DE4133066A1 - Digitale panoramaroentgenvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine digitale Panoramaröntgenvorrichtung, die es erlaubt, Informationen entlang einer vorgegebenen gekrümmten tomographischen Bahn als zweidimensionale Panoramabilder auszugeben. Die Vorrichtung eignet sich insbesondere als Panoramaröntgenvorrichtung für zahnärztliche Zwecke zur Anfertigung von Röntgenaufnahmen des menschlichen Zahnbogens. Die Vorrichtung kann aber auch als Tomographiegerät zur Herstellung von Aufnahmen anderer Körperbereiche als des Zahnbogens oder als Tomographiegerät zur zerstörungsfreien Prüfung verschiedenartigster Substanzen und Körper eingesetzt werden.

Zahnärztliche Panoramaröntgenaufnahmegeräte, die mit Röntgenfilmen arbeiten, sind bekannt. Ein solches Gerät ist mit einer Röntgenstrahlenquelle versehen, die einem Film gegenübersteht, wobei der Zahnbogen eines Patienten zwischen Röntgenstrahlenquelle und Film angeordnet wird. Die Röntgenstrahlenquelle und der Film werden in einem vorbestimmten Verhältnis relativ zueinander bewegt, um ein Röntgenbild des Zahnbogens als Panoramabild auf dem Film mittels der Röntgenstrahlen zu erzeugen, die durch den Zahnbogen hindurchgedrungen sind. Bei dieser Art von Vorrichtungen treten verschiedenartige Probleme auf, welche durch die mit Filmen arbeitende Aufnahmetechnik verursacht werden. Um diesen Problemen zu begegnen, wurde bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen (JP-Patentveröffentlichung 2-29 329) bei der erwünschte Panoramabilder dadurch erhalten werden, daß Röntgenstrahl-Durchleuchtungsbilder ohne die Verwendung von Filmen elektrisch verarbeitet werden.

Die konventionelle Röntgenaufnahmetechnik arbeitet jedoch mit einem engen Tomographiebereich, was es schwierig macht, den Patienten in geeigneter Weise zu positionieren. Wenn mit einer vorgegebenen tomographischen Bildschicht gearbeitet wird, ist es ferner schwierig, die geeignete relative Positionsbeziehung zwischen dem Film und der tomographischen Bildschicht einzustellen. Ferner kann mittels eines einzigen Aufnahmevorganges nur das Panoramabild einer einzigen tomographischen Bildschicht erhalten werden, und Informationen, welche nicht das Panoramabild der voreingestellten tomographischen Bildschicht betreffen, bleiben unberücksichtigt. Wenn das Bild einer anderen tomographischen Bildschicht erhalten werden soll, wird ein weiterer Aufnahmevorgang erforderlich. Dadurch erhöht sich in der Regel die Anzahl der notwendigen Aufnahmevorgänge, was in der Praxis lästig ist. Außerdem steigt die Röntgenstrahlungsdosis für die Belichtung, was Probleme insbesondere dann mit sich bringt, wenn Bilder des menschlichen Körpers, beispielsweise des Zahnbogens, aufgenommen werden sollen. Dieses Problem tritt auch auf, wenn ein Panoramabild durch elektrische Informationsverarbeitung erhalten wird.

Des weiteren wird das Bild eines Objekts, das nicht in der gewünschten tomographischen Bildschicht liegt, als unscharfes Bild dem Panoramabild überlagert, das mittels einer solchen Vorrichtung erhalten wird. Ein solches Phantombild läßt sich mit Hilfe der konventionellen Technik nicht eliminieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Panoramaröntgenvorrichtung zu schaffen, bei der die oben diskutierten Probleme ausgeräumt sind. Insbesondere soll eine digitale Panoramaröntgenvorrichtung bereitgestellt werden, bei der nur ein einziger Aufnahmevorgang erforderlich ist und bei dem danach das Panoramabild einer vorgegebenen tomographischen Bildschicht erhalten werden kann. Es soll ferner die digitale Panoramaröntgenvorrichtung geschaffen werden, die es erlaubt, Panoramabilder zu elimieren.

