DE4402240A1 - System und Verfahren zur digitalen Röntgenbilderstellung - Google Patents
System und Verfahren zur digitalen RöntgenbilderstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur di
gitalen Röntgenbilderstellung, die insbesondere zum Abbilden
eines großen Gesichtsfeldes wie des Brustbereichs eines Er
wachsenen geeignet sind.
Herkömmliche Verfahren zum Aufnehmen von Bildern einer Per
son durch Durchstrahlen derselben mit Röntgenstrahlen sind
in Verfahren unter Verwendung eines Röntgenfilms und in
Digitalradiographie (nachfolgend mit "DR" abgekürzt)-Verfah
ren zum Aufnehmen eines digitalen Röntgenbilds unterteilt.
Es wird erwartet, daß DR-Verfahren das Diagnosevermögen
durch Verwendung von Bildbearbeitung verbessern und daß mit
ihnen Röntgenbilder elektronisch aufgezeichnet, abgespei
chert und gesucht werden können. Es sind verschiedene
Brust-DR-Verfahren bekannt, zu denen die folgenden gehören:
ein Filmdigitalisierverfahren, bei dem ein auf einem Rönt genfilm aufgenommenes Bild digitalisiert wird; ein Speicher leuchtstoff-Digitalverfahren, bei dem ein Speicherleucht stoff anstelle des Röntgenfilms verwendet wird und das latente Bild von einem Laserstrahl zum Lesen und zum Erzeu gen eines sichtbaren Bilds abgetastet wird, ein Abraster- Bildverfahren, bei dem eine Kombination aus einem eindi mensionalen Röntgenstrahl und einem eindimensionalen Detek torarray verwendet wird; und ein Verfahren mit Röntgenbild verstärker und Fernsehkamera (nachfolgend als Röntgenstrahl- II-TV-Verfahren bezeichnet), das eine Kombination aus einem Röntgenbildverstärker (nachfolgend mit "Röntgen-II" abge kürzt) zum Umwandeln eines Röntgenbilds in ein optisches Bild und zum Verstärken desselben, und einer Fernsehkamera zum Umwandeln des verstärkten optischen Bildes in elektri sche Signale verwendet.
ein Filmdigitalisierverfahren, bei dem ein auf einem Rönt genfilm aufgenommenes Bild digitalisiert wird; ein Speicher leuchtstoff-Digitalverfahren, bei dem ein Speicherleucht stoff anstelle des Röntgenfilms verwendet wird und das latente Bild von einem Laserstrahl zum Lesen und zum Erzeu gen eines sichtbaren Bilds abgetastet wird, ein Abraster- Bildverfahren, bei dem eine Kombination aus einem eindi mensionalen Röntgenstrahl und einem eindimensionalen Detek torarray verwendet wird; und ein Verfahren mit Röntgenbild verstärker und Fernsehkamera (nachfolgend als Röntgenstrahl- II-TV-Verfahren bezeichnet), das eine Kombination aus einem Röntgenbildverstärker (nachfolgend mit "Röntgen-II" abge kürzt) zum Umwandeln eines Röntgenbilds in ein optisches Bild und zum Verstärken desselben, und einer Fernsehkamera zum Umwandeln des verstärkten optischen Bildes in elektri sche Signale verwendet.
Von diesen DR-Verfahren wird das Röntgenstrahl-II-TV-Verfah
ren auch als sogenanntes Echtzeit-DR-Verfahren bezeichnet,
das die Funktion des direkten Darstellens und Abspeicherns
eines aufgenommenen Bildes hat und das über die kürzeste
Zeit zum Aufnehmen und Verarbeiten eines Bildes verfügt. Da
her können erfolgreiche oder fehlgeschlagene Bildaufnahme
direkt beurteilt werden, und dieses Verfahren ist wegen der
für eine Untersuchung erforderlichen kurzen Zeitspanne für
Reihenuntersuchungen geeignet. Es ist auch für dringende
Überprüfungen sowie für Routineuntersuchungen wie auch für
genaue Diagnose in Krankenhäusern geeignet, da es nur kurze
Zeit erfordert, um die Bilderstellungsergebnisse zu erhal
ten, und es ist möglich, Funktionen vorzusehen wie Bildfol
geerstellung, dynamische Bilderstellung, Fluoroskopie und
dergleichen neben der schnellen Diagnose. Die anderen Ver
fahren neben dem Röntgenstrahl-II-TV-Verfahren erfordern
30 Sekunden oder mehr für die Bilderstellung und zum Lesen
von Bilddaten.
Z. B. ist aus Electromedica, Vol. 60 (1992), No. 1, S. 2-5
die Verwendung eines Röntgenstrahl-II-TV-Verfahrens zum Er
zielen eines Röntgenbildes in einem Bildzielbereich bekannt,
der größer ist als das Gesichtsfeld des Röntgendetektors,
und zwar durch mehrfaches Unterteilen des Bereichs, während
die Relativpositionen zwischen dem Röntgendetektor und einer
Person verändert werden. Gemäß dieser Technik liegt eine
Person in Rückenlage auf einem Bett und die Röntgenquelle
und der Röntgendetektor werden in Einklang miteinander in
einer Richtung bewegt, z. B. parallel zur Längsrichtung der
Person. Z. B. wird ein Angiogramm der unteren Extremitäten
mehrfach bereichsweise abgebildet und mehrere erhaltene Bil
der werden zusammengesetzt, um sie als ein Gesamtbild darzu
stellen.
Obwohl das vorstehend beschriebene Röntgenstrahl-II-TV-Ver
fahren hervorragende Vorteile aufweist, bestehen bei her
kömmlichen DR-Verfahren die Probleme, daß das Gesichtsfeld
und die räumliche Auflösung schlechter als bei anderen Ver
fahren sind. Es ist technisch schwierig, einen Röntgenbild
verstärker herzustellen, der mit großem Gesichtsfeld ein
Bild höchster Auflösung aufnehmen kann. Als Röntgenbildver
stärker mit einem Gesichtsfeld von ungefähr 40 cm · 40 cm,
wie er zum Abbilden des Brustbereichs erforderlich ist, ist
ein Röntgenbildverstärker mit einem Gesichtsfeld von 47 cm
in Radiology, Vol. 171, No. 2 (Mai 1989), S. 297-307 be
schrieben. Dieser Röntgenbildverstärker hat jedoch eine
räumliche Auflösung, die schlechter als bei anderen Verfah
ren ist. Ein anderes Problem, das in Verbindung mit einem
Röntgenbildverstärker besteht, ist dasjenige, daß sich die
räumliche Auflösung an einer Position um so stärker ver
schlechtert, je weiter die Position von der Mitte des Ge
sichtsfeldes weg liegt. Daher bildet dann, wenn Lungen abge
bildet werden, der mittlere Bereich des Röntgenbildverstär
kers mit hoher Auflösung den mittleren Bereich des Mediasti
nalraums ab, wohingegen der Randbereich des Röntgenbildver
stärkers mit geringerer Auflösung das Lungenfeld abbildet.
Mit der in Electromedica, Vol. 60 (1992), No. 1, S. 2-5
angegebenen Technik werden Bilder (Photographien) eines
Zielbereichs, die unterteilt mehrfach aufgenommen wurden,
zerschnitten und zusammengeklebt, und sie werden nicht von
einem Computer bildverarbeitet. Daher sind die Bilddichten
in Bereichen entlang den Vereinigungslinien diskontinuier
lich, so daß die Bildqualität des Gefäßsystems nahe den
Bereichen entlang diesen Vereinigungslinien schlecht ist.
Darüber hinaus berücksichtigt es diese Technik nicht, daß
beim Abbilden mehrerer interessierender Bereiche der mitt
lere Bereich des Röntgenbildverstärkers eine höhere Auflö
sung aufweist.
Beim vorstehend beschriebenen Verfahren mit unterteilten
Bildern sind die die Person durchstrahlende Röntgenstrahlen
bündel keine Parallelbündel sondern divergierende Bündel. Da
die Röntgenquelle und der Röntgendetektor relativ zur Person
bewegt werden, laufen divergierende Röntgenstrahlbündel mit
verschiedenen Einfallswinkeln durch dieselbe Position an
einer Person, wenn mehrfach Bilder von der Person aufgenom
men werden. Diese verschiedenen Einfallswinkel von Röntgen
strahlbündeln erzeugen einen Positionierfehler des Bildes
der Person in Tiefenrichtung, wobei es nicht möglich ist,
mehrere Bilder korrekt zusammenzusetzen.
Dieses Problem wird detailliert unter Bezugnahme auf Fig. 12
beschrieben. Eine Röntgenquelle 3 und ein Röntgendetektor 16
werden im Einklang miteinander parallel zu einer in Rücken
lage befindlichen Person 17 bewegt. Wie oben beschrieben,
sind Röntgenstrahlbündel, die durch die Person 17 hindurch
dringen, divergierende Bündel. Daher läuft dann, wenn sich
die Röntgenquelle 3 an einem Punkt A befindet, ein Röntgen
strahlbündel 21, das an einer Position an einem Punkt P an
der Bauchseite einfällt, zur Position an einem Punkt Q an
der Rückenseite durch, wohingegen dann, wenn die Röntgen
quelle 3 sich am Punkt B befindet, ein auf die Position an
einem Punkt P auf der Bauchseite auftreffender Röntgenstrahl
22 zur Position am Punkte R auf der Rückenseite hindurch
läuft. Da ein Röntgenbild als Röntgentransmissionsbild er
halten wird, ist dann, wenn die an den Positionen A und B
der Röntgenquelle 3 aufgenommenen Bilder durch Übereinander
setzen der zwei Punkte P auf der Bauchseite zusammengesetzt
werden, das zusammengesetzte Bild nicht korrekt, da auf der
Rückenseite die Punkte Q und R vereinigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Echtzeit-DR-
Bilderstellungssystem zu schaffen, mit dem ein Röntgenbild
eines Zielbereichs erhalten werden kann, dessen Gesichtsfeld
größer als dasjenige eines Röntgendetektors ist, und zwar
durch korrektes Zusammensetzen mehrerer Bilder, die unter
teilt zu mehreren Zeitpunkten aufgenommen wurden, während
die Relativpositionen zwischen dem Röntgendetektor und der
Röntgenquelle verändert wurden.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Ver
fahren zur digitalen Röntgenbilderstellung anzugeben.
Die Erfindung ist für das System durch die Lehre von An
spruch 1 und für das Verfahren durch die Lehre von Anspruch
28 gegeben.
