DE19524858A1 - Röntgenbilderzeugungssystem - Google Patents

Description

Bei Röntgenbilderzeugungssystemen werden in der Praxis der jeweiligen Aufgabenstellung angepaßte Ortsauflösungen gefor­ dert. So genügt für eine Übersichtsaufnahme eine geringe Auf­ lösung, in Ausschnitten ist oft eine hohe Auflösung nötig. Für die Anfertigung von Einzelaufnahmen ist es bekannt, Filme, Film/Folien-Kombinationen oder Speicherfolien unter­ schiedlicher Auflösung zu verwenden. Für die Durchleuchtung gibt es Röntgenbildverstärker mit umschaltbarer Vergrößerung und damit verbundener Auflösung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Röntgenbild­ erzeugungssystem so auszubilden, daß in einfacher und kosten­ günstiger Weise eine Anpassung der Auflösung an die jeweili­ gen Erfordernisse möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Eine alternative Lösung ergibt sich aus dem Patentanspruch 8.

Bei der Erfindung ist davon ausgegangen, daß eine hohe Auf­ lösung nur in einem kleinen Objektbereich benötigt wird. Bei konstantem Abstand des Detektors zum Fokus bedeutet dies ei­ nen Teilausschnitt aus der gesamten Detektorfläche.

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

In der Fig. 1 ist ein a-Si:H-Detektor dargestellt, der aus vier Teildetektoren A bis D zusammengesetzt ist. Der Teil­ detektor B besitzt dabei eine größere, z. B. die doppelte Auf­ lösung gegenüber den Teildetektoren A, C, D. Die Teildetekto­ ren A bis D können getrennte Detektoren, die zu einem groß­ flächigen Detektor zusammengesetzt sind, sein. Es ist aber auch möglich, auf einem großflächigen Detektor Teildetektoren unterschiedlicher Auflösung auszubilden.

Es ist möglich, alle Teildetektoren A, B, C, D mit feiner Teilung herzustellen, durch Parallelschaltung von Nachbarzei­ len/spalten z. B. drei davon hardwaremäßig zu gruppieren und damit bei verringert er Zahl von Anschlüssen nur mit geringe­ rer Grenzauflösung auslesbar zu machen. Die Parallelschaltung kann am Panelrand vorgesehen sein und für hohe Auflösung durch Abschneiden von Randstreifen aufgehoben werden. Diese Lösung ist auch bei ungeteilter, einheitlicher Detektorfläche u. a. auch für Durchleuchtung anwendbar.

Für hoch aufgelöste Bilder wird der interessierende Teil des Objektes oder der Detektoren lateral verschoben, bis der hochauflösende Teil B beleuchtet ist.

Für Bilder normaler Auflösung wird der hochauflösende Teil­ detektor B mit niedrigerer Auflösung betrieben, um ein ein­ heitliches Bild der großen Gesamtfläche der Teildetektoren A, B, C, D zu erhalten.

Der hochauflösende Teildetektor B kann einen angepaßten Szin­ tillator 4 besserer Auflösung als die Restfläche erhalten oder auch denselben Szintillator 3.

Die Auslesung der Teildetektoren A, B, C, D kann gleichzei­ tig/parallel und unabhängig voneinander mit Hilfe der Elek­ tronik, bestehend aus Ansteuer-IC′s 1 und Auslese-IC′s 2 vor­ genommen werden. Der dem Teildetektor C zugeordnete Ansteuer- IC 1 (rechts) kann aber auch eingespart werden, wenn die Zei­ lenleitungen zum Ansteuer-IC 1 (links) bei A durchverbunden werden.

Ein einzeln betriebener Teildetektor, z. B. der hochauflösende Teildetektor B, kann auch z. B. für Durchleuchtung schneller, d. h. mit höherer Bildfrequenz als normal ausgelesen werden, indem z. B. die Elektronik der nicht betriebenen Teildetekto­ ren A, C, D mitbenutzt wird.

