DE102013225581A1 - Method and device for individual adaptation of parameters of an X-ray flat detector - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildgebung mittels einer Röntgenvorrichtung und eine Röntgenvorrichtung. Die Röntgenvorrichtung weist eine Röntgenquelle und einen ortsauflösenden Röntgendetektor mit einer ortsabhängig einstellbaren Empfindlichkeit auf. Das Verfahren weist die Schritte auf: Erfassen einer ersten Menge an ortsabhängigen Detektionswerten mittels des ortsauflösenden Röntgendetektors mit einer niedrigen Strahlungsmenge; Ermitteln einer zweiten Menge von zu erwartenden ortsabhängigen Detektionswerten bei einer Bestrahlung mit einer höheren Strahlungsmenge mittels der ersten Menge; Anpassen der ortsabhängigen Empfindlichkeit des ortsauflösenden Röntgendetektors in Abhängigkeit von den zu erwartenden Detektionswerten der zweiten Menge, sodass bei einer Bestrahlung des ortsauflösenden Röntgendetektors mit der höheren Strahlungsmenge die Detektionswerte einen Wertebereich zwischen einem vorbestimmten unterem Grenzwert und einem vorbestimmten oberen Grenzwert einnehmen und Erfassen einer dritten Menge an ortsaufgelösten Detektionswerten mittels des ortsauflösenden Röntgendetektors mit der höheren Strahlungsmenge. The invention relates to a method for imaging by means of an X-ray device and an X-ray device. The X-ray device has an X-ray source and a spatially resolving X-ray detector with a location-dependent adjustable sensitivity. The method comprises the steps of: detecting a first set of location-dependent detection values by means of the spatially-resolving X-ray detector with a low radiation quantity; Determining a second set of expected location-dependent detection values upon irradiation with a higher amount of radiation by means of the first amount; Adjusting the location-dependent sensitivity of the spatially resolving X-ray detector as a function of the expected detection values of the second set, such that upon irradiation of the spatially resolving X-ray detector with the higher radiation amount the detection values occupy a value range between a predetermined lower limit and a predetermined upper limit and detecting a third amount spatially resolved detection values by means of the spatially resolving X-ray detector with the higher radiation quantity.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildgebung mittels einer Röntgenquelle und eines ortsauflösenden Röntgendetektors, wobei eine Menge an ortsaufgelösten Detektionswerten mittels des ortsauflösenden Röntgendetektors mit einer vorbestimmten Strahlungsdosis erfasst wird. Die Erfindung betrifft weiterhin einen ortsauflösenden Röntgendetektor und eine Röntgenvorrichtung mit einer Röntgenquelle, dem ortsauflösendem Röntgendetektor und einer Steuerung zur Ausführung des Verfahrens. The invention relates to a method for imaging by means of an X-ray source and a spatially resolving X-ray detector, wherein a set of spatially resolved detection values is detected by means of the spatially resolving X-ray detector with a predetermined radiation dose. The invention further relates to a spatially resolving X-ray detector and an X-ray device having an X-ray source, the spatially resolving X-ray detector and a controller for carrying out the method.
Röntgenvorrichtungen zur Untersuchung des menschlichen Körpers sind seit langem bekannt. Aufgrund der schädlichen Wirkung der Röntgenstrahlung wird ebenfalls seit langem versucht, die Strahlendosis während einer Untersuchung zu minimieren. X-ray devices for examining the human body have been known for a long time. Due to the harmful effect of X-radiation, it has also been tried for a long time to minimize the radiation dose during an examination.
