DE102012216272A1

DE102012216272A1 - Röntgenfokusjustage

Info

Publication number: DE102012216272A1
Application number: DE201210216272
Authority: DE
Inventors: Steffen Kappler; Mario Reinwand; Friederike Schöck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2014-03-13

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Einstellung des Fokus einer Röntgenquelle (100) eines Bildgebungssystems (10), mit einem der Röntgenquelle (100) gegenüberliegenden Röntgendetektor (200) mit einem Messkanal (C₁, ..., C_k). Dabei werden Justage-Messdaten (D) auf Basis der während der Einstellung des Fokus der Röntgenquelle (100) einfallenden Röntgenstrahlung (R) erzeugt, wobei sich ein Justageobjekt (A) zwischen der Röntgenquelle (100) und dem Röntgendetektor (200) befindet. Auf Basis der Justage-Messdaten (D) erfolgt außerdem eine Kalibrierung des Röntgendetektors (200). Weiterhin betrifft die Erfindung eine Detektor-Kalibrationseinheit (20) für ein Bildgebungssystem (10), mit der das Verfahren durchführbar ist, sowie ein Bildgebungssystem (10) mit einer solchen Detektor-Kalibrationseinheit (20).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung des Fokus einer Röntgenstrahlungsquelle in einem medizintechnischen Bildgebungssystem, insbesondere einem Computertomographiesystem. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Detektor-Kalibrationseinheit für ein Bildgebungssystem, mit der das Verfahren durchführbar ist, sowie ein Bildgebungssystem mit einer solchen Detektor-Kalibrationseinheit.
Bei Röntgenbildgebungssystemen, insbesondere bei Computertomographiesystemen, ist es von Zeit zu Zeit notwendig, den Fokus der Röntgenstrahlungsquelle, meist in Bezug auf einen verwendeten Röntgendetektor, zu justieren oder zu korrigieren. Eine entsprechende Justage muss in der Regel im Abstand von einigen Monaten quasi routinemäßig durchgeführt werden. Jedoch kann es notwendig sein, den Fokus auch zusätzlich zu den Routinejustagen erneut einzustellen. Beispielsweise macht ein Eingriff eines Service-Technikers, der Tausch einer Röntgenröhre, eines Blendkastens oder eines CT-Röntgendetektors einen entsprechende Justage zwingend erforderlich.
Bei Computertomographiesystemen, welche Röntgendetektoren mit mehreren Pixeln bzw. Messkanälen aufweisen, kann beispielsweise ein sogenannter Mittenkanal des Detektors im Rahmen der Justage bestimmt werden. Der Mittenkanal soll dabei dem Messkanal entsprechen, auf den das Drehzentrum abgebildet wird, um welches die Röntgenstrahlungsquelle und der Röntgendetektor zur Computertomographiebildgebung umlaufen.
Dazu wird ein Justageobjekt in den Strahlengang zwischen die Röntgenquelle und den Röntgendetektor eingebracht, und auf Basis des Justageobjekts der Mittenkanal bestimmt.
Neben der eigentlichen Justage bzw. Einstellung des Fokus sind in dem Verfahren aber auch eine Reihe von Kalibrierungen des Detektors erforderlich, um den Detektor optimal betreiben zu können, die als notwendiger Bestandteil des Fokusjustageverfahrens angesehen werden können. Zur Durchführung dieser Detektorkalibrierungen muss das Justageobjekt ggf. aus dem Strahlengang entfernt werden.
Bei einem CT-System nimmt ein entsprechendes Justageverfahren einschließlich der notwendigen Kalibrierungen typischerweise einige Minuten in Anspruch. Bei gegenwärtig erhältlichen CT-Systemen handelt es sich beispielsweise um eine Zeitdauer zwischen zwanzig und dreißig Minuten. Ein erheblicher wirtschaflicher Vorteil kann daher durch eine Beschleunigung eines entsprechenden Verfahrens erreicht werden.
Somit ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes beschleunigtes Verfahren zur Fokusjustage anzugeben.
Diese Aufgabe wird mit Hilfe eines Verfahrens zur Einstellung des Fokus einer Röntgenquelle nach Anspruch 1, einer Detektor-Kalibrationseinheit nach Anspruch 13 und einem Bildgebungssystem nach Anspruch 14 gelöst.
Im Rahmen der Erfindung wird, wie üblich, ein Verfahren zur Einstellung bzw. Justage des Fokus einer Röntgenquelle eines Bildgebungssystems mit einem der Röntgenquelle gegenüberliegenden Röntgendetektor mit einem Messkanal durchgeführt, bei dem Justage-Messdaten auf Basis der während der Einstellung des Fokus der Röntgenquelle einfallenden Röntgenstrahlung erzeugt werden, wobei sich ein Justageobjekt zwischen der Röntgenquelle und dem Röntgendetektor befindet. Erfindungsgemäß erfolgt nun auf Basis der Justage-Messdaten eine Kalibrierung des Röntgendetektors. Unter „Justage-Messdaten" sind dabei die Messdaten des Röntgendetektors zu verstehen, die während einer Messung zur Justage des Fokus der Röntgenquelle („Justagemessung“) mit einem Justageobjekt zwischen Röntgenquelle und Röntgendetektor aufgenommen werden, wobei dies nicht heißt, dass sich das Justageobjekt während der Justagemessung permanent zwischen der Röntgenquelle und dem spezifischen Messkanal des Röntgendetektors befindet. Die betreffenden Justage-Messdaten finden daher Anwendung in der Fokusjustage und darüber hinaus wenigstens zum Teil in der Kalibrierung bevorzugt des Röntgendetektors.
Im Folgenden wird das Verfahren zur Einstellung des Fokus einer Röntgenquelle auch kurz als Fokusjustageverfahren oder Justageverfahren bezeichnet.
Das Justageobjekt bzw. Phantom kann beispielsweise ein kugelförmiges oder zylindrisches, vergleichsweise kleines Objekt, wie beispielsweise ein 10 cm langer PMMA Zylinder mit einem Durchmesser von wenigen Zentimetern sein, welches zumindest zeitweise zur Einstellung des Röntgenfokus zwischen dem Röntgendetektor und der Röntgenquelle angeordnet ist. Dies kann beispielsweise bei einem CT-System dadurch erfolgen, dass das Justageobjekt exzentrisch gegenüber einer Systemachse angeordnet ist, um welche zumindest die Röntgenquelle rotiert, sodass eine Relativbewegung zwischen Strahlungsquelle und Justageobjekt erfolgt. Bei den meisten CT-Systemen rotieren die an einer Gantry befestigte Röntgenquelle und ein der Röntgenquelle gegenüberliegend an der Gantry befestigter Röntgendetektor um eine gemeinsame Systemachse.
