DE60318214T2

DE60318214T2 - Zahnärztliches Röntgengerät

Info

Publication number: DE60318214T2
Application number: DE60318214T
Authority: DE
Inventors: Alain Boucly; Jean-Marc Inglese; Philippe Congy
Original assignee: Carestream Health Inc
Current assignee: Carestream Health Inc
Priority date: 2003-11-21
Filing date: 2003-11-21
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2023-11-22
Also published as: DE602004029288D1; US8481954B2; DE602004015844D1; ES2353424T3; US8481956B2; US8481955B2; US20130028383A1; JP2007511303A; ES2337934T3; US20090279661A1; EP1706035B1; DE602004026942D1; US20130020490A1; ES2298485T3; US20070274439A1; EP1532927B1; EP1836963B1; US7608834B2; DE602004024833D1; JP5204404B2

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet des zahnärztlichen Röntgens.
Anlagen für das zahnärztliche Röntgen sind bekannt, wie etwa jene, die in dem französischen Patent FR 2 547 495 und dem Europäischen Patent Nr. 0 129 451 beschrieben ist. Außerdem beschreibt das Dokument US-A-5 572 566 alle Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 der vorliegenden Anmeldung.
Derartige Anlagen umfassen eine Röntgenstrahlungsquelle, die eine Strahlung aussendet, die auf einen Zahn gerichtet ist, der sich im Mund eines Patienten befindet, wobei sich hinter dem Zahn ein intrabukkaler Sensor befindet, der die Strahlung empfängt, nachdem sie den Zahn bestrahlt hat.
Dieser Sensor umfasst:

– einen Eingangsszintillator, um die Röntgenstrahlung, die den Zahn bestrahlt hat, in sichtbare Strahlung umzuwandeln,
– eine Platte aus Lichtleitfasern, um die umgewandelte sichtbare Strahlung zu einem ladungsgekoppelten Detektor vom Typ CCD zu übertragen, der die umgewandelte sichtbare Strahlung in ein analoges elektrisches Signal umsetzt und gleichzeitig den Rest der Röntgenstrahlung, der nicht in sichtbare Strahlung umgewandelt worden ist, absorbiert.

Das elektrische Signal wird verstärkt und in analoger Form durch ein langes Kabel bis zu einem entfernten Verarbeitungs- und Anzeigegerät übertragen, in dem es digitalisiert und verarbeitet wird, um ein Bild zu erzeugen, das schließlich auf einem Bildschirm angezeigt wird.
Dieser Anlagentyp mit einem ladungsgekoppelten Detektor erzeugt einen großen Signal-Rausch-Abstand (SRA), beispielsweise in der Größenordnung von 60 dB.
Außerdem ist der Patentschrift US 5,912,942 zufolge ein Typ eines Röntgenstrahlungsdetektors bekannt, bei dem der sogenannte Detektor aus aktiven Pixeln, auch unter dem Namen APS-("Active Pixel Sensor")Detektor bekannt, die CMOS-Fertigungstechnologie in Anspruch nimmt.
In dem vorerwähnten Patent umfasst die beschriebene Radiologieanlage:

– eine Röntgenstrahlungsquelle, die ein Objekt bestrahlt,
– einen Szintillator, der die Strahlung, die das Objekt bestrahlt hat, in sichtbares Licht umwandelt,
– eine Platte aus Lichtleitfasern, die das umgewandelte sichtbare Licht bis zu einer Matrix aus aktiven Pixeln übertragen, die es in ein analoges elektrisches Signal umsetzt.

Es konnte festgestellt werden, dass der CMOS-Detektor einen Signal-Rausch-Abstand (SRA) verschafft, der weniger gut als jener des ladungsgekoppelten Detektors ist.
Dazu sind übrigens mehrere Faktoren identifiziert worden, die den Signal-Rausch-Abstand des CMOS-Detektors begrenzen.
Unter diesen Faktoren ist der Dunkelstrom, der als derjenige elektrische Strom definiert werden kann, der am Ausgang des Detektors erfasst wird, wenn dieser Letztere keiner Röntgenstrahlung ausgesetzt ist.
Das Vorhandensein des Dunkelstroms führt zu einer Verschlechterung des Signal-Rausch-Abstandes.
Es sei angemerkt, dass insoweit, als die Stärke des Dunkelstroms die Besonderheit aufweist, mit der Temperatur erheblich zuzunehmen, und sich der Detektor während seiner Verwendung erwärmt, es ratsam ist, ihn zu kühlen und/oder ihn nicht zu lange zu betreiben, um den Signal-Rausch-Abstand nicht weiter zu verschlechtern.
Ein zweiter begrenzender Faktor ist der Ausnutzungsgrad des Detektors.
Bei einem ladungsgekoppelten Detektor ist der Ausnutzungsgrad theoretisch 1, was bedeutet, dass die gesamte Oberfläche des Pixels dazu verwendet wird, die Strahlung einzufangen und die entsprechende elektrische Ladung zu erzeugen, die zur Bildung des Abbildes des bestrahlten Zahns beitragen wird.
Im Gegensatz dazu nimmt bei einem CMOS-Detektor aus aktiven Pixeln das aktive Element des Pixels einen Teil der Oberfläche des Pixels ein, ohne jedoch zum Einfangen der Strahlung beizutragen.
Da ein Teil des Pixels nicht zur Ausnutzung beiträgt, d. h. nicht zur Photon-Elektron-Umwandlung beiträgt, liegt folglich ein Ausnutzungsgrad kleiner als 1 vor, was dem Erhalt eines guten Signal-Rausch-Abstandes abträglich ist.
Ein dritter Begrenzungsfaktor ergibt sich aus der Tatsache, dass es derzeit nicht möglich ist, eine monolithische Matrix aus aktiven Pixeln und mit großen Abmessungen, typisch in der Größenordnung von 20 × 30 mm, welche die Abmessungen sind, die üblicherweise für die Sensoren zum zahnärztlichen Röntgen verwendet werden, in CMOS-Technologie herzustellen.
Um in CMOS-Technologie eine Matrix aus aktiven Pixeln zu erhalten, die große Abmessungen aufweist, ist es erforderlich, mehrere Teilmatrizen mit kleineren Abmessungen durch Kleben miteinander zu verbinden (Technik, die in der angelsächsischen Terminologie als "Stitching" bekannt ist).
Die Heterogenität, die durch eine auf diese Weise erhaltene Matrix aufkommt, trägt dazu bei, den Signal-Rausch-Abstand zu verschlechtern.
Außerdem sollte beachtet werden, dass die spezifischen Bedingungen auf dem Gebiet des zahnärztlichen Röntgens die Konzeption einer zahnärztlichen Röntgenvorrichtung mit einem sehr guten Signal-Rausch-Abstand besonders schwer machen.
Insbesondere sollten, insofern Personen einer Röntgenstrahlung ausgesetzt werden, Strahlungsdosen zur Anwendung kommen, die so niedrig wie möglich sind, und diese Personen so kurz wie möglich diesen Strahlen ausgesetzt werden.
Auf anderen Gebieten, auf denen ein Röntgenstrahlungsdetektor in CMOS-Technologie verwendet wird, brauchen die Röntgendosen nicht so niedrig wie beim zahnärztlichen Röntgen zu sein, was ermöglicht, am Ausgang des Detektors ein Signal mit einer viel höheren Intensität und folglich einem besseren Signal-Rausch-Abstand zu haben.
Außerdem rührt eine der Besonderheiten der intrabukkalen Sensoren zum zahnärztlichen Röntgen daher, dass der Sensor, der im Mund eines Patienten platziert wird, ein Volumen haben muss, dass so klein wie möglich ist, um das Unbehagen, das bei dem Patienten verursacht wird, in Grenzen zu halten, was erforderlich macht, die Bauelementeanzahl des Sensors zu reduzieren.
Es sei angemerkt, dass bei einer bevorzugten Ausführungsform des in dem Patent US 5,912,942 beschriebenen Röntgenstrahlungsdetektors der Detektor selbst einen Analog/Digital-Umsetzer umfasst, um das analoge Ausgangssignal, das an den entfernten Rechner übertragen werden soll, ohne Verzögerung zu digitalisieren.
Eine solche Konzeption des Detektors steht im Gegensatz zu der Miniaturisierung, die bei einer Unterbringung im Mund eines Patienten erforderlich ist.
Außerdem stellt die Einführung eines Analog/Digital-Umsetzers neben einer Matrix aus aktiven Pixeln, die in CMOS-Technologie verwirklicht ist und die ein analoges Element ist, eine zusätzliche Rauschquelle dar, die, wenn sie zu der Bedingung einer minimalen Röntgendosis hinzukommt, dazu beiträgt, den Signal-Rausch-Abstand des Detektors zu verschlechtern.
Es sei angemerkt, dass weitere Rauschquellen, die nicht angeführt worden sind, sich ebenfalls nachteilig auf den Signal-Rausch-Abstand des Detektors auswirken können.
Allgemein besteht ein Bedarf an neuartigen zahnärztlichen Röntgenvorrichtungen und an Signalverarbeitungsverfahren in solchen Vorrichtungen, die ermöglichen, den von dem Detektor der Vorrichtung hervorgebrachten Signal-Rausch-Abstand zu verbessern.
Außerdem ist bemerkt worden, dass der Gebrauch der existierenden zahnärztlichen Röntgenvorrichtungen Anlass zu hygienischen Problemen gibt, die zumindest in einem gewissen Umfang gelöst werden sollten.
Wenn also der mit sterilen Handschuhen ausgerüstete Zahnarzt hinter einem Zahn, im Mund eines Patienten, einen intrabukkalen Sensor angeordnet hat, der einen der weiter oben anvisierten Detektortypen enthält, muss er den Sensor einschalten und dann den Röntgengenerator in Betrieb setzen.
Dazu muss er sich bis zu dem Rechner begeben, der sich mehrere Meter entfernt befindet, was schon nicht praktisch ist, und dann mit einer Computermaus klicken, um über eine Software-Schnittstelle den Sensor und auch den Röntgengenerator in Gang zu setzen.
Nun trägt aber der Zahnarzt zu diesem Zeitpunkt Handschuhe, die schon mit dem Speichel des Patienten kontaminiert sind, wodurch die Gefahr einer nachfolgenden Kreuzkontamination besteht, wenn der Zahnarzt später die Computermaus mit Handschuhen handhabt, die den Speichel eines weiteren Patienten aufgenommen haben.
Angesichts einer solchen Situation muss der Zahnarzt dann entweder seine Handschuhe ausziehen, bevor er mit der Maus hantiert, oder aber diese Letztere nach dem Gebrauch desinfizieren, was in beiden Fällen zusätzliche Bedingungen darstellt, die schnell lästig werden, wenn sie sich zigmal am Tag wiederholen.
Andererseits besteht auch ein Bedarf daran, über eine zahnärztliche Röntgenvorrichtung mit einem Platzbedarf, der so gering wie möglich ist, insbesondere was den intrabukkalen Sensor und die zugeordnete Elektronik betrifft, zu verfügen.
Die Erfindung hat folglich zur Aufgabe, wenigstens einem der oben erwähnten Probleme abzuhelfen.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine zahnärztliche Röntgenvorrichtung wie durch die Ansprüche definiert.