Diesem Wunsch steht entgegen, dass mit abnehmender Strahlendosis das Signal-Rauschverhältnis eines von einem Detektor erfassten Bildes abnimmt. Dies ist besonders hinderlich, wenn ein hohes Kontrastverhältnis erforderlich ist, um in Bereichen unterschiedlicher Strahlungsmenge noch Veränderungen mit nur geringfügig unterschiedlichem Absorptionsverhalten erkennen zu können. Insbesondere bei der Mammographie ist dies von Bedeutung, da hier durch die unterschiedliche Dicke der durchleuchteten Gewebeschicht die Grundabschwächung in zentralen Bereichen gegenüber Randbereichen stark unterschiedlich ist. This request is opposed by the fact that with decreasing radiation dose, the signal-to-noise ratio of an image detected by a detector decreases. This is particularly hindering when a high contrast ratio is required in order to be able to detect changes in areas of different radiation quantity with only slightly different absorption behavior. This is particularly important in mammography since, due to the different thickness of the transilluminated tissue layer, the basic weakening in central regions is greatly different in comparison to edge regions.
Um den Kontrast zu erhöhen, wurden in der Vergangenheit Raster zur Absorption von Streustrahlung eingesetzt, die aber wiederum auch einen Teil der bilderzeugenden Strahlung absorbierten und eine höhere Strahlungsdosis bei der Aufnahme erforderlich machen. Alternativ wurde versucht, die Streustrahlung bei der Auswertung der Detektorsignale und der Bilderzeugung zu kompensieren. Dafür ist aber ein besonders hoher Dynamikumfang der Detektorsignale erforderlich, der im Stand der Technik dadurch verbessert wurde, dass die Gesamtempfindlichkeit des Detektors oder der nachgeschalteten Signalverarbeitung an die Strahlendosis und die zu erwartende mittlere Abschwächung des Gewebes angepasst wurde. In order to increase the contrast, grids have been used in the past to absorb scattered radiation, which in turn also absorbs some of the imaging radiation and requires a higher dose of radiation during imaging. Alternatively, it was attempted to compensate for the scattered radiation in the evaluation of the detector signals and the image formation. However, this requires a particularly high dynamic range of the detector signals, which has been improved in the prior art by adapting the overall sensitivity of the detector or the downstream signal processing to the radiation dose and the expected mean weakening of the tissue.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es folglich, die Bildqualität einer Röntgenvorrichtung bei möglichst niedriger Strahlendosis zu verbessern. The object of the present invention is thus to improve the image quality of an X-ray device with the lowest possible radiation dose.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bildgebung mittels einer Röntgenquelle nach Anspruch 1, einen erfindungsgemäßen ortsaufgelösten Röntgendetektor nach Anspruch 7 und eine erfindungsgemäße Röntgenvorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 10 gelöst. The object of the invention is achieved by an inventive method for imaging by means of an X-ray source according to
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bildgebung eines Untersuchungsobjekts wird mittels einer Röntgenquelle, eines ortsauflösenden Röntgendetektors mit einer ortsabhängig einstellbaren Empfindlichkeit und einer Steuerung ausgeführt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das Untersuchungsobjekt zwischen der Röntgenquelle und dem Röntgendetektor angeordnet. In einem Schritt des Verfahrens wird eine erste Menge an ortsabhängigen Detektionswerten mittels des ortsauflösenden Röntgendetektors mit einer niedrigen Strahlungsmenge erfasst. Als niedrige Strahlungsmenge wird eine Strahlungsmenge angesehen, die unter den Aufnahmebedingungen ganzflächig in dem Röntgendetektor ein Signal erzeugt, das erkennbar oberhalb eines Rauschsignals des Detektors liegt, aber deutlich, das heißt zum Beispiel um den Faktor 2, 5 oder 10 unter einem gesättigten Signal des Röntgendetektors liegt. 5 mAs sind ein typische Wert für das Röhrenstrom-Zeit-Produkt, das eine solche Strahlungsdosis erzeugt. The method according to the invention for imaging an examination subject is carried out by means of an X-ray source, a spatially resolving X-ray detector with a location-dependent adjustable sensitivity and a control. In the method according to the invention, the examination object is arranged between the X-ray source and the X-ray detector. In a step of the method, a first set of location-dependent detection values is detected by means of the spatially-resolved low-dose X-ray detector. As a low radiation amount, a radiation amount is considered, which generates a signal over the entire surface in the X-ray detector under the recording conditions, which is detectably above a noise signal of the detector, but clearly, that is for example by a factor of 2, 5 or 10 under a saturated signal of the X-ray detector lies. 5 mAs are a typical value for the tube current-time product that produces such a radiation dose.
