DE19631624C1

DE19631624C1 - Röntgendiagnostikeinrichtung

Info

Publication number: DE19631624C1
Application number: DE19631624A
Authority: DE
Inventors: Reiner-F Dr Schulz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-08-05
Filing date: 1996-08-05
Publication date: 1997-10-23
Anticipated expiration: 2016-08-06
Also published as: JPH1085207A; US5923722A; JP4031848B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung. Eine derartige Röntgendiagnostikeinrichtung ist z. B. durch die EP 0 642 264 A1 bekannt. Im bekannten Fall werden die von einem Strahlensender erzeugten Röntgenstrahlen von einem Festkörperdetektor mit matrixförmig angeordneten Bildpunkten erfaßt. Diese Detektoren auf der Basis von amorphem Silizium liefern aufgrund des zeitlichen Verhaltens des Szintillators und der Photodioden nach dem Abschalten der Röntgenstrahlung Nachleuchtsignale, die zu sogenannten "Geister"- oder "Phan tom"-Bildern führen. In der aktuellen Röntgenaufnahme, die im folgenden als Hellbildaufnahme bezeichnet wird, ist damit noch ein Rest des vorhergegangenen Bildes bzw. der vorherge gangen Bilder zu sehen. Dieser Effekt ist sehr störend und wird bei der Röntgendiagnostikeinrichtung gemäß der EP 0 642 264 A1 dadurch korrigiert, daß aus vorhergehenden Hellbildern das noch im aktuellen Hellbild vorhandene Geisterbild berech net und subtrahiert wird. Dieses Verfahren ist relativ unge nau und versagt bei übersteuerten Stellen im Hellbild, da der Ausgangshelligkeitswert für die Berechnung des Abklingens der Nachleuchtsignale nicht bekannt ist.

Ferner ist zur Beseitigung von Nachleuchteffekten in der GB-PS 1 489 345 ein Verfahren beschrieben, bei dem Hell- und Dunkelbilder aufgenommen und zur Störbeseitigung gegenseitig verrechnet (subtrahiert) werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Rönt gendiagnostikeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaf fen, die ein verbessertes Geisterbild-Verhalten aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 an gegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Die Röntgendiagnostikeinrichtung gemäß Anspruch 1 umfaßt we nigstens einen Strahlensender, dessen Röntgenstrahlen von we nigstens einem Festkörperdetektor mit matrixförmig angeordne ten Bildpunkten erfaßt werden, und wenigstens eine Korrektur einheit, die die vom Festkörperdetektor erzeugten Bildsignale der aktuellen Hellbildaufnahme eines zu untersuchenden Objek tes erfaßt. Die Korrektureinheit erfaßt weiterhin die mögli cherweise vorhandenen Nachleuchtsignale aus wenigstens einer Dunkelbildaufnahme. In diesen Dunkelbildern ist nur das mo mentane Nachleuchten zu sehen. Die Korrektureinheit steuert den Strahlensender in Abhängigkeit von dem Vorhandensein von Nachleuchtsignalen und/oder in Abhängigkeit von der Intensi tät der Nachleuchtsignale. Erforderlichenfalls werden die Bildsignale der aktuellen Hellbildaufnahme in der Korrektur einheit korrigiert. Die korrigierten Bildsignale der aktuel len Hellbildaufnahme können dann auf bekannte Weise weiter verarbeitet werden (z. B. Filterung, Hardcopy, Archivierung, Einspeisung in Netzwerke usw.).

Bei der erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikeinrichtung wird also nicht in jedem möglichen Zeitintervall ein Röntgenpuls appliziert und ein Hellbild aufgenommen, sondern es wird zwi schendurch wenigstens ein Dunkelbild aufgenommen. Aus diesen Dunkelbildaufnahmen, in denen nur das momentane Nachleuchten zu sehen ist, kann der Nachleuchtanteil in den Hellbildauf nahmen bestimmt und eliminiert werden.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, die Nachleuchtsignale aus wenigstens einer Dunkelbildaufnahme zu ermitteln, sind auch Niederdosisaufnahmen (Durchleuchtung) nach vorangegange nen Hochdosisaufnahmen (Hellbildaufnahmen, die gespeichert werden) problemlos möglich.

