DE10247808A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verarbeitung eines Röntgenbildes - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Verarbeitung eines Röntgenbildes

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DE10247808A1
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Brian David Yanoff
John Eric Tkaczyk
George Edward Possin
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Abstract

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren (30) zur Verarbeitung eines Röntgenbildes vorgesehen. Das Verfahren beinhaltet die Abtastung (32) eines Objekts (12) mit einem Abbildungssystem (10) mit zumindest einer Strahlungsquelle (14) und zumindest einem Erfassungsarray (16), die Erfassung (34) einer Vielzahl von Dunkelbildern zur Erzeugung eines Grundbildes, die Erfassung (36) einer Vielzahl von Nacheilbildern nach dem Grundbild, die Bestimmung (38) einer Vielzahl von Parametern eines Potenzgesetzes unter Verwendung zumindest eines Nacheilbildes und zumindest eines Grundbildes und die Durchführung (40) einer Log-Log-Extrapolation des Potenzgesetzes mit den bestimmten Parametern.

Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft allgemein Abbildungssysteme und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verarbeitung eines Röntgenbildes.
  • In zumindest einigen bekannten Abbildungssystemen projiziert eine Strahlungsquelle einen kegelförmigen Strahl, der durch das abgebildete Objekt fällt, wie einen Patienten, und auf ein rechteckiges Array von Strahlungserfassungseinrichtungen trifft.
  • Bei einigen bekannten Strahlungserfassungseinrichtungen, wie solchen, die Dünnfilmtransistoren (TFTs) und Fotodioden enthalten, kann ein "Nacheil-Signal" auftreten. Das Nacheilen ist eine Abhängigkeit eines Bildsignals aufgrund der vergangenen Bestrahlungsgeschichte. Einige bekannte medizinische Anwendungen erfordern einen Übergang von einer hohen Strahlungsbelichtung in einen Röntgenmodus, der eine geringe Bestrahlung verwendet. Ein Nacheil-Signal von der hohen Bestrahlung kann Artefakte in den Röntgenbildern in der Form von Geisterbildern des hohen Bestrahlungsbildes einführen.
    • KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren zur Verarbeitung eines Röntgenbildes ausgebildet. Das Verfahren beinhaltet die Abtastung eines Objekts mit einem Abbildungssystem mit zumindest einer Strahlungsquelle und zumindest einem Erfassungsarray, die Erfassung einer Vielzahl von Dunkelbildern zur Erzeugung eines Grundbildes, die Erfassung einer Vielzahl von Nacheilbildern nach dem Grundbild, die Bestimmung einer Vielzahl von Parametern eines Potenzgesetzes unter Verwendung zumindest eines Nacheilbildes und zumindest eines Grundbildes und die Durchführung einer Log-Log- Extrapolation des Potenzgesetzes mit den bestimmten Parametern.
  • Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist ein medizinisches Abbildungssystem zur Verarbeitung eines Röntgenbildes ausgebildet, das ein Erfassungsarray, zumindest eine Strahlungsquelle und einen mit dem Erfassungsarray und der Strahlungsquelle verbundenen Computer enthält. Der Computer ist zum Anweisen des medizinischen Abbildungssystems zur Abtastung eines Objekts, zur Erfassung einer Vielzahl von Dunkelbildern zur Erzeugung eines Grundbildes, zur Erfassung einer Vielzahl von Nacheilbildern nach dem Grundbild, zur Bestimmung einer Vielzahl von Parametern eines Potenzgesetzes unter Verwendung zumindest eines Nacheilbildes und zumindest eines Grundbildes und zur Durchführung einer Log-Log-Extrapolation des Potenzgesetzes mit den bestimmten Parametern eingerichtet.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ein computerlesbarer Träger ausgebildet, der mit einem Programm kodiert ist, das von einem Computer zur Verarbeitung eines Röntgenbildes ausführbar ist. Das Programm ist zum Anweisen des Computers zur Abtastung eines Objekts mit einem Abbildungssystem, zur Erfassung einer Vielzahl von Dunkelbildern zur Erzeugung eines Grundbildes, zur Erfassung einer Vielzahl von Nacheilbildern nach dem Grundbild, zur Bestimmung einer Vielzahl von Parametern eines Potenzgesetzes unter Verwendung zumindest eines Nacheilbildes und des Grundbildes und zur Durchführung einer Log-Log- Extrapolation des Potenzgesetzes mit den bestimmten Parametern eingerichtet.