DE10324908B4

DE10324908B4 - Selbstlernendes Verfahren zur Bildaufbereitung von digitalen Röntgenbildern sowie zugehörige Vorrichtung

Info

Publication number: DE10324908B4
Application number: DE10324908A
Authority: DE
Inventors: Martin Dr. Spahn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2023-05-31
Also published as: US20040264756A1; JP2004358245A; CN1573732A; JP4514517B2; DE10324908A1; CN100405355C

Abstract

Verfahren zur Bildaufbereitung von medizinischen digitalen Röntgenbildern, bei dem an Bilddaten (B) von mindestens einem Bildbearbeitungsmodul (A_i) in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter (p_ij ^akt) eine vorgegebene Modifikation durchgeführt wird,
– wobei der oder jeder Parameter (p_ij ^akt) dem Bildbearbeitungsmodul (A_i) aus einem aktuellen Parametersatz (P^akt) zugeführt wird, welcher durch einen Standard-Parametersatz (P^std) initialisiert wird und welcher benutzerspezifisch veränderbar ist,
– wobei bei einer positiven Quittierung einer von einem Benutzer vorgenommenen Änderung des aktuellen Parametersatzes (P^akt) eine Kopie (P^Nr.k) des geänderten aktuellen Parametersatzes (P^akt) hinterlegt wird,
– wobei anhand einer oder mehrerer hinterlegter Kopien (P^Nr.k) ein optimierter Parametersatz (<P^Nr.k>) ermittelt wird und
– wobei der Standard-Parametersatz (P^akt) an den optimierten Parametersatz (<P^Nr.k>) angeglichen wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bildaufbereitung von medizinischen digitalen Röntgenbildern, bei dem an Bilddaten in einem Bildbearbeitungsmodul in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter eine vorgegebene Modifikation durchgeführt wird. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Bildaufbereitungseinheit zur Durchführung des genannten Verfahrens und eine, die Bildaufbereitungseinheit enthaltende Röntgenvorrichtung.

Seit einigen Jahren verändern digitale Röntgendetektoren die klassische Radiografie bzw. Angio- und Cardangiographie. Verschiedene Technologien der digitalen Röntgendetektion sind zum Teil schon länger im Einsatz oder stehen kurz vor der Marktreife. Zu diesen digitalen Technologien zählen u.a. Bildverstärker-Kamerasysteme, basierend auf Fernseh- oder CCD-Kameras, Speicherfoliensysteme mit integrierter oder externer Ausleseeinheit, Selen-basierte Detektoren mit elektrostatischer Auslösung und Festkörperdetektoren mit aktiven Auslesematritzen mit direkter oder indirekter Konversion der Röntgenstrahlung.

Im Gegensatz zur klassischen, mit Röntgenfilmen arbeitenden Radiografie liegt das Röntgenbild bei digitalen Röntgenvorrichtungen in elektronischer Form, d.h. in Form von Bilddaten, vor. Dies ermöglicht es, das Röntgenbild vor der Anzeige auf einem Bildschirm mit Mitteln der elektronischen Bildverarbeitung aufzubereiten, z.B. um in der medizinischen Anwendung ein zu untersuchendes Organ oder einen gesuchten krankhaften Befund besonders gut sichtbar zu machen. Gängige Methoden der digitalen Bildverarbeitung umfassen beispielsweise die pixelweise Anwendung von Kennlinien zur grauwertabhängigen Farb- oder Helligkeitsänderung des Röntgenbildes, Filteroperationen, wie die Anwendung eines Tiefpass-, Hochpass- oder Medianfilters, frequenzband-abhängige Filterung, Kontrast- oder Helligkeitsoperationen (auch als Fensterung bezeichnet). Eine Röntgenvorrichtung mit einem digitalen Röntgendetektor und mit einer Bildaufbereitungseinheit, die dazu ausgebildet ist, an den aufgenommenen Bilddaten eine vorgegebene Modifikation durchzuführen, ist z.B. aus der US 2002/0101960 A1 bekannt.

