DE102012211472A1 - Verfahren zur Aufnahme von Röntgenbildern und Röntgeneinrichtung - Google Patents

Verfahren zur Aufnahme von Röntgenbildern und Röntgeneinrichtung

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufnahme von Röntgenbildern mit einer einen Röntgenstrahler und einen Rontgendetektor umfassenden Röntgeneinrichtung, wobei eine gewünschte Bildrate und eine gewünschte Messzeit für jedes Röntgenbild vorgegeben sind, wobei ein Röntgendetektor, der zum Auslesen von zuvor gemessenen Bilddaten zumindest teilweise während des Messens aktueller Bilddaten ausgebildet ist, verwendet wird, welcher Röntgendetektor unabhängig von der Bildrate und der Messzeit in einem Grundbetriebsmodus mit einer festen Taktfrequenz zur Aufnahme von Rohbildern betrieben wird, wobei zur Ermittlung der Röntgenbilder eine Kombination und/oder Auswahl von Rohbildern abhängig von der gewünschten Bildrate und der gewünschten Messzeit erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufnahme von Röntgenbildern mit einer einen Röntgenstrahler und einen Röntgendetektor umfassenden Röntgeneinrichtung, wobei eine gewünschte Bildrate und eine gewünschte Messzeit für jedes Röntgenbild vorgegeben sind, sowie eine Röntgeneinrichtung.
  • Röntgeneinrichtungen sind im Stand der Technik bereits weitgehend bekannt. Sie ermöglichen es, für die verschiedensten Anwendungen Röntgenbilder von Objekten, im medizinischen Bereich insbesondere Patienten, aufzunehmen, indem der Patient durch von einem Röntgenstrahler ausgehende Röntgenstrahlung durchleuchtet wird, welche dann durch einen Röntgendetektor detektiert wird. Auch bekannt sind bereits Biplan-Röntgeneinrichtungen, bei denen zwei Aufnahmeanordnungen mit einem Röntgenstrahler und einem Röntgendetektor vorgesehen sind, die in unterschiedlichen Projektionsrichtungen Bilder aufnehmen können.
  • Im Bereich der Röntgenbildgebung werden immer häufiger Flachdetektoren bzw. Festkörperdetektoren eingesetzt, die auf einer pixelweisen Umwandlung einfallender Röntgenstrahlung in ein elektrisches Signal basieren. Bekannte derartige Röntgendetektoren basieren beispielsweise darauf, durch einfallende Röntgenstrahlung Elektronen in einem unter Spannung stehenden Festkörper zu lösen, welche dann als Ladung auf einem Kondensator gesammelt werden. In einer Auslesezeit wird dann der Kondensator entladen, um das Messsignal für jedes Detektorelement des Röntgendetektors zu bestimmen.
  • Wird unter einer Framerate die Rate verstanden, in der ein Röntgendetektor Bilder liefern kann, so setzt sich eine zur Aufnahme eines Frames genutzte Zeit bei herkömmlichen Röntgendetektoren neben einer Resetzeit hauptsächlich aus der eigentlichen Messzeit („Belichtungszeit“) und der darauf folgenden Auslesezeit zusammen. Dabei nehmen die Auslesezeit und die Resetzeit, insbesondere bei kurzen gewünschten Messzeiten, in denen der Röntgendetektor also sensitiv ist, einen nicht vernachlässigbaren Anteil an der Framezeit ein. Bei Röntgendetektoren, die amorphes Silizium nutzen (aSi-Detektoren) kann eine Auslesezeit beispielsweise 30 ms oder mehr betragen.
  • Durch die unterschiedlichen Anwendungen, in denen Röntgeneinrichtungen eingesetzt werden, insbesondere also die unterschiedlichen Bildgebungsziele, sind insbesondere bei medizinischen Anwendungen im Stand der Technik eine Vielzahl von Betriebsmodi der Röntgendetektoren bekannt, die sich hauptsächlich durch eine Framerate (im Folgenden Taktfrequenz) und eine Messzeit („Belichtungszeit“ bzw. „Röntgenfenster“) auszeichnen. Jede Anwendung der digitalen Röntgeneinrichtung hat mithin spezielle Anforderungen an den digitalen Röntgendetektor. Beispielsweise sind für Anwendungen der Kardiographie und der Fluoroskopie kleine Messzeiten gewünscht, während im Rahmen der digitalen Subtraktionsangiographie längere Messzeiten gewünscht sind. Ähnliche Unterschiede gelten für andere Betriebsparameter des digitalen Röntgendetektors, insbesondere die Bildrate oder auch die Fragestellung, ob Mono- oder Biplanaufnahmen angefertigt werden sollen.
