DE112021004824T5

DE112021004824T5 - Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung und Steuerverfahren dafür

Info

Publication number: DE112021004824T5
Application number: DE112021004824.4T
Authority: DE
Inventors: Seungchan Baek; Sangjun Park
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2020-09-17
Filing date: 2021-08-24
Publication date: 2023-06-29
Also published as: US20230337994A1; WO2022059950A1

Abstract

Es werden eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung und ein Steuerverfahren dafür bereitgestellt. Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weist auf: einen Röntgenstrahlgenerator, der wenigstens eine Röntgenstrahlquelle umfasst, die Röntgenstrahlen abstrahlt; einen Röntgenstrahldetektor, der Röntgenstrahlen, die von dem Röntgenstrahlgenerator abgestrahlt werden, detektiert, um mehrere Projektionsdatenelemente zu erzeugen; und einen Prozessor, der den Röntgenstrahlgenerator derart steuert, dass er in einer Betriebsart von einer ersten Betriebsart, in welcher der Röntgenstrahlgenerator während einer ersten Bestrahlungszeit Röntgenstrahlen abstrahlt, und einer zweiten Betriebsart, in welcher der Röntgenstrahlgenerator während einer zweiten Bestrahlungszeit, die der Hälfte der ersten Bestrahlungszeit entspricht, Röntgenstrahlen abstrahlt, ist, und auf der Basis der mehreren durch den Röntgenstrahldetektor erzeugten Projektionsdatenelementen ein Tomographiebild erzeugt.

Description

Technisches Gebiet
Die folgende Offenbarung betrifft eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung und ein Verfahren zur Verarbeitung eines Röntgenstrahlbilds und insbesondere eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um eine Tomographieaufnahme auf Basis mehrerer Projektionsdatenelemente zu erzeugen, und ein Verfahren zur Verarbeitung eines Röntgenstrahlbilds.
Hintergrundtechnik
Ein zweidimensionales (2D-) Röntgenstrahlbild, das von einem Röntgenstahlabbildungssystem aufgenommen wird, ist ein Bild, in dem Röntgenstrahlen in Richtung eines Probanden, der röntgenstrahlabgebildet werden soll, in eine Richtung projiziert werden. Wenn die Röntgenstrahlen folglich in eine Richtung auf den Probanden projiziert werden, tritt ein Problem, wie etwa, dass ein Bild des Probanden abgedeckt und überlappt wird, auf.
Um dieses Problem zu lösen, wird eine Computertomographie- (CT-) Vorrichtung als eine repräsentative Vorrichtung bereitgestellt, die konfiguriert ist, um ein Bild eines Probanden durch Abstrahlen von Röntgenstrahlen in Richtung eines Patienten aufzunehmen. Von medizinischen Bildverarbeitungsvorrichtungen hat eine Tomographievorrichtung, d.h. eine CT-Vorrichtung einen Vorteil, dass sie ein Querschnittbild eines Probanden bereitstellt und ein Bild darbietet, in dem innere Strukturen (z.B. ein Organ, wie etwa eine Niere, eine Lunge, etc.) eines Probanden einander im Vergleich zu einer allgemeinen Röntgenstrahlvorrichtung nicht überlappen. Folglich wird die CT-Vorrichtung weithin für die präzise Diagnose von Krankheiten verwendet.
Da die CT-Vorrichtung jedoch Röntgenstrahlbilder aufnimmt, indem sie mehrere Male in verschiedenen Richtungen Röntgenstrahlen auf einen Probanden projiziert, hat sie ein Problem, wie etwa eine Zunahme einer Dosis der Röntgenstrahlbelastung.
In jüngster Zeit wurde ein Tomosynthese-Röntgenstrahlabbildungssystem, das konfiguriert ist, um ein dreidimensionales (3D-) Bild mit einer im Vergleich zu der CT-Vorrichtung niedrigen Strahlungsdosis zu implementieren, eingeführt.
Das Tomosynthese-Röntgenstrahlabbildungssystem verwendet ein Verfahren zur Erlangung eines 3D-Bilds mit einer im Vergleich zu der CT-Vorrichtung niedrig dosierten Strahlung und kann eine Überlappungs- oder Abdeckungswirkung durch Bereitstellen eines Tomographiebilds für jede Tiefe entfernen.
Im Allgemeinen bewegt das Tomosynthese-Röntgenstrahlabbildungssystem einen analogen Röntgenstrahlgenerator in einer Bogenform in Bezug auf eine gewisse Drehwelle und bewegt oder dreht einen Röntgenstrahldetektor entsprechend einer Position des analogen Röntgenstrahlgenerators, um mehrere Röntgenstrahlbilder aufzunehmen, um dadurch mit einem Rekonstruktionsalgorithmus ein 3D-Bild zu implementieren.
Das Tomosynthese-Röntgenstrahlabbildungssystem erlangt ein Bild, indem es eine Drehbewegung unter Verwendung des anlogen Röntgenstrahlgenerators, der zusammen mit einer Schiene auf einer Decke installiert ist, durchführt und hat somit einen Nachteil, dass eine Größe eines Gesamtsystems vergrößert wird und ein Raum, der für die Installation sichergestellt werden soll, vergrößert wird.
Folglich besteht ein Bedarf an einem Röntgenstrahlabbildungssystem, so dass ein Raum, der von dem Röntgenstrahlabbildungssystem belegt wird, minimiert wird und die Bequemlichkeit der Installation des Röntgenstrahlabbildungssystems sichergestellt wird oder dessen Bewegung ermöglicht wird.
Offenbarung der Erfindung
Technisches Problem
Um diese Probleme zu vermeiden, ist daher ein Aspekt der detaillierten Beschreibung, ein Röntgenstrahlabbildungssystem, das konfiguriert ist, um ein zweidimensionales (2D-) oder dreidimensionales (3D-) Tomographiebild zu rekonstruieren, indem mehrere Projektionsdatenelemente rekonstruiert werden, die aus Bildern, die unter Verwendung der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung aufgenommen werden, gewonnen werden, und ein Verfahren zum Verarbeiten eines Röntgenstrahlbilds bereitzustellen.
Ein Aspekt der detaillierten Beschreibung ist es, eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung, die ein Tomographiebild erzeugen kann, während eine Röntgenstrahldosis verringert wird, und ein Verfahren zur Verarbeitung eines Röntgenstrahlbilds bereitzustellen.
Ein Aspekt der detaillierten Beschreibung ist es, eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung, die eine Röntgenstrahlabbildungszeit verkürzen kann, während eine Röntgenstrahldosis verringert wird, und ein Verfahren zur Verarbeitung eines Röntgenstrahlbilds bereitzustellen.
Ein Aspekt der detaillierten Beschreibung ist es, eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung, die eine Dauer einer einzelnen Strahlenbelastung verkürzen kann, wenn ein Röntgenstrahl abgestrahlt wird, und ein Verfahren zur Verarbeitung eines Röntgenstrahlbilds bereitzustellen.
Lösung des Problems
Um diese und andere Vorteile gemäß dem Zweck der vorliegenden Erfindung, wie er hier ausgeführt und ausführlich beschrieben wird, zu erreichen, wird eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung bereitgestellt, die umfasst: einen Röntgenstrahlgenerator, der wenigstens eine Röntgenstrahlquelle umfasst, die konfiguriert ist, um Röntgenstrahlen abzustrahlen; einen Röntgenstrahldetektor, der konfiguriert ist, um durch Detektieren von Röntgenstrahlen, die von dem Röntgenstrahlgenerator abgestrahlt werden, mehrere Projektionsdatenelemente zu erzeugen; und einen Prozessor, der konfiguriert ist, um den Röntgenstrahlgenerator derart zu steuern, dass er in einer Betriebsart von einer ersten Betriebsart, in welcher der Röntgenstrahlgenerator während einer ersten Bestrahlungszeit Röntgenstrahlen abstrahlt, und einer zweiten Betriebsart, in welcher der Röntgenstrahlgenerator während einer zweiten Bestrahlungszeit, die der Hälfte der ersten Bestrahlungszeit entspricht, Röntgenstrahlen abstrahlt, ist, und auf einer Basis der mehreren durch den Röntgenstrahldetektor erzeugten Projektionsdatenelementen ein Tomographiebild zu erzeugen.