Eine erfindungsgemäße digitale Panoramaröntgenvorrichtung ist versehen mit einer Schwenkeinheit, bei der eine Röntgenstrahlenquelle gegenüber einem Röntgenbilddetektor angeordnet ist, um das Bild der Röntgenstrahlen zu erfassen, die ein zwischen der Röntgenstrahlenquelle und dem Röntgenbilddetektor befindliches Aufnahmeobjekt durchdrungen haben, und mittels deren die Röntgenstrahlenquelle und der Röntgenbilddetektor als Einheit um das Objekt gedreht werden, ferner mit einer Bildspeicheranordnung, die von dem Röntgenbilddetektor erhaltene Bildinformationen als Einzel- oder Teilbilder sequentiell speichert, und mit einer Bildverarbeitungseinrichtung, die aus der Bildspeicheranordnung zu vorbestimmten Zeitintervallen Bildinformationen sequentiell ableitet, die für die Folge von Bildinformationen Informationen für jedes Bild addiert, während die Informationen für jedes Bild um eine vorbestimmte Strecke in der Bildbewegungsrichtung verschoben werden, um das Panoramabild einer vorgegebenen tomographischen Bildschicht in Abhängigkeit von dem Intervall für das Ableiten der Informationen für jedes Bild und dem Betrag der Verschiebung auf digitale Weise zu bilden.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung sind die gesamten Informationen bezüglich des Objekts, die sich aus dem Durchtritt der Röntgenstrahlen ergeben, in den Einzelbildern enthalten, die im Zuge eines einzigen Aufnahmevorganges in der Bildspeicheranordnung eingespeichert werden. Die tomographische Bildschicht, für welche ein Panoramabild gebildet wird, wird in Abhängigkeit von dem Intervall für das Ableiten der Bildinformationen aus der Bildspeicheranordnung und in Abhängigkeit von dem Betrag der Verschiebung der Bildinformationsposition zum Zeitpunkt der Addition bestimmt. Weil das Ableitungsintervall und der Verschiebebetrag nach dem Aufnahmevorgang eingestellt werden können, läßt sich die gewünschte Tomographie-Bildschicht unter Ausnutzung der erhaltenen Informationen nach Wunsch einstellen.

Das Panoramabild der gewünschten tomographischen Bildschicht läßt sich auf diese Weise nach dem eigentlichen Aufnahmevorgang erhalten. Die während eines einzigen Aufnahmevorganges anfallenden Informationen gehen nicht verloren, sondern werden effektiv genutzt. Dies führt zu erhelblichen Einsparungen bezüglich des Aufwandes für den Aufnahmevorgang. Des weiteren läßt sich die Röntgenbestrahlungsdosis reduzieren, was besonders erwünscht ist, wenn Aufnahmen am menschlichen Körper hergestellt werden sollen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die digitale Panoramaröntgenvorrichtung derart ausgestaltet, daß das Bild auf einer bestimmten tomographischen Bildschicht als ein erstes Panorama-Originalbild und dann ein Bild auf einer vorgegebenen anderen tomographischen Bildschicht als ein zweites Panorama-Originalbild gebildet werden. Das zweite Panorama-Originalbild wird in ein projiziertes Panoramabild umgewandelt, das erzeugt wird, wenn das zweite Panorama-Originalbild auf die vorstehend genannte bestimmte tomographische Bildschicht projiziert wird. Dieses projizierte Panoramabild wird von dem ersten Panorama-Originalbild subtrahiert, um auf diese Weise das Panoramabild der bestimmten tomographischen Bildschicht zu bilden. Die Subtraktion kann durch gruppenweise Verarbeitung oder Stapelverarbeitung erfolgen; die Subtraktion kann aber auch sequentiell bei jedem Bildherstellungsprozess ausgeführt werden.

Auf diese Weise wird das zweite Panorama-Originalbild in das projizierte Panoramabild umgesetzt und von dem ersten Panorama-Originalbild substrahiert, um das Panoramabild zu erhalten. Dies bedeutet, daß unerwünschte Auswirkungen des projizierten Panoramabildes, das dem ersten Panorama-Originalbild überlagert ist, eliminiert werden können. Infolgedessen läßt sich das Panoramabild beseitigen, das auf ein Objekt zurückgeht, das in einer tomographischen Bildschicht liegt, die von der gewünschten tomographischen Bildschicht verschieden ist. Es kann ein klares und deutliches Panoramabild der bestimmten tomographischen Bildschicht erzielt werden.

Bei der digitalen Panoramaröntgenvorrichtung nach der Erfindung können das Intervall für das Ableiten der Bildinformationen aus der Bildspeicheranordnung und der Betrag der Verschiebung der Bildinformationsposition zum Zeitpunkt der Addition in Abhängigkeit von dem Ergebnis der erfaßten Bewegungsgeschwindigkeit des gewünschten Bildes gewählt werden, das sich über eine Folge von Bildinformationen hinwegbewegt. Dies gestattet eine einfache Auswahl der gewünschten Tomographie-Bildschicht.

