Warning: fopen(111data/log202009291004.log): failed to open stream: No space left on device in /home/pde321/public_html/header.php on line 107

Warning: flock() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/pde321/public_html/header.php on line 108

Warning: fclose() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/pde321/public_html/header.php on line 113
Vorrichtung und Verfahren für Röntgenaufnahmen - Dokument DE602004000379T2
 
PatentDe  



Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG UND IN BETRACHT GEZOGENER STAND DER TECHNIK

Die Erfindung bezieht sich auf ein Röntgengerät mit einer Strahlungsabbildungseinheit und betrifft insbesondere ein Röntgengerät und ein Röntgenverfahren zur Steuerung eines Röntgenaufnahmevorgangs in Abhängigkeit von einem Zustand der Strahlungsabbildungseinheit.

In jüngerer Zeit sind bereits Strahlungsbildsensoren vorgeschlagen worden, die eine Umsetzung von Röntgenbildern in Digitaldaten in Echtzeit ermöglichen. Aus der EP 0 948 930 A1 ist ein solches System zur Durchführung einer Radiografie bekannt. So ist z.B. die Herstellung von Festkörper-Fotodetektoren möglich geworden, bei denen Festkörper-Fotodetektorelemente in Matrixform angeordnet sind. Dies hat zur Einführung von Strahlungsbildsensoren geführt, bei denen die Festkörper-Fotodetektoren und ein Leuchtstoff zur Umsetzung von Strahlung in sichtbares Licht schichtweise angeordnet sind. Die Festkörper-Fotodetektorelemente umfassen jeweils eine transparente leitende Schicht, die in Verbindung mit einer aus einem amorphen Halbleiter bestehenden leitenden Zwischenschicht auf einem aus Quarz bestehenden Substrat angeordnet ist. Mit Hilfe eines solchen Strahlungsbildsensors können Bilddaten in der nachstehend näher beschriebenen Weise erhalten werden. Der mit der durch ein Objekt hindurchgetretenen Strahlung beaufschlagte Strahlungsbildsensor setzt diese Strahlung mit Hilfe des Leuchtstoffs in sichtbares Licht um, das dann in Form von elektrischen Signalen durch fotoelektrische Wandler in den Festkörper-Fotodetektorelementen erfasst wird. Diese elektrischen Signale werden aus den Festkörper-Fotodetektorelementen mit Hilfe eines bestimmten Leseverfahrens ausgelesen und zur Ableitung von Bildsignalen einer Analog/Digital-Umsetzung unterzogen. Ein solcher Festkörper-Fotodetektor ist aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 8-116 044 bekannt. Außerdem sind bereits Strahlungsbildsensoren vorgeschlagen worden, die eine direkte Strahlungserfassung durch Festkörper-Fotodetektoren ohne Verwendung von Leuchtstoffen ermöglichen.

Bei den vorstehend beschriebenen Strahlungsbildsensoren findet eine Erfassung der Strahlungsintensität in Form einer elektrischen Ladungsmenge statt. Zur Erzielung einer genauen Akkumulation der Strahlungssignale ist somit ein stabiler Betriebszustand des Strahlungsbildsensors erforderlich. Zu diesem Zweck wird ein Steuervorgang durchgeführt, der z.B. in der Abführung bzw. Entladung eines Dunkelstroms oder einer gespeicherten Ladung besteht.

Der Einfall von Strahlung mit hoher Intensität führt jedoch zu einer Sättigung der in einem Festkörper-Fotodetektorelement gespeicherten Signalladung. Nach einer solchen Sättigung der Signalladung ist dann eine vollständige Abführung der elektrischen Ladung durch den entsprechenden Steuervorgang bei einem üblichen Röntgenaufnahmevorgang nicht mehr möglich, sodass den Bilddaten Störungen überlagert werden. Diese Störungen, die durch den Speicherzustand der elektrischen Ladung oder den Abführungszustand der elektrischen Ladung in dem Strahlungsbildsensor entstehen, werden auch Rest- oder Geisterbild genannt und sind nachstehend vereinfacht als Störbild bezeichnet. Dieses Problem ist auch aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 2000-023 968 bekannt, wobei als Gegenmaßnahme zur Beseitigung des von einer Restladung hervorgerufenen Störbildes eine optische Rückstellung vorgeschlagen wird. Bei Anwendung dieses Verfahrens muss jedoch ein Röntgenbildsensor eine entsprechende Rückstelleinrichtung aufweisen, die unerwünschterweise einen entsprechenden Platzbedarf hat und zu höheren Herstellungskosten führt. Außerdem verlängert sich durch Hinzufügung eines Steuervorgangs zur vollständigen Abführung einer Restladung zwischen Röntgenaufnahmevorgängen bei hoher Strahlungsbelastung nachteiligerweise der Röntgenaufnahmezyklus, wodurch sich wiederum die Anzahl der in einem Krankenhaus oder dergleichen durchführbaren Röntgendurchleuchtungen bzw. Röntgentherapien verringert.

Bei hoher Strahlungsintensität werden somit durch die entstehende Restladung den Bilddaten manchmal Störungen überlagert, sodass verschiedene Gegenmaßnahmen in Bezug auf eine solche Störungsüberlagerung in Betracht zu ziehen sind.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Röntgengerät und ein Röntgenverfahren anzugeben, durch die sich eine durch eine Restladung hervorgerufene Störungsüberlagerung der Bilddaten auf der Basis einer Beurteilung des Zustands der Restladung verringern lässt.

Gemäß einer ersten Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Röntgengerät, mit einer Bestrahlungseinheit zur Strahlungsbeaufschlagung, einer Strahlungsabbildungseinheit mit einer Vielzahl von Bilderzeugungselementen zur Umsetzung der Strahlung in Bilddaten, einer Beurteilungseinheit, die in Abhängigkeit von einer Verteilung von Restladung in der Strahlungsabbildungseinheit auf der Basis der Bilddaten beurteilt, ob eine von einer Restladung hervorgerufene Störung vorliegt, und einer Steuereinheit zur Änderung eines Betätigungszustands der Strahlungsabbildungseinheit auf der Basis des Beurteilungsergebnisses.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Röntgenverfahren, mit einem Bestrahlungsschritt zur Strahlungsbeaufschlagung, einem Strahlungsabbildungsschritt zur Umsetzung der Strahlung in Bilddaten unter Verwendung einer Vielzahl von Bilderzeugungselementen, einem Beurteilungsschritt für eine in Abhängigkeit von der Verteilung einer Restladung auf der Basis der im Strahlungsabbildungsschritt erhaltenen Bilddaten erfolgende Beurteilung, ob eine von einer Restladung hervorgerufene Störung vorliegt, und einem Steuerschritt zur Änderung eines Betätigungszustands des Strahlungsabbildungsschrittes auf der Basis des Beurteilungsergebnisses.

Weitere Zielsetzungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen, die unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen erfolgt. Es zeigen:

1 ein Blockschaltbild des Aufbaus eines Röntgengerätes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

2 den Aufbau einer Strahlungsabbildungseinheit (120) des Röntgengerätes, deren Funktionsprinzip und deren Steuerverfahren,

3 ein Steuerdiagramm, das die Betätigung und Steuerung der Strahlungsabbildungseinheit (120) durch eine Steuereinheit veranschaulicht,

4 ein Ablaufdiagramm, das die Aufnahme von Röntgenbildern durch das Röntgengerät gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,

5 ein Störbild und dessen Ursache,

6 ein Ablaufdiagramm, das die Analyse von Bilddaten zur Beurteilung des Störbildes durch eine Beurteilungseinheit (140) veranschaulicht, und

7 ein Ablaufdiagramm, das die Analyse eines Dunkelstrombildes zur Beurteilung des Störbildes durch die Beurteilungseinheit (140) veranschaulicht.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Röntgengerätes unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen im einzelnen beschrieben, wobei darauf hingewiesen wird, dass die in Verbindung mit diesen Ausführungsbeispielen erfolgende Beschreibung der relativen Anordnung von Bauelementen sowie numerische Aussagen und die Angaben von Zahlenwerten den Schutzumfang der Erfindung in keiner Weise einschränken, bevor nicht ein entsprechender Hinweis erfolgt.

