DE69324211T2

DE69324211T2 - Tonkonsistenz in einem Netzwerk für Strahlungsbilder

Info

Publication number: DE69324211T2
Application number: DE69324211T
Authority: DE
Inventors: Timothy J. Averion-Mahloch; James Edward Przybylowicz; Mark Gregory Wofford
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1992-11-24
Filing date: 1993-11-02
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2013-11-03
Also published as: EP0599099A1; US5671070A; JP3312975B2; EP0599099B1; JPH06223158A; DE69324211D1

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Gewährleisten eines gleichbleibenden Tonwertabgleichs innerhalb eines Röntgenbildnetzwerks

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Röntgenbildvorrichtungen und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung, um sicherzustellen, daß die Tonwerte zwischen Röntgenbildern, die auf Softcopy-Anzeigevorrichtungen (Videobildschirmen) oder Hardcopy-Anzeigevorrichtungen (Röntgenfilm-Laserdrucker) miteinander übereinstimmen.
Tragbare Röntgenbilder werden in den USA zur Unterstützung bei der Bewertung pathologischer Veränderungen und/oder zur Tubus- oder Schlauchplazierung bei schwerkranken Patienten eingesetzt. Über 50% der portablen Anwendungen finden in Intensivstationen statt (Intensivpflege- und Herzstationen). Die übrigen portablen Untersuchungen werden auf den medizinischen oder chirurgischen Stationen sowie in der Notaufnahme durchgeführt. Die meisten Patienten auf der Intensivstation werden mindestens einmal täglich geröntgt. Die primäre portable Untersuchung betrifft die a.p.-Untersuchung (anterior-posterior) des Brustkorbs (80% der portablen Verfahren), gefolgt von Bauch und Knochen. Der Markt für die portable Brustkorb- Radiographie soll in den USA in den kommenden 5 Jahren um 20% wachsen.
Die technologischen Schwierigkeiten bei der portablen Radiographie sind bekannt und umfassen die Beweglichkeit des portablen Röntgengerätes, das Mitführen einer großen Zahl von Kassetten, das Positionieren des Röntgenschirmes und das Ermitteln der geeigneten Technik. Die unterschiedliche Positionierung des Röntgenschirms führt zur unterschiedlichen Anwendung der jeweiligen Techniken zwischen den Untersuchungen. Dies kann bisweilen ein Über- oder Unterbelichten bewirken, so daß der Radiologe unter Umständen eine Untersuchung wiederholen muß. Die mittlere Wiederholungsrate liegt bei 5% bis 10%.
Die Filme, die von einem Patienten auf der Intensivstation aufgenommen werden, bleiben entweder in der Röntgenstation oder in dem Gerät. Normalerweise werden die neuesten Filme in einem Wechsler aufbewahrt, um schnell und einfach darauf zugreifen zu können. Die Behandlungsbesprechung erfolgt an dem Ort, an dem sich die Filme befinden, so daß entweder der Radiologe oder der Mediziner zu den Filmen gehen muß. In einigen Einrichtungen kommt ein doppeltes Filmprotokoll zum Einsatz, damit Radiologe und Mediziner leichter auf das Bild zugreifen können.
Bei der Betrachtung der portablen Röntgenbilder durch Radiologen wird der jüngste Film mit den vorherigen Filmen verglichen, um die Zustandsveränderungen des Patienten beurteilen zu können. Die Belichtungsabweichungen in Verbindung mit unterschiedlichen Konfigurationen von Filmen und Röntgenschirmen machen die Beurteilung, welche Veränderungen auf die Krankheit zurückzuführen sind, noch schwerer.
Die Mediziner auf der Intensivstation benötigen oft sofortigen Zugang zu portablen Filmen, um die richtige Lage der Tuben kontrollieren zu können. Sie "entleihen" sich häufig den Film aus der Röntgenstation, bevor der Radiologe diesen überhaupt sehen kann. Bisweilen werden die Filme nicht zurückgebracht, und es wird auch kein Vorgang dazu angelegt. Das Krankenhaus kann diese Leistung dann nicht in Rechnung stellen.
Mit dem steigenden Durchschnittsalter werden immer mehr Menschen bettlägerig und bedürfen einer intensiven Pflege und operativer Eingriffe. Die Zahl der portablen Untersuchungen wird daher weiter steigen. Der Bedarf nach besseren und schnelleren portablen Röntgenbildern wird wachsen, zumal sich die Investition in neue Systeme und zusätzliche Röntgengeräte insbesondere für die portablen Anwendungen gut rechtfertigen läßt.
In den Jahrzehnten nach Ende des 2. Weltkrieges wurden bei den Leuchtstoffen erhebliche Fortschritte erzielt. Diese Fortschritte machten die elektronische Hochgeschwindigkeits-Bilderzeugung möglich. Die bei Eastman Kodak Company, Rochester, New York, USA, durchgeführten Forschungen mündeten erstmals in die erste Entwicklung und Vorstellung einer Speicherleuchtstoff-Röntgenabtastvorrichtung. Diese Vorrichtung wurde ursprünglich 1975 patentiert und als US-A-Reissue 31,847 neu erteilt. In der beschriebenen Speicherleuchtstoff-Röntgenabtastvorrichtung wird ein Speicherleuchtstoff mit einem Röntgenstrahlenbild eines Gegenstandes belichtet, etwa dem Körperteil eines Patienten, um ein latentes Röntgenbild in dem Speicherleuchtstoff aufzunehmen. Das latente Röntgenbild wird dann durch Induzieren des Speicherleuchtstoffs mit relativ langweiliger Stimulationsstrahlung ausgelesen, beispielsweise mit rotem oder infrarotem Licht eines Helium-Neongaslasers oder eines Diodenlasers. Bei Induzierung gibt der Speicherleuchtstoff eine Zwischenwellenstrahlung aus, etwa blaues Licht, und zwar im Verhältnis zur Menge der empfangenen Röntgenstrahlen. Um ein in der elektronischen Bildverarbeitung verwertbares Signal zu erzeugen, wird der Speicherleuchtstoff von einem Laserstrahl, der von einem oszillierenden oder rotierenden Abtastspiegel oder Hologonspiegel abgelenkt wird, in einem Rastermuster abgetastet. Die emittierte Strahlung von dem Speicherleuchtstoff wird von einem Spiegellichtsammler reflektiert und von einem Fotodetektor erfaßt, beispielsweise einem Fotomultiplizierer, um ein elektronisches Röntgenbildsignal zu erzeugen. Typischerweise wird der Speicherleuchtstoff in einer Seitenabtastrichtung entlang dem Laserstrahl vorbeigeführt, der wiederholt in einer Zeilenabtastrichtung rechtwinklig zur Seitenabtastrichtung des Speicherleuchtstoffs abgelenkt wird, um ein Abtastrastermuster aus einer Pixelmatrix zu bilden.
Das Röntgenbildsignal läßt sich dann als ein visuelles Bild darstellen, das von einer Softcopy-Anzeigevorrichtung erzeugt wird, beispielsweise eine Videoanzeige (Bildröhre/CRT, Flüssigkristallanzeige/LCD), oder von einer Hardcopy-Anzeigevorrichtung, etwa einem Röntgenfilmdrucker (Laserdrucker, Bildröhrendrucker, Thermaldrucker).
In US-A-5 164 993 wird ein Verfahren zum Erzeugen einer Tonwertskalen-Transformationsfunktion beschrieben, die sich auf den Inhalt eines Röntgenbildes bezieht, indem ein Histogramm des Bildsignals analysiert wird. Für jedes Röntgenbild wird ein für jedes Bild eindeutiges Histogramm und eine Tonwertskalen-Transformationsfunktion erzeugt, die von den Vorrichtungen in dem Röntgenbild-Erzeugungssystem unabhängig ist. Die Tonwertskalen-Transformationsfunktion jedes Bildes ist zusammen mit dem zugehörigen Bildsignal über ein Netz zur Verwendung mit verschiedenen Ausgabevorrichtungen übertragbar.
Bei der Bewahrung der Tonwertkonsistenz besteht allerdings ein Problem, weil sich das Tonwertansprechverhalten der Softcopy-Vorrichtung von dem angenommenen linearen Tonwertausgabe-Ansprechverhalten einer Hardcopy-Vorrichtung dadurch unterscheidet, daß es nicht linear ist, einen kleineren Dynamikbereich aufweist, eine geringere Auflösung hat und invertierte Betrachtungsbedingungen aufweist.
Erfindungsgemäß wird eine Lösung dieses dem Stand der Technik entsprechenden Problems durch ein Verfahren zum Übertragen eines Digital-Röntgenbild-Eingabesignals über ein Netz gelöst, wie nach Anspruch 1 dargelegt.
Nach Anspruch 8 ist ein digitales Röntgenbild-Erzeugungssystem in der Lage, das Verfahren nach Anspruch 1 auszuführen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung.
Fig. 2 u. 3 jeweils in teilweise schematischer und teilweise diagrammgemäßer Form eine perspektivische Ansicht der Komponenten der Speicherleuchtstoff- Leseeinrichtung aus Fig. 1.
Fig. 4 ein schematisches Diagramm einer die vorliegende Erfindung verwertenden Intensivpflegevorrichtung.
Fig. 5-16 Bildschirmdarstellungen zur Darstellung der Funktionen einer Qualitätssicherungsstation der Vorrichtung aus Fig. 4.
Fig. 17-20 diagrammgemäße Ansichten zur Darstellung der Bildverarbeitung mit Unschärfemaskierung.
Fig. 21-24 grafische Ansichten zur Darstellung der Tonwertskalen-Bildverarbeitung.
Fig. 25-26 diagrammgemäße Ansichten zur Darstellung der Fensterbreiten- und Fensterpegelverarbeitung.
Fig. 27 u. 28 Ansichten zur Darstellung der Bildverarbeitungs-Standardwerte.
Fig. 29-39 grafische Ansichten zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung.
Bezugnehmend auf Fig. 1 wird eine Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 gezeigt, die ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt. Die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 ist zur leichten Bewegbarkeit im Röntgenbereich auf Laufrollen angeordnet. Die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 umfaßt ein mehrteiliges Gehäuse 12, das Komponenten der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 sowie einen Videobildschirm 14 mit einem berührungsempfindlichen Bildschirm 16 auf einem Gehäuse 12 umfaßt. Das Gehäuse 12 umfaßt zudem eine Strichcodeleser-Andockstation 18 zum Andocken einer Strichcode-Handleseeinrichtung und zum Übertragen von Daten von der Strichcode-Handleseeinrichtung zur Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10. Die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung umfaßt eine Speicherleuchtstoffkassetten-Ladestation 20 zur Aufnahme von Kassetten mit Speicherleuchtstoffplatten, die mit der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 lesbar oder löschbar sind.
Die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 verarbeitet im allgemeinen Bilder, die auf einer Speicherleuchtstoffplatte mit herkömmlichen Röntgeneinrichtungen erfaßt worden sind. Die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 tastet die Speicherleuchtstoffplatte ab und setzt das latente Röntgenbild darauf in ein elektrisches Röntgenbildsignal um, das an einem Monitor 14 darstellbar ist. Das abgetastete Bild wird dann zur Bildverarbeitung, Bildoptimierung, Betrachtung, Ausgabe und/oder Speicherung an eine Empfangsvorrichtung übergeben (z. B. eine Qualitätssicherungsstation, einen Laserdrucker oder eine Archivierungsvorrichtung). Die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 wird mit Hilfe des berührungsempfindlichen Bildschirms 16 bedient, der auch das Bild anzeigt. Die Speicherleuchtstoffplatten, auf denen sich die unbelichteten Röntgenbilder befinden, sind in Standardformat-Röntgenkassetten unterschiedlicher Größe angeordnet. Diese Speicherleuchtstoffplatten sind wiederholt löschbar und wiederverwendbar. Die optionale Strichcode- Handleseeinrichtung ist verwendbar, um Untersuchungsinformationen zu sammeln, die an die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 übertragbar sind, wenn sich diese in der Station 18 befindet. Die Untersuchungsinformationen werden dann den zugehörigen, abgetasteten Bildern zugeordnet.
Im allgemeinen ist die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung in der in der Parallelanmeldung US-A 963,036 beschriebenen Speicherleuchtstoff-Patientenidentifizierungsvorrichtung verwendbar. Wie in dieser Patentanmeldung beschrieben, handelt es sich bei der Speicherleuchtstoff-Patientenidentifizierungsvorrichtung um folgendes:
Wenn ein Röntgentechniker beauftragt wird; eine Röntgenaufnahme eines Patienten anzufertigen, belichtet er einen Körperteil des Patienten mit einer Röntgenstrahlung, welche dann auf einem latenten Röntgenbild in der Speicherleuchtstoffplatte einer Speicherleuchtstoffkassette gespeichert wird. Zu diesem Zeitpunkt werden möglicherweise mehrere Bilder aufgenommen. Mit der optionalen Strichcode-Handleseeinrichtung tastet der Röntgentechniker das Patientenidentifizierungs-Strichcodeetikett sowie das Etikett auf der Speicherleuchtstoffkassette ab. Die untersuchungsrelevanten Informationen sind von einer Strichcodetabelle abtastbar, die normalerweise an dem portablen Röntgengenerator angebracht ist. Derartige Informationen umfassen die Art des Körperteils, die Röntgenbelichtungsbedingungen, die Lage des Patienten usw.
Das Bild wird dann von dem Röntgentechniker aufgenommen, der für die Röntgenuntersuchung die Kassette mit der Speicherleuchtstoffplatte verwendet, von der das Strichcodeetikett abgetastet worden ist. Wenn die Röntgenuntersuchung abgeschlossen ist, übergibt der Röntgentechniker die Speicherleuchtstoffkassette zur Verarbeitung an die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10. Bei Verwendung der optionalen Strichcode-Handleseeinrichtung überträgt der Röntgentechniker die Patientenidentifizierungs- und Untersuchungsinformationen, indem er die Strichcode- Handleseeinrichtung in die Strichcode-Lesestation 18 an der Vorderseite der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 einführt. Die abgetasteten Informationen werden dann an die Steuerung der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 übertragen. Der Röntgentechniker lädt die Kassette mit der belichteten Speicherleuchtstoffplatte über die Ladeplattform 20 in die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10. Der Abtastvorgang beginnt, wenn der Röntgentechniker eine Starttaste am berührungsempfindlichen Bildschirm 16 betätigt.
In der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 wird die Speicherleuchtstoffplatte aus der Kassette entnommen und mit einem Laserlicht abgetastet. Während die Platte abgetastet wird, erscheint das Bild an dem berührungsempfindlichen Bildschirm 16. Nach Abschluß des Abtastvorgangs wird das Bild an eine Empfangseinrichtung übertragen, wo es tonwertmäßig aufgearbeitet, verbessert, betrachtet, gedruckt und/oder gespeichert werden kann. Nachdem die Speicherleuchtstoffplatte vollständig abgetastet worden ist, wird sie gelöscht, indem Sie einem Lichteinfall ausgesetzt wird, wodurch alle Spuren des Bildes beseitigt werden. Die Speicherleuchtstoff- Leseeinrichtung 10 gibt dann die Speicherleuchtstoffplatte in die Kassette zurück. Der Röntgentechniker kann die Kassette jetzt aus der Speicherleuchtstoff- Leseeinrichtung 10 entnehmen und für eine weitere Untersuchung wiederverwenden.
Bezugnehmend auf Fig. 2 und 3 wird in detaillierterer Form ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 beschrieben. Wie gezeigt, wird eine eine Speicherleuchtstoffplatte 24 enthaltende Speicherleuchtstoffkassette 22 auf der Kassettenladeplattform 20 geladen. Der Ladehebel 26 wird gedreht, um die Kassette 22 festzustellen und zu verriegeln, damit die darin befindliche Speicherleuchtstoffplatte 24 entnehmbar ist. Die Speicherleuchtstoffplatte 24 wird von der Entnahmeeinrichtung 28 (Fig. 3) aus der Speicherleuchtstoffkassette 22 entnommen, welche wiederum von einem Entnahmemotor 30 unter softwareseitiger Steuerung über die Steuereinrichtung 32 betätigt wird. Die Steuerung umfaßt standardmäßige Computerkomponenten, wie einen Mikroprozessor, ein Magnetplattenlaufwerk zur Speicherung von Bildern, Softwareanwendungen und ein Computer-Betriebssystem sowie Ein- und Ausgabevorrichtungen zur Kommunikation mit den Komponenten der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10. Derartige Mikrocomputersysteme sind nach dem Stand der Technik bekannt und werden hier nicht weiter detailliert beschrieben.
Die Entnahmeeinrichtung 28 ist auf der Translationsbühne 34 verschiebbar angeordnet und umfaßt Haken 36, die in die Speicherleuchtstoffplatte 24 eingreifen. Die Entnahmeeinrichtung 28 entnimmt die Speicherleuchtstoffplatte 24 aus der Speicherleuchtstoffkassette 22 auf der Translationsbühne 34. Während die Speicherleuchtstoffkassette 22 auf der Translationsbühne 34 geladen wird, bewegt sie sich über Plattenformat-Erkennungsschalter 36, die das Plattenformat erkennen und diese Angaben an die Steuereinrichtung 32 übergeben. Es sind ausreichend viele Plattenformat-Erkennungsschalter 36 vorhanden, um die unterschiedlichen Plattenformate erkennen zu können, die die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 verarbeiten kann. Der Anfang und das Ende der Bewegung der Entnahmeeinrichtung 28 werden von den Entnahmebewegungs-Anfangs/Ende-Schaltern 38, die mit der Steuereinrichtung 32 verbunden sind, erkannt.
Die Translationsbühne 34 ist auf Schienen 40 und 42 zur Bewegung in entgegengesetzten Richtungen 44 verschiebbar angeordnet, wobei die Richtungen rechtwinklig zu den Richtungen 46 zum Laden und Entladen der Speicherleuchtstoffplatte 24 relativ zur Translationsbühne 34 verlaufen. Die Translationsbühne 34 wird von einer Schneckenantriebsvorrichtung 48 angetrieben, die ihrerseits von einem Schrittmotor 50 betätigt wird, der auf dem Block 52 angeordnet ist. Die Schienen 40 und 42 werden von dem Rahmenelement 54 auf der Speicherleuchtstoff- Leseeinrichtung 10 gehaltert.
Die Laserabtastkomponenten werden nachfolgend beschrieben. Die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 umfaßt einen Laser 56 (etwa einen Helium-Neon- Gaslaser) zur Induzierung der Speicherleuchtstoffplatte 24. Der Laser 56 erzeugt einen Laserstrahl 58, der durch einen Verschluß 60 tritt: Der Verschluß 60 ist durch Digitalsignale steuerbar, die von der Steuereinrichtung 32 empfangen werden. Der Verschluß 60 schließt sich bei Aktivierung der Verkleidungs-Verriegelungsschalter 62, die das Schließen der Verkleidung des Gehäuses 12 erkennen.
Der Laserstrahl 58 wird von dem Spiegel 64 reflektiert und tritt durch den Strahlenteiler 66, der einen Teil des Laserstrahls 58 zu dem Referenzfotodetektor 68 lenkt. Nach dem Strahlenteiler 66 tritt der Laserstrahl 58 durch den Kollimator 70. Der kollimierte Laserstrahl wird von einem oszillierenden Abtastspiegel 72 abgelenkt, der von dem Galvanometer 74 unter Steuerung der Steuereinrichtung 32 angesteuert wird. Der Abtastspiegel 72 sieht die Zeilenabtast-Rasterbewegung des Laserstrahls 58 vor. Das Galvanometer 74 steuert den Abtastspiegel 72 mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit an.
Eine f-Theta-Linse 76 erzeugt ein flaches Schärfefeld und eine konstante, lineare Geschwindigkeit auf der Ebene der Speicherleuchtstoffplatte 24. Der Umlenkspiegel 78 lenkt den Laserstrahl durch den Lichtsammler 80 auf die Speicherleuchtstoffplatte 24. Der Lichtsammler 80 kann dem in US-A-5,151,592 beschriebenen Typ entsprechen. Das Induktionslicht des Laserstrahls 58 bewirkt, daß der Speicherleuchtstoff in der Speicherleuchtstoffplatte 24 (blaues) Licht abgibt, welches eine Funktion des in der Speicherleuchtstoffplatte 24 gespeicherten Röntgenbildes ist. Der Lichtsammler 80 lenkt das abgegebene Licht auf die Fotovervielfacherröhre (PMT I Photomultipler Tube) 82. Ein Filter 84 vor der Fotovervielfacherröhre 82 schirmt das gestreute Induktionslaserlicht ab und leitet das von der Speicherleuchtstoffplatte 24 abgegebene Licht weiter. Sobald sich die Speicherleuchtstoffplatte 24 auf der Translationsbühne 34 befindet, beginnt der Abtastvorgang. Die Bewegung der Translationsbühne 34 in Richtung des Pfeils 44 erfolgt unter Softwaresteuerung durch die Steuereinrichtung 32. Die Steuereinrichtung 32 sendet Befehle an den Schrittmotor 50, um einen Abtastvorgang zu beginnen, die Translationsbühne 34 zu starten, den Galvanometer 74 zu starten und die Fotovervielfacherröhre 82 einzuschalten. Von der Ausgangsposition der Translationsbühne 34 zählt die Steuereinrichtung 32 die Schritte des Schrittmotors 50 bis zu dem Punkt, an dem die Speicherleuchtstoffplatte 24 unter dem Lichtsammler 80 angeordnet ist. An diesem Punkt beginnt die Erfassung des latenten Röntgenbildes auf der Speicherleuchtstoffplatte 24. Zum Ende des Abtastvorgangs (ermittelt durch die Anzahl der Abtastlinien für die entsprechende Speicherleuchtstoffplattengröße) werden die Fotovervielfacherröhre 82 und das Galvanometer 74 ausgeschaltet, und die Translationsbühne 34 wird in ihre Ausgangsposition zurückgefahren, die durch einen der optischen Sensoren für die Bühnenposition 85 ermittelt wird. Ein Bühnenbewegungs-Endschalter 86 ist unmittelbar unter den optischen Sensoren 84 angeordnet, um eine Beschädigung bei Ausfall der optischen Sensoren 84 zu verhindern.
Unmittelbar nachdem die Translationsbühne 34 ihre Ausgangsposition erreicht hat, schaltet sich die Löschlampe 88 durch Betätigung der Löschstromversorgung 90 unter Softwaresteuerung durch die Steuereinrichtung 32 ein. Nach einer vorbestimmten Löschzeit (ca. 30 Sekunden) wird die Löschlampe 88 abgeschaltet, und die Entnahmeeinrichtung 28 führt die Speicherleuchtstoffplatte 24 in Richtung des Pfeils 46 in die Speicherleuchtstoffkassette 22 zurück. Wenn die Entnahmeeinrichtung 28 den Entnahmebewegungs-Anfangs/Ende-Schalter 38 auslöst, wird der Ladehebel 26 freigegeben. Der Benutzer der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung kann nun den Ladehebel 26 umlegen und die Speicherleuchtstoffkassette 22 aus der Kassettenladeplattform 20 entnehmen.
Während des Abtastens der Speicherleuchtstoffplatte 24 wird ein abgestrahltes Röntgenlichtbild durch die Fotovervielfacherröhre 82 in ein röntgenelektrisches Signal umgewandelt. Dieses Signal wird wiederum von einem Verstärker 92 in eine Spannung umgewandelt. Wie detaillierter in der Parallelanmeldung US-A-965,657 beschrieben, wird das Rauschen in dem von der Fotovervielfacherröhre 82 erzeugten Röntgenbildsignal durch Subtraktion eines von einem Referenzfotodetektor 68 ermittelten Referenzsignals korrigiert Das korrigierte Digitalsignal wird dann durch eine Korrektur-Wertetabelle in der Steuereinrichtung 32 für die Lichtsammelkennung des Lichtsammlers 80 korrigiert. Die Korrektur-Wertetabelle wird während der Kalibrierung der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 bei deren Initialisierung geladen.
Die Patienten-Identifizierungs- und -Untersuchungsinformationen werden von einer Strichcode-Handleseeinrichtung 94, welche in der Station 18 der Speicherleuchtstoff- Leseeinrichtung 10 angeordnet ist, in die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 eingelesen. Während jede Speicherleuchtstoffplatte 24 aus ihrer Speicherleuchtstoffkassette 22 entnommen wird, liest der Kassetten-Strichcodeleser 96 den Strichcode auf der Speicherleuchtstoffplatte 24. Die Bilddaten und die zugehörigen Patienten- und Untersuchungsinformationen werden durch die Steuereinrichtung 32 korreliert.
Die physische Größe der Speicherleuchtstoffkassetten 22, die die Speicherleuchtstoffplatten 24 enthalten, sind mit den Kassetten für herkömmliche Röntgenfilme/Röntgenschirme identisch. Eine typische Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 ist in der Lage, folgende Speicherleuchtstoffplattenformate zu lesen: 18·24 cm, 24·30 cm, 35·35 cm sowie 35·43 cm. Das verarbeitbare Rastermuster oder die Matrixpixelgröße für jede Speicherleuchtstoffplatte ist beispielsweise: 18·24 cm - 1792·2400; 24·34 cm - 2048·2500; 35·35 cm - 2048·2048 sowie 35·43 cm - 2048·2500.

