DE4012627A1

DE4012627A1 - Vorrichtung zur aufnahme raeumlicher roentgenbilder

Info

Publication number: DE4012627A1
Application number: DE4012627A
Authority: DE
Inventors: Juhani Palonen; Hannu Purhonen
Original assignee: Instrumentarium Oyj
Current assignee: Instrumentarium Oyj
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1990-04-20
Publication date: 1991-03-28
Also published as: CA2010589A1; US5012501A; FI894339A0; IT9019714A0; IT9019714A1; JPH03170131A; FI87135C; FI87135B; FI894339A; IT1239457B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme räumlicher Röntgenbilder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Aufgabe der zahnmedizinischen Röntgenaufnahmen ist es, wichtige diagnostische Informationen über das aufzunehmende Objekt zu erhalten. Demgegenüber ist das menschliche Gebiß mit dem es umgebenden Gewebe ein besonders schwierig aufzunehmendes Objekt und stellt demzufolge besondere Anforderungen an das Auf nahmesystem. Derzeit ist kein Aufnahmeverfahren verfügbar, das alle wichtigen Informationen liefert. Vielmehr ist die Ver wendung mehrerer sich ergänzender Aufnahmeverfahren und Vor richtungen notwendig.

Die traditionellste zahnmedizinische Aufnahmetechnik ist die intraorale Aufnahme. Bei diesem Verfahren wird ein Röntgenfilm im Mund hinter den aufzunehmenden Zähnen des Patients ange ordnet, der beispielsweise eine Größe von 30 mm×40 mm hat. Während der Patient den Film mit seinen Fingern in der Position festhält, richtet eine die Aufnahme ausführende Person das Ende einer Röntgenröhre manuell aus, so daß ein von einem zylin drischen oder kegelförmigen Kollimator definiertes Strahlen bündel mit dem Film auf einer Linie und im richtigen Winkel zu den aufzunehmenden Zähnen angeordnet ist. Im Anschluß hieran erfolgt die Bestrahlung. Die Aufnahme wurde durch Verbesserungen des Verfahrens vereinfacht, wie beispielsweise durch ver schiedene Halter, die den Röntgenfilm relativ zu dem Strahlen bündel ausrichten. Dennoch erfolgt das Ausrichten des Strahlen bündels relativ zu dem Patienten nach Augenschein.

Die intraorale Aufnahmetechnik weist einige Vorteile auf: Da die Röntgenstrahlen eine direkte Belichtung des Röntgenfilms verur sachen, ist das resultierende Röntgenbild extrem scharf und zeigt viele, auch unwichtige Detailinformationen. Natürlich umfaßt ein solches Röntgenbild mehr Informationen als die vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Informationen. Bei bestimmten Anwendungen ist es ein weiterer Vorteil, daß die Aufnahme auf einen speziellen einzelnen Zahn eingestellt werden kann. Ein Hauptvorteil ist ferner, daß die Röntgenstrahlen nur diagnostisch interessante Gewebe durchstrahlen und der Film dem nach keine Schatten aufweist, die von anderen Teilen des Kopfes verursacht werden.

Die Nachteile der intraoralen Aufnahmetechnik sind eine relativ hohe Strahlendosis, der der Patient durch die direkte Belichtung des Films ausgesetzt ist und die unpraktische Anwendbarkeit, wenn ein Gesamtbild des Gebisses oder der Kiefer des Patienten notwendig ist. Es wurde ferner erkennbar, daß der Zahnarzt mitunter auch Informationen über Körperbereiche benötigt, die mit dem intraoralen Aufnahmeverfahren nicht aufgenommen werden können.

In den vergangenen beiden Jahrzehnten ist die sogenannte räumliche Tomographieaufnahme in Verbindung mit dem oben be schriebenen Aufnahmeverfahren üblich geworden. Das Verfahren ist vollständig extraoral und ein wichtiges Merkmal der resultierenden Aufnahme ist, daß man ein einzelnes ununter brochenes räumliches Bild des Kiefer- und Gebißbereiches auf dem Film erhält, wobei das Bild typischerweise eine Größe von 12-15 cm×30 cm aufweist. Zur Anwendung dieses Verfahrens sind ver schiedene Vorrichtungen bekannt. Ein Beispiel einer solchen Vor richtung ist in der GB-PS 15 94 499 beschrieben.

