DE19933776C2 - Verfahren zur Kompensation der Spannungserhöhung bei dentalen Röntgenschichtaufnahmen oder Ceph-Aufnahmen und Verfahren zur Bildverarbeitung dieser Aufnahmen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kompensation der Spannungs­ erhöhung bei dentalen Röntgenschichtaufnahmen, etwa bei der Erstellung zahn­ ärztlicher Panoramaschichtaufnahmen oder im Fernröntgenmodus zur Ceph-Aufnahme und auf ein Verfahren zur Bildverarbeitung dieser Aufnahmen.

Bei der Erstellung von Panoramaschichtaufnahmen tritt generell das Problem auf, daß die Bildinformation des scharf abgebildeten Kieferbereiches durch "ver­ wischte" Bildinformationen überlagert wird, die aus der Passage des Röntgen­ strahlenfächers durch den Schädel resultieren.

Durchdringt der Strahlungsfächer den Bereich der Halswirbelsäule, nimmt die mittlere Dosis am Detektor, sei es ein Filmfoliendetektor oder ein digitaler Sen­ sor, ab, so daß ein Bildartefakt in Gestalt eines hellen Bereiches in der Mitte der Aufnahme entsteht. Dadurch kann in hellen Bereichen bei einem Film eine nicht ausreichende Belichtung entstehen, bzw. bei digitalen Systemen stellt sich ein ungenügender Signal-Rausch-Abstand ein. Die Position der Wirbelsäule ist bei einer Aufnahme definiert, so daß die Intensität der Röntgenstrahlung beim Durch­ fahren des Wirbelsäulenbereiches angehoben werden kann, um diese ungewollte Schwankung der mittleren Bildhelligkeit zu kompensieren. Dazu ist die Variation der Belichtungszeit durch Veränderung der Bahngeschwindigkeit bei konstantem Dosisniveau an der Röntgenstrahlungsquelle ebenso möglich wie die direkte Mo­ dulation der erzeugten Röntgenenergie und das Einlegen von ausgeformten Filter­ flächen in die Filmkassette.

Diese Verfahren zur Kompensation entsprechen der Voreinstellung der Aufnah­ medosis der Röntgenstrahlung entlang der X-Achse aufgrund eines angenomme­ nen, idealen Schädels. Bei individuellen Aufnahmen treten Abweichungen von dieser idealen Anatomie auf. Die auftretenden Helligkeitsunterschiede beeinträch­ tigen die Diagnose der Röntgenbilder; bei digitalisierten Röntgenaufnahmen tritt dieser Effekt durch die eingeschränkte Dynamik des Bildverarbeitungssystems hervor.

Bei der Ceph-Aufnahme des Patienten besteht das Problem, daß beim Abfahren des Kopfbereichs des Patienten, ausgelöst beispielsweise durch das Erfassen des Nasenbereiches, sich das Röntgenstrahlabsorptionsvermögen plötzlich verändert und die Aufnahme erheblich beeinträchtigen kann. Eine Ausregelung der Kon­ trastschwankungen während der Aufnahme ist daher wünschenswert.

Die EP 0 574 368 B1 offenbart ein Verfahren zur Objekt-Bildgebung mittels einer mit Belichtungsautomatik ausgerüsteten Panoramavorrichtung. Die verwendete Röntgenvorrichtung enthält einen Röntgenstrahlengenerator, eine Röntgenröhre, einen Bildempfänger mit einem Bildfeld, sowie einen Bildempfänger-Halter und zumindest einen Strahlungsdetektor auf der auf die Röntgenröhre gerichteten Sei­ te des Bildempfängers. Die Röntgenröhre richtet einen vertikalen Strahlenkegel durch das Objekt hindurch auf den Bildempfänger, wobei eine Erfassung des Strahlungskegels zur Bestimmung eines Belichtungswertes für die Abbildung des Objekts entweder gestartet wird, wenn der Bildempfänger eine vorgegebene Wegstrecke in eine horizontale Richtung zurücklegt hat oder wenn ein vorgege­ bener Punkt innerhalb eines Bereiches des Bildfeldes in der genannten Richtung von dem Strahlenkegel erreicht wird. Die Abbildung kann auch gestartet werden, wenn durch Ausführen einer initialen Erfassung eine Änderung der Strahlendosis in einer vorgegebenen Größe nachgewiesen wird. Die Erfassung zur Bestimmung des Belichtungswerts für die Abbildung des Objekts während der Panoramaabbil­ dung erfolgt an mehreren in den Strahlenkegel in verschiedenen Höhen positio­ nierten Punkten entweder durch vertikales Bewegen des Strahlungsdetektors oder durch selektives Aktivieren eines bestimmten Strahlungsdetektors oder bestimm­ ter Strahlungsdetektoren während der Erfassung.

