DE4204116C2

DE4204116C2 - Röntgendiagnostikeinrichtung

Info

Publication number: DE4204116C2
Application number: DE19924204116
Authority: DE
Inventors: Joerg Dipl Ing Haendle; Heinz Dipl Ing Horbaschek
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1992-02-12
Filing date: 1992-02-12
Publication date: 1995-04-06
Anticipated expiration: 2012-02-13
Also published as: DE4204116A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie aus US 46 26 88 bekannt ist.

In der DE-PS 24 28 098 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung der Zwei-Spektren-Methode mit Energiesubtraktion beschrieben, bei der im Röntgenstrahlengang vor dem Patienten ein drehbares Röntgenstrahlenfilter angebracht ist, das bewirkt, daß auf den Patienten Röntgenstrahlen unterschiedlicher Energie fallen. Die derart erstellten Röntgenstrahlenbilder werden von einer Fernsehkamera erfaßt und einer Verarbeitungsschaltung zuge führt, die die Subtraktion aus den mit unterschiedlicher Ener gie erstellten Röntgenstrahlenbildern bildet und auf dem Moni tor wiedergibt. Ein derartiger Aufbau ist jedoch sehr kompli ziert. So muß einmal ein bewegliches Filter vorgesehen sein, das im Strahlengang des Röntgenstrahlers eingeführt wird und somit für unterschiedliche Energien des Röntgenstrahlenbündels sorgt. Synchron mit dieser Filterung muß die Abtastung, Ein speicherung und Subtraktion gesteuert werden, damit eine Ener giesubtraktion erfolgen kann. Weiterhin sind Speichermittel für die Zwischenspeicherung der Röntgenbilder der jeweils anderen Energieart vorgesehen sein.

Die US 4,626,688 betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung zur Energiesubtraktion, bei der zwei Detektoren mit matrixför mig angeordneten Elementen zur Bilderfassung vorgesehen sind, zwischen denen ein Röntgenfilter angeordnet ist. Auf diese Weise können simultan zwei Röntgenbilder mit unterschiedlicher Energie erstellt werden, deren zugehörigen Videosignale von einander subtrahiert werden, so daß man Energie-Subtraktions- Bilder erhält.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgendiagno stikeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der auf einfache Weise die Streustrahlen On-Line eliminiert werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Dadurch erhält man eine Röntgendiagnostikeinrichtung, die sich zur Eliminierung von Streustrahlen einsetzen läßt, wobei gleichzeitig zwei Bildsignale, von denen eines die Streustrahleninformation enthält, parallel der Subtraktionseinrichtung zugeführt werden, so daß sie in Real-Time verarbeitet werden können. Dabei weisen die beiden für die Subtraktion zur Eliminierung der Streustrahlen erforderlichen Bilder keinen zeitlichen Versatz auf, so daß sie auch bei Bewegungen des Patienten absolut deckungsgleich sind. Zumindest teilweise gelangen nur die Streustrahlen auf den zweiten Röntgenkonverter, so daß aufgrund dieser erfaßten Streustrahlen eine Korrektur im Bildsignal des ersten Röntgenkonverters, das als Nutzsignal dient, durchgeführt werden kann.

Dabei hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Filter aus einem für Röntgenstrahlen transparenten Material besteht, in dem matrixförmig Scheiben aus für Röntgenstrahlen nichttrans parenten Materialien angeordnet sind.

Als Röntgenkonverter läßt sich in vorteilhafter Weise ein Halbleiter-Array aus amorphem Silizium verwenden. Es lassen sich aber auch röntgenstrahlenempfindliche Halbleiter-Arrays als Röntgenkonverter verwenden. Die Ausbeute läßt sich erhöhen sowie vorhandene Systeme verwenden, wenn den Röntgenkonvertern Leuchtschirme und/oder Speicherfolien zugeordnet sind.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dar gestellten Beispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die er findungsgemäße Röntgendiagnostikeinrichtung,

Fig. 2 eine Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Detektors, und

Fig. 3 das in Fig. 2 dargestellte Filter.

In Fig. 1 ist ein Röntgenstrahler 1 dargestellt, der von einem Hochspannungsgenerator 2 gespeist wird. Vor dem Röntgenstrahler 1 ist ein erstes Filter 3 angeordnet. Der Röntgenstrahler 1 erzeugt ein nicht dargestelltes Röntgenstrahlenbündel, das einen Patienten 4 durchdringt und auf einem großformatigen De tektor 5 ein Röntgenstrahlenbild wirft. Mit dem Detektor 5 ist eine Abtaststeuerung 6 verbunden. Der Detektor 5 und die Ab taststeuerung 6 werden noch ausführlich beschrieben.

Der Detektor 5 weist zwei Ausgänge auf, die einem A/D-Wandler 7 zugeführt werden, der entweder alternierend die beiden Ein gangssignale digitalisiert oder aus zwei parallel geschalteten Wandlerstufen besteht. Der A/D-Wandler 7 ist mit einer Verar beitungsschaltung 8 beispielsweise über einen Datenbus verbun den. Die Verarbeitungsschaltung 8 kann eine Integration und/ oder Subtraktion der Signale durchführen. Weiterhin ermöglicht sie die Einspeicherung der Original- oder verarbeiteten Signa le in Speichermittel 9. Über einen D/A-Wandler 10 wird das Ausgangssignal der Verarbeitungsschaltung 8 auf einem Monitor 11 wiedergegeben.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform des erfindungsge mäßen Detektors 5 beschrieben. Der Detektor 5 weist dabei zwei röntgenstrahlenempfindliche Halbleiter-Arrays 17 und 18 auf. Diese werden in gleicher Weise von der Abtaststeuerung 6 an gesteuert und liefern parallel je ein Ausgangssignal an den A/D-Wandler 7. Vor den jeweiligen Halbleiter-Arrays 17 und 18 kann ein Leuchtschirm oder Speicherleuchtschirm 21 und 22 an geordnet sein. Zwischen diesen beiden Anordnungen ist eine großflächige Matrix-Anordnung 20 vorgesehen, die aus einem röntgenstrahlendurchlässigen Material besteht. In Form einer Matrix enthält diese Anordnung 20 eine Vielzahl von Bleischei ben 23, die rund sein können.

