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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Generierung von Belichtungsparametern
eines Dental-Röntgenstrahlers,
bei dem verschiedene Aufnahmevorgaben wie eine Zahnregion, die Patientengröße und/oder
ggf. eine Aufnahmequalität
einstellbar sind, für
die Belichtung eines digitalen Intraoralsensors, der beim Auftreten
von Röntgenstrahlen
ein Ausgangssignal generiert, das die vom Sensor erzeugte Signalantwort
darstellt.
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Stand der Technik
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Es
sind Kleinröntgenstrahler
sowie digitale Intraoralsensoren zur Generierung von Röntgenaufnahmen
der Zähne
bekannt. Von den Herstellern dieser Strahler und Sensoren gibt es
vorgegebene Belichtungstabellen zum Ermitteln der für die gewünschte Aufnahme
notwendigen Belichtungsdosis. Die Belichtungsdosis wird bestimmt
durch die Strahler-Austrittsdosis,
die Sensor-Eintrittsdosis sowie verschiedene Belichtungsparamter,
wie Belichtungszeit, Röhrenstrom
und Röhrenspannung.
Die Belichtungstabelle gibt dem Anwender die Einstellwerte vor,
die unter Angabe der Art der Aufnahme (Region) und der Patientengröße eine
optimale Belichtung bzw. Belichtungsdosis unter Vermeidung einer
Unter- oder Oberbelichtung garantieren. Die vorhandenen Sensoren
sind in der Regel mit einer breiten Palette an Strahlern betreibbar,
wenn diese bestimmte Standards einhalten.
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Die
Belichtungsdosis des Strahlers bzw. seine Dosisleistung ist dabei
einer der wichtigsten Parameter. Die Dosisleistung des Strahlers
bzw. die Einstellbarkeit derselben steht dem Anwender in der Regel
nicht zur Verfügung.
Daneben gibt es bei Strahlern Abweichungen, die typenbedingt, serienbedingt, netzspannungsbedingt
und/oder alterungsbedingt sind, so dass die Optimalität der ermittelten
Belichtungsdosis nicht gewährleistet
ist.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Belichtungstabelle bereitzustellen,
die die Ermittlung einer optimalen Belichtungsdosis bzw. Belichtungsparameter
für vorbekannte
spezifizierte Intraoralsensoren gewährleistet.
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Darstellung der Erfindung
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Gemäß der Erfindung
werden in einem ersten Schritt der Strahler und der Sensor positioniert, womit
der Sensor in eine reproduzierbare, geometrische Position bezüglich des
Strahlerfokus gesetzt wird. Mit dieser Anordnung wird zumindest
für die wichtigsten
Aufnahmevorgaben eine beliebige Anzahl an Röntgenaufnahmen unter Variation
der Belichtungsdosis erstellt. Dies erfolgt durch die Variation der
Belichtungsparameter wie Belichtungszeit, Röhrenstrom und/oder Röhrenspannung.
Bei Röntgengeräten mit
schwankender Dosisleistung sind zum Mitteln der Messung mehrere
Aufnahmen unter gleichen Betriebsbedingungen vorgesehen. Anschließend erstellt
ein Auswerteprogramm aus den erstellten Aufnahmen eine Zuordnung
zwischen den erwähnten
Belichtungsparametern und der Signalantwort des Sensors. Die Signalantwort
ist das vom Sensor erzeugte Ausgangssignal, das in einem herstellerseitig
bekannten Verhältnis
zur Eingangsdosis steht.
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Idealerweise
sollte sich die Eingangsdosis bzw. Signalantwort in einem bestimmten
Bereich befinden, also definierte Grenzwerte nicht unter – bzw. überschreiten.
Unter- und Überbelichtungen
liegen außerhalb
dieses optimalen Bereiches. Der Sensorhersteller kann diesen Bereich
festlegen. Der Einfachheit halber könnte ein zu verwendender Prüfkörper nur
aus einem oder mehreren bekannten, homogenen Materialen bestehen,
die in der Fläche
nebeneinander, z. B. kachelförmig
angeordnet sind, z. B. aus verschiedenen Kupferdicken zwischen 0,05
mm bis 1,0 mm Kupfer. Aus dem bekannten Absorptionsverhalten kann
aus der Signalantwort die Ausgangsdosis mit den jeweiligen Belichtungsparametern
bestimmt werden. Vorstellbar ist auch der Verzicht auf den Prüfkörper. Zur
Modulation der Dosis kann anstelle der unterschiedlichen Materialien
der Abstand zwischen Röhrenfokus
und Sensor verändert
werden. Dies ist jedoch umständlich
und macht zusätzliche
Aufnahmen erforderlich.