Die Fülle der verfügbaren Einstellparameter führt in der Regel dazu, dass dasselbe, vom Röntgendetektor gelieferte Rohbild zu Endbildern aufbereitet werden kann, die sich hinsichtlich ihres optischen Eindrucks stark unterscheiden. Der erwartete und als optimal empfundene Bildeindruck unterscheidet sich jedoch im Allgemeinen von Radiologe zu Radiologe. Dies führt dazu, dass bei der Installation eines Röntgensystems in der Regel individuelle Einstellungen hinsichtlich der Bildaufbereitung vorgenommen werden müssen, um die von der Röntgenvorrichtung erzeugten Endbilder dem Geschmack bzw. der Schule der Röntgenabteilung oder sogar des einzelnen Radiologen anzupassen. Dieser Einstellungsprozess, der üblicherweise im Zuge der Installation einer Röntgenvorrichtung in Zusammenarbeit der die Installation durchführenden Techniker mit den vorgesehenen Benutzern, also Radiologen oder sonstigen Applikationsfachkräften, durchgeführt wird, ist in aller Regel mit erheblichem Aufwand verbunden. Dies liegt insbesondere daran, dass für jedes von der Röntgenvorrichtung aufzunehmende Organ (z.B. Thorax, Hüfte, Abdomen, Schädel, Extremitäten, etc.) jede Projektion (lateral, aperior-posterior, oblique etc.) und gegebenenfalls Generatoreinstellungen (Spannung, Strom, Filterung, Dosis) unterschiedliche Sätze von Bildbearbeitungsparametern erstellt werden müssen. Die Installation einer digitalen Röntgenvorrichtung vollzieht sich insbesondere aufgrund dieser Komplexität in einem langwierigen Optimierungsprozess, der oft erst durch die Erfahrungswerte vieler Anwender im laufenden Betrieb der Röntgenvorrichtung angestoßen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bildaufbereitung von Röntgenbildern anzugeben, bei dem eine selbsttätige Optimierung der Parametereinstellungen erfolgt.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Bildaufbereitungseinheit sowie eine diese enthaltende Röntgenvorrichtung anzugeben, die eine vereinfachte Installation erlauben.

Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Danach wird mindestens einem Bildbearbeitungsmodul, der in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter eine vorgegebene Modifikation der Bilddaten durchführt, der oder jeder Parameter aus einem aktuellen Parametersatz zugeführt. Dieser aktuelle Parametersatz erhält einerseits eine Standardeinstellung aus einem hinterlegten Standard-Parametersatz. Andererseits kann der aktuelle Parametersatz von einem Benutzer im Zuge der manuellen Nachbearbeitung des Röntgenbildes verändert werden. Wird eine solche benutzerspezifische Änderung des aktuellen Parametersatzes vom Benutzer positiv quittiert, so wird verfahrensgemäß eine Kopie des geänderten aktuellen Parametersatzes hinterlegt. In einem Selbstoptimierungsschritt des Verfahrens wird anhand einer oder mehrerer solcher hinterlegter Kopien ein optimierter Parametersatz ermittelt und als neuer Standard-Parametersatz hinterlegt.

Mit dem beschriebenen Verfahren wird eine iterative Anpassung der Standardeinstellungen an den Geschmack des Benutzers, d.h. des an der Röntgenvorrichtung arbeitenden Radiologen erreicht. Solange nämlich der Standard-Parametersatz zu einer, für den Benutzer nicht befriedigenden Bildbearbeitung führt, wird der Benutzer die von der Röntgenvorrichtung produzierten Röntgenbilder häufig durch manuelle Änderung des aktuellen Parametersatzes nachbearbeiten. Zumal eine Kopie jedes Parametersatzes, der zu einer erfolgreichen Bildnachbearbeitung geführt hat, gesichert wird, werden sich bei häufiger Nachbearbeitung entsprechend viele solcher Kopien ansammeln. Indem das Verfahren seine Standardeinstellungen im Hinblick auf diese Kopien optimiert, wird bei fortgesetzter Verwendung der Röntgenvorrichtung standardmäßig eine Bildbearbeitung durch geführt, die den Erwartungen des Benutzers näher kommt. Weitere manuelle Nachbesserungen des Benutzers führen auf gleiche Weise zu einer verfeinerten Anpassung der Standard-Einstellungen an die Erwartung des Benutzers. Der Benutzer wird deshalb nach vergleichsweise kurzer Zeit nur noch wenig Veranlassung zu einer manuellen Nachbearbeitung der Röntgenbilder haben. Es werden dadurch dementsprechend wenige Kopien geänderter aktueller Parametersätze hinterlegt, so dass die Standardeinstellungen fortan weitgehend unverändert in dem optimierten Zustand erhalten bleiben. Ein entscheidender Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass die Optimierung der Standardeinstellungen selbsttätig erfolgt. Der Benutzer kann sich hierdurch vollständig auf das einzelne aktuelle Röntgenbild konzentrieren, während sich die Optimierung der Standardeinstellungen im Hintergrund vollzieht.

