FR2837053A1

FR2837053A1 - Procede et systeme d'imagerie bi ou multi-energetique

Info

Publication number: FR2837053A1
Application number: FR0302785A
Authority: FR
Inventors: Kenneth Scott Kump; Jibril Odogba
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2003-09-12
Anticipated expiration: 2023-03-06
Also published as: DE10310052A1; US20030169850A1; JP4360459B2; US6931098B2; JP2003284710A; FR2837053B1

Abstract

Un procédé minimisant des artefacts dans des images bi ou multi-énergétiques comprend : le fait d'obtenir des première et secondes images de décalage d'un détecteur (110) après avoir obtenu des premier et second ensembles de données d'image d'exposition du détecteur (110). D'autres formes de réalisation comprennent le fait de : changer la dose des expositions, changer le gain du détecteur (110), changer la définition d'acquisition des pixels du détecteur (110), et laisser le détecteur (110) non purgé entre les premier et second temps de lecture.

Description

PROCEDE ET SYSTEME D'IMAGERIE BI OU MULTI-ENERGETIQUE
La présente invention porte globalement sur l'imagerie bi ou multi-énergétique, et en particulier sur une séquence d'acquisition de détecteur et un système d'imagerie bi ou multi-énergétique qui minimise les artefacts et la durée d'examen totale entre acquisitions.

Une radiographie ou image"de rayons X"classique est obtenue par placement de l'objet à imager entre un émetteur de rayons X et le détecteur de rayons X constitué d'une pellicule photographique. Des rayons X émis traversent l'objet pour impressionner la pellicule, et le niveau d'exposition des divers points de la pellicule est déterminé par la densité et l'épaisseur de l'objet placé sur le chemin des rayons X.

Les radiographies peuvent être utilisées dans de nombreux buts. Par exemple, des défauts internes peuvent être détectés dans un objet cible. De plus, des variations de structure ou d'alignement interne peuvent être déterminées. En outre, l'image peut montrer la présence ou l'absence d'objets dans la cible. Les informations obtenues par imagerie radiographique ont des applications dans de nombreux domaines, incluant la médecine et la fabrication.

On utilise aujourd'hui couramment des détecteurs de rayons X numériques à solide (par exemple un réseau d'éléments de commutation et d'éléments photosensibles tels que des photodiodes) à la place de détecteurs à pellicule. Les charges créées par les rayons X sur les divers points du détecteur sont lues et traitées pour générer une image numérique de l'objet sous forme électronique, au lieu d'une image analogique sur pellicule photographique. L'imagerie numérique est avantageuse car l'image peut ensuite être transmise électroniquement à d'autres lieux, soumise à des algorithmes de diagnostic pour déterminer des propriétés de l'objet imagé, etc.

Une forme de réalisation d'un détecteur de rayons X numérique à solide peut comprendre un panneau de transistors à effet de champ (TEC) à semi-conducteur et de photodiodes. Les TEC et les photodiodes sont typiquement agencés sur le panneau en rangées (lignes de balayage) et en colonnes (lignes de données). Un organe de commande de TEC commande l'ordre dans lequel les TEC sont bloqués et débloqués. Les TEC sont typiquement débloqués, ou activés, par rangées. Lorsque les TEC sont débloqués, une charge qui établit le canal du TEC est absorbée dans le TEC depuis à la fois la source et le drain du transistor. En raison de la nature imparfaite des TEC en silicium amorphe, cette charge est temporairement retenue lorsque le TEC est bloqué et fuit, en décroissant au cours du temps, ce qui corrompt le signal désiré sous la forme d'un décalage. La source de chaque TEC est reliée à une photodiode. Le drain de chaque TEC est relié à des circuits électroniques de lecture par les lignes de données. Chaque photodiode intègre le signal lumineux et se décharge en énergie proportionnellement aux rayons X absorbés par le détecteur. Les grilles des TEC sont reliées à l'organe de commande de TEC. L'organe de commande de TEC permet de lire d'une manière ordonnée des signaux de décharge du

panneau de photodiodes. Les circuits électroniques de lecture convertissent les signaux de décharge des photodiodes. L'énergie déchargée par les photodiodes du détecteur et convertie par les circuits électroniques de lecture est utilisée par un système d'acquisition pour activer des pixels dans l'image diagnostique numérique présentée. Le panneau de TEC et de photodiodes est typiquement analysé par rangées. Les pixels correspondants dans l'image diagnostique numérique sont typiquement activés par rangées.

Les TEC du détecteur de rayons X servent d'interrupteurs qui commandent la charge et la décharge des photodiodes. Quand un TEC est ouvert, une photodiode associée est isolée des circuits électroniques de lecture et se décharge durant une exposition à des rayons X. Quand le TEC est fermé, la photodiode est rechargée à sa charge initiale par les circuits électroniques de lecture. De la lumière est émise par un scintillateur en réponse à une absorption de rayons X provenant de la source. Les photodiodes détectent la lumière émise et se déchargent partiellement. Pendant que les TEC restent ouverts, les photodiodes retiennent donc une charge représentative de la dose de rayons X. Quand un TEC est fermé, une tension désirée est rétablie aux bornes de la photodiode. La quantité de charge mesurée pour rétablir la tension désirée est utilisée comme mesure de la dose de rayons X intégrée par la photodiode sur la durée de l'exposition aux rayons X.