  • Mithin ist es üblich, für jede Anwendung einen optimalen Betriebsparametersatz zu definieren, mit dem der digitale Röntgendetektor dann betrieben wird. Die Vielzahl möglicher Anwendungen führt dabei zu einem mehrdimensionalen Betriebsparameterraum, beispielsweise bezogen auf die Bildrate, die Messzeit („Belichtungszeit“ oder auch „Röntgenfenster“), die Verstärkung, einen Monoplan- oder Biplanaufnahmen angebenden Parameter, und dergleichen. Dieser Parameterraum kann nur bedingt durch eine vertretbare Anzahl von Betriebsparametersätzen abgedeckt werden. Dies liegt darin begründet, dass die Anzahl der Betriebsparametersätze dabei direkt in die Komplexität der Gesamtröntgeneinrichtung eingeht, beispielsweise was den Speicherplatz für Korrekturbilder angeht, Testfälle und dergleichen.
  • In heutigen Röntgeneinrichtungen werden so viele Parametersätze wie möglich implementiert. Dabei findet eine Optimierung statt, die letztendlich darauf abzielt, so viele Betriebsparametersätze wie notwendig, aber so wenig wie möglich umzusetzen. Typische Anzahlen für Betriebsparametersätze sind zwischen 20 und 40 („Systemmoden“).
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, unter Verwendung moderner Röntgendetektortechnologie die Komplexität von Röntgeneinrichtungen im Hinblick auf Betriebsmodi digitaler Röntgendetektoren, insbesondere im Hinblick auf die Taktfrequenz und die Messzeit, zu reduzieren.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Röntgendetektor, der zum Auslesen von zuvor gemessenen Bilddaten zumindest teilweise während des Messens aktueller Bilddaten ausgebildet ist, verwendet wird, welcher Röntgendetektor unabhängig von der Bildrate und der Messzeit in einem Grundbetriebsmodus mit einer festen Taktfrequenz zur Aufnahme von Rohbildern betrieben wird, wobei zur Ermittlung der Röntgenbilder eine Kombination und/oder Auswahl von Rohbildern abhängig von der gewünschten Bildrate und der gewünschten Messzeit erfolgt.
  • Die vorliegende Erfindung nutzt also aus, dass digitale Röntgendetektoren bekannt worden sind, die es ermöglichen, dass sich die Auslesezeit für ein in einer vorhergehenden Messung aufgenommenes Rohbilddatum mit der Messung eines aktuellen Bilddatums überschneidet. Dies ermöglicht es mit besonderem Vorteil, den Anteil des eigentlichen Messvorgangs an der Taktperiode (Framezeit) sehr niedrig zu gestalten, sodass es für gewünschte Messzeiten, die über die tatsächliche Rohbild-Messzeit bei der vorgegebenen, festen Taktfrequenz hinaus geht, ermöglicht wird, aufeinander folgende Rohbilder zu kombinieren, beispielsweise zu addieren, zu mitteln oder dergleichen. Dies war bislang nicht möglich, da bei alten Detektoren mit hoher Auslesezeit, die an die eigentliche tatsächliche Messzeit anschloss, das Problem existierte, dass immer während der Auslesezeit keine Bilddaten gewonnen wurden, sodass ein deutlicher Unterschied in der Bildqualität zwischen kombinierten aufeinander folgenden Röntgenbildern und einem Bild mit einer einzigen, langen tatsächlichen Messzeit (Röntgenfenster) bestand. Dies liegt im Wesentlichen darin begründet, dass es durch die bisherigen langen Auslesezeiten nach den Messzeiten durchaus vorkommen konnte, dass solche kombinierten Röntgenbilder einen doppelt so langen oder noch längeren Zeitraum zur Aufnahme abdeckten als Röntgenbilder mit einer einzigen, langen tatsächlichen Messzeit, die dann der gewünschten Messzeit entsprach. Mit neuen digitalen Röntgendetektoren ist es jedoch möglich, die Nicht-Messzeit während einer Taktperiode so kurz zu halten, dass sie deutlich weniger ins Gewicht fällt und mithin durch Kombination von Rohbildern das Ermitteln deutlich verbesserter Kombinations-Röntgenbilder erlaubt, die qualitativ mit Röntgenbildern vergleichbar sind, die während einer zusammenhängenden, der gewünschten Messzeit entsprechenden tatsächlichen Messzeit aufgenommen wurden.
