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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur von Abbildungsfehlern,
insbesondere von Verzeichnungen, bei einem Röntgenbildverstärkersystem,
welches eine Bildwandlerröhre
zur Umwandlung von einfallender Röntgenstrahlung in sichtbares
Licht und ein der Bildwandlerröhre
optisch nachgeschaltetes digitales Kamerasystem umfasst, wobei das
Kamerasystem einen Bildsensor zur Umwandlung des einfallenden sichtbaren
Lichtes in Digitalbilder aufweist, und wobei eine elektronische
Bildverarbeitungseinheit zur Nachbearbeitung der Digitalbilder vorgesehen
ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein zugehöriges Röntgenbildverstärkersystem.
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Ein
Röntgenbildverstärker wird
bevorzugt in der medizinischen Röntgendiagnostik
aber auch in der Materialprüfung
eingesetzt. Er wandelt in einer auch als Bildwandlerröhre (kurz:
Bildwandler oder Bildverstärker)
bezeichneten Elektronenröhre
einfallende Röntgenstrahlung
in sichtbares Licht um und verstärkt
analog zu einem optischen Bildverstärker das Signal. Dabei erfolgt
eine Abbildung des Röntgen-Eingangsfensters
auf ein zumeist kleineres optisches Ausgangsfenster. Durch geeignete
Wahl der Parameter des Bildverstärkers
(z. B. Beschleunigungsspannung, Elektronenoptik) lässt sich
die Vergrößerung bzw.
Verkleinerung des Bildes vom Eingangs- zum Ausgangsschirm steuern.
Dies wird auch „Zoom” genannt.
Das aus dem Ausgangsfenster der Bildwandlerröhre austretende sichtbare Licht
wird durch eine Optik auf den Bildaufnehmer oder Bildsensor einer
Digitalkamera abgebildet und dort in elektronisch verarbeitbare
Digitalbilder oder Videosequenzen umgewandelt, die sich auf einem
Display einer zugehörigen
Anzeigevorrichtung anzeigen lassen.
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Vor
der Anzeige auf dem Display werden die Rohdaten des Bildaufnehmers
oder Bildsensors üblicherweise
in einer elektronischen Bildverarbeitungseinheit aufbereitet. In
der Bildverarbeitungseinheit werden verschiedene Bildverarbeitungsalgorithmen auf
das Kamerabild angewandt, z. B. Dunkelstromkorrektur, Hellbildkorrektur,
Schärfenkorrektur,
Drehen, etc. Die Ausgestaltung der Bildverarbeitung hängt vom
Einsatzzweck des Bildverstärkersystems ab.
Es müssen
nicht alle der aufgeführten
Funktionen realisiert sein. Die Bildverarbeitung kann in die Kamera
(und damit in das Bildverstärkersystem)
integriert sein oder getrennt aufgebaut sein. Es ist auch möglich, dass
nur einige Funktionen intern in der Kamera realisiert werden, andere
Funktionen aber extern. Bei einfachen Aufgabenstellungen kann die Bildverarbeitungseinheit
auch komplett entfallen, bei den meisten Anwendungen werden aber
mindestens rudimentäre
Bildverarbeitungsfunktionen bereit gestellt.
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Die
Bildwandlerröhre
des Röntgenbildverstärkers beruht
auf den Prinzipien der Elektronenoptik. Er ist daher sehr empfindlich
gegenüber
einem Magnetfeld, da dieses die Elektronen durch die Lorentzkraft
von ihrer Bahn ablenkt. Dies äußert sich
in Abbildungsfehlern, insbesondere in Bildverzerrungen oder Verzeichnungen
(z. B. kissenförmige
oder tonnenförmige
Verzeichnungen). Das zu lösende
Problem besteht darin, die durch ein Magnetfeld erzeugten Bildverzerrungen
zu vermeiden oder zu kompensieren. Bereits das Erdmagnetfeld hat
einen sichtbaren Einfluss auf die Bildverzerrung. Daher kann auf entsprechende
Maßnahmen
in der Regel nicht verzichtet werden.