Beim erfindungsgemäßen digitalen Röntgenbilderstellungs
system wird jeder von mehreren abzubildenden Zielbereichen
im wesentlichen im mittleren Bereich des Gesichtsfeldes der
Röntgendetektoreinheit abgebildet. Es ist daher möglich, für
jeden Zielbereich ein Bild unter optimalen Bedingungen und
damit mit optimaler Qualität zu erhalten. Wenn der zu unter
suchende Bereich der Brustbereich eines Menschens ist, wer
den das rechte und linke Lungenfeld jeweils im wesentlichen
im mittleren Bereich des Gesichtsfeldes der Röntgendetektor
einheit abgebildet. Es ist daher möglich, ein korrekteres
Bild des Lungenfelds zu erhalten, das das Diagnosevermögen
für das Lungenfeld verbessert.
Da der Zwischenbereich zwischen mehreren abzubildenden Ziel
bereichen in mindestens einem Bilderstellungs-Gesichtsfeld
vorhanden ist, existiert kein fehlender Teil im Gesichts
feld, was es erlaubt, alle erforderlichen Bereiche abzubil
den. Unter Verwendung eines hochauflösenden Röntgenstrahl-
II-TV- Systems sind unmittelbare Anzeige und Diagnose mög
lich, was den Durchsatz verbessert. Es ist möglich, ein Bild
mit größerem Gesichtsfeld als demjenigen der Röntgendetek
toreinheit zu erhalten, das beide Lungenflügel abdeckt, wozu
mehrere radiographische Belichtungen verwendet werden.
Durch Zusammensetzen mehrerer Bilder ist eine Diagnose durch
eine Anzeigeeinheit möglich. Durch Korrigieren der Empfind
lichkeit der Röntgendetektoreinheit sowie der geometrischen
Verzerrung und der Dichte eines Bildes ist es möglich, ein
digitales Röntgenbilderstellungssystem zu realisieren, das
dazu in der Lage ist, die Bilddiskontinuität in Verbindungs
bereichen zu verringern und mit dem eine genauere Diagnose
ausgeführt werden kann.
Wenn die Röntgenquelle und eine Person unbeweglich sind,
verfügt die Röntgendetektoreinheit über eine Konstruktion,
durch die die Relativposition zwischen ihr und der Person
verändert wird, um das Röntgengitter im wesentlichen recht
winklig zu einer Mittellinie während der Belichtungen einzu
stellen, die durch die Mitte der Röntgeneingangsebene des
Röntgengitters und der Röntgenquelle hindurchgeht. Daher än
dert sich der Einfallswinkel eines Röntgenstrahlbündels an
derselben Position einer Person bei jeder von mehreren ra
diographischen Belichtungen nicht, wodurch keine Verzerrung
in Tiefenrichtung der Person hervorgerufen wird. Es ist da
her möglich, mehrere Röntgenbilder dadurch richtig zusammen
zusetzen, daß die Ungleichförmigkeit der Empfindlichkeit der
Röntgendetektoreinheit und die geometrische Verzerrung in
den Bildbereichen korrigiert werden, die in mehreren Rönt
genbildern enthalten sind.
An der Vorderseite der Röntgendetektoreinheit ist ein Rönt
gengitter ausgebildet. Dieses das Abbildungsgesichtsfeld
abdeckende Röntgengitter läßt Röntgenstrahlung wirkungsvoll
durch, schirmt aber gestreute Röntgenstrahlen ab. Infolge
dessen können selbst dann, wenn die Röntgendetektoreinheit
bewegt wird, gestreute Röntgenstrahlen wirkungsvoll vom
Röntgengitter abgeschirmt werden. Unter Verwendung eines
hochauflösenden Röntgenstrahl-II-TV-Systems werden direkte
Bilddarstellung und -diagnose möglich, was den Diagnose
durchsatz verbessert. Durch Bewegen der Position des Rönt
genstrahlspalt kann eine unnötige Röntgenbestrahlung der
Person verhindert werden.
Erfindungsgemäß kann ein großer Bereich wie ein Lungenfeld
in Echtzeit mit hoher räumlicher Auflösung abgebildet wer
den, wobei direkte Bilderstellung und -diagnose zur Verfü
gung gestellt werden. Es ist daher möglich, erneute Bildauf
nahme auszuführen und die Abbildungsbedingungen zu ändern,
was genaue Diagnose zuläßt. Bei Brustbereichs-DR oder der
gleichen können Röntgenstrahlen wirkungsvoll und direkt
durchgestrahlt werden, und gestreute Röntgenstrahlen können
abgeschirmt werden, während Röntgenstrahlen außerhalb des
Abbildungs-Gesichtsfeldes abgeschirmt werden. Daher kann
eine unnötige Röntgenbestrahlung einer Person verhindert
werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei
spielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen de
tailliert beschrieben.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, das den Aufbau eines
digitalen Röntgenbilderstellungssytems gemäß einem Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm für die Bilderstellung in be
zug auf eine Person und für die Bewegung einer Röntgendetek
toreinheit beim digitalen Röntgenbilderstellungssystem gemäß
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Algorithmus für
Bildkorrektur und Bildzusammensetzung gemäß einem Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Standard
schablone bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
Fig. 5A, 5B und 5C sind Diagramme, die Beispiele für Verbin
dungspunkte bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zei
gen;
Fig. 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für das Zusammen
fügen von Bildern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfin
dung zeigt;
Fig. 7A, 7B, 7C, 7D und 7E sind Diagramme zum Erläutern
einer Dichtekorrektur und von Korrekturfaktoren gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 8 und 9 veranschaulichen Positionsänderungs-Bewegungs
bahnen von Röntgendetektoreinheiten, bei denen die Positio
nen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung geändert
werden;
Fig. 10 und 11 sind Draufsichten auf Röntgenbilderstellungs
systeme gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 12 ist ein Diagramm, mit dessen Hilfe Schwierigkeiten
erläutert wurden, wie sie bei herkömmlichen Techniken auf
treten.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, das die Struktur
eines Brustbereich-Röntgenbilderstellungssystems gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Das Brustbereich-
Röntgenbilderstellungssystem dieses Ausführungsbeispiel ent
hält u. a. die folgenden Komponenten: eine Bildfolgesteue
rung 1, einen Röntgenröhre-Hochspannungsgenerator 2, eine
Röntgenröhre 3, eine Röntgenstrahliris und ein Filter 4,
einen Röntgenstrahlspalt 5, ein Röntgengitter 6, einen
Röntgenbildverstärker 7, eine optische Linse und eine Spie
geleinheit 8, eine Iris 9, eine höchstgenaue Fernsehkamera
10, eine Bilderfassungs- und -bearbeitungseinheit 11, eine
Bildanzeigeeinheit 12, eine Datenspeichereinheit 13, einen
Positionsänderungsmechanismus 14 zum Einstellen der Position
einer durch eine gestrichelte Linie umrandeten Röntgendetek
toreinheit 16 und eine Positionsänderungssteuerung 15.
Die Körperhaltung einer Person bei der Bilderstellung ist
stehende Haltung oder Rücken- oder Bauchlage in einem Bett.
Bei stehender Haltung ist die Röntgeneinfallsebene der Rönt
gendetektoreinheit im wesentlichen senkrecht auf dem Boden
stehend (wie in Fig. 1 dargestellt). Im Fall einer Rücken-
oder Bauchlage werden Röntgenstrahlen der Person von oben
oder unten zugeführt, und der Detektor ist über oder unter
dem Bett angeordnet. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Bei
spiel bewegt sich die Röntgendetektoreinheit 16 rechtwinklig
zur Zeichenebene (parallel zum Boden), um von einer Person
mehrfach ein Bild zu erstellen.
Die Fernsehkamera 10 verwendet als Bildaufnahmeelement eine
hochauflösende Bildaufnahmeröhre 20. Der Röntgenbildverstär
ker 7 verfügt über einen wirksamen Durchmesser seines Ge
sichtsfeldes von ungefähr 35 cm (ungefähr 14 Zoll) entspre
chend einem Gesichtsfeld, das einen einzelnen Lungenflügel
und den Mediastinalraum abdeckt. Die Röntgeneinfallsebene
der Röntgendetektoreinheit 16 ist vertikal zum Boden und zur
Mittellinie stehend angeordnet, die die Röntgenröhre und die
Mitte der Röntgeneinfallsebene miteinander verbindet.
Nachfolgend wird die Funktion jeder Komponente summarisch
beschrieben.
Die Bildfolgesteuerung 1 legt eine Bildfolge für die Rönt
gendetektoreinheit 16 zur Röntgenabbildung eines einzelnen
Lungenflügels (rechter oder linker Lungenflügel) und des
Mediastinalraums in zwei vorgegebenen Positionen fest,
d. h., sie legt die Breite und die Dauer zweier Röntgen impulse, die Amplitude der Hochspannung (Röntgenröhrenspan nung), die Stärke des Röhrenstroms und die Positionsänderung der Röntgendetektoreinheit 16 fest. Die Positionsänderungs steuerung 15 steuert den Positionsänderungsmechanismus 14 so, daß die Röntgendetektoreinheit 16 in den zwei vorgegebe nen Positionen während der Röntgenbilderstellung ruhig ge halten wird und sie in der Zeitspanne während der zwei Rönt genstrahlimpulse verstellt wird. Auf diese Weise kann Rönt genbilderstellung zu zwei Zeitpunkten der Reihe nach in zwei Positionen ausgeführt werden.
d. h., sie legt die Breite und die Dauer zweier Röntgen impulse, die Amplitude der Hochspannung (Röntgenröhrenspan nung), die Stärke des Röhrenstroms und die Positionsänderung der Röntgendetektoreinheit 16 fest. Die Positionsänderungs steuerung 15 steuert den Positionsänderungsmechanismus 14 so, daß die Röntgendetektoreinheit 16 in den zwei vorgegebe nen Positionen während der Röntgenbilderstellung ruhig ge halten wird und sie in der Zeitspanne während der zwei Rönt genstrahlimpulse verstellt wird. Auf diese Weise kann Rönt genbilderstellung zu zwei Zeitpunkten der Reihe nach in zwei Positionen ausgeführt werden.
Der Röntgenstrahlspalt 5 verfügt über eine vorgegebene
Breite, durch die ein Röntgenstrahlbündel hindurchgestrahlt
wird, und er ist so ausgebildet, daß er sich in einer Rich
tung bewegen kann und seine Position innerhalb des veränder
ten Abbildungsbereichs ändert.
