DE102009027356A1

DE102009027356A1 - Bildgebendes System zur Erzeugung eines 3D-Datensatzes sowie Verfahren zu dessen Betrieb

Info

Publication number: DE102009027356A1
Application number: DE102009027356A
Authority: DE
Inventors: Volker Rasche; Erich Hell; Johannes Ulrici
Original assignee: Sirona Dental Systems GmbH
Current assignee: Sirona Dental Systems GmbH
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2010-12-02
Also published as: WO2010136517A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein bildgebendes System (6) zur Erzeugung eines 3-D-Datensatzes mindestens eines Teils eines Kiefers, aufweisend eine Bilderzeugungseinheit (11) zur dreidimensionalen Vermessung eines in einem Untersuchungsvolumen befindlichen Objekts, wobei ein Messapparat (10) zur Bestimmung der Lage des Oberkiefers (37) und des Unterkiefers (38) zueinander mindestens in einer Richtung der Beweglichkeit vorhanden ist. Weiterhin erfolgt eine Zuordnung der mit der Bilderzeugungseinheit (11) erzeugten Daten zu der relativen Lage des Oberkiefers (37) und des Unterkiefers (38) zueinander. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb des erfindungsgemäßen bildgebenden Systems (6).

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein bildgebendes System zur Erzeugung eines 3D-Datensatzes mindestens eines Teils eines Kiefers, sowie ein Verfahren zu dessen Betrieb.
Stand der Technik
Prinzipiell besitzen moderne bildgebende Systeme der heutigen Generation in der Medizin wie beispielsweise Röntgenfluoroskopie (XR), Computer Tomographie (CT), Volumen-CT (VCT), Ultraschall (U/S) oder auch Magnetresonanztomographie (MRT), die im Folgenden als System, Scanner oder Apparat bezeichnet werden, die Möglichkeit, die Akquisition der Bilddaten oder Aufnahmen mit einem externen Signal wie z. B. einem Elektrokardiogramm-Signal (EKG-Signal) zu synchronisieren. Aus diesem Grund besteht bei nahezu allen Systemen die Möglichkeit, ein externes Signal z. B. in Form eines EKG-Signals in den Scanner einzuspeisen.
Aus der DE 10 2006 018 413 A1 ist ein MR-Tomograph bekannt, der unter anderem eine Einheit zur Festlegung des zu untersuchenden anatomische Gebiets im Untersuchungsobjekt, eine Einheit zur Kombination mehrerer mit verschiedenen Messparametern aufgenommener MRT-Bilder, eine Speichereinheit und eine Aufnahmeeinheit umfasst.
Aus der DE 10 2006 038 744 A1 ist eine Aufbissvorrichtung zur Positionierung eines Patienten in einer Röntgenaufnahmeeinrichtung bekannt, der aus einer oberen Aufbissplatte für den Oberkiefer und einer unteren Aufbissplatte für den Unterkiefer bestehen kann, die über ein Befestigungsteil mit einer Röntgenaufnahmeeinrichtung verbunden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bildgebendes System und ein Verfahren zur zwei- oder dreidimensionalen Vermessung eines Kiefergelenks unter aktiver Beteiligung des Bewegungsapparates bereitzustellen.
Darstellung der Erfindung
Ein erfindungsgemäßes bildgebendes System zur Erzeugung eines 3D-Datensatzes mindestens eines Teils eines Kiefers weist eine Bilderzeugungseinheit zur dreidimensionalen Vermessung eines in einem Untersuchungsvolumen befindlichen Objekts auf. Weiterhin ist ein Messapparat vorhanden, der während einer Aufnahme oder einer Aufnahmeserie der Bilderzeugungseinheit mindestens ein Signal erzeugt, das der relativen Lage des Oberkiefers und des Unterkiefers zueinander mindestens in einer Richtung der Beweglichkeit entspricht und es erfolgt eine Zuordnung von den mit Bilderzeugungseinheit erzeugten Aufnahmen zu dem mindestens einen Signal.
Dadurch kann während einer Aufnahme von Bilddaten des im Untersuchungsvolumen befindlichen Objekts mit der Bilderzeugungseinheit gleichzeitig die jeweilige Stellung des Kiefergelenks, bzw. die Lage des Oberkiefers und des Unterkiefers zueinander mittels des Messapparats ermittelt werden und den entsprechenden Daten für den 3D-Datensatz zugeordnet werden.
Vorteilhafterweise ist ein Speicher für alle während der Aufnahme oder der. Aufnahmeserie der Bilderzeugungseinheit erzeugten Signale des Messapparats vorgesehen. Dies ermöglicht es, die die Zuordnung der mit der Bilderzeugungseinheit erzeugten Aufnahmen zu den Signalen des Messapparats erst nach Abschluss der Aufnahme oder der Aufnahmeserie vorzunehmen.
Vorteilhafterweise weist der Messapparat eine Kamera auf, welche zweidimensionale Bilder zumindest eines Teils des Kopfes eines Patienten aufnimmt, aus denen das mindestens eine der relativen Lage des Oberkiefers und des Unterkiefers zueinander entsprechende Signal erzeugbar ist.
Dadurch kann die Lage der Kiefer zueinander, also der Öffnungswinkel des Kiefers auf einfache weise gleichzeitig zu den Aufnahmen der Bilderzeugungseinheit vermessen werden.
Vorteilhafterweise weist der Messapparat mindestens einen Sender auf, der mittels einer Halterung mit dem Oberkiefer oder dem Unterkiefer verbindbar ist und dass mindestens zwei Empfänger vorgesehen sind, die ein von dem mindestens einen Sender gesendetes Signal ortsaufgelöst feststellen.
Dieses System aus Sender und Empfänger stellt eine einfach Möglichkeit dar, die Lage eines Punktes im Raum zu bestimmen bestimmen. Als Sender, der auch als aktiver Marker bezeichnet werden kann, kann beispielsweise eine LED eingesetzt werden und als Empfänger können beispielsweise Kameras verwendet werden.
Da der Oberkiefer im Gegensatz zum Unterkiefer mit dem restlichen Kopf starr verbunden ist, ist es natürlich auch möglich, einen Sender anstatt am Oberkiefer an einer anderen Stelle am Kopf ausgenommen dem Unterkiefer zu befestigen.
Vorteilhafterweise ist eine Fixierung für den Gegenkiefer oder mindestens ein zweiter Sender vorgesehen, wobei der zweite Sender mittels einer Halterung mit dem Gegenkiefer verbindbar ist und das Signal von dem des ersten Senders unterscheidbar ist.
Dadurch kann die Position von Oberkiefer und Unterkiefer, also die relative Position von Oberkiefer und Unterkiefer und damit auch der Öffnungswinkel des Kiefergelenks bestimmt und Signale erzeugt werden, die der relativen Position und/oder dem Öffnungswinkel entsprechen.
Als Fixierung für den Oberkiefer kann beispielsweise ein Aufbiss vorgesehen werden. Um den Oberkiefer zu fixieren ist es aber auch möglich den Kopf des Patienten beispielsweise mittels einer Stirnstütze oder mittels Ohroliven zu fixieren, da der Oberkiefer mit dem restlichen Kopf, ausgenommen dem Unterkiefer, starr verbunden ist. Als Fixierung für den Unterkiefer kann beispielsweise eine Kinnhalterung dienen.
Vorteilhafterweise weist der Messapparat mindestens einen Empfänger und mindestens einen von dem Empfänger sichtbaren Marker auf, wobei mindestens ein Marker mittels einer Halterung mit dem Oberkiefer oder dem Unterkiefer verbindbar ist und der Empfänger die Orientierung des Markers zumindest in zwei Dimensionen ortsaufgelöst feststellt.