Erstes Ausführungsbeispiel

1 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus eines Röntgengerätes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Das Röntgengerät umfasst eine Bestrahlungseinheit 110, von der ein Objekt mit Strahlung beaufschlagt wird, eine als Strahlungsbildsensor dienende Strahlungsabbildungseinheit 120 zur Umsetzung eines von der durch das Objekt hindurchgetretenen Strahlung projizierten Bildes in Digitalsignale, eine Beurteilungseinheit 140 zur Beurteilung eines Zustands der Strahlungsabbildungseinheit 120, eine Eingabeeinheit bzw. ein Bedienfeld 125, über das radiografische Informationen wie die zur Steuerung des Röntgengerätes erforderlichen Bedingungen eingegeben werden, und eine Steuereinheit 130 zur Steuerung der Bestrahlungseinheit 110 und der Strahlungsabbildungseinheit 120. Im Rahmen der nachstehenden Beschreibung wird ein Zustand, bei dem eine niedrige Spannung an der Strahlungsabbildungseinheit 120 anliegt und das Röntgengerät für Röntgenaufnahmen nicht betriebsbereit ist, als Wartezustand bezeichnet, während ein Zustand, bei dem eine Normalspannung an der Strahlungsabbildungseinheit 120 anliegt und das Röntgengerät für Röntgenaufnahmen betriebsbereit ist, als betriebsbereiter Zustand bzw. Bereitschaftszustand bezeichnet wird. Auf den Wartezustand und den Bereitschaftszustand wird unter Bezugnahme auf die 2 und 3 nachstehend noch näher eingegangen.

Zunächst wird ein von dem Röntgengerät durchgeführter Röntgenaufnahmevorgang bzw. Bildaufnahmevorgang näher beschrieben.

Zunächst werden die radiografischen Informationen über die Eingabeeinheit bzw. das Bedienfeld 125 eingegeben. Nach der Eingabe der radiografischen Informationen geht die Strahlungsabbildungseinheit 120 vom Wartezustand ohne anliegende Spannung in den Bereitschaftszustand über, bei dem eine Spannung zur Aufnahme von Röntgenbildern anliegt.

Eine Bedienungsperson gibt über das Bedienfeld 125 ein Bestrahlungs-Einschaltsignal für die Steuereinheit 130 ein, die daraufhin die Strahlungsabbildungseinheit 120 in einen Bereitschaftszustand für die Speicherung von Strahlungssignalen versetzt und gleichzeitig veranlasst, dass über die Bestrahlungseinheit 110 die Strahlungsabbildungseinheit 120 mit Strahlung beaufschlagt wird. Die Strahlungsabbildungseinheit 120 setzt dann diese Strahlung in Bilddaten um, die der Beurteilungseinheit 140 und der Bildverarbeitungseinheit 150 zugeführt werden. Die von der Bildverarbeitungseinheit 150 verarbeiteten Bilddaten werden in einer Bildspeichereinheit 160 gespeichert und von einer Bildanzeigeeinrichtung bzw. Bildschirmeinheit 170 angezeigt. Durch Betätigung einer Bestätigungstaste am Bedienfeld 125 wird ein Röntgenaufnahmevorgang sodann beendet.

Wenn ein folgender Röntgenaufnahmevorgang innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer nach Beendigung dieses Röntgenaufnahmevorgangs durchzuführen ist, verbleibt die Strahlungsabbildungseinheit 120 im Bereitschaftszustand ohne in den Wartezustand überzugehen. Wird hierbei im Verlauf von kontinuierlichen Röntgenaufnahmevorgängen die Strahlungsabbildungseinheit 120 bei einem Röntgenaufnahmevorgang mit Strahlung hoher Intensität beaufschlagt und ist in diesem Fall ein Bereich der Strahlungsabbildungseinheit 120 in einem gewissen Ausmaß von der Strahlung abgeschirmt, während ein anderer Röntgenaufnahmebereich mit Strahlung hoher Intensität beaufschlagt wird, führt die Durchführung aufeinanderfolgender Röntgenaufnahmevorgänge manchmal zu Störbildern, bei denen die Bilddaten von Störungen überlagert sind. Die Beurteilungseinheit 140 analysiert daher die von der Strahlungsabbildungseinheit 120 erhaltenen Bilddaten, ermittelt das Vorliegen eines Störbildes und führt sodann das Beurteilungsergebnis der Steuereinheit 130 zu. Die Beurteilungseinheit 140 analysiert bei den Bilddaten insbesondere den in einem gewissen Ausmaß von der Strahlung abgeschirmten Bereich und den mit Strahlung hoher Intensität beaufschlagten Bereich. Wenn die Beurteilungseinheit 140 hierbei das Vorliegen eines Restbildes feststellt, schaltet die Steuereinheit 130 die Strahlungsabbildungseinheit 120 in den Wartezustand um, bei dem keine Spannung anliegt. Der Wartezustand ohne Anliegen einer Spannung hat die Wirkung einer Rückstellung von Restladung, durch die das Störbild hervorgerufen wird. Die Steuereinheit 130 versetzt sodann die Strahlungsabbildungseinheit 120 aus dem Wartezustand wieder in den Bereitschaftszustand für die Aufnahme eines nächsten Röntgenbildes.

Wenn die Steuereinheit 130 die Strahlungsabbildungseinheit 120 bei jeder Aufnahme eines Röntgenbildes in den Wartezustand schaltet, ist bei jeder Röntgenbildaufnahme eine gewisse Zeitdauer für den Übergang vom Wartezustand in den Bereitschaftszustand erforderlich, was dann zu einer Verlängerung des Röntgenaufnahmezyklus führt. Wie vorstehend beschrieben, wird jedoch die Umschaltung der Strahlungsabbildungseinheit 120 in den Wartezustand und die Rückstellung der Restladung nur dann durchgeführt, wenn ein Störbild verursachende Bilddaten bei kontinuierlichen Röntgenaufnahmevorgängen erhalten werden, sodass Röntgenbilder in einem effizienten Röntgenaufnahmezyklus ohne Störbilder aufgenommen werden können.

2 zeigt den Aufbau der Strahlungsabbildungseinheit 120 gemäß 1 und veranschaulicht gleichzeitig auch das zur Speicherung der durch Umsetzung der Strahlung erhaltenen elektrischen Ladung und zum Auslesen der elektrischen Ladung erforderliche Steuerverfahren sowie den Wartezustand.

Bei der Strahlungsabbildungseinheit 120 sind Bildelemente (Bildpunkte bzw. Pixel) zur Erfassung von Signalen in Matrixform angeordnet, was nachstehend als Detektormatrix 200 bezeichnet ist.

Ein Bildelement (Pixel) 201 umfasst hierbei einen Signaldetektor zur Erfassung von Strahlung oder optischen Signalen und einen Dünnschicht-Schalttransistor zur Herbeiführung einer Umschaltung zwischen der Speicherung und dem Auslesen der Signale. Fotoelektrische Wandler PD (1, 1) bis (4096, 4096) entsprechen hierbei den Signaldetektoren, während Schalter SW (1, 1) bis (4096, 4096) den Dünnschicht-Schalttransistoren entsprechen, d.h., die Strahlungsabbildungseinheit 120 umfasst Signaldetektoren für 4096 × 4096 Bildelemente. Nachstehend wird ein fotoelektrischer Wandler für ein Bildelement in der m-ten Spalte und der n-ten Zeile als fotoelektrischer Wandler PD (m, n) bezeichnet, während ein Schalter für ein Bildelement in der m-ten Spalte und der n-ten Zeile als Schalter SW (m, n) bezeichnet ist. Durch Anlegen unterschiedlicher Spannungen an eine Gate-Elektrode G des fotoelektrischen Wandlers PD (m, n) und eine gemeinsame Elektrode D des fotoelektrisches Wandlers PD (m, n) wird die Speicherung und Abführung der elektrischen Ladung ermöglicht. Der fotoelektrische Wandlerbereich des fotoelektrischen Wandlers PD (m, n) ist über eine isolierende Zwischenschicht mit der G-Elektrode und über eine Halbleiter-Zwischenschicht mit der D-Elektrode verbunden. Eine Spaltensignalleitung einer m-ten Spalte ist hierbei mit Lcm bezeichnet, während eine Zeilenwählleitung einer n-ten Zeile mit Lrn bezeichnet ist. Die Strahlungsabbildungseinheit 120 umfasst ferner eine Vorspannungsleitung Lb, eine Vorspannungsquelle 205 sowie einen Schalter 206, über den die Vorspannungsleitung Lb an Masse gelegt werden kann. Die Gate-Elektrode G ist mit der Spaltensignalleitung Lcm der m-ten Spalte über den entsprechenden Schalter SW (m, n) verbunden, während der Steueranschluss des Schalters SW (m, n) mit der gemeinsamen Zeilenwählleitung Lrn verbunden ist. Die gemeinsamen Elektroden D sämtlicher fotoelektrischer Wandler PD (1, 1) bis (4096, 4096) sind mit der Vorspannungsquelle 205 über die Vorspannungsleitung Lb verbunden.