Betrieb des hochauflösenden Teildetektors B mit halber Auf­ lösung bei einheitlichem Szintillator auf der großen Gesamt­ fläche:

Werden zwei Nachbarzeilen und zwei Nachbarspalten zusammenge­ schaltet, so ergibt sich der gruppierte Betriebsmodus, bei dem 2 × 2 jeweils benachbarte Pixel zu einem zusammengefaßt werden und sich so dieselbe Grenzauflösung wie bei den drei restlichen Feldern ergibt. Die Gruppierung kann vorzugsweise zeitgleich durch Parallelschaltung oder Signaladdition oder auch zeitsequenziell mit anschließender Signaladdition er­ reicht werden. Der unterschiedliche Flächenfüllfaktor wird zu unterschiedlicher Pixelempfindlichkeit in den beiden Teil­ detektortypen führen, was aber durch die ohnehin notwendige Empfindlichkeitskorrektur ausgeglichen wird.

Wenn der Szintillator in seiner Bandbreite (MTF) auf die hö­ here Auflösung ausgelegt ist, könnten Maßnahmen zur Unter­ drückung von Aliasing-Artefakten für die ganze Fläche notwen­ dig sein.

Betrieb des hochauflösenden Teildetektors B mit voller Auf­ lösung bei einheitlichem Szintillator 3 auf der großen Ge­ samtfläche:

Wenn der Szintillator 3 zur Vermeidung der Aliasing-Artefakte auf die normal niedrige Auflösung abgestimmt ist, werden die hohen Frequenzanteile zwischen der normalen und der hohen Grenzfrequenz für gruppierten/nicht gruppierten Betrieb stär­ ker geschwächt übertragen. Dies kann durch zweidimensionale Hochpaßfilter ausgeglichen werden, was bei Einzelbildern we­ gen des hohen Störabstandes und des unkritischen Zeitbedarfs gut möglich ist.

Die Teildetektoren A, C, D sind in diesem Fall außer Betrieb.

Betrieb des hochauflösenden Teildetektors B mit halber Auf­ lösung bei jeweils auf die Grenzfrequenzen angepaßter MTF des Szintillators 3 auf den Teildetektoren A bis D:

Hier muß für den Teildetektor B kombiniert werden: Gruppie­ rung, evtl. Unterdrückung von Aliasing-Artefakten und eine Tiefpaßfilterung, die die zu gute Auflösung im hochauflösen­ den Teildetektor B auf das Normalmaß der Restfläche zurück­ führt. Die Filterung findet nach vollständiger Korrektur - auch der Ausfallzeilen/spalten an den Stoßkanten der Teil­ detektoren A bis D statt, um Randeffekte der Filterung zu vermeiden.

Betrieb des hochauflösenden Teildetektors B mit voller Auf­ lösung bei jeweils auf die Grenzfrequenzen angepaßter MTF des Szintillators 3 auf den Teilflächen:

Die Dominante für Belichtungsregelung wird bei Betrieb von einem oder vier Teildetektorenpanels mit umgeschaltet. Dies geschieht entweder softwaremäßig, wenn die Bildinformation zu diesem Zweck ausgewertet wird oder bei kapazitivem Abgriff mit entsprechend geformten Sensorelektroden bzw. einer pas­ senden Zusammenschaltung aus Einheits-Sensorflächen.

Eine Variante mit gleichmäßig feiner Rasterung auf der ganzen Fläche bei voller Auslesefähigkeit nur in Detektormitte - ge­ dacht für Durchleuchtung - zeigt die Fig. 2. Hardwaremäßige Zeilengruppierung haben die Teildetektoren E, F, G, L, M, N, hardwaremäßige Spaltengruppierung die Teildetektoren E, H, L, G, K, N.

