-
Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf Radiographie und insbesondere
auf das Verbessern der Bildqualität durch Detektieren und Korrigieren
fehlerhafter Bestrahlungen (Expositionen), die während einer Röntgen-Bildgebung
erzeugt werden.
-
Bei
Röntgen-Bildgebungssystemen,
wie beispielsweise einem medizinischen System, wird eine Röntgenröhre verwendet,
um einen Patienten mit einem Bündel
von Röntgenstrahlen
zu bestrahlen. Die Röntgenstrahlen
treten durch einen Patienten hindurch und bestrahlen bzw. belichten
einen photographischen Film, der in einer Kassette aufbewahrt ist. Der
photographische Film wird im allgemeinen von einem Blatt eines durchscheinenden
Trägermaterials gebildet,
das auf der einen oder beiden Seiten mit einer photosensitiven bzw.
lichtempfindlichen Emulsion beschichtet ist. Die lichtempfindliche
Emulsion wird aktiviert durch Bestrahlung mit Photonen unterschiedlicher
Wellenlängen
innerhalb des elektromagnetischen Spektrums, einschließlich des
Bandes sichtbaren Lichtes und des Röntgenbandes. Die Aktivierung
der lichtempfindlichen Emulsion ruft ein latentes Bild auf der Emulsion
hervor. Das latente Bild erscheint auf dem Film als die relative
Verdunkelung der Emulsion proportional zu der Strahlungsmenge. Ein
Teil von dem Körper,
der sich zwischen dem Bündel
von Röntgenstrahlen
und dem Film befindet, absorbiert die Röntgenstrahlen in unterschiedlichen Graden
in Abhängigkeit
von der inneren Zusammensetzung des Teils, das geröntgt wird.
Genauer gesagt, die Röntgen-Transmission
durch das Teil wird durch seine Dicke und die Materialzusammensetzung
und auch durch die Qualität
von dem auf das Objekt auftreffenden Röntgenbündel beeinflusst. Röntgenstrahlen
hoher Energie durchdringen das Teil weiter, während Röntgenstrahlen niedriger Energie
einfacher absorbiert werden. Nachdem das latente Bild erzeugt worden
ist, wird es entwickelt, indem ein Entwicklermaterial mit dem Bild
in Kontakt gebracht wird. Die Entwicklung des latenten Bildes macht
es sichtbar und gestattet einem Radiologen, eine Diagnose auf der
Basis des Bildes zu stellen.
-
Für jede Bestrahlung,
die gemacht wird, wählt
der Radiologe oder Röntgen-Techniker
sowohl die Qualität
bzw. Beschaffenheit des Röntgenbündel als
auch die Menge an Röntgenstrahlen,
die erzeugt werden sollen. Genauer gesagt, die Qualität des Röntgenbündel wird
gewählt,
indem Spannung und Filtration variiert werden, während die Menge der erzeugten
Röntgenstrahlen
gewählt
wird, indem Strom und Dauer der Bestrahlung verändert werden. Sowohl die Qualität des Röntgenbündels als
auch die Menge an erzeugten Röntgenstrahlen
hat einen direkten Einfluss auf die Qualität des Röntgenbildes, die ihrerseits
die Genauigkeit der Diagnose beeinflusst, die von dem Radiologen
gestellt wird.
-
Gegenwärtig gibt
es zwei Verfahren, die eine Bestrahlung während einer medizinischen Röntgen-Bildgebung
sicherstellen. Das erste Verfahren ist ein automatisiertes Verfahren
des Wählens
von Röntgen-Einstellungen
auf der Basis von Bestrahlungs-Führungstabellen.
In diesem Verfahren wählt die
Bedienungsperson die anatomische Ansicht, wie ein Teil von dem Patientenkörper abgebildet
werden soll, und die geschätzte
Größe von dem
Patienten. Dann werden Bestrahlungs-Führungstabellen
verwendet, um einen Wert für
die Bündelqualität und die Menge
an Röntgenstrahlen
für die
gewünschte
anatomische Ansicht und die angenäherte Patientengröße zu liefern.
