DE10247985A1

DE10247985A1 - X-ray dynamic detector unit, self-test method in which dark and back-lit images are recorded for a scintillation type detector and then evaluated on a pixel or pixel-group basis

Info

Publication number: DE10247985A1
Application number: DE10247985A
Authority: DE
Inventors: Hans-Aloys Dr. Wischmann; Kai Eck
Original assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2004-04-29

Abstract

Method for self monitoring of an X-ray detector that comprises a scintillation layer, a coupled arrangement of photo-sensors and a back lighter unit has the following steps: recording of a first set of dark images; recording of a second set of back-lit images and; evaluation of the obtained images on a pixel and or pixel group basis in order to detect potential defects in the X-ray detector. An Independent claim is made for a self-testing diagnosis unit of an X-ray detector.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Selbstüberwachung eines Röntgendetektors, welcher eine Szintillationsschicht, eine damit gekoppelte Anordnung von Fotosensoren sowie eine Rücklichtanordnung aufweist.The invention relates to a method for self-monitoring an X-ray detector, which is a scintillation layer, an arrangement coupled to it of photo sensors and a rear light arrangement having.

Röntgendetektoren der eingangs genannten Art sind zum Beispiel in der Form von indirekt konvertierenden dynamischen Röntgenflachdetektoren (Flat Dynamic X-ray Detectors: FDXD) bekannt. In der Szintillationsschicht eines solchen Detektors absorbierte Röntgenquanten erzeugen sichtbares Licht, welches anschließend von den Fotosensoren in ein auslesbares (elektrisches) Signal umgewandelt wird. Die Rücklichtanordnung ist in der Regel aus einem Feld von Leuchtdioden (LED) aufgebaut und parallel zur Szintillationsschicht angeordnet. Über die Rücklichtanordnung können die Fotosensoren gleichmäßig mit sichtbarem Licht bestrahlt werden, um sie in einen definierten Ausgangszustand mit besetzten Einfangzuständen zurückzusetzen.X-ray detectors of the type mentioned are, for example, in the form of indirect converting dynamic flat x-ray detectors (Flat Dynamic X-ray Detectors: FDXD) known. In the scintillation layer X-ray quanta absorbed by such a detector produce visible Light, which then converted into a readable (electrical) signal by the photo sensors becomes. The rear light assembly is usually made up of a field of light emitting diodes (LED) and arranged parallel to the scintillation layer. About the Taillight assembly can the photo sensors evenly with visible light to be irradiated to a defined initial state with occupied capture states reset.

Die Überwachung der korrekten Funktion ist bei einem dynamischen Röntgenflachdetektor problematisch, da eine Vielzahl von Detektorkomponenten an der Bilderzeugung beteiligt sind und aufkommende Pixel- oder Zeilendefekte so früh wie möglich erkannt und behandelt werden müssen. Diesbezüglich ist es aus der US 6 275 559 B1 von einem Röntgen-Scanningsystem bekannt, Aufnahmen eines im Strahlengang positionierten Phantoms mit früheren, unter den gleichen Bedingungen erzeugten Aufnahmen durch pixelweise Korrelation zu vergleichen. Mit Hilfe von Mustererkennungsalgorithmen werden dann bestimmte Defekte aus den verglichenen Bildern erkannt und dem Benutzer auf einem Bildschirm angezeigt. Nachteilig hierbei ist jedoch der hohe Aufwand für die Erzeugung der Röntgen-Testaufnahmen, wobei zudem eine exakt gleiche, hoch genaue Positionierung des Phantoms sichergestellt werden muss.The monitoring of the correct function is problematic in the case of a dynamic x-ray flat detector, since a large number of detector components are involved in the image generation and emerging pixel or line defects have to be recognized and treated as early as possible. In this regard, it is out of the US 6 275 559 B1 known from an X-ray scanning system to compare recordings of a phantom positioned in the beam path with previous recordings generated under the same conditions by pixel-wise correlation. With the help of pattern recognition algorithms, certain defects from the compared images are then recognized and displayed to the user on a screen. However, the disadvantage here is the high outlay for generating the X-ray test recordings, and in addition an exactly identical, highly precise positioning of the phantom must be ensured.

Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit denen eine vereinfachte, regelmäßige und automatische Selbstüberwachung eines dynamischen Röntgenflachdetektors möglich ist.With this in mind, it was one Object of the present invention, a method and an apparatus To provide a simplified, regular and automatic self-monitoring a dynamic X-ray flat detector is possible.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Diagnoseeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.This task is accomplished through a process with the features of claim 1 and by a diagnostic unit solved with the features of claim 9. Advantageous configurations are in the subclaims contain.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Selbstüberwachung eines Röntgendetektors, welcher eine Szintillationsschicht, eine damit gekoppelte Anordnung von Fotosensoren sowie eine Rücklichtanordnung zur Belichtung der Szintillationsschicht und/oder der Fotosensoren aufweist. Ein typisches Beispiel für einen derartigen Röntgendetektor ist ein dynamischer Röntgenflachdetektor FDXD. Das Verfahren enthält die folgenden Schritte:

– Die Aufnahme einer ersten Anzahl von Dunkelbildern, das heißt Bildern ohne Bestrahlung der Szintillationsschicht und der Fotosensoren durch sichtbares Licht oder Röntgenstrahlung. Typischerweise werden ca. zehn normale Dunkelbilder und ca. zehn kürzere Dunkelbilder aufgenommen.
– Die Aufnahme einer zweiten Anzahl von Rücklichtbildern, das heißt Bildern, bei denen nur von der Rücklichtanordnung erzeugtes Licht auf die Szintillationsschicht und/oder die Fotosensoren fällt, jedoch kein anderes externes Licht und insbesondere keine Röntgenstrahlung. Typischerweise werden ca. zehn Rücklichtbilder aufgenommen.
– Die Auswertung der so erhaltenen Dunkel- und Rücklicht-Bilder in Bezug auf Pixel und/oder Pixelgruppen, um potentielle Defekte des Röntgendetektors zu ermitteln.

The method according to the invention is used for self-monitoring of an X-ray detector which has a scintillation layer, an arrangement of photosensors coupled thereto, and a rear light arrangement for exposing the scintillation layer and / or the photosensors. A typical example of such an X-ray detector is a dynamic X-ray flat detector FDXD. The process includes the following steps:

- The recording of a first number of dark images, that is to say images without irradiating the scintillation layer and the photo sensors by visible light or X-rays. Typically, about ten normal dark images and about ten shorter dark images are taken.
The inclusion of a second number of rear light images, that is to say images in which only light generated by the rear light arrangement falls on the scintillation layer and / or the photo sensors, but no other external light and in particular no X-radiation. Typically, about ten taillight images are taken.
- The evaluation of the dark and rear light images thus obtained in relation to pixels and / or pixel groups in order to determine potential defects of the X-ray detector.

Das Verfahren hat den Vorteil, dass es sehr schnell und automatisch durchführbar ist, da die hierfür benötigten Aufnahmen intern im Röntgendetektor und ohne den Einsatz von Röntgenstrahlung oder die Platzierung eines Phantoms im Strahlengang erzeugt werden können. Gleichzeitig erlauben die gewonnenen Dunkelbilder und Rücklichtbilder die Ermittlung zahlreicher häufig vorkommender Defekte, für welche bei der weiteren Beschreibung der Erfindung Beispiele genannt werden. Die Einfachheit des Verfahrens ermöglicht es, dieses regelmäßig in kurzen Zeitabständen auszuführen und dadurch aufkommende Defekte frühzeitig zu erkennen.The process has the advantage that it can be carried out very quickly and automatically, since the recordings required for this internally in the x-ray detector and without the use of x-rays or the placement of a phantom in the beam path can. At the same time, the dark images and taillight images obtained allow the determination of numerous common occurring defects, for which mentioned examples in the further description of the invention become. The simplicity of the procedure makes it possible to do this regularly in short intervals perform and thereby recognize emerging defects at an early stage.

Vorzugsweise wird bei dem Verfahren ein Teil der Dunkelbilder unter gleichen Randbedingungen aufgenommen, insbesondere mit einer gleichen Aufnahmedauer. Ebenso wird vorzugsweise ein Teil der Rücklichtbilder unter gleichen Randbedingungen aufgenommen, insbesondere mit einer gleichen Aufnahmedauer und einer gleichen Belichtungsstärke. Unter gleichen Bedingungen aufgenommene Bilder sollten Idealerweise dieselben Bildsignale liefern. In der Realität sind die Bildsignale jedoch aufgrund von Rauscheffekten verschiedener Komponenten des Röntgendetektors ungleich, wobei das Ausmaß des Rauschens durch die statistische Auswertung der Bilder ermittelt werden kann und sowohl ein außergewöhnlich großes als auch ein völlig fehlendes Rauschen einen Indikator für spezifische Defekte darstellt.Preferably in the process some of the dark images were taken under the same conditions, especially with the same recording time. Likewise, it is preferred part of the taillight pictures recorded under the same boundary conditions, especially with a same recording time and exposure. Under Ideally, pictures taken under the same conditions should be the same Deliver image signals. In reality, however, the image signals are due to noise effects of various components of the X-ray detector unequal, the amount of noise can be determined by the statistical evaluation of the images and both an exceptionally large one also a completely lack of noise is an indicator of specific defects.