Eine tomographische Bildschicht, auf der sich ein Bild über eine Folge von Bildinformationen in einer Richtung hinwegbewegt, die derjenigen des Bildes auf der bestimmten tomographischen Bildschicht entgegengesetzt ist, kann zweckmäßig als die vorgegebene andere tomographische Bildschicht ausgewählt werden, das heißt als die tomographische Bildschicht zur Bildung des zweiten Panorama-Orginalbildes.

Im Falle einer zahnärztlichen Panoramaröntgenvorrichtung handelt es sich bei dem aufzunehmenden Objekt in erster Linie um einen Zahnbogen. Dabei werden die Halswirbel, die Unterkieferäste und der harte Gaumen, die dem Zahnbogen gegenüberliegen, dem Panoramabild des Zahnbogens als Phantombilder überlagert. Weil diese zu unscharfen Bildern führenden Objekte bezüglich dem Rotationszentrum der Röntgenstrahlenquelle und des Röntgenbilddetektors dem Zahnbogen gegenüberstehen, bewegen sich die Bilder dieser Objekte über eine Folge von Bildinformationen hinweg in einer Richtung, die der Bewegungsrichtung des Bildes des Zahnbogens entgegengesetzt ist. Durch Auswahl einer tomographischen Bildschicht, in welcher sich ein Bild über eine Folge von Bildinformationen hinweg in einer Richtung bewegt, die derjenigen des Bildes der bestimmten tomographischen Bildschicht entgegengesetzt ist, und durch Subtrahieren des projizierten Panoramabildes von dem ersten Panorama-Originalbild lassen sich die Phantombilder des Halswirbels und anderer Objekte bei einer zahnärztlichen Panoramaröntgenvorrichtung eliminieren. Es kann für ein deutliches Panoramabild des Zahnbogens gesorgt werden. Solche Bilder sind für die medizinische Behandlung von hohem klinischem Wert.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der digitalen Panoramaröntgenvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Fließschema für einen mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 durchgeführten Arbeitsvorgang,

Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung der Auswahl einer tomographischen Bildschicht,

Fig. 4 ein Fließbild zur Durchführung eines Arbeitsvorganges einer zahnärztlichen Panoramaröntgenvorrichtung, wobei Panoramabilder beseitigt werden, und

Fig. 5 eine Darstellung zur Erläuterung der Elimination von Panoramabildern.

Entsprechend dem in Fig. 1 veranschaulichten Blockschaltbild weist die digitale Panoramaröntgenvorrichtung zur Herstellung von Aufnahmen des Objekts 1 eine Röntgenstrahlenquelle 2 und einen Röntgenbilddetektor 3 auf, die zu einer Schwenkeinheit 4 gehören. Die von der Röntgenstrahlenquelle emittierten Röntgenstrahlen können prinzipiell als konisches Strahlenbündel vorliegen. Um die Röntgenbestrahlungsdosis zu vermindern, die auf das Aufnahmeobjekt 1 fällt, wird jedoch vorzugsweise mit einem schlitzförmigen Röntgenstrahlenbündel gearbeitet. Die Röntgenstrahlenquelle 2 emittiert daher entsprechend der bevorzugten Ausführungsform ein schlitzförmiges Röntgenstrahlenbündel, wie dies auch bei konventionellen Röntgenvorrichtungen der Fall ist. Der Röntgenbilddetektor 3 wandelt das Bild der Röntgenstrahlen, die das Objekt 1 durchlaufen haben, in ein elektrisches Signal um, das ein Einzelbild mit konstanter Fläche darstellt. Als Röntgenbilddetektor eignen sich unterschiedliche Vorrichtungen, beispielsweise eine hochempfindliche Kamera, bei der eine Fluoreszenzplatte zum Umwandeln von Röntgenstrahlen in sichtbares Licht und eine Halbleiterverstärkerröhre (SIT) zur Aufnahme des Bildes der Fluoreszenzplatte vorgesehen sind. Es kann auch mit einem Röntgenstrahl-CCD-Sensor, einen Röntgenstrahl-Fluoreszenzbildverstärker und dergleichen gearbeitet werden. Die Schwenkeinheit 4 dreht die Röntgenstrahlenquelle 2 und den Röntgenbilddetektor 3 als Einheit um das Objekt 1. Die Schwenkeinheit ist ähnlich wie die Schwenkeinheit von konventionellen Panoramaröntgenvorrichtungen.

