DE19506809A1 - Vorrichtung zur Digitalisierung von Röntgenbildern - Google Patents

Description

Es ist bekannt, Röntgenbilder auf Speicherfolien zu erzeugen, die zur Bilddigitalisierung mit Hilfe eines Abtaststrahles abgetastet werden, wobei die Bildinformation in entsprechende elektrische Signale gewandelt wird. Hierzu sind Laser-Folien­ abtaster bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei einfachem Aufbau eine schnelle Bilddigitalisierung erfolgt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Die erfindungsgemäße Vorrichtung er­ laubt die Digitalisierung von Speicherfolienbildern auf nicht transparenten Speicherfolien. Sie kann Bestandteil eines Röntgengerätes zur Wandlung einer Röntgen-Projektion in ein digitales Bild sein.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von drei in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In der Fig. 1 ist eine Speicherfolie 1 dargestellt, die in einem Schlitz 2 einer Vorrichtung liegt, und die zur Ab­ tastung mit Hilfe einer beweglichen Gegenplatte 3 gegen eine Glasplatte 4 gedrückt wird. Das durch Abtastung erzeugte Bild wird mit Hilfe einer Faseroptik 5 auf eine a-Si:H-Detektor­ matrix 6 abgebildet, der ein Rot-Sperrfilter 7 vorgeschaltet ist. Die Detektormatrix 6 liegt auf einem Glassubstrat 8. Die Abtastung erfolgt durch eine LED-Zeile 9, die senkrecht zur zeichenebene verläuft und in Richtung des Pfeiles zusammen mit der Faseroptik 5 verschiebbar ist. Die LED-Zeile 9 strahlt über eine Optik 10 auf die Speicherfolie 1. Ein Sperrfilter 11 filtert blaues Licht aus. Das rote Anregungs­ licht strahlt auf derselben Seite der Speicherfolie 1, auf der das stimulierte Licht (blau) abgegeben wird. Um für eine Lichtquelle Platz zu schaffen, wird ein Abstand zwischen Speicherfolie 1 und Detektormatrix 6 gelassen. Anstelle einer Kontaktkopie wird eine optische Abbildung von der Speicher­ folie 1 auf die Detektormatrix 6 realisiert und nur streifen­ weise stimuliert abgetastet.

Die Speicherfolie 1 wird mit der aktiven Schicht nach unten zwischen den Glasplatten 3, 4 plan gehalten. Das Licht der LED-Zeile 9 (rot) wird zunächst so gefiltert, daß keine Blau­ anteile mehr auftreten, die das zu stimulierende Nutzlicht störend überlagern könnten. Anschließend wird mit der Zylin­ derlinse 11 so auf die Speicherfolie 1 fokussiert, daß ein Streifen von einigen Millimetern zur Anregung beleuchtet wird. Der gesamte beleuchtete Streifen (einschließlich Streu­ licht) wird von der streifenförmigen Faseroptik 5 auf die a- Si:H-Oberfläche abgebildet.

Die Einheit aus LED-Zeile 9 und Faseroptik 5 wird mechanisch gleichförmig von links nach rechts geführt. Die Detektor­ matrix 6 ist vor Beginn des Scan sensitiv gemacht worden und wird erst nach dem Überstreichen des Lichtbandes ausgelesen. Die glockenförmige Anregungsfunktion 17 wird dabei über die Detektormatrix 6 geführt, so daß das Integral wirksam wird und eine gleichmäßige Abtastung entsteht.

Restliche örtliche Empfindlichkeitsunterschiede, z. B. durch die Linsen-Abbildung diskret verteilter LEDs, werden durch die Gainkorrektur pro Pixel ausgeglichen, die im a-Si:H- System ohnehin vorhanden ist. Das Gainbild kann von der Abtastung einer ohne Objekt homogen belichteten Speicherfolie genommen werden. Dunkelbilder zur Offsetkorrektur können in den Stillstandszeiten der Maschine genommen werden und die Rücksetzung des a-Si:H kann optisch erfolgen.

Der Vorschlag gemäß Fig. 1 erfordert eine Detektorfläche von der Größe der Speicherfolie 1. Zu einer wesentlichen Einspa­ rung kommt man, wenn nach Fig. 2 auch die Detektormatrix 12 nur als Streifen für z. B. 5 mm/0,2 mm = 25 Zeilen ausgeführt ist und mit der Einheit aus LED-Zeile 9 und Faseroptik 5 mit­ geführt wird. In Fig. 2 ist noch gezeigt, daß die streifen­ förmige Detektormatrix 12 auf einem Glassubstrat 14 aufge­ bracht ist, das ebenfalls streifenförmig ausgebildet ist, und daß vor der Detektormatrix 12 eine Rotsperre 13 angeordnet ist. Hinter dem Glassubstrat 14 liegt eine Rücksetz-LED-Zeile 15, vor der ein Sperrfilter 16 für die Farbe blau liegt. In der Fig. 2 ist wie in der Fig. 1 schematisch der Verlauf der Auslesungsintensität 17 dargestellt. Die Fig. 2 zeigt ferner symbolisch einen Rechenspeicher 18.