Gemäß Ausführungsformen kann der Prozessor in der ersten Betriebsart und in der zweiten Betriebsart Röntgenstrahlen in einem konstanten Zeitintervall abstrahlen, den Röntgenstrahlgenerator steuern, um in der ersten Betriebsart die Röntgenstrahlen während der ersten Bestrahlungszeit in dem konstanten Zeitintervall abzustrahlen, und den Röntgenstrahlgenerator steuern, um in der zweiten Betriebsart die Röntgenstrahlen während der zweiten Bestrahlungszeit, die der Hälfte der ersten Bestrahlungszeit entspricht, in dem konstanten Zeitintervall abzustrahlen.
Gemäß Ausführungsformen kann die Röntgenstrahlquelle mehrere lichtemittierende Vorrichtungen umfassen, die konfiguriert sind, um Röntgenstrahlen auszugeben, die Röntgenstrahlquelle kann mehrere Gate-Leitungen umfassen, die konfiguriert sind, um zu bewirken, dass die mehreren lichtemittierenden Vorrichtungen Licht emittieren, und in der zweiten Betriebsart kann der Prozessor während einer ersten Zeitspanne ein Signal an geradzahlige Gate-Leitungen von den mehreren Gate-Leitungen anlegen, um während der zweiten Bestrahlungszeit, die einer Hälfte der ersten Bestrahlungszeit entspricht, Röntgenstrahlen abzustrahlen, und während einer zweiten Zeitspanne, die der ersten Zeitspanne folgt, ein Signal an ungeradzahlige Gate-Leitungen von den mehreren Gate-Leitungen anlegen.
Gemäß Ausführungsformen kann der Prozessor in der zweiten Betriebsart auf einer Basis von Projektionsdaten, die durch den Röntgenstrahldetektor während der ersten Zeitspanne gewonnen werden, ein erstes Tomographiebild erlangen, auf einer Basis von Projektionsdaten, die durch den Röntgenstrahldetektor während der zweiten Zeitspanne gewonnen werden, ein zweites Tomographiebild erlangen und unter Verwendung der ersten und zweiten Tomographiebilder ein abschließendes Tomographiebild erzeugen.
Gemäß Ausführungsfonnen kann der Prozessor den Röntgenstrahlgenerator in einer dritten Betriebsart, in der während der zweiten Bestrahlungszeit in einem Zeitintervall, das der Hälfte des konstanten Zeitintervalls entspricht, Röntgenstrahlen abgestrahlt werden, steuern.
Gemäß Ausführungsformen kann der Prozessor den Röntgenstrahlgenerator derart steuern, dass er in der ersten Betriebsart und der dritten Betriebsart die gleiche Anzahl von Malen Röntgenstrahlen abstrahlt.
Gemäß Ausführungsformen kann der Prozessor den Röntgenstrahlgenerator derart steuern, dass er in der dritten Betriebsart eine Anzahl von Malen Röntgenstrahlen abstrahlt, die der zweifachen Anzahl von Malen der Abstrahlung in der ersten Betriebsart entspricht.
Gemäß anderen Ausführungsformen wird ein Verfahren zur Steuerung einer Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Steuern eines Röntgenstrahlgenerators in einer Betriebsart von einer ersten Betriebsart, in welcher der Röntgenstrahlgenerator während einer ersten Bestrahlungszeit Röntgenstrahlen abstrahlt, und einer zweiten Betriebsart, in welcher der Röntgenstrahlgenerator während einer zweiten Bestrahlungszeit, die der Hälfte der ersten Bestrahlungszeit entspricht, Röntgenstrahlen abstrahlt; und Erzeugen eines Tomographiebilds auf einer Basis mehrerer durch einen Röntgenstrahldetektor erzeugter Projektionsdatenelemente.
Gemäß Ausführungsfonnen kann das Steuern umfassen: Abstrahlen von Röntgenstrahlen in der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebsart in einem konstanten Zeitintervall, Steuern des Röntgenstrahlgenerators, um in der ersten Betriebsart die Röntgenstrahlen während der ersten Bestrahlungszeit in dem konstanten Zeitintervall abzustrahlen, und Steuern des Röntgenstrahlgenerators, um in der zweiten Betriebsart die Röntgenstrahlen während der zweiten Bestrahlungszeit, die der Hälfte der ersten Bestrahlungszeit entspricht, in dem konstanten Zeitintervall abzustrahlen.
Gemäß Ausführungsfonnen kann die Röntgenstrahlquelle mehrere lichtemittierende Vorrichtungen umfassen, die konfiguriert sind, um Röntgenstrahlen auszugeben, und die Röntgenstrahlquelle kann mehrere Gate-Leitungen umfassen, die konfiguriert sind, um zu bewirken, dass die mehreren lichtemittierenden Vorrichtungen Licht emittieren, wobei das Steuern in der zweiten Betriebsart während einer ersten Zeitspanne das Anlegen eines Signals an geradzahlige Gate-Leitungen von den mehreren Gate-Leitungen, um während der zweiten Bestrahlungszeit, die einer Hälfte der ersten Bestrahlungszeit entspricht, Röntgenstrahlen abzustrahlen, und während einer zweiten Zeitspanne, die der ersten Zeitspanne folgt, das Anlegen eines Signals an ungeradzahlige Gate-Leitungen von den mehreren Gate-Leitungen umfasst.
Gemäß Ausführungsformen kann das Steuern in der zweiten Betriebsart das Erlangen eines ersten Tomographiebilds auf der Basis von Projektionsdaten, die durch den Röntgenstrahldetektor während der ersten Zeitspanne gewonnen werden, das Erlangen eines zweiten Tomographiebilds auf der Basis von Projektionsdaten, die durch den Röntgenstrahldetektor während der zweiten Zeitspanne gewonnen werden, und das Erzeugen eines abschließenden Tomographiebilds Verwendung der ersten und zweiten Tomographiebilder umfassen.
Gemäß Ausführungsformen kann eine Dosis von Röntgenstrahlen, die in der zweiten Betriebsart in Richtung eines Probanden abgestrahlt wird, der Hälfte einer Dosis von Röntgenstrahlen, die in der ersten Betriebsart in Richtung eines Probanden abgestrahlt wird, entsprechen.
Gemäß Ausführungsformen kann das Verfahren ferner das Steuern des Röntgenstrahlgenerators in einer dritten Betriebsart umfassen, in der während der zweiten Bestrahlungszeit in einem Zeitintervall, das der Hälfte eines konstanten Zeitintervalls entspricht, Röntgenstrahlen abgestrahlt werden.
Gemäß Ausführungsformen können Röntgenstrahlen in der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebsart die gleiche Anzahl von Malen abstrahlt werden.
Gemäß Ausführungsformen kann das Verfahren ferner das Steuern des Röntgenstrahlgenerators derart umfassen, dass er in der dritten Betriebsart eine Anzahl von Malen Röntgenstrahlen abstrahlt, die der zweifachen Anzahl von Malen der Abstrahlung in der ersten Betriebsart entspricht.
Vorteilhafte Ergebnisse der Erfindung
Gemäß der detaillierten Beschreibung kann die vorliegende Offenbarung ein Röntgenstrahlabbildungsverfahren und eine Vorrichtung bereitstellen, die optimiert sind, um ein Tomographiebild zu erlangen, während eine Dosis der Röntgenstrahlungsbelastung eines Probanden während der Röntgenstrahlabbildung verringert wird.