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Ein
Lösungsansatz
ist, die Magnetfelder gegenüber
dem Bildverstärker
abzuschirmen. Dazu wird z. B. so genanntes μ-Metall verwendet, das eine Hülle um den
Bildverstärker
bildet. Dieser Ansatz wird bisher vornehmlich verwendet, auch in
Verbindung mit anderen, im Folgenden vorgestellten Lösungsansätzen. Das
größte Problem
stellt bei diesem Ansatz das Eintrittsfenster dar. In diesem Bereich
ist der Einsatz eines Abschirmmaterials in der notwendigen Materialstärke nicht
möglich,
da die hohe Röntgenabsorption
an der Metallfolie ei ne starke Erhöhung der einfallenden Röntgenintensität erforderlich
machen würde,
um eine akzeptable Bildqualität
zu erzielen. Dies ist entweder prinzipiell nicht ohne weiteres möglich oder
etwa in der medizinischen Röntgendiagnostik
sehr unerwünscht,
weil dies zu einer stark erhöhten
Patientendosis führen würde. Aus
diesem Grund sind in der Regel nur die Seitenflächen des Röntgenbildverstärkers ausreichend
stark abgeschirmt, das Eingangsfenster ist jedoch nicht oder nur
sehr schwach abgeschirmt. In diesem Bereich werden allenfalls Folien
mit einer Stärke
von 25 μm
verwendet, die in der Herstellung sehr aufwendig und teuer sind.
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Zusätzlich oder
alternativ zur Abschirmung mit μ-Metall
gibt es den Ansatz, die äußeren Magnetfelder
durch ein geeignet erzeugtes Gegenfeld zu kompensieren. Durch eine
Spulenanordnung um den Bildverstärker
wird ein zusätzliches
Magnetfeld erzeugt, das den Einfluss des Erdmagnetfeldes auf das Bild
aufhebt. Dazu wird das äußere Magnetfeld
durch eine Magnetfeldsonde vermessen und über eine Elektronik ein passender
Strom für
die Spulenanordnung erzeugt. Allerdings ist die Ausrüstung des
Bildverstärkers
mit geeigneten Spulen und mit einer verlässlichen Regelanordnung für deren
Strombeaufschlagung relativ aufwendig und kostenintensiv. Insbesondere
bei nicht-stationären
Systemen kann sich nämlich
das Magnetfeld und damit die Art und die Stärke der Bildverzerrung je nach
Verfahrweg und Ausrichtung der Anlage im Raum schnell ändern.
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Auch
ohne ein Magnetfeld zeigt ein Bildverstärker eine Bildverzerrung. Die
dem Bildverstärker folgende
Optik kann das Bild ebenfalls verzerren. Diese statischen Verzerrungen
sollten nach Möglichkeit
ebenfalls unterdrückt
oder kompensiert werden.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Korrektur von Abbildungsfehlern, insbesondere von magnetfeldbedingten
Verzeichnungen, anzugeben, welches sich bei einem Röntgenbildverstärkersystem
der eingangs genannten Art besonders einfach und kostengünstig implemen tieren
lässt,
und welches auch bei nicht-stationären Anlagen jederzeit zuverlässige Resultate
liefert. Des Weiteren soll ein zugehöriges Röntgenbildverstärkersystem
angegeben werden, das für
eine besonders zuverlässige
Korrektur von Abbildungsfehlern ausgelegt ist.
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In
Bezug auf das Verfahren wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, indem
- • mit
Hilfe einer innerhalb der Bildwandlerröhre oder in ihrer Umgebung
angeordneten Magnetfeldsonde Kenndaten eines in der Bildwandlerröhre anwesenden
Magnetfeldes ermittelt werden,
- • anhand
der ermittelten Kenndaten ein aus der Anwesenheit des Magnetfeldes
resultierender Abbildungsfehler quantitativ bestimmt wird,
- • darauf
basierend ein oder mehrere Parameter einer zur Korrektur des Abbildungsfehlers
führenden
Korrekturabbildung bestimmt werden, und
- • die
so festgelegte Korrekturabbildung in der elektronischen Bildverarbeitungseinheit
auf die Digitalbilder angewandt wird.
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Das
derart nachbearbeitete, um die Abbildungsfehler bereinigte Digitalbild
kann dann beispielsweise auf einem Display einer zugehörigen Anzeigeeinheit
angezeigt oder auf sonstige Weise elektronisch weiter verarbeitet
werden.
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Die
Erfindung geht von der Überlegung
aus, dass in erster Linie das Erdmagnetfeld und andere statische
Magnetfelder für
die Bildverzerrung im Röntgenbildverstärkersystem
verantwortlich sind. Aufgrund ihrer Inhomogenität wirken sich diese Magnetfelder
je nach Position des Bildverstärkers
im Raum unterschiedlich aus. Es wäre daher bei einem nicht-stationären, verfahrbaren
System beispielsweise möglich,
die Bildverzerrung für
verschiedene Raumpositionen, etwa für die Endpunkte möglicher Verfahrwege,
experimentell zu bestimmen und mittels elektronischer Bildverarbeitung
auszugleichen. Die Bildver zerrung würde also für eine Anzahl von vorab festgelegten
Verfahrpositionen einmalig in der Art einer Eichmessung bestimmt
und die so ermittelten, positionsbezogenen Verzerrungsparameter
würden
entsprechend abgespeichert. Anhand dieser Daten ließen sich
die später
an diesen Positionen aufgenommenen Bilder korrigieren. Eine derartige
Vorgehensweise hätte
aber den Nachteil, dass nur bestimmte Raumpositionen hinsichtlich
der dort vorliegenden Bildverzerrung vermessen wären. Die Anlagensteuerung müsste sicherstellen,
dass bevorzugt nur die vorab vermessenen Raumpositionen angefahren
werden. Dynamische Variationen der lokalen Magnetfeldstärke, z.
B. aufgrund umliegender elektrischer Anlagen und Installationen
oder durch eine zeitlich variierende Abschirmung des Erdmagnetfeldes,
könnten
auf diese Weise jedoch gar nicht erfasst und bei der Korrektur der
Abbildungsfehler berücksichtigt
werden.
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Zur
Vermeidung derartiger Schwierigkeiten wird daher vorliegend in der
Nähe oder
auch innerhalb des Bildverstärkers,
d. h. der Bildwandlerröhre, eine
Magnetfeldsonde montiert. Basierend auf den Messwerten der Sonde
wird mittels eines physikalischen/mathematischen Modells die aus
der Anwesenheit des Magnetfeldes in der Bildwandlerröhre resultierende
Bildverzerrung berechnet. Durch „Rückrechnen” wird dann eine geeignete
Korrekturabbildung bzw. Bildtransformation ermittelt. Diese Korrekturabbildung
wird in der Art eines Graphikfilters in der elektronischen Bildverarbeitungseinheit
auf die von der Digitalkamera aufgenommenen Digitalbilder angewandt.
Das heißt,
die magnetfeldbedingte Bildverzerrung wird durch eine zielgerichtete
und automatisierte elektronische Bildverarbeitung kompensiert.
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Das
Modell beschreibt den Zusammenhang zwischen gemessener Magnetfeldstärke und
-richtung und der resultierenden Bildverzerrung unter Berücksichtigung
des aktuellen Zoom-Formates des Bildverstärkers. Für die Realisierung dieses Modells gibt
es verschiedene Lösungsansätze. Der
Zusammenhang kann beispielsweise durch mathematische Formeln beschrieben
werden, die sich aus der Physik des Bildverstärkers ergeben, etwa in der
Art einer ersten Näherung,
eventuell ergänzt
durch Korrekturterme höherer
Ordnung. Es ist auch möglich,
die Bildverzerrung für
verschiedene Magnetfeldstärken
und -richtungen sowie Zoom-Faktoren experimentell auszumessen und
in einer Tabelle bzw. in einer Datenbank abzulegen. Vorzugsweise
wird diese Messung nur an einem Muster aus einer Serie von Bildverstärkern durchgeführt und
lässt sich
dann auf die ganze Serie übertragen.
Es ist auch möglich,
mathematische und experimentelle Verfahren zu kombinieren. Dabei
werden nur Teilaspekte der Bildverzerrung mathematisch beschrieben,
andere Teilaspekte aufgrund der experimentell ermittelten, empirischen Werte.
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Das
Magnetfeld ist ein Vektorfeld mit drei Komponenten. Vorzugsweise
wird die Magnetfeldsonde so eingerichtet und am Bildverstärker angebracht,
dass die von ihr ermittelten Komponenten des Magnetfeldes zueinander
orthogonale Bildverzerrungen verursachen. Dadurch reduziert sich
der Rechenaufwand für
das Modell, da durch die damit bewirkte Entkopplung – jedenfalls
in guter Näherung – jede Raumrichtung
einzeln betrachtet werden kann. Je nach geforderter Qualität der Kompensation
kann es auch ausreichend sein, lediglich eine oder zwei der Magnetfeldkomponenten
zu bestimmen.
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Das „Rückrechnen” von der
magnetfeldbedingten Bildverzerrung auf die zur Korrektur benötigte Abbildung
erfolgt beispielsweise durch direkte, iterative oder numerische
Invertierung der zugrunde liegenden Modellgleichungen oder anhand
von Tabellen bzw. Datenbankrelation. Das Rückrechnen der Bildverzerrung
wird vorzugsweise so realisiert, dass es in einem Schritt mit einer
eventuell vorhandenen Korrektur der statischen Bildverzerrung des
Bildverstärkers
und der angeschlossenen Optik sowie mit einer eventuell implementierten
Bilddrehung vorgenommen wird. Vorteilhafterweise werden derartige Operationen
in Echtzeit vorgenommen, so dass auf dem zugehörigen Display stets das aktuelle,
fehlerbereinigte Bild zu sehen ist.
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Es
ist vorteilhaft, wenn die Korrektur der Bildverzerrung durch Bildverarbeitung
direkt in der Kamera vorgenommen wird, die zugehörige Auswerteeinheit mit dem
in ihr implementierten Modellsystem also in die Kamera integriert
ist. Weiterhin bietet es sich an, die Magnetfeldsonde ebenfalls
als Bestandteil der Kamera, also außerhalb der Bildwandlerröhre, zu
montieren. Auch bei einer Montage der Magnetfeldsonde an der Kamera
ist die Magnetfeldsonde im Normalfall fest mit der Bildwandlerröhre verbunden
und folgt damit deren Bewegung im Raum.
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Dabei
ist es insbesondere in dem Fall, dass die Bildwandlerröhre mit μ-Metall magnetisch
von der Umgebung abgeschirmt ist, vorteilhaft, wenn die charakteristischen
Kenndaten für
das im Inneren der Bildwandlerröhre
anwesende Magnetfeld anhand eines bekannten Abschirmfaktors oder
einer bekannten Abschirmfunktion aus dem außerhalb der Bildwandlerröhre gemessenen
Magnetfeld abgeleitet werden. Derartige Abschirmfaktoren oder Abschirmfunktionen
können
insbesondere im Auswertemodell enthalten sein. Sie können gegebenenfalls
im Rahmen einer einmaligen Eichmessung vorab ermittelt werden. Abgesehen
von derartigen Abschirmungseffekten ist die vergleichsweise geringfügige räumliche Diskrepanz
zwischen dem Anbringungsort der Magnetfeldsonde am Kamerasystem
und dem Innenraum der Bildwandlerröhre in der Regel zu vernachlässigen,
da sich natürlichen
Inhomogenitäten
des (Erd-)Magnetfeldes üblicherweise
auf derart kleinen Skalen kaum bemerkbar machen.
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In
Bezug auf die Vorrichtung wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch
ein Röntgenbildverstärkersystem
der eingangs genannten Art, wobei
- • innerhalb
der Bildwandlerröhre
oder in ihrer Umgebung eine Magnetfeldsonde angeordnet ist, die Kenndaten
eines in der Bildwandlerröhre
anwesenden Magnetfeldes ermittelt,
- • eine
dateneingangsseitig mit der Magnetfeldsonde und datenausgangsseitig
mit der Bildverarbeitungseinheit verbundene elektronische Auswertungseinheit
vorgesehen ist, die derart konfiguriert ist, dass sie anhand der
ermittelten Kenndaten einen aus der Anwesenheit des Magnetfeldes
resultierenden Abbildungsfehler quantitativ bestimmt und darauf
basierend einen oder mehrere Korrekturparameter einer zur Korrektur
des Abbildungsfehlers führenden
Korrekturabbildung bestimmt, und
- • die
Bildverarbeitungseinheit derart konfiguriert ist, dass sie die durch
die übermittelten
Korrekturparameter festgelegte Korrekturabbildung auf die Digitalbilder
anwendet.
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Vorteilhafterweise
ist dabei die Magnetfeldsonde in das Kamerasystem integriert, ebenso
die elektronische Auswerteeinheit mit dem in ihr beispielsweise
softwaremäßig implementierten
Auswertungsmodell.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass je nach Qualitätsanforderungen
auf eine bislang obligatorische μ-Metall Abschirmung
des Bildverstärkers
verzichtet oder diese einfacher ausgeführt werden kann. Da die μ-Metall Abschirmung
sowohl hohe Materialkosten als auch aufwendige Prozessschritte erfordert,
lässt sich
so eine Kostenreduktion erreichen. Alternativ kann das erfindungsgemäße Konzept
zusätzlich
zu einer μ-Metall
Abschirmung eingesetzt werden, um die Bildqualität weiter zu verbessern.
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Gegenüber der
Kompensation der Magnetfelder durch eine Spulenanordnung hat die
Erfindung den Vorteil, dass sie sich kostengünstiger realisieren lässt. Die
Kosten für
die Spulenanordnung und die Elektronik zum Erzeugen und Regeln der
Ströme
entfallen. Falls eine Korrektur der statischen Bildverzerrung ohnehin
bereits in der Bildverarbeitungselektronik vorgesehen ist, muss
abgesehen von der hardwaremäßigen Anbindung
der Magnetfeldsonde – im Wesentlichen
das Modell für
die Bildverzerrung zusätzlich
implementiert werden. Die Mag netfeldsonde lässt sich in die Kamera integrieren,
die auf den Bildverstärker
montiert wird. Es wird keine Modifikation des Bildverstärkers selber
notwendig. Das heißt,
die erfindungsgemäße Art der
Kompensation lässt
sich bei allen Bildverstärkertypen
anwenden.
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Bei
der erfindungsgemäßen Implementierung
muss die Position des Bildverstärkers
im Raum beziehungsweise relativ zu den vorhandenen Magnetfeldern
nicht bekannt sein. Dies ist ein Vorteil gegenüber solchen Verfahren, die
aus der bekannten Position im Raum auf die magnetfeldbedingten Verzerrungen
schließen.
Gegenüber
solchen Verfahren hat die erfindungsgemäße Realisierung den Vorteil, dass
die aufwendige vorherige Bestimmung der Bildverzerrungen entfällt. Eine
Kommunikation der Raumposition des Bildverstärkers durch die Anlagensteuerung
an die Bildverarbeitungselektronik ist nicht nötig, was eine entsprechende
Anpassung der Anlagensteuerung unnötig macht. Nicht zuletzt ist
bei der erfindungsgemäßen Realisierung
auch ein Einsatz bei nicht-stationären Anlagen möglich.
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Wird
die Magnetfeldsonde auf der Kamera montiert, so sind alle nötigen Module
für die
Korrektur der Bildverzerrung auf bzw. in der Kamera implementiert.
Dadurch ist keine Umkonstruktion der Bildverstärkereinheit nötig und
es fallen bei der Fertigung keine zusätzlichen Montageschritte an.
Auch dies spart Kosten.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 eine
stark vereinfachte, diagrammatische Darstellung des Signal- bzw.
Informationsflusses in einem Röntgenbildverstärkersystem
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung, und
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2 eine
ebensolche Darstellung für
ein Röntgenbildverstärkersystem
gemäß einer
zweiten, besonders bevorzugten Ausführungsform.
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Gleiche
Komponenten sind in beiden Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Das
in 1 schematisiert dargestellte Röntgenbildverstärkersystem 2 ist
Bestandteil eines hier ansonsten nicht weiter dargestellten medizinischen
Röntgendiagnostiksystems.
Das Röntgenbildverstärkersystem 2 umfasst
eine auch kurz als Bildwandler oder Bildverstärker bezeichnete Bildwandlerröhre 4.
Die Bildwandlerröhre 4 umfasst
in ihrer einfachsten Form ein als Photokathode wirksames Eintrittsfenster 6,
aus dem die beim Betrieb einfallende Röntgenstrahlung Elektronen herauslöst. Innerhalb
der evakuierten Bildwandlerröhre 4 werden die
so freigesetzten Elektronen durch eine zwischen der Kathode und
einer zugehörigen
Anode angelegte Hochspannung beschleunigt und gegebenenfalls durch
eine Mikrokanalplatte oder dergleichen vervielfacht (Sekundärelektronenvervielfachung).
Die derart beschleunigten Elektronen treffen schließlich austrittsseitig
auf einen Leuchtschirm 8. Dabei erfolgt eine elektronenoptische
Abbildung der räumlichen Intensitätsverteilung
der auf das Eintrittsfenster 6 einfallenden Röntgenstrahlung
auf den Leuchtschirm 8 des Austrittsfensters, wobei die
für das
menschliche Auge nicht sichtbare Röntgenstrahlung in ein sichtbares
Abbild umgewandelt und verstärkt
wird. Bei entsprechender Ausgestaltung der spektralen Empfindlichkeit
der Photokathode kann der Bildwandler oder Bild verstärker auch
für die
Sichtbarmachung von infraroter oder ultravioletter Strahlung ausgelegt sein.
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Die
Leuchtverteilung am Austrittsfenster (Leuchtschirm 8) des
Bildverstärkers 4 wird über eine Optik 10 auf
einen Bildaufnehmer oder Bildsensor 12 einer Digitalkamera 14 fokussiert.
Der Bildsensor 12 kann beispielsweise ein CCD-Sensor oder
ein CMOS-Sensor sein. Die Digitalkamera 14 ist zweckmäßigerweise
eine Videokamera, die einen kontinuierlichen digitalen Videostream
mit vergleichsweise hoher Bildrate von z. B. 25 Einzelbildern pro
Sekunde oder mehr ausgibt. Es ist aber auch denkbar, anstelle einer
Videokamera einen für
eine Einzelbildaufnahme ausgelegten digitalen Fotoapparat vorzusehen. Die
so aufgenommenen „rohen” Digitalbilder
bzw. das digitale Videosignal werden einer elektronischen (digitalen)
Bildverarbeitungseinheit 16 zugeführt, um sie vor ihrer Anzeige
oder Weiterverarbeitung mit Mitteln der digitalen Bildverarbeitung
geeignet aufzubereiten, z. B. um eine Helligkeitskorrektur vorzunehmen,
die Bilder zu drehen, etc. Das auf diese Weise nachbearbeitete Videosignal
wird dann beispielsweise auf einem Display oder Monitor (nicht dargestellt) eines
zugehörigen
Anzeigesystems angezeigt.
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Das
Röntgenbildverstärkersystem 2 gemäß 1 ist
für eine
besonders zuverlässige
und verhältnismäßig einfach
realisierbare Korrektur von Abbildungsfehlern innerhalb der Bildwandlerröhre 4 ausgelegt.
Dazu zählen
vor allem Bildverzerrungen durch die Anwesenheit von Magnetfeldern
im evakuierten Innenraum der Bildwandlerröhre 4, die infolge der
Lorentzkraft die Flugbahn der an der Kathode emittierten Elektronen
beeinflussen und die sich trotz eines μ-Metall-Schirms um den Röhrenkörper in
der Regel nicht vollständig
abschirmen lassen.