Dem Röntgenbilddetektor 3 ist eine Bildspeicheranordnung 5 zum Speichern eines Videosignals nachgeschaltet. Bei der Bildspeicheranordnung 5 kann es sich um ein Videobandaufnahmegerät, um eine optische Speicherscheibe oder um einen Halbleiterspeicher, beispielsweise ein DRAM hoher Kapazität handeln. Mittels der Bildspeicheranordnung 5 werden die der Bildinformation entsprechenden elektrischen Signale von dem Röntgenbilddetektor 3 ständig eingespeichert. Die Bildspeicheranordnung 5 wirkt mit einem Rechner 6 zusammen, der als Bildverarbeitungseinrichtung und auch als Steuereinheit zur Steuerung des gesamten Systems dient. Dem Rechner 6 ist ein Einzelbildspeicher 7 zum Speichern des Panoramabildes nachgeschaltet, das aus der mittels des Rechners 6 durchgeführten Bildverarbeitung gewonnen wird. An den Einzelbildspeicher 7 ist eine Ausgabeanordnung 8 angeschlossen, um das gespeicherte Panoramabild als sichtbares Bild auszugeben. Aus Ausgabeanordnung 8 eignen sich insbesondere ein Elektronenstrahlröhren-Wiedergabegerät, ein LCD-Sichtgerät oder ein Drucker zur Ausgabe einer ausgedruckten Kopie des ermittelten Bildes.

Fig. 2 zeigt ein Fließbild, das die grundsätzliche Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 erkennen läßt.

Während die Schwenkeinheit 4 angetrieben wird, emittiert die Röntgenstrahlenquelle 2 ein Röntgenstrahlenbündel, Röntgenstrahlen, welche das Objekt 1 durchdrungen haben, werden von dem Röntgenbilddetektor 3 erfaßt. Die derart erhaltene Röntgenbildinformation wird in ein elektrisches Signal für ein Einzelbild umgesetzt. Bei dem elektrischen Signal kann es sich insbesondere um ein Signal handeln, das ähnlich einem Fernsehvideosignal ist. Das Einzelbild wird mittels der Bildspeicheranordnung 5 mit einer Geschwindigkeit von 30 Bildern je Sekunde ständig eingespeichert (Arbeitsschritt S1). Bei dem Einzelbild handelt es sich um ein Schlitzbild für einen lotrechten Schlitz entsprechend dem schlitzförmigen Röntgenstrahlenbündel. Wenn beispielsweise die Schwenkeinheit 4 innerhalb von 30 Sekunden halb um das Objekt 1 herumgeschwenkt wird, kann eine Folge von 900 Einzelbildern aufgenommen werden. An Stelle des oben erläuterten kontinuierlichen Videosignals kann auch ein elektrisches Signal benutzt werden, das aufgrund eines intermittierenden Kurzzeit-Aufnahmevorganges erhalten wird.

In dem nächsten Arbeitsschritt wird ein Ableitungsintervall zum selektiven Ableiten von in gewissen Zeitintervallen angeordneten Einzelbildern aus einer Folge von Einzelbildern gewählt, die in der Bildspeicheranordnung 5 kontinuierlich eingespeichert werden. In diesem Arbeitsschritt (S2) erfolgt ferner die Wahl eines Abstandes oder eines Verschiebebetrages, der addiert werden muß, während jedes abgeleitete Einzelbild um die betreffende Strecke in Breitenrichtung des Schlitzbildes verschoben wird. Zu den Ableitungsintervallen werden die entsprechenden Einzelbilder in Form eines digitalen Signals sequentiell abgeleitet, und die Addition erfolgt, während die Position in Abhängigkeit von dem gewählten Verschiebebetrag verschoben wird (Arbeitsschritt S3). Das Ableitungsintervall und der Verschiebebetrag können für den Arbeitsschritt S3 nach Wunsch gewählt werden. In Abhängigkeit von dem Intervall und dem Verschiebebetrag kann das Panoramabild einer bestimmten tomographischen Bildschicht durch den oben erwähnten Additionsprozeß erhalten werden. Das Panoramabild wird dann in dem Einzelbildspeicher 7 gespeichert und von der Ausgabeanordnung 8 nach Bedarf angezeigt oder als Hartkopie ausgegeben (Arbeitsschritt S4). S1′, S3′ und S4′ sind schematische Ansichten der in den entsprechenden Arbeitsschritten erhaltenen Bilder.