Dadurch kann die Position des Markers und damit die Position des Kiefers, an dem der Marker gehalten wird, im Raum auf einfache weise bestimmt werden. Ein Marker kann ein anatomischer und/oder nicht anatomischer Marker sein, beispielsweise ein Körper mit einer spezifischen Geometrie, die es ermöglicht, die Lage des Markers anhand der Ausrichtung der Geometrie auf mindestens einer zweidimensionalen Aufnahme, die von einer bekannten Position aus aufgenommen wurde, zu bestimmen. Ein solcher Marker kann auch als passiver Marker bezeichnet werden. Im Gegensatz dazu kann ein Sender, wie beispielsweise eine LED, als aktiver Marker bezeichnet werden. Als Empfänger kann beispielsweise eine im Raum fest installierte Kamera verwendet werden, so dass die Richtung, aus der die Kamera ein Bild des Markers aufnimmt, bekannt ist.
Auch hier ist es wiederum möglich, einen Marker nicht am Oberkiefer, sondern an einer anderen Stelle des Kopfes ausgenommen dem Unterkiefer zu befestigen, da der Oberkiefer starr mit dem Rest des Kopfes verbunden ist.
Vorteilhafterweise ist eine Fixierung für den Gegenkiefer oder mindestens ein zweiter Marker vorgesehen, wobei der zweite Marker mittels einer Halterung mit dem Gegenkiefer verbindbar und vom ersten Marker unterscheidbar ist.
Dadurch kann die relative Position von Oberkiefer und Unterkiefer und damit auch der Öffnungswinkel des Kiefergelenks bestimmt und Signale erzeugt werden, die der relativen Position und/oder dem Öffnungswinkel entsprechen.
Als Fixierung für den Unterkiefer kann auch hier eine Kinnhalterung dienen. Zur Fixierung des Oberkiefers kann auch hier ein Aufbiss verwendet werden oder es kann anstatt der Fixierung für den Oberkiefer eine Fixierung für den Kopf, beispielsweise mittels Stirnstütze oder Ohroliven, vorgesehen werden, da der Oberkiefer mit dem Rest des Kopfes, ausgenommen dem Unterkiefer starr verbunden ist.
Vorteilhafterweise weist der Messapparat eine Vorrichtung zur Erzeugung eines homogenen Magnetfeldes und mindestens ein Gradientenspulensystem zur Erzeugung eines Gradientenfeldes auf und es ist mindestens eine als Empfangsspule wirkende Spule vorgesehen, die direkt oder mittels einer Halterung mit dem Oberkiefer oder mit dem Unterkiefer verbindbar ist.
Handelt es sich bei der Bilderzeugungseinheit um einen MRT-Apparat, ist die Vorrichtung zur Erzeugung eines homogenen Magnetfeldes sowie mindestens ein Gradientenspulensystem schon vorhanden. Daher ist das Vorsehen einer kleinen Spule zur Positionsbestimmung via Resonanzfrequenzmessung innerhalb der Magnetfelder eine sehr einfache und kostengünstige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messapparats. Dabei ist zu beachten, dass die Spule in ihren Ausmassen ausreichend klein ausgebildet sein muss, damit sie dass Feld möglichst lokal vermisst und dadurch eine Positionsbestimmung innerhalb des Gradientenfeldes ermöglicht. Auch hier ist es möglich eine Spule statt am Oberkiefer an anderer Stelle des Kopfes ausgenommen dem Unterkiefer zu befestigen, da der Oberkiefer starr mit dem Rest des Kopfes verbunden ist.
Vorteilhafterweise ist eine Fixierung für den Gegenkiefer oder mindestens eine zweite Spule vorgesehen, wobei die zweite Spule an dem Gegenkiefer anbringbar ist.
Dadurch kann die relative Position von Oberkiefer und Unterkiefer und damit auch der Öffnungswinkel des Kiefergelenks bestimmt und Signale erzeugt werden, die der relativen Position und/oder dem Öffnungswinkel entsprechen. Auch hier ist es möglich, einen Aufbiss zur Fixierung des Oberkiefers vorzusehen oder statt einer Fixierung für den Oberkiefer eine Fixierung für den Kopf ausgenommen dem Unterkiefer, beispielsweise mittels einer Stirnstütze oder mittels Ohroliven, vorzusehen, da der Oberkiefer starr mit dem Rest des Kopfes verbunden ist. Als Fixierung für den Unterkiefer kann auch hier eine Kinnhalterung verwendet werden.
Vorteilhafterweise weist der Messapparat mindestens ein Gradientenspulensystem zur Erzeugung eines Gradientenfeldes auf und es ist mindestens ein Magnetfeldsensor vorgesehen, der direkt oder mittels einer Halterung mit dem Oberkiefer oder dem Unterkiefer verbindbar ist.
Mittels des Magnetfeldsensors kann das Gradientenfeld direkt vermessen werden und so eine Positionsbestimmung vorgenommen werden. Es ist auch hier möglich einen Magnetfeldsensor statt am Oberkiefer an anderer Stelle des Kopfes ausgenommen dem Unterkiefer zu befestigen, da der Oberkiefer starr mit dem Rest des Kopfes verbunden ist.
Vorteilhafterweise ist eine Fixierung für den Gegenkiefer oder mindestens ein zweiter Magnetfeldsensor vorgesehen, wobei der zweite Magnetfeldsensor an dem Gegenkiefer anbringbar ist.
Dadurch kann die relative Position von Oberkiefer und Unterkiefer und damit auch der Öffnungswinkel des Kiefergelenks bestimmt und Signale erzeugt werden, die der relativen Position und/oder dem Öffnungswinkel entsprechen. Auch hier kann zur Fixierung des Oberkiefers ein Aufbiss verwendet werden oder es ist möglich, statt einer Fixierung des Oberkiefers eine Fixierung des Kopfes, beispielsweise mittels einer Stirnstütze oder Ohroliven, vorzusehen, da der Oberkiefer mit dem Rest des Kopfes ausgenommen dem Unterkiefer fest verbunden ist.
Vorteilhafterweise ist der Messapparat als Aufbissapparat ausgebildet, der ein Aufbissteil für den Oberkiefer und ein Aufbissteil für den Unterkiefer umfasst. Die Aufbissteile sind zumindest teilweise in einen Patientenmund einbringbar und folgen einer Ausrichtung und einer Bewegung des Oberkiefers und des Unterkiefers. Weiterhin sind die Aufbissteile über mindestens ein Gelenk und/oder mindestens eine Führung miteinander zumindest in einer Dimension beweglich verbunden und der mindestens ein Sensor misst die Lage der Aufbissteile zueinander zumindest in einer Richtung der Beweglichkeit, so dass eine Zuordnung der mit der Bilderzeugungseinheit vorgenommenen Aufnahmen zu dem jeweiligen mindestens einen Winkeln und/oder der jeweiligen mindestens einen Verschiebungen zwischen den Aufbissteilen erfolgen kann.
Die Aufbissteile sind Vorrichtungen, welche mit dem Oberkiefer oder dem Unterkiefer so verbunden werden können, dass sie einer Bewegung folgen. Dazu können die Aufbissteile beispielsweise an einem oder mehreren Zähnen befestigt werden oder es kann beispielsweise ein Mittel vorgesehen sein, welches die Aufbissteile an einen Teil des Kiefers oder einen oder mehrere Zähnen hält. Durch das Vorsehen mehrerer Gelenke und/oder Führungen, welche die Aufbissteile verbinden, besteht die Möglichkeit auch komplexere Bewegungen des Kiefers als nur das eindimensionale Öffnen zu vermessen und darzustellen.
