DE102010018045A1 - Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes und Röntgensystem - Google Patents

Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes und Röntgensystem Download PDF

Info

Publication number
DE102010018045A1
DE102010018045A1 DE102010018045A DE102010018045A DE102010018045A1 DE 102010018045 A1 DE102010018045 A1 DE 102010018045A1 DE 102010018045 A DE102010018045 A DE 102010018045A DE 102010018045 A DE102010018045 A DE 102010018045A DE 102010018045 A1 DE102010018045 A1 DE 102010018045A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ray
ray image
detector
image
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102010018045A
Other languages
English (en)
Inventor
Bernhard Geiger
Rainer Kaltschmidt
Peter Scheuering
Dr. Schild Markus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102010018045A priority Critical patent/DE102010018045A1/de
Priority to US13/092,349 priority patent/US8630387B2/en
Publication of DE102010018045A1 publication Critical patent/DE102010018045A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5258—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving detection or reduction of artifacts or noise
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • A61B6/4233—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector using matrix detectors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
    • A61B6/582—Calibration
    • A61B6/585—Calibration of detector units
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4291—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis the detector being combined with a grid or grating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/30—Accessories, mechanical or electrical features
    • G01N2223/303—Accessories, mechanical or electrical features calibrating, standardising
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/30—Accessories, mechanical or electrical features
    • G01N2223/32—Accessories, mechanical or electrical features adjustments of elements during operation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/50—Detectors

