Tragarm2 mit seinem Basisseitigem Ende befestigt, wobei am dem Basisteil abgewandten Ende des Tragarms2 ein Röntgenstrahler3 befestigt ist. Der Röntgenstrahler3 lässt sich mittels des Tragarms2 auf einen Patientenkopf4 hin verstellen und der Röntgenstrahler kann in verschiedene Winkellagen gegenüber dem Patientenkopf4 gebracht werden. - Dazu weist der Tragarm
2 zwei Tragarmabschnitte2.1 ,2.2 auf, die über ein Gelenk5 miteinander verbunden sind. Darüber hinaus kann die Befestigung am Basisteil1 ebenfalls über ein Gelenk6 erfolgen und der Röntgenstrahler3 kann ebenfalls über ein Gelenk7 an dem Teilabschnitt2.2 des Tragarms2 befestigt sein. Derartige Tragarme sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. - Mit diesen Tragarmen ist es möglich, den Röntgenstrahler
3 zum Patientenkopf4 auszurichten und auch eine erforderlichenfalls schräg gestellte Hauptachse8 , die hier mit einem im wesentlichen waagerecht ausgerichteten Röntgenstrahler3 dargestellt ist, einzustellen. - Um den Röntgenstrahler
3 in Bezug auf seine Lage näher zu definieren, kann wie in2 im Detail dargestellt ein im Röntgenstrahler3 befindlicher Fokuspunkt3.1 , welcher dem Entstehungsort der Röntgenstrahlung entspricht, dienen. Um den Röntgenstrahler3 in Bezug auf seine Ausrichtung näher zu definieren, kann die Hauptachse8 der vom Fokuspunkt3.1 ausgehenden Röntgenstrahlung verwendet werden. Diese Hauptachse8 fällt mit einer Tubusachse eines den Röntgenstrahl umgebenden Tubus3.2 als Teil eines Röntgenstrahlergehäuses zusammen, und verläuft in etwa durch den Mittelpunkt eines dem Patienten zugewandten Tubusausganges3.3 . - Standardmäßig beträgt der Abstand zwischen dem Fokuspunkt und dem Tubusausgang
3.3 8 × 2,54 cm oder mit einem nicht dargestellten Aufsatz 12 × 2,54 cm. Der Durchmesser des Tubus beträgt am Tubusausgang3.3 maximal 6 cm. - Eine Erfassung der Lage und Ausrichtung des Röntgenstrahlers im Raum kann also die Feststellung der Lage des Fokuspunktes
3.1 und die Feststellung der Ausrichtung der Hauptachse8 beinhalten. - Zur Erfassung der Lage des Patientenkopfes
4 bzw. der Lage des Röntgenstrahlers3 sind in1 dargestellte Messkameras10 ,12 vorgesehen, die über eine Auswerteeinheit ein Messergebnis bereitstellen. - Als Erfassungssystem sind also Kameras
10 ,12 geeignet, mit denen aus der Lage, der Ausrichtung und der Größe des Kopfes die Okklusalebene des Oberkiefers bestimmt werden kann. Als Orientierung können die Augen dienen, die leicht detektierbar sind. - Jedes der Gelenke
5 ,6 ,7 kann mit einem in4 dargestellten Positionsgeber5.1 versehen sein, der beispielsweise als Drehwinkelgeber ausgebildet ist. Mittels der Drehwinkelgeber5.1 in den Gelenken5 ,6 ,7 lassen sich die Winkel α, β, γ zwischen dem Tragarmabschnitt2.1 und dem Basisteil zum einen, zwischen den beiden Tragarmabschnitten2.1 und2.2 zum anderen und zwischen dem Tragarmabschnitt2.2 und dem Röntgenstrahler3 zum weiteren feststellen, da die Längenverhältnisse der Tragarmabschnitte2.1 ,2.2 bzw. des Röntgenstrahlers3 bekannt sind. Darüber hinaus können die Drehwinkel α1 und α2 am Basisteil1 bzw. am Röntgenstrahler3 um eine Vertikale erfasst und ausgewertet werden. - Die Position des Röntgenstrahlers kann aus den von den Positionsgebern abgegebenen Signalen und aus den bekannten geometrischen Verhältnissen festgestellt werden.