In einem weiteren Schritt wird eine zweite Menge von zu erwartenden ortsabhängigen Detektionswerten bei einer Bestrahlung des Untersuchungsobjektes mit einer höheren Strahlungsmenge mittels der ersten Menge ermittelt. Dies kann beispielsweise durch eine vorbestimmte Formel oder Extrapolation erfolgen. In a further step, a second set of expected location-dependent detection values is determined upon irradiation of the examination subject with a higher radiation quantity by means of the first set. This can be done for example by a predetermined formula or extrapolation.
In einem Schritt wird die ortsabhängigen Empfindlichkeit des ortsauflösenden Röntgendetektors in Abhängigkeit von den zu erwartenden Detektionswerten der zweiten Menge so angepasst, dass bei einer Bestrahlung des ortsauflösenden Röntgendetektors mit der höheren Strahlungsmenge die Detektionswerte einen Wertebereich zwischen einem vorbestimmten unterem Grenzwert und einem vorbestimmten oberen Grenzwert einnehmen. Vorzugsweise ist der untere Grenzwert durch einen Signalwert eines Dunkelrauschen des Röntgensensors zuzüglich einer Dynamikreserve bestimmt. Vorzugsweise ist dabei der obere Grenzwert durch einen Sättigungswert des Röntgensensors abzüglich einer Dynamikreserve bestimmt. Die Dynamikreserve beträgt beispielsweise 1, 5, 10 oder 20 Prozent eines Dynamikbereichs zwischen Sättigung und Dunkelrauschen. Als höhere Strahlungsmenge ist eine Strahlungsmenge bezeichnet, die ein Vielfaches der niedrigen Strahlungsmenge beträgt und gesetzliche Grenzwerte für eine Röntgenuntersuchung nicht überschreitet. Beispielsweise beträgt die höhere Strahlungsmenge ein 10-, 20- oder 50-faches der niedrigen Strahlungsmenge. In one step, the location-dependent sensitivity of the spatially resolving X-ray detector is adjusted as a function of the expected detection values of the second set such that upon irradiation of the spatially resolving X-ray detector with the higher radiation quantity, the detection values assume a value range between a predetermined lower limit value and a predetermined upper limit value. Preferably, the lower limit value is determined by a signal value of a dark noise of the X-ray sensor plus a dynamic reserve. Preferably, the upper limit value is determined by a saturation value of the X-ray sensor minus a dynamic reserve. For example, the dynamic reserve is 1, 5, 10 or 20 percent of a dynamic range between saturation and dark noise. The higher radiation quantity is an amount of radiation which is a multiple of the low radiation quantity and does not exceed the legal limit values for an X-ray examination. For example, the higher amount of radiation is 10, 20 or 50 times the low amount of radiation.
