DE19949792B4 - Röntgendiagnostikgerät mit zumindest einer Komponente, deren Signale von deren Temperatur abhängen, und Verfahren zum Korrigieren der Signale - Google Patents

Röntgendiagnostikgerät mit zumindest einer Komponente, deren Signale von deren Temperatur abhängen, und Verfahren zum Korrigieren der Signale Download PDF

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Abstract

Röntgendiagnostikgerät mit zumindest einer Komponente, deren Signale von deren Temperatur abhängen, mit einem der Komponente (3, 12, 13, 14) zugeordneten Temperatursensor (15) zum Erfassen dessen Temperatur und mit einer Einrichtung (16), der das Signal des Temperatursensors (15) zugeführt wird, wobei die Einrichtung (16) aufgrund des Signales des Temperatursensors (15) mittels eines Korrekturwerts eine digitale Korrektur des Signales der Komponente (3, 12, 13, 14) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass in vorbestimmten Zeitintervallen neu bestimmte Korrekturwerte vorgesehen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Röntgendiagnostikgerät, insbesondere ein Computertomographiegerät, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Korrigieren der Signale einer Komponente eines Röntgendiagnostikgeräts nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 15 und 16 sowie eine Komponente eines Röntgendiagnostikgeräts nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 25.
  • Ein solches Röntgendiagnostikgerät ist aus der US 5 901 198 A bekannt.
  • Die DE 196 47 626 A1 offenbart ein Röntgendiagnostikgerät mit zumindest einer Komponente, deren Signale von der Temperatur abhängen, mit einem der Komponente zugeordneten Temperatursensor zum Erfassen dessen Temperatur und einer Einrichtung, der das Signal des Temperatursensors zugeführt wird. Bei der Komponente handelt es sich um eine Röntgenröhrenanode und bei den Signalen um eine davon ausgehende Röntgenstrahlung. Der Röntgenröhrenanode ist eine Primärstrahlblende nachgeschaltet. Bei einer Erwärmung bzw. Abkühlung der Röntgenröhrenanode dehnt sich diese aus bzw. zieht sich zusammen. Das führt zu einer Verschiebung des Fokus relativ zur Primärstrahlblende. Die Primärstrahlblende wird in Abhängigkeit des Signals des Temperatursensors nachgeführt, so dass die temperaturbedingte Verschiebung des Fokus kompensiert wird.
  • Aus der DE 198 35 451 A1 ist ein als Computertomographiegerät ausgeführtes Röntgendiagnostikgerät bekannt, das eine Messeinheit aus einer Röntgenstrahlenquelle, die geeignet ist, ein fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel auszusenden, und einen Detektor aufweist, welcher beispielsweise aus einer Reihe von Einzeldetektoren, z. B. aus 512 Einzeldetektoren besteht. Die Messeinheit ist zum Rotieren um ein Zentrum ausgebildet, in dem sich beispielsweise auch ein Patient befinden kann, der auf einer Patientenliege gelagert ist. Bei der Strahlenabtastung des Patienten wird die Messeinheit um ein Messfeld um 360° gedreht, um somit Strahlenprojektionen des Patienten aus unterschiedlichen Richtungen vornehmen zu können und hierbei die vom Detektor ableitbaren Signale einem Rechner zuzuführen. Der Rechner berechnet aus diesen Signalen die Schwächungskoeffizienten des durchstrahlten Objektes und erzeugt Signale, die geeignet sind, um sie an einer Anzeigeeinrichtung darzustellen. Es können somit Durchstrahlungsschichtbilder des Patienten erstellt werden.
  • Es sind ferner Röntgendiagnostikgeräte bekannt, die einen Strahlensender und einen Strahlenempfänger aufweisen, die an den Enden eines C-Bogens einander gegenüberliegend gelagert sind. Auch mit solchen Röntgendiagnostikgeräten können Durchstrahlungsaufnahmen des Untersuchungsobjektes erstellt werden, die insbesondere dann, wenn der Strahlenempfänger als Bildverstärkerkette oder als Festkörperdetektor ausgeführt ist, in Verbindung mit einer Recheneinheit als Signalverarbeitungseinrichtung an einer Anzeigeeinrichtung darstellbar sind.
  • Ferner sind Festkörperdetektoren als solche bekannt, die auftreffende Strahlung, beispielsweise einen Strahlenschatten eines Objektes, in elektrische Signale wandeln. Diese Signale sind in Verbindung mit einer Signalverarbeitungseinrichtung als Strahlenschattenbild an einer Anzeigeeinrichtung darstellbar.