Intensivpflegesystem.

Die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 aus Fig. 1 kann Teil eines Intensivpflegesystems sein, das aus Hardware- und Softwarekomponenten besteht und es den Röntgentechnikern ermöglicht, (1) Bilder mit Hilfe der vor Ort eingesetzten, herkömmlichen Röntgenbildaufnahmeverfahren auf Standardkassetten aufzunehmen, die eine Speicherleuchtstoffplatte beinhalten; (2) diese Bilder mit Hilfe der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 in elektronische Bilder umzuwandeln; (3). unter Einsatz einer Qualitätssicherungs-Arbeitsstation fehlerhafte Patienteninformationen, Untersuchungsinformationen und, soweit erforderlich, die Röntgenbilddarstellung zu korrigieren; (4) das Bild und dessen Textetikett auf einem Röntgenlaserdrucker auszudrucken und (5) Patienteninformationen in die Patientendatenbank einzugeben und ein Strichcodeetikett für die Patientenidentifizierung zu erzeugen. Das Intensivpflegesystem ermöglicht es einem Mediziner oder Röntgentechniker, das Bild optional auf einer Arbeitsstation mit hoher Auflösung zu betrachten, beispielsweise dem Display System von der Firma Vortech aus Richardson, Texas, USA. Das System ist zudem zur optionalen, dauerhaften Archivierung von Röntgenuntersuchungen auf optischen Platten erweiterbar, wo diese dann zur späteren Betrachtung oder zur erneuten Druckausgabe abrufbar sind.
Bezugnehmend auf Fig. 4 wird eine diagrammähnliche Ansicht eines Intensivpflegesystems gezeigt, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beinhaltet. Wie gezeigt, umfaßt das Intensivpflegesystem 200 eine Speicherleuchtstoff- Leseeinrichtung 10 mit einem Kontroll- und Betrachtungsmonitor 14. Die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 nimmt eine Speicherleuchtstoffkassette 22 zur Umwandlung eines Röntgenbildes in ein digitales Röntgenbild auf: Eine Strichcode- Handleseeinrichtung 94 ist vorgesehen, um die Patientenidentifikationsdaten und Untersuchungsinformationen in die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 herunterzuladen. Das Intensivpflegesystem 200 umfaßt zudem eine Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202, die wiederum einen hochauflösenden Bildschirm 204 umfaßt, eine Dateneingabetastatur 206 und eine Maus 208. Ein optionaler Strichcodedrucker 210 ist mit der Qualitätssicherungs- und Dateneingabe- Arbeitsstation 202 verbunden. Die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 kommuniziert mit der Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 über einen Kommunikationskanal, etwa eine SCSI-Kommunikationsverbindung 212.
Die SCSI-Kommunikationsverbindung 212 übergibt das rohe (nicht aufbereitete) digitale Röntgenbild von der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 an die Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202. Ein Röntgentechniker kann das Röntgenbild an der Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 betrachten. Sie dient zudem als Datenbank-Server, auf dem sich die demografische Datenbank befindet. Die Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 wird nachfolgend detaillierter beschrieben. Im allgemeinen stellt sie dem Röntgentechniker eine Schnittstelle zur interaktiven Dateneingabe bereit und druckt Strichcodeetiketten zur Patientenidentifizierung auf einem Strichcodedrucker 210 aus. Mit Hilfe der Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 kann der Röntgentechniker die Bilddarstellung (Ausrichtung, Tonwertskala, Kantenverbesserung) und Patienten- oder Untersuchungsdaten vor Freigabe des Bildes und vor Weiterleitung an die nächste Station verändern. Der Röntgentechniker kann zudem Weiterleitungsinformationen für einen Patienten und für ein einzelnes Bild verändern oder hinzufügen.
Die Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 ist im Durchlaufbetrieb oder im manuellen Betrieb verwendbar. Im Durchlaufbetrieb werden die Röntgenuntersuchungen an der Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 verarbeitet und dann direkt an andere Ziele weitergeleitet, beispielsweise an das hochauflösende Personal Display System 214 oder an den Laserdrucker 216 (z. B. einen Kodak Ektascan Laser Printer). Im manuellen Betrieb muß ein Benutzer das Röntgenbild von der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 sowie die Patienten- und Untersuchungsinformationen vor Freigabe für das nächste Ziel überprüfen. Die Bildverbesserung, die die einwandfreie Anzeige der Bilder zu Diagnosezwecken erlaubt, wird durch adaptive Unschärfemaskierung und Tonwertskalenaufbereitung durchgeführt. Die Tonwertskalen-Aufbereitungsalgorithmen sind vorzugsweise die in US-A-5, 164,993 und US-A-Patentanmeldung 906,191 beschriebenen.
Die Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 ist mit dem hochauflösenden Personal Display System 214 und dem Laserdrucker 216 über eine Kommunikationsverbindung, beispielsweise eine Ethernet-Verbindung, verbunden. Diese Verbindung kann ein Kabel oder eine optische Verbindung, eine schnurlose Verbindung oder eine Satellitenverbindung sein.
Im allgemeinen besitzt die Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 einen ausreichenden Hauptspeicher und Festplattenspeicher, um folgende Anforderungen zu erfüllen: (1) Speichern einer vorgegebenen Anzahl von Röntgenuntersuchungen, (2) Patientendatenbeständen, (3) Untersuchungsinformationen (z. B. Belichtungsbedingungen, Körperteil, Patientenposition usw.), (4) Vorgaben, also Bildverarbeitungsparameter für Untersuchungsarten, (5) Fehler- und Transaktionsprotokolle, (6) ein Betriebssystem, (7) Anwendungssoftware.
Im allgemeinen sieht die Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 folgende Funktionen für den Röntgentechniker vor (die nachfolgend in bezug auf Fig. 5-16 detaillierter beschrieben werden).
1. Von der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 erfaßte Bilder überprüfen.
2. Patienteninformationen und Röntgenuntersuchungsdaten korrigieren.
3. Bildparameter einstellen, etwa Bildausrichtung und Fensterbreite sowie Fensterpegel (nachdem diese automatisch anhand der Tonwertskalenaufbereitung und Unschärfemaskierung in der Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 verbessert worden sind).
4. Eine akzeptable Untersuchung oder ein Bild (automatisch oder nach Angabe) an ein oder an mehrere Ziele weiterleiten, etwa an einen Röntgenlaserdrucker, eine Betrachtungsstation (Personal Display System) oder an ein Bildarchiv. Im manuellen Betrieb muß die Untersuchung von dem Röntgentechniker freigegeben werden, bevor diese automatisch an ein angegebenes oder vorgegebenes Ziel weitergeleitet wird. Vorzugsweise werden die Bilddaten in Form einer ACR-NEMA-Datei (American College of Radiology-National Electrical Manufacturers Association) an deren Ziel weitergeleitet, wobei diese Datei die verarbeiteten Bilddaten und einen ACR-NEMA- Header (mit Patienten- und Untersuchungsinformationen) sowie die anwendbaren Wertetabellen enthält.
5. Untersuchungen automatisch verarbeiten und diese direkt an die Ziele weiterleiten. Dies wird als Durchgangsbetrieb bezeichnet.
6. Patienteninformationen (demografische Daten) in die lokale (d. h. die des Intensivpflegesystems) Patientendatenbank eingeben oder auf die Patientensystemdatenbank zugreifen.
7. Strichcodeetiketten für jede neu erfaßte Patientenidentifikationsnummer erzeugen und, soweit erforderlich, neue Strichcodeetiketten für die Untersuchungssammelkarte und optional die Identifizierungsdaten des Röntgentechnikers erzeugen.
Die aufgezählten Funktionen der Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 werden nachfolgend detaillierter unter Bezugnahme auf Fig. 5-16 beschrieben, die die Bildschirme zur Darstellung der Menüs und Operationen zeigen, die mit einem per Maus am Bildschirm geführten Zeiger auswählbar sind. Wie in Fig. 5 gezeigt, dient das Hauptmenü dazu, die zu benutzende Qualitätssicherungsfunktion auszuwählen. Das in Fig. 5 gezeigte Hauptmenü umfaßt die auswählbaren Funktionen zur Qualitätssicherung, zur Eingabe der Patientendaten, zur Systemkonfiguration, zur Protokolleinsicht und zum Beenden.
Fig. 6 zeigt den Qualitätssicherungsbildschirm mit den Untersuchungsaufnahmen, die derzeit für die Qualitätssicherungsverarbeitung zur Verfügung stehen. Es werden zwei Untersuchungsaufnahmen für ROBINS und HISS angezeigt. Dieser Bildschirm zeigt zudem mehrere, auswählbare Funktionsschaltflächen an, nämlich eine Neubearbeitungsliste, Patienteninformationen, Untersuchungsinformationen, Bildausrichtung, Bildverarbeitung, Untersuchungsaufnahme weiterleiten, Untersuchungsaufnahme löschen, Liste der Untersuchungsaufnahmen und Hauptmenü. Wenn die Schaltfläche "Neubearbeitungsliste" angewählt wird, erscheint der Bildschirm aus Fig. 7. Wie gezeigt, umfaßt die Neubearbeitungsliste die Untersuchungsaufnahmen von HISS, ROBBINS und STAHLMAN. Der Benutzer kann die zu betrachtende Untersuchungsaufnahme aus jeder Liste auswählen.
Fig. 8 zeigt den Qualitätssicherungsbildschirm mit dem Fenster "Untersuchungsaufnahme weiterleiten", das dann angezeigt wird, wenn der Benutzer eine Untersuchungsaufnahme einer Qualitätskontrolle unterziehen will, oder wenn die Schaltfläche "Untersuchungsaufnahme weiterleiten" gewählt wird. Das Röntgenbild erscheint in dem Fenster auf der rechten Seite des Bildschirms. In der oberen linken Ecke des Bildschirms werden Patientenname, Patienten-ID, Untersuchungsdatum/- Zeit und Version angezeigt. Das Fenster "Untersuchungsaufnahme weiterleiten" zeigt die zu verifizierenden Untersuchungsaufnahmedaten an, also Techniker-ID, Erfasssungsnummer, Kassetten-ID, Projektion, Körperteil, Position, Abstand, Bestrahlungsspannung in Kilovolt (k Vp), Bestrahlungsleistung im Milliampere (mA), Belichtungsindex und Kommentar. Unten links zeigt das Fenster "Aufnahmeziel wählen" die vier möglichen Ziele an, an die die Untersuchungsaufnahme weitergeleitet werden kann, nämlich ICU 1, PDS, ICU 2, Röntgen-KELP (Laserdrucker), Archiv. In der unteren linken Ecke können die Schaltflächen "Aufnahme weiterleiten" und "Aufnahme ändern" angewählt werden.
