DE69321244T2

DE69321244T2 - Verfahren mit einer teildurchsichtigen Abschirmung zum Ausgleich der Röntgenbilddarstellung von Streustrahlen in Röntgenbildern

Info

Publication number: DE69321244T2
Application number: DE69321244T
Authority: DE
Inventors: Christiaan B-2000 Antwerpen Fivez; Pieter C/O Agfa-Gevaert N.V. B-2640 Mortsel Vuylsteke
Original assignee: Agfa Gevaert NV
Current assignee: Agfa HealthCare NV
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1999-05-20
Anticipated expiration: 2013-12-25
Also published as: JPH07308313A; DE69321244D1; DE69402041D1; JP3560374B2; DE69321244T3; JP3479568B2; EP0660599B1; EP0660599A1; EP0660599B2; JPH07209778A; US5602895A; US5493601A; DE69402041T2

Description

STAND DER TECHNIK

Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kompensieren von Röntgenbilderzeugungs- Systemen bezüglich Streustrahlung.

Beschreibung des Standes der Technik

Bei Röntgenbilderzeugungssystemen besteht der Gesamtfluß von erfaßter Strahlung nicht nur aus Photonen, die mit den Elementen des gerade abgebildeten, dämpfenden Objekts nicht in Wechselwirkung getreten sind, sondern auch aus Streustrahlung. Insbesondere bei Systemen mit flächenartigen Detektoren kann das Ausmaß an Streustrahlung sehr groß sein. Bei einer großen Klasse von Anwendungen, wie zum Beispiel der energieselektiven Bilderzeugung, kann diese Strahlung eine wichtige Fehlerquelle sein und muß deshalb kompensiert werden, um zufriedenstellende Ergebnisse zu erhalten.
Bei der Suche nach guten Verfahren zum Kompensieren von Röntgenbilderzeugungssystemen bezüglich Streustrahlung ist bereits eine Menge Arbeit geleistet worden.
Durch den Einsatz von Gittern oder Luftspalten wird die Streustrahlung reduziert, aber nicht beseitigt. Bei vielen Anwendungen, wie beispielsweise bei der Doppel-Röntgenabsorptiometrie (DXA = dual x-ray absorptiometry), reicht dies nicht aus.
Verschiedene die Streustrahlung darstellende analytische Modelle, von denen einige Punktverbreiterungsfunktionen verwenden, werden im Stand der Technik vorgeschlagen. Sie erfordern Parameter, deren Werte schwer zu erhalten sind und meist experimentell gefunden werden müssen. Diese Modelle führen bei einigen Anwendungen nicht zu einer zufriedenstellenden Präzision.
Im Stand der Technik sind von einigen Forschern (Molloi SY, Mistretta CA. Scatter-glare correction in quantitative dual-energy fluoroscopy. Med. Phys. 1988; 15 : 289-297) Korrekturtabellen für eine spezifische Anwendung eingesetzt worden, die zwischen der erfaßten Graustufe in einem bestimmten Bildpunkt und dem Streustrahlungsanteil eine hypothetisierte Beziehung angeben. Für die meisten Anwendungen sind dies grobe Abschätzungen, deren Präzision nicht ausreichend ist.
Im Stand der Technik (Wagner FC, Macovski A, Nishimura D. Dual-energy x-ray projection imaging: Two sampling schemes for the correction of scattered radiation, Med. Phys. 1988; 15 : 732-748) wird manchmal ein Verfahren eingesetzt, in dem zwei Röntgenbestrahlungen eines Objektes vorgenommen werden; einmal mit einem Scheibenabtaster, der aus einem Feld von kleinen Bleischeiben über dem Objekt besteht, und einmal ohne den Abtaster. Im Schatten jeder Scheibe wird nur gestreute Strahlung erfaßt, und der Mittelwert der Bildpunktwerte in diesem Schatten ergibt den Wert der Streustrahlung. Durch eine Anpassung einer Niederfrequenzoberfläche durch die Abtastwerte der Streustrahlung wird eine Abschätzung der Streustrahlung im gesamten Bild erzeugt. Das bezüglich Streustrahlung korrigierte Bild wird erhalten, indem die Streustrahlungsoberfläche von dem zweiten Bild subtrahiert wird. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß zwei Aufnahmen des Objekts erforderlich sind. Bei medizinischen Anwendungen bedeutet dies, daß der Patient (= Objekt) eine größere Röntgenstrahlungsdosis erhält und daß er sich möglicherweise zwischen zwei Aufnahmen bewegt hat. Das schnelle Umwechseln zwischen Scheibenabtaster und Detektoren erfordert ein mechanisch kompliziertes System. Eine andere Umsetzung des Verfahrens mit den Strahlbleiblenden, bei dem lediglich die Röntgenbestrahlung mit dem Scheibenabtaster erfolgt, weist den Nachteil auf, daß alle Informationen über das Objekt unter den Bleiblenden verlorengehen. Dies kann ein wichtiger Nachteil sein.
Im Stand der Technik ist ein weiteres Verfahren zur Streustrahlungskompensation, das jüngst in der Literatur vorgeschlagen wurde (Shaw C. A novel technique for simultaneous acquisition of primary and scatter image signals. SPIE Band 1651 Medical Imaging VI: Instrumentation (1992), S. 222-233), das Primär-Modulations-Demodulations-Verfahren (PMD). Die Primärröntgenstrahlenverteilung wird mit zwei Filtern aus gleichem Material und gleicher Dicke, die auf der Röhren- und der Detektorseite des Objekts angeordnet sind, moduliert und demoduliert. Der Modulations- Demodulationsprozeß führt zu einer Reduktion der Streustrahlungssignale in ausgewählten Bereichen des Bilds. Er läßt die Primärsignalverteilung insgesamt unverändert. Der Signalabfall der Streustrahlung kann gemessen werden, und er kann verwendet werden, um in den ausgewählten Bereichen das Streustrahlungssignal zu schätzen. Obwohl das PMD-Verfahren die gleichzeitige Erfassung sowohl von Primär- als auch Streustrahlungssignalen gestattet, weist es zwei Hauptnachteile auf; es ist unbekannt, wie der Abfall in der Streustrahlung zu dem Ort, der streuenden Geometrie, dem Patienten, usw. in Beziehung steht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß es praktisch unmöglich ist, den Modulator und die Demodulatoren aufeinander abzustimmen. Die Ergebnisse beruhen deshalb auf groben Abschätzungen, und die Präzision ist reduziert.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Aufgaben der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile der Verfahren des Standes der Technik zu beheben.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, daß man in der Lage ist, mit Hilfe lediglich einer Aufnahme des gerade abgebildeten Objekts die Streustrahlungskomponente in dem Bild mit einem hohen Grad an Präzision zu berechnen und das Bild des Objekts bezüglich dieser Streustrahlung zu kompensieren, ohne Informationen über die Primärstrahlungsverteilung an einem beliebigen Ort des Objekts zu verlieren.

