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Dokumentenidentifikation DE102004017571A1 28.10.2004
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Identifizierung einer zusammengesetzten schadhaften Pixelmap
Anmelder GE Medical Systems Global Technology Company, LLC, Waukesha, Wis., US
Erfinder Odogba, Jibril, Wales, Wis., US;
Kump, Ken Scott, Waukesha, Wis., US;
Xue, Ping, Cottage Grove, Wis., US;
Langler, Donald Fayette, Brookfield, Wis., US;
French, John C., Wauwatosa, Wis., US;
Bourdy, John Moore, Waukesha, Wis., US
Vertreter Rüger und Kollegen, 73728 Esslingen
DE-Anmeldedatum 07.04.2004
DE-Aktenzeichen 102004017571
Offenlegungstag 28.10.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.10.2004
IPC-Hauptklasse H04N 5/335
IPC-Nebenklasse H04N 5/325   G01T 1/29   H04N 3/15   G03B 42/02   
Zusammenfassung Eine Einrichtung zur Verwendung bei einem Detektorsystem (22), das einen ebenen, panelförmigen Festkörperdetektor (26) und einen Bildprozessor (36) aufweist, bei der der Detektor eine Anzahl Pixel aufweist, jedes Pixel ein Ausgangsintensitätssignal erzeugt, die vorläufigen Signale zusammen ein vorläufiges Bild definieren, der Prozessor nach der Signalerzeugung eine Ausgangsmap (30) schlechter Pixel speichert, die einen bekannten Satz schlechter Pixel beinhaltet, der Prozessor (36) Intensitätssignale, die anderen Pixeln wie den Pixeln des Satzes schlechter Pixel entsprechen, automatisch dazu verwendet, für jedes Pixel des Satzes schlechter Pixel jeweils einen Satz Intenstitätssignale zu erzeugen (66) und dadurch ein korrigiertes Bild herzustellen, bei der eine Einrichtung zur Identifizierung zusätzlicher schlechter Pixel vorgesehen ist, wobei diese Einrichtung einen Prozessor aufweist, der nach dem Erfassen der Bilddaten das Ausgangssignal und/oder das korrigierte Bild untersucht, um einen zusätzlichen Satz möglicherweise schlechter Pixel zu identifizieren (72), der Pixel mit unerwarteten Werten beinhaltet, und bei der ein Interface (69) vorgesehen ist, um den Satz möglicherweise schlechter Pixel einem Systembenutzer anzuzeigen.

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Röntgenstrahldetektoren und mehr im Einzelnen die Identifizierung schlechter Pixel in großflächigen Festkörper-Röntgenstrahldetektoren.

Großflächige Festkörper-Röntgenstrahldetektoren wurden auf dem Gebiet der Röntgenstrahlentechnik entwickelt. Solche Detektoren weisen typischerweise eine Szintillationsschicht auf, die in Kontakt mit einem Array von in Reihen und Spalten angeordneten Fotodioden stehen, von denen jeder ein FET-Schalter zugeordnet ist. Die Szintillationsschicht setzt die Röntgenphotonen in Lichtphotonen um. Das Fotodioden-Array setzt die Lichtphotonen in elektrische Intensitätssignale um. Die Fotodioden werden zunächst jeweils getrennt dadurch geladen, dass jede der Fotodioden mit einer durch ein bekanntes Potential gekennzeichneten stabilen Spannungsquelle verbunden wird. Jede Fotodiode ist über einen ihr zugeordneten FET-Schalter mit der Quelle verbunden (d.h. es gibt für jede der Fotodioden einen eigenen FET-Schalter).

Im Betrieb werden die Fotodioden durch Abschalten ihres jeweiligen FET-Schalters isoliert. Bei der Belichtung mit Röntgenstrahlen erzeugt die Szintillationsschicht Licht, das jede Fotodiode in Abhängigkeit von der Röntgenstrahlbelichtung an dem Ort der Diode entlädt. Nach einer kurzen Belichtungszeit werden die Dioden dadurch wiedergeladen, dass sie von Neuem mit der stabilen Spannungsquelle verbunden werden. Die Ladung, die verwendet wird, um jede Diode auf ihre Anfangsspannung zurückzubringen, wird durch eine Erfassungsschaltung gemessen und der gemessene Wert wird digitalisiert und als ein bildgebendes Array von digitalen Intensitätssignalen gespeichert. Nach der Akquisition beinhaltet das sich ergebende Intensitätssignal-Array ein Röntgenbild der Verteilung der auf den Detektor auftreffenden Röntgenstrahlen. Im Folgenden wird jedes Fotodioden FET-Schalterpaar als ein Detektor „Pixel" bezeichnet.

Festkörper-Röntgendetektoren der vorbeschriebenen Art beinhalten eine große Anzahl (z.B. mehrere Millionen) Detektorpixel, wobei jedes Pixel ein eigenes Intensitätssignal erzeugt. Wegen Ungleichmäßigkeiten bei der Detektorherstellung zeichnen sich unterschiedliche Bereiche eines Detektors typischerweise durch ein voneinander verschiedenes Ausleseverhalten auf, das von Unterschieden in charakteristischen Eigenmerkmalen und physikalischen Begrenzungen des Detektors herrührt. Um Diagnosebilder hoher Qualität zu erzeugen, müssen die Unterschiede in den charakteristischen Eigenmerkmalen und der physikalischen Begrenzung kompensiert werden. Zu diesem Zwecke beinhalten typische Kompensationsalgorithmen häufig die Maßnahme, einen pixelspezifischen Offsetwert von jedem ursprünglichen unkorrigierten Pixelintensitätswert abzuziehen und das Ergebnis mit einem pixelspezifischen Verstärkungskorrekturfaktor zu multiplizieren.

Der Bereich der Offsetwerte und der Verstärkungskorrekturfaktoren ist beschränkt und deshalb ist es nicht überraschend, dass zumindest ein Bruchteil der Detektorpixel Signale erzeugt, die unter Verwendung der Offsetwerte und Verstärkungsfaktoren nicht so korrigiert werden können, dass sie die tatsächliche Röntgenstrahlintensität wiedergeben. Diese defekten Pixel werden im Nachfolgenden als „schlechte Pixel" bezeichnet.

Glücklicherweise werden zur Erzeugung medizinischer Röntgenbilder keine perfekten Detektoren benötigt. In dieser Hinsicht ist die Minimalgröße von Objekten, die auf einen medizinischen Bild noch klar gesehen werden können, durch die sogenannte effektive Quantenausnutzung (DQE) eines bildgebenden Systems bestimmt. Bei großflächigen Festkörperdetektoren gehören zu den die DQE des Detektors beeinflussenden Faktoren die seitliche Streuung von Lichtphotonen und von sekundären Röntgenstrahlphotonen in der Szintillationsschicht, die finite Größe und Rauscheigenschaften der Detektorpixel. Der Szintillationsschichtaufbau und die Pixelgröße können dabei so ausgelegt werden, dass die DQE eines Detektors ausreicht Bilder zu erzeugen, auf denen das kleinste interessierende Objekt noch unterscheidbar ist. Mehr im Einzelnen kann zur Erzielung einer ausreichenden DQE die Pixelgröße so gewählt werden, das selbst die kleinsten abzubildenden interessierenden Objekte eine Signalverteilung über mehr als ein Detektorpixel (d.h. Detektorelement) ergeben. Wenn aber ein Objektsignal über mehr als ein Pixel verteilt ist, ist der von schlechten Pixeln herrührende Informationsverlust minimal, es sei denn, dass große Anzahlen von „schlechten" Pixeln in Haufen (Cluster) beträchtlicher Größe zusammengeballt wären.

Weil aber die Signalintensität von schlechten Pixeln entweder unabhängig von der Röntgenstrahlbelichtung ist oder von der Röntgenstrahlbelichtung in einer Art und weise abhängt, die unterschiedlich von der von benachbarten guten Pixeln erzeugten Signalintensität ist, sind die Auswirkungen schlechter Pixel als Artefakte (z.B. Pixel, Linien, etc.) in den sich ergebenden Bildern sichtbar, womit sie deren Brauchbarkeit zu Diagnosezwecken beeinträchtigen.