Ein langwieriger Einstellungsprozess im Zuge der Installation der Röntgenvorrichtung ist nicht mehr erforderlich. Die Röntgenvorrichtung benötigt vielmehr nach ihrer Installation nur noch vergleichsweise wenig technische Betreuung.

Bevorzugt erfolgt die Optimierung der Standardeinstellungen dadurch, dass der parameter-spezifische Mittelwert mehrerer hinterlegter Kopien bestimmt wird und als neuer Standard-Parametersatz hinterlegt wird. Unter „parameter-spezifisch" wird verstanden, dass stets nur die einander entsprechenden Parameter verschiedener Kopien zur Mittelwertbildung herangezogen werden. Umfasst der Parametersatz ein zweidimensionales Feld oder eine Matrix von Parametern p_ij (i, j = 1, 2, 3, ...), so wird der parameter-spezifische Mittelwert <p_ij> der in dem Parametersatz enthaltenen Parameter nach der Gleichung

bestimmt, wobei p_ij ^Nr.k für den in der k-ten Kopie des Parametersatzes enthaltenen Parameter p_ij steht, und die Summe über eine Gesamtanzahl von k (k = 1, 2, 3, ...) vorhandenen Kopien gebildet wird.

Enthält der Parametersatz Parameter p_ij(x), die in Form von Funktionen definiert sind, so berechnet sich der parameter-spezifische Mittelwert <p_ij(x)> dieser Parameter nach der Gleichung

Um die Handhabung des Verfahrens für den Benutzer zu vereinfachen, ist in einer Weiterentwicklung der Erfindung vorgesehen, dass die positive Quittierung eines geänderten aktuellen Parametersatzes an den Sicherungsbefehl für ein manuell nachbearbeitetes Röntgenbild gekoppelt ist. Die Erstellung und Hinterlegung einer Kopie des geänderten aktuellen Parametersatzes findet somit automatisch immer dann statt, wenn der Benutzer ein manuell nachbearbeitetes Röntgenbild sichert, d.h. permanent abspeichert.

Vorteilhafterweise führt das Verfahren immer dann eine Optimierung seiner Standardeinstellung durch, wenn eine ausreichende Anzahl von benutzerspezifisch geänderten Parametersätzen vorliegt. Die Angleichung des Standard-Parametersatzes an den optimierten Parametersatz findet also nur dann statt, wenn die Anzahl hinterlegter Kopien einen vorgegebenen Schwellwert erreicht.

Um den unterschiedlichen Anforderungen verschiedener medizinischer Untersuchungen gerecht zu werden, werden zweckmäßigerweise verschiedene Standard-Parametersätze für unterschiedliche zu untersuchende Organe, unterschiedliche Projektionsarten sowie unterschiedliche Generatoreinstellungen bereit gehalten. Um hierbei jeweils den richtigen Standard-Parametersatz zu optimieren, werden zu dieser Optimierung auch nur diejenigen der hinterlegten Kopien herangezogen, die dem zugehörigen Organ, der zugehörigen Projektion und der zugehörigen Generatoreinstellung entsprechen.

Weiterhin ist die Bereitstellung von Benutzer- oder Benutzergruppenprofilen vorgesehen. Danach werden auch für verschiedene Benutzer- oder Benutzergruppen jeweils eigene Standard-Parametersätze bereitgehalten. Ebenso erfolgt die Hinterlegung der Kopien geänderter Parametersätze gesondert nach dem jeweiligen Benutzer oder der jeweiligen Benutzergruppe.