Bezugnehmend auf Aufnahme 9 und 10 wird der Qualitätssicherungsbildschirm mit dem Bild im Hochformat bzw. im Querformat gezeigt. Die Funktionstasten auf der linken Seite ermöglichen die Auswahl beliebiger Funktionen für das derzeit angezeigte Bild.
Bezugnehmend auf Fig. 11 wird der Qualitätssicherungsbildschirm mit dem Patienteninformationsfenster gezeigt. Das Fenster "Patienteninformationen" wird bei Wahl der in Fig. 10 gezeigten Funktionstaste "Patienteninformationen" aufgerufen. Das Fenster "Patienteninformationen" zeigt folgende Patienteninformationen an: Patientenname, Patienten-ID, Geburtsdatum, Geschlecht, Radiologe, betreuender Arzt, Raum/Einheitennummer, Bettnummer, Klinik, Station, Diagnose und Ziele. Bei den Verarbeitungstasten unten links handelt es sich um Aktualisieren, Widerrufen und Ende. Der Bediener der Qualitätssicherungs-Arbeitsstation kann bei Anzeige dieses Bildschirms die Patienteninformationen eingeben, überprüfen oder ändern.
Fig. 12 zeigt den Qualitätssicherungsbildschirm mit den Untersuchungsinformationen. Das Fenster "Untersuchungsinformationen" wird bei Wahl der Funktionstaste "Untersuchungsinformationen" aufgerufen. In dem Fenster "Untersuchungsinformationen" auf der linken Bildschirmseite werden folgende Informationen aufgeführt: Röntgentechniker-ID, Anforderungsnummer, Kassetten-ID, Projektion, Körperteil, Lage, Abstand, Kilovolt, mA, Belichtungsindex und Kommentare. Alle diese Untersuchungsinformationen können vom Benutzer verändert werden. In der unteren linken Ecke befinden sich auch hier die Tasten Aktualisieren, Widerrufen und Ende.
Fig. 13 zeigt den Qualitätssicherungsbildschirm mit dem Ausrichtungsfenster. Dieses Fenster wird bei Wahl der Funktionstaste "Bildausrichtung" aufgerufen. Wie in dem Bildausrichtungsfenster auf der linken Seite gezeigt, sind folgende Tasten wählbar. "Vertikal spiegeln", wodurch das Bild um 180º um die horizontale Achse gespiegelt wird, "Horizontal spiegeln", wodurch das Bild um 180º um die vertikale Achse gespiegelt wird, "Rechts drehen", wodurch das Bild um 90º im Uhrzeigersinn zur vertikalen Achse gedreht wird, und "Links drehen", wodurch das Bild um 90º im Gegenuhrzeigersinn zur vertikalen Achse gedreht wird.
Falls erforderlich, werden das Bild und dessen Varianten nach Übergabe von der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 und Eintreffen an der Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 automatisch ausgerichtet (nach links gedreht). Diese Ausrichtung basiert auf der Ausrichtung der Speicherleuchtstoffplatte 24 in der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10, wie zuvor detailliert beschrieben wurde. Wenn das Bild angezeigt wird, kann es der Benutzer nach Bedarf neu ausrichten. Je nach Druckformat des Laserdruckers 216 müssen die Bilder möglicherweise automatisch ausgerichtet werden, um auf den Film gedruckt werden zu können. Beispielsweise kann ein Bild im Hochformat an einen Drucker derart übergeben werden, als sollte es "1-up" auf einem Film von 14·17 cm gedruckt werden. Wenn es jedoch "2-up" gedruckt werden soll, müssen beide Bilder vor der Übergabe gedreht werden.
Fig. 14, 15 und 16 werden jetzt kurz beschrieben, bevor die dort gezeigten Funktionen näher erläutert werden. Fig. 14 zeigt den Qualitätssicherungsbildschirm mit dem Bildverarbeitungsfenster, welches es dem Benutzer ermöglicht, die Bildverarbeitungsparameter für die derzeit angezeigte Version zu verändern. Dieses Fenster wird angezeigt, wenn eine Untersuchungsaufnahme zur Neuverarbeitung ausgewählt wird, oder wenn die Taste "Bildverarbeitung" gewählt wird. Fig. 15 zeigt den Konfigurationsbildschirm, in dem ein Benutzer einen zu ändernden Konfigurationsparameter auswählen kann. Fig. 16 zeigt den Bildschirm zur Bearbeitung von Konfigurationsparametern, in dem ein Benutzer den gewünschten Wert für den Konfigurationsparameter eingeben kann.
Unter Bezug auf Fig. 14 wird die Bildverarbeitungsfunktion detaillierter beschrieben. Wie in dem Bildverarbeitungsfenster auf der linken Seite gezeigt, umfassen die Bild verarbeitungsparameter Unschärfemaskierungs- und Tonwertskalenparameter. Im allgemeinen wird die Unschärfemaskierung oder Kantenverbesserung auf ein Bild angewandt, um die Linien oder Kanten in dem Bild schärfer darzustellen. Hierzu wird zunächst eine Kopie des Bildes durch Faltung unscharf gemacht. Bei der Faltung handelt es sich um ein mathematisches Verfahren, das das Bild mit einem Kern multipliziert. Die Größe des Kerns bestimmt die Anzahl der Gewichtsfaktoren und somit das Maß, in dem das Bild unscharf gemacht wird. Dies wird in Fig. 17 dargestellt. Das unscharfe Bild wird dann von dem Originalbild subtrahiert, um ein Bild zu erzeugen, in dem nur noch die Kanten erhalten bleiben. Dies wird in Fig. 18 gezeigt. Die hohe und niedrige Verstärkung wird auswählbar auf das nur aus Kanten bestehende Bild angewandt und dem Originalbild hinzugefügt, wodurch die Unschärfemaskierungsmaske erzeugt wird.
Zunächst wird ein Histogramm des Bildes erstellt, wie in Fig. 19 gezeigt, welche eine grafische Darstellung des Verstärkungsfaktors gegenüber dem Digitalbildwert ist. Die hohe Verstärkung wird auf den Bildbereich mit geringer Intensität angewandt (linker Teil des Histogramms), die niedrige Verstärkung wird auf den Bildbereich mit hoher Intensität angewandt. Zwischen den hohen und niedrigen Verstärkungswerten gibt es einen linearen Übergang, der durch die Parameter "Schwellenwert und Breite" bestimmt wird, die von einem automatischen Tonwertskalenalgorithmus erzeugt werden.
Der Algorithmus zur Unschärfemaskierung wird vorzugsweise von der Bildverarbeitungssoftware an der Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 wie folgt eingesetzt: P prime (neues Pixel) = P (aktuelles Pixel) + B (Verstärkungsfaktor) x (P - (Kernmittelwert)). Die Änderung der niedrigen und hohen Verstärkungsfaktoren wirkt sich auf die Darstellung der Kanten in den Bildbereichen mit niedriger und hoher Intensität aus. Dies wird in Fig. 20 gezeigt.
Die Vorgaben für Unschärfemaskierung (Kerngröße und Verstärkungsfaktoren) können je nach Körperteil angegeben werden. Wenn der Körperteil oder die Werte geändert werden, dann muß der Unschärfemaskierungsprozeß erneut durchgeführt werden (die Kerngröße ist der Pixelbereich, der die verarbeiteten Pixel umgibt). Eine Kerngröße von 75 würde beispielsweise eine Matrix von 75·75 Pixeln umfassen, wobei sich das verarbeitete Pixel im Mittelpunkt der Matrix befindet).
In dem in Fig. 14 gezeigten Bildverarbeitungsfenster kann ein Benutzer eine niedrige, mittlere, hohe oder individuelle Unschärfemaskierung sowie eine niedrige oder hohe Verstärkung und die Kerngröße wählen. Wie gezeigt, wird für die individuelle Unschärfemaskierung der niedrige Verstärkungsfaktor mit 0,375 gewählt und der hohe Verstärkungsfaktor mit 1,25, und für die Kerngröße wird der Wert 75 verwendet (Matrix aus 75·75 Pixeln).
Unter dem Eintrag "Tonwertskala" kann der Benutzer eine normale, eine schwarzweiße, eine mit höherem Kontrast oder eine lineare Tonwertskala auswählen. Die Tonwertskalen-Wertetabellen werden auf die im Anzeigebereich des Bildschirms aus Fig. 14 zur Darstellung ausgewählte Variante angewandt. Wenn von der Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 rohe (nicht aufbereitete) Daten aus der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 empfangen werden, wird eine Tonwertskalen-Transformationswertetabelle anhand der berechneten Röntgenbildverarbeitungsalgorithmen erzeugt, die in US-A-5,164,993 und in der US-Patentanmeldung 906,191 beschrieben werden, wie bereit zuvor erwähnt. Die Transformationswertetabelle (LUT I Look-up Table) gleicht die rohen Bilddaten in optimaler Weise mit dem Film ab, und zwar anhand der Art der Untersuchungsaufnahme, des Histogramms und anderer Informationen. Die Transformationswertetabelle läßt sich an der Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 vom Benutzer verändern, wenn die ursprüngliche Wertetabelle kein optimales Bildergebnis erzeugt. Eine typische grafische Darstellung einer wie zuvor beschriebenen abgeleiteten Tonwertskalentransformation wird in Fig. 19 gezeigt.
Die Tonwertskalen-Schaltflächen im Bildverarbeitungsfenster aus Fig. 14 ermöglichen es dem Benutzer, folgende Tonwertskalenoperationen anhand der Transformationswertetabelle durchzuführen:
1. Die Transformationswertetabelle durch eine lineare Wertetabelle zu ersetzen, wie in Fig. 22 gezeigt.
2. Die Transformationswertetabelle durch eine Hochkontrast-Wertetabelle zu ersetzen, wie in Fig. 23 gezeigt.
3. Die Transformationswertetabelle durch eine Schwarzweiß-Wertetabelle zu ersetzen, wie in Fig. 24 gezeigt.
4. Die Fensterbreite oder den Fensterpegel zu ändern.
Die Änderung der Fensterbreite und des Fensterpegels erfolgen in der Transfor mationswertetabelle durch Multiplikationen und Additionen. Diese Änderungen (sogenannte Deltawerte) werden in dem Bild-Header (der Variante) gespeichert, so daß der Benutzer erkennen kann, welche Änderungen anhand dieser Werte und Parameter an der Original-Wertetabelle vorgenommen worden sind. Fig. 25 und 26 zeigen, welche Wirkung die Änderung der Fensterbreite und des Fensterpegels auf eine Transformationswertetabelle haben. In Fig. 14 sind horizontale und vertikale Bildlaufleisten dargestellt. Durch Verschieben der vertikalen Bildlaufleiste nach oben oder unten ändert man die Fensterbreite, durch Verschieben der horizontalen Bildlaufleiste nach links oder rechts ändert man den Fensterpegel.
5. Die Original-Wertetabelle, je nach Untersuchungsaufnahme, durch Auswahl der Schaltfläche "Wiederherstellen" wiederherzustellen.
6. Die Art der Untersuchungsaufnahme ändern, so daß die Wertetabelle für diese Art der Untersuchungsaufnahmen angewandt wird.
7. Jede Änderung an einer Wertetabelle wirkt sich nur auf die derzeit ausgewählte Variante aus.
Die Vorgaben für die Bildverarbeitungsparameter werden für jede Untersuchungsaufnahmeart und eine maximale Anzahl von Varianten eingestellt. Fig. 27 zeigt die Standardwerte für die Unschärfemaskierung, Fig. 27 zeigt die Standardwerte für die Tonwertskala.