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

Für eine Optimierung der Aufnahmezeit ist ein Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes mit einem Röntgensystem, aufweisend einen Röntgendetektor, eine Röntgenquelle, eine Systemsteuerung und eine Recheneinheit, vorgesehen, wobei
– anhand von Informationen über den relativen Direktstrahlungsanteil in einem Referenz-Röntgenbild und anhand von Informationen über die verwendete Aufnahmegeometrie und/oder die verwendete primäre Röntgendosis und/oder die verwendete Filterung eine an das aufzunehmende Röntgenbild angepasste Relaxationszeit, innerhalb der ein Ghosting-Effekt des Röntgendetektors durch ein Vorgängerröntgenbild zumindest teilweise abklingt, bestimmt wird, und
– die bestimmte Relaxationszeit zur Ansteuerung der Aufnahme des Röntgenbildes verwendet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes gemäß dem Patentanspruch 1 sowie ein Röntgensystem zur Durchführung eines derartigen Verfahrens gemäß dem Patentanspruch 14.
  • Alle digitalen Bildwandler im Bereich Radiologie (z. B. Bildverstärker, Flachbilddetektor mit indirekter oder direkter Konversion usw.) wandeln bildgebende Röntgenquanten über verschiedene Zwischenstufen in digitale Grauwerte um. Die entsprechenden Wandlerschichten der Bildwandler filtern dabei ein inhärent stochastisches Strahlungsfeld einer Röntgenröhre und setzen ein durch ein Untersuchungsobjekt (z. B. Patient) moduliert geschwächtes Strahlungsfeld im Rahmen der DQE (detective quantum efficiency) in ein diagnostizierbares Röntgenbild um. Bei diesen diversen Umwandlungen kommen immer auch systematische und stochastische Artefakte in das Nutzsignal hinein, die, soweit möglich, zu minimieren sind. Ein bekanntes Phänomen ist hierbei das sogenannte „Ghosting”. Ein Teil des Bildsignals des vorhergehenden Röntgenbildes verbleibt im Gedächtnis des Detektors und trägt damit additiv zum Nutzsignal des nachfolgenden Röntgenbildes bei. Das wiederum äußert sich gelegentlich durch störende Artefakte, die darüber hinaus zu einer Fehldiagnose führen können.
  • Das Problem Ghosting kann gemäß dem Stand der Technik auf verschiedene Arten angegangen werden: Durch Auswahl geeigneter Schichtdicken und Schichtausführungen z. B. eines Szintillators (Wandlerschicht) kann ein Kompromiss zwischen Auflösung einerseits und Ghosting-Neigung andererseits eingestellt werden. Zusätzlich kann ein sogenanntes Rücksetzlicht zum teilweisen Löschen des Detektorgedächtnisses verwendet werden, was zum Beispiel aus "Photodiode gain calibration of flat dynamic x-ray detectors using reset light" von Burkhard A. Groh, Bernhard Sandkamp, Mathias Hoernig, Volker K. Heer, Falko Busse und Thierry Ducourant, Proc. SPIE Vol. 4682, Seiten 438 bis 446, Medical Imaging 2002: Physics of Medical Imaging, Larry E. Antonuk; Martin Yaffe; Eds., bekannt ist. Im Rahmen der digitalen Bildverarbeitung kann z. B. anhand der Kenntnis der physikalischen Ursachen des Ghostings mittels einer geeigneten Modellfunktion eine Bilddatenkorrektur vorgenommen werden, welche insbesondere kontrastreiche Geister aus dem Röntgenbild wieder subtrahiert, zum Beispiel bekannt aus "Lag correction model and ghosting analysis for an indirect-conversion flat-panel imager" von Noor Mail, Peter O'Brien and Geordi Panga, Journal of Applied Clinical Medical Physics, Vol. 8, No. 3, 2007, Seiten 137 bis 146.
  • Die Ghosting-Effekte relaxieren aufgrund ihrer physikalischen Ursachen relativ schnell, so dass eine weitere Methode zur Verhinderung dieser Artefakte eine Einplanung von ausreichend Zeit zwischen zwei Aufnahmen ist. In modernen Röntgenbildsystemen wird dazu eine feste Zwangswartezeit vom Systemcomputer vorgegeben, während der die Auslösung einer weiteren Aufnahme nicht möglich ist. Weiterhin sind auch Verfahren bekannt, bei denen zum Beispiel durch einen sogenannten Deghost-Scan bei sehr hoher Dosis und freiem Strahlengang eine künstliche Übersteuerung des Detektors erreicht und damit ein homogenes, geistfreies Leerbild erzeugt wird.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches Verfahren bereitzustellen, welches die Aufnahme eines weitgehend geistfreien Röntgenbildes ermöglicht. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein für die Durchführung des Verfahrens geeignetes Röntgensystem bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes gemäß dem Patentanspruch 1 und von einem Röntgensystem gemäß dem Patentanspruch 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes mit einem Röntgensystem, aufweisend einen Röntgendetektor, eine Röntgenquelle (Röntgenröhre), eine Systemsteuerung und eine Recheneinheit, umfasst die Schritte: Bestimmung einer an das aufzunehmende Röntgenbild angepassten Relaxationszeit, innerhalb der ein Ghosting-Effekt des Röntgendetektors durch ein Vorgängerröntgenbild, insbesondere ein Referenz-Röntgenbild, zumindest teilweise abklingt, anhand von Informationen über den relativen Direktstrahlungsanteil in einem Referenz-Röntgenbild und anhand von Informationen über die für das Referenz-Röntgenbild verwendete Aufnahmegeometrie und/oder die verwendete primäre Röntgendosis (die Röhrenspannung kVp und das Strom-Zeitprodukt mAs der Röntgenröhre) und/oder die verwendete Filterung, und Verwendung der bestimmten Relaxationszeit zur Ansteuerung der Aufnahme des aufzunehmenden Röntgenbildes.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren können in minimaler Zeit und ohne aufwändige Nachbearbeitungen größtenteils geistfreie Röntgenbilder aufgenommen werden. Das führt zu einer verbesserten Qualität von Röntgenbildern und damit letztendlich zu einer besonders guten und sicheren Diagnoseerstellung.
  • Durch die Berechnung einer angepassten Relaxationszeit kann optimal die natürliche Relaxation der physikalischen Prozesse, die zum Ghosting führen, ausgenutzt werden. Insbesondere die kombinierte Verwendung von Informationen über den relativen Direktstrahlungsanteil und ergänzend dazu die Verwendung von Röntgenparametern (wie z. B. Informationen über die Aufnahmegeometrie und/oder die verwendete primäre Röntgendosis und/oder die Filterung) aus der vorangehenden Röntgenaufnahme oder einer Referenz-Röntgenaufnahme ist sehr vorteilhaft und minimiert die Relaxationszeit. Eine ausschließliche Verwendung der Informationen über den relativen Direktstrahlungsanteil kann in einigen Fällen, zum Beispiel im Falle einer klinisch häufigen nur schwachen Überstrahlung, zur Bestimmung einer unnötig langen Relaxationszeit führen, weil die Direktstrahlungserkennung die Gefahr eines Geistbildes signalisiert. Eine ausschließliche Verwendung der Röntgenparameter kann in einigen Fällen, z. B. bei hoher primärer Röntgendosis (die z. B. nicht direkt auf den Röntgendetektor fällt, sondern vom Patienten absorbiert wird), zur Bestimmung einer unnötig langen Relaxationszeit führen. Gerade also in der Benutzung zumindest dieser beiden Informationen liegt der wesentliche Vorteil der Erfindung. Mit zusätzlichen Informationen über den Röntgendetektor, insbesondere das spezifische Lag-Verhalten des Detektorsystems, wie nach einer Ausgestaltung der Erfindung, kann die Relaxationszeit bei gleichzeitiger Ghosting-Vermeidung noch weiter minimiert werden. Zusätzlich können weitere Akzeptanzschwellen (z. B. aus dem Bereich der physiologisch wahrnehmbaren Ghost-Amplituden) zur Justierung beitragen.
  • In vorteilhafter Weise werden die Informationen mittels der Recheneinheit ausgewertet und daraus die angepasste Relaxationszeit berechnet. Die Recheneinheit kann zum Beispiel von einem PC gebildet sein; außerdem kann auch die Systemsteuerung von einem, insbesondere demselben PC gebildet werden. Zusätzlich können Informationen und berechnete Daten in einer Speichereinheit gespeichert werden.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird die angepasste Relaxationszeit als Wartezeit zwischen der Aufnahme von zwei Röntgenbildern, insbesondere der Aufnahme des Vorgängerröntgenbildes und des aufzunehmenden Röntgenbildes, verwendet.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Referenz-Röntgenbild von dem jeweiligen Vorgängerröntgenbild gebildet. Auf diese Weise können sofort nach der Aufnahme eines ersten Röntgenbildes aus diesem Informationen über den relativen Direktstrahlungsanteil und die verwendeten Röntgenparameter entnommen, zur Berechnung der angepassten Relaxationszeit verwendet und direkt als Wartezeit bis zur Aufnahme eines zweiten Röntgenbildes benutzt werden. Alternativ kann zum Beispiel zu Beginn einer Bilderserie ein erstes Röntgenbild aufgenommen, aus diesem Informationen über den relativen Direktstrahlungsanteil und die Röntgenparamater entnommen und zur Berechnung der angepassten Relaxationszeit verwendet werden. Für alle folgenden Röntgenbilder der Serie wird die berechnete Relaxationszeit dann als Wartezeit zwischen der Aufnahme zweier Röntgenbilder verwendet.