Vorteilhafterweise sind die Aufbissteile als Schienen ausgebildet. Dadurch können die Aufbissteile an mehreren Zähnen des Oberkiefers bzw. des Unterkiefers geführt und/oder befestigt werden, was eine Bewegung der Aufbissteile gegenüber den Zähnen weitestgehend verhindert. So kann sichergestellt werden, dass nur die Bewegung des Kiefergelenks vermessen wird und nicht zusätzlich Bewegungen der Aufbissteile gegenüber dem Oberkiefer und/oder dem Unterkiefer.
Vorteilhafterweise werden die Aufbissteile jeweils an Zähnen des Oberkiefers oder des Unterkiefers befestigt. Dadurch kann die Lage der Aufbissteile gegenüber dem Oberkiefer bzw. Unterkiefer auch während einer Bewegung des Kiefergelenks fixiert werden.
Vorteilhafterweise weist der Aufbissapparat ein Rückstellelement auf. Dadurch werden die Aufbissteile bei fehlender äußerer Krafteinwirkung wieder in eine feste zueinander beabstandete Lage gebracht, wodurch sichergestellt werden kann, dass die Aufbissteile dem Oberkiefer bzw. dem Unterkiefer folgen, wenn der Patient den Mund öffnet, ohne dass die Aufbissteile jeweils an einem oder mehreren Zähnen oder dem Kiefer befestigt werden müssen.
Vorteilhafterweise befinden sich das mindestens eine Gelenk und/oder die mindestens eine Führung, sowie der mindestens eine Sensor des Aufbissapparats ausserhalb des Patientenmundes und sind mit den Aufbissteilen verbunden.
Dadurch kann der Teil des Aufbissapparats, den der Patient in den Mund nimmt, in seinen Außenmaßen möglichst klein gehalten werden.
Vorteilhafterweise ist das mindestens eine Gelenk des Aufbissapparats um mindestens eine zu einer Längsachse des Aufbissapparats orthogonalen Gelenkachse bewegbar, so dass die Aufbissteile in mindestens einem Winkel zueinander bringbar sind, wobei mindestens ein Winkelsensor zur Signalerfassung des mindestens einen Winkels vorgesehen ist.
Dadurch können die Aufbissteile beispielsweise während eines Öffnens des Mundes jeweils dem Oberkiefer bzw. dem Unterkiefer folgen und der Winkel des Kiefergelenks kann während der Bewegung kontinuierlich ermittelt werden.
Es kann auch ein Gelenk zwischen den Aufbissteilen vorgesehen sein, welches es den Aufbissteilen ermöglicht, der Bewegung des Oberkiefers gegenüber dem Unterkiefer um eine Achse, die orthogonal zur Okklusionsebene ausgerichtet ist, zu folgen und den entsprechenden Winkel zwischen dem Oberkiefer und dem Unterkiefer mittels eines Winkelsensors zu vermessen.
Vorteilhafterweise sind die Aufbissteile des Aufbissapparats entlang einer Führung in Richtung einer Längsachse des Aufbissapparats verschiebbar, wobei ein Positionssensor zur Signalerfassung der Verschiebung vorgesehen ist.
Dadurch können die Aufbissteile dem Oberkiefer bzw. dem Unterkiefer auch bei einer Bewegung des Unterkiefers gegenüber dem Oberkiefer in Richtung der Längsachse des Aufbissapparats folgen und diese Verschiebung kann vermessen werden.
Vorteilhafterweise sind die Aufbissteile über eine Führung in Richtung quer zu einer Längsachse des Aufbissapparats verschiebbar, wobei ein Positionssensor zur Signalerfassung der Verschiebung vorgesehen ist. Dadurch kann auch eine Bewegung des Unterkiefers gegenüber dem Oberkiefer quer zur Längsachse des Aufbissapparats vermessen werden.
Die Kombination mehrerer Gelenke mit unterschiedlichen Gelenkachsen und/oder mehrerer Führungen ermöglicht es insbesondere komplexere Bewegungen des Kiefergelenks zu vermessen.
Vorteilhafterweise weist der Aufbissapparat mindestens ein Feststellmittel auf, das mindestens eine Verschiebung oder ein Verkippen der Aufbissteile gegeneinander verhindert oder mindestens einen Winkel feststellt. Dadurch kann die Beweglichkeit der Aufbissteile zueinander eingeschränkt werden, so dass eine Vermessung einer Bewegung des Kiefers auf wesentliche Bewegungsrichtungen eingeschränkt werden kann.
Vorteilhafterweise sind mehrere Feststellmittel jeweils für mindestens eine Verschiebungen und/oder für mindestens einen Winkel vorgesehen und können unabhängig voneinander verwendet werden. Dadurch kann die Beweglichkeit des Aufbissapparats jeweils auf die Bewegungsrichtungen eingeschränkt werden, die vermessen werden sollen.
Vorteilhafterweise ist die Bilderzeugungseinheit ein Magnetresonanztomographie-Apparat, insbesondere ein Ganzkörpertomograph oder ein Kopftomograph. Dadurch kann eine 3D-Datensatz des Messvolumens ohne Strahlenbelastung erzeugt werden.
Vorteilhafterweise ist die Bilderzeugungseinheit ein Computertomographie-Apparat. Dadurch werden kurze Aufnahmezeiten und eine sehr gute Darstellung der knöchernen Strukturen ermöglicht.
Vorteilhafterweise ist die Bilderzeugungseinheit ein Sonographie-Apparat. Dadurch ist eine kostengünstige Umsetzung eines bildgebenden Systems mit kurzen Aufnahmezeiten möglich.
Vorteilhafterweise wird das mindestens eine Signal des Messapparats in eine Recheneinheit des bildgebenden Systems eingespeist. Dadurch kann die Zuordnung der Signale des Messapparats zu den mit der Bilderzeugungseinheit aufgenommenen Daten in der Recheneinheit erfolgen, wobei es sich bei der Recheneinheit um eine Einheit zur Datenverarbeitung handelt, die beispielsweise auch eine Einheit zur Steuerung des bildgebenden Systems, also der Bilderzeugungseinheit und/oder des Messapparats und/oder eine Bildverarbeitungseinheit sein kann. Die Recheneinheit kann beispielsweise auch ein direkter Teil der Bilderzeugungseinheit sein.
Vorteilhafterweise erzeugt der Messapparat mindestens zwei Signale gleichzeitig, die in einer Datenverarbeitungseinheit zu einem einzigen Signal verarbeitet werden und das einzige Signal wird eine Recheneinheit des bildgebenden Systems eingespeist.
Dadurch kann mittels der Datenverarbeitungseinheit ein Signal bereitgestellt werden, welches die Informationen von mehreren Signalen des Messapparats enthält und für welches die Recheneinheit des bildgebende Systems einen geeigneten Eingang aufweist, so dass eine Zuordnung der mit dem bildgebenden System vorgenommenen Aufnahmen zu der jeweiligen der Aufbissteile zueinander und damit zu der jeweiligen Position des Kiefergelenks vorgenommen werden kann.
Vorteilhafterweise sind eine Recheneinheit mit einen Eingang für ein Elektrokardiogramm-Signal und eine Datenverarbeitungseinheit für das mindestens eine Signal des Messapparats vorgesehen, wobei die Datenverarbeitungseinheit das mindestens eine Signal zu einem einzigen Signal verarbeitet und das einzige Signal an den Eingang für ein Elektrokardiogramm-Signal der Recheneinheit des bildgebenden Systems übermittelt.