Bezüglich der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Bildaufbereitungseinheit wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 7. Danach ist mindestens ein Bildbearbeitungsmodul vorgesehen, welcher dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter eine vorgegebene Modifikation von Bilddaten durchzuführen. Dieser Bildbearbeitungsmodul ist bevorzugt ein Softwaremodul, der Bestandteil einer Applikationssoftware ist. Er kann aber auch in Form einer physikalischen Einheit, z.B. einer Steckkarte oder einer integrierten Schaltung auftreten. Der oder jeder Parameter wird dem Bildbearbeitungsmodul aus einem aktuellen Parametersatz zur Verfügung gestellt, der in einem Zwischenspeicher abgelegt ist. Zur Initialisierung des Zwischenspeichers ist ein Standardspeicher vorgesehen, in dem ein Standard-Parametersatz hinterlegt ist. Weiterhin sind Mittel zur benutzer-spezifischen Änderung des aktuellen Parametersatzes vorgesehen. Diese Mittel umfassen bevorzugt eine oder mehrere Eingabe-Schnittstellen, wie eine Tastatur oder eine Maus sowie geeignete Softwaremodule zur Eingabeunterstützung, Menuführung, etc. Zur Hinterlegung einer Kopie eines geänderten aktuellen Parametersatzes umfasst die Bildaufbereitungseinheit einen Änderungsspeicher. Die Bildaufbereitungseinheit umfasst schließlich ein Anpassungsmodul, das dazu ausgebildet ist, anhand der oder jeder im Änderungsspeicher hinterlegten Kopie einen optimierten Parametersatz zu erstellen und diesen als neuen Standard-Parametersatz im Standardspeicher zu hinterlegen. Der Zwischen speicher, der Standardspeicher und der Änderungsspeicher sind vorzugsweise abgegrenzte Bereiche auf einem oder mehreren gemeinsam verwendeten Speichermedien, z.B. dem Arbeitsspeicher eines Rechners oder einer Festplatte.

Der Anpassungsmodul ist zur Erstellung des optimierten Parametersatzes bevorzugt dazu ausgebildet, den parameter-spezifischen Mittelwert der im Änderungsspeicher hinterlegten Kopien gemäß GLG 1 und 2 zu ermitteln.

Bevorzugt umfasst die Bildaufbereitungseinheit mehrere zur sukzessiven Bildbearbeitung hintereinander geschaltete Bildbearbeitungsmodule, die hinsichtlich der benötigten Parameter auf den im Zwischenspeicher abgelegten aktuellen Parametersatz zurückgreifen.

Die vorstehend beschriebene Bildaufbereitungseinheit ist erfindungsgemäß in einer Röntgenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 enthalten. Diese Röntgenvorrichtung umfasst insbesondere einen Röntgenstrahler zur Erzeugung einer Röntgenstrahlung und einen digitalen Röntgendetektor zur Aufnahme eines Röntgenbildes. Dieses Röntgenbild wird in Form von Bilddaten der erfindungsgemäßen Bildaufbereitungseinheit zugeführt.

Der Vorteil dieser Röntgenvorrichtung besteht insbesondere darin, dass im Zuge ihrer Installation kein langwieriger Einstellungsprozess durchgeführt werden muss, zumal die Röntgenvorrichtung ihre Standardeinstellungen selbstlernend optimiert. Neben der Erstinstallation ist dieser Selbstlernprozess auch beispielsweise bei einem Benutzerwechsel von Vorteil, zumal sich die Röntgenvorrichtung selbsttätig innerhalb vergleichsweise kurzer Zeit auf die Vorgaben des neuen Benutzers einstellt.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

1 in einer schematischen Darstellung eine Röntgenvorrichtung mit einem Röntgenstrahler, einem digitalen Röntgendetektor und einem eine Bildaufbereitungseinheit umfassenden Steuer- und Auswertesystem,

2 in einer perspektivischen und teilweise aufgeschnittenen Schemadarstellung den Röntgendetektor,

3 in einem vereinfachten Blockschaltbild die Bildaufbereitungseinheit der Vorrichtung gemäß 1,

4 in einer Darstellung gemäß 3 eine erweiterte Ausführung der Bildaufbereitungseinheit, und

