WO2000056217A1 - Verfahren zur erstellung und wiedergabe eines schichtbildes eines objekts aus einer röntgenschichtaufnahme - Google Patents

Verfahren zur erstellung und wiedergabe eines schichtbildes eines objekts aus einer röntgenschichtaufnahme Download PDF

Info

Publication number
WO2000056217A1
WO2000056217A1 PCT/DE2000/000867 DE0000867W WO0056217A1 WO 2000056217 A1 WO2000056217 A1 WO 2000056217A1 DE 0000867 W DE0000867 W DE 0000867W WO 0056217 A1 WO0056217 A1 WO 0056217A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
layer
plane
ray
pixels
Prior art date
Application number
PCT/DE2000/000867
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Döbert
Roland Bonk
Original Assignee
Sirona Dental Systems Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sirona Dental Systems Gmbh filed Critical Sirona Dental Systems Gmbh
Priority to EP00922446A priority Critical patent/EP1164935B1/de
Priority to US09/937,256 priority patent/US6570953B1/en
Priority to DE50014743T priority patent/DE50014743D1/de
Publication of WO2000056217A1 publication Critical patent/WO2000056217A1/de

Links

Classifications

    • A61B6/51—

Definitions

  • the invention relates to a method for creating and reproducing a layer image of an object from an X-ray image, in particular when imaging X-ray radiation on a digital recording system for generating layer images, in particular panorama image images.
  • the beam path starts from a radiation source, the focus, through the object to be irradiated, in which the focal plane is located, for example the upper or lower jaw areas, before the rays hit the sensor level, in which the Object is mapped.
  • the distance, on the one hand, between the focal plane and the focus and, on the other hand, between the focal plane and the sensor or receiving plane results from the dimensions of the object to be irradiated and from the exposure conditions.
  • the beam path from the radiation source through the focal plane into the plane receiving the radiation follows the laws of the radiation set.
  • the beam of rays runs through the focal plane, which is located in the object to be imaged.
  • the object has its true size, on a scale of 1: 1.
  • the bundle of rays expands - now in strength and Contrast influenced by the object - further on, whereby the object of the focal plane is enlarged and thus distorted in the vertical and horizontal direction depending on the distance of the focal plane from the sensor or receiving plane.
  • the object for example individual teeth or entire parts of the upper or lower jaw, are shown enlarged in the reception plane by a factor lying between 1.05 and 1.24 in the vertical direction.
  • X-ray images including digital X-ray images, produce a distorted representation of the object on the imaging level.
  • the vertical and horizontal distortion of individual areas of the x-ray image must be taken into account.
  • the distorted areas of the x-ray image must be visually interpolated. This can lead to errors in the interpretation, especially from the spatial assignment, which is often difficult to assess.
  • the object of the invention is to provide a method which provides a more evaluable image of the object in the image plane.
  • the method according to the invention has a number of advantages.
  • the informational value of digital X-ray images can be significantly improved with the method, since geometrical relationships can be reconciled and are excluded in the case of recalculations and uncertainty factors due to estimates.
  • the magnification factor for example to the scale of 1: 1 prevailing in the object plane, an added overall picture can be generated in several layers and displayed in various representations on the screen.
  • a digital image in the image plane can be recorded by a sensor with pixels producing pixels arranged in rows and columns.
  • the digital image is built up while rotating a focus * around a center by reading the pixels from the sensor in columns.
  • the coordinates of a defined slice position are assigned to the pixels of the recorded object. This assignment of object and layer length and / or the correction values or correction values is preferably stored in each case; this information can then be accessed again.
  • the magnification factor is then advantageously corrected such that the height of each pixel for a given slice position is converted to the height that is present in the focal plane, that is, for example, the upper or lower jaw to be imaged.
  • the pixels can also be converted in width for each predetermined layer position.
  • the image points converted to the height of the object level that is to say the focal level, can then be displayed in the image plane in a corrected manner and, for example, made perceptible on a scale of 1: 1 in scale without distortion.
  • the true-to-scale image without distortion obtained by converting the pixels can then be processed in a variety of ways.
  • An overall image is advantageously calculated from all the converted layer positions, which can in particular be designed such that the object is imaged in the corrected image in the size in which it is present in the focal plane.
  • the method is particularly advantageous if pixels with different distances are generated and / or are present in a layer layer of the X-ray image, so that different depths of field can be produced within one layer layer and the different imaging scales can be taken into account.
  • the basic principle for creating slice images with different depth information or depth of field is disclosed in DE 197 33 338 AI, which is expressly included here with the entire disclosure content.
  • the correction method according to the invention can be used particularly advantageously in an X-ray device for recording digital X-ray recordings, in which a focus can be moved around a center along a focal curve, a sensor being located in the image plane, and an image size of the image lying in the image plane. Points for given layer positions are converted to a corrected image size of the objects in the focal curve, for which means are available in which the correction factors associated with the image points of a layer position are stored. This makes it possible to carry out the correction according to the invention as a function of the layer position.
  • an X-ray device is developed in such a way that for subsequent determination of the sharp layer and / or the depth of field, the sensor consists of a large number of narrow readable zones which generate tomographic image information of high depth of field and a predetermined layer position. wherein this image information is read out individually and calculated in an image processing unit for an image with a shallow depth of field, the distance of this image from the focal plane being determinable by changing the spatial offset of the individual tomographic images with the aid of an input device acting on the image processing.