- Am Röntgenstrahler
3 kann auch ein Positionsgeber14 angebracht sein, der die Lage und die Ausrichtung der Röntgenstrahlers3 zu einer bekannten Referenzposition1.1 ;1.2 , die an einem Basisteil des Tragarms oder im Umfeld der Röntgeneinrichtung vorgesehen sein kann, angibt bzw. mit dessen Hilfe diese Lage und die Ausrichtung des Röntgenstrahlers3 festgestellt werden kann, etwa über eine am Basisteil1 angebrachte Peilstation16 mit einem Peilsignal18 . - Die Mittel zur Erfassung der Lage einer im Patientenmund liegenden Referenzfläche bzw. in einer von der Patientenposition abhängigen Lage liegenden Referenzposition sind die Messkameras
10 ,12 . Die Referenzfläche kann beispielsweise die Okklusalebene der Zähne sein, deren Lage mittels der Messkameras10 ,12 ermittelt wird. - In
2 ist dargestellt, dass am Röntgenstrahler3 ein Distanzmesser28 zu dem Patienten4 vorgesehen sein kann, etwa zu einer Hautoberfläche26 des Patienten4 . Der Distanzmesser28 warnt beispielweise vor einem zu großen Abstand zwischen dem Tubusausgang3.3 und der Hautoberfläche26 des Patienten4 , der in der Regel zwischen 0 und 5 cm betragen sollte. - Vorteilhafterweise kann am Röntgenstrahler auch ein Abstandsmessgerät
27 zu einem im Patientenmund angeordneten Bildaufnehmer24 vorgesehen sein, wie er beispielsweise aus derWO 2006/023674 A1 - Vorteilhafterweise ist das Abstandsmessgerät
27 so ausgebildet, dass zusätzlich zu dem Abstand auch die Orientierung eines Bildempfängers24 bezüglich der Hauptachse8 des Röntgenstrahlers3 feststellbar ist. Dazu ist ein Marker22 am Bildempfänger24 angebracht, dessen Lage und Orientierung zur Hauptachse8 durch den Abstandssensor27 erfassbar ist. Dabei wird insbesondere auch ein Kippwinkel γ2 gegenüber der Hauptachse8 erfasst. - Über ein Signalelement
25 wird dem Bediener die Qualität der Ist-Position und falls erforderlich die Richtung einer Veränderung für eine verbesserte Position mitgeteilt. - In
1 ist weiterhin dargestellt, dass mittels einer Steuereinrichtung31 , die hier als PC ausgebildet ist, die ermittelte IST-Position des Röntgenstrahlers3 mit einer vorgegebenen SOLL-Position verglichen wird. Auf einer Anzeigeeinheit32 kann die Übereinstimmung der IST-Position mit der SOLL-Position angezeigt werden. Es ist auch möglich, am Röntgenstrahler3 selbst Anzeigemittel für die Position vorzusehen. - Von besonderer Bedeutung ist, dass der Röntgenstrahler
3 von Hand frei im Raum am Patientenkopf positioniert werden kann, um den Mundraum von den beiden Wangenflächen her und frontal mit Röntgenstrahlen zu durchleuchten, wobei der Bildempfänger24 hinter den Zähnen21 (2 ) angeordnet ist. Über eine horizontale Ausrichtung der Hauptachse8 des Röntgenstrahlers3 hinaus ist es auch erforderlich, den Röntgenstrahler von schräg oben oder von schräg unten auf den Mundraum zu richten, wobei hier für den Strahlerkopf des Röntgenstrahlers8 ,8' ein Winkelbereich γ1, γ2 gegenüber der Horizontalen einstellbar und erfassbar ist, siehe die prinzipielle Darstellung in3 . - Zwar verfügen die Kleinröntgengeräte nach dem Stand der Technik über einen Tragarm, der eine solche Positionierung des Röntgenstrahlers erlaubt, es ist jedoch besonders wichtig, dass die genaue Einstellung des Röntgenstrahlers auch dokumentiert werden kann, und zwar ohne Eingriff des Bedieners.
- Die festgestellten Positionsangaben können dabei zusammen mit dem Bild in einem Archiv abgespeichert werden, um für Dokumentationszwecke verwendet zu werden. Aus diesen Daten können im nachhinein Optimierungen der Positionierungsvorgabe für die Soll-Position abgeleitet werden, indem etwa besondere Gewohnheiten des Anwenders berücksichtigt werden. Dabei kann ein selbstlernendes System wie z. B. neuronale Netze oder Fuzzy Logic verwendet werden.
- Da die geometrische Situation von Stuhl und Röntgengerät bzw. dessen Strahler vorbekannt ist, kann das System aus dem mit dem Patientenpositionserfassungs- und einem Patientenverwaltungssystem verbundenen Röntgenstrahlers
3 aus vorliegenden Informationen über die Aufnahmeregion, die Indikation, aus dem Alter des Patienten und dessen möglicher Kopfgröße, aus der anzuwendende Lehrmeinung und aus der Art des zu verwendenden Detektormediums, also etwa flexibel – unflexibel, groß – klein, eine ideale Soll-Position des Röntgenstrahlers3 ermitteln. - Das System ermittelt darüber hinaus die Abweichung der Ist-Position zur Soll-Position. Der Anwender erhält geeignete Rückmeldungen, z. B. durch optische Signalelemente wie LEDs unmittelbar am Strahlerkopf, der zu diesem Zeitpunkt vom Bediener bewegt wird oder durch eine akustische Rückmel dung. Dabei kann zusätzlich die Kopfposition des Patienten überwacht und in die Berechnung der Ist-Position mit einbezogen werden. Diese Überwachung kann z. B. in Form einer oder mehrer Kameras
10 ,12 (1 ) erfolgen. - Mit einem Verfahren zur Erfassung der Positionierung eines Röntgenstrahlers eines dentalen Kleinröntgengeräts in einer SOLL-Position, die unter Berücksichtigung zumindest einer vorgegebenen Dokumentation, etwa der Aufnahmeregion, der Indikation, also der vorgesehenen Behandlung, der Kopfgröße, der Lehrmeinung, des Detektormediums festgelegt ist, wird die Abweichung einer IST-Position im Raum zur SOLL-Position im Raum festgestellt und durch Signalelemente angezeigt. Darüber hinaus kann einem Bediener die Qualität der IST-Position und falls erforderlich die Richtung einer Veränderung der IST-Position für eine verbesserte Position mitgeteilt werden.
