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DE102007012783B4 - Method for analyzing a measuring signal, in particular of a medical image detector, for extraordinary deviations - Google Patents

Method for analyzing a measuring signal, in particular of a medical image detector, for extraordinary deviations Download PDF

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DE102007012783B4
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Abstract

Verfahren zur Analyse eines aus einzelnen Signalwerten (S(k)) bestehenden Messsignals (S) auf außerordentliche Abweichungen, insbesondere eines Messsignals (S) eines medizinischen Bilddetektors (8), wobei das Messsignal (S) mit einem mehrere Kanäle (k) aufweisenden Detektor (8) erfasst wurde und jedem Kanal (k) ein jeweiliger Signalwert (S(k)) zugeordnet ist, wobei in einem ersten Schritt das Messsignal (S) einer Vorverarbeitung unterzogen wird, in einem zweiten Schritt das vorverarbeitete Signal (SK) zur Ermittlung eines Filtersignals (TP) einer Filterung unterzogen wird, in einem dritten Schritt das Messsignal (S) und das Filtersignal (TP) miteinander verglichen werden, wobei durch die Vorverarbeitung eine Signalgruppe (Sg(m)) im Messsignal (S) ermittelt wird, die eine außerordentlichen Abweichung aufweist und im Bereich der Signalgruppe (Sg(m)) das Messsignal (S) korrigiert wird, derart, dass ein Artefakt (AF) im Filtersignal (TP(SK)) insbesondere im Randbereich angrenzender Signalgruppen vermieden ist.Method for analyzing a measurement signal (S) consisting of individual signal values (S (k)) for extraordinary deviations, in particular of a measurement signal (S) from a medical image detector (8), the measurement signal (S) with a detector having multiple channels (k) (8) has been recorded and each channel (k) is assigned a respective signal value (S (k)), with the measurement signal (S) being preprocessed in a first step and the preprocessed signal (SK) for determination in a second step of a filter signal (TP) is subjected to filtering, in a third step the measurement signal (S) and the filter signal (TP) are compared with one another, with a signal group (Sg (m)) in the measurement signal (S) being determined by the preprocessing has an extraordinary deviation and the measurement signal (S) is corrected in the area of the signal group (Sg (m)) in such a way that an artifact (AF) in the filter signal (TP (SK)), especially in the edge area of adjacent signalg ruppen is avoided.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Analyse eines Messsignals auf außerordentliche Abweichungen hin.The invention relates to a method for analyzing a measurement signal for extraordinary deviations.

In der Folge ist hierbei Bezug genommen auf ein Messsignal, das mit einem mehrere Kanäle umfassenden Detektor erfasst wurde. Dabei handelt es sich insbesondere um einen medizinischen Bilddetektor, wie er beispielsweise in der Computertomographie zur Erfassung einer medizinischen Bildinformation eingesetzt wird. Jedem Kanal des Detektors ist hierbei ein Signalwert zugeordnet.In the following, reference is made to a measurement signal which has been detected by a detector comprising several channels. This is in particular a medical image detector, as used for example in computed tomography for the acquisition of medical image information. Each channel of the detector is assigned a signal value.

Mittels einer Analyse des Messsignals lassen sich Signaltendenzen und somit außerordentliche Abweichungen des Messsignals detektieren. Diese außerordentlichen Abweichungen ermöglichen einen Rückschluss auf den technischen Zustand des Detektors. So lassen sich insbesondere bei der Durchführung eines Service am Detektor fehlerhafte Kanäle detektieren und im Anschluss Maßnahmen zur Instandsetzung des Detektors treffen. Eine andere Anwendung besteht darin, auf Fertigungstoleranzen oder auf einem Alterungsprozess beruhende Abweichungen der Signalwerte der einzelnen Kanäle untereinander zu detektieren.By means of an analysis of the measurement signal, signal tendencies and thus extraordinary deviations of the measurement signal can be detected. These extraordinary deviations make it possible to draw conclusions about the technical condition of the detector. In particular, when performing a service on the detector, faulty channels can be detected and subsequently measures taken to repair the detector. Another application is to detect deviations in the signal values of the individual channels with one another based on manufacturing tolerances or on an aging process.

Zur Ermittlung der außerordentlichen Abweichungen wird der Detektor mit einem standardisierten Ereignis beaufschlagt. Bei einem einem Computertomograph zugeordneten Bilddetektor handelt es sich um eine Beaufschlagung mit einer Röntgenstrahlung einer vorgegebenen Intensität. Dabei wird ein quasikontinuierliches Messsignal generiert, d. h. im Normalfall weichen die Signalwerte benachbarter Kanäle nur wenig voneinander ab.To determine the extraordinary deviations, the detector is subjected to a standardized event. An image detector associated with a computer tomograph is an exposure to X-radiation of a given intensity. In this case, a quasi-continuous measurement signal is generated, d. H. Normally, the signal values of adjacent channels differ only slightly from each other.

Ausgangspunkt für die Ermittlung der Signaltendenz eines Messsignals ist insbesondere eine sogenannte Tiefpassfilterung der Signalwerte. Bei einer Tiefpassfilterung werden die Signalwerte üblicherweise einer lokalen, einer polynomischen, einer rechteckigen oder einer gaußschen Mittelwertbildung unterzogen. Gegenüber einer reinen gleitenden Mittelwertbildung findet hierbei zusätzlich eine Wichtung der einzelnen Signalwerte über einen sogenannten Filterkern statt, der beispielsweise bei der gaußschen Mittelwertbildung die Gestalt einer diskreten Gaußschen Verteilungsfunktion aufweist.The starting point for determining the signal tendency of a measuring signal is in particular a so-called low-pass filtering of the signal values. In low-pass filtering, the signal values are usually subjected to local, polynomial, rectangular or Gaussian averaging. In contrast to a pure moving averaging, a weighting of the individual signal values additionally takes place via a so-called filter core which, for example, has the form of a discrete Gaussian distribution function in Gaussian averaging.

Anschließend wird ein Vergleich des Filtersignals mit dem Messsignal vorgenommen. Dies soll exemplarisch am Beispiel der Tiefpassfilterung erläutert werden. Hierbei erfolgt der Vergleich des tiefpassgefilterten Signals mit dem Messsignal durch Differenzbildung. Mit anderen Worten wird von den Signalwerten des Messsignals der vergleichsmäßige Anteil subtrahiert. Diese Differenzbildung wird Hochpassfilterung genannt, ihr Ergebnis hochpassgefiltertes Signal. Die hochpassgefilterten Werte weichen lediglich in Bereichen außerordentlicher Abweichung merklich von Null ab.Subsequently, a comparison of the filter signal with the measurement signal is made. This will be explained by way of example using the example of low-pass filtering. In this case, the comparison of the low-pass filtered signal with the measurement signal is performed by subtraction. In other words, the comparative component is subtracted from the signal values of the measurement signal. This difference is called high-pass filtering, and its result is a high-pass filtered signal. The high-pass filtered values deviate noticeably from zero only in areas of extraordinary deviation.

Da die Werte der Tiefpassfilterung, durch eine Mittelwertbildung errechnet werden, wirkt ein Bereich mit einer außerordentlichen Abweichung seiner Signalwerte immer auch auf angrenzende Kanäle. Es kommt bei den Hochpasswerten zu sogenannten Artefakten bei den benachbarten Kanälen, die auch dort eine außerordentliche oder zumindest signifikante Abweichung der Signalwerte vortäuschen. Daher ist eine außerordentliche Abweichung auf diese Weise nicht exakt, sondern nur mit einer gewissen Unschärfe lokalisierbar.Since the values of the low-pass filtering are calculated by an averaging, an area with an extraordinary deviation of its signal values always also acts on adjacent channels. It comes with the high-pass values to so-called artifacts in the adjacent channels, which simulate there also an extraordinary or at least significant deviation of the signal values. Therefore, an extraordinary deviation in this way is not exact, but can be localized only with a certain blurring.

Aus der DE 196 81 690 T5 (= DE 196 81 690 T1 ) ist ein Streifenunterdrückungsfilter für die Computertomographie zu entnehmen, bei dem aus erfassten Daten nieder- und hochfrequente Signale erzeugt werden, die einer Filterung unterzogen werden, wobei die niederfrequenten Signale mit den gefilterten Signalen zur Erzeugung eines Streifenkorrektursignals kombiniert werden.From the DE 196 81 690 T5 (= DE 196 81 690 T1 A strip rejection filter for computed tomography can be seen in which low and high frequency signals are generated from acquired data which are subjected to filtering, the low frequency signals being combined with the filtered signals to produce a strip correction signal.

Aus der DE 101 55 089 C1 ist ein Verfahren zur Entfernung von Ringen und Teilringen in Computertomographie-Bildern zu entnehmen, bei dem zur Unterdrückung von Artefakten in Computer-Tomographie-Rohdaten ein Korrektur-Sinogramm ermittelt wird, welches von einem gemessenen Ausgangs-Sinogramm subtrahiert wird. Das gemessene Ausgangs-Sinogramm wird hierzu sowohl einer Hochpass-Filterung als auch einer Tiefpass-Filterung unterzogen und es werden die Beträge der Gradienten der einzelnen Datenpunkte des Sinogramms ermittelt, wobei nach bestimmten Auswahlkriterien Datenpunkte entfernt werden, die einen Schwellenwert überschreiten.From the DE 101 55 089 C1 is a method for removing rings and partial rings in computed tomography images, in which a correction sinogram is determined for the suppression of artifacts in computer tomography raw data, which is subtracted from a measured output sinogram. For this purpose, the measured output sinogram is subjected to both high-pass filtering and low-pass filtering, and the amounts of the gradients of the individual data points of the sinogram are determined, with data points exceeding a threshold value being removed after certain selection criteria.

Aus der DE 102 31 024 B3 ist ein Verfahren zum Austausch von Detektormodulen in einem Röntgendetektor eines Computer-Tomographen zu entnehmen, wobei Korrekturtabellen zur Eliminierung temperaturabhängiger Signalveränderungen angepasst werden.From the DE 102 31 024 B3 is a method for exchanging detector modules in an X-ray detector of a computer tomograph refer to correction tables are adapted to eliminate temperature-dependent signal changes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Erkennung von Signaltendenzen eines Messsignals und damit die Lokalisierung außerordentlicher Abweichungen des Messsignals zu verbessern. The invention has for its object to improve the detection of signal tendencies of a measurement signal and thus the localization of extraordinary deviations of the measurement signal.

Hierzu wird das Messsignal in einem ersten Schritt einer Vorverarbeitung unterzogen. Erst in einem zweiten Schritt wird das vorverarbeitete Signal zur Ermittlung eines Filtersignals einer geeigneten Filterung unterzogen. In einem dritten Schritt werden das Messsignal und das Filtersignal miteinander verglichen. Dies erfolgt beispielsweise durch die Bildung der Differenz zwischen dem Messsignal und dem Filtersignal. So wird bei einer Hochpassfilterung, wie bereits beschrieben, das tiefpassgefilterte Signal vom Messsignal subtrahiert.For this purpose, the measurement signal is subjected to preprocessing in a first step. Only in a second step is the preprocessed signal for determining a filter signal subjected to suitable filtering. In a third step, the measurement signal and the filter signal are compared with each other. This is done, for example, by the formation of the difference between the measurement signal and the filter signal. Thus, in a high-pass filtering, as already described, the low-pass filtered signal is subtracted from the measurement signal.