  • Diese Röntgendiagnostikgeräte weisen als Komponenten eine Signalerzeugungseinrichtung, beispielsweise den Strahlendetektor, und eine nachgeschaltete Signalverarbeitungseinrichtung auf, deren Signale von deren Temperatur abhängen.
  • Insbesondere bei Computertomographiegeräten ändert sich die Temperatur der Komponenten im Laufe der Betriebszeit, wodurch Bildartefakte, z. B. Ringe, an der Anzeigeeinrichtung entstehen, die stören und die die Diagnostizierbarkeit erschweren oder gar verhindern. Beim Auftreten von temperaturbedingten Artefakten muss eine Kalibrierung durchgeführt werden, welche eines signifikanten Zeitaufwands bedarf. Hierbei kann keine Untersuchung eines Objektes, beispielsweise eines Patienten, durchgeführt werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit eingeschränkt wird. Es ist bekannt, solche Komponenten mittels einer Heizung bzw. einer Kühlung auf einer im wesentlichen konstanten Temperatur zu halten, was zum einen den Nachteil hat, dass ein erheblicher Hardwareaufwand für die Klimatisierung notwendig ist und es zum anderen einige Zeit nach dem Einschalten des Gerätes bedarf, bis die Betriebstemperatur erreicht ist.
  • Aus der US 4 991 193 ist es bekannt, die Temperaturen bestimmter Komponenten eines Computertomographiegerätes zu überwachen und bei Überschreiten gewisser Grenzwerte eine kontrollierte Abschaltung des Computertomographiegerätes durchzuführen.
  • In der DE 91 15 583 U1 ist eine Anordnung zum Kühlen einer Röntgenröhre beschrieben, bei der ein Temperaturfühler vorgesehen ist, der an einen Regler zur Konstanthaltung der Temperatur eines Kühlmittels angeschlossen ist.
  • In der US 5 506 880 ist ein digitales Röntgensystem beschrieben, bei dem eine Korrektur von Bildfehlern erfolgt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Röntgendiagnostikgerät, insbesondere ein Computertomographiegerät derart auszuführen, dass die Signale der Komponenten weniger temperaturabhängig sind, zumindest aber die Temperaturabhängigkeit möglichst nicht mehr in Erscheinung tritt.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der Patentansprüche 1, 15, 16 und 25 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 1 bis 14 und 17 bis 24.
  • Vorteil der Erfindung ist, dass der Komponente ein Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur zugeordnet ist und einer Einrichtung das Signal des Temperatursensors zugeführt wird, die aufgrund des Signales des Temperatursensors eine Korrektur des Signales der Komponente bewirkt. Aufgrund des somit erzeugten korrigierten Signales der Komponente können Bildsignale an einer Anzeigeeinrichtung erstellt werden, die von Temperatureinflüssen unbeeinflusst sind. Es ist somit möglich, auf die genannten Hardwarekomponenten zur Heizung bzw. Kühlung zu verzichten. Zudem ist ein solches Röntgendiagnostikgerät sofort betriebsbereit. Es bedarf also keiner Wartezeit, bis Untersuchungen beispielsweise an einem Patienten durchgeführt werden können, wodurch die Wirtschaftlichkeit erhöht wird.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die Einrichtung auf zumindest einen in einem Speicher gespeicherten Korrekturwert zum Korrigieren der Signale der Komponente greift. Da der Korrekturwert schon während der Herstellung der Komponente festgelegt werden kann, bedarf es somit keiner Zeit für die Bildung des Korrekturwertes während des Betriebes des Röntgendiagnostikgerätes. Alternativ kann hierzu die Einrichtung vorteilhaft aufgrund einer mathematischen Funktion, die das Temperaturverhalten der Komponente beschreibt, eine Korrektur der Signale der Komponente bewirken.
  • Es ist vorteilhaft, wenn der zumindest eine Korrekturwert auf Signalen bei zumindest zwei sich unterscheidenden Temperaturen der Komponente beruht, da somit beispielsweise die Signale der Komponente für unterschiedliche Temperaturen korrigiert werden können, die insbesondere auch außerhalb der Betriebstemperatur des Röntgendiagnostikgerätes liegen.
  • In Verbindung hiermit ist es vorteilhaft, wenn weitere Korrekturwerte für weitere Temperaturen auf einer Inter- oder Extrapolation aus den Signalen der Komponenten der zumindest sich unterscheidenden Temperaturen beruhen. Es können somit Korrekturwerte für den gesamten zu erwartenden Temperaturbereich erzeugt werden.
  • Eine digitale Korrektur der Signale der Komponenten kann besonders vorteilhaft dann durchgeführt werden, wenn die Einrichtung eine Recheneinheit aufweist, die auf den zumindest einen in dem Speicher gespeicherten Korrekturwert zur Durchführung der Inter- oder Extrapolation zugreift.