5 in einer beispielhaften Gegenüberstellung ein von dem Röntgendetektor aufgenommenes Rohbild, ein unter Verwendung eines Standard-Parametersatzes in der Bildaufbereitungseinheit erzeugtes Endbild und ein durch benutzerspezifische Nachbearbeitung erzeugtes modifizierten Endbild.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in den Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die in 1 schematisch dargestellte Röntgenvorrichtung 1 umfasst einen Röntgenstrahler 2, einen Röntgendetektor 3 sowie ein Steuer- und Auswertesystem 4. Dem Röntgenstrahler 2 und dem Röntgendetektor 3 sind in Strahlungsrichtung 5 eine Tiefenblende 6 und ein Streustrahlenraster 7 zwischengeschaltet. Die Tiefenblende 6 dient hierbei dazu, ein Teilbündel einer gewünschten Größe aus der vom Röntgenstrahler 2 erzeugten Röntgenstrahlung R auszuschneiden, das durch eine zu untersuchende Person 8 oder einen zu untersuchenden Gegenstand und das Streustrahlenraster 7 auf den Röntgendetektor 3 fällt. Das Streustrahlenraster 7 dient dabei zur Ausblendung von seitlicher Streustrahlung, die das vom Röntgendetektor 3 aufgenommene Röntgenbild verfälschen würde.
Der Röntgenstrahler 2 und der Röntgendetektor 3 sind an einem Stativ 9 oder oberhalb und unterhalb eines Untersuchungstischs verstellbar befestigt.
Das Steuer- und Auswertesystem 4 umfasst eine Steuereinheit 10 zur Ansteuerung des Röntgenstrahlers 2 und/oder des Röntgendetektors 3 sowie zur Erzeugung einer Versorgungsspannung für den Röntgenstrahler 2. Die Steuereinheit 10 ist über Daten- und Versorgungsleitungen 11 mit dem Röntgenstrahler 2 verbunden. Das Steuer- und Auswertesystem 4 umfasst weiterhin eine Bildaufbereitungseinheit 12. Die Bildaufbereitungseinheit 12 ist bevorzugt Bestandteil einer Datenverarbeitungsanlage 13, die zusätzlich zu bildverarbeitender Software eine Bediensoftware für die Röntgenvorrichtung 1 enthält. Die Datenverarbeitungsanlage 13 ist über Daten- und Systembusleitungen 14 mit der Steuereinheit 10 und dem Röntgendetektor 3 verbunden. Die Datenverarbeitungsanlage 13 ist weiterhin zur Ein- und Ausgabe von Daten mit Peripheriegeräten, insbesondere einem Bildschirm 15, einer Tastatur 16 und einer Maus 17 verbunden.
Der in 2 im Detail dargestellte Röntgendetektor 3 ist ein so genannter Festkörperdetektor. Er umfasst eine flächige aktive Auslesematrix aus amorphem Silizium (aSi), die mit einer Röntgenkonverterschicht 19, z.B. aus Cäsiumjodid (CsI), beschichtet ist. In dieser Röntgenkonverterschicht 19 wird die in Strahlungsrichtung 5 auftreffende Röntgenstrahlung R in sichtbares Licht umgewandelt, welches in Fotodioden 20 der Auslesematrix 18 in elektrische Ladung umgewandelt wird. Diese elektrische Ladung wird wiederum ortsaufgelöst in der Auslesematrix 18 gespeichert wird. Die gespeicherte Ladung kann, wie in dem in 2 vergrößert dargestellten Ausschnitt 21 angedeutet ist, durch elektronische Aktivierung 22 eines jeder Fotodiode 20 zugeordneten Schaltelements 23 in Richtung des Pfeils 24 an eine nur schematisch angedeutete Elektronik 25 ausgelesen werden. Die Elektronik 25 erzeugt digitale Bilddaten B durch Verstärkung und Analog-Digital-Wandlung der ausgelesenen Ladung. Die Bilddaten B werden über die Daten- und Systembusleitung 14 an die Bildaufbereitungseinheit 12 übermittelt.