Wenn die Einstellungen vorgenommen sind, werden keine weitere Änderungen
gemacht und das Bild wird bei diesen Einstellungen gemacht. Wenn
es jedoch einen Fehler bei den Einstellungen, der Anordnung, usw.
gab, dann gibt es keinen Weg, diesen festzustellen, bis der Film
entwickelt worden ist. Ein weiteres Problem mit den Bestrahlungs-Führungstabellen
besteht darin, dass diese Tabellen nur Einstellungen für Patienten
mit einer angenäherten mittleren
Zusammensetzung geben. Übermäßig dünne, muskuläre und dickleibige
Patienten fallen außerhalb
des Bereiches dieser Tabellen. Das zweite Verfahren, das als automatische
Bestrahlungsregelung bekannt ist, verwendet einen Sensor, wie beispielsweise
eine Ionenkammer, die hinter der Bildebene angeordnet ist, um die
Menge an Röntgenstrahlen
zu überwachen,
die durch den Film hindurchtritt. Wenn eine ausreichende Menge an
Röntgenstrahlen
durch den Sensor hindurchgetreten ist, um eine akzeptable Filmdichte
zu erzielen, wird die Bestrahlung beendet. Das automatische Bestrahlungsregelverfahren
regelt zwar die Filmdichte über
dem Sensor recht gut, aber sie ändert
nicht die Qualität
der Röntgenstrahlen,
die durch den Patienten absorbiert wird. Ein anderes Problem besteht
darin, dass dieses Verfahren keine grob falschen Einstellungsfehler
kompensiert. Es kommt beispielsweise recht häufig vor, dass der Sensor unter
der Wirbelsäule
oder außerhalb
des Brustkorbes bei fettleibigen Patienten während einer Lungenbestrahlung
falsch angeordnet wird. Beide Anordnungen haben stark unterschiedliche
Röntgenabsorptions-Charakteristiken,
als wenn er unter der Lunge angeordnet sind.
-
Da
beide oben genannten Bestrahlungs-Auswahlverfahren nur in der Lage
sind, falsche Bilder zu erfassen, nachdem die Aufnahme gemacht und
der Film entwickelt ist, müssen
die Aufnahmen möglicherweise
mehrere Male wiederholt werden. Zusätzlich sind beide Bestrahlungs-Auswahlverfahren
nicht in der Lage, die Bündelqualität auf der
Basis von Messungen von dem tatsächlichen
Patienten und der abgebildeten Anatomie zu wählen, was zusätzliche
Aufnahmen erforderlich machen kann. Mehr Aufnahmen haben eine verminderte
Produktivität,
mehr Kosten und mehr Strahlungsdosis für den Patienten zur Folge.
Deshalb besteht ein Bedürfnis zum
Erfassen und Korrigieren falscher Bestrahlungen, um die Bildqualität zu verbessern.
Indem die Bildqualität
bei der ersten Bestrahlung verbessert wird, nimmt das Erfordernis
für erneute
Aufnahmen ab, was die Produktivität vergrößert, die Behandlung des Patienten
verbessert und Kosten senkt und die Menge an Röntgenstrahlungsdosis für den Patienten verringert.
-
US-A-4845771
beschreibt eine Anordnung zum Erfassen falscher Bestrahlungen, aber
sie sorgt nicht für
eine resultierende Korrektur.
-
Deshalb
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Erfassen und Korrigieren fehlerhafter Bestrahlungen während einer
medizinischen Röntgen-Bildgebung zu
schaffen.
-
Die
vorliegende Erfindung versucht auch die Bildqualität zu verbessern,
die während
einer medizinischen Röntgen-Bildgebung
erzeugt wird.
-
Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Erfassen einer
fehlerhaften Bestrahlung bzw. Belichtung bereitgestellt, die während einer
Röntgen-Bildgebung
eines Patienten erzeugt wird, enthaltend die Schritte:
Wählen von
Röntgenbildeinstellungen
zum Abbilden des Patienten,
Generieren von Röntgenstrahl-Qualitäts- und
Röntgenstrahl-Quantitätswerten
aus den gewählten
Röntgenbildeinstellungen,
Voraussagen
einer Bestrahlungsrate aus den Röntgenstrahl-Qualitäts- und
Röntgenstrahl-Quantitätswerten,
wobei die vorausgesagte Bestrahlungsrate auf der Röntgenfilm-Helligkeit
und der Bestrahlungszeit basiert,
Bestrahlen des Patienten
mit einem Röntgenstrahl, der
die generierten Röntgenstrahl-Qualitäts- und Röntgenstrahl-Quantitätswerte
hat,
Ermitteln der Gesamtbestrahlung des Patienten,
Vergleichen
der Gesamtbestrahlung mit der vorausgesagten Bestrahlungsrate, woraus
ein verglichener Wert resultiert, und
Verwenden des verglichenen
Wertes um zu ermitteln, ob der Patient bei einem fehlerhaften Wert
bestrahlt worden ist, gekennzeichnet durch
Beenden der Bestrahlung,
wenn der Patient bei einem unrichtigen Wert bestrahlt worden ist,
und
Vorschlagen eines neuen Röntgenstrahl-Qualitätswertes,
wenn der Patient einem unrichtigen Wert ausgesetzt wird, wobei der
vorgeschlagene Röntgenstrahl-Qualitätswert auf
der tatsächlichen
Grösse
des Patienten basiert, die aus der Gesamtbestrahlung ermittelt ist.