Dadurch kann der üblicherweise vorhandene Eingang für ein Elektrokardiogramm-Signal der Recheneinheit des bildgebenden Systems verwendet werden. Weiterhin können zur Elektrokardiogramm-Analyse vorhandene Algorithmen verwendet werden.
Vorteilhafterweise weist eine Recheneinheit des bildgebende Systems mindestens einen Eingang für ein Elektrokardiogramm-Signal auf und das mindestens eine Signal des Messapparats wird an den mindestens einen Eingang für ein Elektrokardiogramm-Signal der Recheneinheit übermittelt wird.
Handelt es sich bei dem von dem Messapparat erzeugten mindestens einen Signal bereit um ein Signal, welches einem Elektrokardiogramm-Signal ähnelt, so kann das Signal direkt an einen üblicherweise vorhandenen Eingang für eine Elektrokardiogramm-Signal der Recheneinheit weitergeleitet werden.
Als einen weiteren Gegenstand umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung eines 3D-Datensatzes mindestens eines Teils eines Kiefers, wobei ein erfindungsgemäßes bildgebendes System verwendet wird und während einer Bewegung des Kiefergelenks Daten für einen 3D-Datensatz mindestens eines Teils des Kiefers mit der Bilderzeugungseinheit des bildgebenden Systems erzeugt werden und zeitgleich zu den Daten der Bilderzeugungseinheit mindestens ein Signal des Messapparats des bildgebenden Systems mehrmals aufgezeichnet und den entsprechenden Daten zugeordnet wird.
Dadurch kann während einer Vermessung eines Messvolumens mit der Bilderzeugungseinheit gleichzeitig die entsprechende Winkelstellung des Kiefergelenks ermittelt werden.
Vorteilhafterweise wird das mindestens eine Signal des Messapparats in einer Datenverarbeitungseinheit zu einem einzigen Signal verarbeitet, das in eine Recheneinheit des bildgebende Systems eingespeist wird.
Dadurch kann mittels der Datenverarbeitungseinheit ein Signal erzeugt werden, welches die Informationen des Messapparats enthält und für welches die Recheneinheit des bildgebende Systems einen geeigneten Eingang aufweist, so dass eine Zuordnung der mit der Bilderzeugungseinheit vorgenommenen Aufnahmen zu der jeweiligen Lage der Aufbissteile zueinander und damit zu der jeweiligen Position des Kiefergelenks vorgenommen werden kann. Werden mehrere Signale des Messapparats zu einem einzigen Signal verarbeitet, so kann das eine einzige eingespeiste Signal direkt verwandt werden oder in der Datenverarbeitungseinheit der Recheneinheit wieder in die ursprünglichen mehreren Signale zerlegt werden.
Vorteilhafterweise wird das mindestens eine Signal des Messapparats in eine Recheneinheit des bildgebenden Systems eingespeist. Dadurch kann das mindestens eine Signal ohne vorherige Verarbeitung dem bildgebenden System eingespeist werden.
Vorteilhafterweise wird das mindestens eine Signal des Messapparats in einer Datenverarbeitungseinheit zu einem einzigen Signal verarbeitet, das in einen Eingang für ein Elektrokardiogramm-Signal der Recheneinheit des bildgebenden Systems eingespeist wird.
Dadurch kann ein üblicherweise vorhandener Eingang für ein Elektrokardiogramm-Signal des bildgebenden Systems verwendet werden.
Vorteilhafterweise wird ein maximaler oder ein minimaler Wert des mindestens einen Signals des Messapparats als virtuelle R-Zacke des einzigen Signals verwendet. Dadurch kann aus dem Signal des Messapparats ein Signal erzeugt werden, welches einem Elektrokardiogramm-Signal ähnelt und in einen entsprechenden Eingang der Recheneinheit für Elektrokardiogramm-Signale eingespeist werden kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt die
1 eine schematische Zeichnung eines erfindungsgemäßen bildgebenden Systems, die
2 einen erfindungsgemäßen Messapparat, der als Aufbissapparat ausgebildet ist, die
3A, B einen erfindungsgemäßen Messapparat, der als Marker-Empfänger-System ausgebildet ist, die
4 einen als Sender ausgebildeten aktiven Marker, die
5 einen passiven Marker, die
6 eine weitere Ausführungsvariante des Marker-Empfänger-Systems aus 3, die
7A, B zwei weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Messapparats, die
8 ein erzeugtes Signal des erfindungsgemäßen Messapparats, welches in die Recheneinheit des bildgebende System zur Synchronisation und/oder Steuerung entweder direkt, oder nach entsprechender Aufarbeitung eingespeist wird, die
9 ein als Vektor-EKG interpretierbares Signal, in welches das Signal aus 8 umwandelbar ist.
Ausführungsbeispiel
Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes bildgebendes System 6 mit einem als Aufbissapparat ausgebildeten Messapparat 10, einer Bilderzeugungseinheit 11 und einer Recheneinheit, zur Steuerung des bildgebenden Systems, sowie zur Datenspeicherung und Datenverarbeitung.
Der Aufbissapparat umfasst ein Aufbissteil 1 für den Oberkiefer und ein Aufbissteil 2 für den Unterkiefer, die beide zumindest teilweise in eine Mundhöhle 39 eine Patienten einbringbar sind und dort der Ausrichtung und der Bewegung des Kiefers 37, 38 folgen.
Die Aufbissteile 1, 2 können dabei als Bissschienen ausgebildet sein, die über mehrere Zähne reichen und/oder an mehreren Zähnen befestigt werden. Dabei kann zur Befestigung und/oder Führung beispielsweise ein mittels einer Abformmasse erzeugter Abdruck des oberen bzw. unteren Kieferbogens des Patienten auf der jeweiligen Bissschiene vorgesehen sein. Alternativ können die Aufbissteile 1, 2 auch als Platten ausgebildet sein, die zwischen die Frontzähne geklemmt werden.
Die Aufbissteile 1, 2 werden am Oberkiefer 37 bzw. am Unterkiefer 38 befestigt und sind mit einem Gelenk 4 verbunden und mittels eines Winkelsensors 5 erfolgt eine Erfassung des Winkels 3 zwischen den Aufbissteilen 1, 2 im Verlauf der Bewegung des Kiefers. Die Erfassung des Winkels erfolgt möglichst kontinuierlich, also möglichst häufig, so dass während einer Aufnahme oder Aufnahmeserie mit der Bilderzeugungseinheit möglichst viele Signale des Messapparats erfasst werden.
Die Aufbissteile 1, 2 sind im in 1 dargestellten Fall mit einem Rückstellelement 26 verbunden, das dafür Sorge trägt, dass die Aufbissteile während einer Bewegung des Kiefers immer am Oberkiefer 37 bzw. am Unterkiefer 38 verbleiben.
Der Winkelsensor 5 befindet sich im vorliegenden Fall außerhalb des Patientenmundes.
Die Bilderzeugungseinheit 11 des bildgebenden Systems 6 kann insbesondere ein Ganzkörpertomographie-Apparat oder einen Kopftomographen-Apparat sein, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Der mit den Aufbissteilen 1, 2 teilweise in den Patientenmund eingebrachte Messapparat 10 ermöglicht die Darstellung eines Kiefergelenks in zwei und drei Dimensionen unter aktiver Beteiligung des Bewegungsapparates. Dafür wird während des kontinuierlichen Öffnens und Schließens des Patientenmundes gleichzeitig zu mit der Bilderzeugungseinheit 11 aufgenommenen Messdaten eine kontinuierliche Messung des Winkels 3 des Gelenkes 4 mit einem geeigneten Winkelsensor 5 durchgeführt. Ein gemessenes Signal S des Winkelsensors 5, wie es beispielsweise in 8 dargestellt ist, wird über einen Eingang einer Datenverarbeitungseinheit 8' der Recheneinheit 28 des bildgebenden Systems eingespeist und zusammen mit den gleichzeitig aufgenommenen Messdaten der Bilderzeugungseinheit 11 in einem Speicher 7 der Recheneinheit 28 des bildgebenden Systems 6 gespeichert. Anhand des Signals S des Messapparats 10 kann eine Zuordnung der mit der Bilderzeugungseinheit 11 des bildgebenden Systems 6 aufgenommenen Messdaten zum jeweiligen Winkel 3 des Gelenks 4 zwischen den Aufbissteilen 1, 2 erfolgen.