Die Bildaufbereitungseinheit 12 ist bevorzugt in Form eines in der Datenverarbeitungsanlage 13 enthaltenen Softwaremoduls realisiert. Ein vereinfachtes Blockschaltbild der Bildaufbereitungseinheit 12 ist in 3 dargestellt. Die vom Röntgendetektor 3 produzierten Bilddaten B werden demgemäß zunächst einem Eingangsspeicher 26 zugeführt. Der Eingangsspeicher 26 enthält somit Bilddaten B, die einem „Rohbild" I₀, d.h. einem unaufbereiteten Röntgenbild entsprechen. Ausgehend vom Eingangsspeicher 26 werden die Bilddaten B sukzessive einer Anzahl von Bildbearbeitungsmodulen A_i (i = 1, 2, ..., n) zugeführt, deren jeder die Bilddaten B auf eine vorgegebene Weise modifiziert. Bei den Bildbearbeitungsmodulen A_i handelt es sich beispielsweise um ein Bildschärfemodul, Filtermodule (insbesondere Tiefpass-, Hochpass-, Medianfilter und Kombinationen davon), Kontrast- und Helligkeitsmodule, frequenzbandabhängige Filtermodule oder Module zur kennlinien-abhängigen Modifikation der Bilddaten. Jedes Bildbearbeitungsmodul A_i wird durch einen oder mehrere Parameter p_ij (i = 1, 2, ... n; j = 1, 2, ..., m_i) angesteuert.
Beispielhaft sei angenommen, dass das erste Bildbearbeitungsmodul A₁ ein Modul zur Konturenhervorhebung („edge enhancement") ist. Als diesem Modul A₁ zugeordneten Parameter p₁₁, p₁₂, p₁₃, ... können beispielsweise die Größe des Filterkerns, der Beimischungsgrad eines Hochpassbildes, ein Signalpegel, oberhalb – oder unterhalb – dessen der Filter wirkt bzw. unterdrückt wird od. dgl. herangezogen werden.
Jeder Parameter p_ij kann ferner eine einzelne Zahl enthalten oder eine Kennlinie p_ij(x), d.h. eine funktionale Abhängigkeit.
Die Gesamtheit aller Parameter p_ij wird als Parametersatz P bezeichnet. Der Parametersatz P kann beispielsweise als zweidimensionales Feld oder Matrix der einzelnen Parameter p_ij dargestellt oder datentechnisch gehandhabt werden.
Im Betrieb der Röntgenvorrichtung 1 wird den Bildbearbeitungsmodulen A_i ein aktueller Parametersatz P^akt zur Verfügung gestellt. Dieser aktuelle Parametersatz P^akt ist bevorzugt temporär in einem Zwischenspeicher 27 abgelegt. Der Zwischenspeicher 27 kann durch einen geeigneten Steuerbefehl 28 initialisiert, d.h. mit den Werten eines Standard-Parametersatzes P^std belegt werden. Der Standard-Parametersatz P^std ist wiederum in einem Standardspeicher 29 hinterlegt. Der Steuerbefehl 28 zur Initialisierung des Zwischenspeichers 27 erfolgt beim Start der Röntgenvorrichtung 1. Er kann daneben auch explizit, z.B. durch Betätigung einer „Reset"-Taste, von einem Benutzer ausgeben kann. Nach der Initialisierung ist der Inhalt des Zwischenspeichers 27 identisch mit dem Inhalt des Standardspeichers 29. Die Röntgenvorrichtung 1 arbeitet dadurch in ihrer Standardeinstellung.
Das durch die Bildbearbeitungsmodule A_i entsprechend der Einstellung der Parameter p_ij modifizierte Endbild wird in einem Ausgangsspeicher 30 temporär abgelegt und kann auf dem Bildschirm 15 angezeigt werden. Solange die Bildaufbereitungseinheit 12 in ihrer Standardeinstellung arbeitet, d.h. der aktuelle Parametersatz P^akt dem Standard-Parametersatz P^std entspricht, wird das im Ausgangsspeicher 30 abgelegte modifizierte Bild als Standardbild I₁ bezeichnet. Der Benutzer kann nun das am Bildschirm 15 angezeigte Röntgenbild manuell nachbearbeiten, indem er einzelne Parameter p_ij gegenüber der Standardeinstellung abändert. Der Benutzer vollzieht diese Änderungen beispielsweise über die Tastatur 16 und eine nicht näher dargestellte Bediensoftware. Aufgrund des geänderten aktuellen Parametersatzes P^akt wird durch die Bildbearbeitungsmodule A_i nunmehr ein gegenüber dem Standardbild I₁ modifiziertes Bild I₂ erzeugt, im Ausgangsspeicher 30 abgelegt und auf dem Bildschirm 15 zur Anzeige gebracht.
Wenn der Benutzer mit den am Röntgenbild vorgenommenen Änderungen zufrieden ist, speichert er das modifizierte Bild I₂ permanent ab. Dieser Sicherungsvorgang löst innerhalb der Bildaufbereitungseinheit 12 einen Steuerbefehl 31 aus, aufgrund dessen eine Kopie P^Nr.k (k = 1, 2, ..., K) des geänderten aktuellen Parametersatz P^akt erstellt und in einem Änderungsspeicher 32 abgelegt wird. Dieser Vorgang wiederholt sich jedes Mal, wenn der Benutzer ein modifiziertes Bild I₂ sichert. Die Kopien P^Nr.k werden im Änderungsspeicher 32 gesammelt. Wenn die Anzahl K der im Änderungsspeicher 32 gesammelten Kopien P^Nr.k einen vorgegebenen Schwellwert erreicht, so wird intern ein Steuerbefehl 33 aufgegeben, der ein Anpassungsmodul 34 der Bildaufbereitungseinheit 12 aktiviert.