-
Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Erfassen
einer fehlerhaften Bestrahlung bzw. Belichtung bereitgestellt, die während einer
Röntgen-Bildgebung
eines Patienten erzeugt ist, wobei die Einrichtung enthält:
Mittel
zum Wählen
von Röntgenbildeinstellungen zum
Abbilden des Patienten und
Mittel zum Generieren von Röntgenstrahl-Qualitäts- und
Röntgenstrahl-Quantitätswerten
aus den gewählten
Röntgenbildeinstellungen,
Mittel
zum Voraussagen einer Bestrahlungsrate aus den Röntgenstrahl-Qualitäts- und Röntgenstrahl-Quantitätswerten,
wobei die vorausgesagte Bestrahlungsrate auf der Röntgenfilm-Helligkeit
und der Bestrahlungszeit basiert,
eine Röntgenröhre zum Bestrahlen des Patienten
mit einem Röntgenstrahl,
der die generierten Röntgenstrahl-Qualitäts- und
Röntgenstrahl-Quantitätswerte hat,
einen
Sensor zum Messen einer tatsächlichen
Bestrahlungsrate des Patienten;
Mittel zum Ermitteln der Gesamtbestrahlung
aus der tatsächlichen
Bestrahlungsrate,
Mittel zum Vergleichen der Gesamtbestrahlung
mit der vorausgesagten Bestrahlungsrate, woraus ein verglichener
Wert resultiert,
Mittel zum Verwenden des verglichenen Wertes
um zu ermitteln, ob der Patient bei einem fehlerhaften Wert bestrahlt
worden ist, gekennzeichnet durch
Mittel zum Beenden der Bestrahlung,
wenn der Patient bei einem unrichtigen Wert bestrahlt worden ist, und
Mittel
zum Vorschlagen eines neuen Röntgenstrahl-Qualitätswertes,
wenn der Patient einem unrichtigen Wert ausgesetzt ist, wobei der
vorgeschlagene neue Röntgenstrahl-Qualitätswert auf
der tatsächlichen
Grösse
des Patienten basiert, die aus der Gesamtbestrahlung ermittelt ist.
-
Die
Erfindung wird nun mit weiteren Einzelheiten anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:
-
1 ein schematisches Diagramm
von einem medizinischen, radiologischen Röntgensystem gemäß der Erfindung
zeigt;
-
2 ein Beispiel von einer
Bestrahlungs-Führungstabelle
gemäß der Erfindung
ist;
-
3a–3b Kurvenbilder
sind, die die Beziehung zwischen der gesamten Bestrahlung und Zeit bzw.
Bestrahlungsrate und Zeit zeigen;
-
4 ein Fließbild ist,
das den Vorganf des Erfassens fehlerhafter Bestrahlungen gemäß der Erfindung
beschreibt;
-
5 ein Fließbild ist,
das den Vorgang des Korrigierens fehlerhafter Bestrahlungen gemäß der Erfindung
zeigt, und
-
6 ein Fließbild ist,
das den Vorgang des Korrigierens fehlerhafter Bestrahlungen gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiels
zeigt.
-
1 zeigt ein schematisches
Diagramm von einem medizinischen, radiologischen Röntgensystem 10 gemäß der Erfindung.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf ein medizinisches, radiologisches
System beschrieben wird, kann sie in anderen Anwendungen benutzt
werden, die Röntgen-Bildgebungssysteme
verwenden, wie beispielsweise zerstörungsfreie Prüf- und tierärztliche,
radiologische Röntgensysteme.