  • Sollten sich die temperaturabhängigen Signale und damit auch die Korrekturwerte im Laufe der Betriebszeit des Röntgendiagnostikgerätes ändern, so ist es vorteilhaft, wenn die Korrekturwerterfassung während des Betriebes des Röntgendiagnostikgerätes durchgeführt wird. Dies gilt insbesondere dann in ganz besonders vorteilhafter Weise, wenn – erfindungsgemäß – die Korrekturwerte in vorbestimmten Zeitintervallen neu bestimmt werden.
  • Sollten solche durch Langzeitbetrieb hervorgerufene Signalveränderungen nicht auftreten, so ist es vorteilhaft, wenn die Korrekturwerterfassung für jede Komponente unabhängig nach deren Herstellung erfolgt und der zumindest eine Korrekturwert in einem der Komponente zugeordneten Speicher gespeichert wird. Die Komponente braucht somit in dieser Hinsicht nicht mehr an das Röntgendiagnostikgerät individuell angepasst werden. Dies gilt insbesondere dann in vorteilhafter Weise, wenn die Recheneinheit auf die in dem Speicher der jeweiligen Komponente gespeicherten Korrekturwerte greift.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Röntgendiagnostikgerätes nach der Erfindung.
  • In der Figur ist in prinzipieller Weise ein Röntgendiagnostikgerät dargestellt, das beispielsweise als Computertomographiegerät ausgeführt ist. Dieses Röntgendiagnostikgerät weist eine Meßeinheit aus Strahlenquelle 1, die ein fächerförmiges Strahlenbündel 2 aussendet, und einen Detektor 3 auf, welcher beispielsweise aus einer Reihe von Einzeldetektoren, z. B. aus 512 Einzeldetektoren, besteht. Der Fokus der Strahlenquelle 1 ist mit dem Bezugszeichen 11 gekennzeichnet. Es ist dargestellt, daß ein Untersuchungsobjekt 4 auf einer Lagerungsvorrichtung 5 lagerbar ist. Zur Strahlenabtastung des Untersuchungsobjektes 4 wird die Meßeinheit 1, 3 um ein Meßfeld 9, in dem das Untersuchungsobjekt 4 liegt, um 360° gedreht. Die Drehachse ist mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Die Strahlenquelle 1, die von einem Generator 6 gespeist wird, erzeugt hierbei Strahlenimpulse oder eine Dauerstrahlung. Bei vorbestimmten Winkelpositionen werden die Signale des Detektors 3 ausgelesen und einem Rechner 7 zugeführt. Der Rechner 7 berechnet aus diesen Signalen Datensätze entsprechend den Schwächungskoeffizienten vorbestimmter Bildpunkte, die an einer Anzeigeeinrichtung 8 darstellbar sind. Der Strahlendetektor 3 kann als Festkörperdetektor oder als Szintillator ausgebildet sein, dem Photodioden nachgeschaltet sind, um das vom Szintillator beim Auftreffen von Strahlung erzeugte Licht in elektrische Signale zu wandeln. Dem Detektor 3 ist eine Signalverarbeitungseinrichtung 14 zugeordnet, der die Signale des Festkörperdetektors oder der Photodioden zugeführt werden und die diese Signale beispielsweise miteinander verknüpft, verstärkt und/oder analog/digital wandelt, damit die digitalisierten Signale dem Rechner 7 zugeführt werden können. Der Detektor 3 kann einzelne Meßkanäle 12 aufweisen, die zu einem Modul 13 zusammengefaßt werden, wodurch gegebenenfalls ein leichter Austausch möglich ist. Als Komponenten des geschilderten Diagnostikgerätes sind insbesondere die Signalerzeugungseinrichtung, z. B. der Detektor 3, die Meßkanäle 12, die Module 13 und/oder die Signalverarbeitungseinrichtung 14 zu benennen, deren Signale stark von deren Temperatur abhängen. Erfindungsgemäß ist daher zumindest einer Komponente ein Temperatursensor 15, vorzugsweise aber nicht ausschließlich, direkt zugeordnet, der die Temperatur der Komponente erfaßt. Das Signal des Temperatursensors 15 wird einer Einrichtung 16 zugeführt, die entweder selbständig oder Teil des Rechners 7 ist. Die Einrichtung 16 bewirkt aufgrund des Signales des Temperatursensors 15 eine Korrektur des Signales der Komponente. Diese Korrektur kann zum einen durch eine mathematische Funktion herbeigeführt werden, die der Temperaturcharakteristik der Komponente entspricht. Es ist aber auch möglich, der Einrichtung 16 einen Speicher 17, beispielsweise in Form einer Look-Up-Tabelle, zuzuordnen, in der die Korrekturwerte für bestimmte Temperaturen gespeichert sind, wenn sich das Signal der Komponente nicht linear mit deren Temperatur ändert. Ändert sich das Signal der Komponente jedoch linear mit der Temperatur, so reicht ein Korrekturwert im Speicher zur Korrektur aus. In Abhängigkeit von der Temperatur der Komponente, die mit dem Temperatursensor 15 erfaßt wird, greift die Einrichtung 16 somit auf den entsprechenden Korrekturwert, der im Speicher 17 gespeichert ist, und bewirkt eine Signalkorrektur, so daß erwähnte Temperaturerscheinungen nicht mehr nachteilig an der Anzeigeeinrichtung 8 in Erscheinung treten. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, zumindest zwei Korrekturwerte bei zumindest zwei sich unterscheidenden Temperaturen im Speicher 17 zu speichern, die vorzugsweise in einem unteren und einem oberen Temperaturbereich liegen. Aufgrund dieser Korrekturwerte kann die Einrichtung 16 Korrekturwerte beispielsweise durch lineare Inter- oder Extrapolation für Temperaturen berechnen, die sich zwischen der unteren und oberen Temperatur befinden. Hierdurch werden der Hardwareaufwand und die Zeit zum Erfassen vieler Korrekturwerte erheblich reduziert. Besonders vorteilhaft kann diese erfindungsgemäße Variante Anwendung finden, wenn sich die Signale der Komponenten linear mit der Temperatur verändern. Die Einrichtung 16 kann hierzu beispielsweise eine Inter- oder Extrapolation der gespeicherten Korrekturwerte durchführen, um einen Korrekturwert für die aktuelle Temperatur zu berechnen.
  • Im Rahmen der Erfindung kann die Korrekturwerterfassung für jede Komponente nach deren Herstellung erfolgen und in einem Speicher gespeichert werden. Ebenso ist es möglich, die Korrekturwerte für jede Komponente in einem der Komponente individuell zugeordneten Speicher zu speichern. Somit ist es möglich, daß die Einrichtung 16 die jeweiligen Korrekturwerte durch Zugriff auf den entsprechenden Speicher 17 zur Signalverarbeitung und insbesondere der Signalkorrektur heranziehen kann. Ändert sich das Temperaturverhalten der Komponente mit der Zeit, so ist es vorteilhaft, die Korrekturwerte für die jeweilige Komponente in vorbestimmten Zeitintervallen neu zu bestimmen und gegebenenfalls im zugeordneten Speicher abzuspeichern. Dies ist insbesondere auch dann vorteilhaft, wenn sich der Temperaturbereich, in dem das Röntgendiagnostikgerät arbeitet, ändert oder geändert hat.
  • Die Erfassung der Korrekturwerte kann bei der Herstellung der Komponente beispielsweise dadurch erfolgen, daß die Komponente mittels einer Heizung auf unterschiedliche Temperaturen aufgeheizt und die Signalveränderung gemessen wird. Um das aktuelle Temperaturverhalten der Komponente zu erfassen, ist es vorteilhaft, die Korrekturwerte nach jeder Kalibrierung des Röntgendiagnostikgerätes neu zu bestimmen und beispielsweise im Speicher abzuspeichern. Ist beispielsweise nicht jedem Modul 13 des Strahlendetektors 3 ein Temperatursensor 15 zugeordnet, sondern sind beispielsweise nur drei Temperatursensoren 15, einer links, einer rechts und einer in der Mitte vorgesehen, und ist die Temperaturverteilung über den Detektor 3 nicht konstant, so können die Temperaturen, links, rechts und in der Mitte des Detektors 3 erfaßt und für den jeweiligen Zwischenbereich interpoliert werden, um damit die Temperatur für die dazwischenliegenden Detektorelemente und damit deren Korrekturwerte zu bestimmen.
  • Als Vorteile sind insbesondere der vernachlässigbar geringe Hardwareaufwand, der geringe Softwareaufwand für die Korrektur, keine Wartezeiten beim Einschalten des Gerätes, keine zusätzliche temperaturbedingte Kalibrierung im Betrieb und keine Artefakte durch Temperatureffekte zu erwähnen.
  • Die nachfolgend beschriebene Methode zur Korrekturwerterfassung ermöglicht eine effektive und einfacher Erstellung der Korrekturwerte der temperaturabhängigen Veränderungen der Signalhöhe der Detektorkanäle.
  • Für die Berechnung der Korrekturwerte werden die bei einer Erwärmung der Detektorelemente und mit Strahlung aufgenommenen Signalwerte verwendet.