Darstellung der Erfindung

Die obigen Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch ein Verfahren zum Erzeugen eines bezüglich Streustrahlung kompensierten radiographischen Bilds eines Objekts erzielt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
1) Belichten des Objekts zusammen mit einer zwischen einer Strahlungsquelle und dem Objekt angeordneten Abschirmung mit einer zum Erzeugen eines Strahlungsbilds von der Quelle emittierten Menge an Strahlung, wobei die Abschirmung eine Anzahl von Körpern aus einem bekannten Material und mit einer bekannten Dicke umfaßt, die für Bestrahlung teilweise transparent sind,
2) Erfassen des Strahlungsbilds mit Hilfe eines flächenmäßigen Detektors,
3) Umwandeln des erfaßten Strahlungsbilds in eine elektrische Signaldarstellung,
4) an einer Anzahl von Orten der Körper innerhalb des Strahlungsbilds Ableiten eines Signals proportional zu der Menge an gestreuter Strahlung,
5) Erstellen eines Streubilds, das an jedem Ort des Bilds des Objekts die Menge an in dem Bild vorliegender Streustrahlung darstellt, durch Interpolation zwischen den abgeleiteten Streusignalwerten,
6) Subtrahieren des Streubilds von dem ursprünglichen Bild, um eine bezüglich Streustrahlung kompensierte radiographische Bilddarstellung zu erzeugen,
7) Anlegen der bezüglich Streustrahlung kompensierten Bilddarstellung an eine Ausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines sichtbaren, bezüglich Streustrahlung kompensierten Bilds.
Eine zweite Ausführungsform des Verfahrens zum Erzeugen eines bezüglich Streustrahlung kompensierten Strahlungsbilds gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere vorteilhaft im Fall einer Belichtung eines Objekts mit Hilfe einer Strahlungsquelle, die polychromatische Bestrahlung emittiert.
Dieses Verfahren umfaßt folgende Schritte:
1) Belichten des Objekts zusammen mit einer Abschirmung, die eine Anzahl von Körpern aus einem bekannten Material und mit einer bekannten Dicke umfaßt, die für Bestrahlung teilweise transparent sind, wobei die Abschirmung zwischen einer Strahlungsquelle und dem Objekt angeordnet ist, mit einer zum Erzeugen eines Strahlungsbilds von der Strahlungsquelle emittierten Menge an Strahlung;
2) Erfassen des Strahlungsbilds mit Hilfe eines flächenmäßigen Detektors,
3) Umwandeln des erfaßten Strahlungsbilds in eine elektrische Signaldarstellung,
4) Erzeugen von Kalibrierungsdaten, die die Dämpfung des Spektrums der Quelle durch Kombinationen von Dicken von unterschiedlichen Basismaterialien darstellen,
5) für eine Anzahl von Orten der Körper Abschätzen des Streuwerts auf der Basis ergänzender Dämpfung von Primärbestrahlungsphotonen durch die Körper,
6) Bestimmen der Dicke des Körpermaterials, die dem geschätzten Streuwert entspricht, aus den Kalibrierungsdaten,
7) wenn dieser Dickewert gleich der
tatsächlichen Dicke des Körpers ist, dann ist der geschätzte Streuwert gleich dem tatsächlichen Streuwert, ansonsten werden Schritte (5) bis (6) wiederholt,
8) Erzeugen eines Streubilds durch Interpolation zwischen den tatsächlichen Streuwerten an der Anzahl von Orten,
9) Subtrahieren des Streubilds von dem Strahlungsbild, um eine bezüglich Streustrahlung kompensierte Bilddarstellung zu erzeugen,
10) Anlegen der bezüglich Streustrahlung kompensierten Bilddarstellung an eine Ausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines sichtbaren, bezüglich Streustrahlung kompensierten Bilds.
Basismaterialien sind Materialien, die derartige Charakteristiken aufweisen, daß von der von einer Kombination derartiger Basismaterialien bewirkten Dämpfung Rückschlüsse auf die Dämpfungseigenschaften eines organischen Materials im menschlichen Körper gezogen werden können.
Primärphotonen sind Photonen von nicht gestreuter transmittierter Strahlung.
Bei einer besonderen Ausführungsform wird das Strahlungsbild der Kombination aus dem Objekt und der Abschirmung mit Hilfe eines flächenmäßigen Detektors erfaßt, der aus einem fotostimulierbaren Leuchtstoffschirm besteht und bei dem das Strahlungsbild ausgelesen und in eine elektrische Signaldarstellung umgewandelt wird, indem der Schirm mit Hilfe von stimulierender Bestrahlung abgetastet und das bei Stimulierung emittierte Licht erfaßt und das erfaßte Licht in ein elektrisches Signal umgewandelt wird.
Mittels eines teilweise transparenten Körpers bedeutet allgemein einen Körper aus einem Material, das für die von der Strahlungsquelle (beispielsweise Röntgenquelle) emittierte Bestrahlung teilweise transparent ist, so daß der teilweise transparente Körper, wenn er zusammen mit einem gerade abgebildeten Objekt einer Bestrahlung ausgesetzt wird, einen Abfall des Primärstrahlungssignals bewirkt, aber die Informationen des gerade abgebildeten Objekts an der Position des Körpers nicht verloren gehen.
Im folgenden Text bezieht sich der Ausdruck "eine teilweise transparente Abschirmung" auf eine Abschirmung, die mehrere teilweise transparente Körper aus bekannten Materialien und bekannter Dicken umfaßt (in Blickrichtung eines Röntgenstrahls, der geradeaus von der Quelle durch den teilweise transparenten Körper zum Detektor verläuft).
Die Fläche eines teilweise transparenten Körpers muß klein genug sein, damit angenommen werden kann, daß die Menge an gestreuter Strahlung unter dem teilweise transparenten Körper und in seiner unmittelbaren Umgebung gleich ist.
Die Ausgabeeinrichtung, die zum Erzeugen eines bezüglich Streustrahlung kompensierten Bilds verwendet wird, kann eine Ausdruckseinrichtung wie beispielsweise ein Laserdrucker oder ein Thermodrucker sein; es kann aber auch eine eine Anzeige erzeugende Einrichtung wie beispielsweise ein Monitor sein.
Die Verfahren der vorliegenden Erfindung basieren auf den folgenden Ideen:
Ein Merkmal der Erfindung ist die Berechnung der gestreuten Strahlung an einem spezifischen Ort des Bilds durch die Verwendung eines teilweise transparenten Körpers aus einem bekannten Material und mit einer bekannten Dicke, der in einem Bilderzeugungssystem zwischen der Röntgenquelle und dem gerade abgebildeten Objekt angeordnet ist. Die Fläche des teilweise transparenten Körpers (bzw. die Breite des Körpers, wenn ein Streifen verwendet wird) ist klein genug, um in dem Bild die gleiche Menge an gestreuter Strahlung unter dem teilweise transparenten Körper und in seiner unmittelbaren Umgebung zu vermuten (falls als Körper ein Streifen verwendet wird: unter und in der unmittelbaren Nachbarschaft senkrecht zu dem Streifen (der Streifen ist im Vergleich zu seiner Breite lang) wird vermutet, daß die Menge an gestreuter Strahlung gleich ist). Durch Messen des Signals im Schatten des teilweise transparenten Körpers und in seiner unmittelbaren Umgebung kann die Streustrahlungskomponente am Ort des teilweise transparenten Körpers berechnet werden.
Das Strahlungsintensitätssignal unter dem Körper ist im Vergleich mit dem Signal neben dem Körper zusätzlich gedämpft. Im Fall einer monochromatischen Quelle ist der Zusatzdampfungsfaktor bekannt, da die Dicke des teilweise transparenten Körpers, die Art des Materials des Körpers und die Photonenenergie der Quelle bekannt ist. Bei einer Ausführungsform eines Röntgenbilderzeugungssystems gemäß der Erfindung wird die Streustrahlungskomponente des Bilds des Objekts an dem Ort des Körpers gefunden, wenn von beiden Signalen, die unter - und um den Körper herum - erfaßt werden, ein Signal Q subtrahiert wird. Wenn das Signal, nach Subtraktion von Q, unter dem teilweise transparenten Körper, dividiert durch das Signal, nach Subtraktion von Q, um den Körper herum gleich dem zusätzlichen Dämpfungsfaktor ist, dann ist das Signal Q die tatsächliche Streustrahlungskomponente des Bilds an dem Ort des Körpers.
Als Folge der Strahlhärtung kann der Zusatzdämpfungsfaktor im Fall einer polychromatischen Quelle an unterschiedlichen Orten des Bildes des Objekts unterschiedlich sein. Falls das Photonenenergiespektrum nicht zu breit ist, kann der Einfluß der Strahlhärtung auf den Zusatzdämpfungsfaktor bis zu einem gewissen Grad vernachlässigt werden, und der Zusatzdämpfungsfaktor an einem bestimmten Ort des Bilds kann auf der Basis der erfaßten Intensität an dem Ort geschätzt werden.
Bei einer besonderen Ausführungsform eines Röntgenbilderzeugungssystems gemäß der Erfindung, die besonders für medizinische Anwendungen geeignet ist, die herkömmliche Röntgenstrahlenquellen (mit polychromatischer Röntgenstrahlung) verwenden, obwohl das System nicht auf diese Anwendung beschränkt ist, wird mit zwei bekannten Basismaterialien eine Kalibrierung durchgeführt, um in der Lage zu sein, im Bild des Objekts die Streustrahlungskomponente präzise berechnen zu können. Diese Kalibrierung bedeutet, daß von einem Satz von Dickekombinationen von zwei Basismaterialien ein Bild angefertigt wird. Dieses Bild wird unter den gleichen Umständen wie das Bild des Objekts aufgenommen (das heißt: gleiche Quelle und gleiche Quellenparameter (Spektren), gleiche Art von Detektor).
Aus dem Stand der Technik (Alvarez R., Macovski A. Energy-selective reconstruction in x-ray computerized tomography, Phys. Med. Biology, 1976, Band 21, Nr. 5, 733-744) ist folgendes bekannt:
Für eine bestimmte Gruppe von Materialien, wie für alle organischen Materialien in einem menschlichen Körper, und für den in der diagnostischen Radiologie eingesetzten Bereich von Photonenenergien können die Röntgenstrahlendamnpfungseigenschaften jeder Dickekombination von Materialien durch die Kombination zweier gleichwertiger Dicken von zwei gewählten Basismaterialien dargestellt werden.
Im vorliegenden Fall bedeutet dies, daß bei jedem Bildpunkt des Bilds das abgebildete Objekt, soweit es die Dämpfungseigenschaften betrifft, durch eine Kombination gleichwertiger Dicken der Basismaterialien dargestellt werden kann.
Wenn für den teilweise transparenten Körper eine zu der Gruppe gehörende Art von Material gewählt wird, kann der Körper in eine Kombination aus zwei Lagen von gleichwertigen Dicken der Basismaterialien zerlegt werden.
