DE102014224743A1

DE102014224743A1 - Beschleunigte Datenerfassung bei einem Röntgensystem

Info

Publication number: DE102014224743A1
Application number: DE102014224743.8A
Authority: DE
Inventors: Peter Bartl; Anna Jerebko; Tom Weidner
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2014-12-03
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2016-06-09
Also published as: US20160157804A1; US10028718B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Erfassen von Daten eines vorbestimmten Volumenabschnitts (12) eines Untersuchungsobjekts mittels eines Röntgensystems (30), welches eine Röntgenquelle (5) und einen Detektor (7) umfasst. Dazu wird die Röntgenquelle (5) aktiviert, um Röntgenstrahlen zu erzeugen, welche aus der Röntgenquelle (5) austreten, den Volumenabschnitt (12) durchstrahlen und nach dem Durchstrahlen auf den Detektor (7) auftreffen. Auf den Detektor (7) auftreffende Röntgenstrahlen werden pixelweise erfasst, um dadurch die Daten des vorbestimmten Volumenabschnitts (12) zu erfassen. Bei dem pixelweisen Erfassen wird nur eine Untermenge aller Pixel des Detektors (7) ausgewertet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen von Daten mit einem Röntgensystem sowie ein entsprechendes Röntgensystem, wobei die Datenerfassung beschleunigt wird.
Im Bereich der Röntgen-Mammografie hat die Bedeutung der Tomosynthese in den letzten Jahren zugenommen. Bei der Tomosynthese werden Röntgenbilder über einen eingeschränkten Winkelbereich erfasst, wobei die dadurch ermittelten Projektionsbilder in Form von Schnittbildern beliebiger Ausrichtung rekonstruiert werden können. Als Röntgendetektor wird dabei häufig ein so genannter FFDM („Flat Field Detector for Mammography“) eingesetzt, welcher eine Schlüsselkomponente für die Tomosynthese darstellt. Die Datenerfassungszeit des FFDM und damit die Auslesezeit für jedes Projektionsbild des FFDM ist aktuell ein sehr einschränkender Faktor bezüglich des Einsatzes der Tomosynthese.
Um die gesamte Datenerfassungszeit bei der Tomosynthese zu verkürzen, wird aktuell die Anzahl der erfassten Projektionen beschränkt. Dieser Ansatz weist jedoch den großen Nachteil auf, dass die verfügbare Information über das Objekt mit der Anzahl der erfassten Projektionen abnimmt. Insbesondere die Tiefeninformation der rekonstruierten Schnittbilder sinkt mit der Verringerung der Anzahl der Projektionen. Zusammengefasst nimmt die Bildqualität der Tomosynthese mit der Verringerung der Anzahl an Projektionen ab.
Daher stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, die Datenerfassungszeit bei der Tomosynthese zu verkürzen, ohne dass dadurch die Bildqualität verringert werden muss.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Erfassen von Daten eines vorbestimmten Volumenabschnitts eines Untersuchungsobjekts mittels eines Röntgensystems nach Anspruch 1, durch ein Röntgensystem nach Anspruch 11, durch ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 14 und durch einen elektronisch lesbaren Datenträger nach Anspruch 15 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Erfassen von Daten eines vorbestimmten Volumenabschnitts eines Untersuchungsobjekts mit Hilfe eines digitalen Röntgensystems bereitgestellt. Dabei umfasst das Röntgensystem eine Röntgenquelle und einen Detektor. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Schritte:

• Aktivieren der Röntgenquelle, um Röntgenstrahlen zu erzeugen, welche aus der Röntgenquelle austreten, den vorbestimmten Volumenabschnitt durchstrahlen und anschließend auf den Detektor auftreffen.
• Pixelweises Erfassen der auf den Detektor auftreffenden Röntgenstrahlen, um dadurch die Daten des vorbestimmten Volumenabschnitts zu erfassen. Bei diesem pixelweisen Erfassen der auf den Detektor auftreffenden Röntgenstrahlen, wird nur eine bestimmte Menge bzw. Untermenge der Menge aller Pixel des Detektors ausgewertet. Mit anderen Worten werden nicht alle Pixel des Detektors, sondern nur bestimmte Pixel ausgewertet. Diese bestimmten Pixel, welche auszuwerten sind, werden im Folgenden als die auszuwertende Untermenge der Pixel bezeichnet.