-
In
dem medizinischen radiologischen Röntgensystem 10 bestrahlt
eine Röntgenröhre 12 einen bestimmten
Teil von einem Patienten 14 mit einem Bündel von Röntgenstrahlen. Die Röntgenstrahlen treten
durch den Patienten hindurch und bestrahlen einen photographischen
Film, der in einer Kassette 16 aufbewahrt ist. Der photographische
Film ist im allgemeinen von einem Blatt aus durchscheinendem Trägermaterial
gebildet, das auf eine oder beide Seiten mit einer lichtempfindlichen
Emulsion beschichtet ist. Ein Sensor 18, wie beispielsweise
eine Ionenkammer, ist hinter der Kassette 16 angeordnet,
um die Menge an Röntgenstrahlen
zu überwachen,
die durch den Film hindurchtreten. Der Sensor 18 gibt die Menge
an Photonen, die durch den Film hindurchtreten, an eine Signalverarbeitungseinheit 20 und
eine Bestrahlungs-Steuereinheit 22 ab. Die Signalverarbeitungseinheit 20 verstärkt und
integriert die Menge an Photonen, um einen Summenwert zu erzeugen, der
durch ∫xdx
und ẋ dargestellt ist. Die Bestrahlungs-Steuereinheit 22,
wie beispielsweise ein Prozessor, empfängt den Summenwert von der
Signalverarbeitungseinheit 20 und die Ausgangsgröße aus dem
Sensor 18 und verwendet die Techniken, die nachfolgend
mit weiteren Einzelheiten beschrieben werden, um fehlerhafte Bestrahlungen
zu erfassen und zu korrigieren. Die Bestrahlungs-Steuereinheit 22 weist
dann eine von einer Energiequelle 26 gespeiste Röntgen-Generatorsteuerung 24 an,
entweder die Größe der Spannung
und den an die Röntgenröhre 12 gelieferten
Strom zu ändern
oder wann die Bereitstellung der vorliegenden Größe der Spannung und des zur
Röntgenröhre gesendeten
Stroms beendet werden soll.
-
Bei
der vorliegenden Erfindung wird die Menge an Röntgenstrahlen, die von der
Röntgenröhre 12 gesendet
wird, durch die Röntgen-Generatorsteuerung 24 gesteuert.
Die Röntgen-Bildgebungseinstellungen
werden von einem Radiologen oder einem Röntgen-Techniker gewählt und
basieren auf Bestrahlungs-Führungstabellen.
Bevor ein Patient abgebildet wird, wählt der Radiologe oder Röntgen-Techniker die darzustellende
anatomische Ansicht und schätzt
die Größe des Patienten.
Die Bestrahlungs-Führungstabellen
werden dann durchgesehen und verwendet, um eine Wert für die Bündelqualität kVp und die Menge an Röntgenstrahlen mAs für die gewünschte anatomische
Ansicht und die angenäherte
Patientengröße zu liefern.
Ein Beispiel für eine
Bestrahlungs-Führungstabelle
ist in 2 gezeigt. Wenn
beispielsweise ein Brustkorb geröntgt werden
soll und der Radiologe oder Röntgen-Techniker die aufrechte
anatomische Anterior/Posterior(AP)-Ansicht mit einem Schirm wählt und
ermittelt, dass der Patient eine durchschnittliche Größe hat, dann
schlägt
die Bestrahlungs-Führungstabelle
vor, dass 75 kVp und 3 mAs als Werte für die Bündelqualität bzw. die
Röntgenstrahlenmenge
verwendet werden können.