Ein gemeinsames Merkmal der bekannten Vorrichtungen ist, daß während des Aufnahmevorgangs geeignete Stütz- und Tragemittel benutzt werden, die eine Einrichtung um den Kopf des Patienten drehen, welche einen Röntgenröhrenkopf mit seinen Abgrenzungs mitteln für das Strahlenbündel sowie eine Filmkassette aufweist, die relativ zu der Röntgenröhre auf der gegenüberliegenden Seite des Kopfes des Patienten angeordnet ist und einen Röntgenfilm sowie Verstärkungsplatten enthält. Ein horizontal eingestelltes schmales Strahlenbündel, das von dem Röntgenröhrenkopf ausge strahlt wird, durchdringt den Kopf des Patienten und trifft auf den in der Filmkassette angeordneten Film, um diesen einen kurzen Zeitraum zu belichten. Während sich das Strahlenbündel bei der Aufnahme in einer geeigneten Weise relativ zu der Gebiß krümmung des Patienten bewegt, bewegt sich die Filmkassette gleichzeitig orthogonal zum Strahlenbündel. Da das Strahlen bündel durch den Kopf des Patienten strahlen muß, werden Schatten von Schädelteilen außerhalb des aufgenommenen Gebisses auf den Film projiziert. Durch die Tomographie werden diese Schatten unscharf abgebildet.

Die Popularität der räumlichen Tomographietechnik basiert auf den Vorteilen, die sie in den Bereichen aufweist, in denen die intraoralen Verfahren ihre Nachteile haben. Ein ununterbrochenes räumliches Bild gibt Informationen über den vollständigen Be reich der Kiefer. Demnach zeigt es auch den Zustand der die Zähne umgebenden Gewebe. Räumliche Tomographieaufnahmen sind ferner einfach und schnell anzufertigen. Ferner ist die Menge der auf einen Patienten einwirkenden Bestrahlungsenergie durch die Wirkung von Verstärkungsplatten bei räumlichen Aufnahmen relativ klein. Sie entspricht der Menge der Energie, die bei der Belichtung von zwei bis drei intraoralen Filmen abgegeben wird.

Die räumliche Tomographietechnik hat jedoch auch ihre Nachteile. Die Auflösung der Verstärkungsplatten ist nicht annähernd so gut wie die eines ebenen Röntgenfilms. Demzufolge sind die räum lichen Bilder weniger scharf als die Intraoralfilmbilder. Diese Tatsache an sich ist noch kein Nachteil, da die Verstärkungs platten eine ausreichende Auflösung für die Bereitstellung der wichtigen Informationen hinsichtlich der Diagnose haben. Ein wirklicher Nachteil ist jedoch, daß räumliche Aufnahmen durch die Bewegung stellenweise Unschärfen auch in den Bereichen auf weisen, die für die Diagnose wichtig sind. Diese Unschärfen sind darauf zurückzuführen, daß bei tomographischen Aufnahmen nur ein begrenzter Bereich des Objektes scharf abgebildet wird, während die anderen Teile mehr oder weniger unscharf sind. Bei zahnmedi zinischen Aufnahmen besteht natürlich die Forderung, daß der Be reich der scharfen Abbildung mit dem Kiefernbereich des Patienten in Form und Größe übereinstimmt. In der Praxis verur sacht diese Forderung insbesondere aus zwei Gründen Schwierig keiten: Erstens variiert die Größe und die Form der menschlichen Kiefer und es ist nicht gelungen, eine zuverlässige Vorrichtung für verschiedene Bildgeometrien zu schaffen. Zweitens ist es bei räumlichen Tomographieaufnahmen auch wichtig, die Richtung eines Strahlenbündels relativ zu der Kieferform zu beachten. Damit das Strahlenbündel den Kiefer in ungefähr senkrechter Richtung durchdringt und damit die Aufnahme reibungslos abläuft, muß der Konstrukteur Kompromisse mit der Konsequenz eingehen, daß der scharfe Aufnahmebereich lokal (im Bereich der Schneidezähne) so schmal ist, daß wesentliche Objekte häufig außerhalb dieses Be reiches liegen und demnach unscharf abgebildet sind.

In einigen Bereichen wird diese räumliche Aufnahmemethode derart benutzt, daß der die Strahlung emittierende Teil einer Röntgen röhre, beispielsweise die Anode, in dem Mund des Patienten ange ordnet wird und der, in einer elastischen Kassette angeordnete Röntgenfilm außen an dem Ober- und Unterkiefer befestigt wird, so daß sich der Film an die Haut anpaßt. Obwohl dieses Verfahren keine Schärfenprobleme aufweist, ist seine Anwendung unbequem. Ferner sind die Oberflächen der Zunge und des Gaumens eines Patienten einer relativ großen Bestrahlungsdosis ausgesetzt. Auch ist die Richtung des Strahlenbündels relativ zu dem Kiefer nicht in allen Belangen optimal.

