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Die
Erfindung betrifft eine Bildaufnahmevorrichtung mit einem Detektor,
der der Aufnahme von Hochenergiebildern mit Hilfe hochenergetischer
Photonen dient, und mit einer Auswerteeinheit, die einen den Zustand
der Bildaufnahmevorrichtung beschreibenden Systemparameter erfasst.
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Derartige
Bildaufnahmevorrichtungen sind allgemein in der Gestalt von Röntgengeräten bekannt.
Gegenwärtig
sind Röntgengeräte für die digitale
Röntgenbildgebung
in Entwicklung. Die neuartigen Röntgengeräte für die digitale
Röntgenbildgebung
verwenden unter anderem so genannte Flachbilddetektoren, die sich
in Flachbilddetektoren mit direkter Konversion und Flachbilddetektoren
mit indirekter Konversion einteilen lassen.
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Die
Flachbilddetektoren mit indirekter Konversion weisen einen flächenmäßig ausgedehnten Szintillator
auf, der eine Auslesematrix aus amorphem Silizium abdeckt. Für den Szintillator
kommen verschiedene Materialien in Betracht. Übliche Materialien sind auf
der Basis von CsI oder Gd2O2S
hergestellt. Die Auslesematrix umfasst eine Vielzahl von Photodioden,
die das im Szintillator beim Einfall von Röntgenstrahlung erzeugte Licht
in elektrische Ladungen wandeln. Die elektrischen Ladungen werden in
jeweils den einzelnen Photodioden zugeordneten Kapazitäten gespeichert
und nach Abschluss des Aufnahmevorgangs von aktiven Schaltelementen ausgelesen
und mit Hilfe von Analog-Digital-Wandlern in digitale Daten umgewandelt.
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Bei
den Flachbilddetektoren mit direkter Konversion wird die einfallende
Röntgenstrahlung
in einer photoleitenden Schicht, typischerweise aus amorphen Selen,
in elektrische Ladung gewandelt, in Elektroden, die der photoleitenden
Schicht be nachbart sind, gespeichert und anschließend mit
Hilfe von aktiven Schaltelementen aus den Elektroden ausgelesen.
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Die
mit den neuartigen Flachbilddetektoren erzeugten digitalen Daten
sind im Rohzustand für
diagnostische Zwecke nicht verwendbar. Denn die optischen und elektrischen
Eigenschaften der einzelnen Detektorelemente der Flachbilddetektoren,
der so genannten Pixels, können
stark variieren. Beispielsweise weisen die einzelnen Photodioden, Schalttransistoren
und Schaltdioden unterschiedliche Sensitivitäten und elektrische Eigenschaften, insbesondere
unterschiedliche Leckströme
auf. Daneben können
schon von der Fertigung her die Widerstandswerte und Kapazitätswerte
von Zeile zu Zeile, von Spalte zu Spalte oder von Pixel zu Pixel unterschiedlich
ausfallen. Auch die einzelnen Eingänge der zum Auslesen der Photodioden
oder Elektroden verwendeten Verstärkerchips können unterschiedliche Eigenschaften
aufweisen.
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Besonders
groß sind
die Unterschiede bei Flachbilddetektoren, die aus einer Vielzahl
von nebeneinander angeordneten einzelnen Teilmatrizen bestehen,
da die optischen und elektrischen Eigenschaften der einzelnen Teilmatrizen
stark variieren können.
Diese Teilmatrizen können
jeweils separat gefertigte Platten aus amorphem Silizium sein oder durch
eine schaltungstechnische Unterteilung der Auslesematrix entstehen,
indem verschiedene Detektorbereiche zu unterschiedlichen Chips der
Auslese- und Ansteuerelektronik zugeordnet werden.
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Aus
diesen und anderen Gründen
ist es erforderlich, dass in regelmäßigen Abständen Kalibrierungen und Offsetakquisitionen
durchgeführt
werden.
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Bei
der Offsetakquisition zur Gewinnung von Offsetbildern werden typischerweise
im Millisekunden- bis Minutenabstand Dunkelbilder aufgenommen. Denn
der Offset ist wesentlich von Leckströmen bestimmt, die stark von
der Detektortemperatur abhängen.