  • Nachdem zusätzlich gilt, dass diese neuen, modernen digitalen Röntgendetektoren mit hohen Taktfrequenzen (Frameraten) betrieben werden können, ist es mithin möglich, alle gewünschten Anwendungen mit einem einzigen Betriebsparametersatz, was insbesondere die Taktfrequenz angeht, umzusetzen, sodass letztlich ein universeller Grundbetriebsmodus geschaffen wird, aus dem durch geschickte Auswahl und/oder Kombination von Rohbildern alle Möglichkeiten abgeleitet werden können. Dies ist nur mit neuen Röntgendetektortechnologien möglich, die bei einer hohen Taktfrequenz den Anteil der tatsächlichen Messung an einer Taktperiode sehr groß gestalten können, mit anderen Worten also einen hohen Anteil der Framelänge für die Messung zur Verfügung stellen.
  • In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann dabei vorgesehen sein, dass die maximal mögliche Rohbild-Messzeit einer Taktperiode verwendet wird und/oder die Taktfrequenz so gewählt wird, dass die maximal mögliche Rohbild-Messzeit wenigstens 80%, bevorzugt 90%, der Taktperiode beträgt. Ein weiterer Betriebsparameter des Röntgendetektors im Grundbetriebsmodus ist es also, einen möglichst hohen Anteil der Messung an einer Taktperiode zu realisieren, mit anderen Worten, das maximal mögliche Röntgenfenster als maximal mögliche Rohbild-Messzeit zu verwenden.
  • Zweckmäßigerweise wird als Röntgendetektor ein CMOS-Röntgendetektor und/oder ein Röntgendetektor mit einem Schattenregister verwendet. CMOS-Röntgendetektoren besitzen gegenüber herkömmlichen, amorphes Silizium verwendenden Röntgendetektoren den Vorteil, dass eine deutlich verbesserte Miniaturisierung von Bauteilen möglich ist. Bei Röntgendetektoren mit amorphem Silizium sind große Bauteile erforderlich, sodass weniger Integrationsdichte und mithin weniger Intelligenz im Röntgendetektor selbst möglich ist, insbesondere an den einzelnen Detektorelementen. Die bei CMOS-Röntgendetektoren gegebene zusätzliche, erhöhte Integrationsdichte kann nun genutzt werden, den Röntgendetektor dahingehend „intelligenter“ zu gestalten, dass Auslesevorgänge während der nächsten Messung durchgeführt werden. Hierzu ist es beispielsweise bekannt, ein sogenanntes „Schattenregister“ einzusetzen. Wird ein zu ladender oder zu entladender Kondensator verwendet, kann ein Schattenregister beispielsweise dadurch realisiert werden, dass unmittelbar nach Ende einer Rohbild-Messzeit die Ladung des Kondensators auf einen weiteren Kondensator übertragen wird, welcher dann unabhängig von dem für die nächste Messung zurückgesetzten Primärkondensator ausgelesen werden kann, während die Messung für das nächste Bilddatum bereits läuft. Während das Konzept von Schattenregistern, auch in anderen Ausprägungen, grundsätzlich bekannt ist, wurde es kürzlich, insbesondere durch die Realisierung von CMOS-Röntgendetektoren, möglich, es auch bei Röntgendetektoren zu realisieren.
  • Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Taktfrequenz bei Vorhandensein einer einzigen Strahlungsanordnung mit Röntgenstrahler und Röntgendetektor als 30 Hz gewählt wird oder bei einer Biplan-Röntgeneinrichtung als 60 Hz für beide Röntgendetektoren gewählt wird. Grundsätzlich ist hierbei zu beachten, dass sich Messzeiten und Bildraten, gerade was die Kombination und/oder Auswahl von Rohbildern angeht, letztlich gequantelt zu der Taktfrequenz im Grundbetriebsmodus verhalten. Es sind jedoch im Bereich der Röntgeneinrichtungen inzwischen einige Standards bekannt geworden, die als Bildraten und gewünschte Messzeiten verwendet werden. Im Bereich gewünschter Bildraten werden häufig 30 Hz, 15 Hz, 10 Hz, 7,5 Hz, 6 Hz, 5 Hz, 3,75 Hz und 3 Hz angesetzt. Diese lassen sich bei einer Auswahl der Taktfrequenz des Grundbetriebsmodus bei kurzen gewünschten Messzeiten allesamt durch das „Auslassen“ von Rohbildern, wobei dann idealer Weise auch der Röntgenstrahler nicht aktiv ist, realisieren. Für die unterschiedlichen gewünschten Messzeiten (Röntgenfensterlängen) werden die Röntgenbilder beispielsweise aus den Rohbildern („Frequenzblocks“) gemittelt. Hier werden mithin mehrere aufeinander folgende Rohbilder kombiniert. Beispielsweise können bei einer langen gewünschten Messzeit und einer gewünschten Bildrate von 10 Hz jeweils drei aufeinander folgende Rohbilder kombiniert werden. Die Wahl von 30 Hz entspricht also letztlich der größten möglichen gewünschten Bildrate. Ist nun ein Biplan-Betrieb gewünscht, bei dem auch bei beiden Aufnahmeanordnungen eine Bildrate von 30 Hz möglich sein soll, so wird die Grundtaktfrequenz auf 60 Hz verdoppelt, wobei die Röntgenstrahler insbesondere abwechselnd betrieben werden, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird.
  • Gerade dann, wenn im Bereich der medizinischen Bildgebung Patienten aufgenommen werden sollen, soll der Patient einer möglichst geringen Röntgenstrahlung ausgesetzt werden. Daher ist es äußerst vorteilhaft, wenn der Röntgenstrahler in Abhängigkeit von der gewünschten Bildrate und/oder der gewünschten Messzeit betrieben wird. In diesem Fall liegt vorteilhaft eine Synchronisierung zwischen dem Betrieb des Röntgenstrahlers und der Nutzung der Rohbilder vor. Nachdem der Röntgendetektor ja im Grundbetriebsmodus betrieben wird, nimmt er unabhängig vom Betrieb des Röntgenstrahlers ständig Daten für Rohbilder auf, teilweise jedoch dann konsequenterweise ohne eine Belichtung durch Röntgenstrahlen. Soll also im oben genannten Beispiel einer Taktfrequenz von 30 Hz eine gewünschte Bildrate von 15 Hz bei kurzen Schusszeiten, mithin kurzer gewünschter Messzeit, realisiert werden, ist es möglich, dass der Röntgenstrahler nur zu jeder zweiten Aufnahme eines Rohbildes betrieben wird. Die dazwischen aufgenommenen, ohne Betrieb des Röntgenstrahlers erzeugten Rohbilder werden verworfen. Hierfür ist mithin eine Synchronisierung zwischen Röntgenstrahler und Röntgendetektor so vorgesehen, dass immer während der tatsächlichen Rohbild-Messzeiten, deren Rohbilder weiter verwertet werden sollen, auch ein aktiver Röntgenstrahler vorliegt, und nur dann. Mithin können durch geschickte Wahl der Rohbilder, die man tatsächlich belichtet, die verschiedenen Anwendungen auch im Grundbetriebsmodus realisiert werden.
  • Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Röntgeneinrichtung eine Biplan-Röntgeneinrichtung mit einem ersten Röntgendetektor mit zugeordnetem ersten Röntgenstrahler und einem zweiten Röntgendetektor mit zugeordnetem zweiten Röntgenstrahler ist, wobei in einem Biplan-Betriebsmodus der erste und der zweite Röntgenstrahler abwechselnd betrieben werden. Auf diese Weise wird vermieden, dass Streustrahlung eines Röntgenstrahlers Aufnahmen mit der anderen Aufnahmeanordnung stört. Dabei ist es nicht zwangsläufig so, dass in aufeinander folgenden Taktperioden immer abwechselnd die Röntgenstrahler betrieben werden, sondern es ist durchaus denkbar, dass Röntgenstrahler immer für mehrere Taktperioden betrieben werden, insbesondere, um geeignete gewünschte Messzeiten zu realisieren, die eine möglichst geringe Bewegungsverschmierung aufweisen. Entsprechend ist es zweckmäßig, wenn die Röntgenstrahler so betrieben werden, dass jeweils eine der gewünschten Messzeit entsprechende Anzahl von nacheinander an einem Röntgendetektor aufgenommenen Rohbildern kombiniert wird.