Die Industrie hat verschiedene Wege entwickelt, um schlechte Pixel zu identifizieren und diese durch geeignete Intensitätswerte zu ersetzen, die die Auswirkungen schlechter Pixel wesentlich mildern. Das Verfahren zur Kompensation schlechter Pixel ist normalerweise ein 2-Schritt-Verfahren, das die Identifizierung schlechter Pixel und den anschließenden Ersatz der Intensitäten der schlechten Pixel beinhaltet. Im Hinblick auf die Identifizierung schlechter Pixel führen die Detektorhersteller vor dem Versand der Detektoren an die Kunden typischerweise an jedem hergestellten Detektor Tests durch, um eine „Herstellermap schlechter Pixel" zu erstellen. Die Herstellermap wird dann zusammen mit dem Detektor dem Kunden ausgehändigt und von einem Bildprozessor dazu verwendet, nach dem Erfassen von Bilddaten eine Korrektur hinsichtlich bekannter schlechter Pixel vorzunehmen.

Bekannt ist auch, dass Detektorelemente eine jeweils verschiedene brauchbare Lebenszeit aufweisen und dass wenigstens ein Teil der beim Versand durch einen Hersteller zunächst guten Detektorpixel beim Gebrauch des Detektors schlecht werden. Aus diesem Grunde wurden schon verschiedene Tests entwickelt, um zusätzlich zu den in der Herstellermap enthaltenen Pixeln schlechte Pixel zu identifizieren, die zu der Herstellermap hinzugefügt werden können, um damit eine kombinierte Map zu liefern.

Ein Verfahren zur Identifizierung zusätzlicher schlechter Pixel besteht darin, jedes Pixel aufzuspüren, das einen Offsetwert (definiert als das bei fehlender Röntgenstrahlbelichtung erhaltene Signal) oder einen Verstärkungsfaktor (definiert als das pro Einheit Röntgenstrahlbelichtung erhaltene Signal) erfordert, der außerhalb einer akzeptablen Grenze liegt. Ein Pixel wird hier als schlecht identifiziziert, wenn sein Offset-Wert und/oder Verstärkungsfaktor außerhalb eines Bereiches liegt, der mit einer zur Verfügung stehenden Elektronik korrigiert werden kann.

Bei wenigstens einem Verfahren wird ein Bild der Pixel-Offsetwerte dadurch erzeugt, dass mehrere bei fehlender Röntgenstrahlbelichtung erhaltene Bilder (gelegentlich als „dunkle Bilder" bezeichnet) zusammen gemittelt werden. Pixel, deren Offsetwerte entweder oberhalb des maximal korrigierbaren Offsetwertes oder unterhalb des minimalen Offsetwertes liegen, werden als schlechte Pixel identifiziert.

Ein Bild von Verstärkungsfaktoren wird dadurch erzeugt, dass verschiedene mit gleichmäßiger Röntgenstrahlbelichtung erhaltene Bilder miteinander gemittelt werden, das Offsetwertbild abgezogen wird und dass eine Normalisierung auf einen Wert (typischerweise den Mittelwert) erfolgt. Das Verstärkungsfaktorbild beinhaltet Pixelwerte, die proportional der jeweils entsprechenden Pixelverstärkung sind. Pixel, deren Verstärkungsfaktor oberhalb eines maximal korrigierbaren Verstärkungsfaktors oder unterhalb eines minimal korrigierbaren Verstärkungsfaktors liegt, werden ebenfalls als Pixel mit schlechter Verstärkung identifiziert und zu der Map schlechter Pixel hinzugefügt.

Diese Vorgangsweise zur Identifizierung schlechter Pixel mit entweder Offset-Verstärkungs- oder anderen Tests kann zu verschiedenen Zeitpunkten während der Lebenszeit eines Detektors durchgeführt werden. Durchgeführt bei der Herstellung des Detektors wird sie als „Herstellermap schlechter Pixel" erstellt, durchgeführt bei einem installierten Produkt bei einer Kalibrierung wird sie als „Systemmap schlechter Pixel" erstellt, durchgeführt als Hintergrundmaßnahme bei einem installierten Produkt, wenn ein Bildprozessor des Systems feststellt, dass das bildgebende System unbeschäftigt ist, (d.h. wenn der Detektor nicht in Benutzung ist) gilt dies als eine „Laufzeitmap schlechter Pixel".

Ein Pixel kann lediglich in bestimmten Röntgenstrahlenergiebereichen schadhaft sein. Angenommen z.B., eine Röntgenstrahlquelle kann Röntgenstrahlen auf fünf verschiedenen Energieniveaus erzeugen, so kann ein Detektor lediglich auf einem der fünf und nicht bei den vier anderen schadhaft sein. Aus diesem Grunde speichern wenigstens einige Systeme Maps schlechter Pixel verschiedener Energieabhängigkeit und die jeweils geeignete Map schlechter Pixel wird in Abhängigkeit von dem bei der Datenakquisition verwendeten Röntgenstrahlenergieniveau ausgewählt.

Bei der Bildverarbeitung verwendet der Bildprozessor nach dem Erfassen der Pixelintensitätsdaten für jedes schlechte Pixel in der kombinierten Map Pixelintensitätsdaten, die umgebenden guten Pixeln entsprechen, dazu, einen Ersatzpixelintensitätswert zu erzeugen. Zur Ermittlung geeigneter Ersatzpixelwerte können verschiedene Ersatzintensitätsalgorithmen verwendet werden, wie etwa eine gewichtete Interpolation oder Extrapolation. Ein beispielhafter Intensitätsbestimmungsalgorithmus ist in der US-Patentschrift 5,657,400 beschrieben, mit dem Titel „Automatic Identification and Correction of Bad Pixels in a Large Area Solid State X-Ray Detector", die am 12. August 1997 veröffentlicht wurde und die mit der vorliegenden Erfindung einen gemeinsamen Inhaber hat.

Wenngleich Korrekturverfahren für schlechte Pixel eindeutig zu diagnostisch brauchbaren Bildern führen, so gibt es doch einen Punkt, bei dem die Zahl und/oder die Verteilung der schlechten Pixel Minimalanforderungen an den Detektor, die zur Gewährleistung qualitativ hochwertiger Diagnosebilder erforderlich sind übersteigt und der Detektor selbst repariert oder ersetzt werden muss. So kann z.B., wenn 10% der Detektorpixel schlecht sind, der Detektor als schadhaft betrachtet werden. Bei einem anderen Fall, bei dem die Detektionsfläche des Detektors in 100 getrennte Abschnitte mit jeweils 10 Reihen und 10 Spalten aufgeteilt werden kann, kann der Detektor als schadhaft betrachtet werden, wenn 15% der Pixel in einem der Abschnitte schlecht sind.

Ungeachtet der vorbeschriebenen Detektortests ist es bekannt, dass einige schlechte Pixel der Aufspürung deshalb entkommen, weil zum Zeitpunkt des Tests die diesen Pixeln entsprechenden Pixelintensitätswerte den bei der Durchführung der Tests verwendeten Grenzanforderungen entsprechen. Außerdem verhalten sich einige Pixel, obwohl sie den Testanforderungen zu dem Zeitpunkt der jeweiligen Durchführung des Tests genügten, bei den nachfolgenden Datenakquisitionsvorgängen unterschiedlich. Schlechte Pixel, die aus irgendeinem Grund nicht in der kombinierten Map schlechter Pixel aufgenommen sind, werden im Nachfolgenden als „maskierbare schlechte Pixel" bezeichnet.

Um eine Kompensation maskierbarer schlechter Pixel vorzunehmen, ist es bekannt, einem Systembenutzer über ein Interfacedisplay ein Bild zu übermitteln, wobei dieses Bild hinsichtlich jedes schlechten Pixels in einer Herstellermap schlechter Pixel korrigiert worden ist. Daran anschließend werden dem das korrigierte Bild über das Display visuell untersuchenden Benutzer Tools in die Hand gegeben, um weitere Bildpixel auszuwählen, von denen der Benutzer annimmt, dass sie schlecht sind. Nachdem der Benutzer alle Pixel ausgewählt hat, von denen der Benutzer annimmt, dass sie schlecht sind, werden die von dem Benutzer ausgewählten Pixel zu der Herstellermap schlechter Pixel hinzugefügt und die so upgedatete Map kann sodann für nachfolgende Korrek turvorgänge verwendet werden.