Auf der Grundlage der Daten der Kalibrierung kann die Dicke des Körpers als Funktion einer Abschätzung des Streustrahlungssignals an der Position des Körpers in dem Bild des Objekts und als Funktion des Gesamtsignals (= Primärstrahlungssignal + Streustrahlungssignal) berechnet werden, das eine in dem Bild unter und in der Nähe der Position des Körpers.
Das tatsächliche Streustrahlungssignal ist das Signal, für das die berechnete Körperdicke gleich der tatsächlichen Dicke des Körpers ist.
Wegen der begrenzten Raumfrequenz der Streustrahlung ist eine begrenzte Menge von teilweise transparenten Körpern erforderlich. Falls erwünscht, brauchen die Körper, unter denen das Signal zu stark variiert, nicht berücksichtigt zu werden. Nach der Berechnung des Streustrahlungssignals im Bild an der Position der gewählten Körper wird durch Interpolation eine Streustrahlungsfläche erzeugt und von dem Bild subtrahiert.
Obwohl die teilweise transparenten Körper einen zusätzlichen Abfall des Primärstrahlungssignals bewirken, gehen an den Positionen der Körper die Informationen über das gerade abgebildete Objekt nicht verloren.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 liefert eine schematische Darstellung eines Röntgenbilderzeugungssystems, bei dem das Verfahren gemäß der Erfindung eingesetzt werden kann.
Fig. 2 liefert eine schematische Darstellung einer Ausleseeinheit, d. h. ein Detektorsignal-in- elektrisches-Signal-Umsetzer, der für das System gemäß der Erfindung verwendet werden kann.
Fig. 3 liefert die Darstellung der Dämpfung der Röntgenstrahlung als Funktion der Dicken α und β der Basismaterialien, die in der Kalibrierungsprozedur gemäß der Erfindung eingesetzt werden.
Fig. 4 liefert eine weitere Darstellung von Fig. 5 und veranschaulicht die erfindungsgemäße Berechnung der Dicke eines teilweise transparenten Körpers des gleichen Materials wie β.
Fig. 5 veranschaulicht die typische Beziehung zwischen der berechneten Dicke des teilweise transparenten Körpers und dem geschätzten Streustrahlungssignal.
Fig. 6 liefert ein Beispiel eines Spektrums einer Röntgenquelle, die für ein Röntgenbilderzeugungssystem verwendet werden kann, in dem das Verfahren gemäß der Erfindung eingesetzt werden kann.
Fig. 7 liefert ein Beispiel der Beziehung zwischen der Dicke des teilweise transparenten Körpers, der gleichwertigen Dicke α des Basismaterials und dem geschätzten Streustrahlungssignal.
Fig. 8 veranschaulicht die Wirkung eines teilweise transparenten Körpers, der aus einem anderen Material hergestellt ist als die Basismaterialien für die Kalibrierung.
Fig. 9 liefert die schematische Darstellung einer möglichen, teilweise transparenten Abschirmung, mit der das Verfahren gemäß der Erfindung eingesetzt werden kann.
Fig. 10 ist eine weitere schematische Darstellung eines weiteren Röntgenbilderzeugungssystems, in dem das Verfahren gemäß der Erfindung eingesetzt werden kann.
Fig. 11 veranschaulicht die Wirkung eines teilweise transparenten Körpers auf die Dämpfung der Röntgenstrahlung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Es werden allgemein zwei grundlegende bevorzugte Ausführungsformen eines Systems und/oder eines Verfahrens gemäß der Erfindung für monochromatische oder quasimonochromatische Röntgenstrahlung und für polychromatische Röntgenstrahlung beschrieben. Fig. 1 betrifft den polychromatischen Fall und Fig. 10 den monochromatischen Fall. Es wird mit dem polychromatischen Fall begonnen.
Fig. 1 liefert eine schematische Darstellung eines Röntgeribilderzeugungssystems und eines Verfahrens zur Streustrahlungskompensation gemäß der Erfindung. Das Verfahren und das System dieser Ausführungsform werden in einer bevorzugten Ausführungsform für polychromatische Röntgenstrahlung der Quelle verwendet, können aber auch für monochromatische Röntgenstrahlung eingesetzt werden. Bei dieser Ausführungsform wird ein Röntgenbild von einem Objekt hergestellt, für das die Streustrahlungskomponente berechnet werden soll und eine Kalibrierung wird durchgeführt, die die Wirkung der Strahlhärtung des gleichen Photonenenergiespektrums hat, wie es zum Herstellen des Objektbilds eingesetzt wird. Mit den Kalibrierungsdaten plus dem Signal in dem Bild unter einem kleinen, teilweise transparenten Stück Materie plus dem Signal unmittelbar neben dem Stück wird das Signal in dem Bild unter dem kleinen, teilweise transparenten Stück Materie bezüglich Streustrahlung kompensiert; von beiden Signalen wird eine gleiche, geschätzte Menge an Streustrahlung subtrahiert. Da die tatsächliche Dicke des teilweise transparenten Stücks Materie bekannt ist, liefern die Kalibrierungsdaten eine Aussage dahingehend, ob die Kombination der beiden kompensierten Signale (= Primärstrahlungssignale) möglich ist oder nicht; es ist nur annähernd möglich, wenn die richtige Menge an Streustrahlung subtrahiert wurde.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1: Röntgenstrahlung von einer Röntgenröhre 1 (die mit ihren elektronischen Steuerschaltungen ausgestattet ist, dis nicht ausdrücklich gezeigt sind) wird durch eine teilweise transparente Abschirmung (für Röntgenstrahlung teilweise transparent) und durch ein Objekt 3 in Richtung eines Detektors gerichtet.
Bei dieser Ausführungsform besteht die teilweise transparente Abschirmung aus einer Lucit- Platte 7 konstanter Dicke mit mehreren darauf angeordneten Aluminiumzylindern 2.
Bei dieser Ausführungsform besteht der Detektor aus einem Film 5, der mit einer Lage von durch Röntgenstrahlung stimulierbaren Leuchtstoffen bedeckt ist, in einer Kassette 6 und aus einer Ausleseeinheit 8.
In dem vorliegenden Text werden allgemein unter einer teilweise transparenten Abschirmung mehrere für Röntgenstrahlung teilweise transparente Körper aus bekannten Materialien und mit bekannten Dicken verstanden (= Dicke aus der Sicht eines Röntgenstrahls, der gerade von der Quelle durch den teilweise transparenten Körper zu dem Detektor geht), die über die Fläche oberhalb des Objekts zwischen Quelle 1 und Objekt 3 verteilt sind.
Bei der bevorzugten Ausführungsform von Fig. 1 wird die Platte 7 dazu verwendet, die teilweise transparenten Körper zu halten; die Körper können auch auf andere Art und Weise an Ort und Position gehalten werden.
Für den Einsatz des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es wesentlich, daß die Dicke eines teilweise transparenten Körpers bekannt ist.
Eine Lucit-Platte 7 wird gewählt - andere, für Röntgenstrahlung transparente Materialien sind möglich -, da es sich bei Lucit um ein Material handelt, das hart genug ist, um eine konstante Dicke aufrechtzuerhalten und eine plane Form beizubehalten sowie die Röntgenstrahlung so wenig wie möglich zu dämpfen.
Die teilweise transparenten Körper 2 brauchen nicht die Form eines Zylinders aufzuweisen: bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen sie die Form eines Zylinders auf, und bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen sie die Form eines Streifens auf.
Bei dem Material dieser teilweise transparenten Körper 2 braucht es sich nicht um Aluminium zu handeln, doch wird bei einer bevorzugten Ausführungsform Aluminium als Material für diese Körper eingesetzt, zusammen mit der Verwendung von Aluminium und Polycarbonat als Basismaterialien in dem Kalibrierungssystem 4.
Im weiteren Verlauf dieses Textes wird deutlich, weshalb diese Wahl bevorzugt wird.
Der Schirm wird in einer Kassette 6 gehalten, die für Licht im sichtbaren und im Infrarotbereich undurchlässig ist. Die stimulierbaren Leuchtstoffe auf dem Schirm 5 weisen die Eigenschaft auf, daß sie nach Belichtung mit Röntgenstrahlung einen Zustand der Anregung annehmen. Die Atome in dem angeregten Zustand können, wenn sie einen Lichtreiz einer spezifischen Wellenlänge empfangen, bei Rückkehr in ihren ursprünglichen Zustand Licht unterschiedlicher Wellenlängen emittieren. Die Menge an emittiertem stimulierten Licht ist proportional zu der von den Leuchtstoffen ursprünglich absorbierten Dosis an Röntgenstrahlung.
Zum Lesen des in der stimulierbaren Leuchtstoffplatte gespeicherten latenten Bilds wird eine Ausleseeinheit 8 verwendet, die auf optoelektronischen Lesetechniken in Kombination mit digitalem Schreiben in einen Rechner basiert.
Bei der Ausführungsform von Fig. 1 wird der Leuchtstoffilm 5 in der Kassette 6 plus die Ausleseeinheit 8 als Detektor bezeichnet. Natürlich können auch andere Arten von Detektoren verwendet werden.
In Fig. 2 wird eine Ausführungsform einer Bildausleseeinheit gezeigt. Diese Figur zeigt einen fotostimulierbaren Leuchtstoffilm 5, der mit Röntgenstrahlen belichtet worden ist. In der Strahlungsbild-Auslesevorrichtung wird das in dem fotostimulierbaren Leuchtstoffilm gespeicherte latente Bild durch Abtasten des Leuchtstoffilms mit von einem Laser 9 emittierten stimulierenden Strahlen ausgelesen.
Die stimulierenden Strahlen werden mit Hilfe einer galvanometrischen Ablenkeinrichtung 10 gemäß der Hauptabtastrichtung reflektiert. Die Sekundärabtastbewegung von durchgeführt, indem der Leuchtstoffilm in der senkrecht zu der Abtastrichtung verlaufenden Richtung transportiert wird. Ein Lichtsammler 11 richtet das durch stimulierte Emission erhaltene Licht auf einen Fotoelektronenvervielfacher 12, wo es in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das danach von einer Abtast- und Halteschaltung 13 abgetastet und mit Hilfe eines Analog-Digital-Umsetzers 14 in ein digitales Signal umgewandelt wird. Das Signal wird auch an einen Quadratwurzelverstärker angelegt, so daß das auch als "ursprüngliches oder rohes" Bild bezeichnete, das Ausgabebild darstellende Signal ein Signal ist, das proportional zu der Quadratwurzel angewendeter Belichtungswerte ist und den Bildpunktwert in einer großen Bildpunktmatrix (beispielsweise 2048 · 2464 Bildpunkte) darstellt.