Les caractéristiques de photoconduction des dispositifs à semi-conducteur utilisés dans les systèmes de radiographie numérique sont une source de difficulté pour les systèmes de radiographie numérique. La photoconductivité est un accroissement de la conductivité électronique d'un corps sous l'effet d'une excitation optique (lumière) des électrons dans le corps. Les TEC utilisés comme interrupteurs dans les détecteurs de rayons X à solide présentent des caractéristiques de photoconduction. Idéalement, les interrupteurs à TEC isolent la photodiode des circuits électroniques qui mesurent la charge de rétablissement de la photodiode. Des TEC présentant des caractéristiques de photoconduction n'isolent pas complètement la photodiode du système, quand ces TEC sont ouverts. En conséquence, les TEC transfèrent une charge en excès aux circuits électroniques de lecture. Si les TEC transfèrent une charge en excès aux circuits électroniques de lecture, l'énergie subséquemment déchargée des photodiodes pour activer les pixels de l'image numérique peut être affectée. La fuite indésirable de charge à travers les TEC peut produire des artefacts ou peut additionner une valeur de décalage uniforme à chacun des pixels de l'image radiographique numérique, produisant ainsi un artefact de ligne dans l'image.

Des TEC et autres matériels faits de silicium amorphe présentent aussi une caractéristique appelée rétention de charge. La rétention de charge est un phénomène structuré et peut être maîtrisée dans une certaine mesure. La rétention de charge correspond au phénomène selon lequel la charge absorbée dans le TEC pour établir un canal conducteur n'est pas totalement éliminée quand le TEC est bloqué. La charge

retenue fuit hors du TEC au cours du temps, même une fois que le TEC est bloqué, et la charge fuyant du TEC additionne un décalage au signal lu des photodiodes par le système de commande de rayons X.

Les TEC du détecteur de rayons X présentent des caractéristiques de rétention de charge quand une tension est appliquée aux grilles des TEC pour lire les rangées du détecteur de rayons X. Les rangées du détecteur sont généralement lues d'une manière, suivant une séquence et à intervalles de temps qui sont préalablement déterminés.

L'intervalle peut varier entre des opérations de lecture de trames complètes de l'image radiographique. Lorsqu'un TEC est ouvert après que la charge d'une photodiode associée a été lue par un module de mesure de charge, le TEC retient une partie de la charge. Entre des opérations de lecture, la charge retenue par les TEC fuit des TEC vers le module de mesure de charge. La quantité de charge qui fuit des TEC décroît exponentiellement au cours du temps. L'opération de lecture suivante se déroule avant que toute la charge retenue n'ait fuit du TEC. En conséquence, le module de mesure de charge mesure à chaque opération de lecture une quantité de charge qui est retenue par les TEC durant l'opération de lecture de la ligne de balayage présente. Le module de mesure de charge lit aussi une quantité de charge qui était emmagasinée par des TEC ayant été activés dans des lignes de balayage qui précèdent (dans le temps) la ligne de balayage actuelle à la fois dans l'opération de lecture (du détecteur) en cours et dans l'opération de lecture précédente (du détecteur).

La charge fuyant des TEC lorsqu'une nouvelle opération de lecture est déclenchée est appelée rétention de charge initiale. La rétention de charge initiale emmagasinée dans de multiples TEC, tels que les TEC d'une seule ligne de données, se combine pour former un décalage par rétention de charge pour cette colonne. Le décalage par rétention de charge varie en fonction de la cadence à laquelle des rangées du panneau détecteur de rayons X sont lues. Lorsque l'intervalle entre opérations de lecture augmente, la diminution de charge augmente. A mesure que les rangées du panneau sont lues, le décalage par rétention de charge se stabilise à une valeur constante. La valeur constante du décalage par rétention de charge représente le point auquel les rangées du panneau sont lues à une cadence égale au taux de décroissance exponentielle de la charge des
TEC.

Durant une exposition à des rayons X, un phénomène similaire se déroule par lequel une charge est générée dans le TEC en résultat des caractéristiques de photoconduction du TEC. Lorsque les TEC sont bloqués à la fin de l'exposition, la charge additionnelle fuit aussi et s'ajoute au signal lu d'une manière analogue à la rétention de charge. Toutefois, la charge additionnelle ne peut pas être retirée car la charge additionnelle, découlant des caractéristiques de photoconduction du TEC, est liée aux rayons X bombardant le détecteur de rayons X. Le nombre de TEC qui photoconduisent et la quantité de charge conduite par les TEC dépendent du niveau d'exposition aux

rayons X et de l'objet imagé, ainsi que des propriétés individuelles de chaque TEC.

Comme un détecteur de rayons X à solide est structuré en rangées (lignes de balayage) et en colonnes (lignes de données), la charge en excès dans les TEC peut créer des artefacts ou décalages d'image structurés (par exemple pixels, lignes, formes).

Durant le processus d'imagerie numérique, l'image n'est généralement pas produite directement à partir de la lecture du détecteur. Au contraire, la lecture du détecteur est traitée pour produire une image plus propre. En particulier, l'image est généralement traitée pour éliminer le"décalage"qui apparaît en raison des caractéristiques de photoconduction du détecteur avant le moment auquel l'exposition est réalisée. Les propriétés du décalage sont déterminées par le courant de fuite du détecteur, la température, le rayonnement ambiant, et divers autres facteurs. Il est souhaitable d'éliminer le décalage de la lecture du détecteur pour obtenir une meilleure qualité d'image.

En imagerie biénergétique, deux acquisitions de rayons X sont réalisées à la suite en utilisant des spectres de rayons X différents afin de produire une image des os seuls et une image des tissus mous seuls, ce qui améliore la visualisation de nodules et d'une calcification. Le spectre des rayons X est modifié par l'énergie du générateur de rayons X et/ou par utilisation de filtres spectraux. Pour minimiser un mouvement du patient entre les deux acquisitions, elles sont réalisées aussi proches l'une de l'autre que possible dans le temps. Des mouvements du patient entre les deux acquisitions vont créer des artefacts dans les images biénergétiques.