Wenngleich das oben genannte System und die entsprechenden Verfahren die diagnostische Brauchbarkeit der sich ergebenden Bilder deutlich erhöhen, haben dieses System und diese Verfahren doch mehrere Nachteile. An erster Stelle gilt, dass, wenn auch maskierbare schlechte Pixel vor ihrem Ersatz in Bildern aufscheinen es für einen Systembenutzer doch mühsam ist jedes maskierbare schlechte Pixel in einem Bild zum Zwecke der Ersetzung aufzuspüren. Es sei z.B. angenommen, dass 300 verschiedene maskierbare schlechte Pixel in einem Bild aufscheinen, wenn ein Systembenutzer dieses Bild betrachtet. Jedes dieser 300 schlechten Pixel entweder durch Ansteuerung von Detektorkoordinaten (z.B. Zeile und Spalte) oder über ein graphisches Benutzerinterface, wie einen mausgesteuerten Cursor, einzeln anzuwählen, ist außerordentlich mühsam und wird in vielen Fällen von dem Systembenutzer einfach vernachlässigt.

An zweiter Stelle gilt, dass selbst wenn sich ein Systembenutzer bereitfindet maskierbare schlechte Pixel zu kennzeichnen, die Wirksamkeit dieser Kennzeichnung davon abhängt, wie genau der Benutzer jeweils Unterschiede zu angrenzenden Signalen wahrnimmt. Wenn die Wahrnehmungsfähigkeit des Benutzers nur geringfügig beeinträchtigt ist, kann der Benutzer bestimmte Pixel als schlecht bezeichnen, die nach objektiven Maßstäben tatsächlich nicht als schlecht zu bezeichnen wären. Die Gefahr liegt hier darin, dass ein Benutzer mit schlechtem Wahrnehmungsvermögen dazu Veranlassung gibt, dass die kombinierte Map schlechter Pixel fehlerhaft abgeändert wird, was anschließend dazu führt, dass von dem System nachfolgend erzeugte Bilder verschlechtert werden.

An dritter Stelle gilt, dass es bekannt ist, dass unterschiedliche anatomische Strukturen verschiedene Röntgenstrahlkontraste aufweisen. So können z.B. kardiologische Röntgenbilder durch verschiedene Gefäßwandungen charakterisiert sein, wobei angrenzende Fluide durch eine erstes Niveau eines erwarteten Kontrasts (z.B. wenn ein unterschiedlicher Kontrast zu angrenzenden Pixeln erwartet wird) gekennzeichnet sein können, während Mammographiebilder durch Gefäße und Fluide gekennzeichnet sein können, bei denen ein zweites Kontrastniveau zu erwarten ist. Demgemäß muss der Schwellwert der Sichtbarkeit und des Kontrastes, der bei der Identifizierung maskierbarer schlechter Pixel angewandt werden muss, unterschiedlich sein und von der gerade abzubildenden anatomischen Struktur abhängen. Bei einem System das auf subjektiven, von einem Systembenutzer zur Identifizierung schlechter Pixel verwendeten Normen beruht, werden höchstwahrscheinlich keine optimalen Grenzwerte angewandt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung beinhaltet eine Einrichtung zur Verwendung bei einem Detektorsystem mit einem ebenen panelförmigen Festkörperdetektor und einem Bildprozessor, wobei der Detektor eine Anzahl Pixel umfasst, jedes Pixel ein Ausgangsintensitätssignal erzeugt, die Ausgangssignale zusammen ein anfängliches Bild definieren, der Prozessor nach der Erzeugung der Signale eine Ausgangsmap schlechter Pixel speichert, die einen Satz bekannter schlechter Pixel beinhaltet, der Prozessor Intensitätssignale, die anderen Pixeln als dem Satz schlechter Pixel entsprechen, automatisch dazu verwendet, Ersatzintensitätssignale für jeden der Sätze schlechter Pixel zu erzeugen, um damit ein korrigiertes Bild herzustellen, wobei eine Einrichtung zur Identifizierung zusätzlicher schlechter Pixel vorgesehen ist und die Einrichtung einen Prozessor beinhaltet, der nach dem Erfassen der Bilddaten wenigstens das Ausgangsbild und/oder das korrigierte Bild untersucht, um einen möglicherweise weiteren schlechten Pixelsatz mit Pixeln zu identifizieren, die unerwartete Werte aufweisen und wobei ein Interface vorgesehen ist, um den Satz möglicherweise schlechter Pixel einem Systembenutzer anzuzeigen.

Diese Erfindung beinhaltet auch ein Verfahren zur Verwendung bei einem Detektorsystem mit einem ebenen panelartigen Festkörperdetektor und mit einem Bildprozessor, wobei der Bildprozessor eine Anzahl Pixel umfasst, jedes Pixel ein Ausgangsintensitätssignal erzeugt, die Ausgangssignale zusammen ein vorläufiges Bild definieren, der Prozessor eine vorläufige Map schlechter Pixel, die einen Satz bekannter schlechter Pixel enthält, nach der Erzeugung der Signale speichert, der Prozessor Intensitätssignale, die anderen Pixeln als dem Satz schlechter Pixel entsprechen, automatisch dazu verwendet Ersatzintensitätssignale für jeden Satz schlechter Pixel zu erzeugen und damit ein korrigiertes Bild herzustellen, wobei das Verfahren zur Identifizierung zusätzlicher schlechter Pixel vorgesehen ist und dieses Verfahren die Schritte umfasst, dass nach dem Erfassen der Bilddaten automatisch zumindest das vorläufige Bild und/oder das korrigierte Bild über einen Prozessor automatisch untersucht werden, um einen Satz möglicherweise schlechter Pixel, einschließlich von Pixeln, die unerwartete Intensitätswerte aufweisen, zu identifizieren und den Satz möglicherweise schlechter Pixel einem Systembenutzer über ein Interface anzuzeigen.

Die Erfindung beinhaltet im Weiteren ein Verfahren zur Verwendung bei einem Detektorsystem, das einen ebenen panelartigen Festkörperdetektor und einen Bildprozessor aufweist, wobei der Bildprozessor eine Anzahl Pixel umfasst, jedes Pixel ein Ausgangsintensitätssignal erzeugt, die Ausgangssignale zusammen ein vorläufiges Bild definieren, der Prozessor eine Ausgangsmap schlechter Pixel, die einen Satz bekannter schlechter Pixel nach der Erzeugung der Signale enthält, speichert, der Prozessor Intensitätssignale die anderen als dem Satz schlechter Pixel entsprechen automatisch dazu verwendet, Ersatzintensitätssignale für jeden Satz schlechter Pixel zu erzeugen und damit ein korrigiertes Bild herzustellen, wobei das Verfahren zur Identifizierung zusätzlicher schlechter Pixel vorgesehen ist und dieses Verfahren die Schritte umfasst, dass nach dem Erfassen der Bilddaten automatisch zumindest das vorläufige Bild und/oder das korrigierte Bild über einen Prozessor automatisch untersucht werden, um einen Satz möglicherwiese schlechter Pixel, einschließlich von Pixeln, die unerwartete Intensitätswerte aufweisen, zu identifizieren und den Satz möglicherweise schlechter Pixel einem Systembenutzer über ein Interface anzuzeigen.

Diese und andere Aspekte der Erfindung erhellen sich aus der nachfolgenden Beschreibung. In der Beschreibung wird auf die einen Teil von ihr bildenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Diese Ausführungsform gibt aber nicht notwendigerweise den ganzen Umfang der Erfindung wieder, und zum Verständnis des Schutzumfangs der Erfindung wird deshalb auf die vorliegenden Patentansprüche Bezug genommen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

1 ist eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines beispielhaften erfindungsgemäßen bildgebenden Systems;

2 ist eine beispielhafte Bildschirmwiedergabe, die erfindungsgemäß mit dem Display der 1 übermittelt werden kann;

3 ist ein schematisches Diagramm beispielhafter Bildpixel;

4 ist eine beispielhafte erfindungsgemäß verwendete Grenzwerttabelle zur Identifizierung schlechter Pixel; und

5 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Bezugnehmend nun auf die Zeichnung und hier im Einzelnen unter Bezugnahme auf 1 wird die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit einem beispielhaften bildgebenden Röntgensystem 14 erläutert, das eine Röntgenstrahlquelle 18, einen großflächigen Festkörperröntgenstrahldetektor 22, eine Patientenliege 20, eine Energieversorgung 16, eine Detektorsteuereinrichtung 27, eine Akquisitionsschaltung 28, einen Systemprozessor 36, eine Datenbank 30 und ein allgemein mit dem Bezugszeichen 38 bezeichnetes Benutzerinterface aufweist. Wie dargestellt, emittiert die Röntgenstrahlquelle 18 bei Erregung durch die Energieversorgung 16 einen Röntgenstrahl 17. Die Quelle 18 und der Detektor 20 sind aufeinander gegenüberliegenden Seiten eines Abbildungsbereichs so einander gegenüber gestellt, dass der von der Quelle 18 ausgehende Röntgenstrahl 17 auf eine detektierende Fläche des Detektors 22 gerichtet ist und die detektierende Fläche überdeckt. Die Patientenliege 20 ist im allgemeinen derart innerhalb des Röntgenstrahls 17 angeordnet, dass bei einem auf der Liege 20 innerhalb des bildgebenden Bereichs angeordneten Patienten 19, der Patient oder wenigstens ein interessierender Teil des Patienten in dem Röntgenstrahl 17 liegt. Damit trifft der durch den Patienten 19 durchgeschickte Teil des Strahls auf die detektierende Fläche des Röntgendetektors auf.