Erfassung des Bilds des Objekts

Nunmehr wiederum unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird das Signal, das proportional zu der Quadratwurzel von angewendeten Belichtungswerten ist, quadriert 17 und liefert das Bild das Objekts, BILD A 18, das ein Signal I (x, y) (als Funktion der Bildpunktkoordinaten x und y des Bilds) darstellt, das proportional zu der von dem Leuchtstoffilm 5 absorbierten Röntgenstrahlung ist. Die für die Werte von I verwendete Anzahl von Bit kann gemäß der gewünschten Grauwertauflösung gewählt werden. Bei der Ausführungsform von Fig. 1 wird als das abzubildende Objekt eine Thorax gewählt. Natürlich sind andere Objekte möglich.

Bestimmung eines nichtgedämpften Photonenstrahls

Bei der Ausführungsform von Fig. 1 wird ein großer Teil der Berechnungen mit der normierten Intensität mit Hilfe von, falls gemeint, an dem Logarithmus des Verhältnisses aus gedämpfter Intensität zu nichtgedämpfter Intensität vorgenommen.
In diesem Zusammenhang wird unter "gedämpfter Intensität" die Röntgenstrahlung (als Funktion der Bildpunktkoordinaten (x, y)) verstanden, die von dem stimulierbaren Leuchtstoffilm 5 in Kassette 6 in dem Fall absorbiert wird, wenn das Objekt 3 und die teilweise transparente Abschirmung (2,7) zwischen Quelle 1 und Kassette 6 positioniert sind, und unter "nichtgedämpfter Intensität" wird die Röntgenstrahlung verstanden, die von dem stimulierbaren Leuchtstoffilm 5 in Kassette 6 in dem Fall absorbiert würde, wenn kein Objekt 3, weder eine teilweise transparente Abschirmung (2, 7) noch irgendein anderes Objekt zwischen Quelle 1 und Kassette 6 positioniert ist. Der nichtgedämpfte Photonenstrahl kann oftmals nicht anders gemessen oder richtig berechnet werden, als daß ein gesondertes Bild angefertigt wird.
Aus diesem Grund wird bei einer bevorzugten Ausführungsform ein zweites Bild mit der gleichen Art von Detektor und Quelle und Quellenparametern (kV, mAs, Fokussierung) angefertigt wie für BILD A 18, und mit genau der gleichen relativen Position der Quelle 1 zu dem stimulierbaren Leuchtstoffilm 5 in Kassette 6. Die Ausleseeinheit und die Quadrateinheit wandeln die gespeicherte Röntgenstrahlung des Films 5 in ein Bild BILD B 19 um, das ein Signal Io(x, y) (als Funktion der Bildpunktkoordinaten x und y des Bilds) darstellt, das proportional zu der von dem Leuchtstoffilm 5 absorbierten Röntgenstrahlung ist, mit dem gleichen Proportionalitätsfaktor wie bei BILD A 18. Üblicherweise wird BILD B 19 unmittelbar nach oder vor BILD A 18 angefertigt, aber dies ist nicht erforderlich.