Das Verfahren weist weiterhin den Schritt des Erfassens einer dritten Menge an ortsabhängigen Detektionswerten mittels des ortsauflösenden Röntgendetektors mit der höheren Strahlungsmenge auf. The method further comprises the step of detecting a third set of location-dependent detection values by means of the spatially-resolving X-ray detector with the higher radiation quantity.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auf vorteilhafte Weise, die Empfindlichkeit des ortsauflösenden Röntgendetektors ortsabhängig derart einzustellen, dass ein möglichst großer Dynamikbereich des Ausgangssignals erzielt wird und auf diese Weise eine vorteilhafte hohe Bildqualität in der nachfolgenden Bildverarbeitung erzielt werden kann, ohne dass eine höhere Strahlenmenge erforderlich ist. The method according to the invention advantageously makes it possible to adjust the sensitivity of the spatially resolving X-ray detector location-dependent in such a way that the largest possible dynamic range of the output signal is achieved and in this way an advantageous high image quality can be achieved in the subsequent image processing, without a higher amount of radiation being required.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch den ortsauflösenden Röntgendetektor des Anspruchs 7 gelöst. Der erfindungsgemäße ortsauflösende Röntgendetektor weist eine Vielzahl an Detektorelementen auf. Die Detektorelemente sind einer Mehrzahl an Detektorbereichen zugeordnet. Die Detektorbereiche können einige wenige oder auch hunderte oder tausende Detektorelemente aufweisen. Es ist auch denkbar, dass die Detektorbereiche den strahlungsempfindlichen Bereich des Röntgendetektors in geometrische Flächen aufteilt, beispielsweise Quadrate, Vierecke, Polygone, konzentrische Ringe, Kreissegmente oder ähnliche Formen. Insbesondere kann es sein, dass die Bereiche die Geometrie eines Querschnitts eines Untersuchungsobjektes nachbilden. Der erfindungsgemäße ortsauflösende Röntgendetektor weist darüber hinaus Mittel auf, eine erste Empfindlichkeit von Detektorelementen in einem ersten Detektorbereich unabhängig von einer zweiten Empfindlichkeit in einem zweiten Detektorbereich einzustellen. The object of the invention is also achieved by the spatially resolving X-ray detector of claim 7. The spatially resolving X-ray detector according to the invention has a multiplicity of detector elements. The detector elements are associated with a plurality of detector areas. The detector areas may have a few or even hundreds or thousands of detector elements. It is also conceivable for the detector areas to divide the radiation-sensitive area of the X-ray detector into geometric areas, for example squares, quadrilaterals, polygons, concentric rings, circle segments or similar shapes. In particular, it may be that the regions simulate the geometry of a cross section of an examination object. The spatially resolving X-ray detector according to the invention furthermore has means for setting a first sensitivity of detector elements in a first detector area independently of a second sensitivity in a second detector area.
Auf vorteilhafte Weise ist es bei dem erfindungsgemäßen ortsauflösenden Röntgendetektor möglich, die Empfindlichkeit an die zu erwartende Strahlungsdosis anzupassen und so einen möglichst großen Dynamikumfang der Messwerte und ein verbessertes Nutzsignal-zu-Rausch-Verhältnis zu erzielen. Advantageously, in the spatially resolving X-ray detector according to the invention, it is possible to adapt the sensitivity to the radiation dose to be expected and thus to achieve the greatest possible dynamic range of the measured values and an improved useful signal-to-noise ratio.
Schließlich wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch die Röntgenvorrichtung des Anspruchs 10 gelöst, die die erforderlichen Merkmale aufweist und dazu ausgelegt ist, das erfindungsgemäße Verfahren des Anspruchs 1 auszuführen. Die erfindungsgemäße Röntgenvorrichtung teilt daher auch die Vorteile des Verfahrens. Finally, the object according to the invention is achieved by the X-ray device of
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt zum Ermitteln der zweiten Menge eine Segmentierung der ersten Menge. In one possible embodiment of the method according to the invention, a segmentation of the first quantity takes place for determining the second quantity.