Tonwertskalen-Wertetabellen

Um innerhalb der Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 die Bildintegrität zu gewährleisten, werden eine oder mehrere Wertetabellen (LUTs) mit dem von der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 erzeugten Röntgenbildsignal übertragen. (Unter Bildintegrität ist zu verstehen, daß ein an einer Komponente angezeigtes Bild an einer anderen Komponente des Systems identisch angezeigt wird, d. h. an jedem Monitor sowie auf der Hardcopy.) Die Wertetabellen begleiten jedes Bild (vorzugweise in dem ACR-NEMA-Header) und werden an jedem Ziel interpretiert (d. h. Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202, hochauflösende Personal Display System 214, Laserdrucker 216).
Im einzelnen handelt es sich um folgende Wertetabellen:
Standardisierungs-Wertetabelle. Diese Tabelle beschreibt, wie die digitalen Pixelwerte interpretiert werden sollen (d. h. welche physischen Werte sie darstellen). Dies wird durch die Bilderfassungsvorrichtung vorgesehen (Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10).
Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle (SDL). Diese Tabelle enthält die Informationen darüber, wie die Daten ursprünglich an der Bilderfassungsvorrichtung (Laserdrucker) betrachtet worden sind.
Transformationswertetabelle. Diese Tabelle gleicht den bildwichtigen Bereich dem vollen Dynamikbereich der Datenausgabe ab.
Die zuvor beschriebenen Wertetabellen sind in der Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 folgendermaßen implementiert:
Standardisierungs-Wertetabelle. Diese Tabelle ist nicht verwendbar, weil ihre Werte keine Bezugsnorm für die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 haben. In Zukunft könnte diese Tabelle verwendet werden, um einen Standard für vernetzte Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtungen zu erstellen. Fig. 29 zeigt eine grafische Darstellung einer Standardisierungs-Wertetabelle, bei der die digitalen Ausgabewerte gleich der digitalen Eingabewerte sind.
Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle (SDL). Die Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle stellt die Kennkurve für die Quellenanzeigevorrichtung dar. Jede vernetzte Ausgabevorrichtung (Hardcopy- oder Softcopy) ist für die Pflege einer eigenen Anzeigewertetabelle zuständig. Die Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle für jede Anzeigevorrichtung befindet sich in der Vorrichtung selbst. In dem Bild wird diese Quellen- Signal/Dichte-Wertetabelle zur Bildverarbeitung an einer beliebigen Anzeigevorrichtung mitgeführt. Die Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle für die Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 wird grafisch in Fig. 30 dargestellt.
Als Quellenanzeigevorrichtung für die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 wird der Laserdrucker 216 angenommen. Der Laserdrucker 216 hat eine lineare Codewert-/Dichte-Ansprechkurve.
Wie in Fig. 31 gezeigt, muß die lokale Dichte/Anzeige-Wertetabelle für die Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 (die sich in der Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 befindet) von der Quellen- Signal/Dichte-Wertetabelle differenziert werden, die mit dem abgetasteten Bild aus der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 mitgeführt wird (lineare Wertetabelle). Die resultierende Wertetabelle wird dann aus dem Dichteraum in den Luminanzraum umgewandelt und aus einer 12-Bit-Genauigkeit in eine 8-Bit-Genauigkeit. Das Ergebnis ist die Gammakorrektur-Wertetabelle, mit der das Bild beaufschlagt werden muß, bevor es angezeigt wird, um eine einwandfreie Darstellung für den Bildschirm 204 zu erzielen.
Transformations-Wertetabelle. Wie zuvor beschrieben, wird die Transformations- Wertetabelle durch die Speicherleuchtstoff-Bildverarbeitungstechniken erzeugt und sieht eine optimale Zuordnung der nicht aufbereiteten Bilddaten zum Film vor, und zwar unter Verwendung der Untersuchungsaufnahmeart, des Histogramms und anderer Informationen. Die Transformations-Wertetabelle (Fig. 21) (wie anhand der Untersuchungsaufnahmeart angegeben) kann von dem Benutzer an der Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 modifiziert werden, wenn die Original-Wertetabelle kein optimales Bild erzeugt. Wie ebenfalls zuvor beschrieben, kann der Benutzer folgende Tonwertskalenoperationen in der Transformations- Wertetabelle durchführen: Änderung der Fensterbreite, Änderung des Fensterpegels, ersetzen durch eine normale Wertetabelle, ersetzen durch eine lineare Wertetabelle, ersetzen durch eine Hochkontrast-Wertetabelle, ersetzen durch eine schwarzbasierende Wertetabelle, Wiederherstellen der Original-Wertetabelle (anhand der Untersuchungsaufnahmeart) und Änderung der Untersuchungsaufnahmeart (es wird die Wertetabelle für diese Untersuchungsaufnahmeart angewandt).
Tonwertskalen-Verarbeitungskonzepte. Wie in Fig. 32 gezeigt, wird ein von der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 erzeugtes Bild folgendermaßen verarbeitet.
Die Standardisierungs-Wertetabelle (soweit anwendbar) wird mit der Transformations-Wertetabelle kaskadiert.
Die Gammakorrektur-Wertetabelle wird ermittelt, indem die Differenz zwischen der Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 und der Anzeige-Wertetabelle der Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 bestimmt wird, und indem diese dann aus dem Dichte- in den Luminanzraum und, beispielsweise, aus der 12-Bit- in die 8-Bit-Genauigkeit umgewandelt wird.
Die kaskadierte Standardisierungs-/Transformations-Wertetabelle wird mit der Gammakorrektur-Wertetabelle kaskadiert. Das Ergebnis wird auf das Bild angewandt und dann am Bildschirm 204 angezeigt.
Tonwertskalenparameter für Schnitt/Steigung und Fensterbreite/Fensterpegel können ebenso wie die Transformations-Wertetabelle unterstützt werden, um in anderen Quellen als der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 einsetzbar zu sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein digitales Röntgenbild über ein Netz an Softcopy- oder Hardcopy-Visualisierungsvorrichtungen derart übertragen, daß eine Tonwertkonsistenz über das gesamte Netz beibehalten wird. Wie zuvor besprochen, unterscheidet sich das Tonwertansprechverhalten von Softcopy-Bildern von dem der (Hardcopy-)Vorrichtungen mit linearer Bildausgabedichte insofern, als daß es 1) nicht linear ist, 2) einen kleineren Dynamikbereich aufweist, 3) ein geringere Auflösung aufweist, 4) invertiert (umgekehrt) ist und 5) andere Betrachtungsbedingungen umfaßt.
Es wurde ein genauer Tonwertabgleich entwickelt, um eine Wertetabelle zu erzeugen, die die Nichtlinearität, den Dynamikbereich, die Umkehrung und die Betrachtungsbedingungen berücksichtigt. Dies erfolgte, indem beide Systeme modelliert wurden und einige Arbeiten mit dem menschlichen Auge einbezogen wurden, um das gleiche Maß an "Sichtbarkeit" der Daten zu erzeugen. Diese Wertetabelle wird erzeugt, indem man das Tonwertansprechverhalten des Kathodenröhrensystems mit einem Fotometer mißt. Zusätzlich zu der Leistung des Kathodenröhrensystems bei bestimmten Verstärkungs- und Versatzwerten werden die Umgebungsbedingungen überwacht und in die Gleichung einbezogen. Dieser Tonwertabgleich begrenzt die Ausgabe auf Film im Vergleich zu dem potentiellen Bereich des Films. Falls gewünscht, wird kein Abgleich implementiert, wodurch die Bilder für die jeweilige Anzeigeleistung der jeweiligen Ausgabe optimiert werden.
