DE102004027163B4

DE102004027163B4 - Verfahren zur Kompensation von Bildstörungen bei einer Strahlungsbildaufnahme

Info

Publication number: DE102004027163B4
Application number: DE200410027163
Authority: DE
Inventors: Marcus Dr. Pfister
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2004-06-03
Filing date: 2004-06-03
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2024-06-04
Also published as: DE102004027163A1; JP4799053B2; JP2005342522A; CN100512754C; CN1720860A; US7156554B2; US20050281376A1

Abstract

Verfahren zur Kompensation von Bildstörungen bei einer digitalen Strahlungsbildaufnahme, die durch eine eine Strahlungsquelle, einen Streustrahlenraster und einen digitalen Röntgendetektor wie einen Bildverstärker oder Festkörperbilddetektor umfassende Röntgenanlage erzeugt worden ist, welche Bildstörungen durch Dezentrierung, Defokussierung oder Defekte des Streustrahlenrasters oder den Heel-Effekt hervorgerufen werden und eine Abschwächung der auf den Röntgendetektor einfallenden Primärstrahlung bewirken, wobei zur Messung der Abschwächung mindestens ein Leerbild aufgenommen wird, bei dem sich zwischen der Strahlungsquelle und dem Streustrahlenraster kein Objekt befindet und wobei die tatsächliche Abschwächung der Primärstrahlung durch das Streustrahlenraster gemessen wird und anhand der erfassten Messwerte Korrekturparameter ermittelt werden, mit denen die Strahlungsbildaufnahme korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet,
– dass die Strahlungsbildaufnahme als digitale Bildmatrix mit Spalten und Reihen erfasst und eine die Abschwächung beschreibende Profillinie berechnet wird;
– dass das Zentrum der Abschwächung durch Bestimmen des Minimums der Profillinie festgelegt wird; und
– dass die Geradengleichungen der links und rechts...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation von Bildstörungen bei einer digitalen Strahlungsbildaufnahme, die durch eine eine Strahlungsquelle, einen Streustrahlenraster und einen digitalen Röntgendetektor wie einen Bildverstärker oder Festkörperbilddetektor umfassende Röntgenanlage erzeugt worden ist, welche Bildstörungen durch Dezentrierung, Defokussierung oder Defekte des Streustrahlenrasters oder den Heel-Effekt hervorgerufen werden und eine Abschwächung der auf den Röntgendetektor einfallenden Primärstrahlung bewirken, wobei zur Messung der Abschwächung mindestens ein Leerbild aufgenommen wird, bei dem sich zwischen der Strahlungsquelle und dem Streustrahlenraster kein Objekt befindet und wobei die tatsächliche Abschwächung der Primärstrahlung durch das Streustrahlenraster gemessen wird und anhand der erfassten Messwerte Korrekturparameter ermittelt werden, mit denen die Strahlungsbildaufnahme korrigiert wird.
Streustrahlenraster werden in Röntgenanlagen eingesetzt, damit bei der Durchleuchtung eines Untersuchungsobjekts mit Röntgenstrahlung nur direkte informationstragende Primärstrahlung von der Röntgenröhre zum Detektor gelangt. Die bildverrauschende Streustrahlung wird durch das Streustrahlenraster geblockt, um die Qualität der Strahlungsbildaufnahme zu verbessern. Streustrahlenraster bestehen aus sehr dünnen Bleistreifen, die in Papier eingebettet sind, wobei bis zu 80 Streifen pro Zentimeter verwendet werden.