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Alternativ
zu der Vorgabe des Sensorherstellers kann das Auswerteprogramm den
idealen Belichtungsbereich auch bestimmen. Dazu sind im Prüfkörper zusätzlich röntgenbildgebende
Elemente integriert, z. B. Hoch- und Niedrigkontrastelemente. Aus diesen
Aufnahmen können
mit der vorstehend genannten automatisierten Auswertung Angaben
zur Bildqualität,
z. B. Aussagen zum Signal-Rauschverhältnis und zur Modulation-Transferfunktion
(MTF), berechnet und die Belichtungsgrenzen für den jeweils vermessenen Sensor
festgelegt werden. Damit wird die Kennlinie des Sensors, also die
Belichtungsqualität-Belichtungsdosis-Funktion
des Sensors zumindest grobstufig ermittelt.
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Je
nach Anforderung an die geforderte Qualitätsstufe kann dieser Belichtungsbereich
unterschiedlich ausgenutzt werden. Ist beispielsweise eine hochwertige
Aufnahme zur Kariesdiagnose gefordert, ist gegebenenfalls eine höhere Belichtungsdosis
angemessener als im Fall einer groben Übersichtsaufnahme, wenn nur
die Lage einer Zahnwurzel zu bestimmen ist. Je nach Anwendung und
Aufnahmeart können
unterschiedliche Qualitätsstufen erforderlich
sein.
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Das
Auswerteprogramm generiert eine Belichtungstabelle, die eine Zuordnung
der verschiedenen Aufnahmevorgaben, wie die Art der Person, die Zahnregion
und die Qualitätsstufe
zu den dazugehörigen
Belichtungsparametern, also die Belichtungszeit-, Röhrenspannung-
und/oder Röhrenstromeinstellung
darstellt.
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Hierdurch
wird erreicht, dass der Sensor und der Strahler einmalig vor Ort
unter einfachen reproduzierbaren Bedingungen vermessen bzw. aufeinander
abgestimmt werden und damit eine Grundlage für den Routinebetrieb geschaffen
wird. Das Sensorsystem bestehend aus Sensor, Bilderfassung und PC fungiert
an dieser Stelle als Mess- und Kalibrierungssystem. Der Anwender,
vorzugsweise der Servicetechniker, belichtet den Sensor anhand des
aufgezeigten Verfahrens. Es wird also beispielsweise mit allen Belichtungseinstellungen
des Strahlers der Sensor nacheinander belichtet. Aus den so generierten
Bilddaten werden die für
den Sensor erforderlichen Belichtungsdosiswerte berechnet, die seiner herstellerseitig
bekannten Kennlinie oder der ermittelten Kennlinie entsprechen,
so dass im Ergebnis die Belichtungstabelle ermittelt werden kann.
Dies erfolgt vorzugsweise durch einen PC, in dem üblicherweise
auch die Bilddaten temporär
abgespeichert werden. Anhand der Belichtungsparameter und der vom
Sensorhersteller bekannten optimalen Betriebsparameter des Sensors
lässt sich
somit auf Grundlage der erreichten Belichtungsdosen die Belichtungstabelle
ableiten, die die Eigenschaften des Strahlers einerseits sowie die
Eigenschaften des Sensors andererseits berücksichtigt. Diese Tabelle kann
ausgedruckt werden und steht in Form einer Bedienungsanleitung dem
Anwender für
diesen Strahler zur Verfügung.
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Hierzu
kann es vorteilhaft sein, dass zwischen dem Strahler und dem Sensor
ein Prüfkörper platziert
wird. Mittels eines Prüfkörpers lässt sich
das Sensorverhalten besser beurteilen, da der Prüfkörper verschiedene Prüfzonen aufweist, über die
beispielsweise das Rauschverhalten besser beurteilt werden kann.