Die aus EP 0 574 368 B1 bekannte Anordnung zum Regeln der Dosis mit einem Detektorelement, das vor der Filmebene angeordnet ist und während der Auf­ nahme vertikal bewegt wird, hat den prinzipiellen Nachteil, daß Röntgenquanten vor dem Detektor miteinander wechselwirken und somit nicht zur Abbildung des Objekts in der Bildebene beitragen.

Aus der DE 197 54 463 A1 ist ein Röntgenbildgerät bekannt, dessen Steuerungs­ einrichtung die Bildempfindlichkeits-Einstelleinrichtung abhängig vom Bildsignal von der Röntgenbild-Aufnahmeeinrichtung steuert. Der Bildschwärzegrad wird unter Verwendung des Bildsignals von der Röntgenbild-Aufnahme-Einrichtung zum Erzeugen eines Röntgenbilds eingestellt. Wenn die Einstellung durch die Verstärkungseinstellung, die die Bildaufnahmeempflindlichkeit des Bildsensors einstellt, unzureichend ist, steuert die Steuerungseinrichtung eine Einstelleinrich­ tung für den Röntgenröhrenstrom und eine Einstelleinrichtung für die Röntgen­ röhrenspannung sowie ferner eine Antriebsgeschwindigkeits-Einstelleinrichtung an. Die Steuerungseinrichtung überprüft die in digitale Werte umgesetzte Bildin­ formation um zu erkennen, ob sie innerhalb eines geeigneten Pegelbereichs liegt oder nicht. Obwohl hier stets von "steuern" und "Steuerung" gesprochen wird, handelt es sich tatsächlich um eine Regelung.

Aus der DE 197 35 112 A1 ist bekannt, einen interessierenden Bereich in Einzel­ bereiche zu unterteilen, die getrennt aufgenommen werden, wobei die Einzelbilder anschließend elektronisch miteinander verrechnet werden, so dass nach der Ver­ rechnung ein Bild entsteht. Um die einzelnen Bilder zu verrechnen, kann auf die Einstellung der Scan-Wege zurückgegriffen werden. Darüber hinaus ist es mög­ lich, bestimmte Markierungspunkte in den Bildern zu nutzen oder die Bildstruktu­ ren durch Korrelation zu analysieren und dann zu einem Bild zu verrechnen. Eine Regelung erfolgt hier nicht.

Aus der US 5,625,662 A ist eine Röntgeneinrichtung bekannt, bei der der Rönt­ genstrom als eine Form des Gantry-Drehwinkels und eines Rekonstruktionsalgo­ rythmus erfolgt, wobei eine örtliche Gewichtung vorgenommen wird. Während der Abtastung werden positionsabhängige Gewichtungskoeffizienten aus einer Tabelle ausgelesen und zur Bildung eines Veränderungsfaktors für die Röntgen­ röhre verwendet. Dieser Veränderungsfaktor wird auf den Röhrenstrom angewen­ det. Aus dem geschilderten Verfahrensablauf ergibt sich, dass eine Steuerung vor­ liegt.

Ausgehend vom skizzierten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bei Röntgenaufnahmen entstehenden Artefakte durch eine Variation der Strahlungsdosis für die jeweilige Position der Bahnen abhängig vom gewähl­ ten Aufnahmeprogramm bzw. der Aufnahmeart zu bestimmen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren zur Erstellung von Röntgenschichtaufnahmen mittels einer Röntgendiagnostikein­ richtung nachfolgende Verfahrensschritte durchlaufen werden:

• - das Zuordnen eines digitalen Detektorelements mit einer aktiven Oberfläche zu einem Bildaufnehmer,
• - Bestimmen eines Eingangssignals E_EL eines Regelkreises auf Basis eines in Y-Richtung erfassten Ausgangssignals des Detektorelements,
• - Vergleichen des Eingangsignals E_EL mit einem vorgegebenen Sollwert S_EL zum Erhalt eines Ausgangsignals A_EL,
• - Einstellen der Röntgenstrahlungsquelle durch das Ausgangssignal A_EL des Regelkreises,
• - gekennzeichnet dadurch, daß das Ausgangssignal des Detektorelements aus in Y-Richtung entsprechend relevanten Abschnitten über den zeitlichen Ver­ lauf der Aufnahme in X-Richtung mittels einer binären Maske in der Verarbei­ tungsstufe bestimmt wird, wobei die Maske die Information über die zu berück­ sichtigenden oder nicht zu berücksichtigenden Pixelarrayabschnitte in binärer Form enthält.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erstellung einer digitalen Rönt­ genschichtaufnahme kann während der Aufnahme individuell nach Anatomie des jeweiligen Patienten die Strahlungsdosis so geregelt werden, daß der Verlauf der mittleren Helligkeit der Aufnahme konstant gehalten werden kann und sich somit beispielsweise durch die Wirbelsäule unterhalb des Schädels bisher auftretende Artefakte unterdrücken lassen.

Ferner läßt sich mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erreichen, den Patien­ ten einerseits nur mit der geringstmöglichen Strahlungsdosis zu belasten, andererseits aber zur Erlangung eines aussagekräftigen Röntgenaufnahmebildes einen stets erforderlichen definierten Signal-Rausch-Abstand zu erzielen.

Die Berechnung in der Verarbeitungsstufe ist derart verfeinert, daß die Verarbei­ tung des Ausgangssignals des Detektorelements und die Bestimmung des Ein­ gangssignals des Regelkreises aus in Y-Richtung relevanten Abschnitten des Pi­ xelarrays über den zeitlichen Verlauf der Röntgenaufnahme in X-Richtung mittels einer binären Maske erfolgt. Mittels der binären Maske läßt sich die Information über die zu berücksichtigenden und die nicht zu berücksichtigenden Bildinforma­ tionsteile transportieren.

Das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugte Eingangssignal E_EL für den Regelkreis erlaubt einerseits die Modulation der mittleren Dosis S_EL der Röntgenstrahlungsquelle während der Aufnahme, andererseits die Einstellung des Dosisniveaus der Röntgenstrahlungsaufnahme bei digitaler automatischer Be­ lichtungsvorwahl.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Eingangs­ signal für den Regelkreis, mit dem die Strahlungsquelle geregelt wird, durch eine Signalverarbeitung nach dem Detektorelement erzeugt. Das analoge Ausgangs­ signal des Detektorelements kann nach einer Vorverarbeitung in einer Verarbei­ tungsstufe umgewandelt werden.

Die Verarbeitungsstufe führt ihre Berechnung in vorteilhafter Weise während ei­ ner oder mehrerer Signalbewegungen in X-Richtung, beispielsweise während der Mittelwertberechnung des Ausgangssignals in Y-Richtung durch.

In weiteren Verfahren erfolgt anstelle des Einstellens einer Röntgenstrahlungs­ quelle durch das Ausgangssignal des Regelkreises ein Regeln des Sig­ nal/Rauschabstandes durch ein Ausgangssignal des Regelkreises bzw. eine Modu­ lation der Empfindlichkeit des Detektorelements zum Erreichen einer gleichmä­ ßigen Helligkeit durch ein Ausgangssignal A_EL des Regelkreises.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erstellung von Röntgen­ schichtaufnahmen, seien es Panoramaschichtaufnahmen oder Ceph-Aufnahmen, erfolgt in vorteilhafter Weise auf einer Röntgendiagnostikeinrichtung, deren De­ tektorelement ein CCD enthält, dessen Bildoberfläche in ein Pixelarray aufgeteilt ist. Dieses Array kann ohne Beeinträchtigung des hier beschriebenen Verfahrens als Zeilensensor oder als Flächensensor in einer definierten Betriebsweise (TDI- Time Delay and Integration) ausgeführt sein. Neben einer Ausgestaltung des er­ findungsgemäßen Regelkreises in digitaler Form z. B. als Mikrocontrollersystem kann auch eine analoge Realisierung des Regelkreises z. B. als Operationsverstär­ kerschaltung vorgesehen werden.

Auf die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Röntgenaufnahmen kann in vorteilhafter Weise ein Verfahren zur nachträglichen Bildverarbeitung einer digitalen Röntgenbildaufnahme angewendet werden, bei der eine gespei­ cherte Bildinformation des Detektorelements, beispielsweise für eine aufgenom­ mene Panoramaschichtaufnahme, für jeden Bildpunkt einer Bildspalte einer nach­ träglichen positionsabhängigen Bildveränderung unterworfen wird und durch e­ lementweise Multiplikation eines Vektors den Sollwerten eines vorgebbaren mitt­ leren Bildsignals angepaßt wird.