Alternativ kann das Signal S auch in einer Datenverarbeitungseinheit 8 zu einem Signal S' weiterverarbeitet werden, das einem Elektrokardiogramm-Signal ähnelt. Dazu kann beispielsweise ein maximaler oder ein minimaler Wert eines Winkels 3 oder einer Verschiebung zwischen den Aufbissteilen 1, 2 des Aufbissapparats als virtueller R-Zacke des jeweiligen einem EKG-Signal ähnelnden Signals S' verwendet werden.
Dieses Signal S' kann über einen bei bekannten bildgebenden Systemen 6 üblicherweise vorhandenen EKG-Eingang 9 in die Recheneinheit 28 eingespeist und mit den gleichzeitig mit dem Signal S aufgenommenen Messdaten der Bilderzeugungseinheit 11 zusammen im Speicher 7 abgelegt werden. Dadurch können für eine EKG-Analyse vorhandene Algorithmen des bildgebenden Systems 6 verwendet werden und die Rekonstruktion der Bilder kann gemäß den in den bildgebenden Systemen 6 integrierten Rekonstruktionsalgorithmen für dynamische Studien an sich wiederholenden Bewegungen erfolgen, die beispielsweise bei Herzbewegungen verwendet werden.
Jeder Messung der Bilderzeugungseinheit 11 wird durch das mindestens eine Messsignal S des Winkelsensors 5 des Messapparats 10 eine eindeutige Position des mindestens einen Gelenks 4 zugeordnet, die einem bestimmten Öffnungswinkel des Kiefergelenks entspricht. Diese Zuordnung ermöglicht es, bei der Rekonstruktion jeweils alle Daten, die innerhalb eines Akzeptanzbereichs um einen jeweiligen Öffnungswinkel des Kiefergelenks, also bei einer bestimmten Position des Gelenks 4 aufgenommen wurden, zusammenzufassen und zu einem den Kiefer mit dem entsprechenden Öffnungswinkel darstellenden 3D-Datensatz zu verarbeiten.
Handelt es sich bei dem bildgebenden System 6 um ein Magnetresonanztomographie-System, so liegt die Zeit, die man zur Aufnahme von Daten für einen 3D-Datensatz benötigt, im Bereich von Minuten. Dadurch ist es problematisch, mit einem Magnetresonanztomographie-System bewegte Objekte aufzunehmen. Bei sich wiederholenden Bewegungen kann dieses Problem allerdings gelöst werden, indem über mehrere Perioden der Bewegung Daten aufgenommen werden und dann jeweils die zu einer bestimmten Position innerhalb der Bewegung gehörenden Daten zusammengefasst werden. Dies ermöglicht der erfindungsgemäße Messapparat. Durch die Wahl eines Akzeptanzbereichs um die Position des Gelenks 4 herum und das Heranziehen aller Daten, die bei Positionen innerhalb des Akzeptanzbereich aufgenommen wurden, kann man die Menge der heranzuziehenden Daten zur Rekonstruktion eines 3D-Datensatzes verbessern. Die Schärfe und Qualität der Bilder kann durch eine geeignete Wahl des Akzeptanzbereichs für die Variation der Position des Kiefergelenks, also des entsprechenden Signals S des Messapparats 10 gesteuert werden.
Um die Position des Aufbissteils 1 für den Oberkiefer 37 und des Aufbissteils 2 für den Unterkiefer 38 zueinander möglichst genau zu vermessen, werden die beiden Aufbissteile 1, 2 des Aufbissapparats vorteilhafterweise mit mehreren Gelenken und Führungsteilen beweglich zueinander verbunden, wobei für jeden Freiheitsgrad ein Sensor vorgesehen ist.
In 2 ist beispielhaft eine mögliche Verbindung zwischen den beiden Aufbissteilen 1, 2 des als Aufbissapparat ausgebildeten Messapparats aus 1 dargestellt. Das Aufbissteil 2 ist über ein Drehgelenk 12, das um eine in die Zeichenebene hinein zeigenden Gelenkachse bewegt werden kann, mit einer Führungshülse 13 verbunden, die entlang eine Führungsstange 14 seitlich verschiebbar und wie ein Kippgelenk um die Führungsstange 14 herum drehbar ist.
Die Führungsstange 14 weist an beiden Enden ein Drehgelenk 15, 16 mit einer in die Zeichenebene hinein zeigenden Gelenkachse auf, über die die Führungsstange 14 jeweils mit einer Kolbenstange 17, 18 einer Teleskopführung verbunden ist.
Jeweils eine Kolbenführung 19, 20 der Teleskopführungen ist über jeweils ein Drehgelenk 21, 22 mit einer in die Zeichenebene hineinzeigenden Gelenkachse mit einem Ende einer Führungsstange 23 verbunden, die durch Bewegen der Drehgelenke 15, 16, 21, 22 gegenüber der Führungsstange 14 parallel zu dieser, also in Richtung der Längsachse A1 der Führungsstange 14 verschoben werden kann. Mittels der Teleskopführungen kann die Führungsstange 21 auch gegenüber der der Längsachse A1 der Führungsstange 14 verkippt werden. Eine Führungshülse 24 ist um die Führungsstange 23 angeordnet und kann entlang der Führungsstange 23, also in Richtung der Längsachse A2 der Führungsstange 23 ausgerichtet werde. Die Führungshülse 24 ist so ausgebildet, dass sie auch um die Längsachse der Führungsstange 23 drehbar ist. Die Führungshülse 24 ist über ein Drehgelenk 25 mit einer in die Zeichenebene hineinzeigenden Gelenkachse mit dem Aufbissteil 1 verbunden ist.
Um die Position der Aufbissteile 1, 2 zueinander zu messen, sind in dieser Variante mehrere Winkelsensoren und mehrere Positionssensoren vorgesehen. Die Position der Drehgelenke 12, 16, 22 und 25 werden von jeweils einem Winkelsensor 12', 16', 22' und 25' vermessen. Jeweils ein Positionssensor 13', 24' vermisst die Position der Führungshülsen 13 und 24 in Richtung der Längsachsen A1 bzw. A2 und jeweils ein Positionssensor 13'', 24'' die Orientierung der Führungshülsen 13 und 24 um die Führungsstange herum. Weitere Positionssensoren 19', 20' und 25' vermessen die Position der Kolben 17, 18 den Kolbenführungen 19, 20 der Teleskopführungen.
Weiterhin ist ein Feststellmittel 27 dargestellt, welches die Führungshülse 13 in ihrer Position gegenüber der Führungsstange 14 fixiert.
Es können auch weitere Feststellmittel vorgesehen werden, um weitere Freiheitsgrade der Beweglichkeit der Aufbissteile gegeneinander einzuschränken und eine Vermessung der Bewegung des Kiefergelenks auf vorgegebene Bewegungsrichtungen zu beschränken.