Pour un système de radiographie numérique exploité en mode biénergétique, le détecteur doit être lu entre les deux expositions. La séquence"normale"d'acquisition radiographique comprend : une exposition à une première dose de rayons X (Xrayl), un

premier retard qui suit la première dose de rayons X (Delayl), une première lecture qui suit le premier retard (Readl), une exposition à une seconde dose de rayons X qui suit la première lecture (ray2), un second retard qui suit la seconde dose de rayons X (Delays), et une seconde lecture qui suit le second retard (Read2). Un certain nombre de"purges"du détecteur sont typiquement effectuées entre les expositions Xray, et Ray2. Ces purges sont une lecture du détecteur sans exposition aux rayons X, et servent à maintenir la stabilité électrique des TEC en silicium amorphe et à réduire la rémanence d'image.

Pour garantir que le détecteur est lu aussi vite que possible sans artefacts dus à un mouvement du patient, les acquisitions de rayons X doivent être aussi proches que possible. Pour garantir que les acquisitions de rayons X sont aussi proches que possible, la durée critique à minimiser est égale à la somme de la durée de Xrayl, la durée de Delays, la durée de Readl, et la durée de Ray2. Des valeurs typiques pour ces paramètres sont : Xrayi 50 millisecondes, Delay, 50 millisecondes, Readl 180 millisecondes, et Xray2 50 millisecondes. Une estimation de cette durée critique est donc de 50+50+180+50 = 330 millisecondes. Des études cliniques et techniques suggèrent qu'une durée critique de

50 millisecondes est nécessaire pour figer le mouvement du cceur et l'onde de pression se propageant à travers les poumons durant un examen pectoral biénergétique afin d'éliminer complètement les artefacts dus au mouvement du patient.

D'autres applications en imagerie médicale dans lesquelles cette durée critique est

d'importance comprennent la mesure de densité minérale osseuse (DMO) et la tomosynthèse. Bien que la DMO utilise l'application biénergétique, la définition spatiale n'est pas critique car dans l'état de l'art actuel, les systèmes utilisent un pas de pixel de 1 mm2. Une tomosynthèse est réalisée par acquisition de multiples images à l'aide d'un détecteur numérique, c'est-à-dire une série d'images à faible dose utilisées pour reconstruire des images tomographiques à n'importe quel niveau. Une tomosynthèse peut être réalisée en utilisant de nombreux mouvements différents du tube, comprenant des mouvements linéaires, circulaires, elliptiques, hypocycloïdaux et autres. En tomosynthèse, les séquences d'images acquises comprennent un nombre d'images allant typiquement de 5 à 50.

Des techniques d'acquisition rapide ont généralement tendance à créer des artefacts dans des détecteurs à solide. Avec n'importe quelle acquisition d'image, les artefacts doivent être minimisés et/ou supprimés pour éviter une dégradation de la valeur diagnostique des images. Ces artefacts comprennent, sans y être limités, des artefacts de pixels, de lignes et de formes. Des exemples des causes de ces artefacts comprennent une rémanence, une hystérésis de gain, et des variations de mode de cadencement. Ces artefacts peuvent apparaître dans n'importe lesquelles des images radiographiques ou des images de décalage. De ce fait, le scénario de lecture rapide en imagerie doit optimiser la durée critique sans introduire aucun artefact d'image.

Les inconvénients et déficiences décrits plus haut et d'autres sont surmontés ou allégés par un procédé minimisant les artefacts dans des images bi ou multi-énergétiques.

Le procédé comprend les étapes consistant à : exposer un détecteur à une première exposition par une source d'énergie durant un premier intervalle d'exposition ; après ledit premier intervalle d'exposition, obtenir un premier ensemble de données d'image durant un premier temps de lecture ; après le premier temps de lecture, exposer le détecteur à une seconde exposition par la source d'énergie durant un second intervalle d'exposition ; après le second intervalle d'exposition, obtenir un second ensemble de données d'image durant un second temps de lecture ; après le second temps de lecture, purger le détecteur ; après la purge, obtenir une première image de décalage du détecteur ; après l'obtention de la première image de décalage, obtenir une seconde image de décalage du détecteur ; appliquer la première image de décalage pour compenser des effets de rétention de charge dans le premier ensemble de données d'image ; et appliquer la seconde image de décalage pour compenser des effets de rétention de charge dans le second ensemble de données d'image.

Dans une forme de réalisation de l'invention, le procédé comprend le fait de répéter ces étapes pour une pluralité de trames. D'autres formes de réalisation comprennent le fait de : changer la dose des expositions, changer le gain du détecteur, changer la définition d'acquisition des pixels du détecteur, et laisser le détecteur non purgé entre les premier et second temps de lecture.

La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée suivante de certaines formes de réalisation, illustrée par les dessins annexés sur lesquels les mêmes numéros repèrent des composants correspondants et dans lesquels : la figure 1 est un schéma d'un système d'imagerie ; la figure 2 est une vue plane d'un détecteur de rayons X à solide ; la figure 3 est un schéma du détecteur de rayons X à solide ; la figure 4 est un organigramme représentant le fonctionnement global du système d'imagerie diagnostique de la figure 1 ; et la figure 5 est un tracé représentant une séquence d'imagerie exemplaire pour le système d'imagerie diagnostique de la figure 1.

La figure 1 représente un système d'imagerie 100 utilisé selon une forme de réalisation préférée de la présente invention. Le système d'imagerie 100 comporte une pluralité de sous-systèmes. Dans un but d'illustration seulement, le système d'imagerie
100 décrit est un système de radiographie bimode. On comprendra toutefois que la présente invention peut être appliquée aussi bien à d'autres modalités, telles que par exemple des rayons gamma. De plus, on comprendra que la présente invention peut être appliquée à des systèmes à images multiples, tels que par exemple des systèmes de tomosynthèse. Une tomosynthèse est réalisée par acquisition de multiples images (typiquement de 5 à 50 images) par un détecteur numérique en vue de reconstruire des images tomographiques. Une tomosynthèse peut être réalisée en utilisant de nombreux mouvements différents du tube, incluant des mouvements linéaires, circulaires, elliptiques, hypocycloïdaux, et autres. Le système d'imagerie 100 comprend des sous- systèmes tels qu'un détecteur de rayons X 110, une zone balayée 115 du détecteur de rayons X, une source de rayons X 120, un scintillateur 125. Le système d'imagerie 100 comprend aussi un module d'acquisition d'image 140 avec des circuits électroniques de lecture 145.