Mittels dieses erfindungsgemäßen Verfahrens zur Veränderung einer bereits ge­ speicherten Röntgenaufnahme können nachträgliche Bildinformationen berück­ sichtigt werden, die bei der Entstehung des Bildes am Detektorelement noch nicht erfaßt wurden. Somit kann ein medizinisch geschulter Betrachter diese Bildaufbe­ reitung gezielt vorwählen.

Anhand der Zeichnungen seien die erfindungsgemäßen Verfahren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Koordinatensystem an einer Panoramaschichtaufnahme,

Fig. 2 eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem die Röntgenstrahlungs­ quelle modulierenden Regelkreis,

Fig. 2a eine Variante des die Röntgenstrahlungsquelle und/oder das Detektor­ element modulierenden Regelkreises

Fig. 3 die Signalaufbereitung des Eingangssignals E_EL hinter dem Detektor­ element vor Eingang in den Regelkreis und

Fig. 4 eine Ansteuermöglichkeit einer Sekundärblende entsprechend belich­ teter Pixelspalten des Bildaufnehmers.

In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist ein Koordinatensystem einer Panorama­ schichtaufnahme dargestellt.

Entlang der Panoramaschichtaufnahme 1 erstreckt sich entlang der horizontalen Achse die X-Achse 2 bzw. die Aufnahmedauer t und entlang der Erstreckung in vertikaler Richtung die Y-Achse 3 (die Bildinformationen zu den jeweiligen Zeit­ punkten). Dies gilt sowohl für mittels eines Detektors aufgenommene digitale Röntgenaufnahmen als auch für solche Aufnahmen, die auf einem in einer Kas­ sette eingelegten Film gemacht wurden.

Fig. 2 zeigt eine schematisch wiedergegebene Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem die Röntgenstrahlungsquelle modifizierenden Regelkreis.

Ausgehend von einer Röntgenstrahlungsquelle 5 durchläuft ein im Fokus 6 er­ zeugter Strahlungsfächer 8 eine Primärblende 7, die strahlaustrittsseitig an der Strahlungsquelle 5 angeordnet ist. Die Röntgenstrahlen 9 durchstrahlen einen Kie­ ferbogen 11 im Schädel 10 des Patienten und werden von einem Bildaufneh­ mer 14 aufgefangen. Am Bildaufnehmer 14 ist eine Sekundärblende 12 vorgese­ hen, die auf eine vorwählbare Sekundärblendenöffnung 13 einstellbar ist. Dem Bildaufnehmer 14 ist ein Detektorelement 15 zugeordnet, das beispielsweise als Fotodiode ausgestaltet sein kann. Mittels der Fotodiode kann ein elektrisches Si­ gnal 16, mit E_EL bezeichnet, erzeugt werden, welches proportional zu der in Y-Richtung 3 erzeugten gemittelten Strahlungsdosis ist. Dieses Signal 16, E_EL dient als Eingangsgröße für einen Regelkreis 4. Der Regelkreis 4 kann sowohl in analoger als auch in digitaler Form realisiert sein. Seine Übertragungsfunktion ist derart fest gelegt, daß die Abweichung zur vorgegebenen Stellgröße S_EL in X(t) Richtung der Aufnahme 1 gesehen, minimiert wird. Die Stellgröße S_EL kann bei­ spielsweise ein Dosisprofil, einen Verlauf des Signal-Rauschabstandes oder auch eine definierte Bildhelligkeit beschreiben.

Das die Röntgenstrahlungsquelle 5 hinsichtlich optimaler Röntgenparameter be­ einflussende Ausgangssignal 17, A_EL, dient zur entsprechenden Modulation des erzeugten Röntgenstrahlungsbündels 9. In der in Fig. 2a dargestellten Variante des Regelkreises 4 kann das Ziel, eine Aufnahme in einer vorgebbaren Güte zu errei­ chen auch dadurch herbeigeführt werden, daß die Steuergröße A_EL, das Ausgangs­ signal des als CCD ausgeführten Detektorelementes 15 beeinflußt oder durch die Steuergröße A_EL sowohl das Detektorelement 15 als auch die Röntgenstrah­ lungsquelle 5 beeinflußt. Mittels des Regelkreises 4 ist es möglich, während der Aufnahme des Panoramaschichtbildes 1 bei entsprechender Bewegung von Fo­ kus 6 und Bildaufnehmer 14 um den Schädel 10 des Patienten bei Vorgabe einer mittleren Dosis 18, E_EL, durch den gemittelten Dosiswert in Y-Richtung 3 der Aufnahme entsprechende elektrische Eingangssignale E_EL Aufnahmebereiche, wie beispielsweise der Bereich der Halswirbelsäule, individuell auszuregeln, so daß eine, in horizontaler Richtung (X-Richtung 2) gleichmäßige Panoramaschichtauf­ nahme 1 entsteht.