Mithilfe der Sensoren 12', 13', 13'', 16', 19', 20', 22', 24', 24'' und 25' kann jeder Messung der Bilderzeugungseinheit 11 eine eindeutige Position der Aufbissteile 1, 2 zueinander entsprechend der mehreren Signale S der Sensoren zugeordnet werden.
Dafür werden die mehreren Signale S der verschiedenen Sensoren 12', 13', 13'', 16', 19', 20', 22', 24', 24'' und 25' kontinuierlich über einen Eingang in die Datenverarbeitungseinheit 8' des bildgebenden Systems 6 eingespeist und mit den gleichzeitig aufgenommenen Messdaten der Bilderzeugungseinheit 11 im Speicher 7 gespeichert.
Alternativ werden die mehreren Signale S der mehreren Sensoren 12', 13', 13'', 16', 19', 20', 22', 24', 24'' und 25' in einer Datenverarbeitungseinheit 8 zu einem einzigen Signal S' verarbeitet, das einem EKG-Signal entspricht und über den EKG-Eingang 9 dem bildgebenden Systems 6 eingespeist.
Eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Messapparats 10 ist in 3A und 3B dargestellt. Der Messapparat 10 umfasst zwei Sender 29, also aktive Marker, deren abgestrahlte Signale S unterscheidbar sind. Die Sender 29 werden jeweils so mittels einer Halterung 36 an dem Oberkiefer 37 bzw. an dem Unterkiefer 38 des Patienten befestigt, dass sie sich ausserhalb der Mundhöhle 39 befinden und einer Bewegung des Ober- bzw. des Unterkiefers 37, 38 folgen. Weiterhin sind mindestens zwei als Kameras ausgebildete Empfänger 30 vorgesehen, deren Ausrichtung im Raum bekannt ist. Die als Kameras ausgebildeten Empfänger 30 erzeugen gleichzeitig zweidimensionale Bilder der zwei Sender 29 aus ihrer jeweiligen Raumrichtungen, so dass aus jeweils zwei gleichzeitig aufgenommenen Bildern die jeweilige Position der Sender 29 bestimmt werden kann, woraus sich die relative Lage des Oberkiefers 37 zum Unterkiefer 38 und der Öffnungswinkel des Kiefergelenks bestimmen und die der relativen Position und/oder dem Öffnungswinkel entsprechenden Signale S erzeugen lassen.
Als Sender 29 kann beispielsweise eine Diode 31 verwendet werden, die eine bestimmte Wellenlänge abstrahlt. Als Halterung 36 kann beispielsweise eine Bissschiene 32 dienen, mit der der Sender 29 über einen Bügel 32 verbunden ist, wie in 4 dargestellt und die am Oberkiefer 37 oder am Unterkiefer 38 fixiert werden kann.
Dabei kann zur Befestigung und/oder Führung beispielsweise ein mittels einer Abformmasse erzeugter Abdruck des oberen bzw. unteren Kieferbogens des Patienten auf der Bissschiene vorgesehen sein.
Alternativ kann aber auch eine Platte vorgesehen werden, die zwischen die Frontzähne klemmbar ist und an der der Sender 29 mittels eine Bügels 32 befestigt ist.
Statt eines Senders 29 kann auch ein passiver Marker 34 verwendet werden, der beispielsweise eine bekannte Geometrie hat, wie in 5 dargestellt. Es reicht ein Empfänger 30, beispielsweise eine Kamera, aus, um aufgrund der Perspektive unter der diese Geometrie auf einem mit dem Empfänger 30 aufgenommenen zweidimensionalen Bild erscheint, die Position des Markers 34 im Raum zu bestimmen.
Als Marker 34 könnten auch Metallkugeln dienen, die jeweils mit dem Oberkiefer oder dem Unterkiefer verbunden werden und als Empfänger ein MRT-Apparat. Auf den MRT-Aufnahmen sind solche Metallkugeln als negative Kontraste zu erkennen, so dass aus den Positionen der Metallkugeln auf den MRT-Bildern die jeweilige Position des Oberkiefers bzw des Unterkiefers bestimmt werden kann.
Wie in 6 skizziert kann anstatt zweier Sender 29 oder zweier Marker 34, die jeweils mit dem Oberkiefer 37 oder dem Unterkiefer 38 verbunden sind, auch nur ein Sender 29 oder ein Marker 34 am Unterkiefer 38 befestigt werden und eine Fixierung für den Oberkiefers 37 beispielsweise in Form eines Aufbisses 35 vorgesehen sein, die gegenüber dem Referenzsystem des Empfängers 30, also der Kameras eine ortsfeste bekannte Position hat.
Es kann aber auch eine Kinnhalterung 42 als Fixierung für den Unterkiefers vorgesehen werden und nur ein Sender oder ein Marker am Oberkiefer befestigt werden. Eine entsprechende Kinnhalterung 42 ist ebenfalls beispielhaft in 6 skizziert.
Zwei weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Messapparats 10, die mindestens ein Magnetfeld zur Ortskodierung verwenden, sind in den 7A und 7B skizziert.
In 7A ist ein Messapparat 10 dargestellt, der eine Vorrichtung 44 zur Erzeugung eines homogenen Magnetfeldes, ein Gradientenspulensystem 41 zur Erzeugung eines Gradientenfeldes in drei räumliche Richtungen und zwei als Empfangsspulen ausgebildete Spulen 40 umfasst, wobei sich die erzeugten Magnetfelder über den zu vermessenden Bereich erstrecken und die zwei Spulen in ihren Ausmassen möglichst kleine sind, so dass sie die Magnetfelder nur sehr lokal messen. Jeweils eine Spule 40 wird beispielsweise mittels einer Halterung 36 und/oder einer Bissschiene 33 am Oberkiefer 37 oder am Unterkiefer 38 befestigt, so dass sie deren Bewegungen jeweils folgen.
Der Patient wird mit den beiden Spulen 40 in den überlagerten Magnetfeldern positioniert und mittels der Bestimmung der Resonanzfrequenz die Position der jeweiligen Spule 40 bestimmt, womit die Lage von Oberkiefer 37 und Unterkiefer 38 und der Öffnungswinkel des Kiefers berechnet werden kann.
Das Gradientenfeld kann beispielsweise mittels mehrerer Gradientenspulen erzeugt werden, die um den Patienten herum angeordnet werden.
Es kann auch nur eine Spule 40 vorgesehen werden, welche am Oberkiefer 37 oder am Unterkiefer 38 befestigt wird und weiterhin eine Fixierung für den Gegenkiefer 37, 38 des Patienten, beipielsweise ein Aufbiss 35 oder eine Kinnhalterung 42, vorgesehen sein, der den Gegenkiefer 37, 38 in seiner Lage im Raum fixiert, wie es beispielsweise in 6 skizziert ist. Diese Ausführungsform für ein erfindungsgemäßes bildgebendes System 6 mit ein oder zwei Empfangsspulen innerhalb eines homogenen und eines Gradientenfeldes bietet sich an, wenn als Bilderzeugungseinheit 11 einen Magnetresonanztomographie- Apparat vorgesehen wird, da dann die Vorrichtungen zur Erzeugung eines homogenen Magnetfeldes und eines Gradientenfeldes, die zur Erzeugung der Bilddaten verwendet werden, ebenfalls zur Positionsbestimmung des Ober- und/oder Unterkiefers 37, 38 verwendet werden können.
Das in 7B dargestellte Ausführungsbeispiel sieht ebenfalls das Verwenden eines Magnetfeldes zur Positionsbestimmung vor. Eine Vorrichtung 41 zur Erzeugung eines Gradientenfeldes in drei räumliche Richtungen wird um den Patienten herum positioniert. Weiterhin werden zwei Magnetfeldsensoren 43 jeweils an dem Unterkiefer oder dem Oberkiefer angeordnet. So kann über die direkte Messung der lokalen Feldstärke des Gradientenfeldes die Position des jeweiligen Sensors bestimmt werden und so die Lage von Oberkiefer 37 und Unterkiefer 38 und der Öffnungswinkel des Kiefers berechnet werden.
