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Die Erfindung bezieht sich auf die
Verbesserung der Qualität
von einem radiografischen Bild von einem Objekt, das von einer radiografischen
Röntgeneinheit
erhalten wird, die ein Anti-Diffusions- oder Anti-Streugitter enthält.
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Die Erfindung ist vorteilhafterweise,
aber nicht ausschließlich,
auf Mammographie-Untersuchungen für die Feststellung von Mikro-Kalkablagerungen
innerhalb einer Brust anwendbar.
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Eine radiografische Röntgeneinheit,
die insbesondere bei der Mammographie verwendet wird, ist mit einem
Anti-Diffusionsgitter ausgerüstet,
das zwischen einem zu röntgenden
Objekt, in diesem Fall einer Brust, und einem Empfänger von
radiografischen Bildern angeordnet ist, beispielsweise einem CCD
(Ladungs-gekoppelten) Empfänger.
In üblicher Weise
ist das Anti-Diffusionsgitter
aus einer Reihe von Platten aufgebaut, die alle auf den Brennpunkt von
Röntgenstrahlung
gerichtet sind, die in Richtung des Objektes und des Bildempfängers emittiert
wird. Ein derartiges Anti-Diffusionsgitter gestattet, dass ungestreute,
direkte Strahlen hindurchtreten, während die gestreuten Strahlen
durch die Platten absorbiert werden.
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Infolgedessen ist die Auflösung des
Bildempfängers
im Allgemeinen feiner als der Raum zwischen den zwei Platten, der üblicherweise
in der Größenordnung
von 0,3 mm liegt. Das Ergebnis davon ist, dass die Platten auf dem
erhaltenen radiografischen Bild sichtbar sind, was insbesondere
bei der Mammographie nachteilig ist, weil es die Erfassung von Mikro-Kalkablagerungen
schwieriger macht.
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Eine Lösung dieses Problems besteht
in der Verschiebung des Gitters während der Bestrahlung, in einer
geradlinigen Translation in seiner Ebene, d. h. im Wesentlichen
senkrecht zu den Platten des Anti-Streugitters. Eine derartige Translation
kann nur in einer Richtung oder, abwechselnd, in beiden Richtungen
herbeigeführt
werden.
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Die Qualität des Bildes wird somit verbessert,
aber sie bleibt immer noch unzulänglich.
Zusätzlich
ist die Erzeugung einer abwechselnden Bewegung eine mechanisch kompliziertere
Lösung.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
eliminiert, soweit möglich,
die sichtbaren Spuren der Platten des Anti-Streugitters auf dem
radiografischen Film.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
erhält eine
derartige Verbesserung in der Qualität der Bilder durch eine mechanisch
einfache Lösung
zum Verschieben des Anti-Streugitters.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung macht
es möglich,
Bilder verbesserter Qualität
durch ein besonderes Verschiebungsprofil von einem Anti-Streugitter
zu erhalten.
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Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum
Verbessern der Qualität
von einem radiografischen Bild von einem Objekt bereitgestellt,
das von einer radiografischen Röntgeneinheit
erhalten wird, die ein Anti-Diffusions- bzw. Anti-Streugitter enthält, das
zwischen dem Objekt und einem Empfänger von radiografischen Bildern
angeordnet ist, wobei das Gitter, zu der Zeit, zu der das Bild gemacht
wird, in einer geradlinigen Translation in seiner Ebene zwischen
einer Startposition und einer Endposition verschoben wird, enthaltend
die Schritte, dass das Gitter gemäß einem vorbestimmten temporären Verschiebungsgesetz
verschoben wird, wobei das Verschiebungsgesetz eine kontinuierliche
Kurve ist, die einen Symmetriepunkt in Bezug auf einen Punkt aufweist, dessen
temporäre
Koordinate gleich der halben Dauer der Bildgebung ist und dessen
räumliche
Ableitung der temporären
Variablen zwei Abschnitte aufweist, die zu einer Symmetrieachse
symmetrisch sind, die durch die Mitte der Verschiebungsfläche des
Gitters verläuft,
und dass das Gitter gemäß dem Verschie bungsgesetz
in der Nähe
der Startposition und der Endposition mit einer hohen Verschiebungsgeschwindigkeit
verschoben wird.