Durch die Vorverarbeitung wird eine Signalgruppe im Messsignal ermittelt, die eine außerordentliche Abweichung aufweist. Unter einer Signalgruppe sind fortan mehrere Kanäle des Detektors mit ihren Signalwerten zu verstehen, die für die Analyse rechnerisch eine Einheit bilden. Das Messsignal wird im Bereich der Signalgruppe derart zur Ermittlung des vorverarbeiteten Signals korrigiert, dass ein Artefakt des Filtersignals im Randbereich der Signalgruppe vermieden ist. Entscheidend ist, dass eine Vorverarbeitung vor der Filterung erfolgt und dass durch die Vorverarbeitung die filterspezifischen Artefakte antizipiert werden, indem eine geeignete Korrektur erfolgt. Unter einer Vorverarbeitung oder Korrektur ist hier immer zu verstehen, dass die Signalwerte der Signalgruppe durch die korrigierten Werte ersetzt werden. Daher wird in der Folge oft auch verkürzt von der Korrektur des Messsignals gesprochen. Die korrigierten Werte werden dabei derart gewählt, dass sie einem Signalverlauf entsprechen, der ohne die außerordentliche Abweichung zu erwarten ist. Im vorverarbeiteten Signal ist die außerordentliche Abweichung somit kompensiert.The pre-processing determines a signal group in the measurement signal which has an extraordinary deviation. A signal group is henceforth to be understood as meaning a plurality of channels of the detector with their signal values, which computationally form a unit for the analysis. The measurement signal is corrected in the region of the signal group in such a way for determining the preprocessed signal that an artifact of the filter signal in the edge region of the signal group is avoided. It is crucial that pre-processing takes place before the filtering and that the filter-specific artifacts are anticipated by the preprocessing by a suitable correction. A preprocessing or correction is always to be understood here as meaning that the signal values of the signal group are replaced by the corrected values. Therefore, in the sequence often shortened by the correction of the measuring signal is spoken. The corrected values are selected in such a way that they correspond to a signal course that can be expected without the extraordinary deviation. In the preprocessed signal the extraordinary deviation is thus compensated.

Das Auftreten eines Artefakts, wie es bei einer außerordentlichen Abweichung im Randbereich der Signalgruppe ohne eine Vorverarbeitung auftreten würde, ist somit vermieden. Die Signalgruppe mit der außerordentlichen Abweichung ist daher exakt lokalisierbar. So lässt sich exakt feststellen, welche Kanäle des Detektors die außerordentliche Abweichung aufweisen. Eine Wartungsmaßnahme zur Beseitigung der außerordentlichen Abweichung ist somit zielgerichtet durchführbar. Die Beseitigung der außerordentlichen Abweichung ist daher schnell und kostengünstig durchführbar. So lässt sich ein medizinisches Diagnosegerät mit einem Bilddetektor von einem Servicetechniker vor Ort, also in einer Arztpraxis oder in einer Abteilung eines Krankenhauses, rasch instand setzen. Ein Untersuchungsplan kommt daher nur geringfügig in Zeitverzug. Unnötige Wartezeiten für zu untersuchende Patienten entstehen nicht.The occurrence of an artifact, as would occur in the event of an extraordinary deviation in the edge region of the signal group without preprocessing, is thus avoided. The signal group with the extraordinary deviation can therefore be exactly localized. This makes it possible to determine exactly which channels of the detector have the extraordinary deviation. A maintenance measure to eliminate the extraordinary deviation is thus carried out targeted. The elimination of the extraordinary deviation is therefore quick and inexpensive feasible. Thus, a medical diagnostic device with an image detector by a service technician on site, so in a doctor's office or in a department of a hospital, quickly repair. An examination plan therefore comes only slightly in time delay. Unnecessary waiting times for patients to be examined do not arise.

Zweckmäßig wird zur Korrektur von Abweichungen einzelner Signalwerte eine Medianfilterung durchgeführt. Bei der Medianfilterung wird der sogenannte Median oder Zentralwert ermittelt. Der Median ist derjenige Zahlwert, der in einer der Größe nach geordneten Folge einer Anzahl von Zahlwerten in der Mitte liegt, d. h. die eine Hälfte der Zahlwerte sind kleiner oder gleich dem Median und die andere Hälfte der Zahlwerte ist größer oder gleich dem Median. Die Medianbreite bezeichnet die Anzahl der betrachteten Zahlenwerte. Bei einer geradzahligen Medianbreite bzw. einer geraden Anzahl von Signalwerten ist der Median der Mittelwert aus den beiden mittleren Zahlen.Appropriately, a median filtering is performed to correct for deviations of individual signal values. In median filtering, the so-called median or central value is determined. The median is the number value that is in the order of a number of numerical values in the middle, d. H. one half of the numbers are less than or equal to the median and the other half of the numbers are greater than or equal to the median. The median width denotes the number of numerical values considered. For an even median width or an even number of signal values, the median is the mean of the two middle numbers.

Damit ergibt sich für den Median Md mit der Medianbreite j, bezogen auf die Zahlenwerte z1, ..., zj:

Figure 00050001
Beispielsweise ist Md[5](2, 7, 3, 6, 5) = 5.This yields for the median Md with the median width j, based on the numerical values z 1 ,..., Z j :
Figure 00050001
For example, Md [5] (2, 7, 3, 6, 5) = 5.

Bei der Medianfilterung wird demnach jeder Signalwert durch seinen Medianwert mit einer vorgegebenen Medianbreite ersetzt. Dabei wird für die Ermittlung des Medians eines Signalwerts S(k) eine Anzahl benachbarter Signalwerte S(k'), k' ≠ k herangezogen. Es bietet sich an, jeweils l Signalwerte S(k') links und rechts vom Signalwert S(k) in die Medianfilterung einzubeziehen. Der Median wird somit für eine Zahlenfolge mit einer ungeraden Anzahl von Werten ermittelt. Der Signalwert S(k) wird durch seinen Median ersetzt, formal: Ŝ(k) = Md[2l + 1](S(k – l), ..., S(k), ..., S(k + l)). In median filtering, therefore, each signal value is replaced by its median value with a predetermined median width. In this case, a number of adjacent signal values S (k '), k' ≠ k is used to determine the median of a signal value S (k). It makes sense to include 1 signal values S (k ') left and right of the signal value S (k) in the median filtering. The median is thus determined for a sequence of numbers with an odd number of values. The signal value S (k) is replaced by its median, formally: Ŝ (k) = Md [2l + 1] (S (k-1), ..., S (k), ..., S (k + 1)).

Die Medianfilterung wird für alle Signalwerte der Reihe nach durchgeführt. Es handelt sich demnach um eine gleitende Medianfilterung. Für die ersten und letzten Signalwerte erfolgt eine Extrapolation des Medians. Gegenüber dem arithmetischen Mittelwert (Durchschnitt) hat der Median den Vorteil, robuster gegenüber Ausreißern zu sein. So kann bei einer Medianbreite von 3 ein Ausreißer kompensiert werden, bei einer Medienbreite von 5 deren zwei. Ein derartiger Ausreißer wird daher für eine weitere Betrachtung nicht berücksichtigt, sondern durch einen typischen benachbarten Signalwert ersetzt. Liegen nur einzelne Ausreißer, so genannte Einkanal-Ausreißer hinsichtlich der Signalwerte vor, so werden diese daher bereits mittels der rechnerisch einfach durchführbaren Medianfilterung bei einer nur leichten Verfälschung des Messsignals eliminiert. Die Signalwerte bleiben somit bis auf die Ausreißer vollständig erhalten, so dass im Gegensatz zu einer gleitenden Mittelwertbildung nach der Medianfilterung nahezu das Messsignal vorliegt.The median filtering is performed for each signal value in turn. It is therefore a sliding median filtering. For the first and last signal values, the median is extrapolated. Compared to the arithmetic mean (average), the median has the advantage of being more robust against outliers. Thus, with a median width of 3, an outlier can be compensated, with a media width of 5, two outliers can be compensated. Such an outlier is therefore not considered for further consideration, but replaced by a typical adjacent signal value. If only individual outliers, so-called single-channel outliers, exist with regard to the signal values, they are therefore already eliminated by means of the computationally simple median filtering with only a slight falsification of the measurement signal. The signal values are thus completely retained except for the outliers, so that, in contrast to a moving averaging, after the median filtering almost the measurement signal is present.

Vorteilhaft werden die einzelnen Signalwerte zu Signalgruppen zusammen gefasst. Unter einer Signalgruppe sind hierbei mehrere Kanäle des Detektors mit ihren Signalwerten zu verstehen, die als eine Einheit betrachtet werden. Die den Signalgruppen enthaltenen Signalwerte werden gemeinsam ausgewertet zur Ermittlung einer Signalgruppe mit einer außerordentlichen Abweichung. Durch das Zusammenfassen von Signalwerten in einer Signalgruppe sind im Nachgang weniger und einfachere Rechenoperationen notwendig, um eine Signalgruppe mit einer außerordentlichen Abweichung aufzufinden, als bei der Betrachtung der einzelnen Signalwerte. Eine rechnerische Analyse der Signalwerte ist somit ohne großen Aufwand rasch durchführbar. Sie ermöglicht eine Eingrenzung der außerordentlichen Abweichung auf eine bestimmte Signalgruppe.Advantageously, the individual signal values are combined into signal groups. A signal group here is to be understood as meaning a plurality of channels of the detector with their signal values, which are regarded as one unit. The signal values contained in the signal groups are evaluated together to determine a signal group with an extraordinary deviation. By combining signal values in a signal group, subsequently, fewer and simpler arithmetic operations are necessary in order to find a signal group with an extraordinary deviation than when the individual signal values are considered. A computational analysis of the signal values can thus be carried out quickly without great effort. It allows limiting the extraordinary deviation to a specific signal group.

Zweckmäßig bilden die einzelnen der Signalgruppe zugeordneten Kanäle eine zusammenhängende Einheit. Mit anderen Worten umfasst die Signalgruppe einander benachbarte Kanäle mit ihren Signalwerten. Auf diese Weise ist eine besonders einfache Zusammenfassung der einzelnen Kanäle der Reihe nach durchführbar. Bei dieser zusammenhängenden Einheit handelt es sich insbesondere um eine Hardwareeinheit oder um eine Baugruppe des Detektors. Auf diese Weise kann die außerordentliche Abweichung eindeutig der Hardwareeinheit oder der Baugruppe zugeordnet werden.Suitably, the individual channels assigned to the signal group form a coherent unit. In other words, the signal group comprises adjacent channels with their signal values. In this way, a particularly simple summary of each channel in turn is feasible. In particular, this contiguous unit is a hardware unit or an assembly of the detector. In this way, the extraordinary deviation can be clearly assigned to the hardware unit or the module.

In einer vorteilhaften Variante wird jeweils zu den einzelnen Signalgruppen ein Mittelwert der Signalwerte gebildet. Aus den Mittelwerten zweier benachbarter Signalgruppen wird ein Inkrementwert für eine der beiden Signalgruppen ermittelt. Dabei ist unter dem Inkrementwert insbesondere die Differenz der beiden Mittelwerte verstanden. Es kann sich dabei aber auch um jedwede andere mathematische Operation handeln.In an advantageous variant, an average value of the signal values is formed in each case for the individual signal groups. An increment value for one of the two signal groups is determined from the mean values of two adjacent signal groups. In this case, the increment value is understood in particular to mean the difference between the two mean values. It can also be any other mathematical operation.