Der Hochspannungsgenerator 2 erzeugt eine Spannung und einen
Strom abhängig von der Bildfolge, und die Röntgenröhre 3 er
zeugt einen zugehörigen Röntgenstrahl. Der durch die Person
17 gestrahlte Röntgenstrahl wird dem Röntgenstrahlverstärker
7 über das Röntgengitter 6 zugeführt, durch das der Röntgen
strahl dadurch abgeschwächt wird, daß gestreute Röntgen
strahlen ausgeblendet werden. Ein auf einen Eingangs-Leucht
stoffschirm 18 des Röntgenbildverstärkers 7 projiziertes
Röntgenbild wird in ein sichtbares Bild auf einem Ausgangs-
Leuchtstoffschirm 19 umgesetzt. Die optische Linse und die
Spiegeleinheit 8 fokussieren das sichtbare Bild auf die
Fernsehkamera 10, die das Bild in ein Videosignal umsetzt,
das in die Bilderfassungs- und -bearbeitungseinheit 11 ein
zugeben ist.
In der Bilderfassungs- und -bearbeitungseinheit 11 wird das
Videosignal A/D-umgesetzt und in einem internen Rahmenspei
cher abgespeichert. Geometrische Verzerrungen und Bildpe
gel (Schwärzegrad) -Abschattungen der zwei digitalen Röntgen
bilder, wie sie aufgrund der Eigenschaften der Röntgendetek
toreinheit vorliegen, werden korrigiert. Die zwei korrigier
ten Bilder werden so zusammengesetzt, daß diejenigen Berei
che, die in den zwei Bildern gemeinsam vorhanden sind, bild
verarbeitet werden, auf der Bildanzeigeeinheit 12 darge
stellt werden und in der Datenspeichereinheit 13 abgespei
chert werden. Die Datenanzeigeeinheit 12 stellt entweder das
Bild eines einzelnen Lungenflügels, ein zusammengesetztes
Bild oder ein Bild dar, das aus den zusammengesetzten Bil
dern des rechten und linken Lungenflügels besteht.
Fig. 2 veranschaulicht ein Beispiel für eine Positionsände
rungsfolge bei der Bilderstellungsfolge. Sowohl die Position
der Röntgenstrahldetektoreinheit 16, die den Bereich eines
Lungenflügels und den Mediastinalraum abdeckt (Position A)
als auch die Position, bei der der Bereich des anderen Lun
genflügels und der Mediastinalraum abgedeckt werden (Posi
tion B), werden vorab festgelegt. Typischerweise liegen die
Positionen A und B rechts und links an einer Person, 85 mm
von deren mittlerer Linie entfernt.
Zunächst wird die Position der Röntgendetektoreinheit 16 auf
die Position A gesetzt. Bei der typischen Betriebsweise der
in Fig. 2 dargestellten Fernsehkamera wird ein Videosignal
mit 30 Rahmen pro Sekunde und 1000 Abtastzeilen pro Rahmen
gelesen. Die Lesezeitspanne beträgt 33 ms, und die Röntgen
bestrahlungszeit beträgt 5 ms. Die Bestrahlungszeit kann
z. B. ungefähr 30 ms eingestellt werden. In demjenigen Rah
men (oder Vollbild), zu dem ein Röntgenstrahl eingestrahlt
wird, wird die Bildausleseabtastung durch den Rahmenaustast
vorgang der Fernsehkamera angehalten, um ein Röntgenbild auf
einem Bildaufnahmeschirm aufzuzeichnen. Im nächsten Rahmen
wird der Rahmenaustastvorgang beendet, und die Bildauslese
abtastung wird ausgeführt, um erste Bilddaten auszulesen und
sie in der Bilderfassungs- und -bearbeitungseinheit abzu
speichern. Danach wird die Röntgendetektoreinheit 16 zur
Position B verstellt. Die mittlere Verstellgeschwindigkeit
beträgt typischerweise ungefähr 50 cm/s, und es erfordert
ungefähr 330 ms, um die Einheit 16 zu verstellen. Nachdem
sie in die Position B gestellt ist, werden zweite Bilddaten
auf ähnliche Weise wie im Fall der Position A erfaßt.
Fig. 3 veranschaulicht ein Beispiel für einen Bildzusammen
setzalgorithmus. Dieser Algorithmus enthält einen Bildkor
rekturprozeß zum Korrigieren von Empfindlichkeitsunter
schieden und geometrischen Verzerrungen in mehreren digita
len Röntgenbildern sowie einen Bildzusammensetzprozeß zum
Zusammensetzen der mehreren digitalen Röntgenbilder durch
Ausrichten gemeinsamer Bereiche in den Bildern und zum Kor
rigieren der Bildschwärzegrade.
Der Bildkorrekturprozeß 320 ist in einen Vorprozeß 300 zum
Erzeugen von Korrekturtabellen vor der Röntgenbildaufnahme
eines Brustbereichs sowie in einen Nachprozeß 310 zum Korri
gieren von Bilddaten unterteilt. Der Vorprozeß 300 erzeugt
eine Ungleichmäßigkeitskorrekturfaktor-Tabelle (302) zum
Korrigieren von Bildempfindlichkeitsungleichmäßigkeiten
(301-1, 302-2, . . . ) und eine Entsprechungsposition-Bezie
hungstabelle (304) zum Korrigieren geometrischer Bildverzer
rungen (305-1, 305-2, . . . ). Um die Ungleichmäßigkeitskorrek
turfaktor-Tabelle (302) zu erzeugen, wird eine Standard
schablone mit gleichmäßiger Röntgenstrahldurchlässigkeit ab
gebildet (301). Um die Entsprechungsposition-Beziehungs
tabelle (304) zu erzeugen, wird eine Standardschablone mit
Elementen (wie Löchern) an bekannten Positionen abgebildet
(303).
Um die Ungleichmäßigkeitskorrektorfaktor-Tabelle zu erzeu
gen, wird die Standardschablone mit der gleichmäßigen Rönt
genstrahldurchlässigkeit abgebildet, um für jedes vom Detek
tor erfaßte Pixel einen Bildpegel(Schwärzegrad)-Datenwert zu
erstellen. Der gemessene Datenwert selbst oder der gemessene
Datenwert nach Beseitigung höherfrequenter Störsignale aus
diesem durch Glätten wird in der Ungleichmäßigkeitskorrek
turfaktor-Tabelle abgespeichert. Die Bilddaten D(x, y) einer
Person ergeben sich durch die folgende Gleichung (1) im x-y-
Koordinatensystem des Röntgenstrahldetektors:
D(x, y) = {T(x, y) + S(x, y)} · H(x, y) + A(x, y) (1),
wobei A(x, y) die Intensität des emittierten Röntgenstrahls
bedeutet, T(x, y) die Verteilung der Röntgenstrahldurchläs
sigkeit der Person bedeutet und S(x, y) die Verteilung ge
streuter Röntgenstrahlen bedeutet. Die Bilddaten B(x, y) der
Schablone mit gleichmäßiger Röntgenstrahldurchlässigkeit ist
durch die folgende Gleichung (2) gegeben:
B(x, y) = k · H(x, y) · A(x, y) (2),
wobei k eine Konstante ist.
Z. B. wird für die Ungleichmäßigkeitsfaktor-Berechnung die
linke Seite der folgenden Gleichung (3) ausgerechnet:
1nD(x, y)-1nB(x, y) = 1n{T(x, y) + S(x, y)}-1nk (3).
Das Korrekturergebnis ist die rechte Seite der Gleichung
(3). In diesem Fall bleibt die Verteilung S(x, y) der ge
streuten Röntgenstrahlen unkorrigiert. Als Verfahren zum
Korrigieren der Verteilung gestreuter Röntgenstrahlen be
steht ein Verfahren, bei dem die tatsächlich gemessene Ver
teilung gestreuter Röntgenstrahlen in die Gleichung (3) ein
gesetzt wird. Alternativ kann, wie dies später beschrieben
wird, die Verteilung gestreuter Röntgenstrahlen dadurch kor
rigiert werden, daß die Schwärzegraddifferenz zweier Bilder
an einem Vereinigungspunkt korrigiert wird, wenn mehrere
Bilder zusammengesetzt werden.
Um die Entsprechungsposition-Beziehungstabelle zu erzeugen,
wird eine Standardschablone mit Elementen an bekannten Posi
tionen abgebildet. Das Bild der Standardschablone wird ana
lysiert, damit die Richtung und die Größe der Verzerrung je
der Elementposition bekannt sind. Die Entsprechungsposi
tionsbeziehung zwischen dem Bild einer Person und dem Bild
der Standardschablone wird in der Entsprechungspositions-
Beziehungstabelle abgespeichert, wobei die Koordinatenwerte
jedes Elements als Parameter verwendet werden. Diese Tabelle
wird unter Verwendung der Koordinatenwerte aller Pixel des
Bildes der Standardschablone auf die folgende Weise erzeugt.
Da Pixel eines verzerrungskorrigierten Bildes nicht alle den
einzelnen Positionen des gemessenen Bildes der Standard
schablone entsprechen, werden die entsprechenden Koordina
tenwerte aus benachbarten bekannten einzelnen Positionen
durch Interpolations- und Extrapolationsberechnungen abge
schätzt. Für die Interpolations- und Extrapolationsberech
nungen können verschiedene Interpolationsverfahren verwendet
werden wie eine Interpolation mit nächsten Nachbarn, die
Lagrange-Interpolation, eine Abtastfunktionsinterpolation
und eine Keilinterpolation.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel für eine Standardschablone. Diese
Standardschablone verfügt an mehreren Gitterpunkten 140 über
Löcher. In diesem Fall sind die Koordinatenwerte der Gitter
punkte als Parameter in der Entsprechungspositionstabelle
gespeichert. Andere Koordinatenwerte an Positionen außer den
in der Tabelle abgespeicherten Gitterpunkten werden durch
Interpolation und Extrapolation berechnet. Wenn Lagrange-
Interpolation mit vier Gitterpunkten verwendet wird, wie
durch Fig. 4 veranschaulicht, werden die Koordinatenwerte
von Pixeln in einem schräg schraffierten Bereich 144, die
von vier Gitterpunkten innerhalb eines kreisförmigen Ge
sichtsfeldes 42 umgeben sind, durch Interpolation berechnet,
und die Koordinatenwerte von Pixeln in einem anderen schräg
schraffierten Bereich 146 nahe der Innenseite und Außenseite
des Gesichtsfeldes 42 werden durch Extrapolation berechnet.