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Zu
diesem Zweck weist das Röntgenbildverstärkersystem 2 gemäß 1 eine
innerhalb der Bildwandlerröhre 4 oder
außerhalb
in ihrer Nähe montierte
Magnetfeldsonde 18 auf, die die am Anbringungsort herrschende
Magnetfeldstärke
und -richtung misst. Die Messwerte werden einer elektronischen Auswertungs einheit 20 als
Eingangsgrößen zugeführt. Dabei
kann es sich beispielsweise um ein spezialisiertes Elektronikmodul
oder um eine frei programmierbare Rechnereinheit handeln, in der
die vorgesehenen Auswertungsroutinen als ausführbare Programme hinterlegt
sind und bei Bedarf ablaufen. Die so implementierte Auswertung umfasst
eine modellmäßige und/oder
tabellarische Beschreibung zwischen dem gemessenen Magnetfeld und
der dadurch hervorgerufenen Bildverzerrung in der Bildwandlerröhre 4.
Die Zusammenhänge
können
beispielsweise empirisch fundiert oder „theoretisch” aus physikalischen
Gesetzmäßigkeiten
abgeleitet sein. Bei einer Anbringung der Magnetfeldsonde 18 außerhalb
der Bildwandlerröhre 4 wird
dabei gegebenenfalls auch die Abschirmung des Feldes am Röhrenkörper bzw.
an seinem Abschirmmantel berücksichtigt.
Des Weiteren können
systematische, insbesondere magnetfeldunabhängige statische Abbildungsfehler,
die durch die Bildwandlerröhre 4 selber
oder durch die nachgeschaltete Optik 10 hervorgerufen werden,
und die z. B. aus Eichmessungen oder aus theoretischen Erwägungen heraus
bekannt sind, im Auswertungsmodell Berücksichtigung finden.
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Auf
der Basis des modellmäßig implementierten
Zusammenhangs zwischen den Magnetfeldkenndaten und der daraus resultierenden
Bildverzerrung wird in der Auswerteeinheit 20 eine geeignete Korrekturabbildung
ermittelt, die die Bildverzerrung rückgängig macht („Entzerrung”). Dies
kann z. B. in der Weise erfolgen, dass aus einer in der Bildverarbeitungseinheit 16 implementierten
Grundmenge an Elementartransformationen – etwa Verzerrung, Skalierung,
Drehung – eine
geeignete Kombination ermittelt wird und zugehörige Transformationsparameter
berechnet werden. Die so ermittelten Parameter werden an die Bildverarbeitungseinheit 16 übergeben,
die die gewünschte
Transformation dann ausführt,
sprich auf die Einzelbilder des digitalen Videostreams anwendet.
Die genannten Auswertungs- und Korrekturvorgänge laufen
dabei bevorzugt – jedenfalls
in guter Näherung – in Echtzeit
ab, so dass von der Bildverarbeitungseinheit 16 ausgegebene
Ausgangs-Videosignal stets ein aktuelles, verzerrungsbereinigtes
Abbild der Helligkeitsver teilung am Leuchtschirm 8 der
Bildwandlerröhre 4 (und
somit der Röntgenintensitätsverteilung
an deren Eintrittsfenster 6) darstellt.
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Die
in 2 dargestellte Variante entspricht funktionell
gesehen derjenigen gemäß 1.
Bei dem System gemäß 2 sind
die Magnetfeldsonde 18, die Auswertungseinheit 20 und
die Bildverarbeitungseinheit 16 jedoch keine von der Digitalkamera 14 separaten
Komponenten, sondern in der Art eines kompakten Verbundes in diese
integriert. Es ist natürlich
auch möglich,
dass die Auswertungseinheit 20 von der Bildverarbeitungseinheit 16 nicht
streng getrennt und über
Schnittstellen verbunden ist, sondern teilweise oder ganz mit ihr
zusammenfällt
bzw. „Überschneidungen” in Form
von gemeinsam genutzten Softwaremodulen oder dergleichen aufweist.
Die abbildende Optik 10 kann bei Bedarf ebenfalls in das Kamerasystem
(oder auch in den Bildverstärker)
integriert sein. Das Kamerasystem ist vorzugsweise fest am Bildverstärker bzw.
an der zwischengeschalteten Optik 10 montiert, aber bei
Bedarf lösbar
und damit austauschbar. Das gesamte Röntgenbildverstärkersystem 2 ist
vorzugsweise als eine Einheit im Raum schwenkbar bzw. verfahrbar,
insbesondere in Abhängigkeit
von der Stellung der (nicht dargestellten) Röntgenquelle.