-
3a ist ein Kurvenbild und
zeigt die Beziehung zwischen der gesamten Bestrahlung und der Zeit
mit den vorgeschlagenen Werten von kVp und mAs,
die als Grenzwerte benutzt sind. Die Kurve zeigt, wie eine Filmbestrahlung
während
eines idealen Röntgenverfahrens
linear ansteigt, wie es durch die optimale Bahnlinie 28 gezeigt
ist. Wenn die Zeit zunimmt, nimmt auch die Bestrahlung mit den Röntgenstrahlen
zu. Schließlich
wird die Röntgenröhre 12 ausgeschaltet,
wenn die Bestrahlung den vorgeschlagenen Wert von kVp erreicht,
wie es durch die Linie 30 gezeigt ist. Zusätzlich zeigt
die Kurve einen mAs Wert, der von einer Bestrahlungs-Führungstabelle vorgeschlagen
ist und der für
die Bestrahlungsdauer verwendet wird, wie es durch die Linie 32 gezeigt
ist. Im idealen Fall schneiden sich alle diese drei Linien an einem
einzigen Punkt 34, der anzeigt, dass die Bestrahlung auf
der richtigen Bahn ist. Der Punkt 34 ist von Toleranzlinien 36 und 38 umgeben,
die den Toleranzgrad angeben, der die Bestrahlung noch auf der richtigen
Bahn hält. 3b ist ein Kurvenbild und zeigt
die Beziehung zwischen der Bestrahlungsrate, die die Ableitung der
gesamten Bestrahlung und der Zeit ist. Wenn es einen Fehler gibt
beim Wählen
der anatomischen Ansicht oder beim Schätzen der Patientengröße oder
eine Fehlausrichtung des Sensors, dann schneiden sich diese Linien
nicht mehr an einem einzigen Punkt. Jeder dieser Fehler kann bewirken,
dass der Film entweder überbelichtet
oder unterbelichtet wird und kann eine Überbestrahlung für den Patienten
bewirken. Um diesen Fehlern Rechnung zu tragen, muss die fehlerhafte
Bestrahlung detektiert und korrigiert werden, um für die richtige
Größe der Röhrenspannung
zu sorgen.
-
Üblicherweise
werden die meisten der fehlerhaften Bestrahlungen durch einen Fehler
der Bedienungsperson hervorgerufen. Beispielsweise kann der Radiologe
oder der Röntgentechniker
die Bestrahlungs-Führungstabellen
falsch lesen oder kann die Patientengröße falsch schätzen. Eine
andere übliche
Fehlerquelle besteht darin, dass es eine Fehlausrichtung zwischen
der Röntgenquelle,
dem Patienten, der Kassette und dem Sensor geben kann. Wie oben
erwähnt
ist, führen
diese Fehler entweder zur Unterbelichtung oder Überbelichtung des Röntgenfilms,
wodurch es notwendig wird, dass eine weitere Bestrahlung zu einer
späteren
Zeit gemacht wird. Diese fehlerhafte Bestrahlung verringert nicht nur
die Produktivität
und vergrößert die
Betriebskosten, sondern sie beeinträchtigt auch die Gesundheit des
Patienten, indem die Untersuchungszeit verlängert wird, die gesamte Röntgendosis
für den
Patienten vergrößert wird
und die Behandlung des Patienten verlängert wird.
-
Die
vorliegende Erfindung ermöglicht,
entweder einen überbelichteten
oder einen unterbelichteen Zustand zu detektieren bzw. zu erfassen,
indem die gesamte Bestrahlungsrate des Patienten verfolgt und sie
mit einer vorausgesagten Bestrahlungsrate verglichen wird. 4 beschreibt die Serie von Schritten,
die durch die Bestrahlungs-Steuereinheit 22 zum Erfassen
fehlerhafter Bestrahlungen ausgeführt werden. In diesem Ausführungsbeispiel
wird der Betrieb bei 40 eingeleitet, wo der Radiologe oder Röntgen-Techniker
die abzubildende anatomische Sicht wählt und die Größe des Patienten
schätzt.
Ein Beispiel für
eine Liste von möglichen
anatomischen Ansichten für
unterschiedliche Teile des Körpers
ist in 2 gezeigt. Nachdem
die anatomische Ansicht und die Patientengröße ausgewählt worden sind, wird eine
Bestrahlungs-Führungstabelle,
wie beispielsweise die in 2 gezeigte,
bei 42 verwendet, um einen Wert für die Bündelqualität kV und die Röntgenstrahlenmenge
mAs vorzuschlagen. Wenn beispielsweise ein Knöchel geröntgt werden soll und der Radiologe
oder der Röntgen-Techniker
die anatomische Anterior/Posterior (AP) Ansicht mit einem Schirm
wählt und
ermittelt, dass der Patient eine mittlere Größe hat, dann würde die