Kalibrierung

Erfindungsgemäß wird eine Kalibrierung vorgenommen, die gestattet, das Streustrahlungssignal im Bild BILD A 18 des Objekts an den Orten der teilweise transparenten Körper, die in der Ausführungsform von Fig. 1 mit 2 bezeichnet sind, zu berechnen. Die Kalibrierung eignet sich besonders für medizinische Anwendungen, ist aber nicht darauf beschränkt.
Bei der gleichen Ausführungsform von Fig. 1 wird zu diesem Zweck ein drittes Bild angefertigt, BILD C 20. Wie schon gesagt, muß diese Kalibrierung gestatten, das Streustrahlungssignal in dem BILD A 18 an den Orten der teilweise transparenten Körper präzise zu berechnen.
Bei einer (in Fig. 1 veranschaulichten) Ausführungsform wird das Bild auf die gleiche Weise angefertigt, wie oben für BILD A 18 und BILD B 19 angegeben, doch handelt es sich in diesem Fall bei dem gerade abgebildeten Objekt um eine Kombination aus Dicken 4 von zwei unterschiedlichen Materialien, die ein unterschiedliches Röntgenstrahlungsabsorptions verhalten aufweisen. Diese beiden Materialien gehören der Gruppe von Materialien an, die durch etwa zwei physikalische Prozesse mit Röntgenstrahlungsphotonen von Energien des Bereichs der meisten Röntgenröhren in Wechselwirkung stehen: durch Compton-Streuung und durch fotoelektrische Absorption.
Wie aus dem bisherigen Stand der Technik bekannt ist, können zwei Materialien aus dieser Gruppe als Basismaterialen gewählt werden, was hier bedeutet, daß die Röntgenstrahlendämpfungskoeffizienten aller anderen Materialien der Gruppe durch eine lineare Kombination derjenigen der beiden Basismaterialien gefunden werden können.
Für medizinische Anwendungen werden in einer bevorzugten Ausführungsform die beiden Basismaterialien oftmals derart gewählt, daß ein zu weichem Gewebe äquivalentes Material bzw. ein zu Knochen äquivalentes Material vorliegt. Als Basismaterialien können andere Materialien gewählt werden.
Vorteilhafterweise wird zum Zweck der Erzeugung von Kalibrierungsdaten ein sogenanntes Kalibrierungsphantom verwendet.
Ein zum Erzeugen der erforderlichen Kalibrierungsdaten geeignetes radiographisches Phantom umfaßt allgemein
(a) einen Satz von Behältern, vorzugsweise zylindrischen Behältern, die zwischen dem flächenmäßigen Detektor und der Röntgenquelle positioniert sind,
(b) eine Anzahl von Kombinationen von Basismaterialien mit unterschiedlichen Dicken, die in jedem der Behälter vorgesehen sind,
(c) einen Rahmen zum Halten dar Behälter in einer derartigen Position, daß jeder der Behälter in Richtung der Röntgenquelle zeigt.
Bei einer Ausführungsform umfaßt dieses Kalibrierungsphantom 36 zylindrische Behälter, die mit einer Anzahl von Kombinationen von Dicken von Basismaterialien gefüllt sind. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich bei den Basismaterialien um Aluminium und Polycarbonat.
Der Rahmen zum Halten der Behälter und zum Ausrichten derselben in Richtung der Strahlungsquelle besteht aus zwei parallel angeordneten Platten.
Eine erste, sogenannte Bodenplatte weist eine Anzahl von Ausnehmungen auf, in die die zylindrischen Behälter passen.
Bei der Bodenplatte handelt es sich vorzugsweise um eine metallische Platte, die mit einer Bleilage zwischen den Ausnehmungen versehen ist, so daß Röntgenstrahlen die Platte an Orten zwischen den Behältern nicht durchdringen können und somit den Detektor nicht Streustrahlung aussetzen können.
In einem gegebenen Abstand über dieser Platte, in diesem Beispiel ist dieser Abstand gleich 12 cm, ist eine als stützende Platte bezeichnete zweite Platte vorgesehen. Die stützende Platte weist eine Anzahl von Löchern auf, durch die die zylindrischen Behälter gerichtet sind. Die Position der Löcher in der Stützplatte zusammen mit der Position der Stützplatte bezüglich der Bodenplatte sorgen dafür, daß die zylindrischen Behälter alle in Richtung einer Strahlungsquelle ausgerichtet sind.
Bei einer Ausführungsform waren die zylindrischen Behälter auf einen einzelnen Punkt ausgerichtet, der sich in einem bekannten Abstand befindet, in diesem Beispiel 150 cm, gemessen über der Mitte der Bodenplatte.
Die stützende Platte kann über der Bodenplatte mit Hilfe einer festen Verbindung gehalten werden.
Alternativ ist die Stützplatte beweglich, eine bewegliche Stützplatte wird für den Fall bevorzugt, daß Kalibrierungsdaten für verschiedene Positionen der Strahlungsquelle, d. h. für eine Menge von Abständen zwischen einer Strahlungsquelle und einem Detektor, erhalten werden müssen.
Eine bewegliche Stützplatte sorgt dafür, daß die Richtung, in die die zylindrischen Behälter zeigen, geändert werden kann, wodurch es möglich wird, daß die Behälter in Richtung einer Strahlungsquelle von Bestrahlung ausgerichtet werden, die innerhalb eines gegebenen Bereichs von Abständen unter mehreren verschiedenen Abständen positioniert sind.
Die Stützplatte kann für einen bestimmten Abstand der Strahlungsquelle bezüglich des Rahmens arretiert werden, und kann für andere Abstände innerhalb des gegebenen Bereichs verändert werden.
Wenn beispielsweise der Abstand zwischen der Strahlungsquelle und dem Detektor verdoppelt wird, muß gleichermaßen der Abstand zwischen der Bodenplatte und der Stützplatte verdoppelt werden, damit die zylindrischen Behälter zur Strahlungsquelle weisen.
Die Änderung des Winkels, der aufgrund der Verschiebung der Stützplatte auftritt, zwischen der Bodenplatte und der Achse derjenigen zylindrischen Behälter, die von der Mitte der Bodenplatte am weitesten weg sind, ist relativ klein. Folglich ist auch die Änderung des Durchmessers der Öffnungen in der Stützplatte, die erforderlich ist, wenn der Abstand zwischen Bodenplatte und Stützglatte verändert wird, relativ klein und kann durch eine nichtstarre Befestigung der Behälter in der Bodenplatte überbrückt werden. Diese nichtstarre Befestigung kann beispielsweise mit Hilfe einer elastisch verformbaren Substanz realisiert werden, die in den ausgenommenen in der Bodenplatte zwischen den Zylindern und der Bodenplatte positioniert ist.
Die Innenwand der Behälter ist vorzugsweise mit einer Bleilage versehen, so daß Streustrahlung nicht durch die Wände innerhalb der Behälter dringen kann.
Auch ist auf der Oberseite des oberen Materials in den Behältern, d. h. des Materials, das der Strahlungsquelle zugewandt ist, ein Strahlbegrenzer aus Blei vorgesehen, wobei der Strahlbegrenzer lediglich einen Teil der oberen Fläche des oberen Materials bedeckt. Dieser Strahlbegrenzer aus Blei liefert eine Messung der Streustrahlung unter dem Strahlbegrenzer.
Da in der vorliegenden Anmeldung lediglich die Dämpfung durch Röntgenstrahlen durch eine Kombination aus Dicken von Basismaterialien interessiert, kann in der Tat der Einfluß von Streustrahlung eliminiert werden. Zu diesem Zweck ist in der Mitte der Oberfläche des oberen Basismaterials in jedem zylindrischen Behälter ein zylindrischer Strahlbegrenzer aus Blei vorgesehen.
Als nächstes wird im Schatten des Strahlbegrenzers aus Blei die Streustrahlung gemessen und von dem in der Nachbarschaft des Strahlbegrenzers aus Blei erfaßten Signal subtrahiert.
Um eine präzise Messung zu liefern, ist es erforderlich, daß die Abmesungen des Abschnitts der Behälter und der Stücke aus Basismaterial ausreichend groß ist.
Der Durchmesser aller zylindrischen Behälter ist vorzugsweise identisch. Die Basismaterialien sind vorzugsweise in einer zylindrischen Form mit einem Durchmesser vorgesehen, der geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des Behälters, so daß das Material sehr gut in den Behälter paßt.
Bei der Ausführungsform von Fig. 1 ist das Kalibrierungsbild BILD C 20 mit BILD B 19 kombiniert, um die Kalibrierungsdaten 25 zu erzeugen. Mit den Signalen Io(x, y) von BILD B 19 wird das Verhältnis aus dem Signal mit gedämpfter Intensität und dem Signal mit nichtgedämpfter Intensität (= für den Fall, daß zwischen Quelle und Detektor kein Kalibrierungsphantom positioniert ist) für eine bestimmte Dickenkombination der Basismaterialien berechnet. Der negative Logarithmus dieses Verhältnisses ist in 25 durch T(S(&epsi;), α, β) dargestellt, wobei S(&epsi;) das Spektrum der Quelle (die relative Verteilung der Photonenenergien darstellend) als Funktion der Photonenenergie &epsi; ist und wobei α und β die Dicken der beiden Basismaterialien sind. Wenn dem Parameter T der Name "Dämpfung" gegeben wird, so kann erwähnt werden, daß T für das Spektrum S(&epsi;) die Dämpfung als Funktion der Dicken der Basismaterialien ergibt. Allgemeiner gesagt, wenn ein Detektor verwendet wird, dessen Absorption von Röntgenstrahlung energiemäßig von abs(&epsi;) abhängig ist, was seinen Absorptionskoeffizienten als Funktion der Photonenenergie E darstellt, so kann man sagen, daß T von dem "gesamten" Spektrum S'(&epsi;) = S(&epsi;) · abs(&epsi;) abhängt. T ist dann durch folgende Beziehung gegeben:
wobei uα(&epsi;) und uβ(&epsi;) die linearen Dämpfungskoeffizienten der beiden Basismaterialien sind.
Die Röntgenstrahlenabsorption der beschriebenen fotostimulierbaren Leuchtstoffilme ist tatsächlich energieabhängig, und der Einfachheit halber wird über das Spektrum gesprochen, wobei immer an den Beitrag des energieabhängigen Absorptionskoeffizienten des Detektors gedacht wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kalibrierungsdaten an eine analytische Funktion F(α, β) T(α, β) der Dicken der Basismaterialien angepaßt. Ein Beispiel für eine derartige analytische Funktion F(α, β) (wie in Cardinal HN, Fenster A. Analytical approximation of the 10 g-signal and 10 g-variance functions of x-ray imaging systems, with aprlication to dual-energy imaging, Med. Phys. 18(5), Sept/Okt. 1991, 867-879 vorgeschlagen wird) lautet:
wobei die Parameter ai (i = 0, 1, ..., 6) von dem verwendeten Spektrum und dem verwendeten Detektor abhängen und in einem Anpassungsvorgang berechnet werden können, beispielsweise mit Hilfe des Levenberg- Marquardt-Algorithmus für nichtlineare Probleme kleinster Quadrate (Gill PE, Murray W., Wright MH. Practical optimization [Praktische Optimierung] (Academic, London, 1981), S. 136-137, 140-141). Das Modell F(α, β) ist sehr genau und gestattet präzisere Berechnungen der Streustrahlungssignale gemäß der Erfindung. Es gibt andere mögliche Modelle, die ebenfalls zufriedenstellend sind; das angegebene Modell ist lediglich ein Beispiel.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Kalibrierung unabhängig von der Objektbilderzeugung erfolgen, doch muß das gleiche Spektrum der Photonenenergie wie für das Objekt verwendet werden, und die gleiche Art von Detektor. Wenn von der Quelle 1 mit dem gleichen Spektrum der Quelle und mit der gleichen Art von Detektor verschiedene Arten von Objekten 3 abgebildet werden, so ist für alle diese Bilder lediglich eine Kalibrierung erforderlich, man kann immer die gleichen Kalibrierungsdaten verwenden.
Obwohl bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Kalibrierung wie oben beschrieben durchgeführt wird, kann jede alternative Art und Weise, um die Dämpfung als Funktion von Dicken-Basismaterial für das Spektrum S'(&epsi;) zu erhalten, verwendet werden.
Bei der bevorzugten Ausführungsform, bei der Aluminium (β) und Polycarbonat (α) als Kalibrierungsmaterialien verwendet werden und Aluminiumscheiben als teilweise transparente Körper und ein Teil eines menschlichen oder Tierkörpers als abzubildendes Objekt verwendet wird, wird veranschaulicht, wie das Streustrahlungssignal an einer Position 28 des Schattens einer Scheibe in dem Bild BILD A 18 berechnet werden kann. Für andere Objekte, andere Basismaterialien und andere teilweise transparente Körper bleibt das Rechenverfahren im wesentlichen das gleiche.
Bei einer bestimmten Position (x, y) von BILD A 18 kann das Objekt (wie zuvor erwähnt) durch eine Dickenkombination Aluminium (13) und Dickenkombination Polycarbonat (α) dargestellt werden. Diese Kombination ergibt die gleiche Dämpfung (wenn keine Streustrahlung berücksichtigt wird) wie das Objekt in der Position (x, y) , unabhängig von der Quelle und vom Detektor.
Bei einer Scheibe 28 weisen das Signal im Bild BILD A 18 unter der Scheibe, das in Fig. 1 durch Iz dargestellt wird, und das Signal unmittelbar neben der Scheibe, das durch Im dargestellt wird, etwa die gleiche Streustrahlungskomponente Is auf, wenn der Radius der Scheibe klein genug ist. Eine weitere schematische Darstellung der Intensitäten unter und neben der Scheibe ist in Fig. 11 gegeben. In dieser Figur werden die Scheibe 2 und das Objekt 3 gezeigt (die Lucit- Platte ist nicht explizit gezeigt, da sie als Teil des Objekts angesehen werden kann) mit den Intensitäten Iz und Im und der Streustrahlungskomponente Is darunter. Die Streustrahlungskomponente ist im Vergleich zu der Primärstrahlungskomponente eine sehr niederfrequente Komponente. Wenn diese Streustrahlungskomponente Is von beiden Signalen Iz und Im subtrahiert wird, so wird die Differenz zwischen den beiden Signalen (Iz - Is) und (Im - Is) durch die Zusatzdämpfung durch die Aluminiumscheibe hervorgerufen. Im Hinblick auf Basismaterialien gesprochen, können das Objekt plus die Aluminiumscheibe darüber durch Basismaterialdicken (α, βz + d) = (α, βm) dargestellt werden, Dicke von Aluminium plus den Basismaterialdicken des Objekts ohne die Scheibe (α, βz).
Wenn die beiden Signale (Iz - Is) und (Im - Is) durch das Signal Io in der Position der Scheibe dividiert werden und wenn der negative Logarithmus von (Iz - Is)/Io) und (Im - Is)/Io), der durch Tz bzw. Tm dargestellt wird, genommen wird, dann sind diese Dämpfungswerte Tz und Tm gleich den durch (α, βz) bzw. (α, βm) hervorgerufenen Dämpfungswerten.
Diese Tatsache wird in Fig. 3 veranschaulicht: T stellt die Dämpfung als Funktion der Dicken α und β der Basismaterialien für das verwendete Quellenspektrum S(&epsi;) und den verwendeten Detektor mit Absorptionskoeffizient abs(&epsi;) dar. Für die Basismaterialdicken (α, βz) und (α, βm) werden die entsprechenden Dämpfungswerte Tz und Tm sowie die Dicke d des teilweise transparenten Aluminiumkörpers gezeigt.
Wiederum unter Bezugnahme auf Fig. 1 basiert die Berechnung 24 der Streustrahlungskomponente Is des Signals in BILD A 18 in der Position des teilweise transparenten Körpers auf der folgenden Idee, die für das Verfahren gemäß der Erfindung wesentlich ist.
Die Dicke d des teilweise transparenten Körpers ist bekannt, und wenn ein bestimmter Wert Is_est als Abschätzung der Streustrahlungskomponente von BILD A 18 in der Position des teilweise transparenten Körpers angenommen wird, dann ist I_est = (Is + ΔIs) eine falsche Abschätzung von Is mit dem absoluten Fehler ΔIs.
Wenn dieses Isest von beiden gemessenen Signalen Iz und Im subtrahiert, dann ist die Kombination von Izd_est (= Iz - Is_est) und Imd_est (= Im - Is_est) möglich, falls die Abschirmung eine andere Dicke als die tatsächliche aufweist, wenn ΔIs nicht Null ist, wie im folgenden Text weiter gezeigt wird.
Die Kalibrierungsdaten erlauben, die Dicke d_c des teilweise transparenten Körpers als Funktion der Werte Izd_est und Imd_est zu berechnen.
Nun, unter Verwendung der Kalibrierungsdaten, berechne (gegeben der Wert von α) für unterschiedliche Abschätzungen der Streustrahlungskomponente Is_est die entsprechende Dicke d_c der Abschirmung, bis eine Kombination aus Izd_est und Imd_est derart gefunden ist, daß die berechnete Dicke d_c der Abschirmung gleich der tatsächlichen d ist.
Bei der bevorzugten Ausführungsform, unter Verwendung von Aluminium für die teilweise transparenten Körper und einer Kalibrierung mit Aluminium und Polycarbonat, kann die Dicke der Abschirmung wie folgt berechnet werden:
Fig. 4 veranschaulicht die Berechnung. Um die Berechnungen näher zu erläutern, muß zuerst gezeigt werden, daß (d_c - d) eine monoton wachsende Funktion der Abschätzung Ie_est (bzw. des Fehlers ΔIs) ist. Bei einer gewissen Dicke α eines Polycarbonats wird die Dämpfung (Tz + ΔTz) und (Tm + ΔTm) als Funktion der geschätzten Streustrahlungskomponente Is_est berechnet.
Mit Idz = Iz - Is und Im = Im - Is und unter der Annahme, daß ΔIs < < Idz ist, kann geschrieben werden:
Idz_est = Iz - Is_est = Iz - (Is + ΔIs) = Idz - ΔIs
Die Differenz bei der Aluminiumdicke (Fig. 4) βm + Δβm - (βz + Δβz) ist gleich der berechneten Dicke d_c der Aluminiumscheibe. Es kann ohne weiteres bewiesen werden, daß diese Dicke d_c minus der tatsächlichen Dicke d eine monoton wachsende Funktion der geschätzten Streustrahlungskomponente Is_est ist. Bei Polycarbonat mit einer gewissen äquivalenten Dicke α entspricht eine Verschiebung ΔT einer Verschiebung Δβ. Bei kleinen Werten von ΔT hat man:
und
Dies gilt für das Signal unter und neben der Scheibe. Bei der Ausführungsform von Fig. 1 sind die Kalibrierungsdaten an eine analytische Funktion T(α, β) (wie zuvor erwähnt) angepaßt, so daß die Ableitungen von T analytisch berechnet werden können. Dies ist zwar keine strenge Forderung, führt aber zu höherer Präzision.
Wir haben für (d_c - d):
d_c - d = (βm + Δβm) - (βz + Δβz) - (βm - βz) = Δβm - Δβz
Die Werte von (βm + Δβm) bzw. von (βm - Δβz) bei einem bestimmten Wert von α werden gefunden, indem in den Kalibrierungsdaten nach dem eindeutig bestimmten Wert von β gesucht wird, der (Tm + ΔTm) bzw. (Tz + ΔTz) entspricht.
Weiterhin hat man:
wobei K ein positiver, konstanter Faktor ist, da exp (Tm) > exp (Tz) und
Bei größeren Werten von DIB ist die Beziehung zwischen (d_c - d) und Is_est nicht länger linear, sondern weist eine typische Form auf, wie in Fig. 5 gezeigt, wo Is das tatsächliche Streustrahlungssignal ist.