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren zur Verarbeitung eines Röntgenbildes ausgebildet. Das Verfahren beinhaltet die Abtastung eines Objekts mit einem Abbildungssystem mit zumindest einer Strahlungsquelle und zumindest einem Erfassungsarray, die Erfassung einer Vielzahl von Dunkelbildern zur Erzeugung eines Grundbildes, die Erfassung zumindest eines ersten Strahlungsbildes nach dem Grundbild, die Erfassung eines zweiten Dunkelbildes nach dem ersten Strahlungsbild und die Erfassung eines zweiten Strahlungsbildes nach dem zweiten Dunkelbild. Das Verfahren enthält auch die Erzeugung eines Nacheilprädiktionsbildes durch Subtraktion des Grundbildes von dem zweiten Dunkelbild und Subtraktion des Nacheilprädiktionsbildes von zumindest einem nachfolgenden Strahlungsbild zur Erzeugung zumindest eines bezüglich der Nacheilung korrigierten Röntgenbildes.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren zur Verarbeitung eines Röntgenbildes ausgebildet. Das Verfahren beinhaltet die Abtastung eines Objekts mit einem Abbildungssystem mit zumindest einer Strahlungsquelle und zumindest einem Erfassungsarray. Das Verfahren beinhaltet ferner die Abtastung eines Objekts mit einem Abbildungssystem mit zumindest einer Strahlungsquelle und zumindest einem Erfassungsarray, die Erzeugung eines Grundbildes, die Erfassung zumindest eines Strahlungsbildes nach dem Dunkelbild und die Erfassung eines Dunkelbildes in jedem n-ten Rahmen, wobei n > 1 ist.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Fig. 1 zeigt eine bildliche Darstellung eines Abbildungssystems.
  • Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Verarbeitung eines Röntgenbildes.
  • Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des in Fig. 2 beschriebenen Verfahrens.
  • Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines alternativen Verfahrens zur Verarbeitung eines Röntgenbildes.
  • Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des in Fig. 5 beschriebenen alternativen Verfahrens.
    • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß Fig. 1 und gemäß einem Ausführungsbeispiel erzeugt ein digitales Abbildungssystem 10 eine Vielzahl zweidimensionaler Bilder, die ein abgebildetes Objekt 12 darstellen, um eine Diagnose bei einem interessierenden Objekt durchzuführen, bspw. einem Patientenherz bei einer Herzfluoroskopie, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Das System 10 enthält eine Strahlungsquelle 14, wie eine Röntgenquelle 14, und zumindest ein Erfassungsarray 16 zur Sammlung von Projektionsdaten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel enthält das System 10 insbesondere eine Strahlungsquelle 14, die einen kegelförmigen Strahl von Röntgenstrahlen projiziert, die durch ein Objekt 12 fallen und auf das Erfassungsarray 16 treffen. Das Erfassungsarray 16 ist als Plattenaufbau mit einer Vielzahl von (nicht gezeigten) Bildelementen in Reihen und Spalten hergestellt, so dass ein Bild für ein vollständiges interessierendes Objekt erzeugt wird, wie für ein Herz 12. Jedes Bildelement enthält einen Fotosensor, wie eine Fotodiode, der über einen Schalttransistor mit zwei separaten Adressleitungen, einer Abtastleitung und einer Datenleitung verbunden ist. Die auf ein Scintillatormaterial und die Bildelementsensoren fallende Strahlung misst mittels der Änderung einer Ladung über die Diode die Lichtmenge, die durch die Röntgeninteraktion mit dem Scintillator erzeugt wird. In Folge dessen erzeugt jedes Bildelement ein elektrisches Signal, das die Intensität eines auf das Erfassungsarray 16 nach der Dämpfung durch das Objekt 12 auftreffenden Röntgenstrahls darstellt.
  • Der Betrieb der Strahlungsquelle 14 wird durch einen Computer 18 gesteuert. Der Computer 18 führt der Strahlungsquelle 14 und der Erfassungseinrichtung 16 Energie und Zeitsignale zu. Gemäß einem Ausführungsbeispiel enthält der Computer 18 eine Bildverarbeitungseinrichtung 20. Alternativ dazu können der Computer 18 und die Verarbeitungseinrichtung 20 separate Komponenten sein. Die Bildverarbeitungseinrichtung 20 empfängt abgetastete und digitalisierte Strahlungsdaten von der Erfassungseinrichtung 16 und führt eine hier beschriebene Hochgeschwindigkeitsbildverarbeitung durch. Das verarbeitete zweidimensionale Bild, das ein abgebildetes Objekt 12 darstellt, wird dem Computer 18 als Eingangssignal zugeführt. Der Computer 18 ist zur Durchführung von hier beschriebenen Funktionen programmiert, und der Ausdruck Computer bezieht sich hier auf Mikrocontroller, Mikrocomputer, Controller mit programmierbarer Logik, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, und andere programmierbare Schaltungen.