Zur Bestimmung der Nachleuchtsignale kann es vorteilhaft sein, die in den Ansprüchen 3 bis 10 angegebenen Maßnahmen einzeln oder in Kombination anzuwenden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und in Verbindung mit den weiteren An sprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rönt gendiagnostikeinrichtung,

Fig. 2-4 Beispiele für die zeitliche Abfolge von verschiede nen Röntgenpulsen, wobei mit I die Intensität des Röntgenpulses, mit S sein Signal und mit t die Zeit bezeichnet ist.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Strahlensender bezeichnet, dessen Röntgenstrahlen 2 ein zu untersuchendes Objekt 3 durchdrin gen. Die Röntgenstrahlung 2 wird nach dem Durchdringen des zu untersuchenden Objektes 3 in einem Festkörperdetektor 4 nach gewiesen. Die vom Festkörperdetektor 4 bei dieser Hellbild aufnahme erzeugten Bildsignale 5 werden einer Korrekturein heit 6 zugeführt. Die Korrektureinheit 6 steuert den Strah lensender 1 in Abhängigkeit von dem Vorhandensein von Nach leuchtsignalen und/oder in Abhängigkeit von der Intensität der Nachleuchtsignale. Die Nachleuchtsignale werden hierbei aus wenigstens einer Dunkelbildaufnahme, die nur das momen tane Nachleuchten enthält, ermittelt. Erforderlichenfalls wird das Bildsignal 5 in der Korrektureinheit 6 korrigiert. Die korrigierten Bildsignale 7 können dann weiterverarbeitet werden (z. B. Filterung, Hardcopy, Archivierung, Einspeisung in Netzwerke usw.).

In Fig. 2 ist das zeitliche Schema dargestellt, nach dem nor malerweise die Röntgenpulse appliziert werden. Nach bei spielsweise einem Röntgenpuls von hoher Intensität, im fol genden als Hochdosispuls 21 bezeichnet, folgt eine Serie von Röntgenpulsen geringerer Intensität, im folgenden als Nieder dosispulse 22 (Fig. 2 oben). Das Signal des Hochdosispulses 21 (Fig. 2 mitte) weicht aufgrund der physikalischen Beschaffen heit des Festkörperdetektors mehr oder weniger stark vom idealen Signalverlauf (Rechtecksignal) ab. Die nachgewiesenen Gesamtsignale (Fig. 2 unten) weisen deshalb einen Anteil 21a, der vom Hochdosispuls 21 herrührt, und einen Anteil 22a, der vom Niederdosispuls 22 herrührt, auf. Der Anteil 21a aus dem Hochdosispuls 21 muß eliminiert werden, um das korrigierte Bildsignal S*_n (Fig. 1 mit 7 bezeichnet) zu erhalten. Das kor rigierte Bildsignal S*_n erhält in diesem Fall nur noch die Anteile 22a des Niederdosispulses. Die Anteile 21a des Hoch dosispulses 21 sind für die Geister- oder Phantombilder im Gesamtsignal verantwortlich.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Röntgendiagnostikeinrichtung wird nicht in jedem möglichen Zeitintervall T ein Röntgenpuls appliziert und ein Hellbild aufgenommen, sondern es werden zwischendurch Dunkelbilder aufgenommen. In diesen Dunkelbild aufnahmen ist nur das momentane Nachleuchten, das durch die Abweichung des realen Signalverlaufs vom idealen Signalver lauf entsteht, zu sehen. Aus diesen Dunkelbildaufnahmen kann der Nachleuchtanteil in den Hellbildaufnahmen bestimmt und eliminiert werden.

Die Dunkelbilder können nach unterschiedlichen Mustern einge streut werden. Vorteilhaft ist es, nach dem Hochdosispuls 21 erst einmal eine Serie von Dunkelbildern aufzunehmen (Fig. 3). Wenn das Abklingen der Anteile 21a vom Hochdosispuls 21 sehr stark ist, kann ein Teil der Dunkelbildaufnahmen ignoriert werden. Die Häufigkeit der Dunkelbildaufnahmen kann konstant bleiben oder sich mit der Zeit ändern, z. B. wenn das Nach leuchtsignal (Geisterbild) der Hochdosisaufnahme noch stark abnimmt, kann es sinnvoll sein, beispielsweise jedes zweite Bild als Dunkelbild aufzunehmen, später dann jedes dritte, vierte, . . . Bild, bis der Geisterbildanteil (Nachleuchtsignale eines Hochdosispulses) nicht mehr sichtbar ist und keine Geisterbildkorrektur mehr nötig ist.