Un patient 130 ou objet cible est placé dans le système d'imagerie 100. Une source de rayons X 120 est placée au-dessus du patient 130. Le détecteur de rayons X 110 est placé sous le patient 130. Le scintillateur 125 est placé entre le patient 130 et le détecteur de rayons X 110. Des rayons X sont transmis de la source de rayons X 120 au scintillateur
125 à travers le patient 130. Le scintillateur 125 émet de la lumière en réponse aux rayons
X transmis depuis la source de rayons X 120 à travers le patient 130. La lumière émise est transmise au détecteur de rayons X et à la zone balayée 115 du détecteur de rayons X.

La figure 2 représente un exemple d'une zone balayée 115 à l'intérieur du détecteur de rayons X 110. La zone balayée 115 est constituée de cellules 210 correspondant à des pixels dans une image radiographique. Les cellules 210 peuvent être agencées en colonnes 220 et en rangées 230. Les cellules 210 sont commandées par des lignes de balayage le long d'une rangée 230 et sont lues par des lignes de données le long d'une colonne 220. Une ou plusieurs cellules 210 sont associées de manière biunivoque à un ou plusieurs pixels d'une image radiographique. Les pixels sont activés pour produire l'image radiographique numérique désirée du patient 130.

La figure 3 est un exemple d'une vue à plus bas niveau de la zone balayée 115 du détecteur de rayons X 110. Chaque cellule 210 comprend une photodiode 320 et un transistor à effet de champ (TEC) 330. Des lignes de données 340 relient les cellules 210 aux circuits électroniques de lecture 145 du module d'acquisition d'image 140. Le module d'acquisition d'image 140 acquiert une image radiographique de la zone balayée 115 du détecteur de rayons X par l'intermédiaire des circuits électroniques de lecture 145.

Le module d'acquisition d'image 140 peut acquérir une image radiographique de la zone balayée 115 du détecteur de rayons X par réception d'un signal provenant des cellules 210 de la zone balayée 115 par les lignes de données 340. Le signal reçu par les lignes de données 340 peut être généré par une charge emmagasinée dans les photodiodes
320. La charge emmagasinée dans les photodiodes 320 peut découler d'une absorption de lumière par les photodiodes 320. Cette lumière est émise par le scintillateur 125 directement au-dessus des photodiodes 320 en réponse à une absorption d'énergie de rayons X par le scintillateur 125. Les TEC 330 autorisent la charge emmagasinée dans les photodiodes 320 à être transportée sous la forme d'un signal dans les lignes de données
340. Les TEC 330 peuvent être commandés par l'organe de commande de TEC (non représenté) du module d'acquisition d'image 140. Le signal reçu par le module d'acquisition d'image 140 peut comporter un décalage dû aux caractéristiques de rétention de charge et aux effets de photoconduction des TEC 330.

Le fonctionnement du système 100 peut être décrit globalement à propos de l'organigramme de la figure 4 et du chronogramme de séquence d'acquisition de la figure
5. A propos d'abord de la figure 5, une ligne 510 représente le signal de commande d'exposition qui commande la séquence et le minutage d'exposition suivant lesquels la source de rayons X 120 est allumée quand le signal d'exposition 510 est haut et éteinte quand le signal 510 est bas. Une ligne 515 représente un signal de commande d'acquisition qui commande la séquence et le minutage suivant lesquels des données sont lues à partir du détecteur 110. Les diverses étapes de la figure 4, décrites plus bas, sont indiquées dans leurs étapes temporelles respectives de la figure 5.

A une étape 402 de la figure 4, le détecteur 110 est"purgé"une ou plusieurs fois.

A savoir, une lecture de détecteur est exécutée sans exposition et sans envoi de données d'image. A une étape 404 de la figure 4, le détecteur 110 est exposé à une première

exposition par une source d'énergie 120. Dans une forme de réalisation préférée, la première exposition est une exposition à plus faible dose, qui va produire une image plus sombre. Une image plus sombre peut comporter un effet de photoconduction moindre qu'une image plus claire. A une étape 406, un premier ensemble de données d'image est obtenu à partir de la première exposition. Le premier ensemble de données d'image est obtenu après un premier retard. De préférence, le premier retard est le retard minimal pour réduire les effets de photoconduction de l'image plus sombre. Typiquement, les effets de photoconduction sont moindres dans une image plus sombre que dans une image plus claire. Le retard pour une image plus sombre est donc inférieur au retard pour une image plus lumineuse. Le premier ensemble de données d'image peut être obtenu à partir du détecteur 110 durant un premier temps de lecture. De préférence, le premier temps de lecture est inférieur au second temps de lecture car le premier ensemble de données d'image comprend un ensemble de données d'une image plus sombre ayant une plus petite gamme dynamique que l'image obtenue par la seconde exposition à dose plus élevée.

L'image plus sombre ayant une plus petite gamme dynamique peut utiliser un plus petit nombre de niveaux de conversion pour convertir les données de chaque ligne 340 du détecteur 110.

A une étape 408, le gain du détecteur 110 est diminué. Par exemple, le gain des
TEC 330 individuels peut être diminué. Par diminution du gain du détecteur 110, les pixels générés en réponse à la seconde exposition (plus élevée) et à la première exposition (plus faible) sont normalisés.