  • Im Betrieb wird ein Patient derart positioniert, dass das interessierende Objekt sich innerhalb des Ansichtfeldes des Systems 10 befindet, d. h., das Herz 12 wird im abgebildeten Volumen positioniert, das sich zwischen der Strahlungsquelle 14 und dem Erfassungsarray 16 erstreckt. Bilder des Herzens 12 werden dann erfasst, um eine Vielzahl von Röntgenbildern bzw. Fluoroskopiebildern des interessierenden Volumens zu erfassen.
  • Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 30, das die Abtastung 32 eines Objekts 12 (wie in Fig. 1 gezeigt) mit einem Abbildungssystem 10 (siehe Fig. 1) mit zumindest einer Strahlungsquelle 14 (siehe Fig. 1) und zumindest einem Erfassungsarray 16 (siehe Fig. 1) enthält.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel beinhaltet die Abtastung 32 des Objekts 12 die Erfassung 34 einer Vielzahl von Dunkelbildern. Die Erfassung 32 eines Dunkel- bzw. Offset-Bildes während der Abwesenheit von Röntgenstrahlen und Licht stellt eine Dunkelabtastung dar, und resultiert in einem Signal, das schwach negativ ist. Diese negative Ladung wird durch eine Fotodiode in einem Erfassungsarray, wie dem Erfassungsarray 16 (siehe Fig.1) "aufbewahrt", wenn es initiiert oder abgetastet wird. Die zurückbehaltenen Ladungen kriechen über die Zeit langsam heraus und fügen ein positives Signal zu Bildelementen hinzu, die nachfolgend gelesen werden. Im Betrieb wird eine Vielzahl von Dunkelabtastungen zur Erfassung 34 einer Vielzahl von Dunkelbildern durchgeführt. Die Vielzahl der Dunkelbilder wird gemittelt, um ein Grundbild zu erzeugen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine Nacheilungsprädiktion höherer Ordnung unter Verwendung eines Potenzgesetzes erfasst werden. Im Betrieb wird eine Vielzahl von Nacheilbildern nach dem Grundbild erfasst 36. Das Grundbild wird von einer Vielzahl von Nacheilbildern subtrahiert, die nach dem Grundbild erfasst wurden 36. Eine Vielzahl von Nacheilbildern und zumindest ein Grundbild werden zur Bestimmung 38 einer Vielzahl von Parametern eines Potenzgesetzes verwendet. Der hier verwendete Ausdruck Potenzgesetz bezieht sich auf eine Funktion mit einem einzigen Term f(x) = xm + c, wobei die abhängige Variable x einen Exponenten hat, d. h., x steigt mit einer Potenz m an, und die Funktion enthält eine Konstante c.
  • Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung eines Ausführungsbeispiel des in Fig. 2 dargestellten Verfahrens. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird eine Log-Log-Extrapolation von zwei Nacheilbildern zum Extrapolieren einer ungefähren Potenzgesetz-Zeitabhängigkeit für jedes Bildelement durchgeführt. Diese Potenzgesetz-Zeitabhängigkeit resultiert auf einer Geraden in einer derartigen Log-Log-Aufzeichnung, dass dieses Extrapolationsverfahren bis zu dem Grad effektiv ist, mit dem die Nacheilung einem Potenzgesetz folgt. Da die Neigung und die Unterbrechung individuell für jedes Bildelement berechnet werden, ist die Korrektur bezüglich Schwankungen im Exponenten des Potenzgesetzes von Bildelement zu Bildelement indifferent, wie sie sich aus Schwankungen in der Belichtung über das Bild ergeben.