Gemäß diesem Aspekt der Erfindung umfasst das elektronische Modul wenigstens ein Organ zum Aktivieren des Detektors und ist nahe genug bei dem Sensor, um von dem Zahnarzt während seines Eingriffs bei einem Patienten gehandhabt zu werden und folglich zu ermöglichen, durch Belasten des Aktivierungsorgans durch die Hand oder durch den Fuß, wenn das Modul auf den Boden gestellt ist, den Sensor einzuschalten, um ein Bild von einem Zahn aufzunehmen.
Insoweit, als sich das elektronische Modul, das mit dem Aktivierungsorgan ausgerüstet ist, innerhalb des Wirkungskreises des Zahnarztes befindet, erspart es ihm, sich bis zur Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit bewegen zu müssen, die praktisch mehrere Meter von ihm entfernt ist.
Damit werden folglich auch Kreuzkontaminationsprobleme vermieden, die sich stellen würden, wenn sich der Zahnarzt bis zu einer entfernten Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit bewegen und ein Organ zum Aktivieren des Sensors, wie etwa eine Computermaus, über eine Software-Schnittstelle handhaben müsste.
In dem Fall, dass die Computermaus desinfiziert werden müsste, wird auch dieser zusätzliche Desinfektionsvorgang vermieden.
Außerdem ermöglicht die Nähe des elektronischen Moduls in Bezug auf den Sensor, eine relativ kurze analoge Drahtverbindung (im Allgemeinen weniger als 1 m) vorzusehen, wodurch es möglich ist, den Signal-Rausch-Abstand des Detektors nicht zu verschlechtern.
Das Aktivierungsorgan ermöglicht außerdem, einige Funktionen, die der Zahnarzt unmittelbar vor oder nach der Aufnahme eines Bildes brauchen könnte, bei gleichen Hygienebedingungen fernzusteuern. Von diesen Funktionen seien, nicht erschöpfend, das Schwenken des Bildes für eine Oberkiefer/Unterkiefer-Orientierung oder das Einstellen von Anzeigeparametern wie Kontrast und Helligkeit genannt.
Dieser Aspekt der Erfindung ist besonders einfach umzusetzen.
Es sei angemerkt, dass das Gehäuse eine lang gestreckte allgemeine Form aufweist, sodass es leicht gehandhabt und auch gereinigt werden kann.
Das eingekapselte elektronische Modul hat außerdem ein Gewicht und Abmessungen, die so ausgelegt sind, dass bei Verwendung der Vorrichtung der Sensor im Mund eines Patienten gehalten werden kann, wenn das eingekapselte elektronische Modul an dem Sensor aufgehängt ist.
Gemäß einem Merkmal befindet sich das elektronische Modul in einem Abstand im Bereich von 50 cm bis 2 m von dem Sensor.
Gemäß einem Merkmal befindet sich das eingekapselte elektronische Modul näher bei dem Sensor als die Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit.
Gemäß einem Merkmal ist das wenigstens eine Aktivierungsorgan ein Druckknopf.
Gemäß einem Merkmal ist jede Drahtverbindung ein Kabel.
Gemäß einem Merkmal ist dann, wenn jedes Kabel mit einem seiner Enden in das Gehäuse eingesteckt ist, das elektronische Modul mit Zugverhinderungsvorrichtungen versehen, die jeweils so beschaffen sind, dass sie mit einem Ende eines der Kabel in der Weise zusammenwirken, dass ein Herausziehen des entsprechenden Kabels aus dem Gehäuse unter der Wirkung eines auf das Kabel ausgeübten Zugs verhindert wird.
Diese Zugverhinderungsvorrichtungen ermöglichen, die Verwendung von elektrischen Verbindern zu vermeiden, die schlechte Kontakte einbringen und Gefahr laufen, ungewollt getrennt zu werden.
Gemäß einem Merkmal ist dann, wenn jedes Kabel eine koaxiale Hülle mit einem Bündel elektrischer Drähte enthält, am Ort des Endes jedes Kabels, das in das Gehäuse eingesteckt ist, der entsprechende Teil des Bündels von Drähten mit einem metallischen Zugverhinderungskörper der entsprechenden Zugverhinderungsvorrichtung fest verbunden.
Gemäß einem Merkmal weist das elektronische Modul die Form einer gedruckten Schaltung mit einer längs einer longitudinalen Achse lang gestreckten allgemeinen Form auf und enthält an jedem seiner zwei gegenüberliegenden longitudinalen Enden einen zur äußeren Umgebung der Schaltung offenen axialen Ausschnitt, um in Richtung der Längsachse einen metallischen Zugverhinderungskörper und den befestigten und ausgerichteten Teil des entsprechenden Drahtbündels aufzunehmen, wobei der Ausschnitt so beschaffen ist, dass er ein Zurückziehen des Körpers längs dieser longitudinalen Achse verhindert.
Gemäß einem Merkmal ist jeder metallische Zugverhinderungskörper mit Einfügungselementen versehen, die an gegenüberliegenden Seiten, die zu der Richtung des mit dem Körper fest verbundenen Teils des Drahtbündels parallel sind, angeordnet sind und mit komplementären Einfügungselementen, die an den jeweiligen gegenüberliegenden longitudinalen Rändern des entsprechenden Ausschnitts ausgebildet sind, zusammenwirken.
Gemäß einem Merkmal ist jeder Teil jedes der Drahtbündel, der mit einem Zugverhinderungskörper fest verbunden ist, mit einem zylindrischen Schaft fest verbunden, der einerseits diesen Letzteren umgibt und andererseits mit dem entsprechenden Körper fest verbunden ist.
Gemäß einem Merkmal ist jeder Teil jedes der Drahtbündel, der mit einem Zugverhinderungskörper fest verbunden ist, direkt oder indirekt an diesen Letzteren angeschweißt.
Gemäß einem Merkmal sind zwei metallische Halbschalen beiderseits der gedruckten Schaltung angeordnet und in der Weise zusammengefügt, dass sie die gedruckte Schaltung einschließen.
Diese Halbschalen dienen zum mechanischen Schutz des elektronischen Moduls.
Gemäß einem Merkmal umfasst das Gehäuse wenigstens zwei Kunststoffteile, die einen Deckel bilden und in der Weise zusammengefügt sind, dass sie das elektronische Modul einkapseln.
Gemäß einem Merkmal weist das Gehäuse eine desinfizierbare äußere Oberfläche auf.
Gemäß einem Merkmal sind die Formen der äußeren Oberfläche von einer Art, die die Ablagerung von Schmutz nicht begünstigt.
Gemäß einem Merkmal ist die äußere Oberfläche gegenüber Oberflächenwasser dicht.
Gemäß einem Merkmal ist die Drahtverbindung zwischen dem elektronischen Modul und der Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit gemäß der Norm USB2.0 beschaffen oder kann auch Übertragungsgeschwindigkeiten gestatten, die höher als die der vorerwähnten Norm sind.
Gemäß einem Merkmal weist der Sensor einen Röntgenstrahlungswandler auf, der Röntgenstrahlung, die einen Zahn bestrahlt hat, in sichtbare Strahlung umwandeln kann.
Gemäß einem Merkmal ist der BiCMOS-Detektor, der die Matrix aus aktiven Pixeln enthält, imstande, wenigstens einen Teil der aus der Röntgenstrahlumwandlung hervorgehenden sichtbaren Strahlung in wenigstens ein analoges elektrisches Ausgangssignal zu transformieren.
Weitere Merkmale und Vorteile werden im Laufe der folgenden Beschreibung deutlich, die lediglich als ein nicht einschränkend auszulegendes Beispiel mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung gegeben ist, worin
1a eine schematische Teilansicht einer zahnärztlichen Röntgenvorrichtung gemäß der Erfindung bei einer Aufnahme eines Zahns ist;
1a eine herkömmliche Darstellung eines aktiven Pixels veranschaulicht, das drei Transistoren und eine Photodiode verwendet;
2 eine schematische Teilansicht der zahnärztlichen Röntgenvorrichtung gemäß der Erfindung ist, welche die Darstellung von 1a ergänzt;
3 eine schematische Gesamtansicht des in 1a und 2 dargestellten Detektors 22 ist;
4 ein Schaltschema ist, das die Erzeugung eines Referenz-Ausgangssignals blackref des Detektors veranschaulicht;
5 und 6 den Verlauf der Signale S-R vor und nach der Doppelabtastung, die in der Schaltung 76 von 3 ausgeführt wird, veranschaulichen;
7a und 7b jeweils den Verlauf der Eingangs- und Ausgangssignale der Schaltung 79 von 3 darstellen;
7c den Verlauf des Abtastsignals sample-clk darstellt;
7d die Analog/Digital-Umsetzung des Videosignals mit Hilfe des Abtastsignals schematisch darstellt;
7e bis 7g nacheinander und schematisch die Korrektur veranschaulichen, die auf das Analogsignal V– angewendet wird, um die Schwankungen des Dunkelstroms zu kompensieren;
7h den Nutzen der Kompensation des Dunkelstroms anhand der Graustufen, die aus dem Videosignal erhalten werden, zeigt;
8 ein Algorithmus eines Softwareprogramms ist, das in der Zentraleinheit 44 von 2 abgearbeitet wird;
9 eine schematische Gesamtansicht des lösbaren Teils der zahnärztlichen Röntgenvorrichtung gemäß der Erfindung ist, wobei es auseinandergezogen dargestellt ist;
10 eine Darstellung des Einsatzes der zahnärztlichen Röntgenvorrichtung gemäß der Erfindung bei einer Aufnahme eines Zahns ist;
11 eine in Einzelteile aufgelöste perspektivische Darstellung des elektronischen Moduls 32, seiner Zugverhinderungsvorrichtungen und der metallischen Schutz-Halbschalen ist;
12 eine in Einzelteile aufgelöste perspektivische Darstellung ist, welche die Anbringung eines metallischen Zugverhinderungskörpers und des zugeordneten Kabels in dem elektronischen Modul 32 zeigt;
13 eine schematische Teilansicht eines der mit einem Zugverhinderungskörper und einem zugeordneten Kabel ausgerüsteten Enden des elektronischen Moduls ist;
14 eine in Einzelteile aufgelöste perspektivische Darstellung der verschiedenen Elemente ist, die im Inneren des Gehäuses 180 untergebracht sind;
15 eine schematische Teilansicht einer der in 14 dargestellten Endmuffen ist;
16 eine schematische perspektivische Darstellung der verschiedenen Teile von 14, nachdem sie erst einmal zusammengefügt sind, ist.
Wie in 1a gezeigt ist, umfasst eine zahnärztliche Röntgenvorrichtung 10 eine Röntgenstrahlungsquelle 12, die außerhalb des Mundes eines Patienten platziert ist, und einen intrabukkalen Strahlungssensor 14, der im Mund eines Patienten, hinter einem Zahn 16 angeordnet ist und der imstande ist, die Röntgenstrahlung zu empfangen, die den Zahn bestrahlt.