1. Codewerte. Niedrige Codewerte = niedrige Luminanz = hohe Dichte = dunkle Bereiche.
Hohe Codewerte = hohe Luminanz = niedrige Dichte = helle Bereiche.
2. Normal/Revers-Zeichen. Die Normal-Einstellung (NOR) für dieses Zeichen impliziert die zuvor genannte Definition für die Codewerte. Die Revers-Einstellung impliziert eine Umkehrung aller Indexwerte für die Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle, die mit den Bilddaten mitgeführt wird.
LUTSDLbildRevers[CVx]=LUTSDLimageNormal[CVMaximum-CVx]
wobei: LUT = Wertetabelle
SDL = Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle
Alternative Parameter: Keine.
Falls keine Normal/Revers-Zeichen angegeben, wird Normal angenommen.
Hinweis: Das Umschalten des Normal/Revers-Zeichens hat keine Auswirkung auf die interaktiven WW/WL-Werte (WW = Window Width / Fensterbreite; WL = Window Level / Fensterpegel).
3. Standardwertetabelle. Diese Tabelle definiert die digitalen Werte in standardisierten Einheiten (oder aussagekräftigen Begriffen), soweit Standards vereinbart sind. Diese Tabelle ist eine beigefügte Tabelle, die nicht für die Tonwertskalierung des Bildes verwendet wird. Sie ermöglicht es einem Benutzer, die Rohdaten in aussagekräftige Daten umzuwandeln. (Konvertierung von binärer Zählung in standardisierte Werte.)
Alternative Parameter: Keine.
Falls keine Wertetabelle zur Umwandlung von Roh- in Standarddaten vorhanden ist, wird 1 : 1-Zuordnung angenommen, CVin = CVout.
4. Tonwertskalen-Wertetabelle. Diese Tabelle beschreibt die bildwichtigen Codewerte und wie sie über den gesamten Dynamikbereich verteilt sind. Die Werte für Fensterbreite und Fensterpegel sind verwendbar, um eine Tonwertskalen- Wertetabelle zu erzeugen oder die mitgeführte Tonwertskalen-Wertetabelle mit Werten zu beaufschlagen. Durch Nutzung der alternativen Parameter wird eine lineare Tonwertskalenkorrektur innerhalb des gewünschten Fensters und der gewünschten Werte vorgenommen. Die erstellte Wertetabelle schneidet die durch die WW/WL-Parameter beschriebenen Werte oberhalb des Maximums und unterhalb des Minimums ab. Das Vorhandensein von Fensterbreite und Fensterpegel gibt vor, daß beide Tonwertskaleneinstellungen benutzt werden, um eine modifizierte Tonwertskalen-Wertetabelle zu erstellen. Korrekterweise wird eine LUTWW/WL erzeugt, und dann werden die beiden Tabellen zusammen auf folgende Weise kaskadiert; LUTTonwertskala'(X) = LUTWW/WL(LUTonwertskalaORG(X)]. Hierbei wird der Bereich der Original- LUTTanwertskala durch die angegebenen Fenster- und Pegelwerte gewählt, und es werden die Daten expandiert oder komprimiert. Die Wertetabelle wandelt die standardisierten Daten in ausgewählte Anzeigecodewerte um. Diese Anzeigecodewerte entsprechen den Konventionen der Quellen-Signal/Dichte- Wertetabelle, die ebenfalls mit dem Bild mitgeführt wird.
Alternative oder zusätzliche Parameter:
Fensterbreite und Fensterpegel.
Wenn keine Tonwertskalen-Wertetabelle oder WW/WL-Werte vorhanden sind, sei für WW = 4096 und für WL = 2048 angenommen.
5. Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle (SDL). Diese Tabelle definiert die Verteilung des Tonansprechverhaltens für die Quellen-Bilderzeugungsvorrichtung. Die Ausgabe dieser Tabelle ist in normierten Dichteeinheiten definiert. Sie codiert das Anzeigeleistungsverhalten (und das Umfeld), um anderen vernetzten Ausgabe- /Anzeigevorrichtungen eine genaue Wiedergabe des Bildes auf konsistente Weise zu ermöglichen. Die Struktur der Tabelle setzt voraus, daß die eingehenden Daten in den Einheiten der Eingabevorrichtung vorliegen. Bei einem Digitalisierer würden beispielsweise Werte für Eingabedichte und für Ausgabedichte angenommen. Die Ausgabe ist daher durchgängig mit der "Revers-Definition" für das Normal-Zeichen definiert. Der Ausgabecodewert setzt einen linearen Codewert für das Dichteansprechverhalten voraus, wie dies für Hardcopy-Drucksysteme typisch ist. Dieses lineare Ansprechverhalten ist durch das Normal/Revers-Zeichen als Umkehrung des Kathodenröhrensystems definiert. Die niedrigen Ausgabewerte stellen eine niedrige Dichte dar, die hohen Werte stellen eine hohe Dichte dar. Die Kurvenform stellt eine vereinfachte Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle dar und kann algorithmisch berechnet werden. Der Kurvenformindex variiert von 0 bis 6. Der Indexwert 0 stellt eine Wertetabelle von 1 : 1 dar. Da der Index der Kurvenform ansteigt, steigt auch das Maß der Nichtlinearität an. Softcopy-Anzeigevorrichtungen können alle Kurvenformenwerte mit Ausnahme von null ignorieren. Das Vorhandensein des Wertes null bedeutet, daß die Eingabe nicht korrigiert werden soll, was eine lineare Dichteausgabe voraussetzt. Die Softcopy-Anzeigevorrichtungen müssen daher die Daten für die Nichtlinearität ihrer Systeme umsetzen.
Alternative Parameter: Nichtlineare Kurvenformenwerte.
Wenn keine Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle vorhanden ist, sei eine lineare Kurve angenommen (CVout = CVin)
CS = 0.
6. Lokale Dichte/Anzeige-Wertetabelle (LDDL). Diese Tabelle bleibt für eine gegebene Anzeigevorrichtung lokal. Ihre Aufgabe besteht darin, die Dichtedaten für die eigenen Anzeigeansprecheinheiten zu korrigieren. Diese Datei verbleibt jederzeit lokal an der Anzeigevorrichtung. Die Umkehrung für diese Anzeigekorrekturtabelle ist die Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle. Eine Softcopy-Anzeigevorrichtung kann eine neue Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle bereitstellen, wenn in dem Originalbild keine vorhanden ist und die Werte für Fensterbreite und Fensterpegel verändert werden. Wenn eine nichtlineare Kurvenform mit den Bilddaten eingeht, und wenn die Werte für Fensterbreite und Fensterpegel verändert werden, löscht das hochauflösende Personal Display System 214 die Kurvenformwerte und setzt stattdessen eine Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle ein. Wenn eine Kurvenform von null empfangen wird, bleibt diese unverändert.
Alternative Parameter: Keine.
7. Lokale Anzeigekorrekturtabelle. Diese Tabelle wird durch Differenzierung der lokalen Dichte/Anzeige-Wertetabelle und der Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle erzeugt, wie in Fig. 37-39 gezeigt. Die Tabelle wird niemals mit Bilddaten übergeben. Als Vorgabe für Softcopy-Anzeigevorrichtungen wird eine 12-Bit-Tabelle verwendet.
8. Maximale Dichte (Dmax). Dieser Parameter dient dazu, die maximale Druckausgabedichte anzugeben. Er kann zudem benutzt werden, um den Dynamikbereich festzulegen. Der Parameter wird derzeit nicht für Softcopy-Anzeigevorrichtungen verwendet, sondern nur für Hardcopy-Ausgaben.
Vorgabe Höchste Ausgabe zur Maximierung des Dynamikbereichs.
9. Minimale Dichte (Dmin). Dieser Parameter dient dazu, die minimale Druckausgabedichte anzugeben. Er kann zudem benutzt werden, um den Dynamikbereich festzulegen. Der Parameter wird derzeit nicht für Softcopy-Anzeigevorrichtungen verwendet, sondern nur für Hardcopy-Ausgaben.
Vorgabe Kleinster Wert zur Nutzung des vollen Dynamikbereichs.
10. Kontrasteinstellung. Dieser Parameter wird nach Benutzerwunsch eingestellt. Er ermöglicht es den Benutzern, den Kontrast des Bildes zu verändern, beispielsweise indem zur Hardcopy-Ausgabe um eine optische Dichte von 1,20 geschwenkt wird. Dieser Parameter wird für Softcopy-Anzeigevorrichtungen ignoriert.
Vorgabe Keine Kontrasteinstellung.