Beispiele für Defekte des Röntgendetektors, die sich mit dem Verfahren ermitteln lassen, sind:

– Rücklichtfehler, das heißt Inhomogenitäten des Rücklichtes, die nicht im Rahmen der konstruktionsbedingten und erlaubten Variationen liegen.
– Pixeldefekte, die z.B. durch Fehler einzelner Fotosensoren verursacht werden.
– Zeilendefekte, welche eine gesamte Zeile von Pixeln betreffen und die typischerweise durch Fehler in der einer Zeile zugeordneten Elektronik oder der Verbindung (Bond) von der Zeile zur Elektronik (Treiberchip) verursacht werden.
– Spaltendefekte, die eine gesamte Spalte von Pixeln betreffen und die typischerweise durch Fehler in der einer Spalte zugeordneten Elektronik oder der Verbindung (Bond) von der Spalte zur Elektronik (Auslesechip) verursacht werden.
– Ein Spotting, das heißt die Entwicklung von Bildverschlechterungen, welche mehrere benachbarte Pixel betreffen und zum Beispiel durch eine Korrosion der Reflektorschicht beziehungsweise chemische Veränderungen des Szintillators verursacht werden können.
– Schwingungen bzw. Oszillationen, die durch eine fehlerhafte Ausleseelektronik verursacht werden.
– Schwingungen bzw. Oszillationen, die eine ganze Zeile oder ein Halbpanel betreffen und die durch eine fehlerhafte Treiberelektronik induziert werden.
– Driften in den Nichtlinearitäten, welche den nichtlinearen Zusammenhang zwischen der auf einen Fotosensor treffenden Lichtmenge bzw. -intensität und dem elektrischen Ausgangssignal des Fotosensors beschreiben. Die Driften können insbesondere durch Temperaturänderungen, Spannungsänderungen, oder Alterungsprozesse verursacht werden.
– Differenzen der Nichtlinearitäten zwischen benachbarten Pixeln, Zeilen, Spalten und/oder Chips.
– Mechanische Defekte des Röntgendetektors wie etwa Brüche, Risse, die Ablösung von Schichten und andere Veränderungen im Dünnschichtpanel (Fotosensorschicht) oder im Szintillator.

Examples of defects in the X-ray detector that can be determined using the method are:

- Taillight error, that is, inhomogeneities of the Taillights that are not within the scope of the design-related and permitted variations.
- Pixel defects that are caused, for example, by errors in individual photo sensors.
Line defects, which relate to an entire line of pixels and which are typically caused by errors in the electronics assigned to a line or the connection (bond) from the line to the electronics (driver chip).
Column defects, which relate to an entire column of pixels and which are typically caused by errors in the electronics assigned to a column or the connection (bond) from the column to the electronics (readout chip).
- Spotting, that is, the development of image deteriorations which affect several neighboring pixels and can be caused, for example, by corrosion of the reflector layer or chemical changes in the scintillator.
- Vibrations or oscillations caused by faulty readout electronics.
- Vibrations or oscillations that affect an entire line or a half panel and that are induced by faulty driver electronics.
- Drifting in the non-linearities, which describe the non-linear relationship between the amount or intensity of light striking a photosensor and the electrical output signal of the photosensor. The drifts can be caused in particular by temperature changes, voltage changes, or aging processes.
- Differences in non-linearities between neighboring pixels, rows, columns and / or chips.
- Mechanical defects in the X-ray detector such as breaks, cracks, the detachment of layers and other changes in the thin-film panel (photosensor layer) or in the scintillator.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden Karten der ermittelten Defekte erzeugt und gespeichert. Diese können z.B. die Inhomogenität des Rücklichtes, ein Spotting oder den Ort eines Defektes unmittelbar anzeigen. Typischerweise werden derartige Karten verlustfrei komprimiert gespeichert, um ihren Speicherplatzbedarf zu minimieren.According to a preferred embodiment of the Maps of the identified defects are generated and stored. these can e.g. the inhomogeneity the rear light, immediately display a spotting or the location of a defect. typically, such cards are stored in a compressed, lossless manner minimize their space requirements.