Die Strahlungsabbildungseinheit 120 umfasst weiterhin einen Zeilenselektor 232, der einen Adressendecodierer 234 und 4096 Schaltelemente 236-1 bis 236-4096 aufweist. Der Zeilenselektor 232 dient zur Auswahl einer Zeile, über die das Auslesen der Signalladung einer Bildelementgruppe erfolgt. Die Zeilenwählleitungen Lr1 bis Lr4096 sind hierbei mit dem Zeilenselektor 232 verbunden. Der Adressendecodierer 234 decodiert ein von einer Detektorsteuereinheit abgegebenes Steuersignal und legt fest, aus welchem fotoelektrischen Wandler PD (m, n) die Signalladung ausgelesen wird. Die Schaltelemente 236 werden hierbei in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Adressendecodierers 234 geöffnet und geschlossen.

Die Strahlungsabbildungseinheit 120 umfasst weiterhin eine Signal-Leseschaltung 240 zum Auslesen der Signalladung einer jeweiligen Bildelementgruppe. Die in dem fotoelektrischen Wandler PD (m, n) gespeicherte Ladung wird mit Hilfe einer Rückstellbezugsspannung 241 Vbt zurückgestellt. Die Signal-Leseschaltung 240 umfasst Rückstellschalter 242, Vorverstärker 246 zur Verstärkung der von der Spaltensignalleitung Lcm zugeführten Signalspannung, Abtast-Speicherschaltungen 248 zur Abtastung und Zwischenspeicherung der Ausgangssignale der Vorverstärker 246, einen Analog-Multiplexer 250 zur Durchführung einer Zeitmultiplexverarbeitung der Ausgangssignale der Abtast-Speicherschaltungen 248 sowie einen Analog/Digital-Umsetzer 252 zur Umsetzung der analogen Ausgangssignale des Analog-Multiplexers 250 in Digitalsignale. Die Signal-Leseschaltung 240 ist hierbei mit einer Ansteuerschaltung 262 zur Ansteuerung der Strahlungsabbildungseinheit 120 verbunden.

Nachstehend wird näher auf die grundsätzlichen Steuervorgänge bei der Strahlungsabbildungseinheit 120 eingegangen, die im wesentlichen in einer Auffrischung, die einen Zustand darstellt, bei dem die in den fotoelektrischen Wandlern PD (m, n) gespeicherten elektrischen Ladungen zur Beseitigung der Speicherladung entladen werden, der Speicherung der elektrischen Ladung, dem Auslesen der elektrischen Ladung und dem Auslesen eines Dunkelstromanteils bestehen. Ob die Auffrischung erforderlich ist oder nicht, hängt vom Aufbau des fotoelektrischen Wandlers PD (m, n) ab. Eine Ausführungsform des fotoelektrischen Wandlers PD, bei der eine Auffrischung erforderlich ist, stellt eine Metall-Isolator-Halbleiterstruktur (MIS-Struktur) dar.

Nachstehend wird zunächst auf die Auffrischung des fotoelektrischen Wandlers PD (m, n) näher eingegangen.

Die Ansteuerschaltung 262 führt der Vorspannungsquelle 205 eine Spannung zur Einstellung von sämtlichen, mit der Vorspannungsleitung Lb verbundenen gemeinsamen Elektroden D auf eine Auffrischungsspannung Vr zu. Außerdem schaltet die Ansteuerschaltung 262 sämtliche Rückstellschalter 242 ein, um sämtliche Spaltensignalleitungen Lc1 bis Lc4096 an die Rückstellbezugsspannung 241 Vbt zu legen. Weiterhin führt die Ansteuerschaltung 262 eine Spannung Vgh sämtlichen Zeilenwählleitungen Lr1 bis Lr4096 zu, um sämtliche Schalter SW (1, 1) bis (4096, 4096) einzuschalten und damit sämtliche Gate-Elektroden G an die Rückstellbezugsspannung Vbt zu legen. Da zwischen der Rückstellbezugsspannung Vbt an der Gate-Elektrode G und der Auffrischungsspannung Vr an der gemeinsamen Elektrode D die Spannungsdifferenz Vbt – Vr besteht, wird eine übermäßige elektrische Ladung in der Kapazität der fotoelektrischen Wandler PD (1, 1) bis (4096, 4096) über die gemeinsamen Elektroden D abgeführt und die elektrische Ladung in der Kapazität der fotoelektrischen Wandler PD (1, 1) bis (4096, 4096) zur Auffrischung auf einen Bezugswert zurückgestellt.

Nachstehend wird auf die Speicherung der elektrischen Ladung näher eingegangen.

Während der fotoelektrischen Umsetzung ändert die Ansteuerschaltung 262 die Spannung der Vorspannungsquelle 205, um die mit der Vorspannungsleitung Lb verbundenen gemeinsamen Elektroden D sämtlich auf eine Vorspannung Vs einzustellen. Außerdem schaltet die Ansteuerschaltung 262 sämtliche Rückstellschalter 242 ab, um die Zuführung der Rückstellbezugsspannung 241 Vbt zu den Spaltensignalleitungen Lc1 bis Lc4096 zu unterbrechen. Weiterhin legt die Ansteuerschaltung 262 eine Spannung Vg1 an sämtliche Zeilenwählleitungen Lr1 bis Lr4096 an, um sämtliche Schalter SW (1, 1) bis (4096, 4096) abzuschalten. Die Gate-Elektroden G sind von den fotoelektrischen Wandlern PD (1, 1) bis (4096, 4096) isoliert. Durch Umkehr der Relation zwischen der Spannung an den Gate-Elektroden G und der Vorspannung Vs an den gemeinsamen Elektroden D im Vergleich zu der bei der Auffrischung bestehenden Relation wird den fotoelektrischen Wandlern PD (1, 1) bis (4096, 4096) die Speicherung der durch die fotoelektrische Umsetzung gebildeten elektrischen Ladung ermöglicht, da die gemeinsamen Elektroden D in Bezug auf die fotoelektrischen Wandler PD (1, 1) bis (4096, 4096) halbleitend sind. Wenn daher die Strahlungsabbildungseinheit 120 mit Strahlung beaufschlagt wird, wird eine der einfallenden Strahlungsmenge proportionale elektrische Ladung in den fotoelektrischen Wandlern PD (1, 1) bis (4096, 4096) gespeichert. Zusätzlich zu dem strahlungsabhängigen Signal fließt ein temperaturabhängiger Dunkelstrom über einen jeweiligen fotoelektrischen Wandler PD (m, n), wobei auch die auf diesem Dunkelstrom beruhende elektrische Ladung zusammen mit der der einfallenden Strahlungsmenge proportionalen elektrischen Ladung in den fotoelektrischen Wandlern PD (1, 1) bis (4096, 4096) gespeichert wird.

Nachstehend wird auf das Auslesen der elektrischen Ladung näher eingegangen.