Generell gesehen, beinhaltet der Detektor 20 eine Szintillationsschicht oder ein Szintillationskristall 24 und ein Fotodetektor-Array 26. Wie auf dem Gebiet der Bildgebung bekannt, wandelt die Schicht 24 beim Auftreffen von Röntgenphotonen auf der Szintillationsschicht 24 die Röntgenphotonen in Licht um. Das Fotodetektor-Array 26 beinhaltet eine Matrix von (nicht getrennt markierten) Detektorelementen, die auf einer amorphen Siliziumwafer angeordnet sind. Die Detektorelemente sind typischerweise derart angeordnet, dass ein zweidimensionales Array von Elementenlinien und -spalten ausgebildet ist. So kann z.B. ein typischer Röntgendetektor hoher Auflösung 200 Linien und eine gleiche Anzahl Spalten voneinander getrennter Detektorelemente beinhalten. Konstruktion und Funktion der Detektorelemente sind an sich bekannt und werden zur Vereinfachung der Beschreibung hier nicht nochmals im Detail erläutert.

Für eine detailliertere Beschreibung des Aufbaus und der Funktion der Detektorelemente wird auf die US-Patentschrift 4,996,413, veröffentlicht am 26. Februar 1991 mit dem Titel „Apparatus and Method for Reading Data From an Image Detector" Bezug genommen, die hinsichtlich der Erläuterungen von Aufbau und Funktion der Detektorelemente durch Bezugnahme hier mit eingeschlossen wird. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung genügt es zu bemerken, dass jedes der vielen Detektorelemente in dem Array 26 von einem nächstliegenden Teil der Szintillationsschicht 24 erzeugtes Licht erfasst und ein Elementarsignal einer Größe erzeugt, die von der Intensität (Stärke) des erfassten Lichts abhängt. Im Folgenden werden, übereinstimmend mit der vorstehenden Hintergrundbeschreibung, die Detektorelemente als Detektorpixel oder einfach als Pixel bezeichnet.

Immer noch auf 1 bezugnehmend ist der Detektor 22 mit einer Akquisitionsschaltung 28 verlinkt, die ihrerseits an die Datenbank 30 angelinkt ist. Wie die Bezeichnung andeutet, ist die Akquisitionsschaltung 28 so aufgebaut, dass sie während eines Datenakquisitionsvorgangs Daten von dem Detektor 22 akquiriert, und nach Akquirierung der Daten von dem Detektor 22, speichert die Schaltung 28 die akquirierten Daten als getrennte Röntgenbilder oder Bilderdatensätze in der Datenbank 30 ab.

Der Systemprozessor 36 steuert den Gesamtfunktionsablauf des bildgebenden Systems 14. In diesem Zusammenhang ist der Prozessor 36 mit der Energieversorgung 16, der Akquisitionsschaltung 28 und der Datenbank 30 vernetzt. Außerdem ist der Prozessor 36 an das Detektorsteuergerät 27 so angelinkt, dass er die Funktion des Detektors 22 während der Datenakquisition und auch während verschiedener Inbetriebssetzungsvorgänge steuert. Außerdem ist der Prozessor 36 mit dem Benutzerinterface 38 im Sinne einer 2-Wegekommunikation mit demselben verlinkt. Auf diese Weise kann der Prozessor über das Interface 38 Systembefehle empfangen und dem Interface 38 Informationen zur Darstellung für einen Systembenutzer liefern.

Das Interface 38 ist eine Computerworkstation, die ein Display 12 und irgendeine Art Eingabevorrichtung oder -vorrichtungen beinhaltet, die es einem Systembenutzer erlauben Steuerinformationen in das System 14 einzugeben. In 1 können beispielhafte Eingabevorrichtungen eine Tastatur 20 und eine Maus 34 aufweisen, die dazu verwendet werden können, einen Anzeige- und Wählcursor in bei Computern bekannter Art auf dem Display 12 zu steuern.

Ein beispielhaftes Display-Bildschirm 69 ist in 2 veranschaulicht. Bei wenigstens einigen Ausführungsformen der Erfindung beinhaltet ein beispielhaftes Bildschirmbild zwei verschiedene Bereiche mit einem Bildbereich 40 und einem Benutzerinterfacebereich 42 an der Unterseite des Bildschirmbildes. Wie die Bezeichnung andeutet, wird der Bildbereich 40 dazu verwendet, einem Systembenutzer Röntgenbilder zur Untersuchung zu liefern. In ähnlicher Weise dient, wie die Bezeichnung ebenfalls angibt, der Interfacebereich 42 dazu, den Schnittstellenverkehr mit einem Systembenutzer zu erleichtern, und zu diesem Zweck sind eine Anzahl wählbarer Icons 48, 49, 50, 42, 55, etc., vorgesehen. Es können auch andere Interface-Bildschirmdarstellungen oder -layouts, wie auch andere Arten von Interfaces vorgesehen sein.

Nochmals bezugnehmend auf 1 kann zusätzlich zu der Verwendung zur Speicherung von Bildern, die Datenbank 30 auch dazu verwendet werden, verschiedene andere Arten von Informationen zu speichern, die von dem Prozessor 36 zur Durchführung von erfindungsgemäßen Verfahren benötigt werden. In diesem Zusammenhang kann eine andere Art von Informationen, die in der Datenbank 30 gespeichert werden können verschiedene Arten von Maps schlechter Pixel (BP), die von dem Prozessor 36 benötigt werden, beinhalten. So kann z.B. in der Datenbank 30, jeweils getrennt für sich, eine Hersteller-BP-Map, eine System-BP-Map, eine Ausführungszeit-BP-Map und eine kombinierte BP-Map, (d.h. die die Kombination schlechter Pixel in der Map des Herstellers, des Systems und der Ausführungszeit beinhaltende, kombinierte Map) gespeichert sein. Zusätzlich kann, nachdem ein Benutzer eine BP-Map definiert hat, die benutzerdefinierte BP-Map in der Datenbank 30 gespeichert werden.

Außerdem kann nachdem eine benutzerdefinierte BP-Map erzeugt wurde, in der Datenbank 30 eine upgedatete kombinierte BP-Map gespeichert werden, die eine Kombination der kombinierten BP-Map und der benutzerdefinierten BP-Map beinhaltet. Es sei hier angenommen, dass eine Anzahl der oben genannten Maparten (z.B. eine Hersteller-, eine System-, eine Ausführungszeit-, eine benutzerdefinierte, eine kombinierte und eine upgedatete kombinierte Map) in der Datenbank 30 gespeichert seien, wobei jeweils eine eigene getrennte Map jeder Mapart einem bei dem System 14 jeweils benutzten eigenen Röntgenenergiebereich (z.B. Kardiologie, Mammographie, Angiographie, Radiographie) entspricht. Darüberhinaus können benutzerdefinierte Maps für verschiedene Systembenutzer gespeichert werden, so dass z.B. drei verschiedene Radiologen ihre eigenen benutzerdefinierten Maps für den Detektor 22 speichern können.

Eine andere Art von in der Datenbank 30 gespeicherten Informationen beinhaltet Programme, die von dem Prozessor 36 dazu benötigt werden, Ersatzpixelwerte für Pixel in einer Map schlechter Pixel zu erzeugen. Es gibt viele verschiedene Algorithmen, die dazu verwendet werden können Ersatzpixelwete zu erzeugen, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf irgendeinen Algorithmus oder einen Subset von Algorithmen beschränkt. Zum besseren Verständnis eines beispielhaften Algorithmus, der die Basis für ein von dem Prozessor 36 durchgeführtes Pixelwertersatzprogramm ziefern kann, kann auf die US-Patentschrift 5,657,400 Bezug genommen werden, die am 12. August 1997 mit dem Titel „Automatic Identification and Correction of Bad Pixels in a Large Area Solid State X-Ray-Detector" veröffentlicht wurde und die hinsichtlich der Erläuterungen von Pixelersatzalgorithmen durch Bezugnahme darauf hier mit eingeschlossen wird.