Eine Segmentierung erlaubt es, Kenntnisse der Geometrie des zu untersuchenden Objekts, beispielsweise bei der Mammographie Kenntnisse zur Form und strahlungsphysikalischen Eigenschaften der Brust, in das Ermitteln der zweiten Menge der zu erwartenden Detektionswerte einfließen zu lassen. So ist es auf vorteilhafte Weise auch bei einer ersten Menge an Detektionswerten, die einen hohen Rauschanteil aufgrund einer kleinen, zur Aufnahme verwendeten niedrigen Strahlungsmenge aufweisen, möglich, eine zuverlässige Vorhersage der zu erwartenden Detektionswerte der zweiten Menge zu machen und somit die Empfindlichkeit des Röntgendetektors für die eigentliche Untersuchung optimal einzustellen. A segmentation makes it possible to incorporate knowledge of the geometry of the object to be examined, for example, in mammography, knowledge of the shape and physicochemical properties of the breast, in determining the second set of the expected detection values. Thus, advantageously even with a first set of detection values having a high noise due to a small amount of radiation used for recording, it is possible to make a reliable prediction of the expected detection values of the second set and thus the sensitivity of the X-ray detector optimally adjust the actual examination.
In einer denkbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt der Schritt des Ermittelns einer zweiten Menge von zu erwartenden ortsabhängigen Detektionswerten mittels einer Extrapolation in Abhängigkeit von einem Verhältnis der höheren Strahlungsmenge zu der niedrigen Strahlungsmenge. In a conceivable embodiment of the method according to the invention, the step of determining a second set of expected location-dependent detection values by means of extrapolation in dependence on a ratio of the higher radiation quantity to the lower radiation quantity.
Auf vorteilhafte Weise ist eine Extrapolation der zu erwartenden Messwerte als Funktion des Verhältnisses der Strahlungsmengen einfach zu realisieren, benötigt einen geringen Rechenaufwand und modelliert auf einfache Weise die physikalischen Ursachen. Advantageously, an extrapolation of the expected measured values as a function of the ratio of the radiation quantities is easy to implement, requires little computational effort and simply models the physical causes.
Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist der Schritt des Ermittelns einer zweiten Menge von zu erwartenden ortsabhängigen Detektionswerten ein örtliches Filtern der ersten Menge an ortsaufgelösten Detektionswerten und/oder daraus ortsabhängigen abgeleiteten Werten auf. Das örtliche Filtern kann beispielsweise durch lineare Filter wie Gauß-Filter oder nichtlineare Filter wie bilaterale Filter oder Median-Filter erfolgen. In one possible embodiment of the method according to the invention, the step of determining a second set of expected location-dependent detection values comprises a local filtering of the first set of spatially resolved detection values and / or location-dependent derived values thereof. Local filtering can be done, for example, by linear filters such as Gaussian filters or non-linear filters such as bilateral filters or median filters.
Das örtliche Filtern der ersten Menge oder daraus abgeleiteter Werte bildet auf vorteilhafte Weise die stetige Änderung der Absorption durch großräumige geometrische Eigenschaften des Untersuchungsobjektes ab und ermöglicht es kleinräumige Störungen wie beispielsweise Detektorrauschen durch Filtern über örtlich benachbarte Werte auf vorteilhafte Weise zu reduzieren. The local filtering of the first set or values derived therefrom advantageously forms the continuous change in absorption due to the large-scale geometric properties of the object to be examined and makes it possible to advantageously reduce small-scale disturbances such as detector noise by filtering over locally adjacent values.
In einer denkbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine vierte Menge an Kalibrierungswerten für Detektorelemente des ortsauflösenden Röntgendetektors für eine erste vorbestimmte Strahlendosis bestimmt und Detektionswerte der dritten Menge mittels der Kalibrierungswerte der vierten Menge kalibriert. In one conceivable embodiment of the method according to the invention, a fourth set of calibration values for detector elements of the spatially resolving X-ray detector is determined for a first predetermined radiation dose and calibration values of the third set are calibrated by means of the calibration values of the fourth set.
Auf vorteilhafte Weise erlaubt es die Aufnahme von Kalibrierungswerten für einzelne Detektorelemente, deren individuelle Eigenschaften und Abweichungen beim Ermitteln der zweiten Menge zu berücksichtigen und damit bessere Ergebnisse bei der Bildgebung zu erreichen. Advantageously, the inclusion of calibration values for individual detector elements allows for their individual characteristics and deviations to be taken into account when determining the second quantity and thus to achieve better results in the imaging.
Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine vierte Menge an ortsaufgelösten Detektionswerten für eine erste vorbestimmte Strahlendosis und eine fünfte Menge an ortsaufgelösten Detektionswerten für eine zweite vorbestimmte Strahlendosis erfasst. Daraus wird eine sechste Menge an ortsaufgelösten Detektionswerten für eine dritte vorbestimmte Strahlendosis aus der vierten Menge und der fünften Menge interpoliert und die Detektionswerte werden mittels der sechsten Menge kalibriert. In one possible embodiment of the method according to the invention, a fourth set of spatially resolved detection values for a first predetermined radiation dose and a fifth set of spatially resolved detection values for a second predetermined radiation dose are detected. From this, a sixth set of spatially resolved detection values for a third predetermined dose of radiation is interpolated from the fourth set and the fifth set, and the detection values are calibrated using the sixth set.
Die Aufnahme zweier Kalibrierungswerte bei unterschiedlichen Strahlungsmengen erlaubt es für jedes Detektorelement nicht nur eine Nullpunktsverschiebung, sondern auch eine unterschiedliche Empfindlichkeit bei der Bestimmung der zu erwartenden Detektionswerte zu berücksichtigen und so die Einstellung der ortsaufgelösten Empfindlichkeit des Röntgendetektors noch genauer vorzunehmen. The inclusion of two calibration values at different radiation levels allows not only a zero offset for each detector element, but also a different sensitivity in the determination of the expected detection values to take into account and thus make the setting of the spatially resolved sensitivity of the X-ray detector even more accurate.
In einer denkbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen ortsauflösenden Röntgendetektors sind die Mittel zum ortsauflösenden Einstellen einer Empfindlichkeit des ortsauflösenden Röntgendetektors einstellbare Kapazitäten an Detektorelementen des ortsauflösenden Röntgendetektors. In a conceivable embodiment of the spatially resolving X-ray detector according to the invention, the means for the spatially resolving setting of a sensitivity of the spatially resolving X-ray detector are adjustable capacitances on detector elements of the spatially resolving X-ray detector.
Einstellbare Kapazitäten ermöglichen auf vorteilhafte Weise eine Mittelung des Signals und damit eine Reduktion des Rauschanteils. Adjustable capacitances advantageously enable an averaging of the signal and thus a reduction of the noise component.
In einer denkbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen ortsauflösenden Röntgendetektors ist es auch denkbar, dass jeder Detektorbereich separate Auslesemittel für die Detektionswerte der Detektorelemente aufweist und die Empfindlichkeit der Detektorelemente des Detektorbereichs über die Auslesemittel steuerbar ist. In a conceivable embodiment of the spatially resolving X-ray detector according to the invention, it is also conceivable that each detector area has separate read-out means for the detection values of the detector elements and the sensitivity of the detector elements of the detector area can be controlled via the read-out means.
Mittels der Auslesemittel kann auf vorteilhafte Weise die Empfindlichkeit für die Detektorelemente eines Detektorbereichs gemeinsam eingestellt werden. By means of the read-out means, the sensitivity for the detector elements of a detector area can advantageously be adjusted jointly.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in detail in conjunction with the drawings.