Bei allen oben beschriebenen Aufnahmeverfahren bestehen häufig Probleme bei der Aufnahme der Lücken zwischen zwei benachbarten Zähnen, beispielsweise der Lücke zwischen zwei aneinander grenzenden Oberflächen, wie auch bei der Aufnahme des Ober kiefergelenks aus einem geeigneten Winkel. Sofern sich das Strahlenbündel in Richtung der Lücke bewegt, werden die benachbarten Zähne teilweise überlappend abgebildet. Weiterhin wird das Bild des Oberkiefergelenkes verzerrt, sofern das Strahlenbündel in paralleler oder rechtwinkliger Richtung zum Gelenkkopf bewegt wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vor richtung zu schaffen, mit der eine Aufnahme möglich ist, die Informationen über aneinandergrenzende Flächen und Ober kiefergelenke zuverlässiger bereitstellt als bisher und die die Vorteile der oben beschriebenen unterschiedlichen Verfahren kombiniert, während die Nachteile vermieden werden.

Die Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Aufnahme räumlicher Röntgenbilder eines Kiefers oder kiefer ähnlich geformten Objektes oder eines Teiles davon auf einen Röntgenfilm mit einem feststehenden Teil, einem bewegbaren Tragarm, an dessen gegenüberliegenden Enden eine Röntgenstrahlenquelle und ein Filmhalter an gegenüberliegenden Seiten des aufzunehmenden Objektes angeordnet sind, und mit Einrichtungen, mit denen der Tragarm um das Objekt drehbar ist, und mit Einrichtungen, mit denen der Drehpunkt in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Tragarms linear verschiebbar ist, dadurch erzielt, daß die Vorrichtung Mittel zur Auswahl der gewünschten linearen Bewegungsrichtung (translatorische Bewegung) aufweist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in welcher eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und Beispiele ihrer Anwendung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Anordnung zur Messung des Winkels zwischen der Richtung der Strahlen und der Normalen einer Bild ebene;

Fig. 2 eine graphische Darstellung der mit der Anordnung nach Fig. 1 erzielten Meßresultate;

Fig. 3 die Richtung und die Länge der linearen Bewegung (translatorische Bewegung) L bei einer üblichen räumlichen Aufnahme;

Fig. 4 die vorteilhafte Richtung und Länge der transla torischen Bewegung bei einer posterior-anterior-Auf nahme eines Kiefergelenks;

Fig. 5 die vorteilhafte Richtung und Länge der translatorischen Bewegung bei der Aufnahme von Backenzähnen;

Fig. 6 die vorteilhafte Richtung und Länge der transla torischen Bewegung bei der seitlichen Aufnahme eines Kiefergelenks;

Fig. 7 die vorteilhafte Richtung und Länge der transla torischen Bewegung bei der Aufnahme von Schneide zähnen;

Fig. 8 eine Ausführungsform der Vorrichtung in Ansicht und

Fig. 9 die Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 8 in einer Draufsicht.

Die im oberen Teil der Fig. 1 gezeigte Anordnung verwendet ein Instrument, in dem sehr dünne Metallplatten in einer ge wöhnlichen bildebenen Kurve angeordnet sind. Das Instrument wird ordnungsgemäß an einem Patienten angeordnet und auf einem Film abgebildet. Als Resultat der Winkelstellungen der Platten zuein ander (Fig. 1 unten) ist es möglich, die Abweichung der Richtung des Strahls aus einer Rechtwinkligen relativ zu der Normalen der bildebenen Kurve zu bestimmen. Fig. 2 zeigt die Meßergebnisse der Anordnung gemäß Fig. 1 in einer graphischen Darstellung, wobei der Drehwinkel ϕ auf der horizontalen Achse und der Winkel ψ zwischen dem Strahlenbündel und der Normalen einer Bildebene auf der vertikalen Achse aufgetragen sind. Die Figur zeigt die Winkel im positiven Bereich des Koordinatensystems, wenn das Strahlenbündel von der Normalen in die Richtung der Nase des Patienten (in Fig. 1 oben in die Richtung der y-Achse) abgelenkt ist. Bezugnehmend auf Fig. 3, bei einer üblichen räumlichen Aufnahme, bewegt sich das Zentrum einer rotatorischen Bewegung linear in die Richtung der Symmetrieachse eines Kiefers. Die Fig. 4 bis 7 zeigen die vorteilhafte Richtung und Länge der linearen oder translatorischen Bewegung für Aufnahmen verschiedener Teile des Kiefers.