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Vorteilhaft
kann es sein, dass für
die Einstellung der Werte für
die Belichtungszeit, die Röhrenspannung
und/oder den Röhrenstrom
nach Schritt b), c) und/oder d) eine Auswahl vorgegeben bzw. generiert
oder bereitgestellt wird. Die Einstellung der Werte für die Belichtungszeit,
die Röhrenspannung und/oder
den Röhrenstrom
hängt zum
einen von den zur Verfügung
stehenden Einstellstufen des zu vermessenden Strahlers ab, zum anderen
kann jedoch aufgrund der Vielzahl der zur Verfügung stehenden Einstellungskombinationen
eine die Anforderungen erfüllende
Auswahl dieser Einstellungskombinationen programmseitig vorgegeben
sein. Dabei ist es möglich,
dass zwischen den dieser Auswahl zugrunde liegenden Einstellungswerten
eine Extrapolation programmseitig durchgeführt wird.
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Vorteilhaft
kann auch sein, dass die Abstufung der Einstellung der Belichtungszeit
in Schritten von 10 ms oder einem Vielfachen dieses Wertes sowie
auf- oder absteigend erfolgt. Je nach eingesetztem Strahler kann
es von Vorteil sein, zumindest in gewissen Strahlungsdosisbereichen
die Belichtungszeit in den vorstehend genannten Schritten etwas
feiner und etwas grober abzustufen. Diese Abstufung kann dabei je
nach Vorgehensweise bzw. für
den jeweiligen Wiederholungszyklus auf- oder absteigend erfolgen.
Gleiches gilt für
die Einstellung des Röhrenstromes,
sofern wie vor stehend erläutert
der jeweilige Strahler die Einstellung hardwareseitig zulässt.
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Zudem
kann es von Vorteil sein, dass zwecks Auswertung gemäß Schritt
e) eine Zuordnung zwischen der Strahlerausgangsdosis und der optimalen
Sensoreintrittsdosis für
verschiedene Belichtungsparameter, Qualitätsstufen und Kieferregionen
erfolgt. Die Ausgangsdosis ist im Wesentlichen abhängig von
den Belichtungsparametern. Jeder Sensor weist einen optimalen Belichtungsumfang auf,
in dem er optimal belichtet ist. Der jeweils erreichte Belichtungsumfang
fließt
in die Zuordnung und damit in die Erstellung der Tabelle ein, insbesondere
für die
Bestimmung der jeweiligen Qualitätsstufe.
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Der
Sensor weist innerhalb des Belichtungsumfangs verschiedene Qualitätsstufen
auf, die in der Regel in hoch, mittel und niedrig eingestuft werden. Eine
niedrige Qualitätsstufe
hat eine niedrige Sensoreintrittsdosis und damit ein relativ ungünstiges
Signalrauschverhältnis
und eine eingeschränkte
Diagnostizierbarkeit zur Folge. Zur Schonung des Patienten kann
dies jedoch gewünscht
sein.
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Daneben
kann es vorteilhaft sein, dass gemäß Schritt f) für die Tabellenerstellung
bei den verschiedenen Aufnahmearten zwischen den verschiedenen Aufnahmeregionen,
also Kieferregionen und/oder verschiedenen Aufnahmequalitäten unterschieden
wird und dass bei den Aufnahmequalitäten zumindest zwischen drei
Qualitätsstufen,
nämlich hoch,
niedrig und optimal unterschieden wird. Je nach gewünschter
Aufnahmeart, die sich aufgrund der gewünschten Aufnahmeregion im Bereich
des Kiefers bzw. der gewünschten
Aufnahmequalität
unterscheidet, ist eine entsprechende Strahleraustrittsdosis einzustellen.
Vorgehend genannte Belichtungstabelle enthält somit auch Hinweise auf
die strahlerspezifischen Einstellungen unter Berücksichtigung der gewünschten
Aufnahmeregion bzw. Aufnahmequalität.
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In
diesem Zusammenhang kann es von Vorteil sein, dass zwecks Auswertung
der Belichtung eine Abfrage und/oder Einstellung der Länge eines Tubus
des Strahlers als weitere Aufnahmevorgabe erfolgt, wobei zumindest
zwischen den Längen
8 Zoll und 12 Zoll unterschieden wird. Die verschiedenen Strahler
weisen verschiedene Tubuslängen
auf, die unmittelbar Einfluss auf die Belichtung haben. Die Berücksichtigung
dieser Länge
ist für
die gewünschte Kalibrierung
sehr wichtig.