Der Umstand, daß das Panoramabild einer bestimmten tomographischen Bildschicht in Abhängigkeit von dem Ableitungsintervall und dem Verschiebebetrag erhalten werden können, entspricht im Prinzip der Tatsache, daß das Panoramabild einer bestimmten tomographischen Bildschicht dadurch erhalten werden kann, daß in einer konventionellen, mit Film arbeitenden Panoramaröntgenaufnahmevorrichung die Röntgenstrahlenquelle und der Film mit einem bestimmten Verhältnis relativ zueinander bewegt werden. Die vorliegend erläuterte Panoramaröntgenvorrichtung unterscheidet sich jedoch von konventionellen Vorrichtungen grundsätzlich dadurch, daß das Panoramabild einer vorgegebenen tomographischen Bildschicht nach Bedarf durch Wahl des Ableitungsintervalls und des Verschiebebetrags gebildet werden kann, nachdem der Aufnahmevorgang erfolgt ist.

Anhand der Fig. 3 sei erläutert, wie das Panoramabild mittels der vorliegend beschriebenen Vorrichtung gebildet wird. Wenn ein Röntgenstrahl 11 um ein Rotationszentrum 12 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird das Bild des Objekts, das sich auf einer tomographischen Bildschicht A befindet, auf die Röntgenstrahl-Detektorfläche 3a des Röntgenbilddetektors 3 projiziert, der zusammen mit dem Röntgenstrahl 11 gedreht wird. Der Röntgenstrahl 11 kreuzt dabei die Röntgenstrahl-Detektorfläche 3a von einer Aufnahmeeinheit 3b aus gesehen von links nach rechts. In entsprechender Weise wird das Bild des Objekts, das in einer anderen tomographischen Bildschicht A′ liegt, auf die Röntgenstrahl-Detektorfläche 3a projiziert, und es kreuzt die Fläche 3b in der gleichen Richtung. Weil jedoch der Abstand von dem Rotationszentrum 12 im letztgenannten Fall größer ist, ist zum Zeitpunkt des Kreuzes die Bewegungsgeschwindigkeit des Bildes des in der tomographischen Bildschicht A′ liegenden Objekts größer als diejenige des Objekts, das in der tomographischen Bildschicht A liegt. Durch Wahl des Ableitungsintervalls und des Verschiebebetrages in Abhängigkeit von der Bildbewegungsgeschwindigkeit kann daher das Panoramabild des in der tomographischen Bildschicht A oder A′ befindlichen Objekts in Synchronismus mit dem Ableitungsintervall und dem Verschiebebetrag gebildet werden.

Wenn das Ableitungsintervall und der Verschiebebetrag konstant sind, ist, wie in Fig. 3 gezeigt, die erhaltene tomographische Bildschicht kreisförmig. Das Ableitungsintervall und der Verschiebebetrag brauchen jedoch für die betreffenden Bildverarbeitungsvorgänge nicht notwendigerweise konstant zu sein. Durch Ändern des Ableitungsintervalls und des Verschiebebetrages in Relation zu der Bewegung des Rotationszentrums des Röntgenstrahlenbündels kann eine tomographische Bildschicht gewählt werden, die mehrere Bildschichten mit unterschiedlichen Krümmungen umfaßt, beispielsweise die in Fig. 5 gezeigte tomographische Bildschicht C.

Aus dem Vorstehenden folgt, daß bei der vorliegend erläuterten Panoramaröntgenvorrichtung nur ein einziger Aufnahmevorgang erforderlich ist, und daß das Panoramabild einer vorgegebenen tomographischen Bildschicht zu jedem beliebigen Zeitpunkt nach dem eigentlichen Aufnahmevorgang gebildet werden kann, ohne daß irgendwelche Bildinformationen verlorengehen; vielmehr bleiben sämtliche Informationen bezüglich der Objekte verfügbar, durch die das Röntgenstrahlenbündel hindurchgetreten ist. Selbst wenn das erhaltene Panoramabild gegenüber der gewünschten tomographischen Bildschicht verlagert ist, kann ein brauchbares Bild erhalten werden, indem die Bildverarbeitung erneut in korrekter Weise durchgeführt wird. Es bedarf keines erneuten Aufnahmevorganges.

Die Auswahl des Ableitungsintervalls und des Verschiebebetrages kann erfolgen, indem eine Folge von in der Bildspeicheranordnung 5 kontinuierlich eingespeicherten Einzelbildern reproduziert wird, indem die Geschwindigkeit ermittelt wird, mit welcher sich das gewünschte Bild durch die reproduzierten Bilder hindurchbewegt, und indem die Ergebnisse dieser Erfassung beurteilt werden. Mit anderen Worten, das Bild des von dem Röntgenstrahlenbündel durchdrungenen Objekts wird in den reproduzierten Bildern erfaßt, obwohl das Bild unter Umständen verschwommen sein kann. Aus dem verschwommenen oder unklaren Bild kann die Bewegungsgeschwindigkeit des gewünschten Bildes (Sollbildes) ermittelt werden. Durch Messen dieser Geschwindigkeit lassen sich die Werte für das Ableitungsintervall und den Verschiebebetrag leicht errechnen, die notwendig sind, um das Panoramabild der gewünschten tomographischen Bildschicht zu erhalten. Das entsprechend gewählte Ableitungsintervall und der betreffende Verschiebebetrag werden in den Rechner 6 über eine Eingabeeinheit 6a, beispielsweise eine Tastatur, eingegeben.