Während die gemeinsamen Elektroden D während der fotoelektrischen Umsetzung sämtlich auf die Vorspannung Vs eingestellt sind, schaltet die Ansteuerschaltung 262 sämtliche Rückstellschalter 242 ein, um sämtliche Spaltensignalleitungen Lc1 bis Lc4096 an die Rückstellbezugsspannung 241 Vbt zu legen. Unter Aufrechterhaltung dieses Zustands schaltet die Ansteuerschaltung 262 nun sämtliche Rückstellschalter 242 ab. Außerdem legt die Ansteuerschaltung 262 die Spannung Vgh an die Zeilenwählleitung Lr1 an, um die Schalter SW (1, 1) bis (4096, 4096) einzuschalten. Obwohl durch Einschalten der Schalter SW (1, 1) bis (4096, 4096) die an der Rückstellbezugsspannung Vbt liegenden Spaltensignalleitungen Lc1 bis Lc4096 mit den Gate-Elektroden G verbunden werden, ist die elektrische Ladung in den fotoelektrischen Wandlern PD (m, n) gespeichert, sodass die Spannung der Spaltensignalleitungen Lc1 bis Lc4096 auf Grund der Zuführung der in den fotoelektrischen Wandlern PD (m, n) gespeicherten elektrischen Ladung von Vbt auf Vbt' übergeht. Da der Änderungsbetrag Vbt – Vbt' der gespeicherten Ladungsmenge proportional ist, wird dieser Änderungsbetrag Vbt – Vbt' von den Vorverstärkern 246 verstärkt. Die Ausgangssignale der Vorverstärker 246 werden von den Abtast-Speicherschaltungen 248 abgetastet und zwischengespeichert, wobei die Ausgangssignale der Abtast-Speicherschaltungen 248 wiederum von dem Analog-Multiplexer 250 einer Zeitmultiplexverarbeitung unterzogen und das analoge Ausgangssignal des Analog-Multiplexers 250 sodann von dem Analog/Digital-Umsetzer 252 zum Auslesen von Digitaldaten in Digitalsignale umgesetzt werden. Durch Wiederholung dieses Vorgangs für sämtliche Zeilen von 1 bis 4096 können somit die in sämtlichen Bildelementen gespeicherten Ladungen ausgelesen werden. Die Relation zwischen der Vorspannung Vs an den gemeinsamen Elektroden D und den Spannungen Vbt oder Vbt' an den Gate-Elektroden G ist hierbei die gleiche wie im Falle der Speicherung der elektrischen Ladungen.

Damit nur die der Strahlungsmenge proportionale Speicherladung ausgelesen wird, wird auch die auf dem Dunkelstrom beruhende elektrische Ladung gespeichert und in der gleichen Zeitperiode ausgelesen, wobei die hierbei ausgelesene Speicherladung von der in sämtlichen Bildelementen gespeicherten Ladung subtrahiert wird, d.h., durch Subtraktion eines in einem Korrektur-Lesevorgang ausgelesenen Dunkelstrombildes von den Bilddaten des im eigentlichen bzw. echten Lesevorgang ausgelesenen Strahlungsbildes können mit Hilfe der Ansteuerschaltung 262 Bilddaten erhalten werden, die der einfallenden Strahlungsmenge entsprechen. Die Bilddaten oder das Dunkelstrombild werden hierbei von der Ansteuerschaltung 262 der Beurteilungseinheit 140 und der Bildverarbeitungseinheit 150 zugeführt.

Der Wartezustand stellt einen Zustand dar, bei dem die Spannung an sämtlichen gemeinsamen Elektroden D an Massepegel gelegt wird, indem die Schalter SW (1, 1) bis (4096, 4096) abgeschaltet und der Schalter 206 eingeschaltet werden, um die Vorspannungsleitung Lb an den Massepegel zu legen. Der Wartezustand hat daher die Wirkung einer Rückstellung der das Störbild hervorrufenden Restladung in den fotoelektrischen Wandlern PD (1, 1) bis (4096, 4096), wobei die gemeinsamen Elektroden D an Massepegel liegen.

Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, muss somit zur Ableitung der Bilddaten durch die Strahlungsabbildungseinheit 120 eine entsprechende Spannung an die Detektormatrix 200 zur Durchführung der Speicherung, des Auslesens usw. des Strahlungssignals angelegt werden.

Bei Beaufschlagung der Bildelemente mit einer Strahlung hoher Intensität wird in einer Bildelementgruppe eine hohe elektrische Ladung gespeichert, sodass manchmal eine ausreichende Abführung der elektrischen Ladung auch durch die vorstehend beschriebene Auffrischung nicht möglich ist. Das erhaltene Lesesignal der Signalladung bei Bildelementen, die mit Strahlung hoher Intensität beaufschlagt worden sind, unterscheidet sich daher von dem bei anderen Bildelementen erhaltenen Lesesignal der Signalladung, wobei gegebenenfalls auf der Restladung beruhende Störungen in Form des Störbildes (Geisterbildes) auftreten. Durch Umschaltung der Strahlungsabbildungseinheit 120 in den Wartezustand lässt sich dieses Störbild in Form der durch die Restladung hervorgerufenen Störungen beseitigen. Weiterhin verbessert sich die Wirkung dieser Abführung der Restladung mit zunehmender Zeitdauer des Wartezustands. Wenn somit ein starkes Störbild festgestellt wird, kann seine vollständige Unterdrückung durch Verlängerung der Zeitdauer des Wartezustands erzielt werden.

3 zeigt ein Steuerdiagramm, das die Betätigung und Steuerung der Strahlungsabbildungseinheit 120 durch die Steuereinheit 130 veranschaulicht.

In 3 sind Einschaltzustände durch rechteckförmige Signalbereiche veranschaulicht, während Abschaltzustände durch ebene Signalbereiche dargestellt sind.

In 3 bezeichnet die Bezugszahl 310 eine Strahlungsbelichtung durch die Bestrahlungseinheit 110, während die Bezugszahl 315 die unter Bezugnahme auf 2 beschriebene Auffrischung (Abführung der gespeicherten Ladung) bezeichnet. Die Bezugszahl 340 bezeichnet einen Einschaltzustand oder Abschaltzustand des Schalters SW (m, n), der dem Dünnschicht-Schalttransistor in der Detektormatrix 200 gemäß 2 entspricht. Die Bezugszahl 350 bezeichnet das von dem Analog-Multiplexer 250 in der Detektormatrix 200 gemäß 2 ausgelesene Signal. Durch Einschalten der Schalter SW für eine Zeile entsprechend der Darstellung gemäß 340 und 350 werden die in den 4096 Bildelementen gespeicherten Ladungen von 1 bis 4096 ausgelesen.

Die Strahlungsabbildungseinheit 120 befindet sich während einer Zeitdauer a gemäß 3 im Wartezustand. Wenn während dieses Wartezustands über das Bedienfeld 125 radiografische Informationen eingegeben werden, geht die Strahlungsabbildungseinheit 120 in einer Zeitdauer b gemäß 3 in den Bereitschaftszustand über. Im Bereitschaftszustand wird ein Zyklus der vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Speicher- und Lesevorgänge der elektrischen Ladung wiederholt. Das Auslesen der elektrischen Ladung ohne gleichzeitige Strahlungsbeaufschlagung der Strahlungsabbildungseinheit 120 wird hierbei als sogenannter Leer-Lesevorgang bezeichnet, der als einfaches Verfahren zur Unterdrückung bzw. Abführung des Dunkelstroms bekannt ist. Im Bereitschaftszustand hat zwar eine Wiederholung der Speicher- und Lesevorgänge der elektrischen Ladung eine stabilisierende Wirkung in Bezug auf den Pegel des Dunkelstroms in der Strahlungsabbildungseinheit 120, jedoch ist die Abführung einer starken Restladung nur mit Hilfe von Leer-Lesevorgängen mit Schwierigkeiten verbunden.