Anstelle der vorstehend bezeichneten Fotodiode können bei digitalen Röntgendia­ gnostikeinrichtungen auch CCD's eingesetzt werden.

Bei digitalen Anwendungen tritt an die Stelle eines in die Kassette im Bildauf­ nehmer einlegbaren Films ein in Fig. 3 dargestellter Bildaufnehmer 15, dessen aktive Flächen 19 auf die Abmessungen des Röntgenstrahlungsbündels 9 abge­ stimmt sind. Die aktive Fläche 19 des Detektorelements 15 ist in Pixelzeilen 22 und Pixelspalten 21 aufgeteilt, die jeweils eine Anzahl von Pixeln 23 enthalten. Mittels Adressierungen 25, 26 lassen sich einzelne, in bestimmten Spalten 21 oder in Zeilen 22 angeordnete einzelne Pixel 23 adressieren. Die Spaltenhöhe verläuft von 1 . . . . . M - 1, M, während die Pixel 23 in den Zeilen 22 von 1 bis N - 1, N adres­ sierbar sind.

Die Bildentstehung erfolgt durch Bewegung der Pixelinformation durch die ein­ zelnen Bildspalten 21 gemäß der Pfeile am oberen Ende der aktiven Fläche 19. Durch geeignete Ansteuerung der Adressen 25, 26 der Pixel 23 kann das durch die individuellen Pixel 23 erfaßte Signal jeweils um eine Spalte 21 in X-Richtung 2 bewegt werden. Diese Verschiebebewegung entspricht der Filmbewegung in kon­ ventionellen Anwendungen.

Das Austaktregister 24 nimmt die komplette Bildinformation einer Spalte 21 auf und taktet die Information beispielsweise zwischen zwei Verschiebeoperationen in X-Richtung 2 an eine Ausgabeeinheit 27 aus.

Das in der Ausgabeeinheit 27 im Austaktregister 24 pro Pixelspalte 21 vorliegen­ de Signal kann als Ausgangssignal 28 einer Signalvorverarbeitung 29 zugeführt werden. Das analoge Signal 28 wird zunächst in einer Verarbeitungsstufe 31 ver­ arbeitet, was eine oder mehrere Signalbewegungen in X-Richtung 2 in Anspruch nimmt. Das Ausgangssignal 28 kann nach der Vorverarbeitung 29 hingegen auch einer Analog/Digital-Umwandlung 30 unterzogen werden, bevor es in die Verar­ beitungsstufe 31 weitergeleitet wird.

Innerhalb der Verarbeitungsstufe 31 kann das Ausgangssignal 16, E_EL aus einer Mittelwertbildung in Y-Richtung 3 gebildet werden. Eine andere Möglichkeit der Signalverarbeitung in der Verarbeitungsstufe 31 besteht darin, anstelle der ge­ samten spalten- oder zeilenförmigen Bildinformationen nur solche Abschnitte zu berücksichtigen, die den gewünschten Belichtungsanforderungen für die gesamte Aufnahme oder einem Teil der Aufnahme entsprechen. Neben der Bildung des Mittelwertes können auch komplexe Rechenvorschriften beispielsweise eine Re­ gressionsrechnung zur Vorhersage des wahrscheinlichen Wertes des Eingangs­ signales 16 E_EL zum nächstfolgenden Zeitpunkt δ + δt implementiert werden.