Die Leckströme
können
zu schnellen Offsetschwankun gen führen, da die Detektortemperatur ihrerseits
von der Umgebungstemperatur und den beim Betrieb entstehenden Temperaturänderungen aufgrund
der auftretenden Verlustleistung abhängt.
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Ein
weiterer Grund für
die Offsetakquisition ist die Möglichkeit
der Korrektur von Geistbildartefakten. Bei Flachbildschirmdetektoren
hinterlassen die Röntgenbilder
gewöhnlich
Bildreminiszenzen, die üblicherweise
exponentiell abklingen. Typischerweise sind die Bildreminiszenzen
nach etwa 10 bis 30 Sekunden verschwunden. Es gibt jedoch medizinische Anwendungen,
bei denen etwa alle 30 Millisekunden ein Röntgenbild aufgenommen werden
muss. Beispiele hierfür
sind Aufnahmeverfahren mit Röntgenphotonen
in unterschiedlichen Energiebereichen, Ganzkörperaufnahmen, bei denen einzelne
Röntgenbilder
zusammengesetzt werden, oder einfache Thoraxaufnahmen.
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Im
Gegensatz zu den Offsetakquisitionen werden Kalibrierungen im Abstand
von Tagen, Wochen oder sogar Monaten durchgeführt, da die dabei gewonnen
Daten auch noch nach diesen Zeitspannen den aktuellen Zustand der
Bildaufnahmevorrichtung mit ausreichender Genauigkeit wiedergeben.
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Die
Durchführung
einer Kalibrierung erfordert die Aufnahme einer Vielzahl von Röntgenbildern unter
unterschiedlichen Belichtungsbedingungen. Die Röntgenbilder werden im Folgenden
zu so genannten Gainbildern und so genannten Defektbildern verarbeitet,
indem von den Rohdaten die Offsets abgezogen werden und die Empfindlichkeiten
der einzelnen Pixel bestimmt werden. Die Gainbilder geben dann die
Empfindlichkeit oder Sensitivität
der einzelnen Detektorelemente wieder, während die Defektbilder die
vollständig
ausgefallenen oder die sich untypisch verhaltenden Detektorelemente
zeigen. Die Durchführung
einer Kalibrierung dauert typischerweise etwa eine Stunde und erfordert
im Allgemeinen die Anwesenheit von Personal.
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Die
Durchführung
der Kalibrierung und der Offsetakquisition wird nachfolgend auch
als Erstellen von Korrekturbildern bezeichnet. Die bei der Kalibrierung
oder der Offsetakquisition erzeugten Korrekturbilder werden dann
in einer Bildverarbeitungseinheit dazu verwendet, aus den digitalen
Rohdaten von Artefakten freie, für
die Diagnostik geeignete Röntgenbilder
zu erzeugen.
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Grundsätzlich sollten
Korrekturbildern möglichst
häufig
erzeugt werden, um sicherzustellen, dass das Korrekturbild den aktuellen
Zustand der Bildaufnahmevorrichtung beschreibt. Andererseits ist die
Aufnahme eines Korrekturbildes zeitaufwendig und stört den Arbeitsablauf.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Bildaufnahmevorrichtung zu schaffen, die von abzubildenden
Objekten Hochenergiebilder hoher Qualität liefert und deren Betrieb
möglichst
nicht durch das Erstellen von Korrekturbildern unterbrochen ist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Bildaufnahmevorrichtung mit den Merkmalen
des unabhängigen
Anspruchs gelöst.
In davon abhängigen
Ansprüchen
sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben.