In den Fig. 8 und 9 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung für die Herstellung räumlicher Röntgenaufnahmeprojektionen darge stellt, die ein feststehendes Teil 1 aufweist, das einen Dreh teller 3 trägt, der an einem zwischen dem feststehenden Teil 1 und dem Drehteller 3 angeordneten Lager 9 aufgehängt ist. Der Drehteller 9 wiederum weist eine Verschiebeplatte 2 auf, die an einem zwischen dem Drehteller 3 und der Verschiebeplatte 2 angeordneten Lager 8 aufgehängt ist, wobei die Verschiebeplatte 2 eine Röntgenstrahlenquelle 12 und einen Filmhalter 13 hält, zwischen denen eine Lagerachse 7 und ein Tragarm 11 angeordnet sind. Auf dem Drehteller 3 ist ein Motor 4 befestigt, der die Verschiebeplatte 2 über eine zwischen Drehteller 3 und Motor 4 angeordnete Kugelumlaufspindel oder einem anderen Übertragungs element und einen Stab 15 bewegt. Die Stellung der linearen Platte 2 relativ zu dem Drehteller 3 wird mittels eines Vorschubmeßwertgebers 5 und einem daran angeordneten Stab 16 ge messen. Zur Drehung des Drehtellers 3 in eine gewünschte Winkelstellung relativ zum feststehenden Teil 1, weist der Dreh teller einen Motor 10 auf, der mit einem selbstsperrenden Schneckengetriebe verbunden ist und der die Winkelstellung des Drehtellers 3 und gleichzeitig die Verschiebeplatte 2 relativ zu einem abzulichtenden Objekt mittels eines Ritzels 17 und eines an dem feststehenden Teil 1 angeordneten Zahnkranzes 6 ver stellt. Zur Messung dieser Winkelstellung weist die Vorrichtung vorzugsweise einen Meßwertgeber 18 und einen Meßwertgeber 19 auf, mit denen die Verstellung gegenüber dem Nullpunkt der Winkelstellung bestimmt wird.

Die Drehbewegung des Tragarmes 11 um die Lagerachse 7 wird bei spielsweise mittels eines Motors 20 ausgeführt, der an dem Trag arm 11 angeordnet ist und diesen über einen Stab 21 dreht, an dem ein Ritzel 22 angeordnet ist, welches mit einem auf der Achse 7 angeordneten Zahnrad 23 kämmt. In der dargestellten Aus führungsform ist das feststehende Teil 1 der Vorrichtung an einem Stativ 14 befestigt.

Bezugszeichenliste

1 feststehendes Teil
2 Verschiebeplatte
3 Drehteller
4 Motor
5 Vorschubmeßwertgeber
6 Zahnkranz
7 Lagerachse
8 Lager
9 Lager
10 Motor
11 Tragarm
12 Röntgenstrahlenquelle
13 Filmhalter
14 Stativ
15 Stab
16 Stab
17 Ritzel
18 Meßwertgeber
19 Meßwertgeber
20 Motor
21 Stab
22 Ritzel
23 Zahnrad

Claims

1. Vorrichtung zur Aufnahme räumlicher Röntgenbilder eines kieferähnlichen Objektes oder eines Teils davon auf einen Röntgenfilm mit einem feststehenden Teil (1) einem bewegbaren Tragarm (11), an dessen gegenüberliegenden Enden eine Röntgenstrahlenquelle (12) und ein Filmhalter (13) an gegen überliegenden Seiten des aufzunehmenden Objektes angeordnet sind, Einrichtungen (20, 21, 22, 23), mit denen der Tragarm um das Objekt drehbar ist, und mit Einrichtungen (2, 4, 15), mit denen der Drehpunkt in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Tragarms (11) linear verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Mittel (3, 6, 10) zur Auswahl der ge wünschten linearen Bewegungsrichtung (translatorische Be wegung) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Auswahl der gewünschten linearen Bewegungsrichtung einen Drehteller (3), der an dem feststehenden Teil (1) ge lagert ist und an dem eine Verschiebeplatte (2) zur Aus führung der linearen Bewegung angeordnet ist, einen Motor (10), der auf dem Drehteller (3) angeordnet ist und der den Drehteller (3) mittels eines Ritzels (17) und einem auf dem feststehenden Teil (1) angeordneten Zahnkranz (6) in die ge wünschte Winkelstellung bewegt, und Mittel (18, 19) für die Bestimmung der gewünschten Winkelstellungen aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur rotatorischen Bewegung einen Motor (20) aufweisen, der auf dem Tragarm (11) befestigt ist und die Rotation um eine Lagerachse (7) mittels eines Ritzels (22) ausführt, wobei die Lagerachse das Zentrum der Rotationsbe wegung bildet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mittel für die lineare Bewegung eine Ver schiebeplatte (2), an der die Lagerachse (7) befestigt ist und die an dem Drehteller (3) gelagert ist und ein Motor (4) sind, der auf dem Drehteller (3) montiert ist und die Ver schiebeplatte (2) mittels eines Stabes (15) relativ zum Dreh teller (3) bewegt.