Berechnung des Streustrahlungskoeffizienten

Unter Bezugnahme zurück auf Fig. 4 wird die Berechnung der Streustrahlungskomponente Is wie folgt vorgenommen. Wenn (d_c - d) für den korrekten Wert von α und für unterschiedliche Abschätzungen von Is_est berechnet wird, liefert der Nulldurchgang der Funktion (d_c - d) gegenüber Is_est den Wert von Is.
Für die Berechnung von (d_c - d) werden bei der bevorzugten Ausführungsform von Fig. 1 für die Werte von T(α, β) oder der Ableitungen von T(α, β) die Werte der analytischen Funktion F(α, β) und die Ableitungen von F(α, β) verwendet. Einer Abschätzung von Is_eet der Streustrahlungskomponente entsprechen Werte (Tm + ΔTm) und (Tz + ΔTz). Für einen bestimmten Wert von α haben wir dann:
Tm + ΔTm &sim; Fm + ΔFm = F(α,βm_est) = F(α, βm + Δβm)
Tz + ΔTz &sim; Fz + ΔFz = F(α,βz_est) = F(α, βz + Δβz)
Es gibt lediglich eine Lösung für βm_est und nur eine für βz_est. Der Wert von eßt (βm_est) kann gefunden werden, indem die β-Achse in kleine Intervalle βi = I * δ (i = 0, 1, ...) unterteilt und die Werte von F(α, βi) berechnet werden. Der nächste Schritt besteht darin, die Intervalle [iz * δ, (iz + 1) * 6] und [im * δ, (im + 1) * δ] zu suchen für die:
F(α, iz*δ) ≤ Fz + ΔFz < F(α, (iz + 1)* δ)
F(α, im*δ) ≤ Fm + ΔFm < F(α, (im + 1)* δ)
Die Werte von (βz_est und von βm_est werden durch lineare Interpolation berechnet. Der Wert von (βm_est - βz_est) ist gleich (d_c-d) für Is_est und für α. Für verschiedene Werte von Is_est, die den Rahmen erwarteter möglicher Streuanteile abdecken, wird (d_c-d) auf die gleiche Weise berechnet. Es ist zuvor gezeigt worden, daß die Funktion (d_c-d) eine monoton wachsende Funktion von Is_est ist. Mit den besagten Werten von Is_est, für die (d_c-d) berechnet wird, und mit den Werten von (d_c-d) wird somit eine Kurve durch eine lineare Interpolationstechnik angepaßt, und der Nulldurchgang liefert den Wert der Streustrahlungskomponente Is.
Um den korrekten Wert von Is zu erhalten, muß man mehr oder weniger wissen, welches die äquivalente Dicke α von Polycarbonat an der Position der Scheibe ist. Man kann α auf der Grundlage des gemessenen Signals Iz in BILD A 18 in der Nähe der Scheibe abschätzen. Für medizinische Anwendungen ist α eine Anzeige für die Dicke des Weichgewebes. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Quellenspektrum nicht zu breit, und in diesem Fall ist die Abschätzung von α für die Berechnungen weniger kritisch. Eine grobe Abschätzung des Wertes von α kann nur einen relativ kleinen Fehler der berechneten Streustrahlungskomponente Is bewirken.
Dies ist in Fig. 6 und in Fig. 7 veranschaulicht.
Fig. 7 zeigt ein mögliches Spektrum einer herkömmlichen Röntgenquelle, die bei 140 kV betrieben und mit 0,3 g/cm² Gadolinium und 1 mm Cu gefiltert ist. S(&epsi;) ist das von dem Gadolinium und dem Kupfer gefilterte Quellenspektrum, und abs (&epsi;) ist der Absorptionskoeffizient des Detektors (bei dem es sich im vorliegenden Beispiel um einen fotostimulierbaren Leuchtstoffilm handelt) als Funktion der Photonenenergie &epsi;.
Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen der berechneten Dicke d_c einer Aluminiumscheibe minus der tatsächlichen Dicke d über dem geschätzten Streustrahlungssignal Is_est. Das Spektrum von Fig. 7 wurde zur Bestrahlung von 5 mm Aluminium und 6 cm Polycarbonat verwendet. Der eingesetzte verwendete teilweise transparente Körper war ein kreisförmiger Zylinder aus Aluminium mit einer Dicke d = 4 mm und einem Durchmesser von 3 mm. Die Beziehung (d_c-d) über (Is_est/Is) ist für Werte α = 5 cm, α = 6 cm und α = 7 cm aufgetragen. Der Perzentilfehler Δ an Is, der von dem falschen Wert von α in diesem Fall verursacht wird, ist sehr klein.
Wiederum unter Bezugnahme auf Fig. 1 werden, bevor die Streustrahlungskomponente in BILD A 18 an der Position der Scheiben berechnet werden kann, die Aluminiumscheiben (allgemeiner gesagt die teilweise transparenten Körper) lokalisiert 22. Diese Lokalisierung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Die Form der teilweise transparenten Körper ist bekannt, und eine Segmentierung der Bereiche in dem "Schatten" dieser besagten Körper ist nicht sehr schwierig. Nachdem die Scheiben lokalisiert sind, wird bei einer bevorzugten Ausführungsform aus Gründen der Genauigkeit lediglich für diejenigen Scheiben, unter denen das Signal nicht zu stark variiert 23, die Streustrahlungskomponente berechnet. Nach der Berechnung der Streukomponente in den Positionen der Körper erzeugt eine Interpolation 26 der Werte der Streukomponente in diesen Positionen eine Streustrahlungsfläche Is(x, y), die die Streustrahlungskomponente in allen Positionen des Bilds darstellt. Subtrahieren dieser Streustrahlungsfläche 26 von dem BILD A 18 ergibt BILD D 27, das bezüglich Streustrahlung kompensierte Bild des Objekts.
Die Informationen über das Objekt unter einem teilweise transparenten Körper gehen nicht verloren; das Röntgenstrahlungssignal wird durch den Körper lediglich zusätzlich gedämpft. Der Effekt der Zusatzdämpfung kann in einem weiteren Schritt eliminiert werden.
Eine weitere gute Realisierung einer teilweise transparenten Abschirmung ist in Fig. 9 gezeigt. Bei den teilweise transparenten Körpern 16 in dieser Ausführungsform handelt es sich um gerade Streifen, die auf einer Lucit-Platte 7 parallel positioniert sind. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Lokalisierung der Positionen der Streifen in dem Bild leichter ist. Für eine Interpolation, die eine genaue Abschätzung der Streustrahlung in dem Gesamtbild liefert, sind ausreichend Is-Daten erforderlich, die den Bereich des Detektors abdecken. Wenn als teilweise transparenter Körper ein Streifen verwendet wird, ist es leicht, ausreichend Is-Daten zu finden: auf den Streifen lassen sich ohne weiteres Positionen wählen, für die man die Streustrahlungskomponente im Bild unter Vernachlässigung der Positionen berechnen möchte, in denen das Röntgenstrahlungssignal aufgrund von scharfen Kanten oder aus anderen Gründen zu sehr variiert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird zwischen dem Objekt und dem Detektor ein angemessen großer Luftspalt verwendet, so daß die Raumfrequenz des Streustrahlungssignals wie auch die Menge der von dem Detektor erfaßten Streustrahlung reduziert wird.
Die Genauigkeit des Verfahrens steigt natürlich, wenn die teilweise transparenten Körper so gut wie möglich in Richtung der Quelle, senkrecht zu der auf sie fallenden Röntgenstrahlung, ausgerichtet sind, und wenn die Körper überall die gleiche Dicke für diese Strahlung aufweisen (keine glatten Kanten, sondern scharfe). Falls als Material für die teilweise transparenten Körper Aluminium verwendet wird, wird (bei einer bevorzugten Ausführungsform) bevorzugt, daß die Höhe der Scheiben bzw. Streifen (oder sonstige Art von Körpern) mindestens eine Höhe von 4 mm aufweisen, um ausreichend Kontrast zwischen dem Signal unter den Körpern und dem Signal neben den Körpern zu haben.
Die Durchmesser der Körper (der Durchmesser der Scheiben, die Breite von Streifen, usw. ...) darf nicht zu groß sein. Ansonsten ist das Streustrahlungssignal unter den Körpern nicht gleich dem Streustrahlungssignal neben den Körpern. Andererseits dürfen die Durchmesser nicht zu klein sein, da auch Rauschen und andere Artefakte auf das gemessene Signal unter den Körpern einen großen Einfluß haben. Es wäre gut, wenn unter den Körpern ausreichend Bildpunkte vorliegen, so daß für das Signal unter einem Körper ein örtlicher Mittelwert verwendet werden kann.
Falls für die Kalibrierung oder für das Material des teilweise transparenten Körpers ein anderes Material als Aluminium verwendet wird, ist die Situation sehr ähnlich. In Fig. 8 stellt der z und m verbindende Faktor die gleichwertigen Dicken der Basismaterialien für die teilweise transparente Abschirmung dar. In der Figur sind ξ und ψ die Dicken der Basismaterialien; der teilweise transparente Körper ist aus einem anderen Material als die Basismaterialien hergestellt und weist eine Dicke d auf. So das Primärstrahlungssignal Tm erfaßt neben dem Körper auf die Weise, die in der graphischen Darstellung dargestellt ist. In diesem Fall, wo ein anderes Material als die Basismaterialien für die teilweise transparenten Körper verwendet wird, müssen die beiden gleichwertigen Dicken des Basismaterials des Objekts an der Position des teilweise transparenten Körpers geschätzt werden, bevor mit der Berechnung der Streustrahlungskomponente begonnen werden kann. Aus Gründen der Genauigkeit wird somit bei einer bevorzugten Ausführungsform für die Bilderzeugung ein schmales Photonenenergiespektrum verwendet, und ein Material der teilweise transparenten Körper wird gewählt, das eine relativ geringe gleichwertige Dicke des einen Basismaterials und eine relativ große gleichwertige Dicke des anderen Basismaterials aufweist.
Nachdem auf den letzten Seiten die bevorzugte Ausführungsform für polychromatische Röntgenstrahlung erläutert worden ist, wird die bevorzugte Ausführungsform für monochromatische Röntgenstrahlung oder quasimonochromatische Röntgenstrahlung behandelt.
Fig. 10 liefert eine weitere schematische Darstellung eines Röntgenbilderzeugungssystems und eines Verfahrens für Streustrahlungskompensierung gemäß der Erfindung.
Das Verfahren und das System dieser Ausführungsform werden in einer Ausführungsform verwendet, in der monochromatische Röntgenstrahlung angewandt wird. Dieses Verfahren kann auch im Fall von polychromatischer Röntgenstrahlung mit einem schmalen Spektrum der Photonenenergien angewendet werden. In diesem Fall wird keine Kalibrierung durchgeführt, die Strahlhärtung für monochromatische Röntgenstrahlung ist Null und ist klein für sehr schmale Röntgenspektren.