Es zeigen: Show it:
Die
Der Röntgen-Flachdetektor
Die Gruppen von Detektorelementen
Die Empfindlichkeit kann beispielsweise durch eine veränderbare Kapazität an einem Detektorelement
Es ist aber auch möglich, dass die Empfindlichkeit über Auslesemittel
Sind die Detektorelemente
Möglich ist es auch, dass ein Detektorelement
In einer Ausführungsform des Röntgen-Flachdetektors könnte auch die Fläche eines Detektorelements
Die Röntgenvorrichtung
Weiterhin steht die Steuerung
Die Steuerung
In einem Schritt S10 wird bei einem zwischen der Röntgenquelle
Als niedrige Strahlungsmenge im Sinne der Erfindung wird eine Strahlungsmenge bezeichnet, die im Röntgen-Flächendetektor
In einem Schritt S20 ermittelt die Steuerung einer zweiten Menge von zu erwartenden ortsabhängigen Detektionswerten bei einer Bestrahlung des Untersuchungsobjektes
In einer möglichen Ausführungsform ermittelt die Steuerung die Menge der zweiten zu erwartenden Detektionswerte durch eine Extrapolation mithilfe der ersten Menge an ortsabhängigen Detektionswerte bei einer niedrigen Strahlungsmenge. Dazu kann beispielsweise ein ortsabhängiger Detektionswert der ersten Menge einfach mit einem Faktor multipliziert wird, der sich aus dem Verhältnis des Betrages der höheren Strahlungsmenge geteilt durch den Betrag der niedrigen Strahlungsmenge ergibt. In anderen Ausführungsformen sind auch andere Extrapolationen denkbar, beispielsweise durch Polynome höherer Ordnung oder andere analytische oder numerische Funktionen. Vorzugsweise modellieren dabei die verwendeten Funktionen die Kennlinie des Röntgen-Flächendetektors
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform nutzt dabei die Steuerung
In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es auch denkbar, dass in dem Schritt S20 zunächst die Detektionswerte der ersten Menge räumlich gefiltert werden. Dies kann beispielsweise durch eine bilineare Filterung bezüglich der x- und y-Koordinaten der ortsabhängigen Detektionswerte der ersten Menge erfolgen. Denkbar sind aber auch andere zweidimensionale Filterfunktionen wie z.B. Gaußsches Filter oder bilaterale bzw. Median-Filter. In one possible embodiment of the method according to the invention, it is also conceivable that in step S20 first the detection values of the first set are spatially filtered. This can be done, for example, by bilinear filtering with respect to the x and y coordinates of the location-dependent detection values of the first set. However, other two-dimensional filter functions are also conceivable, such as e.g. Gaussian filter or bilateral or median filter.
In einem Schritt S30 werden die ortsabhängigen Empfindlichkeiten des Röntgen-Flächendetektor
Dabei erfolgt die Einstellung der Empfindlichkeit derart, dass bei einer Bestrahlung des ortsauflösenden Röntgendetektors
In einem Schritt S40 wird dann eine dritten Menge an ortsaufgelösten Detektionswerten mittels des ortsauflösenden Röntgendetektors mit der höheren Strahlungsmenge mit der eingestellten ortsabhängigen Empfindlichkeit in dem Röntgen-Flächendetektor
Die erfassten ortsaufgelösten Detektionswerte werden bei der weiteren Verarbeitung zu einer bildlichen Darstellung gemäß der eingestellten Empfindlichkeiten korrigiert, sodass die Helligkeitswerte eines Bildpunktes im Wesentlichen einer Anzahl detektierter Röntgenquanten entspricht. Beispielsweise kann der Detektionswert mit einem Kehrwert der in Schritt S30 für jedes Detektorelement eingestellten Empfindlichkeit multipliziert werden. The detected spatially resolved detection values are corrected to a pictorial representation according to the set sensitivities in the further processing, so that the brightness values of a pixel essentially correspond to a number of detected X-ray quanta. For example, the detection value may be multiplied by a reciprocal of the sensitivity set for each detector element in step S30.