Die vorstehend erwähnten Karten von Defekten können durch Datenfernübertragung an eine Servicezentrale zur Ferndiagnose übermittelt werden. Dort können sie von einem Techniker optisch überprüft und analysiert werden, so dass die zeit- und kostenaufwändige Anreise eines Technikers nicht erforderlich ist. Bei entsprechender Komprimierung der Karten können diese insbesondere über Verbindungen geringer Bandbreite (zum Beispiel Telefon) übermittelt werden.The cards mentioned above of defects through remote data transmission be sent to a service center for remote diagnosis. There you can optically checked and analyzed by a technician so that the time-consuming and costly journey of a technician is not required. With appropriate compression of the cards can this especially about Connections of low bandwidth (e.g. telephone) are transmitted become.

Die Karten können ferner dazu verwendet werden, die zeitliche Entwicklung von Defekten zu erkennen. Zu diesem Zweck werden Karten von aufeinanderfolgenden Ausführungen des Verfahrens miteinander verglichen, um Änderungen festzustellen.The cards can also be used to: recognize the temporal development of defects. To this end maps of successive executions of the procedure to one another compared to changes determine.

Das Verfahren der Selbstüberwachung des Röntgendetektors wird vorzugsweise nach jedem Start und/oder vor jedem Ausschalten des Röntgendetektors einmal ausgeführt. Dies ist aufgrund des geringen Zeitbedarfs für das Verfahren problemlos möglich. Durch die regelmäßige Selbstüberwachung in kurzen zeitlichen Abständen können dann Defekte frühzeitig erkannt werden.The self-monitoring process of the X-ray detector is preferably after every start and / or before each switch-off of the X-ray detector executed once. This is easily possible due to the short time required for the process. By regular self-monitoring in short intervals can then defects early be recognized.

Das Verfahren wird vorzugsweise dahingehend erweitert, dass nach der Erkennung von Defekten Maßnahmen zu deren Behebung angefordert und/oder, soweit möglich, automatisch eingeleitet werden. Beim Defekt eines Chips der Signalverarbeitung muss zum Beispiel ein Austausch dieses Chips angefordert werden. Defekte einzelner Pixel können dagegen in der Regel durch eine Maskierung behoben werden, bei welcher das Pixel in zukünftigen Aufnahmen nicht mehr berücksichtigt und der Pixelwert stattdessen durch eine Interpolation benachbarter Pixel ersetzt wird.The method is preferred to that effect expanded that after the detection of defects measures requested to remedy them and / or, where possible, initiated automatically. For example, if a signal processing chip is defective an exchange of this chip can be requested. Defects individual However, pixels can usually resolved by masking, in which the Pixels in future Recordings no longer considered and the pixel value instead by interpolating neighboring ones Pixel is replaced.

Die Erfindung betrifft ferner eine Diagnoseeinheit zur Selbstüberwachung eines Röntgendetektors, welcher eine Szintillationsschicht, eine damit gekoppelte Anordnung von Fotosensoren sowie eine Rücklichtanordnung aufweist. Die Diagnoseeinheit ist dazu eingerichtet

– die Aufnahme einer ersten Anzahl von Dunkelbildern zu veranlassen;
– die Aufnahme einer zweiten Anzahl von Rücklichtbildern zu veranlassen;
– die erhaltenen Bilder in Bezug auf Pixel und/oder Pixelgruppen auszuwerten, um potentielle Defekte des Röntgendetektors zu ermitteln.

The invention further relates to a diagnostic unit for self-monitoring an X-ray detector, which has a scintillation layer, an arrangement of photosensors coupled therewith, and a rear light arrangement. The diagnostic unit is set up for this

- initiate the taking of a first number of dark images;
- arrange for the taking of a second number of rear light images;
- evaluate the images obtained in relation to pixels and / or groups of pixels in order to determine potential defects of the X-ray detector.

Mit einer derartigen Diagnoseeinheit kann das oben beschriebene Verfahren durchgeführt und eine schnelle automatische Erkennung von Defekten erreicht werden.With such a diagnostic unit the procedure described above can be performed and a quick automatic Defect detection can be achieved.