  • FIG. 1 shows the beam path from the focus through the focal plane to a sensor plane
  • FIG. 2a shows a complete layer layer recording
  • Figure 2b is a detailed view with different sharp layers along the focal plane
  • Figure 3 is a schematic evaluation unit for correcting the magnification factor.
  • FIG. 1 shows the beam path starting from the focus through the focal plane onto a sensor plane.
  • the schematic sketch shows that a focus 1, for example, emits an X-ray source, an X-ray beam 3.
  • the beam 3 is fanned out as shown in FIG. 1 and penetrates an object 4 in a focal plane 5 which is located at the known distance h 'from the focus 1.
  • the teeth of the upper and lower jaw lie in the focal plane 5 and are penetrated by the beam 3.
  • the focal plane 5 can come to lie between positions I and V with changed distances h 'and h' 'if the same object is irradiated several times or other measures are taken to influence the depth of field, for example in DE 197 33 338 AI is disclosed, but can also be effected by multiple recordings.
  • the objects of the focal plane 5 are instead of their true-to-scale (M 1: 1) size 9 with an enlargement factor that is in dental panoramic slices moved between 1.05 and 1.24, with the height 8 shown in the image plane 6.
  • the radiation-sensitive surface (image plane 6) of the sensor 10 is arranged at the known distance h ' ⁇ from the focal plane 5.
  • A denotes the distortion of the image in the vertical direction, which does not make the vertical extent of the image appear to scale.
  • the sensor 10 arranged in the image plane 6 has radiation-sensitive pixels on its surface.
  • the pixels are each distributed symmetrically to the center of the radiation-sensitive area.
  • the radiation-sensitive surface of the sensor can have 66 and more columns extending in the vertical direction, of which each can in turn be divided into 1500 or more rows.
  • a pixel can be assigned to exactly one row and one column, which means that every pixel on the surface of the sensor can be uniquely addressed.
  • a complete pixel column is read out from the sensor 10, which functions, for example, as a shift register, via a signal output, while at the same time the column closest to it in the recording direction is again exposed; the x-ray image is thus produced in columns, while at the same time the layer position for which the recorded column-by-column pixel column has just been read out is stored and saved.
  • the sensor 10 functions, for example, as a shift register, via a signal output, while at the same time the column closest to it in the recording direction is again exposed; the x-ray image is thus produced in columns, while at the same time the layer position for which the recorded column-by-column pixel column has just been read out is stored and saved.
  • This ensures an assignment between the pixel column, sensor and associated layer position, for example in the upper or lower jaw (see FIG. 2a).
  • a complete layer position recording with stylized drawing of the sharply depicted jaw area is shown, referred to as the layer thickness course 26.
  • each layer position shown here by lines 18. 18.1 denotes a layer position that lies in the molar region, in which the jaw is somewhat thicker. Compared to the layer layer 18.1, the layer layer 18.2 penetrating the incisor area on the upper and lower jaw is much thinner.
  • the layer layers 18 each enclose the focal plane 5 and represent the areas in which the objects 4 are sharply depicted.
  • the layer thickness can be thicker or thinner depending on the anatomy of the jaw, but is known when the X-ray is taken.
  • the thickness of the layer layer is not least related to how large the distance h ′′ from the focal plane 5 to the sensor is. Due to the anatomy of the jaw, the distance h 'between focus 1 and the object 4 lying in focal plane 5 changes during the recording of the x-ray image. This also changes the distance h''between object 4 and the image receiving plane 6 during the recording of the x-ray image. The distance h '' is small in the molar area, but significantly larger in the anterior area. In Fig. 2b different sharp layers I to V are represented by the object 4, each of the focal correspond to level 5 with a corresponding offset in the direction of the layer layer 18.
  • depth information is obtained, which is corrected in size each time the transition from a sharp layer I to the next sharp layer II, etc., so that despite the beam expansion, there is always a comparative sectional image of the object 4 of the same size, each with a different sharp layer.
  • FIG. 3 shows an evaluation sequence which is used to correct the magnification factor in the X-ray image.
  • the beam 3, 7 strikes the pixels of the sensor, which feeds the image data obtained column by column to an A / D converter 19 for digitization.
  • the analog image data for each illuminated pixel are digitized and fed to a memory 20.
  • each pixel / pixel can be addressed with its coordinates x, y in a memory unit 22, the
  • all irradiated slice layers 18 are stored during the x-ray exposure, which can now be linked, for example, pixel-by-column, to the corrected heights 9 of the pixels.
  • an image 25 can be constructed, which can be output in object size on a scale of 1: 1.
  • the digitized x-ray recordings are reconstructed in the computing unit 24, whereby different magnification factors can also be taken into account by determining the pixel height 9 for each pixel column along the focal plane. All of the layer layers 18 converted to the scale of 1: 1 can be added to form an overall image and can also be subtracted from this if necessary.
  • the layer layers 18 can also be converted into any other scales.
  • the image information present in columns with the associated magnification factors can thus be corrected so that both an X-ray image on a scale of 1: 1 and an X-ray image image 25 deliberately distorted in width and / or height are produced.
  • the converted layers 18 can be displayed on a monitor in various ways, including one Output on a printer or on another medium is conceivable.
  • the focal parameters of the digitized image can also be assigned and prepared for film recordings which have been converted into digital form, depending on the application purpose of the user.