Diese Bleistreifen des Streustrahlenrasters sind nicht parallel angeordnet, sondern um einen kleinen Winkel gegeneinander gedreht und auf einen bestimmten, optimalen Fokusabstand zwischen der Röntgenröhre und dem Detektor, zum Beispiel 1500 mm, ausgerichtet. In der Praxis werden Röntgenanlagen jedoch bei unterschiedlichen Röhren-Detektor-Abständen betrieben, so dass sie defokussiert sind, wodurch sich Abschattungen im Randbereich der Strahlungsbildaufnahme ergeben. Abschattungen können auch dadurch entstehen, dass die Röhre dezentriert ist, also nicht genau über dem Mittelpunkt des Streustrahlenrasters steht. Als Heel-Effekt wird die Abschwächung von Strahlen auf der Anodenseite durch die Röntgenröhre selbst bezeichnet. Abschattungen können auch durch falsch positionierte oder defekte Raster auftreten. Diese Abschattung nimmt üblicherweise zum Rand hin senkrecht zur Richtung der Bleilamellen zu, während sie in Richtung der Bleilamellen konstant ist.
Problematisch ist dabei, dass die Abschwächung am Rand der Strahlungsbildaufnahme maximal 40 % betragen darf, festgelegt durch die ICE (Convention 606271978). Dadurch wird der zulässige Abstandsbereich zwischen der Röhre und dem Detektor, in dem die Anlage betrieben werden darf, limitiert. Ferner wirken die Abschattungen selbst dann störend, wenn die Anlage in dem gültigen Bereich betrieben wird. Außerdem können die Abschattungen die Diagnose von Krankheitsbildern erschweren.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, diese Abschwächungen durch ein theoretisches Modell zu korrigieren. Die Formel von Boldingh beschreibt die Abschwächung in Abhängigkeit von bestimmten Rasterkenngrößen, zum Beispiel dem Schachtverhältnis r, sowie dem Abstand zwischen der Röntgenröhre und dem Detektor und der Dezentrierung. Es hat sich allerdings gezeigt, dass dieses Modell das Abschwächungsverhalten von Streustrahlenrastern nur ungenau wiedergeben kann. Die sich bei der Anwendung der Formel ergebenden Abweichungen werden darauf zurückgeführt, dass unbekannte Größen wie falsche Rasterpositionierung, Rasterdefekte oder der Heel-Effekt von Boldinghs Formel nicht berücksichtigt werden können.
Aus der JP 11-146 277 A ist ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt, bei dem eine Bildaufnahme eines Phantoms vorgenommen wird und anhand der dabei erfassten Pixeldaten gegebenenfalls vorhandene Bildstörungen kompensiert werden. Dazu werden ein Leerbild aufgenommen und die dabei ermittelten Pixelwerte gespeichert und bei einer „echten" Strahlungsbildaufnahme berücksichtigt.
In der DE 198 60 036 C1 ist ein Verfahren zum Reduzieren von spalten- oder zeilenkorreliertem bzw. teilspalten- oder teilzeilenkorreliertem Rauschen bei einem digitalen Bildsensor sowie Vorrichtung zur Aufnahme von Strahlungsbildern beschrieben, bei dem die Kompensation von Bildstörungen zwingend durch eine Faltungs-Operation erfolgt. Es handelt sich dabei um eine vergleichsweise rechenintensive Signalverarbeitung.
Aus der älteren, nachveröffentlichten DE 103 12 450 A1 ist ein Verfahren zur Kompensation von Bildstörungen bei Strahlungsbildaufnahmen bekannt, bei dem davon ausgegangen wird, dass die Störungen, bezogen auf die geometrische Mitte des Detektors, symmetrisch sind. Das bedeutet, dass dieses Berechnungsverfahren keine Bildstörungen berücksichtigen kann, bei denen das Zentrum der Abschwächung von der Projektion des Zentralstrahls auf die Mitte des Detektors abweicht. Derartige Bildstörungen können beispielsweise durch den Heel-Effekt hervorgerufen werden.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein einfaches Verfahren zur Kompensation der oben beschriebenen Bildstörungen bei einer Strahlungsbildaufnahme anzugeben, dessen Genauigkeit erhöht ist.
Zur Lösung dieses Problems wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die Strahlungsbildaufnahme als digitale Bildmatrix mit Spalten und Reihen erfasst und eine die Abschwächung beschreibende Profillinie berechnet; wobei das Zentrum der Abschwächung durch Bestimmen des Minimums der Profillinie festgelegt wird; und wobei die Geradengleichungen der links und rechts des Minimums liegenden Abschnitte der Profillinie bestimmt werden und als Korrekturparameter dienen.