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Bei
der Bildaufnahmevorrichtung erfasst die Auswerteeinheit im Zusammenhang
mit dem Erstellen eines Korrekturbildes einen Systemparameter, der
den Zustand der Bildaufnahmevorrichtung beschreibt. Die Aufnahmevorrichtung überwacht
ferner die zeitliche Entwicklung dieses Systemparameters und fordert
beim Überschreiten
eines vorbestimmten Grenzwertes das erneute Erstellen eines Korrekturbildes
an. Die Korrekturbilder werden daher nur dann erzeugt, wenn sich
der Wert des überwachten
Systemparameters im Vergleich zum Wert des Systemparameters zur
Zeitraum, in dem das letzte Korrekturbild erstellt wurde, wesentlich ändert. Die
Korrekturbilder werden daher nur dann erzeugt, wenn aufgrund einer
starken Änderung des überwachten
Systemparameters zu vermuten ist, dass ein neues Korrekturbild erstellt
werden muss. Das Erstellen von Korrekturbildern erfolgt daher bedarfsgesteuert.
Infolge dessen wird nur soviel Zeit wie nötig für das Erstellen von Korrekturbildern
aufgewendet. Folglich wird auch der Arbeitsablauf so wenig wie möglich beeinträchtigt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Bildaufnahmevorrichtung einen Detektor mit indirekter
Konversion, und ferner eine Strahlungsquelle für niederenergetische Photonen,
mit denen der Detektor beaufschlagbar ist. Mit Hilfe der niederenergetischen
Photonen können
im Zusammenhang mit der Durchführung
einer Kalibrierung weitere Niederenergiebilder aufgenommen werden.
Die Aufnahme der Niederenergiebilder kann dann nach Abschluss der
Kalibrierung in kurzen Zeitabständen wiederholt
werden. Durch eine Auswertung der nacheinander aufgenommenen Niederenergiebilder
kann auf den Zustand des Detektors geschlossen werden, da das Niederenergiebild
den Zustand der Auslesematrix und der nachfolgenden Ausleseelektronik zeigt.
Nur die Konversion der Hochenergiestrahlung in niederenergetisches
Licht im Szintillator wird nicht erfasst. Falls die Auswertung ergibt,
dass die Durchführung
einer erneuten Kalibrierung erforderlich ist, signalisiert die Auswerteeinheit,
dass ein neues Korrekturbild aufgenommen wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
erfasst die Auswerteeinheit im Zusammenhang mit der Durchführung einer
Kalibrierung ein Defektbild in der Gestalt eines Dunkelbilds und überwacht im
weiteren Verlauf die Zahl der Defekte.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
erfasst die Auswerteeinheit im Zusammenhang mit der Durchführung einer
Kalibrierung die Temperatur des Detektors. Wenn die nachfolgende Überwachung
zeigt, dass die Temperatur des Detektors einen bestimmten Grenzwert überschritten
hat, fordert die Auswerteeinheit die erneute Durchführung einer Kalibrierung
an. Da die Temperatur des Detektors wesentlichen Einfluss auf die
Verstärkung
der Bildelemente des Detektors hat, kann auf diese Weise eine zuverlässige Kompensation
der Bildartefakte erreicht werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform überwacht
die Auswerteeinheit im Zusammenhang mit einer Offsetakquisition
eine Dunkelreferenzzone des offsetkorrigierten Hochenergiebilds.
Da in einer Dunkelreferenzzone die Werte des Hochenergiebilds gleich
den Werten des Offsetbilds sein sollten, müsste das offsetkorrigierte
Hochenergiebild ausschließlich
Werte von Null anzeigen. Falls die tatsächlichen Werte eine vorgegebene
Schwelle überschreiten,
veranlasst die Auswerteeinheit das erneute Erzeugen eines Korrekturbilds,
in diesem Fall die Aufnahme eines Offsetbildes.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
erfasst die Auswerteeinheit im Zusammenhang mit der Durchführung einer
Offsetaquisition die Temperatur des Detektors. Wenn die nachfolgende Überwachung
zeigt, dass die Temperatur des Detektors einen bestimmten Grenzwert überschritten
hat, fordert die Auswerteeinheit die erneute Aufnahme eines Offsetbildes
an. Da die Temperatur des Detektors wesentlichen Einfluss auf die
den Offset der Bildelemente des Detektors hat, kann auf diese Weise
eine zuverlässige
Kompensation der Bildartefakte erreicht werden.