Der Anpassungsmodul 34 berechnet aus den Parametern p_ij ^Nr.k der Kopien P^Nr.k den parameter-spezifischen Mittelwert gemäß Gleichung 1 bzw. Gleichung 2 und erhält so einen optimierten Parametersatz <P^Nr.k>, der die gemittelten Parameter <p_ij ^Nr.k> enthält. Dieser optimierte Parametersatz <P^Nr.k> wird als neuer Standard-Parametersatz P^std im Standardspeicher hinterlegt. Die vorstehend beschriebene Anpassung des Standard-Parametersatzes P^std kann vom Benutzer auch explizit durch Absetzen eines mit dem Steuerbefehl 33 gleichwirkenden Steuerbefehl 35 veranlasst werden.
Nach erfolgter Anpassung des Standard-Parametersatzes P^std wird durch erneutes Absetzen des Steuerbefehls 28 der Inhalt des aktuellen Parametersatzes P^akt aktualisiert. Hierdurch wird wiederum das Standardbild I₁ selbsttätig an den Geschmack des Benutzers angepasst.
Eine in 4 dargestellte Variante der Bildaufbereitungseinheit 12 ist gegenüber der vorstehend beschriebenen Ausführungsform dahingehend erweitert, dass abhängig von der speziellen Anwendung der Röntgenvorrichtung 1 unterschiedliche Standardeinstellungen bereitgestellt werden. Der Standardspeicher 29 beinhaltet demgemäß mehrere Standard-Parametersätze (^Pstd)_l mit dem Zählindex l = 1, 2, 3, ..., wobei jeder einzelne Parametersatz (P^std)_l für ein zu untersuchendes Organ, eine bestimmte Projektion der Röntgenaufnahme und eine bestimmte Generatoreinstellung optimiert ist. Verschiedene Organe mit jeweils unterschiedlichen Standardeinstellungen können z.B. Thorax, Hüfte, Abdomen, Schädel, Extremitäten, etc. sein; verschiedene Projektionen z.B. lateral, aperiorposterior, oblique, etc. und verschiedene Generatoreinstellungen des Röntgengenerators sich hinsichtlich der Spannung und der Stromstärke der Versorgungsspannung, der Filterung oder der Dosis unterscheiden. Weiterhin bietet die Bildaufbereitungseinheit 12 verschiedene personen-spezifische Benutzerprofile an. D.h., dass für verschiedene Benutzer wiederum unterschiedliche Parametersätze (P^std)_l bereitgehalten werden.
Damit für die Bildaufbereitung der richtige Standard-Parametersatz (P^std)_l ausgewählt werden kann, spezifiziert der Benutzer vor der Versuchsdurchführung das zu untersuchende Organ, die verwendete Projektion und Generatoreinstellung und gibt seine Benutzeridentifikation an. Die Bediensoftware ermittelt hieraus den zugehörigen Zählindex l, anhand dessen der zugehörige Standard-Parametersatz (P^std)_l identifiziert wird.
Die Funktionsweise der Bildaufbereitungseinheit 12 gemäß 4 entspricht der Ausführungsvariante gemäß 3. Im Unterschied zu dort sind lediglich auch der aktuelle Parametersatz (P^akt)_l und jede hinterlegte Kopie (P^Nr.k)_l desselben entsprechend zu dem Standard-Parametersatz (P^std)_l von dem Zählparameter l abhängig.
Für eine ordnungsgemäße Funktion des Optimierungsprozesses ist hierbei zu beachten, dass der Anpassungsmodul 34 zur Mittelwertbildung nur diejenigen Kopien (P^Nr.k)_l heranzieht, die dem gleichen Zählindex l entsprechen.
Zur Verdeutlichung sind in 4 ein vom Röntgendetektor 3 aufgenommenes Bild eines menschlichen Brustkorbs im Rohbild I₀, im Standardbild I₁ und in einem manuell modifizierten Bild I₂ beispielhaft gegenübergestellt. Zur Bildaufbereitung wurde hier ein Bearbeitungsmodul A₁ verwendet, das eine Grauwertverschiebung der einzelnen Bildpunkte gemäß einer Kennlinie p₁(x) vornimmt. Der in der Darstellung obere Graph 36 zeigt eine der Standardeinstellung entsprechende Kennlinie p₁ ^std(x). Der untere Graph 37 zeigt eine demgegenüber manuell geänderte Kennlinie p₁ ^akt(x).