Eine noch andere Art von Informationen, die in der Datenbank 30 gespeichert werden können, beinhaltet eine Schwell- oder Grenzwertinformation für die Identifizierung schlechter Pixel, die verwendet werden kann, damit der Prozessor 36 einen Satz möglicherweise schlechter Pixel in einem Röntgenbild in der Weise erkennt, dass er Pixelintensitätswerte mit den Werten benachbarter Pixel vergleicht.

Allgemein gesprochen, kann unter erneuter Bezugnahme auf 1 und unter der Annahme, dass anfänglich eine kombinierte BP-Map in der Datenbank 30 gespeichert ist, das bildgebende System 14 dazu verwendet werden, Röntgenbilddaten (d.h. einen Satz von Pixelintensitätssignalen) zu akquirieren, die als ein Bilddatensatz in der Datenbank 30 gespeichert werden. Daran anschließend führt der Prozessor 36 ein Pixelsignalersatzprogramm durch, um in dem Bildsatz für jedes Pixel in einer kombinierten BP-Map Ersatzpixel zu erzeugen, wobei er die sich ergebenden Daten als korrigierten Bilddatensatz in der Datenbank 30 speichert.

Bezugnehmend auch auf 2 kann der Prozessor 36 dann dazu verwendet werden, ein dem Bilddatensatz entsprechendes korrigiertes Bild in dem Bildbereich 40 darzustellen. Das beispielhafte Bild in 2 beinhaltet einen Umriss 44 eines Patiententorso und irgendeine innere anatomische Struktur 54. Sowohl der Umriss 44 als auch die anatomische Struktur 54 sind mit verhältnismäßig starken Linien ausgezogen, um die Struktur von anderen in dem Bildraum 40 dargestellten Strukturen zu unterscheiden.

Wie oben erläutert, werden, wenn irgendwelche Pixel des Detektors 22 (z.B. Detektorelemente) schadhaft oder „schlecht" sind und diese Pixel nicht in der Map schlechter Pixel enthalten sind, die den schlechten Pixeln entsprechenden Pixelsignalwerte nicht ersetzt und treten deshalb als Diskontinuitäten oder Unregelmäßigkeiten in dem in dem Bildraum 40 dargestellten resultierenden Bild in Erscheinung. In 2 sind Irregularitäten oder Diskontinuitäten die maskierbaren schlechten Pixeln entsprechen, welche in der kombinierten Map schlechter Pixel nicht beinhaltet sind, mit dünnen Linien hervorgehoben. Zwei Bereiche mit maskierbaren schlechten Pixeln sind mit den Bezugszeichen 56 bezeichnet.

Zu bemerken ist, dass wenn sie nicht mit Absicht so wie in 2 hervorgehoben sind, die von maskierbaren schlechten Pixeln hervorgerufenen Irregularitäten und Diskontinuitäten nicht so augenfällig in Erscheinung treten wie sie in 2 veraschaulicht sind. So können z.B. Irregularitäten, anstatt dass sie als umrissene Unregelmäßigkeiten wie in 2 in Erscheinung treten, einfach ein Pixel oder einen Satz angrenzender Pixel beinhalten, die niedrigere oder höherer Intensitätswerte aufweisen als im Vergleich zu den Intensitäten von die schlechten Pixel umgebenden Pixeln erwartet werden könnte. Mit anderen Worten, können die Wirkungen maskierbarer schlechter Pixel einfach Unterschiede in der Pixelhelligkeit sein.

Unter weiterer Bezugnahme auf die 1 und 2 erkennt der Prozessor 36 erfindungsgemäß einen Satz möglicherweise schlechter Pixel (z.B. die Bereiche 56) in 2 in Abhängigkeit von von Detektorpixeln hervorgerufenen Signalintensitätsunterschieden und bezeichnet dann dem Systembenutzer den möglicherweise schlechten Pixelsatz. So kann z.B. in 2 der Prozessor 36 das in dem Raum 40 wiedergegebene Bild liefern, bei dem möglicherweise schlechte Pixel durch eine dünne Linie gekennzeichnet sind, die ein schlechtes Pixel oder eine Anzahl angrenzender schlechter Pixel identifiziert. Demgemäß werden, während möglicherweise schlechte Pixel ohne Hilfe des Prozessors 36 nicht so augenfällig wie in 2 in Erscheinung treten, die möglicherweise schlechten Pixel, nachdem der Prozessor 36 ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt hat, in der Tat so markiert, wie dies gemäß wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht ist, um einen Systembenutzer bei der Identifizierung des maskierbaren möglicherweise schlechten Pixelsatzes zu unterstützen.

Es ist denkbar, dass ein Systembenutzer den Wunsch hat, ein Bild, bei dem ein Satz möglicherweise schlechter Pixel wie in 2 hervorgehoben ist, zu betrachten oder alternativ ein Bild ohne Hervorhebung des Satzes der möglicherweise schlechten Pixel zu betrachten. Aus diesem Grunde kann bei wenigstens einigen Ausführungsformen der Erfindung ein Kippschalter vorgesehen sein, der es dem Benutzer erlaubt, zwischen einem Bild, bei dem möglicherweise schlechte Pixel nicht hervorgehoben sind und einem Bild, wie dem Bild nach 2 hin- und herzuschalten, bei dem möglicherweise schlechte Pixel hervorgehoben sind. In 2 ist der Kippschalter in Gestalt eines durch eine Maus anwählbaren Icons 48 verwirklicht, das, wenn es angewählt wurde, die Hervorhebung des Satzes möglicherweise schlechter Pixel unterdrückt.

Um das Icon 48 anzuwählen oder um zum gleichen Zweck irgendwelche andere, zu diesem Zwecke vorgesehene und angezeigte Icons anzuwählen, kann die Maus 34 (1) dazu verwendet werden, den Cursor 46 auf dem Bildschirm 12 so zu bewegen, dass er auf das hinzeigt, was der Benutzer gerade anzuwählen wünscht, worauf irgendeine Art Maus-Wahlauslösung ausgeführt werden kann.

Wenigstens einige Ausführungsformen der Erfindung ziehen auch in Erwägung, dass ein Systembenutzer lediglich einen Teilsatz von Pixeln auswählen will, die ein Prozessor 36 als Pixelsatz möglicherweise schlechter Pixel identifiziert. Dazu kann der Benutzer den Cursor 46 zu irgendeinem der hervorgehobenen, möglicherweise schlechten Pixel in dem Bildraum 40 bewegen und durch Anklicken einer der Maustasten die jeweils hervorgehobene Unregelmäßigkeit (Irregularität) anwählen. Sobald bei wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung eine markierte Unregelmäßigkeit ausgewählt ist, kann der Prozessor 36 die ausgewählte Unregelmäßigkeit auf eine zweite Weise markieren, die sich von der Art unterscheidet, in der Unregelmäßigkeiten anfänglich auf dem Bildschirm 12 hervorgehoben wurden. So kann z.B. die anfängliche dünne Umschreibung jeder Unregelmäßigkeiten zunächst in einer ersten Farbe erscheinen während von dem Benutzer gewählte/akzeptierte Unregelmäßigkeiten unter Verwendung einer zweiten Farbe hervorgehoben werden.

Nachdem eine oder mehrere Unregelmäßigkeiten möglicherweise schlechter Pixel in dem Raum 40 markiert wurden, kann der Benutzer das Icon 52 anwählen, wodurch er dem Prozessor 36 anzeigt, dass der Benutzer lediglich den markierten Teilsatz in dem Raum 40 dargestellter, möglicherweise schlechter Pixel wählt. Wenn ein Benutzer alle der auf dem Bildschirm von dem Prozessor 36 hervorgehobenen möglicherweisen schlechten Pixel akzeptieren will, kann der Benutzer das Icon 50 anwählen.

Zusätzlich zu der Möglichkeit, einen Teilsatz oder alle Pixel des Satzes der von dem Prozessor als möglicherweise schlecht identifizierten Pixel auszuwählen, ist es denkbar, dass ein Benutzer auch den Wunsch haben kann, anhand subjektiver Benutzerkriterien andere Bildpixel unabhängig davon als schlechte Pixel zu identifizieren. Dazu kann bei wenigstens einigen Ausführungsformen der Erfindung ein Benutzer den Cursor 46 in der Weise einsetzen, dass er zusätzlich zu den von dem Prozessor identifizierten Pixeln Pixel zum Einfügen in den Satz benutzergewählter schlechter Pixel ausgewählt. Wie im Fall von durch den Prozessor identifizierten und von dem Benutzer akzeptierten schlechten Pixeln können von dem Benutzer identifizierte und ausgewählte schlechte Pixel in irgendeiner Art und Weise hervorgehoben werden, um diese Pixel von anderen Pixeln, die nicht ausgewählt wurden, zu unterscheiden.