Bestrahlungs-Führungstabelle
vorschlagen, dass 55 kVp und 2,5 mAs als
Werte für
die Bündelqualität bzw. die
Röntgenstrahlenmenge
gewählt
werden. Bei 44 werden der Filmschwellenwert (d. h. Helligkeit)
und Bestrahlungsdauer ermittelt. Genauer gesagt, der Helligkeitswert
wird aus dem vorgeschlagenen kVp Wert und
dem Filmtyp ermittelt, während
die Bestrahlungszeit aus dem vorgeschlagenen mAs Wert und dem Strom
ermittelt wird, der durch die Röntgen-Generatorsteuerung 24 geliefert
wird. Als nächstes
wird die vorhergesagte Bestrahlungsrate bei 46 ermittelt, indem
die Helligkeit durch die Bestrahlungszeit dividiert wird. Der Patient
wird dann bei 48 gegenüber
einem Röntgenbündel ausgesetzt,
das die vorgeschlagenen Röntgenqualitäts (kV)-
und Röntgenquantitäts (mAs)-Werte
hat. Die tatsächliche
Bestrahlungsrate für
den Patienten wird dann bei 50 gemessen. Die tatsächliche
Bestrahlungsrate wird dann bei 52 integriert, um die gesamte
Bestrahlung zu ermitteln, die bei 54 mit der vorhergesagten
Bestrahlungsrate verglichen wird. Der verglichene Wert wird dann
verwendet, um zu ermitteln, ob die Bestrahlung des Patienten innerhalb
einer vorbestimmten Toleranz liegt. Wenn der verglichene Wert bei 56 nicht
innerhalb der vorbestimmten Toleranz liegt, dann wird die Bestrahlung
bei 58 gestoppt und der Bedienungsperson wird signalisiert,
die Röntgeneinstellungen
zu überprüfen. Wenn
jedoch bei 56 der verglichene Wert innerhalb der vorbestimmten
Toleranz liegt, dann wird die Bestrahlung bei 60 fortgesetzt
und die gesamte Bestrahlung wird bei 62 mit einem vorbestimmten Schwellenwert
verglichen. Wenn die gesamte Bestrahlung kleiner als der vorbestimmte
Schwellenwert ist, dann wird die Bestrahlung fortgesetzt, bis die gesamte
Bestrahlung gleich dem vorbestimmten Schwellenwert ist. Wenn die
gesamte Bestrahlung gleich dem vorbestimmten Schwellenwert ist,
dann wird die Bestrahlung bei 58 beendet und es wird ein Bild
auf dem Film aufgezeichnet.
-
Zusätzlich zum
Erfassen fehlerhafter Bestrahlungen ist die vorliegende Erfindung
in der Lage, diese Bestrahlungen zu korrigieren, indem schnell ein
neuer Spannungswert (kV) vorgeschlagen und der Röntgen-Generator 24 um
den vorgeschlagenen Betrag eingestellt wird. 5 gibt den Vorgang an, der von der Bestrahlungs-Steuereinheit 22 ausgeführt wird,
um fehlerhafte Bestrahlungen zu korrigieren. In diesem Ausführungsbeispiel
wählt der
Radiologe oder Röntgen-Techniker
bei 64 die anatomische Ansicht, die abgebildet werden soll,
und schätzt
die Größe des Patienten.
Nachdem die anatomische Ansicht und die Patientengröße ausgewählt worden sind,
wird bei 66 eine Bestrahlungs-Führungstabelle, wie beispielsweise
die in 2 gezeigte, verwendet, um
einen Wert für
die Bündelqualität (kV) und
die Röntgenstrahlenmenge
(mAs) vorzuschlagen. Bei 68 werden der Film-Schwellenwert
(d. h. Helligkeit) und die Bestrahlungszeit ermittelt. Als nächstes wird
bei 70 die vorhergesagte Bestrahlungsrate ermittelt, indem
die Helligkeit durch die Bestrahlungszeit dividiert wird. Der Patient
wird dann bei 72 gegenüber
einem Röntgenbündel ausgesetzt,
das die vorgeschlagenen Röntgenbündelqualitäts (kV)-
und Röntgenquantitäts (mAs)-Werte
hat. Die tatsächliche
Bestrahlungsrate für
den Patienten wird dann bei 74 gemessen. Die tatsächliche
Bestrahlungsrate wird dann bei 76 integriert, um die gesamte
Bestrahlung zu ermitteln, die bei 78 mit der vorhergesagten
Bestrahlungsrate verglichen wird. Der verglichene Wert wird dann verwendet
um zu ermitteln, ob die Bestrahlung des Patienten innerhalb einer
vorbestimmten Toleranz liegt. Wenn der verglichene Wert bei 80 nicht
innerhalb der vorbestimmten Toleranz liegt, dann wird die Bestrahlung
bei 82 fortgesetzt. Wenn jedoch der verglichene Wert bei 80 innerhalb
der vorbestimmten Toleranz liegt, dann wird bei 84 die
tatsächliche
Patientengröße berechnet.