Der weitere Bereich der Anwendbarkeit der vorliegenden Offenbarung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich. Es sollte sich jedoch verstehen, dass die detaillierte Beschreibung und spezifische Beispiele, wie etwa die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, lediglich zur Veranschaulichung gegeben werden, da für Fachleute der Technik innerhalb des Geists und Schutzbereichs der Erfindung vielfältige Änderungen und Modifikationen offensichtlich werden.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm zur Erklärung eines Tomosynthesesystems in der verwandten Technik.
2 ist ein Diagramm zur Erklärung einer Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
3 ist ein Diagramm zur Erklärung eines Verfahrens zum Aufnehmen eines Röntgenstrahlbilds durch Durchführen einer Ein/Aus-Steuerung für jede der mehreren Röntgenstrahlquellen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
4 und 5 sind Diagramme zur Erklärung eines Verfahrens zum Aufnehmen eines Röntgenstrahlbilds unter Verwendung der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
6 ist ein Diagramm zur Erklärung eines Röntgenstrahlgenerators, in dem die mehreren Röntgenstrahlquellen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in der Form einer zweidimensionalen (2D-) Anordnung eingerichtet sind.
7 ist ein Diagramm, das mehrere Projektionsdatenelemente darstellt, die durch die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gewonnen werden.
8 ist ein Blickdiagramm zur Erklärung einer Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
9 bis 13 sind Konzeptansichten zur Erklärung eines Verfahrens zur Steuerung der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

Betriebsart für die Erfindung
Es wird nun unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen im Detail die Beschreibung gemäß hier offenbarten beispielhaften Ausführungsformen gegeben. Der einfachen Beschreibung unter Bezug auf die Zeichnungen halber können die gleichen oder äquivalente Komponenten mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszahlen versehen werden und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt. Im Allgemeinen kann eine Nachsilbe, wie etwa „modul“ und „einheit“ verwendet werden, um sich auf Elemente oder Komponenten zu beziehen. Die Verwendung einer derartigen Nachsilbe ist hier lediglich dazu gedacht, die Beschreibung der Spezifikation zu erleichtern, und die Nachsilbe selbst ist nicht dazu gedacht, irgendeine spezielle Bedeutung oder Funktion zu verleihen. Wenn bei der Beschreibung der vorliegenden Offenbarung eine detaillierte Erklärung einer verwandten bekannten Technologie oder eines Aufbaus angenommen wird, dass sie unnötigerweise vom Geist der vorliegenden Offenbarung ablenkt, wurde eine derartige Erklärung weggelassen, würde aber von Fachleuten der Technik verstanden. Die begleitenden Zeichnungen werden Verwendung, um dazu beizutragen, die technische Idee der vorliegenden Offenbarung leicht zu verstehen, und es sollte sich verstehen, dass die Idee der vorliegenden Offenbarung nicht durch die begleitenden Zeichnungen beschränkt wird. Die Idee der vorliegenden Offenbarung sollte derart ausgelegt werden, dass sie sich neben den begleitenden Zeichnungen auf jegliche Veränderungen, Äquivalente und Ersetzungen erstreckt.
Wenngleich die Begriffe erste/r/s, zweite/r/s etc. hier verwendet werden können, um verschiedene Elemente zu beschreiben, sollten diese Elemente nicht durch diese Begriffe beschränkt werden. Diese Begriffe werden im Allgemeinen lediglich verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden.
Es versteht sich, dass wenn auf ein Element als „mit“ einem andere Element „verbunden“ Bezug genommen wird, das Element mit dem anderen Element verbunden sein kann oder dazwischenliegende Elemente ebenfalls vorhanden sein können. Wenn im Gegensatz dazu auf ein Element als „direkt mit“ einem anderen Element „verbunden“ Bezug genommen wird, sind keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden.
Ein Singularausdruck kann eine Pluraldarstellung umfassen, wenn sie nicht aus dem Kontext eine eindeutig andere Bedeutung darstellt.
Begriffe, wie etwa „umfassen“ oder „haben“ werden hier verwendet und sollten derart verstanden werden, dass sie ein Vorhandensein in der Spezifikation offenbarter mehrerer Komponenten, Funktionen oder Schritte anzeigen, und es versteht sich ebenfalls, dass mehr oder weniger Komponenten, Funktionen oder Schritte genutzt werden können.
1 ist ein Diagramm zur Erklärung eines Tomosynthesesystems in der verwandten Technik.
Ein Tomosynthesesystem 10 in der verwandten Technik strahlt Röntgenstrahlen in Richtung eines Probanden 102, der abgebildet werden soll, ab, während ein Röntgenstrahlgenerator 101 sich drehend um etwa 20 bis 50 Grad relativ zu einer gewissen Drehwelle bewegt. Ein Röntgenstrahldetektor 103 kann entsprechend einer transmittierten Röntgenstrahldosis ein elektrisches Signal erzeugen.
Wenn der Röntgenstrahlgenerator 101 sich drehend bewegt, um Röntgenstrahlen 102 in Richtung des Probanden 102, der abgebildet werden soll, abzustrahlen, können projizierte Röntgenstrahlen durch den Röntgenstrahldetektor 103 detektiert werden, um mehrere Projektionsdaten 106, 107 und 108 zu erzeugen.
Unter Bezug auf eine erste Ebene Ebene 1 und eine zweite Ebene Ebene 2 des Probanden 102, der abgebildet werden soll, kann jeder eines ersten Punkts und eines zweiten Punkts durch Röntgenstrahlen, die von dem Röntgenstrahlgenerator 101 emittiert werden, projiziert werden, um jedem der mehreren Projektionsdatenelemente 106, 107 und 108 zugeordnet zu werden.
In diesem Fall können der erste Punkt und der zweite Punkt, die jedem der mehreren Projektionsdatenelemente zugeordnet werden, derart zugeordnet werden, dass sie aufgrund einer Änderung eines Einfallswinkels gemäß der Drehbewegung des Röntgenstrahlgenerators 101 verschieden voneinander sind. Folglich besteht ein zusätzlicher Bedarf, den Probanden 102, der abgebildet werden soll, auf einer Basis der mehreren Projektionsdatenelemente 106 bis 108 als ein zweidimensionales (2D-) oder dreidimensionales (3D-) Röntgenstrahltomographiebild zu rekonstruieren.
2 ist ein Diagramm zur Erklärung einer Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 20 umfasst einen Röntgenstrahlgenerator 210, in dem mehrere Röntgenstrahlquellen 211, 212, 213, 214 und 215 eingerichtet sind. Die Röntgenstrahlquellen 211 bis 215 werden ein- oder ausgeschaltet, um Röntgenstrahlen in Richtung eines Probanden 220, der abgebildet werden soll, zu emittieren und abzustrahlen.
Ein Röntgenstrahldetektor 230 kann ein elektrisches Signal erzeugen, das einer transmittierten Röntgenstrahldosis entspricht. Eine Röntgenstrahlquelle kann unter Verwendung eines elektrischen Feldverfahrens Röntgenstrahlen emittieren.
Indessen kann die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 20 anstelle einer Drehbewegung des Tomosynthesesystems 10 in der verwandten Technik ein horizontales Bewegungsverfahren verwenden. Zum Beispiel kann die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 20 Röntgenstrahlen, steuern, so dass sie nacheinander von ersten bis dritten Röntgenstrahlquellen, d.h. den Röntgenstrahlquellen 212 bis 214, emittiert werden.
Unter Bezug auf die erste Ebene Ebene 1 und die zweite Ebene Ebene 2 des Probanden 220, der abgebildet werden soll, können ein erster Punkt und ein zweiter Punkt jeweils aufgenommen werden, indem sie jeweils jedem von mehreren Projektionsdatenelementen 260, 270 und 280 zugeordnet werden.