Der erste Röntgenkonverter, das Array 17, absorbiert dabei ei nen größeren Teil der Strahlung, läßt auch noch genügend Rest strahlung für die Erfassung von Streustrahlen zu. Das mit dem zweiten Röntgenkonverter, das Array 18, in dem Schatten der Bleischeiben 23 erfaßte Streustrahlenbild wird vom elektro nisch umgewandelten Röntgenstrahlenbild des ersten Röntgenkon verters 17 bildpunktweise subtrahiert. Dieses Signal kann vor der Subtraktion örtlich gemittelt sein. Durch örtliche und zeitliche Mittelung kann der Einfluß des Quantenrauschens im Streustrahlenbild weitgehend reduziert werden. Durch eine in der Verarbeitungsschaltung 8 angeordnete Look-Up-Table läßt sich vor der Subtraktion der Einfluß der Aufwärmung und Ab sorption durch den ersten Röntgenkonverter 17 sowie der expo tentielle Absorptionseinfluß beseitigen.

Die Halbleiter-Arrays 17 und 18 können beispielsweise aus amorphem Silizium (aSi) bestehen. Die bildpunktweise Ansteue rung dieser beispielsweise in Dünnfilmtechnik hergestellten Halbleiter-Arrays erfolgt durch die Abtaststeuerung 6, die die Bildpunkte zeilen- und spaltenweise nacheinander synchron auf ruft.

Die Strukturen der Halbleiter-Arrays 17 und 18 können durch Vorbelichtung ohne Patient 4 mit Speicherung in den Speicher mitteln 9 und anschließender Subtraktion eliminiert werden.

Eine Speicherbildwiedergabe unter Aufzeichnung auf Laser-Hard copy-Kameras oder auf digitale optische Laserplatte ist mög lich.

Bei der Darstellung des gesamten Gefäßverlaufes bei Beingefä ßen aus Einzelbolusbildern kann eine kontinuierliche Relativ bewegung von Detektor 5 zu Patient 4 für die Bolusverfolgung mit einer automatischen digitalen Bildverarbeitung erfolgen. Eine Detektorvorrichtung in der Verarbeitungsschaltung 8 er kennt, daß das Kontrastmittel einen Schwellwert übersteigt, und löst die Erfassung eines Bildabschnittes aus, wobei die aufeinanderfolgenden Bildabschnitte aneinandergereiht werden. Weiterhin kann in der Verarbeitungsschaltung eine Rechenschal tung vorgesehen sein, die nach bestimmten Gefäßverfolgungsal gorithmen eine Addition aufeinanderfolgender Bilder bewirkt, um die Bildqualität zu erhöhen.

Durch eine derartige Vorrichtung erhält man die Möglichkeit, eine On-Line- oder Real Time-Mehr-Spektren-Subtraktion ohne zeitlichen Versatz der Subtraktionsbilder auf einfache Weise durchführen zu können.

Claims

1. Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Röntgenstrahler (1) zur Erzeugung eines Röntgenstrahlenbündels, mit einem Detektor (5) zur Erfassung des durch einen Patienten (4) geschwächten Röntgenstrahlenbündels, der aus zwei großflächigen Röntgenkon vertern (13 bis 18) mit zweidimensionalem Halbleiter-Array (15 bis 18) besteht, zwischen denen ein Filter (19, 20) angeordnet ist, und mit einer daran angeschlossenen Verarbei tungsschaltung (8) mit Subtraktionseinrichtung zur On-Line-Sub traktion zweier mit unterschiedlichen Eigenschaften erstellter Bilder eines Objektes, dadurch gekenn zeichnet, daß das zwischen den Röntgenkonvertern (13 bis 18) angeordnete Filter (19, 20) aus einer großflächigen matrixförmigen Anordnung (20) von Elementen besteht und zumindest teilweise die Direktstrahlung des Röntgenstrahlers (1) unterdrückt.

2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß das Filter (20) aus einem für Röntgenstrahlen transparentem Material be steht, in dem matrixförmig Scheiben (23) aus für Röntgenstrah len nicht transparenten Materialien angeordnet sind.

3. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß der Röntgenkonverter (13 bis 18), ein Halbleiter-Array (15 bis 18) aus amorphem Silizium (a:Si) aufweist.

4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgenkonverter (13 bis 16) einen großflächigen Leuchtschirm (13, 14) aufweist, der direkt mit einem lichtempfindlichen Halbleiter-Array (15, 16) gekoppelt ist.

5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgenkonverter aus einem röntgenstrahlenempfindlichen Halbleiter-Array (17, 18) besteht.

6. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Röntgenkonvertern (16 bis 18) Leuchtschirme (21, 22) zugeordnet sind.

7. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Röntgenkonvertern (16 bis 18) Speicherfolien (21, 22) zugeordnet sind.