Anders als bei dem bekannten Verfahren, das auf der Formel von Boldingh beruht, wird die Korrektur der Strahlungsbildaufnahme nicht alleine auf der Grundlage eines theoretischen Modells durchgeführt, sondern das tatsächliche individuelle Abschwächungsprofil des Streustrahlenrasters in der betriebenen Durchleuchtungsanlage wird bestimmt, um die Strahlungsbildaufnahme entsprechend zu korrigieren. Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass sämtliche Einflussfaktoren, die die Strahlungsbildaufnahme beeinflussen, berücksichtigt werden können. Das Verfahren kann auch dann durchgeführt werden, wenn die einzelnen Einflussfaktoren und deren Auswirkung auf die Strahlungsbildaufnahme nicht im Detail bekannt sind. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die tatsächliche Abschwächung gemessen in die sämtliche Einflussfaktoren eingehen. Auf diese Weise können auch unbekannte Parameter, zum Beispiel eine fehlerhafte Lagerung des Streustrahlenrasters oder asymmetrische Effekte wie der Heel-Effekt oder eine Dezentrierung erfasst und korrigiert werden. Das erfindungsgemäße „datengetriebene Modell" gibt daher die tatsächlichen Gegebenheiten wesentlich genauer als ein theoretisches Modell wieder.
Die Strahlungsbildaufnahme liefert als Ergebnis eine Matrix mit Einzelwerten für jeden strahlungssensitiven Pixel des Röntgendetektors, zum Beispiel eines Festkörperbilddetektors. Hierbei können zum Beispiel niedrige Pixelwerte des digitalen Bildes hohen Strahlungseinfall repräsentieren und umgekehrt. Die aufgenommenen Leerbilder von Streustrahlenrastern zeigen, dass die Abschwächung der Primärstrahlung von der Mitte des Streustrahlenrasters, über der sich die Strahlungsquelle befindet, zu den Seiten hin zunimmt. In der dazu senkrechten Richtung in der Ebene des Streustrahlenrasters parallel zur Richtung der Bleilamellen, repräsentiert durch die Spalten des Bildes, kann die Abschwächung in erster Näherung als konstant angenommen werden. Dementsprechend kann aus der Bildmatrix, die ein Flächenprofil der Abschwächung darstellt, durch Aufsummieren der Pixelwerte innerhalb einer Bildspalte eine die Abschwächung beschreibende Profillinie berechnet werden, die repräsentativ für das Streustrahlenraster und die gesamte Röntgenanlage ist.
Die aufsummierten Werte der einzelnen Spalten, die einen eindimensionalen Vektor bilden, können durch mehrfache Tiefpassfilterung geglättet werden. Auf diese Weise können einzelne Extremwerte herausgefiltert werden.
Bei dem Verfahren wird es ferner bevorzugt, dass die als Vektor ausgebildete Profillinie auf Werte zwischen 0 und 1 normiert wird. Zur Normierung wird der Vektor durch seinen Maximalwert geteilt.
Bei dem Verfahren kann es vorgesehen sein, dass für die links und rechts des Minimums liegende Abschnitte der Profillinie die Geradengleichungen der Ausgleichsgeraden der entsprechenden Teile der Profillinie bestimmt werden. Um eine einheitliche Beschreibung des Profils zu erhalten, können die Mittelwerte der Steigungen und Achsenabschnitte der beiden Einzelgeraden bestimmt werden. So können durch eine einzige Ausgleichsgerade die beiden Bereiche rechts und links des Zentrums näherungsweise beschrieben werden.