- Zusätzlich oder anstelle der LEDs kann auch ein Grafikdisplay mit entsprechenden Hinweiselementen zur Anwendung gelangen.
- In die Berechnung des SOLL-Position kann dabei auch die Kopfposition des Patienten einfließen. Alternativ dazu ist es möglich, die IST-Position um die Kopfposition des Patienten zu korrigieren, wenn dies von einer vorgegebenen Position abweicht.
- Mit dem Verfahren kann beispielsweise sichergestellt werden, dass erst bei Erreichen einer ausreichenden Positionsgenauigkeit des Röntgenstrahlers
3 zu dem Patienten4 und gegebenenfalls zu dem Bildempfänger24 die Strahlungserzeugung durch den Röntgenstrahler3 freigegeben wird. Bei grober Fehlpositionierung, z. B. wenn der Abstand zum Patienten zu groß ist, kann die Strahlungsauslösung hingegen blockiert werden. Diese Technik sollte hauptsächlich aber als unterstützendes Hilfsinstrument für den Bediener verstanden werden. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4414689 A1 [0002]
- - US 2006/0066453 A1 [0003]
- - WO 2006/023674 A1 [0039]
Claims (13)
- Dentale Kleinröntgeneinrichtung, aufweisend einen an einem Tragarm (
2 ) befestigten Röntgenstrahler (3 ), wobei der Röntgenstrahler (3 ) mittels des Tragarms (2 ) bezüglich einer Grundposition im Raum von Hand verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (14 ,16 ,18 ) zur Erfassung der Lage und der Ausrichtung des Röntgenstrahlers (3 ) im Raum vorgesehen sind. - Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragarm (
2 ) mindestens zwei über ein Gelenk (5 –7 ) verbundene Tragarmabschnitte (2.1 ,2.2 ) aufweist, wobei jedes Gelenk (5 –7 ) mit einem Positionsgeber (5.1 ) versehen ist und dass die Position des Röntgenstrahlers (3 ) aus den von den Positionsgebern (5.1 ) abgegebenen Signalen festgestellt wird. - Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Röntgenstrahler (
3 ) ein Positionsgeber (14 ) angebracht ist, mittels dessen die Lage und die Ausrichtung des Röntgenstrahlers (3 ) zu einer bekannten Referenzposition (1.1 ,1.2 ), die an einem Basisteil (1 ) des Tragarms (2 ) oder im Umfeld der Röntgeneinrichtung vorgesehen sein kann, feststellbar ist. - Röntgeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (
10 ,12 ) zur Erfassung der Lage einer im Patientenmund bzw. in einer von der Patientenposition abhängigen Lage liegenden Referenzposition vorgesehen sind. - Röntgeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Röntgenstrahler (
3 ) ein Distanzmesser (28 ) für den Abstand eines Fokuspunktes (3.1 ) zum Patienten (4 ;26 ) vorgesehen ist. - Röntgeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Röntgenstrahler (
3 ) ein Abstandsmessgerät (27 ) für den Abstand eines Fokuspunktes (3.1 ) zu einem im Patientenmund angeordneten Bildaufnehmer (24 ) vorgesehen ist. - Röntgeneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem Abstand auch die Ausrichtung des Bildaufnehmers (
24 ) bezüglich einer Hauptachse (8 ) des Röntgenstrahlers (3 ) feststellbar ist. - Röntgeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (
31 ) vorgesehen ist, mittels derer die Ist-Position des Röntgenstrahlers (3 ) mit einer vorgegebenen Soll-Position verglichen wird und zumindest die Übereinstimmung der Ist-Position mit der Soll-Position angezeigt wird. - Verfahren zur Positionierung eines Röntgenstrahlers (
3 ) eines dentalen Kleinröntgengeräts in einer Soll-Position, die unter Berücksichtigung zumindest einer vorgegebenen Information, etwa der Aufnahmeregion, der vorgesehenen Behandlung, der Kopfgröße, der Lehrmeinung, dem Bildaufnehmer, festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abweichung einer Ist-Position des Röntgenstrahlers (3 ) im Raum zur Soll-Position des Röntgenstrahlers (3 ) im Raum automatisch festgestellt wird, wobei die Abweichung zur Soll-Position durch Signalelemente (25 ) angezeigt wird. - Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bediener die Qualität der Ist-Position angegeben wird.
- Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung einer Veränderung für eine verbesserte Position angegeben wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfposition des Patienten überwacht und in die Berechnung der SOLL-Position einbezogen wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass erst bei Erreichen einer ausreichenden Positionsgenauigkeit die Strahlungsauslösung freigegeben wird.
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