DE19624094C1

DE19624094C1 - Medical X=ray recording device with matrix X=ray detector esp. for medical diagnosis

Info

Publication number: DE19624094C1
Application number: DE19624094A
Authority: DE
Inventors: Reiner-F Dr Rer Nat Schulz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1996-06-17
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2016-06-18

Abstract

The X-ray recording device has a matrix detector (5) which is arranged behind a patient bearing surface (4). The magnification ratio is adjustable by varying the focus-detector distance (FDA) and the focus-object distance (FOA). The primary beam aperture (10) is also adjusted to adjust the X-ray beam bundle (2) sent out from the X-ray emitter (10). In the preferred arrangement, the X-ray emitter (1) emits a conical or pyramid shaped x-ray beam bundle which is faded in using the primary beam aperture (10). The beam bundle (2) passes through an object (3) on a table (4). The matrix detector (5) is provided for image generation. This has a matrix of detector elements. The detector signals are fed to a correction unit (7) which feeds digital images to a monitor (11). The device is controlled by a control unit (9).

Description

Matrix-Röntgendetektoren setzen sich aus einer Vielzahl indi vidueller Teildetektoren, sogenannten Pixeln, zusammen. Die maximale räumliche Auflösung, die Grenz-Ortsfrequenz in der Detektorebene, hängt nach dem Abtasttheorem von der Kanten länge der Pixel (L_pixel) ab:Matrix X-ray detectors are composed of a large number of individual sub-detectors, so-called pixels. The maximum spatial resolution, the limit spatial frequency in the detector plane, depends on the edge length of the pixels (L _pixels ) according to the scanning theorem:

V_Grenz [Linienpaare/mm] = 1/ (2 × L_Pixel [mm])V _limit [line pairs / mm] = 1 / (2 × L _pixels [mm])

Damit ist mit der Pixelgröße auch die maximale Ortsauflösung vorgegeben.So with the pixel size there is also the maximum spatial resolution given.

Aus diagnostischer Sicht ist häufig eine möglichst hohe Orts auflösung gewünscht, während aus Kostengründen (Detektorkosten, Kosten der Handhabung großer Datenmengen) eine möglichst kleine Detektormatrix mit möglichst großen Pi xeln wünschenswert ist.From a diagnostic point of view, it is often the highest possible location resolution desired while for cost reasons (Detector costs, costs of handling large amounts of data) the smallest possible detector matrix with the largest possible pi xeln is desirable.

Ein Detektor ist typischerweise so ausgelegt, daß er für die Mehrzahl der Anwendungen eine ausreichende Grenz-Ortsauflö sung bietet, während er für einen Teil der Anwendungen eine ausreichende Ortsauflösung nicht bietet.A detector is typically designed to be used for Most of the applications have a sufficient local resolution solution, while providing one for some of the applications does not offer sufficient spatial resolution.

Es gibt Vorschläge, durch mechanisches Verschieben des Detek tors in seiner Ebene die Ortsauflösung zu erhöhen (DE 44 22 364 A1). Bei Film-Folien-Systemen ist die Vergröße rungstechnik bekannt. Diese führt bei unterschiedlichen Ver größerungen auch zu unterschiedlich groß dargestellten Objek ten.There are suggestions by mechanically moving the detector tors to increase the spatial resolution in its plane (DE 44 22 364 A1). In film-film systems, the magnification is tion technology known. This leads to different ver Enlargements also to objects of different sizes ten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Röntgenaufnah megerät mit einem Matrix-Röntgendetektor so auszubilden, daß die Ortsauflösung ohne mechanische Detektorverschiebung in der Detektorebene leicht den jeweiligen Erfordernissen ange paßt werden kann. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs.The invention has for its object an X-ray Form device with a matrix X-ray detector so that the spatial resolution without mechanical detector shift in the detector level slightly depending on the respective requirements can be fitted. This object is achieved according to the invention by the features of the claim.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher er läutert. Es zeigen:The invention is based on the drawing he he purifies. Show it:

Fig. 1 die wesentlichen Teile eines Röntgenaufnahmegerätes nach der Erfindung, Fig. 1 shows the essential parts of a radiographic apparatus according to the invention,

Fig. 2 und 3 verschiedene Einstellungen des Röntgenaufnahmegerätes gemäß Fig. 1 und Figs. 2 and 3 different settings of the X-ray apparatus according to Fig. 1 and

Fig. 4 bis 6 verschiedene Abbildungsdarstellungen für das Röntgenaufnahmegerät gemäß den Fig. 1 bis 3. FIGS. 4 to 6 different image representations of the X-ray apparatus according to FIGS. 1 to 3.