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erstellung und Wiedergabe eines Schichtbildes (25) eines Objekts (4) aus einer Röntgenschichtaufnahme (21), bei der ein Fokus (1) der verwendeten Strahlung in einem bekannten Abstand (h') zu einer im Bereich des Objekts (4) liegenden Fokalebene (5) und die Fokalebene (5) wiederum in einem bekannten Abstand (h'') zu einem in der Bildebene (6) angeordneten, eine Vielzahl von Bildpunkten aufweisenden Strahlenempfänger (10) angeordnet ist. Zur Korrektur des Vergrösserungsfaktors bei Röntgenaufnahmen werden die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt, nämlich Erstellen einer digitalen Röntgenschichtaufnahme (21) oder Abrufen einer digitalen Röntgenschichtaufnahme (21) aus einem Speicher oder Digitalisieren einer analogen Röntgenschichtaufnahme (21); Definieren eines mehrere Bildpunkte umfassenden Korrekturbereiches in der Röntgenschichtaufnahme (21); Zuordnung der Schichtlage (18, 18.1, 18.2) mit den Abständen (h', h'') zu dem Bildpunkt des aufgenommenen Objekts (4) und/oder Zuordnung eines Korrekturfaktors zu den entsprechenden Bildpunkten eines Korrekturbereichs unter Berücksichtigung der Schichtlage (18, 18.1, 18.2) mit den Abständen (h', h''); Umrechnen jedes Bildpunktes der Bildebene (6) des Korrekturbereichs mit dem Korrekturfaktor; Anordnen jedes aus der Bildebene (6) umgerechneten Bildpunkts in einer korrigierten Aufnahme (25).