  • Die Informationen über die primäre Röntgendosis der Röntgenquelle können zum Beispiel von einer Röhrenspannung (kVp) und/oder einem Strom-Zeitprodukt (mAs) der zur Aufnahme verwendeten Röntgenröhre gebildet werden. Die primäre Röntgendosis kann aus der Röhrenspannung und dem Strom-Zeitprodukt bestimmt werden. Die Informationen über die Aufnahmegeometrie können von dem mittleren Abstand zwischen dem Röntgendetektor und dem Fokus der Röntgenquelle und/oder von dem Zentralstrahlwinkel gebildet werden. Die Informationen über die Filterung können von einem Schwächungsfaktor eines dem Röntgendetektor vorgeschalteten Streustrahlenrasters und/oder eines an der Röntgenröhre angeordneten Filters (z. B. ein Cu-Filter) gebildet werden.
  • In der Röntgentechnik bei der Verwendung von Röntgenröhren sind folgende Begrifflichkeiten üblich: Die Röntgendosis gibt die absorbierte Energie dE pro Massenelement an einem bestimmten Ort eines Strahlungsfeldes an. Das Tupel kVp und mAs beschreiben in Energieverteilung und -fluenz das emittierte Strahlungsfeld der ungefilterten Röntgenröhre; es wird auch als Primärdaten einer damit beaufschlagten Röntgenaufnahme bezeichnet und dokumentiert die primäre Röntgendosis, mit der die Aufnahme entstanden ist. Die Röhrenspannung kVp, also die maximale Energie der von einer Röntgenröhre emittierten Quanten, steht insbesondere für die Energieverteilung des Strahlungsfeldes und damit für die wesentliche Struktur des späteren Röntgenabsorptionsbildes im Röntgendetektor. Genau in dieser Energieverteilung liegt aber auch der nichtlineare Anteil dieser Größe an der emittierten Energiefluenz (und damit wieder der Röntgendosis) der Röntgenstrahlung. Eine geringe Erhöhung der Röhrenspannung hat eine starke Erhöhung der Röntgendosis zur Folge. Der Strahlstrom mA, steht für den emittierten Photonenfluß (Photonenfluenz) und hat einen linearen Zusammenhang mit der Dosisleistung (also der Röntgendosis pro Zeit). Das Strom-Zeit-Produkt mAs ist eine Größe linear in der Röntgendosis.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die angepasste Relaxationszeit t mittels der Formel t ∝ D ⊕ rD ⊗ l berechnet, wobei D die Detektordosis (also die am Röntgendetektor ankommende Röntgendosis), rD der relative Direktstrahlungsanteil des Referenz-Röntgenbildes und l das spezifische Lag-Verhalten des Röntgendetektors ist. Die Operatoren stellen ⊕ additive und ⊗ subtraktive Verknüpfungen dar.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Detektordosis mittels der Formel D ∝ kVp ⊕ mAs ⊗ gr ⊗ fi ⊗ ffA ⊗ α berechnet, wobei kVp die Röhrenspannung der Röntgenquelle, mAs das Strom-Zeitprodukt der Röntgenquelle, gr der Rasterfaktor eines Gitters (z. B. Streustrahlenraster), fi der Filterfaktor eines Filters, ffA der Abstand zwischen dem Röntgendetektor und dem Fokus der Röntgenquelle und α der Zentralstrahlwinkel ist.
  • In vorteilhafter Weise für einen besonders optimierten Aufnahmeprozeß wird eine Relaxationszeit, innerhalb der der Ghosting-Effekt des Röntgendetektors zu mindestens 50%, insbesondere zu 90%, abklingt, bestimmt.
  • Das erfindungsgemäße Röntgensystem zur Durchführung des Verfahrens weist einen Röntgendetektor, eine Röntgenquelle (Röntgenröhre), eine Systemsteuerung und eine Recheneinheit auf, wobei die Recheneinheit dazu ausgebildet ist, anhand von Informationen über den relativen Direktstrahlungsanteil in einem Referenz-Röntgenbild und anhand von Informationen über die verwendete Aufnahmegeometrie und/oder die primäre Röntgendosis der Röntgenquelle und/oder die verwendete Filterung einer an das aufzunehmende Röntgenbild angepassten Relaxationszeit, innerhalb der ein Ghosting-Effekt des Röntgendetektors durch ein Vorgängerröntgenbild zumindest teilweise abklingt, zu bestimmen und die Systemsteuerung dazu ausgebildet ist, die bestimmte Relaxationszeit zur Ansteuerung der Aufnahme des Röntgenbildes zu verwenden.
  • 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:
  • 1 eine Abfolge eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
  • 2 eine Ansicht eines zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Röntgensystems.