Bei dem Verfahren kann es weiter vorgesehen sein, dass die Strahlungsbildaufnahme anhand des Minimums der Profillinie und der Steigung der Geradengleichungen korrigiert wird. Das ermittelte Minimum und die Steigungen dienen als Korrekturparameter für die Intensitäten der Strahlungsbildaufnahme. Die Dezentrierung, das heißt die Verschiebung des Strahlermittelpunkts ist bereits bekannt. Ebenso ist die Steigung der Geraden bekannt. Mit diesen Korrekturparametern werden die einzelnen Spalten der Bildmatrix multipliziert, sodass sich korrigierte Bildaufnahmen ergeben, bei denen sich keine Abschwächungseffekte mehr zeigen. Anhand der Korrekturparameter kann eine Korrektur der Bildhelligkeit durchgeführt werden.
Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass mehrere Leerbilder bei verschiedenen Fokusabständen zwischen der Strahlungsquelle und dem Festkörperbilddetektor und/oder verschiedenen Dezentrierungen aufgenommen werden, um den Zusammenhang zwischen dem Abstand Strahlungsquelle-Festkörperbilddetektor sowie der Dezentrierung und den Geradenparametern einschließlich des Profilminimums zu ermitteln. Wenn dieser Zusammenhang bekannt ist, kann die Ausgleichsgerade anschließend für jeden beliebigen Abstand zwischen der Strahlungsquelle und dem Detektor bestimmt werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Röntgenanlage zur Aufnahme von Strahlungsbildaufnahmen, umfassend eine Strahlungsquelle, einen Streustrahlenraster und einen Röntgendetektor. Dabei ist die Röntgenanlage zur Kompensation von Bildstörungen mittels des beschriebenen Verfahrens ausgebildet.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:
1 eine Röntgenanlage;
2 ein Flussdiagramm des Verfahrens; und
3a bis 3c Diagramme mit gemessenen und berechneten Abschwächungsprofilen für verschiedene Abstände zwischen Strahlungsquelle und Detektor.
Die in 1 dargestellte Röntgenanlage 1 besteht aus einer schematisch dargestellten Röntgenröhre 2, einem Streustrahlenraster 3 und einem unterhalb des Streustrahlenrasters angeordneten Detektor 4. Bei der Durchleuchtung eines Objekts 5, das sich zwischen der Röntgenröhre 2 und dem Streustrahlenraster 3 befindet, gelangt direkte informationstragende Primärstrahlung 6 durch das Objekt 5 auf den Detektor 4. Ein Teil der Röntgenstrahlung wird jedoch durch Inhomogenitäten, zum Beispiel Knochen, im Objekt abgelenkt und wird so zu bildverrauschender Streustrahlung. Diese wird anschließend durch die Bleilamellen des Streustrahlenrasters 3 abgeblockt. Auf diese Weise wird verhindert, dass die bildverrauschende Streustrahlung 7 zum Detektor 4 gelangt.
Bei der Röntgenanlage 1 ist die Röntgenröhre 2 vertikal verstellbar, sodass unterschiedliche Abstände zwischen der Röntgenröhre 2 und dem Detektor 4 eingestellt werden können. Da die einzelnen Bleistreifen, aus denen der Streustrahlenraster aufgebaut ist, um einen kleinen Winkel geneigt sind, ist das Streustrahlenraster 3 nur bei einer bestimmten Fokuslänge, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel 1500 mm beträgt, optimal auf die Röntgenröhre 2 ausgerichtet. Wenn die Röntgenanlage mit einem anderen Abstand zwischen der Röntgenröhre 2 und dem Detektor 4 betrieben wird, sodass sie defokussiert ist, entstehen bei dem herkömmlichen Bildaufnahmeverfahren Abschattungen im Randbereich.