Es kann auch nur ein Magnetfeldsensor 43 vorgesehen werden, welcher am Unterkiefer 38 oder am Oberkiefer 37 befestigt wird. Weiterhin kann der entsprechende Gegenkiefer 37, 38 des Patienten mittels einer Fixierung, beispielsweise mittels eines Aufbisses 35 oder einer Kinnhalterung 42, in seiner Lage im Raum fixiert werden.
Ein gemessene Signal S des Messapparats 10 ist in 8 dargestellt. Um das Signal S in den EKG Eingang 9 des bildgebenden Systems 6 einspeisen zu können, kann es beispielsweise in ein Signal S' umgewandelt werden, das einem EKG-Signal ähnelt.
Da die meisten bildgebenden Systeme 6 den R-Peak des EKGs als Referenzpunkt verwenden, kann dieser normalerweise einfach detektiert werden, da er ein sehr schmales und intensives Signal darstellt. Dazu müssen die Signale S des Messapparats 10 über die möglichen Positionen des Kiefergelenks entsprechend aufbereitet werden. Ein maximaler oder ein minimaler Öffnungswinkel des Kiefergelenks kann beispielsweise als virtueller R-Zacke des EKG verwendet werden, wie in 8 angegeben.
Um Signale S, wie beispielsweise die einer Winkelmessung in ein EKG-Signal umzuwandeln, bedarf es zusätzlicher Technik. Da die von den EKG-Elektroden erzeugten Spannungen sehr gering sind, hat eine Pegelanpassung zu erfolgen.
Einige bildgebende Systeme 6 verwenden sogenannte Vektor-EKGs, bei denen versucht wird, den Vektor der Herzerregung zu detektieren. Auch hier müsste beispielsweise das Signal S des Messapparats 10 in ein geeignetes, als Vektor-EKG interpretierbares Signal umgewandelt werden, etwa durch Erzeugung von zwei Positionssignalen S1 und S2 mit 90°-Phase zueinander, wie sie in 9 dargestellt sind.
Grundsätzlich ist dieses Verfahren außer für Magnetresonanztomographie auch für andere bildgebende Verfahren, beispielsweise mit Röntgenstrahlen und CT vorstellbar, solange die Strahlenbelastung dies zulässt.

1: Aufbissteil für den Oberkiefer
2: Aufbissteil für den Unterkiefer
3: Winkel
4: Gelenk
5: Winkelsensor
6: bildgebendes System
7: Speicher
8: Datenverarbeitungseinheit
9: Eingang
10: Messapparat
11: Bilderzeugungseinheit
12: Drehgelenk
12': Winkelsensor
13: Führungshülse
13': Positionssensor
13'': Positionssensor
14: Führungsstange
15: Drehgelenk
16: Drehgelenk
16': Winkelsensor
17: Kolbenstange
18: Kolbenstange
19: Kolbenführung
19': Positionssensor
20: Kolbenführung
20': Positionssensor
21: Drehgelenk
22: Drehgelenk
22': Winkelsensor
23: Führungsstange
24: Führungshülse
24': Positionssensor
24'': Positionssensor
25: Drehgelenk
25': Winkelsensor
26: Rückstellelement
27: Feststellmittel
28: Recheneinheit
29: Sender
30: Empfänger
31: Diode
32: Bügel
33: Bissschiene
34: Marker
35: Aufbiss zur Fixierung des Oberkiefers
36: Halterung
37: Oberkiefer
38: Unterkiefer
39: Mundhöhle
40: Spule
41: Gradientenspulensystem
42: Kinnhalterung zur Fixierung des Unterkiefers
43: Magnetfeldsensor
A1: Längsachse der Führungsstange 14
44: Vorrichtung zur Erzeugung eines homogenen Magnetfeldes
A2: Längsachse der Führungsstange 23
S: Signal
S': Elektrokardiogramm-Signal
S1: Positionssignal
S2: Positionssignal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102006018413 A1 [0003]
- DE 102006038744 A1 [0004]

Claims

Bildgebendes System (6) zur Erzeugung eines 3D-Datensatzes mindestens eines Teils eines Kiefers, aufweisend eine Bilderzeugungseinheit (11) zur dreidimensionalen Vermessung eines in einem Untersuchungsvolumen befindlichen Objekts, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messapparat (10) vorhanden ist, der während einer Aufnahme oder einer Aufnahmeserie der Bilderzeugungseinheit (11) mindestens ein Signal (S) erzeugt, das der relativen Lage des Oberkiefers (37) und des Unterkiefers (38) zueinander mindestens in einer Richtung der Beweglichkeit entspricht und dass eine Zuordnung von den mit Bilderzeugungseinheit (11) erzeugten Aufnahmen zu dem mindestens einen Signal (S) erfolgt.
Bildgebendes System (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicher (7) für alle während der Aufnahme oder der Aufnahmeserie der Bilderzeugungseinheit (11) erzeugten Signale (S) des Messapparats (10) vorgesehen ist.
Bildgebendes System (6) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Messapparat (10) eine Kamera aufweist, welche zweidimensionale Bilder zumindest eines Teils des Kopfes eines Patienten aufnimmt, aus denen das mindestens eine der relativen Lage des Oberkiefers (37) und des Unterkiefers (38) zueinander entsprechende Signal (S) erzeugbar ist.
Bildgebendes System (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messapparat (10) mindestens einen Sender (29) aufweist, der mittels einer Halterung (36) mit dem Oberkiefer (37) oder dem Unterkiefer (38) verbindbar ist und dass mindestens zwei Empfänger (30) vorgesehen sind, die ein von dem mindestens einen Sender (29) gesendetes Signal zumindest in zwei Dimensionen ortsaufgelöst feststellen.
Bildgebendes System (6) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fixierung für den Gegenkiefer (37, 38) oder mindestens ein zweiter Sender (29) vorgesehen ist, wobei der mindestens eine zweite Sender (29) mittels einer Halterung (36) mit dem Gegenkiefer (37, 38) verbindbar ist und das Signal von dem des ersten Senders (29) unterscheidbar ist.
Bildgebendes System (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Messapparat (10) mindestens einen Empfänger (30) und mindestens einen von dem Empfänger (30) sichtbaren Marker (34) aufweist, wobei der Marker (30) mittels einer Halterung (36) mit dem Oberkiefer (37) oder mit dem Unterkiefer (38) verbindbar ist und der Empfänger (30) die Orientierung des Markers (34) ortsaufgelöst feststellt.
Bildgebendes System (6) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fixierung für den Gegenkiefer (37, 38) oder mindestens ein zweiter Marker (34) vorgesehen ist, wobei der zweite Marker mittels einer Halterung (36) mit dem Gegenkiefer (37, 38) verbindbar und vom ersten Marker (34) unterscheidbar ist.
Bildgebendes System (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Messapparat (10) eine Vorrichtung (44) zur Erzeugung eines homogenen Magnetfeldes und mindestens ein Gradientenspulensystem (41) zur Erzeugung eines Gradientenfeldes aufweist und dass mindestens eine als Empfangsspule wirkende Spule (40) vorgesehen ist, die direkt oder mittels einer Halterung (36) mit dem Oberkiefer (37) oder mit dem Unterkiefer (38) verbindbar ist.