  • Neben dem Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Röntgeneinrichtung, aufweisend einen Röntgenstrahler, einen Röntgendetektor und eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf die erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung übertragen, mit welcher mithin dieselben Vorteile erreicht werden können. Die Steuereinrichtung der Röntgeneinrichtung koordiniert mithin insbesondere den Betrieb von Röntgenstrahler und Röntgendetektor sowie die Nachverarbeitungseinrichtungen so, dass trotz Betrieb des Röntgendetektors in einem Grundbetriebsmodus mit einer festen Taktfrequenz und einer festen, insbesondere wenigstens 90% der Taktperiode einnehmenden Rohbild-Messzeit verschiedene gewünschte Bildraten und gewünschte Messzeiten realisiert werden können. Beispielsweise können im Rahmen der vorliegenden Erfindung problemlos gewünschte Bildraten realisiert werden, die einem ganzzahligen Bruchteil der Taktfrequenz bzw. der Taktfrequenz selber entsprechen, und es können gewünschte Messzeiten realisiert werden, die Vielfache der Rohbild-Messzeiten darstellen.
  • Insbesondere erhält die Steuereinrichtung also die Information über die gewünschte Bildrate und die gewünschte Messzeit und kombiniert die im Grundbetriebsmodus von dem Röntgendetektor erzeugten Rohbilder so bzw. wählt einzelne bzw. aufeinander folgende Rohbilder so aus, dass die gewünschten Parameter erreicht werden.
  • Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass die Information über die gewünschte Bildrate und die gewünschte Messzeit sich selbstverständlich auch implizit ergeben kann. Bei vielen modernen Röntgeneinrichtungen kann eine Einstellung auch über die gewünschte Anwendung erfolgen, deren Auswahl dann die gewünschten Parameter auch implizit enthalten kann.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden dargestellten Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen.
  • 1 eine erste, den Zeitablauf im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschreibende Prinzipskizze,
  • 2 eine zweite, den Zeitablauf im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschreibende Prinzipskizze,
  • 3 eine dritte, den Zeitablauf im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellende Prinzipskizze, und
  • 4 eine erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung.
  • Bei den im Folgenden darstellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein einem Röntgenstrahler zugeordneter digitaler Röntgendetektor einer Röntgeneinrichtung in einem Grundbetriebsmodus (Grundmode) mit einer festen Taktfrequenz betrieben, das bedeutet, er liefert jeweils nach Ablauf einer Taktperiode ein Rohbild. Nachdem der als CMOS-Röntgendetektor ausgebildete Röntgendetektor ein Schattenregister aufweist, ist er zum Auslesen von Bilddaten während der Messung ausgebildet, sodass das innerhalb der Taktperiode für die Messung zur Verfügung stehende Zeitfenster (Rohbild-Messzeit) äußerst groß gewählt werden kann, insbesondere hier wenigstens 90% der Taktperiode umfasst.
  • Im Folgenden sollen zunächst Ausführungsbeispiele gezeigt werden, bei denen bei einer Biplan-Röntgeneinrichtung nur eine Aufnahmeanordnung verwendet wird, bzw. nur eine Aufnahmeanordnung vorhanden ist. Es wird mithin ein Röntgendetektor mit einem zugeordnetem Röntgenstrahler betrachtet. Der Grundbetriebsmodus zeichnet sich nun dadurch aus, dass eine feste Taktfrequenz von 30 Hz verwendet wird. Hierdurch existiert eine Taktperiode von ungefähr 33 ms, von der vorliegend 30 ms die Rohbild-Messzeit (das Röntgenfenster) darstellen. Dies ist die maximal mögliche Rohbild-Messzeit für diese Taktfrequenz.
  • Die 1 zeigt die Gesamtsteuerung der Röntgeneinrichtung zunächst für Anwendungen in der Kardiographie und Fluoroskopie, wo kurze gewünschte Messzeiten gegeben sind, die vorliegend im Wesentlichen den angegebenen 30 ms der Taktperiode entsprechen. In den in 1 dargestellten Betriebsmöglichkeiten liegt also grundsätzlich die gleiche gewünschte Messzeit vor, die gewünschte Bildrate unterscheidet sich jedoch.