  • Die berechneten Korrekturwerte können im Bereich der Betriebstemperatur der Röntgendiagnostikanlage mit Unterstützung spezieller Software automatisch eingesetzt werden.
  • Die für alle Detektorkanäle gleichmäßigen temperaturabhängigen Veränderungen in der Signalhöhe der Detektorkanäle können separat korrigiert werden, sind aber unkritisch, da hierdurch keine Artefakte hervorgerufen werden und daher im Rahmen der nachfolgenden Beschreibung nur eingeschränkt behandelt werden.
  • Prinzip der Methode:
  • Die vorgeschlagene Methode beinhaltet die Meßwertaufnahme und die Korrekturwertberechnung.
  • Meßwertaufnahme:
    • Tub, Tue
      Beginn und Ende des Temperaturbereiches der Korrektur,
      Tab, Tae
      Beginn und Ende des Temperaturbereiches der Aufnahme,
      N
      Anzahl der Messungen,
      ski
      Signalwert des Detektorkanals k während der Messung i i ⊆ (1, N),
      Ti
      Temperaturwert während der Messung i, Ti ⊆ (Tab, Tae),
      K
      Anzahl der Detektorkanäle k ⊆ (1, K)
  • Im Normalfall gilt (Tab, Tae) ⊆ (Tub, Tue), d. h. der Temperaturbereich der Aufnahme befindet sich innerhalb des Temperaturbereiches der Korrektur, obwohl eine abweichende Festlegung nicht ausgeschlossen werden soll.
  • Der Ti-Wert entspricht einer während der Messung i mit den Temperaturen der Detektorelemente korrelierenden Temperatur (z. B. Temperatur einer Heizmatte).
  • Ein wesentlicher Bestandteil der Meßwertaufnahme ist die kontrollierte Erwärmung der Detektorelemente. Es kann z. B. durch eine lokale Erwärmung in ihrer Endkonfiguration und mit Hilfe einer an die Detektorform angepaßten Heizmatte realisiert werden. Zum Ausgleich der Temperaturverteilung und der Reduzierung der Temperaturschwankungen kann zwischen den Detektorelementen und der Heizmatte zusätzlich ein Wärmepuffer eingesetzt werden.
  • Falls die Meßwertaufnahme in der Endkonfiguration der Detektorelemente erfolgt, erfaßt sie das Temperaturverhalten des gesamten Detektors 3. Diese Tatsache wird in die beschriebene Korrekturwertberechnung mit einbezogen.
  • Bei einem für die Detektorelemente typischen und mathematisch darstellbaren Temperaturverhalten der Signalwerte der Detektorkanäle sind ein besonders beschränkter Temperaturbereich (Tab, Tae) und eine kleine Anzahl der Meßpunkte N möglich. In diesem Fall können die fehlenden Meßwerte durch Extrapolation bzw. Interpolation ermittelt werden.
  • Korrekturwertberechnung:
  • Im Rahmen der Meßwertaufnahme werden die ski- und Ti-Werte gemessen und gesichert. Wegen der Vereinfachung der folgenden Berechnungen wird es vorausgesetzt, daß die ski-Werte nach der Aufnahme logarithmiert werden. Ski = log (ski)
  • Da die „wirkliche” Temperatur eines Detektorelementes Tki von Ti abweichen kann, ist eine Berichtigung sinnvoll.
  • Zum Beispiel Tki = f1(Tmin, Ti)·f2(K, k) (1)
    • Tmin
    = niedrigste gemessene Temperatur (≅ Umgebungstemperatur)
  • Diese von der Position eines Detektorelementes und der Temperaturdifferenz abhängige Berichtigung der Temperaturen bleibt für eine Detektorkonstruktion und für eine festgelegte Meßumgebung konstant. In einem allgemeinen Fall können für die Berichtigung mehr als ein Temperatureingangswert verwendet werden. Bei einer ausreichend genauen Erfassung der „wirklichen” Temperaturen der Detektorelemente ist ein Verzicht auf ihre Berichtigung möglich.
  • Eine andere Berichtigung im Rahmen der Ermittlung der Meßwertdifferenzen SDki ist die Reduzierung des Einflusses der gleichmäßig (eventuell störend) wirkenden Komponenten des Meßsystems. Es kann z. B. durch den Abzug der logarithmierten Signalmittelwerte über alle Detektorelemente SMi realisiert werden.
    Figure 00120001
    SDki = Ski – SMi für i = 1 bis N (2)
  • Beispiele für die möglichen, gleichmäßig wirkenden Komponenten des Meßsystems sind: Fokusposition, Röhrenstrom, Signal des Normierungsmonitors etc.