Description

Beschreibung
Verfahren zur Erstellung und Wiedergabe eines Schicht- bildes eines Objekts aus einer Rontgenschichtaufnahme
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erstellung und Wiedergabe eines Schichtbildes eines Objekts aus einer Rontgenschichtaufnahme, insbesondere bei der Abbildung von Röntgenstrahlung auf einem digitalen Aufnahmesystem zur Erzeugung von Schichtaufnahmen, insbesondere von Panoramaschichtaufnahmen.
Bei Röntgenaufnahmen, auch bei digitalen Röntgenaufnahmen, verläuft der Strahlengang ausgehend von einer Strahlenquelle, dem Fokus, durch das zu durchstrahlende Objekt, in dem die Fokalebene liegt, beispielsweise 0- ber- oder Unterkieferbereiche, bevor die Strahlen auf die Sensorebene treffen, in der das Objekt abgebildet wird. Der Abstand einerseits zwischen der Fokalebene und dem Fokus und andererseits zwischen der Fokalebene und der Sensor- oder Empfangsebene ergibt sich in der Regel aus den Abmessungen des zu durchstrahlenden Objekts und aus den Aufnahmeverhältnissen.
Der Strahlengang von der Strahlenquelle durch die Fo- kalebene in die die Strahlung empfangende Ebene folgt den Gesetzmäßigkeiten des Strahlensatzes . Ausgehend von der Strahlungsquelle verläuft das Strahlenbündel durch die Fokalebene, die sich in dem abzubildenden Objekt befindet. In der Fokalebene hat das Objekt die wahre Größe, im Maßstab von 1:1. Von der Objektebene aus weitet sich das Strahlenbündel - nunmehr in Stärke und Kontrast durch das Objekt beeinflusst - weiter auf, wodurch das Objekt der Fokalebene in vertikaler und horizontaler Richtung abhängig vom Abstand der Fokalebene von der Sensor- oder Empfangsebene vergrößert und damit verzerrt wird. Das Objekt, beispielsweise einzelne Zähne oder ganze Partien von Ober- bzw. Unterkiefer, werden in der Empfangsebene um einen zwischen 1,05 und 1,24 liegenden Faktor in vertikale Richtung gesehen, vergrößert abgebildet. Ohne Korrektur entsteht bei Röntgenaufnahmen, auch bei digitalen Röntgenaufnahmen, eine verzerrte Darstellung des Objekts auf der Abbildungsebene.
Bei der Diagnose eines solchen Röntgenbildes und der Auswertung von sich ergebenden Besonderheiten auf dem Röntgenbild, muss der vertikalen und horizontalen Verzerrung einzelner Bereiche des Röntgenbildes Rechnung getragen werden. Zum Erreichen maßstabsgerechter Verhältnisse auf dem Röntgenbild müssen die verzerrten Bereiche des Röntgenbildes visuell interpoliert werden. Dies kann zu Fehlern bei der Interpretation führen, insbesondere aus der oft schwer einschätzbaren räumlichen Zuordnung .
Stand der Technik Bisher hat man sich damit beholfen, die tatsächlichen Größenverhältnisse des zu diagnostizierenden Bereiches aus dem Film oder aus dem Ausdruck bei digitalen Röntgenaufnahmen mit Hilfe von Rückrechnungen, Schablonen oder aus dem Strahlensatz bei bekanntem Vergrößerungs- faktor zwischen Objekt und Empfangsebene zu bestimmen. Aus der DE 196 19 925 AI ist bekannt, bei Panorama- Röntgengeräten zur Erstellung von Schichtaufnahmen die Position und räumliche Orientierung des Untersuchungs- objekts und deren Änderungen während des Aufnah eab- laufs durch Messung mittels eines Positionsdedektors zu erfassen. Aus den Signalen des Positionsdedektors werden dann Korrektursignale gebildet, um vor der Durchführung des tomographischen Verwischungsprozesses den Objektdetails aus der gewünschten, scharf abzubilden Schicht die richtigen Bildinhalte zuzuordnen und die Lage der gewünschten Schicht der Patientenbewegung nachzuführen. Die Größenkorrektur dient ausschließlich dazu, die in den Einzelbildern erfassten Bildinhalte zur Erzeugung der to osynthetischen Bildrekonstruktion ortsgenau auswerten zu können. Die sehr aufwendigen Verfahren der tomosynthetischen Bildrekonstruktion sind für die Erstellung von Panoramaschichtaufnahmen nicht erforderlich .
Ausgehend von den bisher bekannten Abhilfemöglichkeiten zur Korrektur des Vergrößerungsfaktors, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, welches eine besser auswertbare Abbildung des Objekts in der Bildebene bereitstellt.
Darstellung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren geht mit einer Vielzahl von Vorteilen einher. Die Aussagetähigkeit von digita- len Röntgenaufnahmen kann mit dem Verfahren erheblich verbessert werden, da geometrische Verhältnisse aufein- ander abgestimmt werden können und bei Rückrechnungen und durch Schätzung einfließende Unsicherheitsfaktoren ausgeschlossen sind. Mittels der Korrektur des Vergrößerungsfaktors beispielsweise auf die in der Objektebe- ne herrschende maßstabsgetreue Größe von 1:1, kann ein addiertes Gesamtbild in mehreren Schichtlagen erzeugt und auf dem Bildschirm in vielfältigen Darstellungen wiedergegeben werden.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens kann eine digitale Abbildung in der Bildebene von einem Sensor mit in Zeilen und Spalten angeordneten Bildpunkte erzeugenden Pixeln aufgenommen werden. Dabei erfolgt der Aufbau der digitalen Abbildung während der Drehung eines Fokus * um ein Zentrum durch spalten- weises Auslesen der Pixel aus dem Sensor. Während der Drehung des Fokus λ um das Zentrum entlang der Fokalkurve werden den Bildpunkten des aufgenommenen Objekts die Koordinaten einer definierten Schichtlage zugeordnet. Diese Zuordnung von Objekt und Schichtläge und/oder die Korrekturwerte bzw. Korrekturwerten wird vorzugsweise jeweils abgespeichert; auf diese Information kann dann wieder zugegriffen werden.
Eine Korrektur des Vergrößerungsfaktors erfolgt vorteilhafterweise dann dergestalt, dass jeder Bildpunkte für eine vorgegebene Schichtlage in seiner Höhe auf die Höhe umgerechnet wird, die in der Fokalebene, also beispielsweise des abzubildenden Ober- oder Unterkiefers , vorliegt .