Die Röntgenstrahlungsquelle 1 ist durch eine teilweise transparente Abschirmung (teilweise transparent für Röntgenstrahlung), die bei einer bevorzugten Ausführungsform aus einer Lucit-Platte 7 konstanter Dicke mit mehreren darauf angeordneten Kupferzylindern 2 besteht, und durch ein Objekt 3 in Richtung eines Detektors ausgerichtet, der bei dieser bevorzugten Ausführungsform aus einem mit einer Lage von durch Röntgenstrahlen stimulierbaren Leuchtstoffen bedeckten Film 5 in einer Kassette 6 und einer Ausleseeinheit 8 besteht.
Wie zuvor erwähnt in dem vorliegenden Text, werden allgemein unter einer teilweise transparenten Abschirmung mehrere für Röntgenstrahlung teilweise transparente Körper aus bekannten Materialien und mit bekannten Dicken verstanden (= Dicke aus der Sicht eines Röntgenstrahls, der gerade von der Quelle durch den teilweise transparenten Körper zu dem Detektor geht), die über die Fläche oberhalb des Objekts zwischen Quelle 1 und Objekt 3 verteilt sind.
Bei der bevorzugten Ausführungsform von Fig. 10 wird die Platte 7 dazu verwendet, die teilweise transparenten Körper zu halten; die Körper können auch auf andere Art und Weise an Ort und Position gehalten werden. Für den Einsatz des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es wesentlich, daß die Dicke eines teilweise transparenten Körpers bekannt ist. Eine Lucit-Platte 7 wird gewählt - andere, für Röntgenstrahlung transparente Materialien sind möglich -, da es sich bei Lucit um ein Material handelt, das hart genug ist, um eine konstante Dicke aufrechtzuerhalten und eine plane Form beizubehalten sowie die Röntgenstrahlung so wenig wie möglich zu dämpfen. Die teilweise transparenten Körper 2 brauchen nicht die Form eines Zylinders aufzuweisen: bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen sie die Form eines Zylinders auf, und bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen sie die Form eines Streifens auf. Bei dem Material dieser teilweise transparenten Körper 2 braucht es sich nicht um Kupfer zu handeln, doch wird bei einer bevorzugten Ausführungsform Kupfer als Material für diese Körper eingesetzt, da die Dämpfung der Röntgenstrahlung durch Kupfer recht hoch ist, so daß die Höhe der Kupferscheiben begrenzt werden kann, was praktische Vorteile hat.
Der Film 5 wird in einer Kassette 6 gehalten, die für Licht im sichtbaren und im Infrarotbereich undurchlässig ist. Die stimulierbaren Leuchtstoffe auf dem Film 5 weisen die Eigenschaft auf, daß sie nach Belichtung mit Röntgenstrahlung einen Zustand der Anregung annehmen. Die Atome in dem angeregten Zustand können, wenn sie einen Lichtreiz einer spezifischen Wellenlänge empfangen, bei Rückkehr in ihren ursprünglichen Zustand Licht unterschiedlicher Wellenlängen emittieren.
Die Menge an emittiertem stimulierten Licht ist proportional zu der von den Leuchtstoffen ursprünglich absorbierten Dosis an Röntgenstrahlung. Zum Lesen des in dem stimulierbaren Leuchtstoffilm gespeicherten latenten Bilds wird eine Ausleseeinheit 8 verwendet, die auf optoelektronischen Lesetechniken in Kombination mit digitalem Schreiben in einen Rechner basiert.
Bei der Ausführungsform von Fig. 10 wird der Leuchtstoffilm 5 in der Kassette 6 plus die Ausleseeinheit 8 als Detektor bezeichnet. Natürlich können auch andere Arten von Detektoren verwendet werden.
Eine Ausführungsform eines Ausleseeinheitbildes ist in Fig. 2 dargestellt, wie bereits zuvor erläutert ist.
Nunmehr wiederum unter Bezugnahme auf Fig. 10 wird das Signal, das proportional zu der Quadratwurzel von angewendeten Belichtungswerten ist, quadriert 17 und liefert das Bild des Objekts, BILD A 18, das ein Signal I (x, y) (als Funktion der Bildpunktkoordinaten x und y des Bilds) darstellt, das proportional zu der von dem Leuchtstoffilm 5 absorbierten Röntgenstrahlung ist. Die zum Darstellen eines Werts von I(x, y) verwendete Anzahl von Bit kann gemäß der gewünschten Genauigkeit gewählt werden. Bei der Ausführungsform von Fig. 10 wird als das abzubildende Objekt eine Thorax gewählt. Natürlich sind andere Objekte möglich.
Es wird gezeigt, wie das Streustrahlungssignal in einer Position 28 des Schattens einer Scheibe in dem Bild BILD A 18 für die Ausführungsform von Fig. 10 berechnet werden kann.
Bei einer Scheibe 28 weisen das Signal im Bild BILD A 18 unter der Scheibe, das in Fig. 10 durch Im dargestellt wird, und das Signal unmittelbar neben der Scheibe, das durch Iz dargestellt wird, etwa die gleiche Streustrahlungskomponente Is auf, wenn der Radius der Scheibe klein genug ist.
Eine weitere schematische Darstellung der Intensitäten unter und neben der Scheibe ist in Fig. 11 gegeben.
In Fig. 11 werden die Scheibe 2 und das Objekt 3 gezeigt (die Lucit-Platte ist nicht explizit gezeigt, da sie als Teil des Objekts angesehen werden kann) mit den Intensitäten Iz und Im und der Streustrahlungskomponente Is darunter. S(&epsi;) ist das Spektrum der Röntgenstrahlung der Quelle, und abs(&epsi;) ist der Absorptionskoeffizient des Detektors. Die Streustrahlungskomponente ist im Vergleich zu der Primärstrahlungskomponente eine sehr niederfrequente Komponente.
Wiederum unter Bezugnahme auf Fig. 10 ist das Spektrum S(&epsi;) in einer besonderen Ausführungsform eng um seine mittlere Energie &epsi;&sub0; herum konzentriert. Wenn die Streustrahlungskomponente Is von beiden Signalen Iz und Im subtrahiert wird, so wird die Differenz zwischen den beiden Signalen (Iz - Is) und (Im - Is) durch die Zusatzdämpfung durch die Kupferscheibe hervorgerufen.
Die Berechnung 30 der Streustrahlungskomponente Is des Signals in BILD A 18 in der Position des teilweise transparenten Körpers basiert auf den folgenden Gleichungen, unter der Annahme, daß die mittlere Energie der Photonen &epsi;&sub0; beträgt und daß das Spektrum sehr eng um &epsi;&sub0; herum konzentriert ist:
(Iz - Is) · exp (- ud(&epsi;&sub0;) · d) = (Im - Is)
In diesen Gleichung ist ud (&epsi;&sub0;) der lineare Dämpfungskoeffizient der Scheibe und d ist die Dicke der Scheibe.
Es ist immer möglich, den Faktor exp (-ud (&epsi;&sub0;)· d) geringfügig von dem Signal Iz abhängig zu machen, es auf der Grundlage einer ersten groben Abschätzung der Streukomponente abzuschätzen und zu raten, welches die Wirkung der Strahlhärtung sein kann. Der Einfluß der Strahlhärtung auf den Faktor ist größer, wenn das Spektrum breiter ist. Die Materialien in Objekt 3 bewirken, daß sich das Spektrum zu höheren mittleren Energien verschiebt. Je breiter das Spektrum ist, umso größer ist die Verschiebung und umso größer ist die Variation des Faktors. Wenn das ursprüngliche Spektrum eine höhere mittlere Energie &epsi;&sub0; aufweist, dann ist die Verschiebung meist relativ kleiner, da die Ableitung des Dämpfungskoeffizienten bezüglich der Energie im Bereich höherer Energien meist (wie dies für Kupfer der Fall ist) kleiner ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10 werden, bevor die Streustrahlungskomponente in BILD A 18 in den Positionen der Scheiben berechnet werden kann, die teilweise transparenten Körper lokalisiert 22, und bei einer bevorzugten Ausführungsform wird lediglich für diejenigen Körper, unter denen das Signal nicht zu sehr variiert 23, die Streustrahlungskomponente berechnet, aus Gründen der Genauigkeit. Nach der Berechnung der Streukomponente in den Positionen der Körper erzeugt eine Interpolation 26 der Werte der Streukomponente in diesen Positionen eine Streustrahlungsfläche Is(x, y), die die Streustrahlungskomponente in allen Positionen des Bilds darstellt. Subtrahieren dieser Streustrahlungsfläche 26 von dem Bild A 18 ergibt Bild E 29, das bezüglich Streustrahlung kompensierte Bild des Objekts.
Die Informationen über das Objekt unter einem teilweise transparenten Körper gehen nicht verloren; das Röntgenstrahlungssignal wird durch den Körper lediglich zusätzlich gedämpft. Der Effekt der Zusatzdämpfung kann in einem weiteren Schritt eliminiert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird zwischen dem Objekt und dem Detektor ein Luftspalt verwendet, so daß die Raumfrequenz des Streustrahlungssignals wie auch die Menge der von dem Detektor erfaßten Streustrahlung reduziert wird.
Die Genauigkeit des Verfahrens steigt natürlich, wenn die teilweise transparenten Körper so gut wie möglich in Richtung der Quelle, senkrecht zu der auf sie fallenden Röntgenstrahlung, ausgerichtet sind, und wenn die Körper überall die gleiche Dicke für diese Strahlung aufweisen (keine glatten Kanten, sondern scharfe). Wenn als Material für die teilweise transparenten Körper Kupfer verwendet wird, reicht eine begrenzte Höhe aus Kupfer (beispielsweise 0,2 mm) aus, um einen ausreichenden Kontrast zwischen dem Signal unter den Körpern und dem Signal neben den Körpern zu haben.
Die Durchmesser der Körper (der Durchmesser der Scheiben, die Breite von Streifen, usw. ...) darf nicht zu groß sein. Ansonsten ist das Streustrahlungssignal unter den Körpern nicht gleich dem Streustrahlungssignal neben den Körpern. Andererseits dürfen die Durchmesser nicht zu klein sein, da auch Rauschen und andere Artefakte auf das gemessene Signal unter den Körpern einen großen Einfluß haben. Es ist gut, wenn unter den Körpern ausreichend Bildpunkte vorliegen, so daß für das Signal unter einem Körper ein örtlicher Mittelwert verwendet werden kann.

