DE102008034580A1 - Filter's position and absorption level automatically adjusting method for use during medical x-ray imaging of patient, involves determining unfiltered x-ray image and adjusting new position and/or new absorption level of filter - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Anpassung der Position und/oder des Absorptionsgrads von einem zur Reduzierung einer Überstrahlung von Bildbereichen in einer ersten Position positionierten Filter in einem Röntgengerät gemäß dem Patentanspruch 1 sowie ein Röntgengerät zur Durchführung eines derartigen Verfahrens gemäß dem Patentanspruch 8.The The invention relates to a method for automatically adapting the Position and / or the degree of absorption of one for the reduction an overexposure of image areas in a first position positioned filter in an X-ray machine according to the Claim 1 and an X-ray apparatus for performing such a method according to the claim 8th.
In der medizinischen Röntgenbildgebung müssen oftmals Untersuchungsobjekte durchstrahlt werden, die eine hohe radiologische Dynamik aufweisen. So sind häufig stark absorbierende Bereiche wie zum Beispiel die Wirbelsäule direkt benachbart zu Bereichen, die eine hohe Transmission aufweisen wie zum Beispiel die Lunge. Da für ein gutes Signal-zu-Rausch-Verhältnis in den stark absorbierenden Bereichen eine hohe Röntgendosis benötigt wird, wird diese hohe Dosis automatisch auch für Bereiche mit hoher Transmission verwendet, wodurch es in diesen Bereichen zu einer unnötigen Strahlenbelastung kommt. Um im gesamten Röntgenbild eine gute Erkennbarkeit zu gewährleisten, muss mit Hilfe von Bildverarbeitungssoftware (z. B. Harmonisierungssoftware) das Röntgenbild nachverarbeitet werden, da es in den Bereichen zu Überstrahlung kommt, die eine hohe Transmission aufweisen. Eine solche Bildnachverarbeitung beinhaltet aber immer das Risiko, dass Artefakte in das Röntgenbild hineingerechnet werden, die vom Betrachter als solche nicht identifiziert werden können und somit die Qualität des Röntgenbildes reduziert wird.In Medical X-ray imaging often needs Examination objects to be irradiated that have a high radiological Have momentum. So are often highly absorbent areas like for example, the spine directly adjacent to areas, which have a high transmission such as the lungs. As for a good signal-to-noise ratio in the strongly absorbing areas a high x-ray dose is needed, this high dose is also automatically for Areas of high transmission are used, which makes it in these Areas to unnecessary radiation exposure comes. Around to ensure good visibility throughout the radiograph must with the help of image processing software (eg harmonization software) The X-ray image will be post-processed as it is in the areas over-radiation occurs, which have a high transmission. However, such image post-processing always involves the risk that artifacts are included in the X-ray image, which can not be identified by the viewer as such and thus reduces the quality of the X-ray image becomes.
Zur
Lösung der Probleme wird im dem Stand der Technik mit Hilfe
von zusätzlich lokal in den Strahlengang der Röntgenstrahlung
gebrachten Filtern die radiologische Dynamik reduziert. Diese Filter werden
in der medizinischen Röntgenbild gebung zwischen der Strahlungsquelle
und dem Patienten angeordnet, um zusätzlich von der Dosiseinsparung zu
profitieren. Die lokalen Filter können entweder manuell
oder automatisch eingebracht werden. Für ein automatisches
Positionieren von lokalen Filtern werden zum Beispiel Bilder nach Überstrahlungen
abgesucht. Aus der
Eine Veränderung der Angulation oder eine Verschiebung der Durchleuchtungsachse führt allerdings zu Problemen bei der erneuten Positionierung des lokalen Filters, da nun der Filter bereits positioniert wurde und damit bereits in die Dynamik des Bildes eingreift.A Alteration of the angulation or a shift of the fluoroscopic axis leads to problems with the repositioning of the local filter, because now the filter has already been positioned and thus already intervening in the dynamics of the image.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welches kontinuierlich und insbesondere auch bei Bewegungen des Aufnahmesystems eine Überstrahlung von Bereichen bei der Aufnahme von Röntgenbildern verhindert; des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein für die Durchführung des Verfahrens geeignetes Röntgengerät bereitzustellen.It It is an object of the present invention to provide a method which continuously and especially during movements of the Recording system an over-radiation of areas in the Recording of X-ray images prevented; furthermore It is an object of the invention, one for the implementation provide the method suitable X-ray machine.