Das Aktivieren entsprechender Abschnitte in Y-Richtung 3 kann während des zeitlichen Verlaufs der Panoramaschichtaufnahme 1 in X-Richtung 2, beispiels­ weise durch eine binäre Maske, auf zweidimensionalem Wege erfolgen. Bei­ spielsweise könnten "1" für einen zu berücksichtigenden und "0" für einen nicht zu berücksichtigenden Abschnitt stehen; auch könnten Zahlenwerte kodiert sein, die eine örtliche Gewichtung bei der Berechnung des Signals 16 E_EL ermöglichen. Eine örtliche Gewichtung bei der Berechnung des Signals 16 E_EL trägt dem ana­ tomisch bedingten Absorptionsschwankungen beim Abfahren des Schädels des Patienten in erheblichem Maße Rechnung. Dies gilt sowohl für Ceph-Aufnahmen als auch für Panoramaschichtaufnahmen.

Aus der während der Schrittbewegung in X-Richtung 2 erfolgenden Bestimmung des Signals 16 E_EL kann während des Fortschreitens der Aufnahme des Panorama­ schichtbildes 1 das die Röntgenstrahlungsquelle 5 regelnde Signal 17 A_EL konti­ nuierlich anhand des Eingangssignals 16 E_EL unter Zugrundelegung der Übertra­ gungsfunktion des Regelkreises 4 ermittelt werden. Mittels dieses Verfahrens läßt sich sowohl die Modulation der Strahlungsdosis in kleinen, gemäß des Aufnahme­ fortschritts verlaufenden Schritten in X-Richtung 2 regeln und sich sowohl eine Kompensation des durch die Wirbelsäule hervorgerufenen Artefakts erzielen als auch das Dosisniveau im Rahmen einer digitalen automatischen Belichtungsvor­ wahl einstellen.

In der Datenverarbeitung 32 einer in digitaler Form vorliegenden Aufnahme 1 können nun Operationen, wie beispielsweise eine Dunkelstromkorrektur, zum Ausgleich des Störsignals des Detektorelements 15 erfolgen. Auch lassen sich Fehlstellen oder Empfindlichkeitsschwankungen über die aktive Fläche 19 des Detektorelements 15 ausgleichen.

Mittels des weiter vorgeschlagenen Verfahrens läßt sich eine nachträgliche, posi­ tionsabhängige Bildveränderung realisieren. Dies kann beispielsweise dazu die­ nen, Bildinformationen nachträglich zu berücksichtigen, die zum Zeitpunkt der Aufnahme nicht vorhanden waren. Die Speicherung der digitalen Bildinformation erlaubt eine gezielte Vorwahl der Bildmanipulation durch einen medizinisch ge­ schulten Betrachter, der Wert auf bestimmte medizinische Features einer Panora­ maschichtaufnahme oder der Ceph-Aufnahme 1 legt.

Bei einer nachträglichen Manipulation der gespeicherten Bildinformationen durch einen Mediziner ist eine Modulation der Strahlungsquelle 5 nicht möglich, da die Aufnahme abgeschlossen ist.

Die gespeicherte Bildinformation des Detektors 15, beispielsweise entsprechend einer Panoramaschichtaufnahme 1, kann nachträglich durch eine Multiplikations­ operation verändert werden. In Y-Richtung 3 der Aufnahme 1 erfolgt eine spaltenweise Filterung. Das Ergebnis der Filterung ist ein Vektor, der das mittlere Bildsignal in X-Richtung 2 beschreibt. Der Vektor kann elementweise auf den Sollverlauf des mittleren Bildsignals abgebildet werden. Dieser Verlauf kann im einfachsten Fall konstant sein, aber auch jeden beliebigen anderen Verlauf an­ nehmen. Die elementweise Abbildung ergibt einen Korrekturfaktor, der zur Be­ stimmung des Multiplikationsfaktors für die diesem Vektorelement zugeordnete Bildspalte 21 der Panoramaschichtaufnahme 1 dient.

Wie in Zusammenhang mit der Panoramaschichtaufnahme 1 bereits geschildert, kann neben einer Mittelwertbildung zur Erzeugung des Signals 16 E_EL mit binärer Maskierung eine örtliche Gewichtung der Signale erzeugt werden, was der Pa­ tientenanatomie näher kommt als die aufgrund einer Mittelwertbildung erhaltenen Signale 16 E_EL.

Kombiniert man bei einer digital arbeitenden Röntgendiagnostikeinrichtung das Verfahren zur Regelung der Strahlungsdosis mit dem weiter vorgeschlagenen Verfahren einer nachträglichen, positionsabhängigen Bildaufbereitung, so können Panoramaschichtaufnahmen oder Ceph-Aufnahmen 1 auf optimalem Wege bei niedrigster Strahlungsdosis aufgenommen und in vielfältiger Weise nachverar­ beitet und mehrfach genutzt werden. Das Dosisprofil führt zu einer Minimierung der Strahlungsbelastung des Patienten; mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich ein definierter Signal-Rausch-Abstand definieren.