Die Diagnoseeinheit kann weiterhin dazu eingerichtet sein, mit Komponenten des Röntgendetektors und/oder weiteren Komponenten gekoppelt beziehungsweise ausgestattet zu werden, so dass sie auch die oben erläuterten Varianten des Verfahrens ausführen kann. Insbesondere kann die Diagnoseeinheit dabei mittels einer Einrichtung zur Datenfernübertragung mit einer Servicezentrale verbunden werden.The diagnostic unit can continue to be set up with components of the X-ray detector and / or others Components to be coupled or equipped, so that they also explained the above Execute variants of the procedure can. In particular, the diagnostic unit can use a Remote data transmission device be connected to a service center.

Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figur beispielhaft erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Röntgendetektor mit einer erfindungsgemäßen Diagnoseeinheit zur Ausführung einer Selbstüberwachung.The invention is described below Exemplified with the help of the figure. The only figure shows an X-ray detector with a diagnostic unit according to the invention for execution self-monitoring.

Im oberen Teil der Figur ist schematisch der mehrlagige Aufbau eines dynamischen Röntgenflachdetektors FDXD dargestellt. Dieser beginnt mit einer Reflektorschicht 1, die auf einer Szintillatorschicht 2 angeordnet ist, welche einfallende Röntgenstrahlung absorbiert und in Lichtquanten umwandelt. Parallel zur Szintillatorschicht 2 ist eine matrixförmige Anordnung 3 von Fotosensoren (Fotodioden) vorgesehen, wobei jeder einzelne Fotosensor absorbiertes sichtbares Licht in ein elektrisches Signal umwandelt, das die Helligkeit des zugehörigen Bildpunktes (Pixels) repräsentiert. Die von den Fotosensoren erzeugten elektrischen Signale werden von einer signalverarbeitenden Elektronik 4 ausgelesen, aufbereitet und an eine externe Verarbeitungseinheit 12 weitergeleitet.The multilayer structure of a dynamic X-ray is shown schematically in the upper part of the figure Flat detector FDXD shown. This starts with a reflector layer 1 on a scintillator layer 2 is arranged, which absorbs incident X-rays and converts them into light quanta. Parallel to the scintillator layer 2 is a matrix arrangement 3 provided by photo sensors (photodiodes), each individual photo sensor converting absorbed visible light into an electrical signal that represents the brightness of the associated picture element (pixel). The electrical signals generated by the photo sensors are generated by signal processing electronics 4 read out, processed and sent to an external processing unit 12 forwarded.

Weiterhin erstreckt sich parallel zur Szintillatorschicht 2 und zum Fotosensorfeld 3 eine Rücklichtanordnung 6, die aus matrixförmig angeordneten Leuchtdioden (LED) besteht. Zwischen der Rücklichtanordnung 6 und der Elektronik 4 ist eine Schicht 5 aus Glas und Luft vorgesehen. Die Rücklichtanordnung 6 kann von der Verarbeitungseinheit 12 angesteuert werden, um die Fotosensoren 3 und die Szintillatorschicht 2 gleichmäßig mit sichtbarem Licht zu bestrahlen. Hierdurch erfolgt ein Rücksetzen der Schichten in einen definierten Ausgangszustand. Für weitere Einzelheiten zum Aufbau und Betrieb eines FDXD wird auf die WO 98/01992 verwiesen.It also extends parallel to the scintillator layer 2 and to the photo sensor field 3 a rear light assembly 6 , which consists of matrix-shaped light emitting diodes (LED). Between the rear light assembly 6 and electronics 4 is a layer 5 made of glass and air. The rear light assembly 6 can from the processing unit 12 can be controlled to the photo sensors 3 and the scintillator layer 2 irradiate evenly with visible light. As a result, the layers are reset to a defined initial state. For further details on the construction and operation of an FDXD, reference is made to WO 98/01992.

Um in den beschriebenen Komponenten des Röntgendetektors auftretende Defekte ermitteln und Reparaturmaßnahmen einleiten zu können, ist erfindungsgemäß eine Diagnoseeinheit 12 vorgesehen und mit der Signalverarbeitungselektronik 4 gekoppelt. Typischerweise kann die Diagnoseeinheit 12 durch einen entsprechend programmierten Mikroprozessor realisiert werden, welcher wie in der Figur angenommen ein bereits vorhandener Baustein der externen signalverarbeitenden Elektronik sein kann.In order to be able to determine defects occurring in the described components of the x-ray detector and to initiate repair measures, a diagnostic unit is provided according to the invention 12 provided and with the signal processing electronics 4 coupled. Typically, the diagnostic unit 12 can be realized by an appropriately programmed microprocessor, which, as assumed in the figure, can be an existing component of the external signal processing electronics.