Da der Ausgangssignalpegel des Dunkelstroms nach dem Bereitschaftszustand ansteigt, ist es erforderlich, den Bereitschaftszustand zur Wiederholung des vorstehend beschriebenen Zyklus in einem gewissen Ausmaß zu verlängern. Wenn ein stabiler Ausgangssignalpegel des Dunkelstroms vorliegt, erfolgt die Eingabe eines Freigabesignals am Bedienfeld 125, durch das der Bedienungsperson angezeigt wird, dass sie mit der Bestrahlung beginnen kann. Die elektrische Ladung wird im Bereitschaftszustand während einer vorgegebenen Zeitdauer gespeichert. Wenn im Bereitschaftszustand das Freigabesignal am Bedienfeld 125 erscheint, das anzeigt, dass die Bedienungsperson mit der Bestrahlung beginnen kann, schaltet die Steuereinheit 130 die Strahlungsabbildungseinheit 120 nach Beendigung des vorstehend beschriebenen einen Zyklus zur Abführung der elektrischen Ladung der fotoelektrischen Wandler PD (m, n) in den Auffrischungszustand um. Die Strahlungsabbildungseinheit 120 geht dann in den Speicherzustand über. Nach Überführung der Strahlungsabbildungseinheit 120 in den Speicherzustand veranlasst die Steuereinheit 130 gleichzeitig die Bestrahlungseinheit 110, die Strahlungsabbildungseinheit 120 mit Strahlung zu beaufschlagen. Nach der Beendigung der Bestrahlung liest die Steuereinheit 130 dann die elektrischen Ladungen aus der Strahlungsabbildungseinheit 120 in Form von Bilddaten aus. Da hierbei Signalladungen nach einer Bestrahlung gespeichert worden sind, wird dieser Lesevorgang als "echter" Lesevorgang bezeichnet. Die Steuereinheit 130 veranlasst dann die Strahlungsabbildungseinheit 120 zur Durchführung eines Auffrischungsvorgangs zur Speicherung der elektrischen Ladung und Auslesen des Dunkelstrombildes im gleichen Zyklus, in dem der vorherige "echte" Speicher- und Lesevorgang erfolgt. Dieser Lesevorgang, der zur Bestimmung des Wertes des Dunkelstroms bei einer "echten" Röntgenaufnahme erfolgt, wird als Korrektur-Lesevorgang bezeichnet. Nach Beendigung des Korrektur-Lesevorgangs beurteilt die Beurteilungseinheit 140 das Vorliegen eines Störbildes auf der Basis der bei dem "echten" Lesevorgang ausgelesenen Bilddaten oder des bei dem Korrektur-Lesevorgang ausgelesenen Dunkelstrombildes. In Abhängigkeit von dieser durch die Beurteilungseinheit 140 erfolgenden Beurteilung legt die Steuereinheit 130 dann fest, ob die Strahlungsabbildungseinheit 120 in den Wartezustand oder den Bereitschaftszustand umgeschaltet wird. Wenn hierbei im einzelnen von der Beurteilungseinheit 140 die Feststellung getroffen wird, dass im Rahmen von kontinuierlichen Röntgenaufnahmevorgängen ein Störbild bei einem auf einen zweiten Röntgenaufnahmevorgang folgenden Röntgenaufnahmevorgang auftritt, liegt in der Zeitdauer a gemäß 3 der Wartezustand vor. Da nach dem Wartezustand ein hoher Dunkelstrom abgegeben wird, wird in der Zeitdauer b gemäß 3 der Bereitschaftszustand aufrecht erhalten, bis sich das Ausgangssignal des Dunkelstroms stabilisiert hat, sodass eine Verlängerung der Zeitdauer b eintritt. Wenn dagegen die Beurteilungseinheit 140 feststellt, dass kein Störbild vorliegt, wird in der Zeitdauer a gemäß 3 der Bereitschaftszustand erhalten, sodass die Zeitdauer a im Vergleich zu dem Fall, bei dem in der Zeitdauer a der Wartezustand vorliegt, erheblich verkürzt wird. Wenn die Beurteilungseinheit 140 die Feststellung trifft, dass kein Störbild vorliegt, kann die Zeitdauer a gemäß 3 auch entfallen. Da sich der Ausgangssignalpegel des Dunkelstroms bereits stabilisiert hat, wenn in der Zeitdauer a kein Wartezustand auftritt, kann der Bereitschaftszustand in der Zeitdauer b im Vergleich zu dem Fall, bei dem der Bereitschaftszustand nach dem Wartezustand auftritt, erheblich verkürzt werden. Wenn die kontinuierlichen Röntgenaufnahmevorgänge abgeschlossen sind oder keine radiografischen Informationen mehr eingegeben werden und eine Zeitüberschreitung erfolgt, schaltet die Steuereinheit 130 die Strahlungsabbildungseinheit 120 in den Wartezustand um.

Wenn somit die Beurteilungseinheit 140 die Feststellung trifft, dass kein Störbild vorliegt, hat die vorstehend beschriebene Fortsetzung der Röntgenaufnahmevorgänge im Bereitschaftszustand ohne Übergang auf den Wartezustand die Wirkung, dass der Aufnahmezyklus verkürzt wird. Wenn dagegen von der Beurteilungseinheit 140 das Vorliegen eines Störbildes festgestellt wird, hat der Übergang auf den Wartezustand die Wirkung, dass die das Störbild hervorrufende Restladung zurückgestellt bzw. abgeführt wird, sodass Bilddaten ohne das Störbild erhalten werden.

Wie unter Bezugnahme auf 2 vorstehend beschrieben worden ist, können durch Subtraktion des bei dem Korrektur-Lesevorgang ausgelesenen Dunkelstrombildes von den bei dem "echten" Lesevorgang ausgelesenen strahlungsabhängigen Bilddaten der einfallenden Strahlungsmenge proportionale Bilddaten erhalten werden.

Der unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschriebene Wartezustand stellt einen Zustand dar, bei dem die Spannung an sämtlichen gemeinsamen Elektroden D auf den Massepegel eingestellt wird, indem die Schalter SW (1, 1) bis (4096, 4096) abgeschaltet und der Schalter 206 zum Anlegen des Massepegels an die Vorspannungsleitung Lb eingeschaltet werden. Der Wartezustand hat die Wirkung, dass die das Störbild hervorrufende Restladung in den fotoelektrischen Wandlern PD (1, 1) bis (4096, 4096) zurückgestellt bzw. abgeführt wird, indem die gemeinsamen Elektroden D an Massepegel gelegt werden. Durch Verlängerung der Dauer des Wartezustands lässt sich dieser Effekt verstärken.

Eine ähnliche Wirkung lässt sich erzielen, indem die Spannungsdifferenz Vbt – Vbt' bei der in Verbindung mit 2 beschriebenen Auffrischung über das übliche Maß hinaus angehoben wird. Durch eine über das übliche Maß hinausgehende Vergrößerung der Spannungsdifferenz Vbt – Vbt' wird nämlich die Entladung der Restladung in der Kapazität der fotoelektrischen Wandler PD (1, 1) bis (4096, 4096) über die gemeinsamen Elektroden D verstärkt.

Die Zeitdauer a gemäß 3 ist somit nicht auf den Wartezustand beschränkt, sondern kann sich auf jeden Zustand beziehen, durch den eine Entladung der das Störbild verursachenden Restladung herbeigeführt wird. Hierbei ist von Bedeutung, dass die Strahlungsabbildungseinheit 120 die das Störbild hervorrufende Restladung abführt, wenn die Beurteilungseinheit 140 das Vorliegen eines Störbildes feststellt, andererseits jedoch keine den Röntgenaufnahmezyklus verlängernden Operationen wie die Abführung der Restladung durchführt, wenn seitens der Beurteilungseinheit 140 festgestellt wird, dass kein Störbild vorliegt. Wenn somit die Beurteilungseinheit 140feststellt, dass kein Störbild vorliegt, hat die Fortsetzung der Röntgenaufnahmevorgänge im Bereitschaftszustand die Wirkung einer Verkürzung des Röntgenaufnahmezyklus. Wenn dagegen die Beurteilungseinheit 140 das Vorliegen eines Störbildes feststellt, hat die Abführung der Restladung die Wirkung einer Rückstellung der das Störbild hervorrufenden Restladung, sodass Bilddaten ohne ein Störbild erhalten werden.