Insbesondere kann es sich bei dem Bildgebungssystem um ein CT-System handeln, dessen Detektor mehrere Messkanäle aufweist. Für diese Messkanäle kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eine gemeinsame Fokuseinstellung der Röntgenquelle ermittelt werden. Im Rahmen des Justageverfahrens kann dann beispielsweise mit Hilfe der Relativbewegung der Strahlungsquelle bzw. mit Hilfe des Justageobjekts der bereits eingangs erwähnte Mittenkanal des Röntgendetektors ermittelt werden, also derjenige Messkanal, auf den bei einer gemeinsamen Fokuseinstellung für mehrere Messkanäle die erwähnte Systemachse bzw. Drehachse der Röntgenquelle abgebildet wird.
Zur Fokusjustage und insbesondere zur Bestimmung des Mittenkanals kommen beispielsweise iterative Verfahren unter Variation und bevorzugt schrittweiser Annäherung der Fokusposition an eine gewünschte, optimale Einstellung in Frage. Ferner könnte eine Interpolation von Justage-Messdaten in einem festen Raster von Fokuspositionen durchgeführt werden.
Vor Bewertung bzw. Auswertung der auf Basis der Röntgenstrahlung erzeugten Messdaten ist eine Kalibrierung des Röntgendetektors notwendig, die als sogenannte „Luft-„ oder „Flatfield-Normierung“ bezeichnet wird. Auf Basis der Flatfield-Normierung können Kalibrierdaten zur Kalibrierung des Röntgendetektors, z.B. jeweils ein Korrekturfaktor zur Bewertung eines Detektorsignals eines Messkanals des Röntgendetektors, ermittelt werden, sodass in allen Messkanälen identisch einfallende Röntgenstrahlung mit einem identischen kalibrierten Detektorsignal bzw. kalibrierten Messdaten bewertet wird. Dabei hat die Fokusposition jedoch einen entscheidenden Einfluss auf diesen Korrekturfaktor, sodass bei jeder Variation des Fokus die beschriebene Kalibrierung erfolgen muss, wenn die Messdaten mehrerer Messkanäle miteinander verglichen werden sollen, wie dies beispielsweise für die erwähnten Verfahren zur Bestimmung einer optimalen Fokusposition besonders sinnvoll ist.
Im Stand der Technik liegen der Flatfield-Normierung Daten zu Grunde, die während eines sogenannten Airscans erzeugt wurden, d. h. wenn sich kein Justageobjekt oder Untersuchungsobjekt im Strahlengang zwischen Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor befindet. Im Gegensatz dazu kann mit Hilfe der vorliegenden Erfindung auf eine separate Messung zur Erzeugung dieser Daten verzichtet werden. Die Erfinder haben erkannt, dass eine Kalibrierung, und insbesondere die sogenannte Flatfield-Normierung rein aus Justage-Messdaten abgeleitet werden kann, die also – wie erwähnt – erfasst werden, wenn das Justageobjekt sich im Strahlengang zwischen der Strahlungsquelle und dem Röntgendetektor befindet. Somit kann beispielsweise eine unnötige Durchführung von Airscans vermieden werden, sodass die Gesamtdauer der Röntgenfokusjustage erheblich verkürzt werden kann.
Zur Durchführung des Verfahrens kann eine erfindungsgemäße Detektor-Kalibrationseinheit verwendet werden, welche eine Eingangsschnittstelle zur Übernahme von Justage-Messdaten eines Messkanals aufweist, die auf Basis von während einer Einstellung eines Fokus der Röntgenquelle einfallender Röntgenstrahlung erzeugt wurden, wobei sich ein Justageobjekt zwischen der Röntgenquelle und dem Röntgendetektor befand. Diese Detektor-Kalibrationseinheit weist außerdem ein Kalibrierdatenerzeugungsmodul auf, welches so ausgebildet ist, dass es auf Basis der Justage-Messdaten Kalibrierdaten zur Kalibrierung des Röntgendetektors erzeugt. Diese Kalibrierdaten können dann zum Beispiel in einer Speichereinheit hinterlegt werden, und in nachfolgenden Messungen zur Korrektur bzw. Kalibrierung der Messdaten genutzt werden.
Erfindungsgemäß kann deshalb ein Bildgebungssystem, welches eine Röntgenquelle und einen Röntgendetektor aufweist, insbesondere mit einer solchen Detektor-Kalibrationseinheit ausgestattet sein. Die Justage des Fokus der Röntgenquelle erfolgt dabei unter Nutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Insbesondere kann es sich dabei um ein Computertomographiesystem, PET-System (Positronen-Emissions-Tomographiesystem) oder SPECT-System (Single-Electron-Emission-Computertomographie-System) handeln, bevorzugt mit einem Röntgendetektor bzw. Strahlungsdetektor, der mehrere Messkanäle aufweist.
Die erfindungsgemäße Detektor-Kalibrationseinheit kann insbesondere auch in Form von Software auf einer geeigneten Steuereinrichtung bzw. einem Steuerungsrechner eines Bildgebungssystems realisiert sein. Dies gilt insbesondere für das Kalibrierdatenerzeugungsmodul, das beispielsweise in Form eines Softwaremoduls realisiert sein kann. Ebenso kann dieses Modul bzw. die Detektor-Kalibrationseinheit aber auch als Hardwarekomponente ausgebildet sein, beispielsweise in Form von geeignet aufgebauten ASICs. Die Schnittstellen können ebenfalls als reine Hardware, Software oder durch Software unterstützte Hardware-Schnittstellen aufgebaut sein. Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete Detektor-Kalibrationseinheiten bzw. Steuereinrichtungen auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten. Die Erfindung umfasst somit auch ein Computerprogrammprodukt bzw. Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher einer Steuereinrichtung eines Bildgebungssystems ladbar ist, mit Programmcodeabschnitten, um alle Schritte eines der erfindungsgemäßen Verfahren auszuführen, wenn das Programm in der Steuereinrichtung ausgeführt wird.
Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein können.
Wie erwähnt kann die Kalibrierung basierend auf Justage-Messdaten eine sogenannte „Flatfield-Normierung“ umfassen. Dies kann vorteilhafterweise durch Ableitung von Airscan-Daten aus den Justage-Messdaten erfolgen, sodass die Airscan-Daten, wie erwähnt, nicht separat gemessen werden müssen.