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gedan- kens können die Bildpunkte für jede vorgegebene Schichtlage auch in der Breite umgerechnet werden. Die auf die Höhe der Objektebene, also der Fokalebene, umgerechneten Bildpunkte können dann so korrigiert in der Bildebene abgebildet werden und beispielsweise auf einem Monitor eines Bildschirmes im Maßstab 1:1 maß- stabsgerecht ohne Verzerrung wahrnehmbar gemacht werden. Die auf diese durch Umrechnung der Bildpunkte erhaltene maßstabsgerechte Abbildung ohne Verzerrung kann anschließend in vielfältiger Weise weiterverarbeitet werden. Vorteilhafterweise wird aus allen umgerechneten Schichtlagen eine Gesamtabbildung berechnet, die insbesondere so ausgeführt sein kann, dass das Objekt in der korrigierten Aufnahme in der Größe, in der es in der Fokalebene vorliegt, abgebildet wird. Besonders vorteilhaft ist das Verfahren dann, wenn in einer Schichtlage der Rontgenschichtaufnahme Bildpunkte mit unterschiedlichen Abständen erzeugt werden und/oder vorhanden sind, so dass innerhalb einer Schichtlage unterschiedliche Tiefenschärfen hergestellt werden können und dabei die unterschiedlichen Abbildungsmaßstäbe berücksichtigt werden können. Das grundsätzliche Prinzip zur Erstellung von Schichtaufnahmen mit unterschiedlicher Tiefeninformation bzw. Tiefenschärfe ist in der DE 197 33 338 AI offenbart, die hier ausdrücklich mit dem gesamten Offenbarungsgehalt einbezogen wird.
Das erfindungsgemäße Korrekturverfahren ist besonders vorteilhaft bei einem Röntgengerät zur Aufnahme digitaler Röntgenaufnahmen einsetzbar, bei dem ein Fokus entlang einer Fokalkurve um ein Zentrum bewegbar ist, wo- bei ein Sensor in der Bildebene liegt, und wobei eine Abbildungsgröße der in der Bildebene liegenden Bild- punkte für vorgegebene Schichtlagen auf eine korrigierte Abbildungsgröße der Objekte in der Fokalkurve umgerechnet, wozu Mittel vorhanden sind, in denen die zu den Bildpunkten einer Schichtlage zugehörigen Korrek- turfaktoren abgespeichert sind. Dadurch ist es möglich, die erfindungsgemäße Korrektur in Abhängigkeit der Schichtlage durchzuführen.
Widerrum in bezug auf die DE 197 33 338 ist ein Röntgengerät so weitergebildet, dass zur nachträglichen Be- Stimmung der scharfen Schicht und/oder der Tiefenschärfe der Sensor aus einer Vielzahl von schmalen auslesbaren Zonen besteht, die tomographische Bildinformationen hoher Tiefenschärfe und vorbestimmter Schichtlage erzeugen, wobei diese Bildinformationen einzeln ausgele- sen und in einer Bildverarbeitungseinheit für ein Bild geringer Tiefenschärfe verrechnet werden, wobei der Abstand dieses Bildes zur der Fokalebene durch Veränderung des Ortsversatzes der einzelnen tomographischen Bilder mit Hilfe einer auf die Bildverarbeitung einwir- kenden Eingabeeinrichtung bestimmbar ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung nachstehend im Detail erläutert. Es zeigt:
Figur 1 den Strahlengang vom Fokus durch die Fokalebene auf eine Sensorebene,
Figur 2a eine vollständige Schichtlagenaufnähme,
Figur 2b eine Detailansicht mit unterschiedlichen scharfen Schichten entlang der Fokalebene Figur 3 eine schematische Auswerteeinheit zur Korrektur des Vergrößerungsfaktors.
Ausführungsbeispiel Figur 1 zeigt den Strahlengang ausgehend vom Fokus durch die Fokalebene auf eine Sensorebene.
Aus der schematischen Skizze geht hervor, dass eine Fokus 1 beispielsweise eine Röntgenquelle, ein Röntgen- strahlenbündel 3 aussendet. Das Strahlenbündel 3 fä- chert sich wie in Figur 1 dargestellt auf und durchdringt ein Objekt 4 in einer Fokalebene 5, die sich im bekannten Abstand h' vom Fokus 1 befindet. Im vorliegenden Falle gemäß Figur 1 liegen in der Fokalebene 5 die Zähne des Ober- und Unterkiefers, die von dem Strahlenbündel 3 durchdrungen werden.
Die Fokalebene 5 kann zwischen den Positionen I und V mit veränderten Abständen h' und h' ' zu liegen kommen, wenn das selbe Objekt mehrmals durchstrahlt wird oder andere Maßnahmen ergriffen werden, um die Tiefenschärfe zu beeinflussen, wir beispielsweise in der DE 197 33 338 AI offenbart ist, aber auch durch Mehrfachaufnahmen bewirkt werden kann.
Das durch Absorption beeinflusste Strahlenbündel 7 fällt in der Empfangs- oder Bildebene 6 auf einen dort angeordneten Sensor 10. Aufgrund des Strahlensatzes werden die Objekte der Fokalebene 5 statt in ihrer maßstabsgerechten (M 1:1) Größe 9 mit einem Vergrößerungs- faktor, der sich bei dentalen Panorama-Schichtaufnahmen zwischen 1,05 und 1,24 bewegt, mit der Höhe 8 in der Bildebene 6 abgebildet. Die strahlungsempfindliche Oberfläche (Bildebene 6) des Sensors 10 ist im bekannten Abstand von h' λ von der Fokalebene 5 angeordnet. Mit a ist die Verzerrung des Abbildes in vertikale Richtung gekennzeichnet, die die vertikale Erstreckung der Abbildung nicht maßstabsgerecht erscheinen lässt.
Der in der Bildebene 6 angeordneter Sensor 10 weist auf seiner Oberfläche strahlungsempfindliche Pixel auf. Die Pixel sind jeweils symmetrisch zur Mitte der strah- lungsempfindlichen Fläche verteilt angeordnet. Die strahlungsempfindliche Oberfläche des Sensors kann 66 und mehr sich in vertikaler Richtung erstreckende Spalten aufweisen, von denen ede wiederum in 1500 und mehr Zeilen unterteilt sein kann. Ein Pixel lässt sich dabei genau einer Zeile und einer Spalte zuordnen, wodurch jedes Pixel auf der Oberfläche des Sensors eindeutig adressierbar ist.