2 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Verfahren zur Korrektur von Bildstörungen beruht auf der Berechnung des Abschwächungsprofils des Streustrahlenrasters 3. Dazu werden in dem Schritt 8 verschiedene Leerbilder aufgenommen. Bei einer Leerbildaufnahme befindet sich zwischen der Röntgenröhre 2 und dem Streustrahlenraster 3 kein Objekt. Die Leerbilder spiegeln daher die Abschwächung der Röntgenstrahlung durch das Streustrahlenraster 3 wieder. Für einen bestimmten Abstand zwischen der Röntgenröhre 2 und dem Streustrahlenraster 3 bzw. dem Detektor 4 genügt es, eine einzige Leerbildaufnahme anzufertigen. Das Verfahren sieht jedoch vor, mehrere Leerbilder bei unterschiedlichen Fokuslängen f und/oder bei unterschiedlichen seitlichen Auslenkungen der Röhre (Defokussierung) anzufertigen, sodass die Korrektur sämtlicher Strahlungsbilder möglich ist, unabhängig von dem jeweiligen Fokusabstand.
Nachfolgend wird die Berechnung des Abschwächungsprofils für einen festen Fokusabstand f erläutert. Das digitale Bild liegt als Matrix mit x Spalten und y Zeilen von Intensitätswerten m(ij) vor.
Durch die folgende Gleichung werden die Spalten der Bildmatrix vertikal summiert und man erhält einen eindimensionalen Vektor, der durch mehrfache Tiefpassfilterung geglättet wird (Verfahrensschritte 9, 10):
In dem Verfahrensschritt 11 wird der Vektor normiert, sodass sämtliche Werte zwischen 0 und 1 liegen. Diese Werte entsprechen der prozentualen Abschwächung. Dabei wird angenommen, dass die Abschwächung im Zentrum 0 % und an den abgeschirmten Seiten 100 % beträgt. Das Abschwächungsprofil lautet:
Die Normierung des Vektors ist in dem Flussdiagramm von 2 als Verfahrensschritt 11 angegeben. Das daraus resultierende Abschwächungsprofil besitzt in der Nähe des Zentrums des Streustrahlenrasters 3 sein Minimum, das im Verfahrensschritt 13 durch die folgende Gleichung bestimmt werden kann: xm := ARGMIN(p(x)) (3)
Im Verfahrensschritt 14 wird das Abschwächungsprofil in einen rechten und einen linken Teil aufgeteilt und es wird eine lineare Regression von beiden Teilen berechnet, anschließend werden die entsprechenden Parameter der beiden Einzelglei chungen gemittelt. Auf diese Weise kann das Abschwächungsprofil durch eine Geradengleichung ausgedrückt werden. Die Gleichung der Profillinie lautet: V(x) = M·|x – xm| + Bd (4)
In dieser Gleichung ist M die Steigung des linearen Abschwächungsprofils.
Mit der Formel von Boldingh kann die erwartete Abschwächung der Strahlung in Abhängigkeit des Abstands f zwischen der Röntgenröhre und dem Detektor bei bekannter Dezentrierung (Verschiebung) z für jeden Punkt c berechnet werden:
Durch Umformen erhält man:
In 1 ist unterhalb des Detektors 4 das Abschwächungsprofil V(x) qualitativ dargestellt.
Wobei r eine Kenngröße des Streustrahlenrasters ist, die das sogenannte Schachtverhältnis, die Höhe zur Breite des Papierstreifens, beschreibt.
Der Faktor
ist eine Größe, die die Anwendung der Formel auf Pixel statt auf „Millimeter" erlaubt. Dieser Wert ist der Kehrwert der Pixeldichte. Mit Gleichung (6) und Gleichung (3) kann die Dezentrierung in Millimeter bestimmt werden (Verfahrensschritt 15): z(xm) = F·(xm – Xc)·|1 – f/fo| (8)
Wesentlich ist dabei, dass es keine Rolle spielt, wodurch die Verschiebung hervorgerufen wird. Da das Rechenverfahren von dem tatsächlichen Abschwächungsverhalten ausgeht, können sowohl die Einflüsse des Heel-Effekts als auch die Dezentrierung der Röntgenröhre 2 oder andere Einflüsse berücksichtigt werden.
Nach der Bestimmung der Größen x_m und M kann die Bildkorrektur im Verfahrensschritt 16 durchgeführt werden, indem jede Spalte mit dem Korrekturfaktor:
multipliziert wird. Mit dieser Formel kann eine Korrektur der Bildhelligkeit durchgeführt werden.