Insbesondere eine Errechnung des Inkrementwerts als Differenz der Mittelwerte benachbarter Signalgruppen ist einfach durchführbar. Ein derartiger Inkrementwert beinhaltet somit eine Information über die Abweichung der Mittelwerte der Signalgruppen untereinander. Ein von seinem Betrag her besonders hoher Inkrementwert liefert somit einen Hinweis darauf, dass in einer der beiden benachbarten Signalgruppen eine außerordentliche Abweichung vorliegt.In particular, a calculation of the increment value as difference of the mean values of adjacent signal groups is easy to carry out. Such an increment value thus contains information about the deviation of the mean values of the signal groups from one another. An incremental value which is particularly high in terms of its amount thus provides an indication that an extraordinary deviation exists in one of the two adjacent signal groups.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird der Inkrementwert mit einem für das Messsignal charakteristischen Inkrementwert verglichen und in Abhängigkeit einer Entscheidungsregel als gut oder kritisch eingestuft. Die Einstufung eines Inkrements als gut bedeutet, dass es keiner weiteren Untersuchung unterzogen wird. Die Einstufung eines Inkrements als kritisch bedeutet, dass eine der beiden zum Inkrement korrespondierenden Signalgruppen als Kandidat für eine außerordentliche Abweichung in Frage kommt.In an expedient development, the increment value is compared with an increment value characteristic of the measurement signal and classified as good or critical depending on a decision rule. Classifying an increment as good means that it will not undergo further investigation. The classification of an increment as critical means that one of the two signal groups corresponding to the increment can be considered as a candidate for extraordinary deviation.

Auch derartige charakteristische Inkrementwerte sind aus den Signalwerten des Messsignals in einfacher Weise errechenbar. Als Entscheidungsregel lässt sich beispielsweise ein einfacher rechnerischer Vergleich mittels Vergleichsoperatoren umsetzen, bei dem überprüft wird, ob der Inkrementwert kleiner als, gleich wie oder größer als der charakteristische Inkrementwert ist. Dabei kann es sich auch bei dem charakteristischen Inkrementwert um ein Funktional handeln.Such characteristic increment values can also be calculated from the signal values of the measurement signal in a simple manner. As a decision rule, for example, a simple arithmetic comparison can be implemented by means of comparison operators, in which it is checked whether the increment value is less than, equal to or greater than the characteristic increment value. In this case, the characteristic increment value may also be a functional one.

In einer Variante ist der charakteristische Inkrementwert ein globaler Inkrementwert. Beispielsweise erfüllt der Inkrementwert B = Md[N](ISM(1), ..., ISM(N))

B:
charakteristischer Inkrementwert
ISM(i):
Inkrementwert der i'ten Signalgruppe
Md[N]:
Median mit der Medianbreite N
mit N gleich der Zahl sämtlicher betrachteter Inkremente diese Aufgabe. Damit ist der charakteristische Inkrementwert ein typischer Inkrementwert für alle Signalgruppen. Der Vergleich des Inkrementwertes mit einem derartigen charakteristischen Inkrementwert liefert demnach eine Aussage, ob der betrachtete Inkrementwert größer ist als der typische globale Inkrementwert aller Signalgruppen, und demnach sind beide korrespondierenden Signalgruppen des betrachteten Inkrements Kandidaten für eine außerordentliche Abweichung.In one variant, the characteristic increment value is a global increment value. For example, the increment value is fulfilled B = Md [N] (ISM (1), ..., ISM (N))
B:
characteristic increment value
ISM (i):
Increment value of the i'th signal group
Md [N]:
Median with the median width N
with N equal to the number of all considered increments this task. Thus, the characteristic increment value is a typical increment value for all signal groups. The comparison of the increment value with such a characteristic increment value thus provides a statement as to whether the considered increment value is greater than the typical global increment value of all signal groups, and thus both corresponding signal groups of the considered increment are candidates for an extraordinary deviation.

In einer anderen Variante ist der charakteristische Inkrementwert ein lokaler Inkrementwert. Dies ist beispielsweise erfüllt durch A(m) = Md[nl](ISM(m – nl / 2), ..., ISM(m), ..., ISM(m + nl / 2))

A(m):
charakteristischer Inkrementwert
ISM(i):
Inkrementwert der i'ten Signalgruppe
Md[nl]:
Median mit der Medianbreite nl, wobei nl eine ungerade Zahl ist
In another variant, the characteristic increment value is a local increment value. This is fulfilled by, for example A (m) = Md [nl] (ISM (m-nl / 2), ..., ISM (m), ..., ISM (m + nl / 2))
At the):
characteristic increment value
ISM (i):
Increment value of the i'th signal group
Md [nl]:
Median with the median width nl, where nl is an odd number

Damit ist der charakteristische Inkrementwert ein typischer Inkrementwert in der Umgebung nl des betrachteten Inkrementwerts. Ein Vergleich des Inkrementwertes mit dem charakteristischen Inkrementwert liefert demnach eine Aussage, ob der betrachtete Inkrementwert größer ist als der typische lokale Inkrementwert in der Umgebung und demnach seine beiden korrespondierenden Signalgruppen Kandidaten für eine außerordentliche Abweichung darstellen.Thus, the characteristic increment value is a typical increment value in the neighborhood nl of the considered increment value. A comparison of the increment value with the characteristic increment value thus provides a statement as to whether the considered increment value is greater than the typical local increment value in the environment and therefore its two corresponding signal groups represent candidates for an extraordinary deviation.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist der charakteristische Inkrementwert eine Linearkombination aus einem lokalen Inkrementwert und einem globalen Inkrementwert. Dies ist beispielsweise erfüllt durch GI(m) = |α·A| + β·B

GI(m):
charakteristischer Inkrementwert
α, β:
Linearkoeffizienten
A(m):
lokaler Inkrementwert
B:
globaler Inkrementwert
α und β sind empirische Konstanten. Dabei werden der lokale und der globale Inkrementwert beispielsweise gebildet, wie bereits weiter oben beschrieben. Auf diese Weise lässt sich der Inkrementwert mit einem charakteristischen Inkrementwert vergleichen, der einen lokalen und einen globalen Anteil aufweist, und der somit eine besonders treffende Information über den Verlauf des Messsignals aufweist. Auch dieser Vergleich dient dem Auffinden von Signalgruppen als Kandidaten für eine außerordentliche Abweichung.In an expedient development, the characteristic increment value is a linear combination of a local increment value and a global increment value. This is fulfilled by, for example GI (m) = | α · A | + β · B
GI (m):
characteristic increment value
α, β:
linear coefficients
At the):
local increment value
B:
global increment value
α and β are empirical constants. In this case, the local and the global increment value are formed, for example, as already described above. In this way, the increment value can be compared with a characteristic increment value which has a local and a global component, and thus has particularly accurate information about the course of the measurement signal. This comparison also serves to find signal groups as candidates for extraordinary deviation.

In einer zweckmäßigen Variante wird der Inkrementwert mit einem für das Messsignal charakteristischen Amplitudenwert verglichen und in Abhängigkeit einer Entscheidungsregel als gut oder kritisch eingestuft. Ein derartiger charakteristischer Amplitudenwert ist im einfachsten Fall die Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Signalwert, bezogen auf die Signalwerte aller Kanäle. Dieser Differenzwert kann durch Skalierung weiter anpassbar gemäß HA = ha1 + ha2·(max[S(k)] – min[S(k)]), k = 1, ..., N

HA:
charakteristischer Amplitudenwert
S(k):
Signalwert
k:
Kanal
N:
Kanalanzahl
max[S(k)]:
maximaler Signalwert
min[S(k)]:
minimaler Signalwert
ha1:
Offset
ha2:
Skalierungsfaktor, normalerweise ha2 << 1
ha1 und ha2 sind empirische Konstanten. Der charakteristische Amplitudenwert ist ein Maß für die Spreizung der Signalwerte aller Kanäle und über den Skalierungsfaktor ha2 << 1 ein Maß für die typische Spreizung der Signalwerte innerhalb einer Signalgruppe. Durch den Vergleich eines Inkrementwertes mit dem charakteristischen Amplitudenwert lässt sich ermitteln, ob der Inkrementwert unter oder über dieser Spreizung liegt und somit die korrespondierenden Signalgruppen einen Kandidaten für eine außergewöhnliche Abweichung darstellen.In an expedient variant, the increment value is compared with an amplitude value characteristic of the measurement signal and classified as good or critical depending on a decision rule. Such a characteristic amplitude value is in the simplest case the difference between the maximum and the minimum signal value, based on the signal values of all channels. This difference value can be further scaled by scaling according to HA = ha1 + ha2 * (max [S (k)] - min [S (k)]), k = 1, ..., N
HA:
characteristic amplitude value
S (k):
signal value
k:
channel
N:
number of channels
max [S (k)]:
maximum signal value
min [S (k)]:
minimum signal value
ha1:
offset
ha2:
Scaling factor, usually ha2 << 1
ha1 and ha2 are empirical constants. The characteristic amplitude value is a measure of the spread of the signal values of all channels and, via the scaling factor ha2 << 1, a measure of the typical spread of the signal values within a signal group. By comparing an increment value with the characteristic amplitude value, it is possible to determine whether the increment value lies below or above this spread and thus the corresponding signal groups represent a candidate for an extraordinary deviation.

In einer vorteilhaften Variante wird der Inkrementwert der Signalgruppe mit einem für die Signalgruppe charakteristischen Streuwert verglichen und in Abhängigkeit einer Entscheidungsregel als gut oder kritisch eingestuft. Bei diesem charakteristischen Streuwert handelt es sich beispielsweise um die Standardabweichung der Signalwerte innerhalb einer Signalgruppe von ihrem Mittelwert. Hier wird überprüft, ob der Inkrementwert innerhalb eines für die Signalgruppe charakteristischen Streuungsbandes liegt.In an advantageous variant, the increment value of the signal group is compared with a scatter value characteristic of the signal group and classified as good or critical depending on a decision rule. For example, this characteristic scatter value is the standard deviation of the signal values within a signal group from its mean value. Here it is checked whether the increment value lies within a distribution band characteristic of the signal group.

Zweckmäßig wird das Ergebnis sämtlicher Entscheidungsregeln in einer Korrelationsmatrix hinterlegt. Dies geschieht insbesondere, indem die Korrelationsmatrix einen Eintrag für jeden Inkrementwert erhält. Dieser Eintrag ist insbesondere gleich Null, wenn der Inkrementwert als gut und ungleich Null, wenn der Inkrementwert als kritisch eingestuft wurde. Auf diese Weise lassen sich die Bewertungen sämtlicher Inkrementwerte in einfacher Weise in der Korrelationsmatrix hinterlegen. Weist der Inkrementwert eine zusätzliche Information, beispielsweise ein von einer Differenzbildung herrührendes positives oder ein negatives Vorzeichen auf, so lässt sich diese zusätzliche Information entweder mittels unterschiedlicher numerischer Werte oder mittels einer Vorzeichenbehaftung in der Korrelationsmatrix hinterlegen. The result of all decision rules is expediently stored in a correlation matrix. This is done in particular by the correlation matrix getting an entry for each increment value. In particular, this entry is equal to zero if the increment value is good and nonzero if the increment value is classified as critical. In this way, the evaluations of all increment values can be easily stored in the correlation matrix. If the increment value has additional information, for example a positive or a negative sign resulting from subtraction, then this additional information can be stored in the correlation matrix either by means of different numerical values or by means of a sign constraint.