Implementierung der Tonwertskala

Jedes Peripheriegerät weist ein Verarbeitungsschema auf, das auf die Einschränkungen dieses Gerätes abgestimmt ist. Es gibt allerdings eine Übersicht, wie die Daten im allgemeinen behandelt werden sollten. Die Details gliedern sich in folgende Kategorien: Eingabevorrichtungen, also Softcopy-Vorrichtungen, wie beispielsweise das hochauflösende Personal Display System 214, die Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202 oder eine medizinische Arbeitsstation; bildgebende Verfahren, wie Ultraschall (US), Computer-Tomographie (CT), Kernspinresonanz- Tomographie (MR), digitale Substraktions-Angiographie (DAS), Nuklearmedizin (NM) und Direkteingabe, wie etwa eine Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 oder Röntgenfilmdigitalisierer. Netzverbindungen umfassen Archivierungsvorrichtungen, Kommunikationsverbindungen oder Gateway-Vorrichtungen. Zu den Ausgabevorrichtungen zählen Laserdrucker, Kathodenstrahldrucker und Thermodrucker.
Die Auswirkung der Unterschiede zwischen diesen Kategorien wird geringer, je besser die Konsistenz der bereitgestellten Daten und deren Verarbeitung ist.
Die Kategorien auf der Eingabeseite sind Softcopy-Vorrichtungen, standardisierte bildgebende Verfahrenseinrichtungen und Direkteingabe-Vorrichtungen. Als Direkteingabe-Vorrichtung gelten Vorrichtungen, bei denen die Daten nie zuvor visualisiert worden sind. Der Digitalisierer und die Speicherleuchtstoffeinrichtungen stellen die Daten erst dann visuell dar, wenn sie eine Ausgabevorrichtung erreicht haben. Die bildgebenden Verfahrenseinrichtungen arbeiten mit gewissen Verfahren zum visuellen Betrachten der Bilddaten, so daß die jeweilige Einrichtung charakterisiert werden muß, wenn eine Abstimmung wünschenswert ist. Die entsprechenden Bildverarbeitungsparameter werden während einer Einrichtungsprozedur für die Gateway-Vorrichtung angegeben, die diese mit dem Netz kompatibel macht. Das gleiche gilt für alle Softcopy-Eingabevorrichtungen. Das System muß für eine korrekte Tonwertabstimmung charakterisiert werden.
Die Ausgabevorrichtungen werden in Hard- und Softcopy-Vorrichtungen unterteilt. Das genaue Tonwertkorrektur-Schema wird nachfolgend für jede Kategorie detailliert erläutert. Die Handhabung des Bildverarbeitungsschemas erfolgt durch die Schnittstellenvorrichtung für alle Hardcopy-Vorrichtungen.

Eingabevorrichtungen

Direkteingabevorrichtungen. Diese müssen alle Eingabeparameter bereitstellen oder den vorgegebenen Wert zur Visualisierung der Daten nutzen. Beide Vorrichtungen setzen eine 1 : 1 Korrekturtabelle für die Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle bei einer Kurvenform von 0 voraus. Das ist darauf zurückzuführen, daß der Digitalisierer und die Speicherleuchtstoffeinrichtungen ihre Tonwertskala für eine Hardcopy-Ausgabe mit linearer Dichte abstimmen. Es gibt keine Umkehrung der Daten für die Hardcopy- Anzeige, wogegen zur Softcopy-Anzeige eine Umkehrung von "hoch" auf "niedrig" erfolgen muß. Diese Umkehrung wird während der Berechnung einer Korrekturtabelle auf Grundlage der verglichenen Quellen-Signal/Dichte-Wertetabellen vorgenommen. Die Speicherleuchtstoffeinrichtung benutzt ein nicht lineares Zuordnungsschema für ihre Tonwertskalen-Wertetabelle. Der Digitalisierer muß seine Tonwertskalen-Wertetabelle auf hohe Dichte und Dmin-Korrektur abstimmen. In beiden Fällen werden die Vorgaben für die Standardwertetabelle von 1 vorausgesetzt. Tabelle 1
MStandardisierte bildgebende Verfahrenseinrichtungen. Diese müssen entweder mit einer Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle oder mit einer Standardkurve eingerichtet werden. Die Berechnung der Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle wird an anderer Stelle ausgeführt. Die standardisierten bildgebenden Verfahrenseinrichtungen haben die Möglichkeit, die Daten visuell anzuzeigen. Der Röntgentechniker oder der Arzt treffen Entscheidungen anhand des angezeigten Bildes und benötigen eine genaue Reproduktion des Bildes zur Bewertung an einer separaten Ausgabevorrichtung in Hardcopy- oder Softcopy-Form. Tabelle 2

Netzfunktionen

Die Kommunikation, Archivierung und Protokollumsetzung darf keine Auswirkung auf die Bildverarbeitung haben, abgesehen von der Tatsache, daß das Protokoll vorhanden sein muß, um die Zuordnung und Fortschreibung dieser Werte im zeitlichen Verlauf zu gewährleisten. ACR-NEMA Ver. 3.0 führt die Daten an folgenden Stellen in der Normung auf. Tabelle 3

Ausgabevorrichtungen

Softcopy-Vorrichtungen. Das korrekte Verfahren zur Verarbeitung der Tonwertskalen-Informationen wird in Fig. 33, 34 sowie 37-39 gezeigt. Bildröhren haben normalerweise einen begrenzten Dynamikbereich im Vergleich zu Hardcopy-Ausgabevorrichtungen. Daher sollten die Einstellungen für Kontrast, Dmax und Dmin nicht angewandt werden. Das Vorhandensein von Kurvenformparametern, mit Ausnahme von 0 (null) würde bedeuten, daß keine Korrektur durch eine lokale Anzeigekorrekturtabelle stattfände. Die Kurvenformwerte stellen ein Näherungsverfahren zur Korrektur der Daten von Softcopy-Vorrichtungen für die Darstellung an Hardcopy- Vorrichtungen dar. In den Fällen, bei denen eine Bilddatei an eine Bildröhren-Anzeigevorrichtung übergeben wird, sind die Nichtlinearitäten ähnlich, so daß keine Korrektur für nichtlineare Kurvenformen durchgeführt wird. Eine lineare Kurvenform von 0 (null) bedeutet, daß die Hardcopy-Ausgabevorrichtung keine Korrektur durchzuführen braucht, die Softcopy-Vorrichtung allerdings doch. Für die Eingabe wird eine Ausgabevorrichtung mit linearer Codewert/Dichte-Beziehung angenommen. Die Details der Korrektur werden in Fig. 37-39 dargestellt.
Wenn für ein Bild die Werte für Fensterbreite und Fensterpegel verändert werden (oder andere nichtlineare Tonwertskaleneinstellungen), muß das hochauflösende Personal Display System 214 die Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle (oder die empfohlene Kurvenform) für die Bildröhre liefern, an der die Werte für Fensterbreite und Fensterpegel verändert wurden. Wenn die Werte für Fensterbreite und Fensterpegel verändert werden, wird lediglich ein neuer Wertesatz für Fensterbreite und Fensterpegel an die Bilder angehängt. Dadurch kann die Original-Tonwertskalen- Wertetabelle für zukünftige potentielle Veränderungen von Fensterbreite und Fensterpegel erhalten bleiben. Die Details zum Aufbau einer Korrekturtabelle werden in Fig. 33 und 34 gezeigt. Die Bildröhrenvorrichtung (hochauflösendes Personal Display System 214 oder Qualitätssicherungs- und Dateneingabe-Arbeitsstation 202) sollte für eine optimale Leistung auf Grundlage der Umgebungsbeschränkungen eingestellt sein. Das Tonwertansprechverhalten wird dann charakterisiert, und es wird eine Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle berechnet. Diese Charakterisierung stützt sich auf das Tonwertansprechverhalten, die Umgebungsbedingungen und das menschliche visuelle Wahrnehmungssystem (menschliches Auge). Die berechnete Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle muß dann in dem nichtflüchtigen Systemspeicher abgespeichert werden. Diese Tabelle wird benutzt, um eine Tonwertabstimmung für Bilder von Quellen vorzusehen, die ebenfalls charakterisiert worden sind.