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Somit ist die Erfindung ein Verfahren
zum Verbessern der Qualität
von einem radiografischen Bild von einem Objekt, das durch eine
Röntgeneinheit
erhalten wird, die ein Anti-Diffusions- bzw. Anti-Streugitter enthält, das
zwischen dem Objekt und einem Empfänger von radiografischen Bildern
angeordnet ist, wobei das Gitter in einer geradlinigen Translation
in seiner Ebene, zu der Zeit, zu der das Bild gemacht wird, zwischen
einer Startposition und einer Endposition und gemäß einem
vorbestimmten temporären
Verschiebungsgesetz verschoben wird.
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Die Erfindung wird nun mit weiteren
Einzelheiten anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
schematische Ansicht von einer Röntgenvorrichtung
ist, die eine Implementierung des Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung erlaubt;
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2 ein
Verschiebungsgesetz des Gitters gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt; und
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3 die
räumliche
Ableitung der Zeitvariablen des Verschiebungsgesetzes gemäß 2 darstellt.
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Gemäß einer allgemeinen Charakteristik
der Erfindung ist das Verschiebungsgesetz eine kontinuierliche Kurve,
die eine Punktsymmetrie in Bezug auf den Punkt aufweist, dessen
temporäre
Koordinate gleich der halben Dauer der Fotografie ist und dessen
räumliche
Ableitung der temporären
Variablen zwei (vorzugsweise lineare) Abschnitte symmetrisch zu
einer Symmetrieachse aufweist, die durch die Mitte von der Verschiebungsfläche des
Gitters hindurchführt.
Zusätzlich
wird das Gitter gemäß dem Verschiebungsgesetz
mit einer hohen Verschiebungsgeschwindigkeit in der Nähe der Startposition
und der Endposition verschoben.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung liegt die hohe Verschiebungsgeschwindigkeit zwischen
dem etwa dreifachen und etwa zehnfachen des Wertes des Verhältnisses
zwischen der Verschiebungsfläche
und der Dauer der Fotografie. Mit anderen Worten, diese hohe Verschiebungsgeschwindigkeit
befindet sich zwischen dem etwa dreifachen und dem etwa zehnfachen
des Wertes von einer linearen Verschiebungsgeschwindigkeit des Gitters
zwischen der Startposition und der Fotografieposition. In einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird die kontinuierliche Kurve zwischen zwei Abschnitten
gebildet, die symmetrisch zu dem Punkt ist, dessen temporäre Koordinate
gleich der Hälfte
der Fotografiedauer ist, wobei jeder dieser Abschnitte ein Evolutionsprofil
der variablen „Position" ist, eine Funktion
der Quadratwurzel der Variablen „Zeit".
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In 1 bezeichnet
der Bezugspunkt F den Fokal- bzw. Brennpunkt von einer Röntgenröhre, die ein
Bündel
RX von Röntgenstrahlen
in der Richtung von einem zu röntgenden
Objekt OBJ emittiert. Die radiografischen Bilder werden auf einem
Empfänger RI
empfangen, der beispielsweise einen CCD Sensor aufweist. Der Empfänger RI
ist mit einer Verarbeitungseinheit MT verbunden, die um einen Mikroprozessor
strukturiert ist, und die radiografischen Bilder können auf
einem Bildschirm ECR sichtbar gemacht werden. Zwischen dem zu röntgenden
Objekt OBJ und dem Empfänger
RI ist ein Anti-Diffusions- bzw. Anti-Streugitter GR angeordnet,
das für
eine Translation im Wesentlichen senkrecht zu der emittierten Strahlung
bewegbar ist, d. h. in der Richtung XX in 1. Dieses Gitter ist aus einer Anzahl
von Platten LM aufgebaut, die alle auf den Brennpunkt F gerichtet
sind. Diese Platten, die üblicherweise
in einem Abstand in der Größenordnung
von 0,3 mm angeordnet sind, machen es möglich, durch das Objekt gestreute
Strahlung zu absorbieren und nur die direkte Strahlung hindurch
zu lassen.