In einer vorteilhaften Weiterbildung wird in der Korrelationsmatrix ein Inkrementwert als fehlerhaft eingestuft, wenn der Inkrementwert bei mehreren Entscheidungsregeln als kritisch eingestuft wurde. Diese fehlerhafte Einstufung entspricht einem eindeutig identifizierbaren Eintrag in der Korrelationsmatrix. Über unterschiedliche numerische Werte lässt sich zusätzlich die Information hinterlegen, bei welcher Entscheidungsregel der Inkrementwert als fehlerhaft eingestuft wurde. Eine Einstufung als fehlerhaft bedeutet, dass in einer der beiden mit einem Inkrementwert korrespondierenden Signalgruppen gemäß der Einstufung nach den Entscheidungsregeln eine außerordentliche Abweichung vorliegt.In an advantageous development, an increment value is classified as defective in the correlation matrix if the increment value was classified as critical in the case of several decision rules. This erroneous classification corresponds to a uniquely identifiable entry in the correlation matrix. By means of different numerical values, it is also possible to store the information for which decision rule the incremental value was classified as faulty. A classification as faulty means that an extraordinary deviation exists in one of the two signal groups corresponding to an increment value according to the classification according to the decision rules.

Vorteilhaft wird in der Korrelationsmatrix ein Inkrementwert bereits dann als gut eingestuft, wenn er beim Vergleich mit dem charakteristischen Inkrementwert als gut eingestuft wurde. Ein Vergleich mit einem charakteristischen Streuwert oder mit einem charakteristischen Amplitudenwert findet in diesem Fall nicht statt. Ein Vergleich eines Inkrementwerte mit dem charakteristischen Inkrementwert bildet demnach das schärfste Kriterium bei der Bewertung einer Signalgruppe. Bereits mit der Durchführung einer einzelnen Vergleichsoperation lässt sich somit der größte Teil der Inkrementwerte abschließend als gut bewerten, einen typischen Verlauf des Messsignals vorausgesetzt, bei dem keine oder nur wenige außerordentliche Abweichungen auftreten. Nur einige wenige beim Vergleich mit dem charakteristischen Inkrementwert als kritisch eingestufte Inkrementwerte müssen einer weitergehenden Betrachtung unterzogen werden. Der Bearbeitungsaufwand hält sich dadurch in Grenzen.Advantageously, an increment value is already classified as good in the correlation matrix if it was classified as good when compared with the characteristic increment value. A comparison with a characteristic scattering value or with a characteristic amplitude value does not take place in this case. A comparison of an increment value with the characteristic increment value thus forms the sharpest criterion in the evaluation of a signal group. Already with the execution of a single comparison operation, the largest part of the increment values can be finally evaluated as good, assuming a typical course of the measurement signal, in which no or only a few extraordinary deviations occur. Only a few incremental values classified as critical when compared with the characteristic increment value must be subjected to further consideration. The processing costs are kept within limits.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird aus der ersten Korrelationsmatrix eine zweite Korrelationsmatrix erstellt, wobei durch Vergleich der benachbarten Werte in der ersten Korrelationsmatrix auf unterschiedliche Typen von außerordentlichen Abweichungen rückgeschlossen wird und in der zweiten Korrelationsmatrix den entsprechenden Signalgruppen typenspezifische Kennziffern zugeordnet werden.In an expedient development, a second correlation matrix is created from the first correlation matrix, wherein different types of extraordinary deviations are deduced by comparison of the adjacent values in the first correlation matrix and type-specific indices are assigned to the corresponding signal groups in the second correlation matrix.

Auf diese Weise lässt sich mittels der zweiten Korrelationsmatrix exakt vorgeben, in welcher Weise eine Korrektur einer markierten Signalgruppe durchzuführen ist.In this way, by means of the second correlation matrix it is possible to specify exactly how a correction of a marked signal group is to be carried out.

In einer zweckmäßigen Variante werden als Signalgruppen, die eine außerordentliche Abweichung aufweisen, nur diejenigen Signalgruppen identifiziert, deren Inkrementwert zumindest als kritisch eingestuft wurde. Somit ist die kritische Einstufung eine notwendige, aber keine hinreichende Bedingung für das Vorliegen einer außerordentlichen Abweichung. Mittels einer weiteren Analyse der zu einem Inkrementwert korrespondierenden Einträge der ersten Korrelationsmatrix wird anschließend entschieden, ob tatsächlich ein Kriterium für das Vorliegen einer außerordentlichen Abweichung vorliegt.In an expedient variant, as signal groups which have an extraordinary deviation, only those signal groups whose increment value has been classified at least as critical are identified. Thus, the critical classification is a necessary but not sufficient condition for the existence of an extraordinary deviation. By means of a further analysis of the entries of the first correlation matrix corresponding to an increment value, it is then decided whether there actually exists a criterion for the presence of an extraordinary deviation.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung werden als Signalgruppen, die eine außerordentliche Abweichung aufweisen, nur diejenigen Signalgruppen identifiziert, denen eine Kennziffer zugeordnet ist. Diese Kennziffer ist für einen Inkrementwert entweder an der entsprechenden Position in der ersten Korrelationsmatrix oder in der zweiten Korrelationsmatrix eingetragen. Damit ist in einfacher und nachvollziehbarer Weise anhand der Kennziffer nachvollziehbar, ob für einen Inkrementwert uns seine korrespondierende Signalgruppe eine außerordentliche Abweichung vorliegt oder nicht.In an expedient development, as signal groups which have an extraordinary deviation, only those signal groups are identified to which a code number is assigned. This code number is entered for an increment value either at the corresponding position in the first correlation matrix or in the second correlation matrix. This makes it possible to understand in a simple and comprehensible manner on the basis of the code number whether or not there is an extraordinary deviation for an incremental value of its corresponding signal group.

Zweckmäßig wird die oder jede Signalgruppe mit einer außerordentlichen Abweichung korrigiert, in dem mittels Werten aus umliegenden Signalgruppen mittels eines Rechenverfahrens ein korrigiertes Messsignal für die Signalwerte der Signalgruppe errechnet wird. Die korrigierten Signalwerte ergeben sich insbesondere aus den Signalwerten der als gut befundenen Signalgruppen durch Extrapolation und/oder Intrapolation und/oder Mittelwertbildung. Die Signalwerte der Signalgruppe mit der außerordentlichen Abweichung werden dabei durch die korrigierten Signalwerte ersetzt. Für die Signalgruppen, die keine außerordentliche Abweichung aufweist, werden die ursprünglichen Signalwerte beibehalten. Schlussendlich wird eine stückweise Korrektur lediglich für die Signalgruppen mit den außerordentlichen Abweichungen durchgeführt, deren Signalwerte beispielsweise nach Art eines Polygonzuges generiert werden. Auf diese Weise ähnelt das korrigierte Signal dem Messsignal, das ohne eine außerordentliche Abweichung erwartet worden wäre. Somit führt eine Tiefpassbildung mit einer anschließenden Errechnung des Hochpasses aus den Originalmesswerten und den Tiefpasswerten des korrigierten Signals nicht zu Artefakten im Randbereich der von einer außerordentlichen Abweichung betroffenen Signalgruppen. Die außerordentliche Abweichung lässt sich somit aus den Hochpasswerten ablesen und exakt einer Signalgruppe zuordnen. Eine fehlerhafte Bewertung einer dieser Signalgruppe benachbarten Signalgruppe als ebenfalls mit einer außerordentlichen Abweichung versehen ist somit sicher vermieden.Suitably, the or each signal group is corrected with an extraordinary deviation in which a corrected measurement signal for the signal values of the signal group is calculated by means of a calculation method by means of values from surrounding signal groups. The corrected signal values result in particular from the signal values of the signal groups found to be good by extrapolation and / or intrapolation and / or averaging. The signal values of the signal group with the extraordinary deviation are replaced by the corrected signal values. For the signal groups which have no extraordinary deviation, the original signal values are retained. Finally, a piecewise correction is performed only for the signal groups with the extraordinary deviations whose signal values are generated, for example, in the manner of a polygon. In this way, the corrected signal resembles the measurement signal that would have been expected without an extraordinary deviation. Thus leads a Low pass with a subsequent calculation of the high pass from the original measurements and the low pass values of the corrected signal not to artifacts in the periphery of the signal groups affected by extraordinary deviation. The extraordinary deviation can thus be read from the high-pass values and assigned exactly to a signal group. An erroneous evaluation of a group of signals adjacent to this signal group as also provided with an extraordinary deviation is thus reliably avoided.

Ist der Detektor in Module unterteilt und fasst eine Signalgruppe jeweils die Kanäle eines Moduls zusammen, lässt sich vorteilhaft eine identifizierte Signalgruppe ihrem korrespondierendes Modul im Detektor zuordnen. Das Modul kann auch in weitere Untereinheiten, beispielsweise in sogenannte ASICs, unterteilt sein. Unter einem Modul ist hier jeweils eine Vorrichtung mit einer elektrischen Schaltung zu verstehen, die für mehrere Kanäle des Detektors eine Erfassung eines Ereignisses und eine Umsetzung dieses Ereignisses in ein proportionales Signal bewerkstelligt. ASIC ist die Bezeichnung für einen Application Specific Integrated Circuit, zu deutsch für eine anwendungsspezifische Integrierte Schaltung. Dabei handelt es sich um eine elektronische Schaltung, die als integrierter Schaltkreis realisiert wurde. ASICs werden von vielen Herstellern nach Kundenanforderung gefertigt, sind also an speziell an eine Aufgabe angepasste integrierte Schaltkreise.If the detector is subdivided into modules and a signal group combines the respective channels of a module, advantageously an identified signal group can be assigned to its corresponding module in the detector. The module can also be divided into further subunits, for example in so-called ASICs. A module here is to be understood in each case as an apparatus having an electrical circuit which, for a plurality of channels of the detector, effects a detection of an event and a conversion of this event into a proportional signal. ASIC is the name given to an application-specific integrated circuit, in German for an application-specific integrated circuit. This is an electronic circuit that has been realized as an integrated circuit. ASICs are manufactured by many manufacturers according to the customer's requirements, ie they are integrated circuits specially adapted to a task.

Somit ist insbesondere eine Zuordnung der außerordentlichen Abweichung zu einem Detektormodul oder zu einer Untereinheit eines Detektormoduls möglich. Es kann ein möglicher Hardwaredefekte exakt lokalisiert werden. Gegebenenfalls ist das Ergreifen weiter gehender Maßnahmen, wie ein Austausch des kompletten Detektormoduls oder einer seiner Untereinheiten, möglich. Diese Maßnahmen sind aufgrund der hardwaremäßigen Eingrenzung der außerordentlichen Abweichung rasch durchführbar. Sie beschränken sich auf eine Wartung oder einen Austausch der entsprechenden Hardwareeinheit. Gegebenenfalls kann auch eine rechnerische Korrektur der außerordentlichen Abweichung, wie bereits beschrieben, erfolgen.Thus, in particular, an assignment of the extraordinary deviation to a detector module or to a subunit of a detector module is possible. It is possible to pinpoint a possible hardware defect. Optionally, taking further action, such as replacing the complete detector module or one of its subunits, is possible. These measures can be implemented quickly due to the hardware limitation of the extraordinary deviation. They are limited to maintenance or replacement of the corresponding hardware unit. Optionally, a mathematical correction of the extraordinary deviation, as already described, take place.