  • Alternativ dazu wird die Log-Log-Extrapolation von mehr als zwei Nacheilbildern zur Extrapolation einer ungefähren Potenzgesetz- Zeitabhängigkeit durchgeführt. Eine Log-Log-Extrapolation kann zur Prädiktion einer Nacheilung in zukünftigen Rahmen verwendet werden, und diese Prädiktion wird subtrahiert, um ein korrigiertes Signal zu erhalten. Beispielsweise wird gemäß Fig. 3 jeder dritte Strahlungsimpuls ausgelassen und ein Dunkelbild wird erfasst, d. h., die Rahmen 15 und 18 sind dunkel und die Rahmen 16 und 17 sind belichtet. Die Dunkelrahmen 15 und 18 können zur Extrapolation der Nacheilung auf Rahmen 19 und 20 und für deren Korrektur verwendet werden. Dieser Vorgang kann mit jedem nachfolgendem Paar von Dunkelbildern fortgesetzt werden, die zur Extrapolation auf die nachfolgenden belichteten Rahmen verwendet werden. Da sich jede Extrapolation lediglich kurze Zeit in die Zukunft erstreckt, sind die Dunkelbilder weniger empfindlich bezüglich Rauschen. Alternativ dazu kann eine beliebige Menge belichteter Rahmen ausgelassen werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Logarithmen vorberechnet und als Nachschlagetabelle implementiert werden, und die lineare Zwei-Punkt-Interpolation (der Logarithmen) ist eine einfache Formel. Da jedes Bildelement individuell korrigiert wird, ist die Variation des Potenzgesetzexponenten mit dem Signalpegel kein Problem.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein örtliches Tiefpassfilter wie ein Boxcar, aber ohne Beschränkung darauf, bei dem Nacheilbild vor der Subtraktion des Nacheilbildes vom Strahlungsbild zur Erzeugung des Nacheil-korrigierten Bildes mit verringerter Anzahl an Artefakten angewendet. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann ein komplizierteres Tiefpassfilter verwendet werden. Wird beispielsweise ein Nacheilbild von einem nachfolgenden Strahlungsbild subtrahiert, das einigen Rauschanteil enthält, ist das Rauschen in dem Nacheilkorrigierten Bild das Quadrat der Summe des Rauschens der individuellen Bilder. Gemäß der Korrekturstrategie der niedrigsten Ordnung wird das Nacheilbild, das elektronisches Rauschen Ne enthält, vom Strahlungsbild subtrahiert, das Quantumrauschen NQ und elektronisches Rauschen Ne enthält. Das effektive elektronische Rauschen im Differenzbild erhöht sich um einen Faktor von √2, während das Quantumrauschen gleich bleibt. Bei typischen Belichtungsbedingungen unter Verwendung eines typischen Röntgen-zu-Elektronenumwandlungsfaktors resultiert dies in einer Erhöhung des Rauschens im Nacheil-korrigierten Bild von ungefähr 5%. Das Tiefpassfilter erleichtert die Verringerung des Rauschens sowohl bei der einfachen Subtraktionsstrategie als auch der Korrekturstrategie höherer Ordnung. Alternativ dazu wird das Tiefpassfilter nicht verwendet. Bei einem Ausführungsbeispiel kann eine Mehrfachpunktextrapolation zur Erleichterung des Verringerns von Rauschen in einem nachfolgenden Nacheilbild verwendet werden.
  • Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines alternativen Verfahrens 50 zur Verarbeitung eines Röntgenbildes. Das Verfahren 50 beinhaltet die Abtastung 52 eines Objekts 12 (siehe Fig. 1) mit einem Abbildungssystem 10 (siehe Fig. 1) mit zumindest einer Strahlungsquelle 14 (siehe Fig. 1) und zumindest einem Erfassungsarray 16 (siehe Fig. 1).
  • Bei einem Ausführungsbeispiel beinhaltet die Abtastung 52 des Objekts 12 die Erzeugung einer Röntgensequenz von Rahmen. Die Röntgensequenz der Anzahl n von Rahmen beinhaltet zumindest einen Rahmen, der durch Bestrahlung des Objekts 12 mit Strahlung erzeugt wird (Strahlungsbild), und zumindest einen Rahmen, der durch eine Dunkelabtastung erzeugt wird (Dunkelbild). Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Dunkelabtastung bei jedem n-ten Rahmen der Röntgensequenz zur Erzeugung zumindest eines Dunkelbildes durchgeführt. Im Betrieb wird eine Vielzahl von Dunkelabtastungen zur Erfassung 54 einer Vielzahl von Dunkelbildern durchgeführt. Die Vielzahl erfasster Dunkelbilder wird gemittelt, um ein Grundbild zu erzeugen. Zumindest ein erstes Strahlungsbild wird nach dem Grundbild erfasst 56. Ein zweites Dunkelbild nach dem ersten Strahlungsbild wird dann erfasst 58. Ein zweites Strahlungsbild wird nach dem zweiten Dunkelbild erfasst 60. Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Grundbild von zumindest einem nachfolgenden Dunkelbild zur Erzeugung eines Nacheilbildes subtrahiert 62. Das Nacheilbild definiert ein Nacheilsignal für jedes Bildelement in diesem Rahmen. Alternativ dazu wird eine Vielzahl von Nacheilbildern zur Erzeugung des Nacheilprädiktionsbildes kombiniert, d. h., einer in zukünftigen Rahmen vorhergesagten Nacheilung. Das Nacheilprädiktionsbild wird von zumindest einem nachfolgenden Strahlungsbild in der Röntgensequenz zur Erzeugung zumindest eines Nacheil-korrigierten Röntgenbildes subtrahiert 64.