  • In der 1 ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes gezeigt. Das Verfahren verhindert eine negative Einflußnahme des sogenannten Ghostings auf die Röntgenbildgebung. In einem ersten Schritt 20 wird eine an das aufzunehmende Röntgenbild angepasste Relaxationszeit, innerhalb der ein Ghosting-Effekt des Röntgendetektors durch ein Vorgängerröntgenbild zumindest teilweise, zum Beispiel zu 50%, bevorzugt zu 90% oder sogar 99%, abklingt, bestimmt. Die Bestimmung kann zum Beispiel als eine Berechnung mittels einer Systemsteuerung (Systemsteuerungscomputer) durchgeführt werden. Für die Bestimmung der angepassten Relaxationszeit werden verschiedene Daten verwendet. Es werden Daten über den relativen Direktstrahlungsanteil 26 in einem Referenz-Röntgenbild, insbesondere dem oder einem Vorgängerröntgenbild (also dem oder einem zuvor aufgenommenen Röntgenbild), verwendet. Außerdem werden Röntgenparameter wie zum Beispiel die Röhrenspannung 28 oder das Strom-Zeitprodukt 29 oder Informationen über die Aufnahmegeometrie 22 oder die zu verwendenden Filterungen, zum Beispiel den Filterfaktor 25 eines Röntgenfilters oder den Rasterfaktor 24 eines Streustrahlenrasters, zum Zeitpunkt der Aufnahme des Referenz-Röntgenbildes bzw. des Vorgängerröntgenbildes verwendet. Zusätzlich kann noch das spezifische Lag-Verhalten 23 des Röntgendetektors verwendet werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren setzt zur Vermeidung von Ghosting explizit am Systemstandpunkt und damit an der Optimierung der Wartezeit zwischen zwei Aufnahmen an. Es wird zur Ermittlung der Relaxationszeit die natürliche, insbesondere exponentielle, Relaxation der physikalischen Prozesse, die zum Ghosting führen, ausgenutzt.
  • Die Daten über den relativen Direktstrahlungsanteil 26 werden zum Beispiel anhand des oder eines Vorgängerröntgenbildes gewonnen. Das Referenz-Röntgenbild bzw. Vorgängerröntgenbild sollte möglichst ausgehend von einem völlig relaxierten Detektionssystem aufgenommen worden sein bzw. werden. Auf dem entsprechenden Rohbild wird zum Beispiel mittels Histogrammanalyse eine relative Bewertung der Direktstrahlungsanteile durchgeführt und z. B. im Header des Röntgenbildes abgespeichert.
  • Mit Hilfe der relativen Bewertung der Direktstrahlungsanteile entscheidet die Systemsteuerung, z. B. mittels eines Schrankenkriteriums, ob bei der Aufnahme des Referenz-Röntgenbildes der Röntgendetektor in Bereichen von Direktstrahlung getroffen wurde und ob die Gefahr eines Ghostings in den folgenden Röntgenbildern besteht. Außerdem kann auch noch ein räumlicher Bezug dieser Direktstrahlung in verschiedenen Bereichen des Röntgendetektors ausgewertet werden. So kann z. B. aus applikativer Sicht die Schranke der Direktstrahlungserkennung im Zentralbereich des Detektors gegenüber den Randbereichen gesenkt werden, um die Sensitivität gegenüber ”Übersteuerungen” zu erhöhen. Eine allein aus den Übersteuerungen einzelner oder mehrerer zusammenhängender Pixel des Röntgendetektors bestimmte Intensität des Geistbildes ist jedoch fehleranfällig, da die Übersteuerung in diesen Bereich nur knapp nahe der Aussteuerdynamik gelegen hat oder aber um mehrere Größenordnungen darüber. Aus diesem Grund werden zur Bestimmung der Relaxationszeit die bekannten Daten der Primärstrahlung des vorhergehenden Detektorbildes verwendet, also zum Beispiel die Aufnahmegeometrie, die primäre Röntgendosis der Röntgenquelle und/oder die Filterung. Zusammen mit diesen kann dann auf die Intensität des Ghostings und damit auf die notwendige optimale Wartezeit geschlossen werden.
  • Ein Algorithmus zur Bestimmung der angepassten Relaxationszeit kann zum Beispiel folgendermaßen aussehen: t ∝ D ⊕ rD ⊗ l, wobei t die Relaxationszeit, D die Detektordosis (also den Anteil der Röntgendosis, der tatsächlich am Röntgendetektor ankommt), rD der relative Direktstrahlungsanteil des Referenz-Röntgenbildes und l das spezifische Lag-Verhalten des verwendeten Röntgendetektors sind. Die Operatoren stellen ⊕ additive und ⊗ subtraktive Verknüpfungen dar.
  • Die Verwendung des der spezifischen Lag-Neigung des verwendeten Röntgendetektors kann vorteilhaft sein, da Röntgendetektoren selbst gleicher Bauart Schwankungen in den relevanten physikalischen Parametern zeigen können. Unter dem Image Lag eines Röntgendetektors ist eine nicht vollständige Löschung eines Röntgenbildes im Röntgendetektor nach dem Auslesen zu verstehen.