In einer anderen Variante wird mittels des korrigierten Signals eine Korrektur von Detektorwerten durchgeführt. Somit lassen sich zum einen als außerordentliche Abweichungen detektierbare Fertigungstoleranzen zwischen einzelnen Kanälen des Detektors oder zwischen Detektormodulen ausgleichen. Zum anderen lassen sich durch eine in regelmäßigen Abständen durchgeführte Kalibrierungsmessungen Korrekturwerte errechnen, die eine ungleichmäßige Alterung des Detektors korrigieren.In another variant, a correction of detector values is carried out by means of the corrected signal. Thus, on the one hand, detectable as extraordinary deviations detectable manufacturing tolerances between individual channels of the detector or between detector modules. On the other hand, correction values can be calculated by means of periodically performed calibration measurements, which correct for uneven aging of the detector.

Für eine Signalgruppe mit einer derartigen außerordentlichen Abweichung werden Korrekturwerte in einer Tabelle hinterlegt. Mittels dieser Korrekturwerte werden bei einer folgenden Messung die Signalwerte der Signalgruppe korrigiert. Eine derartige Überprüfung des Detektors auf außerordentliche Abweichungen ist einfach und mit geringem Aufwand periodisch durchführbar. Die Nutzungsdauer des Detektors lässt sich somit deutlich verlängern. Werden die außerordentlichen Abweichungen als nicht mehr korrigierbar erachtet, so lässt sich im Anschluss gezielt eine Wartungsmaßnahme des Detektors, wie bereits beschrieben, durchführen. Die Korrekturwerte könnten zwar auch ohne eine Vorverarbeitung des Messsignals aus den Hochpasswerten ermittelt werden, Aus den bereits beschriebenen Gründen sind diese Korrekturwerte jedoch mit einem wesentlich höheren Fehler behaftet.For a signal group with such an extraordinary deviation, correction values are stored in a table. By means of these correction values, the signal values of the signal group are corrected in a subsequent measurement. Such a check of the detector for extraordinary deviations is simple and can be carried out periodically with little effort. The service life of the detector can thus be significantly extended. If the extraordinary deviations are considered to be no longer correctable, a maintenance action of the detector can then be carried out selectively, as already described. Although the correction values could also be determined without preprocessing the measurement signal from the high-pass values, for the reasons already described, these correction values are subject to a significantly higher error.

Vorteilhaft ist das Verfahren bei einem Röntgendetektor insbesondere für einen Computertomogaphen einsetzbar. Mittels des Verfahrens ist der Röntgendetektor auf mögliche Fehler rasch überprüfbar. Ein sich in einer außerordentlichen Abweichung bei den Signalwerten eines Detektormoduls äußernder Fehler ist rasch durch einen Tausch dieses Detektormoduls behebbar. Da die außerordentliche Abweichung exakt einem Detektormodul zugeordnet werden kann, ist ein derartiger Tausch vergleichsweise schnell durchführbar. Ein Test des Röntgendetektors ist mittels einer definierten den Röntgendetektor beaufschlagenden Röntgenstrahlung sehr rasch durchführbar. Insgesamt ergibt sich durch die sichere Lokalisation eines fehlerhaften Moduls ein kurzes Wartungsintervall.Advantageously, the method can be used with an X-ray detector, in particular for a computer tomographer. By means of the method, the X-ray detector can be quickly checked for possible errors. An error which manifests itself in an extraordinary deviation in the signal values of a detector module can be quickly eliminated by exchanging this detector module. Since the extraordinary deviation can be assigned exactly to a detector module, such an exchange can be carried out comparatively quickly. A test of the X-ray detector can be carried out very quickly by means of a defined X-ray radiation acting on the X-ray detector. Overall, the safe localization of a faulty module results in a short maintenance interval.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Die einzelnen Figuren zeigen:An embodiment of the invention will be described in more detail with reference to a drawing. The individual figures show:

1 Computertomograph 1 CT Scanner

2 Funktionsprinzip eines Röntgendetektors 2 Operating principle of an x-ray detector

3 Aufteilung des Röntgendetektors in Detektormodule 3 Distribution of the X-ray detector in detector modules

4 Verfahrensschema 4 process scheme

5a–b Beispiele für das Erstellen einer Korrelationsmatrix 5a -B Examples of Creating a Correlation Matrix

6a–e erstes Anwendungsbeispiel 6a -E first application example

7a–e zweites Anwendungsbeispiel 7a -E second application example

8a–e drittes Anwendungsbeispiel 8a -E third application example

Gemäß 1 weist ein Computertomograph 2 eine Gantry 4 auf, in der eine Röntgenquelle 6 und der Röntgenquelle 6 gegenüber ein Röntgendetektor 8 drehbar gelagert sind. In die Gantry 4 ist mittels einer in Längsrichtung 10 verschieblichen Patientenliege 12 ein Patient 14 zur Untersuchung eingeschoben. Der Patient 14 wird mittels der Patientenliege 12 in Längsrichtung 10 derart positioniert, dass seine zu untersuchende Körperregion 16 zwischen Röntgenquelle 6 und Röntgendetektor 8 zu liegen kommt. Mittels einer Steuereinheit 18 wird die Röntgenquelle 6 zur Generierung eines Röntgenstrahls 20 angesteuert. Der Röntgenstrahl 20 durchstrahlt die Körperregion 16 der Person 14 und wird mittels des Röntgendetektors 8 erfasst. Mittels einer gleichsinnigen Rotation von Röntgenquelle 6 und Röntgendetektor 8 wird die Körperregion 16 von verschiedenen Positionen mit dem Röntgenstrahl 18 zur Generierung eines Messsignals S durchstrahlt. Dieses Messsignal S wird von einer Verarbeitungseinheit 22 erfasst. Sämtliche Messsignale S aus einer vollständigen gleichsinnigen Umdrehung von Röntgenquelle 6 und Röntgendetektor 8 werden in der Verarbeitungseinheit 22 zwischengespeichert und anschließend in eine Bildinformation BI umgerechnet. Die Bildinformation BI wird als Schnittbild der Körperregion 16 an einem als Monitor 24 ausgebildeten Anzeigeelement angezeigt. Für die Erfassung einer weiteren Bildinformation BI und die Erzeugung eines weiteren Schnittbildes wird die Patientenliege 12 in Längsrichtung 10 verschoben, und es wird ein erneuter Messvorgang durchgeführt.According to 1 has a computer tomograph 2 a gantry 4 on, in which an X-ray source 6 and the X-ray source 6 opposite to an x-ray detector 8th are rotatably mounted. In the gantry 4 is by means of a longitudinal direction 10 movable patient bed 12 a patient 14 inserted for examination. The patient 14 is by means of the patient bed 12 longitudinal 10 positioned so that its body region to be examined 16 between X-ray source 6 and x-ray detector 8th to come to rest. By means of a control unit 18 becomes the X-ray source 6 for generating an X-ray 20 driven. The x-ray 20 radiates the body region 16 the person 14 and is determined by means of the X-ray detector 8th detected. By means of a co-rotation of x-ray source 6 and x-ray detector 8th becomes the body region 16 from different positions with the x-ray 18 for generating a measurement signal S through. This measurement signal S is from a processing unit 22 detected. All measurement signals S from a complete co-rotation of the X-ray source 6 and x-ray detector 8th be in the processing unit 22 cached and then converted into image information BI. The image information BI becomes a sectional image of the body region 16 on one as a monitor 24 trained display element displayed. For the acquisition of a further image information BI and the generation of a further sectional image is the patient bed 12 longitudinal 10 moved, and it is carried out a new measurement.

In 2 ist das Funktionsprinzip des Röntgendetektors 8 schematisch dargestellt. Die Röntgenstrahlung 20 trifft, nachdem sie die Körperregion 16 der zu untersuchenden Person 14 durchstrahlt hat, auf einen als Flächenelement ausgebildeten Szintillator 26. Dort wird die Röntgen-strahlung 18 in Lichtsignale 28 umgewandelt. An der dem Röntgenstrahl 20 abgewandten Seite des Szintillators 26 ist eine Vielzahl von Photodioden 30 angeordnet. Jede dieser Photodioden 30 entspricht einem Kanal k des Röntgendetektors 8. Insgesamt weist der Röntgendetektor 8 eine Anzahl von N Photodioden 30 und damit eine Anzahl N von Kanälen k auf. Jede Photodiode 30 wandelt das sie beaufschlagende Lichtsignal 28 in einen proportionalen Signalwert (S(k)) um. Das Messsignal S des Röntgendetektors 8 ist die Gesamtheit aller dieser N Signalwerte S(k).In 2 is the operating principle of the X-ray detector 8th shown schematically. The x-ray radiation 20 meets after seeing the body region 16 the person to be examined 14 has irradiated on a trained as a surface element scintillator 26 , There is the X-ray radiation 18 in light signals 28 transformed. At the x-ray 20 opposite side of the scintillator 26 is a variety of photodiodes 30 arranged. Each of these photodiodes 30 corresponds to a channel k of the X-ray detector 8th , Overall, the X-ray detector has 8th a number of N photodiodes 30 and thus a number N of channels k. Each photodiode 30 converts the light signal that acts on it 28 into a proportional signal value (S (k)). The measurement signal S of the X-ray detector 8th is the totality of all these N signal values S (k).

3 zeigt einen Ausschnitt des Detektors 8 von seiner dem Röntgenstrahl 20 zugewandten Seite her gesehen. Der Detektor 8 ist in Detektormodule 32 unterteilt, die den Detektor 8 in Längsrichtung 34 und in Querrichtung 36 in einzelne Einheiten unterteilen. Jedes Detektormodul wiederum ist in zwei ASIC-Module 38 unterteilt. Einem ASIC-Modul 38 sind acht Photodioden 30 und damit Kanäle k zugeteilt. Somit umfasst ein Detektormodul 32 sechzehn Photodioden 30 und damit Kanäle k. 3 shows a section of the detector 8th from his the X-ray 20 facing side. The detector 8th is in detector modules 32 divided, which is the detector 8th longitudinal 34 and in the transverse direction 36 divide into individual units. Each detector module in turn is in two ASIC modules 38 divided. An ASIC module 38 are eight photodiodes 30 and thus allocated channels k. Thus, a detector module comprises 32 sixteen photodiodes 30 and thus channels k.

In der 3 sind zwölf Detektormodule 32 mit je zwei ASIC-Modulen 38 gezeigt. Dies entspricht insgesamt 192 Kanälen k.In the 3 are twelve detector modules 32 with two ASIC modules each 38 shown. This corresponds to a total of 192 channels k.

Für einen Test des Röntgendetektors 8 auf seine Funktionsfähigkeit hin wird der Röntgendetektor 8 von der Steuereinheit 18 mit einer vorgegebenen Röntgenstrahlung beaufschlagt. Dabei befindet sich keine Person 14 zwischen der Röntgenquelle 6 und dem Röntgendetektor 8, so dass die Beaufschlagung des Röntgendetektors 8 mit dem Röntgenstrahl 20 mit einer gleichmäßigen Leistungsdichte erfolgt.For a test of the X-ray detector 8th on its functioning, the X-ray detector 8th from the control unit 18 subjected to a predetermined X-radiation. There is no person 14 between the X-ray source 6 and the X-ray detector 8th , so that the exposure of the X-ray detector 8th with the x-ray 20 with a uniform power density occurs.