Indem nur ein Teil der Pixel des Detektors zum Erfassen der Daten ausgewertet wird, kann die Auslesezeit des Detektors vorteilhafterweise verkürzt werden. Dadurch kann im Vergleich zum Stand der Technik die Zeitspanne zum Erfassen der Daten verkürzt werden, ohne die Anzahl der Projektionen und damit die Bildqualität zu verringern.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Durchstrahlungstest durchgeführt, in welchem von der Röntgenquelle austretende Röntgenstrahlen den vorbestimmten Volumenabschnitt durchlaufen und anschließend auf den Detektor auftreffen. Die auf den Detektor auftreffenden Röntgenstrahlen werden pixelweise erfasst und ausgewertet, um dadurch diejenigen Pixel zu ermitteln, welche diejenigen Röntgenstrahlen erfassen, die vorher den Volumenabschnitt durchlaufen haben. Dieser Schritt kann auch als Segmentierung (bei der Tomosynthese als Brustsegmentierung) bezeichnet werden. Die auszuwertende Untermenge der Pixel wird ausgehend von diesen ermittelten Pixeln bestimmt. Mit anderen Worten umfasst die auszuwertende Untermenge der Pixel diejenigen Pixel, welche diejenigen Röntgenstrahlen erfasst haben, die vorher den Volumenabschnitt durchlaufen haben. In dem Durchstrahlungstest wird eine Art Testbild oder Testprojektion erstellt, wobei diese Testprojektion auch als AEC-Preshot („Automatic Exposure Control“) oder erste Tomosynthese-Projektion bezeichnet wird.
Bei einem Röntgenbild oder einer Projektion enthalten nur diejenigen Pixel des Detektors eine Information, auf welche ein Röntgenstrahl einfällt, welcher vorher den zu untersuchenden Volumenabschnitt durchlaufen hat. Indem die auszuwertende Untermenge der Pixel alle Pixel umfasst, bei welchen das der Fall ist, weist die auszuwertende Untermenge der Pixel dieselbe Information auf, wie die gesamte Menge der Pixel des Detektors. Indem also nur die auszuwertende Untermenge der Pixel ausgewertet wird, wird im Vergleich zum Stand der Technik, bei welchem alle Pixel des Detektors ausgewertet werden, keine Information verloren, wodurch die Bildqualität trotz verringerter Erfassungszeit beibehalten wird.
Alternativ zum vorab beschriebenen Durchstrahlungstest mit Röntgenstrahlen kann der Durchstrahlungstest mit einer auf der Seite der Röntgenquelle eingesetzten Kamera durchgeführt werden, mit welcher als das Testbild eine optische Aufnahme des vorbestimmten Volumenabschnitts in Richtung Detektor erstellt wird. Anhand der optischen Aufnahme kann der von dem vorbestimmten Volumenabschnitt auf dem Detektor überdeckte Bereich ermittelt werden, wodurch die auszuwertende Untermenge der Pixel bestimmt werden kann, ohne das dazu Röntgenstrahlen emittiert werden müssen.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Rechteck bestimmt, in welchem sich alle vorher durch den Durchstrahlungstest ermittelten Pixel befinden. Wenn die Pixel des Detektors in Form von mehreren geradlinig verlaufenden parallelen Zeilen angeordnet sind, liegen zwei gegenüberliegende Seiten des Rechtecks parallel zu den Zeilen des Detektors. Die beiden anderen Seiten des Rechtecks stehen senkrecht auf den Zeilen des Detektors und verlaufen somit parallel zu den Spalten des Detektors. Bei dieser Ausführungsform wird die auszuwertende Untermenge der Pixel abhängig von dem Rechteck bestimmt. Mit anderen Worten ist die auszuwertende Untermenge der Pixel durch diejenigen Pixel bestimmt, welche innerhalb des Rechtecks liegen.
Anstelle des Rechtecks können auch andere zweidimensionale Gebilde, z.B. ein Polygon oder ein Halbkreis (bei der Tomographie bevorzugt), bestimmt werden. Ein solches zweidimensionales Gebilde oder Fläche kann ausgehend von dem Testbild per Segmentierung (z.B. anhand eines Helligkeits-Schwellenwerts) bestimmt werden. Die auszuwertende Untermenge der Pixel wird dann abhängig von dieser bestimmten Fläche bestimmt. Im Vergleich zum Rechteck kann die auszuwertende Untermenge der Pixel genauer bestimmt werden, was bei neuartigen Flachdetektoren vorteilhaft ist. Bei diesen Flachdetektoren kann aufgrund einer hohen Schaltkreisdichte und Schaltkreislogik quasi jedes Pixel individuell ausgelesen oder nicht ausgelesen werden.
Das Auslesen der Pixelwerte der einzelnen Pixel des Detektors wird in der Regel (insbesondere bei dem FFDM) zeilenweise durchgeführt. Wenn die auszuwertende Untermenge der Pixel in Form eines Rechtecks beschrieben wird, deren Seiten parallel zu den Zeilen des Detektors liegen, kann das Auslesen der Pixelwerte vorteilhafterweise abhängig von dem Rechteck erfolgen.
Insbesondere werden nur diejenigen Zeilen des Detektors ausgelesen, welche durch das Rechteck verlaufen.
Wenn nur diejenigen Zeilen des Detektors ausgelesen werden, welche durch das Rechteck verlaufen, werden diejenigen Zeilen des Detektors nicht ausgelesen, welche das Rechteck nicht berühren. Wenn sich die auszuwertende Untermenge der Pixel nur in dem Rechteck befindet, befindet sich kein auszuwertender Pixel außerhalb des Rechtecks und damit befindet sich auch kein auszuwertender Pixel auf einer nicht ausgelesenen Zeile.
Mit anderen Worten kann auf das Auslesen der Zeilen außerhalb des Rechtecks verzichtet werden, ohne dadurch die Bildqualität einzuschränken, da sich kein auszuwertender Pixel außerhalb des Rechtecks befindet.
Zur Bestimmung des Rechtecks können diejenigen beiden Zeilen des Detektors ermittelt werden, welche auf dem Detektor am Rand der Menge der mit dem Durchstrahlungstest ermittelten Pixel liegen. Diese beiden Zeilen werden im Folgenden Randzeilen genannt. In ähnlicher Weise können zur Bestimmung des Rechtecks diejenigen beiden Spalten des Detektors ermittelt werden, welche auf dem Detektor am Rand der Menge der mit dem Durchstrahlungstest ermittelten Pixel liegen. Diese beiden Spalten werden im Folgenden Randspalten genannt. Das Rechteck kann nun mit den beiden Randspalten und den beiden Randzeilen bestimmt werden.
Beispielsweise kann das Rechteck so bestimmt werden, dass die beiden Randspalten und die beiden Randzeilen die vier Seiten des Rechtecks definieren. Es ist allerdings auch möglich, das Rechteck etwas größer zu definieren, indem zumindest eine Seite des Rechtecks gegenüber der entsprechenden Randspalte oder Randzeile weiter nach außen versetzt wird, so dass das Rechteck zwischen der entsprechenden Seite des Rechtecks und der korrespondierenden Randzeile oder Randspalte auch Pixel umfasst, welche nicht zu den durch den Durchstrahlungstest ermittelten Pixeln gehören.
Eine solche Erweiterung des Rechtecks weist den Vorteil auf, dass auch bei einer Bewegung des Volumenobjekts während der eigentlichen Datenerfassung alle Pixel innerhalb des Rechtecks liegen und damit ausgelesen werden, welche von einem Röntgenstrahl beaufschlagt werden, der den Volumenabschnitt durchlaufen hat. Mit anderen Worten bietet eine solche Erweiterung des Rechtecks einen gewissen Sicherheitspuffer. Darüber hinaus ändert sich während eines Tomosynthese-Scans oder einer Bewegung der Röntgenquelle die geometrische Abbildung des Objekts auf dem Detektor. Wenn die Trajektorie der Röntgenquelle bekannt ist, kann abhängig von dem Testbild und abhängig von der Trajektorie das (insbesondere minimal große) Rechteck so bestimmt werden, dass dennoch jeder von der Röntgenquelle (egal wo sich die Röntgenquelle auf der Trajektorie befindet) emittierte und durch den vorbestimmten Volumenabschnitt verlaufende Röntgenstrahl auf ein Pixel innerhalb des Rechtecks auftrifft.
Beim Auslesen können innerhalb des Detektors diejenigen Pixelwerte, welche zu benachbarten Pixeln außerhalb des Rechtecks gehören, zu einem Pixelwert zusammengefasst werden. Dadurch können beispielsweise diejenigen Pixelwerte, welche zu Pixeln außerhalb des Rechtecks gehören, die auf Zeilen liegen, welche das Rechteck durchlaufen, zu einem Pixelwert zusammengefasst werden. Dieser zusammengefasste Pixelwert kann dann nach dem Auslesen verworfen werden.
Bei bestimmten Detektoren ist es nicht möglich, Pixelwerte bestimmter Pixel einer Zeile nicht auszulesen, sofern zumindest ein Pixel der Zeile auszulesen ist. Allerdings ist es möglich, die Pixelwerte zusammenliegender Pixel zu einem einzigen Pixelwert zusammenzufassen. Da die Auslesezeit von der Anzahl der auszulesenden Pixel abhängt, kann die Auslesezeit vorteilhafterweise verkürzt werden, indem die Pixelwerte von außerhalb des Rechtecks liegenden Pixeln zusammengefasst wird.
Im Normalfall verlaufen die Zeilen des Detektors horizontal, während die Spaltentreiber des Detektors die vertikale Richtung bestimmen. Für den Fall, dass bei einem bestimmten Detektor eine andere Definition von Spalten und Zeilen gilt (z.B. wenn die Zeilen vertikal verlaufen), gilt die vorliegende Erfindung natürlich dennoch. In diesem Fall werden die Spalten des bestimmten Detektors als die erfindungsgemäßen Zeilen und seine Zeilen als die erfindungsgemäßen Spalten angesehen. Selbst bei Detektoren, bei welchen die Pixel nicht kartesisch, sondern beispielsweise radial oder hexagonal angeordnet sind, ist die vorliegende Erfindung prinzipiell einsetzbar. Auch bei diesen Detektoren kann z.B. das Rechteck erfindungsgemäß bestimmt werden.
Erfindungsgemäß werden insbesondere mehrere Aufnahmen oder Projektionen erstellt, wobei für jede dieser Projektionen eine individuelle Richtung bzw. Winkeleinstellung eingestellt wird, in welcher die Röntgenstrahlen den Volumenabschnitt durchstrahlen. Zum Erfassen der Daten für die mehreren Projektionen können vorher dreidimensionale Abmessungen oder ein dreidimensionales Modell des Volumenabschnitts (beispielsweise eine Dicke des Volumenabschnitts senkrecht zur Detektorfläche) ermittelt werden, um die auszuwertende Untermenge der Pixel abhängig von den dreidimensionalen Abmessungen des Volumenabschnitts zu bestimmen.
Der Durchstrahlungstest wird in aller Regel nur für eine Richtung der Röntgenstrahlen bzw. Winkeleinstellung durchgeführt. Dabei hängt die auszuwertende Untermenge der Pixel neben der entsprechenden Winkeleinstellung von den dreidimensionalen Abmessungen des Volumenabschnitts ab. Diese dreidimensionalen Abmessungen oder das dreidimensionale Modell können anhand der Ergebnisse des Durchstrahlungstests und der Dicke des Volumenabschnitts bestimmt werden.
Für die Bestimmung der auszuwertenden Untermenge der Pixel für verschiedene Winkeleinstellungen existieren zwei Möglichkeiten:
Gemäß der ersten Möglichkeit wird die auszuwertende Untermenge der Pixel individuell abhängig von der Winkeleinstellung und abhängig von den dreidimensionalen Abmessungen für jede Projektion separat bzw. individuell bestimmt.
Gemäß der zweiten Möglichkeit wird dieselbe auszuwertende Untermenge der Pixel für alle Projektionen bestimmt. Dabei ist diese für alle Projektionen gleiche auszuwertende Untermenge der Pixel quasi eine Pixel-Obermenge, welche jede individuelle auszuwertende Untermenge der Pixel für jede Projektion umfasst.
Die erste Möglichkeit bietet den Vorteil, dass für jede Projektion die kleinste auszuwertende Untermenge der Pixel erstellt wird, so dass die Auslesezeit für jede Projektion geringer als bei der zweiten Möglichkeit ist. Die zweite Möglichkeit weist dagegen den Vorteil auf, dass nur eine auszuwertende Untermenge der Pixel für alle Projektionen bestimmt werden muss, so dass zwischen den einzelnen Projektionen keine Umkonfiguration stattfinden muss.
Die auszuwertende Untermenge der Pixel kann darüber hinaus noch abhängig von einer Geometrie des Röntgensystems bestimmt werden. Dabei definiert die Geometrie des Röntgensystems eine Anordnung des Detektors zu einer Anordnung der Röntgenquelle abhängig von der jeweiligen Winkeleinstellung oder Richtung, in welcher die Röntgenstrahlen den Volumenabschnitt durchstrahlen.
Beispielsweise kann die Lage des Detektors unabhängig von der Winkeleinstellung für alle Projektionen konstant sein. Es existiert allerdings auch die Möglichkeit, dass sich die Ausrichtung des Detektors abhängig von der Winkeleinstellung verändert, so dass die Röntgenstrahlen bei jeder Winkeleinstellung jeweils quasi senkrecht auf den Detektor auftreffen. Durch die Berücksichtigung der Geometrie des Röntgensystems kann somit die auszuwertende Untermenge der Pixel genau bestimmt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Röntgensystem bereitgestellt, welches einen Detektor und eine Röntgenquelle zur Emission von auf den Detektor gerichteten Röntgenstrahlen umfasst. Dabei ist das Röntgensystem derart ausgestaltet, dass zwischen die Röntgenquelle und den Detektor ein Untersuchungsobjekt derart positioniert werden kann, dass die Röntgenstrahlen einen vorbestimmten Volumenabschnitt des Untersuchungsobjekts durchlaufen, bevor die Röntgenstrahlen auf den Detektor auftreffen. Neben dem Detektor und der Röntgenquelle umfasst das Röntgensystem eine Steuerung zur Ansteuerung der Röntgenquelle und des Detektors und eine Bildrecheneinheit, um von dem Detektor erfasste Daten des vorbestimmten Volumenabschnitts zu empfangen und Daten des vorbestimmten Volumenabschnitts zu erstellen. Der Detektor ist ausgestaltet, um die auf den Detektor auftreffenden Röntgenstrahlen pixelweise zu erfassen. Dabei wird unter dem pixelweisen Erfassen verstanden, dass der Detektor in der Lage ist, für jedes Pixel einen Pixelwert anzugeben, welcher von der Intensität der auf den Detektor an der Stelle des Pixels auftreffenden Röntgenstrahlen abhängt. Das Röntgensystem ist ausgestaltet, um bei dem pixelweisen Erfassen nicht alle Pixel des Detektors, sondern nur eine Untermenge aller Pixel des Detektors auszuwerten.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Röntgensystems entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail ausgeführt sind, so dass hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.
Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Röntgensystem zur Durchführung einer Tomosynthese ausgestaltet, so dass man das Röntgensystem gemäß dieser Ausführungsform auch als Tomosynthesegerät bezeichnen kann.
Des Weiteren beschreibt die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt, insbesondere ein Computerprogramm oder eine Software, welche man in einen Speicher einer programmierbaren Steuerung bzw. einer Recheneinheit eines Röntgensystems laden kann. Mit diesem Computerprogrammprodukt können alle oder verschiedene vorab beschriebene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt in der Steuerung oder Steuereinrichtung des Röntgensystems läuft. Dabei benötigt das Computerprogrammprodukt eventuell Programmmittel, z.B. Bibliotheken und Hilfsfunktionen, um die entsprechenden Ausführungsformen des Verfahrens zu realisieren. Mit anderen Worten soll mit dem auf das Computerprogrammprodukt gerichteten Anspruch insbesondere ein Computerprogramm oder eine Software unter Schutz gestellt werden, mit welcher eine der oben beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden kann bzw. welche diese Ausführungsform ausführt. Dabei kann es sich bei der Software um einen Quellcode (z.B. C++), der noch compiliert (übersetzt) und gebunden oder der nur interpretiert werden muss, oder um einen ausführbaren Softwarecode handeln, der zur Ausführung nur noch in die entsprechende Recheneinheit zu laden ist.
Schließlich offenbart die vorliegende Erfindung einen elektronisch lesbaren Datenträger, z.B. eine DVD, ein Magnetband, eine Speicherkarte oder einen USB-Stick, auf welchem elektronisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software (vgl. oben), gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen (Software) von dem Datenträger gelesen und in eine Steuerung bzw. Recheneinheit eines Röntgensystems gespeichert werden, können alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen des vorab beschriebenen Verfahrens durchgeführt werden.
Durch die vorliegende Erfindung kann die Auslesezeit eines Detektors (insbesondere eines FFDM) reduziert werden, da nur ein Teil seiner aktiven Fläche ausgelesen wird. Da beispielsweise bei einem Tomosynthese-Scan der interessierende Volumenabschnitt (z.B. die Brust) nur einen Teil des aktiven Bereichs überdeckt, werden trotzdem alle klinisch relevanten Bereiche erfasst.
Durch die erfindungsgemäße Reduzierung der Auslesezeit kann bei der Mammografie ein Tomosynthese-Scan genauso schnell durchgeführt werden, wie ein zweidimensionales Screening. Indem die Menge der ausgelesenen Daten gegenüber dem Stand der Technik reduziert wird, kann vorteilhafterweise auch die Übertragungszeit der Daten und der Speicherplatz zum Speichern der Daten reduziert werden.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben.
In 1 ist ein erfindungsgemäßes Röntgensystem schematisch dargestellt.
In 2 ist der aktive Bereich eines Detektors unterteilt in für die Erfindung wesentliche Bereiche dargestellt.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Tomosynthese-Scans.
In 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Röntgensystem 30, welches auch als Tomosynthesegerät bezeichnet werden kann, für Mammographieuntersuchungen dargestellt. Das Röntgensystem 30 umfasst einen Tragarm 9, welcher in einer Lagerung um eine horizontal verlaufende Achse A schwenkbar gelagert ist (vergleiche Doppelpfeil bzw. Winkel α). Die Lagerung ist an einem Stativ 3 angeordnet und wie mit dem Doppelpfeil b angedeutet vertikal verstellbar. An dem Tragarm 9 sind ein mit einer Röntgenstrahlenquelle 5 versehener Arm 6, ein Flächendetektor (z.B. FFDM) 7 und eine aus einer Kompressionsplatte 10 und einer Lagerplatte 11 bestehende Kompressionsvorrichtung angeordnet. In der 1 ist eine von der Kompressionsplatte 10 und der Lagerplatte 11 komprimierte weibliche Brust 12 in schematischer Weise dargestellt. Der Arm 6 ist relativ zu dem Tragarm 1, dem Detektor 7 und der Kompressionsvorrichtung 10, 11 um die Achse A schwenkbar. Für Höhenverstellungen und Schwenkbewegungen sind Elektromotoren 13 bis 15 des Röntgensystems 30 vorgesehen. Zwischen der Röntgenstrahlenquelle 5 und der Kompressionsvorrichtung ist ein Röntgenfilter 1 an dem Arm 6 angebracht, um die von der Röntgenstrahlenquelle 5 emittierten Röntgenstrahlen zu filtern, bevor sie auf das Untersuchungsobjekt 12 auftreffen.
Eine Steuerung des Röntgensystems 30 erfolgt über eine Bedienvorrichtung 16 des Röntgensystems 30, welche mit einer Steuerung 17 und einer Bildrechnereinheit 22 des Röntgensystems 30 verbunden ist. Mittels einer DVD 21 können bestimmte Verfahren (darunter das erfindungsgemäße Verfahren) in die Steuerung 17 und die Bedienvorrichtung 16 geladen werden.
In 2 ist schematisch der aktive Bereich 32 oder die Detektorfläche 32 des in 1 dargestellten Detektors 7 dargestellt. Dieser aktive Bereich 32 weist Pixel auf, welche in Zeilenrichtung 33 und Spaltenrichtung 34 angeordnet sind.
Beispielsweise durch die Erstellung eines Testbilds kann derjenige Bereich 35 auf der Detektorfläche 32 ermittelt werden, welcher von denjenigen Pixeln gebildet wird, welche von einem Röntgenstrahl beaufschlagt werden oder auf welche der Röntgenstrahl auftrifft, welcher ausgehend von der Röntgenquelle 5 die Brust bzw. den Volumenabschnitt 12 durchstrahlt. Der Bereich 35 gilt dabei exakt nur für den zur Erstellung des Testbilds gewählten Winkel α.
Der Bereich 36 auf der Detektorfläche 32 umfasst dabei die Bereiche 35 für alle während eines Tomosynthese-Scans verwendeten Tomosynthesewinkel. Mit anderen Worten umfasst der Bereich 36 diejenigen Pixel, auf welche für irgendeinen verwendeten Tomosynthesewinkel ein Röntgenstrahl auftrifft, welcher ausgehend von der Röntgenquelle 5 den Volumenabschnitt 12 durchstrahlt. Jedes Pixel, auf welches für irgendeinen der vorbestimmten Tomosynthesewinkel α ein Röntgenstrahl auftrifft, welcher vorher den Volumenabschnitt durchstrahlt hat, liegt innerhalb des Bereichs 36.
Ausgehend von diesem Bereich 36 wird ein Rechteck 31 konstruiert, dessen Seiten zum einen parallel zu der Zeilenrichtung 33 und zum anderen parallel zu der Spaltenrichtung 34 liegen und welches den Bereich 36 einschließlich eines Sicherheitsabstands umfasst. Die innerhalb dieses Rechtecks 31 liegenden Pixel bilden die Menge der auszuwertenden Pixel, welche in dieser Erfindung auch als auszuwertende Untermenge der Pixel bezeichnet wird. Da die weibliche Brust 12 von einer Seite her auf der Detektorfläche 32 aufliegt, wird eine Seite (nämlich die untere Seite in 2) des Rechtecks von einer Begrenzungsseite der Detektorfläche 32 gebildet. Die drei anderen Seiten des Rechtecks 31 werden von den Begrenzungslinien 39, 41 und 42 gebildet.