Die Patientengröße wird
dadurch berechnet, dass die Helligkeitsfunktion für das bildgebende
System verwendet wird, die als die Funktion von kV, mAs und der
Patientengröße definiert
ist. Wenn also die Helligkeits-, kV- und mAs-Werte bekannt sind,
dann kann die Patientengröße berechnet
werden. Da die Werte für
die Helligkeitsrate (d. h. Bestrahlungsrate), kV und mAs bekannt
sind, dann kann die Patientengröße berechnet werden.
Dann wird die berechnete, tatsächliche
Patientengröße verwendet,
um den neuen Röntgenbündel-Qualitätswert (kV)
bei 86 zu ermitteln. Der neue Röntgenbündel-Qualitätswert (kV) wird dadurch ermittelt,
dass eine Nachschlagetabelle verwendet wird, die vorgeschlagene
Werte zum Einstellen von kV enthält,
wenn die Anfangswerte für
kV, mAs und Patientengröße gegeben
sind. Wenn also die Anfangswerte von kV, mAs und die tatsächliche
Patientengröße bekannt
sind, dann generiert die Nachschlagetabelle einen vorgeschlagenen
neuen kV Wert. Die Bestrahlung des Patienten wird gemäß dem neuen
Röntgenbündel-Qualitätswert (kV)
eingestellt und die Bestrahlung wird bei 88 fortgesetzt.
Die gesamte Bestrahlung für
den Patienten wird dann bei 90 ermittelt. Die Gesamtbestrahlung
wird dann bei 92 mit einem vorbestimmten Schwellenwert
verglichen. Wenn die Gesamtbestrahlung kleiner als der vorbestimmte
Schwellenwert ist, dann wird die Bestrahlung bei 88 fortgesetzt.
Die Schritte 88–92 setzen
sich fort, bis die gesamte Bestrahlung gleich dem vorbestimmten
Schwellenwert ist. Wenn die gesamte Bestrahlung gleich dem vorbestimmten
Schwellenwert ist, dann wird die Bestrahlung bei 82 fortgesetzt
und das Bild auf dem Film wird später aufgezeichnet. In einem anderen
Ausführungsbeispiel
ist es anstelle der Fortsetzung der Bestrahlung bei 88 nach
der Entscheidung bei 92 möglich, entweder zur Entscheidung
bei 80 zu gehen oder die Patientengröße bei 84 zu berechnen.
-
Ein
zweites Ausführungsbeispiel
zum Korrigieren fehlerhafter Bestrahlungen bzw. Belichtungen ist
in dem Fließbild
von 6 angegeben. In
dem zweiten Ausführungsbeispiel
wird der Betrieb bei 94 eingeleitet, wo der Radiologe oder
Röntgen-Techniker
die anatomische Ansicht, die abgebildet werden soll, wählt und
die Größe des Patienten
schätzt.
Ein Beispiel einer Liste von möglichen
anatomischen Ansichten für
unterschiedliche Teile des Körpers
ist in 2 gezeigt. Nachdem
die anatomische Ansicht und Patientengröße gewählt worden sind, wird eine Bestrah lungs-Führungstabelle,
wie beispielsweise die in 2 gezeigte,
bei 96 benutzt, um einen Wert für die Bündelqualität (kV) und die Menge an Röntgenstrahlen
(mAs) vorzuschlagen. Bei 98 werden der Film-Schwellenwert
(d. h. Helligkeit) und die Bestrahlungszeit ermittelt. Als nächstes wird
bei 100 die vorhergesagte Bestrahlungsrate ermittelt, indem
die Helligkeit durch die Bestrahlungszeit dividiert wird. Der Patient
wird dann bei 102 einem Röntgenbündel ausgesetzt, das die vorgeschlagenen
Röntgenbündelqualitäts(kV)-
und Röntgenquantitäts(mAs)-Werte hat.
