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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Röntgenbildgebungssystems, ein Verfahren zur Generierung einer Datenbank, eine Regelungseinrichtung, ein Röntgenbildgebungssystem, eine Steuereinrichtung, ein Computerprogramm und einen elektronisch lesbaren Datenträger
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Medizinische Röntgenbildgebungssysteme umfassen nach dem heutigen Stand der Technik meist eine punktförmige Röntgenstrahlenquelle zum Ausgeben von Röntgenstrahlung in Richtung eines zu untersuchenden Untersuchungsobjektes. Bei dem Untersuchungsobjekt kann es sich beispielsweise um einen Patienten handeln. Die Röntgenstrahlung durchläuft das Untersuchungsobjekt und wird zum Teil durch das Untersuchungsobjekt absorbiert. Hinter dem Untersuchungsobjekt ist ein zeilenförmiger und/oder flächiger, ortsauflösender Detektor angeordnet, der die Röntgenstrahlung erfassen kann.
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Die Röntgenstrahlen bilden einen Querschnitt des Untersuchungsobjektes ab. In Abhängigkeit von der Absorption der Röntgenstrahlen entlang jeweiliger Verläufe weisen lokal erfasste Röntgenstrahlen unterschiedlichen Intensitäten auf, welche durch die Anatomie hervorgerufen werden.
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Medizinische Röntgensysteme sind nach heutigem Stand der Technik sehr häufig mit automatischen Belichtungsregelungen ausgestattet. Bei diesen Anlagen wird eine Istdosis am Detektoreingang während einer Bestrahlung eines Untersuchungsobjektes gemessen. Anschließend wird dieser Wert mit einer Solldosis verglichen. Basierend auf einen Unterschied zwischen der Istdosis und der Solldosis werden Bestrahlungsparameter für eine weitere Bestrahlung des Untersuchungsobjekts angepasst. Die Bestrahlungsparameter umfassen beispielsweise eine Röhrenspannung, einen Röhrenstrom, eine Belichtungszeit und/oder eine Vorfilterung der Röntgenstrahlen für die nächste Untersuchung. Die Bestrahlungsparameter werden dabei für die nächste Messung angepasst, so dass die Solldosis am Detektoreingang in der nächsten Messung erreicht werden kann.
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Bei neueren Detektoren ist die Dynamik deutlich erhöht. Daher muss nach heutigem Stand der Technik die Dosis am Detektoreingang nicht mehr konstant gehalten werden, sie kann den Erfordernissen von Bildqualität und Patientendosis jederzeit angepasst werden.
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Nichtsdestotrotz reagieren verschiedene Stoffe unterschiedlich auf die Energie des Röntgenspektrums, weil eine Absorption der Röntgenstrahlen durch die Stoffe von der Energie der Röntgenstrahlen abhängt.
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Zur besseren Darstellung eines Vordergrundobjektes in einer Röntgenaufnahme, das einen Vordergrundstoff aufweist, werden Parameterwerte der Bestrahlungsparameter derart eingestellt, dass ein Kontrast-zu-Rausch-Abstand, betreffend eine Differenz zwischen einem zweiten Signalintensitätswert in der Röntgenaufnahme eines zweiten Röntgenstrahls, der das Hintergrundobjekt und das Vordergrundobjekt durchlaufen hat, gegenüber einem ersten Signalintensitätswert in der Röntgenaufnahme eines ersten Röntgenstrahls der Röntgenstrahlen, der lediglich das Hintergrundobjekt in einem Untersuchungsobjekt durchlaufen hat, möglichst groß ist.
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Nach heutigem Stand der Technik werden zwar verschiedene Lösungen zur Optimierung des Kontrastes des in der Röntgenaufnahme darzustellenden Vordergrundobjektes für unterschiedliche Vordergrundstoffe, aus denen das Vordergrundobjekt bestehen kann, angeboten, aber der Hintergrundstoff, in welchem das darzustellende Vordergrundobjekt angeordnet ist, ist immer der gleiche. Bei dem Hintergrundstoff handelt es sich um eine mittlere Mischung zur Beschreibung von menschlichem Gewebe, welche vorgegeben ist. Folglich wird nach dem Stand der Technik nur der Vordergrundstoff berücksichtigt.
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Bisher wurde eine Regulierung einer Dosis und Qualität der Röntgenstrahlen auf das Kontrast-Rausch-Verhältnis zwischen dem zu untersuchenden Vordergrundstoff und menschlichen Weichteilgewebe optimiert. Besondere Probleme ergeben sich bei anspruchsvollen Projektionen. Anspruchsvolle Projektionen ergeben sich, wenn das zu untersuchendes Vordergrundobjekt vor oder hinter dem Hintergrundobjekt angeordnet ist, dass einen identischen oder ähnlichen Hintergrundstoff besteht, wie das Vordergrundobjekt. In diesem Fall durchläuft der zweite Röntgenstrahl, welcher durch das Hintergrundobjekt und nicht durch das Vordergrundobjekt verläuft, denselben Stoff wie der erste Röntgenstrahl der sowohl durch das Hintergrundobjekt als auch durch das Vordergrundobjekt verläuft.
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Diese Fälle können kreuzende Spulen in einem Aneurysma oder Knochenzement über dicken Knochen, Füllungen in Zähnen, Implantate in Knochenstrukturen, oder Ultraschallsonden über der Wirbelsäule betreffen und werden nach dem derzeitigen Stand der Technik nicht speziell behandelt.
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Die Druckschrift
DE 10 2018 215 958 A1 offenbart ein Verfahren zur Ermittlung eines dosisbezogenen Aufnahmeparameters, wobei einer Wahl des Aufnahmeparameters ein Befähigungszusammenhang zwischen einem Fähigkeitswert beschreibend eine Benutzerbefähigung zur Auswertung aufgenommener Röntgenbilder und dem Aufnahmeparameter zugrunde gelegt wird. Ferner offenbart die Druckschrift
DE 10 2004 030 833 A1 ein Röntgendiagnostikverfahren, wobei Aufnahmeparameter zur Anpassung einer Bildqualität, Detektoreingangsdosis oder eines Kontrast-Rausch-Verhältnisses eingestellt werden.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kontrast-zu-Rausch-Abstand für verschiedene Kombinationen aus einem Vordergrundstoff eines Vordergrundobjekts und einem Hintergrundstoff eines Hintergrundobjekts in einer Röntgenaufnahme zu erhöhen. Es ist des Weiteren eine Aufgabe der Erfindung den Kontrast-zu-Rausch-Abstand bei einem Vorliegen eines mit dem Vordergrundstoff identischen Hintergrundstoffs zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein erster Aspekt Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Röntgenbildgebungssystems.
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Es ist vorgesehen, dass das Röntgenbildgebungssystem derart betrieben wird, dass ein vorgegebener Kontrast-zu-Rausch-Abstand eines Vordergrundobjektes vor einem Hintergrundobjekt in einer Röntgenaufnahme bereitgestellt wird.
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Das Vordergrundobjekt umfasst einen Vordergrundstoff. Das Hintergrundobjekt umfasst einen Hintergrundstoff. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass durch das Röntgenbildgebungssystem ein Vordergrundobjekt in einer Röntgenaufnahme abgebildet werden soll, das in Bezug auf einen Röntgenstrahlenverlauf vor und/oder hinter dem Hintergrundobjekt angeordnet ist. Das Ziel des Verfahrens besteht darin, den vorgegebenen Kontrast-zu-Rausch-Abstand in der Röntgenaufnahme zu erreichen. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass eine Intensität des Vordergrundobjektes sich von einer Intensität des Hintergrundobjektes derart unterscheiden, dass der vorgegebene Kontrast-zu-Rausch-Abstand vorliegt. Der Hintergrundstoff und/oder der Vordergrundstoff können in Abhängigkeit von einer Benutzereingabe dem Röntgenbildgebungssystem bereitgestellt sein.
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In einem ersten Schritt ist es vorgesehen, dass durch eine Röntgenstrahlenquelle des Röntgenbildgebungssystems erste Röntgenstrahlen auf einen Röntgendetektor zur Erfassung einer ersten Röntgenaufnahme des Untersuchungsobjekts ausgegeben werden. Das Untersuchungsobjekt ist dabei zwischen der Röntgenstrahlenquelle und dem Röntgendetektor angeordnet. Dadurch wird das Untersuchungsobjekt durch die ersten Röntgenstrahlen durchlaufen.
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In einem zweiten Schritt erfolgt ein Erfassen einer Eintrittsdosis der ersten Röntgenstrahlen nach dem Durchlaufen des Untersuchungsobjektes durch den Röntgendetektor. Mit anderen Worten werden die durch die Röntgenstrahlenquelle ausgegebenen ersten Röntgenstrahlen durch den Röntgendetektor erfasst. Der Röntgendetektor ermittelt die Eintrittsdosis der von ihm erfassten ersten Röntgenstrahlen. Die Eintrittsdosis kann beispielsweise von einem Signalintensitätswert der ersten Röntgenstrahlen in einem vorgegebenen Teilbereich der ersten Röntgenaufnahme oder eine in Bezug auf die ganze erste Röntgenaufnahme bezogene Dosis beschreiben. Die Eintrittsdosis kann beispielsweise von einer Tiefe des Untersuchungsobjektes und/oder von in dem Untersuchungsobjekte vorhandenen Stoffen abhängen.
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In einem dritten Schritt erfolgt ein Bereitstellen der Eintrittsdosis an eine Regelungseinrichtung des Röntgenbildgebungssystems. Mit anderen Worten wird die ermittelte Eintrittsdosis an die Regelungseinrichtung des Röntgenbildgebungssystems übermittelt, um eine Regelung des Röntgenbildgebungssystems durch die Regelungseinrichtung in Abhängigkeit von der Eintrittsdosis für eine Erstellung einer zweiten Röntgenaufnahme zu ermöglichen.
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In einem vierten Schritt ermittelt die Regelungseinrichtung einen Parameterwert zumindest eines Parameters zur Ausgabe von zweiten Röntgenstrahlen durch die Röntgenstrahlenquelle zur Erfassung der zweiten Röntgenaufnahme des Untersuchungsobjekts. Mit anderen Worten erfolgt durch die Regelungseinrichtung die Ermittlung des Parameterwertes des zumindest einen Parameters. Der zumindest eine Parameter kann sich auf die Ausgabe der zweiten Röntgenstrahlen oder Eigenschaften der zweiten Röntgenstrahlen selbst beziehen, welche durch die Röntgenstrahlenquelle zur Aufnahme der zweiten Röntgenaufnahme des Untersuchungsobjektes ausgegeben werden.
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Es ist vorgesehen, dass der Parameterwert in Abhängigkeit von dem Vordergrundstoff, dem Hintergrundstoff, der Eintrittsdosis durch die Regelungseinrichtung nach einem vorgegebenen Ermittlungsverfahren ermittelt wird. Mit anderen Worten hängt der durch die Regelungseinrichtung ermittelte Parameterwert von dem Vordergrundstoff, dem Hintergrundstoff und der erfassten Eintrittsdosis ab.
Der Parameterwert des zumindest einen Parameters wird durch die Regelungseinrichtung nach dem vorgegebenen Ermittlungsverfahren derart parametriert, dass ein erwarteter Kontrast-zu-Rausch-Abstand zwischen einem ersten Signalintensitätswert in der zweiten Röntgenaufnahme eines ersten Röntgenstrahls der zweiten Röntgenstrahlen, der das Hintergrundobjekt in einem Untersuchungsobjekt durchlaufen hat, und einem zweiten Signalintensitätswert in der zweiten Röntgenaufnahme eines zweiten Röntgenstrahls der das Hintergrundobjekt und das Vordergrundobjekt durchlaufen hat, maximiert wird. Das Ermittlungsverfahren kann beispielsweise eine durch die Regelungseinrichtung durchgeführte Simulation unter Anwendung eines Modells umfassen. Die Simulation kann beispielsweise eine Monte-Carlo-Simulation umfassen. In der Simulation können Werte des Parameters in Teilschritten variiert werden. Für die jeweiligen Werte können die sich ergebenden Kontrast-zu-Rausch-Abstände ermittelt werden. Der Wert des Parameters kann als Parameterwert bestimmt werden, für den sich ein größter Kontrast-zu-Rausch-Abstand ergeben hat. Die Ermittlung kann auch mehrdimensional erfolgen, wobei Werte mehrerer der Parameter variiert werden. Die Werte der Parameter, die zu dem größten Kontrast-zu-Rausch-Abstand führen, können als die Parameterwerte der Parameter bestimmt werden.
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Die Regelungseinrichtung kann in einem folgenden Schritt eine Aufnahme der zweiten Röntgenaufnahme unter Verwendung des Parameterwerts des zumindest einen Parameters einstellen.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass ein hoher Kontrast-zu-Rausch-Abstand für verschiedene vorgegebene Kombinationen aus einem Vordergrundstoff und einem Hintergrundstoff ermöglicht werden kann.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Vordergrundstoff und der Hintergrundstoff identisch sind. Mit anderen Worten kann das Hintergrundobjekt aus demselben Stoff bestehen wie das Vordergrundobjekt und/oder das Hintergrundobjekt kann denselben Stoff aufweisen wie das Vordergrundobjekt. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Vordergrundobjekt ein in dem Untersuchungsobjekt angeordnetes Implantat betrifft, das vor einem als weiteres Implantat ausgebildeten Hintergrundobjekt angeordnet ist. Das Vordergrundobjekt und das Hintergrundobjekt können beispielsweise beide aus Titan bestehen oder Titan aufweisen. Aufgrund des identischen Stoffes ist es nicht möglich, den Parameterwert des zumindest einen Parameters in Abhängigkeit von einer unterschiedlichen Absorptionscharakteristik der Stoffe einzustellen. Durch die Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass der Kontrast-zu-Rausch-Abstand auch bei identischen Stoffen verbessert werden kann.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Parameterwert des zumindest einen Parameters nach dem vorgegebenen Ermittlungsverfahren in Abhängigkeit von einer Vordergrundtiefe des Vordergrundobjektes und einer Hintergrundtiefe des Hintergrundobjektes nach dem vorgegebenen Ermittlungsverfahren ermittelt wird. Die Vordergrundtiefe beschreibt eine Weglänge des zweiten Röntgenstrahls durch das Vordergrundobjekt. Die Hintergrundtiefe beschreibt eine Weglänge des zweiten Röntgenstrahls und des ersten Röntgenstrahls durch das Hintergrundobjekt beschreibt. Die Vordergrundtiefe kann eine geometrische Abmessung oder einen Wertebereich einer geometrischen Abmessung des Vordergrundobjektes beschreiben, welche vorgegeben oder durch eine Messung ermittelt sein kann. Analog dazu kann die Hintergrundtiefe eine geometrische Abmessung oder einen Wertebereich einer geometrischen Abmessung des Hintergrundobjektes beschreiben. Die Vordergrundtiefe kann beispielsweise eine Breite eines als Implantat vorgegebenen Vordergrundobjektes entlang einer Richtung von der Röntgenstrahlenquelle zu dem Röntgendetektor beschreiben. Das Hintergrundobjekt kann eine Breite eines anderen Implantates entlang der Richtung von der Röntgenstrahlenquelle zu dem Röntgendetektor beschreiben, welches hinter dem Vordergrundobjekt angeordnet sein kann. Es kann beispielsweise gewünscht sein, dass ein Kreuzungsbereich, an welchem sich beide Implantate in der zweiten Röntgenaufnahme kreuzen, von Bereichen, in welchen sich nur das Hintergrundobjekt befindet, durch unterschiedliche Signalintensitätswerte unterscheiden. Durch die Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass Weglängen über welche Röntgenstrahlen durch das Hintergrundobjekt allein oder das Hintergrundobjekt und das Vordergrundobjekt absorbiert werden, zur Ermittlung des Parameterwertes berücksichtigt werden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der vorgegebene Kontrast-zu-Rausch-Abstand durch ein Kontrastrauschverhältnis beschrieben ist. Mit anderen Worten beschreibt der vorgegebene Kontrast einen Unterschied in einer Signalamplitude zwischen dem Vordergrundobjekt und dem Hintergrundobjekt in der zweiten Röntgenaufnahme für ein bekanntes ein Hintergrundrauschen. Das Hintergrundrauschen kann beispielsweise geschätzt, aus der ersten Röntgenaufnahme ermittelt oder vorgegeben sein.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Vordergrundstoff und der Hintergrundstoff ein Kontrastmittel sind. Mit anderen Worten können durch das Vordergrundobjekt und das Hintergrundobjekt durch ein identisches Kontrastmittel angereicherte Volumina beschrieben sein. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Vordergrundobjekt eine erste Blutbahn beschreibt und das Hintergrundobjekt eine zweite Blutbahn beschreibt. Das Kontrastmittel kann beispielsweise Iod sein oder Iod aufweisen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Vordergrundstoff und der Hintergrundstoff Platin sind. Mit anderen Worten bestehen das Vordergrundobjekt und das Hintergrundobjekt jeweils aus Platin oder weisen dieses zumindest auf. Bei dem Vordergrundobjekt und dem Hintergrundobjekt kann es sich beispielsweise um Implantate handeln.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Vordergrundstoff und der Hintergrundstoff Eisen sind. Mit anderen Worten bestehen das Vordergrundobjekt und das Hintergrundobjekt jeweils aus Eisen oder weisen dieses zumindest auf. Bei dem Vordergrundobjekt und dem Hintergrundobjekt kann es sich beispielsweise um Stents handeln.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das vorgegebene Ermittlungsverfahren ein Abrufen des Parameterwerts des zumindest einen Parameters aus einer Datenbank durch die Regelungseinrichtung umfasst. Mit anderen Worten ist in der Regelungseinrichtung die Datenbank gespeichert. Die Datenbank kann derart strukturiert sein, dass sie den Parameterwert des zumindest einen Parameters dem Vordergrundstoff dem Hintergrundstoff und der Eintrittsdosis zuordnet. Die Datenbank kann beispielsweise die Parameterwerte umfassen, die mittels eines Monte-Carlo-Verfahrens für jeweilige Kombinationen aus Hintergrundstoffen, Vordergrundstoffen und Eintrittsdosis durch eine Steuereinrichtung ermittelt sein können.
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Vorteilhafterweise kann der Parameterwert des zumindest einen Parameters nach einem vorgegebenen Monte-Carlo-Verfahren ermittelt werden.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Generierung einer Datenbank durch eine Steuervorrichtung. Das Verfahren umfasst ein Ermitteln einer Eintrittsdosis für ein Untersuchungsobjekt in einem vorgegebenen Simulationsverfahren.
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Das in dem Simulationsverfahren verwendete Untersuchungsobjekt umfasst ein Vordergrundobjekt aus einem Vordergrundstoff und einem Hintergrundobjekt aus einem Hintergrundstoff. Die Eintrittsdosis wird für eine erste Röntgenstrahlung ermittelt, welche das Untersuchungsobjekt durchläuft.
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Ein zweiter Schritt umfasst ein Ermitteln jeweiliger erster Signalintensitätswerte für einen ersten Röntgenstrahlenverlauf einer zweiten Röntgenstrahlung durch das Hintergrundobjekt aus dem Hintergrundstoff für jeweilige Parameterwerte zumindest eines Parameters der zweiten Röntgenstrahlung.
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Ein dritter Schritt umfasst ein Ermitteln jeweiliger zweiter Signalintensitätswerte für den zweiten Röntgenstrahlenverlauf der zweiten Röntgenstrahlung durch das Hintergrundobjekt aus dem Hintergrundstoff und ein Vordergrundobjekt aus einem Vordergrundstoff für die jeweiligen Parameterwerte des Parameters der zweiten Röntgenstrahlung.
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Ein vierter Schritt umfasst ein Ermitteln eines Parameterwertes des zumindest einen Parameters, für welchen ein Kontrast-zu-Rausch-Abstand, betreffend eine Differenz zwischen dem ersten Signalintensitätswert und dem zweiten Signalintensitätswert für eine jeweilige Eintrittsdosis einen größten Wert aufweist.
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Ein fünfter Schritt umfasst ein Generieren einer Datenbank, wobei die Datenbank dem Parameter in Abhängigkeit von dem Vordergrundstoff, dem Hintergrundstoff und dem Signalintensitätswert den Parameterwert zuweist.
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Die Datenbank kann einer Regelungseinrichtung eines Röntgenbildgebungssystems bereitgestellt werden.
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Für Anwendungsfälle oder Anwendungssituationen, die sich bei den Verfahren ergeben können und die hier nicht explizit beschrieben sind, kann vorgesehen sein, dass gemäß den Verfahren eine Fehlermeldung und/oder eine Aufforderung zur Eingabe einer Nutzerrückmeldung ausgegeben und/oder eine Standardeinstellung und/oder ein vorbestimmter Initialzustand eingestellt wird.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Regelungseinrichtung. Die Regelungseinrichtung ist dazu eingerichtet, einen Parameterwert zumindest eines Parameters zur Ausgabe von zweiten Röntgenstrahlen durch eine Röntgenstrahlenquelle zur Erfassung einer zweiten Röntgenaufnahme eines Untersuchungsobjekts zu ermitteln und den Parameterwert des zumindest einen Parameters in der Röntgenvorrichtung einzustellen. Es ist vorgesehen, dass die Regelungseinrichtung dazu eingerichtet ist, den Parameterwert in Abhängigkeit von einem Vordergrundstoff, einem Hintergrundstoff und einer Eintrittsdosis nach einem vorgegebenen Ermittlungsverfahren zu ermitteln.
Das Ermittlungsverfahren ist dazu ausgelegt, den Parameterwert des zumindest einen Parameters derart zu parametrieren, dass ein erwarteter Kontrast-zu-Rausch-Abstand zwischen einem ersten Signalintensitätswert in der zweiten Röntgenaufnahme eines ersten Röntgenstrahls der zweiten Röntgenstrahlen, der das Hintergrundobjekt in dem Untersuchungsobjekt durchlaufen hat, und einem zweiten Signalintensitätswert in der zweiten Röntgenaufnahme eines zweiten Röntgenstrahls der das Hintergrundobjekt und das Vordergrundobjekt in dem Untersuchungsobjekt durchlaufen hat, maximiert wird.
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Die Regelungseinrichtung kann zumindest eine Recheneinheit umfassen.
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Ein vierter Aspekt betrifft ein Röntgenbildgebungssystem. Das Röntgenbildgebungssystem weist eine Röntgenstrahlenquelle auf, die dazu eingerichtet ist, erste Röntgenstrahlen auf einen Röntgendetektor zur Erfassung einer ersten Röntgenaufnahme eines Untersuchungsobjekts auszugeben. Das Untersuchungsobjekt ist zwischen der Röntgenstrahlenquelle und dem Röntgendetektor angeordnet, sodass dieses durch die ersten Röntgenstrahlen durchlaufen wird.
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Das Röntgenbildgebungssystem ist dazu eingerichtet, eine Eintrittsdosis der ersten Röntgenstrahlen nach dem Durchlaufen des Untersuchungsobjektes durch den Röntgendetektor zu ermitteln und die Eintrittsdosis an eine Regelungseinrichtung des Röntgenbildgebungssystems bereitzustellen.
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Das Röntgenbildgebungssystem ist dazu eingerichtet, einen Parameterwert zumindest eines Parameters zur Ausgabe von zweiten Röntgenstrahlen durch die Röntgenstrahlenquelle zur Erfassung einer zweiten Röntgenaufnahme des Untersuchungsobjekts durch die Regelungseinrichtung nach einem vorgegebenen Ermittlungsverfahren zu ermitteln. Das Ermittlungsverfahren ist dazu ausgelegt, den Parameterwert des zumindest einen Parameters derart zu parametrieren, dass ein erwarteter Kontrast-zu-Rausch-Abstand zwischen einem ersten Signalintensitätswert in der zweiten Röntgenaufnahme eines ersten Röntgenstrahls der zweiten Röntgenstrahlen, der das Hintergrundobjekt in dem Untersuchungsobjekt durchlaufen hat, und einem zweiten Signalintensitätswert in der zweiten Röntgenaufnahme eines zweiten Röntgenstrahls der das Hintergrundobjekt und das Vordergrundobjekt in dem Untersuchungsobjekt durchlaufen hat, maximiert wird.
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Die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß dem ersten Aspekt dargelegten Vorteile und Weiterbildungen gelten sinngemäß auch für die erfindungsgemäße Regelungseinrichtung und das erfindungsgemäße Röntgenbildgebungssystem. Dem entsprechend sind die dargestellten Verfahrensmerkmale bei der Regelungseinrichtung und dem Röntgenbildgebungssystem als funktionale Merkmale entsprechender Mittel zu sehen.
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Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, eine Eintrittsdosis für ein Untersuchungsobjekt, umfassend ein Vordergrundobjekt aus einem Vordergrundstoff und einem Hintergrundobjekt aus einem Hintergrundstoff für eine erste Röntgenstrahlung zu ermitteln.
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Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, jeweilige erste Signalintensitätswerte für einen ersten Röntgenstrahlenverlauf eines Röntgenstrahls einer zweiten Röntgenstrahlung durch ein Hintergrundobjekt aus einem Hintergrundstoff für jeweilige Parameterwerte eines Parameters einer zweiten Röntgenstrahlung zu ermitteln.
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Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, jeweilige zweite Signalintensitätswerte für einen zweiten Röntgenstrahlenverlauf der zweiten Röntgenstrahlung durch das Hintergrundobjekt aus dem Hintergrundstoff und ein Vordergrundobjekt aus einem Vordergrundstoff für die jeweiligen Werte des Parameters der zweiten Röntgenstrahlung zu ermitteln.
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Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, den Wert, für welchen ein Kontrast-zu-Rausch-Abstand, beschreibend eine Differenz zwischen dem ersten Signalintensitätswert und dem zweiten Signalintensitätswert für eine jeweilige Eintrittsdosis einen größten Wert aufweist als den Parameterwert des Parameters zu ermitteln.
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Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, eine Datenbank zu generieren, wobei die Datenbank dem Parameter in Abhängigkeit von dem Vordergrundstoff, dem Hintergrundstoff und dem Signalintensitätswert den Parameterwert des zumindest einen Parameters zuweist.
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Die Steuereinrichtung kann zumindest eine Recheneinheit umfassen.
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Die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt dargelegten Vorteile und Weiterbildungen gelten sinngemäß auch für die erfindungsgemäße Steuereinrichtung. Dem entsprechend sind die dargestellten Verfahrensmerkmale bei der Steuereinrichtung als funktionale Merkmale entsprechender Mittel zu sehen.
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Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch ein Computerprogramm gelöst, welches direkt in einen Speicher einer Regelungseinrichtung eines Röntgenbildgebungssystems ladbar ist, mit Programm-Mitteln, um die Schritte des oben genannten Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auszuführen, wenn das Programm in der Regelungseinrichtung des Röntgenbildgebungssystems ausgeführt wird.
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Ebenso kann ein elektronisch lesbarer Datenträger mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen vorliegen, welche zumindest ein beschriebenes Computerprogramm(produkt) umfassen und derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Regelungseinrichtung eines Röntgenbildgebungssystems das beschriebene Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durchführen.
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Das Speichermedium kann eine Speichereinheit umfassen.
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Unter einer Recheneinheit kann insbesondere ein Datenverarbeitungsgerät verstanden werden, das einen Verarbeitungsschaltkreis enthält. Die Recheneinheit kann also insbesondere Daten zur Durchführung von Rechenoperationen verarbeiten. Darunter fallen gegebenenfalls auch Operationen, um indizierte Zugriffe auf eine Datenstruktur, beispielsweise eine Umsetzungstabelle, LUT (englisch: „look-up table“), durchzuführen.
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Die Recheneinheit kann insbesondere einen oder mehrere Computer, einen oder mehrere Mikrocontroller und/oder einen oder mehrere integrierte Schaltkreise enthalten, beispielsweise eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, ASIC (englisch: „application-specific integrated circuit“), eines oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays, FPGA, und/oder eines oder mehrere Einchipsysteme, SoC (englisch: „system on a chip“). Die Recheneinheit kann auch einen oder mehrere Prozessoren, beispielsweise einen oder mehrere Mikroprozessoren, eine oder mehrere zentrale Prozessoreinheiten, CPU (englisch: „central processing unit“), eine oder mehrere Grafikprozessoreinheiten, GPU (englisch: „graphics processing unit“) und/oder einen oder mehrere Signalprozessoren, insbesondere einen oder mehrere Digitalsignalprozessoren, DSP, enthalten. Die Recheneinheit kann auch einen physischen oder einen virtuellen Verbund von Computern oder sonstigen der genannten Einheiten beinhalten.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen beinhaltet die Recheneinheit eine oder mehrere Hardware- und/oder Softwareschnittstellen und/oder eine oder mehrere Speichereinheiten.
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Eine Speichereinheit kann als flüchtiger Datenspeicher, beispielsweise als dynamischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff, DRAM (englisch: „dynamic random access memory“) oder statischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff, SRAM (englisch: „static random access memory“), oder als nicht-flüchtiger Datenspeicher, beispielsweise als Festwertspeicher, ROM (englisch: „read-only memory“), als programmierbarer Festwertspeicher, PROM (englisch: „programmable read-only memory“), als löschbarer programmierbarer Festwertspeicher, EPROM (englisch: „erasable programmable read-only memory“), als elektrisch löschbarer programmierbarer Festwertspeicher, EEPROM (englisch: „electrically erasable programmable read-only memory“), als Flash-Speicher oder Flash-EEPROM, als ferroelektrischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff, FRAM (englisch: „ferroelectric random access memory“), als magnetoresistiver Speicher mit wahlfreiem Zugriff, MRAM (englisch: „magnetoresistive random access memory“) oder als Phasenänderungsspeicher mit wahlfreiem Zugriff, PCRAM (englisch: „phase-change random access memory“), ausgestaltet sein.
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Unabhängig vom grammatikalischen Geschlecht eines bestimmten Begriffes sind Personen mit männlicher, weiblicher oder anderer Geschlechteridentität mit umfasst.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen können nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen von der Erfindung umfasst sein. Es können insbesondere auch Ausführungen und Merkmalskombinationen von der Erfindung umfasst sein, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten Anspruchs aufweisen. Es können darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen von der Erfindung umfasst, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand konkreter Ausführungsbeispiele und zugehöriger schematischer Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren können gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Beschreibung gleicher oder funktionsgleicher Elemente wird gegebenenfalls nicht notwendigerweise bezüglich verschiedener Figuren wiederholt.
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In den Figuren zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Röntgenbildgebungssystems;
- 2 eine schematische Darstellung eines Vordergrundobjekts;
- 3 eine schematische Darstellung eines Vordergrundobjekts und eines Hintergrundobjektes;
- 4 eine schematische Darstellung von Verläufen des Parameterwertes in Abhängigkeit von der Eintrittsdosis;
- 5 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Generierung einer Datenbank durch eine Steuervorrichtung; und
- 6 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben eines Röntgenbildgebungssystems.
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In 1 ist eine schematische Darstellung eines Röntgenbildgebungssystems gezeigt.
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Das Röntgenbildgebungssystem 1 kann eine Regelungseinrichtung 2 aufweisen, die dazu eingerichtet sein kann, einen Parameterwert 17 zumindest eines Parameters 16 des Röntgenbildgebungssystems 1 zur Aufnahme von Röntgenaufnahmen 7, 8, eines Untersuchungsobjektes 9 zu ermitteln und in dem Röntgenbildgebungssystem 1 einzustellen. Das Röntgenbildgebungssystem 1 kann eine Röntgenstrahlenquelle 3 aufweisen, die dazu eingerichtet sein kann, Röntgenstrahlung 4, 5, zur Aufnahme der Röntgenaufnahmen 7, 8, in Richtung eines Röntgendetektors 6 des Röntgenbildgebungssystems 1 auszugeben. Das Untersuchungsobjekt 9 kann zwischen der Röntgenstrahlenquelle 3 und dem Röntgendetektor 6 angeordnet sein. Das Untersuchungsobjekt 9 kann ein Vordergrundobjekt 10 aus einem Vordergrundstoff 11 umfassen. Das Untersuchungsobjekt 9 kann auch ein Hintergrundobjekt 12 aus einem Hintergrundstoff 13 umfassen.
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Das Vordergrundobjekt 10 und das Hintergrundobjekt 12 können derart in dem Untersuchungsobjekt 9 angeordnet sein, dass die Röntgenstrahlen, auf einem Weg von der Röntgenstrahlenquelle 3 zum Röntgendetektor 6 das Vordergrundobjekt 10 und das Hintergrundobjekt 12 oder nur das Hintergrundobjekt 12 durchlaufen.
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Ein erster Röntgenstrahlenverlauf 20 kann einen Weg der Röntgenstrahlen 4, 5 durch das Hintergrundobjekt 12 beschreiben.
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Ein zweiter Röntgenstrahlenverlauf 21 kann einen Weg der Röntgenstrahlen 4, 5, durch das Hintergrundobjekt 12 und das Vordergrundobjekt 10 beschreiben.
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Röntgenstrahlen 4, 5 entlang des ersten Röntgenstrahlenverlaufs 20 können auf dem Röntgendetektor 6 mit einem ersten Signalintensitätswert 14 erfasst werden. Röntgenstrahlen entlang des zweiten Röntgenstrahlenverlaufs 21 können auf dem Röntgendetektor 6 einen zweiten Signalintensitätswert 15 aufweisen.
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Aus einer Differenz zwischen den Signalintensitätswerten 14, 15 kann ein Kontrast-zu-Rausch-Abstand 19 ermittelt werden, welcher ein Maß für einen Kontrast des Vordergrundobjekts 10, aufweisend den ersten Signalintensitätswert 14 von dem Hintergrundobjekt 12, aufweisend den zweiten Signalintensitätswert 15 in den Röntgenaufnahmen 7, 8 beschreibt. Zur besseren Sichtbarkeit des Vordergrundobjektes 10 vor dem Hintergrundobjekt 12 kann es gewünscht sein, einen möglichst großen Kontrast-zu-Rausch-Abstand 19 zu erreichen. Dies kann durch eine Einstellung des Parameterwertes 17 des zumindest einen Parameters 16 der Röntgenstrahlen 4, 5 erfolgen. Hierzu kann es erforderlich sein, den Parameterwert 17 des zumindest einen Parameters 16 zur Erhöhung des Kontrast-zu-Rausch-Abstandes 19 durch die Regelungseinrichtung 2 zu ermitteln und für eine Aufnahme einer zweiten Röntgenaufnahme 8 mittels zweiter Röntgenstrahlen 5 in dem Röntgenbildgebungssystem 1 einzustellen. Der zumindest eine Parameter 16 kann die Ausgabe der zweiten Röntgenstrahlen 8 oder die zweiten Röntgenstrahlen 8 selbst betreffen. Der Parameter 16 kann beispielsweise einen Ausgabestrom, eine Ausgabespannung oder eine Pulslänge der zweiten Röntgenstrahlen 5 umfassen.
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Die Signalintensitätswerte 14, 15 können von einem Absorptionsverhalten der Objekte 10, 12 und ihren Stoffen 11, 13 abhängen. Die Stoffe 11, 13 können insbesondere ein spektrales Absorptionsverhalten aufweisen, wobei die Röntgenstrahlen 4, 5 in Abhängigkeit von einer Photonenenergie der Röntgenstrahlen 4, 5 in einem unterschiedlichen Umfang absorbiert werden können.
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Zur Erhöhung der Signaldifferenz kann das Röntgenbildgebungssystem 1 die Regelungseinrichtung 2 aufweisen, welche den Parameterwert 17 des zumindest einen Parameters 16 ermitteln und in dem Röntgenbildgebungssystem 1 einstellen kann.
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Zur Ermittlung des Parameterwertes 17 des zumindest einen Parameters 16 kann das Röntgenbildgebungssystem 1 dazu eingerichtet sein, zwei der Röntgenaufnahmen 7, 8 des Untersuchungsobjektes 9 zeitlich nacheinander aufzunehmen. Die Regelungseinrichtung 2 kann dazu eingerichtet sein, vorgegebene Kalibrierungswerte der Parameter 16 zur Ausgabe der der ersten Röntgenstrahlen 4 einzustellen. Das Röntgenbildgebungssystem 1 kann dazu eingerichtet sein, zur Generierung der ersten Röntgenaufnahme 7 die ersten Röntgenstrahlen 4 durch die Röntgenstrahlenquelle 3 auf den Röntgendetektor 6 zur Erfassung der ersten Röntgenaufnahme 7 des Untersuchungsobjektes 9 auszugeben. Der Röntgendetektor 6 kann dazu eingerichtet sein, die ersten Röntgenstrahlen 4 zu erfassen und eine Eintrittsdosis 18 aus der ersten Röntgenaufnahme 7 zu ermitteln. Die Eintrittsdosis 18 kann beispielsweise einen Signalintensitätswert innerhalb eines Bereiches der ersten Röntgenaufnahme 7 beschreiben. Die Eintrittsdosis 18 kann beispielsweise als Wasserwert beschrieben sein.
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Die Regelungseinrichtung 2 kann dazu eingerichtet sein, für die erfasste Eintrittsdosis 18 der mit den ersten Röntgenstrahlen 4 generierten ersten Röntgenaufnahme 7, dem Vordergrundstoff 11 sowie dem Hintergrundstoff 13 den zumindest einen Parameterwert 17 des zumindest einen Parameters 16 für eine Aufnahme der zweiten Röntgenaufnahme 8 mittels der zweiten Röntgenstrahlen 5 zu ermitteln.
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Der Parameterwert 17 des zumindest einen Parameters 16 kann derart parametriert sein, dass er die Differenz zwischen dem ersten Signalintensitätswert 14 und dem zweiten Signalintensitätswert 15 in der zweiten Röntgenaufnahme 8 gegenüber der Differenz in der ersten Röntgenaufnahme 7 erhöht. Bevorzugt handelt es sich um einen Optimalwert, der zu einer maximalen Differenz zwischen den Signalintensitätswerten 14, 15 führen kann. Der Vordergrundstoff 11 und der Hintergrundstoff 13 können der Regelungseinrichtung 2 vorgegeben sein. Ebenso können der Regelungseinrichtung 2 eine Vordergrundtiefe 22 des Vordergrundobjekts 10, eine Hintergrundtiefe 23 des Hintergrundobjekts 12 vorgegeben sein. Der Parameterwert 17 des zumindest einen Parameters 16 kann dadurch auch in Abhängigkeit von einer Vordergrundtiefe 22 des Vordergrundobjektes 10 und/oder einer Hintergrundtiefe 23 des Hintergrundobjektes 12 ermittelt werden. Die Vordergrundtiefe 22 und die Hintergrundtiefe 23 können jeweilige Abmessung der Objekte 10, 12 beschreiben welche erfasst oder vorgegeben sein können. Die Hintergrundtiefe 23 und die Vordergrundtiefe 22 können mit einer Weglänge übereinstimmen, welche die Röntgenstrahlen 4, 5 bei dem Durchlaufen des Untersuchungsobjektes 9 durch die jeweiligen Objekte 10, 12 durchlaufen.
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Weitere bei der Ermittlung des Parameterwertes 17 des zumindest einen Parameters 16 relevante Größen können Dichten des Vordergrundstoffes 11 und des Hintergrundstoffes 13 umfassen.
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Die Regelungseinrichtung 2 kann zur Ermittlung des Parameterwerts 17 des zumindest einen Parameters 16 nach einem vorgegebenen Ermittlungsverfahren eingerichtet sein. Die Regelungseinrichtung 2 kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, Simulationen unter Verwendung des Hintergrundstoffs 13, des Vordergrundstoffs 11 und der Eintrittsdosis 18 durchzuführen, um den Parameterwert 17 des zumindest einen Parameters 16 zu ermitteln. Die Simulationen können insbesondere Monte-Carlo-Simulation umfassen.
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Bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass der Regelungseinrichtung 2 eine Datenbank 25 bereitgestellt ist. Die Datenbank 25 kann beispielsweise von einer Steuereinrichtung 24 angelegt worden sein. Die Datenbank 25 kann für den Vordergrundstoff 11, den Hintergrundstoff 13 und die Eintrittsdosis 18 den Parameterwert 17 des zumindest einen Parameters 16 ausgeben.
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Die Steuereinrichtung 24 kann dazu eingerichtet sein, die Datenbank 25 mittels Simulationen, insbesondere mittels Monte-Carlo-Simulationen zu generieren. Es können in den Simulationen beispielsweise erste Signalintensitätswerte 14 und zweite Signalintensitätswerte 15, sowie Eintrittsdosen 18 für zweite Röntgenstrahlen 5 verschiedener Werte des zumindest einen Parameters 16 ermittelt werden. Der Vordergrundstoff 11, der Hintergrundstoff 13, die Werte der Parameter 16 können in jeweiligen Einzelsimulationen variiert sein. Die Steuereinrichtung 24 kann dazu eingerichtet sein, den für den Vordergrundstoff 11, den Hintergrundstoff 13 und die Eintrittsdosis 18 ermittelten Parameterwert 17 des zumindest einen Parameters 16 in der Datenbank 25.
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Das Ermittlungsverfahren kann ein Abfragen des Parameterwertes 17 aus der Datenbank 25 durch die Regelungseinrichtung 2 umfassen. Vorteilhaft an der Bereitstellung der Datenbank 25 ist, dass eventuell aufwändige Rechen- und/oder Simulationsverfahren durch die Steuereinrichtung 24 vorab durchgeführt werden können. Eine Dauer der Ermittlung durch die Regelungseinrichtung 2 kann dadurch reduziert sein. Die Datenbank 25 kann einer Regelungseinrichtung 2 gespeichert sein. Die Datenbank 25 kann auf der Steuereinrichtung 24, der Regelungseinrichtung 2 oder einer zentralen Speichereinrichtung außerhalb des Röntgenbildgebungssystems 1 gespeichert sein und der Regelungseinrichtung 2 beispielsweise über ein Netzwerk zugänglich gemacht sein.
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Die Regelungseinrichtung 2 kann dazu eingerichtet sein, nach der Ermittlung des Parameterwerts 17 des zumindest einen Parameters 16, den Parameterwert 17 des zumindest einen Parameters 16 in dem Röntgenbildgebungssystem 1 einzustellen und die Ausgabe der zweiten Röntgenstrahlen durch die Röntgenstrahlenquelle 3 einzuleiten, um die zweite Röntgenaufnahme 8 des Untersuchungsobjekts 9 durch das Röntgenbildgebungssystem 1 aufzunehmen.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Vordergrundobjekts.
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2 zeigt eine Annahme nach dem Stand der Technik für eine Ermittlung des Parameterwertes 17. Gezeigt ist das Vordergrundobjekt 10, beispielsweise ein Implantat, das Platin als Vordergrundstoff 11 aufweist. Es wird angenommen, dass das Vordergrundobjekt 10 in dem Hintergrundobjekt 12 aus Weichteilgewebe als Hintergrundstoff 13 angeordnet ist. Dementsprechend wird der Parameterwert 17 zur Erhöhung des Kontrast-zu-Rausch-Abstandes 19 in Abhängigkeit von spektralen Absorptionseigenschaften des Gewebes und des Platins ermittelt.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Vordergrundobjekts und eines Hintergrundobjektes.
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3 zeigt das auch in 2 dargestellte Vordergrundobjekt 10 mit Platin als Vordergrundstoff 11 vor dem Hintergrundobjekt 12, das auch Platin als Hintergrundstoff 13 aufweisen kann. Im Gegensatz zu dem in 2 gezeigten Fall ist es gewünscht, die Differenz zwischen den zwei Objekten 10, 12 aus demselben Stoff 11, 13 zu erhöhen. Dadurch kann eine Sichtbarkeit des Vordergrundobjekts 10 aus Platin erhöht werden, wenn sich das Vordergrundobjekt 10 vor dem Hintergrundobjekt 12 befindet, welches beispielsweise ein bereits implantiertes Hintergrundobjekt 12 aus Platin ist. Das kann ein typischer Fall sein, wenn eine Coil einem schon bestehenden Coilpaket hinzugefügt ist.
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4 zeigt eine schematische Darstellung von Parameterwertverläufen des Parameterwertes in Abhängigkeit von der Eintrittsdosis.
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Ein erster Parameterwertverlauf 26 der Parameterwertverläufen 26, 27 zeigt den Parameterwert 17 des zumindest einen Parameters 16 in Abhängigkeit von der Eintrittsdosis 18 für Platin als Vordergrundstoff 11 und Wasser oder Gewebe als Hintergrundstoff 13. Der erste Parameterwertverlauf 26 kann dem in 2 gezeigten Fall zugeordnet sein. Ein zweiter Parameterwertverlauf 27 zeigt den Parameterwert 17 des zumindest einen Parameters 16 in Abhängigkeit von der Eintrittsdosis 18 für Platin als Vordergrundstoff 11 und Platin als Hintergrundstoff 13. Der zweite der Verläufe kann dem in 3 gezeigten Fall zugeordnet sein. Der Parameter 16 kann durch die optimale Beschleunigungsspannung der Röntgenstrahlenquelle 3 in kV beschrieben sein, die Eintrittsdosis 18 als Wasserwert in mm.
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Im Fall des ersten Parameterwertverlaufs 26 unterscheiden sich der Vordergrundstoff 11 und der Hintergrundstoff 13 voneinander. Im Fall des zweiten Parameterwertverlaufs 27 sind der Vordergrundstoff 11 und der Hintergrundstoff 13 identisch.
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Der erste Parameterwertverlauf 26 zeigt eine große Sprungstelle. Diese wird durch die K-Kante des Platins bei 78 keV verursacht, ab der die Absorption dann wieder wesentlich besser wird und wo sich das Platin wieder gegenüber dem Hintergrundstoff 13 hervorheben kann.
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Wenn auch das Hintergrundobjekt 12 aus Platin besteht, dann haben der Vordergrundstoff 11 und der Hintergrundgrundstoff die gleichen spektralen Absorptionseigenschaften. Mit anderen Worten kann aus der K-Kante des Platins kein Vorteil zur Erhöhung der Differenz mehr gezogen werden und der ermittelte Parameterwert 17 der Beschleunigungsspannung läuft nur mehr stetig nach oben, wenn der Wasserwert zunimmt.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Generierung einer Datenbank durch eine Steuervorrichtung.
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Schritt A1 umfasst ein Ermitteln einer Eintrittsdosis 18 für ein Untersuchungsobjekt 9, umfassend ein Vordergrundobjekt 10 aus einem Vordergrundstoff 11 und einem Hintergrundobjekt 12 aus einem Hintergrundstoff 13 für eine erste Röntgenstrahlung 4.
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Schritt A2 umfasst ein Ermitteln jeweiliger erster Signalintensitätswerte 14 für einen ersten Röntgenstrahlenverlauf 20 eines der zweiten Röntgenstrahlen durch ein Hintergrundobjekt 12 aus einem Hintergrundstoff 13 für jeweilige Werte eines Parameters 16 der zweiten Röntgenstrahlen 5.
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Schritt A3 umfasst ein Ermitteln jeweiliger zweiter Signalintensitätswerte 15 für einen zweiten Röntgenstrahlenverlauf 21 eines der zweiten Röntgenstrahlen durch das Hintergrundobjekt 12 aus dem Hintergrundstoff 13 und ein Vordergrundobjekt 10 aus einem Vordergrundstoff 11 für die jeweiligen Werte des Parameters 16 der zweiten Röntgenstrahlen 5;
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Schritt A4 umfasst ein Ermitteln des Wertes des Parameters 16, für welchen eine Differenz zwischen dem ersten Signalintensitätswert 14 und dem zweiten Signalintensitätswert 15 für eine jeweilige Eintrittsdosis 18 einen größten Wert aufweist. Der ermittelte Wert wird dann als der Parameterwert 17 bestimmt.
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Schritt A5 umfasst ein Generieren einer Datenbank 25, wobei die Datenbank 25 dem Parameter 16 in Abhängigkeit von dem Vordergrundstoff 11, dem Hintergrundstoff 13 und der Eintrittsdosis 18 den Parameterwert 17 zuweist.
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6 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben eines Röntgenbildgebungssystems 1.
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Schritt B1 umfasst ein Ausgeben erster Röntgenstrahlen durch eine Röntgenstrahlenquelle 3 auf einen Röntgendetektor 6 zur Erfassung einer ersten Röntgenaufnahme 7 des Untersuchungsobjekts 9, wobei das Untersuchungsobjekt 9 zwischen der Röntgenstrahlenquelle 3 und dem Röntgendetektor 6 angeordnet ist und durch die ersten Röntgenstrahlen durchlaufen wird. Schritt B2 umfasst ein Erfassen einer Eintrittsdosis 18 der ersten Röntgenstrahlen nach dem Durchlaufen des Untersuchungsobjektes 9 durch den Röntgendetektor 6. Schritt B2 umfasst ferner ein Bereitstellen der Eintrittsdosis 18 an eine Regelungseinrichtung 2 des Röntgenbildgebungssystems 1.
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Schritt B3 umfasst ein Ermitteln eines Parameterwertes 17 zumindest eines Parameters 16 zur Ausgabe von zweiten Röntgenstrahlen durch die Röntgenstrahlenquelle 3 zur Erfassung einer zweiten Röntgenaufnahme 8 des Untersuchungsobjekts 9 durch die Regelungseinrichtung 2, wobei der Parameterwert 17 in Abhängigkeit von dem Vordergrundstoff 11, dem Hintergrundstoff 13 und der Eintrittsdosis 18 durch die Regelungseinrichtung 2 nach einem vorgegebenen Ermittlungsverfahren ermittelt wird, wobei der Parameterwert 17 einen Kontrast-zu-Rausch-Abstand 19 Kontrastierung des Vordergrundobjektes 10 von dem Hintergrundobjekt 12 in der zweiten Röntgenaufnahme 8 erhöht.
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Bevor eine Bildverarbeitung die Sichtbarkeit eines bestimmten Kontrastes weiter optimieren kann, ist es wichtig, das entsprechende Kontrast-Rausch-Verhältnis durch geeignete Einstellung der physikalischen Parameter wie Spannung, Strom, Filterung, Pulsbreite zu optimieren. Die Röntgenaufnahmen sind die Eingangsdaten für die Bildverarbeitung und müssen ein optimales Kontrast-Rausch-Verhältnis für den betreffenden Kontrast aufweisen.
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Das Problem der anspruchsvollen Projektionen kann gelöst werden, indem die physikalischen Parameter der Dosisregelung auf das Kontrast-Rausch-Verhältnis des jeweiligen Kontrastes, der verstärkt werden soll, optimiert werden. Dies verallgemeinert das Konzept des Kontrast-Rausch-Verhältnisses für Kontraste vor einem menschlichen Weichteilhintergrund.
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Wenn Spulen in Aneurysmen übereinander projiziert werden, kann das Ziel darin bestehen, den Kontrast von Spulenkreuzungen gegenüber Einzelspulen zu verbessern. In dieser Situation ist es von Vorteil, auf Platin gegen Platin als Hintergrundstoff als relevanten Kontrast zu optimieren, anstatt Platin auf menschliches Weichgewebe zu projizieren.
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Mittels Simulationen, beispielsweise mittels Monte Carlo Simulationen kann die optimale Parametrisierung einer physikalischen Bildkette, die Röntgenstrahlen erzeugt, für einen gewünschten visuellen Kontrast gefunden werden. Das Hintergrundstoff weiches menschliches Gewebe kann für anspruchsvolle Projektionen durch andere Materialien ersetzt werden. Die Ergebnisse von (Monte Carlo) Simulationen können in einer Datenbank gespeichert werden, auf die in Echtzeit zugegriffen werden kann.