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Ferner
kann es sinnvoll sein, die seit der letzten Offsetaquisition verstrichene
Zeit zu überwachen. Auf
diese Weise ist sichergestellt, dass nicht während einer langen Zeit ein
fehlerbehaftetes Offsetbild verwendet wird.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung hervor, in der Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der beigefügten
Zeichnung im Einzelnen erläutert
werden. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Bildaufnahmevorrichtung mit einem
teilweise aufgeschnittenen Flachbilddetektor mit indirekter Konversion;
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2 einen
Querschnitt durch die Bildaufnahmevorrichtung aus 1;
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3 ein
Diagramm, das die beim Überwachen
der Kalibrierung eines Flachbilddetektors ausgeführten Arbeitsschritte zeigt;
und
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4 ein
Ablaufdiagramm, das die beim Überwachen
der Offsetakquisition durchgeführten Arbeitsschritte
zeigt.
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1 zeigt
eine Bildaufnahmevorrichtung 1, die Teil eines Röntgengeräts ist,
das eine in 1 nicht dargestellte Röntgenquelle
zum Erzeugen von Röntgenstrahlung 2 umfasst.
Die Röntgenstrahlung 2 trifft
nach dem Durchgang durch ein zu durchleuchtendes Objekt auf einen
Flachbilddetektor 3. Typischerweise weist der Flachbilddetektor 3 Abmessungen
von etwa 30 mal 30 Zentimetern auf. Der Flachbilddetektor 3 umfasst
einen Szintillator 4, der beispielsweise aus CsI hergestellt
ist. Unterhalb des Szintillators 4 befindet sich eine aktive
Matrix 5, die üblicherweise
auf der Basis von amorphem Silizium hergestellt ist. Auf der aktiven
Matrix 5 ist ein Feld von Photodioden 6 ausgebildet.
In den Photodioden 6 wird das jeweils im Szintillator 4 über der
jeweiligen Photodiode 6 erzeugte Licht absorbiert. Bei
der Absorption werden Elektron-Loch-Paare erzeugt, die jeweils zur
Anode und Kathode der jeweiligen Photodiode 6 wandern.
Die auf diese Weise erzeugte Ladungsmenge wird solange in der jeweiligen
Photodiode 6 gespeichert, bis die Photodiode 6 mit
Hilfe eines aktiven Schaltelements 7 ausgelesen wird. Die aktiven
Schaltelemente 7 werden dabei von einer Auswerteeinheit 8 zeilenweise über Adressleitungen 9 aktiviert.
Die in den Photodioden 6 gespei cherte Ladung wird spaltenweise über Datenleitungen 10 ausgelesen.
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Es
sei ausdrücklich
darauf hingewiesen, dass der Begriff der Auswerteeinheit 8 funktional
zu verstehen ist. Die Auswerteeinheit 8 braucht nicht notwendigerweise
in einem einzelnen Halbleiterbauelement realisiert zu werden. Vielmehr
kann die Auswerteeinheit 8 eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen
auf einer oder mehreren Platinen umfassen. Die Auswerteeinheit 8 kann
auch Funktionsgruppen in verschiedenen Geräten einschließen. Die
Auswerteeinheit 8 hat die Aufgabe, den Flachbilddetektor 3 zu
steuern und zu überwachen.
Ferner kann es Aufgabe der Auswerteeinheit 8 sein, aus
den digitalen Rohdaten ein für
Diagnosezwecke geeignetes digitales Röntgenbild 11 zu erzeugen
und dieses an eine in 1 nicht dargestellte Anzeigeeinheit 1 auszugeben.
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2 zeigt
einen Querschnitt durch den mechanischen Aufbau der Bildaufnahmevorrichtung 1 aus 1.
In einem Gehäuse 12 befindet
sich der Szintillator 4, der auf der aktiven Matrix 5 aufliegt.