In diesem Fall können der erste Punkt und der zweite Punkt aufgrund der Horizontalbewegung gemäß dem Ein- oder Ausschalten jeder der Röntgenstrahlquellen 211 bis 215 in dem Röntgenstrahlgenerator 210 jedem der mehreren Projektionsdatenelemente 260 bis 280 zugeordnet werden.
Folglich gibt eine zusätzliche Notwendigkeit, den Probanden 220, der abgebildet werden soll, auf einer Basis mehrerer Röntgenstrahlbilder, d.h. der mehreren Projektionsdatenelemente 260 bis 280, zu rekonstruieren.
In diesem Fall muss ein Tomographiebild im Gegensatz zu dem Tomosynthesesystem 10 in der verwandten Technik durch Rekonstruieren mehrerer Projektionsdatenelemente durch Widerspiegeln wesentlicher Eigenschaften, die gewonnen werden, während Ein- oder Aus-Betriebe der Röntgenstrahlquellen in einer horizontalen Richtung durchgeführt werden, erzeugt werden.
3 ist ein Diagramm zur Erklärung eines Verfahrens zur Aufnahme mehrerer Röntgenstrahlbilder durch Steuern des Ein/Ausschaltens mehrerer Röntgenstrahlquellen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 20 kann ein Röntgenstrahlbild eines Probanden, der abgebildet werden soll, unter Verwendung eines horizontalen Bewegungsverfahrens entlang einer ersten Richtung u aufnehmen, indem das Ein/Ausschalten jeder der in dem Röntgenstrahlgenerator 210 enthaltenen Röntgenstrahlquellen gesteuert wird.
Der Röntgenstrahlgenerator 210 betreibt wenigstens eine Röntgenstrahlquelle eine gewisse Zeit lang (z.B. einige ms bis hunderte ms), während ein Einschaltintervall der Röntgenstrahlquellen beibehalten wird, so dass auf den Röntgenstrahldetektor 230 abgestrahlte Röntgenstrahlen derart verteilt werden, dass sie einander nicht überlappen.
Der Röntgenstrahlgenerator 210 kann die Röntgenstrahlquellen einzeln ein- oder ausschalten, wenn die Röntgenstrahlen derart verteilt sind, dass sie einander überlappen.
Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 20 kann nur einige Röntgenstrahlquellen derart steuern, dass sie eingeschaltet werden, so dass von den eingeschalteten Röntgenstrahlquellen emittierte Röntgenstrahlen den Probanden, der abgebildet werden soll, nicht redundant aufnehmen. Zum Beispiel kann die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 20 eine erste Röntgenstrahlquelle 311, eine zweite Röntgenstrahlquelle 312 und eine dritte Röntgenstrahlquelle 313 von den in dem Röntgenstrahlgenerator 210 enthaltenen Röntgenstrahlquellen derart steuern, dass sie eingeschaltet werden, um den Probanden, der abgebildet werden soll, aufzunehmen.
Dann kann die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 20 eine vierte Röntgenstrahlquelle 314, eine fünfte Röntgenstrahlquelle 315 und eine sechste Röntgenstrahlquelle 316 derart steuern, dass sie eingeschaltet werden, um den Probanden, der abgebildet werden soll, aufzunehmen. Außerdem kann die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 20 eine siebte Röntgenstrahlquelle 317, eine achte Röntgenstrahlquelle 318 und eine neunte Röntgenstrahlquelle 319 derart steuern, dass sie eingeschaltet werden, um den Probanden, der abgebildet werden soll, aufzunehmen.
Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 20 kann ein gewisses Signal gleichzeitig an den Röntgenstrahldetektor 230 übertragen, wenn eine oder mehr Röntgenstrahlquellen eingeschaltet sind, und immer dann, wenn jede der Röntgenstrahlquellen eingeschaltet ist, Projektionsdaten gewinnen und speichern.
4 und 5 sind Diagramme zur Erklärung eines Verfahrens zur Aufnahme eines Röntgenstrahlbilds unter Verwendung einer Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Bezugnehmend auf 4 kann die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Röntgenstrahlbild des Probanden 220, der abgebildet werden soll, aufnehmen, während der Röntgenstrahlgenerator 210 oder der Röntgenstrahldetektor 230 sich in einer zweiten Richtung v horizontal bewegt.
Alternativ kann die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung Bezugnehmend auf 5 ein Röntgenstrahlbild des Probanden 220, der abgebildet werden soll, aufnehmen, wenn der Röntgenstrahlgenerator 210 oder der Röntgenstrahldetektor 230 fest sind, während der Proband 220, der abgebildet werden soll, sich in die zweite Richtung v horizontal bewegt.
6 ist ein Diagramm zur Erklärung eines Röntgenstrahlgenerators, in dem mehrere Röntgenstrahlquellen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einer 2D-Anordnungsform eingerichtet sind.
Mehrere Röntgenstrahlquellen 211 in dem Röntgenstrahlgenerator 210 können in einer 2D-Anordnungsform eingerichtet sein. Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 20 kann Röntgenstrahlbilder aufnehmen, indem sie jede der Röntgenstahlquellen 211 in der ersten Richtung u oder der zweiten Richtung v steuert. Entsprechend kann ein Proband, der abgebildet werden soll, mit einer gleichen Wirkung aufgenommen werden wie der der Aufnahme eines Bilds, wenn ein Röntgenstrahlgenerator, in dem mehrere Röntgenstrahlquellen in einer eindimensionalen (1D-) Linienform eingerichtet sind, sich horizontal bewegt.
7 ist ein Diagramm, das mehrere Projektionsdatenelemente darstellt, die durch eine Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gewonnen werden.
Mehrere Projektionsdatenelemente 700 können Projektionsbilder sein, auf die von dem Röntgenstrahldetektor 230 detektierte Röntgenstrahlen projiziert werden, nachdem sie emittiert werden, während mehrere jeweilige Röntgenstrahlquellen in dem Röntgenstrahlgenerator 210 in der ersten Richtung u nacheinander ein- oder ausgeschaltet werden oder der Röntgenstrahlgenerator 210 in der zweiten Richtung v horizontal bewegt wird.
Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 20 kann ein 2D- oder 3D-Röntgenstahlbild, d.h. ein Tomographiebild eines Probanden, der abgebildet werden soll, basierend auf den mehreren Projektionsdatenelementen 700 rekonstruieren.
8 ist ein Blockdiagramm zur Erklärung einer Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 20 kann den Röntgenstrahlgenerator 210, einen Röntgenstrahldetektor 230, einen Speicher 250 und einen Prozessor 870 umfassen.
Der Röntgenstrahlgenerator 210 kann mehrere Röntgenstrahlquellen umfassen. Die Röntgenstrahlquellen können in einer 1 D-Linienform oder einer 2D-Linienform eingerichtet sein.
Der Röntgenstrahldetektor 230 kann ein elektrisches Signal erzeugen, das einer transmittierten Röntgenstrahldosis entspricht. Der Röntgenstrahldetektor 230 kann Projektionsdaten erzeugen, indem er ein elektrisches Signal erzeugt.
Der Speicher 250 kann ein Programm zur Verarbeitung und Steuerung jedes Signals in dem Prozessor 870 speichern und ein signalverarbeitetes Bild, Sprache, ein Datensignal oder ähnliches speichern. Der Speicher 250 kann mehrere Projektionsdatenelemente speichern.
Der Prozessor 870 kann die Bewegung des Röntgenstrahlgenerators 21 oder des Röntgenstrahldetektors 230 steuern oder jede der Röntgenstrahlquellen in dem Röntgenstrahlgenerator 210 ein- oder ausschalten.
Außerdem kann der Prozessor 870 in dem Speicher 250 mehrere in dem Röntgenstrahldetektor 230 erzeugte Projektionsdatenelemente speichern.