Toujours à l'étape 408, la définition d'acquisition des pixels est augmentée par rapport à celle utilisée à l'étape 406 pour l'acquisition du premier ensemble de données d'image. La plus faible définition d'acquisition des pixels utilisée pour l'acquisition du premier ensemble de données d'image peut être obtenue, par exemple, par regroupement des pixels ; c'est-à-dire, par acquisition de données à partir de cellules 210 en nombre inférieur à leur nombre total dans le détecteur 110. Par exemple, si le détecteur 110 est un détecteur à 2048 x 2048 éléments d'image (2048 x 2048 cellules), alors l'image à définition réduite des pixels peut être lue en utilisant seulement la sortie de 1024 x 1024 des cellules. Cela peut être accompli par"regroupement"des pixels durant l'opération de lecture. Par exemple, un regroupement 2 x 2 consiste à combiner chaque groupe de 4 pixels (2 dans la direction des colonnes, 2 dans la direction des rangées) en un seul pixel.

Cela réduit la taille de l'image à 1024 x 1024 cellules. L'avantage est que 1024 x 1024 pixels peuvent être lus et transférés plus vite (50% pour 2 x 2), ce qui réduit le laps de temps entre deux impulsions de rayons X quelconques. Le coût est la définition d'image.

Le laps de temps et la définition sont mis en balance afin d'optimiser l'opération globale.
A l'étape 408, la définition est augmentée de sorte que l'image à plus haute définition (par exemple l'image à 2048 x 2048 cellules) est utilisée dans la seconde exposition (plus élevée) à une étape 410.

A l'étape 410, le détecteur 110 est exposé à une seconde exposition par la source d'énergie 120. De préférence, la seconde exposition est une exposition à dose plus élevée.

Typiquement, une exposition à dose plus élevée va produire une image plus lumineuse. A une étape 412, un second ensemble de données d'image est obtenu à partir de la seconde exposition. Le second ensemble de données d'image est obtenu après un second retard. Le second ensemble de données d'image est obtenu à partir du détecteur 110 durant un second temps de lecture. Le second temps de lecture peut être plus long que le premier temps de lecture. L'image plus lumineuse due à la plus forte (seconde) exposition a une gamme dynamique plus étendue que l'image plus sombre créée par la plus faible (première) exposition. La gamme dynamique plus étendue peut utiliser un plus grand nombre de niveaux de conversion que l'image plus sombre.

A une étape 414, le détecteur 110 est de nouveau purgé une ou plusieurs fois. On remarquera l'absence de purge entre les expositions aux étapes 404 et 410. Dans une séquence radiographique typique, de nombreuses purges (typiquement quatre ou plus) sont effectuées entre des expositions aux rayons X. Cela sert à maintenir la stabilité électrique du substrat en silicium amorphe et à réduire la rémanence d'image. Dans la présente invention, la gestion du décalage et de la rémanence permet d'effectuer les purges après que le second ensemble de données d'image a été obtenu, ce qui réduit la durée critique entre les expositions.

A une étape 416, le détecteur 110 obtient une première image de décalage. Une image de décalage est un balayage "dans l'obscurité" dans lequel les TEC du détecteur
110 sont activés et des données sont enregistrées. La durée entre trames est uniforme entre la première image de décalage de l'étape 416 et le premier ensemble de données d'image de l'étape 406, ce qui permet de déterminer l'effet de rétention de charge dans les
TEC. A savoir, la durée allant de la fin de 402 au début de 406 est égale à la durée allant de la fin de 414 au début de 416. Par soustraction du balayage "dans l'obscurité" au balayage"exposé"réel de l'objet désiré, on peut éliminer les effets de rétention de charge sur le premier ensemble de données d'image de l'étape 406.

A une étape 418, le détecteur 110 obtient une seconde image de décalage. Comme avec la première image de décalage, la durée entre trames est uniforme entre la seconde image de décalage de l'étape 418 et le second ensemble de données d'image de l'étape
412, ce qui permet de déterminer l'effet de rétention de charge dans les TEC. Par soustraction du balayage"dans l'obscurité"au balayage"exposé"réel de l'objet désiré, on peut éliminer les effets de rétention de charge sur le second ensemble de donnés d'image de l'étape 412.

La forme de réalisation représentée sur la figure 4 est de préférence utilisée dans un système 100 employant une commande automatique d'exposition (CAE). Un système à
CAE utilise une chambre à ions sensible aux rayons X couplée à un circuit électronique intégrateur et un signal de commande de rétroaction pour commander la source de rayons

X 120. Le paramétrage de la CAE comprend une définition du niveau de rayons X désiré (typiquement par l'opérateur), qui est converti par une fonction de transfert étalonnée en un seuil de tension intégrée. En service, le circuit intégrateur est remis à zéro, des rayons X sont émis, et le niveau de rayons X est intégré jusqu'à ce que son seuil soit atteint, à quel instant le signal de commande arrête les rayons X. Durant cette opération, la durée réelle d'exposition n'est pas connue à priori. Le détecteur numérique et son décalage sont sensibles à la durée entre trames. Dans la forme de réalisation de la figure 4, l'uniformité du minutage est donc maintenue entre l'acquisition des rayons X et l'acquisition du décalage.

Quand le système est sous commande manuelle, au lieu d'être sous la commande de la CAE, le minutage du détecteur est connu et est défini pour être le même pour toutes les images radiographiques d'une séquence d'images. Comme le minutage est le même pour toutes les trames radiographiques, un seul décalage est requis et est acquis suivant le même minutage que les rayons X. En conséquence, dans une forme de réalisation dans laquelle le système 100 emploie une commande manuelle, une seule acquisition de décalage est requise, et cette acquisition de décalage est de préférence exécutée avant la première exposition. A propos de la figure 4, en conséquence, dans la forme de réalisation dans laquelle le système 100 emploie une commande manuelle, les étapes 416 et 418 sont omises et une étape d'obtention d'une image de décalage est exécutée avant l'étape 404 (par exemple entre les étapes 402 et 404).