In den Fig. 1 bis 3 ist mit 1 ein Röntgenstrahler bezeichnet, der ein kegelförmiges oder pyramidenförmiges Röntgenstrahlenbündel 2 aussendet, das mit Hilfe einer Primärstrahlenblende 10 eingeblendet wird. Das Röntgenstrahlenbündel 2 durchstrahlt ein Objekt 3 auf einem Tisch 4. Zur Bilderzeugung ist ein Matrixdetektor 5 vorgesehen, der aus einer Matrix von Detektorelementen besteht. Die Detektorsignale werden über die Leitung 6 einer Korrektureinheit 7 zugeführt, die am Ausgang 8 maß stabsgerechte, digitale Bilder einem Monitor 11 zuführt. Die Steuerung des Röntgenaufnahmegerätes erfolgt durch eine Steu ereinheit 9.In Figs. 1 to 3 with 1 denotes an X-ray, emits a cone-shaped or pyramid-shaped X-ray beam 2, which is displayed by means of a primary radiation diaphragm 10. The X-ray beam 2 shines through an object 3 on a table 4 . A matrix detector 5 is provided for image generation, which consists of a matrix of detector elements. The detector signals are fed via line 6 to a correction unit 7 , which supplies digital images to a monitor 11 at the output 8 to scale. The X-ray recording device is controlled by a control unit 9 .

Der Vergrößerungsfaktor M ist definiert als M=FDA/FOA (s. Fig. 2 und 3) Typischerweise liegt das Objekt 3 möglichst dicht am Matrix-Detektor 5, d. h. der Fokus-Detektor-Abstand FDA entspricht etwa dem Fokus-Objekt-Abstand FOA; dann ist der Vergörßerungsfaktor M nahe 1, der Maßstab in Objektebene entspricht etwa dem in der Detektorebene (L ∼ L*, Fig. 3)The magnification factor M is defined as M = FDA / FOA (see FIGS. 2 and 3). Typically, the object 3 lies as close as possible to the matrix detector 5 , ie the focus-detector distance FDA corresponds approximately to the focus-object distance FOA ; then the magnification factor M is close to 1, the scale in the object plane corresponds approximately to that in the detector plane (L ∼ L *, Fig. 3)

Mit dem erfindungsgemäßen Röntgengerät können unterschiedli che Grenzauflösungen eingestellt werden, ohne daß sich die dargestellte Objektgröße ändert.With the X-ray device according to the invention, different che limit resolutions are set without the displayed object size changes.

Das Vergrößerungsverhältnis M kann manuell oder automatisch mit Hilfe der Steuereinheit 9 eingestellt werden. Dazu werden die entsprechenden Abstände FDA und FOA, das Röntgenstrahlen bündel 2 mit Hilfe der Blende 10 und die auszulesende Detek torfläche eingestellt.The enlargement ratio M can be set manually or automatically using the control unit 9 . For this purpose, the corresponding distances FDA and FOA, the X-ray beam 2 with the aid of the aperture 10 and the detector surface to be read out are set.

Die Informationen über die Abbildungsgeometrie sind mit Hilfe der Steuereinheit 9 der Korrektureinheit 7 bekannt.The information about the imaging geometry is known with the aid of the control unit 9 of the correction unit 7 .