Die Auslesegeschwindigkeit ist nicht niedriger als bei außer­ mittiger Anordnung des hochauflösenden Teildetektors I, weil sie von der Zahl der Zeilen abhängt und diese gleich bleibt. Zur Auslesung der vollen Fläche in gleichartiger Gruppierung muß die noch nicht vorgenommene Gruppierung softwaremäßig nachgetragen werden:
Zeilengruppierung für die Teildetektoren H, I, K
Spaltengruppierung für die Teildetektoren F, I, M.

Eine Variante dieser Lösung verwendet rechteckig geformte Pixel nach Fig. 3, so daß Leitungen und Schaltglieder einge­ spart werden, ohne dabei Leitungen an Pixeln vorbei führen zu müssen, die nicht angeschlossen werden. Zur Auslesung der vollen Fläche in gleichartiger Gruppierung muß auch hier die noch nicht vorgenommene Gruppierung softwaremäßig nachgetra­ gen werden:
Zeilengruppierung für die Teildetektoren H, I, K
Spaltengruppierung für die Teildetektoren F, I, M.

Eine weitere Untervariante dieser Lösung verwendet in allen Feldern außer dem Teildetektor I die grobe Rasterung, für den Teildetektor I die feine und legt die notwendigen Zusatzlei­ tungen für den Teildetektor I über die Teildetektoren H und M.

Die Ausgestaltung mit Auflösungen, die um den Faktor zwei un­ terschiedlich sind, ist nicht zwingend. Auch andere Faktoren sind denkbar. Zudem kann die unterschiedliche Auflösung/Aus­ lesegeschwindigkeit auch auf zwei (oder mehr) Teilflächen ausgedehnt werden. Dabei können mehr als zwei (oder mehr) un­ terschiedliche Auflösungen/Auslesegeschwindigkeiten gewählt werden. So kann z. B. der Teildetektor D in Fig. 1 zusätzlich zum Teildetektor B in dreifacher oder 0,5facher Auflösung gegenüber den Teildetektoren A, C ausgelegt sein. Es können auch innerhalb des Teildetektors I nach Fig. 2 weitere zentriert liegende Flächen angenommen werden.

Die Aufgabenstellung kann auch durch einen separaten, hoch­ auflösenden Teildetektor gelöst werden, welcher z. B. von Hand auf den großflächigen Detektor mit vier gleichen, normalauf­ lösenden Feldern oder eine Filmkassette gelegt wird. Eine elektrische Umschaltung ist im ersten Fall vorzusehen.

Claims (8)

1. Röntgenbilderzeugungssystem mit einem Detektor aus amor­ phem Silizium(a-Si:H), der aus mehreren in einer Ebene lie­ genden Teildetektoren (A bis N) aufgebaut ist, deren Auf­ lösung unterschiedlich ist.

2. Röntgenbilderzeugungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Teildetektoren (A bis N) getrennte Detektoren sind, die zu einem großflächigen Detektor zusammengesetzt sind.

3. Röntgenbilderzeugungssystem nach Anspruch 1, bei dem ein einheitlicher Detektor vorgesehen ist, auf dem Teildetektoren (A bis N) unterschiedlicher Auflösung ausgebildet sind.

4. Röntgenbilderzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem alle Teildetektoren (A bis N) mit der gleichen Pixelzahl ausgebildet sind und die unterschiedliche Auflösung durch Parallelschaltung von Nachbarzeilen und/oder -spalten erzeugt ist.

5. Röntgenbilderzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem allen Teildetektoren (A bis N) ein Szintillator (3) mit einheitlicher Auflösung zugeordnet ist.

6. Röntgenbilderzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem den Teildetektoren (A bis N) Szintillatoren (3, 4) zugeordnet sind, die an die jeweilige Auflösung angepaßt sind.

7. Röntgenbilderzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem ein hochauflösender Teildetektor B mit hoher und niedriger Frequenz betreibbar ist.

8. Röntgenbilderzeugungssystem mit einem Detektor erster Auf­ lösung, auf dem ein Detektor mit einer zweiten Auflösung auflegbar ist, welcher eine kleinere Fläche als der erste Detektor aufweist.