Der Sensor 14 umfasst, in der Reihenfolge der Strahlungsausbreitung, einen Szintillator 18, der die Röntgenstrahlung, nachdem sie den Zahn bestrahlt hat, in sichtbare Strahlung umwandelt, eine Platte 20 aus Lichtleitfasern, die einerseits Metallpartikel enthält, die dazu bestimmt ist, den Teil der Röntgenstrahlung zu absorbieren, der von dem Szintillator empfangen und nicht in sichtbare Strahlung umgewandelt worden ist, und andererseits die auf diese Weise umgewandelte sichtbare Strahlung bis zu einem Detektor 22 leitet. Dieser Detektor ist auf einem Substrat 24 aus Keramik angebracht und setzt die sichtbare Strahlung, die von den Lichtleitfasern kommt, in ein oder mehrere analoge elektrische Signal um.
Die verschiedenen Komponenten des Sensors 14 sind beispielsweise durch Kleben zusammengefügt.
Der Szintillator 18 ist beispielsweise aus Gadoliniumoxidsulfid verwirklicht.
Alternativ könnte er aus Caesiumiodid, aus Lutetium-Kristallen oder aus irgendeinem Element, das die Eigenschaft besitzt, Röntgenstrahlung in sichtbare Strahlung zu überführen, verwirklicht sein.
Die Platte 20 aus Lichtleitfasern wird beispielsweise von der Firma SCHOTT unter der Handelsbezeichnung 47A oder von der Firma HAMAMATSU unter der Handelsbezeichnung XRS vermarktet.
Der BiCMOS-Detektor 22 ist ein Detektor des APS-Typs aus sogenannten aktiven Pixeln (in der angelsächsischen Terminologie als "Active Pixel Sensor" bekannt), der von der BiCMOS-Fertigungstechnologie Gebrauch macht, d. h. der NMOS- und zugleich PMOS-Transistoren verwendet – im Gegensatz zu Detektoren aus passiven Pixeln. Für weitere Einzelheiten des BiCMOS-Detektors wird sich beispielsweise auf das Dokument EP 0 858 111 bezogen.
Ein aktives Pixel integriert Mittel zum Verstärken der elektrischen Ladung, die sich an dem Element des Pixels, das lichtempfindlich ist, angesammelt hat.
Die verstärkte elektrische Ladung, die ein aktives Pixel festhält, wird in der weiteren Beschreibung "Informationswert" genannt; sie ist repräsentativ für die von dem Pixel eingefangene Lichtmenge.
Der in 2 dargestellte BiCMOS-Detektor 22 ist ein Chip, der gemäß der BiC-MOS-Fertigungstechnologie auf einem Siliciumsubstrat 28 verwirklicht ist und eine Matrix 26 aus aktiven Pixeln und eine auf demselben Substrat integrierte Ablaufsteuerung 30 umfasst.
Die Struktur der Pixel ist beispielsweise die bekannte Struktur, die in 1b veranschaulicht ist und von drei Transistoren T1, T2 und T3 sowie einer Photodiode P Gebrauch macht.
Vorzugsweise hat die Photodiode eine Form, die dafür ausgelegt ist, dass der Ausnutzungsgrad des Pixels optimiert wird, während gleichzeitig eine ausreichende Kanalisierung der Ladungen, die bei der Photodiode durch das Auftreffen von Photonen erzeugt werden, gewährleistet ist.
Die Form der Photodiode muss nämlich ermöglichen, die Pixel zuverlässig voneinander zu trennen, um zu vermeiden, dass die Ladung, die bei einem Pixel erzeugt wird, durch eines der benachbarten Pixel verwertet wird (Nebensprechen).
Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Form der Photodiode keinen zu großen Teil der Oberfläche des Pixels einnehmen soll, damit eine Verringerung des Ausnutzungsgrades vermieden wird.
Die Ablaufsteuerung 30 ist fähig, mehrere Steuersignale für die Steuerung der Matrix zu erzeugen.
Dazu empfängt die Ablaufsteuerung ein oder mehrere Signale von außerhalb des Sensors, anhand dessen oder deren die verschiedenen Steuersignale der Matrix erzeugt werden.
Die Röntgenvorrichtung 10 umfasst entfernt von dem Sensor 14 und folglich von dem Detektor 22 von 2 ein elektronisches Modul 32, das mit diesem Sensor über eine Drahtverbindung 34, die ein Kabel ist, verbunden ist.
Beispielsweise ist das Kabel vom mehradrigen Vielfachlitzen-Typ, wobei die schnellen Signale (Takt, Videosignal, ...) wahlweise Koaxialkabel nutzen können und die Gesamtheit durch eine auf Masse liegende Umflechtung geschirmt ist.
Die oben erwähnten externen Signale werden in dem elektronischen Modul 32 erzeugt und über das Kabel 34 an den Detektor 22 und insbesondere an die Ablaufsteuerung 30 dieses Letzteren übertragen.
Eines der externen Signale ist beispielsweise ein Eigentaktsignal clk-x, beispielsweise mit einer Frequenz von 12 MHz, aus dem durch die Ablaufsteuerung mehrere interne Signale erzeugt werden, die für den Betrieb der Matrix 26 erforderlich sind.
Es ist besonders vorteilhaft, die Ablaufsteuerung im Detektor 22 und nicht im elektronischen Modul 32 anzuordnen, da die Übertragung nur einer beschränkten Anzahl von Signalen, darunter das Eigentaktsignal, das vom Modul 32 kommt, genügt.
Wenn nämlich die Ablaufsteuerung in dem elektronischen Modul 32 angeordnet wäre, dann wäre es zweckmäßig, über das Kabel 34 eine große Anzahl von Signalen, die zur Steuerung der Matrix bestimmt sind, zu übertragen, was zusätzliches Rauschen erzeugen würde, insbesondere wegen des Übersprechens, das zwischen den verschiedenen, in dem Kabel übertragenen Signalen verursacht wird.
Also ermöglicht die Anordnung der Ablaufsteuerung in dem Detektor 22 und insbesondere auf demselben Substrat wie die Matrix, den Signal-Rausch-Abstand des Detektors zu verbessern.
Außerdem wird dadurch die Anzahl der Drähte, die in dem Kabel verlaufen, begrenzt, was ermöglicht, ein flexibleres Kabel zu verwenden, als wenn über dieses Letztere die Vielzahl der Steuersignale, die für den Betrieb der Matrix notwendig sind, befördert werden müsste.
Dies ist auch insofern vorteilhaft, als das Kabel 34 aus dem Mund des Patienten herauskommt, wenn der Sensor im Inneren, hinter einem Zahn, platziert ist, und es folglich erforderlich ist, über ein Kabel zu verfügen, das so wenig starr wie möglich ist, um das Unbehagen, das bei dem Patienten verursacht wird, zu minimieren.
Es sei angemerkt, dass die Integration der Ablaufsteuerung auf demselben Substrat wie die Matrix ermöglicht, den Gesamtraumbedarf des Detektors und folglich des Sensors zu reduzieren, was für einen intrabukkalen Sensor wichtig ist.
Eine Ablaufsteuerung, die als eine vom Chip des Detektors völlig verschiedene Komponente verwirklich ist, würde nämlich unvermeidbar zu einem größeren Sensor führen, der folglich für den Patienten unangenehmer ist.
Die Verringerung der Anzahl der von der Ablaufsteuerung zu erzeugenden Signale hat zum Ziel, diese Letztere weniger groß zu gestalten.
Es sei angemerkt, dass das elektronische Modul 32 in einem Abstand von wenigstens 50 cm von dem Sensor platziert ist, um weder den Patienten, noch den Zahnarzt zu stören, und aus Gründen, die später dargelegt werden, in einem maximalen Abstand von ungefähr 2 m von dem Sensor platziert ist.
Wie ebenfalls weiter unten zu sehen sein wird, werden in dem Sensor ein oder mehrere analoge Ausgangssignale gebildet und über das Kabel 34 zu dem elektronischen Modul 32 übertragen, in dem sie verschiedene Verarbeitungen erfahren.
Insbesondere weist das Modul 32 zwei Verstärkereinheiten 36 und 38 auf, die jeweils eines der analogen Ausgangssignale verstärken, das sie am Eingang empfangen, und eine Einheit 40 zum Filtern bzw. Sieben der zwei vorerwähnten Signale.
Auch könnte wahlweise vorgesehen sein, dass die Einheit 40 über die Filterungsfunktion hinausgehend aus den beiden Ausgangssignalen ein einziges analoges Ausgangssignal bildet.
Die gefilterten analogen Ausgangssignale werden anschließend zu einem einzigen Analogsignal zusammengefasst, das in einem Analog/Digital-Umsetzer 42 in ein Digitalsignal umgesetzt wird und an eine Zentraleinheit 44 übertragen wird.
Die Zentraleinheit 44 enthält insbesondere einen Taktgeber 48, einen Mikroprozessor 50 und eine Speichereinheit 52.
Diese Zentraleinheit 44 führt unter anderem, jedoch nicht ausschließlich, Operationen durch, um den Detektor in den Betriebszustand zu versetzen – im Gegensatz zu Standby-Perioden, leitet das digitalisierte Signal zu der nachstehend beschriebenen Ausgangsschnittstelle 60, managt eine Speichereinheit 52, die beispielsweise dazu bestimmt ist, die Liste der schadhaften Elemente der Matrix 26 des Detektors 22 oder die Seriennummer des Detektors zu enthalten, sucht aus dem digitalisierten Videosignal die Informationen heraus, die für das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Röntgenstrahlung charakteristisch sind und managt das später beschriebene Aktivierungsorgan 100.
Außerdem sei angemerkt, dass auf eines der verstärkten Analogsignale eine Korrektur angewendet wird, und zwar durch die Einheit 38 mittels eines digitalen Korrektursignals, das von der Zentraleinheit 44 kommt und durch einen Digital/Analog-Umsetzer 46 in ein analoges Korrektursignal umgesetzt wird, das anschließend an die Einheit 38 angelegt wird.
Die Einheit 38 erfüllt die Funktion eines Verstärkers-Subtrahierers.
Die Röntgenvorrichtung 10 weist außerdem eine Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit 54 auf, die sich von dem Elektronikmodul 32 entfernt befindet und mit diesem Letzteren über eine Drahtverbindung 56 verbunden ist, die beispielsweise ein Kabel ist.
Die Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit 54 ist beispielsweise ein Rechner, der die Ausgangssignale des Sensors 14 empfangen wird, wenn sie erst einmal in dem elektronischen Modul 32 digitalisiert und verarbeitet worden sind, um an diesen Signalen eine geeignete und dem Fachmann bekannte Bildverarbeitung durchzuführen, um auf dem Bildschirm 58 das Bild des Zahns 16 von 1 anzeigen zu können.
Am Ausgang der Einheit 44 sind eine Schnittstelle 60 konform der Norm US62.0 sowie ein serieller US62.0-Bus vorgesehen und in dem entfernten Rechner 46 (nicht gezeigt) ist eine entsprechende Schnittstelle vorgesehen, damit die Signale, die von dem Modul 32 abgegeben werden, mit einer hohen Datenrate, beispielsweise in der Größenordnung von 480 Mbit/s, zu dem entfernten Rechner 54 übertragen werden.