Ein Beispiel soll die Erhöhung der Grenzauflösung demonstrie ren. Ein Detektor habe eine Pixelgröße von 200 µm × 200 µm. Dann ist die Grenzauflösung in Detektorebene, und bei M = 1 auch in Objektebene, 2,5 Linienpaare/mm. Ein Vergrößerungs verhältnis von M = 1,5 führt in der Objektebene zu einer Pi xelgröße von 133 µm × 133 µm und damit zu einer Grenzauflö sung in der Objektebene von 3,75 Linienpaaren/mm. Ein Objekt, welches bei M = 1 auf dem Detektor mit einer Fläche von beispielsweise 20 cm × 20 cm abgebildet wurde, wird bei M = 1,5 mit einer Fläche von 30 cm × 30 cm auf der Detektorebene abgebildet, das Objekt erscheint in der Detektorebene also insgesamt vergrößert (s. Fig. 5). Die Fig. 5 zeigt also, ver körpert durch einen Kreis, das Objekt 3 vergrößert und die Auflösung erhöht. Die Fig. 4 zeigt durch einen Kreis die normale Objektgröße und Auflösung, während die Fig. 6 die normale Objektgröße bei erhöhter Auflösung zeigt.An example is to demonstrate the increase in the limit resolution. A detector has a pixel size of 200 µm × 200 µm. Then the limit resolution in the detector plane, and with M = 1 also in the object plane, is 2.5 line pairs / mm. A magnification ratio of M = 1.5 leads to a pixel size of 133 µm × 133 µm in the object plane and thus to a limit resolution of 3.75 line pairs / mm in the object plane. An object that was imaged on the detector with an area of, for example, 20 cm × 20 cm at M = 1 is imaged on the detector plane at M = 1.5 with an area of 30 cm × 30 cm, the object appears in the Detector level thus increased overall (see FIG. 5). The Fig. 5 thus shows ver embodies by a circle, enlarges the object 3 and increases the resolution. FIG. 4 shows the normal object size and resolution with a circle, while FIG. 6 shows the normal object size with increased resolution.

Im erfindungsgemäßen Röntgengerät wird das Röntgenbild um den Vergrößerungsfaktor M verkleinert dargestellt (s. Fig. 6). Dadurch wird das Objekt unabhängig vom Vergrößerungsfaktor M immer in der gleichen natürlichen Größe dargestellt.In the X-ray device according to the invention, the X-ray image is shown reduced by the magnification factor M (see FIG. 6). This means that the object is always displayed in the same natural size regardless of the magnification factor M.

Die Darstellung des Röntgenbildes kann auf unterschiedliche Arten geschehen:The representation of the x-ray image can be different Types happen:

- Ausgabe der Hardcopy (Film oder Papier): Der Bilddatensatz auf der Leitung 6 wird in der Korrektureinheit 7 unter Berücksichtigung der Abbildungsgeometrie so umgerechnet, daß ein maßstabsgerechtes, nicht vergrößertes, digitales Bild am Ausgang 8 zur Hardcopy-Einheit geschickt wird. - Output of the hard copy (film or paper): The image data set on the line 6 is converted in the correction unit 7 , taking into account the imaging geometry, such that a scaled, not enlarged, digital image is sent to the hard copy unit at the output 8 .
- Ausgabe direkt auf dem Monitor 11 - Output directly on the monitor 11
- Ausgabe durch andere Einheit: wenn eine andere Einheit, z. B. eine Befundungsstation, die Umrechnung, welche die Korrektureinheit 7 durchführt, auch ausführen kann, dann gibt die Korrektureinheit 7 einen Datensatz aus, welcher aus dem Datensatz auf der Leitung 6 und den notwendigen Informationen über die Abbildungsgeometrie besteht.- Output by another unit: if another unit, e.g. B. a diagnosis station, the conversion, which the correction unit 7 can also carry out, then the correction unit 7 outputs a data record, which consists of the data record on line 6 and the necessary information about the imaging geometry.

Claims

Röntgenaufnahmegerät mit einem Matrixdetektor (5), der hinter einer Patientenauflage (4) angeordnet ist und bei dem das Vergrößerungsverhältnis durch Veränderung des Fokus-De tektorabstandes (FDA) und des Fokus-Objektabstandes (FOA) so wie Verstellung einer Primärstrahlenblende (10) zur Einstel lung des von einem Röntgenstrahler (1) ausgesandten Röntgen strahlenbündels (2) einstellbar ist.X-ray recording device with a matrix detector ( 5 ), which is arranged behind a patient support ( 4 ) and in which the magnification ratio by changing the focus-detector distance (FDA) and the focus-object distance (FOA) as well as adjustment of a primary beam aperture ( 10 ) for adjustment development of the light emitted by an X-ray source (1) X-ray beam (2) is adjustable.