Pro TDI-Impuls, mit der die Röntgenaufnahme gemacht wird, wird eine komplette Pixelspalte aus dem bei- spielsweise als Schieberegister funktionierenden Sensor 10 per Signalausgang ausgelesen, während gleichzeitig die dadurch in Aufnahmerichtung nächstliegende Spalte wieder neu belichtet wird; somit entsteht die Röntgenaufnahme spaltenweise, während gleichzeitig die Schichtlage identifiziert und abgespeichert wird, für welche die aufgenommene spaltenweise Pixelspalte gerade ausgelesen wurde. So wird eine Zuordnung zwischen Pixelspalte, Sensor und zugehöriger Schichtlage beispielsweise im Ober- oder Unterkiefer - sicherge- stellt (vgl. Figur 2a). In Figur 2a ist eine vollständige Schichtlagenaufnähme mit stilisierter Einzeichnung des scharf abgebildeten Kieferbereiches dargestellt, bezeichnet als Schichtdickenverlauf 26. Während des Aufnahmezyklus der Röntgenaufnahme, d.h. des Umlaufs des Fokus 1 um einen Drehpunkt wird der gesamte, durchstrahlte, die Fokalebene 5 enthaltende Kiefer abgefahren und jede hier durch Striche 18 dargestellte Schichtlage abgebildet. Mit 18.1 ist eine Schichtlage bezeichnet, die im Backenzahnbereich liegt, in dem der Kiefer etwas dicker ausgebildet ist. Verglichen mit der Schichtlage 18.1 ist die den Schneidezahnbereich an Ober- und Unterkiefer durchdringende Schichtlage 18.2 wesentlich dünner ausgeprägt. Die Schichtlagen 18 schließen die Fokalebene 5 jeweils ein und stellen die Bereiche dar, in denen die Objekte 4 scharf abgebildet sind. Die Schichtlagendicke kann je nach Kieferanatomie dicker oder dünner sein, ist aber bei der Erstellung des Röntgenaufnahme bekannt. Die Dicke der Schichtlage hängt nicht zuletzt damit zusammen, wie groß der Abstand h' ' von der Fokalebene 5 zu dem Sensor ist . Aufgrund der Kieferanatomie verändert sich während der Aufnahme des Röntgenbildes der Abstand h' zwischen Fokus 1 und dem in der Fokalebene 5 liegenden Objekt 4. Dadurch ändert sich auch der Abstand h' ' zwischen Objekt 4 und der Bildempfangsebene 6 während der Aufnahme des Röntgenbildes. Der Abstand h' ' ist im Backenzahnbereich gering, im Frontzahnbereich hingegen deutlich größer. In Fig. 2b sind verschiedene scharfe Schichten I bis V durch das Objekt 4 dargestellt, die jeweils der Fokal- ebene 5 mit entsprechendem Versatz in Richtung der Schichtlage 18 entsprechen. Hierdurch werden Tiefeninformationen gewonnen, die beim Übergang von einer scharfen Schicht I zur nächsten scharfen Schicht II usw. jeweils in ihrer Größe korrigiert werden, sodass trotz der Strahlaufweitung stets ein gleichgroßes Vergleichsschnittbild des Objekts 4 mit jeweils unterschiedlicher scharfer Schicht vorhanden ist.
Um während des Aufbaus der Röntgenaufnahme eine defi- nierte, die Aussagefähigkeit des Röntgenbildes erhöhende Position von Ober- und Unterkiefer zueinander und zum Fokus 5 und Sensor 10 zu gewährleisten, ist ein Aufbiss 17 eingezeichnet, welcher Ober- und Unterkiefer des Patienten zueinander ausrichtet. In Figur 3 ist ein Auswertablauf dargestellt, welcher zur Korrektur des Vergrößerungsfaktors in der Röntgen- abbildung dient .
Das Strahlenbündel 3 , 7 trifft nach Durchdringung der in der Fokalebene 5 liegenden Objekte auf den Pixeln des Sensors auf, welcher die erhaltenen Bilddaten spaltenweise zur Digitalisierung einem A/D-Wandler 19 zuführt. Im A/D-Wandler 19 werden die analog vorliegenden Bilddaten für jedes beleuchtete Pixel digitalisiert und einem Speicher 20 zugeführt. Aus dem per Umlauf erhal- tenen spaltenweise anfallenden Bilddaten wird das gesamte Röntgenbild 21 aufgebaut, welches um einen Objektvergrößerungsfaktor zwischen 1,05:1 und 1,24:1 ü- berhöht ist.
Da in einer Speichereinheit 22 jedes Pixel/Bildpunkt mit seinen Koordinaten x, y adressierbar ist, kann die
Höhe 9 des Pixels für die Objektebene mit den dazugehö- - li rigen Vergrößerungsfaktoren, die aus den Abständen h' , h' ' bekannt sind, vorgewählt werden, so dass das außenliegende Pixel nicht seine gestreckte Höhe 8 in der Empfangsebene 6 sondern rechnerisch die maßstabsgerech- te Höhe 9 annimmt .
In einem Schichtlagespeicher 23 sind während der Röntgenaufnahme alle durchstrahlten Schichtlagen 18 abgespeichert, die sich nunmehr, beispielsweise pixelspal- tenweise, mit den korrigierten Höhen 9 der Pixel ver- knüpfen lassen. Aus der Verknüpfung der korrigierten Pixelhöhe 9 mit der jeweiligen Schichtlage 18 lässt sich eine Abbildung 25 aufbauen, die in Objektgröße im Maßstab 1:1 ausgegeben werden kann. In der Recheneinheit 24 erfolgt ein Neuaufbau der digitalisierten Rönt- genaufnähme, wobei durch die Bestimmung der Pixelhöhe 9 für jede Pixelspalte auch entlang der Fokalebene unterschiedlichen Vergrößerungsfaktoren Rechnung getragen werden kann. Alle auf den Maßstab von 1:1 umgerechneten Schichtlagen 18 können zu einem Gesamtbild addiert und auch bei Bedarf aus diesem subtrahiert werden.
Neben der Umrechnung der Schichtlagen 18 auf den Maßstab 1:1 können diese auch in beliebige andere Maßstäbe umgerechnet werden. In der Auswerteeinheit 24 gemäß Figur 3 lassen sich mithin die spaltenweise vorliegenden Bildinformationen mit den dazugehörigen Vergrößerungs- faktoren so korrigieren, dass sowohl eine Röntgenaufnahme im Maßstab 1:1 als auch eine bewusst in Breite und/oder Höhe verzerrte Röntgenbildaufnahme 25 entsteht. Die umgerechten Schichten 18 können auf einem Monitor in vielfältiger Weise dargestellt werden, auch eine Ausgabe auf einem Drucker oder auf einem anderen Medium ist denkbar.
Neben der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf mit Sensoren erfassbare digitale Aufnahmen, lassen sich auch bei Filmaufnahmen, die in digitale Form überführt wurden, die Fokalparameter dem digitalisierten Bild je nach Anwendungszweck des Anwenders zuordnen und aufbereiten.
Bezugszeichenliste
1 Fokus
2 Fokusebene
3 Strahlenbündel
4 Objekt
5 Fokalebene, Maßstab 1:1
6 Empfangsebene
7 Strahlenbündel
8 Abbildungsgröße Bildebe
9 korrigierte Abbildungsg
10 Sensor
17 Aufbiss
18 durchstrahlte Schichtlage
18.1 erste Schichtdicke in Durchstrahlungsrichtung 18.2 zweite Schichtdicke in Durchstrahlungsrichtung
19 A/D - Wandler 20 Speicher
21 digitales Röntgenbild Bildebene
22 Speichereinheit für die Pixeldefinition (x, y) 23 Schichtlagenspeicher
24 Recheneinheit
25 Röntgenaufnahme in Objektgröße 1:1 26 Schichtdickenverlauf