Die aktive Matrix 5 ist über die Adressleitungen 9 und
die Datenleitungen 10 mit einer Leiterplatte 13 verbunden,
auf der funktionelle Baugruppen der Auswerteeinheit 8 angeordnet
sind. Zwischen der Leiterplatte 13 und der aktiven Matrix 5 befindet
sich eine Rücksetzlichtquelle 14,
die Licht 15 im optischen Wellenlängenbereich in Richtung der
aktiven Matrix 5 emittiert. Die Rücksetzlichtquelle 14 wird
dazu verwendet, kontinuierlich in den Photodioden 6 der
aktiven Matrix 5 Elektron-Loch-Paare zu erzeugen, durch
die tiefliegende Fangstellen, so genannten „deep traps", in der Sättigung
gehalten werden. Dadurch ist der Dunkelstrom nicht nur in denjenigen
Bereichen des Flachbilddetektors 3 besonders ausgeprägt, die
mit Röntgenstrahlung 2 belichtet
worden sind. Vielmehr wird der Dunkelstrom über den Flachbilddetektor 3 hinweg
homogenisiert. Durch diese Maßnahmen
lassen sich die Bildreminiszenzen oder so genannten Geistbilddefekte
wesentlich reduzieren, da der durch den Zerfall der tiefliegenden Fangstellen
erzeugte Dunkelstrom gleichmäßig in Flachbilddetektor 3 hinweg
und nicht nur in den mit Röntgenstrahlung 2 belichteten
Bereichen des Flachbilddetektors 3 auftritt.
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Der
Flachbilddetektor muss hinsichtlich der Empfindlichkeit der einzelnen
Detektorelemente, dem so genannten "Gain",
kalibriert werden, da die Empfindlichkeit der Photodioden 6 der
jeweils aktiven Schaltelemente 7 der nachgeschalteten Elektronik unterschiedlich
ausfallen kann. Besonders groß sind die
Unterschiede, wenn der Flachbilddetektor 3 eine aus mehreren
Teilmatrizen zusammengesetzte aktive Matrix 5 aufweist.
Außerdem
kann die Dicke und die Materialbeschaffenheit des Szintillators 4 variieren,
was zu unterschiedlichen Wirkungsgraden bei der Konversion der Röntgenstrahlung 2 in
optisches Licht führt.
Die durch die Abmessungen der Photodioden 6 definierten
Detektorelemente des Flachbilddetektors 3 weisen somit
unterschiedliche Empfindlichkeiten auf. Es ist daher erforderlich,
durch eine Kalibrierung die relative Empfindlichkeit der Detektorelemente
untereinander zu bestimmen und bei der Umwandlung der digitalen
Rohdaten in das fertige Röntgenbild
zu berücksichtigen.
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Ferner
kann es vorkommen, dass einzelne Detektorelemente vollständig ausfallen
oder sich untypisch verhalten. Die defekten oder sich untypisch verhaltenden
Detektorelemente werden in einem Defektbild erfasst. Dieses Defektbild
wird ebenfalls bei der Umwandlung der digitalen Rohdaten in das
fertige Röntgenbild
berücksichtigt.
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Das
Erstellen des Defektbilds und die Bestimmung der relativen Empfindlichkeit
der einzelnen Detektorelemente für
ein Gainbild werden nachfolgend kurz als Kalibrierung bezeichnet.
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3 zeigt
ein Ablaufdiagramm einer von der Auswerteeinheit 8 durchgeführten Überwachung des
Flachbilddetektors 3, durch die der Zeitpunkt einer erneuten
Kalibrierung bestimmt wird. Gemäß dem in 3 dargestellten
Ablaufdiagramm wird zu nächst
eine aktuelle Kalibrierung 16 durchgeführt. Die dabei gewonnenen eigentlichen
Kalibrierdaten umfassen ein Gainbild 17 und ein Defektbild 18.
Außerdem
werden bei der aktuellen Kalibrierung 16 nachfolgend näher beschriebene,
im weiteren Verlauf als Referenz dienende Referenzsystemdaten 19 aufgezeichnet.
Die Aufnahme der Referenzsystemdaten 19 erfolgt möglichst
zeitnah zum Erstellen des Gainbilds 17 und des Defektbilds 18.
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Während des
weiteren Betriebs der Bildaufnahmevorrichtung 1 werden
aktuelle Vergleichssystemdaten 20 gewonnen und in einem
Rechenwerk 21 mit den Referenzsystemdaten 19 verglichen.