Außerdem kann der Prozessor 870 die mehreren Projektionsdatenelemente als ein Tomographiebild eines Probanden, der abgebildet werden soll, d.h. ein 2D- oder 3D-Röntgenstrahlbild, rekonstruieren. Zum Beispiel kann der Prozessor 870 ein 2D- oder 3D-Röntgenstrahltomographiebild erzeugen, indem er auf der Basis der mehreren Projektionsdatenelemente einen gewissen Rekonstruktionsalgorithmus anwendet.
Eine gefilterte Rückprojektion (FBP) kann als ein repräsentativer Rekonstruktionsalgorithmus bereitgestellt werden. Wenn jedoch der FBP-Rekonstruktionsalgorithmus, der in dem Tomosynthesesystem 10 der verwandten Technik, wie in 1 gezeigt, verwendet wird, in der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 20 von 2 verwendet wird, kann ein Problem auftreten, in dem ein Artefakt in einem rekonstruierten Röntgenstrahlbild auftreten kann. Das Tomosynthesesystem 10 in der verwandten Technik gewinnt Projektionsdaten, während ein Röntgenstrahlgenerator 210 sich in Bezug auf eine gewisse Drehwelle dreht. Andererseits bewegt sich die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung 20 von 2 horizontal, um Projektionsdaten zu erlangen. Da Röntgenstrahlen in einem begrenzten Winkel auf einen Teil eines Röntgenstrahldetektors 230 einfallen, wird daher nur ein Teil der Projektionsdaten verwendet, um einen Bildpunktwert zu berechnen, und somit kann in einem rekonstruierten Röntgenstrahlbild ein unstetiges Artefakt erscheinen.
9 bis 13 sind Konzeptansichten zur Erklärung eines Verfahrens zur Steuerung der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Der in der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung in der vorliegenden Offenbarung enthaltene Röntgenstrahlgenerator 210 kann wenigstens eine Röntgenstrahlquelle umfassen, die konfiguriert ist, um Röntgenstrahlen abzustrahlen. Als ein Beispiel kann ein Verfahren zur Steuerung der Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung, das auf die vorliegende Offenbarung angewendet wird, identisch/ähnlich einer Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung unter Verwendung verschiedener unter Bezug auf 1 bis 6 beschriebener Verfahren abgeleitet und angewendet werden.
Der Röntgenstrahldetektor 230 kann mehrere Projektionsdatenelemente erzeugen, indem er von dem Röntgenstrahlgenerator 210 emittierte Röntgenstrahlen detektiert.
Der Prozessor 870 kann unter Verwendung der mehreren Projektionsdatenelemente ein Tomographiebild erzeugen.
In diesem Fall kann der Prozessor 870 den Röntgenstrahlgenerator derart steuern, dass er in einer Betriebsart von einer ersten Betriebsart, in der Röntgenstahlen währen einer ersten Bestrahlungszeit abgestrahlt werden, und einer zweiten Betriebsart, in der Röntgenstrahlen während einer zweiten Bestrahlungszeit, die einer Hälfte der ersten Bestrahlungszeit entspricht, abgestrahlt werden, ist.
In der vorliegenden Offenbarung wird beschrieben, dass die zweite Bestrahlungszeit einer Hälfte der ersten Bestrahlungszeit entspricht, aber die zweite Bestrahlungszeit ist nicht darauf beschränkt. Die zweite Bestrahlungszeit muss nur kürzer als die erste Bestrahlungszeit sein.
Außerdem kann der Prozessor 870 auf einer Basis der durch den Röntgenstrahldetektor 230 erzeugten mehreren Projektionsdatenelemente ein Topographiebild erzeugen.
Bezugnehmend auf 9 kann der Prozessor 870 in der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebsart Röntgenstrahlen mit einem konstanten Zeitintervall erzeugen.
In diesem Fall kann der Prozessor 870 den Röntgenstrahlgenerator 210 derart steuern, dass er in der ersten Betriebsart während einer ersten Bestrahlungszeit R1 Röntgenstrahlen mit einem konstanten Zeitintervall T abstrahlt.
Der Prozessor 870 kann den Röntgenstrahlgenerator 210 derart steuern, dass er in der zweiten Betriebsart während einer zweiten Bestrahlungszeit rl (r1 = 1/2*R1), die einer Hälfte der ersten Bestrahlungszeit R1 entspricht, mit dem konstanten Zeitintervall T Röntgenstrahlen abstrahlt.
Eine in dem Röntgenstrahlgenerator enthaltene Röntgenstrahlquelle kann mehrere lichtemittierende Vorrichtungen, die konfiguriert sind, um Röntgenstrahlen auszugeben, umfassen.
Bezugnehmend auf 12 kann die Röntgenstrahlquelle mehrere lichtemittierende Vorrichtungen umfassen. Von den lichtemittierenden Vorrichtungen emittierte Röntgenstrahlen können, wie in einem rechten Teil von 12 gezeigt, durch Dünnschichttransistor- (TFT-) Detektorflächen, die zu den lichtemittierenden Vorrichtungen passen, detektiert werden.
Außerdem kann die Röntgenstrahlquelle mehrere Gate-Leitungen „Leitung“ 0 bis 2N umfassen, die konfiguriert sind, um zu bewirken, dass die lichtemittierenden Vorrichtungen Licht emittieren.
Bezugnehmend auf 12 kann der Prozessor 870 in der zweiten Betriebsart während einer ersten Zeitspanne ein Signal an geradzahlige Gate-Leitungen „Geradzahlige Abtastung“ von den Gate-Leitungen Leitung 0 bis 2N anlegen, um während der zweiten Bestrahlungszeit r1, die der Hälfte der ersten Bestrahlungszeit R1 entspricht, Röntgenstrahlen abzustrahlen.
Außerdem kann der Prozessor 870 während einer zweiten Zeitspanne, die der ersten Zeitspanne folgt, ein Signal an ungeradzahlige Gate-Leitungen „Ungeradzahlige Abtastung“ von den Gate-Leitungen Leitung 0 bis 2N anlegen.
Wenn der Prozessor 870 in diesem Fall ein Signal an die geradzahligen Gate-Leitungen „Geradzahlige Abtastung“ und die ungeradzahligen Gate-Leitungen „Ungeradzahlige Abtastung“ anlegt, kann das Signal nacheinander an jeweilige Leitungen, wie in 12 dargestellt, angelegt werden.
Wenn der Prozessor 870 ein Signal an die geradzahligen Gate-Leitungen „Geradzahlige Abtastung“ und die ungeradzahligen Gate-Leitungen „Ungeradzahlige Abtastung“ anlegt, kann der Prozessor 870 derart synchronisieren, dass Röntgenstrahldetektionsflächen 1200, die jeder Leitung, von in dem Röntgenstrahldetektor 230 enthaltenen mehreren Röntgenstrahldetektionsflächen 1200 entsprechen, aktiviert werden.
Wenn der Prozessor 870 zum Beispiel ein Signal an die geradzahligen Gate-Leitungen „Geradzahlige Abtastung“ von den Gate-Leitungen Leitung 0 - 2N anlegt, kann der Prozessor 870 ein Signal an eine Gate-Leitung 1210 anlegen, um Röntgenstrahldetektionsflächen 1200 zu aktivieren, die den geradzahligen Gate-Leitungen „Geradzahlige Abtastung“ von den mehreren Röntgenstrahldetektionsflächen 1200 entsprechen. Wenn der Prozessor 870 ein Signal an die ungeradzahligen Gate-Leitungen „Ungeradzahlige Abtastung“ anlegt, kann der Prozessor 870 ein Signal an die Gate-Leitung 1210 anlegen, um Röntgenstrahldetektionsflächen 1200 zu aktivieren, die den ungeradzahligen Gate-Leitungen „Ungeradzahlige Abtastung“ entsprechen.