Es sind weiterhin Korrekturen gemäß individueller Toleranzen einzelner Detektorelemente denkbar, z.B. ein Offset verursacht durch Dunkelrauschen oder eine herstellungsbedingte Abweichung in einer Grundempfindlichkeit, d.h. einer Empfindlichkeit des Detektorelements bei identischer Einstellung der ortsabhängigen Empfindlichkeit. Derartige Toleranzen können durch ein Ermitteln einer vierten Menge an ortsabhängigen Detektionswerten beispielsweise bei Dunkelheit oder Bestrahlung mit einer vorbestimmten, über die Fläche des Röntgen-Flachdetektors
Es ist in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auch denkbar, dass weiterhin eine fünfte Menge an ortsabhängigen Detektionswerten unter gegenüber der vierten Menge veränderten Bedingungen erfasst wird. Beispielsweise kann die vierte Menge an ortsabhängigen Detektionswerten bei Dunkelheit erfasst werden, während die fünfte Menge bei Bestrahlung mit einer vorbestimmten, über die Fläche des Röntgen-Flachdetektors
Diese individuelle Empfindlichkeitsfunktion jedes Detektorelements kann dann beispielsweise in Schritt S20 für ein genaueres Ermitteln eines zu erwartenden ortsabhängigen Detektionswertes genutzt werden und damit in Schritt S30 die ortsabhängige Empfindlichkeit genauer angepasst werden. Es ist ebenso denkbar, dass die Empfindlichkeitsfunktion direkt in Schritt S30 zum Anpassen der ortsabhängigen Empfindlichkeit für einen zu erwartenden Detektionswert genutzt wird. Schließlich kann die Empfindlichkeitsfunktion auch zur Korrektur der erfassten dritten Menge an ortsaufgelösten Detektionswerten genutzt werden. This individual sensitivity function of each detector element can then be used, for example, in step S20 for a more accurate determination of an expected location-dependent detection value, and thus more precisely adapted to the location-dependent sensitivity in step S30. It is also conceivable that the sensitivity function is used directly in step S30 for adjusting the location-dependent sensitivity for an expected detection value. Finally, the sensitivity function can also be used to correct the detected third set of spatially resolved detection values.
Es ist darüber hinaus auch möglich, andere Bildverarbeitungsverfahren auf die ermittelten Detektionswerte anzuwenden, wie Filterung, logarithmische Darstellung, Kontrastverstärkung oder Bildverbesserungsalgorithmen. It is also possible to apply other image processing techniques to the detected detection values, such as filtering, logarithmic, contrast enhancement or image enhancement algorithms.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5267295A (en) * | 1989-11-23 | 1993-11-30 | Planmed Oy | Methods and device related to automatic exposure in X-ray diagnostics in particular in mammography |
US5751783A (en) * | 1996-12-20 | 1998-05-12 | General Electric Company | Detector for automatic exposure control on an x-ray imaging system |
US5949811A (en) * | 1996-10-08 | 1999-09-07 | Hitachi Medical Corporation | X-ray apparatus |
US6459765B1 (en) * | 2000-12-28 | 2002-10-01 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Automatic exposure control and optimization in digital x-ray radiography |
US20130272495A1 (en) * | 2011-02-01 | 2013-10-17 | Dexela Limited | High Dynamic Range Mammography Using a Restricted Dynamic Range Full Field Digital Mammogram |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1130417B1 (en) | 2000-02-29 | 2007-10-03 | Agfa HealthCare NV | Photostimulable phosphor read-out apparatus |
-
2013
- 2013-12-11 DE DE102013225581.0A patent/DE102013225581B4/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5267295A (en) * | 1989-11-23 | 1993-11-30 | Planmed Oy | Methods and device related to automatic exposure in X-ray diagnostics in particular in mammography |
US5949811A (en) * | 1996-10-08 | 1999-09-07 | Hitachi Medical Corporation | X-ray apparatus |
US5751783A (en) * | 1996-12-20 | 1998-05-12 | General Electric Company | Detector for automatic exposure control on an x-ray imaging system |
US6459765B1 (en) * | 2000-12-28 | 2002-10-01 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Automatic exposure control and optimization in digital x-ray radiography |
US20130272495A1 (en) * | 2011-02-01 | 2013-10-17 | Dexela Limited | High Dynamic Range Mammography Using a Restricted Dynamic Range Full Field Digital Mammogram |
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