FI117786B - Menetelmä radiograafisen filmin epäresiprookkisuutta vastaavan funktion määrittämiseksi - Google Patents

Description

j- 1 1 7786

Menetelmä radiograaflsen filmin epäreslprookkisuutta vastaavan funktion määrittämiseksi

Keksintö liittyy radiologisiin järjestelmiin, joissa on radiologista filmiä, ja tarkemmin 5 sellaisissa järjestelmissä menetelmään, jolla voidaan määrittää radiograafisen filmin epäresiprookkisuus.

Radiologinen järjestelmä käsittää oleellisesti röntgenputken ja röntgensäteilyn vastaanottimen, joiden väliin sijoitetaan tutkittava esine, esimerkiksi potilaan kehon 10 osa. Kuvan vastaanotin, joka on esimerkiksi filmi/ruutu-pari, tuottaa kuvan esineestä sopivan valotusajan ja filmin kehittämisen jälkeen. Jotta esineen kuvaa käytetäisiin mahdollisimman tehokkaasti tulisi sen muodostavilla eri pisteillä olla keskenään riittävä kontrasti, nimittäin radiograafisen filmin mustumisen tulisi olla sopiva radio-graafisesta kuvasta toiseen, radiograafisesti tutkitun esineen läpikuultamattomuu-15 den mahdollisista eroista huolimatta.

Filmin mustuminen on verrannollinen fiimi/ruutu-pariin osuvan säteilyn energiamäärään, nimittäin radiograafiseen filmiin kohdistuvan säteilyn voimakkuuteen eli "filmin" annosnopeuteen, kerrottuna ajalla, jonka aikana tämä säteily kohdistuu filmiin. 20 Vastaavasti, filmin vakiomustumisen aikaansaamiseksi radiograafisesta tutkimuksesta toiseen, on olemassa tunnettu tapa suorittaa filmiin lankeavan energian mittauk- • · · : ;* siä tutkimuksen aikana ilmaisukennon avulla, joka yleensä on sijoitettu ennen vas- • · · •y: taanotinta, ja joka on herkkä röntgensäteilylle ja tuottaa virran, joka on verrannolli- • « · ’· " nen "filmin" annosnopeuteen. Tämä virta integroidaan valotuksen alusta alkaen in- * · · • ·* 25 tegraattoripiirissä, joka tuottaa kasvavan arvon valotuksen aikana. Tätä kasvavaa 9 *' : arvoa verrataan valotuksen aikana kiinteään referenssiarvoon, joka edeltä käsin on • · · : muodostettu filmin ominaisuuksien funktiona.

* · : Valotuksen päättäminen määritetään sen hetken avulla, jolloin vertailu osoittaa että • · · 30 filmiin lankeavaa energiaa edustava arvo on yhtä suuri kuin referenssiarvo.

• * * ··· • · · .·**. Jos radiograafiseen filmiin kohdistuu röntgensäteilyä suoraan, ja jos valotusaikojen • * ·

vaihtelut ovat riittävän pieniä tutkimuksesta toiseen, saadaan filmin vakiomustumi-nen vastuksesta toiseen, riippumatta valotusajasta S, edellyttäen että valotusajan S

• · • 9 • * · <> 2 117786 ja annosnopeuden F tulo on vakio, ts. integroinnin tuloksena olevan arvon tulisi pysyä vakiona.

Tämä pätee vain, jos filmin ominaisuudet noudattavat resiprookkilakia, joka osoittaa 5 että filmin optinen tiheys on verrannollinen tuloon F x S, ja jos filmin vaste on riippumaton lankeavien röntgensäteiden laadusta. Tämä resiprookkilaki ei enää päde, kun valotusaikojen vaihtelut ovat suuria.

Jos lisäksi radiograafiseen filmiin liittyy vahvistava ruutu, filmin mustuminen riippuu 10 spektrin laadusta. Sillä ruudun vaste riippuu vastaanotetun säteilyn spektrin energian jakautumasta, joka tarkoittaa sitä, että se on herkkä spektrin kovenemiselle sekä röntgenputken jännitteen muutokselle. Lopuksi on olemassa eräitä sovellutuksia, joissa on kallista sijoittaa ilmaisukenno ennen filmiä (esimerkiksi mammografiassa), sillä säteilyn energia on sellainen että ilmaisukenno silloin näkyisi filmillä. Tässä ta-15 pauksessa se sijoitetaan kuvan vastaanottimen taakse, mutta tämä muodostaa lisä-vaikeuden, sillä ilmaisukennon havaitsema signaali on se, joka ei ole osallistunut filmin mustuttamiseen. Tämä johtaa siihen, että ilmaisukennon suorittama mittaus ei yleisesti ottaen edusta radiograafiselle filmille lankeavaa "valotusmäärää" (ts. vastuksen määrää kerrottuna valotusajalla).

20 „ . Resiprookkilaista poikkeaminen, joka vaihtelee filmityypin mukaan, edustaa suhteel- * · · : lista muutosta siinä valotusmäärässä, joka tarvitaan vakiona pysyvän optisen tihey- * * * •;*:t den aikaansaamiseksi, kun valotusaika S vaihtelee röntgensäteilyn spektrin pysyessä • · · [’[’· vakiona. Tämä ilmaistaan sillä tosiasiana, että filmin saman optisen tiheyden aikaan- • · * : ·' 25 saamiseksi tulisi valotusmäärän olla esimerkiksi 1 valotusajalle S = 0,1 s; 1,3 kun ***: S = 1 s; ja 2 kun S = 4 s.

··· • · « • · · Tämä poikkeaminen resiprookkilaista johtuu ilmiöstä, joka tunnetaan Schwarzschild- • « : vaikutuksesta. Tätä vaikutusta on kuvattu erityisesti julkaisussa Pierre Glafkides: #·· 30 'Chimie et Physique Photographiques', 4. painos, sivut 234 - 238, Publications Pho- : to-Cinema Paul Montel.

* · · • ** * · * · · ‘ . Tämän resiprookkilaista poikkeamisen huomioonottamiseksi on ehdotettu erilaisia • « ... lähestymistapoja, ja erästä niistä on selitetty ranskalaisessa patentissa nro 2 584 * · *"" 35 504. Tämä patentti ehdottaa ilmaisukennon antaman signaalin integroidun arvon 3 117786 vertaamista referenssiarvoon, joka vaihtelee valotuksen aikana määritetyn yhteyden mukaisesti, esimerkiksi eksponentiaalisen yhteyden mukaisesti.

Tämä ennalta määritetty yhteys, olkoonpa se sitten eksponentiaalinen tai jokin muu, 5 ottaa vain epätäydellisesti huomioon poikkeamisen resiprookkilaista. Erityisesti, se ei ota huomioon filmin varsinaisesti vastaanottaman valotusmäärän voimakkuuden muutoksia. Lisäksi tämä korjaus ei ota huomioon muiden ilmiöiden vaikutusta, kuten läpäistyn esineen paksuudesta johtuvaa röntgensäteilyn kovenemista eikä röntgen-putken jännitteestä johtuvaa spektrin muuttumista.

10

Lisäksi tässä menetelmässä ilmaisukenno on sijoitettu kuvan vastaanottimen eteen.

Toinen lähestymistapa, jossa otetaan huomioon vaikuttavat erilaiset vaikutukset, erityisesti putkivirta, läpäistyn esineen paksuudesta johtuva spektrin koveneminen, 15 spektrin muuntuminen putken jännitteestä johtuen, ja käytettäessä vahvistavaa ruutua, mainitun ruudun absorptiovaste, on kuvattu ranskalaisessa patenttihakemuksessa, joka on jätetty samana päivänä, ja jonka nimityksenä on 'Menetelmä radiograafisen filmin valotusajan automaattista määrittämistä varten ja järjestelmä sen toteuttamiseksi'.

20 .. . Tässä menetelmässä, röntgenputken virran muutosten huomioonottamiseksi ja ylei- • · · : f semmin radiograafiselle filmille lankeavien fotonien annosnopeuden muutosten φ«· huomioonottamiseksi, käytetään epäresiprookkisuuskerrointa CNRD, joka ilmaistaan • · « ‘· " filmille lankeavana fotonien annosnopeuden erityisin mittauksin ja laskelmin.

: V 25 * * * Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on siten soveltaa menetelmää sellaisen funkti- « · · : on määrittämiseksi, joka edustaa radiograafisen filmin ei-vastavuoroisuuden vaiku tusta ilmaistuna radiograafiselle filmille lankeavien fotonien annosnopeuden funktio- * · · : na.

O 30 * : Keksintö liittyy menetelmään sellaisen funktion määrittämiseksi, joka edustaa radio- • * * graafisen filmin ei-vastavuoroisuuden vaikutusta radiologisessa järjestelmässä, joka • * * ' . on suunniteltu esineen tutkimista varten, ja jonka sisältämän röntgenputken syöttö- • · ... jännite V voi saada eri arvoja Vm, jatkuvalla tai diskreetillä vaihtelulla, jolloin mainit- * ♦ *“* 35 tu röntgenputki lähettää röntgensäteilyä pulssien muodossa, joiden kestoaika t, voi : 4 117786 vaihdella, kohti tutkittavaa esinettä, esineen läpäisemän röntgensäteilyn kuvanvas-taanottimen kuvan muodostamiseksi mainitusta esineestä, röntgensäteilyn ilmaisu-kennon joka mahdollistaa röntgensäteilylle tunnusomaisen fyysisen muuttujan muuntamisen mittaussignaaliksi L, integraattoripiirin joka integroi mittaussignaalia L 5 aikana t, ja tuottaa signaalin M, sekä laitteen signaalin M ja tulon I x ti suhteen ilmaiseman tuoton D laskemiseksi, jolloin I on putken anodivirta ja t valotuksen kestoaika, jolloin mainittu menetelmä käsittää seuraavat toimenpiteet (tai toimenpiteet, joilla): (a) määritetään filmin epäresiprookkisuuskertoimet CNRT(tj) ilmaistuina valotusaika-10 na t filmin optiselle tiheydelle DO,^; (b) määritetään mainitun filmin vastaanottama referenssivalotusmäärä L**; (c) lasketaan fotoniannosnopeudet di mainitulla filmillä kaavalla: d, = [Uf x CNRT (tj)]/t, (28) (d) määritetään epäresiprookkisuuskertoimet CNRD(d|) ilmaistuina fotoniannosno-15 peutena di soveltamalla kaavaa: CNRD (d,) = CNRT (¾) (19) jolloin mainitut kertoimet CNRD (di) mallinnetaan erään funktion mukaisesti, niin että: CNRD (d) = A o + log 1/d + A'2 [log 1/d]2 (20) 20 .♦ . Menetelmän vaihe (a) voi myös käsittää seuraavat vaiheet, joissa: • · * • * ‘ ‘ (ai) muutetaan putken hehkuvirtaa niin että saadaan mainitun virran eri arvoja, ·<· (a2) luetaan integraattoripiirin tuottamat arvot M (¾) erilaisille valotusajoille (t|) fil- • · · / min optisen tiheyden DOi saamiseksi, • * · : ·] 25 (a3) lasketaan suhde M(ti)/M(t,ef) (29)

*·* * joka antaa kertoimen CNRT (ti) kun M (W) on M (¾) :n arvo hetkellä ti = W

• · : Menetelmän vaihe (a) voi myös käsittää seuraavat vaiheet, joissa:

»»I

30 (gl) tehdään, muuttuva-aikaisella sensitografilla, ensimmäinen sensitogrammi Srefo, t : kun valotusaika on asetettu referenssiajaksi tref0; • * · (g2) tehdään, muuttuva-aikaisella sensitografilla, q sensitogrammia Si - Sq q eri va- • · * ^ ; lotusaikaa ti varten; • · ... (g3) valitaan optinen referenssitiheys DOrefo, esim. DOrefo = 1; • « • · · 5 117786 (g4) mitataan, jokaisella sensitogrammilla, valotusportaat Echref0/ Echt... Ech(...

Echq, vastaten optista tiheyttä DOreft, = 1; (g5) lasketaan kerroin CNRT(ti) yhtälöllä: CNRT (¾) = exp [loglO{(Echrefo - Ech,)/K}] (28) 5 jolloin mainitut kertoimet CNRT (t) mallinnetaan analyyttisen mallin muodossa: CNRT (t) = Ao + Ä! log t + A2 [log t]2 (18)

Toimenpidettä (b) varten voidaan referenssivalotusmäärä Uf määrittää erilaisilla kalibroinneilla, esimerkiksi ilmaisukennolla, joka mittaa ruudun lähettämää valotusta.

10

Esillä olevan keksinnön muita tavoitteita, ominaisuuksia ja etuja ilmenee seuraavas-ta keksinnön mukaisen menetelmän selityksestä ja radiologisen järjestelmän erityisestä esimerkinomaisesta suoritusmuodosta, jota käytetään sen toteuttamiseksi, jolloin mainittu selitys on tehty viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa: 15 kuvio 1 on radiologisen järjestelmän lohkokaavio, jolla mahdollistetaan keksinnön mukaisen menetelmän toteuttaminen; kuvio 2 on käyrästö jossa esitetyt käyrät on saatu toteuttamalla keksinnön mukai-20 sessa menetelmässä käytettyä kalibrointimenetelmää; • t ♦ • · ♦ : ·' kuvio 3 on kaavio, jossa esitetään epäresiprookkisuuskertoimien CNRT muuttumisen ··· käyrä valotusajan t funktiona; • ♦ • · · • ♦ · • · · • * · : 25 kuvio 4 on kaavio, jossa esitetään epäresiprookkisuuskertoimien CNRD muuttumisen : käyrä filmin annosnopeuden d käänteisarvon funktiona; ja φ · · • · · • · · kuvio 5 on käyrästö, jossa esitetään radiograafisen filmin optisen tiheyden vaihtelun • · : käyrä valotusmäärän funktiona.

• * · :...: 30 . Radiologinen järjestelmä, johon keksinnön mukaista menetelmää radiograafisesti *·· ; .*·*. tutkittavan esineen 13 valotusajan automaattista määrittämistä varten voidaan so- ·*· ' . veltaa, käsittää röntgenlähteen 11, kuten röntgenputken joka tuottaa röntgensäteen * « ... joka valaisee tätä esinettä 13 ja kuvan vastaanotinta 17, kuten filmi/ruutu-paria, • · • · · 6 117786 joka on sijoitettu esineen läpäisemien röntgensäteiden vastaanottamiseksi, ja joka tuottaa kuvan esineestä 13 sopivan valotusajan S ja filmin kehittämisen jälkeen.

Keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi järjestelmä lisäksi sisältää ilmaisu-5 kennon 12, joka on sijoitettu kuvan vastaanottimen 17 taakse käytettäessä radio-graafista filmiä vahvistinruudun kansa. Tämä kenno voidaan sijoittaa vastaanottimen eteen käytettäessä filmiä ilman vahvistinruutua. Ilmaisukenno 12 mahdollistaa esineen ja kuvan vastaanottimen läpäisemälle röntgensäteilylle ominaisen fysikaalisen muuttujan, kuten KERMA: n (Kinetic Energy Released in MAterial) tai energiaker-10 tymän muuntaminen esimerkiksi sähköistä tyyppiä olevaksi mittaussignaaliksi L Ilmaisukennon 12 antama signaali L johdetaan piiriin 16, joka suorittaa sähkösig-naalin integroimisen valotuksen keston S aikana. Integroinnista tuloksena oleva signaali M on mittana sille säteilylle, joka on läpäissyt esineen 13 valotuksen keston S aikana.

15 Röntgenlähde 11 liittyy virtalähteeseen 15, joka tuottaa muuttuvan suurjännitteen

Vm röntgenputkea varten, ja sisältää instrumentin mainitun putken anodivirran I

mittaamiseksi. Valotusajan S keston muuttamiseksi virtalähde 15 ja röntgenputki sisältävät välineet röntgensäteilyn käynnistämiseksi tarkalla hetkellä ja sen lopetta- 20 miseksi muuttuvan ajan S jälkeen, joka on määritetty piirin 16 tuottaman signaalin ... M sekä arvojen I, S ja Vm funktiona, ja tarkemmin suhteen M/(I x S) funktiona, jota * * · * sanotaan tuotoksi D ja joka lasketaan laitteella 18. Tuoton D arvot käsitellään tieto-* · · koneella tai mikroprosessorilla 19.

• * · • · · * · * * · • * i : 25 Keksinnön mukaista menetelmää selitetään nyt yleisemmän menetelmän yhteydes- * * sä, joka on menetelmä radiograafisen filmin valotusjakson automaattiseksi määrit- v: tämiseksi, menetelmä joka on saman päivänä jätetyn patenttihakemuksen kohtee na, ja jonka nimityksenä on'Menetelmä radiograafisen filmin valotusajan automaat- • · ί tista määrittämistä varten ja järjestelmä sen toteuttamiseksi'.

*."!·* 3o : Valotusajan automaattisesti määrittävän menetelmän ensimmäinen toimenpide kä- · · ·***: sittää kuvion 1 mukaisen radiologisen järjestelmän kalibroimisen, joka johtaa radio- » · · * . graafisen filmin vastaanottaman valotusmäärän estimointifunktioon. Tämä kalibrointi • · ja estimointifunktio on kuvattu ranskalaisessa patenttihakemuksessa, joka on jätetty • S • · · 7 117786 samana päivänä ja jonka nimityksenä on 'Menetelmä radiograafisen filmin vastaanottaman valotusmäärän estimoimiseksi ja kalibroimiseksi'.

Selityksen muun osan ymmärtämiseksi on palautettava mieleen, että menetelmä 5 radiograafisen filmin vastaanottaman valotusmäärän estimoimiseksi perustuu kalibrointitoimintoihin, jotka johtavat määrittelemään funktion, joka on verrannollinen filmiin kohdistuvien fotonien annosnopeuteen, jota sanotaan filmin annosnopeudek-si, sekä kalibrointiin, jota voidaan käyttää filmin annosnopeuden funktion ja filmin vakiona pysyvien referenssiolojen vastaanottaman valotusmäärän välisen yhteyden 10 määrittämiseksi, ja joka johtaa filmin määrättyyn mustumiseen. Tätä viimeksi mainittua kalibrointia selitetään seuraavassa selityksessä yksityiskohtaisemmin.

Kalibroinnit, jotka mahdollistavat filmin annosnopeuden määrittelemisen, johdetaan US-patenttihakemuksessa nro 07/535 520 (8.6.1990) selitetystä kalibrointimenetel-15 mästä, jonka nimitys on 'Menetelmä radiologisen järjestelmän kalibroimiseksi ja esineen ekvivalenttisen paksuuden mittaamiseksi'. Tämä menetelmä käsittää kennon tuoton D mittaamisen jokaista standardia varten valituilla syöttöjännitteillä Vm. Tarkemmin sanoen ensimmäisellä paksuusstandardilla Ei tehdään tuoton Dim mittaus jokaista arvoa Vm kohti, jotka muodostavat määrätyn joukon. Nämä arvot Dlm voi-20 daan esittää käyränä jännitteiden Vm funktiona kuvion 2 pisteiden 21' saamiseksi. Tuoton D mittaukset tehdään toiselle paksuusstandardille E2 ja saadaan arvot D2m : ’ vastaten kuvion 2 pisteitä 22', ja niin edelleen, pisteiden 23', 24'ja 25'sarjojen saamiseksi, jotka vastaavat tuottoja D3m, D4m ja D5m sekä vastaavasti paksuuksia E3, • · :·**· E4 ja E5.

·· · : 7 25

On huomattava, että kuviossa 2 tuotot Dpm on piirretty logaritmisina y-akselin arvoi- • ·· i na, kun taas syöttöjännitteet on piirretty x-akselin arvoina välillä 20 kV - 44 kV.

·.·*· Näitä pisteiden 21' - 25' sarjoja käytetään analyyttisen mallin parametrien määritte- 30 lemiseksi, jolla kuvataan tuoton D käyttäytymistä parametrien Vm ja Ep funktiona . .·. radiologisen järjestelmän määrätyssä konfiguraatiossa. Tämä analyyttinen malli kir- • · · .···. joitetaan muodossa: f(vm,Ep) (l) analyyttisen mallin parametreja voidaan säätää estimoinnin vakiomenetelmin, kuten • · *·♦·’ 35 pienimmän keskineliövirheen menetelmällä.

8 117786 Käyrät 21 - 25 edustavat tuoton D arvoa, joka saadaan anlyyttisella mallilla, jota edustaa ilmaisu: D=f (Vm, Ep) = exp[fi (Vm) + Ep x f? (Vm)] (2) 5 jossa fi (Vm) ja f2 (Vm) ovat toisen asteen polynomeja, jotka ilmaistaan: fi (Vm) = Ao + Aj Vm + A2 Vm2 f2(Vm) = B0 + B1Vm + B2Vm2

Kaavan (2) ilmaiseman funktion käänteisfunktion avulla voidaan laskea Ep, jos D ja 10 Vm tunnetaan, käyttämällä kaavaa (3):

Ep = g(Vm,D) = [Ln(D)-f1(Vm)]/f2(Vm) (3) kun tiedetään, ettei f2 (Vm) voi tulla nollaksi sen hetkisillä Vm:n arvoilla, koska tuotto D aina riippuu paksuudesta Ep kyseeseen tulevilla jännitteillä Vm.

15 Toisin sanoen, arvopareja (Vm, Ep) vastaa tuoton D mittaus, joka mahdollistaa Ep:n määrittämisen Vm:n ja D:n funktiona. Radiologisen tutkimuksen aikana tuoton D mittaaminen, joka tehdään annetulla syöttöjännitteellä Vm, mahdollistaa ekvivalent-tisen paksuuden määrittämisen, joka ilmaistaan Ep:tä varten käytetyissä yksiköissä.

20 Tämä kalibrointi suoritetaan kaksi kertaa radiologisen järjestelmän konfiguroinneilla, jotka poikkeavat vastaanottimen 17 osalta. Ensimmäinen näistä kalibrointitoimin- * # * : · • ·’ noista tehdään kun vastaanotin 17 on ilman vahvistusruutua. Yhtälöllä 1 määrite- • · ···: tään funktio f', joka antaa kennon 12 tuottoarvoja, joita merkitään Dse, niin että • ·

Dse = f ' (Vm, Ep) • · · : 25 ja käänteinen funktio

Ep = g ' (Vm» Dse) (5)

• M

• · · .

• · · ' *

Menetelmän toinen toimenpide käsittää toisen kalibroinnin suorittamisen vastaanot- • · : timella 17, joka sisältää vahvistinruudun, ja sitten saadaan sarja tuottoarvoja Dc ja • · * 30 kuten edellä funktio f" määritetään niin, että : ·*: Dc = f " (Vm/ Ep) (6) • · · .*··. ja käänteinen funktio * *

Ep = g " (Vm, Dc) (7) * * *·· * · • · .

··· g 117786

Edellä olevasta kahdesta kalibrointitoimenpiteestä johdetaan funktio Df, joka edustaa tuottoa filmillä, siten että:

Df = Dse Dc toisin sanoen 5 Df = f' (Vm, Ep) - f" (Vm> Ep) (8) Tämä Df:n funktio ei kuitenkaan ota huomioon röntgensäteilyn spektrin muuttumista vahvistusruudun ja ilmaisukennon 12 välisen lisäsuodatuksen johdosta, joka johtuu esimerkiksi filmi/ruutuparin sisältävän kasetin ulostulopinnasta. Sen huomioonotta-10 miseksi korvataan yhtälössä (8) Ep suureella (Ep - sup.suodatin), jossa sup.suodatin on tätä suodatusta vastaavan radiograafisesti tutkitun esineen ekvivalenttipaksuus.

Tämä ekvivalentti paksuus saadaan sijoittamalla säteeseen 14 esimerkiksi esine, joka vastaa tätä suodatusta ja käyttämällä kalibroitua funktiota, joka määrittää ekviva-15 lenttisen paksuuden g' tai g" koneen konfiguroinnin mukaisesti.

Koska tulo Df x I x t on aikana t ja anodivirralla I vahvistusruutuun absorboituun energiaan verrannollinen, on filmin annosnopeudeksi sanottu suure Df x I verrannollinen filmille lankeavien fotonien annosannosnopeuteen, ja se ilmaistaan ilmaisuken-20 non 12 signaalin mittauksen yksiköissä. Tämä verrannollisuuslaki on vielä tehokkaammin todennettavissa, koska vahvistinruudun emittoimien valon fotonien luku- ·♦ · • · · ' ·* määrä on sinänsä verrannollinen absorboituun energiaan. Jos vahvistinruudun emit- 4 toimien valofotonien lukumäärä täyttää toisen yhteyden absorboituneen energian • · funktiona, tätä toista yhteyttä on sovellettava suureeseen Df x I filmin annosnopeu- »* * : V 25 den saamiseksi.

* • 4 • 4* 1 Lopullinen kalibrointi käsittää edellä mainittujen sähköisten funktioiden liittämisen filmin mustumisen arvoon, nimittäin optiseen tiheyteen, joka on saatavan valotuk- • · ·.· j sen lopuksi. Lääkäri valitsee tämän arvon filmi/ruutu-parin, diagnoosityypin, potilaan • · * i...: 30 kehon tutkittavan osan ja tavanomaisen radiograafiakuvien tutkimisen käytännön φ . .·. funktiona. Tällä valinnalla on mahdollista määrittää referenssivalotusmäärä, refe- • · * • · · .···. renssi Uf, nimittäin se valotusmäärä joka filmillä on vastaanotettava kiinteissä refe- • · M» • , renssioloissa, jotta saataisiin tämän kaltainen mustuminen. Menetelmää, jota käyte- tään arvon Uef määrittämiseksi, selitetään alla.

35 117786 ίο Näitä kalibrointitoimia ei suoriteta jokaisen esineen tai potilaan radiologisen tutkimisen yhteydessä, vaan aika ajoin radiologisen järjestelmän ajan kuluessa tapahtuvien ominaisuuksien muutosten huomioonottamiseksi, erityisesti sellaisten muutosten kuten röntgenputken vanheneminen. Näiden toimenpiteiden tulokset talletetaan 5 mikroprosessorin 19 muistiin yhtälöiden 4-8 edustamien funktioiden muodossa.

Tämä tarkoittaa sitä, että mikroprosessori 19 pystyy laskemaan arvon Ep kun Dc on tunnettu, ja se laskee sitten arvon Df.

Potilaan radiologisen tutkimuksen aikana keksinnön mukainen menetelmä edelleen 10 käsittää seuraavien päävaiheiden (tai toimenpiteiden) suorittamisen: (el) asemoidaan esine tai potilas, joka on radiograafisesti tutkittava; (e2) lääkäri Hipaisee valottamisen käynnistyksen; (e3) mitataan tuotto Dc määrätyllä hetkellä t' valottamisen käynnistämisen jälkeen; 15 (e4) lasketaan tuoton Dc mittauksen avulla ekvivalenttien paksuus Ei; (e5) lasketaan tuotto Df filmillä; (e6) estimoidaan filmin vastaanottama valotusmäärä valotuksen alkamisen jälkeen; (e7) lasketaan valotusmäärä, joka vielä on saatava valitun mustumisen aikaansaamiseksi; 20 (e8) lasketaan estimoitu mA-s-määrä joka vielä on lähetettävä röntgenputkella vali tun mustumisen aikaansaamiseksi; ·· · : V (e9) mitataan lähetetty mA-s-määrä, jonka viittauksena on mA-smes/ tapauksesta riippuen valotuksen alusta alkaen tai edellisen mittauksen jälkeen; • · \*·: (elO) lopetetaan röntgensäteily, kun mA-s,™» on yhtä suuri tai suurempi kuin lasket- •» · • 25 tu mAs, tai ellei se ole, palataan vaiheeseen (e3).

* · v : On huomattava että termi "valotusmäärä" on määritelty vastaanotetun valotuksen määrän, esiin, herkän pinnan valotuksen EC ja valotuksen kestoajan tulona.

• · • · * * · · • · · · 30 Toimenpide (e3) käsittää laitteen 18 antaman integroidun arvon D mittaamisen . määrätyllä hetkellä t' valotuksen aloittamisen jälkeen, jolloin tiedetään, että integ- • · « .··*, raattori 16 on nollattu, tilanteen mukaan joko valotuksen aloittamisen yhteydessä tai • · · • . viimeisen mittauksen jälkeen. Integrointiaika t' vastaa tilanteen mukaan sitä aikaa, joka on kulunut valotuksen alusta, tai aikaa joka on kulunut viimeisen mittauksen • # **··* 35 jälkeen.

u 117786

Toimenpide (e4) suoritetaan mikroprosessorilla 19 radiologisen järjestelmän ensimmäisestä kalibroinnista saakka kuten edellä on selitetty: se noudattaa yhtälöä (7); tällöin saadaan ekvivalenttisen paksuuden arvo Ei.

5

On huomattava, että menetelmän toista iterointia varten ja seuraavia varten ei tarvitse suorittaa vaihetta (e4) siinä tapauksessa, että ekvivalenttisen paksuuden estimointi on ollut riittävän tarkka ensimmäisen iteroinnin aikana. Toimenpide (e5) käsittää paksuutta Ei vastaavan filmin tuoton Dft laskemisen käyttäen yhtälön (8) 10 määrittelemää funktiota, jonka avulla on mahdollista ottaa huomioon erityisesti ruudun vaikutus vastaanottimeen. Tätä toimenpidettä on edellä lyhyesti selitetty.

Toimenpide (e6) käsittää filmin vastaanottaman valotusmäärän Lf estimoimisen va-lotuksen alusta alkaen käyttäen yhtälöä 15 Lf = Lam + Dfl x omA-s (9) Tämä on yhtälö, jossa Lam on filmin vastaanottama valotusmäärä ennen vaihetta (e3) ja omA-s on mA-s -määrä, jonka putki tuottaa ajan t, aikana, ja joka määritellään putkivirran I ja integrointiajan S tulona.

20 ... Toimenpide (e7) käsittää jäljellä olevan valotusmäärän L*, laskemisen, jotta saavu- * · · ; tettaisiin valittu mustuma; se määritetään yhtälöllä:

Ifa = Uef - Lf (10) • · · • · · ♦ · • · * • · · : ·[ 25 Toimenpide (e8) käsittää jäljellä olevan tuotettavan mA-s -määrän laskemisen väli- • · · · · tun mustumisen saamiseksi, joka esitetään yhtälöllä: • · * mA$r = Lra/Dfi (11) • · : Sen jälkeen voidaan johtaa mA-s-määrä, joka on tuotettu laskentavaiheiden aikana, • · · 30 ja joka merkitään mAsc. Siten todellisuudessa jäljellä oleva mA-s-määrä mASra saa-: daan: mAsra = mAs, - mAsc (12) • · · jossa ’ • « ... mASc-Ixtc (13) • · 35 jolloin t on laskentavaiheiden vaatima aika.

12 117786

Toimenpide (elO) käsittää valinnan: joko valotus lopetetaan tai sitä jatketaan jäljellä olevan mAs-määrän mukaisesti, tai edelleen, vielä jäljellä olevan valotusajan mukaisesti, tai lasketaan valotuksen lopettamisajan estimoitu arvo.

5

Valotuksen lopettamisen kriteerinä voisi olla:

Jos arvo

Dif (mAs) = mAsra - rnASmes (15) 10 on nolla tai kiinteän arvon Valo alapuolella, niin mikroprosessori 19 lopettaa röntgensäteilyn vaikuttamalla virtalähteeseen 15. Ellei näin ole, palataan vaiheeseen (e3). On mahdollista osoittaa lisätesti koskien vielä jäljellä olevaa valotusaikaa Trc, joka määritellään suhteella: trc = mASra/1 (14) 15 Tämä lisätesti tarkoitan, ettei estimoinnin arvoa mAsra muuteta, jos trc on pienempi kuin arvo to. Siten valotuksen lopettaminen päättyy avoimeen silmukkaan valotuksen lopetustoimenpiteiden jatkuessa, nimittäin pienennetään tuotettua mAs-määrää ja lopetetaan valotus, kun tämä arvo tulee pienemmäksi tai yhtä suureksi kuin nolla. 20 Ajan to mahdollinen arvo on arvo, joka on oleellisesti yhtä suuri kuin aikaväli kahden ;.t. vaihetta (e3) vastaavan kahden mittauksen välinen aika. Tässä tapauksessa vaihe • · (elO) siten käsittää kaksi testiä: • · · v ' **”. - ensimmäinen testi mAsra:n osalta, jolloin päätetään onko valotus lopetettava; • * · / - sitten testi ajan trc osalta, jolloin päätetään suoritetaanko tuotettavan, jäljellä ole- ♦ · « * 25 van mAs-määrän uusi estimointi, vai pysyykö arvo mAsra kiinteänä seuraavan valo- tuksen loppuun asti. Viimeksi mainitussa tapauksessa valotuksen lopettamistesti * · · '·’* tehdään jaksollisesti arvolla mAsra.

• · * · · : Sen lisäksi toimenpiteet vielä jäljellä olevan ajan estimoimiseksi ja valotuksen kes- * ψ **··* 30 keyttämiseksi voidaan erottaa toisistaan, niin että valotuksen tarkkuutta vielä pa- : rannetaan. Siten menetelmä voidaan jakaa osiin seuraavasti: estimointitehtäväksi • · * TE, joka on suunniteltu jäljellä olevan tuotettavan mA-s-määrän estimoimiseksi en-nen valotuksen loppua, ja valotuksen keskeyttämistehtäväksi TC.

* · « · · * * **· 13 117786

Vielä jäljellä olevan mA-s -määrän estimointitehtävä TE käsittää toimenpiteet (e3) -(e8), joihin lisätään toimenpide (9 '), jolla muunnetaan mA-s signaaliksi kennon 12 yksiköissä siten, että CEkohde = mAsra X Dc (16) 5 Tätä estimointitehtävää TE toistetaan jaksollisesti valotuksen aikana, esimerkiksi hetkillä ti, t2 ...tn, joiden mittaushetkien välissä oleva jakso on ainakin yhtä suuri kuin laskenta-aika te. Estimointitehtävän Te lopuksi kohdearvo päivitetään keskey-tystehtävän kohdearvo CEtohde. Tämän päivityksen tulisi ottaa huomioon ilmaisuken-10 non 12 vastaanottama signaali toiminnan aloittamisen mittaushetken (e3) ja koh-dearvon CEkohde päivittämisen hetken välillä TC-toiminnan lopussa.

Valotuksen keskeyttämistehtävä TC on sellainen, joka käsittää annetun arvon (eli kohteen) pienentämisen kennon 12 todella vastaanottaman signaalin funktiona.

15 Tämä tehtävä keskeyttää valotuksen heti kun arvo CE^h* tulee pienemmäksi tai yhtä suureksi kuin Val0, esimerkiksi yhtä suureksi kuin nolla.

TC-tehtävän toiminta voidaan siten esittää yhteenvetona seuraavina vaiheina: (fl) mitataan integroitu signaali Mm kennolla 12 määrätyn ajan tTC jälkeen; 20 (f2) pienennetään tätä arvoa kohti kohdearvoa:

·· · (CEkohde " Mm) J

• * · 1 * · * t.* (f3) lopetetaan valotus, kun (CEkohde * Mm) on pienempi kuin Valo, ellei näin ole, pa- lataan vaiheeseen (fl).

* · · • · * • · • * · • · · : \ 25 Juuri selitetty menetelmä toimii tarkasti ja niin hyvin, ettei ole mitään poikkeamaa epäresiprookkisuuslaista vastaanottimen 17 ja ilmaisukennon 12 osalta. Ellei näin * * * '·* * ole, on vaiheisiin (e6) ja (e8) täydennettävä tämän huomioonottamiseksi, ja korja uskerroin on määritettävä erityisillä mittauksilla ja laskelmilla. Tämä korjauskerroin • · · ·*" · lisätään yhtälöihin (9) ja (11), joissa kyseeseen tulevat valotusmäärä ja filmin tuot- • · · ···* 30 to.

* • · * · * • * * *·*

Siten kaavoista (9) ja (11) tulee:

Lf = Um-f Dfl x omA-s/CNRD (filmin annosnopeus) (9 *) • « .···. mASra = [Lra/Dfi) x CNRD (filmin annosnopeus) • · 35 jolloin filmin annosnopeus = Dn x I.

14 117786 CNRD on funktio, joka edustaa ei-vastavuoroisuuden vaikutusta ilmaistuna filmille tulevien fotonien annosnopeuden funktiona.

Funktio CNRD saadaan kalibrointimenetelmällä, joka on esillä olevan patenttihake-5 muksen kohteena. Tämä menetelmä käsittää ensinnäkin filmin epäresiprookkisuus-kertoimien määrittämisen valotusajan t funktiona, jolloin mainituista kertoimista käytetään merkintää CNRT (¾). Tämä funktio CNRT määritetään kokeellisesti ja sitä voidaan kuvata analyyttisellä funktiolla.

10 Tarkemmin sanoen menetelmä käsittää säteilyn intensiteetin eri arvoilla IRj valotusajan arvon t, määrittämisen, joka tarvitaan filmin kiinteän optisen tiheyden DCW saamiseksi, esim. DOrefo = 1, sekä integraattoripiirin 16 eri valotusaikoja t varten antamien arvojen lukemisen, nimittäin arvoja joita merkitään M (t,).

15 Näitä arvoja verrataan referenssiarvoon M(tref), joka on esimerkiksi valotusaikaa 1 s vastaava arvo, laskemalla suhde M(tj)/M(W) (29) Tämä suhde määrittää ajallisen epäresiprookkisuuskertoimen valotusaikaa ti varten.

20 ... Alempana selitetään toista tapaa kertoimien CNRT (ti) määrittämiseksi.

♦ · » * * * • « · "·*, Nämä kertoimet CNRT (t,) suhtautuvat toisiinsa valotusajan funktiona, kuten kuvion * · · / 3 käyrä tapauksessa, jossa esimerkiksi optinen tiheys DOrefo = 1 ja referenssivalo- • · · '· \ 25 tusaika W = 1 s. Tämä käyrä osoittaa, että halutun optisen tiheyden saavuttami seksi vaadittu valotusmäärä kasvaa valotusajan kasvaessa. Näin ollen tässä esimer- • φ · kissa kahden valotusajan, 50 ms ja 6,5 s, energioiden välinen suhde on suuruusluokkaa 1,6.

0 • · · *···!' ·*» 30 Kuvion 3 käyrää voidaan mallintaa funktiolla, joka on muotoa: : CNRT (t) = A* + A* log t + A2 [log t]2 (18) jonka parametrit Ao, Ai ja A2 estimoidaan mittauspisteiden avulla pienimmän neliö- ··· 7.; virheen estimointimenetelmällä.

• ♦ » · · « · .

• · 15 117786

Periaatteessa Schwarzschild-vaikutus, joka otetaan huomioon yhtälöissä (9') ja (11'), voitaisiin mallintaa funktiolla CNRT. Filmin annosnopeudella indeksoidun funktion CNRD käyttämisen mielekkyys on siinä, että voidaan ottaa huomioon anodivir-ran vaihtelut. Näin ollen automaattinen valotuslaite, joka käyttää yhtälöiden (9') ja 5 (11') mukaista funktiota CNRD on sikäli edullinen, että putki voi toimia pienenevällä kuormalla. Aika-indeksoiduista kertoimista CNRT (t) teho-indeksoituihin kertoimiin CNRD (d) siirryttäessä on otettava huomioon se seikka, että kertoimet CNRT (t) on määritetty muuttuvien valotusaikojen mittauksilla olosuhteissa, joissa fotonien an-nosnopeuden arvoja filmillä ei välttämättä tunneta. Jos filmin annosnopeus d, mita-10 taan jokaista valotusaikaa t varten, kertoimen CNRD (d,) arvo indeksillä dj on yhtä suuri kuin kertoimen CNRT (¾) arvo vastaavalla valotusajalla t riippuvuudella CNRD (d,) = CNRT (t) (19) Nämä erilaiset arvot CNRD (di) liittyvät toisiinsa käyränä (kuvio 4) annosnopeuden 15 käänteisarvon 1/d funktiona. Tämä käyrä voidaan mallintaa funktiolla, joka on muotoa: CNRD (d) = A'o + A\ log 1/d + A'2 [log 1/d]2 (20)

Saattaa olla, ettei arvoja di saada kalibroinnilla, erityisesti koska ne ilmaistaan ken- 20 non 12 mittausyksiköissä, jotka eivät välttämättä ole samat joita käytetään kalib-roinnissa. Siten arvot di on suhteutettava tunnettuihin arvoihin riippuvuudella: ; Lref x CNRT (¾) = d, x tj (21) « « a toisinsanoen: .*:/ d, = [Lref x CNRT (tj)]/t, (22) * * · : ·; 25 »«·*' Tässä palautetaan mieliin, että on filmin vastaanottama valomäärä kiinteissä ja • · · *·' tunnetuissa radiologisissa oloissa, kun filmi saavuttaa määrätyn mustumisen, ja kun epäresiprookkisuusvaikutusta ei korjata.

• » · • · · ··· t ··· 30 Funktion CNRD määritelmän viimeistelemiseksi sekä menetelmän viimeisen kalib- * : roinnin selittämiseksi, on vielä selitettävä menetelmää, jota käytetään referenssiva- lomäärän arvioimiseksi.

··· ♦ « 9 • · * · 1 * · · 16 117786 Tätä menetelmää selitetään edellä mainitussa patenttihakemuksessa, jonka nimityksenä on 'Menetelmä radiograafisen filmin vastaanottaman valotusmäärän estimoimi-seksi ja kalibroimiseksi'.

5 Referenssivalotusmäärä riippuu filmille aikaansaatavasta optisesta tiheydestä. Tämän valomäärän määrittämiseksi on ensimmäisenä vaiheena käytetyn filmityypin sensitogrammin tekeminen, ja sitten on otettava kuva määritetyissä radiologisissa oloissa tunnetulla paksuusstandardilla.

10 Nämä määritetyt radiologiset olot ovat esimerkiksi: - optinen referenssitiehys DOref0, joka valitaan lääkärin tavallisen käytännön funktiona, esim. DOrefo = 1/ - paksuusstandardi Eo, - syöttöjännite V0, - valotusajan arvo to, - tulon I0 x to arvo.

15 Tätä kuvaa varten mitataan optinen tiheys DOm sekä arvot M0, Io, to. Tämän avulla on mahdollista laskea ekvivalenttinen paksuus Ep yhtälön (7) avulla. Tuotto Df filmillä lasketaan sitten kaavan (6) avulla: tämän avulla voidaan laskea filmin vastaanottama valotusmäärä Lfilm kaavalla: 20 Lfilm = Dfo x Io x to (23) t • * · : Optinen referenssitiheys DOrefo mahdollistaa käytetyn filmin käyrällä olevaa DO^ia • · · •y\ vastaavan valotusportaan laskemisen (kuvio 5), jolloin tämä käyrä on piirretty sensi- • * · tografin ja tiheysmittarin avulla. Tämän avulla voidaan ottaa huomioon käytetyn ♦ · · • ** 25 kehityskoneen ominaisuudet. Käyrä talletetaan esimerkiksi funktion muodossa mik- roprosessoriin 19 (kuvio 1).

• · « « · · • * *

Mitattu optinen tiheys DOm mahdollistaa mittausportaan Echm laskemisen, joka on • · : Dom:aa vastaavan valotusportaan arvo sensitometrisellä käyrällä (kuvio 5).

O 30 ; Kun on saatu filmillä olevan valotusmäärän arvot Lfnm, referensslporras Echref, ja mit- • · · ;***. tausporras Echm, voidaan laskea referenssivalotusmäärä Uef optisen tiheyden DOref0 • « · j. käyttämällä yhtälöä, joka määrittelee asteikkomuutoksen valotusmääräasteikon ja • · #...t valotusportaan välillä sensitometrisen käyrän (kuvio 5) x-akselilla, * · 35 toisin sanoen: 17 - 1 1 7786

Echm = EChref + K.logio [Lfiim/Lrec] (24) Tästä yhtälöstä (24) johdetaan:

Uef = Lfiim x exp[ logi0{ (Echref - Echm)/K> ] (25) 5 jossa K = 2/log10(2) (26)

Sensitometrinen vakio K vastaa valaistusvaihetta varten valittua asteikkoa. Arvo Uef riippuu ajasta to arvon yhtälöiden (23) ja (25) Um kautta. Siten arvo 1** on herkkä filmin epäresiprookkisuusvaikutukselle. Ei-vastavuoroisuuden Uef-arvoon aiheuttami-10 en vaikutusten korjaamiseksi tarvitsee vain käyttää yhtälössä (23) arvoa Lfiim, joka määritellään:

Uim = [Df0 x I0 x to]/CNRT(to) (23') Tämä referenssivalotusmäärä Uef on se, jota on käytettävä yhtälössä (10) optisen 15 referenssitiheyden DOref0, esim. DOref0 = 1 saamiseksi, ja yhtälö (25) osoittaa erityisesti, että se riippuu referenssiportaan ja mittausportaan erotuksesta. Filmin vastaanottaman valotusmäärän tietäminen tekee mahdolliseksi saada di soveltamalla kaavaa (22) ja johtamalla siitä CNRD(di) kaavalla (20).

20 Muulla radiograafisen filmin optisella tiheydellä kuin DOrefb = 1, on edellä selitetyt ··.·. toimenpiteet toistettava uusien arvojen CN RT (¾) ja Uef saamiseksi.

* · • · • · # * Näiden toimenpiteiden yksinkertaistamiseksi kertoimet CNRT (t) voidaan saada suo- * ** ..* / rittamalla vaiheet: ♦ * · : \ 25 • * * · · !..* (gl) tehdään, muuttuva-aikaisella sensitografilla, ensimmäinen sensitogrammi Sk*» * ♦ · *·* * (kuvio 5), kun valotusaika on asetettu referenssiajaksi tref0; (g2) tehdään, muuttuva-aikaisella sensitografilla, q sensitogrammia S| - Sq (kuvio 5) : q eri valotusaikaa L varten; • · · 30 (g3) valitaan optinen referenssitiheys DOrefb, esim. DOrefo = 1: : (g4) mitataan, jokaisella sensitogrammilla, valotusporras Echref0f Echx... Ech,...

··· :***: Echq, vastaten optista tiheyttä DOrefo = 1; ··· (g5) lasketaan kerroin CNRT(t) yhtälöllä: CNRT (t) = exp [logio{(Echref0 - Ech()/K>] (28) • i 35 18 117786

Jos lääkäri päättää toimia erilaisella optisella tiheydellä, ehdotetaan edellä mainitun kalibroinnin välttämiseksi optisen tiheyden käyttämistä, jota tarkoituksella on korjattu mustumista DOcvn varten. Tällöin referenssivalotusmäärä Uf, jota käytettiin yhtälössä (10), tulisi, korvata korjatulla valotusmäärällä Uvn, joka ilmaistaan: 5 Uvn = Uef x exp [CVN/Γ x P x log (10) ] (27) jossa - CVN on tarkoituksella tehty mustumisen korjaus, joka ilmaistaan kokonaisluvulla esimerkiksi välillä-10...+10; - P on optisen tiheyden alkuaskel, esimerkiksi 0,1; 10 - Γ on sensitometrisen käyrän (kuvio 5) lineaarisen osan kaltevuus.

Edellä selitetty menetelmä osoittaa, että sen soveltaminen vaatii eräitä kalibrointeja, jotka lyhyesti sanoen ovat seuraavat: 15 (a) radiologisen järjestelmän kalibrointi analyyttisten mallien määrittämiseksi

Dse = f (Vm, Ep) (4) kasetilla ilman ruutua, ja

Dc = f"(Vm,Ep) (6) EP = g” (Vm, Dc) (7) 20 kasetilla ja ruudulla;

• · I

• * » * .* Erotus Df = Dse- Dc (kaava (8)) mahdollistaa ruudun absorboiman tuottosäteilyn * * * *,··:, päättelemisen; » · • ·· v e • · · • · : 25 (b) filmin kalibrointi epäresiprookkisuuslain CNRT (t) määrittämiseksi, ilmaistuna

ajan funktiona; tätä lakia käytetään määritettäessä epäresiprookkisuuslakia CNRD

• * · *·* * (d), joka ilmaistaan annosnopeuden funktiona; * * : (c) referenssivalotusmäärän Uf kalibrointi C! 30 : Kun nämä kalibroinnit on tehty, käsittää menetelmä seuraavat vaiheet: • · »·· • · • · • ·· (d) valitaan, lääkärin toimesta, mustumisarvo tai mustumisen tahallisen korjauksen • · #... arvo, niin että määritetään kohteen valotusmäärä L^, jonka filmin tulisi vastaanot- * * 35 taa kiinteissä olosuhteissa, valittuun mustumiseen (eli optiseen tiheyteen) pääsemi- 19 117786 seksi. Valotusmäärä Uvn lasketaan yhtälöstä (27), jossa valotusmäärä Lref määritetään kalibroinnilla c) ja yhtälöillä (25) ja (26); (el) asemoidaan esine, joka on radiograafisesti tutkittava; 5 (e2) lääkäri Hipaisee valottamisen käynnistyksen; (e3) mitataan ajan t'jälkeen tuotto Dci kennolla 12; (e4) mitataan yhtälön (7) avulla ekvivalenttien paksuus Ei; (e5) lasketaan yhtälön (8) avulla tuotto Dfi filmillä paksuudelle Ei; (e6) lasketaan filmin vastaanottama valotusmäärä U yhtälön 10 U = Um + DfiX omA-s/CNRD(filmin annosnopeus) (9') mukaisesti; (e7) lasketaan valotusmäärä U, joka vielä on saatava, yhtälöllä U = Uvn-U . (10') valitun mustumisen (eli optisen tiheyden) aikaansaamiseksi; 15 (e8) lasketaan estimoitu mA-s-määrä mAsra joka vielä on lähetettävä yhtälöllä mAsr = Lra/Dfi x CNRD(filmin annosnopeus) (1Γ) valitun mustumisen (eli optisen tiheyden) aikaansaamiseksi; (e9) mitataan toiminnan alusta alkaen (e3) lähetetty mA-s-määrä; (elO) - lopetetaan valottaminen, kun (vaiheessa e9) mitattu mA-s-määrä on yhtä 20 suuri tai suurempi kuin mAsra, ... - tai palataan vaiheeseen (e3) kun (vaiheessa e9) mitattu mA-s-määrä on pienempi • · · * .* kuin mAsra.

···· • · • * ·

Menetelmän edellä oleva selitys vastaa radiologisen järjestelmän määrättyä konfigu- • · · ! *t‘ 25 raatiota. Jos tämä järjestelmä voitaisiin konfiguroida useammalla tavalla, johon si- * · · · « sältyy seuraavat valinnat: • * · *·* * - anodin materiaali; - fokuksen mitat; • · *·· · - spektriä muuttava suodatin; • · · 30 - kollimointi; : - diffuusiota estävän ruudun läsnäolo tai puuttuminen; • · · - kuvan vastaanottimen tyyppi; * ·· - ilmaisukennon tyyppi; • · t...( on kalibroinnit (a), (b) ja (c) suoritettava jokaista konfiguraatiota varten. Näiden • · 35 kalibrointien lukumäärää voidaan vähentää ottamalla lukuun käyttäytymisen saman- . 20 117786 laisuudet konfiguraatiosta toiseen, kuten on selitetty kalibroinnin (a) osalta US-patenttihakemuksessa nro 07/535 520 (8.6.1990).

Kun lääkäri soveltaa menetelmää, hän määrittelee konfiguraation, ja tämän konfigu-5 raation ominaisuudet välitetään mikroprosessorille 19, niin että viimeksi mainittu käyttää vastaavia malleja.

Keksinnön mukaista menetelmää on selitetty sitä sovellettaessa vastaanottimeen 17, joka on filmi/ruutu-parin tyyppinen. Sitä voidaan myös soveltaa vastaanottimen 17 10 tapauksessa, jossa on vain röntgensäteilylle herkkää filmiä. Sellaisella filmillä toimenpiteiden (a) ja (b) kalibroinneiksi tulevat: (a') kalibroidaan radiologinen järjestelmä analyyttisen mallin määrittämiseksi: D'f = f" (Vm, Ep) (30) jolloin filmi on kuvan vastaanottimena.

15

Menetelmää kehitettäessä muunnelmat ovat seuraavat: - vaiheesta (e3) tulee (e'3): mitataan ajan t' jälkeen kennon 12 saama tuotto Dn; - vaiheet (e4) ja (e5) jätetään pois; ja - vaiheita (e6) - (e8) muunnellaan seuraavalla tavalla: (e'6) lasketaan filmin vas-20 taanottama valotusmäärä L'f yhtälöllä ... L'f = Um + D'fi x omA-s/CNRD (filmin annosnopeus) (9") * * · * ; (e'7) lasketaan valotusmäärä L'ra, joka vielä on saatava, yhtälöllä \··\ L'^Un-L'f (10") • · · *; / valitun mustumisen (eli optisen tiheyden) aikaansaamiseksi; • » · : ·] 25 (e'8) lasketaan estimoitu mAs-määrä mAs'ra joka vielä on lähetettävä yhtälöllä mAs'ra = L'ra/D’n x CNRD (filmin annosnopeus) (11”) • · t *·**' valitun mustumisen (eli optisen tiheyden) aikaansaamiseksi.

• · •'•i : Muut vaiheet, eli (e9) ja sitä seuraavat vaiheet pysyvät ennallaan.

O 30 : :*.· Tämän lisäksi on huomattava, että sensitografi voi tässä tapauksessa olla röntgen- • * · säteilyä lähettävää tyyppiä.

t · · * · (...' lisäksi tämäntapaisella vastaanottimella, jossa ei ole vahvistavaa ruutua, ilmaisu- ♦ · 35 kenno 12 voidaan sijoittaa joko vastaanottimen 17 jälkeen, kuten filmi/ruutu- 21 117786 tyyppisen vastaanottimen yhteydessä, taikka ennen vastaanotinta 17, mikäli säteilyn energia sen sallii.

* M » • · · » · * · • <f ·1·· • · * · · • «i * · ...

• · « ··· * · • ♦ * · ·1 • · ♦ • · · 1 * · · • · · • · · « · • · • · 1 * • · « • · 1 ·« 1 • 1 1 ·1·' • · • · · ·««

* I

* · • 1 ♦

Claims (11)

1. Menetelmä radiograafisen filmin epäresiprookkisuusvaikutusta vastaavan funktion määrittämiseksi radiologisessa järjestelmässä, joka on suunniteltu kohteen (13) tut-5 kimista varten, ja jonka sisältämän röntgenputken (11) syöttöjännite V voi saada eri arvoja Vm, jatkuvalla tai diskreetillä vaihtelulla, jolloin mainittu röntgenputki lähettää röntgensäteilyä (14) pulssien muodossa, joiden kestoaika t voi vaihdella, kohti tutkittavaa kohdetta (13), ja jossa järjestelmä sisältää esineen läpäisemän röntgensäteilyn kuvanvastaanottimen (17) kuvan muodostamiseksi mainitusta kohteesta, koh-10 teen läpäissyttä röntgensäteilyä mittaavan ilmaisukennon (12), joka mahdollistaa röntgensäteilyn fysikaalisen suureen muuntamisen mittaussignaaliksi L, integraatto-ripiirin (16), joka integroi mittaussignaalia L ajan t yli ja tuottaa siten signaalin M, sekä laskentalaitteen (18) tuottamaan tuoton D = M / (I x ti), jossa I on putken anodivirta ja t valotuksen kestoaika, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää toi-15 menpiteet, joilla: (a) määritetään filmin epäresiprookkisuuskertoimet CNRT(ti) ilmaistuina valotusaika-na ti filmin optiselle tiheydelle DOref0 käyttäen eri säteilytysintensiteettejä IR, (b) määritetään mainitun filmin vastaanottama referenssivalotusmäärä L,#, joka on säteilymäärä, joka tuottaa määritellyissä radiologisissa oloissa määritellyn filmin 20 määritellyn tummumisen kun epäresiprookkisuuskorjaus on otettu huomioon, ... (c) lasketaan fotoniannosnopeudet di mainitulla filmillä kaavalla: • ♦ · *’ :* d, — [Lref x CNRT (tj)]/ti (yhtälö 28) ··· (d) määritetään epäresiprookkisuuskertoimet CNRD(d,) ilmaistuina fotoniannosno- • · « ]'m / peutena d, soveltamalla kaavaa: : I 25 CNRD (di) = CNRT (t) (yhtälö 19) • · • o

« · · ’* ' 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsit tää vaiheet (tai toimenpiteet, joilla): # · m’ i e) määritetään kertoimien CNRD (d) mallinnusfunktio siten, että • · ·

30 CNRD (d) = A'0 + A, log 1/d + A'2 [log 1/d]2 (yhtälö 20) :***: jossa parametrit A'0, A'i ja A’2 on estimoitu dj ja CNDR (dj) arvojen perusteella.

··« • * ·»·»« • · / . 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe (a) • ·« ' käsittää seuraavat vaiheet, joissa: * · ' 23 117786 (ai) muutetaan putken (11) hehkuvirtaa niin että saadaan mainitun virran eri arvoja/ (a2) luetaan integraattoripiirin (16) tuottamat arvot M (t,) erilaisille valotusajoille (ti) filmin ennalta määritellyn optisen tiheyden DOrero saamiseksi, 5 (a3) lasketaan suhde M(ti)/M(tref), (yhtälö 29) joka antaa kertoimen CNRT (¾) kun M (bef) on M (t,):n arvo hetkellä tj = t,#.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe (a) 10 käsittää seuraavat vaiheet, joissa: (gl) tehdään, muuttuva-aikaisella sensitografilla, ensimmäinen sensitogrammi Srefo/ kun valotusaika on asetettu referenssiajaksi tref0; (g2) tehdään, muuttuva-aikaisella sensitografilla, q sensitogrammia Si - Sq q eri va-lotusaikoja ti varten; 15 (g3) valitaan optinen referenssitiheys DOn*,; (g4) mitataan kullakin sensitogrammilla valotusporras Echref0, Echi... Ech,... Echq, joka vastaa optista tiheyttä DOrefo (g5) lasketaan kerroin CNRT(ti) yhtälöllä: CNRT (¾) = exp [log10{(Echrefo - EchJ/K}], (yhtälö 28) 20 jossa K=2/logio(2). • · · * 4 9

* .* 5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe (a) • · · lisäksi käsittää seuraavan vaiheen, jossa: * · · " - määritetään kertoimien CNRT (t) mallinnusfunktio, niin että: * \ 25 CNRT (t) =Ao + Ai logt + A2 [log t]2 (yhtälö 18) * · « • · ·

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe (b) käsittää mainitun valotusmäärän Uef mittaamisen ilmaisukennolla. * « • · · * · · * · · · • ·

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että referenssivalotusmäärä Uef määritetään kalibrointimenetelmällä, joka sisältää • * · ·:··: seuraavat vaiheet sovellusmuodossa, jossa kuvanvastaanotin (17) muodostuu aina- ; kin yhdestä vahvistusruudusta ja filmistä, joka on herkkää ruudusta tulevalle valo- I tukselle: • · « « · • « 35 f 117786 - otetaan kuva määritettyjen radiologisten olosuhteiden vallitessa referenssitiheyttä Dew paksuusstandardia E0, syöttöjä n n itettä V0, valotusaikaa tb ja tulon I0 x to arvoa varten; - mitataan tuotto D0; 5. lasketaan ekvivalenttien paksuus Epo kaavalla EPo = g" (V0, Do) (yhtälö 7) - lasketaan tuotto Dro filmillä kaavalla: Dfo = f' (Vo, Eo) - f' (Vo, Epo), (yhtälö 8) jossa f ja f" ovat funktioita, jotka kuvaavat vastaavasti tuoton D muuttumista pak-10 suuden ja jännitteen funktiona määrätyssä konfiguraatiossa, joissa mainittu vastaanotin (17) sisältää tai ei sisällä vahvistinruutua, ja g" on f’:n käänteisfunktio - lasketaan valotusmäärä Lflim filmillä kaavalla Lfiim = Dfo X Ιο X to (yhtälö 23) - lasketaan sensitometrisen käyrän avulla valotusporras Echref, joka vastaa optista 15 referenssitiheyttä DOref0; - mitataan saadun kuvan optinen tiheys DOm ja lasketaan sensitometrisen käyrän Srefo avulla valotusporras Echm; - lasketaan referenssivalotusmäärä Lref kaavalla: Lref = Lflim X exp[ logioi (Echref - Echm) / K} ], (yhtälö 25) 20 jossa K = 2/logio(2). (yhtälö 26)

·· · • · · * · ‘ 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että filmille tulevan • · * ***·, tuoton Dra laskemiseksi yhtälössä (8) ekvivalenttipaksuus Epo korvataan suureella • · ♦ / (Epo - sup.suodatin), jossa (sup.suodatin) on vahvistinruudun ja ilmaisukennon (12) • » · * \ 25 välisestä vaimennuksesta johtuvan lisäsuodatuksen aiheuttama ekvivalenttipaksuus. Ml·* • · • · « • * ·

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, jossa kuvanvastaanotin (17) muodostuu röntgensäteilylle herkästä filmistä, ja kenno (12) asetetaan mainitun filmin • · · · eteen tai sen taakse, tunnettu siitä, että tuotto Dm filmillä lasketaan kaavalla * · ·

30 D'«) - r (Vo, Ep), (yhtälö 30) : missä F" on funktio, joka kuvaa saannon D muuttumista syöttöjännitteen ja pak- *:*·: suuden funktiona ennalta määritellyssä järjestelmässä. • · • · « • «· 7..·

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yhtälössä (30) • · 35 paksuus Ep korvataan suureella (Ep -sup.suodatin), jolloin (sup.suodatin) on vahvis- 117786 ' 25 tinruudun ja ilmaisukennon välisestä vaimennuksesta johtuvan lisäsuodatuksen aiheuttama ekvivalenttipaksuus.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 7 -10 mukainen menetelmä, tunnettu 5 siitä, että filmin valotusmäärä lasketaan kaavalla Uim = [Df0xIoXto]/CNRT(to). (yhtälö 23) ·· · i · · * ♦ • ♦ • · • · · · • 1 • · · *···· * 1 • · 1 · · φ · 1 • · • · • 1 « • I 1 • · · • · • · · • · · ···· • · V • 1 • · * 1 1 * ··· • » **· • ' I • · · • · · ♦ ·1 • · • "i· • · 117786