Obwohl die in Verbindung mit den 2 und 3 beschriebenen Steuervorgänge mit Hilfe einer Strahlungsabbildungseinheit 120 erfolgen, bei der fotoelektrische MIS-Wandler Verwendung finden, treten ähnliche Restbilder auch bei einer Strahlungsabbildungseinheit 120 auf, bei der fotoelektrische NiP-Wandler oder aus amorphem Selen bestehende, laminierte fotoelektrische Wandler Verwendung finden. Derartige Strahlungsabbildungseinheiten sind im einzelnen in "Handbook of Medical Imaging Volume 1, Physics and Psychophysics", Kapitel 4, Seite 274, beschrieben. Ein Beispiel für die Ansteuerung von fotoelektrischen NiP-Wandlern ist z.B. in "Operation of Amorphous Silicon Detectors for Chest Radiography System Latency Requirements", SPIE Medical Imaging: Physics of Medical Imaging Vol. 3659, 1999, beschrieben.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm, das die Aufnahme von Röntgenbildern mit Hilfe des Röntgengerätes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.

In einem Schritt S405 schaltet die Steuereinheit 130 die Strahlungsabbildungseinheit 120 in den Wartezustand um, wenn die Strahlungsabbildungseinheit 120 während einer vorgegebenen Zeitdauer nicht zur Aufnahme von Röntgenbildern verwendet worden ist. Bei Zuführung von dem Beginn eines Röntgenaufnahmevorgangs betreffenden Informationen über das Bedienfeld 125 schaltet die Steuereinheit 130 die Strahlungsabbildungseinheit 120 sodann in einem Schritt S410 in den Bereitschaftszustand um. In einem Schritt S415 steuert die Steuereinheit 130 die Bestrahlungseinheit 110 an, um eine Beaufschlagung der Strahlungsabbildungseinheit 120 mit Strahlung herbeizuführen. In einem Schritt S420 leitet die mit Strahlung beaufschlagte Strahlungsabbildungseinheit 120 Bilddaten im Rahmen einer von der Steuereinheit 130 durchgeführten Steuerung ab. In einem Schritt S425 ermittelt die Steuereinheit 130, ob kontinuierliche Röntgenaufnahmevorgänge abgeschlossen sind. Wenn die Röntgenaufnahmevorgänge abgeschlossen sind, schaltet die Steuereinheit 130 in einem Schritt S440 die Strahlungsabbildungseinheit 120 sofort in den Wartezustand um. Sind dagegen die Röntgenaufnahmevorgänge nicht abgeschlossen, beurteilt die Beurteilungseinheit 140 in einem Schritt S430, ob bei den erhaltenen Bilddaten ein Störbild vorliegt. Wenn kein Störbild vorliegt, setzt die Steuereinheit 130 im Schritt S410 den Röntgenaufnahmevorgang im Bereitschaftszustand fort. Bei Vorliegen eines Störbildes gibt die Steuereinheit 130 dagegen in einem Schritt S435 über eine (nicht dargestellte) Anzeigeeinheit eine Warnanzeige ab. Sodann geht die Steuereinheit 130 wieder auf den Schritt S405 über und schaltet die Strahlungsabbildungseinheit 120 in den Wartezustand.

Der Röntgenaufnahmevorgang gemäß dem vorstehend beschriebenen Ablaufdiagramm hat die Wirkung, dass der Röntgenaufnahmezyklus verkürzt wird, wenn von der Beurteilungseinheit 140 kein Störbild festgestellt wird, und dass Bilder ohne ein Störbild erhalten werden, wenn die Beurteilungseinheit 140 das Vorliegen eines Störbildes feststellt.

5 veranschaulicht die Ursache für das Vorliegen eines von der Beurteilungseinheit 140 festgestellten Störbildes.

Die Bezugszahl 510 bezeichnet ein Bilddatenprofil, das sich entlang der gestrichelten Linie gemäß 5 ergibt und das Profil von Bilddaten darstellt, von denen das Dunkelstrombild subtrahiert worden ist. Die Bezugszahl 520 bezeichnet die Verteilung der Restladung in einer dem Bilddatenprofil 510 entsprechenden Bildelementgruppe.

Wenn Strahlung hoher Intensität auf die teilweise mit Hilfe eines Abschirmmaterials abgeschirmte Strahlungsabbildungseinheit 120 fällt, weisen die erhaltenen Bilddaten einen hohen Kontrast auf, wie dies durch das Bilddatenprofil 510 veranschaulicht ist. Die Restladung der dem Bilddatenprofil 510 entsprechenden Bildelementgruppe nach erfolgtem Auslesen verteilt sich dann in der durch die Verteilung 520 veranschaulichten Weise. Da die Bildelemente A und C gemäß 5 auf Grund der Restladung in Bezug auf das Bildelement B unterschiedlich auf die Strahlung ansprechen, erscheint bei dem nächsten Röntgenaufnahmevorgang ein Störbild in den Bilddaten, d.h., bei gleichförmiger Verteilung der Restladung ohne Schwankungen tritt kein Störbild auf, während eine Störungsüberlagerung in Form des Störbildes erfolgt, wenn eine unterschiedliche Verteilung der Restladung vorliegt. Durch eine Verringerung der Restladung in Richtung des Nullwertes wird das Auftreten eines Störbildes unterdrückt, da die Restladung auch in diesem Falle gleichförmig verteilt ist.

Die Verteilung der Bildelementwerte ist auch bei einem Dunkelstrombild unterschiedlich, wobei jedoch diese Verteilung in hohem Maße mit der Verteilung der Restladung korreliert ist.

Die Verteilung der Restladung ähnelt insbesondere jedoch der Verteilung der Bildelementwerte bei einem Röntgenbild, sodass das Störbild auch als Rest- oder Geisterbild bezeichnet wird, da das anschließend erhaltene Röntgenbild den Eindruck erweckt, als hätte eine Überlagerung mit dem vorherigen Bild stattgefunden.

6 zeigt ein Ablaufdiagramm, das die Analyse der Bilddaten für die Beurteilung des Restbildes durch die Beurteilungseinheit 140 veranschaulicht.

Das Beurteilungskriterium für die Feststellung des Vorliegens eines Restbildes besteht gemäß 6 darin, dass ermittelt wird, ob die in Proportion zu der Strahlungsmenge erhaltenen Bilddaten einen hohen Kontrast aufweisen, wenn die Strahlungsabbildungseinheit 120 in der in 5 veranschaulichten Weise mit Strahlung hoher Intensität beaufschlagt wird.

In einem Schritt S605 reduziert die Beurteilungseinheit 140 die Bilddaten. In einem Schritt S610 bildet die Beurteilungseinheit 140 sodann aus den reduzierten Bilddaten ein Bestrahlungsfeld der Strahlung. Dieses mit Strahlung beaufschlagte Bestrahlungsfeld wird mit Hilfe einer Blende der Bestrahlungseinheit 110 erzeugt. Ein Verfahren zur Bildung eines solchen Bestrahlungsfeldes ist im einzelnen aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 2000-271 107 bekannt. Nach der Bildung des Bestrahlungsfeldes leitet die Beurteilungseinheit 140 in einem Schritt S615 ein Feld maximaler Bestrahlung mit einem maximalen Bildelementwert aus den Bilddaten des Bestrahlungsfeldes ab. In Verbindung mit einer Zunahme der einfallenden Strahlungsmenge nimmt auch der Bildelementwert der Bilddaten zu. Das Feld maximaler Bestrahlung stellt ein Feld mit einem Bildelementwert dar, bei dem die Differenz zu dem Maximalwert z.B. innerhalb eines Bereiches von 5% des Maximalwertes liegt. Die Beurteilungseinheit 170 bildet hierbei einen Bereich A mit höheren Bildelementwerten, indem ein Akkumulationshistogramm der Bildelementwerte in dem Bestrahlungsfeld erzeugt, die Bildelementwerte z.B. im Bereich der oberen 10% abgeleitet und die den abgeleiteten Bildelementwerten entsprechenden Bildelemente identifiziert werden. In einem Schritt S620 berechnet die Beurteilungseinheit 140 sodann den Kontrast (CNT) zwischen dem Bildelementwert und einem peripheren Wert für jedes Bildelement in dem Bereich A. Der Kontrast (CNT) kann durch die nachstehende Gleichung (1) gegeben sein, bei der die reduzierten Bilddaten durch F (X, Y) und die Koordinaten der Bilddaten durch (X, Y) gegeben sind. In Gleichung (1) ist mit CNT (X, Y) der maximale Kontrast bei Kontrastwerten bezeichnet, die zwischen einem Bildelement F (X, Y) und einem Bildelement F (X + k × d, Y + k × d) in einem Abstand d in Bezug zu der Koordinate (X, Y) berechnet worden sind. CNT(X, Y) = max[{F(X, Y) – F(X + k × d, Y + k × d)}/F(X, Y)]Gleichung 1 wobei mit (X, Y) &egr; A, mit k eine ganze Zahl von –2 bis 2 und mit d ein Abstand (von z.B. 3 mm) bezeichnet sind.