Die Verwendung einer solchen Schnittstelle ermöglicht folglich, die Daten, die von dem CMOS-Detektor 22 geliefert und durch das Modul 32 verarbeitet wurden, schnell an den Rechner zu übertragen.
Die Verwendung dieser Schnittstelle passt besonders gut zur Verwendung eines Hochfrequenz-Taktsignals, beispielsweise von 12 MHz, zum Abtasten der Daten, die durch die Matrix des BiCMOS-Detektors 22 gewonnen wurden, und zwar ohne einen Pufferspeicher für die Speicherung der Daten vor ihrer Übertragung zu dem Rechner verwenden zu müssen.
Diese Taktsignalfrequenz stellt nämlich einen guten Kompromiss zwischen einerseits einer Frequenz, die zum Abtasten der Matrix zu niedrig ist, was eine Erhöhung des Dunkelstroms zwischen dem Anfang und dem Ende des Abtastens der Matrix herbeiführen würde, und andererseits einer Frequenz, die zu hoch ist und die ein zusätzliches Ausleserauschen erzeugen würde, welches das Ausgangssignal des Detektors stört, dar.
Wenn die Bedingungen, die mit der zeitlichen Entwicklung des Dunkelstroms in dem Detektor zusammenhängen, berücksichtigt werden sollen, müssen nämlich die Pixel der Matrix mit einer relativ hohen Frequenz abgetastet werden, die sich als unvereinbar mit der durch die Norm USB1 gestatteten Übertragungsrate erweist.
Es sollte beachtet werden, dass der US62-Bus des Kabels 56 die digitalisierten Bildsignale, die zu der Einheit 54 übertragen werden sollen, und ein einziges Spannungssignal 61, das nach einer Siebung in einer Schaltung 62 des elektronischen Moduls 32 zum Betrieb des CMOS-Detektors dient, transportiert.
Der BiCMOS-Detektor arbeitet nämlich mit einer einzigen Versorgungsspannung, beispielsweise von 5 Volt, und TTL-Logikpegeln, im Gegensatz zu einem ladungs gekoppelten (CCD-)Detektor, für den vier oder fünf verschiedene Spannungspegel sowie zahlreiche Takte erzeugt werden müssen.
Es sollte beachtet werden, dass die Erzeugung verschiedener Spannungspegel das Auftreten von zusätzlichem Rauschen zur Folge hat, das die korrekte Funktion des Sensors stört, und dass diese Erscheinung folglich in der Vorrichtung gemäß der Erfindung vermieden wird.
Die Schaltung 62 ist gewissermaßen ein Gleichspannungswandler, der eine Siebung der vom USB2-Bus gelieferten Versorgungsspannung ausführt und der außerdem ermöglicht, sich von Schwankungen der 5 Volt-Spannung dieses Busses freizumachen, indem er diese Spannung stabilisiert.
Es sei angemerkt, dass die von dem Wandler 62 erzeugten Spannungen Dauerspannungen sein können, beispielsweise für die Zentraleinheit 44, oder geschaltete Spannungen, beispielsweise für den Detektor 22, da dieser Letztere nur während der Verwendungsperioden im Mund unter Spannung gesetzt wird. Dieses Schalten erfolgt durch die Zentraleinheit 44.
Es sei angemerkt, dass die Übertragungsgeschwindigkeit der Daten über die Drahtverbindung 56 wenigstens gleich jener sein muss, die von der Norm USB2.0 vorgesehen ist, um die Matrix 26 schnell auslesen zu können, ohne einen Pufferspeicher in Anspruch zu nehmen.
3 stellt die Anordnung der Matrix 26 aus aktiven Pixeln und der Ablaufsteuerung 30 auf dem gemeinsamen Substrat 28 des Chips des Detektors detaillierter dar.
Die Matrix 26 ist mit einer Schaltung 70 zur Steuerung der Auswahl und der Nullrückstellung der Zeilen L₁, L₂, L₃, ... L_n, ... L_N der Matrix verbunden.
Eine durch Takt- und Synchronisationssignale getriebene Schieberegisterschaltung 72 ermöglicht, die Schaltung 70 für aufeinanderfolgende Operationen zur Auswahl einer Zeile und zu ihrer Nullrückstellung zu steuern.
Die Matrix ist außerdem an eine Verstärkerschaltung 74 für die Spalten C₁, C₂, C₃, C_n, ... C_N der Matrix angeschlossen, die ein Multiplexen der von der Matrix eingefangenen Bilddaten über eine Ausgangsverstärkerschaltung 76 durchführt.
Es ist eine Schieberegisterschaltung 78 für die Spalten der Matrix vorgesehen, um den Betrieb der Schaltung 74 zu steuern und vor allem um das Lesen der Pixel jeder Zeile der Matrix zu steuern.
Wie weiter oben angekündigt, empfängt der Detektor mehrere Signale von dem elektronischen Modul 32, insbesondere die Signale clk-x, clk-y und sync-y, wovon sich alle internen Signale der Matrix ableiten.
Das Signal clk-x ist ein Taktsignal, beispielsweise von 12 MHz, das dazu dient, die Schieberegister der Spalten zu steuern, und stellt das Haupttaktsignal dar, aus dem die Ablaufsteuerung 30 alle Signale und insbesondere die Signale zur Steuerung der Matrix erzeugt.
Das Steuersignal sync-y dient zum Initialisieren des Lesens der Matrix.
Das Signal clk-y ist das Steuersignal für die Schieberegister für die Zeilen, das die Schaltung 72 treibt.
Das Lesen der von der Matrix eingefangenen Bilddaten wird folgendermaßen durchgeführt:
Das Signal sync-y, das gleichzeitig mit dem Signal clk-y angelegt wird, initialisiert die Schieberegister für die Zeilen der Matrix und bewirkt die Auswahl der ersten Zeile der Matrix.
Ein erstes Signal für die Auswahl der ersten Zeile der Matrix, das die Ablaufsteuerung 30 erzeugt, wird beispielsweise bei einer Anstiegsflanke des Taktsignals clk-y ausgelöst und steuert die Auswahl der ersten Zeile der Matrix.
Das Anliegen des Signals clk-x wird das Erscheinen des Videosignals (Ausgangssignals) am Ausgang des Detektors bewirken.
Das Anliegen nur des Signals clk-y wird die Auswahl der nächsten Zeile der Matrix bewirken.
Es wird auf diese Weise vorgegangen, bis alle Zeilen gelesen sind, dann wird wieder die Signalkombination sync-y und clk-y angelegt, um aufs Neue die erste Zeile der Matrix auszuwählen.
Bei der ausgewählten Zeile, die somit berücksichtigt wird, werden die verschiedenen Informationswerte, die von jedem der Pixel der Zeile gehalten werden, die einer Strahlung ausgesetzt wurden, einem ersten Abtastschritt, auch Leseschritt genannt, gemäß einem Takt, der durch das Taktsignal clk-x bestimmt ist, unterworfen.
Jeder Bestrahlungsinformationswert des Pixels wird in der Spalten-Verstärkerschaltung 74 gespeichert.
Nach dem ersten Schritt des Abtastens der Pixel der ersten Zeile wird durch die Ablaufsteuerung ein Rücksetz-Signal erzeugt, um alle Pixel der betrachteten Zeile auf null zurückzusetzen.
Dieser Schritt des Zurücksetzens auf null bewirkt, dass alle Pixel der ausgewählten Zeile auf einen Referenz-Informationswert, der jedem Pixel eigen ist, initialisiert werden.
Es handelt sich dabei um einen Informationswert, der einem nicht angestrahlten Pixel entspricht, auch Dunkelinformationswert genannt.
Nach der Initialisierung der Pixel der betroffenen Zeile wird ein zweiter Schritt des Abtastens oder Lesens der Referenz-Informationswerte, die von jedem Pixel gehalten werden, in dem Rhythmus, der durch das Taktsignal clk-x bestimmt ist, das die verschiedenen Spalten der Matrix auswählt, ausgeführt.
Die abgetasteten Referenz-Informationswerte werden in der Spalten-Verstärkerschaltung 74 gespeichert, wo sie mit den schon gespeicherten Bestrahlungs-Informationswerten, die von dem ersten Abtastschritt stammen, zusammengefügt werden.
Die Informationswerte dieser zwei Typen werden dann über zwei jeweilige Busse multiplext, wovon der eine ein Lesesignal S (Bestrahlungs-Informationswerte) und der andere ein Rücksetzsignal R (Referenz-Informationswerte) transportiert.
Die von diesen beiden Bussen kommenden Daten werden in der Ausgangsverstärkerschaltung 76 gemäß einem Takt multiplext, der durch das Taktsignal clk-x bestimmt ist, das die Schieberegister für die Spalten aktiviert.
Die Ausgangsverstärkerschaltung 76 bildet aus der Differenz zwischen dem Lesesignal S und dem Rücksetzsignal R und einem Referenzsignal, das für die dem Detektor eigenen elektronischen Driften repräsentativ ist, ein Ausgangssignal S-R.
Dieses Referenzsignal stammt von einem Referenz-Eingangssignal "blackin", das eine Gleichspannung ist, die von dem Modul 32 stammt und an den Eingang des Detektors angelegt wird. Das Referenzsignal blackref wird wie in 4 dargestellt erzeugt.
Die Schaltung von 4 ist repräsentativ dafür, wie das Rauschen in dem Detektor erzeugt wird und das Signal blackin, das am Eingang dieser Schaltung anliegt, Driften erfährt, als ob es aus der Matrix käme.
Dazu umfasst diese Schaltung einen Transistor 71, der als Pufferspeicher für das Eingangssignal blackin dient und der in 3 ebenfalls schematisch dargestellt ist.
Ein Widerstand 73 und eine Kapazität 75 mit in Anbetracht des Detektors geeignet gewählten Werten sind für die dem Detektor eigenen Elemente repräsentativ.
Ein Verstärker 77 verstärkt das erhaltene Signal, nachdem es die Verzerrungen erfahren hat, die durch die Elemente 71, 73 und 75 hervorgerufen werden, und das verstärkte Signal blackref wird dann am Ausgang des Detektors 22 abgegeben.
Das Signal, das vor dem Durchgang durch den Verstärker 77 erhalten wird ("das nicht verstärkte Referenzsignal"), wird an die Ausgangsverstärkerschaltung 76 geliefert, wo mit dem Taktsignal clk-x bei einer der Anstiegs- oder Abfallflanken des Signals clk-x der stärkste Wert des Signals S-R und bei der anderen Flanke der Wert, der von dem nicht verstärkten Referenzsignal geliefert wird, ausgewählt wird, wie in 5 veranschaulicht ist.
Auf diese Weise wird ein Signal S-R erhalten, dessen höchste Werte jene des Matrix-Lesesignals sind und dessen niedrigste Werte jene des nicht verstärkten Referenzsignals sind, wobei diese letzteren Werte im Laufe der Zeit schwanken können.
Das erhaltene Signal S-R (6) ist repräsentativ für die Bilddaten des Zahns, die durch die Pixel des Detektors eingefangen worden sind.
7a stellt den allgemeinen Verlauf des Ausgangssignals R-S des Detektors (3) und des Referenz-Ausgangssignals blackref dar.