In dem in Fig. 3 dargestellten Nachprozeß (310) werden die
durch Radiographie einer Person (307-1, 307-2, . . . ) erhalte
nen Bilder (308-1, 308-2, . . . ) einem Empfindlichkeitsun
gleichmäßigkeit-Korrekturprozeß unterzogen (303-1, 303-2,
. . . ). Bei diesem Korrekturprozeß wird der Ungleichmäßig
keitskorrekturfaktor für jedes Pixel des Bildes einer Person
aus der Ungleichmäßigkeitskorrekturfaktor-Tabelle erhalten.
Der Pixelwert für die Person wird durch den Korrekturfaktor
geteilt.
Danach wird der Geometrieverzerrung-Korrekturprozeß (305-1,
305-2, . . . ) ausgeführt. Bei diesem Korrekturprozeß wird der
Koordinatenwert jedes Pixels des verzerrungskorrigierten
Bildes mit dem entsprechenden Koordinatenwert eines Pixels
des gemessenen Bildes unter Verwendung der Entsprechungs
position-Beziehungstabelle in Beziehung gesetzt. Der Wert
des Pixels am entsprechenden Koordinatenwert wird als Bild
schwärzegrad verwendet. Wie zuvor beschrieben, werden, da
sich die Pixel eines verzerrungskorrigierten Bildes nicht
alle in Übereinstimmung mit den Einzelpositionen des gemes
senen Bildes befinden, die entsprechenden Koordinatenwerte
aus benachbarten, bekannten Einzelpositionen durch Interpo
lations- und Extrapolationsberechnungen abgeschätzt. Für die
Interpolations- und Extrapolationsberechnungen können die
oben genannten Interpolationsverfahren verwendet werden.
Nach dem Bildkorrekturprozeß (320) wird ein Bildzusammen
setzprozeß (330) ausgeführt. Im Bildzusammensetzprozeß 330
wird ein Vereinigungspunkt für die Bildzusammensetzung fest
gelegt (331-1, 331-2, . . . ), und danach werden die Koordina
tensysteme so vereinigt, daß die Koordinatenwerte der Ver
einigungspunkte miteinander übereinstimmen (332-1, 332-2,
. . . ). Die Bilder werden dann zusammengesetzt (335), und der
Bildpegel (Schwärzegrad) des Bildes nahe dem Vereinigungs
punkt wird korrigiert (336). Durch den Ablauf des durch Fig. 3
veranschaulichten Algorithmus ist es möglich, ein zusam
mengesetztes Bild 337 aus mehreren Bildern einer Person zu
erhalten, während verschiedene Korrekturen ausgeführt wer
den.
Die Fig. 5A und 5B veranschaulichen, wie ein Vereinigungs
punkt festgelegt wird. In den Fig. 5A und 5B ist die Posi
tionsbeziehung zwischen Gesichtsfeldern dargestellt, wie sie
bei zwei Radiographiebelichtungen erhalten werden. Zwei
Kreise 42 repräsentieren die Gesichtsfelder der Röntgen
detektoreinheit in den verschiedenen Bilderstellungspositio
nen. Fig. 5A veranschaulicht ein Verfahren, bei dem als Be
zugspunkt ein charakteristischer Punkt (wie eine Kante eines
speziellen Knochens) an einer Person verwendet wird, der in
beiden Röntgenbildern vorhanden ist. In Fig. 5A sind der
erste bis fünfte Brustwirbel 43-1, 43-5 sowie Rippen 44 dar
gestellt. Ein Kantenpunkt an diesen Knochen, z. B. an einem
Wirbel, bei diesem Beispiel der Kantenpunkt am zweiten Wir
bel, wie er durch einen massiven schwarzen Punkt gekenn
zeichnet ist, wird als Markierungspunkt 40 verwendet. Fig.
5B veranschaulicht ein Verfahren zum Verwenden von Markie
rungspunkten (40-1, 40-2), die zwei Röntgenbildern gemeinsam
sind, als Markierungspunkte. Bei diesem Verfahren werden
Markierungspunkte aus kreisförmigen Metallstücken an einer
Person befestigt, wenn von dieser Bilder erstellt werden.
Fig. 5C veranschaulicht ein Verfahren zum Erstellen von Bil
dern für eine Person 47 dadurch, daß eine Markierungsscha
blone 45 mit bekannter Durchlässigkeit und bekannten Posi
tionen von Gitterpunkten, die als Vereinigungspunkte ver
wendbar sind, angebracht wird und als Bezugspunkte verschie
dene Gitterpunkte verwendet werden wie Punkte (140-3,
140-4), die mit massiven schwarzen Kreisen gekennzeichnet
sind. Durch dieses Verfahren ist es möglich, sowohl Bezugs
punkte festzulegen als auch geometrische Verzerrungen zu
korrigieren,
der Gitterpunkte in den Bildern der Person.
Es ist bevorzugt, daß ein Bezugspunkt zum Bestimmen des Ver
einigungspunktes in mehreren Röntgenbildern vorhanden ist.
Das in diesem Fall verwendete Zusammensetzverfahren wird
später unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben. Selbst wenn
ein Bezugspunkt nur in einem Röntgenbild vorhanden ist, kön
nen mehrere Röntgenbilder zusammengesetzt werden, wenn be
kannte Werte für die Bezugspunktkoordinaten in dem von der
Person festgelegten Raum verwendet werden. Z. B. können im
Fall der in Fig. 5C dargestellten Markierungsschablone 45
die Bilder dann zusammengesetzt werden, wenn die Koordina
tenwerte der vier Gitterpunkte (46-1 bis 46-4), wie sie
durch weiße, offene Kreise gekennzeichnet sind, bekannt
sind.
Als Verfahren zum Zusammensetzen mehrerer digitaler Bilder
kann z. B. ein Verfahren verwendet werden, wie es in JP-A-
2-264372 offenbart ist. Gemäß diesem Verfahren werden zwei
Punkte, die in mehreren digitalen Bildern jeweils abgebildet
sind, erfaßt, die Bilder werden unter Verwendung einer Linie
zusammengesetzt, die als Grenzlinie (Vereinigungslinie) für
die zwei Bilder durch die zwei Punkte geht, und die mittlere
Schwärzegradverteilung jedes Bildes wird berechnet, um den
Schwärzegrad jedes Pixels zu korrigieren.
Fig. 6 veranschaulicht ein Beispiel für ein Bildzusammen
setzverfahren. In Fig. 6 sind zwei Bezugspunkte A und B ge
meinsam in zwei Röntgenbildern R und L vorhanden. Wenn die
Vereinigungspunkte im Bild L Punkte A1 und B1 sind und Ver
einigungspunkte im Bild R Punkte A2 und B2 sind, entsprechen
die Punkte A1 und A2 sowie B1 und B2 den Bezugspunkten A und
B an denselben Stellen der Person.
Die Koordinatensysteme der zwei Bilder R und L werden da
durch vereinigt, daß dafür gesorgt wird, daß die Punkte A1
und A2 sowie die Punkte B1 und B2 jeweils zusammenfallen.
Für die Koordinatentransformation wird eine affine Transfor
mation verwendet, und es wird eine durch Interpolation und
Extrapolation erhaltene Entsprechungsposition-Beziehungs
tabelle verwendet. Nach der Koordinatensystemtransformation
werden die zwei Bilder so einander überlagert, daß die ent
sprechenden Vereinigungspunkte zusammenfallen. Als Vereini
gungslinie wird eine mehreckige Linie CABD verwendet, wobei
A der gemeinsame Punkt der Vereinigungspunkte A1 und A2 ist,
B der gemeinsame Punkt der Vereinigungspunkte B1 und B2 ist
und C und D die Überkreuzungspunkte der Außenränder der zwei
Gesichtsfelder sind. Das linke Bild L links von der Vereini
gungslinie und das rechte Bild R rechts von der Vereini
gungslinie werden zusammengesetzt.
Im allgemeinen wird eine mehreckige Linie, die zusammenfal
lende Vereinigungspunkte und Überkreuzungspunkte der Außen
ränder der Gesichtsfelder miteinander verbindet, als Verei
nigungslinie verwendet, um Bilder zusammenzusetzen.
Nach der Bildzusammensetzung wird der Schwärzegrad (Bild
wert) des Überlagerungsbereichs der Bilder L und R korri
giert, um die Diskontinuität des Schwärzegrades an den Ver
einigungspunkten zu korrigieren. Die Fig. 7A bis 7E veran
schaulichen ein Beispiel für eine Schwärzegradkorrektur. Der
Pixelwert des Bildes L ist durch 1 repräsentiert und derje
nige des Bildes R ist durch r repräsentiert. Bei dieser Er
findung verbleiben die Pixelwerte in einem Bereich, der nur
in einem der zwei Bilder vorhanden ist, unverändert, und die
Pixelwerte im Bereich, der in beiden Bildern enthalten ist,
werden unter Verwendung eines Schwärzegrad-Korrekturfaktors
korrigiert, der durch einen später zu beschreibenden Algo
rithmus berechnet wird. In Fig. 7A bezeichnen R und L zwei
Bilder, und eine fette Mehrecklinie ist eine Vereinigungs
linie (CABD) (siehe Fig. 6).
Die Schwärzegradkorrektur für eine Linie G (die mit der x-
Achse zusammenfällt) wird durch Fig. 7B veranschaulicht. RD
und LD sind Schwärzegradkurven für die Bilder R und L ent
lang der Linie G. Der Pixelwert der Vereinigungslinie erhält
den Mittelwert der Pixelwerte der Bilder R und L auf der
Linie. Die Pixelwerte nahe der Vereinigungslinie werden mit
Korrekturfaktoren multipliziert, um den Übergang für die
Pixelwerte in den Bildern R und L auf der Linie kontinuier
lich zu machen. Wie in Fig. 7C dargestellt, werden Korrek
turfaktoren (wie durch eine gestrichelte Linie RC1 und eine
durchgezogene Linie LC1 für die Bilder R und L repräsen
tiert) linear so verändert, daß die Pixelwerte für die Bil
der R und L entlang der Vereinigungslinie kontinuierlich
sind. Die Korrekturfaktoren werden für jede Linie (in X-
Richtung) berechnet.