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur automatischen Positionsanpassung eines Filters in einem Röntgengerät gemäß dem Patentanspruch 1 und von einem Röntgengerät gemäß dem Patentanspruch 8; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.The The object is achieved by a method for automatic position adjustment of a filter in an X-ray machine according to the Claim 1 and of an X-ray device according to the Claim 8; advantageous embodiments of the invention are each subject of the dependent claims.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann dadurch, dass bei bereits positioniertem Filter auf ein aktuelles Röntgenbild zurückgegriffen und aus diesem mittels einer Bildverarbeitungseinheit, insbesondere mit einer Bildverarbeitungssoftware, der Einfluss des Filters herausgerechnet wird, anhand des ungefilterten Röntgenbildes schnell und einfach überprüft werden, ob die Positionierung und/oder der Absorptionsgrad des Filters noch dazu geeignet sind, die Überstrahlung in den Röntgenbildern zu reduzieren und die Qualität des Röntgenbildes zu steigern. Ohne die Erfindung müsste erst auf aufwändige Art der Filter aus dem Strahlengang entfernt werden, um dieselbe Überprüfung durchzuführen. Nach der Überprüfung kann eine neue Position oder neuer Absorptionsgrad bestimmt und eingestellt werden, sofern die aktuelle Position und der aktuelle Absorptionsgrad nicht mehr passen. Insbesondere ist die Erfindung in der Lage, im Fall von Angulationsänderungen oder Verschiebungen der Durchleuchtungsachse bei Aufnahmeabfolgen auf schnelle Art und Weise hochqualitative Röntgenaufnahmen bei möglichst geringer Röntgendosis zu gewährleisten.at the process according to the invention can thereby in the case of an already positioned filter, a current X-ray image is used and from this by means of an image processing unit, in particular with an image processing software, the influence of the filter excluded becomes fast and easy on the basis of the unfiltered x-ray image Just check if the positioning and / or the degree of absorption of the filter are still suitable, the blooming in the x-ray images and reduce the quality increase the X-ray image. Without the invention would have only on consuming type of filter from the beam path be removed to perform the same check. After checking can be a new position or new degree of absorption can be determined and adjusted, provided that current position and the current degree of absorption no longer fit. In particular, the invention is capable of, in the case of angulation changes or displacements of the fluoroscopic axis during recording sequences high-quality X-rays in a fast way to ensure at the lowest possible X-ray dose.
Das erfindungsgemäße Röntgengerät zur Durchführung des Verfahrens umfasst ein Aufnahmesystem bestehend aus einer Röntgenquelle und einem Röntgendetektor zur Aufnahme eines Röntgenbildes, einen Filter mit zumindest einem positionierbaren Filterelement zur Filterung eines von der Röntgenquelle ausgesendeten Röntgenstrahles, eine Steuereinheit zur Ansteuerung der Filterelemente, eine Bildverarbeitungseinheit zur Bearbeitung des Röntgenbildes, und eine Speichereinheit.The Inventive X-ray device for carrying out the method comprises a recording system consisting of an X-ray source and an X-ray detector for receiving an X-ray image, a filter with at least a positionable filter element for filtering one of the x-ray source emitted X-ray beam, a control unit for driving the filter elements, an image processing unit for editing of the X-ray image, and a storage unit.
Unter einem Filter ist eine Vorrichtung zur Filterung von Röntgenstrahlung zu verstehen, wobei ein Filter aus einem oder mehreren. Filterelementen bestehen kann, welche lokal unterschiedlich positioniert sein können. In diesem Zusammenhang ist unter der ersten Position des Filters zu verstehen, dass jedes einzelne Filterelement eine bestimmte Position innehat, und unter der ersten Stärke des Filters ist zu verstehen dass jedes einzelne Filterelement einen bestimmten (nicht zwangsläufig gleichmäßigen) Absorptionsgrad aufweist. Der Absorptionsgrad ist dabei ein Maß für die von dem Filterelement absorbierte Intensität.By a filter is meant a device for filtering X-radiation, wherein a filter of one or more. Filter elements may exist, which may be locally differently positioned. In this context, the first position of the filter means that each individual filter element has a specific position, and the first strength of the filter means that each individual filter element has a certain (not necessarily uniform) degree of absorption. The degree of absorption is a measure of the intensity absorbed by the filter element.