  • Die Kurve 1 in 1 symbolisiert den grundsätzlich für alle Anwendungen verwendeten Grundbetriebsmodus, in dem der Röntgendetektor betrieben wird, hier, wie bereits beschrieben, bei 30 Hz. Ersichtlich sind Rohbild-Messzeiten 2 (30 ms) jeweils durch Messpausen 3 unterbrochen, in denen beispielsweise ein gemessener Wert in ein Schattenregister zur Auslesung übertragen wird und ein Primärkondensator zurückgesetzt wird, bevor die nächst Messung beginnen kann.
  • An diesem Grundbetrieb des Röntgendetektors ändert sich im erfindungsgemäßen Verfahren nichts.
  • Für verschiedene gewünschte Bildraten sind ferner weitere Symbole in verschiedenen Reihen in 1 dargestellt. Dabei sind der gewünschten Bildrate 30 Hz die gepunkteten Symbole zugeordnet, der gewünschten Bildrate 15 Hz die gestrichelten Symbole und der gewünschten Bildrate 10 Hz die nicht ausgefüllten Symbole. Die innerhalb der Kurve 1 für die Messzeiten 2 gezeigten Kreise zeigen dabei eine Aktivität des Röntgenstrahlers an. Die unterhalb der Kurve 1 darstellten Kästen symbolisieren in diesem Fall die Rohbilder, die dann als Röntgenbilder weiterverwendet werden.
  • Ersichtlich ist für eine gewünschte Bildrate von 30 Hz eine einfache Konstellation gegeben. Der Röntgenstrahler wird während jeder Rohbild-Messzeit 2 aktiviert, sodass als Ergebnis ein belichtetes Rohbild entsteht, welches unmittelbar als Röntgenbild verwendet wird.
  • Wird jedoch eine Bildrate von nur 15 Hz gewünscht, ist es ersichtlich so, dass in jeder zweiten Rohbild-Messzeit 2 keine Aktivität des Röntgenstrahlers vorliegt, die dort von dem Röntgendetektor gelieferten Rohbilder werden verworfen. Als Röntgenbilder verbleiben die in der zweiten Reihe unter der Kurve 1 angedeuteten Rohbilder mit Belichtung.
  • Entsprechend wird dann, wenn die gewünschte Bildrate 10 Hz beträgt, nur in jeder dritten Rohbild-Messzeit der Röntgenstrahler betrieben, sodass nur die in diesen Rohbild-Messzeiten 2 aufgenommenen Rohbilder als Röntgenbilder verwendet werden und die übrigen verworfen werden, wie die dritte Reihe unterhalb der Kurve 1 zeigt.
  • Auf diese Weise sind alle gewünschten Bilddaten, die einem ganzzahligen Bruchteil der Taktfrequenz von hier 30 Hz entsprechen, realisierbar.
  • Die 2 zeigt nun Beispiele für einen Fall, in dem nicht nur andere Bildraten, sondern auch andere gewünschte Messzeiten vorliegen. Als Referenz gilt wiederum die Kurve 1 mit den Rohbild-Messzeiten 2 und den Messpausen 3. Ferner ist wiederum zum Vergleich der Fall dargestellt, wiederum gepunktet, in dem die gewünschte Bildrate 30 Hz beträgt und die gewünschte Messzeit der Rohdaten-Messzeit 2 entspricht.
  • Hier gestrichelt dargestellt ist ein Fall, in dem die gewünschte Bildrate 15 Hz beträgt, aber auch das Doppelte der Rohbild-Messzeit 2 als gewünschte Messzeit vorgegeben ist. Ersichtlich wird dann der Röntgenstrahler, vgl. wiederum die Kreise, kontinuierlich betrieben und es werden jeweils zwei aufeinander folgende Rohbilder zu einem Röntgenbild zusammengefasst, wie in der zweiten Reihe unterhalb der Kurve 1 gezeigt ist.
  • Analog lässt sich auch eine Bildrate von 10 Hz bei dem Dreifachen der Rohbild-Messzeit 2 entsprechender gewünschter Messzeit realisieren, wobei dann auch bei Betrieb des Röntgenstrahlers während jeder Rohbild-Messzeit 2 drei aufeinander folgende Rohbilder zu Röntgenbildern zusammengefasst werden, vgl. die dritte Reihe unter der Kurve 1.