Entsprechend der gezeichneten Intensitätsverteilung des an­ regenden Lichtes wird in einer festen Position mit unter­ schiedlichem Wirkungsgrad ausgelesen. Erst in der Überlage­ rung vieler solcher seitlich verschobener Funktionen entsteht wie nach Fig. 1 ein homogenes Bild. Diese Überlagerung ergibt sich in Fig. 1 von selbst und muß hier im Rechner nachvoll­ zogen werden.

Dazu muß die Scanbewegung in Schritten durchgeführt werden, die klein gegen die Breite der Intensitätsverteilung sind. Die geringste sinnvolle Schrittweite entspricht einer Raster­ weite des a-Si:H. In jeder Position ist jeweils der komplette a-Si:H-Zyklus (von z. B. 5,75 ms), bestehend aus Preset (3 ms), Belichtung (z. B. 1,5 ms) und Auslesung (1,25 ms) zu durchlaufen. Das ausgelesene Streifenbild ist dann jeweils entsprechend der mechanischen Verschiebung koordinatengerecht verschoben im Rechenspeicher 18 auf zuaddieren, um ein strei­ fenfreies Bild zu erhalten. Wird das Rücksetzlicht in rot ge­ halten (evtl. mit Sperrfilter 16 für blau), so gelangt das a- Si:H-Rücksetzlicht nicht als unbeabsichtigtes Stimulierungs­ licht auf die Speicherfolie 1.

Um Reflexionen von den Grenzschichten der Gläser zu vermei­ den, werden optisch gleichartige Materialien (opt. Anpassung) eventuell mit Öl in der Ankoppelschicht oder Anpaßschichten eingesetzt.

Um eine Abtastung mit höherer (vorzugsweise doppelter) Orts­ auflösung zu ermöglichen, kann die vierfache Auslesung nach Verschiebungen (um die halbe Rasterweite) in vier Positionen erreicht werden. In der Lösung nach Fig. 1 wird demgemäß eine mechanische Verschiebung der Speicherfolie mit deren Halte­ rung relativ zum a-Si:H vorgeschlagen. Dabei müssen Auslesun­ gen (vier bei Auflösungsverdoppelung) bei eingelegter Spei­ cherfolie 1 gemacht werden, die im Normalbetrieb jeweils optische Rücksetzungen der a-Si:H-Dioden erfordern. Dies ist bei der Lösung nach Fig. 3 (Triple-Use, a-Si:H-Belichtung durch das Substrat) ein Zeitproblem, weil jeweils ein mecha­ nischer Scan notwendig ist. Für die erste Auslesung kann die Rücksetzung vor dem Einschieben einer Folie erfolgen. Für die weiteren wird in diesem Fall als erste Möglichkeit vorge­ schlagen, durch verlängerte Zeit zwischen den Auslesungen die Selbstentladung der Dioden zu nutzen.

Wenn man wegen der Ähnlichkeit der Bilder mit der Rücksetzung durch den Auslesepuls zufrieden ist, kann in einer weiteren Alternative mit ansteigender Höhe der Auslesepulse gearbeitet werden. Wenn nur vier Bilder zu lesen sind, reicht eine drei­ malige Anhebung. Teilauslesungen der Speicherfolie 1 sind möglich bei entsprechender Dosierung des Anregungslichtes.

Eine Löschung von Restinformation der Speicherfolie 1 kann entweder durch nochmaligen Scan mit Dauerlicht ohne Auslesung oder, wenn keine Filmabtastung vorgesehen wird, durch eine Lichtplatte oberhalb der Gegenplatte 3 erreicht werden.

Der beschriebene Aufbau kann auch kompatibel zur Digitalisie­ rung von Röntgenfilmen gehalten werden. Anstelle der Spei­ cherfolie ist ein Film zu denken und die Gegenplatte 3 ist zum Film hin weiß reflektierend. Die Beleuchtung durch die LED-Zeile 9 muß nun entweder auf blau umschaltbar sein, um das a-Si:H zu belichten, oder die Rotsperre ist zu entfernen. Die Umschaltung auf Blaulicht kann z. B. durch eine zweite LED-Zeile mit Blaulicht-LEDs auf der anderen Seite der Licht­ leiteroptik 5 erreicht werden.