Es wird nun ein Beispiel für die Bestimmung von Korrektur
faktoren beschrieben. Die Pixelwerte auf der Vereinigungs
linie werden auf den arithmetischen Mittelwert des Pixel
werts (1) des Bildes L und des Pixelwerts (r) des Bildes R
gesetzt. Die Korrekturgröße m (siehe Fig. 7B) auf der Ver
einigungslinie wird aus der folgenden Gleichung (4) berech
net. Die Position entlang der Linie G wird in Y-Richtung
verändert, um aus Gleichung (4) den arithmetischen Mittel
wert für eine neue Linie zu erhalten:
m = (1-r)/2 (4).
Die Korrekturgröße m ändert sich in vertikaler Richtung
(Y-Richtung) diskontinuierlich. Genauer gesagt, werden, wie
dies in Fig. 7D dargestellt ist, Korrekturfaktoren (mit
einer durchgezogenen Linie LC2 und einer gestrichelten Linie
RC2 repräsentiert), wie sie aus der Korrekturgröße m auf der
Vereinigungslinie für jeden Punkt berechnet werden, in ver
tikaler Richtung diskontinuierlich. Im Ergebnis wird, wenn
die Dichtekorrektur unter Verwendung dieser Korrekturfakto
ren ausgeführt wird, die Dichte der korrigierten Bilder in
vertikaler Richtung diskontinuierlich, obwohl sie in hori
zontaler Richtung (X-Richtung) kontinuierlich ist. Um Kor
rekturfaktoren zu erhalten, die auch in vertikaler Richtung
kontinuierlich sind, wird die folgende Korrekturgröße m′ auf
der Vereinigungslinie verwendet, die durch die folgende
Gleichung (5) gegeben ist:
wobei i die Pixelposition in X-Richtung und j die Pixelposi
tion in Y-Richtung repräsentiert.
Die Korrekturgröße m′ ist der Mittelwert der durch die Glei
chung (4) gegebenen Korrekturgrößen m in einem Fenster, das
durch p Pixel in horizontaler Richtung (X-Richtung) und
durch q Pixel in vertikaler Richtung (Y-Richtung) gegeben
ist.
Wie in Fig. 7E dargestellt, werden Korrekturfaktoren (durch
gezogene Linie LC3 und gestrichelte Linie RC3), die so be
rechnet sind, daß die Korrekturgrößen m′ auf der Vereini
gungslinie entsprechen, auch in vertikaler Richtung konti
nuierlich. Wenn die Schwärzegradkorrektur unter Verwendung
dieser Korrekturfaktoren ausgeführt wird, wird der Schwärze
grad im korrigierten Bild sowohl in der horizontalen Rich
tung (X-Richtung) als auch in der verikalen Richtung (Y-
Richtung) jeder Linie kontinuierlich.
Beim vorstehenden Ausführungsbeispiel überdeckt das Ein
gangs-Gesichtsfeld des Röntgenbildverstärkers einen Lungen
flügel und den Mediastinalraum, und der gesamte Brustbereich
kann durch zwei Radiographiebelichtungen überdeckt werden,
wodurch die Zeit minimiert wird, die zur Bilderstellung für
die Person und zur Verarbeitung von Bilddaten erforderlich
ist.
Die Form des Gesichtsfeldes eines zusammengesetzten Bildes,
wie es von einem Brustbereich-Röntgenbilderstellungssystem
erhalten wird, ist vorzugsweise ein Rechteck, oder es hat
eine rechteckähnliche Form. Die Bilderstellungszeit beträgt
vorzugsweise 2 Sekunden oder weniger, um die Bewegung des
Brustbereichs bei angehaltener Atmung zu minimieren. Bei
diesem Ausführungsbeispiel ist das Eingangs-Gesichtsfeld des
Röntgenbildverstärkers ein Kreis mit einem Durchmesser von
ungefähr 30 bis 45 cm. Der relative zeitliche Bewegungsweg
des Röntgenbildverstärkers zwischen zwei Radiographiebelich
tungen beträgt ungefähr eine Sekunde für den Durchmesser des
Eingangs-Gesichtsfelds. Die Form des zusammengesetzten Bil
des ist ein Rechteck mit einer Seitenlänge, die ungefähr das
3/2fache des Durchmessers des Eingangs-Gesichtsfelds ist,
was für ein ausreichendes Gesichtsfeld von 35 cm im Quadrat
sorgt, wie es für Brustbereichdiagnose erforderlich ist. Die
Bilderstellungszeit beträgt ungefähr 0,5 s oder weniger, was
für praktische Verwendung geschickt ist.
Beim vorigen Ausführungsbeispiel verstellt der Positions
änderungsmechanismus die Röntgendetektoreinheit zwischen
aufeinanderfolgenden Radiographiebelichtungen horizontal.
Dies ist zur Bilderstellung des Brustbereichs einer Person
geeignet, die steht, wie auch für Verstellung einer schweren
Röntgendetektoreinheit unter Verwendung einer einfachen
Struktur des Mechanismus.
Als Bahnlinie für die Röntgendetektoreinheit zwischen zwei
Radiographiebelichtungen kann eine Kreisbahn 80, wie sie in
Fig. 8 durch eine durchgezogene Linie gekennzeichnet ist,
wie auch eine gerade Bahnlinie verwendet werden. In Fig. 8
repräsentieren Bezugsziffern 85 zwei Abbildungsmittelpunkte.
Der Positionsänderungsmechanimus für eine gerade Bahnlinie
erfordert eine Bewegung in entgegengesetzten Richtungen. Ein
Positionsänderungsmechanismus für eine kreisförmige Bahn
linie erfordert keine Bewegung in entgegengesetzten Richtun
gen, so daß die Struktur des Mechanismus vereinfacht sein
kann.
Wenn ein kleiner Röntgenbildverstärker von ungefähr 30 cm
(ungefähr 12 Zoll) verwendet wird, beträgt die Anzahl von
Brustbereich-Radiographiebelichtungen vorzugsweise vier. In
diesem Fall ist es von Vorteil, den Abbildungsmittelpunkt
der Röntgendetektoreinheit entlang der durch die durchgezo
gene Linie in Fig. 9 gekennzeichneten kreisförmigen Bahn
linie so zu verstellen, daß ein quadratisches Gesichtsfeld
erhalten wird.
Fig. 10 ist eine Draufsicht, die die Struktur eines Röntgen
bilderstellungssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbei
spiel der Erfindung zeigt. Beim Röntgenbilderstellungssystem
dieses Ausführungsbeispiels sind die Positionen der Röntgen
quelle 3 und einer Person 17 festgelegt. Wenn von der Person
17 ein Bild erstellt wird, bewegt sich die Röntgendetektor
einheit 16 entlang einem Kreisbogen, der die Röntgenquelle 3
zum Mittelpunkt hat, wobei die Röntgendetektoreinheit 16
immer rechtwinklig zur Verbindungslinie zwischen ihr und der
Röntgenquelle 3 steht.
Anstatt eines Mechanismus zum Bewegen der Röntgendetektor
einheit auf die vorstehende Weise entlang einer Kreisbogen
linie kann auch ein anderer Positionsänderungsmechanismus
verwendet werden, bei dem ein lineares Positionsänderungs
system zum linearen Bewegen der Mitte der Röntgeneintritts
ebene der Röntgendetektoreinheit 16 in vorgegebene Bilder
stellungspositionen sowie ein Drehsystem zum Verdrehen der
Röntgendetektoreinheit 16 auf einem Gestell angeordnet sind,
das sich um eine Drehachse dreht und die Einheit 16 zur
Röntgenquelle 3 hin ausrichtet. In diesem Fall ist die
Hauptbewegung eine lineare Bewegung, so daß die Röntgen
detektoreinheit 16 mit hoher Geschwindigkeit bewegt werden
kann.
Beim vorstehenden Ausführungsbeispiel sind die Positionen
der Röntgenquelle 3 und der Person 17 festgelegt. Statt dessen
kann die Röntgenquelle 3 zu jedem Belichtungszeitpunkt
zur Mitte der Röntgendetektoreinheit 16 hin ausgerichtet
werden. In diesem Fall kann die Röntgenintensitätsverteilung
konstant gehalten werden, was es erlaubt, den Brennpunkt
klein und die Auflösung hoch einzustellen.
Zum Ändern der Relativposition zwischen der Röntgendetektor
einheit und einer Person kann die Position der Person 17
verändert werden, anstatt daß die Röntgendetektoreinheit 16
verstellt wird. In diesem Fall sind, wie dies in Fig. 11
dargestellt ist, die Röntgenquelle 3 und die Röntgendetek
toreinheit 16 feststehend so angeordnet, daß die Röntgen
eingangsebene der Röntgendetektoreinheit rechtwinklig zu der
Linie steht, die die Röntgenquelle mit der Röntgendetektor
einheit verbindet. Wenn mit Hilfe der Röntgenquelle 3 eine
Bilderstellung erfolgt, wird die Person 17 so bewegt, daß
die genannte Verbindungslinie immer durch die Person hin
durchgeht, wobei die Person ihre Haltung rechtwinklig zur
Verbindungslinie beibehält. Wenn nur die Person bewegt wird,
führt dies zu keinerlei Schwingung der Röntgendetektorein
heit, was nachteilige Auswirkungen von Schwingungsstörungen
beseitigt.
Zusätzlich zu den vorstehend genannten Verfahren der Bild
erstellung für mehrere unterteilte Bilderstellungs-Ziel
bereiche durch Verändern der Relativposition zwischen der
Röntgendetektoreinheit und einer Person können sowohl die
Röntgendetektoreinheit als auch die Person gleichzeitig oder
zeitlich aufeinanderfolgend bewegt werden.
Ein Verfahren, bei dem sowohl die Röntgendetektoreinheit als
auch die Person bewegt werden, führt zum Vorteil, daß die
Zeit zum Bewegen derselben verkürzt ist. Wenn die Relativ
position zwischen der Röntgendetektoreinheit und der Person
während der Röntgenbestrahlung selbst verändert wird, kann
der Positionsänderungsmechanismus vereinfacht werden.
Bei einer höchstgenauen Kamera, die eine Bildaufnahmeröhre
verwendet, ist die Auflösung in horizontaler Richtung der
Abtastlinien im allgemeinen geringer als in der vertikalen
Richtung. Wenn eine Röntgenabsorptionsplatte, die das Rönt
gengitter bildet, vertikal zur Horizontalrichtung der Abra
sterlinien der Bildaufnahmeröhre steht, wird daher das Bild
der Röntgenabsorptionsplatte, d. h. das Gittermuster, auf
dem Bild der Person unscharf, so daß die Diagnose durch Be
trachtung des Bildes der Person nicht gestört wird.
Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen wurde für die
Röntgendetektoreinheit ein Röntgenbild-II-TV-System unter
Verwendung eines Röntgenverstärkers und einer Fernsehkamera
mit einer Bildaufnahmeröhre verwendet. Dieses System ist
technisch am weitesten entwickelt und wird derzeit in großem
Umfang für Echtzeit-Röntgenbilderstellungssysteme verwendet.
Bei diesem System kann eine höchstgenaue Kamera mit 2100
oder 4200 Abtastlinien verwendet werden, was es ermöglicht,
relativ einfach ein hochauflösendes Röntgenbild zu erstel
len.
Auch ist mit diesem System Röntgenfluoreszenz-Bilderstellung
möglich, was einfache Bilderstellungs-Positionierausrichtung
ermöglicht. Da das Bild in Echtzeit gelesen werden kann,
kann die nächste Bilderzeugung direkt gestartet werden,
nachdem die Röntgendetektoreinheit 16 in die nächste Bild
erstellungsposition verstellt ist, und es kann auch konti
nuierliche Bilderstellung ausgeführt werden.
Wenn die Horizontalrichtung der Abtastzeilen einer Bildauf
nahmeröhre, die als Bildaufnahmeelement einer Fernsehkamera
verwendet wird, parallel zur Bewegung der Röntgendetektor
einheit ausgerichtet wird, die mehrere Bilder einer Person
aufnimmt, kann die Positionsausrichtung der mehreren Bilder
der Person dadurch erzielt werden, daß lediglich parallele
Positionsänderungen zwischen mehreren Bildern vorgenommen
werden. Daher kann die Berechnung zum Erzeugen eines zusam
mengesetzten Bildes vereinfacht werden, und die zum Erhalten
des zusammengesetzten Bildes aus mehreren Bildern einer Per
son erforderliche Zeit kann verkürzt werden.
Statt einer Bildaufnahmeröhre kann ein CCD-Bildaufnahme-Bau
element für die Fernsehkamera verwendet werden, bei dem die
Anordnungsrichtung der CCD-Elemente parallel zur Richtung
der Verstellung der Röntgendetektoreinheit zum Aufnehmen
mehrerer Bilder einer Person ist. Wenn eine Kamera unter
Verwendung einer Bildaufnahmeröhre während der Ausleseabra
sterung mechanisch in Schwingung versetzt ist, können Stör
signale durch die Eigenschwingungen der Elektroden der Bild
aufnahmeröhre erzeugt werden, was zu möglichen Fehlern
führt. Nachdem die mechanische Schwingung aufgehört hat, er
fordert es eine bestimmte anschließende Zeitspanne, um Stör
signale auszudämpfen. Im Fall eines CCD-Elements, das ein
Festkörperelement ist, werden durch mechanische Schwingungen
kaum Störsignale erzeugt. Daher ist es möglich, das Lesen
eines Bildes und die Bewegung der Röntgendetektoreinheit
gleichzeitig nach der Röntgenbestrahlung auszuführen und die
nächste Bilderstellung direkt nach der Verstellung der Rönt
gendetektoreinheit auszuführen. Infolgedessen können mehrere
Röntgenbilder, wie sie zum Herstellen eines zusammengesetz
ten Bildes verwendet werden, mit hoher Geschwindigkeit er
halten werden, was den Einfluß von Bewegungen einer Person
während der Zeitspanne verringert, in der die Röntgendetek
toreinheit verstellt wird.
Für die Röntgendetektoreinheit kann nicht nur eine Kombina
tion aus einem Röntgenbildverstärker und einer Fernsehkamera
verwendet werden, sondern auch eine Kombination aus einer
Leuchtstoffplatte und einer Fernsehkamera. Im letzteren Fall
sind die geometrische Verzerrung und die Ungleichmäßigkeit
der Empfindlichkeit bei kleinen Raumfrequenzen eines Bildes
auf der Leuchtstoffplatte kleiner als bei einem Röntgenbild
verstärker, was es erlaubt, daß Bilder einfacher korrigiert
und zusammengesetzt werden können. Jedoch ist die Empfind
lichkeit einer hochauflösenden Leuchtstoffplatte kleiner als
diejenige eines Röntgenbildverstärkers, so daß als Fernseh
kamera eine hochempfindliche Bilderstellungseinrichtung ver
wendet wird wie eine Bildaufnahmeröhre höchster Empfindlich
keit unter Verwendung eines Lawineneffekts oder eine Bild
erstellungsvorrichtung mit extrem wenig Störsignalen wie ein
gekühltes CCD-Bauelement.
Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf Brustbereichradio
graphie beschränkt, sondern sie kann auf andere große Organe
wie den Grimmdarm einer Person mit großem Körper angewandt
werden. Ein Angiogramm des gesamten Körpers kann dadurch
hergestellt werden, daß Vereinigungsbereiche mehrerer Bilder
gleichmäßig miteinander verbunden werden, um eine geeignete
Diagnose von Blutgefäßen nahe den Vereinigungsbereichen vor
nehmen zu können.
Das erfindungsgemäße digitale Röntgenbilderstellungssystem
kann verschiedene Bilderstellungsverfahren verwenden, wie
sie für herkömmliche Röntgenbilderstellungssysteme zur Ver
fügung stehen, wodurch die Anwendbarkeit der Erfindung er
weitert wird. Z. B. kann ein Bild mit größerem Gesichtsfeld
und größerer Genauigkeit als bei einem herkömmlichen System
unter Verwendung eines Tomographieverfahrens, eines vergrö
ßernden Bilderstellungsverfahrens oder eines Stereo-Bild
erstellungsverfahrens erhalten werden.
Claims (40)
1. Digitales Röntgenbilderstellungssystem mit:
- - einer Röntgenstrahlgeneratoreinrichtung (3),
- - einer Röntgenstrahlgenerator-Steuereinrichtung (2) zum Steuern der Röntgenstrahlgeneratoreinrichtung;
- - einer Röntgendetektoreinrichtung (16) zum Erfassen eines durch eine Person (17) hindurchgestrahlten Röntgenstrahls, welche Einrichtung ein Röntgengitter (6) zum Abschirmen ge streuter Röntgenstrahlen aufweist;
- - einer Ausgangssignal-Verarbeitungseinrichtung (11) zum Er fassen des Signals von der Röntgendetektoreinrichtung und zum Verarbeiten des Signals, um ein digitales Röntgenbild der von der Röntgenstrahlung durchstrahlten Person zu erhal ten;
- - einer Anzeigeeinrichtung (12) zum Darstellen eines Bildes betreffend die Person, wie es von der Signalverarbeitungs einrichtung erhalten wird;
- - einer Positionsänderungseinrichtung (14) zum Verändern der Relativposition zwischen der Röntgendetektoreinrichtung und der Person;
- - einer Positionsänderung-Steuereinrichtung (15) zum Steuern der Positionsänderungseinrichtung; und
- - einer Bildfolge-Steuereinrichtung (1) zum Steuern der Po sitionsänderung-Steuereinrichtung und der Röntgenstrahlgene rator-Steuereinrichtung;
- - wobei die Bildfolge-Steuereinrichtung eine solche Steue rung vornimmt, daß sie mehrere Bilderstellungsgesichtsfelder so einstellt, daß jeder von mehreren interessierenden Berei chen der Person im wesentlichen im zentralen Bereich der Röntgenerfassungsebene der Röntgendetektoreinrichtung liegt, wobei die Röntgenerfassungsebene die Einfallsebene der durchgestrahlten Röntgenstrahlen ist, und so, daß mindestens ein Bilderstellungsgesichtsfeld so eingestellt ist, daß es einen Zwischenbereich zwischen den mehreren interessierenden Bilderstellungsbereichen enthält.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anzeigeeinrichtung (12) mindestens ein digitales Röntgenbild
darstellt, das dadurch erhalten wurde, daß mindestens zwei
zu den Bilderstellungsgesichtsfeldern gehörende digitale
Röntgenbilder zusammengesetzt wurden.
3. System nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die interessierenden Bereiche der rechte und
linke Lungenflügel der Person sind, daß im wesentlichen der
zentrale Bereich jedes Lungenflügels in den zentralen Be
reich des Gesichtsfeldes der Röntgendetektoreinrichtung (16)
gestellt wird und daß zwei Bilder von der Person aufgenommen
werden.
4. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekenn
zeichnet durch eine Bildzusammensetzeinrichtung (11) zum Zu
sammensetzen mehrerer digitaler Röntgenbilder für die mehre
ren Bilderstellungsgesichtsfelder nach Korrektur von Em
pfindlichkeitsungleichmäßigkeiten und geometrischer Verzer
rungen der mehreren digitalen Röntgenbilder, wie sie durch
die Röntgengeneratoreinrichtung und die Röntgendetektorein
richtung hervorgerufen werden.
5. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß sich die Röntgenerfassungsebene der
Röntgendetektoreinrichtung (16) entlang einer geraden Bahn
linie in einer Ebene bewegt, die die Röntgendetektorebene
enthält, während Bilderstellung mit den mehreren Bilderstel
lungsgesichtsfeldern erfolgt.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß sich die Röntgenerfassungsebene der Rönt
gendetektoreinrichtung (16) entlang einer kreisförmigen
Bahnlinie in einer Ebene bewegt, die die Röntgenerfassungs
ebene enthält, während Bilderstellung mit den mehreren Bild
erstellungsgesichtsfeldern erfolgt.
7. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Röntgengeneratoreinrichtung (3) und
die Person an vorgegebenen Positionen angeordnet werden und
die Positionsänderungseinrichtung (14) die Röntgendetektor
einrichtung (16) verstellt, wobei sie den Abstand zwischen
der Röntgengeneratoreinrichtung und der Person sowie den Ab
stand zwischen der Röntgengeneratoreinrichtung und dem Zen
trum der Röntgenerfassungsebene der Röntgendetektoreinrich
tung konstant hält, und wobei die Röntgenerfassungsebene
rechtwinklig zu einer Linie gestellt wird, die durch die
Mitte der Röntgendetektorebene und die Röntgenstrahl-Emis
sionsposition der Röntgengeneratoreinrichtung geht.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Positionsänderungseinrichtung (14) ferner eine Dreheinrich
tung zum Verdrehen der Röntgendetektoreinrichtung (16) auf
weist, die auf einem Gestell mit Drehachse angeordnet ist.
9. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Positionsänderungseinrichtung (14) ferner eine Dreheinrich
tung zum Verdrehen der Röntgendetektorebene (16), die auf
einem Gestell mit Drehachse angebracht ist, und eine Paral
lelposition-Änderungseinrichtung aufweist, um die Röntgen
detektoreinrichtung parallel zu verstellen.
10. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Positionsänderungseinrichtung (14)
die Person bewegt, während die mehreren Bilder mit den Bild
erstellungsgesichtsfeldern erzeugt werden.
11. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Positionsänderungseinrichtung (14)
die Relativposition zwischen der Röntgendetektoreinrichtung
(16) und der Person während der Röntgenbestrahlung zur Bild
erstellung für die Person dauernd ändert.
12. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Bereich, der für die Gitterfunktion
des Röntgengitters (6) sorgt, einen solchen Bereich auf
weist, der die Röntgenerfassungsebene der Röntgendetektor
einrichtung (16) überdeckt, und daß die Längsrichtung einer
das Röntgengitter bildenden Röntgenstrahl-Absorptionsplatte
rechtwinklig zur Richtung der Abtastlinien einer Bildaufnah
meröhre der Bilderzeugungseinrichtung einer Fernsehkamera
steht, die die Röntgendetektoreinrichtung (16) bildet.
13. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Röntgenstrahl-Einfallsebene der
Röntgendetektoreinrichtung (16), die nicht von demjenigen
Bereich abgedeckt wird, der für die Gitterfunktion des Rönt
gengitters (6) sorgt, aus einem Röntgenstrahlen-Abschir
mungsmaterial besteht.
14. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Röntgengeneratoreinrichtung einen
Röntgenstrahlspalt (5) aufweist und sich die Öffnung des
Röntgenstrahlspaltes in derselben Richtung bewegt, in der
die Röntgendetektoreinrichtung verstellt wird.
15. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Röntgengeneratoreinrichtung (3) eine
mit einem Röntgenstrahlspalt versehene Röntgenröhre ist, und
daß bei der Bilderstellung in den mehreren Bilderstellungs
gesichtsfeldern die Positionsänderungseinrichtung (15) die
Röntgenröhre und den Röntgenstrahlspalt so verstellt, daß
die Richtungen der Röntgenröhre und des Röntgenstrahlspalts
in bezug auf die Röntgendetektoreinrichtung (16) miteinander
übereinstimmen.
16. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Röntgendetektoreinrichtung (16)
einen Röntgenbildverstärker, eine Fernsehkamera und ein op
tisches System aufweist, das den Röntgenbildverstärker und
die Fernsehkamera koppelt.
17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Bildaufnahmeröhre als Bilderzeugungsvorrichtung der
Fernsehkamera verwendet wird und daß die Richtung der Ab
tastlinien der Bildaufnahmeröhre parallel zur Verstellrich
tung der Röntgendetektoreinrichtung (16) ist.
18. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
ein CCD-Bauelement als Bilderzeugungselement der Fernseh
kamera verwendet wird und die Pixelanordnung im CCD-Bauele
ment parallel zur Verstellrichtung der Röntgendetektorein
richtung (16) ist.
19. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Bilderstellungsgesichtsfeld eines
die Röntgendetektoreinrichtung (16) bildenden Röntgenbild
verstärkers eine Größe aufweist, die einen Lungenflügel und
den Mediastinalraum der Person überdeckt, und daß durch zwei
radiographische Belichtungen für den rechten Lungenflügel
und den Mediastinalraum bzw. für den linken Lungenflügel und
den Mediastinalraum ein zusammengesetztes Bild erzeugt wird,
das beide Lungenflügel und den Mediastinalraum der Person
enthält.
20. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
die Röntgenstrahl-Einfallsebene des Röntgenbildverstärkers
die Form eines Kreises aufweist, wobei der Verstellweg für
die Röntgendetektoreinrichtung (16), wie er für die zwei
radiographischen Belichtungen erforderlich ist, ungefähr 1/2
des Durchmessers des Kreises beträgt, und daß das zusammen
gesetzte Bild ein quadratisches Gesichtsfeld mit einer Sei
tenlänge von ungefähr dem 3/2fachen des Durchmessers des
Kreises aufweist.
21. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekenn
zeichnet durch eine Einrichtung zum Ausführen eines Vorpro
zesses (300) zum Erzeugen einer Empfindlichkeits-Ungleich
mäßigkeitskorrekturfaktor-Tabelle, die zum Korrigieren von
durch die Röntgengeneratoreinrichtung (3) und die Röntgen
detektoreinrichtung (16) hervorgerufenen Empfindlichkeits
ungleichmäßigkeiten verwendet wird, und zum Erzeugen einer
Entsprechungsposition-Beziehungstabelle aufweist, die zum
Korrigieren von durch die Röntgengeneratoreinrichtung und
die Röntgendetektoreinrichtung hervorgerufenen geometrischen
Verzerrungen verwendet wird, und zwar vor der Bilderstellung
für die Person, und zum Ausführen eines Nachprozesses (310)
zum Korrigieren digitaler Röntgenbilddaten der Person, wie
sie durch Bilderstellung im Gesichtsfeld für die Person er
halten werden, wobei die Daten mehrerer digitaler Röntgen
bilder, die durch Bilderstellung für mehrere Bilderstel
lungsgesichtsfelder erhalten wurden, einer Empfindlichkeits
ungleichmäßigkeits-Korrektur (303) und einer Geometriever
zerrungskorrektur (305) unterzogen werden, um die mehreren
digitalen Röntgenbilder zusammenzusetzen.
22. System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
die Empfindlichkeits-Ungleichmäßigkeitskorrekturfaktor-
Tabelle aus digitalen Röntgenbilddaten erzeugt wird, die
dadurch erhalten werden, daß ein Bild für eine Schablone mit
gleichmäßiger Röntgenstrahldurchlässigkeit in einer Richtung
erstellt wird und daß die Entsprechungsposition-Beziehungs
tabelle aus digitalen Röntgenbilddaten erzeugt wird, die
dadurch erhalten werden, daß ein Bild für eine Schablone mit
mehreren Elementen mit bekannten Beziehungspositionen er
stellt wird.
23. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß
die Empfindlichkeitsungleichmäßigkeits-Korrektur für die
durch Bilderstellung im Gesichtsfeld für die Person erhal
tenen digitalen Röntgenbilddaten dadurch ausgeführt wird,
daß ein Empfindlichkeits-Ungleichmäßigkeitskorrekturfaktor
für jede Pixelposition des digitalen Röntgenbildes aus der
Empfindlichkeits-Ungleichmäßigkeitskorrekturfaktor-Tabelle
erhalten wird, und daß die Geometrieverzerrungskorrektur für
jede Pixelposition des digitalen Röntgenbildes unter Verwen
dung der Entsprechungsposition-Beziehungstabelle ausgeführt
wird.
24. System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß
beim Zusammensetzen der mehreren digitalen Röntgenbilder für
die mehreren Bilderstellungsgesichtsfelder Vereinigungspunk
te bestimmt werden, in denen die mehreren digitalen Röntgen
bilder zusammengesetzt werden, die Koordinatensysteme der
mehreren digitalen Röntgenbilder vereinigt werden und das
zusammengesetzte Bild in der Nähe des Vereinigungsbereichs
einer Schwärzegradkorrektur unterzogen wird.
25. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Person mit einem Markierungszeichen (140-3, 140-4) versehen wird, Bilder für die mehreren Bilderstellungsge sichtsfelder erstellt werden und die Empfindlichkeitsun gleichmäßigkeits-Korrektur für das durch Bilderstellung im Gesichtsfeld für die Person erhaltenen digitalen Röntgen bilddaten dadurch ausgeführt wird, daß ein Empfindlichkeits- Ungleichmäßigkeitskorrekturfaktor an jeder Pixelposition des digitalen Röntgenbilds aus der Empfindlichkeits-Ungleich mäßigkeitskorrekturfaktor-Tabelle erhalten wird, und die Geometrieverzerrungskorrektur für jede Pixelposition des digitalen Röntgenbildes dadurch ausgeführt wird, daß die Entsprechungsposition-Beziehungstabelle verwendet wird;
- - wobei beim Zusammensetzen der mehreren digitalen Röntgen bilder für die Bilderstellungsgesichtsfelder Vereinigungs punkte, in denen die mehreren digitalen Röntgenbilder zusam mengesetzt werden, dadurch bestimmt werden, daß auf die Mar kierungszeichen Bezug genommen wird, die gemeinsam in den mehreren digitalen Röntgenbildern vorhanden sind, die Koor dinatensysteme der mehreren digitalen Röntgenbilder verei nigt werden und das zusammengesetzte Bild nahe dem Vereini gungsbereich einer Schwärzegradkorrektur unterzogen wird.
26. System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Empfindlichkeits-Ungleichmäßigkeitskorrekturfaktor- Tabelle aus digitalen Röntgenbilddaten erzeugt wird, die durch Bilderstellung für eine Schablone mit gleichmäßiger Röntgenstrahldurchlässigkeit in einer Richtung erhalten wer den, und die Entsprechungsposition-Beziehungstabelle dadurch erzeugt wird, daß an der Person eine Markierungsschablone angebracht wird und dann von der Person ein Bild erstellt wird, wobei die Markierungsschablone mehrere Elemente (46-1) mit vorgegebenen Durchlässigkeiten und Positionsbeziehungen aufweist, und dadurch, daß die geometrischen Verzerrungen des erhaltenen digitalen Röntgenbildes aus den Positions beziehungen zwischen vorgegebenen Elementen der Markierungs schablone gemessen werden;
- - die Empfindlichkeitsungleichmäßigkeits-Korrektur für die durch Bilderstellung im Gesichtsfeld für die Person erhal tenen digitalen Röntgenbilddaten dadurch ausgeführt wird, daß ein Empfindlichkeits-Ungleichmäßigkeitskorrekturfaktor für jede Pixelposition des digitalen Röntgenbildes aus der Empfindlichkeits-Ungleichmäßigkeitskorrekturfaktor-Tabelle erhalten wird und daß die Geometrieverzerrungskorrektur für jede Pixelposition des digitalen Röntgenbildes unter Verwen dung der Entsprechungsposition-Beziehungstabelle ausgeführt wird; und
- - beim Zusammensetzen der mehreren digitalen Röntgenbilder für die mehreren Bilderstellungsgesichtsfelder Vereinigungs punkte bestimmt werden, in denen die mehreren digitalen Röntgenbilder zusammengesetzt werden, die Koordinatensysteme der mehreren digitalen Röntgenbilder vereinigt werden und das zusammengesetzte Bild in der Nähe des Vereinigungsbe reichs einer Schwärzegradkorrektur unterzogen wird.