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erstellung und Wiedergabe eines Schichtbildes (25) eines Objekts (4) aus einer Rontgenschichtaufnahme (21), bei der ein Fokus (1) der verwendeten Strahlung in einem bekannten Abstand (h') zu einer im Bereich des Objekts (4) liegenden Fokalebene (5) und die Fokalebene (5) wiederum in einem bekannten Abstand (h' ' ) zu einem in der Bildebene (6) angeordneten, eine Vielzahl von Bildpunkten aufweisenden Strahlenempfänger
(10) angeordnet ist, so dass eine Schichtlage (18) durchstrahlt wird, aufweisend die nachfolgenden Verfahrensschritte :
- Erstellen einer digitalen Rontgenschichtaufnahme (21) oder Abrufen einer digitalen Rontgenschichtaufnahme (21) aus einem Speicher oder Digitalisieren einer analogen Rontgenschichtaufnahme (21) ;
- Definieren eines mehrere Bildpunkte umfassenden Korrekturbereiches in der Rontgenschichtaufnahme (21) ;
- Zuordnung der Schichtlage (18, 18.1, 18.2) mit den
Abständen (h' , h' ' ) zu dem Bildpunkt des aufgenommenen Objekts (4) und/oder
- Zuordnung eines Korrekturfaktors zu den entsprechen- den Bildpunkten eines Korrekturbereichs unter Berücksichtigung der Schichtlage (18, 18.1, 18.2) mit den Abständen (h' , h' ' ) ;
- Umrechnen jedes Bildpunktes der Bildebene (6) des
Korrekturbereichs mit dem Korrekturfaktor; - Anordnen jedes aus der Bildebene (6) umgerechneten Bildpunkts in einer korrigierten Aufnahme (25) .
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abbildung (21) in der Bildebene (6) von einem Sensor mit Bildpunkte erzeugenden Pixeln, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, aufgenommen wird, dass der Aufbau der Abbildung (21) während der Drehung des Fokus (1) um ein Zentrum durch spaltenweises Auslesen der Pixel aus einem Sensor (10) erfolgt und dass während der
Drehung des Fokus (1) um das Zentrum entlang der Fokalebene (5) die Koordinaten der Schichtlage (18) und/oder die Korrekturwerte den Bildpunkten des jeweils aufgenommenen Objekts (4) zugeordnet werden.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bildpunkt für eine vorgegebene Schichtlage (18) in der Höhe (8) auf die Höhe (9) der Fokalebene (5) umgerechnet wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bildpunkt für eine vorgegebene Schichtlage (18) in der Breite umgerechnet wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bildpunkt in der Bildebene (6) abgebildet werden.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das für die ausgewählte Schichtlage (18) umgerechnete aus Bildpunkten bestehende Bild wahrnehmbar gemacht wird.
7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus allen umgerechneten Schichtlagen (18) eine Gesamtabbildung (25) berechnet wird.
8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich- net, dass das Objekt (4) in der korrigierten Aufnahme (25) in der Größe, in der es in der Fokal- ebene (5) vorliegt, angebildet wird.
9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Schichtlage der Röntgenschicht- aufnähme Bildpunkte mit unterschiedlichen Abständen (h' , h'') erzeugt werden und/oder vorhanden sind.
10. Röntgengerät zur Erstellung digitaler Röntgenaufnahmen vom Objekten (4) , mit einem entlang einer Fokalkurve (5) bewegbaren Fokus (1) und mit einem in einer Bildebene (6) liegenden Sensor (10) , dadurch gekennzeichnet, daß eine Abbildungsgröße (8) der in der Bildebene (6) liegenden Bildpunkte für vorgegebene Schichtlagen (18) auf eine korrigierte Abbildungsgröße (9) der Objekte (4) in der Fokalkurve (5) umgerechnet wird, wozu Mittel vorhanden sind, in denen die zu den Bildpunkten einer Schichtlage zugehörigen Korrekturfaktoren abgespeichert sind.
11. Röntgengerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur nachträglichen Bestimmung der scharfen Schicht und/oder der Tiefenschärfe der Sensor aus einer Vielzahl von schmalen auslesbaren Zonen besteht, die tomographische Bildinformatio- nen hoher Tiefenschärfe und vorbestimmter Schichtlage erzeugen, wobei diese Bildinformationen ein- zeln ausgelesen und in einer Bildverarbeitungseinheit (7) für ein Bild geringer Tiefenschärfe verrechnet werden, wobei der Abstand (h' , h' ' ) dieses Bildes zu der Fokalebene durch Veränderung des Ortsversatzes der einzelnen tomographischen Bilder mit Hilfe einer auf die Bildverarbeitung (7) einwirkenden Eingabeeinrichtung (12) bestimmbar ist.
PCT/DE2000/000867 1999-03-22 2000-03-22 Verfahren zur erstellung und wiedergabe eines schichtbildes eines objekts aus einer röntgenschichtaufnahme WO2000056217A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00922446A EP1164935B1 (de) 1999-03-22 2000-03-22 Verfahren zur erstellung und wiedergabe eines schichtbildes eines objekts auf einer röntgenschichtaufnahme
US09/937,256 US6570953B1 (en) 1999-03-22 2000-03-22 Method for making and reproducing a tomogram of an object, said tomogram pertaining to a section roentgenogram
DE50014743T DE50014743D1 (de) 1999-03-22 2000-03-22 Verfahren zur erstellung und wiedergabe eines schichtbildes eines objekts auf einer röntgenschichtaufnahme