Bezugnehmend auf 9 kann der Prozessor 870 in der zweiten Betriebsart auf einer Basis von Projektionsdaten, die durch einen Röntgenstrahlgenerator in einer ersten Zeitspanne gewonnen werden (geradzahlige Leitungsabtastung), ein erstes Tomographiebild erlangen.
Dann kann basierend auf Projektionsdaten, die durch den Röntgenstrahldetektor in einer zweiten Zeitspanne erlangt werden (ungeradzahlige Leitungsabtastung) ein zweites Tomographiebild gewonnen werden.
Da Gate-Leitungen, die durch eine Röntgenstrahlquelle in dem ersten Tomographiebild aktiviert werden, verschieden zu denen sind, die durch die Röntgenstrahlquelle in dem zweiten Tomographiebild aktiviert werden, können das erste Tomographiebild und das zweite Tomographiebild als verschiedene Bilder aufgenommen werden, obwohl die Röntgenstrahlquelle in der gleichen Position ist.
Das heißt, das erste Tomographiebild kann ein Tomographiebild sein, das durch Aufnehmen nur eines Teils, der geradzahligen Leitungen entspricht, erlangt wird, und das zweite Tomographiebild kann ein Tomographiebild sein, das durch Aufnehmen nur eines Teils, der ungeradzahligen Leitungen entspricht erlangt wird.
Folglich kann ein Teil, der nicht in dem ersten Tomographiebild aufgenommen wird, in dem zweiten Tomographiebild aufgenommen werden, und ein Teil, der nicht in dem zweiten Tomographiebild aufgenommen wird, kann in dem ersten Tomographiebild aufgenommen werden.
Dann kann der Prozessor 870 unter Verwendung der ersten und zweiten Tomographiebilder ein abschließendes Tomographiebild erzeugen.
In der ersten Betriebsart wird ein Tomographiebild einmal aufgenommen, indem alle Gate-Leitungen in jeder Zeitspanne aktiviert werden.
Folglich entspricht eine Dosis c1 von Röntgenstrahlen, die in der zweiten Betriebsart in Richtung eines Probanden emittiert wird, wie in 9 dargestellt, der Hälfte einer Dosis C1 von X-Strahlen, die in der ersten Betriebsart in Richtung des Probanden emittiert wird (ein Verfahren in der verwandten Technik).
Dies liegt daran, dass aktivierte Gate-Leitungen in der zweiten Betriebsart einer Hälfte der Gate-Leitungen entsprechen, die in der ersten Betriebsart in jeder Zeitspanne aktiviert werden (ungeradzahlig oder geradzahlig).
Da durch diese Konfiguration in der vorliegenden Offenbarung eine dynamische Röntgenstrahldetektionsvorrichtung für die Röntgenstrahl-Videoaufzeichnung eine konstante Zeitspanne lang fortlaufend Röntgenstrahlen abstrahlt, um wiederholt ein Bild zu erlangen, kann ein Problem, wie etwa eine Zunahme der Strahlenbelastung eines Probanden oder Patienten durch Röntgenstrahlen, gelöst werden.
Die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung in der vorliegenden Offenbarung kann die dynamische Röntgenstrahldetektionsvorrichtung für eine Röntgenstrahl-Videoaufzeichnung sein und eine Röntgenstrahlungsdosis sicherstellen, die benötigt wird, um ein Bild zu erlangen, während eine Dosis der Röntgenstrahlungsbelastung verringert wird, und somit die Verschlechterung der Bildqualität minimieren.
In der vorliegenden Offenbarung kann die dynamische Röntgenstrahldetektionsvorrichtung für die Röntgenstrahl-Videoaufzeichnung die Verschlechterung der Bildqualität minimieren, während eine Dosis der Röntgenstrahlungsbelastung auf den halben Pegel verringert wird.
Dazu können in der vorliegenden Offenbarung, wenn eine in dem Röntgenstrahldetektor 230 enthaltene Detektorfläche einen Auslesebetrieb durchführt, ungeradzahlige Leitungen von geradzahligen Leitungen unterschieden werden, um abwechselnd ungeradzahlige Leitungsrahmen und geradzahlige Leitungsrahmen in den Einheiten eines Rahmens auszulesen.
Der Prozessor 870 kann eine in den ungeradzahligen oder geradzahligen Leitungen, die während des Auslesens ausgelassen wurden, angesammelte Ladungsmenge aufrechterhalten, und, wenn die ausgelassenen ungeradzahligen oder geradzahligen Leitungen ausgelesen werden, die Ladungsmengen in den ausgelassenen ungeradzahligen oder geradzahligen Leitungen hinzufügen.
Der Prozessor 870 kann ein abschließendes Tomographiebild unter Verwendung eines Rekonstruktionsalgorithmus, der benachbarte ungeradzahlige Leitungsrahmen oder geradzahlige Leitungsrahmen oder wohl ungeradzahlige als auch geradzahlige Rahmen verwendet, erzeugen (regenerieren oder rückgewinnen).
Folglich kann die dynamische Röntgenstrahldetektionsvorrichtung für die Röntgenstrahl-Videoaufzeichnung in der vorliegenden Offenbarung eine Dosis der Röntgenstrahlungsbelastung minimieren und Röntgenstrahlbilder hoher Qualität erlangen.
Wenn in der vorliegenden Offenbarung außerdem ein Auslesebetrieb, der für die Bilderlangung benötigt wird, durchgeführt wird, kann die Abtastzeit verkürzt werden und somit kann die Anzahl von Rahmen, die pro Einheitszeit erlangt werden sollen, erhöht werden und eine Hochgeschwindigkeits-Bilderlangung kann sichergestellt werden.
Bezugnehmend auf 12 kann der Röntgenstrahldetektor 230 in der vorliegenden Offenbarung einen dynamischen Röntgenstrahldetektor, der die Röntgenstrahl-Videoaufzeichnung ermöglicht und eine Detektionsfläche mit einer Lichtdetektionsvorrichtungsanordnung in einer Matrixstruktur umfasst, eine integrierte Gate-Treiberschaltung (IC) 1210, die konfiguriert ist, um die Ansteuerung durchzuführen, und eine Auslese-IC 1220 umfassen.
Hier können in der vorliegenden Offenbarung Leitungen der Detektionsfläche in ungeradzahlige Leitungen und geradzahlige Leitungen unterteilt werden, um während eines Auslesebetriebs nur ungeradzahlige Leitungen oder geradzahlige Leitungen auszulesen. Dementsprechend kann der Prozessor 870 mehrere lichtemittierende Vorrichtungen, die in einer Röntgenstrahlquelle enthalten sind, steuern, um in Bezug auf die ungeradzahligen Leitungen oder die geradzahligen Leitungen unabhängig Röntgenstrahlen abzustrahlen.
Da gemäß der vorliegenden Offenbarung nur die ungeradzahligen Leitungen oder die geradzahligen Leitungen ausgelesen werden, kann eine Bildrahmenabtastung auf 1/2 verringert werden, und somit kann eine Hochgeschwindigkeits-Videoaufzeichnung durchgeführt werden.
Bezugnehmend auf 12 führt der Röntgenstrahlgenerator die Strahlung jedes Mal zwischen einem Auslesebetrieb der ungeradzahligen Leitungen und einem Auslesebetrieb der geradzahligen Leitungen durch, und eine Dosis der Röntgenstrahlung kann auf 1/2 einer allgemeinen Strahlungsdosis oder weniger verringert werden.
Der Prozessor 870 kann abwechselnd einen Auslesebetrieb der ungeradzahligen Leitungen (zu Zeiten t, t+2, t+4, t+6, ...) und einen Auslesebetrieb der geradzahligen Leitungen (zu Zeiten t+1, t+3, t+5, t+7, ...) durchführen.