Der medizinisch geschulte Nutzer der Röntgendiagnostikeinrichtung hat die Wahl, sich eine unverarbeitete Panoramaschichtaufnahme oder eine Ceph-Aufnahme 1 anzeigen oder ausgeben zu lassen; im Rahmen einer adaptiven Bildverarbeitung kann er andererseits die Bildverarbeitung hinsichtlich ihn beson­ ders interessierender Parameter beeinflussen.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Ansteuermöglichkeit einer Sekundär­ blende 12 entsprechend der belichteten Pixelspalten 21 der aktiven Pixelfläche 19 des Bildaufnehmers 14. Bei einer Ceph-Aufnahme 1 können die auftretenden Röntgenabsorptionssprünge beim Übergang von einem Normkopf zum tatsächli­ chen Patientenkopf - etwa bei der Erfassung des Nasenbereiches - dadurch ausgeregelt werden, daß die Sekundärblende 12 in Richtung des Doppelpfeiles beein­ flußt wird und die Kontrastsprünge kompensiert. Dies wird erzielt, indem eine Ansteuerung der Sekundärblende 12 nach erfolgtem Schiebeimpuls 33 der Infor­ mationen der Pixelspalten 21 in das Austaktregister 24 erfolgt und die Sekundär­ blende 12 zur Adaption der Öffnung 13 entsprechend betätigt wird. Damit läßt sich der durch starke Kontrastsprünge in der Aufnahme 1 gekennzeichnete Über­ gangsbereich vom Normkopf auf die tatsächliche Anatomie des Patienten wirk­ sam ausschließen, die Ceph-Aufnahme 1 ist somit frei von Kontrast- und Hellig­ keitssprüngen. Sie kann analog zur oben geschilderten Bildverarbeitung weiter­ verarbeitet werden.

Claims (11)

1. Verfahren zur Erstellung von dentalen Röntgen­ schichtaufnahmen oder Ceph-Aufnahmen mit einer Röntgendiagnostik-Einrichtung, bei der die mittle­ re Strahlungsdosis in der Detektorebene regelbar ist, mit nachfolgenden Verfahrensschritten:

• - Zuordnen eines digitalen Detektorelements (15) mit einer aktiven Flache (19) zu einem Bildaufnehmer (14),
• - Bestimmen eines Eingangssignals E_EL (16) eines Re­ gelkreises (4) auf Basis eines in Y-Richtung (3) erfassten Ausgangssignals (28) des Detektorele­ ments (15),
• - Vergleichen des Eingangsignals E_EL (16) mit einem vorgegebenen Sollwert S_EL (18) zum Erhalt eines Ausgangsignals A_EL (17),
• - Einstellen der Röntgenstrahlungsquelle durch das Ausgangssignal A_EL (17) des Regelkreises (4),
• - gekennzeichnet dadurch, daß das Ausgangssig­ nal (28) des Detektorelements (15) aus in Y-Richtung (3) entsprechend relevanten Abschnitten über den zeitlichen Verlauf der Aufnahme in X-Richtung (2) mittels einer binären Maske in der Verarbeitungsstufe (31) bestimmt wird, wobei die Maske die Information über die zu berücksichtigen­ den (1) oder nicht zu berücksichtigenden (0) Pi­ xelarrayabschnitte in binärer Form enthält.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Eingangssignal E_EL (16) des Regelkrei­ ses (4) aus einem analogen Ausgangssignal (28) des Detektorelements (15) bestimmt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das analoge Ausgangssignal (28) des De­ tektorelements (15) nach einer CCD Signalaufberei­ tung durch korrelierte Zweifachabtastung (29) in einer Verarbeitungsstufe (31) berechnet wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das analoge Ausgangssignal (28) des De­ tektorelements (15) nach einer Vorverarbei­ tung (29) eine A/D-Wandlung (30) erfährt und einer Verarbeitungsstufe (31) zugeführt wird.

5. Verfahren gemäß der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verarbeitungsstufe (31) während einer oder mehrerer Signalbewegungen in X-Richtung (2) eine Mittelwertbildung des Aus­ gangssignals (29) in Y-Richtung (3) erfolgt.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Eingangs­ signals E_EL (16) des Regelkreises (4) die Regelung der Röhrenspannung, des Röhrenstroms oder des Blendensystems (7) erfolgt.