Wie in 3 dargestellt ist, wird das analoge elektrische Ausgangssignal S-R, das vom Detektor kommt, durch einen Signalgenerator 79 in zwei differentielle analoge elektrische Signale V+ und V– transformiert.
Der Generator 79 ist ein Verstärker mit zwei Ausgängen, der das Signal blackref vom Signal S-R subtrahiert und die differentiellen Signale V+ und V– abgibt, deren Verlauf in 7b dargestellt ist.
Das Überlagern der Differenz der Signale S-R mit dem Referenz-Ausgangssignal blackref ermöglicht, sich von den Driften freizumachen, die auf den Aufbau des Detektors 22 zurückzuführen sind, die zeitlich konstant sind und sich von einem Sensor zum anderen unterscheiden.
Indem das vom Sensor kommende Bildsignal in differentieller Form übertragen wird, macht man sich von verschiedenen Störungen, denen es ausgesetzt sein kann, frei.
Da nämlich jedes der beiden Signale V+ und V– den gleichen Störungen unterliegt, kann sich dann bei der Wiederherstellung eines einzigen Signals von den Störungen freigemacht werden, die bei jedem der Signale V+ und V– festzustellen sind, was nicht der Fall wäre, wenn nur ein einziges Bildsignal übertragen werden würde.
Außerdem ermöglicht die Übertragung eines differentiellen Bildsignals auch, indirekt den Signal-Rausch-Abstand des Sensors zu verbessern.
Die Ablaufsteuerung (3) erzeugt ein Abtastsignal sample-clk, das so beschaffen ist, dass es völlig synchron mit dem Ausgangssignal S-R ist, insoweit, als die Ablaufsteuerung eine genaue Kenntnis über den Zeitpunkt hat, zu dem die Daten am Ausgang des Detektors präsentiert werden. Das Abtastsignal wird durch eine Phasenverschiebung erzeugt, die an das Taktsignal clk-x angepasst ist; es ist in 7c gezeigt.
Dieses Abtastsignal, das in Phase mit dem Ausgangssignal S-R und folglich mit den differentiellen Signalen V+ und V– ist, wird gleichzeitig mit diesen Letzteren durch das Kabel 34 an das elektronische Modul 32 übertragen.
Die gleichzeitige Übertragung der phasengleichen Signale wird ermöglichen, im Inneren des elektronischen Moduls 32, in der Analog/Digital-Umsetzerschaltung 42 das Umsetzen der differentiellen Analogsignale mit der Frequenz auszuführen, die durch das Abtastsignal bestimmt ist.
Dadurch, dass die Signale gleichzeitig übertragen werden, ist es möglich, sich von in dem Kabel auftretenden Phasenfehlern insoweit freizumachen, als ein Phasenfehler, der sich auf die differentiellen Analogsignale und zugleich auf das Abtastsignal auswirkt, kompensiert werden kann.
Damit macht man sich auch von eventuellen anderen Störungen frei, die sich auf die Signale bei ihrer Übertragung auswirken.
Wie in 2 gezeigt ist, werden die differentiellen analogen Ausgangssignale V+ und V– in Verstärkerschaltungen 36 bzw. 38 verstärkt, bevor sie an die Siebschaltung 40 gesendet werden.
Die auf diese Weise gesiebten Signale werden an den Analog/Digital-Umsetzer 42 übertragen, wo sie durch Summation zu einem einzigen Signal vereint werden, und dieses Signal wird mit Hilfe des Abtastsignals sample-clk (beispielsweise bei der Abfallflanke des Abtastsignals, wie in 7d gezeigt ist), digitalisiert, bevor es die Zentraleinheit 44 erreicht.
Um sich von zeitlichen Änderungen des Dunkelstroms freizumachen, der als der elektrische Strom definiert ist, der am Ausgang des Detektors abgegriffen wird, wenn dieser Letztere keiner Strahlung ausgesetzt ist, wird die Erzeugung eines Korrektursignals zwischen zwei Phasen vorgenommen, in denen die Matrix einer Strahlung ausgesetzt ist, die beispielsweise aufeinanderfolgend sind.
Es sei angemerkt, dass die Erzeugung eines solchen Signals zeitlich regelmäßig oder unregelmäßig sein kann.
Folglich wird außerhalb einer Aufnahme eines Zahns durch den Sensors ein Abtasten der von den Pixeln der Matrix gehaltenen Informationswerte durchgeführt, wenn die Matrix keiner Strahlung ausgesetzt ist. Das Lesesignal der Matrix, das erzeugt wird, ist ein Korrektursignal.
Auf eine Weise, die jener ähnlich ist, die vorher für die Ausgangssignale V+ und V– beschrieben worden ist, wird das Lesesignal in Abwesenheit von Strahlung in differentieller Form in dem Kabel 34 übertragen, dann in den Verstärkerschaltungen 36 und 38 verstärkt, bevor es durch die Schaltung 40 wieder zu einem einzigen Signal zusammengefasst und im Umsetzer 42 digitalisiert wird.
Dieses digitalisierte Signal wird in die Zentraleinheit 44 eingegeben, in welcher der Mikroprozessor einen Mittelwert dieses digitalisierten Signals berechnet, der nicht null ist, im Gegensatz zu demjenigen, der in Abwesenheit von Strahlung erhalten werden müsste. Dieser Mittelwert wird in den Digital/Analog-Umsetzer 46 eingekoppelt, um ihn in ein analoges Korrektursignal umzusetzen, das an eine, 38, der Verstärkerschaltungen angelegt wird, die eine Subtrahierer-Schaltung ist.
Das Anwenden dieses Korrektursignals auf eines der analogen Ausgangssignale, in diesem Fall das Signal V–, ermöglicht, die Amplitude dieses Signals zu verschieben, indem es hochgezogen wird, wie in 7e und 7f gezeigt ist.
7e zeigt sehr schematisch den Verlauf der differentiellen Ausgangssignale V+ und V–, die jeweils um einen gleichen Wert (Offset) gegenüber dem Nullpegel verschoben sind.
Indem ein Mittelwert (2 × Offset) an dem digitalisierten Korrektursignal gemessen wird und indem er nach einer Digital/Analog-Umsetzung auf das analoge Aus gangssignal V– angewendet wird, wird dieses Letztere um einen Wert, der mit 2 × Offset korrigiert ist, verschoben, wie in 7f dargestellt ist, um es auf den niedrigen Pegel des anderen, nicht korrigierten analogen Ausgangssignals V+ zu ziehen.
Wenn das Signal V+ und das korrigierte Signal V– gesiebt und vereinigt werden, dann ergibt sich das in 7g dargestellte kompensierte Analogsignal, das von null losgeht und eine maximale Amplitude von 2 × (Max-Offset) erreicht, wobei der Wert "Max" den Absolutwert der maximalen Amplitude jedes der Signale V+ und V– bezeichnet.
Das kompensierte Analogsignal wird dann in der Schaltung 42 digitalisiert.
Auf diese Weise macht man sich von Schwankungen frei, die auf den Dunkelstrom in der Matrix zurückzuführen sind.
7h, eine Darstellung der Pixelanzahl in Abhängigkeit von den Graustufen, die in dem Videosignal vorhanden sind, veranschaulicht diesen Kompensationsvorgang, wobei der Verlauf des Histogramms des Videosignals vor und nach der Anwendung einer Korrektur gezeigt ist.
Es sei angemerkt, dass es vorzuziehen ist, das analoge Korrektursignal umzusetzen, und es eben nicht direkt auf eines der analogen Ausgangssignale anzuwenden, sobald das Korrektursignal durch das elektronische Modul 32 empfangen worden ist.
Dies würde nämlich erfordern, das analoge Korrektursignal zu speichern – mit allen Risiken von Driften und/oder der Flüchtigkeit, die dies beinhaltet.
Indem diese Korrektur digital ausgeführt wird, werden diese Probleme vermieden, und außerdem wird der Analog/Digital-Umsetzer in die Kompensation einbezogen, wodurch vermieden wird, den Digitalisierungsvorgang durch eine Drift zu beeinträchtigen, die dem Umsetzer eigen ist.
Außerdem sei angemerkt, dass auch auf das andere analoge Ausgangssignal V+, ja sogar auf die beiden Signale V+ und V–, ein analoges Korrektursignal angewendet werden kann.
Die Anwendung einer Korrektur auf zwei Signale symmetrisiert den Vorgang.
Die Anwendung einer Korrektur auf eines der analogen Ausgangssignale oder auf ein einziges analoges Signal ist entsprechend der Gesetzmäßigkeit der Schwankung des Dunkelstroms der Matrix in Abhängigkeit von der Zeit und von der Dauer, während der diese Matrix gebraucht wird, angepasst.
Wenn diese zwei Parameter bekannt sind, ist es nämlich möglich, den Zeitpunkt vorherzusagen, zu dem der Dunkelstrom am stärksten schwanken kann, und folglich die Durchführung einer Korrektur vorzusehen, um die Driften, die auf diese Schwankungen zurückzuführen sind, zu kompensieren.
Wie oben erläutert wird beim Lesen der Matrix und insbesondere, nachdem ein erstes Abtasten der Pixel einer ausgewählten Zeile der Matrix vorgenommen worden ist, mittels der Schaltungen 70 und 72 (3) ein Signal zum Zurücksetzen auf null an die betroffene Zeile der Matrix angelegt, um die Werte der Pixel der Zeile wieder auf die Referenz-Informationswerte (Dunkelinformationswerte) zu initialisieren.
Nun wird aber, wenn sich das Signal zum Zurücksetzen auf null von einer Zeile zur anderen ändert, ein Fehler in die Informationswerte eingebracht, die von den Pixeln der Zeile gehalten werden, was in Verschiebungen in Bezug auf null zum Ausdruck kommt: Der von einem Pixel nach seinem Zurücksetzen gehaltene Informationswert ist nicht null, wie er theoretisch sein müsste, sondern weist eine Verschiebung gegenüber null auf, und außerdem kann sich diese Verschiebung von einer Zeile zur nächsten ändern.
Das Einbringen eines zusätzlichen Fehlers kommt in einer Verschlechterung des von dem Detektor hervorgebrachten Signal-Rausch-Abstandes zum Ausdruck.
Insbesondere wird bei solchen Fehlern in das Bildsignal, das auf dem Bildschirm 58 des Rechners 54 (2) erzeugt wird, ein "Horizontalscan"-Rauschen eingebracht.
Um diesem Problem abzuhelfen, wird zunächst vorgesehen, eine Anzahl m von Pixeln jeder der Zeilen der Matrix optisch inaktiv zu machen, wobei die optisch inaktiven Pixel der verschiedenen Zeilen von gleicher Anzahl (beispielsweise gleich 3) sind und in den gleichen Spalten der Matrix angeordnet sind.
Es sei angemerkt, dass die optisch inaktiv gemachten Pixel in den ersten Spalten der Matrix angeordnet sind, sich aber ganz genauso gut an einem anderen Ort befinden könnten, wie etwa in den letzten Spalten der Matrix.
Ferner sei angemerkt, dass die Anzahl m der optisch inaktiven Pixel in Abhängigkeit von der Präzision, die bei der Kompensation der mit dem Rücksetzsignal eingebrachten Drift erreicht werden soll, unterschiedlich sein kann.
