ENTZERRTEN RÖNTGENBILDERN FÜR DIE ZAHNMEDIZINISCHE ODER KIEFERORTHOPÄDISCHE DIAGNOSTIK

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Herstellung von entzerrten Röntgen-Panoramavergrößerungs- aufnahmen für die zahnmedizinische oder kieferorthopädische Diagnostik.

2. Beschreibung des Standes der Technik

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.

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

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.

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

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.

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.

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.

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.

Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten: 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; 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) 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.

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.

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.

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 andere

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.

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 .

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.

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.

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.

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 .

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

Röntgenbild; gb) Entzerren des Röntgenbildes derart, dass das Röntgenbild aus der in Schritt ga) festgelegten Sollperspektive aufgenommen erscheint.

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

Schritt e) aufgenommene digitale Röntgenbild.

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.

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.

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.

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) .

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.

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.

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 das

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.

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 welche

Korrekturbeträge die Intensität verändert werden muss, um eine über das Röntgenbild hinweg konstante Intensität zu erhalten; h) Korrektur später von Zähnen des Patienten erzeugter

Röntgenbilder bezüglich ihrer Intensität unter Berücksichtigung der Korrekturbeträge.

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.

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,

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

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.

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.

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.

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-

. 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.

Die Messeinrichtung kann einen optischen Triangulationssensor und/oder einen Ultraschallsensor und/oder eine SD- Kamera umfassen.

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.

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 .

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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. Die

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.

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 mit

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.

Falls der Motor als Servomotor ausgebildet ist, kann dieser gleichzeitig als Positionssensor dienen.

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.

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

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 .

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.

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.

Zu weiteren Vorteilen und Weiterbildungen bezüglich des Systems wird auf die obigen Ausführungen zum Verfahren verwiesen .

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Darin zeigen:

Figur 1 einen vertikalen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Röntgenuntersuchungssystem im Einsatz; Figur 2 einen horizontalen Schnitt durch das in der Figur

1 gezeigte Röntgenuntersuchungssystem;

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;

Figur 5 eine schematische Darstellung ähnlich wie in der

Figur 3, jedoch mit einem anderen projizierten Körper;

Figur 6 eine schematische Darstellung ähnlich wie in der

Figur 3, jedoch mit Hervorhebung einer Objektebene;

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;

Figur 8 einen vertikalen Schnitt durch einen als Messeinrichtung verwendeten Triangulationssensor, der in die Mundhöhle eines Patienten eingeschoben ist;

Figur 9 eine Vorderansicht des in der Figur 8 gezeigten

Triangulationssensors;

Figur 10 einen vertikalen Schnitt durch eine stereoskopische 3D-Kamera, die in die Mundhöhle eines Patienten eingeführt ist;

Figur 11 eine Vorderansicht der in der Figur 10 gezeigten

3D-Kamera;

Figur 12 ein von einer Lichtquelle erzeugtes regelmäßiges

Lichtgitter; Figur 13 das Lichtgitter gemäß Figur 12 bei Projektion auf Zähne;

Figur 14 eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen

Verfahrens geeignete Messeinrichtung, die zur Durchführung einer Triangulation mehrere Lichtquellen und mehrere Detektoren aufweist;

Figur 15 eine schematische Darstellung wesentlicher

Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem sich das Röntgenbild so entzerren lässt, dass es aus einer gewünschten Sollperspektive aufgenommen erscheint;

Figur 16 ein Flussdiagramm, in dem wesentliche Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt sind;

Figur 17 einen vertikalen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Röntgenuntersuchungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem eine Messeinrichtung an einem distalen Ende eines Einführteils befestigt ist;

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

Messeinrichtung auf der Höhe der Linie XIX-XIX, wobei der Röntgendetektor und eine damit verbundene Halterung nicht dargestellt sind;

Figur 20 einen horizontalen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Röntgengerät, bei der eine Messeinrich- · tung auf einer vom Patienten abgewandten Seite des Röntgendetektors angeordnet ist;

Figur 21 eine Vorderansicht der in der Figur 20 gezeigten

Messeinrichtung auf der Höhe der Linie XXI-XXI, wobei der Röntgendetektor und eine damit verbundene Halterung nicht dargestellt sind;

Figur 22 einen vertikalen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Röntgengerät gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem zwischen dem Patienten und dem Röntgendetektor Reflektoren angeordnet sind;

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;

Figur 24 eine Vorderansicht der in der Figur 23 gezeigten

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

Messeinrichtung auf der Höhe der Linie XXVI-XXVI, wobei der Röntgendetektor und eine damit verbundene Halterung nicht dargestellt sind;

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 ;

Figur 28 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Figur 27, in dem die Anordnung der als Piezoelemente ausgebildeten Drucksensoren erkennbar ist;

Figur 29 eine an die Figur 28 angelehnte ausschnittsweise

Schnittdarstellung eines Aufbisssensors gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Sensoren ka- pazitive Näherungssensoren sind;

Figur 30 eine an die Figur 28 angelehnte ausschnittsweise

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.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE 1. Grundaufbau des Röntgenuntersuchungssystems

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.

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.

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 .

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.

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, die

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.

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.

Dies wird im Folgenden mit Bezug auf die Figuren 3 bis 6 näher erläutert.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

4. Messverfahren

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

Lichtquelle 52, zum Beispiel eine Laserdiode oder eine LED, und einen richtungsaufgelösten Bildaufnehmer 54 auf. Der

Bildaufnehmer 54 enthält zu diesem Zweck typischerweise eine Mikrolinse und einen CCD-Sensor.

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 vertikale

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.

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 unteren

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.

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

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur 15 erläutert.

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.

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.

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 festgelegten

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.

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.

Zu diesen Stützpunkten 88 werden nun entsprechende Punkte 98' auf dem Kantenbild 92 aufgesucht, das aus dem Röntgenbild 90 abgeleitet wurde.

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.

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.

Dieser Vorgang kann für jeden einzelnen Zahn oder für solche Gruppen von Zähnen wiederholt werden, bei denen sich die gleiche Transformationsvorschrift anwenden lässt.

6. Gemeinsame Verfahrensschritte Die Figur 16 zeigt in Form eines Flussdiagramms wesentliche Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens, die beiden Ausführungsbeispielen gemeinsam sind.

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 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 einem fünften Schritt S5 wird ein digitales Röntgenbild auf der Grundlage der von dem Röntgendetektor 32 erfassten Röntgenstrahlung erzeugt.

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.

7. Weitere Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße

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

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.

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.

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.

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.

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-

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.

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.

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.

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.

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.

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 .

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.

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 .

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Die Anlageglieder- 112 sowie die Gelenke 114 bestehen aus einem für die Röntgenstrahlung durchlässigen 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.

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.

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 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.

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 .

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.

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 .

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.

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.

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 und

29 dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Ortsauflösung gesteigert werden, wenn zwischen elektrischen Signalen, die von benachbarten Piezoelementen 140 oder Näherungssensoren 146 erzeugt werden, interpoliert wird.

Um eine Ortsauflösung zu erzielen, müssen nicht unbedingt mehrere Sensoren hintereinander angeordnet sein. Die Figur

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 angelehnten

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. Der

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

Zahnstange 168 ab, die von einem Ritzel 170 des Servomotors 164 gekämmt wird.

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.

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.