Besonders bevorzugt kann mit Hilfe der abgeleiteten Airscan-Daten und insbesondere deren zeitlichem Verlauf auch die Korrektur einer sogenannten Zählratendrift erfolgen. Bei sogenannten „zählenden“ bzw. „photonenzählenden“ oder „quantenzählenden“ Röntgendetektoren, werden im oder am Röntgendetektor eine oder mehrere Energieschwellen (d. h. Schwellenwerte für ein gemessenes Strom- oder Spannungssignal) vorgegeben, sodass auf Basis des Überschreitens bzw. bei Überschreiten der Energieschwelle durch ein eintreffendes Röntgenquant ein Zähler erhöht werden kann, um so die Zählrate für Röntgenquanten, also die Anzahl der Röntgenquanten pro Zeit, bestimmen zu können, welche die vorgegebene Energieschwelle überschreiten. Die Zählrate, die bei einer bestimmten, konstanten Dosisleistung der auf den Detektor einfallenden Röntgenstrahlung am Detektor bzw. am Messkanal gemessen wird, kann sich bei gegenwärtig verfügbaren Röntgendetektoren jedoch im Laufe der Betriebszeit des Detektors verändern; diese Veränderung ist die sogenannte Zählratendrift. Zur Röntgenbildgebung muss daher mit erheblichem Aufwand die Zählrate stabilisiert werden. Hierzu stellt die Berechnung einer Kalibrierung bzw. Korrektur der Zählratendrift basierend auf Airscan-Daten eine Möglichkeit dar. Somit kann durch ein Verfahren zur Fokusjustage, welches die Korrektur der Zählratendrift einschließt, ein erheblicher Zeitvorteil erzielt werden.
Vorzugsweise erfolgt eine Auswahl von Teilen der Justage-Messdaten zur Durchführung der Kalibrierung. Somit kann für die jeweilige Kalibrierung ein jeweils relevanter Teil der Justage-Messdaten festgelegt werden, während der verbleibende Rest der Justage-Messdaten unbeachtet bleiben kann oder auch für andere Analysen bzw. ebenfalls für eine dann bevorzugt andere Kalibrierung verwendet werden kann. Für die Kalibrierungen „Flatfield-Normierung“ und „Korrektur bzw. Bestimmung der Zählratendrift“ kann die Auswahl beispielsweise Teile der Justage-Messdaten betreffen, die zur Ableitung der Airscan-Daten geeignet sind. Dabei liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die Justage-Messdaten, also die zur Einstellung des Fokus verwendeten Messdaten, häufig bestimmte Teile enthalten, die entweder direkt die benötigten Daten für eine Kalibrierung enthalten, oder besonders vorteilhaft eine Ableitung erlauben, während der Rest der Justage-Messdaten für eine bestimmte Kalibrierung eher unbeachtet bleiben kann.
Hierzu weist die Detektor-Kalibrationseinheit, z.B. das Kalibrierdatenerzeugungsmodul, vorzugsweise eine Auswahleinheit zur Ausführung des Auswahlverfahrens auf. Ferner kann die Auswahleinheit eine Eingabeschnittstelle umfassen bzw. mit einer Eingangsschnittstelle der Steuereinrichtung des Bildgebungssystems verbunden sein, mit deren Hilfe beispielsweise die nachfolgend erläuterten Auswahlgrößen, Auswahlwerte oder Auswahlparameter erfasst werden können. Darüber hinaus ist ebenfalls denkbar, dass die Auswahleinheit solche Auswahlgrößen, Auswahlwerte oder Auswahlparameter automatisch ermittelt.
Bevorzugt erfolgt die Auswahl von Teilen der Justage-Messdaten mehrstufig und insbesondere zweistufig. D.h. auf Basis einer Auswahl, die in einer ersten Stufe erfolgt, kann insbesondere ein Auswahlparameter, ein Auswahlwert oder eine Auswahlgröße bestimmt werden, welche die Auswahl in einer vorzugsweise nachfolgend durchgeführten weiteren, zweiten Stufe bestimmt.
Beispielsweise kann die Auswahl auf Basis eines Schwellenwertes für Intensitätswerte der Röntgenstrahlung erfolgen. Vorzugsweise in einem ersten Schritt kann ein Schwellenwert für Intensitätswerte festgelegt werden, der beispielsweise das 0,9 fache des im Zuge der Erfassung der Justage-Messdaten für den betreffenden Messkanal für eine bestimmte Fokuseinstellung ermittelten maximalen Intensitätswerts beträgt.
Bei CT-Messungen mit einem Justageobjekt kann beispielsweise mit Hilfe des Schwellenwerts ein Teil der Justage-Messdaten ausgewählt werden, der Intensitätswerte für einen Messkanal enthält, für den das dem Messkanal auf dem Röntgendetektor zugeordnete Pixel, d.h. die entsprechende Detektionsfläche, nicht durch das Justageobjekt abgeschattet ist. Dieser Teil der Justage-Messdaten entspricht dann wenigstens teilweise direkt korrespondierenden Airscan-Daten. Zum Beispiel kann ein entsprechender Teil der Justage-Messdaten immer dann vorliegen, wenn das Justageobjekt, wie beschrieben, exzentrisch im Strahlengang der rotierenden Röntgenstrahlungsquelle des CT-Systems angeordnet ist, also während der Fokusjustage eine Relativbewegung zwischen Justageobjekt und Röntgenstrahlungsquelle erfolgt. Die Relativbewegung kann somit den Vorteil bieten, dass Justage-Messdaten direkt einen zur Kalibrierung benötigten Teil der Justage-Messdaten enthalten. Jedoch ist im Rahmen der vorliegenden Weiterbildung der Erfindung nicht ausgeschlossen, dass ein Teil der Justage-Messdaten ausgewählt wird, der lediglich auf besonders einfache Weise, beispielsweise durch entsprechende Interpolation oder Extrapolation zur Kalibrierung verwendet werden kann.
Wie beschrieben kann die Auswahl auf Basis des maximalen Intensitätswerts erfolgen, der im Zuge der Erfassung der Messdaten der Röntgenstrahlung für den jeweiligen Messkanal, insbesondere während einer im Zuge des Fokusjustageverfahrens vorgegebenen Fokuseinstellung, erfasst wurde. Für das CT-System kann der ausgewählte Teil, wie bereits angedeutet, somit Justage-Messdaten enthalten, die direkt zu Airscan-Daten korrespondieren, sodass besonders einfach eine Kalibrierung durchzuführen ist, und beispielsweise auf bekannte Verfahren zur Flatfield-Normierung oder Zählratendrift-Korrektur bzw. Zählratendrift-Ermittlung unter Verwendung des ausgewählten Teils der Justage-Messdaten zurückgegriffen werden kann.
Vorzugsweise kann die Auswahl auf Basis des Mittelwerts eines Teils der Justage-Messdaten erfolgen. Der Teil kann dabei durch diejenigen Justage-Messdaten, die – insbesondere für eine bei dem Justageverfahren vorgegebenen Fokuseinstellung – mit Hilfe eines Messkanals erfasst wurden, gebildet werden, deren Intensitätswert größer als der Schwellenwert ist. Beispielsweise kann mit Hilfe des Schwellenwerts, der wie bereits angedeutet 0,9 mal der im Zuge der Erfassung der Justage-Messdaten ermittelten maximalen Intensität entsprechen kann, ein Teil der Justage-Messdaten ausgewählt werden, der mit großer Sicherheit die direkt zu Airscan-Daten korrespondierenden Justage-Messdaten enthält. Dies ist insbesondere für den Teil der Justage-Messdaten der Fall, die Intensitätswerte repräsentieren, welche den Schwellenwert übersteigen. Der so bestimmte Teil kann beispielsweise im Rahmen einer ersten Stufe des Auswahlverfahrens ausgewählt werden. In dieser ersten Stufe kann dann beispielsweise ein Mittelwert des ausgewählten Teils der Justage-Messdaten ermittelt werden, der dann die Auswahl in einer zweiten Stufe des Auswahlverfahrens beeinflussen bzw. festlegen kann. Der Mittelwert kann also als eine bereits erwähnte Auswahlgröße bilden und der entsprechende Zahlenwert somit einen Auswahlwert.
Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise auch der Median des wie zuvor beschrieben zunächst ausgewählten Teils der Justage-Messdaten ermittelt werden, und bevorzugt ebenfalls eine Auswahlgröße bzw. Auswahlwert bilden.
Insbesondere kann die Auswahl des zur Kalibrierung herangezogenen Teils der Justage-Messdaten dann mit Hilfe der Auswahlgröße bzw. Auswahlwerts mehrstufig verfeinert werden, wie dies nachfolgend noch deutlich wird.
Alternativ oder zusätzlich kann die Auswahl auf Basis des Mittelwerts oder Medians auch mit Hilfe des Teils der Justage-Messdaten erfolgen, die mit Hilfe eines Messkanals insbesondere für eine bei dem Justageverfahren vorgegebenen Fokuseinstellung erfasst wurden, deren Intensitätswert zu einem durch den Schwellenwert bestimmten oberen Quantil der Justage-Messdaten gehören. In einer ersten Stufe des Auswahlverfahrens könnte beispielsweise ein oberes Quantil von in den Justage-Messdaten enthaltenen Intensitätswerten ermittelt werden. Beispielsweise kann der Schwellenwert das obere P90-Quantil vorgeben, d.h. den Intensitätsbereich in den 90% der in den Justage-Messdaten enthaltenen Intensitätswerte ausgehend von einem maximalen Intensitätswert fallen. Auch dies ist eine Möglichkeit, um mit großer Sicherheit den Teil derjenigen Justage-Messdaten auszuwählen, die mit großer Sicherheit die zu Airscan-Daten korrespondierenden Justage-Messdaten enthalten. Basierend auf diesem ausgewählten Teil kann dann wiederum der Median oder auch der Mittelwert bestimmt werden, welche dann wie beispielsweise wie bereits beschrieben wiederum als Auswahlgröße bzw. Auswahlwert oder Auswahlparameter herangezogen werden könnten.
Beispielsweise könnte eine Verbesserung der Auswahl auf Basis der Standardabweichung aller Justage-Messdaten des Messkanals (insbesondere bei vorgegebener Fokuseinstellung) erfolgen, deren Intensitätswert größer als ein Schwellenwert ist oder auch deren Intensitätswert zu einem durch den Schwellenwert bestimmten oberen Quantil der Justage-Messdaten gehören. Diese Standardabweichung kann damit eine Auswahlgröße bzw. einen weiteren Auswahlwert des mehrstufigen Verfahrens bilden. Die Standardabweichung kann dabei insbesondere in Bezug auf den in einer ersten Stufe des mehrstufigen Verfahrens ermittelten Teil der Justage-Messdaten ermittelt werden.
Die Verbesserung der Auswahl in einer zweiten Stufe kann dann durch Beschränkung der Auswahl auf Justage-Messdaten erfolgen, die Intensitätswerte repräsentieren bzw. wiedergeben, deren Differenz von einem Mittelwert bzw. Median, in einem Intervall liegen, das auf Vielfache n der Standardabweichung beschränkt ist.
Besonders bevorzugt werden zur Auswahl ganzzahlige, insbesondere positive Vielfache n der Standardabweichung verwendet. Vorzugsweise liegt n in einem Bereich zwischen 1 und 6, besonders bevorzugt wird n aus der Gruppe der Zahlen 2, 4, oder 6 ausgewählt, sodass auf einfache Art und Weise eine zu einem bestimmten Wert, beispielsweise dem besagten Mittelwert oder Median, symmetrische Auswahl erfolgen kann.
D.h. insbesondere im Zusammenspiel mit einer Auswahl von Justage-Messdaten in einer ersten Stufe, also einer Vorauswahl von Justage-Messdaten, die für eine bestimmte Kalibrierung besonders geeignet sein sollen, können besondere Vorteile erzielt werden. Unter der Annahme, dass die Vorauswahl besonders geeignet ist, kann basierend auf dem beschriebenen Vorgehen mit relativ großer Sicherheit ausgeschlossen werden, dass Justage-Messdaten in der Auswahl enthalten sind, also ausgewählt werden, die nicht geeignet für die Kalibrierung sind. Die genaue Sicherheit, mit der dies ausgeschlossen werden kann, hängt dabei explizit von dem gewählten Vielfachen ab, wie dies später noch genauer beschrieben wird.
Bevorzugt wird das Verfahren zur Fokusjustage für jeden Messkanal des Röntgendetektors eingesetzt, sodass insbesondere für jeden Messkanal den Airscan-Daten entsprechende Justage-Messdaten bestimmt bzw. ausgewählt werden können.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen.
Es zeigen:
1 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Computertomographiesystems, dessen Fokusjustage unter Nutzung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fokusjustage erfolgt,
2 den zeitlichen Verlauf von Justage-Messdaten für einen Messkanal eines in dem Ausführungsbeispiel der 1 verwendeten Röntgendetektors, sowie die Auswahl von Teilen der Justage-Messdaten, und
3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fokusjustage einer Röntgenquelle in einem Bildgebungssystem.
In 1 ist schematisch ein Computertomographiesystem 10 dargestellt. Das CT-System 10 besteht dabei im Wesentlichen aus einem üblichen Scanner, in welchem an einer Gantry 130 ein Detektorsystem mit einem Detektor 200 und einer dem Detektor 200 gegenüber liegenden Röntgenquelle 100 um einen Messraum MF umläuft. Am Scanner befindet sich eine (nicht dargestellte) Patientenlagerungseinrichtung bzw. ein Patiententisch, dessen oberer Teil mit einem darauf befindlichen Patienten relativ zum Scanner verschoben werden kann, um den Patienten relativ zum Detektor 200 durch den Messraum MF hindurch zu bewegen. Angesteuert werden der Scanner und der Patiententisch durch eine Steuereinrichtung 11, von welcher über eine übliche Schnittstelle 13 Steuerdaten erhalten werden, um das CT-System gemäß vorgegebener Messprotokolle in der herkömmlichen Weise anzusteuern (hier nur durch einen Pfeil zur Gantry 130 symbolisch repräsentiert). Der Patient kann entlang der z-Richtung bewegt werden, welche der Systemachse z längs durch den Messraum MF entspricht. Gleichzeitig rotiert die Röntgenquelle 100 zur Erfassung von Computertomographierohdaten, sogenannten Projektionen, um die Systemachse z. Parallel läuft dabei gegenüber der Röntgenquelle 100 der Detektor 200 mit, sodass die Bewegung beider Einheiten durch einen Winkel bzw. Drehwinkel φ beschrieben werden kann. Der Drehwinkel φ, der in diesem Ausführungsbeispiel im Gegenuhrzeigersinn zunimmt, bildet dabei zusammen mit dem Gantryradius r ein Koordinatensystem, welches die Position der Röntgenquelle 100 und des Detektors 200 eindeutig in einer Rotationsebene der Gantry 130 beschreibt. Dieses Koordinatensystem weist also eine r-Richtung und eine φ-Richtung auf.