In der Fig. 3 ist eine Lichtplatte 19 gezeigt, die Licht nach unten abstrahlt. Die Speicherfolie 1 oder ein Film werden mit Hilfe der Gegenplatte 3 gegen die Glasplatte 4 gedrückt. Die Detektormatrix 6 liegt hinter einem Szintillator 20, auf dem Röntgenstrahlung 21 auftrifft und auf dem Glassubstrat 8. Zur Rücksetzung ist eine blaue LED-Zeile 22, vor der eine Optik 23 liegt, zusammen mit der LED-Zeile 9 verstellbar.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 3 erlaubt sowohl die Digitalisie­ rung von Speicherfolien oder Filmbildern als auch die Anfer­ tigung von Röntgenaufnahmen. Die Belichtung des a-Si:H ge­ schieht von hinten durch das Glassubstrat 8. Die Variante für Filmabtastung mit Blaulicht-LEDs ist eingezeichnet. Dieselbe LED-Zeile kann - ohne eingelegten Film - auch zur Rücksetzung des a-Si:H im Röntgenbetrieb herangezogen werden. Dies ist allerdings wegen des notwendigen mechanischen Scan nur mit geringer Bildwiederholfrequenz durchführbar. Höhere Bildraten sind nur realisierbar, wenn im mechanischen Austausch mit entweder der Folie bzw. dem Film oder der Faseroptik 5 eine Lichtplatte (Blaulicht) eingeschoben wird.

Da dies schwierig ist, wird die in Fig. 3 ebenfalls angedeu­ tete Lichtplatte 19 (Blaulicht) vorzuziehen sein. Sie dient ausschließlich der Rücksetzung des a-Si:H (im Röntgenbe­ trieb), wobei die weiße Reflektorfläche der Gegenplatte 3 halbdurchlässig sein muß.

Einen einfacheren Aufbau erhält man gemäß Fig. 4, wenn die Lichtplatte 19 zusätzlich einen Lichtstreifen scannen kann (Fortschaltung der Dioden) und die Rotsperre 24 als Fenster in einem schwarzen Gehäuse zum Auffangen von Streulicht beim Scan mitbewegt wird.

Die Folienabtastung kann im blauen Durchlicht (statt Auflicht mit Reflektor) gemacht werden. Streulicht wird von dem Scannergehäuse 25 abgefangen. Restanteile des Streulichtes, die dennoch die Detektormatrix 6 erreichen, werden mit der Offsetkorrektur beseitigt.

Im Röntgenbetrieb kann die Detektormatrix 6 optisch rückge­ setzt werden, wenn das Scannergehäuse 25 aus dem Strahlengang zur Seite gefahren wird. Wenn die Rotsperre 24 aus dem Abbil­ dungsstrahlengang verschoben werden kann, kann auch mit rotem Licht der Lichtplatte 19 gearbeitet werden, was zu besserer Rücksetzung führt.

Die Arbeitsweise für die Speicherfolienauslesung und den Röntgenbetrieb bleibt unverändert.

Claims (16)

1. Vorrichtung zur Auslesung von Röntgenbildern mit einer a- Si:H-Detektormatrix (6, 12) und einer Halterungsvorrichtung (3, 4) für einen Röntgenbildträger (1), sowie einer Beleuch­ tungsvorrichtung (9, 11), die zwischen der Detektormatrix (6, 12) und der Halterungsvorrichtung (3, 4) angeordnet ist und das Röntgenbild auf der Detektormatrix (6, 12) abbildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der zur Abbildung eine Lichtleitfaseroptik (5) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 zur Auslesung der In­ formation von Speicherfolien, bei der vor der Detektormatrix (6, 12) ein Filter (7, 13) für das Ausleselicht liegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der zur Auslesung der Informationen von Speicherfolien (1) eine Ab­ tasteinheit, bestehend aus einer Abbildungsvorrichtung und aus einer Beleuchtungsvorrichtung (9, 10) und einer Rücksetz­ vorrichtung (15, 22) für die Detektormatrix (6, 12), ver­ stellbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die zur Er­ zeugung von Röntgenbildern auf der Detektormatrix (6) ausge­ bildet ist, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (9, 10) auf der der Eintrittsseite für die Röntgenstrahlung (21) abgewandten Seite der Detektormatrix (6) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Detektormatrix (12) streifenförmig ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die seitlich verschobenen Funktionen des anregenden Lichtes in einem Rechner überlagert werden.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Halterungsvorrichtung (3, 4) relativ zur Detektormatrix (6, 12) verschiebbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Auslesepulse zur Rücksetzung der Detektormatrix (6, 12) zeit­ lich ansteigen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Löschung von Restinformation einer Speicherfolie (1) durch einen nochmaligen Scan mit Dauerlicht ohne Auslesung erfolgt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Löschung von Restinformation einer Speicherfolie (1) durch eine Lichtplatte erfolgt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die auch zur Digitalisierung von Röntgenfilmbildern ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, die auch zur Anfertigung von Röntgenaufnahmen ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der zur Rücksetzung der Detektormatrix (6, 12) eine Lichtplatte (19) vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Lichtplatte (19) einen Lichtstreifen scant und eine Sperre (24) zum Auf­ fangen von Streulicht beim Scan mitbewegt wird.

16. Vorrichtung Anspruch 14 oder 15, bei der die Detektor­ matrix (6) optisch rückgesetzt wird, indem das Scannergehäuse (25) aus dem Strahlengang zur Seite gefahren wird.