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein Dunkelbild in jedem n-ten Rahmen erfasst. Ist bspw. n = 2, enthält die Röntgensequenz eine Dunkelabtastung, die von einer Strahlungsabtastung während eines Abtastvorgangs gefolgt wird. Das Alternieren einer Dunkelabtastung mit einer Strahlungsabtastung erleichtert die Erhöhung der Anzahl an Nacheilmessungen, reduziert eine Feldausleserahmenrate um die Hälfte und verringert eine Strahlungsdosierung für das Objekt um ungefähr die Hälfte. Alternativ dazu kann ein Bediener die Strahlungsdosis durch Verdoppeln der Amplitude jedes der verbleibenden Röntgenimpulse verdoppeln. Während des Betriebs werden die Leistung der Strahlungsquelle und die Patientendosierung auf ihre ursprünglichen Werte zurückgesetzt. Die Erhöhung der Dosis erleichtert das Erhalten einer verbesserten Bildqualität durch Erhöhen des Signal-zu-Rauschverhältnises um ungefähr 22%. Da außerdem das menschliche visuelle System als zeitliches Tiefpassfilter fungiert, ist das Verhältnis zwischen der Bildqualität und dem Signal-zu-Rauschverhältnis nicht streng linear. Daher kann die Strahlungsdosis auf ein Niveau reduziert werden, das geringer als zweimal die normale Dosis ist, ohne die Bildqualität zu beeinflussen.
  • Im Betrieb werden die Röntgenrahmen sequenziell beginnend mit dem ersten Rahmen numeriert, der nach der Strahlungsbelichtung gelesen wird, und eine Neigung und das Abbrechen des Logarithmus des Nacheil-Signals gegenüber dem Logarithmus der Rahmennummer werden für zumindest ein Bildelement berechnet. Alternativ dazu werden die Neigung und das Abbrechen des Logarithmus des Nacheil-Signals gegenüber dem Logarithmus der Rahmennummer für jedes Bildelement berechnet. Für jeden nachfolgenden Rahmen wird ein anderes Nacheilbild erzeugt und dann vom Basisbild zur Erzeugung 62 eines neuen Nacheilprädiktionsbildes subtrahiert. Das neue Nacheilprädiktionsbild wird dann vom nächsten Röntgenbild in der Sequenz zur Erzeugung eines Nacheilkorrigierten Röntgenbildes subtrahiert 64.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel kann eine kleinste Quadrate- Anpassung für die Vor-Röntgenrahmen anstelle der Verwendung von nur zwei Punkten angewendet werden. Die kleinste Quadrate- Anpassung der Vor-Röntgenrahmen erleichtert die Verringerung der Empfindlichkeit bezüglich Rauschen. Bei einem anderen alternativen Ausführungsbeispiel kann ein Tiefpassortsfilter, wie ein Boxcar, aber ohne Beschränkung darauf, verwendet werden.
  • Bei einem anderen Ausführungsbeispiel beinhaltet die Erzeugung 62 einer Nacheilvorhersage in zumindest einem Röntgenbild die Prädiktion einer Nacheilung unter Verwendung eines Operators höherer Ordnung, der ein Polynom darstellt. Der hier verwendete Ausdruck Polynom bezieht sich auf eine Funktion mit einer Vielzahl von Termen, wobei zumindest ein Term von f(xn) eine abhängige Variable x hat, wobei x einen Exponenten hat, d. h., x steigt mit einer Potenz n an. Die Verwendung eines Polynoms erleichtert die Prädiktion des Nacheilens, wenn eine Echtzeit- Bildverarbeitungsleistung verfügbar ist, oder wenn die Bildverarbeitung nicht in Echtzeit ausgeführt wird, kann das Polynom für die Log-Log-Anpassung zur Berücksichtigung der nicht exakten Potenzgesetzabhängigkeit verwendet werden. Ein Polynom der Ordnung P erfordert P + 1 Nacheilbilder für die Anpassung.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel beinhaltet die Erzeugung 62 einer Nacheilprädiktion in zumindest einem Röntgenbild die Prädiktion der Nacheilung unter Verwendung eines konstanten Offset-Werts für jedes Bildelement. Im Betrieb wird das Nacheilprädiktionsbild in einen Puffer geladen. Das Nacheilprädiktionsbild wird von den nächsten n-1 Rahmen in der Röntgensequenz subtrahiert 64. Der Fehler im Nacheilprädiktionsbild, und daher die Sichtbarkeit des Nacheilartefakts, erhöht sich mit jedem folgenden Rahmen, bis ein neues Nacheilprädiktionsbild erzeugt wird 62. Ist aber n = 2, wird das Nacheilprädiktionsbild nur vom nächsten Rahmen subtrahiert 64 und erzeugt ein Nacheil-korrigiertes Bild mit verringerter Anzahl an Artefakten. Daher beseitigt die Einstellung n = 2 den vorstehend angeführten Fehleranstieg. Ein neues Nacheilprädiktionsbild wird dann erzeugt 62 und in den Puffer geladen und der Vorgang wiederholt.
  • Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des in Fig. 4 dargestellten Verfahrens. Für n = 3 wird jeder dritte Röntgenimpuls ausgelassen und eine Dunkelabtastung durchgeführt. Das Nacheilen verringert sich mit der Zeit, und daher ist das Nacheilen im Rahmen i immer größer als das Nacheilen im Rahmen i + 1, i + 2 . . . i + n. In Folge dessen erscheint das Restsignal nach der Subtraktion als negatives Geisterbild. Eine obere Zeile in Fig. 5 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel, bei dem jeder dritte Röntgenimpuls ausgelassen und eine Dunkelabtastung durchgeführt wird. Die Bildelementwerte dieser Dunkelrahmen werden vorwärts übertragen und von zwei nachfolgenden Rahmen subtrahiert. Außerdem kann die Strahlungsdosis um einen Faktor von 1,5 durch Erhöhen der Amplitude jedes verbleibenden Röntgenimpulses um einen Faktor von 1,5 erhöht werden. Im Allgemeinen ist ein Strahlungsdosisfaktor n/n-1. Während des Betriebs werden die Leistung der Strahlungsquelle und die Patientendosis auf ihre ursprünglichen Werte zurückgesetzt.
  • Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zur Verarbeitung eines Röntgenbildes vorgesehen. Das Verfahren beinhaltet die Abtastung eines Objekts mit einem Abbildungssystem mit zumindest einer Strahlungsquelle und zumindest einem Erfassungsarray. Das Verfahren beinhaltet ferner die Abtastung eines Objekts mit einem Abbildungssystem mit zumindest einer Strahlungsquelle und zumindest einem Erfassungsarray, die Erzeugung eines Grundbildes, die Erfassung zumindest eines Strahlungsbildes nach dem Dunkelbild und die Erfassung eines Dunkelbildes in jedem n-ten Rahmen, und die Erfassung eines Dunkelbildes in jedem m-ten Rahmen wobei m > n ist.
  • Obwohl die Erfindung bezüglich verschiedener bestimmter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, erkennt der Fachmann, dass die Erfindung innerhalb des Schutzbereiches der Patentansprüche modifiziert werden kann.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren zur Verarbeitung eines Röntgenbildes vorgesehen. Das Verfahren beinhaltet die Abtastung eines Objekts mit einem Abbildungssystem mit zumindest einer Strahlungsquelle und zumindest einem Erfassungsarray, die Erfassung einer Vielzahl von Dunkelbildern zur Erzeugung eines Grundbildes, die Erfassung einer Vielzahl von Nacheilbildern nach dem Grundbild, die Bestimmung einer Vielzahl von Parametern eines Potenzgesetzes unter Verwendung zumindest eines Nacheilbildes und zumindest eines Grundbildes und die Durchführung einer Log-Log- Extrapolation des Potenzgesetzes mit den bestimmten Parametern.

Claims (21)

1. Verfahren (30) zur Verarbeitung eines Röntgenbildes, mit den Schritten
Abtasten (32) eines Objekts (12) mit einem Abbildungssystem (10) mit zumindest einer Strahlungsquelle (14) und zumindest einem Erfassungsarray (16),
Erfassen (34) einer Vielzahl von Dunkelbildern zur Erzeugung eines Grundbildes,
Erfassen (36) einer Vielzahl von Nacheilbildern nach dem Grundbild,
Bestimmen (38) einer Vielzahl von Parametern eines Potenzgesetzes unter Verwendung zumindest eines Nacheilbildes und zumindest eines Grundbildes,
Durchführen (40) einer Log-Log-Extrapolation des Potenzgesetzes mit den bestimmten Parametern.
2. Verfahren (30) nach Anspruch 1, wobei die Erfassung (34) einer Vielzahl von Dunkelbildern zur Erzeugung eines Grundbildes die Durchschnittsbildung der Vielzahl der Dunkelbilder zur Erzeugung zumindest eines Grundbildes umfasst.
3. Verfahren (30) nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt der Subtraktion des Log-Log-Extrapolationswerts von zumindest einem Röntgenbild zur Erzeugung eines Nacheil-korrigierten Röntgenbildes.