Der Vollständigkeit halber wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass das im Folgenden beschriebene Verfahren zu Fokusjustage grundsätzlich aber auch an anderen CT-Systemen, z. B. mit einem einen vollständigen Ring bildenden Detektor, einsetzbar ist.
Die vom Detektor 200 akquirierten Rohdaten werden an eine Messdatenschnittstelle 12 der Steuereinrichtung 11 übergeben. Diese Rohdaten werden dann in einer in der Steuereinrichtung 11 in Form von Software auf einem Prozessor realisierten Bildrekonstruktionseinrichtung 15 weiterverarbeitet.
Die mit Hilfe der Bildrekonstruktionseinrichtung 15 rekonstruierten fertigen computertomographischen Volumenbilddaten werden dann an eine Bilddatenschnittstelle übergeben, die die erzeugten Volumenbilddaten dann beispielsweise in einem Speicher der Steuereinrichtung hinterlegt oder in üblicher Weise auf den Bildschirm 14 der Steuereinrichtung ausgibt bzw. über eine nicht dargestellte Schnittstelle die Daten in ein an das Computertomographiesystem angeschlossenes Netzwerk, beispielsweise ein radiologisches Informationssystem (RIS) einspeist bzw. in dort vorhandenen Massenspeicher hinterlegt oder auf dort angeschlossenen Druckern entsprechende Bilder ausgibt. Die Daten können auch in beliebiger Weise weiterverarbeitet und dann gespeichert oder ausgegeben werden.
Zur Erzeugung von qualitativ optimalen Bilddaten muss der Fokus der Röntgenquelle 100 in Bezug auf den Röntgendetektor 200 von Zeit zu Zeit justiert werden. Dabei ist es insbesondere erforderlich, dass ein optimaler Detektormittenkanal C_m bestimmt bzw. festgelegt werden.
Wie in einer planen Aufsicht auf die der Röntgenstrahlungsquelle 100 zugewandten Oberfläche des Röntgendetektors 200 erkennbar ist, weist der Röntgendetektor 200 mehrere Detektorzeilen L₁, ..., L_n mit jeweils mehreren Messkanälen auf, die exemplarisch für die Detektorzeile L₁ mit C₁, ..., C_k bezeichnet werden. Die Messkanäle C₁, ..., C_k erzeugen dabei jeweils ein Detektionssignal für Röntgenstrahlung, die auf den Messkanälen C₁, ..., C_k zugeordneten Detektionsbereichen des Röntgendetektors 200 auftrifft. Ein Detektionsbereich eines Messkanals C₁, ..., C_k, z.B. ein einzelnes Detektorelement, welches aus einen getrennt auslesbaren Szintillator, Halbleiterelement oder dergl. bestehen kann, bildet somit einen Pixel des Röntgendetektors 200. Die Gesamtanzahl der Detektorpixel ist durch die Anzahl der Detektorzeilen L₁, ..., L_n multipliziert mit der Anzahl der Messkanäle C₁, ..., C_k pro Detektorzeile L₁, ..., L_n gegeben. Verschiedene Möglichkeiten, einen derartig pixelierten Detektor aufzubauen, sind dem Fachmann bekannt und brauchen daher nicht weiter erläutert zu werden.
Dem Detektormittenkanal C_m in φ-Richtung entspricht, insbesondere nach erfolgreicher Justage des Röntgenfokus, derjenige Messkanal C₁, ..., C_k auf den die Systemachse z abgebildet wird. Die Koordinate des Detektormittenkanals C_m kann in φ-Richtung für alle Detektorzeilen L₁, ..., L_k identisch sein. Alternativ oder zusätzlich ist auch einen Justage auf eine Detektormittenzeile (bzw. mittleren Pixel) in z-Richtung, d.h. bezüglich der Detektorzeilen L₁, ..., L_n, möglich. Im Folgenden wird aber als Beispiel davon ausgegangen, dass nur eine Justage in φ-Richtung erfolgt.
Zur Bestimmung des Detektormittenkanals C_m wird im Rahmen des Fokusjustageverfahrens ein Justageobjekt A abseits der Systemachse z in den Messraum MF in den Strahlengang zwischen Röntgenquelle 100 und Röntgendetektor 200 eingebracht. Bei einem Umlauf der Röntgenquelle 100 bzw. des Detektors 200 um die Systemachse z, werden symmetrisch um den, der gegenwärtigen Fokuseinstellung entsprechenden Detektormittenkanal C_m jeweils einige der Pixel durch das Justageobjekt bzw. Phantom A abgedeckt. Diese Messkanäle C₁, ..., C_k messen dann zeitweise beispielsweise eine geringere Zählrate oder Intensität für die einfallende Röntgenstrahlung. Mit Hilfe der reduzierten Zählrate bzw. Intensität können somit wiederum die abgedeckten Pixel und insbesondere deren Koordinaten in φ-Richtung (z.B. in der Einheit „Detektorkanäle“) bestimmt werden. Dem Detektormittenkanal C_m, welcher der gegenwärtigen Fokusposition entspricht, ist dann eine Koordinate in φ-Richtung zugeordnet, die nach bekannten Verfahren unter Berücksichtigung der Information über die abgedeckten Pixel ermittelt wird.
Im Rahmen der Fokusjustage kann dann der Fokus solange verändert werden, bis der Detektormittenkanal C_m eine Koordinate in φ-Richtung erreicht, die beispielsweise der halben Ausdehnung des Röntgendetektors in φ-Richtung entspricht.
Die Erfinder haben erkannt, dass die im Rahmen der Mittenkanalbestimmung ermittelten Justage-Messdaten, d.h. Justage-Messdaten die erfasst werden, während sich ein Justageobjekt A im Strahlengang zwischen der Röntgenstrahlungsquelle 100 und dem Röntgendetektor 200 befindet, insbesondere zur Bestimmung sogenannter Airscan-Daten eignen, die für vielfältige Kalibrierungen des Detektors 200, wie beispielsweise eine Flatfield-Normierung oder eine Zählratendrift-Bestimmung bzw. eine Zählratendrift-Korrektur notwendig sind.
Wie bereits eingangs erläutert, werden Airscan-Daten normalerweise gemessen, wenn sich kein Justageobjekt A und auch kein Untersuchungsobjekt in dem Messraum MF befindet.