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Ferner
kann es von Vorteil sein, dass eine Liste bekannter Strahler bereitgestellt
wird und eine Auswahl des eingesetzten Strahlers aus einer Liste bekannter
Strahler vorgesehen oder vorgenommen wird und dass in Abhängigkeit
des ausgewählten Strahlers
die Variation der Belichtungszeit und/oder des Röhrenstroms nach Schritt c)
und/oder d) in Bezug auf strahlerspezifische Werte beschränkt wird. Der
Anwender ist bei diesem Verfahren nicht gezwungen, jedwede Belichtungszeit-,
Röhrenspannung-
und Röhrenstromkombination
in den möglichen
Abstufungen zu absolvieren. Je nach schon bekannten Strahlern kann
eine entsprechende Liste der zu erwartenden Belichtungsparameter
einerseits sowie der einstellungsspezifischen Daten des Strahlers andererseits
hinterlegt sein. Der Anwender kann somit ein verkürztes und
dennoch eine optimale Kalibrierung gewährleistendes Verfahren anwenden.
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Ebenso
kann es von Vorteil sein, dass zwecks Auswertung gemäß Schritt
e) und Bereitstellung der Qualitätsstufen
eine Auswahl aus einer Liste bekannter Sensoren vorgesehen oder
vorgenommen wird, wobei die Auswahl des eingesetzten bzw. benutzten
Sensors zumindest nach Hersteller, Typ und/oder Seriennummer erfolgt.
Jeder Sensor weist in der Regel eine bekannte Kennlinie auf, die
insbesondere mit seiner Seriennummer in direkter Verbindung steht,
so dass durch Angabe derselben die erforderliche Kennlinie ermittelt
werden kann. Des Weiteren weisen verschiedene Sensoren je nach Hersteller
und Typ grundsätzlich
verschiedene Grundformen von Kennlinien auf, die aufgrund der Angabe dieser
Daten zumindest im Groben bekannt sind.
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Vorteilhaft
kann auch sein, dass jede Messung gemäß Schritt b) und/oder c) ein,
zwei oder drei Mal wiederholt wird und die Reproduzierbarkeit der Messung
bewertet wird. Die Wiederholung der Messung dient der Qualitätskontrolle
des Strahlers für
die eingestellte Dosis. Sollte eine Reproduzierbarkeit des Ergebnisses
nicht vorliegen, so ist dieser Strahler für diesen Dosiswert nicht brauchbar
und es ist auf einen alternativen Dosiswert auszuweichen.
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Zudem
kann es von Vorteil sein, dass das Rauschverhalten des Sensors ermittelt
wird und hierzu ein Prüfkörper mit
einer homogenen Platte eingesetzt wird. Für die Ermittlung vorstehend
genannter Belichtungstabelle ist es auch wichtig, dass das Rauschverhalten
des Sensors bekannt ist, um dieses Verhalten bei der Auswertung
der Belichtung zu berücksichtigen.
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Daneben
kann es vorteilhaft sein, dass das Auflösungsverhalten des Sensors
ermittelt wird und hierzu ein Prüfkörper mit
Absorptionselementen eingesetzt wird. Das Auflösungsverhalten des Sensors ist
ebenso ein wichtiger Parameter, der bei der Auswertung des Belichtungsergebnisses
zu berücksichtigen
ist. Das Auflösungsverhalten
des Sensors hat Einfluss auf die letztlich vorzugebenden Belichtungsparameter,
insbesondere wenn eine hohe Qualitätsstufe erwünscht ist.
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In
diesem Zusammenhang kann es von Vorteil sein, dass das Absorptionselement
als Hochkontraststruktur und/oder als Niedrigkontraststruktur ausgebildet
ist, wobei die Hochkontraststruktur vorzugsweise aus in eine dünne Bleifolie
geritzte Linienstrichpaargruppen gebildet ist. Somit ist das Hoch- wie
auch das Niedrigkontrastverhalten des Sensors ermittelbar. Die beiden
Kontraststrukturen können
im Bildbereich des Prüfkörpers nebeneinander
angeordnet sein.
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Daneben
kann es vorteilhaft sein, dass die beste Qualitätsstufe, also der optimale
Punkt der Kennlinie des Sensors für zumindest einen Teil der Aufnahmevorgaben
ermittelt wird. Unabhängig
von der zu emittierenden Strahlungsleistung ist die beste Qualitätsstufe
eines Sensors zwecks Erhalt einer optimalen Bildqualität wichtig.