Die Anzahl m kann auch je nach der Größe der Matrix unterschiedlich sein.
In dem Ausführungsbeispiel, das in 3 veranschaulicht ist, enthalten die Zeilen L₁, 1₂, 1₃, ... I_n, ... L_N jeweils drei "blinde Pixel P_1.1, P_1.2, P_1.3, P_2.1, P_2.2, P_2.3, P_n1, P_n2 und P_n3, ..., P_N1, P_N2 und P_N3.
Um ein Pixel optisch inaktiv zu machen, wird beispielsweise eine Metallisierung auf diese Pixel aufgebracht oder aber ein Siebdruck.
Es wird dann eine Verarbeitung des Ausgangssignals des Detektors nach Digitalisierung durch die Schaltung 42 (2) durchgeführt.
Die Verarbeitung wird durch die Zentraleinheit 44 mittels des Prozessors 50, der eine Reihe von Befehlen ausführen wird, die in dem Algorithmus von 8 vorgesehen sind, der in dem Speicher 52 gespeichert ist, auf das Signal angewendet.
Dieser Algorithmus umfasst einen ersten Schritt S1 der Initialisierung, während dem die Variable n, die für die Zeilen der Matrix repräsentativ ist, auf den Wert 1 initialisiert wird.
Im Verlauf des folgenden Schritts S2 wird das Lesen der Informationswerte S_i(n) der Zeile n der Matrix für die drei blinden Pixel P_n1, P_n2, P_n3 durchgeführt.
Diese Werte werden aus dem digitalisierten Ausgangssignal gelesen.
Im Verlauf des folgenden Schritts S3 wird das Lesen der Informationswerte S_i(n + 1) durchgeführt, die jeweils von den drei optisch inaktiven Pixeln P_n+1.1, P_n+1.2, P_n+1.3 der folgenden Zeile n + 1 der Matrix kommen.
Nachdem das Lesen der Informationswerte, die von den optisch inaktiven Pixeln der zwei aufeinanderfolgenden Zeilen n und n + 1 der Matrix kommen, durchgeführt worden ist, wird im Verlauf der folgenden Schritte S4 und S5 für jede der Zeilen n und n + 1 die Bestimmung eines Informationsmittelwerts S(n), S(n + 1) vorgenommen, der aus den jeweiligen Informationswerten S_i(n), S_i(n + 1) jeder Zeile erhalten wird.
Je höher die Anzahl m ist, desto besser wird die Präzision bei der Bestimmung des Mittelwerts sein
Der Informationsmittelwert wird beispielsweise erhalten, indem ein arithmetischer Mittelwert gebildet wird.
Im Verlauf des Schritts S6 wird die Bestimmung des Absolutwerts der Differenz der zwei zuvor bestimmten Mittelwerte durchgeführt.
Der folgende Schritt S7 ist ein Test, der einen Vergleich zwischen den Informationsmittelwerten S(n) und S(n + 1) vornimmt.
Theoretisch wird geprüft, ob die beiden Mittelwerte gleich sind, aber praktisch wird das im Schritt S6 erhaltene Ergebnis mit einem Schwellenwert ε verglichen, der beispielsweise die Größenordnung der Differenzen berücksichtigt, die entsprechend den technischen Möglichkeiten zwischen den Mittelwerten bestimmt werden können.
Wenn zwischen den Informationsmittelwerten S(n) und S(n + 1) kein signifikanter Unterschied festgestellt wird, dann ist der folgende Schritt S8 ein Test, in dem geprüft wird, ob die Variable, die für die Zeilenanzahl n repräsentativ ist, gleich der Gesamtzahl N der Zeilen der Matrix ist.
Im Fall einer positiven Antwort wird der Algorithmus beendet.
Falls hingegen zu verarbeitende Zeilen der Matrix übrig bleiben, dann folgt auf den Schritt S8 ein Schritt S9, im Verlauf dessen die Variable n um eine Einheit erhöht wird, und dann werden aufs Neue die soeben beschriebenen Schritte ausgeführt.
Wenn das Ergebnis des im Schritt S7 angewendeten Tests positiv ist, dann wird entschieden, in dem digitalen Ausgangssignal die Informationswerte aller Pixel der Zeile n + 1 zu modifizieren, wie durch den Schritt S10 veranschaulicht ist.
Im Verlauf dieses Schritts wird der Informationswert, der von jedem der I Pixel der Zeile n + 1 stammt und mit S_i(n + 1) bezeichnet ist, modifiziert, indem ihm der Absolutwert der im Schritt S6 bestimmten Differenz zugeordnet wird, um den Informationsmittelwert S(n + 1) der Zeile n + 1 auf den Informationsmittelwert S(n) der Zeile n zu bringen.
Auf den Schritt S10 folgt dann der Schritt S8 wie oben beschrieben.
Indem bei jedem Paar aufeinanderfolgender Zeilen auf diese Weise vorgegangen wird, wird jede der Zeilen der Matrix mit Ausnahme der ersten korrigiert und folglich das Bild Zeile für Zeile homogenisiert, um das weiter oben erwähnte "Horizontalscan"-Rauschen zu unterdrücken.
Es sei angemerkt, dass es auch möglich ist, einen Vergleich nicht mehr nur über zwei aufeinanderfolgende Zeilen der Matrix, sondern über drei aufeinanderfolgende Zeilen vorzunehmen.
In diesem Fall wird dann das Lesen jedes der Informationswerte durchgeführt, die von den m optisch inaktiven Pixeln einer Gesamtheit von drei aufeinanderfolgenden Zeilen der Matrix stammen, und es wird für jede dieser Zeilen ein Informationsmittelwert bestimmt.
Nach einem Vergleich der Informationsmittelwerte der drei Zeilen wird dann in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs entschieden oder nicht, in dem digitalen Ausgangssignal die Informationswerte aller Pixel der zweiten Zeile zu modifizieren.
In 9 ist die körperliche Verwirklichung einer zahnärztlichen Röntgenvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, die den intrabukkalen Sensor 14, das elektronische Modul 32, das in ein Gehäuse integriert ist, auf das später zurückgekommen wird, wobei die beiden Elemente durch ein Kabel 34 miteinander verbunden sind, und einen Verbinder 80, der über das Kabel 56 mit dem Modul 32 verbunden ist, umfasst.
Der Verbinder 80 ist dazu bestimmt, mit einem komplementären Verbinder der Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit 54 zusammenzuwirken.
Es sei angemerkt, dass das Kabel 34 relativ kurz ist, insoweit, als es Analogsignale transportiert, bei denen die Gefahr besteht, dass sie zu stark gedämpft werden würden, wenn das Kabel zu lang wäre.
Diese Anordnung ermöglicht, die für das zahnärztliche Röntgen spezifischen Bedingungen zu berücksichtigen, insbesondere die Tatsache, dass die Intensität des Signals am Ausgang des Sensors 14 dadurch begrenzt ist, dass die Röntgendosis, mit welcher der Zahn oder die Zähne des Patienten bestrahlt wird/werden, notwendigerweise so niedrig wie möglich gehalten wird, um den Patienten nicht zu starken Strahlungsdosen auszusetzen.
Deshalb ist die Länge l des Kabels 34 im Allgemeinen kleiner als 2 Meter.
Die reduzierte Länge l des Kabels 34 ermöglicht folglich, den Signal-Rausch-Abstand des Sensors 14 nicht zu verschlechtern.
Andererseits ist diese Länge l im Allgemeinen größer als 50 cm, um nicht ein zusätzliches Unbehagen dadurch zu verursachen, dass es zu nahe am Mund des Patienten platziert wird.
Hingegen ist festzustellen, dass die Länge L des Kabels 56, das digitale Signale überträgt, nicht begrenzt ist und beispielsweise gleich mehrere Meter und insbesondere im Bereich zwischen 2 und 5 Metern sein kann.
Das elektronische Modul 32 weist ein Organ zum Aktivieren des Detektors 100 auf, das beispielsweise die Form eines Druckknopfes hat.
Dieses Organ 100 ist für Zahnärzte besonders zweckmäßig, um den Detektor des Sensors 14 aufzuwecken und ihn in den Zustand zu versetzen, in dem er eine Röntgenstrahlung, mit der ein Zahn 16 des Patienten bestrahlt worden ist, empfängt und verarbeitet, insoweit, als das Modul 32 bei seiner Verwendung innerhalb des Wirkungskreises des Zahnarztes angeordnet ist.
Dies bedeutet, dass er folglich, ohne sich fortbewegen zu müssen, das Modul 32 in die Hand nehmen kann und dass er auf das Aktivierungsorgan des Detektors 100 drücken kann.
Diese Anordnung erlaubt dem Zahnarzt, sich nicht bis zu der entfernten Einheit 54 zu bewegen, um mit seinen Handschuhen, die ihm dazu gedient haben, den Sensor 14 im Mund des Patienten zu platzieren, und die folglich, insbesondere durch den Speichel des Patienten, schon kontaminiert sind, mit einer Computermaus zu klicken.
Es sei angemerkt, dass im Stand der Technik durch das Klicken mit der Maus der intrabukkale Sensor über eine Software-Schnittstelle aktiviert wird.
Auf diese Weise werden die Risiken einer Kreuzkontamination mit einem weiteren Patienten vermieden, insoweit, als die Maus im Allgemeinen nicht zu den Gerätschaften gehört, die nach einem Gebrauch desinfiziert werden.
Nach der Aktivierung des Sensors mit Hilfe des Aktivierungsorgans 100 schaltet der Zahnarzt den Röntgengenerator 12 mit Hilfe eines Auslöseorgans 102 wie etwa eines birnenförmigen Hängeschalters 102 (10), der in seiner Reichweite ist, ein.
Außerdem ist, wie in 10 dargestellt, bei der Verwendung der zahnärztlichen Röntgenvorrichtung gemäß der Erfindung das eingekapselte elektronische Modul an dem Sensor 14 aufgehängt, wenn dieser im Mund eines Patienten platziert ist, wodurch es für den Zahnarzt griffbereit ist, wenn dieser seine Handschuhe trägt und gerade den Sensor im Mund des Patienten angeordnet hat.
Es ist nämlich möglich, das in seinem Gehäuse eingekapselte elektronische Modul am Ende des Kabels 34 aufzuhängen, wobei es mit dem Sensor verbunden ist, sofern es so beschaffen ist, dass sein Gewicht und seine Abmessungen diese Verwendung zulassen.
Bei einem zu hohen Gewicht würde nämlich die Gefahr bestehen, dass es an dem Kabel 34 zieht und folglich einen Zug auf den Sensor 14 ausübt, den der Patient spüren würde und der ein zusätzliches Unbehagen verursachen könnte.
Außerdem sind die sinnvollen Abmessungen des eingekapselten Moduls an die Größe einer Hand eines Erwachsenen angepasst und lösen folglich weder bei dem Zahnarzt noch bei dem Patienten ein zusätzliches Unbehagen, das mit dem Raumbedarf im Zusammenhang steht, aus.