Anhand vorgegebener Grenzwerte entscheidet das Rechenwerk 21 ob
eine erneute Kalibrierung 16 erforderlich ist oder ob die Überwachung
ohne Kalibrierung 16 durch eine erneute Aufnahme aktueller
Systemdaten 20 nach Ablauf einer bestimmten Zeit fortgesetzt wird.
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Als
Referenzsystemdaten 19 und als Vergleichssystemdaten 20 kommen
verschiedene Arten von Daten in Frage:
Insbesondere sind dafür die so
genannten Rücksetzlichtbilder
geeignet. Die Rücksetzlichtbilder
sind Bilder, bei denen die aktive Matrix 5 von der Rücksetzlichtquelle 14 beleuchtet
wird. Die Rücksetzlichtbilder werden
dann erzeugt, indem von den aus der aktiven Matrix 5 ausgelesenen
Rohdaten ein aktuelles Offsetbild abgezogen wird.
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Die
Rücksetzlichtbilder ähneln einem
Röntgenbild
mit homogener Bestrahlung, da bis auf die Konversion der Röntgenstrahlung 2 in
optisches Licht im Szintillator 4 die gesamte Konversionskette von
der Konversion der optischen Photonen in Ladung in den Photodioden 6 bis
zu den weiteren Verfahrensschritten der Verstärkung, des Multiplexens und
der digitalen Wandlung durchlaufen wird. Die Rücksetzlichtbilder entsprechen
daher weitestgehend denen mit der Röntgenstrahlung 2 erzeugten Gainbildern
und sind daher eine gute Grundlage, um die Entscheidung zu treffen,
ob das Gainbild aktualisiert werden soll oder nicht.
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Die
Rücksetzlichtbilder
geben auch die Defektsituation gut wieder, wobei lediglich Defekte,
die mit dem Szintillator 4 in Zusammenhang stehen, nicht
erfasst werden.
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Unter
Umständen
können
Rücksetzlichtbilder
mit unterschiedlichen Belichtungsbedingungen erstellt werden, um
den Flachbilddetektor 3 in verschiedenen dynamischen Bereichen
zu überwachen.
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Die
Rücksetzlichtbilder
können
auf verschiedene Art und Weise im Rechenwerk 21 analysiert werden.
Beispielsweise kann der Quotient aus einem Referenzrücksetzlichtbild
und einem Vergleichsrücksetzlichtbild
berechnet werden und immer dann das Erzeugen eines neuen Gainbilds
ausgelöst
werden, wenn die Werte des Quotientenbilds im Mittel um einen vorbestimmten
Prozentsatz, zum Beispiel um zwei Prozent, vom Wert 1 abweichen
oder wenn das Rauschen des Quotientenbilds einen vorbestimmten Wert überschreitet
oder wenn die Werte in einem oder mehreren vorbestimmten Regionen
im Quotientenbild im Mittel voneinander um einen gewissen Prozentsatz
abweichen.
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Als
Referenzsystemdaten 19 und als Systemdaten 20 kommen
auch die Defektbilder in Frage. Beispielsweise ist es möglich, ohne
einfallende Röntgenstrahlung
2 im Hintergrund Defektbilder zu erzeugen, die als Vergleichssystemdaten 20 verwendet werden
können.
Diese Referenzsystemdaten können mit
einer im Zusammenhang mit der Kalibrierung des Flachbilddetektors 3 ohne
Röntgenstrahlung 2 aufgenommenen
Defektbild, das die Referenzsystemdaten 19 darstellt, verglichen
werden. Das Rechenwerk 21 kann so eingestellt werden, dass
immer dann eine neue Kalibrierung angefordert wird, wenn die Anzahl der
Defekte beider Defektbilder einen vorbestimmten Prozentsatz, zum
Beispiel 2 Prozent, übersteigt
oder größer als
eine absolute Zahl, zum Beispiel 5 Defekte, ist.
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Als
Referenzsystemdaten 19 können auch die im Zusammenhang
mit einer Kalibrierung erfassten Werte der Temperatur des Flachbilddetektors 3 dienen.