A une étape 420, le détecteur est de nouveau purgé. A une étape 422, il est décidé si d'autres trames doivent être obtenues ou non. Si aucune autre trame ne doit être obtenue, le procédé s'arrête. Si d'autres trames doivent être obtenues, le procédé passe à une étape 424 à laquelle le gain du détecteur 110 est augmenté. Par augmentation du gain du détecteur 110, les pixels générés en réponse à la seconde exposition (plus élevée) et la première exposition (plus faible) sont normalisés.

Toujours à l'étape 424, la définition d'acquisition des pixels est diminuée par rapport à celle utilisée à l'étape 412 pour l'acquisition du second ensemble de données d'image. Comme indiqué plus haut, la réduction de la définition d'acquisition des pixels peut être accomplie, par exemple, par regroupement de pixels ; c'est-à-dire par acquisition de données à partir de cellules 210 en nombre inférieur à leur nombre total dans le détecteur 110. A l'étape 424, la définition est diminuée de sorte que l'image à plus faible définition (par exemple l'image à 1024 x 1024 cellules) est utilisée dans la première exposition (plus faible) à l'étape 404.

Le procédé de la figure 4 continue jusqu'à ce que toutes les trames aient été obtenues.

Les étapes 406 et 412 permettent de réduire le temps de lecture du détecteur par réduction de la gamme dynamique pour la lecture. A l'étape 406, la dose par trame est réduite par rapport à celle utilisée à l'étape 412. Comme indiqué, une réduction de la dose

par trame réduit les effets de photoconduction sur les TEC, ce qui permet de réduire la durée critique. Lorsqu'il est nécessaire d'acquérir rapidement de multiples trames, comme en tomosynthèse, la gamme dynamique peut être réduite pour la séquence entière. A savoir, avec des trames multiples rapides, la source de rayons X 120 peut être configurée de sorte que la dose par trame est réduite d'un facteur allant de deux à dix par rapport à une exposition radiographique classique. Spécifiquement, la dose par trame peut être réduite d'une exposition radiographique classique de 2,58. 10-7 C kg'' (1,0 millirôntgen) à une plage allant d'environ 2,58. 10-8 C kg- (0,1 millirôntgen) à 1,29. 10-7 C kg-l (0,5

millirôntgen). Cette gamme dynamique réduite est convertie en un plus petit nombre de niveaux de conversion. Chaque niveau de conversion"coûte"un temps fixe par ligne. En conséquence, ce plus petit nombre de niveaux de conversion peut réduire le temps de conversion de quelques (2-10) microsecondes par ligne. Quand on utilise cela sur un détecteur à 2048 lignes, la réduction de temps peut atteindre 10-20 millisecondes.

Les étapes 408 et 424 permettent de réduire le temps de lecture du détecteur par diminution de la définition d'acquisition des pixels. Lorsqu'il est nécessaire d'acquérir rapidement de multiples trames, comme en tomosynthèse, la définition d'acquisition des pixels peut être réduite pour la séquence entière. A savoir, avec des trames multiples rapides, le détecteur 110 peut être configuré pour donner une faible définition d'acquisition des pixels (par exemple 1024 x 1024) pour la séquence entière. Selon une autre possibilité, la"faible"définition d'acquisition des pixels (par exemple 1024 x 1024) peut être utilisée à l'étape 412 pour obtenir le second ensemble de données d'image, et une définition d'acquisition des pixels encore plus faible peut être utilisée à l'étape 406 pour obtenir le premier ensemble de données d'image.

Une autre réduction de la durée critique peut être obtenue par un fonctionnement avec un plus long temps d'intégration de charge (c'est-à-dire le temps de"déblocage"des TEC). Cela va réduire l'importance de la rémanence de la première trame car de plus longues constantes de temps permettent une transduction d'une plus grande partie de la charge. Globalement, cela va augmenter le temps de lecture du détecteur, car la durée requise pour la lecture de chaque ligne de balayage va être plus longue. Le procédé courant pour réduire la rémanence consiste à purger le détecteur. Une purge utilise un cycle entier de lecture du détecteur pour son exécution. Un plus long temps de déblocage des TEC (quelques microsecondes par ligne de balayage) représente donc une durée bien plus courte (quelques millisecondes) qu'une lecture supplémentaire du détecteur.

Il a donc été décrit un procédé qui réduit la durée entre acquisitions de rayons X pour minimiser un mouvement du patient et minimiser un potentiel d'apparition d'artefacts de détecteur. Le procédé minimise aussi la durée d'examen totale et permet une lecture rapide du détecteur sans sacrifier la qualité d'image. Un système incorporant ce procédé a aussi été décrit.

Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation préférée, les personnes compétentes dans l'art comprendront qu'il est possible d'y apporter divers changements et de remplacer des éléments par des équivalents sans sortir de la portée de l'invention. De plus, de nombreuses modifications peuvent être apportées pour adapter une situation ou un matériel particulier aux enseignements de l'invention sans sortir de sa portée essentielle. L'invention n'est donc pas limitée à la forme de réalisation particulière décrite en tant que meilleur mode envisagé pour mettre en oeuvre l'invention. En outre, l'utilisation des termes premier, second, etc. n'indique pas un quelconque ordre d'importance, les termes premier, second, etc. étant plutôt utilisés pour distinguer un élément d'un autre.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé pour minimiser des artefacts et une durée d'examen totale entre acquisitions en imagerie bi ou multi-énergétique, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : (a) exposer un détecteur (110) à une première exposition par une source d'énergie (120) durant un premier intervalle d'exposition (404) ; (b) après ledit premier intervalle d'exposition (404), obtenir un premier ensemble de données d'image durant un premier temps de lecture (406) ; (c) après ledit premier temps de lecture (406), exposer ledit détecteur (110) à une seconde exposition par ladite source d'énergie (120) durant un second intervalle d'exposition (410) ; (d) après ledit second intervalle d'exposition, obtenir un second ensemble de données d'image durant un second temps de lecture (412) ; (e) après ledit second temps de lecture (412), purger (414) ledit détecteur (110) ; (f) après ladite purge (414), obtenir une première image de décalage (416) par ledit détecteur (110) ; (g) après ladite obtention de ladite première image de décalage (416), obtenir une seconde image de décalage (418) par ledit détecteur (110) ; (h) appliquer ladite première image de décalage pour compenser des effets de rétention de charge dans ledit premier ensemble de données d'image ; et (i) appliquer ladite seconde image de décalage pour compenser des effets de rétention de charge dans le second ensemble de données d'image.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : après ledit second temps de lecture (412), le fait d'exposer ledit détecteur (110) à une ou plusieurs expositions par ladite source d'énergie (120) ; et avant ladite purge (414), le fait d'obtenir un ensemble de données d'image pour chacune desdites une ou plusieurs expositions par ladite source d'énergie (120).
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : le fait de répéter les étapes (a) à (i) pour une pluralité de trames.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première exposition (404) est à une dose plus faible que ladite seconde exposition (410).
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites première et seconde expositions (404,410) sont à une dose allant d'environ 2,58. 10-8 C kg-1 (0,1 millirôntgen) à environ 1,29. 10-7 C kg-1 (0,5 milliröntgen).
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : après ledit premier temps de lecture (406) et avant ledit second intervalle d'exposition (410), le fait de changer un gain (408) dudit détecteur (110).
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre :

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après ledit premier temps de lecture (406) et avant ledit second intervalle d'exposition (410), le fait de changer une définition d'acquisition des pixels (408) dudit détecteur (110).
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit détecteur (110) comprend un certain nombre de cellules (210), et ledit procédé comprend en outre : le fait de regrouper des pixels correspondant à des cellules (210) dudit détecteur (110) pour diminuer une définition d'acquisition des pixels (408) dudit détecteur (110).
9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit détecteur (110) n'est pas purgé entre ledit premier temps de lecture (406) et ledit second temps de lecture (412).
10. Système (100) d'imagerie bi ou multi-énergétique, le système (100) étant caractérisé en ce qu'il comprend : une source d'énergie (120) configurée pour émettre de l'énergie durant un premier intervalle d'exposition (404) et durant un second intervalle d'exposition (410) après ledit premier intervalle d'exposition (404) ; un détecteur (110) comprenant une pluralité de cellules (210), ledit détecteur (110) étant configuré pour : recevoir ladite énergie émise durant ledit premier intervalle d'exposition (404) et fournir un premier ensemble de données d'image (406) représentant ladite énergie émise durant ledit premier intervalle d'exposition (404), recevoir ladite énergie émise durant ledit second intervalle d'exposition (410) et fournir un second ensemble de données d'image (412) représentant ladite énergie émise durant ledit second intervalle d'exposition (410), fournir un premier ensemble de données d'image de décalage (416), ledit premier ensemble de données d'image de décalage (416) représentant une charge retenue dans ladite pluralité de cellules (210) un laps de temps préalablement déterminé après ledit second intervalle d'exposition (410), et fournir un second ensemble de données d'image de décalage (418), ledit second ensemble de données d'image de décalage (418) représentant une charge retenue dans ladite pluralité de cellules (210) un laps de temps préalablement déterminé après la fourniture dudit premier ensemble de données d'image de décalage (416) ; et un module d'acquisition d'image (140) configuré pour utiliser ladite première image de décalage (416) pour compenser ladite charge retenue dans ladite pluralité de cellules (210) ledit laps de temps préalablement déterminé après ledit second intervalle d'exposition (410), et utiliser ladite seconde image de décalage (416) pour compenser ladite charge retenue dans ladite pluralité de cellules (210) ledit laps de temps préalablement déterminé après la fourniture dudit premier ensemble de données d'image de décalage (416).

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11. Système (100) selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite énergie émise durant ledit premier intervalle d'exposition (404) est une dose inférieure à ladite énergie émise durant ledit second intervalle d'exposition (410).
12. Système (100) selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite énergie émise

durant lesdits premier et second intervalles d'exposition (404, 410) est une dose allant d'environ 2, 58. 10-8 C kg- (0, 1 millirontgen) à environ 1, 29. 10-7 C kg' (0, 5 mil1iräntgen).
13. Système (100) selon la revendication 10, caractérisé en ce que un gain dudit détecteur (110) est changé (408) après réception de ladite énergie émise durant ledit premier intervalle d'exposition (404) et avant réception de ladite énergie émise durant ledit second intervalle d'exposition (410).
14. Système (100) selon la revendication 10, caractérisé en ce que une définition dudit premier ensemble de données d'image (406) est différente d'une définition dudit second ensemble de données d'image (412).
15. Système (100) selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits premier et second ensembles de données d'image (406,412) sont obtenus par regroupement de pixels correspondant auxdites cellules (210).
16. Système (100) selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit détecteur (110) n'est pas purgé entre lesdits premier et second intervalles d'exposition (404,410).
17. Procédé pour minimiser des artefacts en imagerie bi ou multi-énergétique et pour réduire la durée entre l'exposition d'un détecteur à une première exposition et l'obtention d'un second ensemble de données d'image, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : exposer un détecteur (110) à une première exposition par une source d'énergie (120) durant un premier intervalle d'exposition (404) ; après ledit premier intervalle d'exposition (404), obtenir un premier ensemble de données d'image durant un premier temps de lecture (406) ; après ledit premier temps de lecture (406), exposer ledit détecteur (110) à une seconde exposition par ladite source d'énergie (120) durant un second intervalle d'exposition (410) ; et après ledit second intervalle d'exposition (410), obtenir un second ensemble de données d'image durant un second temps de lecture (412).
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : après ledit second temps de lecture (410), le fait d'exposer ledit détecteur (110) à une ou plusieurs expositions par ladite source d'énergie (120) ; et avant ladite étape pour la réduction, le fait d'obtenir un ensemble de données d'image pour chacune desdites une ou plusieurs expositions par ladite source d'énergie (120).