  • Die für die Direktstrahlung verantwortliche Detektordosis am Röntgendetektor kann gemäß der sogenannten BP-Skala (Belichtungspunkteskala) aus den kVp (Röhrenspannung) und mAs (Strom-Zeitprodukt; das Strom-Zeitprodukt wird durch den eingestellten Röhrenstrom in mA und die Schaltzeit in s bestimmt) Werten approximiert werden. Die Aufnahmegeometrie, also zum Beispiel der Abstand zwischen Röntgenquelle und Röntgendetektor gemäß dem quadratischen Abstandsgesetz, und/oder ein etwaiger Winkel zwischen beiden (Zentralstrahlwinkel) können ebenfalls verwendet werden, da diese auch in die Direktstrahlungsdosis am Röntgendetektor eingehen. Außerdem wirkt ein z. B. motorisch eingefahrener Cu-Filter am Ausgang der Röntgenquelle dämpfend auf die Detektordosis; außerdem kann noch der Schwächungsfaktor eines evtl. vor dem Röntgendetektor platzierten Streustrahlenrasters berücksichtigt werden. Ein Algorithmus zur Bestimmung der Detektordosis kann also folgendermaßen aussehen: D ∝ kVp ⊕ mAs ⊗ gr ⊗ fi ⊗ ffA ⊗ α wobei kV die Röhrenspannung der Röntgenquelle, mAs das Strom-Zeitprodukt der Röntgenquelle, gr der Rasterfaktor eines Gitters (z. B. Absorptionsgitter wie der Streustrahlenraster), fi der Filterfaktor eines Filters (z. B. Cu-Filter), ffA der Abstand zwischen dem Röntgendetektor und dem Fokus der Röntgenquelle und α der Zentralstrahlwinkel sind.
  • Außerdem kann auch noch eine weitere Schwelle definiert werden, welche angibt, welcher relative Anteil eines Geistbildes des Vorgängerbildes für ein aufzunehmendes Röntgenbild akzeptiert werden kann. Hier können zum Beispiel maximale Geistbildanteile von 50%, 10% oder für ein besonders gutes Röntgenbild auch 1% vorgesehen sein.
  • In der 2 ist ein schematischer Aufbau eines Röntgensystems, welches zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist, gezeigt. Das Röntgensystem weist als Röntgenquelle einen Röntgenstrahler 10 zur Erzeugung einer Röntgenstrahlung und einen Röntgendetektor 14 zur Detektion der Röntgenstrahlung auf. Dem Röntgenstrahler 10 sind ein Kollimator 11 und ein Filter 12, zum Beispiel ein Cu-Filter, vorgeschaltet; die Hochspannung wird von einem Generator 17 erzeugt. Vor dem Röntgendetektor 14 ist ein Streustrahlenraster 13 zur Entfernung der Streustrahlung angeordnet. Das Röntgensystem wird von einer Systemsteuerung 16 angesteuert; außerdem ist eine Recheneinheit 16 vorhanden, wobei Systemsteuerung 15 und Recheneinheit 16 von einem PC gebildet werden können. Zur Weiterverarbeitung von Röntgenbildern ist außerdem ein Bildsystem 18 vorhanden. Die Recheneinheit berechnet die angepasste Relaxationszeit, wie oben genannt, aus den entsprechenden Parametern und kann diese zum Beispiel speichern. Die berechnete Relaxationszeit wird von der Systemsteuerung verwendet, um die Wartezeit zwischen der Aufnahme zweier Röntgenbilder anzusteuern. So kann zum Beispiel nach erfolgter Aufnahme die Auslösung eines weiteren Röntgenpulses für die Dauer der Relaxationszeit gesperrt sein.
  • Insgesamt kann eine neue Wartezeit regelmäßig ermittelt werden, zum Beispiel bei jeder einzelnen Röntgenaufnahme oder im Abstand von mehreren Röntgenaufnahmen oder in regelmäßigen Zeitabständen oder bei Änderung zumindest eines Röntgenparameters (wie Röhrenspannung, Aufnahmegeometrie ...). Auf diese Weise ist der zeitliche Ablauf bei Röntgenuntersuchungen bei guter Aufnahmequalität immer optimal eingestellt.
  • Die Erfindung lässt sich in folgender Weise kurz zusammenfassen: Für eine Optimierung der Aufnahmezeit ist ein Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes mit einem Röntgensystem, aufweisend einen Röntgendetektor, eine Röntgenquelle, eine Systemsteuerung und eine Recheneinheit, vorgesehen, wobei
    • – anhand von Informationen über den relativen Direktstrahlungsanteil in einem Referenz-Röntgenbild und anhand von Informationen über – die für das Referenz-Röntgenbild verwendete Aufnahmegeometrie und/oder – die für das Referenz-Röntgenbild verwendete primäre Röntgendosis und/oder – die für das Referenz-Röntgenbild verwendete Filterung eine an das aufzunehmende Röntgenbild angepasste Relaxationszeit, innerhalb der ein Ghosting-Effekt des Röntgendetektors durch ein Vorgängerröntgenbild, insbesondere das Referenz-Röntgenbild, zumindest teilweise abklingt, bestimmt wird, und
    • – die bestimmte Relaxationszeit zur Ansteuerung der Aufnahme des Röntgenbildes verwendet wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ”Photodiode gain calibration of flat dynamic x-ray detectors using reset light” von Burkhard A. Groh, Bernhard Sandkamp, Mathias Hoernig, Volker K. Heer, Falko Busse und Thierry Ducourant, Proc. SPIE Vol. 4682, Seiten 438 bis 446, Medical Imaging 2002: Physics of Medical Imaging, Larry E. Antonuk; Martin Yaffe; Eds. [0003]
    • ”Lag correction model and ghosting analysis for an indirect-conversion flat-panel imager” von Noor Mail, Peter O'Brien and Geordi Panga, Journal of Applied Clinical Medical Physics, Vol. 8, No. 3, 2007, Seiten 137 bis 146 [0003]