Die Diagnoseeinheit 12 ist dazu eingerichtet, ein Verfahren zur Selbstüberwachung des Röntgendetektors auszuführen. Dieses Verfahren beginnt damit, dass die Diagnoseeinheit 12 die automatische Aufnahme von zehn normalen Dunkelbildern 8, zehn kurzen Dunkelbildern 9 und zehn Rücklichtbildern 10 (d.h. homogen mit Rücklicht aus der Rücklichtanordnung 6 belichteten Bildern) veranlasst. Alle genannten Bilder werden ohne Röntgenstrahlung erzeugt, was ihre Gewinnung erheblich vereinfacht. Die normalen Dunkelbilder 9 zeigen vornehmlich das Systemrauschen (typisches Timing). Die kurzen Dunkelbilder 8 dienen der Offset-Korrektur der ebenfalls mit kürzerer Belichtungsdauer aufgenommenen Rücklichtbilder 10. Falls auch noch die Nichtlinearität des Zusammenhangs zwischen der eingestrahlten Lichtmenge und dem resultierenden elektrischen Signal eines Fotosensors beziehungsweise den zugehörigen Grauwerten untersucht werden sollen, werden zusätzlich zu jeder von ca. 60 unterschiedlichen Belichtungsdauern je zehn Rücklichtbilder angefertigt.The diagnostic unit 12 is set up to carry out a method for self-monitoring of the X-ray detector. This procedure starts with the diagnostic unit 12 the automatic recording of ten normal dark images 8th , ten short dark pictures 9 and ten taillight pictures 10 (ie homogeneous with rear light from the rear light arrangement 6 exposed images). All of the images mentioned are generated without X-rays, which considerably simplifies their acquisition. The normal dark pictures 9 mainly show the system noise (typical timing). The short dark pictures 8th are used for offset correction of the rear light images, which were also taken with a shorter exposure time 10 , If the non-linearity of the relationship between the incident light quantity and the resulting electrical signal of a photo sensor or the associated gray values are also to be investigated, ten taillight images are taken in addition to each of approximately 60 different exposure times.

Die wie beschrieben gewonnenen Aufnahmen können anschließend in der Diagnoseeinheit 12 ausgewertet werden, um Defekte des Röntgendetektors zu erkennen. Diese Auswertung findet vorzugsweise im Hintergrund auf einem Rechner statt, so dass der normale Betrieb des Röntgendetektors nicht beeinträchtigt wird. Im Rahmen der Auswertung können insbesondere die folgenden Schritte ausgeführt werden:

1. Überwachung der Rücklichtintegrität, um den Ausfall einzelner LEDs beziehungsweise LED-Gruppen der Rücklichtanordnung 6 festzustellen. Zu diesem Zweck werden normalisierte und bezüglich der Längenskala des Abstandes zweier Leuchtdioden tiefpassgefilterte Rücklichtbilder 10 einer Schwellwertanalyse mit einem Wert von ± 20% unterzogen, wenn z.B. die Homogenität des Rücklichtes laut Spezifikation bei ± 5% liegt.
2. Pixel-, Spalten- und Zeilendefekte: Hierbei erfolgt eine Markierung aller Pixel, deren Dunkelwert über 50% des Dynamikbereiches liegt, deren Hellwert unter 50% des Medians aller Hellwerte liegt, deren Rauschen über 600% des Medians aller Rauschwerte liegt und/oder deren Grauwert in allen Dunkelbildern konstant ist (fehlendes Rauschen). Die Markierung ist konservativ in dem Sinne, dass markierte Pixel mit hoher Sicherheit defekt sind und eine Korrektur benötigen.
3. Spotting: Zur Erkennung von Defekten, die sich als fleckartige Fehler in den Aufnahmen bemerkbar machen und zum Beispiel durch eine Korrosion der Reflektorschicht 1 oder chemische Veränderungen des Szintillators 2 verursacht werden können, wird eine Schwellwertanalyse in Bezug auf (z.B. ± 5%) Veränderung im Vergleich zu einer automatisch gespeicherten Referenzintensitätskarte nach Normalisierung ausgeführt.
4. Rauschermittlung aus der zeitlichen Varianz der zehn normalen Dunkelbilder 8. Dabei erfolgt eine Mittelwertbildung über Zeilen oder Zeilenteile und ein Vergleich mit Grenzwerten unter Nutzung eines Ranking (Percentile, die dem Median des schlechtesten Auslesechips oder dem Median des schlechteren Halbpanels entspricht).
5. Wenn in einem der vorstehend beschriebenen Tests ein Defekt festgestellt wird, wird eine entsprechende Meldung für den Benutzer generiert. Im Falle der Rücklichtinhomogenität und des Spotting können dabei Schwellwerte von 10 ppm beziehungsweise 1000 ppm aller Pixel angewendet werden, das heißt, dass ein Defekt nur signalisiert wird, wenn 0,01 ‰ beziehungsweise 1 ‰ der Pixel betroffen sind.
6. Αusfallvorhersage: Durch die Berücksichtigung der im Speicher 13 enthaltenen Bilder aus früheren Durchführungen des Selbstüberwachungs-Verfahrens kann – zum Beispiel durch eine lineare Regression – eine Extrapolation des Defektwertes (gewichtete Anzahl der Defekte in bestimmten Klassen) erfolgen, um den Zeitpunkt vorherzusagen, zu dem voraussichtlich ein vorgegebener Grenzwert (zum Beispiel 200% der Ausliefer-Spezifikation) überschritten wird.
7. Protokollierung des Systemzustandes auf regelmäßiger Basis, zum Beispiel durch tägliche Datenspeicherung im mit der Diagnoseeinheit 12 gekoppelten Speicher 13, um retrospektiv die Entwicklung eines Fehlers nachvollziehbar zu machen.
8. Erzeugung komprimierter Defektkarten 11, bei denen es sich in der Regel um Binärbilder handelt. Die Defektkarten können insbesondere die geometrische Position von (Pixel- etc.) Defekten, die Rücklichtinhomogenität und das Spotting wiedergeben. Ihre Größe beträgt typischerweise ca. 30 kB für einen Detektor mit 1000 × 1000 Pixeln nach einer Schwellwertbildung, so dass diese Karten 11 auch bei geringer Bandbreite über eine (drahtlose oder drahtgebundene) Telefonverbindung 7 schnell heruntergeladen und in einer Servicezentrale (nicht dargestellt) von einem Servicetechniker aus der Ferne optisch überprüft und analysiert werden können.
9. Selbsttätige Korrektur: Bestimmte Defekte können nach einer Aufnahme in die Defektkarte 11 selbständig korrigiert werden. Zum Beispiel können ausgefallene einzelne Pixel oder einzelne Pixelzeilen oder -spalten durch eine Mittelwertbildung aus benachbarten Pixeln interpoliert werden.
10. Selbständige Anforderung eines Austausches oder einer Reparatur von defekten Komponenten beziehungsweise des Panels, gegebenenfalls auch selbständiger Austausch einer Komponente.
11. Selbsttätige Kalibrierung, zum Beispiel Neu-Kalibrierung der Nichtlinearität, oder automatische Anforderung einer Neu-Kalibrierung, falls ein festgestellter Defekt durch eine derartige Kalibrierung behoben werden kann.
12. Detektion von Fehlern in der Struktur des Detektors, zum Beispiel Rissen in der Fotosensoranordnung 3 oder in der Szintillatorschicht 2, oder einer Ablösung von Schichten.

The recordings obtained as described can then be made in the diagnostic unit 12 be evaluated in order to detect defects in the X-ray detector. This evaluation preferably takes place in the background on a computer, so that the normal operation of the X-ray detector is not impaired. The following steps can be carried out as part of the evaluation:

1. Monitoring the taillight integrity to prevent the failure of individual LEDs or LED groups of the taillight arrangement 6 determine. For this purpose, normalized and low-pass filtered rear light images with respect to the length scale of the distance between two light-emitting diodes 10 subjected to a threshold value analysis with a value of ± 20% if, for example, the homogeneity of the rear light is ± 5% according to the specification.
2. Pixel, column and row defects: This marks all pixels whose dark value lies above 50% of the dynamic range, whose light value lies below 50% of the median of all light values, whose noise lies above 600% of the median of all noise values and / or whose gray value is constant in all dark images (no noise). The marking is conservative in the sense that marked pixels are defective with a high degree of certainty and require correction.
3. Spotting: To detect defects that are noticeable as spotty errors in the recordings and, for example, due to corrosion of the reflector layer 1 or chemical changes in the scintillator 2 can be caused, a threshold value analysis is carried out in relation to (eg ± 5%) change in comparison to an automatically stored reference intensity map after normalization.
4. Determination of noise from the temporal variance of the ten normal dark images 8th , Averaging is carried out over lines or parts of lines and a comparison with limit values using a ranking (percentile that corresponds to the median of the worst readout chip or the median of the poorer half panel).
5. If a defect is found in one of the tests described above, a corresponding message is generated for the user. In the case of rear light inhomogeneity and spotting, threshold values of 10 ppm or 1000 ppm of all pixels can be used, which means that a defect is only signaled if 0.01 ‰ or 1 ‰ of the pixels are affected.
6. Failure prediction: By considering the in memory 13 Contained images from previous implementations of the self-monitoring method can be extrapolated (for example by linear regression) of the defect value (weighted number of defects in certain classes) in order to predict the point in time at which a predicted given limit value (for example 200% of the delivery specification) is exceeded.
7. Logging of the system status on a regular basis, for example through daily data storage in the diagnostic unit 12 coupled memory 13 to make the development of an error traceable retrospectively.
8. Generation of compressed defect cards 11 , which are usually binary images. The defect cards can in particular reflect the geometric position of (pixel etc.) defects, the rear light inhomogeneity and the spotting. Their size is typically approximately 30 kB for a detector with 1000 × 1000 pixels after a threshold value, so that these cards 11 even with low bandwidth via a (wireless or wired) telephone connection 7 can be quickly downloaded and optically checked and analyzed remotely by a service technician in a service center (not shown).
9. Automatic correction: Certain defects can occur after being included in the defect card 11 be corrected independently. For example, failed individual pixels or individual pixel rows or columns can be interpolated by averaging neighboring pixels.
10. Independent request for replacement or repair of defective components or the panel, possibly also independent replacement of a component.
11. Automatic calibration, for example re-calibration of the non-linearity, or automatic request for a new calibration if a detected defect can be remedied by such a calibration.
12. Detection of defects in the structure of the detector, for example cracks in the photosensor arrangement 3 or in the scintillator layer 2 , or a detachment of layers.

Das Verfahren der Selbstüberwachung wird vorzugsweise automatisch zu einem geeigneten Zeitpunkt, zum Beispiel bei Ausschalten oder Einschalten des Röntgendetektors, ausgeführt. In Verbindung mit Maßnahmen zur Selbstkorrektur von Defekten wie etwa Pixelfehlern kann dann ein neu auftretender Defekt beim nächsten Neustart des Systems automatisch kompensiert werden.The self-monitoring process is preferably automatically at a suitable point in time Example when the X-ray detector is switched off or switched on. In Connection with measures for self-correction of defects such as pixel errors can then a newly occurring defect the next time the system is restarted be compensated automatically.

Claims

Method for self-monitoring an X-ray detector, which is a scintillation layer, an arrangement coupled to it of photo sensors and a rear light arrangement comprising the following steps: - Admission a first number of dark images; - Inclusion of a second number of taillight images; - evaluation the images obtained in relation to pixels and / or groups of pixels, potential defects of the X-ray detector to investigate.

A method according to claim 1, characterized in that a part of the dark images and / or a part of the rear light images is recorded under the same boundary conditions.

A method according to claim 1, characterized in that as defects taillight errors, Pixel, row and / or column defects, spotting, readout chip oscillations, Driver chip defects, non-linearity drifts, non-linearity differences and / or mechanical defects of the X-ray detector are determined.

A method according to claim 1, characterized in that maps of the defects are generated and saved.

A method according to claim 4, characterized in that the cards are sent to a service center for remote diagnosis become.

A method according to claim 4, characterized in that cards compared successive executions of the process to determine the development of defects.

A method according to claim 1, characterized in that it is every time the X-ray detector is started and / or switched off accomplished becomes.

A method according to claim 1, characterized in that measures requested to correct identified defects and / or automatically accomplished become.

Diagnostic unit for self-monitoring of an X-ray detector, which is a scintillation layer, an arrangement coupled to it of photo sensors and a rear light arrangement has, the diagnostic unit being set up to - the recording to cause a first number of dark images - the recording a second number of taillight images to cause - the evaluate received images in relation to pixel and / or pixel groups, potential defects of the X-ray detector to investigate.

Diagnostic unit according to claim 9, characterized in that they are connected to a service center by means of a remote data transmission device is.