Mit Hilfe der Erfindung ist die Möglichkeit gegeben, den Airscan-Daten großteils entsprechende Justage-Messdaten, die während der Fokusjustage und insbesondere während der Bestimmung des Detektormittenkanals C_m erfasst wurden, zu ermitteln, sodass eine entsprechende Kalibrierung auf Basis der Justage-Messdaten, unter Umgehung der eigentlichen Messung der Airscan-Daten ohne Justageobjekt A, erfolgen kann.
2 zeigt in der Zusammenschau mit 3 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens, mit dessen Hilfe den Airscan-Daten entsprechende Teile D₁, D₁’ der Justage-Messdaten D identifiziert und zur Kalibrierung genutzt werden können. Die in 2 dargestellten Messdaten D zeigen dabei den zeitlichen Verlauf über die Zeit t von gemessenen Intensitätswerten von Röntgenstrahlung für einen Messkanal während der Detektormittenkanalbestimmung. Die gezeigten Justage-Messdaten D entsprechen also einer bestimmten Fokuseinstellung. Sowohl die Zeit t als auch die Intensität I sind dabei in willkürlichen Einheiten [a.u.] angegeben. Wie erkennbar ist, variieren die Justage-Messdaten D zwischen einem maximalen Intensitätswert I_max, der in der Darstellung des Ausführungsbeispiels ungefähr einem Intensitätswert zwischen 9000 und 10000 entspricht, und einem minimalen Intensitätswert, der ungefähr der Hälfte des maximalen Intensitätswerts I_max beträgt. Diejenigen Justage-Messdaten D, die im Bereich des minimalen Intensitätswerts liegen zeigen dabei an, dass und zu welchem Zeitpunkt das Justageobjekt den Messkanal abgedeckt hat. Basierend auf dieser Information kann dann der Detektormittenkanal bestimmt werden. Zur Kalibrierung müssen jedoch die zu Airscan-Daten korrespondierenden Teile D₁, D₁’ der Justage-Messdaten D identifiziert und ausgewählt werden.
3 zeigt dazu ein entsprechendes Verfahren, welches im Folgenden unter Hinweis auf entsprechende Darstellungen der 2 erläutert wird. Das Verfahren zur Auswahl der zu Airscan-Daten korrespondierenden Teile D₁, D₁’ ist dabei zweistufig. In einer ersten Stufe S₁ erfolgt eine Vorauswahl von Teilen D₁ der Justage-Messdaten D. Diese Vorauswahl wird in einer zweiten Stufe S₂ weiter verbessert. Nach Abschluss des mehrstufigen Auswahlverfahrens sind Teile D₁’ der Justage-Messdaten D ausgewählt, auf deren Basis eine Kalibrierung CAL erfolgt.
In der ersten Stufe S₁ wird in einem anfänglichen Auswahlschritt I_S1 der maximale Intensitätswert I_max der Justage-Messdaten D ermittelt. Basierend auf diesem maximalen Intensitätswert I_max wird weiterhin ein Schwellenwert T der Intensität (wie in 2 ersichtlich) festgelegt, der in diesem Ausführungsbeispiel durch T = f·I_max (1) gegeben ist. Dabei ist f ein Skalierungsfaktor der zwischen 0 und 1 liegt. In dem Ausführungsbeispiel wird f = 0,85 verwendet, sodass der Schwellenwert T bei ungefähr 7600 in der Darstellung des Ausführungsbeispiels liegt. In dem anfänglichen Auswahlschritt I_S1 werden weiterhin diejenigen Justage-Messdaten D ausgewählt, die Intensitätswerte repräsentieren, die größer als der Schwellenwert T sind. Somit ist eine Vorauswahl eines Teils D₁ der Justage-Messdaten getroffen, welche in jedem Fall den zu Airscan-Daten korrespondierenden Teil D₁ der Justage-Messdaten D enthalten und gleichzeitig um sicher nicht zu Airscan-Daten korrespondierende Teile D₂ der Justage-Messdaten D bereinigt sind. Beispielsweise kann in dem beschriebenen Verfahren der Schwellenwert T automatisch (und damit auch der Skalierungsfaktor f) und insbesondere relativ konservativ so festgelegt werden, dass er in der Mitte des Intensitätsintervalls zwischen der maximalen Intensität I_max und der minimalen Intensität liegt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht das einer Intensität von ungefähr 7500. Wie insbesondere in 2 erkennbar ist, enthält der vorausgewählte Teil D₁ der Justage-Messdaten D im Wesentlichen einer einzelnen Normalverteilung entsprechende Justage-Messdaten (d.h. einer singulären Gaußverteilung entsprechend), während die Teile D₂ der Justage-Messdaten D nicht mehr in dem vorausgewählten Teil D₁ der Justage-Messdaten D enthalten sind.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist deshalb auch denkbar, die Vorauswahl in einer ersten Stufe S₁ so durchzuführen, dass das Vorliegen einer singulären Gaußverteilung in dem vorausgewählten Teil D₁ der Justage-Messdaten D überprüft wird, und die Vorauswahl ggf. solange wiederholt wird, bis dieses Kriterium erfüllt ist. Weiterhin kann auch die Anzahl der Gaußverteilungen in dem ausgewählten Teil D₁ der Justage-Messdaten D bestimmt werden und als Auswahlparameter betrachtet werden, der dann beispielsweise die Art der Auswahl weiter steuern kann. Beispielsweise können auch eine oder mehrere Auswahlgrößen ermittelt werden, die zur nachfolgenden Beurteilung des ausgewählten Teils D₁ sinnvoll sind. Dabei kann es sich beispielsweise um einen ermittelten Verteilungstyp der Justage-Messdaten D des ausgewählten Teils D₁ handeln.
In dem Ausführungsbeispiel wird basierend auf dieser Vorauswahl von Teilen D₁ der Justage-Messdaten D in einem weiteren Auswahlschritt II_S1 der Mittelwert M des vorausgewählten Teils D₁ der Justage-Messdaten D ermittelt.
In einem nachfolgenden Schritt wird basierend auf dem Mittelwert M die Standartabweichung S des vorausgewählten Teils D₁ der Justage-Messdaten D berechnet.
Die Werte der Standardabweichung S und der Mittelwert M werden als Auswahlwerte in der zweiten Stufe S₂ des Auswahlverfahrens verwendet. In einem anfänglichen Auswahlschritt I_S2 der zweiten Stufe S₂ wird basierend auf den Auswahlwerten die Auswahl der Daten weiter eingeschränkt. Dazu wird die Auswahl der Justage-Messdaten D auf ein um den Mittelwert M (d.h. den Auswahlwert) symmetrisches Intervall beschränkt, dessen halbe Breite n Vielfachen der Standartabweichung S entspricht.