Wenn dann beispielsweise aufgrund eines Übergangs von einer kühleren zu
einer wärmeren Jahreszeit
die aktuelle Temperatur des Flachbilddetektors 3 mehr als
eine vorbestimmte Temperaturdifferenz, zum Beispiel 5° Celsius,
von der Referenztemperatur abweicht, kann das Rechenwerk 21 eine erneute
Kalibrierung anfordern.
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Bei
einer abgewandelten Ausführungsform ist
das Rechenwerk 21 nicht nur in der Lage, die erneute Kalibrierung 16 auszulösen oder
die Notwendigkeit einer erneuten Kalibrierung dem Personal anzuzeigen,
sondern auch in der Lage, einen Wartungstechniker anzufordern. Dies
kann beispielsweise dann erforderlich sein, wenn die Abweichung
der Vergleichssystemdaten 20 von den Referenzsystemdaten 19 so
groß ist,
dass anscheinend ein Fehler in der Bildaufnahmevorrichtung 1 vorliegt
und diese nicht mehr kalibriert werden kann. Die Anforderung eines
Wartungstechnikers kann beispielsweise den Benutzer am Kontrollmonitor
angezeigt werden oder auch automatisch, beispielsweise über ein
Datennetz durch eine E-Mail, durchgeführt werden.
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Die
anhand der 1 bis 3 beschriebene
Bildaufnahmevorrichtung 1 unterstützt auch den Anfangsfall nach
einer Neuinstallation, wenn die anfänglichen Referenzsystemdaten 19 auf
untypische Werte, beispielsweise Null, gesetzt sind und damit automatisch
eine erhebliche Abweichung zu den aktuellen Vergleichssystemdaten 20 aufweisen.
In diesem Fall wird sofort nach der Inbetriebnahme eine Kalibrierung
angefordert.
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Die
Bildaufnahmevorrichtung 1 weist den Vorteil auf, dass die
Vergleichssystemdaten 20 immer im Hintergrund ohne Röntgenstrahlung 2 erzeugt
werden können.
Die Vergleichssystemdaten 20 können daher regelmäßig in Ruhezeiten
der Bildaufnahmevorrichtung 1, zum Beispiel nachts oder
zwischen zwei Patienten, erzeugt werden.
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Daneben
ist die Bildaufnahmevorrichtung 1 gemäß 4 in der
Lage, auch die Offsetakquisition bedarfsgesteuert durchzuführen. Gemäß 4 werden
zeitnah zur Aufnahme eines Offsetbilds 22 Referenzsystemdaten 23 aufgenommen,
die in einem Rechenwerk 24 mit aktuellen Vergleichssystemdaten 25 verglichen
werden. Da die Offsets der einzelnen Detektorelemente des Flachbilddetektors 3 von
Betriebsparametern, wie der Röntgenfensterlänge, der
Bildfrequenz oder von den Bildreminiszenzen vorhergehender Röntgenaufnahmen
abhängen,
muss die Überprüfung des
Offsets der Detektorelemente des Flachbilddetektors 3 etwa
mit der gleichen Frequenz wie die Aufnahme der Röntgenbilder vorgenommen werden.
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Für die Referenzsystemdaten 23 und
die Vergleichssystemdaten 25 kommen verschiedene Arten
von Daten in Betracht:
In einem Ausführungsbeispiel wird zum Beispiel
einmal pro Sekunde die aktuelle Temperatur des Flachbilddetektors 3 ausgelesen.
Diese Temperatur wird mit derjenigen Temperatur verglichen, die
unmittelbar vor der Akquisition des letzten Offsetbilds 22 gemessen
wurde. Wenn die aktuelle Temperatur um einen bestimmten Grenzwert,
zum Beispiel 1° Celsius, über oder
unter der Referenztemperatur liegt, wird die Akquisition eines aktuellen
Offsetbilds 26 ausgelöst.
Sobald die Bildaufnahmevorrichtung 1 dazu in der Lage ist,
wird die Aufnahme des neuen Offsetbilds 26 durchgeführt und
ab diesem Zeitpunkt für
die nachfolgenden Offsetkorrekturen verwendet.