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen eines bezüglich Streustrahlung kompensierten radiographischen Bilds eines Objekts, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

1) Belichten des Objekts zusammen mit einer zwischen einer Strahlungsquelle und dem Objekt angeordneten Abschirmung mit einer zum Erzeugen eines Strahlungsbilds von der Quelle emittierten Menge an Strahlung, wobei die Abschirmung eine Anzahl von Körpern aus einem bekannten Material und mit einer bekannten Dicke. umfaßt, die für Bestrahlung teilweise transparent sind,

2) Erfassen des Strahlungsbilds mit Hilfe eines flächenmäßigen Detektors,

3) Umwandeln des erfaßten Strahlungsbilds in eine elektrische Signaldarstellung,

4) an einer Anzahl von Orten der Körper innerhalb des Strahlungsbilds Ableiten eines Signals proportional zu der Menge an gestreuter Strahlung,

5) Erstellen eines Streubilds, das an jedem Ort des Bilds des Objekts die Menge an in dem Bild vorliegender Streustrahlung darstellt, durch Interpolation zwischen den abgeleiteten Streusignalwerten,

6) Subtrahieren des Streubilds von dem ursprünglichen Bild, um eine bezüglich Streustrahlung kompensierte radiographische Bilddarstellung zu erzeugen,

7) Anlegen der bezüglich Streustrahlung kompensierten Bilddarstellung an eine Ausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines sichtbaren, bezüglich Streustrahlung kompensierten Bilds.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem für eine Anzahl von Orten ein Signalwert Im im Schatten eines teilweise transparenten Körpers erzeugt wird und ein Signalwert Iz in der Nachbarschaft eines Körpers erzeugt wird, und wobei an jedem dar Orte ein Streustrahlungssignalwert von Iz, Im und dem Dämpfungsfaktor eines teilweise transparenten Körpers abgeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Strahlungsbild mit Hilfe eines flächenmäßigen Detektors erfaßt wird, der aus einem fotostimulierbaren Leuchtstoffschirm besteht, und wobei das Strahlungsbild ausgelesen und in eine elektrische Signaldarstellung umgewandelt wird, indem der Schirm mit Hilfe stimulierender Bestrahlung abgetastet und indem das bei Stimulierung emittierte Licht erfaßt und das erfaßte Licht in ein elektrisches Signal umgewandelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die teilweise transparenten Körper aus Kupfer hergestellt sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die teilweise transparente Abschirmung eine Lucit-Platte konstanter Dicke ist, die eine Anzahl von Kupferzylindern hält.

6. Verfahren zum Erzeugen eines bezüglich Streustrahlung kompensierten radiographischen Bilds eines Objekts, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

1) Belichten des Objekts zusammen mit einer Abschirmung, die eine Anzahl von Körpern aus einem bekannten Material und mit einer bekannten Dicke umfaßt, die für Bestrahlung teilweise transparent sind, wobei die Abschirmung zwischen einer Strahlungsquelle und dem Objekt angeordnet ist, mit einer zum Erzeugen eines Strahlungsbilds von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung;

2) Erfassen des Strahlungsbilds mit Hilfe eines flächenmäßigen Detektors,

4) Erzeugen von Kalibrierungsdaten, die die Dämpfung des Spektrums der Quelle durch Kombinationen von Dicken von unterschiedlichen Basismaterialien darstellen,

5) für eine Anzahl von Orten der Körper Abschätzen des Streuwerts auf der Basis ergänzender Dämpfung von Primärbestrahlungsphotonen durch die Körper,

6) Bestimmen der Dicke des Körpermaterials, die dem geschätzten Streuwart entspricht, aus den Kalibrierungsdaten,

7) wenn dieser Dickewert gleich der tatsächlichen Dicke des Körpers ist, dann ist der geschätzte Streuwert gleich dem tatsächlichen Streuwert, ansonsten werden Schritte (5) bis (6) wiederholt,

8) Erzeugen eines Streubilds durch Interpolation zwischen den tatsächlichen Streuwerten an der Anzahl von Orten,

9) Subtrahieren des Streubilds von dem Strahlungsbild, um eine bezüglich Streustrahlung kompensierte Bilddarstellung zu erzeugen,

10) Anlegen der bezüglich Streustrahlung kompensierten Bilddarstellung an eine Ausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines sichtbaren, bezüglich Streustrahlung kompensierten Bilds.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem ein Strahlungsbild mit Hilfe eines flächenmäßigen Detektors erfaßt wird, der aus einem fotostimulierbaren Leuchtstoffschirm besteht, und wobei das Strahlungsbild ausgelesen und in eine elektrische Signaldarstellung umgewandelt wird, indem der Schirm mit Hilfe stimulierender Bestrahlung abgetastet und indem das bei Stimulierung emittierte Licht erfaßt und das erfaßte Licht in ein elektrisches Signal umgewandelt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Kalibrierungsdaten erzeugt werden durch

(1) Belichten einer Menge von Kombinationen von Dicken aus zwei Basismaterialien, die aus einer Gruppe von Materialien derart gewählt sind, daß die Dämpfungseigenschaften eines Materials von der durch Kombinationen von Dicken zweier dieser Materialien bewirkten Dämpfung abgeleitet werden kann, mit einem von der Strahlungsquelle emittierten gleichen Strahlungsspektrum, um ein Kalibrierungsbild zu erzeugen,

(2) Erfassen des Kalibrierungsbilds mit Hilfe eines flächenmäßigen Detektors,

(3) Lesen des Kalibrierungsbilds in einer Anzahl von vordefinierten Orten.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem auf die Kalibrierungsdaten Interpolation angewendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Körper aus teilweise transparentem Material aus einem von zwei zum Zweck der Erzeugung von Kalibrierungsdaten gewählten Basismaterialien hergestellt sind.

11. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die gleichwertigen Materialien ein zu weichem Gewebe äquivalentes Material und ein zu Knochen äquivalentes Material sind.

12. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die gleichwertigen Materialien Aluminium und Polycarbonat sind und wobei ein Körper aus Aluminium hergestellt ist.

13. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das von einem Körper bewirkte zusätzliche Streustrahlungssignal erhalten wird, indem die folgenden Schritte ausgeführt werden:

1) Messen eines Signalwerts Im am Ort des Körpers und eines Signalwerts Iz an einem Ort in der Nachbarschaft des Körpers,

2) für eine Menge von geschätzten Streustrahlungssignalwerten Iscat,est Berechnen von entsprechenden Dämpfungswerten -ln[(Iz-Iscat,est)/Io] und -ln[Im-Iscat,est)/Io], wobei Io von der Quelle emittierte nichtgedämpfte Bestrahlung darstellt,

3) Wiedergewinnen einer entsprechenden Dicke dscat des Körpers aus den Kalibrierungsdaten und einer Abschätzung der gleichwertigen Dicke des zweiten Basismaterials für das Objekt am Ort des Körpers, um einen Wert Iscat,est zu finden, für den dscat gleich der Dicke des Körpers ist, wobei an diesem Ort dieser Wert Von Iscat,est gleich Iscat ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem 10 erhalten wird mit Hilfe des flächenmäßigen Detektors die nicht gedämpfte Bestrahlung emittiert von der Quelle unter identischen Belichtungsbedingungen wie diejenigen, die bei Belichtung des Objekts und der Abschirmung verwendet werden.

15. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die gleichwertige Dicke des ersten Basismaterials an der Position eines Körpers auf der Basis des gemessenen Signals Iz in der Nachbarschaft des Körpers erhalten wird.

16. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Zusatzdämpfung durch die teilweise transparenten Körper eliminiert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem es sich bei teilweise transparenten Körpern um gerade Streifen aus Aluminium handelt, die auf eine Lucit-Platte parallel positioniert sind.

18. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem zwischen dem Objekt und dem Detektor ein Luftspalt vorgesehen ist.