Der Prozessor 870 kann ein Aus-Freigabesignal nur an ungeradzahlige Leitungen der Gate-Treiber-IC 1210 anlegen, wenn ungeradzahlige Leitungen ausgelesen werden, und ein Aus-Freigabesignal nur an geradzahlige Leitungen der Gate-Treiber-IC 1210 anlegen, wenn geradzahlige Leitungen ausgelesen werden.
Wenn die ungeradzahligen Leitungen ausgelesen werden, nachdem Röntgenstrahlen abgestrahlt werden, konserviert der Prozessor 870 die angesammelte Ladung einer Lichtdetektionszelle in den geradzahligen Leitungen. Wenn die geradzahligen Leitungen, in denen die angesammelte Ladung konserviert wird, ausgelesen werden, konserviert der Prozessor 870 die angesammelte Ladung einer Lichtdetektionszelle in den ungeradzahligen Leitungen.
Wenn der Prozessor 870 die ungeradzahligen Leitungen ausliest, liest der Prozessor 870 sowohl die gemäß vorher abgestrahlten Röntgenstrahlen (zur Zeit t) angesammelte Ladung in den ungeradzahligen Leitungen als auch konservierte Ladung, die in den ungeradzahligen Leitungen gemäß vorher abgestrahlten Röntgenstrahlen angesammelt wurde (zur Zeit t-1).
Wenn der Prozessor 870 außerdem die geradzahligen Leitungen ausliest, liest der Prozessor 870 sowohl die gemäß vorher abgestrahlten Röntgenstrahlen angesammelte Ladung in den geradzahligen Leitungen als auch konservierte Ladung, die in den geradzahligen Leitungen gemäß vorher abgestrahlten Röntgenstrahlen angesammelt wurde.
Der Prozessor 870 kann ein gesamtes Bild unter Verwendung einer oder mehrerer benachbarter ungeradzahliger Leitungsbilder oder geradzahliger Leitungsbilder oder der ungeradzahligen Leitungsbilder + der geradzahligen Leitungsbilder oder Ähnlicher rekonstruieren, die jeweils durch das Auslesen erlangt werden.
Außerdem kann der Prozessor 870, wie in 12 dargestellt, zwischen Ausleserahmen einen Entleerungsbetrieb für ungeradzahlige Leitungen oder geradzahlige Leitungen durchführen.
Wie in 13 dargestellt, kann der Prozessor 870 in der vorliegenden Offenbarung ein abschließendes Tomographiebild unter Verwendung von ungeradzahligen Leitungsbildern, geradzahligen Leitungsbildern oder einer Kombination davon erzeugen.
Indessen kann die Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung in der vorliegenden Offenbarung ein Tomographiebild unter Verwendung verschiedener Steuerverfahren aufnehmen.
Zum Beispiel kann der Prozessor 870, wie in 10 dargestellt, einen Röntgenstrahlgenerator in einer dritten Betriebsart, in der Röntgenstrahlen während der zweiten Bestrahlungszeit r1 in einem Zeitintervall, das einer Hälfte T/2 des konstanten Zeitintervalls T entspricht, abgestrahlt werden, steuern.
In diesem Fall können, wie in 10 dargestellt, in der ersten Betriebsart (in dem Verfahren der verwandten Technik) und der dritten Betriebsart die gleiche Anzahl von Malen (z.B. vier Mal in einem Fall von 10) Röntgenstrahlen abgestrahlt werden.
Ebenso können in der dritten Betriebsart während der ersten Bestrahlungszeit nur geradzahlige Leitungen aufgenommen werden und während der zweiten Bestrahlungszeit nur ungeradzahlige Leitungen aufgenommen werden, um eine Bestrahlungszeit zu verringern.
Das abwechselnde Aufnehmen der geradzahligen Leitungen und der ungeradzahligen Leitungen nacheinander kann auch in der zweiten Betriebsart und der dritten Betriebsart durchgeführt werden.
Indessen kann der Prozessor 870 in der dritten Betriebsart, wie in 10 dargestellt, eine Bestrahlungszeit auf eine Hälfte verringern und auch ein Intervall der Röntgenabstrahlung auf eine Hälfte (T/2) verringern.
Dies kann durchgeführt werden, da geradzahlige Leitungen und ungeradzahlige Leitungen unabhängig und nacheinander gesteuert werden.
Dann kann der Prozessor 870 ein abschließendes Tomographiebild unter Verwendung eines ersten Tomographiebilds, das den geradzahligen Leitungen entspricht, und eines zweiten Tomographiebilds, das den ungeradzahligen Leitungen entspricht, erzeugen (regenerieren oder rückgewinnen).
Folglich kann in der vorliegenden Offenbarung eine Zeit zum Aufnehmen eines Tomographiebilds auf nahezu eine Hälfte verringert werden, und eine Dosis der Röntgenstrahlung auf einen Probanden kann auf eine Hälfte verringert werden.
In einer anderen Ausführungsform, wie in 11 dargestellt, kann der Prozessor 870 in der dritten Betriebsart (d.h. einer Betriebsart, in der eine Bestrahlungszeit einer Hälfte (r1) der in der ersten Betriebsart entspricht, und ein Abstrahlungszyklus einer Hälfte (T/2) dessen in der ersten Betriebsart entspricht) den Röntgenstrahlgenerator 210 derart steuern, dass er eine Anzahl von Malen Röntgenstrahlen abstrahlt, die der zweifachen Anzahl von Malen in der ersten Betriebsart entspricht.
In diesem Fall kann der Röntgenstrahldetektor 230 Röntgenstrahlen die zweifache Anzahl von Malen wie in der ersten Betriebsart detektieren, und der Prozessor 870 kann unter Verwendung mehrerer detektierter Projektionsdatenelemente ein Tomographiebild erzeugen.
In diesem Fall kann eine Gesamtdosis der Röntgenstrahlung in Richtung eines Probanden ähnlich der in dem Verfahren der verwandten Technik sein. Da die Male der Strahlung jedoch einer Hälfte in dem Verfahren der verwandten Technik entsprechen, kann ein Spitzenwert einer in jeder Bestrahlungszeit in Richtung eines Probanden abgestrahlten Röntgenstrahls verringert werden.
Da in einem aufgenommenen Tomographiebild außerdem eine große Menge an Daten vorhanden ist, kann im Wesentlichen die gleiche Bildqualität wie die in dem Verfahren der verwandten Technik sichergestellt werden.
Die vorliegende Offenbarung kann als computerlesbare Kodes auf einem Medium mit einem darauf aufgezeichneten Programm implementiert werden. Das computerlesbare Medium umfasst alle Arten von Aufzeichnungsvorrichtungen, in denen Daten, die durch ein Computersystem lesbar sind, gespeichert sind. Beispiele für das computerlesbare Medium umfassen ein Festplattenlaufwerk (HDD), einen Festkörperspeicher (SSD), ein Siliziumspeicherlaufwerk (SDD), einen ROM, einen RAM, eine CD-ROM, ein Magnetband, eine Diskette, eine optische Datenspeichervorrichtung und Ähnliche und können auch in der Form einer Trägerwelle (z.B. Übertragung über das Internet) implementiert werden. Der Computer kann die Steuereinheit 180 des Endgeräts umfassen. Die vorstehende detaillierte Beschreibung sollte nicht in allen Aspekten als beschränkend ausgelegt werden und sollte als veranschaulichend betrachtet werden. Der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung sollte durch vernünftige Interpretation der angehängten Patentansprüche bestimmt werden, und alle Änderungen innerhalb des Schutzbereichs von Äquivalenten der vorliegenden Offenbarung können in dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung enthalten sein.