Claims (14)

  1. Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes mit einem Röntgensystem, aufweisend einen Röntgendetektor (14), eine Röntgenquelle, eine Systemsteuerung (15) und eine Recheneinheit (16), wobei – anhand von Informationen über den relativen Direktstrahlungsanteil (26) in einem Referenz-Röntgenbild und anhand von Informationen über – die für das Referenz-Röntgenbild verwendete Aufnahmegeometrie (22) und/oder – die für das Referenz-Röntgenbild verwendete primäre Röntgendosis (30) und/oder – die für das Referenz-Röntgenbild verwendete Filterung (24; 25) eine an das aufzunehmende Röntgenbild angepasste Relaxationszeit, innerhalb der ein Ghosting-Effekt des Röntgendetektors (14) durch ein Vorgängerröntgenbild, insbesondere das Referenz-Röntgenbild, zumindest teilweise abklingt, bestimmt wird (Schritt 20), und – die bestimmte Relaxationszeit zur Ansteuerung der Aufnahme des Röntgenbildes verwendet wird (Schritt 21).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ebenfalls Informationen über den Röntgendetektor (14) zur Bestimmung der angepassten Relaxationszeit verwendet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Informationen mittels der Recheneinheit (16) ausgewertet werden und daraus die angepasste Relaxationszeit berechnet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die angepasste Relaxationszeit als Wartezeit zwischen der Aufnahme von zwei Röntgenbildern, insbesondere der Aufnahme des Vorgängerröntgenbildes und des aufzunehmenden Röntgenbildes, verwendet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zur Bestimmung der angepassten Relaxationszeit eine Auswertung des Referenz-Röntgenbildes hinsichtlich von Direktstrahlungsanteilen verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Referenz-Röntgenbild von dem jeweiligen Vorgängerröntgenbild gebildet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Informationen über die primäre Röntgendosis (30) der Röntgenquelle eine Röhrenspannung (28) und/oder ein Strom-Zeitprodukt (29) aufweisen.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Informationen über die Aufnahmegeometrie (22) einen Abstand zwischen dem Röntgendetektor (14) und dem Fokus der Röntgenquelle und/oder einen Zentralstrahlwinkel aufweisen.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Informationen über die Filterung einen Schwächungsfaktor (24, 25) eines Streustrahlenrasters und/oder eines Filters aufweisen.
  10. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Informationen über den Röntgendetektor (14) ein spezifisches Lageerhalten (23) des Röntgendetektors aufweisen.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die angepasste Relaxationszeit t mittels der Formel t ∝ D ⊕ rD ⊗ l berechnet wird, wobei D die Detektordosis, rD (26) der relative Direktstrahlungsanteil des Referenz-Röntgenbildes und l (23) das spezifische Lag-Verhalten des Röntgendetektors ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Detektordosis mittels der Formel D ∝ kVp ⊕ mAs ⊗ gr ⊗ fi ⊗ ffA ⊗ α berechnet wird, wobei kVp die Röhrenspannung (28) der Röntgenquelle, mAs die Strom-Zeitprodukt (29) der Röntgenquelle, gr der Rasterfaktor (24) eines Gitters, fi der Filterfaktor (25) eines Filters, ffA der Abstand zwischen dem Röntgendetektor und dem Fokus der Röntgenquelle und α der Zentralstrahlwinkel ist.
  13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Relaxationszeit, innerhalb der ein Ghosting-Effekt des Röntgendetektors (14) zu mindestens 50%, insbesondere zu 90%, abklingt, bestimmt wird.
  14. Röntgensystem zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, aufweisend einen Röntgendetektor (14), eine Röntgenquelle, eine Systemsteuerung (15) und eine Recheneinheit (16), wobei die Recheneinheit (16) dazu ausgebildet ist, anhand von Informationen über den relativen Direktstrahlungsanteil (26) in einem Referenz-Röntgenbild und anhand von Informationen über die für das Referenz-Röntgenbild verwendete Aufnahmegeometrie (22) und/oder die verwendete primäre Röntgendosis (30) und/oder die verwendete Filterung (24, 25) eine an das aufzunehmende Röntgenbild angepasste Relaxationszeit, innerhalb der ein Ghosting-Effekt des Röntgendetektors (14) durch ein Vorgängerröntgenbild zumindest teilweise abklingt, zu bestimmen und die Systemsteuerung dazu ausgebildet ist, die bestimmte Relaxationszeit zur Ansteuerung der Aufnahme des Röntgenbildes zu verwenden.
DE102010018045A 2010-04-23 2010-04-23 Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes und Röntgensystem Withdrawn DE102010018045A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010018045A DE102010018045A1 (de) 2010-04-23 2010-04-23 Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes und Röntgensystem
US13/092,349 US8630387B2 (en) 2010-04-23 2011-04-22 Method for recording an X-ray image and X-ray system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010018045A DE102010018045A1 (de) 2010-04-23 2010-04-23 Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes und Röntgensystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010018045A1 true DE102010018045A1 (de) 2011-10-27