Claims

Verfahren zur Bildaufbereitung von medizinischen digitalen Röntgenbildern, bei dem an Bilddaten (B) von mindestens einem Bildbearbeitungsmodul (A_i) in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter (p_ij ^akt) eine vorgegebene Modifikation durchgeführt wird, – wobei der oder jeder Parameter (p_ij ^akt) dem Bildbearbeitungsmodul (A_i) aus einem aktuellen Parametersatz (P^akt) zugeführt wird, welcher durch einen Standard-Parametersatz (P^std) initialisiert wird und welcher benutzerspezifisch veränderbar ist, – wobei bei einer positiven Quittierung einer von einem Benutzer vorgenommenen Änderung des aktuellen Parametersatzes (P^akt) eine Kopie (P^Nr.k) des geänderten aktuellen Parametersatzes (P^akt) hinterlegt wird, – wobei anhand einer oder mehrerer hinterlegter Kopien (P^Nr.k) ein optimierter Parametersatz (<P^Nr.k>) ermittelt wird und – wobei der Standard-Parametersatz (P^akt) an den optimierten Parametersatz (<P^Nr.k>) angeglichen wird.
Bildaufbereitungseinheit (12) für eine medizinische Röntgenvorrichtung (1), mit mindestens einem Bildbearbeitungsmodul (A_i), welcher dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter (p_ij ^akt) eine vorgegebene Modifikation von Bilddaten (B) durchzuführen, mit einem Zwischenspeicher (27) zur Speicherung eines aktuellen Parametersatzes (P^akt), mit einem Standardspeicher (29) zur Initialisierung des Zwischenspeichers (27) mit einem Standard-Parametersatz (P^std), mit Mitteln zur benutzerspezifischen Änderung des aktuellen Parametersatzes (P^akt), mit einem Änderungsspeicher (32) zur Speicherung mindestens einer Kopie (P^Nr.k) eines von einem Benutzer geänderten aktuellen Parametersatzes (P^akt), und mit einem Anpassungsmodul (34) zur Erzeugung eines optimierten Parametersatzes (<P^Nr.k>) anhand der oder jeder gespeicherten Kopie (P^Nr.k) und zur Angleichung des Standard- Parametersatzes (P^akt) an den optimierten Parametersatz (<P^Nr.k>).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optimierte Parametersatz (<P^Nr.k>) aus dem parameterspezifischen Mittelwert mehrerer hinterlegter Kopien (P^Nr.k) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die positive Quittierung eines geänderten aktuellen Parametersatzes (P^akt) durch Sichern von modifizierten Bilddaten (B) ausgelöst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Angleichung des Standard-Parametersatzes (P^std) erfolgt, wenn die Anzahl (K) hinterlegter Kopien (P^Nr.k) einen vorgegebenen Schwellwert erreicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Aufnahme verschiedener Organe, für verschiedene Projektionen und/oder verschiedene Generatoreinstellungen unterschiedliche Standard-Parametersätze hinterlegt sind, und dass die Kopien (P^Nr.k) geänderter aktueller Parametersätze (P^akt) gesondert nach dem zugehörigen aufgenommenen Organ und der zugehörigen Aufnahmestellung und der zugehörigen Generatoreinstellung herangezogen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens zwei Benutzer verschiedene Standard-Parametersätze (P^std) vorgesehen sind, und dass die Kopien (P^Nr.k) geänderter aktueller Parametersätze (P^akt) gesondert nach dem zugehörigen Benutzer herangezogen werden. parameterspezifischen Mittelwert mehrerer hinterlegter Kopien (P^Nr.k) bestimmt wird.
Bildaufbereitungseinheit (12) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bildbearbeitungsmodule (A_i) hintereinander geschaltet sind.
Röntgenvorrichtung (1) mit einem Röntgenstrahler (2), einem digitalen Röntgendetektor (3) und einem Steuer- und Auswertesystem (4), wobei das Steuer- und Auswertesystem (4) eine Bildaufbereitungseinheit (12) nach einem der Ansprüche 7 bis 9 umfasst.
Röntgenvorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgendetektor (3) ein Festkörperdetektor mit einer aktiven Auslesematrix (18) aus amorphen Silizium ist.