Nachdem alle oder ein Teilsatz der von dem Prozessor identifizerten, möglicherweise schlechten Pixel ausgewählt und von dem Systembenutzer akzeptiert wurden, wählt der Benutzer das Speichericon 49, womit der Prozessor 36 die benutzerdefinierte BP-Map in der Datenbank 30 für die nachfolgende Verwendung abspeichert. Außerdem kombiniert der Prozessor 36 bei wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die benutzerdefinierte BP-Map mit der kombinierten BP-Map um eine upgedatete kombinierte BP-Map zur Korrektur der Röntgenbilddatensätze während nachfolgender Funktionsabläufe zu erzeugen. Außerdem verwendet der Prozessor 36 bei einigen Ausführungsformen der Erfindung die upgedatete kombinierte BP-Map zur Korrektur des Bildes, das der Benutzer zur Identifizierung der benutzerdefinierten BP-Map verwendet hat.

Das von dem Prozessor 36 zur Identifizierung des Satzes möglicherweise schlechter Pixel benutze Programm kann verschiedener Art sein, und im Interesse der Vereinfachung der Erläuterung wird im Folgenden ein sehr einfaches Programm beschrieben. Trotzdem ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung auch wesentlich komplizierter Algorithmen und Verfahren zur automatischen Identifizierung eines möglicherweise schlechten Pixelsatzes in Betracht zieht.

Eine einfache Regel die zum Erkennen eines möglicherweise schlechten Pixels verwendet werden kann, besteht darin, den einem Pixel zugeordneten Intensitätssignalwert mit den angrenzenden Pixeln zugeordneten Intensitätswerten zu vergleichen. Wird beispielsweise ein Röntgenstrahl durch ein Stück eines im Wesentlichen homogenen Fleisches geleitet, so ist zu erwarten, dass aneinander angrenzende Pixel, die Teile des durch eine gleiche Dicke homogenen Fleisches durchtretenden Röntgenstahls empfangen, auch gleiche Intensitätssignalwerte erzeugen. Aus diesem Grunde kann eine exemplarische Regel darin bestehen, dass unter der Annahme eines maximalen Pixelintensitätssignals von 10 und eines im Wesentlichen homogenen Querschnitts gleichmäßiger Dicke in der Anatomie eines Patienten, aneinander angrenzende Pixelintensitätswerte innerhalb von drei Intensitätseinheiten beieinander liegen müssen, um gültig zu sein. Demgemäß wird die gültige Intensitätsabweichung allgemein als eine akzeptable maximale Pixelabweichung bezeichnet. Wenn beispielsweise erste und zweite aneinander angrenzende Pixel einen Intensitätswert von 7 bzw. 6 Einheiten aufweisen, ist anzunehmen, dass beide Pixelwerte gültig sind und das die entsprechenden Detektorpixel ordnungsgemäß arbeiten.

Bezugnehmend auf 3 ist dort jedoch ein Teilsatz beispielhafter Pixel veranschaulicht, bei dem die Zahlen in jedem Pixel dem jeweiligen Signalintensitätswert entsprechen. Wie dargestellt, ist ein Pixel 122 mit einem Intensitätswert von 2 von zwei anderen Pixeln umgeben, von denen jedes einen Intensitätswert von 7 aufweist. In diesem Falle wird bei Vergleich der Intensität des Pixels 122 mit der Intensität eines rechts davon veranschaulichten Pixels 123 unter Anwendung der gleichem oben beschriebenen maximalen Pixelabweichungregel (z.B. dass die Maximalabweichung zwischen an einander angrenzenden Pixeln 3 Einheiten betragen darf) angenommen, dass eines der beiden Pixel 122 oder 123 schlecht ist. Durch Vergleich anderer Intensitätssignalwerte, die an die Pixel 122, 123 angrenzenden Pixeln entsprechen, mit den Werten der Pixel 122, 123, kann festgestellt werden, welches der beiden Pixel 122, 123 schlecht ist. Wie z.B. in 3 dargestellt, haben alle Pixel, mit Ausnahme des Pixels 122, die das Pixel 123 umgeben, Intensitätssignalwerte innerhalb der akzeptablen Pixelabweichung (von z.B. 3 Einheiten) des dem Pixel 123 entsprechenden Wertes, während alle den das Pixel 122 umgebenden Pixeln zugeordneten Signalwerte sich von dem dem Pixel 122 zugeordneten Wert um mehr als 3 Einheiten unterscheiden. Demgemäß identifiziert die Anwendung der 3-Einheiten-Abweichungregel leicht das Pixel 122 als das möglicherweise Schlechte.

Regeln zur Identifizierung schlechter Pixel sind schwieriger anzuwenden, wenn Gruppen aneinander angrenzender schlechter Pixel vorliegen. Wiederum bezugnehmend auf 3 sei beispielsweise angenommen, dass das Pixel 122, das Pixel 123 und die beiden darüber liegenden Pixel 125, 127 jeweils schlecht sind und jeweils Intensitätswerte von 2 Einheiten liefern. In diesem Fall ist ein Vergleich aneinander angrenzender Intensitätswerte zur Identifizierung möglicherweise schlechter Pixel nicht so eindeutig, wie in dem vorgenannten Fall. Dessen ungeachtet wird durch Vergrößerung des Bereichs von Pixelwerten, die zur Identifizierung schlechter Pixel miteinander verglichen werden, die Genauigkeit erhöht. Wenn z.B. der Vergleich unmittelbar aneinander angrenzender Pixelwerte verhältnismäßig unsichere Ergebnisse liefert, kann der Bereich miteinander verglichener Pixelwerte automatisch soweit ausgedehnt werden, dass er die nächstliegenden angrenzenden Pixel mit umfasst, die einen fraglichen Pixelwert umgeben. In einigen Fällen kann der Vergleich des nächstfolgenden Satzes noch keine zuverlässigen Ergebnisse liefern, und in diesem Falle können die Ergebnisse verworfen oder der Bereich miteinander verglichener Pixel weiter vergrößert werden. Wenn aber ein weiter gespannter Pixelvergleich zuverlässigere Ergebnisse liefert, können die zuverlässigen Ergebnisse dazu verwendet werden, spezielle Pixel für den Systembenutzer als möglicherweise schlechte Pixel zu kennzeichnen.

Die Tests zur Identifizierung schlechter Pixel können, abhängig von verschiedenen Faktoren, möglicherweise unterschiedlich sein. So kann sich z.B. der Identifiktationstest schlechter Pixel als Funktion des zur Erzeugung eines Bilddatensatzes verwendeten Röntgenenergieniveaus ändern. In diesem Falle ist, wenn ein Röntgenstrahl verhältnismäßig geringer Energie verwendet wird, die erwartete Abweichung zwischen an einander angrenzenden Pixelintensitäten verhältnismäßig kleiner, als wenn Röntgenstrahlen verhältnismäßig hoher Energie zur Signalerzeugung benutzt werden.

Als anderes Beispiel ist die erwartete Abweichung zwischen aneinander angrenzenden Pixelsignalintensitäten typischerweise abhängig davon, welcher Teil der Anatomie eines Patienten abgebildet wird. In diesem Zusammenhang gilt, dass, wenn es bekannt ist, dass ein abzubildendes Objekt (z.B. der Torso eines Patienten), eine Struktur aufweist, die Röntgenstrahlen unterschiedlich abschwächt, das Schwellwertniveau akzeptabler Abweichungen zwischen Pixelintensitäten auch hoch sein soll. In ähnlicher Weise soll, wenn bekannt ist, dass ein abzubildendes Objekt typischerweise keine Struktur/Substanz enthält, die in kleinen Gebieten Röntgenstrahlen unterschiedlich abschwächt, das Schwellwertniveau akzeptabler Pixelabweichungen zur Identifizierung eines möglicherweise schlechten Pixels verhältnismäßig nieder sein. Demgemäß ist es denkbar, dass der Prozessor 36, abhängig von dem Röntgenenergieniveau und der Art der auszuführenden Bildgebung, bei wenigstens einigen Ausführungsformen der Erfindung verschiedene Schwellwertniveaus zur Identifizierung schlechter Pixel benutzt. Auch andere Faktoren können das Schwellwertniveau beeinflussen, und es versteht sich deshalb, dass die beiden im Vorstehenden beschriebenen Beispiele nicht erschöpfend, sondern lediglich beispielhaft sind.