Tabelle 4

Zu interpretierende Parameter Bildröhrenanzeigevorrichtung: Qualitätssicherungs- und Dateneingabe- Arbeitsstation, hochauflösendes Personal Display System
Referenz für Codewerte Lo CV = niedrige Luminanz
Normal/Revers-Zeichen nach Kundenwunsch
Lokale Dichte/Anzeige-Wertetabelle während der Einrichtung gemessen (oder 12-Bit-Vorgabe)
Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle CS-0, verarbeiten (nicht lineare Kurvenformen ignorieren)
Tonwertskalen-Wertetabelle pro Bild herunterladen
Standardwertetabelle ignoriert
Maximale Dichte (Dmax) nicht angegeben
Minimale Dichte (Dmin) nicht angegeben
Kontrasteinstellung nicht angegeben
Hardcopy-Vorrichtungen. Die Hardcopy-Laserdrucker müssen eine herunterladbare Wertetabelle pro Bild unterstützen, um die Tonwertskaleneinstellung richtig vornehmen zu können. Die Netzschnittstelle muß die vorgesehenen Tonwertskalendaten richtig kombinieren und eine Tabelle bereitstellen, in der die Daten an den Drucker übergeben werden. Die heruntergeladene Wertetabelle ist die Kombination aller drei Tabellen und des Normal/Revers-Zeichens. Fig. 34 und 35 zeigen detailliert, wie die Kaskadierung der Tabellen richtig vorgenommen wird. Die Parameter von Dmax, Dmin und Kontrast müssen zur vollen Kompatibilität durch die Drucker unterstützt werden. Tabelle 5
Bezugnehmend auf Fig. 37-39 wird der Prozeß beschrieben, wie die Quellen- Signal/Dichte-Wertetabelle in der Bildverarbeitung eingesetzt wird, die in einer Softcopy-Anzeigevorrichtung erfolgt. Die in Fig. 37 gezeigte Quellen-Signal/Dichte- Wertetabelle ist eine grafische Darstellung einer beispielhaften Quellen- Signal/Dichte-Wertetabelle von der Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung 10 oder von einem Filmdigitalisierer. Beide Vorrichtungen setzen eine Vorrichtung mit linearem Verhältnis von digitalem Bildcodewert (CV) zu Dichte voraus. Die Kurve verläuft linear, weil die Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle die Umwandlung der Bildeinheiten in Dichte voraussetzt. Die Codewerte zur Anzeige der Daten in gleicher Weise werden nicht invertiert, da für die Daten für den Digitalisierer 1 die Speicherleuchtstoff-Leseeinrichtung eine lineare Hardcopy-Eingabevorrichtung angenommen wird.
Fig. 38 zeigt eine beispielhafte lokale Dichte/Anzeige-Wertetabelle für eine Darstellungs-Arbeitsstation (Personal Display System) von Vortech, Richardson, Texas, USA. Die Wertetabelle ist nicht linear, und die Augenempfindlichkeitsfunktion wurde derart eingezogen, daß die gleiche Sichtbarkeit der Daten auf dem Film wie am Bildschirm der Arbeitsstation erzielt wird.
Der abschließende Schritt besteht darin, die Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle und die lokale Dichte/Anzeige-Wertetabelle zu kaskadieren, indem die normierten Dichtewerte aus der eingehenden Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle (SDL) in der lokalen Dichte/Anzeige-Wertetabelle (LDDL) für die Vorrichtung nachgeschlagen werden, an der das Bild angezeigt werden soll. Die Nachschlageprozedur nutzt für den Codewert CVIN den Codewert CVOUT der eingehenden Tabelle, wobei in der lokalen Dichte/Anzeige-Wertetabelle (LDDL) aufgefunden wird, welcher Codewert CVIN diesen Ausgabewert ergibt. Dadurch wird die Wertetabelle aus Fig. 39 erstellt, die zur Korrektur der Bilder zwecks Darstellung an der Darstellungs-Arbeitsstation (PDS/Personal Display System) verwendet wird.
PDSCOR.LUT(CVx) = LDDLPDS&supmin;¹[SDLORG(CVx)]

Vorteile und industrielle Anwendung

Die vorliegende Erfindung findet in Bildverarbeitungsvorrichtungen zur medizinischen Diagnose Anwendung. Die Bildintegrität und die Tonwertkonsistenz ist für digitale Röntgenbilder gewährleistet, die über ein Netz zwischen Eingabe- und Ausgabevorrichtungen übertragen werden. Die Tonwertkennlinien zwischen Softcopy- und Hardcopy-Bildausgabevorrichtungen werden kompensiert. Diese kompensierten Tonwertkennlinienunterschiede umfassen lineares/nicht lineares Ansprechverhalten, Dynamikbereich, Auflösung, Umkehr und Betrachtungsbedingungen.

Claims

1. Verfahren zum Übertragen eines Digital-Röntgenbild-Eingangsignals über ein Netzwerk, um einen gleichbleibenden Tonabgleich sicherzustellen, wobei das Eingangsignal von einer Quellen-Bildverarbeitungseinrichtung (10) erzeugt wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Zuführen des Digital-Röntgenbild-Eingangsignals zu einem Quellen-Sichtgerät (204), um das durch das Digital-Röntgenbild-Eingangsignal dargestellte Röntgenbild abzubilden;

- Bereitstellen einer Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle (SDL), welche die charakteristische Ansprechkennlinie für das Quellen-Sichtgerät (204) darstellt und unabhängig von einem erzeugten Digital-Röntgenbild-Signal für den Tonabgleich des Röntgenbildes am Sichtgerät (204) bestimmt ist;

- Übertragen des Digital-Röntgenbild-Eingangsignals und der Quellen- Signal/Dichte-Wertetabelle (SDL) über ein Netzwerk zu einem Ausgabegerät (214, 216) für die Darstellung des Röntgenbildes;

- Bereitstellen einer lokalen Dichte/Anzeige-Wertetabelle (LDDL) am Ausgabegerät (214, 216) für die Darstellung des Röntgenbildes;

- Kaskadieren der SDL und LDDL, um eine Korrekturtabelle für das Ausgabegerät zu bilden; und

- Verarbeiten des übertragenen Digital-Röntgenbild-Signals mittels der Korrekturtabelle für das Ausgabegerät, um ein tonkorrigiertes, sichtbares Röntgenbild am Ausgabegerät (214, 216) zu erzeugen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden Schritt:

- Erstellen einer Tonwertskala-Wertetabelle (LUT) für das Digital-Röntgenbild- Signal, welche von mindestens einem Merkmal des Digital-Röntgenbildes abhängig ist; und wobei der Übertragungsschritt das Übertragen der Tonwertskala (LUT) mit dem Digital-Röntgenbild-Signal und der Signal/Dichte-Wertetabelle (SDL) umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungsschritt das Übertragen der maximalen und minimalen Dichten (Dmax/Dmin) zusammen mit dem Digital-Röntgenbild-Eingangsignal umfaßt, die dazu benutzt werden, die maximalen und minimalen Dichten zu spezifizieren, mit denen ein Bild gedruckt werden soll, oder den Dynamikbereich des Röntgenbildes zu definieren.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungsschritt das Übertragen eines vom Benutzer auswählbaren Kontrasteinstellungswerts für Hardcopies zusammen mit dem Digital-Röntgenbild-Eingangsignal umfaßt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erzeugen des Digital-Röntgenbild-Eingangsignals das Umwandeln eines in einem Speicherphosphor (24) gespeicherten, latenten Röntgenbildes in ein Digital-Röntgenbild- Signal umfaßt, und daß der Schritt zum Erstellen einer Tonwertskala-Wertetabelle (LUT) das Erzeugen eines Histogramms des Tonwertumfangs des Digital-Röntgenbild-Signals und das Erstellen der Tonwertskala-Wertetabelle (LUT) als Funktion des Histogramms umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgenden Schritt:

- Bereitstellen von Fensterbreite- (WW) und/oder Fensterpegel- (WL) Tonwertskalenwerten zusätzlich zu der Tonwertskala-Wertetabelle (LUT); und daß der Übertragungsschritt das Übertragen der WW- und WL-Werte zusammen mit dem Digital-Röntgenbild-Signal umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden Schritt:

- Bereitstellen eines Normal/Revers-Zeichens für die SDL, welches vom Typ der Quellen-Abbildungseinrichtung (10) abhängig ist, wobei in der Normal/Revers-Einstellung entweder a) die "Normal" Einstellung bedeutet, daß niedrige Digitalbildwerte = niedrige Luminanz = hohe Dichte = dunkle Bereiche, und hohe Digitalbildwerte = hohe Luminanz = niedrige Dichte = helfe Bereiche, und die "Revers" Einstellung eine Umkehrung aller Indexwerte für die SDL bedeutet: oder b) die "Normal" Einstellung bedeutet, daß niedrige Digitalbildwerte = hohe Luminanz = niedrige Dichte = helle Bereiche, und hohe Digitalbildwerte = niedrige Luminanz = hohe Dichte = dunkle Bereiche, und die "Revers" Einstellung eine Umkehrung aller Indexwerte für die SDL bedeutet.

8. Digitales Röntgenbild-Erzeugungssystem mit einer digitalen Röntgenbild-Eingabeeinrichtung (10) zum Erzeugen eines Digital-Röntgenbild-Signals, einem Quellen-Sichtgerät (204), um das durch das Digital-Röntgenbild-Eingangsignal dargestellte Röntgenbild abzubilden, einem Ausgabegerät (214, 216) für die Darstellung des Röntgenbildes zum Erzeugen eines sichtbaren Röntgenbildes aus dem Digital-Röntgenbild-Signal, und einem Netzwerk zum Anbinden der digitalen Röntgenbild-Eingabeeinrichtung (10) an das Ausgabegerät (214, 216) für die Darstellung des Röntgenbildes,

gekennzeichnet durch

- eine Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle (SDL), welche die charakteristische Ansprechkennlinie für das Quellen-Sichtgerät (204) darstellt und unabhängig von einem erzeugten Digital-Röntgenbild-Signal bestimmt wird;

- eine lokale Dichte/Anzeige-Wertetabelle (LDDL) am Ausgabegerät (214, 216) für die Darstellung des Röntgenbildes;

- wobei die digitale Röntgenbild-Eingabeeinrichtung (10) mit einer Verarbeitungseinrichtung (202) zum Übertragen des erzeugten Digital-Röntgenbild-Signals und der Quellen-Signal/Dichte-Wertetabelle (SDL) über das Netzwerk zum Darstellungsgerät (214, 216) verbunden ist;

- eine lokale Korrekturtabelle am Ausgabegerät, die durch Kaskadieren der übertragenen SDL mit der LDDL im Darstellungsgerät (214, 216) erzeugt wird; und

- wobei das Darstellungsgerät (214, 216) das übertragene Digital-Röntgenbild- Signal mit der lokalen Ausgabegerät-Korrekturtabelle verarbeitet, um das sichtbare Röntgenbild zu erzeugen.