Der Röntgendetektor 8 generiert aus der Röntgenstrahlung das Messsignal S. Das Messsignal S weist für jeden der N Kanäle k einen Signalwert S(k) auf und ist ein N-Tupel. Dieses Messsignal S wird von der Verarbeitungseinheit 18 gemäß 4 in einem Verfahrensschritt 40 erfasst. Ein derartiges Messsignal S ist in den 6a, 7a und 8a gezeigt.The x-ray detector 8th generates the measurement signal S from the X-ray radiation. The measurement signal S has a signal value S (k) for each of the N channels k and is an N-tuple. This measurement signal S is from the processing unit 18 according to 4 in a process step 40 detected. Such a measurement signal S is in the 6a . 7a and 8a shown.

In einem Verfahrensschritt 42 wird eine Medianfilterung Md der Signalwerte S(k) durchgeführt. Für den Median Md mit der Medianbreite j, bezogen auf die Signalwerte S1, ..., Sj, gilt:

Figure 00170001
In one process step 42 a median filtering Md of the signal values S (k) is performed. For the median Md with the median width j, based on the signal values S 1 , ..., S j , the following applies:
Figure 00170001

Die einzelnen Kanäle k mit ihren Signalwerten S(k) werden in einem Verfahrensschritt 44 zu so genannten Signalgruppen Sg(m) zusammengefasst. Dabei bildet jeweils eine Anzahl von Sb Kanälen k eine Signalgruppe Sg(m). Formal ist Sg(m) = {S((m – 1)·Sb + 1), ..., S(m·Sb)}, m ∊ 1, ..., N/Sb. The individual channels k with their signal values S (k) are in one process step 44 into so-called signal groups Sg (m). In each case, a number of Sb channels k forms a signal group Sg (m). Is formal Sg (m) = {S ((m-1) * Sb + 1), ..., S (m * Sb)}, m ∈ 1, ..., N / Sb.

Für eine weitere Betrachtung wird Sb = 16 oder Sb = 8 gesetzt und die Kanäle k werden derart zusammengefasst, dass jede Signalgruppe Sg(m) die Kanäle k eines Detektormoduls 32 oder eines ASIC 38 umfasst.For further consideration, Sb = 16 or Sb = 8 is set and the channels k are combined such that each signal group Sg (m) is the channels k of a detector module 32 or an ASIC 38 includes.

In einem Verfahrensschritt 46 wird für jede Signalgruppe Sg(m) der Mittelwert SM(m) der in der Signalgruppe Sg(m) enthaltenen Signalwerte S(k) berechnet:

Figure 00180001
In one process step 46 the mean value SM (m) of the signal values S (k) contained in the signal group Sg (m) is calculated for each signal group Sg (m):
Figure 00180001

In einem Verfahrensschritt 48 wird zwischen jeweils zwei Mittelwerten SM(m), SM(m + 1) von hinsichtlich ihres Index benachbarten Signalgruppen Sg(m), Sg(m + 1) deren so genanntes Inkrement ISM(m) berechnet. Das Inkrement ist definiert als die Differenz der beiden Mittelwerte SM(m), SM(m + 1): ISM(m) = SM(m + 1) – SM(m); m = 1, ..., N/Sb – 1. In one process step 48 is calculated between each two average values SM (m), SM (m + 1) of signal groups Sg (m), Sg (m + 1) adjacent to their index whose so-called increment ISM (m). The increment is defined as the difference between the two mean values SM (m), SM (m + 1): ISM (m) = SM (m + 1) - SM (m); m = 1, ..., N / Sb - 1.

In einem Verfahrensschritt 50 wird zunächst aus allen Inkrementwerten ISM(m) ein globaler Inkrementwert B gemäß B = Md[N/Sb – 1](ISM(1), ..., ISM(N/Sb – 1)) berechnet. Weiterhin wird in einem Verfahrensschritt 52 gemäß HA = ha1 + ha2·(max[S(k)] – min[S(k)]); k = 1, ..., N ein charakteristischer Amplitudenwert HA berechnet. ha1 ist ein Offset, ha2 ein Skalierungsfaktor mit ha2 << 1. ha1 und ha2 sind empirisch ermittelte Koeffizienten.In one process step 50 First, a global increment value B is calculated from all increment values ISM (m) B = Md [N / Sb-1] (ISM (1), ..., ISM (N / Sb-1)) calculated. Furthermore, in one process step 52 according to HA = ha1 + ha2 * (max [S (k)] - min [S (k)]); k = 1, ..., N a characteristic amplitude value HA is calculated. ha1 is an offset, ha2 is a scaling factor with ha2 << 1. ha1 and ha2 are empirically determined coefficients.

Anschließend werden die Inkremente ISM(m), m = 1, ..., n/Sb – 1 in einem Verfahrensschritt 54 der Reihe nach daraufhin untersucht, ob sie einen Kandidaten für eine außerordentliche Abweichung darstellen. Dies wird mittels einer Schleifenstruktur erreicht.Subsequently, the increments ISM (m), m = 1,..., N / Sb-1 in one process step 54 in turn examined whether they represent a candidate for an extraordinary deviation. This is achieved by means of a loop structure.

Zunächst wird in einem Verfahrensschritt 54a für das Inkrement ISM(m) ein lokaler Inkrementwert A(m) in der Umgebung nl von m gemäß A(m) = Md[nl](ISM(m – nl/2), ..., ISM(m), ..., ISM(m + nl/2)) berechnet.First, in one process step 54a for the increment ISM (m), a local increment value A (m) in the neighborhood nl of m according to A (m) = Md [nl] (ISM (m-nl / 2), ..., ISM (m), ..., ISM (m + nl / 2)) calculated.

In einem Verfahrensschritt 54b wird aus dem lokalen Inkrementwert A(m) und dem im Verfahrenschritt 50 berechneten globalen Inkrementwert B ein charakteristischer Inkrementwert GI(m) als Linearkombination gemäß GI(m) = |α·A(m) + β·B| berechnet. α und β sind empirisch ermittelte Linearkoeffizienten.In one process step 54b is calculated from the local increment value A (m) and in the process step 50 calculated global increment value B is a characteristic increment value GI (m) as a linear combination according to GI (m) = | α · A (m) + β · B | calculated. α and β are empirically determined linear coefficients.

In einem Verfahrensschritt 54c wird zudem ein charakteristischer Streuwert HS(m) bezüglich der in der Signalgruppe Sg(m) enthaltenen Signalwerte S(k) gebildet.In one process step 54c In addition, a characteristic scattering value HS (m) with respect to the signal values S (k) contained in the signal group Sg (m) is formed.

Jede Signalgruppe Sg(m) weist Sb = 16 Signalwerte S(k) auf: Sg(m) = (S1, ..., S16). Each signal group Sg (m) has Sb = 16 signal values S (k): Sg (m) = (S1, ..., S16).

Es werden zwei Mittelwerte m1 = 1 / 3·(S2 + S3 + S4); m2 = 1 / 3·(S13 + S14 + S15) errechnet. Weiter ist HS(m) = hs1 + hs2·| m1 – m2 / m1 + m2|. There are two mean values m1 = 1/3 · (S2 + S3 + S4); m2 = 1/3 · (S13 + S14 + S15) calculated. Next is HS (m) = hs1 + hs2 · | m1 - m2 / m1 + m2 |.

Der charakteristische Streuwert HS(m) ist ein Maß für eine typische Schwankung der Signalwerte S(k) innerhalb der Signalgruppe Sg(m). Er liefert eine weiter gehende Information, als die Standardabweichung σ(Sg(m)) der Signalwerte S(k) einer Signalgruppe Sg(m), da er auch die Position der Signalwerte S(k) innerhalb der Signalgruppe Sg(m) berücksichtigt.The characteristic scattering value HS (m) is a measure of a typical fluctuation of the signal values S (k) within the signal group Sg (m). It provides further information than the standard deviation σ (Sg (m)) of the signal values S (k) of a signal group Sg (m), since it also takes into account the position of the signal values S (k) within the signal group Sg (m).

Es kann aber auch ein Streuwert HS'(m) mit HS'(m) = hs1' + hs2'·σ(Sg(m)) unter Berücksichtigung der Standardabweichung σ(Sg(m)) herangezogen werden. hs1' und hs2' sind Skalierungsfaktoren, mittels derer der eine Anpassung der Standardabweichung σ(Sg(m)) erfolgt.But it can also be a scattering HS '(m) with HS '(m) = hs1' + hs2 '· σ (Sg (m)) taking into account the standard deviation σ (Sg (m)). hs1 'and hs2' are scaling factors by means of which the standard deviation σ (Sg (m)) is adjusted.

Schließlich erfolgt eine Bewertung des Inkrements ISM(m) anhand von Entscheidungsregeln ER1, ER2, ER3. Gemäß der ersten Entscheidungsregel ER1 wird überprüft, ob der Absolutbetrag des Inkrements ISM(m) größer ist als GI(m), d. h. ob |(ISM(m)| > GI(m) gilt. Weiterhin wird gemäß der zweiten Entscheidungsregel ER2 überprüft, ob der Absolutbetrag des Inkrements ISM(m) größer ist als HA, d. h. ob |ISM(m)| > HA gilt. Schließlich wird gemäß der dritten Entscheidungsregel ER3 überprüft, ob der Absolutbetrag des Inkrements ISM(m) größer ist als HS(m), d. h. ob |ISM(m)| > HS(m) gilt.Finally, the increment ISM (m) is evaluated on the basis of decision rules ER1, ER2, ER3. According to the first decision rule ER1, it is checked whether the absolute value of the increment ISM (m) is larger than GI (m), d. H. if | (ISM (m) |> GI (m) holds) Furthermore, according to the second decision rule ER2, it is checked whether the absolute value of the increment ISM (m) is greater than HA, ie, | ISM (m) |> HA. Finally, according to the third decision rule ER3, it is checked whether the absolute value of the increment ISM (m) is greater than HS (m), ie, | ISM (m) |> HS (m).

In einer anderen Variante ist die dritte Entscheidungsregel ER3 modifiziert. Dabei wird die Streuung HS(m) der Werte innerhalb einer Signalgruppe Sg(m) mit dem Wert HL verglichen, d. h. es wird überprüft, ob HS(m) > HL(m) ist.In another variant, the third decision rule ER3 is modified. In this case, the dispersion HS (m) of the values within a signal group Sg (m) is compared with the value HL, i. H. it is checked if HS (m)> HL (m).

Dabei sind HL(m) zu HL(m) = HL'(m)·f(HA) und HL'(m) zu HL'(m) = hl·Md[2·nm + m](HS(m – nm), ..., HS(m), ..., HS(m + nm)) mit nm = 1, 2, ... definiert. hl ist eine empirische Konstante. HL(m) ist ein typischer Streuwert HL'(m) für die Umgebung der Signalgruppe Sg(m), gewichtet mit einem vom charakteristischen Amplitudenwert HA abhängigen Funktional f(HA).Where HL (m) is too close HL (m) = HL '(m) * f (HA) and HL '(m) too HL '(m) = hl * Md [2 * nm + m] (HS (m - nm), ..., HS (m), ..., HS (m + nm)) defined with nm = 1, 2, .... hl is an empirical constant. HL (m) is a typical scattering value HL '(m) for the environment of the signal group Sg (m), weighted with a functional f (HA) dependent on the characteristic amplitude value HA.