  • Zur Ermittlung der relativen Meßwertdifferenzen SDRki werden die auf einen festgelegten Referenz-Meßpunkt (Temperatur Tr) bezogenen Signalveränderungen berechnet. SDRki = SDki – SDkr für i ⊆ (1, N) und k ⊆ (1, K) (3)
    • r
    – Index für Referenz-Meßpunkt
  • Die auf diese Weise erhaltenen Werte (SDRki, Tki) können nun als Eingangswerte einer noch eventuell bevorstehenden Extra-/Interpolation verwendet werden (siehe Meßwertaufnahme).
  • Eine zusammenfassende (auf (2) und (3) basierende) Darstellung der SDRki Werte
    Figure 00120002
    wo der Ausdruck
    Figure 00120003
    den geometrischen Mittelwert darstellt, verdeutlicht, daß (bei den betroffenen Vereinbarungen (2) und (3)) nur die ungleichmäßigen Abweichungen von den geometrischen Mittelwerten über alle Detektorkanäle als ungleich Null erfaßt werden. Andere Vereinbarungen sollen aber dadurch nicht ausgeschlossen werden. Die gleichmäßigen, temperaturabhängigen Veränderungen in der Signalhöhe der Detektorelemente SGi beinhalten die Veränderungen der Detektorelementen SGid selbst so, wie die Veränderungen der anderen Komponenten des Meßsystems SGia. Die (nach (2)) berechneten SMi-Werte sind (in diesem speziellen Fall) mit den SGi-Werten gleich.
  • Im allgemeinen Fall SGi = SGik + SGia.
  • Zusätzliche SGi- und Ti-abhängige Korrektur SDRki g = SDRki + fg(SGi, Ti) (5)
  • Es muß individuell (abhängig von den Eigenschaften des Meßsystems der CT-Anlage) entschieden werden, ob und wie die SGi-Werte nach der entsprechenden Berichtigung in die Korrekturwerte einfließen sollen.
  • In dem letzten Berechnungsschritt werden die (SDRki, Tki)-Werte in die CT-anlagenspezifischen Korrekturwerte umgesetzt. Zum Beispiel bei der Annahme, daß die Temperatur Tr gleich der Temperatur während der Basiskalibrierung der CT-Anlage ist, dürfen die Korrekturwerte SDRki zu den logarithmierten Signal-Nutzwerten entsprechend einer Zuordnungsmatrix direkt addiert werden.
  • Ausführungsbeispiel:
  • Es wird angenommen, daß eine lineare, dem Temperaturverhalten der Signale korrespondierende Funktion fkor() berechnet werden kann. Die Ermittlung und der Einsatz dieser Funktion zur Generierung der Korrekturwerte (nach (4)) werden am folgenden Beispiel erläutert:
  • Schritt 1:
    • Aufnahme von logarithmierten Ski-Werten für N Meßpunkte. Für jeden Meßpunkt sind die Detektorelemente auf die gemessene Temperatur Ti zu erwärmen (nicht gleich mit der Detektortemperatur). Anzahl der Meßwerte N ist grundsätzlich durch die vorhandene Meßgenauigkeit bestimmt (mindestens zwei).
  • Schritt 2:
    • Berichtigung der Temperatur Ti und der Signalwerte Ski
    • Bildung der Temperaturdifferenzen Tdi = Ti – T1.
    • Bei Berichtigung mit den Polynomen zweiten Grades f1() und f2() ergibt sich nach (1) Tki = Tdi·[1 – Krm·(Tdi/TdN)·(2 – Tdi/TdN) – Krn·(2·(k – 1)/(K – 1) – 1)2], wobei Krm und Krn Berichtigungsfaktoren für die Temperaturdifferenz und Kanalposition sind. Abzug der Signalmittelwerte zum Berechnen von SDki nach (2).
  • Schritt 3:
    • Berechnung der relativen Meßwertdifferenzen SDRki nach (3).
  • Schritt 4:
    • Berechnung der Temperaturdrift-Geraden y = ak·Δt + bk (z. B. nach ”best fit”-Methode) für die bekannten Punkte (SDRki, Tki).
  • Bei der Annahme:
    Δt = Tki (Schritt 2) ist bk-Wert im Idealfall gleich Null. In der Tat stellt der bk-Wert eine praktisch immer vorhandene Nichtlinearität bzw. Meßungenauigkeit dar.
    ak = fbest fit(SDRki, Tki)
    bk kann für Kontrolle der vorhandenen Nichtlinearität überprüft werden (nur für bk « ak·ΔT kann bk-Wert vernachlässigt werden). Skor = Sunkor + fkor(ak, ΔT) = Sunkor + ak·ΔT ΔT – Differenz zur Temperatur der Basiskalibrierung
    Sunkor, Skor– Signalhöhen vor und nach der Korrektur.
