WO2011076416A1 - Method and system for producing rectified x-ray images for dental or orthodontic diagnostics - Google Patents

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WO2011076416A1
WO2011076416A1 PCT/EP2010/007904 EP2010007904W WO2011076416A1 WO 2011076416 A1 WO2011076416 A1 WO 2011076416A1 EP 2010007904 W EP2010007904 W EP 2010007904W WO 2011076416 A1 WO2011076416 A1 WO 2011076416A1
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ray
image
teeth
patient
measuring device
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PCT/EP2010/007904
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Herbert Häntsch
Martin DÜRRSTEIN
Herbert Gebhardt
Walter Bauer
Frank Hatzfeld
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DüRR DENTAL AG
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Definitions

  • the invention relates to a method and a system for producing rectified X-ray panorama magnification images for dental or orthodontic diagnostics.
  • panoramic images For diagnostic purposes, in dentistry and orthodontics, it is often desirable to have panoramic images that show the entire dentition and the entire periodontium of a patient. With such panoramic images, almost exclusively the technology of panoramic tomography (PSA) is used.
  • the exposure of the image carrier for example an X-ray film or a storage film, takes place from behind through the skull of the patient. It is ensured by the imaging geometry that only the areas of interest of the skull, namely the teeth with the periodontium apparatus, are sharply imaged.
  • the image carrier is exposed through a slit diaphragm which moves around the patient's jaw from outside.
  • the X-ray source is simultaneously pivoted around the back of the patient's head. In this way, the respectively illuminated areas of the dentition are projected approximately parallel to the image carrier.
  • the dentition appears on the radiograph as a development of the dentition, which greatly facilitates the diagnosis of a doctor.
  • Thyroid or eye lenses exposed to X-rays Thyroid or eye lenses exposed to X-rays.
  • the spatial resolution is usually between 2 and 4 line pairs per millimeter and the thickness of the layer shown is low, so that, for example, obliquely grown teeth are often difficult to see.
  • the X-ray light does not pass through the entire skull of the patient, but only those parts that limit the oral cavity to the front and to the side.
  • the term panoramic magnification image PVA
  • PVA panoramic magnification image
  • operating X-ray devices are no longer in use.
  • the main reason for this is that the x-ray tubes introduced into the mouth had an operating voltage of only about 55 kV, the electron beam current being at 5 mA and
  • Beam filters made of copper were used. Under such operating conditions, a greater portion of the radiation is emitted at relatively long wavelengths, which are very much absorbed by the soft tissue of the oral cavity and therefore result in a high local radiation dose.
  • x-ray sources that can be inserted in the mouth have been developed that can be used in the range of 50 to 85 kV with currents of 0.1 mA and smaller.
  • the filters made of copper can be replaced by more suitable materials.
  • the proportion of long-wave radiation is smaller, which also reduces the radiation dose.
  • the diameter of the focal spot is less than 0.1 mm, and the typical exposure times are between 0.1 and 5 seconds. This enables a resolution of 5 line pairs per millimeter, with which caries can be detected by X-ray examination.
  • this object is achieved by a method comprising the following steps: a) placing an X-ray source in the oral cavity of a
  • the invention is based on the finding that, if one knows the position of the X-ray source and the X-ray detector and makes certain typifying assumptions with respect to the position of the teeth to be examined, it is possible to carry out a computational equalization of the X-ray image within certain limits. However, since the position of the teeth relative to the X-ray source and the detector device in such By specifying assumptions is estimated only, can be obtained with such an equalization no X-ray images from which, for example, size ratios can be read correctly, as is required for many diagnostic tasks.
  • the equalization can be carried out so that the proportions of the transilluminated structures are reproduced correctly on the rectified X-ray image.
  • the X-ray detector used according to the invention can be a digital X-ray detector which contains, for example, a CCD sensor or a CMOS sensor. As an X-ray detector, however, everyone else is here
  • Image carrier for example, a classic X-ray film or a storage film called. Since the rectification is computer-aided and therefore a digital X-ray image is needed, X-ray images generated on classical X-ray films must first undergo digitization.
  • the x-ray detector must extend around the entire mandibular arch of the patient from the outside.
  • the x-ray detector will be adapted to the approximately parabolic shape of the mandibular arch.
  • the X-ray detector can also follow a different course, for example the path of a circle or an ellipse.
  • the X-ray detector has an exchangeable image carrier, for. B. a storage film or an X-ray film, it may be advantageous if the Röntgendetek- tor is composed of a plurality of plate-shaped elements which enclose an angle at their joints.
  • a subdivision of the X-ray detector into individual curved segments for the upper or lower mandibular arch and / or the right or left half of the dentition can be useful in many cases. Particularly advantageous is an arrangement in which a segment is provided for each row of teeth and the two segments in an vertical plane an angle, z. B. of about 160 ° include.
  • the only prerequisite is that the position and shape of the X-ray detector is known with sufficient accuracy, since this information is required for the equalization in step g).
  • the measuring points whose coordinates are measured by means of the measuring device can be distributed in different ways on the teeth.
  • the distribution of the measuring points can be regular or irregular, loose or dense.
  • the measurement points may also be limited to parts of the denture, which experience has shown that the distortion is particularly large or in which a measurement is easier to perform.
  • the measuring points can be arranged linearly and in particular form a line grid. It may even be sufficient to measure the coordinates of only a few measuring points on a few teeth, eg. B. from measuring points on the cutting edges of the incisors. If the coordinates of the measuring points are measured with a measuring device, this is itself a reference system for the coordinates.
  • a bite point of the patient can be determined. This is understood to mean a specific point, usually located on the incisors, relative to which both the X-ray source and the X-ray detector as well as the measuring device can be aligned. For this purpose, it is generally sufficient to attach a bite bar to the corresponding components, which is provided with a notch into which the respective incisors can engage in a defined position.
  • step g) it is possible to determine from the measured coordinates of the teeth an object surface arranged between the X-ray source and the X-ray detector, in which the teeth are arranged.
  • the rectified X-ray image is then determined by back-projection of the X-ray image onto the object surface.
  • This procedure is particularly simple and leads to an equalized X-ray image, which appears similar to a processed under parallel projection processing. It is exploited that the X-ray radiation in the PVA technique, the teeth pass through more perpendicularly due to the arrangement of the X-ray source in the oral cavity and the inclination of the teeth, as is the case with the PSA technique.
  • step f Since it is not always easy to perform a measurement of the teeth according to step f) from the oral cavity and thereby to maintain a precisely defined position relative to the x-ray source and the x-ray detector, methods can also be used in which such an absolute reference is not required , These procedures In addition, they set the target perspective freely within certain limits.
  • the step g) comprises the following steps: ga) determining a desired perspective for the equalized
  • gb equalizing the X-ray image in such a way that the X-ray image appears from the desired perspective determined in step ga).
  • step gb) comprises the following steps: gba) generating an edge image of the x-ray image using an edge detection algorithm; gbb) deriving a three-dimensional surface relief of the teeth from the coordinates obtained at the measurement points; gbc) representation of the surface relief from the desired perspective determined in step ga); gbd) selection of vertices on the surface relief depicted in step gbc) and assignment of the vertices to corresponding points on the edge image generated in step gba); gbe) deriving a transformation rule which converts the corresponding points on the edge image into the vertices selected in step (bbd); gbf) Apply the transformation rule to the in
  • the desired perspective in which the three-dimensional surface relief of the teeth derived from the measuring points is represented in step gbc), can be fixed unchangeably by the programming, but can also be freely selected by a user within certain limits.
  • different target perspectives can be defined for individual parts of the surface relief, so that, for example, each individual tooth is represented centrally in perspective.
  • the escape point can be freely selected, for example at the height of the tooth crown or tooth root.
  • the desired perspective can also be individual parallel perspective for each tooth, resulting in a developed representation as in conventional panoramic images. Depending on the task in diagnostics, one or the other perspective may be more favorable, so that a choice opens up improved diagnostic options.
  • the transformation instruction contains several partial instructions which convert partial areas of the X-ray image.
  • possibly more distorted molars may require a different transformation than cutting teeth, which are penetrated approximately perpendicularly by the X-ray radiation.
  • a measuring device for measuring the coordinates of the measuring points lying on the teeth can be made of a variety of distance sensors, which are known per se in the prior art.
  • Triangulation sensors or ultrasound sensors with one or more ultrasound sources are also well suited for intraoral measurement.
  • a plurality of overlapping camera images can be taken from different intraoral positions and the coordinates of the measuring points derived therefrom. This can be done, for example, using a 3D camera having two mutually offset image pickup. However, the different camera images can also be recorded by one and the same camera if they are taken by different locations at different times. Also with a camera and a light mouse projected onto the teeth. ter, z. As a light grid, coordinates of measuring points can be determined.
  • the use of cameras additionally has the advantage that additional intraoral images are available for the diagnosis, which can provide additional information on the status of the teeth.
  • the cameras may be configured as endoscopes, 'which transmit the image information optically through a fiber bundle on an imager.
  • endoscopes which transmit the image information optically through a fiber bundle on an imager.
  • video endoscopes in which the image recorder is located in the recording head and the data transmission is electrical, are also possible.
  • a light pattern for. As a dot or stripe pattern, generated on the teeth and detected by directional optical sensors. In contrast to the use of a triangulation sensor whose light beam passes over the teeth like a scanner, in this way the coordinates of the measuring points lying on the light pattern can be detected in a single measurement process.
  • a calibration step is provided in which an X-ray image without patients is initially recorded. Then, pixel-wise or uniformly for areas of pixels is determined by which correction amounts the intensity must be changed to obtain a constant intensity across the X-ray image. Later generated X-ray images of teeth are then corrected for their intensity taking into account the correction amounts. In this way, it is ensured that any parts of the measuring device which are located in the beam path of the x-ray radiation and which cause the
  • X-rays (even if only slightly) absorb, are not visible on the later X-ray images.
  • a sol- rather a calibration step further prevents other influences from leading to unwanted brightness differences in the X-ray images. These influences include, for example, the generally non-spherical shell shape of the X-ray detector, which lead to different distances between locations on the X-ray detector and the X-ray source, but also spatially inhomogeneous radiation of the X-ray source and local fluctuations in the sensitivity of the X-ray detector.
  • Such a calibration step can advantageously also be carried out inde pendent of the ' steps f) and g).
  • the Applicant therefore reserves the right to claim protection in a divisional application for a method for the production of X-ray images for dental or orthodontic diagnosis, which comprises the following steps: a) placing an X-ray source in the oral cavity of a patient; b) arranging an X-ray detector such that it extends from the outside at least around a part of the mandibular arch of the patient; c) examining the patient's teeth with X-radiation; d) detecting the incident on the X-ray detector X-ray radiation; e) generating a digital X-ray image on the basis of the X-ray radiation detected by the X-ray detector; f) taking an X-ray image without patients; g) image or area determination to which
  • the x-ray detector has an exchangeable image carrier, in particular a storage film or an x-ray film
  • a marking object can be arranged in the beam path of the x-ray radiation which is imaged on the image carrier.
  • the position of the image carrier relative to the X-ray source can then be determined from the position of the image of the marking object on the image carrier. This measure is particularly advantageous if there is a risk that the interchangeable image carrier is not exactly aligned in a recording provided for him. Such an exact alignment is often not guaranteed because the image carrier with sufficient play must be inserted into the recording, so that no exact target position of the image carrier is guaranteed.
  • the marking object according to the invention the position of which is fixed relative to the X-ray source, then makes it possible to detect such deviations of the actual position of the image carrier from its nominal position and, if appropriate, to correct the remaining image accordingly.
  • Such a marking object can advantageously also be introduced into the beam path of the X-radiation independently of a measurement of the teeth according to steps f) and g).
  • the Applicant therefore reserves the right
  • Protection in this application or a divisional application for a method of producing X-ray images for the dental medical or orthodontic diagnostics comprising the steps of: a) placing an X-ray source in the oral cavity of a patient; b) arranging an X-ray detector such that it extends from the outside at least around a part of the patient's dental arch, the X-ray detector having an exchangeable image carrier, in particular a storage film or an X-ray film; c) arranging a marking object in the beam path of the X-ray radiation which is imaged on the image carrier; d) X-raying the patient's teeth; e) detecting the incident on the X-ray detector
  • X-rays X-rays
  • f generating a digital X-ray image on the basis of the X-ray radiation detected by the X-ray detector
  • g determining the position of the image carrier relative to the x-ray source from the position of the image of the marking object on the image carrier
  • h equalizing the digital X-ray image using the position determined in step g).
  • the x-ray detector has an exchangeable image carrier, in particular a storage film or an x-ray film
  • this image carrier can carry a plurality of markings which, when the image carrier is read out onto the digital image carrier X-ray image to be transmitted. It can then be seen from the location of the markings on the digital X-ray images inhomogeneities of the image carrier and correct mathematically in the equalization.
  • this measure is independent of a measurement de teeth in steps f) and g) applicable, so that the applicant reserves the right to seek protection for a method for the production of X-ray images for dental or orthodontic diagnostics in a divisional application, the the steps of: a) placing an X-ray source in the oral cavity of a patient; b) arranging an X-ray detector such that it extends from the outside at least around a part of the mandibular arch of the patient, wherein the X-ray detector has an exchangeable image carrier, in particular a storage film or an X-ray film, which carries a plurality of markings which are present when the image carrier is read the digital X-ray image is transmitted; c) examining the patient's teeth with X-radiation; d) detecting the incident on the X-ray detector X-ray radiation; e) generating a digital X-ray image on the basis of the X-ray radiation detected by the X-ray detector; f) equalizing the digital X
  • a system which comprises: a) an x-ray source which can be arranged in an oral cavity of a patient; b) an X-ray detector which can be arranged such that it extends from the outside at least around a part of the patient's dental arch, and with which X-radiation impinging on the X-ray detector can be detected; c) a digital memory for storing an X-ray
  • image that has been taken by the X-ray detector after examining teeth of the patient d) a measuring device for measuring coordinates of a plurality of measuring points located on the teeth; e) an equalization device adapted for computer-aided equalization of an X-ray image using the measured coordinates.
  • the measuring device may comprise an optical triangulation sensor and / or an ultrasound sensor and / or an SD camera.
  • the measuring device comprises a light source, with which a light pattern can be projected onto the inner or outer surface of the teeth, and an (possibly direction-resolving) optical sensor for detecting the light pattern.
  • the measuring device is configured for an intraoral arrangement. This has the advantage that even the molars can be surveyed well, which appear particularly distorted in panoramic magnification shots. As far as “set up” is mentioned here, this means that the measuring device will often not be permanently located at the relevant location (in the oral cavity of the patient), but only during the measuring process. At other times, the relevant parts of the measuring device can be dismantled, weggesehwenkt or otherwise removed.
  • the measuring device is set up for an extraoral arrangement.
  • This has the advantage that not in addition to the X-ray source other devices must be introduced into the oral cavity of the patient, which can cause a malaise or even a choking reflex in this.
  • a mechanical roller switch which can be firmly connected to the X-ray machine and before or after the fluoroscopy, the series of teeth of the patient descends and detects the coordinates of the worn teeth.
  • the measuring device can be arranged during the measurement process so that parts which are impermeable to X-radiation are arranged at locations which pass through such X-rays during fluoroscopy which also penetrate teeth and other structures of interest. In this case it is necessary that these parts of the measuring device can be swung out of the beam path of the X-ray radiation or removed in any other way. In this context, parts which absorb more than 50% of the incident X-ray radiation are considered to be opaque to X-ray radiation.
  • the measurement of the teeth takes place simultaneously with their fluoroscopy. In this way, it is ensured that the patient does not move between the measurement of the teeth and their fluoroscopy and thus possibly distorts the equalization of the X-ray images. In this case, however, it must be ensured that the measuring device does not affect the X-ray image.
  • parts of the measuring device which are impermeable to X-radiation can preferably be arranged in a plane which, with the patient's mouth open, extends between its upper and lower rows of teeth. Since the patient must have opened his mouth slightly anyway because of the introduction of the X-ray source, a relatively large gap remains between the rows of teeth, which ne arrangement of radiopaque parts of the measuring device is available.
  • the measuring device can generally be set up, at least in part, for an arrangement between the patient and the X-ray detector. Such an arrangement has the advantage that the X-ray detector does not interfere with the measurement of the teeth.
  • a measuring device can, for. B. comprise a contour measuring arc, which extends in a measuring plane and has contact surfaces for engagement with a row of teeth up. The shape of the contour measuring arc is adjustable in the measuring plane in order to bring the contact surfaces into contact with the row of teeth.
  • the measuring device further comprises means for determining the shape of the contour measuring arc.
  • the contour measuring arc is preferably permeable to X-ray radiation so that the contour measuring arc can remain in place during transillumination.
  • Such a contour measuring arc is also advantageous insofar as it can be pushed under the lips of the patient with an appropriate design, so that some back teeth can be measured, which are otherwise not accessible or at least not readily accessible to an extraorally arranged measuring device.
  • the means for determining the shape of the contour measuring arc may be sensors that are integrated in the contour measuring arc. If, for example, the contour measuring arc has a plurality of contact members which are connected to one another by joints, then the sensors integrated in the contour measuring arc can be provided to determine the deflections of the joints. The shape of the contour measuring arc can then be derived from the deflections of the joints.
  • the means for determining the shape of the contour measuring arc can also be used with the contour measuring arc associated absorption.
  • the absorption bodies are arranged in such a way that X-ray radiation, which is absorbed by the absorption bodies, has not previously illuminated through teeth.
  • the position of the absorption bodies can then be determined by the equalization device, which allows an immediate conclusion to the shape of the contour measurement arc.
  • the expense of a sensor that is integrated into the contour measuring arc is eliminated.
  • the contour measuring arc can comprise a plastically deformable carrier. This is then simply applied to the patient's row of teeth for measurement and deformed in such a way that the largest possible area is achieved over the entire length of the contour measurement arc.
  • the measuring device is at least partially set up for an arrangement on a rear side facing away from the patient of the X-ray detector.
  • Such an arrangement has the advantage that comparatively much space is available for the arrangement of the measuring device.
  • the X-ray detector should, however, if possible only have a detection surface there where teeth and other structures of interest can be imaged. In the already mentioned space between the two rows of teeth of the patient, an X-ray detector is not needed, so that there may be arranged advantageously the measuring device.
  • the X-ray detector can have an opening which is arranged in such a way that X-ray radiation which has passed through the opening has not previously illuminated through teeth.
  • the measuring device is then behind the X-ray arranged detector in the region of the opening, that the opening allows a visual connection between the measuring device and the teeth.
  • the measuring device can have a reflector which is set up for an arrangement between the patient and the X-ray detector and is reflective for light or sound waves and transparent for X-ray radiation. Since the reflector can be arranged in an optimal position relative to the measuring teeth, so that the teeth can optically or by means of ultrasonic waves u. U. even better measured, as if the corresponding sensors of the measuring device between the rows of teeth of the patient are arranged.
  • the measuring device comprises a spatially resolving upbeat sensor by means of which the coordinates of a contact surface of a tooth and / or the lip of the patient can be measured at least along one direction.
  • the contact surface of a tooth will most often be the cutting edge of the incisors; in principle, however, a detection of the adjacent canines is also considered if the Aufbisssensor has a sufficient width.
  • Only a few teeth can be measured with such a spatially resolving Aufbisssensor and also for this only measuring points that lie on the contact surface, but at least the important information is obtained as far as the incisors of the X-ray source is removed.
  • the bite sensor has a bite element that is displaceable along an adjustment direction and provided with a bite notch.
  • the bead sensor comprises a position sensor with which the position of the bite element along the adjustment direction can be measured.
  • a bite-on notch in the bite sensor reduces the risk of the patient unintentionally leaving a position relative to the x-ray source due to minor jaw movements, which has previously been adjusted and provides the basis for the subsequent equalization of the x-ray image.
  • the bite sensor may include a motor for displacing the bite element. In this way, a desired distance between the incisors of the patient and the X-ray source can be input via an input device. The X-ray system will then stand on its own
  • bite element has exactly one bite notch on each side, there is no danger of the patient accidentally placing their incisors in the wrong bite-kerf or changing them shortly before candling through smaller jaw movements.
  • the motor is designed as a servomotor, this can also serve as a position sensor.
  • the bite element can have a sleeve-shaped base body which is displaceably arranged along an insertion axis of the insertion device on an insertion part of the x-ray device which contains the x-ray source.
  • the insertion part at the same time serves as a guide for the bite element, which simplifies the construction of the Aufbisssensors.
  • the bite sensor may comprise at least one sensor element and a carrier which carries the at least one sensor element and is partially insertable into the oral cavity of the patient. At least the coordinates of the contact surface along a reference direction can be determined by the at least one sensor element. In this case, the attack
  • the patient's incisors are not inserted in a bite-off notch, but are resting against the bite sensor at any location with their cutting edge. This location is detected by the at least one sensor element.
  • Such an embodiment is particularly advantageous if the measurement of the coordinates of the incisors is performed simultaneously with the fluoroscopy. In this case, there is no danger that the patient accidentally changes a previously set position of the incisors on the up to the moment of the X-ray.
  • the at least one sensor element may comprise a plurality of pressure or proximity sensors successively arranged along the reference direction, the size and arrangement of which determines the spatial resolution with which the coordinates of the contact surface can be measured.
  • piezo elements are particularly suitable as pressure sensors.
  • proximity sensors in particular capacitive sensors come into consideration, which can be specifically designed so that they respond only to teeth, only on lips or on the lips and teeth.
  • the at least one sensor element is designed as a linear potentiometer, which has a resistance surface and an elastic electrode. A movable tapping point of the linear potentiometer can be produced where the elastic electrode is deflected by a tooth and / or the lip of the patient so far that the electrode rests against the resistance surface.
  • Such a linear potentiometer has a simple structure and requires fewer electrical leads than a plurality of successively arranged pressure or proximity sensors.
  • the carrier for the at least one sensor element is preferably fastened on an insertion part, which contains the X-ray source, and may for example be designed as a sleeve, which is pushed onto the insertion part.
  • Figure 1 is a vertical section through an inventive X-ray examination system in use;
  • Figure 2 is a horizontal section through that in the figure
  • FIG. 3 shows a schematic illustration for illustrating a distortion arising on an X-ray image
  • Figure 4 is a schematic representation similar to Figure 3, but with undistorted image
  • Figure 5 is a schematic representation similar to that in the
  • Figure 6 is a schematic representation similar to that in the
  • FIG. 3 but with emphasis on an object plane
  • FIG. 7 shows an enlarged illustration of the geometric relationships that are present in the projection of teeth on the sensor surface of an X-ray detector of the X-ray examination system shown in FIGS. 1 and 2 for explaining a first exemplary embodiment of a method according to the invention
  • Figure 8 is a vertical section through a triangulation sensor used as a measuring device, which is inserted into the oral cavity of a patient;
  • FIG. 9 is a front view of that shown in FIG.
  • Figure 10 is a vertical section through a 3D stereoscopic camera inserted into the oral cavity of a patient
  • FIG. 11 is a front view of that shown in FIG.
  • Figure 12 is a generated by a light source regular
  • FIG. 13 shows the light grid according to FIG. 12 when projected onto teeth
  • FIG. 14 shows one for the implementation of the invention
  • Method suitable measuring device which has to carry out a triangulation of multiple light sources and a plurality of detectors
  • FIG 15 is a schematic representation of essential
  • FIG. 16 is a flowchart showing essential steps of the method according to the invention.
  • FIG. 17 shows a vertical section through an inventive X-ray examination system according to an embodiment, in which a measuring device is attached to a distal end of an insertion part;
  • FIG. 18 is a horizontal section through an inventive X-ray device according to an embodiment in which the measuring device is arranged between the patient and the X-ray detector;
  • FIG. 19 is a front view of that shown in FIG.
  • Measuring device at the height of the line XIX-XIX, wherein the X-ray detector and a holder connected thereto are not shown;
  • FIG. 20 shows a horizontal section through an inventive X-ray apparatus in which a measuring device is shown. is arranged on a side facing away from the patient side of the X-ray detector;
  • FIG. 21 is a front view of that shown in FIG.
  • Measuring device at the height of the line XXI-XXI, wherein the X-ray detector and a holder associated therewith are not shown;
  • FIG. 22 shows a vertical section through an inventive X-ray device according to an embodiment, in which reflectors are arranged between the patient and the X-ray detector;
  • Figure 23 is a horizontal section through a fiction, according ⁇ X-ray apparatus according to an embodiment, in which the measuring means comprises a hingedly formed contour measuring sheet with integrated sensors;
  • FIG. 24 is a front view of that shown in FIG.
  • FIG. 25 shows a horizontal section through an inventive X-ray device according to an exemplary embodiment, in which the measuring device comprises a plastically deformable contour measuring arc with absorption bodies carried therefrom;
  • FIG. 26 is a front view of that shown in FIG.
  • Measuring device at the height of the line XXVI-XXVI, wherein the X-ray detector and a holder connected thereto are not shown;
  • FIG. 27 shows a vertical section through an inventive X-ray apparatus according to an embodiment. game, wherein the measuring device comprises a Aufbisssensor with a plurality of successively arranged pressure sensors;
  • FIG. 28 an enlarged detail from FIG. 27, in which the arrangement of the pressure sensors designed as piezo elements can be recognized;
  • FIG. 29 is a fragmentary view of the figure 28
  • FIG. 30 is a fragmentary view of the figure 28
  • Figures 1 and 2 show an inventive and generally designated 10 X-ray examination system for dental and orthodontic diagnostics in a vertical or horizontal section.
  • the x-ray examination system 10 has an x-ray device 12, which is connected to a computer 16 via a data line 14.
  • a computer 16 may also be a specially developed for the X-ray examination system 10
  • Evaluation unit may be provided which has a data memory and a computing unit.
  • the X-ray device 12 has a protective housing 18, which consists of an electrically and thermally insulating material and is divided into a cuboid main part 20 and a tubular insertion part 22.
  • the insertion part 22 is detachably fastened to the main part 20 via a fastening device, not shown, and receives an x-ray tube which, for the sake of clarity, is not shown in greater detail in FIGS. 1 and 2.
  • an electron beam source 24 is arranged, with which an electron beam can be generated.
  • the electron beam source 24 has for this purpose in a conventional manner a cathode and an anode, which are connected to a high voltage source, which is also accommodated in the main part 20 of the protective housing 18.
  • a cathode and an anode which are connected to a high voltage source, which is also accommodated in the main part 20 of the protective housing 18.
  • electrons are emitted from the cathode and accelerated in the electric field that forms between the cathode and the anode.
  • the electrons leave the electron beam source 24 through a hole provided in the anode and form an electron beam 26 in the x-ray tube.
  • the X-ray device 12 further has an X-ray detector 32, which is formed in the illustrated embodiment as a digital X-ray detector and is attached by means of a holder 31 to the main part 20 of the protective housing 18.
  • the x-ray detector 32 has a CCD or a CMOS sensor whose pixels are arranged on a sensor surface 33 which is curved both in the sectional plane according to FIG. 1 and in the sectional plane according to FIG.
  • the curvature in the horizontal sectional plane according to FIG. 2 is chosen such that it approximately follows the typical course of a human dental arch. Describe the detector surface of the X-ray detector 32 by moving a circular arc along an approximately parabolic path. Behind the X-ray detector 32, a shield may be arranged (not shown), which prevents that not absorbed by the X-ray detector X-ray propagates in the examination room.
  • the signals generated by the pixels of the sensor surface 33 are transmitted by the X-ray device 12 via the data line 14 to the computer 16 and there processed to form an X-ray image, which is stored in a memory, which is indicated at 39. Equalization of the X-ray image also takes place in the computer, which is explained in more detail below in sections 2 and 3.
  • the sensitivity of the X-ray detected by the pixels of the X-ray detector 32 depends thereby on the amount and the nature, in particular the density, the Ge ⁇ tissue disorders from which they pass on their way from the x-ray source 28 to the X-ray detector 32, the X-rays.
  • the X-ray source 28 By suitable design of the X-ray source 28, it is ensured that the X-rays 30 cover both in the vertical direction (sectional plane of FIG. 1) and in the horizontal direction (sectional plane of FIG. 2) an angle which ensures the complete fluoroscopy of all the teeth 38 and the associated ones Ensuring dental restraints of the patient.
  • On the sensor surface 33 of the X-ray detector 32 a panorama-like image of the tissue penetrated by the X-rays 30 thus results. Since the X-ray source 28 is approximately point-shaped and relatively close to the tissue to be screened, the image formed on the sensor surface 33 during fluoroscopy obeys the rules of central projection.
  • FIG. 3 shows a cube-shaped grid 39 which is illuminated by a radiation source 40 assumed to be punctiform.
  • a radiation source 40 assumed to be punctiform.
  • On an image plane 42 emerges from the shadow of the grid 39 an image 139 according to the rules of central projection.
  • the parallelism of lines which, as assumed here, are arranged in planes which run parallel to the image plane 42 remains in the image 139.
  • projection beams are indicated by dashed lines and for the three corners behind them by dotted lines.
  • the radiation source 40 is not centered with respect to the grid 39, but slightly offset to the bottom left.
  • the image 139 produced on the image plane 42 is distorted.
  • Such an evaluation is only possible if the image 139 arises from a perspective known to the viewer and particularly suitable for an assessment.
  • FIG. 1 Such a known perspective is shown in FIG.
  • the radiation source 40 ' is located exactly on a central axis of the grating 39, ie on a line which passes through the centers of two opposite faces of the grating 39 (see rear view on the right-hand edge of FIG.
  • the image formed on the sensor surface 33 of the X-ray detector 32 when the teeth 38 are illuminated will also generally be distorted.
  • the doctor knows such a parallel perspective, for example, from conventional panoramic images in which the X-ray source is moved around the patient behind the head (and thus relatively far away from the teeth) and an X-ray film or other X-ray detector is exposed through a wandering slit diaphragm.
  • the shape of the grating 39 can not yet be inferred.
  • FIG. 5 shows this using the example of a warped grating 41: With otherwise identical projection ratios, ie position of the radiation source 40 and the image plane 42, the projected image 141 can not be distinguished from the image 139 of the undrawn grating 39 from FIG. 3.
  • FIG. 1 One way to deduce the actual shape of the grating 39 and thus obtain an equalized image is shown in FIG. It is assumed here that the position of a first object plane 46, in which the four corners of the grating 39 facing the radiation source 40 are arranged, is known relative to the radiation source 40 and the image planes 42. If the position of the first object plane 46 is known, the arrangement of the front corners of the grating 39 can be reconstructed in a simple manner by connecting beams emanating from the image 139 to the radiation source 40. The puncture points on the object plane 46 of these beams are then the front four corners of the grid 39 fixed. In this way, in the object plane 46, by back projection of the image 139 onto the object plane 46, an equalized original image of the image 139 is created.
  • the position of the second object plane would have to be known, in which the four corners of the grid 39 facing away from the radiation source 40 are arranged.
  • the error that arises from estimating the distance of this second object plane to the first object plane is relatively small. Applied to the projections of the teeth 38, this means that one can easily determine the position of the second object plane by displacing the first object plane by the typical "thickness" of a row of teeth.
  • FIG. 7 illustrates the corresponding relationships as they exist when the X-ray image is recorded with the X-ray apparatus 12 shown in FIGS. 1 and 2.
  • 48 designates here an object surface whose three-dimensional shape has been determined such that the surfaces of the teeth 38 facing the x-ray source 28 abut the object surface 48 approximately tangentially. Distanced behind it is the Sensor surface 33 of the X-ray detector 32 indicated.
  • the object surface 48 thus corresponds to the object plane 46 and the sensor surface 33 of the image plane 42 in the representation of FIG. 6.
  • the image 138 of a tooth 38 is indicated as an example, which is produced on the sensor surface 33 by projection as a result of fluoroscopy with x-rays 30. If, by calculation, these points lying on the sensor surface 33 are projected back onto the object surface 48, then an equalized original image of the tooth 38 is produced.
  • This procedure requires that the coordinates of the sensor surface 33 relative to the position of the X-ray source 28 are known exactly. Furthermore, the position of the object surface 48 must also be known in this reference system. The position of the sensor surface 33 relative to the x-ray source 28 is structurally fixed to one another in the x-ray device 12. However, the position of the object surface 48 in this reference system is initially unknown, since the shape of the mandibular arch and the arrangement of the teeth 38 held therefrom can deviate considerably from one patient to another.
  • the straightened X-ray image is also to be used to determine particular proportions of the teeth or periodontal ligaments, it generally does not suffice for all patients to have the same location of the object area 48 or about a limited number of different object areas 48 of equalization based on which one is selected according to the age of the patient.
  • the position of the object surface 48 is metrologically determined in this embodiment by determining coordinates of the teeth 38 at a plurality of measuring points lying on the teeth 38 with the aid of a measuring device. Possible measuring methods used in this are suitable, are described in more detail below with reference to Figures 8 to 12.
  • the measuring device is a triangulation sensor 50 which is introduced into the oral cavity 34 of the patient 36.
  • the triangulation sensor 50 shown in FIG. 9 shows, it has one
  • Light source 52 for example, a laser diode or an LED, and a directionally resolved image sensor 54.
  • Imager 54 typically includes a microlens and a CCD sensor for this purpose.
  • the light source 52 and the image sensor 54 are arranged on a cross member 56, which is rotatable about a vertical axis 58 by means of a small servomotor (not shown) relative to a longitudinal member 60.
  • a small servomotor (not shown) relative to a longitudinal member 60.
  • the cross member 56 about a horizontal axis 61 by means of another servo motor (also not shown) can be tilted. In this way, the light beam generated by the light source 52 by pivoting about the vertical
  • Axis 58 and the horizontal axis 61 are guided according to a defined scanning pattern on the triangulation sensor 50 facing inner surfaces of the teeth 38. This results in a grid-like arrangement of measuring points whose coordinates can be accurately determined by triangulation relative to each other.
  • the longitudinal member 60 of the triangulation sensor 50 is provided with a bite bar 62 which is provided on its underside with a notch into which the lower
  • FIGS. 10 and 11 show, in similar representations to FIGS. 8 and 9, an intraoral stereoscopic SD camera which is used as a measuring device for determining the coordinates on the teeth.
  • the 3D camera designated as a whole by 64, comprises two intraoral cameras 66, 68 which, as can be seen in FIG. 11, are arranged on a common cross member 70.
  • the cross member 70 is attached to the end of a longitudinal member 72 which is provided on its underside again with a Aufbisssteg 74.
  • the distance between the intraoral cameras 66, 68 on the one hand and the recorded teeth 38 on the other hand can be determined by way of image processing (eg by photogrammetry methods) ,
  • the intraoral camera 66 In a modified measuring method, only the intraoral camera 66 is used.
  • the other intraoral camera 68 is replaced by a light source provided with a grating shutter and capable of projecting a regular light grating 69 onto the teeth 38, as shown in FIG. If this regular light grid 69 is projected onto teeth 38, the intraoral camera 66 takes an image, as shown by way of example in FIG. Due to the curvature of the teeth 38, the originally straight lines of light are also curved. The distance between the light lines is a measure of the distance of the teeth 38 to the intraoral camera 66. By evaluating the distorted light line image, as shown in FIG. 13, it is also possible to obtain a surface relief of the teeth 38.
  • FIG. 13 By evaluating the distorted light line image, as shown in FIG. 13, it is also possible to obtain a surface relief of the teeth 38.
  • the measuring device 73 has a longitudinal member 72, which is dimensioned so that it can be inserted into the oral cavity 34 of the patient 36.
  • a detector latch 76 is arranged, on which a plurality of detector elements 78, for example photodiodes, are arranged parallel to one another.
  • each detector element 78 is assigned a cylindrical sleeve 80, which causes light incident on the detector element 78 to be detected only substantially parallel to the longitudinal axis of the sleeve 80.
  • the detector elements 78 thus form together with the sleeves 80 direction-resolving optical sensors.
  • the detector latch 76 in turn carries a laser bar 82, which comprises a plurality of laser diodes 83 arranged next to one another.
  • the laser diodes 83 of the laser bar 82 are driven in the measurement so that they generate a laser beam 84 at short time intervals.
  • the directional characteristic of the detector elements 78 only certain detector elements 78 can detect the laser light reflected by the teeth 38. In FIG. 14, this is indicated for two detector elements 78 by dashed lines.
  • the pivotable head of the triangulation sensor 50 shown in FIGS. 8 and 9 is replaced by a fixed arrangement of a plurality of light sources and a plurality of detectors. 5.
  • the undistorted original image can be reconstructed from a distorted image 139 if the position of the object plane 46 is known.
  • an equalization is also possible if the shape is known at least from a part of the object, here the cube 39, without knowing its position relative to the image plane 42 and to the radiation source 40 exactly.
  • the transformation rule which mathematically describes the equalization or equalization, can be assumed to be the same for smaller objects in a good approximation. With a tooth this can be assumed with good approximation; So if you know how to equalize the crown, you can equalize the neck of the tooth with the same transformation rule.
  • FIG. 15 the steps performed for equalization in this embodiment are shown separated by arrows.
  • the starting point is the distorted X-ray image taken by the X-ray detector.
  • such an X-ray image is designated by 90;
  • the images 138 of two teeth 38 are shown.
  • an edge image 92 of the teeth 38 is obtained from the X-ray image 90, which is done using known edge detection algorithms.
  • the identifiable on the X-ray image 90 teeth 38 are measured.
  • a surface relief 94 is obtained, which is indicated in FIG. 15 by curved lines 96 on teeth 38.
  • the surface relief 94 is now from a pre-determined
  • Planned perspective shown.
  • This desired perspective can be fixed by the X-ray examination system 10, but can also be freely selected by an operator.
  • the desired perspective can be determined individually for individual teeth or groups of teeth, so that the rectified X-ray image is composed of a plurality of partial images, which appear to be taken from different perspectives and are composed without gaps to form a panoramic image.
  • a centrally centered central perspective as indicated in FIG. 4, or a parallel perspective may be considered. It has been assumed in FIG. 15 that the surface relief 94 is already shown in the desired desired perspective.
  • This determination is preferably carried out automatically by subjecting the surface relief 84 shown in the desired perspective to edge detection, and then selecting characteristic points of the edges, such as corners or strong curvatures, as support points 88.
  • a transformation instruction is defined, which converts the points 98 'to the interpolation points 98.
  • the term "transformation rule” here means any collection of rules. with which a linear or nonlinear distortion or equalization can be described for a group of pixels. If the transformation rule is designated as matrix T in FIG. 15, this represents a rough simplification, because with a matrix alone, the transformation of a larger group of pixels will generally not be described.
  • the transformation rule is now applied to the entire X-ray image 90, whereby the teeth 138 'shown therein are equalized and displayed so that they appear taken from the desired desired perspective.
  • the result is an equalized x-ray image 100, in which the tooth roots and necks of the teeth, which were not detectable during the measurement, also appear from the desired target perspective.
  • This process can be repeated for each individual tooth or groups of teeth that can apply the same transformation protocol.
  • FIG. 16 shows, in the form of a flowchart, essential steps of the method according to the invention, which are common to both exemplary embodiments.
  • a step Sl the X-ray source 28 is placed in the oral cavity 34 of the patient 36.
  • the X-ray detector 32 is arranged such that it extends around the mandibular arch of the patient 36 from the outside.
  • a third step S3 the teeth 38 of the patient 36 are X-rayed.
  • a fourth step S4 the X-radiation impinging on the X-ray detector 32 is detected.
  • a digital X-ray image is generated on the basis of the X-radiation detected by the X-ray detector 32.
  • step S6 coordinates of a plurality of measuring points lying on the teeth 38 are measured with the aid of a measuring device, for example the triangulation sensor 50, the 3D camera 64 or the measuring device 73.
  • step S7 the digital X-ray image generated in step S5 is equalized using the coordinates measured in step S6.
  • the teeth of the patient 36 can be measured either before or after the acquisition of the X-ray image.
  • a simultaneous measurement is hardly practical, since the
  • measuring devices which make it possible to carry out the surveying and the fluoroscopy of the teeth 38 simultaneously or in succession so that no modifications of the X-ray device, eg a pivoting away of certain parts of the measuring device, are required.
  • Simultaneous measurement and fluoroscopy reduce the susceptibility to error, because the simultaneity ensures that the measurement in the condition in which the patient's teeth are illuminated.
  • a simultaneous measurement requires that no or at least no parts of the measuring device that are impermeable to X-rays are arranged in the beam path of the X-radiation such that the images of these parts cover the images of the teeth and other structures of interest on the recorded X-ray images. In the embodiments of measuring devices described below, this is achieved in different ways.
  • FIG. 17 shows, in a vertical section, an exemplary embodiment of an x-ray device 12 in which two of the stereoscopic 3D cameras shown in FIGS. 10 and 11 are fastened to the distal end of the insertion part 22.
  • the 3D cameras denoted by 64a, 64b in this exemplary embodiment each comprise two intraoral cameras 66, 68, as shown in FIG. 11 (in the vertical section of FIG. 17, only the intraoral cameras 66 facing the observer are discernible).
  • the two 3D cameras 64a, 64b are mounted so far behind the X-ray source 28 that they do not hinder the propagation of the X-rays in the direction of the teeth 38 of the patient 36.
  • the teeth 38 can be simultaneously illuminated and measured with the aid of the two SD cameras 64a, 64b. Since the insertion part 22 in comparison to the side member 72 has relatively large dimensions, neither of the two 3D cameras 64a, 64b both rows of teeth of the patient 36 can be optically detected simultaneously. For this reason, two independent SD cameras 64a, 64b are provided in this exemplary embodiment, each of which measures the row of teeth lying on its side. Alternatively, it is possible to provide only a 3D camera 64a which can be swiveled through 180 ° about the longitudinal axis of the insertion part 22, so that the two rows of teeth can be measured sequentially by a 3D camera 64a.
  • the intraoral cameras 66, 68 which are part of the 3D cameras 64a, 64b, may be endoscope cameras. This has the advantage that the intraoral cameras 66, 68 can have very small dimensions, which makes the recording of the 3D
  • the captured by the intraoral cameras 66, 68 images can, for. B. are transmitted via a fiber optic to the main part 20 of the X-ray device 12. A free-ray transmission with the aid of angle optics is also considered for this purpose.
  • the intraoral cameras 66, 68 can also be designed as so-called video endoscopes, in which electronic image sensors are arranged in the receiving heads of the intraoral cameras.
  • the image transfer to an evaluation, the z. B. can be configured as software executable in the computer 16, then takes place not on optical but electronic way. The same applies to the intraoral cameras of the embodiment shown in Figures 10 and 11.
  • a marker object is indicated at reference numeral 102, which is impermeable to X-rays and in the illustrated embodiment, the shape of a small ball, which has a short foot is attached to the insertion part 22.
  • the marking object 102 is arranged so that it does not lie in the beam path of X-ray radiation that penetrates the teeth or other structures of interest in the jaw region of the patient 36. As a result, the image of the marker object 102 does not overlap the images of the structures of interest. Since the patient 36 has to keep his mouth open anyway in order to be able to receive part of the insertion part 22 into his oral cavity 34, a central strip always remains on the X-ray image between the two illustrated rows of teeth on which the marking object 102 should preferably appear.
  • the X-ray detector is not a CCD or a CMOS sensor, but the X-ray detector is an interchangeable image carrier, for example a CCD.
  • the X-ray detector is an interchangeable image carrier, for example a CCD.
  • B a storage film or an X-ray film having.
  • the image carrier is not positioned exactly in a suitable receptacle. Since the equalization according to the invention requires that the position of the X-ray detector 32 relative to the X-ray source 28 be known exactly, such replacements of a replaceable image carrier may result in the rectification being erroneously performed and the teeth 38 of the patient 36 thus not being correct the rectified X-ray image appear.
  • the computer 16 can determine the position of the image carrier relative to the X-ray source 28 from the position of the image of the marking object 102 on the replaceable image carrier , Dodge the picture of the marking object 102 from its nominal position on the image carrier, the image carrier was not exactly aligned in its recording during the X-ray exposure. From the displacement of the actual image relative to the desired position of the image, the computer 16 can then determine the amount and direction of the misalignment and correct the other pixels accordingly. In order to increase the accuracy of the correction, it is also possible to provide a spatially extended marking object or a plurality of distributed marking objects.
  • FIG. 18 shows, in a horizontal section, an exemplary embodiment of an X-ray device 12 according to the invention, in which the measuring device is arranged not intraorally but extraorally between the teeth 38 of the patient and the X-ray detector 32.
  • the measuring device comprises four triangulation sensors 50a, 50b, 50c, 50d, whose measuring apertures are indicated in each case by gestri ⁇ smiled lines.
  • the triangulation sensors 50a to 50d are fastened to a support 104, which in turn is fixed to the insertion part 22 in a manner not shown.
  • FIG. 19 shows the measuring device in a front view at the level of the line XIX-XIX, wherein the X-ray detector 32 is indicated only with its outline for the sake of clarity, and the holder 31 with which the X-ray detector 32 is attached to the main part 20 of the X-ray device 12 , not shown at all.
  • the carrier 104 is oriented in the vertical direction such that both the carrier 104 itself and the triangulation sensors 50a to 50d carried thereon extend along a gap left between the two rows of teeth of the patient 36. The height of this gap is in the sentlichen determined by the diameter of the insertion part 22 and the dimensions of the Aufbissstege 63.
  • the measuring device is indeed imaged with the X-ray image, but their image covers neither the teeth 38 themselves nor other structures of the mandibular arch, which may be of interest. Nevertheless, the central arrangement between the two rows of teeth makes it possible to optically measure them simultaneously with the triangulation sensors 50a to 50d.
  • the carrier 104 does not extend over the entire length of the patient's dental arch. This is due to the fact that in an extra-oral optical measurement, even if the patient's lips are pushed up or down, the molars of the patient can not be measured, since they are covered by the cheeks. However, the position of those molars can be extrapolated with sufficient accuracy, it being possible to resort to statistical data of patients of the same age and sex or other typifying parameters.
  • FIGS. 20 and 21 show, in illustrations similar to FIGS. 18 and 19, an exemplary embodiment of an X-ray device 12 according to the invention, in which the triangulation sensors 50a to 50d are also arranged extraorally but on a rear side of the X-ray detector 32 facing away from the patient.
  • the X-ray detector 32 has a central strip-shaped opening 105 which is located in that bene between the two rows of teeth, in which the triangulation sensors 50a to 50d of the embodiment shown in Figures 18 and 19 are arranged. This ensures that X-radiation which strikes through the opening 105 has not been previously illuminated by teeth 38 or other structures of the mandibular arch of interest.
  • the opening 105 it is possible to extend the opening 105 to the two shorter transverse sides of the X-ray detector 32, so that it is divided into two halves, which are spaced apart.
  • FIG. 22 shows, in a vertical section, an exemplary embodiment of an X-ray device 12 according to the invention, in which the measuring device has reflectors 106a, 106b, which are arranged between the patient 36 and the X-ray detector 32.
  • the measuring device has two 3D cameras for each row of teeth, each of which comprises two individual cameras, one of which is shown in FIG. 22 for each row of teeth and designated 66a and 66b.
  • the cameras 66a, 66b are arranged on the two upper and lower longitudinal edges of the X-ray detector 32 and are therefore located outside the beam path of the X-radiation.
  • the reflectors 106a, 106b are located in the path of the X-radiation, which also passes through the teeth 38 of the patient 36. Therefore, the reflectors 106a, 106b for X-ray must be at least largely transparent. This also applies to feet 110a, 110b, on which the reflectors 106a, 106b are supported on the insertion part 22. For a wearer of the reflectors 106a, 106b and the feet 110a, 110b, for example, plastic may be considered as the material.
  • a strapped on the straps inflective coating of the reflectors 106a, 106b may for example consist of aluminum, which only weakly absorbs X-rays.
  • the supports of the reflectors 106a and 106b are planar plates that extend across the entire width of the mouth of the patient 36.
  • the cameras 66a, 66b can receive an undistorted image of the teeth of the patient 36 lying in the region of the mouth opening.
  • two likewise strip-shaped support surfaces 108a, 108b are attached to the X-ray detector 32, over which the patient's lips are pushed and made of a material permeable to both visible light and X-radiation is, for. Glass.
  • FIGS. 23 and 24 show, in illustrations similar to FIGS. 18 and 19, an exemplary embodiment of an X-ray device 12 according to the invention, the measuring device of which comprises an upper and a lower contour measuring arc 110a or 110b.
  • Each contour measuring arc 110a, 110b in turn has a plurality of abutment members 112, which are connected to each other via joints 114.
  • the joints 114 thereby enable a deflection of the abutment members 112 perpendicular to a measuring plane in which the contour measuring arcs 110a, 110b respectively extend.
  • each hinge 114 is associated with an angle encoder 116.
  • This generates an electrical output signal in dependence on the angle formed between the abutment members 112, which are connected to each other via the respective joint 114.
  • the electrical output signals of the angle sensor 116 are connected via a not shown electrical signal line supplied to the computer 16. If the electrical signal lines consist of X-ray radiation only weakly absorbing material such as aluminum, they may be guided along the back of the contact members 112 facing away from the teeth 38. Otherwise, it is possible to guide the signal lines in the space between the rows of teeth of the patient.
  • the ganglieder- 112 and the joints 114 consist of a permeable to X-ray material.
  • the angle encoders 116 are arranged at the end of the joints 114 so that they are located in the space between the two rows of teeth of the patient during the measuring process.
  • the angle encoders 116 must therefore contain materials that are impermeable to X-rays.
  • each contour measuring blade 110a, 110b is fixedly connected to the insertion part 22 of the X-ray apparatus 12 via one of the webs 118a or 118b (see FIG. 24) and constitutes a stop for the incisors of the patient Engage the patient's incisors on the central abutment member 112, the rest of the abutment members 112 are pivoted by means of the joints 114 that to the teeth 38 facing bearing surfaces 120 of the abutment members 112 are brought into contact with the row of teeth of the patient.
  • the angle changes occurring during the adjustment of the joints 114 are detected by the angle transmitter 116 and transmitted to the computer 16.
  • FIGS. 25 and 26 show, in illustrations similar to FIGS. 23 and 24, an exemplary embodiment of an X-ray device 12 according to the invention in which the contour measuring arcs 110a, 110b each have a plastically deformable carrier 122, its inner surface facing the teeth 38 as abutment surfaces 120 are formed.
  • Each carrier 122 carries a plurality of absorbent bodies 124 which are secured by feet 126 to the respective carrier 122.
  • the feet and the carrier 122 are made of a material transparent to X-ray light material, while the absorption body 124, which may for example have the form of small balls, X-rays almost completely absorbie ⁇ ren.
  • the legs 126 are dimensioned so that the absorption body 124 in the space between the rows of teeth are arranged, as can be seen in the figure 26. As a result, when the teeth 38 are illuminated, the absorption bodies are detected by the X-ray detector 32, without their images, however, covering the images of the teeth 38.
  • the contour measuring arches 110a, 110b are fixed on the insertion part 22 via webs 118a, 118b, so that the middle section of the contour measuring arcs 110a, 110b serves in each case as a stop for the rows of teeth of the patient. If the carriers 122 are shaped in such a way that they can be plugged onto the rows of teeth in a self-clamping manner, the webs 118a, 188b can be dispensed with. The plastically deformable supports 122 are now bent so that their contact surfaces 120 come into contact with the teeth 38, as can be seen in FIG.
  • FIG. 27 shows a first embodiment of a bite sensor in a horizontal intersection.
  • the Aufbisssensor 130 generally designated 130 has a tubular and closed at its distal end sleeve 132 which is pushed onto the likewise tubular insertion part 22 end and locked in a manner not shown.
  • a plurality of pressure sensors designed as piezoelectric elements are arranged one behind the other in the longitudinal direction of the sleeve 132, which will be explained in more detail below with reference to FIG.
  • FIG. 28 shows an enlarged section of the wall of the sleeve 132 designated 134.
  • the sleeve wall 134 has over a section of a few centimeters an elastic outer wall 136 and a fixed inner wall 138, between which the piezo elements designated 140 are arranged.
  • Each piezo element 140 is designed as a so-called stacked piezo element, in which two piezoelectric crystals 142a, 142b are sandwiched between three metal electrodes.
  • One of the two outer metal electrodes is in each case on the elastic outer wall 136, while the other metal electrode is supported in a manner not shown on the fixed inner wall 138.
  • the biting pressure generated in this case is transmitted via the elastic outer wall 136 to those piezoelements 140 which are located near the exiting point.
  • the pressure applied to the respective piezoelectric element 140 generates an electrical signal, which is transmitted via signal lines 144 is transmitted to the computer 16. From the height and the assignment of the signal to the relevant piezoelectric elements 140, the computer 16 can close the location at which the tooth 38 rests against the elastic outer wall 136 of the bite sensor 130.
  • the coordinates of the contact surfaces of the incisors can be measured in this manner with an accuracy that depends in this embodiment on the number of per unit length longitudinally provided piezoelectric elements 140.
  • the longitudinal direction of the bite sensor 130 in this embodiment coincides with an insertion direction along which the insertion member 22 is inserted into the oral cavity 34 of the patient 36 together with the bite sensor 130 pushed thereon.
  • the part of the sleeve wall 134 which is diametrically opposite to the cutout shown in FIG. 28 and serves to measure the biting surfaces of the lower incisors, has the same construction and the same function.
  • the piezo elements 140 of the embodiment shown in FIGS. 27 and 28 can also be replaced by other pressure sensors. It is also possible to replace the pressure sensors with proximity sensors. In this way, additionally or exclusively, the position of the lips of the patient 36 along the insertion direction can be measured, since the lips of the patient may not even touch the bite sensor 130 when the mouth is slightly open.
  • FIG. 29 shows a detail of an embodiment of a bite block in a representation similar to FIG. 28, in which a plurality of proximity sensors are arranged one behind the other along the insertion direction in the sleeve wall 134, which act as capacitive proximity sensors 146 are formed.
  • the outer wall 136 of the sleeve wall 134 need not be deformable in this case, since the proximity sensors 146 are responsive only to approach, but not pressure of body tissue, so that at the same time the position of a lip 148 and an adjacent incisor 38 can be detected.
  • Proximity sensors 146 may also be designed to respond only to the approach of hydrous tissue so that incisor 38 is not detected.
  • the density of the Nä ⁇ herungssensoren 146 determines the spatial resolution of the Aufbisssensors 130 in the insertion direction. In the in Figs. 28 and
  • the spatial resolution can be increased when interpolated between electrical signals generated by adjacent piezo elements 140 or proximity sensors 146.
  • FIG. 30 shows a detail of a sensor element of the stem sensor 130, which is designed as a linear potentiometer 150 in a representation similar to FIGS. 28 and 29.
  • the linear potentiometer shown only schematically in FIG. 30 has a resistance surface 152 extending along the insertion direction and an elastic electrode 154 guided parallel thereto at a small distance, which is connected in common with the resistance surface 152 in the manner of a voltage divider circuit.
  • the movable tapping point required with a linear potentiometer is generated at the linear potentiometer 150 where the elastic electrode 154 is deflected by a tooth 38 or the patient's lip through an elastic outer wall 136 so that the elastic electrode 154 contacts the resistance surface 152 is present.
  • the Position point represents the tapping point of the linear potentiometer.
  • the position of the point of attachment along the insertion direction can then be derived from the measured voltage with high accuracy in a conventional manner.
  • FIG. 31 shows in a manner similar to FIG. 27
  • the sensory impression in the patient 36 is quite different with smaller jaw movements, depending on whether his incisors engage in the bite notches 160a, 160b or (accidentally) rest on the smooth hard surface of the sleeve 12 next to them.
  • the sleeve 132 is by means of a servomotor 164 along its . Displaced longitudinally.
  • the servomotor 164 is in turn driven by the computer 16.
  • the control of the servomotor 164 takes place in such a way that it is given a desired distance between the bite notches 160a, 160b on the one hand and the x-ray source 28 on the other hand.
  • This desired distance can be calculated in the computer 16 by a program, the patient-specific parameters such as age, gender o. ⁇ . Are supplied.
  • the nominal distance can, however, also be predefined directly to the computer 16 with the aid of suitable input means.
  • the servomotor 164 moves the sleeve 132 with the bite notches 160a, 160b arranged thereon so that the desired setpoint distance is achieved.
  • Servomotor 164 serves as a position sensor at the same time, so that the computer 16 is always aware of the actual distance between the bite notches 160a, 160b and the X-ray source 28.
  • the up-gauge sensor shown includes an additional position sensor 166 for measuring the position of sleeve 132 relative to insertion portion 122 along the longitudinal direction thereof.
  • the position sensor 166 optically scans one in this embodiment
  • the servo motor 164 is replaced by a locking device, which may be manually or electrically operated.
  • Position sensor 166 outputs the measured position tion preferably to a well-recognizable display device on which an operator can read the distance between the Aufbisskerben 160a, 160b on the one hand and the X-ray source 28 (or another derived therefrom size).
  • the locking device is then actuated by the operator or by a command from the computer 16, whereby the sleeve 132 detected and thus can not be moved in the direction of the double arrow 162.

Abstract

In a method for producing rectified x-ray images for dental or orthodontic diagnostics, a x-ray source (28) is introduced into the oral cavity (34) of a patient (36). A x-ray detector (32) is arranged such that it extends at least about a part of the mandibular arch of the patient (36) from the outside. Subsequently, the teeth of the patient (36) are x-rayed, wherein the x-rays impinging on the x-ray detector (32) are detected. On the basis of the x-rays detected by the x-ray detector, a digital x-ray image is generated. According to the invention, the coordinates of a plurality of measuring points located on the teeth (38) are measured by means of a measuring device (50; 64; 73; 50a to 50d; 106a, 106b, 66a, 66b; 110a, 110b; 130). Finally, the digital x-ray image is rectified using said coordinates.

Description

VERFAHREN UND SYSTEM ZUR HERSTELLUNG VON  METHOD AND SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF
ENTZERRTEN RÖNTGENBILDERN FÜR DIE ZAHNMEDIZINISCHE ODER KIEFERORTHOPÄDISCHE DIAGNOSTIK  RESISTANT X-RAY IMAGES FOR DENTAL OR ORTHODONTIC DIAGNOSTICS
HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
1. Gebiet der Erfindung 1. Field of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Herstellung von entzerrten Röntgen-Panoramavergrößerungs- aufnahmen für die zahnmedizinische oder kieferorthopädische Diagnostik. The invention relates to a method and a system for producing rectified X-ray panorama magnification images for dental or orthodontic diagnostics.
2. Beschreibung des Standes der Technik 2. Description of the Related Art
Zu Diagnosezwecken ist es in der Zahnmedizin und der Kieferorthopädie häufig erwünscht, über Panoramaaufnahmen zu verfügen, die das gesamte Gebiss und den gesamten Zahnhalteapparat eines Patienten zeigen. Bei solchen Panoramaaufnahmen kommt inzwischen fast ausschließlich die Technik der Panoramaschichtaufnahme (PSA) zur Anwendung. Dabei erfolgt die Belichtung des Bildträgers, zum Beispiel eines Röntgen- films oder einer Speicherfolie, von hinten durch den Schädel des Patienten hindurch. Durch die Abbildungsgeometrie ist dabei sichergestellt, dass nur die interessierenden Bereiche des Schädels, nämlich die Zähne mit den Zahnhalteapparaten, scharf abgebildet werden. Meist erfolgt die Be- lichtung des Bildträgers durch eine sich von außen um den Kiefer des Patienten herum bewegende Schlitzblende hindurch. Die Röntgenquelle wird dabei gleichzeitig um den Hinterkopf des Patienten herum verschwenkt. Auf diese Weise werden die jeweils durchleuchteten Bereiche des Gebisses annähernd parallel auf den Bildträger projiziert. Das Gebiss erscheint auf dem Röntgenbild als Abwicklung des Gebisses, was die ärztliche Diagnose erheblich erleichtert. For diagnostic purposes, in dentistry and orthodontics, it is often desirable to have panoramic images that show the entire dentition and the entire periodontium of a patient. With such panoramic images, almost exclusively the technology of panoramic tomography (PSA) is used. The exposure of the image carrier, for example an X-ray film or a storage film, takes place from behind through the skull of the patient. It is ensured by the imaging geometry that only the areas of interest of the skull, namely the teeth with the periodontium apparatus, are sharply imaged. In most cases, the image carrier is exposed through a slit diaphragm which moves around the patient's jaw from outside. The X-ray source is simultaneously pivoted around the back of the patient's head. In this way, the respectively illuminated areas of the dentition are projected approximately parallel to the image carrier. The dentition appears on the radiograph as a development of the dentition, which greatly facilitates the diagnosis of a doctor.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Nachteilig bei dieser Art der Panoramaaufnahmen ist allerdings, dass die Röntgenstrahlen den gesamten Schädel des Patienten durchqueren, und dies infolge der scannerartigen Aufnahmetechnik stellenweise sogar mehrfach. Gelegentlich lässt es sich dabei nicht vermeiden, dass auch als besonders strahlungsempfindlich geltende Organe, z.B. die CONFIRMATION COPY A disadvantage of this type of panoramic shots, however, is that the X-rays traverse the entire skull of the patient, and this in places even several times as a result of the scanner-like recording technique. Occasionally, it can not be avoided that even as sensitive to radiation sensitive organs, such as
Schilddrüse oder der Augenlinsen, der Röntgenstrahlung ausgesetzt werden. Hinzu kommt, dass die Ortsauflösung meist zwischen 2 und 4 Linienpaare pro Millimeter liegt und die Dicke der dargestellten Schicht gering ist, so dass beispielsweise schief gewachsene Zähne oft nur schlecht erkennbar sind. Thyroid or eye lenses exposed to X-rays. In addition, the spatial resolution is usually between 2 and 4 line pairs per millimeter and the thickness of the layer shown is low, so that, for example, obliquely grown teeth are often difficult to see.
Außerdem bereitet es häufig Probleme, dass sich der Patient während der relativ langen Aufnahmedauer von üblicherweise 10 bis 15 Sekunden nicht bewegen darf. Panoramaschichtaufnahmen des Kieferbogens von Kindern, Alkoholikern oder Par- kinson-Erkrankten gelingen aus diesem Grunde häufig nicht, was im Falle der Wiederholung die Strahlendosis erhöht. Deswegen gab es bereits früh Überlegungen, eine Röntgen- quelle in die Mundhöhle des Patienten einzuführen, um so das Gebiss von innen heraus mit Röntgenstrahlung durchleuchten zu können. Der Bildträger ist dabei so angeordnet, dass er sich von außen um den Kieferbogen des Patienten herum erstreckt. Der. Vorteil dieses Verfahrens besteht vor allem darin, dass mit einer einzigen Aufnahme ein Panoramabild der oberen oder unteren Zahnreihe oder sogar des gesamten Gebisses erhalten werden kann. Außerdem durchtritt das Röntgenlicht nicht den gesamten Schädel des Patienten, sondern lediglich diejenigen Teile, welche die Mundhöhle nach vorne und zur Seite hin begrenzen. Für diese Art der intraoralen Röntgenaufnahme wird meist die Bezeichnung Panorama-Vergrößerungs-Aufnahme (PVA) verwendet. Allerdings sind nach dem PVA-Prinzip arbeitende Röntgengeräte inzwischen nicht mehr im Einsatz. Der Grund hierfür liegt vor allem darin, dass die in den Mund einführbaren Röntgenröhren eine Betriebsspannung von nur etwa 55 kV hat- ten, wobei der Elektronenstrahlstrom bei 5 mA lag und In addition, it often causes problems that the patient may not move during the relatively long recording time of usually 10 to 15 seconds. For this reason, panoramic shots of the mandibular arch of children, alcoholics or Parkinson's patients often fail, which increases the radiation dose in the event of recurrence. Therefore, there were early considerations to introduce an X-ray source into the oral cavity of the patient to be able to illuminate the dentition from the inside out with X-rays. The image carrier is arranged so that it extends from the outside around the mandibular arch of the patient around. Of the. The advantage of this method is, above all, that a single image can be used to obtain a panoramic image of the upper or lower row of teeth or even of the entire dentition. In addition, the X-ray light does not pass through the entire skull of the patient, but only those parts that limit the oral cavity to the front and to the side. For this type of intraoral radiograph, the term panoramic magnification image (PVA) is usually used. However, according to the PVA principle, operating X-ray devices are no longer in use. The main reason for this is that the x-ray tubes introduced into the mouth had an operating voltage of only about 55 kV, the electron beam current being at 5 mA and
Strahlenfilter aus Kupfer verwendet wurden. Bei derartigen Betriebsbedingungen wird ein größerer Teil der Strahlung mit relativ langen Wellenlängen emittiert, die sehr stark vom Weichteilgewebe der Mundhöhle absorbiert werden und deswegen zu einer hohen lokalen Strahlendosis führen.  Beam filters made of copper were used. Under such operating conditions, a greater portion of the radiation is emitted at relatively long wavelengths, which are very much absorbed by the soft tissue of the oral cavity and therefore result in a high local radiation dose.
Mittlerweile sind jedoch in den Mund einführbare Röntgenquellen entwickelt worden, die im Bereich von 50 bis 85 kV mit Strömen von 0,1 mA und kleiner verwendet werden können. Auch die Filter aus Kupfer sind durch geeignetere Materialien ersetzbar. Bei derartigen Röntgenröhren ist der Anteil der langwelligen Strahlung kleiner, wodurch auch die Strahlendosis geringer wird. Der Durchmesser des Brennflecks beträgt dabei weniger als 0,1 mm, und die typischen Belichtungszeiten liegen zwischen 0,1 und 5 Sekunden. Dies ermög- licht eine Auflösung von 5 Linienpaaren pro Millimeter, womit Karies durch Röntgenuntersuchung detektierbar wird. Meanwhile, x-ray sources that can be inserted in the mouth have been developed that can be used in the range of 50 to 85 kV with currents of 0.1 mA and smaller. Also, the filters made of copper can be replaced by more suitable materials. In such X-ray tubes, the proportion of long-wave radiation is smaller, which also reduces the radiation dose. The diameter of the focal spot is less than 0.1 mm, and the typical exposure times are between 0.1 and 5 seconds. This enables a resolution of 5 line pairs per millimeter, with which caries can be detected by X-ray examination.
Allerdings bleibt als Problem der PVA-Technik, dass die Röntgenbilder stark verzerrt sind. Die Ursache hierfür liegt darin, dass die Zähne und die Zahnhalteapparate nicht auf einer Kugelschale herum um die Röntgenquelle angeordnet sind. Deswegen werden viele Zähne aus ungünstigen Winkeln projiziert und erscheinen auf dem Röntgenbild in einer Weise verzerrt, welche die Diagnose erschwert. However, a problem of the PVA technique remains that the X-ray images are heavily distorted. The reason for this is that the teeth and the periodontal ligaments are not arranged on a spherical shell around the X-ray source. Because of this, many teeth are projected from awkward angles and appear distorted on the X-ray image in a manner that makes diagnosis difficult.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein System anzugeben, mit dem sich entzerrte Röntgen- bilder mit einer intraoral angeordneten Röntgenquelle erzeugen lassen. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and a system with which equalized X-ray generate images with an intraorally arranged X-ray source.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten: a) Anordnen einer Röntgenquelle in der Mundhöhle eines With regard to the method, this object is achieved by a method comprising the following steps: a) placing an X-ray source in the oral cavity of a
Patienten; b) Anordnen eines Röntgendetektors derart, dass er sich von außen zumindest um einen Teil des Kieferbogens des Patienten herum erstreckt; c) Durchleuchten der Zähne des Patienten mit Röntgenstrahlung; d) Erfassen der auf den Röntgendetektor auftreffenden  patients; b) arranging an X-ray detector such that it extends from outside at least around a part of the patient's dental arch; c) examining the patient's teeth with X-radiation; d) detecting the incident on the X-ray detector
Röntgenstrahlung; e) Erzeugen eines digitalen Röntgenbildes auf der  X-rays; e) generating a digital x-ray image on the
Grundlage der von dem Röntgendetektor erfassten Röntgenstrahlung; f) Messen von Koordinaten von mehreren auf den Zähnen liegenden Messpunkten mit Hilfe einer Messeinrichtung; g) Entzerren des digitalen Röntgenbildes unter Verwendung der in Schritt f) gemessenen Koordinaten.  Basis of the X-radiation detected by the X-ray detector; f) measuring coordinates of a plurality of measuring points located on the teeth by means of a measuring device; g) equalizing the digital X-ray image using the coordinates measured in step f).
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass man dann, wenn man die Lage der Röntgenquelle und des Röntgendetektors kennt und gewisse typisierende Annahmen bezüglich der Lage der zu durchleuchtenden Zähne macht, zwar in gewissen Grenzen eine rechnerische Entzerrung des Röntgenbildes durchführen kann. Da die Lage der Zähne relativ zur Röntgenquelle und der Detektoreinrichtung jedoch bei solchen typisierenden Annahmen nur abgeschätzt wird, lassen sich mit einer solchen Entzerrung keine Röntgenbilder gewinnen, aus denen sich beispielsweise Größenverhältnisse korrekt ablesen lassen, wie dies für viele diagnostische Aufgaben erforderlich ist. The invention is based on the finding that, if one knows the position of the X-ray source and the X-ray detector and makes certain typifying assumptions with respect to the position of the teeth to be examined, it is possible to carry out a computational equalization of the X-ray image within certain limits. However, since the position of the teeth relative to the X-ray source and the detector device in such By specifying assumptions is estimated only, can be obtained with such an equalization no X-ray images from which, for example, size ratios can be read correctly, as is required for many diagnostic tasks.
Erst dann, wenn man in der erfindungsgemäßen Weise mit Hilfe einer Messeinrichtung Koordinaten von mehreren auf den Zähne liegenden Messpunkten ermittelt, kann die Entzerrung so durchgeführt werden, dass auf dem entzerrten Röntgenbild die Proportionen der durchleuchteten Strukturen richtig wiedergegeben sind. Only then, when determining coordinates of a plurality of measuring points lying on the teeth in the manner according to the invention with the aid of a measuring device, the equalization can be carried out so that the proportions of the transilluminated structures are reproduced correctly on the rectified X-ray image.
Bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Röntgendetektor kann es sich um einen digitalen Röntgendetektor handeln, der zum Beispiel einen CCD-Sensor oder einen CMOS-Sensor enthält. Als Röntgendetektor wird hier jedoch auch jeder andereThe X-ray detector used according to the invention can be a digital X-ray detector which contains, for example, a CCD sensor or a CMOS sensor. As an X-ray detector, however, everyone else is here
Bildträger, zum Beispiel ein klassischer Röntgenfilm oder eine Speicherfolie, bezeichnet. Da die Entzerrung rechnergestützt durchgeführt und deswegen ein in digitaler Form vorliegendes Röntgenbild benötigt wird, müssen auf klassi- sehen Röntgenfilmen erzeugte Röntgenbilder zuerst einer Digitalisierung unterzogen werden. Image carrier, for example, a classic X-ray film or a storage film called. Since the rectification is computer-aided and therefore a digital X-ray image is needed, X-ray images generated on classical X-ray films must first undergo digitization.
Falls mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Panoramaaufnahme eines gesamten Kieferbogens gemacht werden soll, so muss sich der Röntgendetektor von außen um den ge- samten Kieferbogen des Patienten herum erstrecken. Im Allgemeinen wird der Röntgendetektor dabei der annähernd para- belförmigen Form des Kieferbogens angepasst sein. Der Röntgendetektor kann jedoch auch einem anderen Verlauf folgen, z.B. der Bahn eines Kreises oder einer Ellipse. Vor allem dann, wenn der Röntgendetektor einen auswechselbaren Bildträger, z. B. eine Speicherfolie oder einen Röntgenfilm, aufweist, kann es vorteilhaft sein, wenn der Röntgendetek- tor aus mehreren plattenförmigen Elementen zusammengesetzt ist, die an ihren Stoßstellen einen Winkel einschließen. Auch eine Unterteilung des Röntgendetektors in einzelne gekrümmte Segmente für den oberen oder unteren Kieferbogen und/oder die rechte oder linke Gebisshälfte kann in vielen Fällen zweckmäßig sein. Vorteilhaft ist insbesondere eine Anordnung, bei der für jede Zahnreihe ein Segment vorgesehen ist und die beiden Segmente in einer Vertikalebene einen Winkel, z. B. von etwa 160°, einschließen. Vorausset- zung ist lediglich, dass die Lage und Form des Röntgendetektors mit hinreichender Genauigkeit bekannt ist, denn diese Informationen werden für die Entzerrung in Schritt g) benötigt . If a panoramic photograph of an entire mandibular arch is to be made with the aid of the method according to the invention, the x-ray detector must extend around the entire mandibular arch of the patient from the outside. In general, the x-ray detector will be adapted to the approximately parabolic shape of the mandibular arch. However, the X-ray detector can also follow a different course, for example the path of a circle or an ellipse. Especially if the X-ray detector has an exchangeable image carrier, for. B. a storage film or an X-ray film, it may be advantageous if the Röntgendetek- tor is composed of a plurality of plate-shaped elements which enclose an angle at their joints. Also, a subdivision of the X-ray detector into individual curved segments for the upper or lower mandibular arch and / or the right or left half of the dentition can be useful in many cases. Particularly advantageous is an arrangement in which a segment is provided for each row of teeth and the two segments in an vertical plane an angle, z. B. of about 160 ° include. The only prerequisite is that the position and shape of the X-ray detector is known with sufficient accuracy, since this information is required for the equalization in step g).
Entsprechendes gilt auch für den Fall, dass nicht der ge- samte Kieferbogen in der Art einer Panoramaaufnahme, sondern nur ein Teil des Gebisses oder sogar nur ein einzelner Zahn auf dem Röntgenbild erfasst sein soll. The same applies to the case where it is not the entire mandibular arch in the manner of a panoramic exposure but only a part of the dentition or even only a single tooth that is to be recorded on the X-ray image.
Die Messpunkte, deren Koordinaten mit Hilfe der Messeinrichtung gemessen werden, können in unterschiedlicher Weise auf den Zähnen verteilt sein. Die Verteilung der Messpunkte kann dabei regelmäßig oder unregelmäßig, lose oder dicht sein. Die Messpunkte können auch auf Teile des Gebisses beschränkt sein, bei denen erfahrungsgemäß die Verzerrung besonders groß ist oder bei denen eine Messung einfacher durchzuführen ist. Ferner können die Messpunkte linienför- mig angeordnet sein und insbesondere ein Liniengitter bilden. Es kann sogar genügen, die Koordinaten nur einiger weniger Messpunkte auf wenigen Zähnen zu messen, z. B. von Messpunkten auf den Schneidkanten der Schneidezähne. Werden die Koordinaten der Messpunkte mit einer Messeinrichtung gemessen, so stellt diese selbst ein Bezugssystem für die Koordinaten dar. Wenn die Lage der Messeinrichtung zu dem Röntgendetektor und der Röntgenquelle bekannt ist, so lässt sich die Entzerrung relativ einfach durchführen. Als Bezugspunkt, relativ zu dem sich die Koordinaten der Zähne in Schritt f) ermitteln lassen, kann beispielsweise ein Aufbisspunkt des Patienten festgelegt werden. Darunter versteht man einen bestimmten, meistens auf den Schneidezähnen liegenden Punkt, relativ zu dem sowohl die Röntgenquelle und der Röntgendetektor als auch die Messeinrichtung ausgerichtet werden können. Hierzu genügt es im Allgemei- nen, an den entsprechenden Bauteilen einen Aufbisssteg anzubringen, der mit einer Kerbe versehen ist, in den die betreffenden Schneidezähne in definierter Position eingreifen können. The measuring points whose coordinates are measured by means of the measuring device can be distributed in different ways on the teeth. The distribution of the measuring points can be regular or irregular, loose or dense. The measurement points may also be limited to parts of the denture, which experience has shown that the distortion is particularly large or in which a measurement is easier to perform. Furthermore, the measuring points can be arranged linearly and in particular form a line grid. It may even be sufficient to measure the coordinates of only a few measuring points on a few teeth, eg. B. from measuring points on the cutting edges of the incisors. If the coordinates of the measuring points are measured with a measuring device, this is itself a reference system for the coordinates. If the position of the measuring device to the X-ray detector and the X-ray source is known, the equalization can be performed relatively easily. As a reference point relative to which the coordinates of the teeth can be determined in step f), for example, a bite point of the patient can be determined. This is understood to mean a specific point, usually located on the incisors, relative to which both the X-ray source and the X-ray detector as well as the measuring device can be aligned. For this purpose, it is generally sufficient to attach a bite bar to the corresponding components, which is provided with a notch into which the respective incisors can engage in a defined position.
Sind die Koordinaten der Zähne relativ zum Röntgendetektor und zur Röntgenquelle bekannt, so lässt sich in Schritt g) aus den gemessenen Koordinaten der Zähne eine zwischen der Röntgenquelle und dem Röntgendetektor angeordnete Objektfläche bestimmen, in der die Zähne angeordnet sind. Das entzerrte Röntgenbild wird dann durch Rückprojektion des Röntgenbildes auf die Objektfläche ermittelt. Dieses Vorgehen ist besonders einfach und führt zu einem entzerrten Röntgenbild, das ähnlich wie eine unter Parallelprojektion aufgenommene Abwicklung erscheint. Dabei wird ausgenutzt, dass die Röntgenstrahlung die Zähne bei der PVA-Technik in- folge der Anordnung der Röntgenquelle in der Mundhöhle und der Neigung der Zähne eher senkrechter durchtreten, als dies bei der PSA-Technik der Fall ist. If the coordinates of the teeth relative to the X-ray detector and the X-ray source are known, then in step g) it is possible to determine from the measured coordinates of the teeth an object surface arranged between the X-ray source and the X-ray detector, in which the teeth are arranged. The rectified X-ray image is then determined by back-projection of the X-ray image onto the object surface. This procedure is particularly simple and leads to an equalized X-ray image, which appears similar to a processed under parallel projection processing. It is exploited that the X-ray radiation in the PVA technique, the teeth pass through more perpendicularly due to the arrangement of the X-ray source in the oral cavity and the inclination of the teeth, as is the case with the PSA technique.
Da es nicht immer einfach ist, aus der Mundhöhle heraus eine Vermessung der Zähne gemäß Schritt f) vorzunehmen und dabei eine genau definierte Position relativ zur Röntgenquelle und dem Röntgendetektor einzuhalten, können auch Verfahren zur Anwendung kommen, bei denen ein solcher absoluter Bezug nicht erforderlich ist. Diese Verfahren erlau- ben es zudem, die Sollperspektive in gewissen Grenzen frei festzulegen . Since it is not always easy to perform a measurement of the teeth according to step f) from the oral cavity and thereby to maintain a precisely defined position relative to the x-ray source and the x-ray detector, methods can also be used in which such an absolute reference is not required , These procedures In addition, they set the target perspective freely within certain limits.
Bei einem solchen Verfahren, bei dem die Koordinaten der Zähne (lediglich) relativ zueinander ermittelt werden müssen, umfasst der Schritt g) die folgenden Schritte: ga) Festlegen einer Sollperspektive für das entzerrte In such a method, in which the coordinates of the teeth (only) relative to each other must be determined, the step g) comprises the following steps: ga) determining a desired perspective for the equalized
Röntgenbild; gb) Entzerren des Röntgenbildes derart, dass das Röntgenbild aus der in Schritt ga) festgelegten Sollperspektive aufgenommen erscheint.  X-ray image; gb) equalizing the X-ray image in such a way that the X-ray image appears from the desired perspective determined in step ga).
In der Bildverarbeitung sind verschiedene Algorithmen bekannt, mit denen sich optisch aufgenommene Bilder mit drei dimensionalen Oberflächenreliefs abgleichen lassen. Besonders geeignet für die hier gewünschte Entzerrung ist ein Verfahren, bei dem der Schritt gb) die folgenden Schritte umfasst : gba) Erzeugen eines Kantenbildes des Röntgenbildes unter Verwendung eines Kantendetektions-Algorithmus; gbb) Ableiten eines dreidimensionalen Oberflächenreliefs der Zähne aus den an den Messpunkten gewonnenen Koordinaten; gbc) Darstellung des Oberflächenreliefs aus der in Schritt ga) festgelegten Sollperspektive; gbd) Auswahl von Stützpunkten auf dem in Schritt gbc) dargestellten Oberflächenrelief und Zuordnen der Stützpunkte zu entsprechenden Punkten auf dem in Schritt gba) erzeugten Kantenbild; gbe) Ableiten einer Transformationsvorschrift, welche die entsprechenden Punkte auf dem Kantenbild in die in Schritt gbd) ausgewählten Stützpunkte umrechnet; gbf) Anwenden der Transformationsvorschrift auf das in In image processing, various algorithms are known with which optically recorded images can be compared with three-dimensional surface reliefs. Particularly suitable for the equalization desired here is a method in which step gb) comprises the following steps: gba) generating an edge image of the x-ray image using an edge detection algorithm; gbb) deriving a three-dimensional surface relief of the teeth from the coordinates obtained at the measurement points; gbc) representation of the surface relief from the desired perspective determined in step ga); gbd) selection of vertices on the surface relief depicted in step gbc) and assignment of the vertices to corresponding points on the edge image generated in step gba); gbe) deriving a transformation rule which converts the corresponding points on the edge image into the vertices selected in step (bbd); gbf) Apply the transformation rule to the in
Schritt e) aufgenommene digitale Röntgenbild.  Step e) recorded digital X-ray image.
Die Sollperspektive, in der das aus den Messpunkten abgeleitete dreidimensionale Oberflächenrelief der Zähne im Schritt gbc) dargestellt wird, kann durch die Programmierung unveränderbar festgelegt, aber auch durch eine Bedien- person in gewissen Grenzen frei wählbar sein. Außerdem können für einzelne Teile des Oberflächenreliefs unterschiedliche Sollperspektiven festgelegt werden, so dass zum Beispiel jeder einzelne Zahn zentralperspektivisch dargestellt wird. Zusätzlich frei wählbar kann dann noch der Flucht- punkt sein, zum Beispiel auf der Höhe der Zahnkrone oder der Zahnwurzel. Die Sollperspektive kann auch für jeden Zahn individuell parallelperspektivisch sein, was zu einer abgewickelten Darstellung wie bei herkömmlichen Panoramabildern führt. Je nach der sich in der Diagnostik stellen- den Aufgabe kann die eine oder andere Perspektive günstiger sein, so dass eine Wahlmöglichkeit verbesserte Diagnosemöglichkeiten eröffnet. The desired perspective, in which the three-dimensional surface relief of the teeth derived from the measuring points is represented in step gbc), can be fixed unchangeably by the programming, but can also be freely selected by a user within certain limits. In addition, different target perspectives can be defined for individual parts of the surface relief, so that, for example, each individual tooth is represented centrally in perspective. In addition, the escape point can be freely selected, for example at the height of the tooth crown or tooth root. The desired perspective can also be individual parallel perspective for each tooth, resulting in a developed representation as in conventional panoramic images. Depending on the task in diagnostics, one or the other perspective may be more favorable, so that a choice opens up improved diagnostic options.
Da sich die geometrischen Verhältnisse bei der Durchleuchtung des Gebisses mit einer intraoral angeordneten Röntgen- guelle von Zahn zu Zahn verändern, kann es sinnvoll sein, wenn die Transformationsvorschrift mehrere Teilvorschriften enthält, die Teilbereiche des Röntgenbildes umrechnen. So benötigen möglicherweise stärker verzerrt dargestellte Backenzähne eine andere Transformation als Schneidzähne, die annähernd senkrecht von der Röntgenstrahlung durchsetzt werden. Insbesondere kann auf jedem Teilbereich des Röntgenbildes, der mit Hilfe einer eigenen Teilvorschrift ent- zerrt wird, genau ein Zahn oder eine bestimmte Anzahl von Zähnen dargestellt sein. Since the geometric conditions in the examination of the dentition change from tooth to tooth with an intraorally arranged X-ray tube, it may be expedient if the transformation instruction contains several partial instructions which convert partial areas of the X-ray image. Thus, possibly more distorted molars may require a different transformation than cutting teeth, which are penetrated approximately perpendicularly by the X-ray radiation. In particular, on each subarea of the X-ray image which, with the aid of a separate sub-rule, can be is torn, exactly one tooth or a certain number of teeth to be represented.
Die vorstehend erläuterte Ausgestaltung, bei der Transformationsvorschriften unter Verwendung von Stützpunkten abge- leitet werden, erfordert eine Zuordnung der Stützpunkte zu entsprechenden Punkten auf dem in Schritt gba) erzeugten Kantenbild. Diese Zuordnung kann im Prinzip für einen oder mehrere Stützpunkte manuell durchgeführt werden, vor allem, wenn Mehrdeutigkeiten nicht auszuschließen sind. Bevorzugt jedoch wird diese Zuordnung automatisch durchgeführt, wobei aus dem in Schritt gbc) dargestellten Oberflächenrelief mittels Kantendetektion ein Kantenbild des Oberflächenreliefs erzeugt wird und Ecken oder andere charakteristische Stützpunkte automatisch nach vorgebbaren Auswahlkriterien auf der Grundlage des Kantenbildes ausgewählt werden. The embodiment described above, in which transformation instructions are derived using support points, requires an assignment of the support points to corresponding points on the edge image generated in step gba). In principle, this assignment can be carried out manually for one or more interpolation points, especially if ambiguities can not be ruled out. Preferably, however, this assignment is carried out automatically, wherein an edge image of the surface relief is generated from the surface relief shown in step gbc) by means of edge detection and corners or other characteristic support points are automatically selected according to predefinable selection criteria on the basis of the edge image.
Als Messeinrichtung zur Messung der Koordinaten der auf den Zähnen liegenden Messpunkte kann auf eine Vielzahl von Abstandssensoren zurückgegriffen werden, die an sich im Stand der Technik bekannt sind. Auch für eine intraorale Vermes- sung gut geeignet sind zum Beispiel Triangulationssensoren oder Ultraschallsensoren mit einer oder mehreren Ultraschallquellen (sog. Phased-Array-Ultraschallsensoren) . As a measuring device for measuring the coordinates of the measuring points lying on the teeth can be made of a variety of distance sensors, which are known per se in the prior art. Triangulation sensors or ultrasound sensors with one or more ultrasound sources (so-called phased array ultrasound sensors) are also well suited for intraoral measurement.
Alternativ können in Schritt f) mehrere überlappende Kamerabilder von unterschiedlichen intraoralen Positionen auf- genommen und daraus die Koordinaten der Messpunkte abgeleitet werden. Dies kann beispielsweise unter Verwendung einer 3D-Kamera geschehen, die zwei versetzt zueinander angeordnete Bildaufnehmer aufweist. Die unterschiedlichen Kamerabilder können aber auch von ein und derselben Kamera aufge- nommen werden, wenn von dieser zu verschiedenen Zeitpunkten von verschiedenen Orten Aufnahmen gemacht werden. Auch mit einer Kamera und einem auf die Zähne projizierten Lichtmus- ter, z. B. einem Lichtgitter, lassen sich Koordinaten von Messpunkten bestimmen. Die Verwendung von Kameras hat zusätzlich den Vorteil, dass für die Diagnose zusätzliche intraorale Aufnahmen zur Verfügung stehen, die ergänzende Informationen zum Zahnstatus liefern können. Alternatively, in step f) a plurality of overlapping camera images can be taken from different intraoral positions and the coordinates of the measuring points derived therefrom. This can be done, for example, using a 3D camera having two mutually offset image pickup. However, the different camera images can also be recorded by one and the same camera if they are taken by different locations at different times. Also with a camera and a light mouse projected onto the teeth. ter, z. As a light grid, coordinates of measuring points can be determined. The use of cameras additionally has the advantage that additional intraoral images are available for the diagnosis, which can provide additional information on the status of the teeth.
Die Kameras können dabei als Endoskope ausgebildet sein, ' welche die Bildinformationen optisch über ein Faserbündel an einen Bildaufnehmer übertragen. Auch sog. Videoendosko- pe, bei denen sich der Bildaufnehmer im Aufnahmekopf befin- det und die Datenübertragung elektrisch erfolgt, kommen selbstverständlich in Betracht. The cameras may be configured as endoscopes, 'which transmit the image information optically through a fiber bundle on an imager. Of course, so-called video endoscopes, in which the image recorder is located in the recording head and the data transmission is electrical, are also possible.
Zur Bestimmung der Koordinaten der Messpunkte in Schritt f) kann auch ein Lichtmuster, z. B. ein Punkt- oder Streifenmuster, auf den Zähnen erzeugt und von richtungsauflösenden optischen Sensoren erfasst werden. Gegenüber der Verwendung eines Triangulationssensors, dessen Lichtstrahl scannerartig die Zähne überfährt, lassen sich auf diese Weise in einem einzigen Messvorgang die Koordinaten der auf dem Lichtmuster liegenden Messpunkte erfassen. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Kalibrierschritt vorgesehen, bei dem zunächst ein Röntgenbild ohne Patienten aufgenommen wird. Dann wird bildpunkt- oder einheitlich für Bereiche von Bildpunkten ermittelt, um welche Korrekturbeträge die Intensität verändert werden muss, um eine über das Röntgenbild hinweg konstante Intensität zu erhalten. Später erzeugte Röntgenbilder von Zähnen werden dann unter Berücksichtigung der Korrekturbeträge bezüglich ihrer Intensität korrigiert. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich eventuell im Strahlengang der Röntgen- Strahlung befindende Teile der Messeinrichtung, die dasTo determine the coordinates of the measuring points in step f), a light pattern, for. As a dot or stripe pattern, generated on the teeth and detected by directional optical sensors. In contrast to the use of a triangulation sensor whose light beam passes over the teeth like a scanner, in this way the coordinates of the measuring points lying on the light pattern can be detected in a single measurement process. In one embodiment of the invention, a calibration step is provided in which an X-ray image without patients is initially recorded. Then, pixel-wise or uniformly for areas of pixels is determined by which correction amounts the intensity must be changed to obtain a constant intensity across the X-ray image. Later generated X-ray images of teeth are then corrected for their intensity taking into account the correction amounts. In this way, it is ensured that any parts of the measuring device which are located in the beam path of the x-ray radiation and which cause the
Röntgenlicht (wenn auch nur geringfügig) absorbieren, auf den späteren Röntgenbildern nicht erkennbar sind. Ein sol- eher Kalibrierschritt verhindert ferner, dass andere Einflüsse zu ungewünschten Helligkeitsunterschieden in den Röntgenbildern führen. Zu diesen Einflüssen zählen beispielsweise die im Allgemeinen nicht kugelschalenförmige Form des Röntgendetektors , die zu unterschiedlichen Abstän den zwischen Orten auf dem Röntgendetektor und der Röntgen quelle führen, aber auch eine räumlich inhomogene Abstrah- lung der Röntgenquelle und örtliche Schwankungen der Empfindlichkeit des Röntgendetektors. X-rays (even if only slightly) absorb, are not visible on the later X-ray images. A sol- rather a calibration step further prevents other influences from leading to unwanted brightness differences in the X-ray images. These influences include, for example, the generally non-spherical shell shape of the X-ray detector, which lead to different distances between locations on the X-ray detector and the X-ray source, but also spatially inhomogeneous radiation of the X-ray source and local fluctuations in the sensitivity of the X-ray detector.
Ein solcher Kalibrierschritt kann vorteilhaft auch unabhän gig von den ' Schritten f) und g) durchgeführt werden. Die Anmelderin behält sich deswegen vor, Schutz in einer Teilanmeldung für ein Verfahren zur Herstellung von Röntgenbil dern für die zahnmedizinische oder kieferorthopädische Dia gnostik zu beanspruchen, das die folgenden Schritte um- fasst : a) Anordnen einer Röntgenquelle in der Mundhöhle eines Patienten; b) Anordnen eines Röntgendetektors derart, dass er sich von außen zumindest um einen Teil des Kieferbogens de Patienten herum erstreckt; c) Durchleuchten der Zähne des Patienten mit Röntgenstrahlung; d) Erfassen der auf den Röntgendetektor auftreffenden Röntgenstrahlung; e) Erzeugen eines digitalen Röntgenbildes auf der Grundlage der von dem Röntgendetektor erfassten Röntgenstrahlung; f) Aufnehmen eines Röntgenbildes ohne Patienten; g) bildpunkt- oder bereichsweise Ermitteln, um welcheSuch a calibration step can advantageously also be carried out inde pendent of the ' steps f) and g). The Applicant therefore reserves the right to claim protection in a divisional application for a method for the production of X-ray images for dental or orthodontic diagnosis, which comprises the following steps: a) placing an X-ray source in the oral cavity of a patient; b) arranging an X-ray detector such that it extends from the outside at least around a part of the mandibular arch of the patient; c) examining the patient's teeth with X-radiation; d) detecting the incident on the X-ray detector X-ray radiation; e) generating a digital X-ray image on the basis of the X-ray radiation detected by the X-ray detector; f) taking an X-ray image without patients; g) image or area determination to which
Korrekturbeträge die Intensität verändert werden muss, um eine über das Röntgenbild hinweg konstante Intensität zu erhalten; h) Korrektur später von Zähnen des Patienten erzeugterCorrection amounts, the intensity must be changed to obtain a constant intensity across the X-ray image; h) correction later generated by the patient's teeth
Röntgenbilder bezüglich ihrer Intensität unter Berücksichtigung der Korrekturbeträge. X-ray images with respect to their intensity taking into account the correction amounts.
Falls der Röntgendetektor einen auswechselbaren Bildträger, insbesondere eine Speicherfolie oder einen Röntgenfilm, aufweist, so kann ein Markierungsobjekt im Strahlengang der Röntgenstrahlung angeordnet sein, das auf den Bildträger abgebildet wird. Aus der Lage des Bildes des Markierungsobjekts auf dem Bildträger kann dann die Position des Bildträgers relativ zu der Röntgenquelle ermittelt werden. Diese Maßnahme ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Gefahr besteht, dass der auswechselbare Bildträger in einer für ihn vorgesehenen Aufnahme nicht exakt ausgerichtet ist. Eine solche exakte Ausrichtung ist häufig schon deswegen nicht gewährleistet, weil der Bildträger mit genügendem Spiel in die Aufnahme einführbar sein muss, so dass keine exakte Sollposition des Bildträgers gewährleistet ist. Das erfindungsgemäße Markierungsobjekt, dessen Lage relativ zur Röntgenquelle festgelegt ist, ermöglicht es dann, solche Abweichungen der tatsächlichen Position des Bildträgers von seiner Sollposition festzustellen und gegebenenfalls das übrige Bild entsprechend zu korrigieren. If the x-ray detector has an exchangeable image carrier, in particular a storage film or an x-ray film, then a marking object can be arranged in the beam path of the x-ray radiation which is imaged on the image carrier. The position of the image carrier relative to the X-ray source can then be determined from the position of the image of the marking object on the image carrier. This measure is particularly advantageous if there is a risk that the interchangeable image carrier is not exactly aligned in a recording provided for him. Such an exact alignment is often not guaranteed because the image carrier with sufficient play must be inserted into the recording, so that no exact target position of the image carrier is guaranteed. The marking object according to the invention, the position of which is fixed relative to the X-ray source, then makes it possible to detect such deviations of the actual position of the image carrier from its nominal position and, if appropriate, to correct the remaining image accordingly.
Ein derartiges Markierungsobjekt kann vorteilhaft auch unabhängig von einer Vermessung der Zähne gemäß den Schritten f) und g) in den Strahlengang der Röntgenstrahlung einge- führt werden. Die Anmelderin behält sich deswegen vor,Such a marking object can advantageously also be introduced into the beam path of the X-radiation independently of a measurement of the teeth according to steps f) and g). The Applicant therefore reserves the right
Schutz in dieser Anmeldung oder einer Teilanmeldung für ein Verfahren zur Herstellung von Röntgenbildern für die zahn- medizinische oder kieferorthopädische Diagnostik zu beanspruchen, das die folgenden Schritte umfasst: a) Anordnen einer Röntgenquelle in der Mundhöhle eines Patienten; b) Anordnen eines Röntgendetektors derart, dass er sich von außen zumindest um einen Teil des Kieferbogens des Patienten herum erstreckt, wobei der Röntgendetektor einen auswechselbarer Bildträger, insbesondere eine Speicherfolie oder einen Röntgenfilm, aufweist; c) Anordnen eines Markierungsobjekts im Strahlengang der Röntgenstrahlung, das auf den Bildträger abgebildet wird; d) Durchleuchten der Zähne des Patienten mit Röntgenstrahlung; e) Erfassen der auf den Röntgendetektor auftreffenden Protection in this application or a divisional application for a method of producing X-ray images for the dental medical or orthodontic diagnostics, comprising the steps of: a) placing an X-ray source in the oral cavity of a patient; b) arranging an X-ray detector such that it extends from the outside at least around a part of the patient's dental arch, the X-ray detector having an exchangeable image carrier, in particular a storage film or an X-ray film; c) arranging a marking object in the beam path of the X-ray radiation which is imaged on the image carrier; d) X-raying the patient's teeth; e) detecting the incident on the X-ray detector
Röntgenstrahlung; f) Erzeugen eines digitalen Röntgenbildes auf der Grundlage der von dem Röntgendetektor erfassten Röntgenstrahlung; g) Ermitteln der Position des Bildträgers relativ zu der Röntgenquelle aus der Lage des Bildes des Markierungsobjekts auf dem Bildträger; h) Entzerren des digitalen Röntgenbildes unter Verwendung der in Schritt g) ermittelten Position.  X-rays; f) generating a digital X-ray image on the basis of the X-ray radiation detected by the X-ray detector; g) determining the position of the image carrier relative to the x-ray source from the position of the image of the marking object on the image carrier; h) equalizing the digital X-ray image using the position determined in step g).
Falls der Röntgendetektor einen auswechselbaren Bildträger, insbesondere eine Speicherfolie oder einen Röntgenfilm aufweist, so kann dieser Bildträger mehrere Markierungen tragen, die beim Auslesen des Bildträgers auf das digitale Röntgenbild übertragen werden. Es lassen sich dann aus der Lage der Markierungen auf den digitalen Röntgenbildern Inhomogenitäten des Bildträgers erkennen und rechnerisch bei der Entzerrung korrigieren. If the x-ray detector has an exchangeable image carrier, in particular a storage film or an x-ray film, then this image carrier can carry a plurality of markings which, when the image carrier is read out onto the digital image carrier X-ray image to be transmitted. It can then be seen from the location of the markings on the digital X-ray images inhomogeneities of the image carrier and correct mathematically in the equalization.
Auch diese- Maßnahme ist unabhängig von einer Vermessung de Zähne in den Schritten f) und g) anwendbar, so dass sich die Anmelderin vorbehält, Schutz für ein Verfahren zur Her Stellung von Röntgenbildern für die zahnmedizinische oder kieferorthopädische Diagnostik in einer Teilanmeldung zu begehren, das die folgenden Schritte umfasst: a) Anordnen einer Röntgenquelle in der Mundhöhle eines Patienten; b) Anordnen eines Röntgendetektors derart, dass er sich von außen zumindest um einen Teil des Kieferbogens de Patienten herum erstreckt, wobei der Röntgendetektor einen auswechselbarer Bildträger, insbesondere eine Speicherfolie oder einen Röntgenfilm, aufweist, der mehrere Markierungen trägt, die beim Auslesen des Bildträgers auf das digitale Röntgenbild übertragen werden; c) Durchleuchten der Zähne des Patienten mit Röntgenstrahlung; d) Erfassen der auf den Röntgendetektor auftreffenden Röntgenstrahlung; e) Erzeugen eines digitalen Röntgenbildes auf der Grundlage der von dem Röntgendetektor erfassten Röntgenstrahlung; f) Entzerren des digitalen Röntgenbildes, wobei aus der Lage der Markierungen auf dem digitalen Röntgenbild Inhomogenitäten des Bildträgers erkannt und rechnerisch korrigiert werden. Also, this measure is independent of a measurement de teeth in steps f) and g) applicable, so that the applicant reserves the right to seek protection for a method for the production of X-ray images for dental or orthodontic diagnostics in a divisional application, the the steps of: a) placing an X-ray source in the oral cavity of a patient; b) arranging an X-ray detector such that it extends from the outside at least around a part of the mandibular arch of the patient, wherein the X-ray detector has an exchangeable image carrier, in particular a storage film or an X-ray film, which carries a plurality of markings which are present when the image carrier is read the digital X-ray image is transmitted; c) examining the patient's teeth with X-radiation; d) detecting the incident on the X-ray detector X-ray radiation; e) generating a digital X-ray image on the basis of the X-ray radiation detected by the X-ray detector; f) equalizing the digital X-ray image, wherein the position of the markings on the digital X-ray image Inhomogeneities of the image carrier can be detected and corrected by calculation.
Die eingangs genannte Aufgabe wird hinsichtlich des Systems gelöst durch ein System, das umfasst: a) eine in einer Mundhöhle eines Patienten anordenbare Röntgenquelle ; b) einen Röntgendetektor, der derart anordenbar ist, dass er sich von außen zumindest um einen Teil des Kieferbogens des Patienten herum erstreckt, und mit dem auf den Röntgendetektor auftreffende Röntgenstrahlung erfassbar ist; c) einen digitalen Speicher zum Speichern eines Röntgen-The object mentioned in the introduction is achieved with regard to the system by a system which comprises: a) an x-ray source which can be arranged in an oral cavity of a patient; b) an X-ray detector which can be arranged such that it extends from the outside at least around a part of the patient's dental arch, and with which X-radiation impinging on the X-ray detector can be detected; c) a digital memory for storing an X-ray
. bildes, das von dem Röntgendetektor nach Durchleuchten von Zähnen des Patienten aufgenommen worden ist; d) eine Messeinrichtung zum Messen von Koordinaten von mehreren auf den Zähnen liegenden Messpunkten; e) eine Entzerrungseinrichtung, die zum rechnergestützten Entzerren eines Röntgenbildes unter Verwendung der gemessenen Koordinaten eingerichtet ist. , image that has been taken by the X-ray detector after examining teeth of the patient; d) a measuring device for measuring coordinates of a plurality of measuring points located on the teeth; e) an equalization device adapted for computer-aided equalization of an X-ray image using the measured coordinates.
Die Messeinrichtung kann einen optischen Triangulationssensor und/oder einen Ultraschallsensor und/oder eine SD- Kamera umfassen. The measuring device may comprise an optical triangulation sensor and / or an ultrasound sensor and / or an SD camera.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die Messeinrichtung eine Lichtquelle, mit der ein Lichtmuster auf die Innenoder Außenfläche der Zähne projizierbar ist, und einen (ggf. richtungsauflösenden) optischen Sensor zum Erfassen des Lichtmusters. Mit einer solchen Messeinrichtung lassen sich die Koordinaten der Messpunkte auf den Zähnen berührungsfrei und mit hoher Genauigkeit vermessen. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist die Messeinrichtung für eine intraorale Anordnung eingerichtet. Dies hat den Vorteil, dass damit auch die Backenzähne gut vermessbar sind, die bei Panorama-Vergrößerungs-Aufnahmen besonders stark verzerrt erscheinen. Insoweit hier von "eingerichtet" die Rede ist, wird damit zum Ausdruck gebracht, dass sich die Messeinrichtung häufig nicht permanent an dem betreffenden Ort (hier in der in der Mundhöhle des Patienten) befinden wird, sondern lediglich während des Messvorgangs. Zu anderen Zeiten können die betreffenden Teile der Messeinrichtung demontiert, weggesehwenkt oder in sonstiger Weise entfernt sein. In one embodiment, the measuring device comprises a light source, with which a light pattern can be projected onto the inner or outer surface of the teeth, and an (possibly direction-resolving) optical sensor for detecting the light pattern. With such a measuring device, the coordinates of the measuring points on the teeth can be measured without contact and with high accuracy. In some embodiments, the measuring device is configured for an intraoral arrangement. This has the advantage that even the molars can be surveyed well, which appear particularly distorted in panoramic magnification shots. As far as "set up" is mentioned here, this means that the measuring device will often not be permanently located at the relevant location (in the oral cavity of the patient), but only during the measuring process. At other times, the relevant parts of the measuring device can be dismantled, weggesehwenkt or otherwise removed.
Bei anderen Ausführungsbeispielen hingegen ist die Messeinrichtung für eine extraorale Anordnung eingerichtet. Dies hat den Vorzug, dass nicht zusätzlich zur Röntgenquelle weitere Vorrichtungen in die Mundhöhle des Patienten eingeführt werden müssen, die bei diesem ein Unwohlsein oder sogar einen Würgreflex hervorrufen können. In Betracht kommt beispielsweise, einen mechanischen Rolltaster zu verwenden, der fest mit dem Röntgengerät verbunden sein kann und vor oder nach der Durchleuchtung die Zahnreihe des Patienten abfährt und dabei die Koordinaten der abgefahrenen Zähne erfasst . In contrast, in other embodiments, the measuring device is set up for an extraoral arrangement. This has the advantage that not in addition to the X-ray source other devices must be introduced into the oral cavity of the patient, which can cause a malaise or even a choking reflex in this. Considered, for example, to use a mechanical roller switch, which can be firmly connected to the X-ray machine and before or after the fluoroscopy, the series of teeth of the patient descends and detects the coordinates of the worn teeth.
Bei einer extraoralen Anordnung der Messeinrichtung lassen sich verschiedene Varianten unterscheiden. Findet die Vermessung der Zähne nicht gleichzeitig mit der Durchleuchtung der Zähne, sondern vorher oder nachher statt, so kann die Messeinrichtung so während des Messvorgangs angeordnet sein, dass für Röntgenstrahlung undurchlässige Teile an Or- ten angeordnet sind, die während der Durchleuchtung von solchen Röntgenstrahlen durchtreten werden, die auch Zähne und andere interessierende Strukturen durchtreten. In diesem Falle ist es erforderlich, dass diese Teile der Mess- einrichtung aus dem Strahlengang der Röntgenstrahlung herausgeschwenkt oder in sonstiger Weise entfernt werden können. Als für Röntgenstrahlung undurchlässig werden in diesem Zusammenhang Teile angesehen, die mehr als 50% der auf- treffenden Röntgenstrahlung absorbieren. With an extra-oral arrangement of the measuring device, different variants can be distinguished. If the measurement of the teeth does not take place simultaneously with the fluoroscopy of the teeth, but before or after, the measuring device can be arranged during the measurement process so that parts which are impermeable to X-radiation are arranged at locations which pass through such X-rays during fluoroscopy which also penetrate teeth and other structures of interest. In this case it is necessary that these parts of the measuring device can be swung out of the beam path of the X-ray radiation or removed in any other way. In this context, parts which absorb more than 50% of the incident X-ray radiation are considered to be opaque to X-ray radiation.
Idealerweise findet die Vermessung der Zähne jedoch gleichzeitig mit deren Durchleuchtung statt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich der Patient nicht zwischen der Vermessung der Zähne und deren Durchleuchtung bewegt und auf diese Weise die Entzerrung der Röntgenbilder möglicherweise verfälscht wird. In diesem Falle muss jedoch sichergestellt sein, dass die Messeinrichtung die Röntgenaufnahme nicht beeinträchtigt. Ideally, however, the measurement of the teeth takes place simultaneously with their fluoroscopy. In this way, it is ensured that the patient does not move between the measurement of the teeth and their fluoroscopy and thus possibly distorts the equalization of the X-ray images. In this case, however, it must be ensured that the measuring device does not affect the X-ray image.
Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Mess- einrichtung für eine Anordnung eingerichtet ist, bei der Teile der Messeinrichtung, die für Röntgenstrahlung undurchlässig sind, nicht von Röntgenstrahlen durchtreten werden, die zuvor Zähne durchleuchtet haben. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Bilder dieser Teile auf dem Röntgenbild nicht die Zähne oder andere interessierende Strukturen überdecken. This can be done, for example, by arranging the measuring device for an arrangement in which parts of the measuring device which are impermeable to X-radiation are not penetrated by X-rays which have previously been through-toothed. In this way it is ensured that the images of these parts on the X-ray image do not cover the teeth or other structures of interest.
Als Ort für eine Anordnung dieser Teile kommt beispielsweise der Bereich über dem oberen Kieferbogen und unter dem unteren Kieferbogen in Betracht. Allerdings lassen sich von dort die Zähne nur schlecht für eine Messung erreichen. As a location for an arrangement of these parts is, for example, the area above the upper mandibular arch and under the lower mandibular arch into consideration. However, from there, the teeth can only be poorly achieved for a measurement.
Deswegen sind Teile der Messeinrichtung, die für Röntgenstrahlung undurchlässig sind, vorzugsweise in einer Ebene anordenbar, die sich bei geöffnetem Mund des Patienten zwischen seiner oberen und seiner unteren Zahnreihe erstreckt. Da der Patient wegen des Einführens der Röntgenquelle den Mund ohnehin leicht geöffnet haben muss, verbleibt zwischen den Zahnreihen ein relativ großer Zwischenraum, der für ei- ne Anordnung von strahlenundurchlässigen Teilen der Messeinrichtung zur Verfügung steht. Therefore, parts of the measuring device which are impermeable to X-radiation can preferably be arranged in a plane which, with the patient's mouth open, extends between its upper and lower rows of teeth. Since the patient must have opened his mouth slightly anyway because of the introduction of the X-ray source, a relatively large gap remains between the rows of teeth, which ne arrangement of radiopaque parts of the measuring device is available.
Die Messeinrichtung kann generell zumindest teilweise für eine Anordnung zwischen dem Patienten und dem Röntgendetek- tor eingerichtet sein. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, dass der Röntgendetektor bei der Vermessung der Zähne nicht stört. Eine solche Messeinrichtung kann z. B. einen Konturmessbogen umfassen, der sich in einer Messebene erstreckt und Anlageflächen zur Anlage an eine Zahnreihe auf- weist. Die Form des Konturmessbogens ist in der Messebene verstellbar, um die Anlageflächen in Anlage mit der Zahnreihe zu bringen. Die Messeinrichtung weist ferner Mittel zum Ermitteln der Form des Konturmessbogens auf. Der Konturmessbogen ist vorzugsweise für Röntgenstrahlung durch- lässig, so dass der Konturmessbogen während des Durchleuchtens an seinem Platz bleiben kann. The measuring device can generally be set up, at least in part, for an arrangement between the patient and the X-ray detector. Such an arrangement has the advantage that the X-ray detector does not interfere with the measurement of the teeth. Such a measuring device can, for. B. comprise a contour measuring arc, which extends in a measuring plane and has contact surfaces for engagement with a row of teeth up. The shape of the contour measuring arc is adjustable in the measuring plane in order to bring the contact surfaces into contact with the row of teeth. The measuring device further comprises means for determining the shape of the contour measuring arc. The contour measuring arc is preferably permeable to X-ray radiation so that the contour measuring arc can remain in place during transillumination.
Ein solcher Konturmessbogen ist auch insoweit vorteilhaft, als er bei entsprechender Auslegung unter die Lippen des Patienten geschoben werden kann, so dass auch einige Ba- ckenzähne vermessen werden können, die ansonsten für eine extraoral angeordnete Messeinrichtung nicht oder zumindest nicht ohne weiteres zugänglich sind. Such a contour measuring arc is also advantageous insofar as it can be pushed under the lips of the patient with an appropriate design, so that some back teeth can be measured, which are otherwise not accessible or at least not readily accessible to an extraorally arranged measuring device.
Bei den Mitteln zum Ermitteln der Form des Konturmessbogens kann es sich um Sensoren handeln, die in den Konturmessbo- gen integriert sind. Falls der Konturmessbogen beispielsweise mehrere Anlageglieder hat, die durch Gelenke miteinander verbunden sind, so können die in den Konturmessbogen integrierten Sensoren dazu vorgesehen sein, die Auslenkungen der Gelenke zu ermitteln. Die Form des Konturmessbogens lässt sich dann aus den Auslenkungen der Gelenke ableiten. The means for determining the shape of the contour measuring arc may be sensors that are integrated in the contour measuring arc. If, for example, the contour measuring arc has a plurality of contact members which are connected to one another by joints, then the sensors integrated in the contour measuring arc can be provided to determine the deflections of the joints. The shape of the contour measuring arc can then be derived from the deflections of the joints.
Die Mittel zum Ermitteln der Form des Konturmessbogens können jedoch auch mit dem Konturmessbogen verbundene Absorp- tionskörper umfassen, die für die Röntgenstrahlung undurchlässig sind. Die Absorptionskörper sind dabei derart angeordnet, dass Röntgenstrahlung, die von den Absorptionskörpern absorbiert wird, nicht zuvor Zähne durchleuchtet hat. Die Lage der Absorptionskörper ist dann von der Entzerrungseinrichtung ermittelbar, was einen unmittelbaren Rück- schluss auf die Form des Konturmessbogens zulässt. Bei einer solchen Ausgestaltung entfällt der Aufwand für eine Sensorik, die in den Konturmessbogen integriert ist. Vor allem dann, wenn eine in den Konturmessbogen integrierte Sensorik nicht benötigt wird, kann der Konturmessbogen einen plastisch verformbaren Träger umfassen. Dieser wird dann zur Vermessung einfach an die Zahnreihe des Patienten angelegt und so verformt, dass eine möglichst flächige An- läge über die gesamte Länge des Konturmessbogens erzielt wird. However, the means for determining the shape of the contour measuring arc can also be used with the contour measuring arc associated absorption. include bodies that are impermeable to X-rays. The absorption bodies are arranged in such a way that X-ray radiation, which is absorbed by the absorption bodies, has not previously illuminated through teeth. The position of the absorption bodies can then be determined by the equalization device, which allows an immediate conclusion to the shape of the contour measurement arc. In such an embodiment, the expense of a sensor that is integrated into the contour measuring arc is eliminated. Especially when a sensor integrated into the contour measuring arc is not required, the contour measuring arc can comprise a plastically deformable carrier. This is then simply applied to the patient's row of teeth for measurement and deformed in such a way that the largest possible area is achieved over the entire length of the contour measurement arc.
Bei anderen Ausführungsbeispielen ist die Messeinrichtung zumindest teilweise für eine Anordnung auf einer dem Patienten abgewandten Rückseite des Röntgendetektors eingerich- tet. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, dass vergleichsweise viel Platz für die Anordnung der Messeinrichtung zur Verfügung steht. Der Röntgendetektor sollte dann allerdings möglichst nur dort eine Detektionsflache aufweisen, wo Zähne und andere interessierende Strukturen abge- bildet werden können. In dem bereits erwähnten Zwischenraum zwischen den beiden Zahnreihen des Patienten wird ein Röntgendetektor nicht benötigt, so dass dort die Messeinrichtung vorteilhaft angeordnet sein kann. In other embodiments, the measuring device is at least partially set up for an arrangement on a rear side facing away from the patient of the X-ray detector. Such an arrangement has the advantage that comparatively much space is available for the arrangement of the measuring device. The X-ray detector should, however, if possible only have a detection surface there where teeth and other structures of interest can be imaged. In the already mentioned space between the two rows of teeth of the patient, an X-ray detector is not needed, so that there may be arranged advantageously the measuring device.
Insbesondere kann der Röntgendetektor eine Öffnung aufwei- sen, die derart angeordnet ist, dass Röntgenstrahlung, die durch die Öffnung tritt, nicht zuvor Zähne durchleuchtet hat. Die Messeinrichtung ist dann derart hinter dem Rönt- gendetektor im Bereich der Öffnung angeordnet, dass die Öffnung eine Sichtverbindung zwischen der Messeinrichtung und den Zähnen zulässt. In particular, the X-ray detector can have an opening which is arranged in such a way that X-ray radiation which has passed through the opening has not previously illuminated through teeth. The measuring device is then behind the X-ray arranged detector in the region of the opening, that the opening allows a visual connection between the measuring device and the teeth.
Es besteht auch die Möglichkeit, einige Teile der Messvor- richtung in dem Bereich zwischen dem Röntgendetektor und dem Patienten und andere Teile außerhalb dieses Bereiches anzuordnen. So kann die Messeinrichtung beispielsweise einen Reflektor aufweisen, der für eine Anordnung zwischen dem Patienten und dem Röntgendetektor eingerichtet und für Licht oder Schallwellen reflektierend und für Röntgenstrahlung durchlässig ist. Da der Reflektor in optimaler Position relativ zu den vermessenden Zähnen angeordnet sein kann, lassen sich damit die Zähne optisch oder mit Hilfe von Ultraschallwellen u. U. noch besser vermessen, als wenn die entsprechenden Sensoren der Messeinrichtung zwischen den Zahnreihen des Patienten angeordnet sind. It is also possible to arrange some parts of the measuring device in the area between the X-ray detector and the patient and other parts outside this area. For example, the measuring device can have a reflector which is set up for an arrangement between the patient and the X-ray detector and is reflective for light or sound waves and transparent for X-ray radiation. Since the reflector can be arranged in an optimal position relative to the measuring teeth, so that the teeth can optically or by means of ultrasonic waves u. U. even better measured, as if the corresponding sensors of the measuring device between the rows of teeth of the patient are arranged.
Bei einer anderen Gruppe von Ausführungsbeispielen umfasst die Messeinrichtung einen ortsauflösenden Aufbisssensor, durch den die Koordinaten einer Anlagefläche eines Zahns und/oder der Lippe des Patienten zumindest entlang einer Richtung messbar sind. Bei der Anlagefläche eines Zahns wird es sich meistens um die Schneidkante der Schneidezähne handeln; im Prinzip kommt jedoch auch eine Erfassung der benachbarten Eckzähne in Betracht, wenn der Aufbisssensor eine ausreichende Breite aufweist. Zwar können mit einem solchen ortsauflösenden Aufbisssensor nur einige wenige Zähne vermessen werden und für diese zudem auch nur Messpunkte, die auf der Anlagefläche liegen, jedoch wird dadurch zumindest die wichtige Information erhalten, wie weit die Schneidezähne von der Röntgenquelle entfernt ist. DieIn another group of embodiments, the measuring device comprises a spatially resolving upbeat sensor by means of which the coordinates of a contact surface of a tooth and / or the lip of the patient can be measured at least along one direction. The contact surface of a tooth will most often be the cutting edge of the incisors; in principle, however, a detection of the adjacent canines is also considered if the Aufbisssensor has a sufficient width. Although only a few teeth can be measured with such a spatially resolving Aufbisssensor and also for this only measuring points that lie on the contact surface, but at least the important information is obtained as far as the incisors of the X-ray source is removed. The
Lage der übrigen Zähne muss dann extrapoliert werden. Dabei wird man im Allgemeinen zumindest das Geschlecht und das Alter des Patienten berücksichtigen, um eine typische Form des Kieferbogens unterstellen zu können. Diese typische Form kann z.B. durch Mittelung von Messwerten gewonnen werden, die bei der Vermessung der Kieferbögen einer Vielzahl von vergleichbaren Patienten gewonnen wurden. Bei einem Ausführungsbeispiel weist der Aufbisssensor ein Aufbisselement auf, das entlang einer Verstellrichtung verlagerbar und mit einer Aufbisskerbe versehen ist. Ferner umfasst der Aufbisssensor einen Positionssensor, mit dem die Position des Aufbisselements entlang der Verstellrich- tung messbar ist. Das Vorsehen einer Aufbisskerbe im Aufbisssensor verringert die Gefahr, dass der Patient unbeabsichtigt durch kleinere Kieferbewegungen eine Position relativ zur Röntgenquelle verlässt, die zuvor eingestellt wurde und die Grundlage für die spätere Entzerrung des Röntgenbildes liefert. The position of the remaining teeth must then be extrapolated. In general, at least the sex and the age of the patient will be taken into account, to a typical shape of the mandibular arch. This typical form can be obtained, for example, by averaging measured values obtained during the measurement of the mandibular arches of a large number of comparable patients. In one embodiment, the bite sensor has a bite element that is displaceable along an adjustment direction and provided with a bite notch. Furthermore, the bead sensor comprises a position sensor with which the position of the bite element along the adjustment direction can be measured. The provision of a bite-on notch in the bite sensor reduces the risk of the patient unintentionally leaving a position relative to the x-ray source due to minor jaw movements, which has previously been adjusted and provides the basis for the subsequent equalization of the x-ray image.
Der Aufbisssensor kann einen Motor zum Verlagern des Aufbisselements aufweisen. Auf diese Weise kann ein gewünschter Abstand zwischen den Schneidezähnen des Patienten und der Röntgenquelle über eine Eingabeeinrichtung eingegeben werden. Das Röntgensystem stellt dann selbstständig mitThe bite sensor may include a motor for displacing the bite element. In this way, a desired distance between the incisors of the patient and the X-ray source can be input via an input device. The X-ray system will then stand on its own
Hilfe des Motors den gewünschten Sollabstand ein. Wenn das Aufbisselement lediglich auf jeder Seite genau eine Aufbisskerbe hat, besteht nicht die Gefahr, dass der Patient versehentlich seine Schneidezähne in die falsche Auf- bisskerbe setzt oder diese kurz vor dem Durchleuchten durch kleinere Kieferbewegungen wechselt. Help the motor the desired distance. If the bite element has exactly one bite notch on each side, there is no danger of the patient accidentally placing their incisors in the wrong bite-kerf or changing them shortly before candling through smaller jaw movements.
Falls der Motor als Servomotor ausgebildet ist, kann dieser gleichzeitig als Positionssensor dienen. If the motor is designed as a servomotor, this can also serve as a position sensor.
Das Aufbisselement kann einen hülsenförmigen Grundkörper haben, der auf ein Einführteil des Röntgengeräts, welches die Röntgenquelle enthält, entlang einer Längsachse des Einführteils verschiebbar angeordnet ist. Das Einführteil dient somit gleichzeitig als Führung für das Aufbisselement, was den Aufbau des Aufbisssensors vereinfacht. Alternativ hierzu kommt jedoch auch in Betracht, auf einem hül- senförmigen Grundkörper an der Ober- und Unterseite jeweils einen Aufnahmeschacht vorzusehen, in dem ein streifenförmiges Aufbisselement linearbeweglich angeordnet ist. The bite element can have a sleeve-shaped base body which is displaceably arranged along an insertion axis of the insertion device on an insertion part of the x-ray device which contains the x-ray source. The insertion part at the same time serves as a guide for the bite element, which simplifies the construction of the Aufbisssensors. Alternatively, however, it is also possible to provide on a sleeve-shaped base body at the top and bottom each have a receiving shaft in which a strip-shaped bite element is arranged linearly movable.
Der Aufbisssensor kann mindestens ein Sensorelement und einen Träger aufweisen, der das mindestens eine Sensorelement trägt und teilweise in die Mundhöhle des Patienten einführ- bar ist. Durch das mindestens eine Sensorelement sind zumindest die Koordinaten der Anlagefläche entlang einer Bezugsrichtung ermittelbar. In diesem Fall greifen die The bite sensor may comprise at least one sensor element and a carrier which carries the at least one sensor element and is partially insertable into the oral cavity of the patient. At least the coordinates of the contact surface along a reference direction can be determined by the at least one sensor element. In this case, the attack
Schneidezähne des Patienten nicht in eine Aufbisskerbe ein, sondern liegen an einem beliebigen Ort mit ihrer Schneid- kante an dem Aufbisssensor an. Dieser Ort wird durch das mindestens eine Sensorelement erfasst. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Vermessung der Koordinaten der Schneidezähne gleichzeitig mit der Durchleuchtung durchgeführt wird. In diesem Fall kann nicht die Gefahr bestehen, dass der Patient eine zuvor eingestellte Position der Schneidezähne auf dem Aufbisssensor bis zum Moment der Röntgenaufnahme versehentlich wieder ändert . The patient's incisors are not inserted in a bite-off notch, but are resting against the bite sensor at any location with their cutting edge. This location is detected by the at least one sensor element. Such an embodiment is particularly advantageous if the measurement of the coordinates of the incisors is performed simultaneously with the fluoroscopy. In this case, there is no danger that the patient accidentally changes a previously set position of the incisors on the up to the moment of the X-ray.
Das mindestens eine Sensorelement kann mehrere entlang der Bezugsrichtung hintereinander angeordnete Druck- oder Näherungssensoren umfassen, deren Größe und Anordnung die Ortsauflösung bestimmt, mit der die Koordinaten der Anlagefläche messbar sind. Als Drucksensoren besonders geeignet sind beispielsweise Piezoelemente . Als Näherungssensoren kommen insbesondere kapazitive Sensoren in Betracht, die gezielt so ausgelegt werden können, dass sie nur auf Zähne, nur auf Lippen oder auf Lippen und Zähne ansprechen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist das mindestens eine Sensorelement als Linearpotentiometer ausgebildet, das eine Widerstandsfläche und eine elastische Elektrode aufweist. Ein beweglicher Abgriffspunkt des Linearpotentiome- ters ist dort erzeugbar, wo die elastische Elektrode durch einen Zahn und/oder die Lippe des Patienten so weit ausgelenkt wird, dass die Elektrode an der Widerstandsfläche anliegt. Ein solches Linearpotentiometer hat einen einfachen Aufbau und benötigt weniger elektrische Zuleitungen als mehrere hintereinander angeordnete Druck- oder Näherungssensoren. The at least one sensor element may comprise a plurality of pressure or proximity sensors successively arranged along the reference direction, the size and arrangement of which determines the spatial resolution with which the coordinates of the contact surface can be measured. For example, piezo elements are particularly suitable as pressure sensors. As proximity sensors in particular capacitive sensors come into consideration, which can be specifically designed so that they respond only to teeth, only on lips or on the lips and teeth. In another embodiment, the at least one sensor element is designed as a linear potentiometer, which has a resistance surface and an elastic electrode. A movable tapping point of the linear potentiometer can be produced where the elastic electrode is deflected by a tooth and / or the lip of the patient so far that the electrode rests against the resistance surface. Such a linear potentiometer has a simple structure and requires fewer electrical leads than a plurality of successively arranged pressure or proximity sensors.
Der Träger für das mindestens eine Sensorelement ist vorzugsweise auf einem Einführteil befestigt, welches die Röntgenquelle enthält, und kann beispielsweise als Hülse ausgebildet sein, die auf das Einführteil aufgeschoben ist. The carrier for the at least one sensor element is preferably fastened on an insertion part, which contains the X-ray source, and may for example be designed as a sleeve, which is pushed onto the insertion part.
Zu weiteren Vorteilen und Weiterbildungen bezüglich des Systems wird auf die obigen Ausführungen zum Verfahren verwiesen . For further advantages and developments with respect to the system, reference is made to the above explanations of the method.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Darin zeigen: BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawings. Show:
Figur 1 einen vertikalen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Röntgenuntersuchungssystem im Einsatz; Figur 2 einen horizontalen Schnitt durch das in der Figur Figure 1 is a vertical section through an inventive X-ray examination system in use; Figure 2 is a horizontal section through that in the figure
1 gezeigte Röntgenuntersuchungssystem;  1 X-ray examination system shown;
Figur 3 eine schematische Darstellung zur Illustration einer auf einem Röntgenbild entstehenden Verzerrung; Figur 4 eine schematische Darstellung ähnlich wie in der Figur 3, jedoch mit unverzerrtem Bild; FIG. 3 shows a schematic illustration for illustrating a distortion arising on an X-ray image; Figure 4 is a schematic representation similar to Figure 3, but with undistorted image;
Figur 5 eine schematische Darstellung ähnlich wie in der Figure 5 is a schematic representation similar to that in the
Figur 3, jedoch mit einem anderen projizierten Körper;  Figure 3 but with another projected body;
Figur 6 eine schematische Darstellung ähnlich wie in der Figure 6 is a schematic representation similar to that in the
Figur 3, jedoch mit Hervorhebung einer Objektebene;  FIG. 3, but with emphasis on an object plane;
Figur 7 zur Erläuterung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens eine vergrößerte Darstellung der geometrischen Verhältnisse, die bei der Projektion von Zähnen auf die Sensorfläche eines Röntgendetektors des in den Figuren 1 und 2 gezeigten Röntgenuntersuchungssystems vorliegen; FIG. 7 shows an enlarged illustration of the geometric relationships that are present in the projection of teeth on the sensor surface of an X-ray detector of the X-ray examination system shown in FIGS. 1 and 2 for explaining a first exemplary embodiment of a method according to the invention;
Figur 8 einen vertikalen Schnitt durch einen als Messeinrichtung verwendeten Triangulationssensor, der in die Mundhöhle eines Patienten eingeschoben ist; Figure 8 is a vertical section through a triangulation sensor used as a measuring device, which is inserted into the oral cavity of a patient;
Figur 9 eine Vorderansicht des in der Figur 8 gezeigten FIG. 9 is a front view of that shown in FIG
Triangulationssensors;  triangulation;
Figur 10 einen vertikalen Schnitt durch eine stereoskopische 3D-Kamera, die in die Mundhöhle eines Patienten eingeführt ist; Figure 10 is a vertical section through a 3D stereoscopic camera inserted into the oral cavity of a patient;
Figur 11 eine Vorderansicht der in der Figur 10 gezeigten FIG. 11 is a front view of that shown in FIG
3D-Kamera;  3D camera;
Figur 12 ein von einer Lichtquelle erzeugtes regelmäßiges Figure 12 is a generated by a light source regular
Lichtgitter; Figur 13 das Lichtgitter gemäß Figur 12 bei Projektion auf Zähne; Light grid; FIG. 13 shows the light grid according to FIG. 12 when projected onto teeth;
Figur 14 eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen FIG. 14 shows one for the implementation of the invention
Verfahrens geeignete Messeinrichtung, die zur Durchführung einer Triangulation mehrere Lichtquellen und mehrere Detektoren aufweist;  Method suitable measuring device, which has to carry out a triangulation of multiple light sources and a plurality of detectors;
Figur 15 eine schematische Darstellung wesentlicher Figure 15 is a schematic representation of essential
Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem sich das Röntgenbild so entzerren lässt, dass es aus einer gewünschten Sollperspektive aufgenommen erscheint;  Steps of the inventive method according to a second embodiment, in which the X-ray image can be equalized so that it appears taken from a desired target perspective;
Figur 16 ein Flussdiagramm, in dem wesentliche Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt sind; FIG. 16 is a flowchart showing essential steps of the method according to the invention;
Figur 17 einen vertikalen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Röntgenuntersuchungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem eine Messeinrichtung an einem distalen Ende eines Einführteils befestigt ist; 17 shows a vertical section through an inventive X-ray examination system according to an embodiment, in which a measuring device is attached to a distal end of an insertion part;
Figur 18 einen horizontalen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Röntgengerät gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Messeinrichtung zwischen dem Patienten und dem Röntgendetektor angeordnet ist; Figur 19 eine Vorderansicht der in der Figur 18 gezeigten Figure 18 is a horizontal section through an inventive X-ray device according to an embodiment in which the measuring device is arranged between the patient and the X-ray detector; FIG. 19 is a front view of that shown in FIG
Messeinrichtung auf der Höhe der Linie XIX-XIX, wobei der Röntgendetektor und eine damit verbundene Halterung nicht dargestellt sind;  Measuring device at the height of the line XIX-XIX, wherein the X-ray detector and a holder connected thereto are not shown;
Figur 20 einen horizontalen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Röntgengerät, bei der eine Messeinrich- · tung auf einer vom Patienten abgewandten Seite des Röntgendetektors angeordnet ist; FIG. 20 shows a horizontal section through an inventive X-ray apparatus in which a measuring device is shown. is arranged on a side facing away from the patient side of the X-ray detector;
Figur 21 eine Vorderansicht der in der Figur 20 gezeigten FIG. 21 is a front view of that shown in FIG
Messeinrichtung auf der Höhe der Linie XXI-XXI, wobei der Röntgendetektor und eine damit verbundene Halterung nicht dargestellt sind;  Measuring device at the height of the line XXI-XXI, wherein the X-ray detector and a holder associated therewith are not shown;
Figur 22 einen vertikalen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Röntgengerät gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem zwischen dem Patienten und dem Röntgendetektor Reflektoren angeordnet sind; FIG. 22 shows a vertical section through an inventive X-ray device according to an embodiment, in which reflectors are arranged between the patient and the X-ray detector;
Figur 23 einen horizontalen Schnitt durch ein erfindungs¬ gemäßes Röntgengerät gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Messeinrichtung einen gelenkig ausgebildeten Konturmessbogen mit integrierten Sensoren umfasst; Figure 23 is a horizontal section through a fiction, according ¬ X-ray apparatus according to an embodiment, in which the measuring means comprises a hingedly formed contour measuring sheet with integrated sensors;
Figur 24 eine Vorderansicht der in der Figur 23 gezeigten FIG. 24 is a front view of that shown in FIG
Messeinrichtung auf der Höhe der Linie XXIX-XXIX, wobei der Röntgendetektor und eine damit verbundene Halterung nicht dargestellt sind; Figur 25 einen horizontalen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Röntgengerät gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Messeinrichtung einen plastisch verformbaren Konturmessbogen mit davon getragenen Absorptionskörpern umfasst; Figur 26 eine Vorderansicht der in der Figur 25 gezeigten  Measuring device at the level of line XXIX-XXIX, wherein the X-ray detector and a holder associated therewith are not shown; FIG. 25 shows a horizontal section through an inventive X-ray device according to an exemplary embodiment, in which the measuring device comprises a plastically deformable contour measuring arc with absorption bodies carried therefrom; FIG. 26 is a front view of that shown in FIG
Messeinrichtung auf der Höhe der Linie XXVI-XXVI, wobei der Röntgendetektor und eine damit verbundene Halterung nicht dargestellt sind;  Measuring device at the height of the line XXVI-XXVI, wherein the X-ray detector and a holder connected thereto are not shown;
Figur 27 einen vertikalen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Röntgengerät gemäß einem Ausführungsbei- spiel, bei dem die Messeinrichtung einen Aufbisssensor mit mehreren hintereinander angeordneten Drucksensoren umfasst ; FIG. 27 shows a vertical section through an inventive X-ray apparatus according to an embodiment. game, wherein the measuring device comprises a Aufbisssensor with a plurality of successively arranged pressure sensors;
Figur 28 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Figur 27, in dem die Anordnung der als Piezoelemente ausgebildeten Drucksensoren erkennbar ist; FIG. 28 an enlarged detail from FIG. 27, in which the arrangement of the pressure sensors designed as piezo elements can be recognized;
Figur 29 eine an die Figur 28 angelehnte ausschnittsweise FIG. 29 is a fragmentary view of the figure 28
Schnittdarstellung eines Aufbisssensors gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Sensoren ka- pazitive Näherungssensoren sind;  A sectional view of a Aufbsssssors according to an embodiment in which the sensors are capacitive proximity sensors;
Figur 30 eine an die Figur 28 angelehnte ausschnittsweise FIG. 30 is a fragmentary view of the figure 28
Schnittdarstellung eines Aufbisssensors gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem der Aufbisssensor ein Linearpotentiometer umfasst; Figur 31 einen vertikalen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Röntgengerät gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem der Aufbisssensor eine motorisch verlagerbare Hülse aufweist.  A sectional view of a Aufbsssssorsors according to an embodiment, in which the Aufbsssensor comprises a linear potentiometer; 31 shows a vertical section through an inventive X-ray device according to an embodiment, in which the Aufbisssensor has a motor-displaceable sleeve.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE 1. Grundaufbau des Röntgenuntersuchungssystems DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS 1. Basic Structure of the X-ray Examination System
Die Figuren 1 und 2 zeigen ein erfindungsgemäßes und insgesamt mit 10 bezeichnetes Röntgenuntersuchungssystem für die zahnmedizinische und kieferorthopädische Diagnostik in einem vertikalen bzw. horizontalen Schnitt. Das Röntgenuntersuchungssystem 10 weist ein Röntgengerät 12 auf, das über eine Datenleitung 14 mit einem Computer 16 verbunden ist. Anstelle des Computers 16 kann auch eine speziell für das Röntgenuntersuchungssystem 10 entwickelte Auswerteeinheit vorgesehen sein, die über einen Datenspeicher und eine Recheneinheit verfügt. Figures 1 and 2 show an inventive and generally designated 10 X-ray examination system for dental and orthodontic diagnostics in a vertical or horizontal section. The x-ray examination system 10 has an x-ray device 12, which is connected to a computer 16 via a data line 14. Instead of the computer 16 may also be a specially developed for the X-ray examination system 10 Evaluation unit may be provided which has a data memory and a computing unit.
Das Röntgengerät 12 weist ein Schutzgehäuse 18 auf, das aus einem elektrisch und thermisch isolierenden Material be- steht und in ein quaderförmiges Hauptteil 20 und ein röhrenförmiges Einführteil 22 unterteilt ist. Das Einführteil 22 ist an dem Hauptteil 20 über eine nicht dargestellte Befestigungseinrichtung lösbar befestigt und nimmt eine Röntgenröhre auf, die der Übersichtlichkeit halber in den Figu- ren 1 und 2 nicht näher dargestellt ist. The X-ray device 12 has a protective housing 18, which consists of an electrically and thermally insulating material and is divided into a cuboid main part 20 and a tubular insertion part 22. The insertion part 22 is detachably fastened to the main part 20 via a fastening device, not shown, and receives an x-ray tube which, for the sake of clarity, is not shown in greater detail in FIGS. 1 and 2.
Im Hauptteil 20 des Schutzgehäuses 18 ist eine Elektronen- strahlquelle 24 angeordnet, mit der ein Elektronenstrahl erzeugbar ist. Die Elektronenstrahlquelle 24 weist zu diesem Zweck in an sich bekannter Weise eine Kathode und eine Anode auf, die an eine Hochspannungsquelle angeschlossen sind, die ebenfalls im Hauptteil 20 des Schutzgehäuses 18 aufgenommenen ist. Während des Betriebs des Röntgengeräts 12 werden Elektronen von der Kathode emittiert und in dem elektrischen Feld beschleunigt, das sich zwischen der Ka- thode und der Anode ausbildet. Durch ein in der Anode vorgesehenes Loch verlassen die Elektronen die Elektronenstrahlquelle 24 und bilden in der Röntgenröhre einen Elekt- ronenstrahl 26. Dieser trifft am hinteren Ende der Röntgenröhre auf ein Target 27, das im dargestellten Ausführungs- beispiel die Form eines Kegelstumpfes hat. Beim Auftreffen auf das Target 27 werden die Elektronen abgebremst und setzen Röntgenstrahlung frei, die in den Figuren 1 und 2 mit gestrichelten Linien 30 angedeutet ist. Die Spitze des Targets 27, auf das der Elektronenstrahl 26 auftrifft, stellt somit eine im Folgenden mit 28 bezeichnete punktförmige Röntgenquelle dar. Das Röntgengerät 12 weist ferner einen Röntgendetektor 32 auf, der im dargestellten Ausführungsbeispiel als digitaler Röntgendetektor ausgebildet ist und mit Hilfe einer Halterung 31 an dem Hauptteil 20 des Schutzgehäuses 18 befestigt ist. Der Röntgendetektor 32 weist hierzu einen CCD- oder einen CMOS-Sensor auf, dessen Pixel auf einer Sensorfläche 33 angeordnet sind, die sowohl in der Schnittebene gemäß der Figur 1 als auch der Schnittebene gemäß der Figur 2 gekrümmt ist. Die Krümmung in der horizontalen Schnittebene gemäß der Figur 2 ist dabei so gewählt, dass sie in etwa dem typischen Verlauf eines menschlichen Kieferbogens folgt. Beschreiben lässt sich die Detektorfläche des Röntgendetektors 32 durch Bewegung eines Kreisbogens entlang einer etwa parabelförmigen Bahn. Hinter dem Röntgendetektor 32 kann noch eine Abschirmung angeordnet sein (nicht dargestellt) , die verhindert, dass sich nicht vom Röntgendetektor absorbierte Röntgenstrahlung im Untersuchungsraum ausbreitet . In the main part 20 of the protective housing 18, an electron beam source 24 is arranged, with which an electron beam can be generated. The electron beam source 24 has for this purpose in a conventional manner a cathode and an anode, which are connected to a high voltage source, which is also accommodated in the main part 20 of the protective housing 18. During operation of the X-ray apparatus 12, electrons are emitted from the cathode and accelerated in the electric field that forms between the cathode and the anode. The electrons leave the electron beam source 24 through a hole provided in the anode and form an electron beam 26 in the x-ray tube. At the rear end of the x-ray tube, this impinges on a target 27, which has the form of a truncated cone in the exemplary embodiment shown. Upon impact with the target 27, the electrons are decelerated and set free X-rays, which is indicated in Figures 1 and 2 with dashed lines 30. The tip of the target 27, on which the electron beam 26 impinges, thus constitutes a point-shaped X-ray source designated below by 28. The X-ray device 12 further has an X-ray detector 32, which is formed in the illustrated embodiment as a digital X-ray detector and is attached by means of a holder 31 to the main part 20 of the protective housing 18. For this purpose, the x-ray detector 32 has a CCD or a CMOS sensor whose pixels are arranged on a sensor surface 33 which is curved both in the sectional plane according to FIG. 1 and in the sectional plane according to FIG. The curvature in the horizontal sectional plane according to FIG. 2 is chosen such that it approximately follows the typical course of a human dental arch. Describe the detector surface of the X-ray detector 32 by moving a circular arc along an approximately parabolic path. Behind the X-ray detector 32, a shield may be arranged (not shown), which prevents that not absorbed by the X-ray detector X-ray propagates in the examination room.
Die von den Pixeln der Sensorfläche 33 erzeugten Signale werden vom Röntgengerät 12 über die Datenleitung 14 an den Computer 16 übermittelt und dort zu einem Röntgenbild aufbereitet, das in einem Speicher, der bei 39 angedeutet ist, abgelegt wird. In dem Computer findet auch die Entzerrung des Röntgenbildes statt, die weiter unten in den Abschnit- ten 2 und 3 näher erläutert wird. The signals generated by the pixels of the sensor surface 33 are transmitted by the X-ray device 12 via the data line 14 to the computer 16 and there processed to form an X-ray image, which is stored in a memory, which is indicated at 39. Equalization of the X-ray image also takes place in the computer, which is explained in more detail below in sections 2 and 3.
Wird das röhrenförmige Einführteil 22 des Röntgengeräts 12 in die Mundhöhle 34 eines Patienten 36 eingeführt, wie dies insbesondere in der Figur 1 erkennbar ist, so durchtreten die Röntgenstrahlen 30, die beim Abbremsen der Elektronen auf dem Auftreffpunkt des Targets 28 erzeugt wurden, dieWhen the tubular insertion part 22 of the x-ray device 12 is inserted into the oral cavity 34 of a patient 36, as can be seen in particular in FIG. 1, the x-rays 30 generated when the electrons are decelerated at the point of impact of the target 28 pass through
Zähne und die anliegenden Zahnhalteapparate und treffen auf den Röntgendetektor 32. Die Sensitivität des von den Pixeln des Röntgendetektors 32 erfassten Röntgenlichts hängt dabei von der Menge und der Art, insbesondere der Dichte, des Ge¬ webes ab, das die Röntgenstrahlen auf ihrem Weg von der Röntgenquelle 28 zum Röntgendetektor 32 durchtreten haben. Teeth and the adjacent periodontal apparatus and meet the X-ray detector 32. The sensitivity of the X-ray detected by the pixels of the X-ray detector 32 depends thereby on the amount and the nature, in particular the density, the Ge ¬ tissue disorders from which they pass on their way from the x-ray source 28 to the X-ray detector 32, the X-rays.
Durch geeignete Auslegung der Röntgenquelle 28 wird sicher- gestellt, dass die Röntgenstrahlen 30 sowohl in vertikaler Richtung (Schnittebene der Figur 1) als auch in horizontaler Richtung (Schnittebene der Figur 2) einen Winkel abdecken, der die vollständige Durchleuchtung aller Zähne 38 und der dazugehörigen Zahnhalteapparate des Patienten si- cherstellt. Auf der Sensorfläche 33 des Röntgendetektors 32 entsteht somit ein panoramaartiges Bild des von den Röntgenstrahlen 30 durchtretenen Gewebes. Da die Röntgenquelle 28 annähernd punktförmig ist und sich relativ nahe an dem zu durchleuchtenden Gewebe befindet, gehorcht das auf der Sensorfläche 33 bei einer Durchleuchtung entstehende Bild den Regeln der Zentralprojektion. By suitable design of the X-ray source 28, it is ensured that the X-rays 30 cover both in the vertical direction (sectional plane of FIG. 1) and in the horizontal direction (sectional plane of FIG. 2) an angle which ensures the complete fluoroscopy of all the teeth 38 and the associated ones Ensuring dental restraints of the patient. On the sensor surface 33 of the X-ray detector 32, a panorama-like image of the tissue penetrated by the X-rays 30 thus results. Since the X-ray source 28 is approximately point-shaped and relatively close to the tissue to be screened, the image formed on the sensor surface 33 during fluoroscopy obeys the rules of central projection.
Dies wird im Folgenden mit Bezug auf die Figuren 3 bis 6 näher erläutert. This will be explained in more detail below with reference to FIGS. 3 to 6.
2. Allgemeines zur Bildentstehung In der Figur 3 ist ein würfelförmiges Gitter 39 gezeigt, das von einer als punktförmig angenommenen Strahlenquelle 40 beleuchtet wird. Auf einer Bildebene 42 entsteht aus den Schatten des Gitters 39 ein Bild 139 nach den Regeln der Zentralprojektion. So bleibt beispielsweise im Bild 139 die Parallelität von Linien erhalten, die - wie hier angenommen - in Ebenen angeordnet sind, welche parallel zur Bildebene 42 verlaufen. Für drei der vorderen Ecken des Gitters 39 sind Projektionsstrahlen durch gestrichelte Linien und für die drei dahinter liegenden Ecken durch gepunktete Linien angedeutet. Wie man in der Hinteransicht auf der rechten Seite der Figur 3 erkennen kann, ist die Strahlenquelle 40 bezüglich des Gitters 39 nicht zentriert angeordnet, sondern leicht nach unten links versetzt. Infolge dieser versetzten Anord- nung ist das auf der Bildebene 42 entstehende Bild 139 verzerrt. Für einen Betrachter des Bildes 139 ist es infolge dieser Verzerrung z. B. schwer zu beurteilen, ob das Gitter 39 die Gestalt eines Würfels hat oder nicht. Eine solche Beurteilung ist nur dann möglich, wenn das Bild 139 aus ei- ner dem Betrachter bekannten und für eine Beurteilung besonders geeigneten Perspektive entsteht. 2. General information on image formation FIG. 3 shows a cube-shaped grid 39 which is illuminated by a radiation source 40 assumed to be punctiform. On an image plane 42 emerges from the shadow of the grid 39 an image 139 according to the rules of central projection. Thus, for example, the parallelism of lines which, as assumed here, are arranged in planes which run parallel to the image plane 42 remains in the image 139. For three of the front corners of the grating 39 projection beams are indicated by dashed lines and for the three corners behind them by dotted lines. As can be seen in the rear view on the right side of Figure 3, the radiation source 40 is not centered with respect to the grid 39, but slightly offset to the bottom left. As a result of this staggered arrangement, the image 139 produced on the image plane 42 is distorted. For a viewer of the image 139, it is due to this distortion z. B. difficult to judge whether the grid 39 has the shape of a cube or not. Such an evaluation is only possible if the image 139 arises from a perspective known to the viewer and particularly suitable for an assessment.
Eine solche bekannte Perspektive ist in der Figur 4 dargestellt. Hier ist angenommen, dass die Strahlenquelle 40' sich exakt auf einer zentralen Achse des Gitters 39, d. h. auf einer Linie befindet, welche die Mittelpunkte zweier gegenüberliegender Flächen des Gitters 39 durchsetzt (vgl. Hinteransicht am rechten Rand der Figur 4). Das Bild 139' erscheint nun für den Betrachter unverzerrt, da es die Regelmäßigkeit des Gitters 39 wiedergibt. Wie man unschwer in den Figuren 1 und 2 erkennt, wird auch das Bild, das auf der Sensorfläche 33 des Röntgendetektors 32 bei Durchleuchten der Zähne 38 entsteht, im Allgemeinen verzerrt sein. Dies liegt vor allem daran, dass, wie man in der Figur 2 erkennen kann, die Zähne 38 nicht auf einem Kreisbogen um die Röntgenquelle 28 herum angeordnet sind, sondern auf einer Kurve, die sich nur schlecht durch einen Kreisbogen annähern lässt. Daher liegen die Projektionsverhältnisse bei allen Zähnen 38 auf einer Hälfte einer Zahnreihe anders. Dementsprechend ist auch das auf der Sensor- fläche 33 des Röntgendetektors 32 entstehende Bild verzerrt, wobei sich die Verzerrung kontinuierlich über die Fläche des Bildes hinweg verändert. Für den Arzt, der auf der Grundlage eines solchen verzerrten Bildes eine zahnmedizinische oder kieferorthopädische Diagnose erstellen soll, ist es schwer, diese Verzerrung beim Betrachten des gewonnen Röntgenbildes gedanklich rück- gängig zu machen. Besonders schwierig oder gar unmöglich ist es, auf einem derart verzerrten Röntgenbild die Proportionen der dargestellten Strukturen richtig zu beurteilen. Such a known perspective is shown in FIG. Here, it is assumed that the radiation source 40 'is located exactly on a central axis of the grating 39, ie on a line which passes through the centers of two opposite faces of the grating 39 (see rear view on the right-hand edge of FIG. The image 139 'now appears undistorted to the viewer because it reflects the regularity of the grid 39. As can readily be seen in FIGS. 1 and 2, the image formed on the sensor surface 33 of the X-ray detector 32 when the teeth 38 are illuminated will also generally be distorted. This is mainly because, as can be seen in Figure 2, the teeth 38 are not arranged on a circular arc around the X-ray source 28 around, but on a curve that can be approximated poorly by a circular arc. Therefore, the projection ratios are different for all the teeth 38 on one half of a row of teeth. Accordingly, the image formed on the sensor surface 33 of the X-ray detector 32 is also distorted, with the distortion continuously changing over the area of the image. For the doctor, who is to make a dental or orthodontic diagnosis on the basis of such a distorted image, it is difficult to reverse this distortion when looking at the obtained X-ray image. It is particularly difficult or even impossible to correctly assess the proportions of the structures shown on such a distorted X-ray image.
Ideal wäre es für den Arzt, wenn für jeden Zahn 38 sein Bild unter der gleichen Perspektive aufgenommen erscheinen würde. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Zentralperspektive handeln, wie sie in der Figur 4 gezeigt ist. In Betracht kommt jedoch auch eine Parallelperspektive, wie sie entsteht, wenn die Strahlenquelle 40 weit (im Idealfall unendlich weit) vom Gitter 39 oder einem sonstigen Objekt entfernt ist. Steht die Frontfläche des Gitters 39 beispielsweise senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Strahlen, so liegen bei Parallelprojektion die Bilder der vorderen und der hinteren Kanten des Gitters 39 übereinander. Eine solche Parallelperspektive kennt der Arzt beispiels- weise von gängigen Panoramaaufnahmen, bei denen die Röntgenquelle hinter dem Kopf (und damit relativ weit entfernt von den Zähnen) um den Patienten herumgefahren wird und ein Röntgenfilm oder sonstiger Röntgendetektor durch eine wandernde Schlitzblende hindurch belichtet wird. Kennt man das in der Figur 3 gezeigte Bild 139 des Gitters 39 sowie die relative Lage der Bildebene 42 zur Strahlenquelle 40, so lässt sich allerdings noch nicht auf die Form des Gitters 39 zurück schließen. Die Figur 5 zeigt dies am Beispiel eines verzogenen Gitters 41: Bei ansonsten glei- chen Projektionsverhältnissen, d. h. Lage der Strahlenquelle 40 und der Bildebene 42, ist das projizierte Bild 141 nicht von dem Bild 139 des unverzogenen Gitters 39 aus der Figur 3 zu unterscheiden. 3. Entzerrung - erstes Ausführungsbeispiel It would be ideal for the doctor if for each tooth 38 his picture would appear under the same perspective. This may, for example, be a central perspective, as shown in FIG. However, consideration is also given to a parallel perspective as it arises when the radiation source 40 is far (ideally infinitely far) away from the grating 39 or any other object. If the front surface of the grating 39 is, for example, perpendicular to the propagation direction of the rays, the images of the front and the rear edges of the grating 39 are superposed on one another in parallel projection. The doctor knows such a parallel perspective, for example, from conventional panoramic images in which the X-ray source is moved around the patient behind the head (and thus relatively far away from the teeth) and an X-ray film or other X-ray detector is exposed through a wandering slit diaphragm. If the image 139 of the grating 39 shown in FIG. 3 and the relative position of the image plane 42 to the radiation source 40 are known, the shape of the grating 39 can not yet be inferred. FIG. 5 shows this using the example of a warped grating 41: With otherwise identical projection ratios, ie position of the radiation source 40 and the image plane 42, the projected image 141 can not be distinguished from the image 139 of the undrawn grating 39 from FIG. 3. Equalization - first embodiment
Eine Möglichkeit, auf die tatsächliche Form des Gitters 39 zu schließen und auf diese Weise zu einem entzerrten Bild zu gelangen, ist in der Figur 6 gezeigt. Hier ist angenom- men, dass die Lage einer ersten Objektebene 46, in der die zur Strahlenquelle 40 gewandten vier Ecken des Gitters 39 angeordnet sind, relativ zur Strahlenquelle 40 und der Bildebenen 42 bekannt ist. Kennt man die Lage der ersten Objektebene 46, so kann die Anordnung der vorderen Ecken des Gitters 39 in einfacher Weise rekonstruiert werden, indem rechnerisch vom Bild 139 ausgehende Strahlen mit der Strahlenquelle 40 verbunden werden. Die Durchstoßpunkte auf der Objektebene 46 dieser Strahlen liegen dann die vorderen vier Ecken des Gitters 39 fest. Auf diese Weise entsteht in der Objektebene 46 durch Rückprojektion des Bildes 139 auf die Objektebene 46 ein entzerrtes Urbild des Bildes 139. One way to deduce the actual shape of the grating 39 and thus obtain an equalized image is shown in FIG. It is assumed here that the position of a first object plane 46, in which the four corners of the grating 39 facing the radiation source 40 are arranged, is known relative to the radiation source 40 and the image planes 42. If the position of the first object plane 46 is known, the arrangement of the front corners of the grating 39 can be reconstructed in a simple manner by connecting beams emanating from the image 139 to the radiation source 40. The puncture points on the object plane 46 of these beams are then the front four corners of the grid 39 fixed. In this way, in the object plane 46, by back projection of the image 139 onto the object plane 46, an equalized original image of the image 139 is created.
Genau genommen müsste natürlich auch die Lage der zweiten Objektebene bekannt sein, in der die von der Strahlenquelle 40 abgewandten vier Ecken des Gitters 39 angeordnet sind. Der Fehler, der dadurch entsteht, dass man den Abstand dieser zweiten Objektebene zur ersten Objektebene schätzt, ist allerdings relativ gering. Angewendet auf die Projektionen der Zähne 38 bedeutet dies, dass man die Lage der zweiten Objektebene leicht ermitteln kann, indem man die erste Ob- jektebene um die typische "Dicke" einer Zahnreihe versetzt. Strictly speaking, of course, the position of the second object plane would have to be known, in which the four corners of the grid 39 facing away from the radiation source 40 are arranged. However, the error that arises from estimating the distance of this second object plane to the first object plane is relatively small. Applied to the projections of the teeth 38, this means that one can easily determine the position of the second object plane by displacing the first object plane by the typical "thickness" of a row of teeth.
Die Figur 7 illustriert die entsprechenden Verhältnisse, wie sie bei der Aufnahme des Röntgenbildes mit dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Röntgengerät 12 vorliegen. Mit 48 ist hier eine Objektfläche bezeichnet, deren dreidimensio- nale Form so festgelegt wurde, dass die zur Röntgenquelle 28 weisenden Flächen der Zähne 38 an die Objektfläche 48 annähernd tangential anliegen. Beabstandet dahinter ist die Sensorfläche 33 des Röntgendetektors 32 angedeutet. Die Objektfläche 48 entspricht somit der Objektebene 46 und die Sensorfläche 33 der Bildebene 42 in der Darstellung der Figur 6. Auf der Sensorfläche 33 ist beispielhaft das Bild 138 eines Zahns 38 angedeutet, der durch Projektion infolge Durchleuchtung mit Röntgenstrahlen 30 auf der Sensorfläche 33 entsteht. Werden rechnerisch diese auf der Sensorfläche 33 liegenden Punkte auf die Objektfläche 48 zurückproj iziert , so entsteht ein entzerrtes Urbild des Zahns 38. FIG. 7 illustrates the corresponding relationships as they exist when the X-ray image is recorded with the X-ray apparatus 12 shown in FIGS. 1 and 2. 48 designates here an object surface whose three-dimensional shape has been determined such that the surfaces of the teeth 38 facing the x-ray source 28 abut the object surface 48 approximately tangentially. Distanced behind it is the Sensor surface 33 of the X-ray detector 32 indicated. The object surface 48 thus corresponds to the object plane 46 and the sensor surface 33 of the image plane 42 in the representation of FIG. 6. On the sensor surface 33, the image 138 of a tooth 38 is indicated as an example, which is produced on the sensor surface 33 by projection as a result of fluoroscopy with x-rays 30. If, by calculation, these points lying on the sensor surface 33 are projected back onto the object surface 48, then an equalized original image of the tooth 38 is produced.
Dieses Vorgehen verlangt, dass die Koordinaten der Sensorfläche 33 relativ zur Lage der Röntgenquelle 28 genau bekannt sind. Ferner muss in diesem Bezugssystem auch die Lage der Objektfläche 48 bekannt sein. Die Lage der Sensor- fläche 33 relativ zur Röntgenquelle 28 ist bei dem Röntgengerät 12 baulich zueinander fixiert. Unbekannt ist allerdings zunächst die Lage der Objektfläche 48 in diesem Bezugssystem, da die Form des Kieferbogens und die Anordnung der davon gehaltenen Zähne 38 von Patient zu Patient erheb- lieh abweichen kann. Insbesondere dann, wenn das entzerrte Röntgenbild auch dafür verwendet werden soll, um bestimmte Proportionen der Zähne oder der Zahnhalteapparate zu bestimmen, genügt es im Allgemeinen nicht, bei allen Patienten die gleiche Lage der Objektfläche 48 oder etwa eine begrenzte Anzahl von unterschiedlichen Objektflächen 48 der Entzerrung zu Grunde zu legen, aus denen eine nach dem Alter des Patienten ausgewählt wird. This procedure requires that the coordinates of the sensor surface 33 relative to the position of the X-ray source 28 are known exactly. Furthermore, the position of the object surface 48 must also be known in this reference system. The position of the sensor surface 33 relative to the x-ray source 28 is structurally fixed to one another in the x-ray device 12. However, the position of the object surface 48 in this reference system is initially unknown, since the shape of the mandibular arch and the arrangement of the teeth 38 held therefrom can deviate considerably from one patient to another. In particular, when the straightened X-ray image is also to be used to determine particular proportions of the teeth or periodontal ligaments, it generally does not suffice for all patients to have the same location of the object area 48 or about a limited number of different object areas 48 of equalization based on which one is selected according to the age of the patient.
Deswegen wird erfindungsgemäß bei diesem Ausführungsbeispiel die Lage der Objektfläche 48 messtechnisch bestimmt, indem Koordinaten der Zähne 38 an mehreren auf den Zähnen 38 liegenden Messpunkten mit Hilfe einer Messeinrichtung ermittelt werden. Mögliche Messverfahren, die in diesem Zu- sammenhang geeignet sind, werden im Folgenden mit Bezug auf die Figuren 8 bis 12 näher beschrieben. Therefore, according to the invention, the position of the object surface 48 is metrologically determined in this embodiment by determining coordinates of the teeth 38 at a plurality of measuring points lying on the teeth 38 with the aid of a measuring device. Possible measuring methods used in this are suitable, are described in more detail below with reference to Figures 8 to 12.
4. Messverfahren 4. Measuring method
Bei dem in der Figur 8 gezeigten Ausführungsbeispiel han- delt es sich bei der Messeinrichtung um einen Triangulationssensor 50, der in die Mundhöhle 34 des Patienten 36 eingeführt wird. Wie die in der Figur 9 gezeigte Vorderansicht des Triangulationssensors 50 zeigt, weist dieser eine In the exemplary embodiment shown in FIG. 8, the measuring device is a triangulation sensor 50 which is introduced into the oral cavity 34 of the patient 36. As the front view of the triangulation sensor 50 shown in FIG. 9 shows, it has one
Lichtquelle 52, zum Beispiel eine Laserdiode oder eine LED, und einen richtungsaufgelösten Bildaufnehmer 54 auf. DerLight source 52, for example, a laser diode or an LED, and a directionally resolved image sensor 54. Of the
Bildaufnehmer 54 enthält zu diesem Zweck typischerweise eine Mikrolinse und einen CCD-Sensor. Imager 54 typically includes a microlens and a CCD sensor for this purpose.
Die Lichtquelle 52 und der Bildaufnehmer 54 sind auf einem Querträger 56 angeordnet, der um eine vertikale Achse 58 mit Hilfe eines kleinen Stellmotors (nicht dargestellt) relativ zu einem Längsträger 60 verdrehbar ist. Zusätzlich ist der Querträger 56 um eine horizontale Achse 61 mit Hilfe eines weiteren Stellmotors (ebenfalls nicht dargestellt) verkippbar. Auf diese Weise kann der von der Lichtquelle 52 erzeugte Lichtstrahl durch Verschwenken um die vertikaleThe light source 52 and the image sensor 54 are arranged on a cross member 56, which is rotatable about a vertical axis 58 by means of a small servomotor (not shown) relative to a longitudinal member 60. In addition, the cross member 56 about a horizontal axis 61 by means of another servo motor (also not shown) can be tilted. In this way, the light beam generated by the light source 52 by pivoting about the vertical
Achse- 58 und die horizontale Achse 61 gemäß einem definierten Abtastmuster über die zum Triangulationssensor 50 weisenden Innenflächen der Zähne 38 geführt werden. Dadurch entsteht eine rasterartige Anordnung von Messpunkten, deren Koordinaten relativ zueinander durch Triangulation genau ermittelbar sind. Axis 58 and the horizontal axis 61 are guided according to a defined scanning pattern on the triangulation sensor 50 facing inner surfaces of the teeth 38. This results in a grid-like arrangement of measuring points whose coordinates can be accurately determined by triangulation relative to each other.
Um diese Koordinaten in Bezug zu dem Röntgengerät 12 setzen zu können, ist der Längsträger 60 des Triangulationssensors 50 mit einem Aufbisssteg 62 versehen, der an seiner Unter- seite mit einer Kerbe versehen ist, in welche die unterenIn order to be able to set these coordinates in relation to the X-ray apparatus 12, the longitudinal member 60 of the triangulation sensor 50 is provided with a bite bar 62 which is provided on its underside with a notch into which the lower
Schneidezähne des Patienten 36 eingreifen können. Wenn auch das Einführteil 22 des Röntgengeräts 12 mit einem entspre- chenden Aufbisssteg 63 versehen ist, so können die vom Triangulationssensor 50 gewonnenen Messergebnisse über die Lage der Schneidezähne des Patienten 36, die als Bezugspunkt dienen, räumlich zum Röntgengerät 12 korreliert werden. Die Figuren 10 und 11 zeigen in ähnlichen Darstellungen wie die Figuren 8 bzw. 9 eine intraorale stereoskopische SD- Kamera, die als Messeinrichtung zur Bestimmung der Koordinaten auf den Zähnen verwendet wird. Die insgesamt mit 64 bezeichnete 3D-Kamera umfasst zwei Intraoralkameras 66, 68, die, wie in der Figur 11 erkennbar ist, auf einem gemeinsamen Querträger 70 angeordnet sind. Der Querträger 70 ist am Ende eines Längsträgers 72 befestigt, der an seiner Unterseite wieder mit einem Aufbisssteg 74 versehen ist. In dem Bereich, in dem die beiden Intraoralkameras 66, 68 überlap- pende Bilder aufnehmen, lässt sich im Wege der Bildverarbeitung (z. B. nach Verfahren der Photogrammetrie) der Abstand zwischen den Intraoralkameras 66, 68 einerseits und den aufgenommenen Zähnen 38 andererseits ermitteln. Incisor teeth of the patient 36 can intervene. If the insertion part 22 of the X-ray device 12 is also provided with a corresponding is provided, the measured results obtained by the triangulation sensor 50 on the position of the incisors of the patient 36, which serve as a reference point, are spatially correlated to the X-ray machine 12. FIGS. 10 and 11 show, in similar representations to FIGS. 8 and 9, an intraoral stereoscopic SD camera which is used as a measuring device for determining the coordinates on the teeth. The 3D camera, designated as a whole by 64, comprises two intraoral cameras 66, 68 which, as can be seen in FIG. 11, are arranged on a common cross member 70. The cross member 70 is attached to the end of a longitudinal member 72 which is provided on its underside again with a Aufbisssteg 74. In the area in which the two intraoral cameras 66, 68 record overlapping images, the distance between the intraoral cameras 66, 68 on the one hand and the recorded teeth 38 on the other hand can be determined by way of image processing (eg by photogrammetry methods) ,
Bei einem abgewandelten Messverfahren wird nur die Intrao- ralkamera 66 verwendet. Die andere Intraoralkamera 68 ist durch eine Lichtquelle ersetzt, die mit einer Gitterblende versehen ist und ein regelmäßiges Lichtgitter 69 auf die Zähne 38 projizieren kann, wie es in der Figur 12 gezeigt ist. Wird dieses regelmäßige Lichtgitter 69 auf Zähne 38 projiziert, so nimmt die Intraoralkamera 66 ein Bild auf, wie es in der Figur 13 beispielhaft gezeigt ist. Infolge der Krümmung der Zähne 38 sind die ursprünglich geraden Lichtlinien ebenfalls gekrümmt. Der Abstand zwischen den Lichtlinien ist ein Maß für den Abstand der Zähne 38 zur Intraoralkamera 66. Durch Auswertung des verzerrten Lichtlinienbildes, wie es in der Figur 13 gezeigt ist, kann auch ein Oberflächenrelief der Zähne 38 gewonnen werden. Die Figur 14 zeigt in einer Draufsicht eine weitere Messeinrichtung, mit der sich die Koordinaten von auf den Zähnen liegenden Messpunkten vermessen lassen. Die Messeinrichtung 73 weist einen Längsträger 72 auf, der so dimensi- oniert ist, dass er in die Mundhöhle 34 des Patienten 36 eingeführt werden kann. Auf dem Längsträger 72 ist ein Detektorriegel 76 angeordnet, auf dem mehrere Detektorelementen 78, zum Beispiel Fotodioden, parallel zueinander angeordnet sind. Jedem Detektorelement 78 ist dabei eine zy- lindrische Hülse 80 zugeordnet, die bewirkt, dass nur im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Hülse 80 einfallendes Licht von den Detektorelementen 78 erfasst werden kann. Die Detektorelemente 78 bilden somit zusammen mit den Hülsen 80 richtungsauflösende optischen Sensoren. Der Detektorriegel 76 trägt seinerseits einen Laserriegel 82, der mehrere nebeneinander angeordnete Laserdioden 83 umfasst. Die Laserdioden 83 des Laserriegels 82 werden bei der Messung so angesteuert, dass sie in kurzen zeitlichen Abständen einen Laserstrahl 84 erzeugen. Infolge der Richt- Charakteristik der Detektorelemente 78 können dabei nur bestimmte Detektorelemente 78 das von den Zähnen 38 reflektierte Laserlicht erfassen. In der Figur 14 ist dies für zwei Detektorelemente 78 durch gestrichelte Linien angedeutet . Durch Triangulation kann dann der Abstand der Zähne 38 relativ zu der Messeinrichtung 73 bestimmt werden. Bei der Messeinrichtung 73 ist somit der verschwenkbare Kopf des in den Figuren 8 und 9 gezeigten Triangulationssensors 50 ersetzt durch eine feststehende Anordnung von mehreren Licht- quellen und mehreren Detektoren. 5. Entzerrung - zweites Ausführungsbeispiel In a modified measuring method, only the intraoral camera 66 is used. The other intraoral camera 68 is replaced by a light source provided with a grating shutter and capable of projecting a regular light grating 69 onto the teeth 38, as shown in FIG. If this regular light grid 69 is projected onto teeth 38, the intraoral camera 66 takes an image, as shown by way of example in FIG. Due to the curvature of the teeth 38, the originally straight lines of light are also curved. The distance between the light lines is a measure of the distance of the teeth 38 to the intraoral camera 66. By evaluating the distorted light line image, as shown in FIG. 13, it is also possible to obtain a surface relief of the teeth 38. FIG. 14 shows a plan view of a further measuring device with which the coordinates of measuring points lying on the teeth can be measured. The measuring device 73 has a longitudinal member 72, which is dimensioned so that it can be inserted into the oral cavity 34 of the patient 36. On the side member 72, a detector latch 76 is arranged, on which a plurality of detector elements 78, for example photodiodes, are arranged parallel to one another. In this case, each detector element 78 is assigned a cylindrical sleeve 80, which causes light incident on the detector element 78 to be detected only substantially parallel to the longitudinal axis of the sleeve 80. The detector elements 78 thus form together with the sleeves 80 direction-resolving optical sensors. The detector latch 76 in turn carries a laser bar 82, which comprises a plurality of laser diodes 83 arranged next to one another. The laser diodes 83 of the laser bar 82 are driven in the measurement so that they generate a laser beam 84 at short time intervals. As a result of the directional characteristic of the detector elements 78, only certain detector elements 78 can detect the laser light reflected by the teeth 38. In FIG. 14, this is indicated for two detector elements 78 by dashed lines. By triangulation, the distance of the teeth 38 relative to the measuring device 73 can then be determined. In the case of the measuring device 73, therefore, the pivotable head of the triangulation sensor 50 shown in FIGS. 8 and 9 is replaced by a fixed arrangement of a plurality of light sources and a plurality of detectors. 5. Equalization - second embodiment
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur 15 erläutert. A second embodiment of the invention will be explained below with reference to FIG.
Zunächst soll nochmals Bezug genommen werden auf die Figu- ren 3 bis 6. Wie oben bereits im Zusammenhang mit der Figur 6 erläutert wurde, lässt sich aus einem verzerrten Bild 139 das unverzerrte Urbild rekonstruieren, wenn die Lage der Objektebene 46 bekannt ist. Eine Entzerrung ist jedoch auch dann möglich, wenn wenigstens von einem Teil des Objektes, hier des Würfels 39, die Form bekannt ist, ohne dass man dessen Lage relativ zur Bildebene 42 und zur Strahlenquelle 40 genau kennt. Dabei nutzt man die Tatsache aus, dass die Transformationsvorschrift, welche die Ver- oder Entzerrung mathematisch beschreibt, bei kleineren Objekten in guter Näherung als gleich angenommen werden kann. Bei einem Zahn kann dies mit guter Näherung angenommen werden; weiß man somit, wie man die Zahnkrone entzerren muss, so kann man den Zahnhals mit der gleichen Transformationsvorschrift entzerren . In der Figur 15 sind die Schritte, die man bei diesem Ausführungsbeispiel zur Entzerrung durchführt, durch Pfeile voneinander getrennt dargestellt. Reference should again be made to FIGS. 3 to 6. As has already been explained above in connection with FIG. 6, the undistorted original image can be reconstructed from a distorted image 139 if the position of the object plane 46 is known. However, an equalization is also possible if the shape is known at least from a part of the object, here the cube 39, without knowing its position relative to the image plane 42 and to the radiation source 40 exactly. In doing so, one exploits the fact that the transformation rule, which mathematically describes the equalization or equalization, can be assumed to be the same for smaller objects in a good approximation. With a tooth this can be assumed with good approximation; So if you know how to equalize the crown, you can equalize the neck of the tooth with the same transformation rule. In FIG. 15, the steps performed for equalization in this embodiment are shown separated by arrows.
Ausgangspunkt ist das verzerrt von dem Röntgendetektor aufgenommene Röntgenbild. In der Figur 15 ist ein solches Röntgenbild mit 90 bezeichnet; der Einfachheit halber sind nur die Bilder 138 zweier Zähne 38 dargestellt. The starting point is the distorted X-ray image taken by the X-ray detector. In FIG. 15, such an X-ray image is designated by 90; For the sake of simplicity, only the images 138 of two teeth 38 are shown.
In einem nächsten Schritt wird aus dem Röntgenbild 90 ein Kantenbild 92 der Zähne 38 gewonnen, was unter Anwendung an sich bekannter Kantendetektions-Algorithmen erfolgt. Anschließend werden die auf dem Röntgenbild 90 erkennbaren Zähne 38 vermessen. Aus der Vermessung der Zähne erhält man ein Oberflächenrelief 94, das in der Figur 15 durch gekrümmte Linien 96 auf Zähnen 38 angedeutet ist. Das Ober- flächenrelief 94 wird nun aus einer zuvor festgelegtenIn a next step, an edge image 92 of the teeth 38 is obtained from the X-ray image 90, which is done using known edge detection algorithms. Subsequently, the identifiable on the X-ray image 90 teeth 38 are measured. From the measurement of the teeth, a surface relief 94 is obtained, which is indicated in FIG. 15 by curved lines 96 on teeth 38. The surface relief 94 is now from a pre-determined
Sollperspektive dargestellt. Diese Sollperspektive kann von dem Röntgenuntersuchungssystem 10 fest vorgegeben, aber auch von einer Bedienperson frei wählbar sein. Die Sollperspektive kann dabei für einzelne Zähne oder Gruppen von Zähnen individuell festgelegt sein, so dass das entzerrte Röntgenbild sich aus mehreren Teilbildern zusammensetzt, die aus unterschiedlichen Perspektiven aufgenommen erscheinen und lückenlos zu einem Panoramabild zusammengesetzt sind. In Betracht kommt hier insbesondere eine mittig zent- rierte Zentralperspektive, wie sie in der Figur 4 angedeutet ist, oder eine Parallelperspektive. In der Figur 15 wurde unterstellt, dass das Oberflächenrelief 94 bereits in der gewünschten Sollperspektive dargestellt ist. Planned perspective shown. This desired perspective can be fixed by the X-ray examination system 10, but can also be freely selected by an operator. The desired perspective can be determined individually for individual teeth or groups of teeth, so that the rectified X-ray image is composed of a plurality of partial images, which appear to be taken from different perspectives and are composed without gaps to form a panoramic image. In particular, a centrally centered central perspective, as indicated in FIG. 4, or a parallel perspective may be considered. It has been assumed in FIG. 15 that the surface relief 94 is already shown in the desired desired perspective.
Auf dieser Darstellung des Oberflächenreliefs 94 werden nun durch Kreuze angedeutete Stützpunkte 98 festgelegt. Diese Festlegung erfolgt vorzugsweise automatisch, indem das in der gewünschten Perspektive dargestellte Oberflächenrelief 84 einer Kantendetektion unterworfen wird und dann charakteristische Punkte der Kanten, etwa Ecken oder starke Krüm- mungen, als Stützpunkte 88 ausgewählt werden. On this representation of the surface relief 94 now indicated by cross points bases 98 are determined. This determination is preferably carried out automatically by subjecting the surface relief 84 shown in the desired perspective to edge detection, and then selecting characteristic points of the edges, such as corners or strong curvatures, as support points 88.
Zu diesen Stützpunkten 88 werden nun entsprechende Punkte 98' auf dem Kantenbild 92 aufgesucht, das aus dem Röntgenbild 90 abgeleitet wurde. Corresponding points 98 'on the edge image 92, which was derived from the X-ray image 90, are now visited at these support points 88.
In einem nächsten Schritt wird eine Transformationsvor- schrift festgelegt, welche die Punkte 98' auf die Stützpunkte 98 umrechnet. Unter dem Begriff der Transformationsvorschrift ist hier jede Sammlung von Vorschriften zu ver- stehen, mit denen sich für eine Gruppe von Bildpunkten eine linear oder nichtlinear Verzerrung oder Entzerrung beschreiben lässt. Wenn in der Figur 15 die Transformationsvorschrift als Matrix T bezeichnet ist, so stellt dies so- mit eine grobe Vereinfachung dar, denn mit einer Matrix allein wird sich die Transformation einer größeren Gruppe von Bildpunkten im Allgemeinen nicht beschreiben lassen. In a next step, a transformation instruction is defined, which converts the points 98 'to the interpolation points 98. The term "transformation rule" here means any collection of rules. with which a linear or nonlinear distortion or equalization can be described for a group of pixels. If the transformation rule is designated as matrix T in FIG. 15, this represents a rough simplification, because with a matrix alone, the transformation of a larger group of pixels will generally not be described.
Die Transformationsvorschrift wird nun auf das gesamte Röntgenbild 90 angewendet, wodurch die darin gezeigten Zäh- ne 138' entzerrt und so dargestellt werden, dass sie aus der gewünschten Sollperspektive aufgenommen erscheinen. Das Ergebnis ist ein entzerrtes Röntgenbild 100, in dem auch die Zahnwurzeln und Zahnhälse, die bei der Vermessung nicht erkennbar waren, von der gewünschten Sollperspektive aus dargestellt erscheinen. The transformation rule is now applied to the entire X-ray image 90, whereby the teeth 138 'shown therein are equalized and displayed so that they appear taken from the desired desired perspective. The result is an equalized x-ray image 100, in which the tooth roots and necks of the teeth, which were not detectable during the measurement, also appear from the desired target perspective.
Dieser Vorgang kann für jeden einzelnen Zahn oder für solche Gruppen von Zähnen wiederholt werden, bei denen sich die gleiche Transformationsvorschrift anwenden lässt. This process can be repeated for each individual tooth or groups of teeth that can apply the same transformation protocol.
6. Gemeinsame Verfahrensschritte Die Figur 16 zeigt in Form eines Flussdiagramms wesentliche Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens, die beiden Ausführungsbeispielen gemeinsam sind. 6. Common Process Steps FIG. 16 shows, in the form of a flowchart, essential steps of the method according to the invention, which are common to both exemplary embodiments.
In einem Schritt Sl wird die Röntgenquelle 28 in der Mundhöhle 34 des Patienten 36 angeordnet. In einem zweiten Schritt S2 wird der Röntgendetektor 32 derart angeordnet, dass er sich von außen um den Kieferbogen des Patienten 36 herum erstreckt. In a step Sl, the X-ray source 28 is placed in the oral cavity 34 of the patient 36. In a second step S2, the X-ray detector 32 is arranged such that it extends around the mandibular arch of the patient 36 from the outside.
In einem dritten Schritt S3 werden die Zähne 38 des Patienten 36 mit Röntgenstrahlung durchleuchtet. In einem vierten Schritt S4 wird die auf den Röntgendetek- tor 32 auftreffende Röntgenstrahlung erfasst. In a third step S3, the teeth 38 of the patient 36 are X-rayed. In a fourth step S4, the X-radiation impinging on the X-ray detector 32 is detected.
In einem fünften Schritt S5 wird ein digitales Röntgenbild auf der Grundlage der von dem Röntgendetektor 32 erfassten Röntgenstrahlung erzeugt. In a fifth step S5, a digital X-ray image is generated on the basis of the X-radiation detected by the X-ray detector 32.
In einem sechsten Schritt S6 werden Koordinaten von mehreren auf den Zähnen 38 liegenden Messpunkten mit Hilfe einer Messeinrichtung, zum Beispiel dem Triangulationssensor 50, der 3D-Kamera 64 oder der Messeinrichtung 73, gemessen. In einem siebten Schritt S7 wird das im Schritt S5 erzeugte digitale Röntgenbild unter Verwendung der in dem Schritt S6 gemessenen Koordinaten entzerrt. In a sixth step S6, coordinates of a plurality of measuring points lying on the teeth 38 are measured with the aid of a measuring device, for example the triangulation sensor 50, the 3D camera 64 or the measuring device 73. In a seventh step S7, the digital X-ray image generated in step S5 is equalized using the coordinates measured in step S6.
7. Weitere Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße 7. Further embodiments of the invention
Messeinrichtungen Mit den in den Figuren 8 bis 14 gezeigten Messeinrichtungen können die Zähne des Patienten 36 entweder vor oder nach der Aufnahme des Röntgenbildes vermessen werden. Eine gleichzeitige Vermessung ist kaum praktikabel, da der  Measuring Devices With the measuring devices shown in FIGS. 8 to 14, the teeth of the patient 36 can be measured either before or after the acquisition of the X-ray image. A simultaneous measurement is hardly practical, since the
Längsträger 60 oder 72 mit den daran befestigten Komponen- ten nur unter Inkaufnahme größerer Schwierigkeiten zusätzlich zum Einführteil 22 des Röntgengeräts 12 in die Mundhöhle 34 des Patienten 36 eingeführt werden kann. Longitudinal beams 60 or 72 with the components fastened thereto can only be introduced into the oral cavity 34 of the patient 36 in addition to the insertion part 22 of the X-ray device 12, subject to considerable difficulties.
Im Folgenden werden Messeinrichtungen beschrieben, die es ermöglichen, die Vermessung und die Durchleuchtung der Zäh- ne 38 gleichzeitig oder so hintereinander durchzuführen, dass keine Umbauten des Röntgengeräts, z.B. ein Wegschwenken bestimmter Teile der Messeinrichtung, erforderlich sind. Eine gleichzeitige Durchführung der Vermessung und der Durchleuchtung verringert die Fehleranfälligkeit, denn die Gleichzeitigkeit gewährleistet, dass die Vermessung in dem Zustand erfolgt, in dem die Zähne des Patienten durchleuchtet werden. Je länger die Zeitspanne zwischen den beiden Vorgängen ist und je mehr Schritte (z.B. Entfernen von Teilen der Messeinrichtung, Einnehmen einer neuen Auf- bissposition) während dieser Zeitspanne durchgeführt werden müssen, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass es zu Fehlern kommt, etwa weil der Patient versehentlich eine andere als die gewünschte Aufbissposition einnimmt oder er diese zwar zunächst einnimmt, dann aber wieder durch klei- ner Kieferbewegungen unbeabsichtigt verlässt. In the following, measuring devices are described which make it possible to carry out the surveying and the fluoroscopy of the teeth 38 simultaneously or in succession so that no modifications of the X-ray device, eg a pivoting away of certain parts of the measuring device, are required. Simultaneous measurement and fluoroscopy reduce the susceptibility to error, because the simultaneity ensures that the measurement in the condition in which the patient's teeth are illuminated. The longer the time span between the two processes and the more steps that have to be taken (eg removal of parts of the measuring device, taking of a new picking position) during this period, the higher the likelihood that errors will occur, for example because of Patient accidentally takes another than the desired Aufbissposition or he initially occupies this, but then leaves again unintentionally by small Kieferbewegungen.
Eine gleichzeitige Messung erfordert allerdings, dass keine oder jedenfalls keine für Röntgenstrahlen undurchlässigen Teile der Messeinrichtung so im Strahlengang der Röntgenstrahlung angeordnet sind, dass auf den aufgenommenen Rönt- genbildern die Bilder dieser Teile die Bilder der Zähne und anderer interessierender Strukturen überdecken. Bei den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen für Messeinrichtungen wird dies auf unterschiedliche Weise erreicht. However, a simultaneous measurement requires that no or at least no parts of the measuring device that are impermeable to X-rays are arranged in the beam path of the X-radiation such that the images of these parts cover the images of the teeth and other structures of interest on the recorded X-ray images. In the embodiments of measuring devices described below, this is achieved in different ways.
Die Figur 17 zeigt in einem vertikalen Schnitt ein Ausfüh- rungsbeispiel eines Röntgengeräts 12, bei dem zwei der in den Figuren 10 und 11 gezeigten stereoskopischen 3D-Kameras am distalen Ende des Einführteils 22 befestigt sind. Die in diesem Ausführungsbeispiel mit 64a, 64b bezeichneten 3D- Kameras umfassen jeweils zwei Intraoralkameras 66, 68, wie dies in der Figur 11 gezeigt ist (in dem vertikalen Schnitt der Figur 17 sind nur die zum Betrachter gewandten Intraoralkameras 66 erkennbar) . Die beiden 3D-Kameras 64a, 64b sind dabei so weit hinter der Röntgenquelle 28 befestigt, dass sie die Ausbreitung der Röntgenstrahlen in Richtung der Zähne 38 des Patienten 36 nicht behindern. Durch diese Anordnung hinter der Röntgenquelle 28 können die Zähne 38 gleichzeitig durchleuchtet und mit Hilfe der beiden SD- Kameras 64a, 64b vermessen werden. Da das Einführteil 22 im Vergleich zu dem Längsträger 72 relativ große Abmessungen hat, können durch keine der beiden 3D-Kameras 64a, 64b beide Zahnreihen des Patienten 36 gleichzeitig optisch erfasst werden. Deswegen sind bei die- sem Ausführungsbeispiel zwei voneinander unabhängige SD- Kameras 64a, 64b vorgesehen, die jeweils die auf ihrer Seite liegende Zahnreihe vermessen. Alternativ hierzu kommt in Betracht, lediglich eine 3D-Kamera 64a vorzusehen, die um die Längsachse des Einführteils 22 herum um 180° ver- schwenkbar ist, so dass die beiden Zahnreihen sequentiell von einer 3D-Kamera 64a vermessen werden können. FIG. 17 shows, in a vertical section, an exemplary embodiment of an x-ray device 12 in which two of the stereoscopic 3D cameras shown in FIGS. 10 and 11 are fastened to the distal end of the insertion part 22. The 3D cameras denoted by 64a, 64b in this exemplary embodiment each comprise two intraoral cameras 66, 68, as shown in FIG. 11 (in the vertical section of FIG. 17, only the intraoral cameras 66 facing the observer are discernible). The two 3D cameras 64a, 64b are mounted so far behind the X-ray source 28 that they do not hinder the propagation of the X-rays in the direction of the teeth 38 of the patient 36. By means of this arrangement behind the X-ray source 28, the teeth 38 can be simultaneously illuminated and measured with the aid of the two SD cameras 64a, 64b. Since the insertion part 22 in comparison to the side member 72 has relatively large dimensions, neither of the two 3D cameras 64a, 64b both rows of teeth of the patient 36 can be optically detected simultaneously. For this reason, two independent SD cameras 64a, 64b are provided in this exemplary embodiment, each of which measures the row of teeth lying on its side. Alternatively, it is possible to provide only a 3D camera 64a which can be swiveled through 180 ° about the longitudinal axis of the insertion part 22, so that the two rows of teeth can be measured sequentially by a 3D camera 64a.
Bei den Intraoralkameras 66, 68, die Teil der 3D-Kameras 64a, 64b sind, kann es sich um Endoskopkameras handeln. Dies hat den Vorzug, dass die Intraoralkameras 66, 68 sehr kleine Abmessungen haben können, was die Aufnahme der 3D-The intraoral cameras 66, 68, which are part of the 3D cameras 64a, 64b, may be endoscope cameras. This has the advantage that the intraoral cameras 66, 68 can have very small dimensions, which makes the recording of the 3D
Kameras 64a, 64b in die Mundhöhle des Patienten 36 erleichtert. Die von den Intraoralkameras 66, 68 aufgenommenen Bilder können z. B. über eine Faseroptik an das Hauptteil 20 des Röntgengeräts 12 übertragen werden. Auch eine Frei- strahl-Übertragung mit Hilfe von Winkeloptiken kommt zu diesen Zweck in Betracht. Die Intraoralkameras 66, 68 können aber auch als sog. Video-Endoskope ausgebildet sein, bei denen elektronische Bildaufnehmer in den Aufnahmeköpfen der Intraoralkameras angeordnet sind. Die Bildübertragung an eine Auswerteeinrichtung, die z. B. als in dem Computer 16 ausführbare Software ausgebildet sein kann, erfolgt dann nicht auf optischem, sondern auf elektronischem Weg. Entsprechendes gilt auch für die Intraoralkameras des in den Figuren 10 und 11 gezeigten Ausführungsbeispiels. In der Figur 17 ist bei der Bezugsziffer 102 ein Markierungsobjekt angedeutet, das für Röntgenstrahlung undurchlässig ist und im dargestellten Ausführungsbeispiel die Form einer kleinen Kugel hat, die über einen kurzen Fuß an dem Einführteil 22 befestigt ist. Das Markierungsobjekt 102 ist dabei so angeordnet, dass es nicht im Strahlengang von Röntgenstrahlung liegt, die Zähne oder andere interessierende Strukturen im Kieferbereich des Patienten 36 durch- treten. Dadurch überdeckt das Bild des Markierungsobjekts 102 nicht die Bilder der interessierenden Strukturen. Da der Patient 36 seinen Mund ohnehin geöffnet halten muss, um einen Teil des Einführteils 22 in seine Mundhöhle 34 aufnehmen zu können, verbleibt auf dem Röntgenbild stets ein zentraler Streifen zwischen den beiden abgebildeten Zahnreihen, auf dem das Markierungsobjekt 102 vorzugsweise erscheinen sollte. Cameras 64 a, 64 b facilitated in the oral cavity of the patient 36. The captured by the intraoral cameras 66, 68 images can, for. B. are transmitted via a fiber optic to the main part 20 of the X-ray device 12. A free-ray transmission with the aid of angle optics is also considered for this purpose. The intraoral cameras 66, 68 can also be designed as so-called video endoscopes, in which electronic image sensors are arranged in the receiving heads of the intraoral cameras. The image transfer to an evaluation, the z. B. can be configured as software executable in the computer 16, then takes place not on optical but electronic way. The same applies to the intraoral cameras of the embodiment shown in Figures 10 and 11. In the figure 17, a marker object is indicated at reference numeral 102, which is impermeable to X-rays and in the illustrated embodiment, the shape of a small ball, which has a short foot is attached to the insertion part 22. The marking object 102 is arranged so that it does not lie in the beam path of X-ray radiation that penetrates the teeth or other structures of interest in the jaw region of the patient 36. As a result, the image of the marker object 102 does not overlap the images of the structures of interest. Since the patient 36 has to keep his mouth open anyway in order to be able to receive part of the insertion part 22 into his oral cavity 34, a central strip always remains on the X-ray image between the two illustrated rows of teeth on which the marking object 102 should preferably appear.
Das Vorsehen eines solchen Markierungsobjekts 102 ist vor allem dann vorteilhaft, wenn es sich bei dem Röntgendetek- tor nicht um einen CCD- oder einen CMOS-Sensor handelt, sondern der Röntgendetektor einen auswechselbaren Bildträger, z. B. eine Speicherfolie oder einen Röntgenfilm, aufweist. Bei derartigen auswechselbaren Bildträgern kann es gelegentlich dazu kommen, dass der Bildträger nicht exakt in einer geeigneten Aufnahme positioniert ist. Da die erfindungsgemäße Entzerrung voraussetzt, dass die Lage des Röntgendetektors 32 relativ zu der Röntgenquelle 28 genau bekannt ist, können derartige Dej ustierungen eines auswechselbaren Bildträgers dazu führen, dass die Entzerrung feh- lerhaft durchgeführt wird und die Zähne 38 des Patienten 36 somit nicht korrekt auf dem entzerrten Röntgenbild erscheinen. The provision of such a marking object 102 is particularly advantageous if the X-ray detector is not a CCD or a CMOS sensor, but the X-ray detector is an interchangeable image carrier, for example a CCD. B. a storage film or an X-ray film having. With such interchangeable image carriers, it may occasionally happen that the image carrier is not positioned exactly in a suitable receptacle. Since the equalization according to the invention requires that the position of the X-ray detector 32 relative to the X-ray source 28 be known exactly, such replacements of a replaceable image carrier may result in the rectification being erroneously performed and the teeth 38 of the patient 36 thus not being correct the rectified X-ray image appear.
Mit Hilfe des Markierungsobjekts 102, das sich ebenfalls im Strahlengang der Röntgenstrahlung befindet und auf den aus- wechselbaren Bildträger abgebildet wird, kann der Computer 16 aus der Lage des Bildes des Markierungsobjekts 102 auf dem auswechselbaren Bildträger die Position des Bildträgers relativ zu der Röntgenquelle 28 ermitteln. Weicht das Bild des Markierungsobjekts 102 von seiner Soll-Position auf dem Bildträger ab, so war während der Röntgenaufnahme der Bildträger nicht exakt in seiner Aufnahme ausgerichtet. Aus der Verschiebung des tatsächlichen Bildes relativ zu der Soll- position des Bildes kann der Computer 16 dann Betrag und Richtung der Dejustierung ermitteln und die übrigen Bildpunkte entsprechend korrigieren. Um die Genauigkeit der Korrektur zu erhöhen, können auch ein räumlich ausgedehnteres Markierungsobjekt oder mehrere verteilt angeordnete Markierungsobjekte vorgesehen sein. With the aid of the marking object 102, which is likewise located in the beam path of the X-radiation and is imaged onto the exchangeable image carrier, the computer 16 can determine the position of the image carrier relative to the X-ray source 28 from the position of the image of the marking object 102 on the replaceable image carrier , Dodge the picture of the marking object 102 from its nominal position on the image carrier, the image carrier was not exactly aligned in its recording during the X-ray exposure. From the displacement of the actual image relative to the desired position of the image, the computer 16 can then determine the amount and direction of the misalignment and correct the other pixels accordingly. In order to increase the accuracy of the correction, it is also possible to provide a spatially extended marking object or a plurality of distributed marking objects.
Die Figur 18 zeigt in einem horizontalen Schnitt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Röntgengeräts 12, bei dem die Messeinrichtung nicht intraoral, sondern extraoral zwischen den Zähnen 38 des Patienten und dem Röntgen- detektor 32 angeordnet ist. Die Messeinrichtung umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel vier Triangulationssensoren 50a, 50b, 50c, 50d, deren Messaperturen jeweils durch gestri¬ chelte Linien angedeutet sind. Die Triangulationssensoren 50a bis 50d sind an einem Träger 104 befestigt, der seiner- seits an dem Einführteil 22 in nicht näher dargestellter Weise festgelegt ist. FIG. 18 shows, in a horizontal section, an exemplary embodiment of an X-ray device 12 according to the invention, in which the measuring device is arranged not intraorally but extraorally between the teeth 38 of the patient and the X-ray detector 32. In this exemplary embodiment, the measuring device comprises four triangulation sensors 50a, 50b, 50c, 50d, whose measuring apertures are indicated in each case by gestri ¬ smiled lines. The triangulation sensors 50a to 50d are fastened to a support 104, which in turn is fixed to the insertion part 22 in a manner not shown.
Die Figur 19 zeigt die Messeinrichtung in einer Vorderansicht auf der Höhe der Linie XIX-XIX, wobei der besseren Übersichtlichkeit halber der Röntgendetektor 32 nur mit seinem Umriss angedeutet und die Halterung 31, mit welcher der Röntgendetektor 32 an dem Hauptteil 20 des Röntgengeräts 12 befestigt ist, überhaupt nicht dargestellt ist. Wie man in dieser Darstellung erkennen kann, ist der Träger 104 so in vertikaler Richtung ausgerichtet, dass sich sowohl der Träger 104 selbst als auch die davon getragenen Triangulationssensoren 50a bis 50d entlang eines Zwischenraums erstrecken, der zwischen den beiden Zahnreihen des Patienten 36 verbleibt. Die Höhe dieses Zwischenraums ist im We- sentlichen durch den Durchmesser des Einführteils 22 und die Abmessungen der Aufbissstege 63 festgelegt. FIG. 19 shows the measuring device in a front view at the level of the line XIX-XIX, wherein the X-ray detector 32 is indicated only with its outline for the sake of clarity, and the holder 31 with which the X-ray detector 32 is attached to the main part 20 of the X-ray device 12 , not shown at all. As can be seen in this illustration, the carrier 104 is oriented in the vertical direction such that both the carrier 104 itself and the triangulation sensors 50a to 50d carried thereon extend along a gap left between the two rows of teeth of the patient 36. The height of this gap is in the sentlichen determined by the diameter of the insertion part 22 and the dimensions of the Aufbissstege 63.
Infolge dieser Anordnung der Messeinrichtung in dem Zwischenraum zwischen den beiden Zahnreihen wird die Messein- richtung zwar mit auf das Röntgenbild abgebildet, jedoch überdeckt ihr Bild weder die Zähne 38 selbst noch sonstige Strukturen des Kieferbogens, die von Interesse sein können. Dennoch besteht durch die mittige Anordnung zwischen den beiden Zahnreihen die Möglichkeit, diese mit den Triangula- tionssensoren 50a bis 50d gleichzeitig optisch zu vermessen . As a result of this arrangement of the measuring device in the space between the two rows of teeth, the measuring device is indeed imaged with the X-ray image, but their image covers neither the teeth 38 themselves nor other structures of the mandibular arch, which may be of interest. Nevertheless, the central arrangement between the two rows of teeth makes it possible to optically measure them simultaneously with the triangulation sensors 50a to 50d.
Wie man insbesondere in der Figur 18 erkennen kann, erstreckt sich der Träger 104 nicht über die gesamte Länge des Kieferbogens des Patienten hinweg. Dies liegt daran, dass sich bei einer extraoralen optischen Vermessung selbst dann, wenn man die Lippen des Patienten nach oben bzw. unten stülpt, die Backenzähne des Patienten nicht vermessen lassen, da diese von den Wangen bedeckt sind. Die Lage derjenigen Backenzähne kann aber mit ausreichender Genauigkeit extrapoliert werden, wobei ggf. auf statistische Daten von Patienten gleichen Alters und Geschlechts oder weiterer typisierender Parameter zurückgegriffen werden kann. As can be seen in particular in FIG. 18, the carrier 104 does not extend over the entire length of the patient's dental arch. This is due to the fact that in an extra-oral optical measurement, even if the patient's lips are pushed up or down, the molars of the patient can not be measured, since they are covered by the cheeks. However, the position of those molars can be extrapolated with sufficient accuracy, it being possible to resort to statistical data of patients of the same age and sex or other typifying parameters.
Die Figuren 20 und 21 zeigen in an die Figuren 18 und 19 angelehnten Darstellungen ein Ausführungsbeispiel eines er- findungsgemäßen Röntgengeräts 12, bei dem die Triangulationssensoren 50a bis 50d ebenfalls extraoral, jedoch auf einer vom Patienten abgewandten Rückseite des Röntgendetek- tors 32 angeordnet sind. Damit die Triangulationssensoren 50a bis 50d für die optische Vermessung eine Sichtverbin- dung zu dem vorderen Bereich der beiden Zahnreihen des Patienten haben, weist der Röntgendetektor 32 eine zentrale streifenförmige Öffnung 105 auf, die sich in derjenigen E- bene zwischen den beiden Zahnreihen befindet, in der auch die Triangulationssensoren 50a bis 50d des in den Figuren 18 und 19 gezeigten Ausführungsbeispiel angeordnet sind. Dadurch ist sichergestellt, dass Röntgenstrahlung, die durch die Öffnung 105 trifft, nicht zuvor Zähne 38 oder andere interessierende Strukturen des Kieferbogens durchleuchtet hat . FIGS. 20 and 21 show, in illustrations similar to FIGS. 18 and 19, an exemplary embodiment of an X-ray device 12 according to the invention, in which the triangulation sensors 50a to 50d are also arranged extraorally but on a rear side of the X-ray detector 32 facing away from the patient. In order for the optical triangulation triangulation sensors 50a to 50d to have a visual connection to the front area of the two rows of teeth of the patient, the X-ray detector 32 has a central strip-shaped opening 105 which is located in that bene between the two rows of teeth, in which the triangulation sensors 50a to 50d of the embodiment shown in Figures 18 and 19 are arranged. This ensures that X-radiation which strikes through the opening 105 has not been previously illuminated by teeth 38 or other structures of the mandibular arch of interest.
Selbstverständlich ist es möglich, die Öffnung 105 bis zu den beiden kürzeren Querseiten des Röntgendetektors 32 zu verlängern, so dass dieser in zwei Hälften aufgeteilt wird, die voneinander beabstandet sind. Of course, it is possible to extend the opening 105 to the two shorter transverse sides of the X-ray detector 32, so that it is divided into two halves, which are spaced apart.
Die Figur 22 zeigt in einem vertikalen Schnitt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Röntgengeräts 12, bei dem die Messeinrichtung Reflektoren 106a, 106b aufweist, die zwischen dem Patienten 36 und dem Röntgendetektor 32 angeordnet sind. Die Messeinrichtung weist bei diesem Ausführungsbeispiel für jede Zahnreihe zwei 3D-Kameras auf, die jeweils zwei Einzelkameras umfassen, von denen in der Figur 22 für jede Zahnreihe eine dargestellt und mit 66a bzw. 66b bezeichnet ist. Die Kameras 66a, 66b sind an den beiden oberen und unteren Längsrändern des Röntgendetektors 32 angeordnet und befinden sich somit außerhalb des Strahlengangs der Röntgenstrahlung. FIG. 22 shows, in a vertical section, an exemplary embodiment of an X-ray device 12 according to the invention, in which the measuring device has reflectors 106a, 106b, which are arranged between the patient 36 and the X-ray detector 32. In this exemplary embodiment, the measuring device has two 3D cameras for each row of teeth, each of which comprises two individual cameras, one of which is shown in FIG. 22 for each row of teeth and designated 66a and 66b. The cameras 66a, 66b are arranged on the two upper and lower longitudinal edges of the X-ray detector 32 and are therefore located outside the beam path of the X-radiation.
Die Reflektoren 106a, 106b hingegen befinden sich im Strah- lengang der Röntgenstrahlung, die auch die Zähne 38 des Patienten 36 durchtritt. Daher müssen die Reflektoren 106a, 106b für Röntgenlicht zumindest weitgehend durchlässig sein. Dies gilt auch für Füße 110a, 110b, auf denen sich die Reflektoren 106a, 106b an dem Einführteil 22 abstützen. Für einen Träger der Reflektoren 106a, 106b und die Füße 110a, 110b kommt als Material somit beispielsweise Kunststoff in Betracht. Eine auf den Trägern aufgebrachte re- flektierende Beschichtung der Reflektoren 106a, 106b kann beispielsweise aus Aluminium bestehen, das Röntgenstrahlung nur schwach absorbiert. The reflectors 106a, 106b, on the other hand, are located in the path of the X-radiation, which also passes through the teeth 38 of the patient 36. Therefore, the reflectors 106a, 106b for X-ray must be at least largely transparent. This also applies to feet 110a, 110b, on which the reflectors 106a, 106b are supported on the insertion part 22. For a wearer of the reflectors 106a, 106b and the feet 110a, 110b, for example, plastic may be considered as the material. A strapped on the straps inflective coating of the reflectors 106a, 106b may for example consist of aluminum, which only weakly absorbs X-rays.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Träger der Reflektoren 106a und 106b plane Platten, die sich über die gesamte Breite des Mundes des Patienten 36 hinweg erstrecken. Dadurch können die Kameras 66a, 66b ein unverzerrtes Bildes der im Bereich der Mundöffnung liegenden Zähne des Patienten 36 aufnehmen. Damit die Lippen des Patienten 36 diese Zähne nicht verdecken, sind an dem Röntgendetektor 32 zwei ebenfalls streifenförmige Auflageflächen 108a, 108b befestigt, über welche die Lippen des Patienten geschoben werden und die aus einem Material bestehen, das sowohl für sichtbares Licht als auch für Röntgenstrahlung durchlässig ist, z. B. Glas. In the illustrated embodiment, the supports of the reflectors 106a and 106b are planar plates that extend across the entire width of the mouth of the patient 36. As a result, the cameras 66a, 66b can receive an undistorted image of the teeth of the patient 36 lying in the region of the mouth opening. In order that the lips of the patient 36 do not obscure these teeth, two likewise strip-shaped support surfaces 108a, 108b are attached to the X-ray detector 32, over which the patient's lips are pushed and made of a material permeable to both visible light and X-radiation is, for. Glass.
Die Figuren 23 und 24 zeigen in an die Figuren 18 und 19 angelehnten Darstellungen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Röntgengeräts 12, dessen Messeinrichtung einen oberen und einen unteren Konturmessbogen 110a bzw. 110b umfasst. Jeder Konturmessbogen 110a, 110b weist seinerseits mehrere Anlageglieder 112 auf, die über Gelenke 114 miteinander verbunden sind. Die Gelenke 114 ermöglichen dabei eine Auslenkung der Anlageglieder 112 senkrecht zu einer Messebene, in der sich die Konturmessbogen 110a, 110b jeweils erstrecken. FIGS. 23 and 24 show, in illustrations similar to FIGS. 18 and 19, an exemplary embodiment of an X-ray device 12 according to the invention, the measuring device of which comprises an upper and a lower contour measuring arc 110a or 110b. Each contour measuring arc 110a, 110b in turn has a plurality of abutment members 112, which are connected to each other via joints 114. The joints 114 thereby enable a deflection of the abutment members 112 perpendicular to a measuring plane in which the contour measuring arcs 110a, 110b respectively extend.
Wie man in der Vorderansicht der Figur 24 auf der Höhe der Linie XXIV-XXIV erkennen kann, ist jedem Gelenk 114 ein Winkelgeber 116 zugeordnet. Dieser erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal in Abhängigkeit von dem Winkel, der zwischen den Anlagegliedern 112 gebildet wird, die über das betreffende Gelenk 114 miteinander verbunden sind. Die elektrischen Ausgangssignale der Winkelgeber 116 werden über eine nicht dargestellte elektrische Signalleitung dem Computer 16 zugeführt. Falls die elektrischen Signalleitungen aus einem Röntgenstrahlung nur schwach absorbierendem Material wie etwa Aluminium bestehen, so können sie an der den Zäh- nen 38 abgewandten Rückseite der Anlageglieder 112 entlang geführt sein. Ansonsten besteht die Möglichkeit, die Signalleitungen in dem Zwischenraum zwischen den Zahnreihen des Patienten entlang zu führen. As can be seen in the front view of Figure 24 at the height of the line XXIV-XXIV, each hinge 114 is associated with an angle encoder 116. This generates an electrical output signal in dependence on the angle formed between the abutment members 112, which are connected to each other via the respective joint 114. The electrical output signals of the angle sensor 116 are connected via a not shown electrical signal line supplied to the computer 16. If the electrical signal lines consist of X-ray radiation only weakly absorbing material such as aluminum, they may be guided along the back of the contact members 112 facing away from the teeth 38. Otherwise, it is possible to guide the signal lines in the space between the rows of teeth of the patient.
Die Anlageglieder- 112 sowie die Gelenke 114 bestehen aus einem für die Röntgenstrahlung durchlässigen Material,. The Anlageglieder- 112 and the joints 114 consist of a permeable to X-ray material.
z. B. Kunststoff. Wie man in der Figur 24 erkennen kann, sind die Winkelgeber 116 so am Ende der Gelenke 114 angeordnet, dass sie sich während des Messvorgangs im Zwischenraum zwischen den beiden Zahnreihen des Patienten befinden. Die Winkelgeber 116 dürfen deswegen Materialien enthalten, die für Röntgenstrahlung undurchlässig sind. z. B. plastic. As can be seen in FIG. 24, the angle encoders 116 are arranged at the end of the joints 114 so that they are located in the space between the two rows of teeth of the patient during the measuring process. The angle encoders 116 must therefore contain materials that are impermeable to X-rays.
Das jeweils mittlere Anlageglied eines jeden Konturmessbo- gens 110a, 110b ist über einen der Stege 118a bzw. 118b (siehe Figur 24) fest mit dem Einführteil 22 des Röntgenge- räts 12 verbunden und stellt für die Schneidezähne des Patienten einen Anschlag dar. Wenn die Schneidezähne des Patienten an dem mittleren Anlageglied 112 anschlagen, werden die übrigen Anlageglieder 112 so mit Hilfe der Gelenke 114 verschwenkt, dass zu den Zähnen 38 weisende Anlageflächen 120 der Anlageglieder 112 in Anlage mit der Zahnreihe des Patienten gebracht werden. Die beim Verstellen der Gelenke 114 auftretenden Winkeländerungen werden vom Winkelgeber 116 erfasst und an den Computer 16· übermittelt . Dieser bestimmt dann auf der Grundlage der Winkeländerungen die Form der beiden Konturmessbögen 110a, 110b, woraus schließlich die Positionen der Zähne 38 abgeleitet werden können. Die Figuren 25 und 26 zeigen in an die Figuren 23 und 24 angelehnten Darstellungen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Röntgengeräts 12, bei dessen esseinrich- tung die Konturmessbögen 110a, 110b jeweils einen plastisch verformbaren Träger 122 aufweist, dessen zu den Zähnen 38 weisende Innenfläche als Anlageflächen 120 ausgebildet sind. Jeder Träger 122 trägt mehrere Absorptionskörper 124, die über Füße 126 an dem jeweiligen Träger 122 befestigt sind. Die Füße und der Träger 122 bestehen aus einem für Röntgenlicht durchlässigen Material, während die Absorptionskörper 124, die beispielsweise die Form kleiner Kugeln haben können, Röntgenstrahlung nahezu vollständig absorbie¬ ren. Die Füße 126 sind dabei so bemessen, dass die Absorptionskörper 124 im Zwischenraum zwischen den Zahnreihen an- geordnet sind, wie dies in der Figur 26 erkennbar ist. Dadurch werden beim Durchleuchten der Zähne 38 die Absorptionskörper vom Röntgendetektor 32 erfasst, ohne dass deren Bilder jedoch die Bilder der Zähne 38 zu überdecken. The respective central abutment member of each contour measuring blade 110a, 110b is fixedly connected to the insertion part 22 of the X-ray apparatus 12 via one of the webs 118a or 118b (see FIG. 24) and constitutes a stop for the incisors of the patient Engage the patient's incisors on the central abutment member 112, the rest of the abutment members 112 are pivoted by means of the joints 114 that to the teeth 38 facing bearing surfaces 120 of the abutment members 112 are brought into contact with the row of teeth of the patient. The angle changes occurring during the adjustment of the joints 114 are detected by the angle transmitter 116 and transmitted to the computer 16. This then determines on the basis of the angle changes the shape of the two contour measuring sheets 110a, 110b, from which finally the positions of the teeth 38 can be derived. FIGS. 25 and 26 show, in illustrations similar to FIGS. 23 and 24, an exemplary embodiment of an X-ray device 12 according to the invention in which the contour measuring arcs 110a, 110b each have a plastically deformable carrier 122, its inner surface facing the teeth 38 as abutment surfaces 120 are formed. Each carrier 122 carries a plurality of absorbent bodies 124 which are secured by feet 126 to the respective carrier 122. The feet and the carrier 122 are made of a material transparent to X-ray light material, while the absorption body 124, which may for example have the form of small balls, X-rays almost completely absorbie ¬ ren. The legs 126 are dimensioned so that the absorption body 124 in the space between the rows of teeth are arranged, as can be seen in the figure 26. As a result, when the teeth 38 are illuminated, the absorption bodies are detected by the X-ray detector 32, without their images, however, covering the images of the teeth 38.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Konturmessbö- gen 110a, 110b über Stege 118a, 118b an dem Einführteil 22 festgelegt, so dass der mittlere Abschnitt der Konturmessbögen 110a, 110b jeweils als Anschlag für die Zahnreihen des Patienten dient. Falls die Träger 122 so geformt sind, dass sie selbstklemmend auf die Zahnreihen aufgesteckt wer- den können, kann auf die Stege 118a, 188b verzichtet werden. Die plastisch verformbaren Träger 122 werden nun so verbogen, dass deren Anlageflächen 120 in Anlage zu den Zähnen 38 kommen, wie dies in der Figur 25 erkennbar ist. Wird nun eine Röntgenaufnahme der Zähne 38 gemacht, so er- scheinen auf dem Röntgenbild die Bilder der Absorptionskörper 124 als zwei Reihen von Punkten im Zwischenraum zwischen den Zahnreihen. Aus der Größe und Lage der Punkte kann der Computer 16 auf die Lage der Absorptionskörper 124 während der Durchleuchtung der Zähne 38 schließen. Bei die¬ sem Ausführungsbeispiel entfällt somit der Aufwand für eine in die Konturmessbögen 110a, 110b integrierte Sensorik und die hierfür erforderliche Verdrahtung. 8. Aufbisssensor In this exemplary embodiment, too, the contour measuring arches 110a, 110b are fixed on the insertion part 22 via webs 118a, 118b, so that the middle section of the contour measuring arcs 110a, 110b serves in each case as a stop for the rows of teeth of the patient. If the carriers 122 are shaped in such a way that they can be plugged onto the rows of teeth in a self-clamping manner, the webs 118a, 188b can be dispensed with. The plastically deformable supports 122 are now bent so that their contact surfaces 120 come into contact with the teeth 38, as can be seen in FIG. If an x-ray of the teeth 38 is now made, the images of the absorption bodies 124 appear on the x-ray image as two rows of dots in the space between the rows of teeth. From the size and location of the points, the computer 16 on the location of the absorption body 124th during fluoroscopy of teeth 38. In the case of this exemplary embodiment, the outlay for a sensor system integrated into the contour measurement sheets 110a, 110b and the wiring required for this purpose are therefore eliminated. 8. Bite sensor
In vielen Fällen kann es genügen, nur die Koordinaten eini¬ ger weniger Messpunkte auf den Zähnen 38 des Patienten 36 zu messen, z. B. die Koordinaten von Messpunkten auf den Schneidkanten der Schneidezähne. Sind diese Koordinaten re- lativ zur Lage der Röntgenquelle 28 und des Röntgendetek- tors 32 bekannt, so kann eine Entzerrung der Röntgenbilder durchgeführt werden, wenn die Lage der übrigen Zähne auf der Grundlage typischer Kieferbogenformen extrapoliert wird . Häufig wird es gewünscht sein, die Lage der Röntgenquelle 28 in der Mundhöhle 34 des Patienten 36 frei festlegen zu können, um eine optimale Abbildung der Zähne 38 zu erhalten. Im Prinzip wäre denkbar, auf dem Einführteil eine Vielzahl von Aufbisskerben vorzusehen, von denen eine ge- eignete Aufbisskerbe für die Aufnahme ausgesucht wird. Al¬ lerdings ist es relativ aufwendig sicherzustellen, dass die Schneidezähne des Patienten tatsächlich in die gewünschte Aufbisskerbe eingreifen und diese Position bis zum Durch¬ leuchten nicht verlassen. Denn bei jedem unbeabsichtigten Öffnen des Mundes geht der Aufbiss verloren und muss neu eingerichtet werden. In many cases, it may be sufficient to measure only the coordinates eini ¬ ger fewer measuring points on the teeth 38 of the patient 36, z. B. the coordinates of measuring points on the cutting edges of the incisors. If these coordinates are known relative to the position of the X-ray source 28 and the X-ray detector 32, then the X-ray images can be equalized if the position of the remaining teeth is extrapolated on the basis of typical mandibular arch forms. Often it will be desirable to be able to freely determine the position of the X-ray source 28 in the oral cavity 34 of the patient 36 in order to obtain an optimal image of the teeth 38. In principle, it would be conceivable to provide a plurality of bite notches on the insertion part, of which a suitable bite notch is selected for the reception. Al ¬ lerdings it is relatively expensive to ensure that the patient's front teeth actually engage in the desired Aufbisskerbe and not leave this position until the light through ¬. Because with every unintentional opening of the mouth, the bite is lost and must be re-established.
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele für Aufbisssensoren beschrieben, bei deren Einsatz die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten nicht auftreten können. Die Aufbisssensoren ermöglichen es, die Lage der Schneidezähne des Patienten mit hoher Genauigkeit und äußerst zu¬ verlässig zu messen. Dadurch sind Fehlbelichtungen, bei de- nen der Patient die gewünschte Aufbissposition verlassen oder gar nicht erst richtig eingenommen hat, weitgehend ausgeschlossen . In the following, various embodiments of Aufbisssensoren will be described, in their use, the difficulties described above can not occur. The Aufbisssensoren make it possible to measure the position of the incisors of the patient with high accuracy and extremely reliable ¬ . As a result, incorrect exposures are If the patient has left the desired bite position or has not even taken it properly, it is largely excluded.
Die Figur 27 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Aufbisssensor in einem horizontalen Schnittpunkt. Der insgesamt mit 130 bezeichnete Aufbisssensor 130 weist eine röhrenförmige und an ihrem distalen Ende geschlossene Hülse 132 auf, die auf das ebenfalls röhrenförmige Einführteil 22 endseitig aufgeschoben und in nicht näher dargestellter Weise verriegelt ist. In der Wand der Hülse 132 sind mehrere als Piezoelemente ausgebildete Drucksensoren in Längsrichtung der Hülse 132 hintereinander angeordnet, was im Folgenden mit Bezug auf die Figur 28 näher erläutert wird. FIG. 27 shows a first embodiment of a bite sensor in a horizontal intersection. The Aufbisssensor 130 generally designated 130 has a tubular and closed at its distal end sleeve 132 which is pushed onto the likewise tubular insertion part 22 end and locked in a manner not shown. In the wall of the sleeve 132, a plurality of pressure sensors designed as piezoelectric elements are arranged one behind the other in the longitudinal direction of the sleeve 132, which will be explained in more detail below with reference to FIG.
Die Figur 28 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der mit 134 bezeichneten Wand der Hülse 132. Die Hülsenwand 134 weist über einen Abschnitt von einigen wenigen Zentimetern eine elastische Außenwand 136 und eine feste Innenwand 138 auf, zwischen denen die mit 140 bezeichneten Piezoelemente angeordnet sind. Jedes Piezoelement 140 ist als sog. gesta- peltes Piezoelement ausgeführt, bei dem zwischen drei Metallelektroden zwei piezoelektrische Kristalle 142a, 142b sandwichartige angeordnet sind. Von den beiden äußeren Metallelektroden liegt jeweils eine an der elastischen Außenwand 136 an, während sich die andere Metallelektrode in nicht näher dargestellter Weise an der festen Innenwand 138 abstützt . FIG. 28 shows an enlarged section of the wall of the sleeve 132 designated 134. The sleeve wall 134 has over a section of a few centimeters an elastic outer wall 136 and a fixed inner wall 138, between which the piezo elements designated 140 are arranged. Each piezo element 140 is designed as a so-called stacked piezo element, in which two piezoelectric crystals 142a, 142b are sandwiched between three metal electrodes. One of the two outer metal electrodes is in each case on the elastic outer wall 136, while the other metal electrode is supported in a manner not shown on the fixed inner wall 138.
Beißt der Patient mit einem Schneidezahn 38 auf die Hülse 132, so wird der dabei erzeugte Aufbissdruck über die elastische Außenwand 136 auf diejenigen Piezoelemente 140 über- tragen, die sich in der Nähe der Auf issstelle befinden. Der auf das betreffende Piezoelement 140 ausgeübte Druck erzeugt ein elektrisches Signal, das über Signalleitungen 144 an den Computer 16 übertragen wird. Aus der Höhe und der Zuordnung des Signals zu den betreffenden Piezoelemen- ten 140 kann der Computer 16 auf den Ort schließen, an dem der Zahn 38 an der elastischen Außenwand 136 des Aufbiss- sensors 130 anliegt. Entlang der Längsrichtung des Aufbisssensors 130 können auf diese Weise die Koordinaten der Anlageflächen der Schneidezähne mit einer Genauigkeit gemessen werden, die bei diesem Ausführungsbeispiel von der Zahl der pro Längeneinheit in Längsrichtung vorgesehenen Piezo- elemente 140 abhängt. Die Längsrichtung des Aufbisssensors 130 fällt bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer Einführrichtung zusammen, entlang der das Einführteil 22 zusammen mit dem darauf aufgeschobenen Aufbisssensor 130 in die Mundhöhle 34 des Patienten 36 eingeführt wird. Der Teil der Hülsenwand 134, der dem in der Figur 28 gezeigten Ausschnitt diametral gegenüberliegt und der Vermessung der Aufbissflächen der unteren Schneidezähne dient, hat den gleichen Aufbau und die gleiche Funktion. If the patient bites the sleeve 132 with an incisor 38, the biting pressure generated in this case is transmitted via the elastic outer wall 136 to those piezoelements 140 which are located near the exiting point. The pressure applied to the respective piezoelectric element 140 generates an electrical signal, which is transmitted via signal lines 144 is transmitted to the computer 16. From the height and the assignment of the signal to the relevant piezoelectric elements 140, the computer 16 can close the location at which the tooth 38 rests against the elastic outer wall 136 of the bite sensor 130. Along the longitudinal direction of the bite sensor 130, the coordinates of the contact surfaces of the incisors can be measured in this manner with an accuracy that depends in this embodiment on the number of per unit length longitudinally provided piezoelectric elements 140. The longitudinal direction of the bite sensor 130 in this embodiment coincides with an insertion direction along which the insertion member 22 is inserted into the oral cavity 34 of the patient 36 together with the bite sensor 130 pushed thereon. The part of the sleeve wall 134, which is diametrically opposite to the cutout shown in FIG. 28 and serves to measure the biting surfaces of the lower incisors, has the same construction and the same function.
Die Piezoelemente 140 des in den Figuren 27 und 28 gezeig- ten Ausführungsbeispiels können auch durch andere Drucksensoren ersetzt werden. In Betracht kommt ferner, die Drucksensoren durch Näherungssensoren zu ersetzen. Auf diese Weise kann zusätzlich oder ausschließlich die Lage der Lippen des Patienten 36 entlang der Einführrichtung gemessen werden, da die Lippen des Patienten möglicherweise bei leicht geöffnetem Mund den Aufbisssensor 130 gar nicht berühren. The piezo elements 140 of the embodiment shown in FIGS. 27 and 28 can also be replaced by other pressure sensors. It is also possible to replace the pressure sensors with proximity sensors. In this way, additionally or exclusively, the position of the lips of the patient 36 along the insertion direction can be measured, since the lips of the patient may not even touch the bite sensor 130 when the mouth is slightly open.
Die Figur 29 zeigt ausschnittsweise in einer an die Figur 28 angelehnten Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Aufbissensors, bei dem mehrere Näherungssensoren entlang der Einführrichtung hintereinander in der Hülsenwand 134 angeordnet sind, die als kapazitive Näherungssensoren 146 ausgebildet sind. Die Außenwand 136 der Hülsenwand 134 muss in diesem Fall nicht verformbar sein, da die Näherungssensoren 146 lediglich auf Annäherung, nicht aber auf Druck von Körpergewebe ansprechen, so dass gleichzeitig die Lage einer Lippe 148 und eines benachbarten Schneidezahns 38 erfassbar sind. Die Näherungssensoren 146 können auch so ausgelegt sein, dass sie lediglich auf die Annäherung wasserhaltigen Gewebes ansprechen, so dass der Schneidezahn 38 nicht detektiert wird. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel legt die Dichte der Nä¬ herungssensoren 146 in Einführrichtung die Ortsauflösung des Aufbisssensors 130 fest. Bei den in den Figuren 28 undFIG. 29 shows a detail of an embodiment of a bite block in a representation similar to FIG. 28, in which a plurality of proximity sensors are arranged one behind the other along the insertion direction in the sleeve wall 134, which act as capacitive proximity sensors 146 are formed. The outer wall 136 of the sleeve wall 134 need not be deformable in this case, since the proximity sensors 146 are responsive only to approach, but not pressure of body tissue, so that at the same time the position of a lip 148 and an adjacent incisor 38 can be detected. Proximity sensors 146 may also be designed to respond only to the approach of hydrous tissue so that incisor 38 is not detected. Also in this embodiment, the density of the Nä ¬ herungssensoren 146 determines the spatial resolution of the Aufbisssensors 130 in the insertion direction. In the in Figs. 28 and
29 dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Ortsauflösung gesteigert werden, wenn zwischen elektrischen Signalen, die von benachbarten Piezoelementen 140 oder Näherungssensoren 146 erzeugt werden, interpoliert wird. 29 illustrated embodiments, the spatial resolution can be increased when interpolated between electrical signals generated by adjacent piezo elements 140 or proximity sensors 146.
Um eine Ortsauflösung zu erzielen, müssen nicht unbedingt mehrere Sensoren hintereinander angeordnet sein. Die FigurTo achieve a spatial resolution, not necessarily several sensors must be arranged one behind the other. The figure
30 zeigt ausschnittsweise in einer an die Figuren 28 und 29 angelehnten Darstellung ein Sensorelement des Aufbisssensors 130, das als Linearpotentiometer 150 ausgebildet ist. Das in der Figur 30 lediglich schematisch dargestellte Linearpotentiometer weist eine sich entlang der Einführrichtung erstreckende Widerstandsfläche 152 und eine parallel dazu in geringem Abstand geführte elastische Elektrode 154 auf, die gemeinsam mit der Widerstandsfläche 152 in der Art einer Spannungsteilerschaltung verschaltet ist. Der bei einem Linearpotentiometer erforderliche beweglich Abgriffspunkt wird bei dem Linearpotentiometer 150 dort erzeugt, wo die elastische Elektrode 154 von einem Zahn 38 oder der Lippe des Patienten durch eine elastische Außenwand 136 hindurch so weit ausgelenkt wird, dass die elastische E- lektrode 154 an der Widerstandsfläche 152 anliegt. Der An- lagepunkt stellt den Abgriffspunkt des Linearpotentiometers dar. Die Lage des Anlagepunkts entlang der Einführrichtung kann dann aus der gemessenen Spannung mit hoher Genauigkeit in an sich bekannter Weise abgeleitet werden. Die Figur 31 zeigt in einer an die Figur 27 angelehntenFIG. 30 shows a detail of a sensor element of the stem sensor 130, which is designed as a linear potentiometer 150 in a representation similar to FIGS. 28 and 29. The linear potentiometer shown only schematically in FIG. 30 has a resistance surface 152 extending along the insertion direction and an elastic electrode 154 guided parallel thereto at a small distance, which is connected in common with the resistance surface 152 in the manner of a voltage divider circuit. The movable tapping point required with a linear potentiometer is generated at the linear potentiometer 150 where the elastic electrode 154 is deflected by a tooth 38 or the patient's lip through an elastic outer wall 136 so that the elastic electrode 154 contacts the resistance surface 152 is present. The Position point represents the tapping point of the linear potentiometer. The position of the point of attachment along the insertion direction can then be derived from the measured voltage with high accuracy in a conventional manner. FIG. 31 shows in a manner similar to FIG. 27
Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Aufbisssensor 130, bei dem die Hülse 132 nicht fest gegenüber dem Einführteil 22 verriegelt oder in sonstiger Weise festgelegt ist, sondern linearbeweglich auf diesem verschoben werden kann, wie dies in der Figur 31 durch einen Doppelpfeil 162 angedeutet ist. Die Hülse 132 ist an ihrer Ober- und Unterseite mit jeweils einer einzigen Aufbisskerbe 160a, 160b versehen, die für ein Eingreifen der Schneidezähne des Patienten 36 vorgesehen sind. Damit der Patient deutlich spüren kann, ob seine Schneidezähne korrekt in die Aufbisskerben 160a, 160b eingreifen, können diese an ihrem Grund mit einem zähen und plastisch verformbaren Material ausgelegt sein, während die sonstige Oberfläche der Hülse 132 aus einem glatten harten Material bestehen kann. Da- durch ist der sensorische Eindruck beim Patienten 36 bei kleineren Kieferbewegungen ganz unterschiedlich je nachdem, ob seine Schneidezähne in die Aufbisskerben 160a, 160b eingreifen oder (versehentlich) daneben auf der glatten harten Oberfläche der Hülse 12 aufliegen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Hülse 132 mit Hilfe eines Servomotors 164 entlang ihrer. Längsrichtung verlagerbar. Der Servomotor 164 wird seinerseits vom Computer 16 angesteuert. Die Ansteuerung des Servomotors 164 erfolgt dabei derart, dass diesem ein Sollabstand zwischen den Aufbisskerben 160a, 160b einerseits und der Röntgenquelle 28 andererseits vorgegeben wird. Dieser Sollabstand kann im Computer 16 von einem Programm berechnet werden, dem patientenspezifische Parameter wie Alter, Geschlecht o. ä. zugeführt werden. Der Sollabstand kann aber auch direkt mit Hilfe geeigneter Eingabemittel dem Computer 16 vorgegeben werden. Der Servomotor 164 verfährt die Hülse 132 mit den darauf angeordneten Aufbisskerben 160a, 160b so weit, dass der gewünschte Sollabstand erreicht wird. DerRepresentation of another embodiment of a Aufbisssensor 130, in which the sleeve 132 is not locked against the insertion part 22 or fixed in any other way, but linearly movable on this can be moved, as indicated in Figure 31 by a double arrow 162. The sleeve 132 is provided at its top and bottom, each with a single bite notch 160a, 160b, which are provided for engagement of the incisors of the patient 36. In order for the patient to feel clearly whether their incisors are properly engaging the bite notches 160a, 160b, they may be laid out at their bottom with a tough and plastically deformable material, while the other surface of the sleeve 132 may be made of a smooth hard material. As a result, the sensory impression in the patient 36 is quite different with smaller jaw movements, depending on whether his incisors engage in the bite notches 160a, 160b or (accidentally) rest on the smooth hard surface of the sleeve 12 next to them. In the illustrated embodiment, the sleeve 132 is by means of a servomotor 164 along its . Displaced longitudinally. The servomotor 164 is in turn driven by the computer 16. The control of the servomotor 164 takes place in such a way that it is given a desired distance between the bite notches 160a, 160b on the one hand and the x-ray source 28 on the other hand. This desired distance can be calculated in the computer 16 by a program, the patient-specific parameters such as age, gender o. Ä. Are supplied. The nominal distance can, however, also be predefined directly to the computer 16 with the aid of suitable input means. The servomotor 164 moves the sleeve 132 with the bite notches 160a, 160b arranged thereon so that the desired setpoint distance is achieved. Of the
Servomotor 164 dient hierbei gleichzeitig als Positionssensor, so dass dem Computer 16 stets der tatsächliche Abstand zwischen den Aufbisskerben 160a, 160b und der Röntgenguelle 28 bekannt ist. Um eine regelmäßige Kalibrierung des Servomotors 164 überflüssig zu machen, weist der dargestellte Aufbisssensor einen zusätzlichen Positionssensor 166 auf, mit dem die Position der Hülse 132 relativ zu dem Einführteil 122 entlang dessen Längsrichtung messbar ist. Der Positionssensor 166 tastet bei diesem Ausführungsbeispiel optisch eine Servomotor 164 serves as a position sensor at the same time, so that the computer 16 is always aware of the actual distance between the bite notches 160a, 160b and the X-ray source 28. In order to eliminate the need for periodic calibration of servomotor 164, the up-gauge sensor shown includes an additional position sensor 166 for measuring the position of sleeve 132 relative to insertion portion 122 along the longitudinal direction thereof. The position sensor 166 optically scans one in this embodiment
Zahnstange 168 ab, die von einem Ritzel 170 des Servomotors 164 gekämmt wird.  Rack 168, which is combed by a pinion 170 of the servo motor 164.
Da auf der Hülse 132 nur jeweils eine Aufbisskerbe 160a, 160b auf der Ober- bzw. Unterseite angeordnet ist, besteht nicht die Gefahr, dass der Patient 36 versehentlich in eine falsche Aufbisskerbe beißt oder in eine andere Aufbisskerbe überwechselt, wie dies bei Aufbisselementen der Fall sein kann, bei denen mehrere Aufbisskerben in dichtem Abstand an der Ober- und/oder Unterseite angeordnet sind. Dadurch ist zuverlässig gewährleistet, dass sich die Röntgenquelle 28 während des Durchleuchtens der Zähne des Patienten 36 genau an der Sollposition befindet, für die eine optimale Abbildung der Zähne auf den Röntgendetektor 32 erwartet wird. Since only one bite kerf 160a, 160b on the top and bottom is arranged on the sleeve 132, there is no risk that the patient 36 accidentally bites into an incorrect bite notch or changes over to another bite notch, as is the case with bite elements may be, in which a plurality of bite notches are arranged at a close distance to the top and / or bottom. As a result, it is reliably ensured that the x-ray source 28 is exactly at the desired position during the transillumination of the teeth of the patient 36, for which an optimal imaging of the teeth on the x-ray detector 32 is expected.
Bei einer Abwandlung des in der Figur 31 gezeigten Ausführungsbeispiels ist der Servomotor 164 durch eine Feststelleinrichtung ersetzt, die manuell oder elektrisch betätigt sein kann. Der Positionssensor 166 gibt die gemessene Posi- tion vorzugsweise an eine gut erkennbare Anzeigeeinrichtung aus, auf der eine Bedienperson den Abstand zwischen den Aufbisskerben 160a, 160b einerseits und der Röntgenquelle 28 (oder eine andere daraus abgeleitete Größe) ablesen kann. Während seine Schneidezähne in die Aufbisskerben 160a, 160b eingreifen, bewegt der Patient 36 seinen Kopf so lange entlang der Längsachse des Einführteils 22, bis auf der Anzeigeeinrichtung der gewünschte Abstand erscheint. Bei diesem Abstand wird dann die Feststelleinrichtung durch die Bedienperson oder durch einen Befehl des Computers 16 betätigt, wodurch die Hülse 132 festgestellt und somit nicht mehr in Richtung des Doppelpfeils 162 verschoben werden kann. In a modification of the embodiment shown in Figure 31, the servo motor 164 is replaced by a locking device, which may be manually or electrically operated. Position sensor 166 outputs the measured position tion preferably to a well-recognizable display device on which an operator can read the distance between the Aufbisskerben 160a, 160b on the one hand and the X-ray source 28 (or another derived therefrom size). As its incisors engage the bite notches 160a, 160b, the patient 36 moves his head along the longitudinal axis of the insertion member 22 until the desired distance appears on the display. At this distance, the locking device is then actuated by the operator or by a command from the computer 16, whereby the sleeve 132 detected and thus can not be moved in the direction of the double arrow 162.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung von entzerrten Röntgenbildern für die zahnmedizinische oder kieferorthopädische Diagnostik, umfassend die folgenden Schritte: a) Anordnen (Sl) einer Röntgenquelle (28) in der Mundhöhle (34) eines Patienten (36); b) Anordnen (S2) eines Röntgendetektors (32) derart, dass er sich von außen zumindest um einen Teil des Kieferbogens des Patienten (36) herum erstreckt; c) Durchleuchten (S3) der Zähne des Patienten (36) mit Röntgenstrahlung; d) Erfassen (S4) der auf den Röntgendetektor (32) auftreffenden Röntgenstrahlung; e) Erzeugen (S5) eines digitalen Röntgenbildes auf der Grundlage der von dem Röntgendetektor er- fassten Röntgenstrahlung; gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte: f) Messen (S6) von Koordinaten von mehreren auf den Zähnen (38) liegenden Messpunkten mit Hilfe einer Messeinrichtung (50; 64; 73; 50a bis 50d; 106a, 106b, 66a, 66b; 110a, 110b; 130); g) Entzerren (S7) des digitalen Röntgenbildes unter Verwendung der in Schritt f) gemessenen Koordinaten . A method for the preparation of rectified X-ray images for dental or orthodontic diagnostics, comprising the following steps: a) arranging (S1) an X-ray source (28) in the oral cavity (34) of a patient (36); b) arranging (S2) an X-ray detector (32) in such a way that it extends from outside at least around a part of the mandibular arch of the patient (36); c) X-raying (S3) the teeth of the patient (36); d) detecting (S4) the X-radiation incident on the X-ray detector (32); e) generating (S5) a digital X-ray image on the basis of the X-ray radiation detected by the X-ray detector; characterized by the following further steps: f) measuring (S6) coordinates of a plurality of measuring points on the teeth (38) by means of a measuring device (50; 64; 73; 50a to 50d; 106a, 106b, 66a, 66b; 110a, 110b) 130); g) equalizing (S7) the digital X-ray image using the coordinates measured in step f).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt f) die Koordinaten der Messpunkte re- lativ zu einem Bezugspunkt ermittelt werden, dessen Lage relativ zu dem Röntgendetektor (32) und der Röntgenquelle (28) bekannt ist. 2. Method according to claim 1, characterized in that in step f) the coordinates of the measuring points are are determined relative to a reference point whose position relative to the X-ray detector (32) and the X-ray source (28) is known.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bezugspunkt durch einen Aufbisspunkt des Patienten (36) festgelegt ist. 3. The method according to claim 2, characterized in that the reference point is defined by a bite point of the patient (36).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt g) aus den gemessenen Koordinaten der Messpunkte eine zwischen der Röntgenquelle (28) und dem Röntgendetektor (32) angeordnete Objektfläche (48) bestimmt und das entzerrte Röntgenbild durch Rückprojektion des Röntgenbildes auf die Objektfläche (48) ermittelt wird. 4. The method according to any one of claims 2 or 3, characterized in that in step g) from the measured coordinates of the measuring points between the X-ray source (28) and the X-ray detector (32) arranged object surface (48) determines and the rectified X-ray image by backprojection of the X-ray image on the object surface (48) is determined.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt f) die Koordinaten der Messpunkte relativ zueinander ermittelt werden, und dass der 5. The method according to claim 1, characterized in that in step f) the coordinates of the measuring points are determined relative to each other, and that the
Schritt g) die folgenden weiteren Schritte umfasst: ga) Festlegen einer Sollperspektive für das entzerrte Röntgenbild; gb) Entzerren des Röntgenbildes derart, dass das Röntgenbild aus der in Schritt ga) festgelegten Sollperspektive aufgenommen erscheint.  Step g) comprises the following further steps: ga) determining a desired perspective for the rectified X-ray image; gb) equalizing the X-ray image in such a way that the X-ray image appears from the desired perspective determined in step ga).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt gb) die folgenden weiteren Schritte umfasst : gba) Erzeugen eines Kantenbildes (92) des Röntgenbildes (90) unter Verwendung eines Kantendetek- tions-Algorithmus; gbb) Ableiten eines dreidimensionalen Oberflächenreliefs (94) der Zähne aus den an den Messpunkten gewonnenen Koordinaten; gbc) Darstellung des Oberflächenreliefs aus der in 6. The method according to claim 5, characterized in that step gb) comprises the following further steps: gba) generating an edge image (92) of the x-ray image (90) using an edge detection algorithm; gbb) deriving a three-dimensional surface relief (94) of the teeth from the coordinates obtained at the measurement points; gbc) Representation of the surface relief from the in
Schritt ga) festgelegten Sollperspektive; gbd) Auswahl von Stützpunkten (98) auf dem in  Step ga) specified target perspective; gbd) Selection of vertices (98) on the in
Schritt gbc) dargestellten Oberflächenrelief und Zuordnen der Stützpunkte zu entsprechenden Punkten (98') auf dem in Schritt gba) erzeugten Kantenbild (92); gbe) Ableiten einer Transformationsvorschrift, welche die entsprechenden Punkte (981) auf dem Kantenbild (92) in die in Schritt gbd) ausgewählten Stützpunkte (98) umrechnet; gbf) Anwenden der Transformationsvorschrift auf das in Schritt e) aufgenommene digitale Röntgenbild (90) . Step gbc) surface relief and assigning the support points to corresponding points (98 ') on the edge image (92) generated in step gba); gbe) deriving a transformation rule which converts the corresponding points (98 1 ) on the edge image (92) into the bases (98) selected in step gbd); gbf) applying the transformation rule to the digital x-ray image (90) taken in step e).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformationsvorschrift mehrere Teilvorschriften enthält, die Teilbereiche des Röntgenbildes umrechnen . 7. The method according to claim 6, characterized in that the transformation rule contains a plurality of sub-rules that convert portions of the X-ray image.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf jedem Teilbereich ein Zahn (38) oder mehrere Zähne dargestellt sind. 8. The method according to claim 7, characterized in that on each portion of a tooth (38) or a plurality of teeth are shown.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuordnen der Stützpunkte (98) zu entsprechenden Punkten (98') auf dem in Schritt gba) erzeugten Kantenbild automatisch durchgeführt wird, wobei aus dem in Schritt gbc) dargestellten Oberflächenrelief (94) mittels Kantendetektion eine Kan tenbild des Oberflächenreliefs erzeugt wird, und wobei 9. The method according to claim 6, characterized in that the assignment of the support points (98) to corresponding points (98 ') on the edge image generated in step gba) is performed automatically, wherein from the surface relief (94) shown in step gbc) by means of edge detection a Kan image of the surface relief is generated, and wherein
Ecken oder andere charakteristische Stützpunkte automatisch nach vorgebbaren Auswahlkriterien au der Grundlage des Kantenbildes ausgewählt werden Corners or other characteristic support points are automatically selected according to predefinable selection criteria based on the edge image
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollperspektive einer Abwicklung einer Zahnreihe entspricht. Method according to one of claims 5 to 9, characterized in that the desired perspective corresponds to a development of a row of teeth.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Messeinrichtung ein optischer Triangulationssensor (50) oder ein Ultraschallsensor verwendet wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that an optical triangulation sensor (50) or an ultrasonic sensor is used as the measuring device.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt f) mehrere überlappende Kamerabilder von unterschiedlichen intraoralen Positionen aufgenommen und daraus die Koordinaten der Messpunkte abgeleitet werden. Method according to one of the preceding claims 1 to 10, characterized in that in step f) a plurality of overlapping camera images taken from different intraoral positions and derived therefrom, the coordinates of the measuring points.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt f) ein Lichtmuster auf den Zähnen erzeugt und dieses Lichtmuster von optischen Sensoren (78, 80) erfasst wird . Method according to one of the preceding claims 1 to 10, characterized in that in step f) generates a light pattern on the teeth and this light pattern is detected by optical sensors (78, 80).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Messung in Schritt f) herangezogene Licht- oder Schallwellen durch eine in dem Röntgendetektor (32) vorgesehene Öffnung (105) treten, bevor sie auf die Messeinrichtung (50a bis 50d) treffen. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Messung in Method according to one of the preceding claims, characterized in that light or sound waves used for the measurement in step f) pass through an opening (105) provided in the X-ray detector (32) before they strike the measuring device (50a to 50d). Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the measurement in
Schritt f) herangezogene Licht- oder Schallwellen von einem extraoral angeordneten und für die Röntgenstrahlung durchlässigen Reflektor (106a, 106b) reflektiert werden, bevor sie auf einen Sensor (66a, 66b) der Messeinrichtung treffen.  Step f) taken light or sound waves from a extraorally arranged and transparent to the X-ray reflector (106a, 106b) are reflected before they hit a sensor (66a, 66b) of the measuring device.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch. gekennzeichnet, dass ein Kalibrierschritt durchgeführt wird, bei dem ein Röntgenbild ohne Patienten aufgenommen und bildpunkt- oder bereichsweise ermittelt wird, um welche Korrekturbeträge die Intensität verändert werden muss, um eine über das Röntgenbild hinweg konstante Intensität zu erhalten, und dass später erzeugte Röntgenbilder von Zähnen unter Berücksichtigung der Korrekturbeträge bezüglich ihrer Intensität korrigiert werden. 16. The method according to any one of the preceding claims, characterized. characterized in that a calibration step is carried out in which an X-ray image is recorded without patients and pixel or area determined by which correction amounts the intensity must be changed in order to obtain a constant intensity across the X-ray image, and the later generated X-ray images of teeth corrected for their intensity taking into account the correction amounts.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgendetektor (32) einen auswechselbarer Bildträger, insbesondere eine Speicherfolie o- der einen Röntgenfilm, aufweist, dass sich ein Markierungsobjekt (102) im Strahlengang der Röntgenstrahlung befindet, das auf den Bildträger abgebildet wird, und dass aus der Lage des Bildes des Markierungsobjekts (102) auf dem Bildträger die Position des Bildträgers relativ zu der Röntgenquelle (28) ermittelt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgendetektor (32) einen auswechselbarer Bildträger, insbesondere eine Speicherfolie o- der einen Röntgenfilm, aufweist und mehrere Markierungen trägt, die beim Auslesen des Bildträgers auf das digitale Röntgenbild übertragen werden, und dass aus der Lage der Markierungen auf dem digitalen Röntgenbild Inhomogenitäten des Bildträgers erkannt und rechnerisch bei der Entzerrung korrigiert werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the X-ray detector (32) has an exchangeable image carrier, in particular a storage film or an X-ray film, in that a marking object (102) is located in the beam path of the X-radiation which is imaged onto the image carrier and in that the position of the image carrier relative to the X-ray source (28) is determined from the position of the image of the marking object (102) on the image carrier. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the X-ray detector (32) has an exchangeable image carrier, in particular a storage film or X-ray film, and carries a plurality of markings which are transmitted to the digital X-ray image when the image carrier is read, and from the position of the markings on the digital X-ray image inhomogeneities of the image carrier are detected and corrected by calculation in the equalization.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte c) und f) gleichzeitig durchgeführt werden. . Method according to one of the preceding claims, characterized in that the steps c) and f) are carried out simultaneously. ,
System zur Herstellung von entzerrten Röntgenbildern für die zahnmedizinische oder kieferorthopädische Diagnostik, umfassend: a) eine in einer Mundhöhle eines Patienten (36) anordenbare Röntgenquelle (28); b) einen Röntgendetektor (32), der derart anorden- bar ist, dass er sich von außen zumindest um einen Teil des Kieferbogens des Patienten (36) herum erstreckt, und mit dem auf den Röntgendetektor (32) auftreffende Röntgenstrahlung erfassbar ist; c) einen digitalen Speicher (39) zum Speichern eines Röntgenbildes, das von dem Röntgendetektor (32) nach Durchleuchten von Zähnen des Patienten (36) aufgenommen worden ist; gekennzeichnet durch d) eine Messeinrichtung (50; 64; 73; 50a bis 50d; A system for the preparation of rectified X-ray images for dental or orthodontic diagnostics, comprising: a) an X-ray source (28) which can be arranged in an oral cavity of a patient (36); b) an X-ray detector (32) which can be arranged such that it extends from the outside at least around a part of the patient's mandibular arch (36) and with which X-ray radiation impinging on the X-ray detector (32) can be detected; c) a digital memory (39) for storing an X-ray image taken by the X-ray detector (32) after examining teeth of the patient (36); characterized by d) a measuring device (50; 64; 73; 50a to 50d;
106a, 106b, 66a, 66b; 110a, 110b; 130) zum Messen von Koordinaten von mehreren auf den Zähnen liegenden Messpunkten; e) eine Entzerrungseinrichtung (16) , die zum rechnergestützten Entzerren eines Röntgenbildes unter Verwendung der von der Messeinrichtung gemessenen Koordinaten eingerichtet ist.  106a, 106b, 66a, 66b; 110a, 110b; 130) for measuring coordinates of a plurality of measuring points located on the teeth; e) an equalization device (16) which is set up for the computer-aided equalization of an X-ray image using the coordinates measured by the measuring device.
21. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung dazu eingerichtet ist, in die Koordinaten der Messpunkte relativ zu einem Bezugspunkt zu ermitteln, dessen Lage relativ zu dem Röntgende- tektor (32) und der Röntgenquelle (28) bekannt ist. 21. System according to claim 20, characterized in that the measuring device is adapted to determine the coordinates of the measuring points relative to a reference point whose position relative to the Röntgend- detector (32) and the X-ray source (28) is known.
22. System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Bezugspunkt durch einen Aufbisspunkt des Patienten (36) festgelegt ist. 22. System according to claim 21, characterized in that the reference point is defined by a bite point of the patient (36).
23. System nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Entzerrungseinrichtung dazu eingerichtet ist, aus den von der Messeinrichtung gemessenen Koordinaten der Messpunkte eine zwischen der Röntgenquelle (28) und dem Röntgendetektor (32) angeordnete Objektfläche (48) zu bestimmen und das entzerrte Röntgenbild durch Rückprojektion des Röntgenbildes auf die Objektfläche (48) zu ermitteln. 23. System according to one of claims 20 to 22, characterized in that the equalization device is set up to determine from the measured by the measuring device coordinates of the measuring points between the X-ray source (28) and the X-ray detector (32) arranged object surface (48) and to determine the rectified X-ray image by backprojection of the X-ray image onto the object surface (48).
24. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung dazu eingerichtet ist, die Koordinaten der Messpunkte relativ zueinander zu ermitteln, und dass die Entzerrungseinrichtung dazu eingerichtet ist, das Röntgenbildes derart zu entzerren, dass das Röntgenbild aus einer vorgegebenen Sollperspektive aufgenommen erscheint. 24. System according to claim 20, characterized in that the measuring device is set up to determine the coordinates of the measuring points relative to each other, and that the equalizing device is set up to equalize the X-ray image in such a way that that the X-ray image appears taken from a predetermined desired perspective.
25. System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Entzerrungseinrichtung dazu eingerichtet ist, die folgenden Schritte durchzuführen: A system according to claim 24, characterized in that the equalization means is arranged to perform the following steps:
Erzeugen eines Kantenbildes (92) des Röntgenbildes (90) unter Verwendung eines Kantendetek- tions-Algorithmus ; Generating an edge image (92) of the X-ray image (90) using an edge detection algorithm;
Ableiten eines dreidimensionalen Oberflächenreliefs (94) der Zähne aus den an den Messpunkten gewonnen Koordinaten; Deriving a three-dimensional surface relief (94) of the teeth from the coordinates obtained at the measurement points;
Darstellung des Oberflächenreliefs aus der vorgegebenen Sollperspektive; Representation of the surface relief from the given desired perspective;
Auswahl von Stützpunkten (98) auf dem Oberflächenrelief und Zuordnen der Stützpunkte zu entsprechenden Punkten (98') auf dem Kantenbild (92) ; Selecting vertices (98) on the surface relief and associating the vertices with corresponding points (98 ') on the edge image (92);
Ableiten einer Transformationsvorschrift, welche die entsprechenden Punkte (98') auf dem Kantenbild (92) in die ausgewählten Stützpunkte (98) umrechnet; Deriving a transformation rule that converts the corresponding points (98 ') on the edge image (92) into the selected vertices (98);
Anwenden der Transformationsvorschrift auf ein im digitalen Speicher (39) gespeicherte Röntgenbild (90) . Applying the transformation rule to an X-ray image (90) stored in the digital memory (39).
26. System nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung einen optischen Triangulationssensor (50) und/oder einen Ultraschallsensor und/oder eine 3D-Kamera (64) umfasst. 26. System according to any one of claims 20 to 25, characterized in that the measuring device comprises an optical triangulation sensor (50) and / or an ultrasonic sensor and / or a 3D camera (64).
27. System nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung eine Lichtquelle (82), mit der ein Lichtmuster (69) auf die Innen- oder Außenflächen der Zähne (38) projizierbar ist, und einen optischen Sensor (66; 78, 80) zum Erfassen des Lichtmusters umfasst. 27. The system according to any one of claims 20 to 26, characterized in that the measuring device is a light source (82) with which a light pattern (69) on the inner or outer surfaces of the teeth (38) can be projected, and an optical sensor (66 78, 80) for detecting the light pattern.
28. System nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (50; 64; 73; 50a bis 50d; 106a, 106b, 66a, 66b; 110a, 110b; 130) für eine Anordnung eingerichtet ist, bei der Teile der Messeinrichtung, die für Röntgenstrahlung undurchlässig sind, nicht von Röntgenstrahlung durchtreten werden, die zuvor Zähne (38) durchleuchtet hat. A system according to any one of claims 20 to 27, characterized in that the measuring device (50; 64; 73; 50a to 50d; 106a, 106b, 66a, 66b; 110a, 110b; 130) is arranged for an arrangement in which Parts of the measuring device, which are impermeable to X-radiation, will not be penetrated by X-radiation, which has previously illuminated the teeth (38).
29. System nach einem der Ansprüche 20 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (50; 64; 73; 130) für eine intraorale Anordnung eingerichtet ist. 29. System according to one of claims 20 to 28, characterized in that the measuring device (50; 64; 73; 130) is set up for an intraoral arrangement.
30. System nach einem der Ansprüche 20 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (50a bis 50d; 106a, 106b, 66a, 66b; 110a, 110b) für eine extraorale Anordnung eingerichtet ist. 30. System according to one of claims 20 to 28, characterized in that the measuring device (50a to 50d; 106a, 106b, 66a, 66b; 110a, 110b) is adapted for an extra-oral arrangement.
31. System nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass Teile (50a bis 50d; 116; 124) der Messeinrichtung, die für Röntgenstrahlung undurchlässig sind, in einer Ebene anordenbar sind, die sich bei geöffneten Mund des Patienten (36) zwischen seiner oberen und seiner unteren Zahnreihe erstreckt. 31. A system according to claim 30, characterized in that parts (50a to 50d; 116; 124) of the measuring device which are opaque to X-ray radiation can be arranged in a plane which, when the patient's mouth (36) is open, is between its upper and lower sides extends its lower row of teeth.
32. System nach einem der Ansprüche 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (50a bis 50d; 106a, 106b; 110a, 110b) zumindest teilweise für eine Anordnung zwischen dem Patienten (36) und dem Röntgendetektor (32) eingerichtet ist. 32. System according to one of claims 30 or 31, characterized in that the measuring device (50a to 50d; 106a, 106b; 110a, 110b) at least partially for an arrangement is established between the patient (36) and the x-ray detector (32).
33. System nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung einen Kon- turmessbogen (110a, 110b) umfasst, der sich in einer Messebene erstreckt und Anlageflächen (120) zur Anlage an eine Zahnreihe des Patienten aufweist, wobei die Form des Konturmessbogens (110a, 110b) in der Messebene verstellbar ist, um die Anlageflächen (120) in Anlage mit der Zahnreihe zu bringen, und die Messeinrichtung Mittel (114, 116; 124) zum Ermitteln der Form des Konturmessbogens aufweist. 33. System according to one of claims 30 to 32, characterized in that the measuring device comprises a contour measuring arc (110a, 110b) which extends in a measuring plane and bearing surfaces (120) for engagement with a row of teeth of the patient, said Shape of the contour measuring arc (110a, 110b) is adjustable in the measuring plane to bring the contact surfaces (120) into contact with the row of teeth, and the measuring means comprises means (114, 116; 124) for determining the shape of the contour measuring arc.
34. System nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel Sensoren (116) umfassen, die in den Kon- turmessbogen (110a, 110b) integriert sind. 34. System according to claim 33, characterized in that the means comprise sensors (116) which are integrated in the contour measuring arc (110a, 110b).
35. System nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dasi der Konturmessbogen (110a, 110b) mehrere Anlageglieder (112) hat, die durch Gelenke (114) miteinander verbunden sind, und dass durch die Sensoren (116) die Auslenkungen der Gelenke (114) ermittelbar sind. 35. System according to claim 34, characterized in that the contour measuring arc (110a, 110b) has a plurality of abutment members (112) which are interconnected by joints (114), and in that the deflections of the joints (114) by the sensors (116) can be determined.
36. System nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel mit dem Konturmessbogen (110a, 110b) verbundene Absorptionskörper (124) umfassen, die für die Röntgenstrahlung undurchlässig und derart angeordnet sind, dass Röntgenstrahlung, die von den Absorptionskörpern (1214) absorbiert wird, nicht zuvor Zähne (38) durchleuchtet hat, und dass die Lage der Absorptionskörper (124) von der Entzerrungseinrichtung (16) ermittelbar ist. 36. System according to one of claims 33 to 35, characterized in that the means with the contour measuring arc (110a, 110b) comprise associated absorption bodies (124) which are opaque to the X-radiation and arranged such that X-radiation emitted by the absorption bodies ( 1214) is absorbed, has not been previously illuminated teeth (38), and that the position of the absorption body (124) of the equalization device (16) can be determined.
37. System nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Konturmessbogen (110a, 110b) einen plastisch verformbaren Träger (122) umfasst. 37. System according to one of claims 33 to 36, characterized in that the contour measuring arc (110a, 110b) comprises a plastically deformable carrier (122).
38. System nach einem der Ansprüche 20 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (50a bis 50d in Figuren 20 und 21) zumindest teilweise für eine Anordnung auf einer von dem Patienten (36) abgewandten Rückseite des Röntgendetektors (32) eingerichtet ist . 38. System according to one of claims 20 to 31, characterized in that the measuring device (50a to 50d in Figures 20 and 21) at least partially for an arrangement on one of the patient (36) facing away from the back of the X-ray detector (32) is established.
39. System nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgendetektor (32) eine Öffnung (105) aufweist, die derart angeordnet ist, dass Röntgenstrahlung, die durch die Öffnung (105) tritt, nicht zuvor Zähne (38) durchleuchtet hat, und dass die Messeinrichtung (50a bis 50d) derart hinter dem Röntgendetektor (32) im Bereich der Öffnung (105) angeordnet ist, dass die Öffnung (105) eine Sichtverbindung zwischen der Messeinrichtung (50a bis 50d) und den Zähnen (38) zu- lässt . 39. A system according to claim 38, characterized in that the X-ray detector (32) has an opening (105) arranged such that X-radiation passing through the opening (105) has not previously illuminated teeth (38), and in that the measuring device (50a to 50d) is arranged behind the x-ray detector (32) in the region of the opening (105) such that the opening (105) permits visual contact between the measuring device (50a to 50d) and the teeth (38) ,
40. System nach einem der Ansprüche 20 bis 32 und 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung einen Reflektor (106a, 106b) aufweist, der für eine Anordnung zwischen dem Patienten (36) und dem Röntgendetektor (32) eingerichtet und für Licht oder Schallwellen reflektierend und für Röntgenstrahlung durchlässig ist. 40. System according to one of claims 20 to 32 and 38, characterized in that the measuring device comprises a reflector (106a, 106b) arranged for an arrangement between the patient (36) and the X-ray detector (32) and for light or sound waves reflective and permeable to X-rays.
41. System nach einem der Ansprüche 20 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung einen ortsauflösenden Aufbisssensor (130) umfasst, durch den die Koordinaten einer Anlagefläche eines (38) Zahns und/oder der Lippe (148) des Patienten (36) zumindest entlang einer Richtung messbar sind. System nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbisssensor ein Aufbisselement (132), das entlang einer Verstellrichtung (162) verlagerbar und mit einer Aufbisskerbe (160a, 160b) versehen ist, und einen Positionssensor (164, 166) aufweist, mit dem die Position des Aufbisselements (132) entlang der Verstellrichtung (162) messbar ist. 41. System according to claim 20, characterized in that the measuring device comprises a spatially resolving upbeat sensor (130), by which the coordinates of a contact surface of a (38) tooth and / or the lip (148) of the patient (36) at least can be measured along one direction. A system according to claim 41, characterized in that the bite sensor comprises a bite element (132) displaceable along an adjustment direction (162) and provided with a bite notch (160a, 160b) and a position sensor (164, 166) with which the Position of the bite element (132) along the adjustment direction (162) is measurable.
System nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbisssensor einen Motor (164) zum Verlagern des Aufbisselements (132) aufweist. A system according to claim 42, characterized in that the bite sensor comprises a motor (164) for displacing the bite element (132).
System nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass Motor ein Servomotor (164) ist, der gleichzeitig als Positionssensor dient. A system according to claim 43, characterized in that the motor is a servomotor (164) which simultaneously serves as a position sensor.
System nach einem der Ansprüche 42 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbisselement (132) einen hülsenförmigen Grundkörper hat, der auf einem Einführteil (22) , welches die Röntgenquelle (28) enthält, entlang einer Längsachse des Einführteils (22) verschiebbar angeordnet ist. A system according to any one of claims 42 to 44, characterized in that the bite element (132) has a sleeve-shaped base body which is slidably disposed on an insertion part (22) containing the X-ray source (28) along a longitudinal axis of the insertion part (22) ,
System nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbisssensor (130) mindestens ein SensorelementA system according to claim 41, characterized in that the bite sensor (130) comprises at least one sensor element
(140; 146, 150) und einen Träger (132) aufweist, der das mindestens eine Sensorelement trägt und wenigstens teilweise in die Mundhöhle (34) des Patienten(140, 146, 150) and a support (132) carrying the at least one sensor element and at least partially into the oral cavity (34) of the patient
(36) einführbar ist, wobei durch das mindestens eine Sensorelement zumindest die Koordinaten der Anlagefläche entlang einer Bezugsrichtung ermittelbar sind. (36) is insertable, wherein at least the coordinates of the contact surface along a reference direction can be determined by the at least one sensor element.
System nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Sensorelement mehrere hintereinander angeordnete Druck- oder Näherungsensoren (140; 146) umfasst, deren Größe und Anordnung die Ortsauf- lösung bestimmt, mit der die Koordinaten der Anlagefläche messbar sind. A system according to claim 46, characterized in that the at least one sensor element comprises a plurality of successively arranged pressure or proximity sensors (140, 146) whose size and arrangement are the location requirements. determined with which the coordinates of the contact surface can be measured.
48. System nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Sensorelement ein Linearpotentiometer (150) ist, das eine Widerstandsfläche (152) und eine elastische Elektrode (154) aufweist, wobei ein beweglicher Abgriffspunkt des Linearpotentiometers (150) dort erzeugbar ist, wo die elastische Elektrode (154) durch einen Zahn (38) und/oder die Lippe (148) des Patienten (36) so weit ausgelenkt wird, dass die Elektrode (154) an der Widerstandsfläche (152) anliegt . 48. System according to claim 46, characterized in that the at least one sensor element is a linear potentiometer (150) which has a resistance surface (152) and an elastic electrode (154), wherein a movable tapping point of the linear potentiometer (150) can be generated there, where the elastic electrode (154) is deflected by a tooth (38) and / or the lip (148) of the patient (36) so far that the electrode (154) rests against the resistance surface (152).
49. System nach einem der Ansprüche 46 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (132) auf einem Einführteil (22) befestigt ist, welches die Röntgenquelle (28) enthält. 49. System according to one of claims 46 to 48, characterized in that the carrier (132) on an insertion part (22) is fixed, which contains the X-ray source (28).
50. System nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger eine Hülse (132) ist, die auf das Einführteil (22) aufgeschoben ist. 50. System according to claim 49, characterized in that the carrier is a sleeve (132) which is pushed onto the insertion part (22).
51. ' System nach einem der Ansprüche 20 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgendetektor (32) einen auswechselbarer Bildträger, insbesondere eine Speicherfolie oder einen Röntgenfilm, umfasst und dass die Messeinrichtung ein Markierungsobjekt (102) aufweist, das zwischen der Röntgenquelle (28) und dem Bildträger angeordnet ist, wobei durch die Entzerrungseinrichtung aus der Lage des Bildes des Markierungsobjekts (102) auf dem Bildträger die Position des Bildträgers relativ zu der Röntgenquelle (32) ermittelbar ist. 51. 'System according to one of claims 20 to 50, characterized in that the X-ray detector (32) comprises an exchangeable image carrier, in particular a storage film or an X-ray film, and that the measuring device has a marking object (102) which between the X-ray source (28 ) and the image carrier, wherein the position of the image carrier relative to the X-ray source (32) can be determined by the equalization device from the position of the image of the marking object (102) on the image carrier.
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