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19912854A DE19912854A1 (de) 1999-03-22 1999-03-22 Verfahren zur Korrektur des Vergrößerungsfaktors bei digitalen Röntgenaufnahmen
DE19912854.5 1999-03-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2000056217A1 true WO2000056217A1 (de) 2000-09-28

Family

ID=7901938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2000/000867 WO2000056217A1 (de) 1999-03-22 2000-03-22 Verfahren zur erstellung und wiedergabe eines schichtbildes eines objekts aus einer röntgenschichtaufnahme

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6570953B1 (de)
EP (1) EP1164935B1 (de)
AT (1) ATE376802T1 (de)
DE (2) DE19912854A1 (de)
WO (1) WO2000056217A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7197109B2 (en) * 2002-07-25 2007-03-27 Gendex Corporation Real-time digital x-ray imaging apparatus
EP1899892B1 (de) * 2005-05-20 2019-01-16 Dental Imaging Technologies Corporation Lokalisierung der brennebene
JP4916875B2 (ja) * 2006-12-27 2012-04-18 株式会社吉田製作所 多断層像構築方法およびデジタル３次元ｘ線撮影装置
DE102007020642A1 (de) * 2007-04-30 2008-11-06 Dürr Dental GmbH & Co. KG Röntgengerät sowie Sensoreinheit für ein Röntgengerät
WO2011013771A1 (ja) * 2009-07-30 2011-02-03 株式会社テレシステムズ 放射線撮像装置及び放射線による撮像方法
US8634515B2 (en) 2011-04-25 2014-01-21 Vatech Co., Ltd. Method and apparatus for obtaining panoramic image
CN114903507B (zh) * 2022-05-16 2023-06-09 张海光 一种医学图像数据处理系统及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0000079A1 (de) * 1977-06-03 1978-12-20 Richard David Albert Röntgenabtastsystem und Verfahren.
DE19619925A1 (de) * 1996-05-17 1997-11-20 Siemens Ag Röntgendiagnostikgerät für Tomosynthese
DE19733338A1 (de) * 1997-08-01 1999-02-25 Sirona Dental Systems Gmbh Röntgendiagnostikeinrichtung zur Erstellung von Panorama-Schichtaufnahmen von Körperteilen eines Patienten

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4878234A (en) * 1987-02-16 1989-10-31 Siemens Aktiengesellschaft Dental x-ray diagnostics installation for producing panorama slice exposures of the jaw of a patient
US5251128A (en) * 1990-11-19 1993-10-05 General Electric Company Motion artifact reduction in projection imaging
US5359637A (en) * 1992-04-28 1994-10-25 Wake Forest University Self-calibrated tomosynthetic, radiographic-imaging system, method, and device
JP3441578B2 (ja) * 1995-11-22 2003-09-02 株式会社モリタ製作所 歯科用パノラマｘ線撮影装置
US6459760B1 (en) * 2000-07-28 2002-10-01 Exotic Metals Forming Company, Inc. Apparatuses and methods for non-destructive inspection

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0000079A1 (de) * 1977-06-03 1978-12-20 Richard David Albert Röntgenabtastsystem und Verfahren.
DE19619925A1 (de) * 1996-05-17 1997-11-20 Siemens Ag Röntgendiagnostikgerät für Tomosynthese
DE19733338A1 (de) * 1997-08-01 1999-02-25 Sirona Dental Systems Gmbh Röntgendiagnostikeinrichtung zur Erstellung von Panorama-Schichtaufnahmen von Körperteilen eines Patienten

Also Published As

Publication number Publication date
DE50014743D1 (de) 2007-12-13
EP1164935B1 (de) 2007-10-31
US6570953B1 (en) 2003-05-27
EP1164935A1 (de) 2002-01-02
ATE376802T1 (de) 2007-11-15
DE19912854A1 (de) 2000-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4133066C2 (de) Digitale Panoramaröntgenvorrichtung
DE1941433C3 (de) Vorrichtung zur Untersuchung eines lebenden Körpers durch Röntgen- oder γ-Strahlen
DE3726595C2 (de)
DE19648076C2 (de) Dentales Panorama-Röntgenabbildungsgerät
DE2613809B2 (de) Röntgenschichtgerät zur Herstellung von Transversal-Schichtbildern
DE60033556T2 (de) Verfahren zur anwendung eines knochendichtemessungssystems mittels röntgenstrahlung bei zwei energien
DE102007053511A1 (de) Röntgentomographie-Bildgebungsgerät
DE10100572A1 (de) Verfahren zur Darstellung des Blutflusses in einem Gefäßbaum
DE19733338C2 (de) Röntgendiagnostikeinrichtung zur Erstellung von Panorama-Schichtaufnahmen von Körperteilen eines Patienten
EP3389496B1 (de) Verfahren zur kalibrierung einer röntgenaufnahme
DE3325939A1 (de) Computer-tomograph
EP0774921B1 (de) Strahlendiagnoseeinrichtung zur erstellung von panoramaschichtaufnahmen
DE2712320A1 (de) Roentgendiagnostikeinrichtung fuer roentgenschichtbilder
WO2002031767A2 (de) Darstellung eines objektes mittels einer durchstrahlung sowie rekonstruktion unter verwendung von simulierten durchstrahlungsdaten
DE10245116A1 (de) Verfahren zur Erzeugung eines Bildes mittels eines tomographiefähigen Röntgengeräts mit mehrzeiligem Röntgendetektorarray
DE19705599A1 (de) Röntgenaufnahmeverfahren mit einer Aufnahmeserie aus unterschiedlichen Perspektiven
DE60032569T2 (de) Verfahren und Geräte zur ungleichförmigen zeitlichen Herzbildgebung
DE10139832A1 (de) Hohe-Ganghöhenrekonstruktion von Mehrfachschnitt-CT-Abtastungen
DE3010780A1 (de) Strahlendiagnostikeinrichtung
DE3043982A1 (de) Verfahren zur rekonstruktion einer raentgentomographie
DE3546219C2 (de)
DE102004003882A1 (de) Verfahren zur Erzeugung von tomographischen Schnittbildern eines sich periodisch bewegenden Objektes mit einer Fokus-Detektor-Kombination
EP1164935B1 (de) Verfahren zur erstellung und wiedergabe eines schichtbildes eines objekts auf einer röntgenschichtaufnahme
EP3332705B1 (de) Verfahren zur erfassung eines dentalen objekts
EP2644095A1 (de) Computertomographiesystem und Verfahren zur Datenermittelung für eine Störeinfluss-korrigierte Computertomographieaufnahme eines Untersuchungsobjekts

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2000922446

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2000922446

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09937256

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2000922446

Country of ref document: EP