Das Verhältnis
zwischen den verschiedenen Aufnahmevorgaben und der notwendigen
Belichtungsdosis ist bekannt, so dass nicht für alle Aufnahmevorgaben eine
Röntgenaufnahme erstellt
werden muss. Bei der Patientengröße kann das
Verhältnis
gleich zwei sein, d. h. bei einem Erwachsenen ist etwa die doppelte
Belichtungsdosis notwendig wie für
ein Kind. Das Messergebnis für
die Aufnahmevorgabe „Kind" kann also auf die
Aufnahmevorgabe „Erwachsener" übertragen werden. Ähnliches
gilt für
die Zahnregionen. Zwischen der Zahnregion Z1, die aufgrund der Lage
und Ausprägung
die schwächste
Belichtungsdosis benötigt
und der Zahnregion Z3, die die stärkste Belichtungsdosis benötigt, kann
das Verhältnis
ebenfalls gleich zwei sein, d. h. für die Zahnregion Z3 bedarf
es etwa der doppelten Belichtungsdosis im Verhältnis zur Zahnregion Z1. Somit
lassen sich die Messergebnisse für
verschiedene Aufnahmevorgaben auf andere Aufnahmevorgaben übertragen.
Damit wird die Anzahl der notwendigen Aufnahmen erheblich reduziert.
Beispielsweise werden alle Aufnahmen für die Aufnahmevorga be „Kind" und „Zahnregion
Z1" erstellt. Somit
wären nur noch
für diese
Aufnahmevorgaben die Belichtungsparameter und damit die Eingangsdosis
zu variieren. Das Verhältnis
zwischen der Eingangsdosis und der Signalantwort des Sensors wird
in der Regel herstellerseitig bekannt sein, d. h. aus der Eingangsdosis kann
die Signalantwort ableitbar sein. Alternativ wird über eine
Anzahl von Aufnahmen mit anschließender Auswertung der Signalantwort
die Kennlinie des Sensors ermittelt. Die erhaltenen Ergebnisse können wie vorstehend
erläutert
auf die anderen Aufnahmevorgaben „Erwachsener" und „Zahnregion
Z2, Z3, ..." übertragbar
sein.
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Vorteilhaft
kann auch sein, dass der Prüfkörper verwendet
wird, der zwecks Inbetriebnahme des Dental-Röntgenstrahlers für eine Aufnahmekonstanzprüfung verwendet
wird. Dieser Prüfkörper steht dem
Anwender grundsätzlich
zur Verfügung,
so dass diesbezüglich
keine neuen Komponenten bzw. Hardware für das erfindungsgemäße Verfahren
angeschafft werden müssen.
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Die
Erfindung bezieht sich auch auf ein Computerprogramm zur Generierung
von Belichtungsparametern eines Dental-Kleinröntgenstrahlers für die Belichtung
eines digitalen Intraoralsensors, das die Visualisierung der verschiedenen
Informations-, Auswahl- und Eingabeparameter für den Anwender, die Auswertung
gemäß Schritt
e) sowie wahlweise die Zuordnung der verschiedenen Aufnahmearten
zu den dazugehörigen
Belichtungszeit-, Röhrenspannung-
und/oder Röhrenstromeinstellungen
gemäß Schritt
f), die Ermittlung der Zuordnung, das Auslesen der gerätespezifischen
Daten für
mögliche
Sensoren und/oder Strahler aus einem Speicher, die Ermittlung des
Rauschverhaltens des Sensors, die Ermittlung des Auflösungsverhaltens
des Sensors und/oder die Ermittlung von Qualitätsstufen, insbesondere der
höchsten
Quali tätsstufe
des Sensors bzw. die Ermittlung der Kennlinie vornimmt bzw. gewährleistet.