Dies ist insbesondere unter der Annahme, dass die vorausgewählten Teile D₁ der Justage-Messdaten D eine singuläre Gaußverteilung bilden, besonders vorteilhaft. In diesem Fall besteht insbesondere die Möglichkeit, durch Auswahl des Vielfachen eine definierte Sicherheit festzulegen, mit welcher die in der zweiten Stufe S₂ ausgewählten Teile D₁’ zu dieser Gaußverteilung und damit in dem Beispiel zu Airscan-Daten gleichkommenden Justage-Messdaten D gehören. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde n für die halbe Breite mit 3 gewählt. In diesem Fall sind mit einer Wahrscheinlichkeit von lediglich 0,00034% Justage-Messdaten D nicht in dem ausgewählten Teil D₁’ enthalten, die Airscan-Daten repräsentieren. Das Vielfache kann beispielsweise von einem Benutzer des Verfahrens vorgegeben werden, oder auch automatisch, beispielsweise anhand der vorausgewählten Teile D₁ festgelegt werden.
Diese in dem Beispiel beschriebene Auswahl von Teilen D₁, D₁’ von Justage-Messdaten D eines Messkanals, kann für weitere Messkanäle C₁, ..., C_k des Röntgendetektors 200 ebenfalls durchgeführt werden, sodass bevorzugt für alle Messkanäle C₁, ..., C_k den Airscan-Daten gleichkommende Teile D₁’ der Justage-Messdaten D ermittelt werden.
Für jeden Messkanal C₁, ..., C_k kann dann eine Kalibrierung CAL (3) anhand der Teile D₁’ der Justage-Messdaten D erfolgen.
Im Rahmen der bereits erwähnten Flatfield-Normierung wird beispielsweise das Detektorantwortsignal I_DET eines bzw. bevorzugt mehrerer Messkanäle kalibriert, um ein vollständig korrigiertes Detektorantwortsignal I_COR zu erhalten. Ein Korrekturfaktor I_CAL mit dem später (zur Fokusjustage bzw. in einer bildgebenden Nutzmessung) gemessene Intensitätswerte I_DET korrigiert werden können, kann dann beispielsweise wie folgt verwendet werden: I_COR = I_DET/I_CAL (2)
Der Korrekturfaktor I_CAL entspricht dann den Kalibrierdaten K des jeweiligen Messkanals C₁, ..., C_k bzw. ist in diesen umfasst. Dabei wird der Korrekturfaktor I_CAL in dem Ausführungsbeispiel dann für jeden Messkanal C₁, ..., C_k anhand der ausgewählten Teile D₁’ bestimmt, die Justage-Messdaten D entsprechen, in denen keine Schwächung der Röntgenstrahlung durch das Justageobjekt A vorlag, obwohl sich dieses im Strahlengang zwischen der Röntgenstrahlungsquelle und dem Detektor befindet. Dabei können die ausgewählten Teile D1’ ebenfalls in den Kalibrierdaten K umfasst sein bzw. diese bilden. Insbesondere wird der Korrekturfaktor I_CAL aus dem Mittelwert oder Median der ausgewählten Teile D₁’ bestimmt, die in diesem Ausführungsbeispiel vorher mit Hilfe einer nachfolgend beschriebenen Zählratendrift-Korrektur korrigiert werden. Beispielsweise kann der Korrekturfaktor I_CAL dem anhand der ausgewählten Teile D1’ bestimmten Median M oder Mittelwert MP entsprechen. Insbesondere kann die Bestimmung des Korrekturfaktors I_CAL dabei auch in gleicher Weise erfolgen, wie dies für konventionell erfasste Air-Scan-Daten durchgeführt würde.
D.h. bei einem zählenden Röntgendetektor kann vor der sogenannten Flatfield-Normierung beispielsweise auch eine Zählratendrift-Korrektur im Schritt CAL erfolgen. Eine Korrektur ist dann möglich, wenn ein funktionaler Zusammenhang f(t) über die zeitliche Entwicklung der Zählrate für eine vorgegebene Röntgenstrahlung bekannt ist. Im Rahmen der Zählratendrift-Korrektur muss dieser Zusammenhang folglich ermittelt werden.
Die Zählrate Z zum Zeitpunkt t kann dann beispielsweise wie folgt ermittelt werden: Z(t) = f(t)·Z₀ (3)
Dabei repräsentiert Z₀ eine anfängliche Zählrate, welche dann im zeitlichen Verlauf über die Zeit t auf die Zählrate Z(t) driftet. Der zu ermittelnde funktionale Zusammenhang f(t) kann allgemein durch eine Summe von Exponentialfunktionen genähert werden, es gilt: f(t) = Σ_ia_i·exp(–b_i·t) (4)
Die Koeffizienten a_i und b_i müssen dabei zur Ermittlung des funktionalen Zusammenhangs f(t) bestimmt werden. Dies kann beispielsweise anhand des zeitlichen Verlaufs der ausgewählten Teile D₁’ bevorzugt für jeden Messkanal C₁, ..., C_k einzeln erfolgen. Eine korrigierte und damit kalibrierte Zählrate erhält man (wie durch Auflösen von Gleichung (3) nach Z₀ ersichtlich ist) durch Multiplikation der mit Hilfe des Messkanals gemessenen Zählrate mit der Umkehrfunktion f(t)^–1 des im Rahmen der Kalibrierung ermittelten funktionalen Zusammenhangs f(t). In diesem Fall kann also die zeitliche Funktion f(t) oder deren Inverse die Kalibrierdaten K bilden.
Weiterhin ist darauf hinzuweisen, dass die in der ersten Stufe S₁ durchgeführte Vorauswahl von Teilen D₁ der Justage-Messdaten D auch über ein geeignetes Quantil getroffen werden kann. Beispielsweise könnte die obere Grenze des P10-Quantils bestimmt werden (d.h. die obere Grenze des Quantils innerhalb dem 10% der Messdaten D liegen). Diese Grenze könnte beispielsweise den erwähnten Schwellenwert T bilden, sodass die vorausgewählten Teile D1, dann beispielsweise dem oberen P90-Quantil entsprechen, d.h. dem Quantil, in dem ausgehend von einem maximalen Beobachtungswert bzw. maximalen Wert der Messdaten D, 90% der Messdaten liegen.
Ferner kann alternativ oder zusätzlich zum Mittelwert M auch der P50 Median MP des vorausgewählten Teils D₁ der Justage-Messdaten bestimmt werden und als Auswahlwert an die zweite Stufe S2 des Auswahlverfahrens übermittelt werden. Im Auswahlschritt I_S2 kann dann die Auswahl des Teils D₁’ der Justage-Messdaten D symmetrisch um den besagten Median MP erfolgen, insbesondere wie beschrieben in einem Intervall, dessen Breite n Vielfache der Standardabweichung S beträgt.