Außerdem sei angemerkt, dass das Aktivierungsorgan 100 des elektronischen Moduls 32 vorgesehen sein kann bzw. mehrere Aktivierungsorgane vorgesehen sein können, um weitere Funktionen zu erfüllen.
Soweit nur ein einziges Aktivierungsorgan 100 vorgesehen ist, können diese weiteren Funktionen durch aufeinanderfolgendes Drücken auf dieses Letztere benutzt werden.
Folglich ist es zweckmäßig, während einer Aufnahme durch den Sensor oder aber nach der Aufnahme, der Bildverarbeitungssoftware, die in der entfernten Einheit 54 installiert ist, die Information über die Orientierung des Bildes, beispielsweise ob ein Bild von einem oberen Zahn aufgenommen wird, ob der Sensor horizontal angeordnet wird, um ein Bild eines Zahnreihenschlusses aufzunehmen, oder aber ob ein Bild eines unteren Zahns aufgenommen wird, liefern zu können.
Folglich wird durch mehrmaliges, aufeinanderfolgendes. Drücken auf das Organ 100 angezeigt, in welche Position der Sensor durch den Zahnarzt gebracht worden ist.
Beispielsweise schaltet ein einmaliges Drücken auf das Organ 100 den Sensor ein und gibt an, dass es sich um eine Aufnahme eines unteren Zahns handelt, zweimaliges kurzes Drücken schaltet den Sensor ein und gibt an, dass es sich um eine Aufnahme eines Zahnreihenschlusses handelt, wobei der Sensor horizontal angeordnet ist, während dreimaliges aufeinanderfolgendes Drücken ermöglicht, den Sensor einzuschalten und anzugeben, dass das Bild umgekehrt ist, insofern, als ein oberer Zahn vertikal aufgenommen wird.
Weitere Funktionen, wie beispielsweise die Regelung der Helligkeit oder des Kontrasts des Bildes, können ebenfalls durch die Aktivierung des Organs 100 gesteuert werden.
Wie in 11 gezeigt ist, weist das elektronische Modul 32 die Form einer gedruckten Schaltung 150 mit einer längs einer Längsachse X lang gestreckten allgemeinen Form auf.
Die gedruckte Schaltung 150 hat hier eine rechtwinklige allgemeine Form und weist an jedem ihrer beiden gegenüberliegenden Enden 150a, 150b, die longitudinal in Richtung der Achse X angeordnet sind, einen axialen Ausschnitt 152, 154 von beispielsweise rechtwinkliger Form auf, der zur äußeren Umgebung der Schaltung hin offen ist.
Die axialen Ausschnitte 152, 154 sind dazu bestimmt, einen metallischen Zugverhinderungskörper 156, 158 (11) in Richtung der Längsachse der Schaltung aufzunehmen.
Das elektronische Modul 32 ist mit zwei Zugverhinderungsvorrichtungen versehen, die jeweils so beschaffen sind, dass sie mit einem der Enden eines der Kabel 34 und 56 in der Weise zusammenwirken, dass das Herausziehen des entsprechenden Kabels aus dem elektronischen Modul und aus dem Gehäuse unter der Wirkung eines auf das Kabel ausgeübten Zugs verhindert wird.
Jedes Kabel weist eine Hülle auf (Hülle 56a für das Kabel 56 in 12), die koaxial zu einem Bündel elektrischer Drähte ist (Bündel 56b des Kabels 56).
Rechtwinklig zu jedem Ende jedes Kabels, das in das Gehäuse eingesteckt ist, wie später ersichtlich wird, ist der Teil des entsprechenden Bündels 56b von Drähten rechtwinklig zu dem Ende 56c des Kabels 56 mit einem metallischen Zugverhinderungskörper 158 fest verbunden.
Es sei angemerkt, dass alles, was für das Kabel 56 und den metallischen Zugverhinderungskörper 158 beschrieben worden ist, auch für das Kabel 34 und den Zugverhinderungskörper 156 gilt.
Jedes der Drahtbündel (Geflecht des Kabels) ist mit dem entsprechenden metallischen Zugverhinderungskörper fest verbunden, und zwar über einen zylindrischen Schaft, mit 160 für den Körper 156 bezeichnet und mit 162 für den Körper 158 bezeichnet, der seinerseits ein fester Bestandteil des Körpers ist.
Insbesondere ist das Kabel, beispielsweise das Kabel 56 von 12, an seinem Ende 56c abisoliert, um das Drahtbündel 56b in das Innere des Schafts 162 einführen und dann ein Verschweißen des Endteils des Drahtbündels in dem Schaft vornehmen zu können.
Also sind die Drahtbündel über den entsprechenden Schaft indirekt mit dem metallischen Zugverhinderungskörper fest verbunden, es könnte aber sehr wohl in Betracht gezogen werden, die Drahtbündel direkt an den Körper selbst zu schweißen.
Wie in 11 dargestellt ist, sind die metallischen Zugverhinderungskörper 156 und 158 in die entsprechenden Längsschlitze oder Ausschnitte 152 und 154 lotrecht zur Längsachse X der Schaltung 150 eingesteckt.
Dies erklärt sich dadurch, dass jeder metallische Zugverhinderungskörper mit Einfügungselementen versehen ist, die an gegenüberliegenden Seiten, die zu der Richtung des mit dem Körper fest verbundenen Endteils des Drahtbündels parallel sind, angeordnet sind (12), wobei die Richtung mit der Längsachse X der Schaltung 150 zusammenfällt, wenn der metallische Zugverhinderungskörper auf der Schaltung positioniert ist.
Insbesondere weisen die Einfügungselemente 158a und 158b des Zugverhinderungskörpers 158 die Form von Vorsprüngen auf, die über die gesamte Höhe des Körpers hinweg vorhanden sind (13), und wirken mit komplementären Einfügungselementen zusammen, die jeweils an gegenüberliegenden longitudinalen Rändern des entsprechenden Ausschnitts ausgebildet sind.
Diese komplementären Einfügungselemente weisen die Form von quer verlaufenden Aussparungen auf, die in 11 gezeigt sind und in 12 bei dem Ausschnitt 152 deutlicher sichtbar sind.
Diese Aussparungen 152a und 152b wirken mit den von dem entsprechenden Körper vorstehenden Einfügungselementen zusammen und bilden eine Verzapfung.
Die Aussparungen 154a und 154b des Ausschnitts 154, durch den der metallische Zugverhinderungskörper 158 eingesteckt wird, sind in 11 dargestellt.
Es sei angemerkt, dass die Einfügungselemente des Zugverhinderungskörpers und die komplementären Elemente, die in dem entsprechenden Ausschnitt angeordnet sind, Elemente zum axialen Halten des Zugverhinderungskörpers bilden, die jedes axiale Herausziehen des Körpers in Bezug auf die gedruckte Schaltung 150 verhindern.
Diese Einfügungselemente erleichtern außerdem den Einbau des metallischen Zugverhinderungskörpers durch eine geeignete Führung in einer Querrichtung (11).
Das Vorhandensein von Zugverhinderungsvorrichtungen ermöglicht, auf elektrische Verbinder zu verzichten, was besonders vorteilhaft ist.
Die Verwendung von elektrischen Verbindern könnte nämlich Gefahr laufen, zu ungewollten Trennungen zu führen, was nicht wünschenswert ist, wenn der Patient gerade einer Röntgendosis ausgesetzt worden ist und es dann nötig ist, ihn erneut diesen Strahlungen auszusetzen, nachdem die elektrische Verbindung bei dem elektronischen Modul wieder hergestellt worden ist.
Außerdem ist die Gegenwart von elektrischen Verbindern, die mit technisch durchkonstruierten Verriegelungssystemen ausgestattet sind, insofern wenig wünschenswert, als dies die Vorrichtung komplexer werden ließe und zu dem in seinem Gehäuse eingekapselten elektronischen Modul Gewicht und Volumen hinzufügen würde, was eigentlich vermieden werden soll.
Außerdem kann sich die Gegenwart eines elektrischen Verbinders in der Nähe des Patienten bei einem ungewollten Trennen oder einem schlechten Kontakt aus Sicherheitsgründen als problematisch erweisen.
Andererseits muss das Gehäuse 180, das das elektronische Modul einschließt, nach jedem durch den Zahnarzt erfolgten Einsatz desinfiziert werden. Nun erfordert aber das Vorhandensein einer Steckerleiste und einer Buchsenleiste Aufnahmen für die Steckverbinderteile, und derartige Fassungen sind Orte, die nie sterilisiert werden könnten, zumindest nicht zufriedenstellend.
Außerdem besteht die Gefahr, dass bei der Sterilisierung Dichtigkeitsprobleme auftreten, was nicht hinnehmbar ist.
Außerdem ist jeder Zugverhinderungskörper an seinen beiden parallelen, gegenüberliegenden Seiten, die die Einfügungselemente tragen, mit zwei Queranschlagelementen versehen, die beiderseits eines der Einfügungselemente angeordnet sind, wobei jene, die das Einfügungselement 158a einrahmen, mit 158c, 158d bezeichnet sind, und jene, die das Einfügungselement 158b einrahmen, mit 158e und 158f bezeichnet sind (12 und 13).
Diese Queranschlagelemente sind weniger lang als die Einfügungselemente, damit beim Einstecken der Einfügungselemente jedes Zugverhinderungskörpers in den Innenraum der entsprechenden Aussparungen des Ausschnitts die Queranschlagelemente an den longitudinalen Rändern des Ausschnitts zur Anlage kommen, um den Zugverhinderungskörper in dieser Position unbeweglich zu machen (13).
Es sei angemerkt, dass die Einfügungselemente, die einerseits an dem metallischen Zugverhinderungskörper und andererseits an den Rändern des entsprechenden Ausschnitts angeordnet sind, umgekehrt werden können, und zwar in dem Sinne, dass der Körper mit Längsrillen und der Ausschnitt mit entsprechenden Nasen versehen sein kann.
Es können andere Einfügungselemente in Erwägung gezogen werden (Schwalbenschwanzpassung, mehrere Aussparungen an jedem Rand des Ausschnitts, anders geformte Aussparungen...).
Es sei angemerkt, dass die Karte 150 das Aktivierungsorgan 100 enthält, das die Form eines Druckknopfes aufweist und ermöglicht, den Detektor zu aktivieren, wenn ein Bild eines Zahns aufgenommen werden soll.
Wie in 11 gezeigt ist, sind zwei metallische Halbschalen 164 und 166 beiderseits der gedruckten Schaltung 150 angeordnet und sind mittels einer Schweißraupe so zusammengefügt, dass sie die gedruckte Schaltung einschließen.
Diese metallischen Schalen werden zusammengefügt, nachdem die metallischen Zugverhinderungskörper fest mit den Kabeln 34 und 56 verbunden worden sind, diese Körper in den entsprechenden Ausschnitten der Schaltung 150 positioniert worden sind und die elektrischen Verbindungen 168 mit der Karte (12) installiert worden sind.
Es sei angemerkt, dass die metallischen Zugverhinderungskörper auch als Abstandshalter dienen, um die Befestigung der metallischen Halbschalen zu ermöglichen.