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Das
Computerprogramm dient der einfachen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
auf dem beim Anwender befindlichen Computer bzw. auf einem Computer
des Servicetechnikers, also der einmaligen Erstellung der notwendigen
Aufnahmen, der Führung
des Benutzers, der Auswertung der Aufnahmen, der Generierung einer
Belichtungstabelle bzw. der Bereitstellung einer geeigneten Belichtungstabelle
für den
Routinebetrieb. Wie vorgehend beschrieben steht die notwendige Hardware,
also insbesondere Strahler, Sensor und Prüfkörper, zur Verfügung. Der
Anwender muss das Programm lediglich starten und wie vorgehend aufgeführt die
erforderlichen Aufnahmen erstellen, gegebenenfalls verschiedene
Daten bzw. Informationen zum Sensor, Röntgenstrahler usw. je nach
Abfragezyklus eingeben, gegebenenfalls wie vorgehend beschrieben
eine Auswahl aus den verschiedenen bzw. gewünschten Werten treffen und
die seitens des Programms ermittelten Informationen, insbesondere über Aufnahmearten,
Belichtungszeit-, Röhrenspannung-
und/oder Röhrenstromeinstellungen
und die Belichtungstabelle ablesen. Das Ablesen kann dabei auf einem
Bildschirm oder auf einem dafür
vorgesehenen Ausdruck, insbesondere in Form einer Belichtungstabelle
erfolgen. Aus der Tabelle kann der Anwender unter Vorgabe seiner
gewünschten
Bildparameter, insbesondere der Aufnahmeregion des Kiefers und Bildqualität, die erforderlichen
Belichtungsparamter ablesen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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In
den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht des Strahlers mit aufgesetztem Prüfkörper und
Sensor;
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2 den
Prüfkörper mit
eingestecktem Sensor;
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3 den
Prüfkörper mit
Vertiefung;
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4 ein
Prüfkörperbild;
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5 einen
prinzipiellen Messaufbau;
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6 ein
Verfahrensablaufschema;
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7 eine
Belichtungstabelle.
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In 1 ist
der Messaufbau für
das erfindungsgemäße Verfahren
gezeigt. Ein Strahler 1 weist einen Tubus 1.1 auf,
durch den die Strahlung emittiert wird. Unmittelbar anliegend an
den Tubus 1.1 ist ein Prüfkörper 3 angeordnet,
der die zu bestrahlende Kieferregion simuliert. Im Prüfkörper 3 befindet
sich mit Bezug zu diesem gegenüberliegend zum
Strahler 1 ein Sensor 2, der die vom Strahler 1 generierte
Strahlung nach Durchtritt durch den Prüfkörper 3 aufnimmt. Der
Sensor 2 ist dabei als digitaler Sensor ausgebildet und über eine
Datenleitung 2.1 mit einem nicht dargestellten Röntgenbilderfassungssystem
und Rechner verbunden.
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Gemäß 2 weist
der Prüfkörper 3 einen Aufnahmeschlitz 3.1 auf, über den
der Sensor 2 eingeschoben bzw. eingesteckt werden kann.
Der Sensor 2 ist damit für die Messung bzw. den Messaufbau gemäß 1 optimal
fixiert.
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Gemäß 3 weist
der Prüfkörper 3 gegenüberliegend
zu dem vorgehend beschriebenen Aufnahmeschlitz 3.1 eine
der Querschnittsform des Tubus 1.1 nach ausgebildete Vertiefung 3.2 auf.
Die Vertiefung 3.2 ist kreisförmig ausgebildet und dient der
Aufnahme der Stirnseite des Tubus 1.1 gemäß Messaufbau
nach 1.
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4 zeigt
das von einem Sensor 2 ermittelte Testbild unter Einsatz
eines Prüfkörpers 3 mit
den verschiedenen Absorptionselementen. Das so ermittelte Bild weist
im Wesentlichen drei Bildabschnitte 5.1 bis 5.3 auf,
die jeweils eines der Absorptionselemente 3.3, 3.4 des
Prüfkörpers 3 darstellen.
Der untere Bildabschnitt 5.1 ist das Ergebnis der Prüfung des
Rauschverhaltens des Sensors 2. Der Prüfkörper 3 weist an dieser
Stelle kachelförmig
angeordnete Platten aus homogenem Material auf, die in den hier
zu sehenden rechteckförmigen
Bereichen unterschiedliche Dicken aufweisen und somit unterschiedliche
Belichtungsintensitäten
hervorrufen. Diese Strukturen dienen zur Bestimmung des Rauschverhaltens
bei unterschiedlichen Intensitäten.
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Der
Bildabschnitt 5.2 oben links ist das Ergebnis einer Auflösungsprüfung. Der
Prüfkörper 3 weist
an dieser Stelle eine zweidimensionale Matrixstruktur auf, die als
Hochkontraststruktur ausgebildet ist und aus in eine dünne Bleifolie
geritzte Linienstrichpaargruppen besteht. Dies gewährleistet
die Prüfung,
ob der hier vorliegende Sensor 2 diese feinen Bleistreifen
noch auflöst.