Bezugnehmend nun auf 4 ist dort eine Schwellwerttabelle 100 zur Identifizierung schlechter Pixel veranschaulicht. Die Tabelle 100 hat drei Spalten, einschließlich einer Röntgenenergiespalte 102, einer Spalte 104 für den Typ der Bildgebung und einer Spalte 106 einer akzeptablen maximalen Pixelabweichung. Die Spalte 102 beinhaltet typische Röntgenenergieniveaus, die zur Erzeugung des Strahls 17 in 1 verwendet werden. Für jedes Energieniveau 1 in Spalte 102 beinhaltet die die Bildgebungstype angebende Spalte 104, wie mit deren Bezeichnung andeutet, eine Liste von Bildgebungstypen, die bei diesem Energieniveau eingesetzt werden können. Beispielsweise für das Energieniveau 1 in Spalte 102 beinhaltet die Spalte 104 Mammografie, Angiographie usw. Für jede Kombination Energieniveau/Art der Bildgebung in den Spalten 102 bzw. 104 gibt die Spalte 106 einen akzeptablen maximalen Pixelabweichungwert an. So kann z.B., wie oben beschrieben, eine Maximalabweichung 3 Einheiten betragen, und wenn deshalb aneinander angrenzende Pixel Pixelintensitätssignalwerte aufweisen, die sich um mehr als 3 Einheiten voneinander unterscheiden, wird angenommen, dass eines der aneinander angrenzenden Pixel schlecht ist.

Bezugnehmend wiederum auf 1 werden vor der Durchführung eines der erfindungsgemäßen Verfahren die kombinierte BP-Map, das Pixelersatzprogramm, das BP-Identifikationsprogramm und die BP-Identifizierungs-Schwellwerttabelle 100 (vgl. wiederum 4) in der Datenbank 30 so gespeichert, dass sie für den Prozessor 36 zugänglich sind. Um einen Bildgebungsvorgang auszuführen, wird ein Patient 19 auf einer Auflagefläche der Liege 20 gelagert, und der Patient und die Liege werden zwischen die Quelle 18 und den Detektor 20 so eingebracht, dass der abzubildende Teil des Patienten 19 in dem bildgebenden Bereich liegt.

Bezugnehmend auf 5 ist dort ein beispielhaftes erfindungsgemäßes Verfahren veranschaulicht. In dem Block 62 wird die Quelle 18 eingeschaltet, um einen Röntgenstrahl 17 mit einem bekannten Energieniveau zu erzeugen, der durch den abzubildenden Teil des Patienten 19 geleitet wird, wobei durch den Patienten 19 durchgehende Röntgenstrahlen auf die Detektorfläche des Detektors 22 auftreffen. Der Detektor 22 erzeugt einen Ausgangs- oder Anfangsbilddatensatz, der den erfassten Röntgenstrahlen entspricht. Die Schaltung 28 erhält den Ausgangsbilddatensatz und speichert den Satz in der Datenbank 30 ab.

In dem Block 64 greift der Prozessor 36 auf die bekannte kombinierte Map schlechter Pixel für das bei dem Akquisitionsschritt 62 verwendete Röntgenenergieniveau aus der Datenbank 30 zu. In dem Block 66 führt der Prozessor 36 das Pixelwert-Ersatzprogramm in der Datenbank 30 aus, um für jedes schlechte Pixel in der kombinierten Map schlechter Pixel einen Ersatzpixelwert zu erzeugen. Die Ersatzwerte werden mit den Pixelwerten des Ausgangsbilddatensatzes, die in der kombinierten Map schlechter Pixel nicht enthaltenen Pixeln entsprechen, kombiniert, um einen korrigierten Bilddatensatz zu erzeugen, der ebenfalls in der Datenbank 30 abgespeichert wird.

Bezugnehmend noch auf 5 und auch auf 4 greift in dem Block 68 der Prozessor 36 auf die Schwellwerttabelle 100 zur Identifizierung schlechter Pixel zu und erkennt die akzeptable maximale Pixelabweichung aneinander angrenzender Pixel in Spalte 106 in Abhängigkeit sowohl des bei der Erzeugung des vorläufigen Bilddatensatzes verwendeten Röntgenenergieniveaus, als auch von der Art der durchgeführten Bildgebung (z.B. karidiologisch, mamografisch etc.). Der Prozessor 36 benutzt die maximale Pixelabweichung dazu, den Satz möglicherweise schlechter Pixel in dem korrigierten Bild zu identifizieren indem er das in der Datenbank 30 gespeicherte BP-Identifikationsprogramm durchführt.

In dem Block 70 zeigt der Prozessor 36 über das Display 12 das korrigierte Bild dem Benutzer. In dem Block 72 hebt der Prozessor 36 bei wenigstens einigen Ausführungsformen der Erfindung automatisch die möglicherweise schlechten Pixel in dem korrigierten Bild hervor und stellt dem Benutzer Pixelwählwerkzeuge zur Verfügung, zu denen beispielsweise der Maussteuercursor 46 und die Annahme- und Wählicons 50 bzw. 52 (vgl. wiederum 2), gehören. Alternativ kann der Prozessor 36 dem Benutzer lediglich das korrigierte Bild liefern und dem Benutzer eine Option anbieten, den von dem Prozessor identifizierten Satz möglicherweise schlechter Pixel beispielsweise dadurch zu betrachten, dass er das in dem Raum 42 vorhandene, kippschalterähnliche Icon 48 anwählt.

Im Weiteren bestimmt der Prozessor 36 in dem Block 74, ob irgendwelche schlechten Pixel von dem Systembenutzer akzeptiert wurden oder nicht. Wie oben erläutert, können schlechte Pixel derart ausgewählt werden, dass entweder alle vom Prozessor identifizierten schlechten Pixel akzeptiert werden, dass ein Teilsatz der möglicherweise schlechten Pixel ausgewählt wird, dass von dem Prozessor identifizierte schlechte Pixel ausgewählt und Wählwerkzeuge dazu benutzt werden, zusätzliche, benutzeridentifizierte schlechte Pixel den von dem Prozessor identifizierte Pixeln hinzuzufügen, oder dass, unabhängig von dem von dem Prozessor hervorgehobenen Satz, einfach schlechte Pixel ausgewählt werden. Wurden keine schlechten Pixel akzeptiert, so geht die Steuerung wieder zu dem Block 72 zurück, bei dem der Prozessor fortfährt, das Bild und die möglicherweise schlechten Pixel anzuzeigen. Werden in dem Block 74 schlechte Pixel akzeptiert, geht die Steuerung zu dem Block 76 in dem der Prozessor 36 die ausgewählten schlechten Pixel dem kombinierten Satz schlechter Pixel hinzufügt, um damit einen upgedateten kombinierten Satz schlechter Pixel zu erzeugen. In dem Block 78 speichert der Prozessor 36 den akzeptierten Satz schlechter Pixel als Satz benutzerdefinierter schlechter Pixel. In dem Block 80 speichert der Prozessor 36 den upgedateten kombinierten Satz schlechter Pixel. In dem Block 82 greift der Prozessor 36 wieder auf den vorläufigen Bilddatensatz in der Datenbank 30 zu und erzeugt für jedes Pixel in der upgedateten kombinierten Map schlechter Pixel einen Ersatzpixelwert. Die Ersatzpixelwerte werden bei Pixeln, die in der upgedateten kombinierten Map schlechter Pixel nicht enthalten sind, mit den ursprünglichen Pixelwerten kombiniert, um ein endgültiges korrigiertes Bild zu erzeugen. In dem Block 84 wird das endgültige korrigierte Bild dem Benutzer über das Interfacedisplay 12 angezeigt.