Family

ID=44751338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010018045A Withdrawn DE102010018045A1 (de) 2010-04-23 2010-04-23 Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes und Röntgensystem

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8630387B2 (de)
DE (1) DE102010018045A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016087242A1 (en) * 2014-12-03 2016-06-09 Koninklijke Philips N.V. Device and method for signal compensation in medical x-ray images

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10334395B4 (de) * 2003-07-28 2006-12-07 Siemens Ag Röntgeneinrichtung sowie Verfahren zur Artefaktverhinderung bei der Bildaufnahme mit einer Röntgeneinrichtung

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6920198B2 (en) * 2003-05-02 2005-07-19 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Methods and apparatus for processing a fluoroscopic image

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10334395B4 (de) * 2003-07-28 2006-12-07 Siemens Ag Röntgeneinrichtung sowie Verfahren zur Artefaktverhinderung bei der Bildaufnahme mit einer Röntgeneinrichtung

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Lag correction model and ghosting analysis for an indirect-conversion flat-panel imager" von Noor Mail, Peter O'Brien and Geordi Panga, Journal of Applied Clinical Medical Physics, Vol. 8, No. 3, 2007, Seiten 137 bis 146
"Photodiode gain calibration of flat dynamic x-ray detectors using reset light" von Burkhard A. Groh, Bernhard Sandkamp, Mathias Hoernig, Volker K. Heer, Falko Busse und Thierry Ducourant, Proc. SPIE Vol. 4682, Seiten 438 bis 446, Medical Imaging 2002: Physics of Medical Imaging, Larry E. Antonuk; Martin Yaffe; Eds.

Also Published As

Publication number Publication date
US20110261930A1 (en) 2011-10-27
US8630387B2 (en) 2014-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013200021B4 (de) Verfahren zur Kalibrierung eines zählenden digitalen Röntgendetektors, Röntgensysteme zur Durchführung eines solchen Verfahrens und Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes
DE19922346C2 (de) Röntgendiagnostikeinrichtung für Tomosynthese oder Schichtung
EP1082851B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bilderzeugung bei der digitalen dentalen radioskopie
DE602005004410T2 (de) System und verfahren zur korrektur zeitlicher artefakte in tomographischen bildern
EP1691216B1 (de) Radiographiesystem und Verfahren zur Aufzeichnung von Röntgenaufnahmen in Speicherleuchtstoffschichten
DE102011088265B4 (de) Verfahren zur Korrektur von aufgrund eines Streustrahlenrasters auftretenden Bildartefakten
DE102012224258A1 (de) Röntgenaufnahmesystem zur differentiellen Phasenkontrast-Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mit Phase-Stepping sowie angiographisches Untersuchungsverfahren
DE102011076351A1 (de) Verfahren und Computertomographiesystem zur Erzeugung tomographischer Bilddatensätze
DE102011076781A1 (de) Verfahren zur Korrektur einer Zählratendrift bei einem quantenzählenden Detektor, Röntgen-System mit quantenzählendem Detektor und Schaltungsanordnung für einen quantenzählenden Detektor
DE102010019632A1 (de) Verfahren zur Aufnahme und Rekonstruktion eines dreidimensionalen Bilddatensatzes und Röntgeneinrichtung
DE10343787B4 (de) Verfahren zur Kalibrierung eines digitalen Röntgendetektors und zugehörige Röntgenvorrichtung
DE10220293A1 (de) Gerät und Verfahren zur Reduktion von Bildartefakten
DE102007046941A1 (de) Verfahren zur Darstellung von medizinischen Bildern
DE102015202999A1 (de) Automatisierte Justierung von Signalanalyseparametern für Röntgendetektoren
DE102015218928B4 (de) Verfahren zur Erzeugung von Röntgenbilddaten eines Untersuchungsobjektes mit unterdrücktem Calcium-Signal
DE102011006154A1 (de) Verfahren zur Korrektur von Detektordaten eines Röntgendetektors und Röntgenaufnahmesystem
DE102007040519B4 (de) Verfahren zur Reduktion des Bildrauschens im Rahmen der Aufnahme eines Bildes mit zwei unterschiedlichen Röntgenspektren
DE10353197A1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Korrigieren eines Artefakt durch ein gehaltenes Bild
DE102017213479A1 (de) Computertomographische Aufnahme mit verschiedenen Energieschwellensätzen
DE102014225399B4 (de) Rauschunterdrückung bei der Korrektur von Artefakten von CT-Bildern
EP3795082A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines spektralen computertomographie-bilddatensatzes
DE102006014624B4 (de) Verfahren zur Aufnahme von Projektionsbildern
EP3798684A1 (de) Datenkorrektur in der röntgenbildgebung
EP1184682A2 (de) Bildkorrekturverfahren für einen Röntgendetektor
DE102010018045A1 (de) Verfahren zur Aufnahme eines Röntgenbildes und Röntgensystem

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H05G0001280000

Ipc: H05G0001260000

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee