FI98037C - Method for measuring exposure values of an X-ray imaging device for automatic control of the image values - Google Patents

Method for measuring exposure values of an X-ray imaging device for automatic control of the image values Download PDF

Info

Publication number
FI98037C
FI98037C FI943403A FI943403A FI98037C FI 98037 C FI98037 C FI 98037C FI 943403 A FI943403 A FI 943403A FI 943403 A FI943403 A FI 943403A FI 98037 C FI98037 C FI 98037C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
exposure
values
image
measuring
ccd
Prior art date
Application number
FI943403A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI943403A (en
FI943403A0 (en
FI98037B (en
Inventor
Juha Koivisto
Original Assignee
Instrumentarium Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Instrumentarium Oy filed Critical Instrumentarium Oy
Priority to FI943403A priority Critical patent/FI98037C/en
Publication of FI943403A0 publication Critical patent/FI943403A0/en
Priority to DE19525376A priority patent/DE19525376A1/en
Publication of FI943403A publication Critical patent/FI943403A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI98037B publication Critical patent/FI98037B/en
Publication of FI98037C publication Critical patent/FI98037C/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08Electrical details
    • H05G1/26Measuring, controlling or protecting
    • H05G1/30Controlling
    • H05G1/38Exposure time
    • H05G1/42Exposure time using arrangements for switching when a predetermined dose of radiation has been applied, e.g. in which the switching instant is determined by measuring the electrical energy supplied to the tube
    • H05G1/44Exposure time using arrangements for switching when a predetermined dose of radiation has been applied, e.g. in which the switching instant is determined by measuring the electrical energy supplied to the tube in which the switching instant is determined by measuring the amount of radiation directly
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

9803798037

Menetelmä röntgenkuvauslaitteen valotusarvojen mittaamiseksi kuvausarvojen automaattista säätöä varten. - Förfarande för mätning av en röntgenbildanordnings exponeringsvärden för automatisk regiering av bildvärdena.A method for measuring the exposure values of an X-ray imaging device for the automatic adjustment of imaging values. - For the purpose of measuring the exposure to automatic exposure to the image recovery.

Keksinnön kohteena on menetelmä röntgenkuvauslaitteen valotus-arvojen mittaamiseksi kuvausarvojen automaattista säätöä varten, jossa menetelmässä kuvattavan kohteen läpäissyt säteily valottaa puolijohdeanturin erityisesti CCD-detektorin kuvapis-teitä, joihin muodostuu valotukseen verrannolliset varaukset.The invention relates to a method for measuring the exposure values of an X-ray imaging device for automatic adjustment of imaging values, in which radiation transmitted by an object to be imaged illuminates the pixels of a semiconductor sensor, in particular a CCD detector, in which charges proportional to exposure are formed.

CCD-röntgenlaitteissa samoin kuin filmin käyttöön perustuvissa röntgenlaitteissa on valotusta voitava säätää hallitusti, jotta kuva ei ylivalottuisi ja jotta toisaalta saataisiin diagnostiikan kannalta optimaalinen määrä eri harmaasävyjä.CCD X-ray equipment, as well as film-based X-ray equipment, must be able to adjust the exposure in a controlled way so that the image is not overexposed and, on the other hand, to obtain the optimal amount of different grayscale for diagnostics.

CCD-ilmaisimen (Charge Coupled Device) käyttöön perustuvissa röntgenlaitteissa harmaasävyjen lukumäärä riippuu ilmaisimen ja vahvistinelektroniikan dynamiikasta sekä tuikeainekerroksen ja optiikan aikaansaamasta röntgenkvantti-fotoelektronikonversio-suhteesta. Mikäli ilmaisimelle tulevaa valotusta ei säädetä oikein, tapahtuu CCD:llä ylivalotustilanteessa kuvaelementeissä (pixeleissä) varauksen ylivuotoa viereisille pixeleille, jolloin kuva "tummenee" ja spatiaalinen erotuskyky pienenee. Ali-valotustilanteessa ei CCD:n signaali/kohinasuhdetta voida hyödyntää optimaalisesti, jolloin havaittavien harmaasävyjen määrä pienenee ja kuvan laatu heikkenee.In X-ray devices based on the use of a CCD (Charge Coupled Device) detector, the number of grayscale depends on the dynamics of the detector and amplifier electronics and the X-ray quantum-photoelectron conversion ratio provided by the scintillator layer and optics. If the exposure to the detector is not adjusted correctly, in the event of overexposure with the CCD, there will be an overflow of charge in the pixels, causing the image to "darken" and the spatial resolution to decrease. In the underexposure situation, the signal-to-noise ratio of the CCD cannot be optimally utilized, resulting in a reduction in the number of detectable grayscale and deterioration of the image quality.

Esim. US-patenttijulkaisusta 5,142,557 tunnetussa menetelmässä valotus säädetään lukemalla valotuksen kestäessä jatkuvasti *:· CCD:n valoherkkää sarjarekisteriä (siirtämättä sinne tietoa :*·' kuvakentästä), jolloin oikean säteilyannoksen arviointi tapahtuu yksinomaan siirtorekisterin päälle osuneen säteilyn perusteella.For example, in the method known from U.S. Pat. No. 5,142,557, the exposure is adjusted by continuously reading *: · the photosensitive serial register of the CCD (without transferring data therefrom:

2 980372 98037

Lisäksi on tunnettua säätää valotusta käyttämällä yhtä tai useampaa erillistä tuikeainekerroksen takana olevaa puolijoh-deilmaisinta, jonka antama signaali on verrannollinen valotuk-seen.In addition, it is known to adjust the exposure by using one or more separate semiconductor detectors behind the scintillator layer, the signal given by which is proportional to the exposure.

Aiemmin tunnettujen menetelmien heikkoutena on se, että valotuksen säätö joudutaan tekemään jonkin, kuvan valottumista huonosti edustavan pienen yksityiskohdan perusteella, jolloin oikean valotuksen saaminen on epävarmaa. Esimerkiksi edellä mainitussa US-patenttijulkaisussa valotuksen säätö tapahtuu CCD:n reunalle osuvan intensiteetin perusteella, jolla alueella ei välttämättä ole valotuksen säädön kannalta tärkeätä tietoa.A weakness of the previously known methods is that the exposure has to be adjusted on the basis of some small detail which is poorly representative of the exposure of the image, whereby it is uncertain to obtain the correct exposure. For example, in the aforementioned U.S. patent, the exposure is adjusted based on the intensity at the edge of the CCD, in which area there may not be information relevant to the exposure control.

Oheen liitetyssä kuvassa on esitetty CCD:n kaaviokuva, johon viitaten seuraavassa selostetaan, miten kuvan muodostuminen CCD:llä tavanomaisesti tapahtuu. Fotonien annetaan osua CCD:n kuvakenttään valotusajan t. Valo aiheuttaa CCD:n pinnalla intensiteettiä vastaavan varauksen. Tämän jälkeen kuvakentän pixeleitä ohjataan sarjarekisterin suuntaan siten, että 1.rivin varaus siirtyy sarjarekisteriin, 2.rivin varaus ensimmäisen rivin kohdalle jne. Tiedon ulossaanti tapahtuu siirtämällä CCD:n sarjarekisterin pixeleitä antovahvistimen suuntaan, jolloin 1.pixelin varaus siirtyy antovahvistimeen 2.pixelin varaus siirtyy 1.pixelin kohdalle jne.The accompanying figure shows a schematic diagram of a CCD, with reference to which the formation of an image with a CCD is normally described below. The photons are allowed to hit the field of view of the CCD for the exposure time t. The light causes a charge corresponding to the intensity on the surface of the CCD. The pixels in the image field are then controlled in the direction of the serial register so that the 1st row charge is transferred to the serial register, the 2nd row charge is transferred to the first row, etc. For 1.pixel, etc.

Antovahvistimessa varaus muutetaan jännitteeksi, joka vastaa kunkin pixelin päälle osuneen valon intensiteettiä. Kuva on kokonaisuudessaan luettu sitten, kun kaikki rivit on vuorotellen siirretty sarjarekisteriin ja kunkin pixelin varaus on siirretty antoon em. tavalla. Kuvan luku kestää tyypillisesti esim. 1024 * 1024 pixelin CCD:llä ja 1 MHz: n siirtotaa juudella : Γ 1 sekunnin.In the output amplifier, the charge is converted to a voltage corresponding to the intensity of the light hitting each pixel. The image is read in its entirety when all the rows have been alternately transferred to the serial register and the charge of each pixel has been transferred to the output in the above-mentioned manner. The reading of an image typically takes, for example, a 1024 * 1024 pixel CCD and a 1 MHz transmission path in Judo: Γ 1 second.

Periaatteessa valotusta voitaisiin säätää ottamalla peräkkäisiä ·;·. kuvia eri virta-jännite-valotusaika-arvoilla ja valita iteroi- 3 98037 maila ne asetukset, jotka antavat parhaan tuloksen. Käytännössä tämä ei kuitenkaan ole mahdollista peräkkäisten kuvien ottamisen ja iteroinnissa kuluvan ajan takia. Myös tutkittavan henkilön saama kokonaisannos kasvaa peräkkäisten kuvien ottamisesta johtuen.In principle, the exposure could be adjusted by taking successive. images with different current-voltage-shutter speed values and select the iteri- 3 98037 bat for the settings that give the best results. In practice, however, this is not possible due to the time taken to take successive images and the iteration. The total dose received by the subject also increases due to the taking of consecutive images.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä CCD-röntgen-laitteen automaattisen valotuksen aikaansaamiseksi, jolla kudoskerroksen paksuudesta tai tiheydestä riippumatta voidaan estää ylivalotus sekä säätää valotus CCD:n dynamiikan kannalta optimaaliseksi. Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan optimoida valotuksessa tarvittavat virta-jännite- ja valotusaika-arvot ja samalla minimoida tutkittavan henkilön saama säteilyannos .The object of the invention is to provide a method for obtaining automatic exposure of a CCD X-ray device, by which, regardless of the thickness or density of the tissue layer, overexposure can be prevented and the exposure can be adjusted to be optimal for the dynamics of the CCD. With the method according to the invention, the current-voltage and exposure time values required for exposure can be optimized and at the same time the radiation dose received by the subject can be minimized.

Tämä keksinnön tarkoitus ja tavoite saavutetaan oheisessa patenttivaatimuksessa 1 esitettyjen tunnusmerkkien perusteella. Epäitsenäisissä vaatimuksissa on esitetty keksinnön edullisia sovellutusmuotoja.This object and object of the invention is achieved on the basis of the features set forth in the appended claim 1. Preferred embodiments of the invention are set out in the dependent claims.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä valotus säädetään siten, että CCD:tä valotetaan normaaliin kuvaustilanteen valotusaikaan verrattuna hyvin lyhyt ajanjakso, esimerkiksi 1024 *1024 pixelin CCD:lla 6 = to/1024 oletetusta tarvittavasta valotus-ajasta, tai valotus tehdään vastaavasti pienemmällä virta-asetuksella. Tämän jälkeen kaikki kuvakentän rivit siirretään sarjarekisteriin ilman, että sarjarekisteriin saatua varausta välillä siirretään CCD:n antoon. Näin meneteltäessä saadaan sarjarekisteriin kunkin pystyrivillä sijaitsevan varauksen summa. Esimerkiksi ajassa t = to/1024 saatu summavaraus edustaa ·: kullekin pystyriville ajassa t osuvan intensiteetin keskiarvoa, • · ·· sillä valotusaikaa on lyhennetty rivien lukumäärän mukaisella tekijällä. Edellä kuvatulla tavalla voidaan CCD lukea hyvin nopeasti, lukuajan ollessa 1024*1024 pixelin CCD:llä 1 MHz taajuudella 2 ms. Sarjarekisterin sisältö eli mainitut summavaraukset 4 98037 luetaan mittausarvoksi, jonka perusteella valotusarvot lasketaan. Valotuksessa tarvittavia parametreja voidaan säätää myös vertaamalla mitattuja ja optimaaliseksi tiedettyjä rivikohtai-sia arvoja keskenään.In the method according to the invention, the exposure is adjusted so that the CCD is exposed for a very short period of time compared to the normal exposure time of the shooting situation, for example with a 1024 * 1024 pixel CCD 6 = to / 1024 of the assumed required exposure time, or Thereafter, all the rows of the image field are transferred to the serial register without the charge received in the serial register being transferred to the output of the CCD in between. In doing so, the sum of each reservation in the vertical row is entered in the serial register. For example, the sum charge obtained at time t = to / 1024 represents ·: the average of the intensities for each vertical row at time t, • · ·· because the exposure time is shortened by a factor corresponding to the number of rows. As described above, the CCD can be read very quickly, with a read time of 1024 * 1024 pixels on a CCD at a frequency of 1 MHz for 2 ms. The contents of the serial register, ie the said sum charges 4 98037, are read as the measured value on the basis of which the exposure values are calculated. The parameters required for exposure can also be adjusted by comparing the measured and known optimal line-by-line values.

Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä on mahdollista suorittaa CCD:n pinnalle tulleen kokonaisintensiteetin mittaaminen myös esimerkiksi kahden puolikuvan tai useamman osakuvan kohdalle osuneen valon perusteella. Tällöin parametrien arvioinnissa tarvittava valotusaika on arvioitu valotusaika (tai virta-arvo) jaettuna summattavien rivien lukumäärällä.With the method according to the present invention, it is possible to measure the total intensity on the surface of the CCD also on the basis of light, for example, on two half-images or several sub-images. In this case, the exposure time required to estimate the parameters is the estimated exposure time (or current value) divided by the number of rows to be summed.

Keksinnön mukaisella menetelmällä on lisäksi mahdollista myös summata eri määrä saman valotuksen aikaansaaman kuvan rivejä yhteen. Jos esimerkiksi ensimmäisen puolikuvan siirtorekiste-riin summattu varaus aiheuttaa rekisterissä ylivuodon (sarja-rekisteriin mahtuu tyypillisesti kuvakentän neljän pixelin varaus), voidaan jäljellä olevan kuvan varaus summata sarja-rekisteriin (oikeiden valotusparametrien löytämiseksi) useampana eri kokoisena, vaikkapa 1/4-, 1/8-, 1/16- osakuvan muodostamana summana (binäärinen haku).In addition, with the method according to the invention, it is also possible to sum together a different number of rows of the image produced by the same exposure. For example, if the charge summed to the shift register of the first half-image causes an overflow in the register (the series register typically holds a four-pixel charge of the image field), the charge of the remaining image can be summed to the sequence register (to find the correct exposure parameters) in several sizes, such as 1/4, As the sum of 8-, 1/16 sub-images (binary search).

Edellä kuvatun menetelmän etuna on se, että CCD:n kuvakentän valinnaisen kokoisen alueen kuvapisteiden päälle osuvaa signaalia voidaan käyttää nopeasti hyödyksi röntgenlaitteen asetuksia säädettäessä. Tällöin kuvakentän paikalliset intensiteettivaih-telut eivät vaikuta haitallisesti valotusparametrien säätöön. Mainittu valinnainen alue voi koostua yhdestä tai useammasta suorakulmaisen muotoisesta alueesta, joka on osa kuvaukseen käytettävän CCD-detektorin kuvakenttää. Tällöin mittausarvoja ·; voidaan muodostaa puolijohdeanturin kuvakentän useilta valin-···1 *** naisilta osa-alueilta, ja näiden mittausarvojen perusteella voidaan määrittää kohteen likimääräinen koko. Tätä koon tai hahmon tunnistusta voidaan puolestaan käyttää valotusarvojen säätöön.The advantage of the method described above is that the signal hitting the pixels of the optional size area of the CCD image field can be quickly utilized when adjusting the X-ray device settings. In this case, local variations in the intensity of the image field do not adversely affect the adjustment of the exposure parameters. Said optional region may consist of one or more rectangular regions which are part of the field of view of the CCD detector used for imaging. In this case, the measured values ·; can be formed from several selective areas of the image field of the semiconductor sensor, and the approximate size of the object can be determined on the basis of these measured values. This size or pattern detection, in turn, can be used to adjust exposure values.

Claims (4)

1. Förfarande för mätning av en röntgenbildanordnings expone-ringsvärden för automatisk regiering av bildvärdena, i vilket förfarande strälningen, som genomborrat objektet, som skall ex-poneras, exponerar en halvledardetektors, särskilt en CCD-detektors bildpunkter, väri tili exponeringen proportionella laddningar utkommer, kännetecknat därav, att mätre-sultat av exponeringsvärden erhälls frän ett omräde av valfri storlek för halvledardetektors bildfält, som före den egentliga exponeringen exponeras kortvarigt eller med en lag strälnings-intensitet jämförd med vid exponeringen använda exponerings-tiden eller strälningsintensiteten, och de med nämnda expone-ring proportionella laddningarna överförs frän nämnda bildfälts valfria omräde radvis tili ett serieregisters bildelement, där laddningarna frän bildfältets flera rader bildelement summeras före serieregistrets innehäll avläses som nämnda mätvärde, pä basen av vilket vid exponeringen använda exponeringsvärden ;,· räknas.1. A method for measuring the exposure values of an X-ray imaging device for automatically controlling the image values, in which method the radiation which pierced the object to be exposed exposes a semiconductor detector, in particular a CCD detector's pixel points, to which proportional charges are generated, characterized in that measurement results of exposure values are obtained from an area of any size for the semiconductor detector's image field, which before the actual exposure is exposed briefly or with a low radiation intensity compared to the exposure time or radiation intensity used in the exposure, and with the said exposure -ring proportional charges are transferred from the optional field of said pixel row to a series register pixel, where the charges from the multiple rows pixel elements are summed before the contents of the series register are read as said metric, on the basis of which the exposure used a exposure values;, · are counted. 2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att nämnda valfria omräde bestär av ett eller flera : ' rektangulära omräden, som är en del av den vid exponeringen använda CCD-detektorens bildfält. « I • · ·Method according to Claim 1, characterized in that said optional area consists of one or more rectangular areas which are part of the image detector field used in the exposure. «I • · · 3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, kännetec- • :*: k n a t därav, att nämnda mätvärden bildas av frän flera • · · · valfria delomräden av halvledardetektorens bildfält och pä basen av dessa mätvärden definieras den approximative storleken ♦ · · av objektet, pä basen av vilken exponeringsvärdena regleras. • · • · » · »3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that said measuring values are formed from several sub-fields of the semiconductor detector image field and on the basis of these measuring values the approximate size of the object is defined. on the basis of which the exposure values are regulated. • · • · » 4. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-3,känne- • · t e c k n a t därav, att nämnda mätvärden bildas frän flera valfria delomräden av halvledardetektorens bildfält och de frän olika delomräden erhällna mätvärdena jämförs med varandra och med ett förutbestämt referensvärde och dä det upptäcks ett4. A method according to any one of claims 1-3, characterized in that said measuring values are formed from several optional sub-regions of the semiconductor detector's image field and the measured values obtained from different sub-regions are compared with each other and with a predetermined reference value and when detected.
FI943403A 1994-07-18 1994-07-18 Method for measuring exposure values of an X-ray imaging device for automatic control of the image values FI98037C (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI943403A FI98037C (en) 1994-07-18 1994-07-18 Method for measuring exposure values of an X-ray imaging device for automatic control of the image values
DE19525376A DE19525376A1 (en) 1994-07-18 1995-07-12 X ray imaging apparatus illumination value measurement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI943403A FI98037C (en) 1994-07-18 1994-07-18 Method for measuring exposure values of an X-ray imaging device for automatic control of the image values
FI943403 1994-07-18

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI943403A0 FI943403A0 (en) 1994-07-18
FI943403A FI943403A (en) 1996-01-19
FI98037B FI98037B (en) 1996-12-13
FI98037C true FI98037C (en) 1997-03-25

Family

ID=8541111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI943403A FI98037C (en) 1994-07-18 1994-07-18 Method for measuring exposure values of an X-ray imaging device for automatic control of the image values

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19525376A1 (en)
FI (1) FI98037C (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19536489C1 (en) * 1995-09-29 1997-04-10 Siemens Ag X=ray diagnostic device with CCD image converter
US5694449A (en) * 1996-05-20 1997-12-02 General Electric Company Method and system for detecting and correcting erroneous exposures generated during x-ray imaging
US5751783A (en) * 1996-12-20 1998-05-12 General Electric Company Detector for automatic exposure control on an x-ray imaging system
US5896169A (en) * 1997-09-16 1999-04-20 Philips Electronics North America Corporation Video level measuring apparatus for X-ray imaging systems

Also Published As

Publication number Publication date
FI943403A (en) 1996-01-19
FI943403A0 (en) 1994-07-18
DE19525376A1 (en) 1996-01-25
FI98037B (en) 1996-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6944266B2 (en) X-ray imaging apparatus
US5664001A (en) Medical X-ray imaging apparatus
US7496176B2 (en) Method and arrangement relating to x-ray imaging
JP4989005B2 (en) Digital X-ray imaging method and sensor device
US6621887B2 (en) Method and apparatus for processing a fluoroscopic image
US20080231734A1 (en) Method of processing images from an imaging device
JP2005312810A (en) Automatic exposure control method for photographic image, and automatic exposure control apparatus using the method
JP2004508124A (en) X-ray detector and method for tissue-specific imaging
EP2716221A1 (en) Method and device for obtaining radiation dose, and radiographic image pickup system
EP0909527B1 (en) X-ray examination apparatus including an exposure control system
EP0955009B1 (en) Radiographic apparatus
FI98037C (en) Method for measuring exposure values of an X-ray imaging device for automatic control of the image values
EP1120744A1 (en) Correction of defective pixels in a detector
JP2002034961A (en) Radiographing apparatus and radiographing method
US7339702B2 (en) Picture reading device for discriminating the type of recording medium and apparatus thereof
US5528645A (en) method and device for the adjustment of imaging values in a panoramic X-ray imaging apparatus
JPH05217689A (en) Method and device for x-ray photographing
EP1935340B1 (en) Method for neutralizing image artifacts prior to the determination of the Signal-to-noise ratio in CR/DR radiography systems
JP2008237445A (en) Method and system for radiographic imaging
CN116916827A (en) Radiation image processing method, machine learning method, learning completion model, preprocessing method for machine learning, radiation image processing module, radiation image processing program, and radiation image processing system
JP6700737B2 (en) Radiation imaging system, signal processing device, and signal processing method for radiation image
US7558412B2 (en) System and method for compensation of scintillator hysteresis in x-ray detectors
JPH0866388A (en) Radiation image pick-up device
JP2006526925A (en) Detector for detection of X-ray radiation
US7436929B2 (en) Radiographic system

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Owner name: INSTRUMENTARIUM OY

BB Publication of examined application