Dann wird bei 102 die tatsächliche Bestrahlungsrate, der
der Patient ausgesetzt ist, gemessen. Die tatsächliche Bestrahlungsrate wird
dann bei 106 integriert, um die gesamte Bestrahlung zu
ermitteln, die bei 108 mit der vorhergesagten Bestrahlungsrate verglichen
wird. Der verglichene Wert wird dann für die Ermittlung verwendet,
ob der Patient bei einem richtigen Wert bestrahlt wird. Wenn der
verglichene Wert bei 110 zufriedenstellend ist, dann wird
die Bestrahlung bei 112 abgeschlossen. Wenn jedoch der verglichene
Wert bei 110 nicht zufriedenstellend ist, dann wird die
Bestrahlung bei 114 eingestellt und es wird ein neuer Röntgenbündel-Qualitätswert (kV)
bei 116 vorgeschlagen. Der neue Röntgenbündel-Qualitätswert (kV) wird vorgeschlagen,
indem eine Nachschlagetabelle verwendet wird, wie es zuvor beschrieben
wurde, um einen neuen Röntgenqualitätswert aus
der anatomischen Ansicht und den vorhergesagten und tatsächlichen
Bestrahlungsraten vorzuschlagen. Genauer gesagt, die gewählte anatomische
Ansicht wird benutzt, um eine Reihe der Tabelle zu indexieren. Jede
Reihe stellt eine paarweise Zuordnung von Bestrahlungsrate zu Röntgenqualität (kV) dar.
Die tatsächliche
Bestrahlungsrate wird in der Tabelle lokalisiert und gibt einen
vorgeschlagenen Röntgenqualitätswert an,
und dann kann eine Interpolation verwendet werden, wenn eine präzisere Lösung erforderlich
ist. Zusätzlich
zur Verwendung einer Nachschlagetabelle ist es innerhalb des Rahmens
der vorliegenden Erfindung möglich,
andere Mechanismen zu benutzen, wie beispielsweise Fuzzy-Logik (ungenaue Logik)
und empirische Kurvenanpassung. Nachdem ein neuer Röntgenqualitätswert lokalisiert
ist, wird die Bestrahlung bei 118 fortgesetzt. Dann wird
bei 120 die gesamte Bestrahlung für den Patienten ermittelt.
Die gesamte Bestrahlung wird dann bei 122 mit einem vorbestimmten Schwellenwert
verglichen. Wenn die gesamte Bestrahlung kleiner als der vorbestimmte
Schwellenwert ist, dann wird die Bestrahlung bei 118 fortgesetzt.
Die Schritte 118–122 setzen
sich fort, bis die gesamte Bestrahlung gleich dem vorbestimmten Schwellenwert
ist. Wenn die gesamte Bestrahlung gleich dem vorbestimmten Schwellenwert
ist, dann wird die Bestrahlung bei 112 abgeschlossen und
das Bild auf den Film wird später
aufgezeichnet.
-
Die
vorliegende Erfindung hat ein Verfahren zum Erfassen von fehlerhaften
Bestrahlungen bzw. Belichtungen offenbart, die aufgrund von Fehlern
der Bedienungsperson, wie beispielsweise Fehlausrichtungs- oder
Einstellfehlern, entstehen. Indem einige der falschen Bestrahlungen
vor dem Abschluss erfasst bzw. detektiert werden und sie vor dem
Abschluss ausgeschaltet werden, empfangen Patienten weniger Röntgenstrahlung,
und Betriebskosten werden gesenkt, während die Patientenbehandlung
verbessert wird aufgrund einer schnelleren Diagnose, weniger Umpositionierung
und erhöhte
Verfügbarkeit.
Zusätzlich
zur Erfassung fehlerhafter Bestrahlungen hat die vorliegende Erfindung
einen Mechanismus offenbart zum Verbessern von Bildqualität, indem
fehlerhafte Bestrahlungen korrigiert werden. Insbesondere verbessert
die vorliegende Erfindung die Bildqualität, indem die Bestrahlungsrate
und auch die gesamte Bestrahlung durch Modifikationen an den Röntgenbündelqualitäts- und
Röntgenbündelquantitätswerten
gesteuert werden.
-
Es
ist deshalb deutlich geworden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen und Korrigieren
einer fehlerhaften Bestrahlung, die während einer Röntgen-Bildgebung
erzeugt ist, zur Verfügung
gestellt worden sind, die die Ziele und Vorteile und Aufgaben, die
vorstehend angegeben worden sind, vollständig erfüllen. Die Erfindung ist zwar
anhand von mehreren Ausführungsbeispielen
beschrieben worden, es ist aber klar, dass von einem Durchschnittsfachmann Abänderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang
der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise liegt es im Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung, die Erfindung dazu zu benutzen, Bestrahlungen
bzw. Belichtungen (Expositionen) in digitalen Röntgensystemen zu verbessern.