Einige Ausführungsformen der Erfindung beinhalten zusätzliche nützliche Merkmale, die dazu verwendet werden können, einen Systembenutzer dabei zu unterstützen, eine optimale benutzerdefinierte Map schlechter Pixel auszuwählen. Ein Zusatzmerkmal, nämlich ein Einstellwerkzeug für den Schwellwert der Pixelabweichung, gestattet es einem Systembenutzer, das von dem Prozessor 36 bei der Durchführung des BP-Identifikationsprogramms verwendete, akzeptable maximale Pixelabweichungniveau von Hand abzuändern. In diesem Zusammenhang kann, wenn ein Systembenutzer ein unter Verwendung der anfänglichen kombinierten BP-Map zusammen mit hervorgehobenen, von dem Prozessor als möglicherweise schlechte Pixel identifizierten Pixeln erzeugtes Bild betrachtet, der Benutzer entscheiden, dass ein erster Teilsatz der hervorgehobenen Pixel als schlecht markiert wird, während ein mit dem ersten Teilsatz verschachtelter zweiter Teilsatz nicht als schlecht markiert wird. Dabei ist allerdings, wiederum unter der Annahme von 300, von dem Prozessor identifizierten, möglicherweise schlechten Pixeln der Vorgang der von Hand erfolgenden Auswahl des ersten Teilsatzes von als schlecht zu markierenden Pixeln mühsam, um ein Weniges zu sagen.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel haben in vielen Fällen die meisten Pixel in dem zweiten Teilsatz (z.B. die Pixel, die der Benutzer nicht als schlecht markieren will), Wertabweichungen bezüglich angrenzender Pixelwerte, die kleiner sind, als die Abweichungen zwischen Pixelwerten in dem ersten Teilsatz und daran angrenzenden Pixelwerten. Angenommen z.B., der Prozessor 36 benutzte eine maximale Pixelabweichung von 3 Einheiten zur Identifizierung der möglicherweise schlechten Pixel, wird in den meisten Fällen der erste Pixelteilsatz einen größeren Prozentsatz von Pixeln mit Abweichungen von 4 Einheiten oder mehr als der zweite Teilsatz beinhalten.

Bezugnehmend nochmals auf 2 wird in dem Raum 42 ein Abweichungschwellwert-Interfacewerkzeug 55 zur Verfügung gestellt, das es dem Benutzer gestattet, die von dem Prozessor 36 bei der Durchführung des BP-Identifizierungsprozesses angewandte Abweichung zu verändern. Das Interfacewerkzeug 55 beinhaltet nach oben und nach unten gerichtete Pfeile, um die angewandte Abweichung zu vergrößern bzw. zu verkleinern. Wird einer der Abweichungpfeile gewählt, so führt der Prozessor 36 das BP-Identifikationsprogramm von neuem mit der neuen Abweichung durch und updatet den Satz möglicherweise schlechter Pixel, der in dem Bildbereich 40 hervorgehoben ist. Die Abweichung kann sowohl vergrößert als auch verkleinert werden, wobei eine Abweichungverkleinerung (z.B. von drei Einheiten auf 2 Einheiten) bewirkt, dass die Zahl der von dem Prozessor identifizierten, möglicherweise schlechten Pixel steigt.

Denkbar ist außerdem, dass ein Benutzer das Interfacewerkzeug 55 zusammen mit anderen Interfacewerkzeugen dazu verwendet, alle Pixel mit verhältnismäßig großen Abweichungswerten auszuwählen und dann zweifelhafte, möglicherweise schlechte Pixel einer genaueren Untersuchung zu unterziehen. So kann ein Benutzer z.B. den Abweichungschwellwert auf 5 Einheiten oder mehr erhöhen, womit bei dem vorgenannten Beispiel, der ursprünglich 300, möglicherweise schlechte Pixel umfassende Satz auf 75 möglicherweise schlechte Pixel reduziert wird. Anschließend kann der Benutzer die 75 möglicherweise schlechten Pixel (z.B. durch Anwählen des Icons 50) insgesamt auswählen und diese Pixel zu der benutzerdefinierten BP-Map hinzufügen. Als nächstes kann der Benutzer eine Abweichung von zwischen 3 und 4 festlegen, um die verbleibenden 225 Pixel der ursprünglichen 300 möglicherweise schlechten Pixel für eine genauere Betrachtung auf dem Display darzustellen. Damit kann der Benutzer einen Teilsatz von 225 Pixeln dazu auswählen, der Benutzermap vor der Anwahl des Icons 49 zur Speicherung der benutzerdefinierten Map hinzugefügt zu werden.

Um den Schutzbereich der Erfindung der Öffentlichkeit mitzuteilen, werden die nachfolgenden Patentansprüche aufgestellt:


Anspruch[de]
  1. Einrichtung zur Verwendung bei einem Detektorsystem, das einen ebenen panelförmigen Festkörperdetektor (22) und einen Bildprozessor (36) beinhaltet, bei dem der Detektor eine Anzahl Pixel aufweist, jedes Pixel ein Ausgangsintensitätssignal erzeugt, die vorläufigen Signale gemeinsam ein Ausgangsbild definieren, der Prozessor nach dem Erzeugen der Signale eine Ausgangsmap schlechter Pixel speichert, die einen bekannten Satz schlechter Pixel beinhaltet, der Prozessor Intensitätssignale, die anderen Pixeln als den Pixeln des Satzes schlechter Pixeln entsprechen automatisch dazu verwendet, für jedes Pixel des Satzes schlechter Pixel jeweils ein Ersatzintensitätssignal zu erzeugen und in der Weise ein korrigiertes Bild herzustellen, wobei eine Einrichtung zur Identifizierung zusätzlicher schlechter Pixel vorgesehen ist, und diese Einrichtung aufweist:

    Einen Prozessor (36) der nach dem Erfassen der Bilddaten das Ausgangsbild und/oder das korrigierte Bild untersucht, um einen zusätzlichen Satz möglicherweise schlechter Pixel zu identifizieren der Pixel mit unerwarteten Werten beinhaltet; und bei der ein Interface (69) vorgesehen ist, um den Satz möglicherweise schlechter Pixel einem Systembenutzer anzuzeigen.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Interface (69) auch ein Werkzeug (50, 52) zur Annahme wenigstens eines Teilsatzes des möglicherweise schlechten Pixelsatzes liefert, wobei der Prozessor, wenn ein Teilsatz von einem Benutzer akzeptiert wird, den akzeptierten Teilsatz dem bekannten Satz schlechter Pixel hinzufügt, um eine upgedatete Map schlechter Pixel zu erzeugen.
  3. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der der Prozessor (36), wenn nach der Erzeugung der upgedateten Map schlechter Pixel ein Teilsatz von einem Benutzer akzeptiert wird, die anderen Pixeln wie den Pixeln der upgedateten Map schlechter Pixel entsprechenden vorläufigen Intensitätssignale dazu verwendet, für jedes Pixel der upgedateten Map schlechter Pixel jeweils ein Ersatzintensitätssignal zu erzeugen, um ein endgültiges Bild herzustellen und bei dem das endgültige Bild dem Benutzer über das Interface (69) angezeigt wird.
  4. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der die upgedatete Map schlechter Pixel als Ausgangsmap schlechter Pixel für eine nachfolgende Signalkorrektur gespeichert (80) wird.
  5. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der das Annahmewerkzeug ein Werkzeug (50) beinhaltet, das es dem Benutzer erlaubt, den gesamten Satz möglicherweise schlechter Pixel zu akzeptieren.
  6. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der das Annahmewerkzeug ein Werkzeug (52) beinhaltet, das es dem Benutzer gestattet, dem von dem Prozessor (36) vor der Annahme des Teilsatzes identifizierten Satz möglicherweise schlechter Pixel Bildpixel hinzuzufügen oder Bildpixel von diesem abzuziehen.
  7. Einrichtung nach Anspruch 6, bei der das Werkzeug dem Benutzer das korrigierte Bild (40) liefert und den Satz möglicherweise schlechter Pixel auf dem korrigierten Bild anzeigt.
  8. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der der Prozessor Pixel des Satzes möglicherweise schlechter Pixel dadurch identifiziert, dass er bei jedem Pixel die jeweilige Pixelsignalintensität mit den Signalintensitäten von nahe dem jeweiligen Pixel (68) befindlichen Pixeln vergleicht und, wenn eine Abweichung zwischen der dem speziellen Pixel entsprechenden Signalintensität und den den nahestehenden Pixeln entsprechenden Signalintensitäten ein Schwellwertniveau übersteigt, das spezielle Pixel als ein Pixel des Satzes möglicherweise schlechter Pixel identifiziert.
  9. Einrichtung nach Anspruch 8, bei der die Abweichung (55) durch den Benutzer wählbar ist.
  10. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der das Werkzeug dem Benutzer das korrigierte Bild (40) liefert und auf dem korrigierten Bild den Satz möglicherweise schlechter Pixel anzeigt.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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