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Korrektur von Projektionsfehlern bei Ganzkoerperroentgenaufnahmen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000190395D
Published in the IP.com Journal: Volume 9 Issue 12A (2009-12-10)
Included in the Prior Art Database: 2009-Dec-10
Document File: 7 page(s) / 204K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Die klassische Radiographie bzw. Fluoroskopie steht zunehmend unter dem Einfluss digitaler Roentgendetektoren. Zu den digitalen Technologien zaehlen unter anderen Bildverstaerkerkamerasysteme, basierend auf Fernseh- oder CCD-Kameras (CCD: Charge Coupled Device), Speicherfoliensysteme mit integrierter oder externer Ausleseeinheit, Systeme mit optischer Ankopplung der Konverterfolie an CCDs oder CMOS-Chips (CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor), selenbasierte Detektoren mit elektrostatischer Auslesung und Festkoerperdetektoren mit aktiven Auslesematrizen und direkter oder indirekter Konversion der Roentgenstrahlung. Insbesondere sind seit einiger Zeit neuartige Festkoerperdetektoren (FD) fuer die digitale Roentgenbildgebung in der Entwicklung. Die Detektoren basieren auf aktiven Auslesematrizen, z.B. aus amorphem Silizium (a-Si). Die Bildinformation wird in einem Roentgenkonverter, z.B. Caesiumjodid (CsI), gewandelt und in den Fotodioden der Matrix in elektrische Ladung gewandelt und dort gespeichert. Verwandte Technologien verwenden ebenfalls eine aktive Auslesematrix aus amorphem Silizium, aber einen Konverter der direkt elektrische Ladung generiert (z.B. Selen), die dann auf einer Elektrode gespeichert wird. Die gespeicherte Ladung wird anschliessend ueber ein aktives Schaltelement mit einer dedizierten Elektronik ausgelesen und analog-digital gewandelt und vom Bildsystem weiterverarbeitet. Andere Technologien, die letztendlich digitale Roentgenbilder liefern, basieren auf CCDs, APS („Active Pixel Sensor“) oder grossflaechigen CMOS-Chips. Ein generelles Roentgensystem fuer die Aufnahmetechnik ist in Abbildung 1 gezeigt. Es besteht aus einem Tisch, einem Wandstativ, einem Roentgenstrahler mit Deckenaufhaengung (Stativ), einem fest integrierten Detektor im Wandstativ und einem portablen Detektor fuer freie Aufnahmen.

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Korrektur von Projektionsfehlern bei Ganzkoerperroentgenaufnahmen

Idee: Dr. Martin Spahn, DE-Forchheim

Die klassische Radiographie bzw. Fluoroskopie steht zunehmend unter dem Einfluss digitaler Roentgendetektoren. Zu den digitalen Technologien zaehlen unter anderen Bildverstaerkerkamerasysteme, basierend auf Fernseh- oder CCD-Kameras (CCD: Charge Coupled Device), Speicherfoliensysteme mit integrierter oder externer Ausleseeinheit, Systeme mit optischer Ankopplung der Konverterfolie an CCDs oder CMOS-Chips (CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor), selenbasierte Detektoren mit elektrostatischer Auslesung und Festkoerperdetektoren mit aktiven Auslesematrizen und direkter oder indirekter Konversion der Roentgenstrahlung.

Insbesondere sind seit einiger Zeit neuartige Festkoerperdetektoren (FD) fuer die digitale Roentgenbildgebung in der Entwicklung. Die Detektoren basieren auf aktiven Auslesematrizen, z.B. aus amorphem Silizium (a-Si). Die Bildinformation wird in einem Roentgenkonverter, z.B. Caesiumjodid (CsI), gewandelt und in den Fotodioden der Matrix in elektrische Ladung gewandelt und dort gespeichert. Verwandte Technologien verwenden ebenfalls eine aktive Auslesematrix aus amorphem Silizium, aber einen Konverter der direkt elektrische Ladung generiert (z.B. Selen), die dann auf einer Elektrode gespeichert wird. Die gespeicherte Ladung wird anschliessend ueber ein aktives Schaltelement mit einer dedizierten Elektronik ausgelesen und analog-digital gewandelt und vom Bildsystem weiterverarbeitet. Andere Technologien, die letztendlich digitale Roentgenbilder liefern, basieren auf CCDs, APS ("Active Pixel Sensor") oder grossflaechigen CMOS-Chips. Ein generelles Roentgensystem fuer die Aufnahmetechnik ist in Abbildung 1 gezeigt. Es besteht aus einem Tisch, einem Wandstativ, einem Roentgenstrahler mit Deckenaufhaengung (Stativ), einem fest integrierten Detektor im Wandstativ und einem portablen Detektor fuer freie Aufnahmen.

Digitales Roentgen erlaubt neuartige Anwendungen wie beispielsweise Gesamtkoerperaufnahmen, bei denen mehrere einzelne digitale Bilder zusammengesetzt werden, um ein Gesamtbild zu erhalten. Dies ist noetig, da digitale Roentgendetektoren im Allgemeinen deutlich kleiner sind als der gesamte Koerper oder die betreffende Koerperregion. Die groessten Detektoren umfassen etwa die Groesse der Lunge. Damit benoetigen Aufnahmen wie beispielsweise Ganzkoerperaufnahmen wie Wirbelsaeule und Beine, Ganzbeinaufnahmen wie Becken und Beine und Aufnahmen der Wirbelsaeule mindestens zwei oder mehr ueberlappende Aufnahmen, die im Anschluss aneinandergesetzt werden muessen (siehe Abbildung 2).

Es gibt im Prinzip unterschiedliche Vorgehensweisen, zusammengesetzte Bilder zu erstellen. Zum einen existiert die Methode der linearen Verschiebung von Roehre und Detektor (in z-Richtung). Dieses Vorgehen hat den Vorte...