Die Nutzung des ausgewählten Teils D₁’ der Justage-Messdaten D wird wiederum mit Hilfe der 1 deutlich. In 1 ist, hier als ein Teil der Steuereinrichtung 11, ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Detektor-Kalibrationseinheit 20 dargestellt, die z.B. in Form von Software auf einem geeigneten Prozessor der Steuereinrichtung 11 realisiert sein kann. Diese Detektor-Kalibrationseinheit 20 weist zum einen eine Eingangsschnittstelle 21 zur Übernahme von Justage-Messdaten D auf. Die Übernahme kann hier beispielsweise softwaremäßig direkt von der Messdatenschnittstelle 12 während der Durchführung einer Justage erfolgen. In einem Kalibrierdatenerzeugungsmodul 22 werden dann in der oben beschriebenen Weise die Kalibrierungsdaten K ermittelt, die beispielsweise in einer Speichereinheit 24 zur Nutzung bei den nachfolgenden Messungen hinterlegt werden können. Das Kalibrierdatenerzeugungsmodul 22 umfasst hier insbesondere eine Auswahleinheit 23 zur Ausführung des Auswahlverfahrens von Justage-Messdaten D, wie es oben erläutert wurde.
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass die Merkmale sämtlicher Ausführungsbeispiele oder in Figuren offenbarter Weiterbildungen in beliebiger Kombination verwendet werden können. Es wird abschließend ebenfalls darauf hingewiesen, dass es sich bei dem vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren, der Detektor-Kalibrationseinheit bzw. dem Bildgebungssystem lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließen die Begriffe „Einheit“ oder „Modul“ nicht aus, dass die betreffenden Komponenten aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.
Bezugszeichenliste

10: Bildgebungssystem / Computertomographie-System
11: Steuereinrichtung
12: Messdatenschnittstelle
13: Schnittstelle
14: Bildschirm
15: Bildrekonstruktionseinrichtung
20: Detektor-Kalibrationseinheit
21: Eingangsschnittstelle
22: Kalibrierdatenerzeugungsmodul
23: Auswahleinheit
24: Speichereinheit
100: Röntgenquelle
130: Gantry
200: Röntgendetektor
A: Justageobjekt / Phantom
C₁, ..., C_k: Messkanal
C_m: Detektormittenkanal / Mittenkanal
CAL: Kalibrierung
D: Justage-Messdaten
D₁, D₂: Teil der Justage-Messdaten
D₁’: Teil Justage-Messdaten
I_S1, II_S1, III_S1: Auswahlschritt
I_S2: Auswahlschritt
I_max: maximaler Intensitätswert
K: Kalibrierungsdaten
L₁, ..., L_n: Detektorzeile
M: Mittelwert
MF: Messraum
MP: Median
n: Vielfaches
r: Gantryradius
R: Röntgestrahlung
S: Standardabweichung
S₁: erste Stufe
S₂: zweite Stufe
T: Schwellenwert
z: Systemachse
φ: Drehwinkel

Claims

Verfahren zur Einstellung des Fokus einer Röntgenquelle (100) eines Bildgebungssystems (10), mit einem der Röntgenquelle (100) gegenüberliegenden Röntgendetektor (200) mit einem Messkanal (C₁, ..., C_k), der Justage-Messdaten (D) auf Basis der während der Einstellung des Fokus der Röntgenquelle (100) einfallenden Röntgenstrahlung (R) erzeugt, wobei sich ein Justageobjekt (A) zwischen der Röntgenquelle (100) und dem Röntgendetektor (200) befindet, und auf Basis der Justage-Messdaten (D) eine Kalibrierung des Röntgendetektors (200) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kalibrierung eine Flatfield-Normierung umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Kalibrierung die Korrektur einer Zählratendrift umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Auswahl von Teilen (D₁, D₂, D₁’) der Justage-Messdaten (D) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Auswahl zweistufig erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die Auswahl auf Basis eines Schwellenwertes (T) für Intensitätswerte der Röntgenstrahlung (R) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, wobei die Auswahl auf Basis des maximalen Intensitätswerts (I_max) erfolgt, der im Zuge der Erfassung der Justage-Messdaten (D) der Röntgenstrahlung (R) für den Messkanal (C₁, ..., C_k) erfasst wurde.
Verfahren nach Anspruch 4 bis 7, wobei die Auswahl auf Basis des Mittelwerts (M) und/oder Median (MP) aller Justage-Messdaten (D) des Messkanals (C₁, ..., C_k), deren Intensitätswert größer als ein Schwellenwert (T) ist oder deren Intensitätswert zu einem durch den Schwellenwert (T) bestimmten oberen Quantil der Messdaten (D) gehören, erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die Auswahl auf Basis der Standardabweichung (S) aller Justage-Messdaten (D) des Messkanals, deren Intensitätswert größer als ein Schwellenwert (T) ist und/oder deren Intensitätswert zu einem durch den Schwellenwert (T) stimmten oberen Quantil der Messdaten (D) gehören, erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Auswahl auf Justage-Messdaten (D) beschränkt ist, die Intensitätswerte wiedergeben, deren Differenz von einem Mittelwert (M) und/oder Median (MP), in einem Intervall liegen, das auf Vielfache (n) der Standardabweichung (S) beschränkt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Verfahren für mehrere Messkanäle (C₁, ..., C_k) des Röntgendetektors (200) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Röntgenquelle (100) und vorzugsweise der Röntgendetektor (200) um eine Systemachse (z) drehbar angeordnet sind, und das Justageobjekt (A) abseits der Systemachse (z) angeordnet ist.
Detektor-Kalibrationseinheit (20) für ein Bildgebungssystem (10), welches eine Röntgenquelle (100) und einen der Röntgenquelle (100) gegenüberliegenden Röntgendetektor (200) mit einem Messkanal (C₁, ..., C_k) aufweist, wobei die Detektor-Kalibrationseinheit (20) eine Eingangsschnittstelle (21) zur Übernahme von Justage-Messdaten (D) eines Messkanals (C₁, ..., C_k) aufweist, welche auf Basis von während einer Einstellung eines Fokus der Röntgenquelle (100) einfallender Röntgenstrahlung (R) erzeugt wurden, wobei sich ein Justageobjekt (A) zwischen der Röntgenquelle (100) und dem Röntgendetektor (200) befand, und ein Kalibrierdatenerzeugungsmodul (22) aufweist, welches so ausgebildet ist, dass es auf Basis der Justage-Messdaten (D) Kalibrierdaten (K) zur Kalibrierung des Röntgendetektors (200) erzeugt.
Bildgebungssystem (10) mit einer Röntgenquelle (100) und einem Röntgendetektor (200), insbesondere mit einer Detektor-Kalibrationseinheit (20), wobei die Justage des Fokus der Röntgenquelle (100) unter Nutzung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 erfolgt.
Computerprogrammprodukt, welches direkt in einen Speicher einer Steuereinrichtung (11) eines Bildgebungssystems (10) ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen, wenn das Programmprodukt auf dem Steuereinrichtung (11) ausgeführt wird.