  • Die Kombination von Rohbildern zu Röntgenbildern erfolgt vorliegend durch Mittelung, was nur mit den beschriebenen, die neue Technologie nutzenden Röntgendetektoren sinnvoll möglich ist, da bei den herkömmlichen Röntgendetektoren mit hoher Auslesezeit, mithin hoher Messpause, ein deutlicher Unterschied in der Bildqualität zwischen mehreren gemittelten und einem Röntgenbild mit langem Röntgenfenster (also langer zusammenhängender tatsächlicher Messzeit) bestand. Dies hat zum einen mit der Verschmierung aufgrund der unterschiedlichen Belichtungszeiten zu tun, zum anderen ist die Dosis leichter in einem Röntgenbild zu realisieren als in mehreren Rohbildern, die dann kombiniert werden.
  • Zusammenfassend wird mithin der Röntgendetektor ständig im selben Grundbetriebsmodus betrieben, während die speziellen Anforderungen an die Röntgenbilder, insbesondere die gewünschte Messzeit und die gewünschte Bildrate, durch geschickte Kombination und Auswahl der Rohbilder des Röntgendetektors ermittelt werden und für eine möglichst geringe Strahlenbelastung auch eine entsprechende Ansteuerung des Röntgenstrahlers erfolgt.
  • Das hier beschriebene Vorgehen lässt sich bei einer Biplan-Röntgeneinrichtung mit einem ersten Röntgendetektor mit zugeordnetem Strahler und einem zweiten Röntgendetektor mit zugeordnetem Strahler auch einsetzen. Soll eine gewünschte Bildrate von 30 Hz bei beiden Röntgendetektoren erreicht werden, ist es dabei nötig, beide Röntgendetektoren im Grundbetriebsmodus mit einer Taktfrequenz von 60 Hz zu betreiben, was in 3 durch die Kurven 4 und 5 dargestellt ist, wobei die Kurve 4 dem ersten Röntgendetektor und die darin dargestellten Kreise dem ersten Röntgenstrahler zugeordnet sind, die Kurve 5 jedoch dem zweiten Röntgendetektor und die darin angeordneten Kreise dem zweiten Röntgenstrahler.
  • Entsprechend sind die unter den Kurven 4 und 5 dargestellten resultierenden Röntgenbilder in den drei dort vorhandenen Reihen versetzt dargestellt, wobei die in einer Reihe höher angeordneten Röntgenbilder der ersten Aufnahmeanordnung zuzuordnen sind, die tiefer angeordneten Kästen symbolisieren Röntgenbilder der zweiten Aufnahmeanordnung.
  • Hier gepunktet dargestellt ist die Situation, wenn eine sehr kurze gewünschte Messzeit vorliegt und die gewünschte Bildrate 30 Hz beträgt. Wie aus den gepunktet ausgefüllten Kreisen ersichtlich ist, werden immer abwechselnd die Röntgenstrahler der ersten und der zweiten Aufnahmeanordnung genutzt, wobei für jeden Röntgendetektor jedes zweite, nicht belichtete Bild (welches allenfalls Streustrahlungsanteile zeigen würde) verworfen wird. Die belichteten Rohbilder werden als Röntgenbilder, wie in der ersten Reihe unter den Kurven 4 und 5 dargestellt, verwendet. Insgesamt werden dabei mit einer Rate von 60 Hz Röntgenbilder erhalten, auf die einzelnen Röntgendetektoren bezogen mit einer Rate von 30 Hz.
  • Die gestrichelte, in 3 mittlere Ausführungsform betrifft eine gewünschte Bildrate von 15 Hz, wobei zudem die doppelte Messzeit wie die Rohbild-Messzeit gewünscht ist. Hier wird jeder der Röntgenstrahler immer für zwei aufeinander folgende Taktperioden betrieben, wiederum abwechselnd, wobei immer zwei Rohbilder zu einem Röntgenbild zusammengefasst werden, die nächsten beiden, nicht belichteten Rohbilder dann verworfen werden, während die des anderen Detektors kombiniert werden, und so weiter.
  • Das letzte, unterste Beispiel mit nicht ausgefüllten Kreisen und Kästen betrifft den Fall, in dem für jeden Röntgendetektor eine gewünschte Bildrate von 10 Hz und eine gewünschte Messzeit, die dreimal der Rohbild-Messzeit entspricht, gewünscht werden. Entsprechend werden dort immer drei aufeinander folgende, belichtete Bilder eines Röntgendetektors kombiniert, während die drei folgenden, nicht belichteten Rohbilder verworfen werden.