4. Verfahren (30) nach Anspruch 3, wobei die Log-Log- Extrapolation vor der Subtraktion ortsgefiltert wird.
5. Verfahren (30) zur Verarbeitung eines Röntgenbildes, mit den Schritten
Abtasten (32) eine Objekts (12) mit einem Abbildungssystem (10) mit zumindest einer Strahlungsquelle (14) und zumindest einem Erfassungsarray (16),
Erfassen (34) einer Vielzahl von Dunkelbildern, Mitteln der Vielzahl der Dunkelbilder zur Erzeugung zumindest eines Grundbildes,
Erfassen (36) einer Vielzahl von Nacheilbildern nach dem Grundbild,
Bestimmen (38) einer Vielzahl von Parametern eines Potenzgesetzes unter Verwendung zumindest eines Nacheilbildes und zumindest eines Grundbildes,
Durchführen (40) einer Log-Log-Extrapolation des Potenzgesetzes mit den bestimmten Parametern,
Ortsfiltern der Log-Log-Extrapolation und
Subtrahieren des Log-Log-Extrapolationswerts von zumindest einem Röntgenbild zur Erzeugung eines Nacheil-korrigierten Röntgenbildes.
6. Medizinisches Abbildungssystem (10) zur Verarbeitung eines Röntgenbildes, mit
einem Erfassungsarray (16),
zumindest einer Strahlungsquelle (14) und
einem Computer (18), der mit dem Erfassungsarray und der Strahlungsquelle verbunden ist, der dazu eingerichtet ist
ein Objekt abzutasten (32),
eine Vielzahl von Dunkelbildern zur Erzeugung eines Grundbildes zu Erfassen (34),
eine Vielzahl von Nacheilbildern nach dem Grundbild zu erfassen (36),
eine Vielzahl von Parametern eines Potenzgesetzes unter Verwendung zumindest eines Nacheilbildes und zumindest eines Grundbildes zu bestimmen (38),
eine Log-Log-Extrapolation des Potenzgesetzes mit den bestimmten Parametern durchzuführen (40).
7. Medizinisches Abbildungssystem (10) nach Anspruch 6, wobei der Computer zur Erfassung (34) einer Vielzahl von Dunkelbildern zur Erzeugung eines Grundbildes ferner zur Mittelung der Vielzahl der Dunkelbilder zur Erzeugung zumindest eines Grundbildes eingerichtet ist.
8. Medizinisches Abbildungssystem (10) nach Anspruch 6, wobei der Computer (18) zur Verarbeitung eines Röntgenbildes ferner zur Subtraktion des Log-Log-Extrapolationswerts von zumindest einem Röntgenbild zur Erzeugung eines Nacheil-korrigierten Röntgenbildes eingerichtet ist.
9. Medizinisches Abbildungssystem (10) nach Anspruch 8, wobei der Computer (18) ferner zur Ortsfilterung der Log-Log- Extrapolation vor der Subtraktion eingerichtet ist.
10. Medizinisches Abbildungssystem (10) zur Verarbeitung eines Röntgenbildes, mit
einem Erfassungsarray (16),
zumindest einer Strahlungsquelle (18) und
einem Computer (18), der mit dem Erfassungsarray und der Strahlungsquelle verbunden ist, und der dazu eingerichtet ist,
eine Vielzahl von Dunkelbildern zu erfassen (34),
die Vielzahl der Dunkelbilder zur Erzeugung zumindest eines Grundbildes zu mitteln,
eine Vielzahl von Nacheilbildern nach dem Grundbild zu erfassen (36),
eine Vielzahl von Parametern eines Potenzgesetzes unter Verwendung zumindest eines Nacheilbildes und zumindest eines Grundbildes zu bestimmen (38),
eine Log-Log-Extrapolation des Potenzgesetzes mit den bestimmten Parametern durchzuführen (40),
die Log-Log-Extrapolation örtlich zu filtern, und
den Log-Log-Extrapolationswert von zumindest einem Röntgenbild zur Erzeugung eines Nacheil-korrigierten Röntgenbildes zu subtrahieren.
11. Computerlesbarer Träger, der mit einem Programm kodiert ist, das von einem Computer (18) zur Verarbeitung eines Röntgenbildes ausführbar ist, wobei das Programm zum Anweisen des Computers eingerichtet ist, um
ein Objekt mit einem Abbildungssystem mit zumindest einer Strahlungsquelle und zumindest einem Erfassungsarray abzutasten (32),
eine Vielzahl von Dunkelbildern zur Erzeugung eines Grundbildes zu erfassen (34),
eine Vielzahl von Nacheilbildern nach dem Grundbild zu erfassen (36),
eine Vielzahl von Parametern eines Potenzgesetzes unter Verwendung zumindest eines Nacheilbildes und des Grundbildes zu bestimmen (38),
eine Log-Log-Extrapolation des Potenzgesetzes mit den bestimmten Parametern durchzuführen (40).