27. System nach einem der vorstehenden Ansprüche in Rück
beziehung auf Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anzeigeeinrichtung (12) mindestens das zusammengesetzte di
gitale Röntgenbild anzeigt.
28. Röntgenbilderstellungsverfahren, bei dem ein Röntgen
strahl von einer Röntgengeneratoreinrichtung (3) auf eine
Person (17) abgestrahlt wird, das durch die Person hindurch
gestrahlte Röntgenstrahlbündel durch ein Röntgengitter (6)
geführt wird, um gestreute Röntgenstrahlen auszublenden, die
durch das Röntgengitter hindurchgeführten Röntgenstrahlen
von einer Röntgendetektoreinrichtung (16) erfaßt werden, ein
von der Röntgendetektoreinrichtung erfaßtes Signal gewonnen
wird und ein digitales Signal erarbeitet wird, das die durch
die Person hindurchgestrahlte Röntgenstrahlung repräsen
tiert, wobei ein digitales Röntgenbild erhalten wird, mit
den folgenden Schritten:
- - Vornehmen einer Einstellung für mehrere Bilderstellungs gesichtsfelder der Person, um Bildzielbereiche der Person zu mehreren Zeitpunkten mit unterteilten Bildern aufzunehmen;
- - Ändern der Relativposition zwischen der Röntgendetektor einrichtung und der Person;
- - Vornehmen einer Einstellung für jedes der mehreren Bild erstellungsgesichtsfelder durch Einstellen jedes interessie renden Bereichs der Perlon im wesentlichen auf den zentralen Bereich einer Röntgenerfassungsebene der Röntgendetektorein richtung, wobei die Röntgendetektorebene die Einfallsebene der durchgestrahlten Röntgenstrahlen ist, und durch Einstel len mindestens eines Bilderstellungsgesichtsfeldes so, daß es einen Zwischenbereich zwischen den mehreren interessie renden Bereichen enthält;
- - Erstellen eines digitalen Röntgenbildes durch Zusammenset zen mindestens zweier der digitalen Röntgenbilder der mehre ren Bilderstellungsgesichtsfelder; und
- - Darstellen mindestens eines zusammengesetzten digitalen Röntgenbilds.
29. Verfahren nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch den
Schritt des Korrigierens von Empfindlichkeitsungleichmäßig
keiten und geometrischer Verzerrungen der mehreren digitalen
Röntgenbilder, wie sie durch die Röntgengeneratoreinrichtung
und die Röntgendetektoreinrichtung hervorgerufen werden.
30. Verfahren nach Anspruch 28 oder Anspruch 29, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schritt des Verstellens der Röntgen
detektoreinrichtung einen Schritt des Verstellens der Rönt
generfassungsebene der Röntgendetektoreinrichtung auf einer
geraden Bahnlinie in einer die Röntgenerfassungsebene ent
haltenden Ebene aufweist, während Bilder für die mehreren
Bilderstellungsgesichtsfelder erstellt werden.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schritt des Verstellens der Röntgen
detektoreinrichtung einen Schritt des Verstellens der Rönt
generfassungsebene der Röntgendetektoreinrichtung auf einer
kreisförmigen Bahnlinie in einer die Röntgenerfassungsebene
enthaltenden Ebene aufweist, während Bilder mit den mehreren
Bilderstellungsgesichtsfeldern erzeugt werden.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch
gekennzeichnet, daß beim Schritt des Verstellens der Rönt
gendetektoreinrichtung der Abstand zwischen der Röntgengene
ratoreinrichtung und der Person sowie der Abstand zwischen
der Röntgengeneratoreinrichtung und dem Zentrum der Röntgen
erfassungsebene der Röntgendetektoreinrichtung konstant ge
halten werden und währenddessen die Röntgenerfassungsebene
rechtwinklig zu einer Linie eingestellt wird, die durch das
Zentrum der Röntgenerfassungsebene und die Röntgenstrahl-
Emissionsposition der Röntgengeneratoreinrichtung geht.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Verstellens der Röntgendetektoreinrichtung
einen Schritt des Verdrehens der auf einem Gestell mit Dreh
achse angebrachten Röntgendetektoreinrichtung aufweist.
34. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Verstellens der Röntgendetektoreinrichtung
einen Schritt des Verstellens der auf einem Gestell mit
Drehachse angebrachten Röntgendetektoreinrichtung und einen
Schritt einer Parallelverstellung der Röntgendetektorein
richtung aufweist.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 34, ferner
mit:
- - einem Vorprozeßschritt (300) zum Erzeugen einer Empfind lichkeits-Ungleichmäßigkeitskorrekturfaktor-Tabelle, die zum Korrigieren einer durch die Röntgengeneratoreinrichtung und die Röntgendetektoreinrichtung hervorgerufenen Empfindlich keitsungleichmäßigkeit verwendet wird, und einer Entspre chungsposition-Beziehungstabelle, die zum Korrigieren geo metrischer Verzerrungen verwendet wird, wie sie durch die Röntgengeneratoreinrichtung und die Röntgendetektoreinrich tung hervorgerufen werden, und zwar vor der Bilderstellung für die Person;
- - einen Nachprozeßschritt (310) zum Korrigieren digitaler Röntgenbilddaten der Person, wie sie durch Bilderstellung mit den Gesichtsfeldern für die Person erhalten werden; und
- - einen Schritt, bei dem die Daten mehrerer digitaler Rönt genbilder, die durch Bilderstellung mit mehreren Bilderstel lungsgesichtsfeldern erhalten wurden, einer Empfindlich keits-Ungleichmäßigkeitskorrektur (303) und einer Geometrie verzerrungskorrektur (305) unterzogen werden.
36. Verfahren nach Anspruch 35, ferner mit folgenden
Schritten:
- - Erzeugen der Empfindlichkeits-Ungleichmäßigkeitskorrektur faktor-Tabelle aus digitalen Röntgenbilddaten, die durch Bilderstellung für eine Schablone mit gleichmäßiger Röntgen durchlässigkeit in einer Richtung erhalten werden; und
- - Erzeugen der Entsprechungsposition-Beziehungstabelle aus digitalen Röntgenbilddaten, wie sie durch Bilderstellung für eine Schablone mit mehreren Elementen mit bekannten Posi tionsbeziehungen erhalten werden.
37. Verfahren nach Anspruch 36, gekennzeichnet durch fol
gende Schritte:
- - Ausführen der Empfindlichkeitsungleichmäßigkeits-Korrektur für die durch Bilderstellung mit dem Gesichtsfeld für die Person erhaltenen digitalen Röntgenbilddaten dadurch, daß ein Empfindlichkeits-Ungleichmäßigkeitskorrektorfaktor für jede Pixelposition der digitalen Röntgenbilddaten aus der Empfindlichkeits-Ungleichmäßigkeitskorrekturfaktor-Tabelle erhalten wird; und
- - Ausführen der Geometrieverzerrungskorrektur für jede Pixelposition der digitalen Röntgenbilddaten unter Verwen dung der Entsprechungsposition-Beziehungstabelle.
38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß
beim Zusammensetzen der mehreren digitalen Röntgenbilder für
die mehreren Bilderstellungsgesichtsfelder Vereinigungspunk
te bestimmt werden (331), in denen die mehreren digitalen
Röntgenbilder zusammengesetzt werden, die Koordinatensysteme
der mehreren digitalen Röntgenbilder vereinigt werden (332)
und das erhaltene zusammengesetzte Bild nahe dem Vereini
gungsbereich einer Schwärzegradkorrektur unterzogen wird.
39. Verfahren nach Anspruch 37, gekennzeichnet durch fol
gende Schritte:
- - Anbringen einer Markierung an der Person vor der Bilder stellung für die mehreren Bilderstellungsgesichtsfelder; und
- - Bestimmen (331), beim Zusammensetzen der mehreren digita len Röntgenbilder für die mehreren Bilderstellungsgesichts felder, von Vereinigungspunkten, in denen die mehreren digitalen Röntgenbilder zusammengesetzt werden, unter Bezug nahme auf eine gemeinsam in den mehreren digitalen Röntgen bildern vorhandene Markierung, Vereinigen (332) der Koordi natensysteme für die mehreren digitalen Röntgenbilder, und Unterwerfen des erhaltenen zusammengesetzten Bildes einer Schwärzegradkorrektur nahe dem Vereinigungsbereich.
40. Verfahren nach Anspruch 35, gekennzeichnet durch die
folgenden Schritte:
- - Erzeugen einer Empfindlichkeits-Ungleichmäßigkeitskorrek turfaktor-Tabelle aus digitalen Röntgenbilddaten, die durch Abbilden einer Schablone mit gleichmäßiger Röntgenstrahl durchlässigkeit in einer Richtung erhalten wurden;
- - Erzeugen der Entsprechungsposition-Beziehungstabelle durch Bilderstellung für die Person, an der eine Markierungsscha blone angebracht ist, die mehrere Elemente mit vorgegebenen Durchlässigkeiten und Positionsbeziehungen aufweist, und durch Messen der geometrischen Verzerrungen des erhaltenen digitalen Röntgenbilds aus den Positionsbeziehungen zwischen den vorgegebenen Elementen der Markierungsschablone;
- - Ausführen der Empfindlichkeitsungleichmäßigkeits-Korrektur für die durch Bilderstellung mit dem Gesichtsfeld für die Person erhaltenen digitalen Röntgenbilddaten dadurch, daß ein Empfindlichkeits-Ungleichmäßigkeitskorrektorfaktor für jede Pixelposition der digitalen Röntgenbilddaten aus der Empfindlichkeits-Ungleichmäßigkeitskorrekturfaktor-Tabelle erhalten wird; und
- - Ausführen der Geometrieverzerrungskorrektur für jede Pixelposition der digitalen Röntgenbilddaten unter Verwen dung der Entsprechungsposition-Beziehungstabelle;
- - Bestimmen, beim Zusammensetzen der mehreren digitalen Röntgenbilder für die mehreren Bilderstellungsgesichtsfel der, von Vereinigungspunkten (331), in denen die mehreren digitalen Röntgenbilder zusammengesetzt werden, Vereinigen (332) der Koordinatensysteme der mehreren digitalen Röntgen bilder und Vornehmen einer Schwärzegradkorrektur am erhalte nen zusammengesetzten Bild nahe dem Vereinigungsbereich.
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