Zur Bestimmung der Nachleuchtsignale, d. h. des abzuziehenden Nachleuchtanteils aus der Hellbildaufnahme, gibt es verschie dene Möglichkeiten. So können die Nachleuchtanteile aus den Dunkelbildaufnahmen z. B. durch Mittelwertbildung und/oder unter Berücksichtigung des Abklingverhaltens ermittelt wer den.

So kann z. B. aus wenigstens zwei vorhergehenden Dunkelbild aufnahmen der Mittelwert gebildet werden und vom jeweiligen Hellbild abgezogen werden. Als Alternative zur arithmetischen Mittelwertbildung kann der abzuziehende Nachleuchtanteil auch mittels gleitend gewichteter Mittelwertbildung aus mehreren vorhergehenden Dunkelbildaufnahmen ermittelt werden.

Eine weitere Alternative ist die Berechnung eines Mittelwer tes aus wenigstens einer vorhergehenden und wenigstens einer nachfolgenden Dunkelbildaufnahme (Fig. 4). Dieser Mittelwert wird dann als Nachleuchtanteil von der Hellbildaufnahme abgezogen. Das korrigierte Signal S*_n ergibt sich damit zu

S*_n = S_n - (S_n-1 + S_n+1)/2.

Das als Mittelwert vorliegende Nachleuchtsignal (Nachleucht anteil) kann zusätzlich um einen dem weiteren Abklingen ent sprechenden Anteil reduziert werden, so daß der aus den ge messenen Nachleuchtanteilen gewonnene Mittelwert dem Nach leuchtanteil zur Zeit der Hellbildaufnahme entspricht. Alter nativ kann aus der Serie von Dunkelbildern, die direkt nach dem Hochdosispuls aufgenommen wird, das weitere Abklingen be rechnet und von den folgenden Hellbildaufnahmen abgezogen werden.

Claims

1. Röntgendiagnostikeinrichtung, die folgende Merkmale um faßt:

- wenigstens einen Strahlensender (1), dessen Röntgenstrahlen von wenigstens einem Festkörperdetektor (4) mit matrixför mig angeordneten Bildpunkten erfaßt werden, und
- wenigstens eine Korrektureinheit (6), die die vom Festkör perdetektor (4) erzeugten Bildsignale (5) der aktuellen Hellbildaufnahme eines zu untersuchenden Objektes (3) und die möglicherweise vorhandenen Nachleuchtsignale aus wenig stens einer Dunkelbildaufnahme erfaßt, wobei
- die Korrektureinheit (6) den Strahlensender (1) in Abhän gigkeit von dem Vorhandensein von Nachleuchtsignalen und/oder der Intensität der Nachleuchtsignale steuert sowie die Bildsignale (5) der aktuellen Hellbildaufnahme nötigenfalls korrigiert.

2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsignale (5) und die Nachleuchtsignale der Korrek tureinheit (6) digital zuführbar sind.

3. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachleuchtsignale aus wenigstens einer Dunkelbildauf nahme vor der aktuellen Hellbildaufnahme ermittelt werden.

4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachleuchtsignale aus wenigstens einer Dunkelbildauf nahme nach der aktuellen Hellbildaufnahme ermittelt werden.

5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachleuchtsignale aus wenigstens einer Dunkelbildauf nahme vor und aus wenigstens einer Dunkelbildaufnahme nach der aktuellen Hellbildaufnahme ermittelt werden.

6. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachleuchtsignale durch die Bildung eines arithmeti schen Mittelwertes aus mehreren Dunkelbildaufnahmen bestimm bar sind.

7. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachleuchtsignale durch die Bildung eines gleitend gewichteten Mittelwertes aus mehreren Dunkelbildaufnahmen be stimmbar sind.

8. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Dunkelbildaufnahme vor und aus einer Dunkel bildaufnahme nach der aktuellen Hellbildaufnahme ein arithme tischer Mittelwert für die Nachleuchtsignale gebildet wird.

9. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei den ermittelten Nachleuchtsignalen ihr Abklingverhal ten bis zum Zeitpunkt der aktuellen Hellbildaufnahme berück sichtigt ist.

10. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Abklingverhalten der Nachleuchtsignale aus einer Se rie von Dunkelbildern nach der letzten und vor der aktuellen Hellbildaufnahme ermittelt wird.