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Der
dritte Bildabschnitt 5.3 oben rechts ist das Ergebnis einer
im Prüfkörper befindlichen
Niederkontraststruktur bestehend aus einem homogenen Körper mit
verschieden dicken und tiefen Ausnehmungen. Die Ausnehmungen sind
hier als dunkle Kreise zu erkennen, die eine größere Belichtung erzielen als
die umgebende Massivstruktur.
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5 zeigt
einen prinzipiellen Messaufbau für
das Verfahren zur Generierung von Belichtungsparametern eines Dental-Röntgenstrahlers 1.
Der Röntgenstrahler 1 generiert
einen divergierenden Röntgenstrahl 4,
der aus dem Tubus 1.1 austritt. Der Röntgenstrahl 4 trifft
auf dem Prüfkörper 3 auf,
der in diesem Ausführungsbeispiel
ein dickes Absorpti onselement 3.3 mit starker Absorptionseigenschaft
und ein dünneres
Absorptionselement 3.4 mit schwächerer Absorptionseigenschaft
aufweist. Der Röntgenstrahl 4 wird
auf diese Weise unterschiedlich absorbiert, so dass der Röntgenstrahl 4 mit
unterschiedlichem Absorptionsgrad gemäß Pfeil 4.1, 4.2 aus
dem Prüfkörper 3 bzw.
aus dem jeweiligen Absorptionskörper 3.3, 3.4 austritt.
Der Röntgenstrahl 4 trifft
gemäß Pfeil 4.1, 4.2 auf
dem Sensor 2 bzw. der im Sensor 2 enthaltenen
Pixelmatrix 2.2 auf. Über
die Pixelmatrix 2.2 wird das über die Absorptionskörper 3.3, 3.4 geschwächte bzw.
teilweise absorbierte Sensorausgangssignal 2.3, 2.4 bzw.
die Signalantwort über die
Software bzw. den Computer ausgewertet.
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6 zeigt
ein Flussdiagramm betreffend die verschiedenen Verfahrensschritte.
Gemäß Vorgabe
A1 werden der Sensor 2, der Strahler 1, der Prüfkörper 3 und
eine Verfahrenprozedur ausgewählt bzw.
vorgegeben. Gemäß Schritt
a) erfolgt die Erstellung einer Aufnahme mit unterschiedlichen Belichtungsparametern.
Gemäß Schritt
b) erfolgt die Analyse des Aufnahmematerials sowie die Erstellung
des Zusammenhangs zwischen den Belichtungsparametern und dem Sensorausgangssignal 2.3, 2.4,
welches aufgrund der verschiedenen Belichtungsparameter variiert
wurde. Gemäß Schritt
c) wird hieraus die Belichtungstabelle errechnet bzw. erstellt. Zwecks
Erstellung der Belichtungstabelle sind Angaben zu verschiedenen
Sensoreigenschaften wie das minimal und das maximal verträgliche Signal,
der optimale Belichtungsumfang und die ideale Belichtung vorteilhaft.
Diese Angaben fließen
in die Erstellung der Belichtungstabelle ein.
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Beim
Einsatz der Belichtungstabelle gemäß Schritt d) sind gemäß D1 die
Aufnahmevorgaben bzw. die Aufnahmeparameter wie insbesondere die aufzunehmende
Zahnregion, die Patien tengröße, die Art
der Aufnahme, die gewünschte
Qualitätsstufe und
die Tubuslänge
anzugeben bzw. auszuwählen, woraus
gemäß Ausgabe
E auf Grundlage der Tabelle eine Empfehlung der einzustellenden
Belichtungszeit, der einzustellenden Röhrenspannung und des einzustellenden
Röhrenstroms
erfolgt.
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7 zeigt
eine Belichtungstabelle, die eine Zuordnung zwischen den Aufnahmevorgaben
Zahnregion Z, Qualitätsstufe
Q sowie Patientengröße K (Kind)
bzw. E (Erwachsener) und der notwendigen Belichtungszeit B darstellt.
Die Tabelle ist für
drei Zahnregionen Z1, Z2 und Z3 mit jeweils drei Qualitätsstufen
Q1, Q2 und Q3 ausgelegt. Der eingesetzte Strahler wurde mit einer
Betriebsspannung von 60 KV und einem Betriebsstrom von 7 mA betrieben. Demnach
gilt die Tabelle auch nur für
diese Belichtungs- bzw. Betriebsparameter des Strahlers.