  • Selbstverständlich sind auch Ausführungsbeispiele denkbar bzw. Moden realisierbar, in denen andere Kombinationen und Auswahlen von Rohbildern erfolgen, beispielsweise, wenn ein Drittel der Taktfrequenz als Bildrate gewünscht sind, die gewünschte Messzeit jedoch nur das Doppelte der Rohbild-Messzeit 2 betragen soll.
  • Die 4 zeigt schließlich eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung 6. Sie umfasst vorliegend an einem C-Bogen 7 angeordnet einen Röntgenstrahler 8, dem ein digitaler Röntgendetektor 9 gegenüberliegt. Bei dem Röntgendetektor 9 handelt es sich um einen CMOS-Detektor mit einem Schattenregister. Die aus dem Röntgenstrahler 8 und dem Röntgendetektor 9 bestehende Aufnahmeanordnung lässt sich anhand von Bewegungsfreiheitsgraden des C-Bogens 7 in verschiedene Positionen bezüglich einer Patientenliege 10 verbringen.
  • Die Röntgeneinrichtung 6 umfasst ferner eine hier nur angedeutete Steuereinrichtung 11, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
  • Das bedeutet insbesondere, dass die Steuereinrichtung 11 den Röntgendetektor 9 unabhängig von der aktuellen Anwendung in einem Grundbetriebsmodus mit fester Taktfrequenz und möglichst großer Rohbild-Messzeit betreibt, wobei die Anforderung der Anwendungen, insbesondere einer einen ganzzahligen Bruchteil der Taktfrequenz bildenden gewünschten Bildrate und einer ein ganzzahliges Vielfaches der Rohbild-Messzeit betragenden gewünschten Messzeit, durch geschickte Kombination und/oder Auswahl der Rohbilder erreicht wird.
  • Obwohl die hier dargestellte Röntgeneinrichtung 6 eine Monoplan-Röntgeneinrichtung ist, ist es selbstverständlich auch denkbar, dass die erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung eine Biplan-Röntgeneinrichtung ist, die entsprechend mit einer Steuereinrichtung versehen ist, die auch die in 3 dargestellte Biplan-Betriebsart unterstützt.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Aufnahme von Röntgenbildern mit einer einen Röntgenstrahler und einen Röntgendetektor umfassenden Röntgeneinrichtung, wobei eine gewünschte Bildrate und eine gewünschte Messzeit für jedes Röntgenbild vorgegeben sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Röntgendetektor, der zum Auslesen von zuvor gemessenen Bilddaten zumindest teilweise während des Messens aktueller Bilddaten ausgebildet ist, verwendet wird, welcher Röntgendetektor unabhängig von der Bildrate und der Messzeit in einem Grundbetriebsmodus mit einer festen Taktfrequenz zur Aufnahme von Rohbildern betrieben wird, wobei zur Ermittlung der Röntgenbilder eine Kombination und/oder Auswahl von Rohbildern abhängig von der gewünschten Bildrate und der gewünschten Messzeit erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die maximal mögliche Rohbild-Messzeit einer Taktperiode verwendet wird und/oder die Taktfrequenz so gewählt wird, dass die maximal mögliche Rohbild-Messzeit wenigstens 80%, bevorzugt wenigstens 90%, der Taktperiode beträgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Röntgendetektor ein CMOS-Röntgendetektor und/oder ein Röntgendetektor mit einem Schattenregister verwendet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktfrequenz bei Vorhandensein einer einzigen Strahlungsanordnung mit Röntgenstrahler und Röntgendetektor als 30 Hz gewählt wird oder bei einer Biplan-Röntgeneinrichtung als 60 Hz für beide Röntgendetektoren gewählt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgenstrahler in Abhängigkeit von der gewünschten Bildrate und/oder der gewünschten Messzeit betrieben wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Röntgeneinrichtung eine Biplan-Röntgeneinrichtung mit einem ersten Röntgendetektor mit zugeordnetem ersten Röntgenstrahler und einem zweiten Röntgendetektor mit zugeordnetem zweiten Röntgenstrahler ist, wobei in einer Biplan-Betriebsart der erste und der zweite Röntgenstrahler abwechselnd betrieben werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Röntgenstrahler so betrieben werden, dass jeweils eine der gewünschten Messzeit entsprechende Anzahl von nacheinander an einem Röntgendetektor aufgenommenen Rohbildern kombiniert wird.
  8. Röntgeneinrichtung (6), aufweisend einen Röntgenstrahler (8), einen Röntgendetektor (9) und eine zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildete Röntgenreinrichtung (11).
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