Diese Letzteren erfüllen mehrere Funktionen:

– Eine erste Funktion dieser metallischen Halbschalen besteht darin, einen Stromdurchgang zwischen den Massen der beiden Kabel 34 und 56 sicherzustellen.
– Eine zweite Funktion besteht darin, auf diese Weise einen Faraday'schen Käfig zu verwirklichen, um die elektromagnetische Verträglichkeit zu gewährleisten.
– Eine dritte Funktion dieser Halbschalen besteht drin, das elektronische Modul 32 mechanisch zu schützen.

Es sind zwei Endmuffen 170 und 172 vorgesehen, um den Durchgang des entsprechenden Kabels 56, 34 mittels einer Längsführung 174 (15) zu ermöglichen.
Diese Muffen sowie die Muffe 172 von 15 weisen longitudinale Ausnehmungen 176, 178 auf, die ihnen eine gewisse Flexibilität verleihen. Diese Flexibilität ermöglicht, ein Abscheren des Kabels, das infolge der wiederholten Handhabungen und Verformungen, denen es unterliegt, auftreten könnte, zu vermeiden.
Außerdem ermöglichen diese Muffen, die Dichtheit des Kabels und des Innenraums des Gehäuses sicherzustellen.
Das Gehäuse 180, das in 16 dargestellt ist und das elektronische Modul 32, das bereits durch die zwei metallischen Halbschalen 164 und 166 geschützt ist, einkapselt, weist zwei Teile aus Kunststoff auf, die einen Deckel 182, 184 bilden (14).
Diese zwei Teile lang gestreckter und insbesondere länglicher allgemeiner Form sind beispielsweise durch Kleben oder durch Ultraschallschweißen so zusammengefügt, dass das elektronische Modul 32 eingeschlossen ist.
Es ist das Vorhandensein eines Kragens 186, 188 (14 und 15) an jeder der Endmuffen 170 und 172 und einer Ausnehmung mit einer Form, die zumindest teilweise komplementär ist, auf Höhe der Enden jedes der Teile 182 und 184, die den Deckel bilden, zu beachten.
In 14 weist der obere Halbdeckel 182 zwei Ausnehmungen auf, wovon nur eine, 190, dargestellt ist, und der untere Halbdeckel 184 weist zwei Ausnehmungen 192 und 194 auf, die beide sichtbar sind.
Beim Zusammenfügen der Halbdeckel beiderseits des elektronischen Moduls 32 gelangen die Ausnehmungen jedes Halbdeckels zwischen dem Kragen und dem Körper des Halbdeckels in Eingriff, sodass das Gehäuse und die Endmuffen, die dieses Letztere verlängern, in axialer Richtung fest miteinander verbunden werden.
Die auf Höhe der Enden des unteren bzw. oberen Halbdeckels angeordneten Ausnehmungen bilden folglich Kanten zum Festhalten der entsprechenden Muffen.
Außerdem ist das Vorhandensein, im Inneren des unteren Halbdeckels 184, von quer verlaufenden Führungswänden 196 und 198 zu beachten, die derart durchbrochen sind, dass sie die Positionierung des entsprechenden Kabels ermöglichen.
Zur Versteifung des Halbdeckels 184 sind in dessen Innenraum quer verlaufende Versteifungsrippen 200, 202 und 204 sowie eine Längsrippe 206, wovon nur ein Ende sichtbar ist, angeordnet.
Im tiefsten Teil des Halbdeckels 184 ist eine Platte 208 angeordnet, um ein gutes Positionieren des durch die zwei metallischen Halbschalen geschützten elektronischen Moduls zu ermöglichen.
Es sollte beachtet werden, dass der obere Halbdeckel 182 die gleichen Einrichtungen wie für den Halbdeckel 184 beschrieben aufweist.
Das Aktivierungsorgan 100 des Detektors ist der Dichtheit wegen durch den Benutzer nicht direkt handhabbar, sondern ist für diesen Letzteren über eine abgedünnte Zone 210 zugänglich, die in dem oberen Halbdeckel 182 vorgesehen ist und die dafür eingerichtet ist, dass sie sich lokal und kontrolliert verformt, um unter dem Druck des Fingers eines Benutzers eingedrückt zu werden und an ihre ursprüngliche Position zurückzukehren, wenn der Druck nicht mehr ausgeübt wird.
Gemäß einer Ausführungsvariante wird die abgedünnte Zone durch einen aufgesetzten Knopf aus einem weichen Material ersetzt, zu dem der Benutzer Zugang haben wird und der beispielsweise durch Kleben an dem Halbdeckel 182 befestigt sein wird, und zwar derart, dass die Dichtheit sichergestellt ist und es keine Zonen gibt, die das Ablagern von Schmutz bewirken können.
Es sei angemerkt, dass das Gehäuse 180, das das elektronische Modul 32 einschließt, sowie die axialen Verlängerungen 170 und 172 dieses Gehäuses eine äußere Oberfläche darbieten, die sich leicht desinifizieren/sterilisieren lässt, wobei die Formen dieser äußeren Oberfläche derart beschaffen sind, dass eine Ablagerung von Schmutz nicht begünstigt wird.
Außerdem ist die äußere Oberfläche des Gehäuses und seiner axialen Verlängerungen 170, 172 gegenüber Oberflächenwasser dicht, um zu vermeiden, dass der Innenraum des Gehäuses kontaminiert wird.
Die zahnärztliche Röntgenvorrichtung gemäß der Erfindung ist folglich besonders einfach konzipiert und sehr zuverlässig. Das an die Verarbeitungs- und Anzeige einheit 54 gelieferte Videosignal 54 ist von sehr guter Qualität, denn der Signal-Rausch-Abstand des Detektors ist gegenüber dem Stand der Technik erheblich verbessert worden.
Für die verschiedenen Aspekte der soeben beschriebenen Erfindung können noch weitere Ausführungsvarianten, die dem Fachmann in den Sinn kommen, in Aussicht genommen werden.

Claims

Zahnärztliche Röntgenvorrichtung, die umfasst: – einen intrabukkalen Sensor (14), der einen Detektor (22) aufweist, der eine Matrix aus aktiven Pixeln enthält, die eine empfangene Strahlung in wenigstens ein analoges elektrisches Ausgangssignal transformieren; – ein elektronisches Modul (32), das in ein Gehäuse eingekapselt ist und das wenigstens ein Organ zum Aktivieren des Detektors aufweist, wobei das Modul mit dem Sensor durch eine Drahtverbindung (34) für die Übertragung eines in dem Modulerzeugten Signals zum Aktivieren des Detektors an den Sensor und für die Übertragung des wenigstens einen analogen elektrischen Ausgangssignals an das Modul verbunden ist, wobei das Modul Mittel (42) für eine Analog/Digital-Umsetzung des wenigstens einen analogen elektrischen Ausgangssignals in wenigstens ein digitales Ausgangssignal aufweist, – eine entfernte Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit (54) für das wenigstens eine digitale Ausgangssignal, die mit dem elektronischen Modul durch eine Drahtverbindung verbunden ist, die dazu vorgesehen ist, die Übertragung des wenigstens einen digitalen Ausgangssignals an die Einheit zu gewährleisten, wobei die zahnärztliche Röntgenvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass das eingekapselte elektronische Modul (32) ein Gewicht und Abmessungen hat, die so ausgelegt sind, dass ermöglicht wird, dass bei Verwendung der Vorrichtung der Sensor im Mund eines Patienten gehalten werden kann, wenn das eingekapselte elektronische Modul an dem Sensor aufgehängt ist, wobei die Matrix aus aktiven Pixeln in BiCMOS-Technologie verwirklicht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das elektronische Modul in einem Abstand im Bereich von 50 cm bis 2 Meter von dem Sensor befindet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das eingekapselte elektronische Modul näher bei dem Sensor als die Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit befindet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Aktivierungsorgan ein Druckknopf ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Drahtverbindung ein Kabel ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn jedes Kabel mit einem seiner Enden in das Gehäuse eingesteckt ist, das elektronische Modul mit Zugverhinderungsvorrichtungen versehen ist, die jeweils so beschaffen sind, dass sie mit einem Ende eines der Kabel in der Weise zusammenwirken, dass ein Herausziehen des entsprechenden Kabels aus dem Gehäuse unter der Wirkung eines auf das Kabel ausgeübten Zugs verhindert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn jedes Kabel eine koaxiale Hülle mit einem Bündel elektrischer Drähte enthält, am Ort des Endes jedes Kabels, das in das Gehäuse eingesteckt ist, der entsprechende Teil des Bündels von Drähten mit einem metallischen Zugverhinderungskörper der entsprechenden Zugverhinderungsvorrichtung fest verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Modul die Form einer gedruckten Schaltung mit einer längs einer longitudinalen Achse lang gestreckten allgemeinem Form aufweist und an jedem seiner zwei gegenüberliegenden longitudinalen Enden einen zur äußeren Umgebung der Schaltung offenen axialen Ausschnitt aufweist, um in Richtung der Längsachse einen metallischen Zugverhinderungskörper und den befestigten und ausgerichteten Teil des entsprechenden Drahtbündels aufzunehmen, wobei der Ausschnitt so beschaffen ist, dass er ein Zurückziehen des Körpers längs dieser longitudinalen Achse verhindert.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder metallische Zugverhinderungskörper mit Einfügungselementen versehen ist, die an gegenüberliegenden Seiten, die zu der Richtung des mit dem Körper fest verbundenen Teils des Drahtbündels parallel sind, angeordnet sind und mit komplementären Einfügungselementen, die an den jeweiligen gegenüberlie genden longitudinalen Rändern des entsprechenden Ausschnitts ausgebildet sind, zusammenwirken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teil jedes der Drahtbündel, der mit einem Zugverhinderungskörper fest verbunden ist, mit einem zylindrischen Schaft fest verbunden ist, der einerseits diesen letzteren umgibt und andererseits mit dem entsprechenden Körper fest verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teil jedes der Drahtbündel, der mit einem Zugverhinderungskörper fest verbunden ist, direkt oder indirekt an diesen letzteren angeschweißt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wenn die Ansprüche 10 und 11 von Anspruch 8 abhängen, dadurch gekennzeichnet, dass zwei metallische Halbschalen beiderseits der gedruckten Schaltung angeordnet und in der Weise zusammengefügt sind, dass sie die gedruckte Schaltung einschließen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse wenigstens zwei Kunststoffteile umfasst, die einen Deckel bilden und in der Weise zusammengefügt sind, dass sie das elektronische Modul einkapseln.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine desinfizierbare äußere Oberfläche aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Formen der äußeren Oberfläche von einer Art sind, die die Ablagerung von Schmutz nicht begünstigt.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche gegenüber Oberflächenwasser dicht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtverbindung zwischen dem elektronischen Modul und der Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit gemäß der Norm US62.0 beschaffen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor einen Röntgenstrahlungswandler aufweist, der Röntgenstrahlung, die einen Zahn bestrahlt hat, in sichtbare Strahlung umwandeln kann.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der BiCMOS-Detektor, der die Matrix aus aktiven Pixeln enthält, wenigstens einen Teil der aus der Röntgenstrahlumwandlung hervorgehenden sichtbaren Strahlung in wenigstens ein analoges elektrisches Ausgangssignal transformieren kann.