In einem Schritt S625 nimmt die Beurteilungseinheit 140 eine Schwellenwertbestimmung gemäß der nachstehenden Gleichung (2) vor. Gleichung (2) beinhaltet, dass die Beurteilungseinheit 140 das Vorliegen eines Störbildes feststellt, wenn die Anzahl von Bildelementen mit über einem Kontrastschwellenwert H liegenden Werten einen Kontrastwert NH der im Bereich A berechneten Kontrastwerte CNT (X, Y) überschreitet. &Sgr;1(X1, Y1) ≥ NH (X1, Y1) &egr; {CNT(X, Y) ≥ H, (X, Y) &egr; A}Gleichung 2 wobei mit 1 (X, Y) eine konstante Funktion mit dem Wert 1, mit H ein Kontrastschwellenwert und mit NH ein Schwellenwert bezeichnet sind, bei dem die Beurteilungseinheit 140 das Vorliegen eines Störbildes feststellt.

In einem Schritt S630 führt die Beurteilungseinheit 140 das Beurteilungsergebnis der Steuereinheit 130 zu, die dann die Steuervorgänge gemäß den 1 bis 4 auf der Basis des bezüglich des Störbildes erhaltenen Beurteilungsergebnisses durchführt.

Wie vorstehend beschrieben, kann somit durch Beurteilung der Verteilung der Restladung auf der Basis der Bilddaten genau bestimmt werden, ob ein Störbild vorliegt. Hierbei hat insbesondere die Bestimmung der Verteilungsänderung der Restladung auf der Basis des Kontrastes die Wirkung, dass genau bestimmt werden kann, ob ein Störbild vorliegt bzw. ob sich von einer Restladung hervorgerufene Störungen den Bilddaten überlagern.

7 zeigt ein Ablaufdiagramm, das eine Analyse des Dunkelstrombildes für die durch die Beurteilungseinheit 140 erfolgende Feststellung des Vorliegens eines Störbildes veranschaulicht.

Wie in 5 veranschaulicht ist, führt der Einfall von Strahlung hoher Intensität zu einer Restladungsverteilung in einer Bildelementgruppe. Da der Betrag des Dunkelstroms von der Restladungsmenge in der Kapazität der fotoelektrischen Wandler PD abhängt, besitzt das Dunkelstrombild eine der Restladung ähnliche Verteilung, d.h., durch Vornahme einer Analyse der Verteilung des bei dem Korrektur-Lesevorgang unmittelbar nach einem "echten" Lesevorgang ausgelesenen Dunkelstrombildes kann die Beurteilungseinheit 140 feststellen, ob bei der nächsten Röntgenaufnahme ein Störbild auftritt. Auf den Ablauf dieser Analyse des Dunkelstrombildes zur Beurteilung des Auftretens bzw. Vorliegens eines Störbildes wird nachstehend näher eingegangen.

Zunächst leitet die Beurteilungseinheit 140 zwei Bilder ab, die durch Mittelwertbildung der Dunkelstrombilder in einer X-Richtungslinie und einer Y-Richtungslinie erhalten werden. In einem Schritt S705 korrigiert die Beurteilungseinheit 140 sodann den Trend bzw. die Entwicklungsrichtung des Dunkelstrombildes durch zweifache Teilung des Dunkelstrombildes durch die beiden liniengemittelten Bilder. In einem Schritt S715 tastet die Beurteilungseinheit 140 das Profil einer jeden Linie in dem entwicklungsrichtungsmäßig korrigierten Dunkelstrombild zur Ableitung eines Randes ab. Der Rand wird hierbei in der gleichen Weise abgeleitet wie bei dem aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 2000-271 107 bekannten Verfahren zur Ableitung eines Randes des Bestrahlungsfeldes. So wird z.B. der Rand in der X-Richtungslinie bei Y = Y2 gemäß den nachstehenden Gleichungen (3) und (4) abgeleitet, bei denen F (X, Y) das entwicklungsrichtungsmäßig korrigierte Dunkelstrombild bezeichnet.

Durch Gleichung (4) wird hierbei angegeben, dass die einen nicht unter einem vorgegebenen Wert E liegenden Wert aufweisende Koordinate (X, Y2) von S2 (X, Y2) in der Nähe des Randes liegt. S1(X, Y2) = F(X, Y2) – F(X – d, Y2)Gleichung 3 wobei mit d ein Abstand (von z.B. 3 mm) bezeichnet ist. S2(X, Y2) = |{S1(X + d), Y2) – S1(X, Y2)}| ≥ EGleichung 4 wobei mit E ein Schwellenwert für die Ableitung des Randes bezeichnet ist.

Der Gleichung (4) erfüllende Wert X wird für jede Linie beibehalten, wobei diese Ableitung auch für jede Y-Richtungslinie durchgeführt wird. In einem Schritt S720 berechnet die Beurteilungseinheit 140 sodann den Kontrast für sämtliche abgeleiteten Ränder. Hierbei wird z.B. der Kontrast CNT2 bei X = X2, für den der Rand in der X-Richtungslinie bei Y = Y2 abgeleitet worden ist, gemäß der nachstehenden Gleichung (5) berechnet. CNT2 (X2, Y2) = {F(X2 + d2, Y2) – F(X2, Y2)}/F(X2, Y2)Gleichung 5 wobei mit d2 ein Abstand (von z.B. 3 mm) bezeichnet ist.

In einem Schritt S725 führt die Beurteilungseinheit 140 eine Schwellenwertbestimmung für die berechneten Kontrastwerte sämtlicher abgeleiteter Ränder gemäß der nachstehenden Gleichung (6) durch. F1(X3, Y3) ≥ NEH (X3, Y3) &egr; {|CNT2(X, Y)| ≥ EH, (X, Y): sämtlich Bereiche im Dunkelstrombild}Gleichung 6 wobei mit 1 (X, Y) eine konstante Funktion mit dem Wert 1, mit EH ein konstanter Schwellenwert und mit NEH ein Schwellenwert für die Feststellung des Vorliegens eines Störbildes bezeichnet sind.

Die Beurteilungseinheit 140 trifft somit die Feststellung, dass ein Störbild auftritt bzw. vorliegt, wenn die Summe &Sgr;1 (X3, Y3) der konstanten Funktion des Wertes 1 größer als oder gleich NEH ist. In einem Schritt S730 führt die Beurteilungseinheit 140 sodann das erhaltene Beurteilungsergebnis der Steuereinheit 130 zu, die auf der Basis dieser Beurteilung des Störbildes die Steuervorgänge gemäß den 1 bis 4 durchführt.

Wie vorstehend beschrieben, lässt sich durch eine Bestimmung der Verteilung der Restladung auf der Basis des Dunkelstrombildes eine Beurteilung des Auftretens oder Vorliegens eines Störbildes oder einer durch die Restladung hervorgerufenen Störungsüberlagerung erhalten. Bei dem Röntgengerät gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird durch Ermittlung des Auftretens bzw. Vorliegens eines Störbildes nach Einfall von Strahlung hoher Intensität und sodann gegebenenfalls erfolgende Durchführung eines Steuervorgangs zur Abführung der Restladung in der Zeit zwischen Röntgenaufnahmen ermöglicht, dass störbildfreie Röntgenbilder erhalten werden können. Weiterhin werden störbildfreie Röntgenaufnahmevorgänge in einem kurzen Röntgenaufnahmezyklus durchgeführt, was eine effiziente Aufnahme von Röntgenbildern ermöglicht. Darüber hinaus muss keine zusätzliche Rückstelleinrichtung vorgesehen werden, sodass die Herstellungskosten und der zusätzliche Platzbedarf einer solchen Rückstelleinrichtung entfallen.