In der Praxis hat beispielsweise die Wahl f(HA) = HA + 4 / HA + 50 , hl = 10 sowie mit nm = 1 HL'(m) = 10·Md[3](HS(m – 1), HS(m), HS(m + 1)) bzw. mit nm = 2 HL'(m) = 10·Md[5](HS(m – 2), HS(m – 1), HS(m), HS(m + 1), HS(m + 2)) zufrieden stellende Ergebnisse ergeben. In der 4 ist die alternative Entscheidungsregel ER3 gestrichelt eingezeichnet.In practice, for example, the choice f (HA) = HA + 4 / HA + 50 , hl = 10 and with nm = 1 HL '(m) = 10 * Md [3] (HS (m-1), HS (m), HS (m + 1)) or with nm = 2 HL '(m) = 10 * Md [5] (HS (m-2), HS (m-1), HS (m), HS (m + 1), HS (m + 2)) satisfactory results. In the 4 is the alternative decision rule ER3 dashed lines.

Nur, wenn das betrachtete Inkrement ISM(m) hinsichtlich aller drei Entscheidungsregeln ER1, ER2, ER3 als kritisch eingestuft wird, wird es insgesamt als kritisch eingestuft und ist somit ein Kandidat für eine außerordentliche Abweichung. Dieser Kandidat wird einer weiteren Analyse unterzogen. Wird das Inkrement ISM(m) hingegen hinsichtlich einer der drei Entscheidungsregeln ER1, ER2, ER3 nicht als kritisch eingestuft, wird es insgesamt als gut eingestuft. Es wird sofort mit der Bewertung des folgenden Inkrements ISM(m + 1) fortgefahren.Only if the considered increment ISM (m) is classified as critical with respect to all three decision rules ER1, ER2, ER3, it is classified as critical as a whole and thus is a candidate for an extraordinary deviation. This candidate will undergo further analysis. On the other hand, if the increment ISM (m) is not classified as critical with regard to one of the three decision rules ER1, ER2, ER3, it is classified as good overall. Immediately proceed with the evaluation of the following increment ISM (m + 1).

Gemäß Verfahrensschritt 60 ist eine Korrelationsmatrix Corr1 vorgesehen, die für jedes Inkrement ISM(m) einen Eintrag erhält. Die Korrelationsmatrix wird anfänglich mit Corr1 = (0, ..., 0) als (N/Sb – 1) – Tupel vorbelegt. Wenn alle drei Entscheidungsregeln ER1, ER2, ER3 für ein betrachtetes Inkrement ISM(m) zutreffen, wird dieses Inkrement ISM(m) als kritisch eingestuft. Als Folge wird der m'te Eintrag der Korrelationsmatrix Corr1 zu Corr1(m) = sgn[ISM(m)] gesetzt. Dabei bezeichnet sgn[ISM(m)] das aus der Differenzbildung von SM(m + 1) und SM(m) resultierende Vorzeichen des Inkrements ISM(m). According to process step 60 a correlation matrix Corr1 is provided which receives an entry for each increment ISM (m). The correlation matrix is initially preallocated with Corr1 = (0, ..., 0) as (N / Sb-1) tuple. If all three decision rules ER1, ER2, ER3 apply to a considered increment ISM (m), this increment ISM (m) is classified as critical. As a consequence, the mth entry of the correlation matrix Corr1 becomes too Corr1 (m) = sgn [ISM (m)] set. In this case, sgn [ISM (m)] denotes the sign of the increment ISM (m) resulting from the subtraction of SM (m + 1) and SM (m).

Gemäß Verfahrensschritt 54 wird anschließend das folgende Inkrement ISM(m + 1) einer Bewertung unterzogen, bis sämtliche Inkremente ISM(m), m = 1, ..., N/Sb – 1 bewertet sind.According to process step 54 Then, the following increment ISM (m + 1) is evaluated until all increments ISM (m), m = 1, ..., N / Sb-1 are evaluated.

Gemäß einem Verfahrensschritt 58 wird eine Analyse der Korrelationsmatrix Corr1 durchgeführt. Dabei wird für jeden von Null verschiedenen Koeffizienten Corr1(m) und demnach für jedes als kritisch eingestuftes Inkrement ISM(m) der Wert und das Vorzeichen insbesondere der benachbarten Koeffizienten Corr1(m'), m ≠ m' überprüft. Das Ergebnis wird in einer zweiten Koeffizientenmatrix Corr2 als Koeffizient Corr2(m) hinterlegt. Allemein gilt

Figure 00210001
In accordance with a method step 58 an analysis of the correlation matrix Corr1 is performed. In this case, the value and the sign, in particular of the adjacent coefficients Corr1 (m '), m ≠ m', are checked for each non-zero coefficient Corr1 (m) and therefore for each increment ISM (m) classified as critical. The result is stored in a second coefficient matrix Corr2 as coefficient Corr2 (m). All is valid
Figure 00210001

Die Korrelationsmatrix Corr2 enthält N/Sb Einträge, für jede Signalgruppe Sg(m) einen. Dabei beschreibt der Eintrag Corr2(m), ob und gegebenenfalls wie die Signalwerte S(k) der Signalgruppe Sg(m) zu korrigieren sind.The correlation matrix Corr2 contains N / Sb entries, one for each signal group Sg (m). The entry Corr2 (m) describes whether and, if appropriate, how the signal values S (k) of the signal group Sg (m) are to be corrected.

Im einfachsten Fall werden bei Corr1(m) ≠ 0 nur die Werte Corr1(m) und Corr1(m + 1) überprüft. Damit ist

Figure 00210002
f(Corr1(m), Corr1(m + 1)) bezeichnet dabei ein Funktional, das von den Koeffizienten Corr1(m) und Corr1(m + 1) der Korrelationsmatrix Corr1 abhängt. Es handelt sich hierbei um einen numerischen Wert, der davon abhängt, ob auch Corr1(m + 1) von 0 verschieden ist. Weiterhin wird das Vorzeichen von Corr1(m) und gegebenenfalls von Corr1(m + 1) betrachtet. Der Wert Corr2(1)(1) wird durch Extrapolation ermittelt.In the simplest case, only the values Corr1 (m) and Corr1 (m + 1) are checked for Corr1 (m) ≠ 0. This is
Figure 00210002
f (Corr1 (m), Corr1 (m + 1)) denotes a functional which depends on the coefficients Corr1 (m) and Corr1 (m + 1) of the correlation matrix Corr1. It is a numerical value that depends on whether Corr1 (m + 1) is different from 0. Furthermore, the sign of Corr1 (m) and optionally of Corr1 (m + 1) is considered. The value Corr2 (1) (1) is determined by extrapolation.

In einer Verfeinerung werden auch die nächsten Koeffizienten Werte Corr1(m – 1) und Corr2(m + 2) in die Betrachtung mit einbezogen. Formal:

Figure 00220001
∀m = 1, ..., N/Sb – 2. f(Corr1(m – 1), Corr1(m), Corr1(m + 1), Corr1(m + 2)) liefert wieder einen numerischen Wert, der davon abhängt, welche der Koeffizienten von 0 verschieden sind und welches Vorzeichen sie haben. Die Werte Corr2(2)(1), Corr2(2)(2) und Corr2(2)(N/Sb) werden durch Extrapolation ermittelt.In a refinement, the next coefficient values Corr1 (m-1) and Corr2 (m + 2) are also taken into consideration. Formal:
Figure 00220001
∀m = 1, ..., N / Sb - 2. f (Corr1 (m - 1), Corr1 (m), Corr1 (m + 1), Corr1 (m + 2)) returns a numerical value that returns depends on which of the coefficients are different from 0 and which sign they have. The values Corr2 (2) (1), Corr2 (2) (2) and Corr2 (2) (N / Sb) are determined by extrapolation.

In einem weiteren Verfahrensschritt 60 erfolgt die Korrektur SK derjenigen Signalgruppen Sg(m), für deren Koeffizient Corr2(m) die Korrelationsmatrix Corr2 einen von 0 verschiedenen Wert aufweist. Für eine zu korrigierende Signalgruppe SgK(m) gilt formal:

Figure 00220002
In a further process step 60 the correction S K of those signal groups Sg (m) takes place, for whose coefficient Corr2 (m) the correlation matrix Corr2 has a value different from 0. For a signal group Sg K (m) to be corrected, the following applies formally:
Figure 00220002

Die Korrektur f(Corr2(m), S(k')) hängt zum einen vom numerischen Wert von Corr2(m) ab. Sie wird mittels der Signalwerte S(k') der benachbarten Signalgruppen Sg(m'), m' ≠ m bei denen Corr2(m') = 0, also bei denen keine außerordentliche Abweichung vorliegt. Die Korrektur kann dabei eine Kombination aus Mittelwertbildung, Intrapolation und Extrapolation sein. The correction f (Corr2 (m), S (k ')) depends on the one hand on the numerical value of Corr2 (m). It is determined by means of the signal values S (k ') of the adjacent signal groups Sg (m'), m '≠m where Corr2 (m') = 0, ie where there is no extraordinary deviation. The correction can be a combination of averaging, intrapolation and extrapolation.

Damit lässt sich die korrigierte Signalgruppe SgK(m) zusammengefasst schreiben: SgK(m) = {SK((m – 1)·Sb + 1), ..., SK(m·Sb)}, m ∊ 1, ..., N / Sb. This allows the corrected signal group Sg K (m) to be summarized: Sg K (m) = {S K ((m-1) * Sb + 1), ..., S K (m * Sb)}, m ∈ 1, ..., N / Sb.

Für das korrigierte Signal SK ergibt sich damit: S ↦ SK Sg(m) → SgK(m) ∀m: Corr2(m) ≠ 0 Sg(m) → Sg(m) sonst For the corrected signal S K, this yields: S ↦ S K Sg (m) → Sg K (m) ∀m: Corr2 (m) ≠ 0 Sg (m) → Sg (m) otherwise

Das korrigierte Messsignal SK setzt sich somit stückweise zusammen aus Bereichen, in denen eine Korrektur durchgeführt wird, und aus Bereichen, in denen das Messsignal S unverändert übernommen wird.The corrected measurement signal S K is thus piecewise composed of areas in which a correction is performed, and of areas in which the measurement signal S is taken over unchanged.

In einem weiteren Verfahrensschritt 62 wird eine Tiefpassfilterung TP des korrigierten Messsignals SK durchgeführt. Dabei werden die Signalwerte SK(k) mit dem Filterkern G(i) einer Gaußschen Normalverteilung gewichtet. Für den Filterkern G(i) der Gaußschen Normalverteilung gilt:

Figure 00230001
In a further process step 62 a low-pass filtering TP of the corrected measurement signal S K is performed. In this case, the signal values S K (k) are weighted with the filter kernel G (i) of a Gaussian normal distribution. For the filter kernel G (i) of the Gaussian normal distribution, the following applies:
Figure 00230001

Dabei werden zur Wichtung 2l + 1 Werte (Filterbreite) herangezogen. NSigma bestimmt den diskreten Bereich der Normalverteilung, der für die Gewichtung herangezogen wird. In der Praxis finden z. B. NSigma = 3 oder NSigma = 5 Anwendung.For weighting, 2l + 1 values (filter width) are used. NSigma determines the discrete range of normal distribution used for weighting. In practice z. Eg NSigma = 3 or NSigma = 5 application.