Die bei der oben erläuterten Verarbeitung gewählte tomographische Bildschicht ist nicht auf die tomographische Bildschichten A oder A′ auf die Seite der Röntgenstrahl- Detektorfläche 3a beschränkt, d. h. auf diejenige Seite, die bezüglich des Rotationszentrums 12 in Fig. 3 der Röntgenstrahlenquelle 2 gegenüberliegt. Es kann sich dabei vielmehr auch um eine tomographische Bildschicht, beispielsweise die tomographische Bildschicht B, auf der Seite der Röntgenstrahlenquelle 2 handeln, das heißt eine Bildschicht, die bezüglich des Rotationszentrums 12 auf der von der Röntgenstrahl-Detektorfläche 3a abliegenden Seite liegt. Das Bild einer solchen tomographischen Bildschicht B kreuzt, gesehen von der Aufnahmeeinheit 3b, die Röntgenstrahl-Detektorfläche 3a von rechts nach links, d. h. anders als das Bild der tomographischen Bildschicht A, das in der entgegengesetzten Richtung kreuzt. In diesem Fall ist die Positionsverschieberichtung zum Zeitpunkt der Addition jedes abgeleiteten Einzelbildes umzukehren; d. h. der Verschiebebetrag wird in diesem Fall negativ.

Das oben erläuterte Prinzip wird vorliegend genutzt, um Phantombilder zu eliminieren. Die Bilder der auf der tomographischen Bildschicht B gemäß Fig. 3 liegenden Objekte werden dem erhaltenen Panoramabild als sich horizontal bewegende unscharfe Bilder überlagert, weil das Ableitungsintervall und der Verschiebebetrag der Bilder von Objekten auf der tomographischen Bildschicht B nicht synchron mit denjenigen der Bilder auf der gewünschten tomographischen Bildschicht des Panoramabildes, beispielsweise der tomographischen Bildschicht A, sind. Diese unscharfen Bilder lassen Phantombilder entstehen, welche die Klarheit des Panoramabildes der gewünschten tomographischen Bildschicht erheblich beeinträchtigen. Solche Phantombilder lassen sich aus dem mittels einer zahnärztlichen Panoramaröntgenvorrichtung erhaltenen Panoramabild beispielshalber durch das anhand der Fig. 4 und 5 erläuterte Vorgehen eliminieren. In diesem Fall entspricht die gewünschte tomographische Bildschicht (die Sollschicht) A einem Zahnbogen 15, der in Fig. 5 mit dem Buchstaben C repräsentiert ist. Die tomographische Bildschicht B entspricht einer tomographischen Bildschicht D, in der ein Halswirbel 16 und zwei Unterkieferäste 17 liegen, welche dem Zahnbogen 15 gegenüberstehen und beide Anlaß zu unerwünschten Phantombildern sein können. Mit 18 ist das Rotationszentrum des Röntgenstrahls 11 bezeichnet. Zunächst wird das Röntgenstrahl- Durchdringungsbild des Zahnbogens 15, d. h. des aufzunehmenden Objekts, mit Hilfe des anhand der Fig. 2 erläuterten Verfahrens aufgenommen. Es wird eine Folge von Einzelbildern reproduziert, und das Ableitungsintervall sowie der Verschiebebetrag werden entsprechend gewählt. Dann wird das Panorama-Originalbild C₁ des Zahnbogens 15 auf der tomographischen Bildschicht C gebildet (Arbeitsschritt S11). Im Fall des Vorgehens gemäß Fig. 2 wird das erhaltene Panoramabild als solches benutzt. Im Arbeitsschritt S11 wird dagegen das Bild als Panorama-Originalbild bezeichnet, da es eine weitere Verarbeitung erfährt. Unter Anwendung des gleichen Vorgehens werden das Originalbild D₁ des Halswirbels 16 und anderer Objekte auf der tomographischen Bildschicht D gebildet (Arbeitsschritt S12). Die Bilder des Halswirbels 16 und anderer in der tomographischen Bildschicht D liegender Objekte bewegen sich über eine Folge von Einzelbildern hinweg in einer Richtung, die derjenigen des Bildes des Zahnbogens 15 entgegengesetzt ist.