In vorteilhafter Weise für eine besonders zeitnahe Überprüfung und eine besonders gute Qualität der Röntgenbilder wird auf das jeweils zuletzt aufgenommene Röntgenbild zugegriffen.In advantageous for a particularly timely review and a particularly good quality of the X-ray images the last recorded X-ray image is accessed.
Nach
einer Ausgestaltung der Erfindung wird eine neue Position und/oder
ein neuer Absorptionsgrad des Filters bestimmt, indem das ungefilterte Röntgenbild
in mehrere Regionen unterteilt wird, ein Durchschnittswert der Grauwerte
für jede der Regionen bestimmt wird, die Durchschnittswerte
der Regionen mit einem vorbestimmten Minimalgrauwert verglichen
werden, bei Unterschreiten des Minimalgrauwertes die jeweilige Region
als Überstrahlungsregion bestimmt wird, und die neue Position
und/oder der Absorptionsgrad des Filters derart gewählt
wird, dass die Überstrahlungsregionen gefiltert werden.
Die neue Position und/oder der Absorptionsgrad des Filters können
zum Beispiel derart gewählt werden, dass die Helligkeit
der überstrahlten Bereiche der Helligkeit der nicht überstrahlten
Bereiche angeglichen wird. Details zur Bestimmung einer neuen Position
des Filters sind aus der Veröffentlichungsschrift
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verwendet die Bildverarbeitungseinheit zur Bestimmung des ungefilterten Röntgenbildes Informationen über die Position des Filters bei Aufnahme des Röntgenbildes, über das Absorptionsverhalten des Filters in Abhängigkeit von der Röhrenspannung bei Aufnahme des Röntgenbildes und/oder über eine Verwendung weiterer Filter bei Aufnahme des Röntgenbildes. Anhand dieser Informationen ist ein eindeutiger und zuverlässiger Rückschluss auf das ungefilterte Röntgenbild möglich.To Another embodiment of the invention uses the image processing unit to determine the unfiltered X-ray image information about the position of the filter when recording the X-ray image, about the absorption behavior of the filter as a function of the tube voltage when taking the radiograph and / or via the use of additional filters when recording of the x-ray image. Based on this information is a clear and reliable inference the unfiltered x-ray image possible.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Positionsanpassung dann durchgeführt, wenn seit der Positionierung des Filters in der ersten Position und/oder der Einstellung des ersten Absorptionsgrads eine Bewegung einer Komponente, insbesondere einer Röntgenquelle und/oder eines Röntgendetektors oder einer die Röntgenquelle und den Röntgende tektor halternden Halterung, des Röntgensystems erfolgt ist. Auf diese Weise wird nur dann eine Überprüfung durchgeführt, wenn tatsächlich die Wahrscheinlichkeit besteht, dass eine Änderung der Positionierung oder des Absorptionsgrads des Filters notwendig ist. Ohne eine Bewegung einer Komponente ist eine Anpassung nicht notwendig. Zweckmäßigerweise wird mittels einer Systemsteuerung des Röntgensystems überprüft, ob die Bedingung, also die Bewegung zumindest einer Komponente, erfüllt ist und bei Erfüllung der Bedingung wird die Anpassung der Position und/oder des Absorptionsgrads durchgeführt.To Another embodiment of the invention is the position adjustment then performed, if since the positioning of the filter in the first position and / or the setting of the first degree of absorption a movement of a component, in particular an X-ray source and / or an X-ray detector or an X-ray source and the X-ray detector holder holder, the X-ray system is done. That way, only then will a review performed when actually the probability exists that a change of positioning or the Absorbency of the filter is necessary. Without a movement of a component an adaptation is not necessary. Conveniently, is checked by means of a system control of the X-ray system, whether the condition, ie the movement of at least one component, is fulfilled and if the condition is fulfilled the Adaptation of the position and / or the degree of absorption performed.