  • Die Korrektur der gleichmäßigen, temperaturabhängigen Veränderungen der Signalhöhen der Detektorelemente wird in diesem Beispiel nicht verwendet.
  • Im Rahmen der Erfindung ist insbesondere ein Verfahren zum Korrigieren der Signale einer Komponente eines Röntgendiagnositkgerätes mit umfaßt, wobei in einem ersten Verfahrensschritt über den Temperatursensor 15 die aktuelle Temperatur der Komponente 3, 12, 13, 14 erfaßt wird, in einem zweiten Verfahrensschritt ein der aktuellen Temperatur der Komponente 3, 12, 13, 14 entsprechendes Signal der Einrichtung 16 zugeführt wird und in einem dritten Verfahrensschritt die Einrichtung 16 aufgrund des Signales des Temperatursensors 15 und einer mathematischen Funktion und/oder zumindest eines in einem Speicher 17 gespeicherten Korrekturwertes eine Korrektur des Signales der Komponente 3, 12, 13, 14 bewirkt wird. Ferner ist eine Komponente eines Röntgendiagnostikgerätes, insbesondere eines Computertomographiegerätes, mit umfaßt, deren Signale von deren Temperatur abhängen, wobei der Komponente 3, 12, 13, 14 ein Temperatursensor 15 zum Erfassen deren Temperatur zugeordnet und eine Einrichtung 16 vorgesehen ist, der das Signal des Temperatursensors 15 zugeführt wird und die aufgrund des Signales des Temperatursensors 15 eine Korrektur des Signales der Komponente bewirkt.

Claims (25)

  1. Röntgendiagnostikgerät mit zumindest einer Komponente, deren Signale von deren Temperatur abhängen, mit einem der Komponente (3, 12, 13, 14) zugeordneten Temperatursensor (15) zum Erfassen dessen Temperatur und mit einer Einrichtung (16), der das Signal des Temperatursensors (15) zugeführt wird, wobei die Einrichtung (16) aufgrund des Signales des Temperatursensors (15) mittels eines Korrekturwerts eine digitale Korrektur des Signales der Komponente (3, 12, 13, 14) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass in vorbestimmten Zeitintervallen neu bestimmte Korrekturwerte vorgesehen sind.
  2. Röntgendiagnostikgerät nach Anspruch 1, wobei der Einrichtung (16) ein Speicher (17) zum Speichern zumindest eines Korrekturwerts zum Korrigieren der Signale der Komponente (3, 12, 13, 14) zugeordnet ist.
  3. Röntgendiagnostikgerät nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (16) eine Funktion zum Korrigieren der Signale der Komponente (3, 12, 13, 14) basierend auf einer mathematischen Funktion, welche das Temperaturverhalten der Komponente (3, 12, 13, 14) beschreibt, aufweist.
  4. Röntgendiagnostikgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zumindest eine Korrekturwert auf Signalen bei zumindest zwei sich unterscheidenden Temperaturen der Komponente (3, 12, 13, 14) beruht.
  5. Röntgendiagnostikgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei weitere Korrekturwerte für weitere Temperaturen auf einer Inter- oder Extrapolation aus den Signalen der Komponente (3, 12, 13, 14) der zumindest zwei sich unterscheidenden Temperaturen beruhen.
  6. Röntgendiagnostikgerät nach Anspruch 5, wobei die Einrichtung (16) eine Funktion zur Durchführung einer linearen Inter- oder Extrapolation der Korrekturwerte der zumindest zwei sich unterscheidenden Temperaturen für weitere Korrekturwerte für weitere Temperaturen aufweist.
  7. Röntgendiagnostikgerät nach einem der Ansprüche 2 und 4 bis 6, wobei die Einrichtung (16) eine zur Durchführung der Inter- oder Extrapolation auf die in dem Speicher (17) gespeicherten Korrekturwerte zugreifende Recheneinheit umfasst.
  8. Röntgendiagnostikgerät nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4 bis 7, wobei die Korrekturwerterfassung während des Betriebes des Röntgendiagnostikgerätes durchführbar ist.
  9. Röntgendiagnostikgerät nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4 bis 7, wobei unabhängig nach der Herstellung für jede Komponente (3, 12, 13, 14) erfasste Korrekturwerte in einem der Komponente (3, 12, 13, 14) zugeordneten Speicher (17) gespeichert sind.