Als nächstes simuliert der Rechner wie das Panorama-Originalbild D₁ unscharf gemacht wird, wenn das Bild auf die tomographische Bildschicht C projiziert wird, um so das projizierte Panoramabild D₂ zu erhalten (Arbeitsschritt S13). Dieses projizierte Panoramabild D₂ wird von dem zuvor erhaltenen Panorama-Originalbild C₁ subtrahiert, um ein Panoramabild C₂ zu gewinnen, bei welchem die unscharfen Bilder des Halswirbels 16 und anderer Objekte auf der tomographischen Bildschicht D, d. h. die Phantombilder des Halswirbels 16 und anderer Objekte, aus dem Panorama-Originalbild C₁ eliminiert sind (Arbeitschritt S14).

Bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel ist davon ausgegangen, daß das Panorama-Originalbild C₁ und das Panorama-Originalbild D₁ oder das projizierte Panoramabild D₂ für die gesamte gewünschte tomographische Bildschicht gebildet werden, und daß dann die Subtraktion nach Art einer Stapelverarbeitung erfolgt. Der Subtraktionsvorgang ist jedoch nicht auf eine solche Stapelverarbeitungs-Subtraktion beschränkt; es kann vielmehr auch in anderer Weise vorgegangen werden. Beispielsweise kann die Subtraktion sequentiell durchgeführt werden während jedes Bild gleichlaufend ausgebildet wird; die derart verarbeiteten Teilbilder können dann zur Bildung des Panoramabildes C₂ zusammengesetzt werden.

Die Phantombilder lassen sich also durch das vorliegend erläuterte Vorgehen eliminieren. Bei der geschilderten Arbeitsweise wird die tomographische Bildschicht D, auf welcher der Halswirbel 16 und andere Objekte liegen, als die tomographische Bildschicht ausgewählt, für welche das Panorama-Originalbild D₁ ausgebildet wird. Wenn man jedoch annimmt, daß die in Fig. 5 durch eine strichpunktierte Linie angedeutete tomographische Bildschicht D′ gewählt wird, finden sich Informationen bezüglich des Halswirbels 16 und anderer Objekte auch in der tomographischen Bildschicht D′. Dies bedeutet, daß sich die Phantombilder selbst dann eliminieren lassen, wenn die tomographische Bildschicht D, auf welcher der Halswirbel 16 und andere Objekte liegen, nicht als tomographische Bildschicht zur Bildung des Panorama-Originalbildes D₁ ausgewählt wird. Es ist infolgedessen nicht erforderlich, das Ableitungsintervall und den Verschiebebetrag genau entsprechend zu wählen. Dies erleichtert den Eliminierungsvorgang.

Anhand der Fig. 5 wurde die Aufnahme eines Panoramabildes für den gesamten Unterkieferbereich erläutert. Ist jedoch der Bereich des Panoramabildes auf den Frontzahnbereich beschränkt, gehen die zu eliminierenden Phantombilder in erster Linie auf den Halswirbel 16 zurück, was den Eliminierungsvorgang vereinfacht.

Bei der vorliegenden Panoramaröntgenvorrichtung läßt sich die Form der gewünschten tomographischen Bildschicht ändern, indem das Bildableitungsintervall und der Verschiebebetrag in Relation zur Lage des Rotationszentrums des Röntgenstrahls geeignet gewählt werden. Mit anderen Worten, die gewünschte tomographische Bildschicht läßt sich durch die Bildverarbeitung wählen, ohne daß das Rotationszentrum des Röntgenstrahls verlagert wird, oder selbst wenn der Betrag der Bewegung vermindert wird. Wenn daher der Rechner und die Speicheranordnung ausreichende Kapazitäten haben, lassen sich die Kosten der mechanischen Baugruppen der Vorrichtung verringern, indem der Röntgenstrahl-Rotationsmechanismus vereinfacht wird, obwohl in einem solchen Fall das Programm etwas komplizierter wird. Wenn dagegen das Rotationszentrum des Röntgenstrahls in Abhängigkeit von der Form des Zahnbogens verstellt wird, wie dies bei konventionellen, mit Film arbeitenden Panoramaröntgeneinrichtungen der Fall ist, läßt sich die Bildverarbeitung durch den Computer vereinfachen, wodurch das Programm einfacher wird und wodurch ein Computer mit relativ geringer Kapazität eingesetzt werden kann. Je nach dem Zweck oder dem für die Anwendung der Panoramaröntgenvorrichtung vorgesehenen Budged kann daher der eine oder der andere Weg beschritten werden.