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Bei
einem abgewandelten Ausführungsbeispiel
wird eine Linearkombination des aktuellen Offsetbilds 26 mit
dem vorhergehenden Offsetbilds 22 für die Korrektur des Offsets
verwendet. Durch diese Maßnahme
kann die Offsetkorrektur von Röntgenbildern,
deren Aufnahmen in der Zeit zwischen den Aufnahmen der beiden Offsetbilder 22 und 26 erfolgt sind,
verbessert werden.
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In
einer weiteren abgewandelten Ausführungsform kann neben der Temperatur
des Flachbilddetektors 3 auch die seit der Aufnahme des
letzten Offsetbilds 22 verstrichene Zeit in die Entscheidung, ob
ein neues Offsetbild 26 akquiriert werden soll, einbezogen
werden. Beispielsweise kann für
die maximal zulässige
Zeitspanne zwischen der Akquisition zweier Offsetbilder ein oberer
Grenzwert festgelegt werden. Zum Beispiel könnte gefordert werden, dass maximal
fünf Minuten
zwischen der Aufnahme der beiden Offsetbilder 22 und 26 verstreichen
dürfen. Auch
in diesem Zusammenhang ist es möglich,
für die
Korrektur des Offsets eine Linearkombination der beiden Offsetbilder 22 und 26 zu
verwenden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
kann das Rechenwerk 24 offsetkorrigierte Röntgenbild 11 einer Bildanalyse
unterziehen. Das Röntgenbild 11 kann beispielsweise
eine so genannte Dunkelreferenzzone aufweisen, auf die keine Röntgenstrahlung 2 fällt und
in der daher kein Röntgensignal
erzeugt wird. In der Dunkelreferenzzone sind die digitalen Rohdaten gleich
den Daten des Offsetbilds, da nur Leckströme und ähnliche Effekte, nicht aber
durch Röntgenstrahlung
hervorgerufene Signale erfasst werden. In der Dunkelreferenzzone
müssten
die digitalen Werte des offsetkorrigierten Röntgenbilds 11 deshalb
gleich Null sein. Das Rechenwerk 24 kann daher so eingestellt werden,
dass nur dann die Aufnahme eines neuen Offsetbilds 26 ausgelöst wird,
wenn die Werte des Röntgenbilds 11 in
der Dunkelreferenzzone einen vorbestimmten Wert über- oder unterschreiten.
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Bei
einer weiteren abgewandelten Ausführungsform können zwei
oder drei der hier beschriebenen Systemparametern dazu verwendet
werden, die Akquisition eines neuen Offsetbilds 26 auszulösen. Beispielsweise
kann die Akquisition des neuen Offsetbilds 26 immer dann
ausgelöst
werden, wenn einer der drei Vergleichsvorgänge die Akquisition des neuen
Offsetbilds 26 erforderlich macht. In einem anderen Fall
wird die Akqui sition des neuen Offsetbilds 26 immer dann
vorgenommen, wenn zwei oder alle drei Vergleichsvorgänge diesen
anfordern.
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Die
hier beschriebene Akquisition der Offsetbilder 22 und 26 bietet
den Vorteil, dass sie nur dann durchgeführt wird, wenn sie erforderlich
ist. Dadurch wird der Arbeitsablauf nur im nötigen Maße gestört. Dies ist insbesondere dann
von Vorteil, wenn schnelle Bildfolgen aufgenommen werden sollen.
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Es
sei angemerkt, dass neben den hier beschriebenen Systemparametern
auch weitere Systemparameter für
die Entscheidung, ob eine Kalibrierung oder eine Offsetbildakquisition
durchgeführt werden
soll, verwendet werden können.
In Frage kommen alle Systemparameter, die einen Einfluss auf die
Kalibrierung und das Offsetverhalten der Bildaufnahmevorrichtung 1 haben.
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Ferner
sei angemerkt, dass der Grenzwert, mit dem der jeweils aktuelle
Systemparameter verglichen wird, nicht notwendig für alle Betriebsarten gleich
ist. Vielmehr können
je nach Betriebsart unterschiedliche Grenzwerte verwendet werden.