  10. Röntgendiagnostikgerät nach Anspruch 9, wobei die Recheneinheit (7) eine Funktion zum Zugreifen auf die in dem Speicher (17) der jeweiligen Komponente (3, 12, 13, 14) gespeicherten Korrekturwerte aufweist.
  11. Röntgendiagnostikgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Komponente die Signalerzeugungseinrichtung (3) ist.
  12. Röntgendiagnostikgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Komponente ein Modul (13) der Signalverarbeitungseinrichtung (14) ist.
  13. Röntgendiagnostikgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Komponente ein Messkanal (12) eines Modules (13) der Signalverarbeitungseinrichtung (14) ist.
  14. Röntgendiagnostikgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Komponente ein Festkörperdetektor ist.
  15. Verfahren zum Korrigieren der Signale einer Komponente eines Röntgendiagnostikgerätes, wobei in einem ersten Verfahrensschritt über einen Temperatursensor (15) die aktuelle Temperatur der Komponente (3, 12, 13, 14) erfasst wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt ein der aktuellen Temperatur der Komponente (3, 12, 13, 14) entsprechendes Signal einer Einrichtung (16) zugeführt wird, wobei in einem dritten Verfahrensschritt die Einrichtung (16) aufgrund des Signales des Temperatursensors (15) und einer mathematischen Funktion, die das Temperaturverhalten der Komponente (3, 12, 13, 14) mittels eines Korrekturwerts beschreibt, eine digitale Korrektur des Signales der Komponente (3, 12, 13, 14) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturwerte in vorbestimmten Zeitintervallen neu bestimmt werden.
  16. Verfahren zum Korrigieren der Signale einer Komponente eines Röntgendiagnostikgerätes, wobei in einem ersten Verfahrensschritt über einen Temperatursensor (15) die aktuelle Temperatur der Komponente (3, 12, 13, 14) erfasst wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt ein der aktuellen Temperatur der Komponente (3, 12, 13, 14) entsprechendes Signal einer Einrichtung (16) zugeführt wird, wobei in einem dritten Verfahrensschritt die Einrichtung (16) aufgrund des Signales des Temperatursensors (15) und zumindest eines in einem Speicher (17) gespeicherten Korrekturwertes eine digitale Korrektur des Signales der Komponente (3, 12, 13, 14) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturwerte in vorbestimmten Zeitintervallen neu bestimmt werden.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Komponente zum Erzeugen von Korrektursignalen kontrolliert zumindest auf eine erste und eine zweite Temperatur erwärmt und das Signal der Komponente abgeleitet wird und wobei auf Basis dieses Signals die mathematische Funktion gewonnen wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Komponente zum Erzeugen von Korrektursignalen kontrolliert zumindest auf eine erste und eine zweite Temperatur erwärmt und das Signal der Komponente abgeleitet wird und wobei auf Basis dieses Signals die Korrekturwerte gewonnen werden.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei weitere Korrekturwerte für weitere Temperaturen auf einer Inter- oder Extrapolation aus den Signalen der Komponente (3, 12, 13, 14) der zumindest zwei sich unterscheidenden Temperaturen beruhen.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei eine lineare Inter- oder Extrapolation der Korrekturwerte der zumindest zwei sich unterscheidenden Temperaturen für weitere Korrekturwerte für weitere Temperaturen durchgeführt wird.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 oder 20, wobei die Einrichtung (16) eine Recheneinheit umfasst und wobei die Recheneinheit auf die in dem Speicher (17) gespeicherten Korrekturwerte zur Durchführung der Inter- oder Extrapolation zugreift.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, wobei die Korrekturwerterfassung während des Betriebes des Röntgendiagnostikgerätes durchgeführt wird.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, wobei die Korrekturwerterfassung für jede Komponente (2, 12, 13, 14) unabhängig nach deren Herstellung erfasst und die Korrekturwerte in einem der Komponente (3, 12, 13, 14) zugeordneten Speicher gespeichert werden.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Recheneinheit (7) auf die in dem Speicher (17) der jeweiligen Komponente (3, 12, 13, 14) gespeicherten Korrekturwerte zugreift.
  25. Komponente eines Röntgendiagnostikgerätes, dessen Signal von dessen Temperatur abhängt, mit einem der Komponente (3, 12, 13, 14) zugeordneten Temperatursensor (15) zum Erfassen deren Temperatur und mit einer Einrichtung (16), der das Signal des Temperatursensors (15) zugeführt wird, wobei die Einrichtung (16) aufgrund des Signales des Temperatursensors (15) mittels eines Korrekturwerts eine digitale Korrektur des Signales der Komponente (3, 12, 13, 14) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturwerte in vorbestimmten Zeitintervallen neu bestimmt werden.
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