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Bei
der Belichtung des Sensors wurde ein Prüfkörper eingesetzt, der die Zahnregion
Z1 und eine Patientengröße K simuliert.
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Erfindungsgemäß wurden
mit dem Strahler mehrere Aufnahmen mit Variation der Belichtungszeit B
erstellt. Die sensorseitigen Ergebnisse, insbesondere das Rausch-
und das Auflösungsverhalten
des Sensors wurden ausgewertet. Dies erfolgt entweder auf Basis
eines herstellerseitig bekannten Verhältnisses zwischen der Signalantwort
und der generierten Eingangsdosis. Alternativ kann auch das Auswerteprogramm
den idealen Belichtungsbereich bestimmen. Dazu sind im Prüfkörper zusätzlich röntgenbildgebende
Elemente integriert, die der Auswertung der Signalantwort dienen.
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Anschließend wird
eine Zuordnung zwischen den drei Qualitätsstufen Q1, Q2 und Q3 und
den drei Belichtungszeiten Bx, By und Bz generiert. Unter Verwendung
dieser Belichtungs zeiten Bx, By und Bz kann der Anwender mit den
Aufnahmevorgaben Z1, K und den Belichtungsparametern 60 KV, 7 mA
wahlweise die Qualitätsstufen
Q1, Q2 bzw. Q3 generieren und somit die gewünschte Bildqualität erreichen.
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Wie
bereits bei der Darstellung der Erfindung einleitend erläutert, ist
der für
die verschiedenen Aufnahmevorgaben anzusetzende Faktor für die entsprechenden
Belichtungsdosen fest und bekannt. Ausgehend von der vorstehend
genannten Auswertung für
die Zahnregion Z1 für
die Patientengröße K, können die
notwendigen Belichtungszeiten für
die Patientengröße E durch
Multiplikation mit dem Faktor 2 berechnet werden. Eine weitere Messung
bzw. Auswertung für
die Patientengröße „E" ist somit nicht notwendig.
Damit ist die Belichtungstabelle für die Zahnregion Z1 für die Belichtungsparameter
Betriebsspannung 60 KV und Betriebsstrom 7 mA komplettiert.
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Die
Belichtungswerte für
die Zahnregion Z2 lassen sich aus den Belichtungswerten für die Zahnregion
Z1 ableiten. In diesem vereinfachten Ausführungsbeispiel beträgt die Belichtungszeit
für die Zahnregion
Z2 das 1,5-fache der Belichtungszeit für die Zahnregion Z1, damit
die gleichen Qualitätsstufen
Q1, Q2, und Q3 erreicht werden. Für die Patientengröße „K" und die jeweilige
Qualitätsstufe
ergeben sich also die Belichtungszeiten 1,5 Bx, 1,5 By und 1,5 Bz.
Für die
Patientengröße „E" ergeben sich entsprechend
die Belichtungszeiten 3 Bx, 3 By und 3 Bz.
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Entsprechendes
gilt für
die Zahnregion Z3. Die Belichtungszeit für die Zahnregion Z3 beträgt das 2-fache
der Belichtungszeit für
die Zahnregion Z1 bei Beibehaltung der gleichen Qualitätsstufen
Q1, Q2, und Q3. Für
die Patientengröße „K" und die jeweilige Qualitätsstufe
ergeben sich die Belichtungszeiten 2 Bx, 2 By, und 2 Bz. Für die Patientengrö ße „E" ergeben sich entsprechend
die Belichtungszeiten 4 Ex, 4 By, und 4 Bz.
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- 1
- Röntgenstrahler,
Strahler
- 1.1
- Tubus
- 1.2
- Tubusausgang
mit Strahlenaustritt
- 2
- Sensor,
Intraoralsensor
- 2.1
- Datenleitung
- 2.2
- Pixelmatrix
- 2.3
- Sensorausgangssignal,
Signalantwort
- 2.4
- Sensorausgangssignal,
Signalantwort
- 3
- Prüfkörper
- 3.1
- Aufnahmeschlitz
- 3.2
- Vertiefung
- 3.3
- dickes
Absorptionselement mit stärkerer
Absorption
- 3.4
- dünnes Absorptionselement
mit schwächerer Absorption
- 4
- divergierender
Röntgenstrahl
- 4.1
- Pfeil
- 4.2
- Pfeil
- 5.1
- Bildabschnitt
- 5.2
- Bildabschnitt
- 5.3
- Bildabschnitt