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Um die Sichtbarmachung der Platten
LM auf den erhaltenen Bildern zu verhindern, wird das Gitter GR
in einer geradlinigen Translation in seiner Ebene verschoben, d.
h. in der Richtung XX, gemäß einem Profil,
das zu der Zeit, zu der jedes Bild gemacht wird, vorbestimmt ist,
gemäß einer
Startposition und einer Endposition verschoben.
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Wenn die „Periode" des Gitters als der Abstand bezeichnet
wird, der den Rand von der einen Platte von dem Rand der unmittelbar
benachbarten Platte trennt, d. h. ein Abstand gleich der Dicke der Platte
plus dem Abstand zwischen zwei benachbarten Platten, so ist beobachtet
worden, dass einer der Hauptgründe,
die die Sichtbarmachung der Platten auf den erhaltenen Bildern erzeugen,
die Tatsache ist, dass die Anzahl der Gitterperioden, die zwischen der
Röntgenstrahlung
und jedem Pixel des Bildempfängers
vergehen, keine ganze Zahl ist. Mit anderen Worten, der Anteil von
einer Gitterperiode, der nicht zwischen der Strahlung RX und einem
Pixel von einem Bildempfänger
vergeht, macht die entsprechende Platte des Gitters auf dem erhaltenen
Bild sichtbar.
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Zusätzlich ist gefunden worden,
dass der Vorgang des Verschiebens des Gitters mit einer hohen Verschiebungsgeschwindigkeit
in der Nähe
der Startposition und der Endposition es möglich macht, die Sichtbarmachung
von Spuren des Gitters auf dem radiografierten Bild zu verringern,
weil dies zu einer Verkürzung
der Strahlungszeit von unvollständigen
Perioden des Gitters beiträgt,
die an den Enden des letzteren angeordnet sind.
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Es ist jedoch nicht notwendig, für eine Verschiebung
mit hoher Geschwindigkeit in der Mitte von der Verschiebungsfläche zu sorgen,
weil, in dieser Zone, vollständige
Gitterperioden zwischen der Röntgenstrahlung
und einem betrachteten Pixel des Bildempfängers vergehen.
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Mit anderen Worten, aufgrund der
Periodizität
des Gitters ist die Intensität
der Röntgenstrahlung, die
den Bildempfänger
erreicht, das zeitliche Integral über der Bestrahlungsperiode
der auftreffenden Energie, multipliziert mit einem Dämpfungs-Koeffizienten. Es
ist dieses zeitliche Integral, das es möglich macht, die unvollständigen Gitterperioden
auf dem Bild sichtbar zu machen und die Spuren von Platten zu eliminieren,
die vollständigen
Perioden des Gitters entsprechen, die zwischen der Strahlung RX
und den Pixeln des Sensors RI verschoben worden sind.
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Allgemein gesprochen, das Verschiebungsprofil
von dem Gitter zwischen der Startposition X0 und der Endposition
XM während
der Bestrahlungszeit TP von jedem Bild (TP = T1 – T0) ist eine kontinuierliche
Kurve, die eine Punktsymmetrie in Bezug auf den Punkt aufweist,
dessen zeitliche Koordinate gleich TP/2 ist und dessen räumliche
Ableitung dt/dx der zeitlichen Variablen zwei Abschnitte hat, die
symmetrisch zu einer Symmetrieachse sind, die durch die Mitte der
Verschiebungsfläche
des Gitters verläuft. Die
Verschiebungsgeschwindigkeit V0 in der Nähe der Startposition und der
Endposition muss hoch sein, beispielsweise zwischen dem etwa dreifachen bis
etwa zehnfachen Wert des Verhältnisses
(XM – X0/TP)
zwischen der Verschiebungsfläche
und der Dauer der Fotografie, d. h. drei bis zehn Mal höher als
der Wert von einer linearen Verschiebungsgeschwindigkeit.