Beim Auslesen der Pixelwerte werden erfindungsgemäß nur die Pixel innerhalb des Rechtecks 31 erfasst bzw. ausgelesen. Um dies zu realisieren, werden die Pixel im Bereich 37 (in 2) oberhalb des Rechtecks 31 nicht erfasst, indem die zugehörigen Zeilen nicht ausgelesen werden. Darüber hinaus werden die Pixelwerte der beiden Bereiche 38 (in 2) rechts und links neben dem Rechteck 31 jeweils zu einem Pixelwert zusammengefasst. Wenn diese beiden Bereiche 38 jeweils in Zeilenrichtung 33 M Pixel und in Spaltenrichtung 34 N Pixel aufweisen, werden M·N Pixelwerte zu einem Pixelwert zusammengefasst. Im Vergleich zum Stand der Technik, nach welchem diese M*N Pixelwerte einzeln ausgelesen werden, ergibt sich durch die Zusammenfassung zu nur einem Pixelwert durch die vorliegende Erfindung eine Beschleunigung um den Faktor M*N.
In 3 ist ein Flussplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
Im ersten Schritt S1 wird ein Testbild bzw. AEC-Preshot erstellt, um davon die auszuwertende Untermenge der Pixel oder das Rechteck 31 (siehe 2) zu erstellen.
Im Schritt S2 wird ein Tomosynthesewinkel α eingestellt, um anhand von Röntgenstrahlen, welche in Richtung dieses Tomosynthesewinkels α auf die weibliche Brust einfallen, ein Röntgenbild bzw. eine Projektion zu erstellen. Abhängig von dem Tomosynthesewinkel α und dem Testbild wird das Rechteck 31 konstruiert, in welchem die auszuwertende Untermenge der Pixel liegt. Dabei existiert zum einen die Möglichkeit, dasselbe Rechteck für alle Tomosynthesewinkel α zu konstruieren und einzusetzen oder für jeden Tomosynthesewinkel α individuell ein auf den jeweiligen Tomosynthesewinkel α angepasstes Rechteck zu konstruieren.
Beim Auslesen der Pixelwerte werden im Schritt S4 Pixelwerte von Pixeln, welche zusammenhängend außerhalb des konstruierten Rechtecks auf Zeilen durch das konstruierte Rechteck liegen, zu nur einem einzigen Pixelwert zusammengefasst. Im Schritt S5 werden nur diejenigen Zeilen ausgelesen, welche durch das Rechteck 31 verlaufen. Im Schritt S4 zusammengefasste Pixelwerte werden nach dem Auslesen ignoriert oder verworfen.
Wenn im Schritt S6 erkannt wird, dass für jeden erforderlichen Tomosynthesewinkel eine Projektion erstellt wurde, wird das Verfahren beendet. Im anderen Fall springt das Verfahren zum Schritt S2 zurück.
Bezugszeichenliste

3: Stativ
5: Röntgenquelle
6: Arm
7: Detektor
9: Tragarm
10: Kompressionsplatte
11: Lagerplatte
12: Brust
13–15: Elektromotor
16: Bedienvorrichtung
17: Steuerung
21: DVD
22: Bildrecheneinheit
30: Röntgensystem
31: Rechteck
32: aktiver Bereich des Detektors
33: Ausleserichtung bzw. Zeilenrichtung
34: Spaltenrichtung
35, 36: Bereich zu berücksichtigender Pixel
37, 38: Bereich
41, 42: Begrenzungslinie
A: Achse
S1–S6: Verfahrensschritt
α: Tomosynthesewinkel

Claims

Verfahren zum Erfassen von Daten eines vorbestimmten Volumenabschnitts (12) eines Untersuchungsobjekts mittels eines Röntgensystems (30), welches eine Röntgenquelle (5) und einen Detektor (7) umfasst, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Aktivieren der Röntgenquelle (5), um Röntgenstrahlen zu erzeugen, welche aus der Röntgenquelle (5) austreten, den Volumenabschnitt (12) durchstrahlen und nach dem Durchstrahlen auf den Detektor (7) auftreffen, pixelweises Erfassen der auf den Detektor (7) auftreffenden Röntgenstrahlen, um dadurch die Daten des vorbestimmten Volumenabschnitts (12) zu erfassen, wobei bei dem pixelweisen Erfassen nur eine Untermenge aller Pixel des Detektors (7) ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchstrahlungstest durchgeführt wird, in welchem von der Röntgenquelle (5) Röntgenstrahlen erzeugt werden, welche den vorbestimmten Volumenabschnitt (12) durchlaufen und auf den Detektor (7) auftreffen, dass die auf den Detektor (7) auftreffenden Röntgenstrahlen pixelweise erfasst und ausgewertet werden, um diejenigen Pixel zu ermitteln, welche Röntgenstrahlen erfassen, die vorher den Volumenabschnitt (12) durchlaufen haben, und dass die auszuwertende Untermenge der Pixel abhängig von den ermittelten Pixeln bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rechteck (31) bestimmt wird, in welchem die ermittelten Pixel angeordnet sind, dass die Pixel des