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß mittels des Eingangssig­ nals E_EL (16) des Regelkreises (4) die Einstellung des Dosisniveaus der Röntgenaufnahme bei digitaler automatischer Belichtungsvorwahl erfolgt.

8. Verfahren zur Erstellung von dentalen Röntgen­ schichtaufnahmen oder Ceph-Aufnahmen mit einer Röntgendiagnostik-Einrichtung, bei der die mittle­ re Strahlungsdosis in der Detektorebene regelbar ist, mit nachfolgenden Verfahrensschritten:

• - Zuordnen eines digitalen Detektorelements (15) mit einer aktiven Fläche (19) zu einem Bildaufnehmer (14),
• - Bestimmen eines Eingangssignals E_EL (16) eines Re­ gelkreises (4) auf Basis eines in Y-Richtung (3) erfaßten Ausgangssignals (28) des Detektorelements (15),
• - Vergleichen des Eingangsignals E_EL (16) mit einem vorge­ gebenen Sollwert S_EL (18) zum Erhalt eines Ausgang­ signals A_EL (17),
• - Regeln des Signal/Rauschabstandes durch ein Ausgangssignal A_EL (17) des Regelkreises (4),
• - gekennzeichnet dadurch, daß das Ausgangssig­ nal (28) des Detektorelements (15) aus in Y-Richtung (3) entsprechend relevanten Abschnitten über den zeitlichen Verlauf der Aufnahme in X-Richtung (2) mittels einer binären Maske in der Verarbeitungsstufe (31) bestimmt wird, wobei die Maske die Information über die zu berücksichtigen­ den (1) oder nicht zu berücksichtigenden (0) Pi­ xelarrayabschnitte in binärer Form enthält.

9. Verfahren zur Erstellung von Röntgenschichtaufnah­ men oder Ceph-Aufnahmen mit einer Röntgendiagnos­ tik-Einrichtung, bei der die mittlere Strahlendosis in der Detektorebene regelbar ist, mit nach­ folgenden Verfahrensschritten:

• - Zuordnen eines digitalen Detektorelementes (15) mit einer aktiven Fläche (19) zu einem Bildaufneh­ mer (14) im Bereich einer Sekundärblende (12),
• - Bestimmen eines Eingangssignales E_EL (16) eines Re­ gelkreises auf Basis eines in Y-Richtung (3) er­ faßten Ausgangssignals (28) des Detektorelements (15),
• - Regeln einer Mindestdosis der Röntgenstrahlungs­ quelle (5),
• - Modulation der Empfindlichkeit des Detektorele­ ments (15) zum Erreichen einer gleichmäßigen Hel­ ligkeit durch ein Ausgangssignal A_EL (17) des Re­ gelkreises (4),
• - dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssig­ nal (28) des Detektorelements (15) aus in Y-Richtung (3) entsprechend relevanten Abschnitten über den zeitlichen Verlauf der Aufnahme in X-Richtung (2) mittels einer binären Maske in der Verarbeitungsstufe (31) bestimmt wird, wobei die Maske die Information über die zu berücksichtigen­ den (1) oder nicht zu berücksichtigenden (0) Pi­ xelarrayabschnitte in binärer Form enthält.

10. Verfahren zur Bildverarbeitung einer digitalisier­ ten Röntgenbildaufnahme, bei der die gespeicherte Bildinformation eines Detektorelements (15) für eine aufgenommene Panoramaschichtaufnahme oder ei­ ne Ceph-Aufnahme (1) für jeden Bildpunkt (23) einer Bildspalte (21) einer nachträglichen, positi­ onsabhängigen Bildveränderung unterworfen wird, bei der ein Sollverlauf für ein vorgegebenes mitt­ leres Bildsignal vorhanden ist und dass in Y- Richtung (3) der Aufnahme (1) eine spaltenweise Filterung erfolgt, dessen Ergebnis ein Vektor ist, der das mittlere Bildsignal in X-Richtung (2) be­ schreibt, wobei der Vektor elementweise auf den Sollverlauf des mittleren Bildsignals abgebildet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß aus der Abbildung des Vektors durch ele­ mentweise Operation auf den Sollwert des mittleren Bildsignals ein Korrekturfaktor bestimmbar ist, der zur Ermittlung der Multiplikationsfaktoren je Bildspalte (21) verwendbar ist.