Bildgebendes System (6) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fixierung für den Gegenkiefer (37, 38) oder mindestens eine zweite Spule (40) vorgesehen ist, wobei die zweite Spule an dem Gegenkiefer (37) anbringbar ist.
Bildgebendes System (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Messapparat (10) mindestens ein Gradientenspulensystem (41) zur Erzeugung eines Gradientenfeldes aufweist und dass mindestens ein Magnetfeldsensor (43) vorgesehen ist, der direkt oder mittels einer Halterung (36) mit dem Oberkiefer (37) oder mit dem Unterkiefer (38) verbindbar ist.
Bildgebendes System (6) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fixierung für den Gegenkiefer (37, 38) oder mindestens ein zweiter Magnetfeldsensor (43) vorgesehen ist, wobei der zweite Magnetfeldsensor an dem Gegenkiefer (37) anbringbar ist.
Bildgebendes System (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Messapparat (10) als Aufbissapparat ausgebildet ist, der ein Aufbissteil (1) für den Oberkiefer (37) und ein Aufbissteil (2) für den Unterkiefer (38) umfasst, wobei die Aufbissteile (1, 2) zumindest teilweise in einen Patientenmund einbringbar sind und einer Ausrichtung und einer Bewegung des Oberkiefers (37) und des Unterkiefers (38) folgen und wobei die Aufbissteile (1, 2) über mindestens ein Gelenk (4; 12, 15, 16, 21, 22, 25) und/oder mindestens eine Führung (13, 14, 17, 18, 19, 20, 23, 24) miteinander zumindest in einer Dimension beweglich verbunden sind und mindestens ein Sensor (5; 12', 13', 13'', 16', 19', 20', 22', 24', 24'', 25') die Lage der Aufbissteile (1, 2) zueinander zumindest in einer Richtung der Beweglichkeit misst, so dass eine Zuordnung der mit der Bilderzeugungseinheit (11) vorgenommenen Aufnahmen zu dem jeweiligen mindestens einen Winkeln (3) und/oder der jeweiligen mindestens einen Verschiebungen zwischen den Aufbissteilen (1, 2) erfolgen kann.
Bildgebendes System (6) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbissteile (1, 2) als Schienen ausgebildet sind.
Bildgebendes System (6) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbissteile (1, 2) jeweils an Zähnen des Oberkiefers (37) oder des Unterkiefers (38) befestigt werden.
Bildgebendes System (6) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbissapparat ein Rückstellelement (26) aufweist.
Bildgebendes System (6) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gelenk (4, 12, 15, 16, 21, 22, 25) und/oder die mindestens eine Führung (13, 14, 17, 18, 19, 20, 23, 24), sowie der mindestens eine Sensor (5; 12', 13', 13'', 16', 19', 20', 22', 24', 24'', 25') des Aufbissapparats sich ausserhalb des Patientenmundes befinden und mit den Aufbissteilen (1, 2) verbunden sind.
Bildgebendes System (6) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gelenk (4, 12, 15, 16, 21, 22, 25) des Aufbissapparats um mindestens eine zu einer Längsachse (A) des Aufbissapparats orthogonalen Gelenkachse bewegbar ist, so dass die Aufbissteile (1, 2) in mindestens einem Winkel (3) zueinander bringbar sind und dass mindestens ein Winkelsensor (5, 12', 16', 22', 25') zur Signalerfassung des mindestens einen Winkels (3) vorgesehen ist.
Bildgebendes System (6) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbissteile (1, 2) entlang einer Führung (13, 14, 17, 18, 19, 20, 23, 24) in Richtung einer Längsachse (A) des Aufbissapparats verschiebbar sind und dass ein Positionssensor (19', 20') zur Signalerfassung der Verschiebung vorgesehen ist.
Bildgebendes System (6) nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbissteile (1, 2) über eine Führung (13, 14, 17, 18, 19, 20, 23, 24) in einer Richtung quer zu einer Längsachse (A) des Aufbissapparats verschiebbar sind und dass ein Positionssensor (13', 24') zur Signalerfassung der Verschiebung vorgesehen ist.
Bildgebendes System (6) nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbissapparat mindestens ein Feststellmittel (27) aufweist, das mindestens eine Verschiebung oder ein Verkippen der Aufbissteile (1, 2) gegeneinander verhindert oder mindestens einen Winkel (3) feststellt.
Bildgebendes System (6) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Feststellmittel jeweils für mindestens eine Verschiebungen und/oder für mindestens einen Winkel (3) vorgesehen sind und unabhängig voneinander verwendet werden können.
Bildgebendes System (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderzeugungseinheit (11) ein Magnetresonanztomographie-Apparat, insbesondere ein Ganzkörpertomograph oder ein Kopftomograph, ist.
Bildgebendes System (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderzeugungseinheit (11) ein Computertomographie-Apparat ist.
Bildgebendes System (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderzeugungseinheit (11) ein Sonographie-Apparat ist.
Bildgebendes System nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Signal (S) des Messapparats (10) in eine Recheneinheit (28) des bildgebenden Systems (6) eingespeist wird.
Bildgebendes System nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Messapparat (10) mindestens zwei Signale (S) gleichzeitig erzeugt, die in einer Datenverarbeitungseinheit (8) zu einem einzigen Signal (S) verarbeitet werden und dass das einzige Signal (S) in eine Recheneinheit (28) des bildgebenden Systems (6) eingespeist wird.
Bildgebendes System nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine Recheneinheit (28) mit einen Eingang (9) für ein Elektrokardiogramm-Signal (S') vorgesehen ist und dass eine Datenverarbeitungseinheit (8) für das mindestens eine Signal (S) des Messapparats (10) vorgesehen ist, die das mindestens eine Signal (S) zu einem einzigen Signal (S) verarbeitet und das einzige Signal (S) an den Eingang (9) für ein Elektrokardiogramm-Signal (S') der Recheneinheit (28) des bildgebenden Systems (6) übermittelt.
Bildgebendes System nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Recheneinheit (28) des bildgebende Systems (6) mindestens einen Eingang (9) für ein Elektrokardiogramm-Signal (S') aufweist und dass das mindestens eine Signal (S) des Messapparats (10) an den mindestens einen Eingang (9) für ein Elektrokardiogramm-Signal (S') der Recheneinheit (28) übermittelt wird.
Verfahren zur Erzeugung eines 3D-Datensatzes mindestens eines Teils eines Kiefers, dadurch gekennzeichnet, dass ein bildgebendes System (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 26 verwendet wird und dass während einer Bewegung des Kiefergelenks Daten für einen 3D-Datensatz mindestens eines Teils des Kiefers mit der Bilderzeugungseinheit (11) des bildgebenden System (6) erzeugt werden und dass zeitgleich zu den Daten der Bilderzeugungseinheit (11) mindestens ein Signal (S) des Messapparats (10) des bildgebenden Systems (6) mehrmals aufgezeichnet und den entsprechenden Daten zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Signal (S) des Messapparats (10) in einer Datenverarbeitungseinheit (8) zu einem einzigen Signal (S) verarbeitet wird, das in eine Recheneinheit (28) des bildgebende System (6) eingespeist wird.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Signal (S) des Messapparats (10) in eine Recheneinheit (28) des bildgebenden Systems (10) eingespeist wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Signal (S) des Messapparats (10) in einer Datenverarbeitungseinheit (8) zu einem einzigen Signal (S) verarbeitet wird, das in den Eingang (9) für ein Elektrokardiogramm-Signal (S') einer Recheneinheit (28) eingespeist wird.
Verfahren nach Anspruch 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass ein maximaler oder ein minimaler Wert des mindestens einen Signals (S) des Messapparats (10) als virtuelle R-Zacke des einzigen Signals verwendet wird.