12. Computerlesbarer Träger nach Anspruch 11, wobei das Programm zur Verarbeitung eines Röntgenbildes zum Mitteln der Vielzahl der Dunkelbilder zur Erzeugung zumindest eines Grundbildes eingerichtet ist.
13. Computerlesbarer Träger nach Anspruch 11, wobei das Programm zur Verarbeitung eines Röntgenbildes zum Subtrahieren des Log- Log-Extrapolationswerts von zumindest einem Röntgenbild zur Erzeugung eines Nacheil-korrigierten Röntgenbildes eingerichtet ist.
14. Computerlesbarer Träger nach Anspruch 13, wobei das Programm zur Ortsfilterung der Log-Log-Extrapolation vor der Subtraktion eingerichtet ist.
15. Computerlesbarer Träger, der mit einem Programm kodiert ist, das von einem Computer zur Verarbeitung eines Röntgenbildes ausführbar ist, wobei das Programm zum Anweisen des Computers eingerichtet ist, um
ein Objekt mit einem Abbildungssystem mit zumindest einer Strahlungsquelle und zumindest einem Erfassungsarray abzutasten (32),
eine Vielzahl von Dunkelbildern zu erfassen (34),
die Vielzahl der Dunkelbilder zur Erzeugung zumindest eines Grundbildes zu mitteln,
eine Vielzahl von Nacheilbildern nach dem Grundbild zu erfassen (36),
eine Vielzahl von Parametern eines Potenzgesetzes unter Verwendung zumindest eines Nacheilbildes und zumindest eines Grundbildes zu bestimmen (38),
eine Log-Log-Extrapolation des Potenzgesetzes mit den bestimmten Parametern durchzuführen (40),
die Log-Log-Extrapolation örtlich zu filtern, und
den Log-Log-Extrapolationswert von zumindest einem Röntgenbild zur Erzeugung eines Nacheil-korrigierten Röntgenbildes zu subtrahieren.
16. Verfahren (50) zur Verarbeitung eines Röntgenbildes, mit den Schritten
Abtasten (52) eines Objekts mit einem Abbildungssystem mit zumindest einer Strahlungsquelle und zumindest einem Erfassungsarray,
Erfassen (54) einer Vielzahl von Dunkelbildern zur Erzeugung eines Grundbildes,
Erfassen (56) zumindest eines ersten Strahlungsbildes nach dem Grundbild,
Erfassen (58) eines zweiten Dunkelbildes nach dem ersten Strahlungsbild,
Erfassen (60) eines zweiten Strahlungsbildes nach dem zweiten Dunkelbild,
Erzeugen (62) eines Nacheilprädiktionsbildes durch Subtraktion des Grundbildes von dem zweiten Dunkelbild, und
Subtrahieren (64) des Nacheilprädiktionsbildes von zumindest einem nachfolgendem Strahlungsbild zur Erzeugung zumindest eines Nacheil-korrigierten Röntgenbildes.
17. Verfahren (50) nach Anspruch 16, wobei die Erzeugung (62) zumindest eines Nacheilprädiktionsbildes die Erzeugung zumindest eines Nacheilprädiktionsbildes unter Verwendung eines konstanten Offset-Werts umfasst.
18. Verfahren (50) nach Anspruch 16, wobei die Erzeugung (62) zumindest eines Nacheilprädiktionsbildes die Erzeugung zumindest eines Nacheilprädiktionsbildes unter Verwendung eines Polynoms umfasst.
19. Verfahren (50) nach Anspruch 16, wobei die Subtraktion (64) des Nacheilprädiktionsbildes von zumindest einem Strahlungsbild zur Erzeugung zumindest eines Nacheil-korrigierten Bildes die Filterung des Nacheilprädiktionsbildes vor der Subtraktion umfasst.
20. Verfahren (50) zur Verarbeitung eines Röntgenbildes, mit den Schritten
Abtasten (32) eines Objekts (12) mit einem Abbildungssystem (10) mit zumindest einer Strahlungsquelle (14) und zumindest einem Erfassungsarray (16),
Erzeugen (34) eines Grundbildes,
Erfassen zumindest eines Strahlungsbildes nach dem Dunkelbild und
Erfassen eines Dunkelbildes in jedem n-ten Rahmen, und
Erfassen eines Dunkelbildes in jedem n-ten Rahmen, wobei m > n ist.
21. Verfahren (50) nach Anspruch 20, wobei die Erfassung eines Dunkelbildes in jedem n-ten Rahmen die Filterung des Nacheilprädiktionsbildes enthält.
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