Die vorstehenden Erläuterungen beziehen sich hauptsächlich auf die Herstellung eines Panoramabildes des Zahnbogens. Die erläuterte Panoramaröntgenvorrichtung ist jedoch auch für andere Zwecke geeignet, beispielsweise zur Herstellung von Aufnahmen von anderen Teilen des menschlichen Körpers oder zur zerstörungsfreien Prüfung von anderen Substanzen oder Körpern.

Claims (5)

1. Digitale Panoramaröntgenvorrichtung mit
einer Schwenkeinheit (4), bei der eine Röntgenstrahlenquelle (2) gegenüber einem Röntgenbilddetektor (3) angeordnet ist, um das Bild der Röntgenstrahlen zu erfassen, die ein zwischen der Röntgenstrahlenquelle und dem Röntgenbilddetektor befindliches Aufnahmeobjekt (1) durchdrungen haben, und mittels deren die Röntgenstrahlenquelle und der Röntgenbilddetektor als Einheit um das Objekt gedreht werden;
einer Bildspeicheranordnung (5), die von dem Röntgenbilddetektor (3) erhaltene Bildinformationen als Einzelbilder sequentiell speichert, und
einer Bildverarbeitungseinrichtung (6, 7), die aus der Bildspeicheranordnung (5) zu vorbestimmten Zeitintervallen Bildinformationen sequentiell ableitet, die für eine Folge von Bildinformationen Informationen für jedes Bild addiert, während die Informationen für jedes Bild um eine vorbestimmte Strecke in der Bildbewegungsrichtung verschoben werden, um das Panoramabild einer vorgegebenen tomographischen Bildschicht in Abhängigkeit von dem Intervall für das Ableiten der Informationen für jedes Bild und dem Betrag der Verschiebung auf digitale Weise zu bilden.

2. Digitale Panoramaröntgenvorrichtung mit
einer Schwenkeinheit (4), bei der eine Röntgenstrahlenquelle (2) gegenüber einem Röntgenbilddetektor (3) angeordnet ist, um das Bild der Röntgenstrahlen zu erfassen, die ein zwischen der Röntgenstrahlenquelle und dem Röntgenbilddetektor befindliches Aufnahmeobjekt (1) durchdrungen haben, und mittels deren die Röntgenstrahlenquelle und der Röntgenbilddetektor als Einheit um das Objekt gedreht werden;
einer Bildspeicheranordnung (5), die von dem Röntgenbilddetektor (3) erhaltene Bildinformationen als Einzelbilder sequentiell speichert, und
einer Bildverarbeitungseinrichtung (6, 7), die aus der Bildspeicheranordnung (5) zu vorbestimmten Zeitintervallen Bildinformationen sequentiell ableitet, die für eine Folge von Bildinformationen Informationen für jedes Bild addiert, während die Informationen für jedes Bild um eine vorbestimmte Strecke in der Bildbewegungsrichtung verschoben werden, um auf die digitale Weise ein Bild auf einer bestimmten tomographischen Bildschicht als ein erstes Panorama-Originalbild sowie ein Bild auf einer vorgegebenen anderen tomographischen Bildschicht als ein zweites Panorama-Originalbild in Abhängigkeit von dem Intervall für das Ableiten der Informationen für jedes Bild und dem Betrag der Verschiebung zu bilden, wobei die Bildverarbeitungseinrichtung dann das zweite Panorama-Originalbild in ein projiziertes Panoramabild umwandelt, das erzeugt wird, wenn das zweite Panorama-Originalbild auf die bestimmte tomographische Bildschicht projiziert wird, und wobei die Bildverarbeitungseinrichtung das projizierte Panoramabild von dem ersten Panorama-Originalbild substrahiert, um auf digitale Weise das Panoramabild der bestimmten tomographischen Bildschicht zu bilden.

3. Digitale Panoramaröntgenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung so ausgelegt ist, daß sie als Intervall zum Ableiten der Bildinformationen aus der Bildspeicheranordnung (5) und den Betrag der Verschiebung der Bildinformationsposition zum Zeitpunkt der Addition in Abhängigkeit von dem Ergebnis der erfaßten Bewegungsgeschwindigkeit des gewünschten Bildes auswählt, das sich über eine Folge von Bildinformationen hinwegbewegt.

4. Digitale Panoramaröntgenvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die tomographische Bildschicht, auf der sich ein Bild über eine Folge von Bildinformationen in einer Richtung hinwegbewegt, die derjenigen des Bildes auf der bestimmten tomographischen Bildschicht entgegengesetzt ist, als die vorgegebene andere tomographische Bildschicht ausgewählt wird.

5. Verwendung der digitalen Röntgenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für zahnärztliche Zwecke.