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Das in den 2 und 3 beschriebene
Beispiel zeigt, dass diese kontinuierliche Kurve CB aus zwei Abschnitten
gebildet ist, die in Bezug auf den Punkt SP der zeitlichen Koordinate
TP/2 symmetrisch sind. Jeder dieser Abschnitte CB1 und CB2 stellt
ein Profil der Evolution der Variablen „Position" (X) dar, die eine Funktion der Quadratwurzel
der Variablen „Zeit" (t) ist.
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Genauer gesagt, die Gleichung des
Abschnittes CB1 ist gegeben durch die folgende Gleichung (1): X(t) = A0 + b √ct – T für t ≤ TP/2 während die
Gleichung des Abschnittes CB2 durch die nachfolgende Formel (2)
gegeben ist: X(t) = A1 – √–ct + T für t ≥ TP/2
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In diesen Formeln sind A0, A1, b,
c, TC0 und T Konstanten, die es ermöglichen, die Position des Gitters
auf den Wert X0 für
den Augenblick T0 und den Wert XM für den Augenblick T1 einzustellen,
und die es möglich
machen, die zwei Abschnitte CB1 und CB2 an dem Punkt SP zu verbinden.
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Um also die hohe Geschwindigkeit
V0 im Augenblick T0 am Start der Fotografie zu erhalten, wird eine
vorläufige
Verschiebung des Gitters zwischen dem Ursprung und der Position
X0 gemäß einer
Verschiebungskurve CB0 mit einer parabolischen Form ausgebildet.
Zusätzlich
geht, nach der Zeit T1 des Endes der Bildgebung, d. h. wenn das
Gitter die Position XM erreicht hat, letzteres mit linearem Abfallkurve
(Endabschnitt CB3) in die Nullposition zurück.
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Die räumliche Ableitung der zeitlichen
Variablen der in 2 dargestellten
Kurve CB ist in 3 dargestellt.
Sie ist aus zwei linearen Abschnitten CP1 und CP2 zusammengesetzt,
die in Bezug auf die Achse AS symmetrisch ist, die durch den Mittelpunkt
(XM – X0)/2
der Verschiebungsfläche
hindurchführt.
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Ein derartiges Kurvenprofil macht
es möglich,
die Sichtbarmachung der Platten des Gitters auf den erhaltenen Bildern
zu verringern und somit deren Qualität zu verbessern, um insbesondere
die Erfassung von Mikro-Kalkablagerungen zu erleichtern, und dies
unabhängig
von der Dauer der Bestrahlung. Zusätzlich ist die Erfindung frei
von jeder alternierenden Bewegung, was sie weniger empfindlich gegenüber mechanischen
Parametern macht.
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Diese Verbesserung in der Qualität von Bildern
erfordert keine Abwandlung von Bearbeitungs-Software oder der Bildgewinnung.
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Weiterhin wird die Verschiebung des
Gitters im Allgemeinen durch einen Schrittmotor erhalten, der von
Natur aus mechanische Schwingungen während der Verschiebung erzeugt.
Wenn die Frequenz der Schwingungen der Frequenz des Abstandes der Platten
des Gitters entspricht, werden Schirm-Spitzenwerte erhalten, die
sich in einer erhöhten
Sichtbarmachung der Platten auf den Bildern widerspiegeln. Es ist
gefunden worden, dass das Verschiebungsprofil gemäß der Erfindung
diesen unerwünschten
Effekt minimiert.
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Schließlich gestattet die Erfindung
bereits eine deutliche Verbesserung in der Qualität von Bildern
mit einem Profil der räumlichen
Ableitung dx/dt, das aus Abschnitten aufgebaut ist, die nicht notwendigerweise
linear sind, aber die Sichtbarmachung der Platten wird noch weiter
verringert, wenn die räumliche
Ableitung dx/dt derartige lineare Abschnitte hat.