Claims

Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung, die aufweist: einen Röntgenstrahlgenerator, der wenigstens eine Röntgenstrahlquelle umfasst, die konfiguriert ist, um Röntgenstrahlen abzustrahlen; einen Röntgenstrahldetektor, der konfiguriert ist, um durch Detektieren von Röntgenstrahlen, die von dem Röntgenstrahlgenerator abgestrahlt werden, mehrere Projektionsdatenelemente zu erzeugen; und einen Prozessor, der konfiguriert ist, um den Röntgenstrahlgenerator derart zu steuern, dass er in einer Betriebsart von einer ersten Betriebsart, in welcher der Röntgenstrahlgenerator während einer ersten Bestrahlungszeit Röntgenstrahlen abstrahlt, und einer zweiten Betriebsart, in welcher der Röntgenstrahlgenerator während einer zweiten Bestrahlungszeit, die der Hälfte der ersten Bestrahlungszeit entspricht, Röntgenstrahlen abstrahlt, ist, und auf einer Basis der mehreren durch den Röntgenstrahldetektor erzeugten Projektionsdatenelementen ein Tomographiebild zu erzeugen.
Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor in der ersten Betriebsart und in der zweiten Betriebsart Röntgenstrahlen in einem konstanten Zeitintervall abstrahlt, den Röntgenstrahlgenerator steuert, um in der ersten Betriebsart die Röntgenstrahlen während der ersten Bestrahlungszeit in dem konstanten Zeitintervall abzustrahlen, und den Röntgenstrahlgenerator steuert, um in der zweiten Betriebsart die Röntgenstrahlen während der zweiten Bestrahlungszeit, die der Hälfte der ersten Bestrahlungszeit entspricht, in dem konstanten Zeitintervall abzustrahlen.
Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Röntgenstrahlquelle mehrere lichtemittierende Vorrichtungen aufweist, die konfiguriert sind, um Röntgenstrahlen auszugeben, wobei die Röntgenstrahlquelle mehrere Gate-Leitungen aufweist, die konfiguriert sind, um zu bewirken, dass die mehreren lichtemittierenden Vorrichtungen Licht emittieren, und wobei der Prozessor in der zweiten Betriebsart während einer ersten Zeitspanne ein Signal an geradzahlige Gate-Leitungen von den mehreren Gate-Leitungen anlegt, um während der zweiten Bestrahlungszeit, die einer Hälfte der ersten Bestrahlungszeit entspricht, Röntgenstrahlen abzustrahlen, und während einer zweiten Zeitspanne, die der ersten Zeitspanne folgt, ein Signal an ungeradzahlige Gate-Leitungen von den mehreren Gate-Leitungen anlegt.
Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Prozessor in der zweiten Betriebsart auf einer Basis von Projektionsdaten, die durch den Röntgenstrahldetektor während der ersten Zeitspanne gewonnen werden, ein erstes Tomographiebild erlangt, auf einer Basis von Projektionsdaten, die durch den Röntgenstrahldetektor während der zweiten Zeitspanne gewonnen werden, ein zweites Tomographiebild erlangt, und unter Verwendung der ersten und zweiten Tomographiebilder ein abschließendes Tomographiebild erzeugt.
Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine Dosis von Röntgenstrahlen, die in der zweiten Betriebsart in Richtung eines Probanden abgestrahlt wird, der Hälfte einer Dosis von Röntgenstrahlen, die in der ersten Betriebsart in Richtung des Probanden abgestrahlt wird, entspricht.
Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor den Röntgenstrahlgenerator in einer dritten Betriebsart, in der während der zweiten Bestrahlungszeit in einem Zeitintervall, das der Hälfte des konstanten Zeitintervalls entspricht, Röntgenstrahlen abgestrahlt werden, steuert.
Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Prozessor den Röntgenstrahlgenerator derart steuert, dass er in der ersten Betriebsart und der dritten Betriebsart die gleiche Anzahl von Malen Röntgenstrahlen abstrahlt.
Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Prozessor den Röntgenstrahlgenerator derart steuert, dass er in der dritten Betriebsart eine Anzahl von Malen Röntgenstrahlen abstrahlt, die der zweifachen Anzahl von Malen der Abstrahlung in der ersten Betriebsart entspricht.
Verfahren zur Steuerung einer Röntgenstrahlabbildungsvorrichtung, wobei das Verfahren aufweist: Steuern eines Röntgenstrahlgenerators in einer Betriebsart von einer ersten Betriebsart, in welcher der Röntgenstrahlgenerator während einer ersten Bestrahlungszeit Röntgenstrahlen abstrahlt, und einer zweiten Betriebsart, in welcher der Röntgenstrahlgenerator während einer zweiten Bestrahlungszeit, die der Hälfte der ersten Bestrahlungszeit entspricht, Röntgenstrahlen abstrahlt; und Erzeugen eines Tomographiebilds auf einer Basis mehrerer durch einen Röntgenstrahldetektor erzeugter Projektionsdatenelemente.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Steuern aufweist: Abstrahlen von Röntgenstrahlen in der ersten Betriebsart und in der zweiten Betriebsart in einem konstanten Zeitintervall, Steuern des Röntgenstrahlgenerators, um in der ersten Betriebsart die Röntgenstrahlen während der ersten Bestrahlungszeit in dem konstanten Zeitintervall abzustrahlen, und Steuern des Röntgenstrahlgenerators, um in der zweiten Betriebsart die Röntgenstrahlen während der zweiten Bestrahlungszeit, die der Hälfte der ersten Bestrahlungszeit entspricht, in dem konstanten Zeitintervall abzustrahlen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Röntgenstrahlquelle mehrere lichtemittierende Vorrichtungen aufweist, die konfiguriert sind, um Röntgenstrahlen auszugeben, und wobei die Röntgenstrahlquelle mehrere Gate-Leitungen aufweist, die konfiguriert sind, um zu bewirken, dass die mehreren lichtemittierenden Vorrichtungen Licht emittieren, wobei das Steuern in der zweiten Betriebsart während einer ersten Zeitspanne das Anlegen eines Signals an geradzahlige Gate-Leitungen von den mehreren Gate-Leitungen, um während der zweiten Bestrahlungszeit, die einer Hälfte der ersten Bestrahlungszeit entspricht, Röntgenstrahlen abzustrahlen, und während einer zweiten Zeitspanne, die der ersten Zeitspanne folgt, das Anlegen eines Signals an ungeradzahlige Gate-Leitungen von den mehreren Gate-Leitungen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Steuern in der zweiten Betriebsart das Erlangen eines ersten Tomographiebilds auf der Basis von Projektionsdaten, die durch den Röntgenstrahldetektor während der ersten Zeitspanne gewonnen werden, das Erlangen eines zweiten Tomographiebilds auf der Basis von Projektionsdaten, die durch den Röntgenstrahldetektor während der zweiten Zeitspanne gewonnen werden, und das Erzeugen eines abschließenden Tomographiebilds Verwendung der ersten und zweiten Tomographiebilder aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei eine Dosis von Röntgenstrahlen, die in der zweiten Betriebsart in Richtung eines Probanden abgestrahlt wird, der Hälfte einer Dosis von Röntgenstrahlen, die in der ersten Betriebsart in Richtung eines Probanden abgestrahlt wird, entspricht.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Steuern des Röntgenstrahlgenerators in einer dritten Betriebsart aufweist, in der während der zweiten Bestrahlungszeit in einem Zeitintervall, das der Hälfte eines konstanten Zeitintervalls entspricht, Röntgenstrahlen abgestrahlt werden.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei Röntgenstrahlen in der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebsart die gleiche Anzahl von Malen abstrahlt werden.
Verfahren nach Anspruch 14, das ferner das Steuern des Röntgenstrahlgenerators derart aufweist, dass er in der dritten Betriebsart eine Anzahl von Malen Röntgenstrahlen abstrahlt, die der zweifachen Anzahl von Malen der Abstrahlung in der ersten Betriebsart entspricht.