Nachfolgend wird beschrieben, wie das Abschwächungsprofil für beliebige Abstände f zwischen der Röntgenröhre und dem Detektor berechnet werden kann. Damit unterschiedliche Abstände f bei der Bildkorrektur berücksichtigt werden können, wird nacheinander eine Reihe von Kalibrierbildern bei verschiedenen Abständen f aufgenommen, anschließend werden die erforderlichen Korrekturparameter berechnet.
Um die Dezentrierung x_m für beliebige Abstände f zu berechnen, werden mit einem Streustrahlenraster mehrere Leerbilder aufgenommen und x_m und z bestimmt. Die Bilder können bei unterschiedlichen Dosen aufgenommen werden. Es wurde herausgefunden, dass zwischen der Dezentrierung und dem Abstand f zwischen der Röntgenröhre und dem Detektor ein linearer Zusammenhang besteht. Anhand der Leerbilder für die Kalibrierung wird für jedes Leerbild die Dezentrierung z(f) bestimmt sowie anschließend die lineare Anpassung der Dezentrierung über dem Abstand f festgelegt. Mit dieser linearen Anpassung kann nun die Dezentrierung x_m für jeden beliebigen Abstand f bestimmt werden, auch zwischen den Kalibrierpunkten.
Um die Bildkorrektur vornehmen zu können, muss auch die Steigung des Abschwächungsprofils für beliebige Abstände f berechnet werden. Für die Berechnung der Profilsteigung stehen zwei Möglichkeiten zur Verfügung.
Bei der ersten Variante wird die Formel von Boldingh zugrunde gelegt und anhand der Messdaten kalibriert. Die Kalibrierung besteht darin, den linearen Zusammenhang MB ≈ K·MD (10)zu errechnen, wobei MD die Steigung der Messdaten ist. K ist ein Kalibrierfaktor und gibt den Zusammenhang zwischen dem aus den gemessenen Daten errechneten Profil und der Formel von Boldingh an. Dabei ist die Randbedingung zu berücksichtigen, dass M_D = 0 für f = f₀ gelten soll. Für beliebige Abstände f wird das Abschwächungsprofil errechnet, indem zunächst die Dezentrierung ermittelt wird. Anschließend wird die Abschwächung nach der Formel von Boldingh berechnet und mit K multipliziert. Dadurch ergibt sich das Abschwächungsprofil für den jeweiligen Abstand f. Die Bildkorrektur des Strahlungsbilds erfolgt dann mit Gleichung (9).
Bei der zweiten Variante wird die Formel von Boldingh nicht verwendet, sondern das Modell beruht vollständig auf den gemessenen Daten. Aus den verschiedenen Kalibrierbildern werden die Steigungen für die rechte und linke Hälfte M_R und M_L durch eine lineare Approximation getrennt für f < f₀ und f > f₀ berechnet. Falls die Röntgenröhre sich im optimalen Fokus befindet gilt die Randbedingung M_R (f₀) = M_L (f₀) = 0, das heißt es ist keine Korrektur erforderlich. Für einen beliebigen Abstand f wird das Abschwächungsprofil durch Berechnung der Dezentrierung bestimmt. Anschließend wird die Steigung des Abschwächungsprofils aus der linearen Approximation der Kalibrierbilder berechnet. Dadurch ergibt sich das Abschwächungsprofil für diesen Abstand f. Die Bildkorrektur der Strahlungsbilds kann wiederum mit Gleichung (9) vorgenommen werden.
Die 3a bis 3c zeigen das gemessene und berechnete Abschwächungsprofil für verschiedene Abstände zwischen der Röntgenröhre und dem Detektor. Die horizontale Achse entspricht der x-Achse von 1. Auf der vertikalen Achse ist die Abschwächung eingetragen, die zwischen 0 und 1 betragen kann. In den 3a bis 3c sind jeweils drei Kurven eingezeichnet. Die Kurve a stellt das geglättete Profil (Ix) dar. Die Kurve b stellt die Abschwächung nach der Formel von Boldingh dar. Die Kurve c zeigt die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren berechnete Abschwächung.