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19. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que ladite étape pour la réduction comprend : le fait d'obtenir des première et seconde images de décalages (416,418) après ladite obtention dudit second ensemble de données d'image (412).
20. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que ladite étape pour la réduction comprend : le fait de laisser ledit détecteur (110) non purgé entre ladite exposition dudit détecteur (110) à ladite première exposition (404) et ladite obtention dudit second ensemble de données d'image (412).
21. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que ladite étape pour la réduction comprend le fait de : prévoir lesdites première et seconde expositions (404,410) à une dose allant d'environ 2, 58. 10-8 C kg-1 (0, 1 milliräntgen) à environ 1,29. 10-7 C kg-1 (0,5 millirôntgen).
22. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que ladite étape pour la réduction comprend : après ledit premier temps de lecture (406) et avant ledit second intervalle d'exposition (410), le fait de changer un gain (408) dudit détecteur (110).
23. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que ladite étape pour la réduction comprend : après ledit premier temps de lecture (406) et avant ledit second intervalle d'exposition (410), le fait de changer une définition d'acquisition des pixels (408) dudit détecteur (110).
24. Procédé pour minimiser des artefacts et une durée d'examen totale entre acquisitions en imagerie bi ou multi-énergétique, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : (a) exposer un détecteur (110) à une première exposition (404) par une source d'énergie (120) durant un premier intervalle d'exposition (404) ; (b) après ledit premier intervalle d'exposition (404), obtenir un premier ensemble de données d'image durant un premier temps de lecture (406) ; (c) après ledit premier temps de lecture (406), exposer ledit détecteur (110) à une seconde exposition par ladite source d'énergie (120) durant un second intervalle d'exposition (410) ; (d) après ledit second intervalle d'exposition (410), obtenir un second ensemble de données d'image durant un second temps de lecture (412) ; et (e) après ledit premier temps de lecture (406) et avant ledit second intervalle d'exposition (410), changer une définition d'acquisition des pixels (408) dudit détecteur (110).
25. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il comprend en outre :

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après ledit second temps de lecture (412), le fait d'exposer ledit détecteur (110) à une ou plusieurs expositions par ladite source d'énergie (120) ; et avant ladite purge (414), le fait d'obtenir un ensemble de données d'image pour chacune desdites une ou plusieurs expositions par ladite source d'énergie (120).
26. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : le fait de répéter les étapes (a) à (e) pour une pluralité de trames.
27. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce que ladite première exposition (404) est à une dose plus faible que ladite seconde exposition (410).
28. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce que lesdites première et

seconde expositions (404, 410) sont à une dose allant d'environ 2, 58. 10-8 C kg-l (0, 1 millirôntgen) à environ 1, 29. 10-7 C kg-l (0, 5 milliröntgen).
29. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce que ledit détecteur (110) n'est pas purgé entre ledit premier temps de lecture (406) et ledit second temps de lecture (412).
30. Procédé pour minimiser des artefacts et une durée d'examen totale entre acquisitions en imagerie bi ou multi-énergétique, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : (a) exposer un détecteur (110) à une première exposition par une source d'énergie (120) durant un premier intervalle d'exposition (404) ; (b) après ledit premier intervalle d'exposition (404), obtenir un premier ensemble de données d'image durant un premier temps de lecture (406) ; (c) après ledit premier temps de lecture (406), exposer ledit détecteur (110) à une seconde exposition par ladite source d'énergie (120) durant un second intervalle d'exposition (410) ; (d) après ledit second intervalle d'exposition (410), obtenir un second ensemble de données d'image durant un second temps de lecture (412) ; et (e) après ledit second temps de lecture (406) et avant ledit second intervalle d'exposition (410), changer un gain (408) dudit détecteur (110).
31. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : après ledit second temps de lecture (412), le fait d'exposer ledit détecteur (110) à une ou plusieurs expositions par ladite source d'énergie (120) ; et le fait d'obtenir un ensemble de données d'image pour chacune desdites une ou plusieurs expositions par ladite source d'énergie (120).
32. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : le fait de répéter les étapes (a) à (e) pour une pluralité de trames.
33. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que ladite première exposition (404) est à une dose plus faible que ladite seconde exposition (410).

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34. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que lesdites première et seconde expositions (404,410) sont à une dose allant d'environ 2,58. 10-8 C kg-1 (0,1 millirôntgen) à environ 1,29. 10-7 C kg-1 (0,5 millirôntgen).
35. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : après ledit premier temps de lecture (406) et avant ledit second intervalle d'exposition (410), le fait de changer une définition d'acquisition des pixels (408) dudit détecteur (110).
36. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que ledit détecteur (110) comprend un certain nombre de cellules (210), et ledit procédé comprend en outre : le fait de regrouper des pixels correspondant à des cellules (210) dans ledit détecteur (110) pour diminuer une définition d'acquisition des pixels (408) dudit détecteur (110).
37. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que ledit détecteur (110) n'est pas purgé entre ledit premier temps de lecture (406) et ledit second temps de lecture (412).