Durch Bestimmung und Beurteilung des Zustands der Restladung lassen sich somit ein Röntgengerät und ein Röntgenverfahren realisieren, durch die die von der Restladung hervorgerufene Störungsüberlagerung bei den Bilddaten verringert werden kann.

Weitere Ausführungsbeispiele

Die Erfindung ist jedoch nicht auf einen Aufbau und ein Verfahren beschränkt, wie sie vorstehend in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben worden sind. So kann die Erfindung bei einem System mit einer Vielzahl von Geräten oder auch nur bei einem Einzelgerät Verwendung finden.

Die Erfindung kann auch dahingehend ausgestaltet sein, dass eine die Funktionen des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels realisierende Programmausrüstung direkt oder indirekt einem System oder einem Gerät zugeführt wird, dessen Computer den zugeführten Programmcode zu dessen Ausführung ausliest. In diesem Falle kann das Programm in einer beliebigen Form vorliegen, solange es die Funktion des entsprechenden Programms hat.

In diesem Falle wird die Erfindung somit durch den in dem Computer installierten Programmcode selbst verkörpert, der dem Computer die Realisierung der erfindungsgemäßen Funktionen ermöglicht, d.h., ein Computerprogramm zur Realisierung der erfindungsgemäßen Funktionen wird ebenfalls von den Patentansprüchen umfasst.

In einem solchen Fall kann das Programm in beliebiger Form vorliegen, d.h. z.B. in Form eines Objektcodes, eines von einem Interpretierer ausgeführten Programms oder in Form von einem Betriebssystem zugeführten Scriptdaten, solange die Funktion des Programms gewährleistet ist.

Speichermedien und Speichereinrichtungen zur Zuführung des Programms umfassen eine Diskette, eine Festplatte, eine optische Platte (CD), eine magnetooptische Platte, einen MO-Datenträger, einen CD-ROM-Datenträger, einen CD-R-Datenträger, einen CD-RW-Datenträger, ein Magnetband, eine nichtflüchtige Speicherkarte, einen Festspeicher (ROM) sowie einen DVD-Datenträger (DVD-ROM und DVD-R).

Das Programm kann hierbei zugeführt werden, indem auf eine Internet-Homepage unter Verwendung des Browsers eines Client-Computers zum Herunterladen des Computerprogramms selbst oder von der Homepage auf eine komrimierte Datei mit einer automatischen Installationsfunktion für eine Speichereinrichtung wie eine Festplatte zugegriffen wird. Der das erfindungsgemäße Programm bildende Programmcode kann auch in mehrere Dateien unterteilt sein, die von verschiedenen Homepages heruntergeladen werden, d.h., ein World-Wide-Web-Server (WWW-Server), über den die Programmdatei von mehreren Benutzern heruntergeladen wird, um dem Computer die Realisierung der erfindungsgemäßen Funktionen zu ermöglichen, wird ebenfalls von den Patentansprüchen der Erfindung umfasst.

Alternativ kann ein erfindungsgemäßes Programm, das in einer Speichereinrichtung wie einem CD-ROM-Datenträger verschlüsselt und gespeichert ist, an Benutzer verteilt werden, wobei Benutzern, die vorgegebene Bedingungen erfüllen, über das Internet von einer Homepage kryptografische Schlüsselinformationen zur Entschlüsselung des Codes zugeführt werden können, sodass die Benutzer das unter Verwendung der kryptografischen Schlüsselinformationen entschlüsselte Programm in dem Computer installieren können.

Die Funktionen des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels können einerseits durch einen Computer realisiert werden, der das Programm ausliest und ausführt, andererseits jedoch auch vom Betriebssystem des Computers oder dergleichen, das die tatsächliche Verarbeitung auf der Basis der Instruktionen des Programms vollständig oder teilweise ausführt.

Darüber hinaus kann in Betracht gezogen werden, dass nach Einschreiben des aus der Speichereinrichtung ausgelesenen Programmcodes in einen Speicher, der in einer in dem Computer vorgesehenen Erweiterungsplatine oder in einer mit dem Computer verbundenen Erweiterungseinheit vorgesehen ist, die Zentraleinheit oder dergleichen der Erweiterungsplatine oder der Erweiterungseinheit die tatsächliche Verarbeitung auf der Basis der Instruktionen des Programms zur Realisierung der Funktionen des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels vollständig oder teilweise ausführt.

Obwohl die Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern im Rahmen der Patentansprüche auch verschiedene Modifikationen und äquivalente Ausführungsformen umfasst.


Anspruch[de]
Röntgengerät, mit

einer Bestrahlungseinheit (110) zur Strahlungsbeaufschlagung,

einer Strahlungsabbildungseinheit (120) mit einer Vielzahl von Bilderzeugungselementen zur Umsetzung der Strahlung in Bilddaten,

einer Beurteilungseinheit (140), die in Abhängigkeit von einer Verteilung von Restladung in der Strahlungsabbildungseinheit auf der Basis der Bilddaten unter Abgabe eines Beurteilungsergebnisses beurteilt, ob eine von einer Restladung hervorgerufene Störung vorliegt, und

einer Steuereinheit (130) zur Änderung eines Betätigungszustands der Strahlungsabbildungseinheit auf der Basis des Beurteilungsergebnisses.
Röntgengerät nach Anspruch 1, bei dem die Beurteilungseinheit (140) zur Feststellung des Vorliegens einer Störung ausgestaltet ist, wenn sich die Verteilung der Restladung verändert. Röntgengerät nach Anspruch 2, bei dem die Beurteilungseinheit (140) zur Bestimmung der Verteilungsänderung der Restladung auf der Basis eines Kontrastes der Bilddaten ausgestaltet ist. Röntgengerät nach Anspruch 2, bei dem die Beurteilungseinheit (140) zur Bestimmung der Verteilungsänderung der Restladung auf der Basis eines Kontrastes der von der Strahlungsabbildungseinheit ohne Strahlungsbeaufschlagung erzeugten Bilddaten ausgestaltet ist. Röntgengerät nach Anspruch 3, bei dem die Beurteilungseinheit (140) zur Bestimmung der Verteilungsänderung der Restladung auf der Basis eines Kontrastes in einem Bereich mit hohen Bildelementwerten der Bilddaten ausgestaltet ist. Röntgengerät nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Beurteilungseinheit (140) zur Feststellung des Vorliegens einer veränderten Verteilung der Restladung ausgestaltet ist, wenn der Kontrast der Bilddaten einen vorgegebenen Wert überschreitet. Röntgengerät nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Steuereinheit (130) zu einer derartigen Ansteuerung der Strahlungsabbildungseinheit ausgestaltet ist, dass die Verteilung der Restladung in der Strahlungsabbildungseinheit ausgeglichen oder die Restladung reduziert wird, wenn die Beurteilungseinheit das Vorliegen einer veränderten Verteilung der Restladung feststellt. Röntgengerät nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Steuereinheit (130) dahingehend ausgestaltet ist, dass eine der Strahlungsabbildungseinheit zugeführte Spannung und/oder ein der Strahlungsabbildungseinheit zugeführter Strom verringert werden, wenn die Beurteilungseinheit das Vorliegen einer veränderten Verteilung der Restladung feststellt. Röntgengerät nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Steuereinheit (130) dahingehend ausgestaltet ist, dass die Strahlungsabbildungseinheit in einen Wartezustand versetzt wird, wenn die Beurteilungseinheit das Vorliegen einer veränderten Verteilung der Restladung feststellt. Röntgenverfahren, mit

einem Bestrahlungsschritt zur Strahlungsbeaufschlagung,

einem Strahlungsabbildungsschritt zur Umsetzung der Strahlung in Bilddaten unter Verwendung einer Vielzahl von Bilderzeugungselementen,

einem Beurteilungsschritt für eine in Abhängigkeit von der Verteilung einer Restladung auf der Basis der im Strahlungsabbildungsschritt erhaltenen Bilddaten unter Abgabe eines Beurteilungsergebnisses erfolgende Beurteilung, ob eine von einer Restladung hervorgerufene Störung vorliegt, und

einem Steuerschritt zur Änderung eines Betätigungszustands des Strahlungsabbildungsschrittes auf der Basis des Beurteilungsergebnisses.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com