Detektors (7) in Form mehrerer geradlinig parallel zueinander verlaufenden Zeilen angeordnet sind, dass zwei gegenüberliegende Seiten des Rechtecks (31) parallel zu den Zeilen angeordnet sind, und dass die auszuwertende Untermenge der Pixel abhängig von dem Rechteck (31) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die am Rand der ermittelten Pixel liegenden beiden Randzeilen und beiden Randspalten des Detektors bestimmt werden, und dass ausgehend von den Randzeilen und Randspalten das Rechteck bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass nur Zeilen des Detektors (7) ausgelesen werden, welche das Rechteck (31) durchlaufen.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auslesen Pixelwerte, welche zu benachbarten Pixeln außerhalb des Rechtecks (31) gehören, zu einem Pixelwert zusammengefasst werden, welcher nach dem Auslesen verworfen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3–6, dadurch gekennzeichnet, dass die auszuwertende Untermenge der Pixel einer Menge von Pixeln des Detektors (7) entspricht, welche innerhalb des Rechtecks (31) angeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Projektionen erstellt werden, indem für jede der Projektionen eine andere Richtung eingestellt wird, in welcher die Röntgenstrahlen den Volumenabschnitt (12) durchstrahlen, dass dreidimensionale Abmessungen des Volumenabschnitts (12) ermittelt werden, und dass abhängig von den dreidimensionalen Abmessungen des Volumenabschnitts (12) die auszuwertende Untermenge der Pixel bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Projektion die auszuwertende Untermenge der Pixel individuell abhängig von der Richtung, in welcher die Röntgenstrahlen den Volumenabschnitt (12) für die jeweilige Projektion durchstrahlen, bestimmt wird, oder dass dieselbe auszuwertende Untermenge der Pixel für alle Projektionen bestimmt wird, wobei dieselbe auszuwertende Untermenge der Pixel jede individuelle auszuwertende Untermenge der Pixel jeder Projektion umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die auszuwertende Untermenge der Pixel abhängig von einer Geometrie des Röntgensystems (30), welche eine Lage des Detektors (7) zu einer Lage der Röntgenquelle (5) bei der jeweiligen Richtung, in welcher die Röntgenstrahlen den Volumenabschnitt (12) durchstrahlen, definiert, bestimmt wird.
Röntgensystem mit einem Detektor (7) und einer Röntgenquelle (5) zur Emission von auf den Detektor (7) gerichteten Röntgenstrahlen, wobei zwischen der Röntgenquelle (5) und dem Detektor (7) ein Untersuchungsobjekt derart positionierbar ist, dass die Röntgenstrahlen einen vorbestimmten Volumenabschnitt (12) des Untersuchungsobjekts durchlaufen, bevor sie auf den Detektor (7) auftreffen, wobei das Röntgensystem (30) eine Steuerung (17) zur Ansteuerung der Röntgenquelle (5) und des Detektors (7) und eine Bildrecheneinheit (22) zum Empfang von von dem Detektor (7) erfassten Daten des vorbestimmten Volumenabschnitts (12) und zur Erstellung von Daten des vorbestimmten Volumenabschnitts (12) umfasst, wobei der Detektor (7) zum pixelweisen Erfassen der auf den Detektor (7) auftreffenden Röntgenstrahlen ausgestaltet ist, wobei das Röntgensystem (30) ausgestaltet ist, um bei dem pixelweisen Erfassen nur eine Untermenge aller Pixel des Detektors (7) auszuwerten.
Röntgensystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Röntgensystem (30) zur Durchführung einer Tomosynthese ausgestaltet ist.
Röntgensystem nach Anspruch 11 oder 12 dadurch gekennzeichnet, dass das Röntgensystem (30) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–10 ausgestaltet ist.
Computerprogrammprodukt, welches ein Programm umfasst und direkt in einen Speicher einer programmierbaren Steuerung (17) eines Röntgensystems (30) ladbar ist, mit Programm-Mitteln, um alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–10 auszuführen, wenn das Programm in der Steuerung (17) des Röntgensystems (30) ausgeführt wird.
Elektronisch lesbarer Datenträger mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen, welche derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers (21) in einer Steuerung (17) eines Röntgensystems (30) das Verfahren nach einem der Ansprüche 1–10 durchführen.