In vorteilhafter Weise wird die Anpassung der Position und/oder des Absorptionsgrads in vorgegebenen regelmäßigen Zeitabständen durchgeführt.In Advantageously, the adjustment of the position and / or the Absorbency in given regular Time intervals performed.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Röntgengerät derart ausgestaltet, dass die Röntgenquelle, der Röntgendetektor und die Blende von einer gemeinsamen Halterung, insbesondere einem C-Bogen, gehaltert werden.To Another embodiment of the invention is the X-ray machine configured such that the X-ray source, the X-ray detector and the aperture of a common holder, in particular a C-arm, to be held.
In vorteilhafter Weise für eine einfache und zuverlässige Bildverarbeitung wird die Bildverarbeitungseinheit von einem PC mit einer Bildverarbeitungssoftware gebildet.In Advantageous for a simple and reliable Image processing is the image processing unit from a PC formed with an image processing software.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß Merkmalen. der Unteransprüche werden im Folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert, ohne dass dadurch eine Beschränkung der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele erfolgt; es zeigen:The Invention and further advantageous embodiments according to features. The dependent claims are described below with reference to schematically illustrated embodiments in the drawing explained, without thereby limiting the Invention is carried out on these embodiments; show it:
In
der
In
der
Wird
nun bei dem Beispiel der nebeneinander abgebildeten Wirbelsäule
und Lunge der Bildbereich derart verschoben, dass die Wirbelsäule
nun einen größeren Bereich des Bildes einnimmt,
so ergibt sich ein Überlapp zwischen der Abbildung der
Wirbelsäule und dem bereits in einer ersten Position mit
einer ersten Stärke positionierten Filter, was zu einem dunklen
Streifen im Röntgenbild führt. Der dunkle Streifen
wird da durch hervorgerufen, dass der Filter einen Bereich des Röntgenbildes
filtert, der gar nicht überstrahlt ist. Nach dem Stand
der Technik existiert für dieses Problem nur die Lösung,
den Filter vollständig zu entfernen und ein neues Röntgenbild
aufzunehmen, um anhand dieses Röntgenbildes eine neue Position
und einen neuen Absorptionsgrad des Filters zu ermitteln. Die Erfindung
sieht eine schnelle und aufwandslose Lösung dieses Problems
vor:
In der
In the
Anhand
des errechneten ungefilterten Röntgenbildes kann nun erneut
in einem weiteren Schritt
Ein
für die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens geeignetes Röntgengerät
Die Erfindung lässt sich in folgender Weise kurz zusammenfassen: Für eine konstante Reduzierung von Überstrahlung auch bei Bewegungen insbesondere des Aufnahmesystems eines Röntgengeräts ist ein Verfahren zur automatischen Anpassung der Position und/oder des Absorptionsgrads von einem zur Reduzierung einer Überstrahlung von Bildbereichen in einer ersten Position positionierten Filter mit einem ersten Absorptionsgrad in einem Röntgengerät mit folgenden Schritten:
- – Zugreifen auf Bilddaten eines aufgenommenen Röntgenbildes, welches mit dem Filter in der ersten Position und/oder mit dem ersten Absorptionsgrad aufgenommen wurde,
- – Verwendung einer Bildverarbeitungseinheit zur Bestimmung eines ungefilterten Röntgenbildes, welches im Wesentlichen dem aufgenommenen Röntgenbild ohne die Verwendung des Filters entspricht, aus den Bilddaten des aufgenommenen Röntgenbilds,
- – Bestimmung einer neuen Position und/oder eines neuen Absorptionsgrads des Filters auf der Basis des erhaltenen ungefilterten Röntgenbildes,
- – Einstellen der neuen Position und/oder des neuen Absorptionsgrads des zumindest einen Filters.
- Accessing image data of a recorded X-ray image taken with the filter in the first position and / or with the first absorption degree,
- Use of an image processing unit for determining an unfiltered X-ray image, which essentially ent ent the X-ray image without the use of the filter ent speaks, from the image data of the recorded X-ray image,
- Determination of a new position and / or a new absorption coefficient of the filter on the basis of the obtained unfiltered X-ray image,
- - Adjusting the new position and / or the new degree of absorption of the at least one filter.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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