In 3a beträgt der Fokusabstand f = 1500 mm. Es ist zu erkennen, dass die Unterschiede zwischen dem auf den Messwerten beruhenden Profil der Kurve a und den Kurven b und c vergleichsweise gering sind.
3b stellt den Fall dar, wenn der Fokusabstand f = 1150 mm beträgt. Es ist zu erkennen, dass die Kurve c eine wesentlich bessere Approximation der Abschwächung als die Formel von Boldingh (Kurve b) liefert.
Dasselbe gilt für den Fokusabstand f = 1000 mm, der in 3c dargestellt ist. Die Unterschiede zwischen den Kurven a und c betragen lediglich wenige Prozent.
Da die Streustrahlenraster derzeit aus Bleistreifen aufgebaut sind und die Abschwächung somit in einer Richtung, der Richtung der Bleilamellen, konstant ist, genügt die beschriebene eindimensionale Korrektur in Richtung der Spalten. Das Verfahren kann jedoch sinngemäß auf zwei Dimensionen erweitert werden, wenn eine andere Rasterart, zum Beispiel ein Gitter, dies erfordert.

Claims

Verfahren zur Kompensation von Bildstörungen bei einer digitalen Strahlungsbildaufnahme, die durch eine eine Strahlungsquelle, einen Streustrahlenraster und einen digitalen Röntgendetektor wie einen Bildverstärker oder Festkörperbilddetektor umfassende Röntgenanlage erzeugt worden ist, welche Bildstörungen durch Dezentrierung, Defokussierung oder Defekte des Streustrahlenrasters oder den Heel-Effekt hervorgerufen werden und eine Abschwächung der auf den Röntgendetektor einfallenden Primärstrahlung bewirken, wobei zur Messung der Abschwächung mindestens ein Leerbild aufgenommen wird, bei dem sich zwischen der Strahlungsquelle und dem Streustrahlenraster kein Objekt befindet und wobei die tatsächliche Abschwächung der Primärstrahlung durch das Streustrahlenraster gemessen wird und anhand der erfassten Messwerte Korrekturparameter ermittelt werden, mit denen die Strahlungsbildaufnahme korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, – dass die Strahlungsbildaufnahme als digitale Bildmatrix mit Spalten und Reihen erfasst und eine die Abschwächung beschreibende Profillinie berechnet wird; – dass das Zentrum der Abschwächung durch Bestimmen des Minimums der Profillinie festgelegt wird; und – dass die Geradengleichungen der links und rechts des Minimums liegenden Abschnitte der Profillinie bestimmt werden und als Korrekturparameter dienen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profillinie durch Aufsummieren der Spalten berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus den aufsummierten Spalten der Bildmatrix ein eindimensionaler Vektor gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Profillinie vorzugsweise durch mehrfache Tiefpassfilterung geglättet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die als Vektor ausgebildete Profillinie auf Werte zwischen 0 und 1 normiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Geradengleichungen der links und rechts des Minimums liegenden Abschnitte der Profillinie durch lineare Regression bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gennzeichnet, dass die Strahlungsbildaufnahme anhand des Minimums der Profillinie und der Steigung der Geradengleichungen als Korrekturparameter korrigiert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gennzeichnet, dass anhand der Korrekturparameter eine Korrektur der Bildhelligkeit durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Leerbilder bei verschiedenen Abständen zwischen der Strahlungsquelle und dem Röntgendetektor aufgenommen werden, um den Zusammenhang zwischen dem Abstand Strahlungsquelle-Röntgendetektor und der Dezentrierung zu ermitteln.
Röntgenanlage zur Aufnahme von Strahlungsbildaufnahmen mit einer Strahlungsquelle, einem Streustrahlenraster und einem Röntgendetektor, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Kompensation von Bildstörungen gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.