Durch Änderung von 1 lässt sich der Charakter der Wichtung anpassen. Die Tiefpassfilterung TP für einen korrigierten Signalwert SK(k) ergibt sich zu

Figure 00230002
Changing 1 adjusts the character of the weighting. The low-pass filtering TP for a corrected signal value S K (k) is given by
Figure 00230002

Es ergibt sich das tiefpassgefilterte korrigierte Signal TP(SK).The result is the low-pass filtered corrected signal TP (S K ).

In einem abschließenden Verfahrensschritt 64 werden die hochpassgefilterten Werte HP(SK(k)) aus den tiefpassgefilterten Werten TP(SK(k)) errechnet. Dazu werden die tiefpassgefilterten Werte TP(SK(k)) von den Messwerten S(k) subtrahiert, HP(SK(k)) = S(k) – TP(SK(k)); k = 1, ..., N. In a final process step 64 the high-pass filtered values HP (S K (k)) from the low-pass filtered values TP (S K (k)) is calculated. For this purpose, the low-pass filtered values TP (S K (k)) are subtracted from the measured values S (k), HP (S K (k)) = S (k) -TP (S K (k)); k = 1, ..., N.

Es ergibt sich das hochpassgefilterte Signal HP(S(k), TP(SK)).The result is the high-pass filtered signal HP (S (k), TP (S K )).

5a–b erläutert exemplarisch den Übergang von Verfahrensschritt 56 zu Verfahrensschritt 58 und die Ermittlung von Corr2 aus Corr1. In 5a liegt bezüglich der Signalgruppe Sg(m ^1) eine außerordentliche Abweichung Abw vor. Dies ist aus den beiden Inkrementen ISM(m ^1 – 1) = SM(m ^1) – SM(m ^1 – 1) und ISM(m ^1) = SM(m ^1 + 1) – SM(m ^1) ersichtlich. Bei einer starken positiven Abweichung Abw der Werte der Signalgruppe Sg(m ^1) ist ISM(m ^1 – 1) groß und positiv mit Corr1(m ^1 – 1) = +1 und ISM(m ^1) groß und negativ mit Corr1(m ^1) = –1 . Durch die beiden nebeneinander liegenden Einträge in Corr1 und den Vorzeichenwechsel ist die außerordentliche Abweichung Abw somit eindeutig identifiziert. Es wird Corr2(m ^1) = f(Corr1(m ^1 – 1), Corr1(m)) = k1 gesetzt. Somit ist die Art der bezüglich der Signalgruppe Sg(m ^1) durchzuführenden Korrektur k1 vorgegeben. 5a -B exemplifies the transition from process step 56 to process step 58 and the detection of Corr2 from Corr1. In 5a lies with respect to the signal group Sg (m ^ 1 ) an extraordinary deviation abw ago. This is from the two increments ISM (m ^ 1 - 1) = SM (m ^ 1 ) - SM (m ^ 1 - 1) and ISM (m ^ 1 ) = SM (m ^ 1 + 1) - SM (m ^ 1 ) seen. With a strong positive deviation Abw the values of the signal group Sg (m ^ 1 ) is ISM (m ^ 1 - 1) big and positive with Corr1 (m ^ 1 - 1) = +1 and ISM (m ^ 1 ) big and negative with Corr1 (m ^ 1 ) = -1 , Due to the two adjacent entries in Corr1 and the change of sign, the extraordinary deviation Abw is thus clearly identified. It will Corr2 (m ^ 1 ) = f (Corr1 (m ^ 1 - 1), Corr1 (m)) = k 1 set. Thus, the type of the signal group is Sg (m ^ 1 ) to be performed correction k 1 predetermined.

Eine negative außerordentliche Abweichung ist in analoger Form detektierbar.A negative extraordinary deviation can be detected in analogous form.

5b zeigt eine außerordentliche Abweichung Abw, die sich auf zwei nebeneinander liegende Signalgruppen Sg(m ^2) und Sg(m ^2 + 1) erstreckt. Hier ist ISM(m ^2 – 1) = SM(m ^2) – SM(m ^2 – 1) groß, positiv → Corr1(m ^2) = +1 ISM(m ^2) = SM(m ^2 + 1) – SM(m ^2) im normalen Bereich → Corr1(m ^2 + 1) = 0 ISM(m ^2 + 1) = SM(m ^2 + 2) – SM(m ^2 + 1) groß, positiv → Corr1(m ^2 + 2) = –1. 5b shows an extraordinary deviation abw, referring to two adjacent signal groups Sg (m ^ 2 ) and Sg (m ^ 2 + 1) extends. Here is ISM (m ^ 2 - 1) = SM (m ^ 2 ) - SM (m ^ 2 - 1) large, positive → Corr1 (m ^ 2 ) = +1 ISM (m ^ 2 ) = SM (m ^ 2 + 1) - SM (m ^ 2 ) in the normal range → Corr1 (m ^ 2 + 1) = 0 ISM (m ^ 2 + 1) = SM (m ^ 2 + 2) - SM (m ^ 2 + 1) large, positive → Corr1 (m ^ 2 + 2) = -1.

Sind auch die benachbarten Einträge in Corr1, nämlich Corr1(m ^2 – 1) und Corr1(m ^2 + 3), gleich 0, so kann aus der Bedingung Corr1(m ^2) + Corr1(m ^2 + 2) = 0 auf eine außerordentliche Abweichung Abw geschlossen werden, die die beiden Signalgruppen Sg(m ^2) und Sg(m ^2 + 1) betrifft. Somit wird Corr2(m ^2) = k2 und Corr2(m ^2 + 1) = k'2. Die Koeffizienten k2 und k'2 geben die Art der Korrektur vor.Are also the adjacent entries in Corr1, namely Corr1 (m ^ 2 - 1) and Corr1 (m ^ 2 + 3), equal to 0, so can from the condition Corr1 (m ^ 2 ) + Corr1 (m ^ 2 + 2) = 0 be closed to an extraordinary deviation Abw which the two signal groups Sg (m ^ 2 ) and Sg (m ^ 2 + 1) concerns. Thus, will Corr2 (m ^ 2 ) = k 2 and Corr2 (m ^ 2 + 1) = k ' 2 . The coefficients k 2 and k ' 2 specify the type of correction.

Analog kann aus der Bedingung Corr1(m ^2) + Corr1(m ^2 + 2) = 0 sowie Corr1(m ^2) = –1 und Corr1(m ^2 + 2) = +1 auf eine die beiden Signalgruppen Sg(m ^2) und Sg(m ^2 + 1) betreffende außerordentliche negative Abweichung geschlossen werden.Analog can be from the condition Corr1 (m ^ 2 ) + Corr1 (m ^ 2 + 2) = 0 such as Corr1 (m ^ 2 ) = -1 and Corr1 (m ^ 2 + 2) = +1 on one the two signal groups Sg (m ^ 2 ) and Sg (m ^ 2 + 1) exceptional negative deviation.

6a zeigt ein Messsignal S des Röntgendetektors 8. Das Messsignal S weist bei der Signalgruppe Sg(m1) eine außerordentliche Abweichung Abw der Signalwerte S(k) auf. Bezüglich der anderen Signalgruppen Sg(m), m ≠ m1 verläuft das Messsignal S gleichmäßig mit lediglich geringen Schwankungen. Das Messsignal S wird gemäß des in der 4 gezeigten Algorithmus analysiert. Dabei wird die außerordentliche Abweichung Abw der Signalgruppe Sg(m1) detektiert. Die Signalwerte S(k) der Signalgruppe Sg(m1) werden durch korrigierte Signalwerte SK(k) ersetzt. Dabei werden zur Korrektur die Signalwerte S(k) der benachbarten Signalgruppen, insbesondere von Sg(m1 – 1) und Sg(m1 + 1), herangezogen, aus denen mittels einer Kombination aus Interpolation, Extrapolation und Mittelwertbildung die korrigierten Signalwerte SK(k) für Sg(m1) generiert werden. Es ergibt sich ein Polygonzug, der in der 6b als gestrichelte Linie eingezeichnet ist. Die Korrektur wird derart durchgeführt, dass die korrigierten Signalwerte SK(k) den für die Signalgruppe Sg(m1) ohne die außerordentliche Abweichung Abw zu erwartenden Signalwerten entsprechen. Außerhalb der Signalgruppe Sg(m1) werden die Signalwerte S(k) nicht korrigiert. Damit entspricht das korrigierte Signal SK bis auf den Bereich der Signalgruppe Sg(m1) dem ursprünglichen Messsignal S. 6a shows a measurement signal S of the X-ray detector 8th , The measurement signal S has an extraordinary deviation Abw of the signal values S (k) in the signal group Sg (m 1 ). With regard to the other signal groups Sg (m), m ≠ m 1 , the measuring signal S runs uniformly with only slight fluctuations. The measurement signal S is in accordance with the in the 4 analyzed algorithm. In this case, the extraordinary deviation Abw of the signal group Sg (m 1 ) is detected. The signal values S (k) of the signal group Sg (m 1 ) are replaced by corrected signal values S K (k). In this case, the signal values S (k) of the adjacent signal groups, in particular of Sg (m 1 - 1) and Sg (m 1 + 1), are used for the correction, from which the corrected signal values S K by means of a combination of interpolation, extrapolation and averaging (k) are generated for Sg (m 1 ). This results in a polygon, which in the 6b is shown as a dashed line. The correction is performed such that the corrected signal values S K (k) correspond to the signal values to be expected for the signal group Sg (m 1 ) without the extraordinary deviation Abw. Outside the signal group Sg (m 1 ), the signal values S (k) are not corrected. Thus, the corrected signal S K corresponds to the original measurement signal S except for the region of the signal group Sg (m 1 ).

6c zeigt das tiefpassgefilterte korrigierte Signal TP(SK). Aufgrund der Korrektur vor der Tiefpassfilterung TP ergibt sich ein auch im Bereich der Signalgruppe Sg(m1) vergleichmäßiges Tiefpasssignal TP(SK). Ohne die Korrektur des Messsignals S wäre die außerordentliche Abweichung Abw im Tiefpasssignal TP(S) noch klar erkennbar, wenn auch durch die Tiefpassfilterung TP abgeschwächt. 6c shows the low-pass filtered corrected signal TP (S K ). Due to the correction before the low-pass filtering TP, a low-pass signal TP (S K ) which is uniform even in the region of the signal group Sg (m 1 ) results. Without the correction of the measurement signal S, the extraordinary deviation Abw in the low-pass signal TP (S) would still be clearly recognizable, although attenuated by the low-pass filtering TP.

6d zeigt das durch Hochpassfilterung HP aus dem Tiefpasssignal TP(SK) und dem Messsignal S errechnete Hochpasssignal HP(SK). Außerhalb von Sg(m1) ist durch die Differenzbildung nur noch ein Untergrund vorhanden. Die Abweichung Abw lässt sich damit eindeutig bestimmen und der Signalgruppe Sg(m1) zuordnen. 6d shows the high-pass filtering HP from the low-pass signal TP (S K ) and the measured signal S calculated high-pass signal HP (S K ). Outside of Sg (m 1 ), there is only one background due to the subtraction. The deviation Abw can thus be clearly determined and assigned to the signal group Sg (m 1 ).

Bezogen auf den Röntgendetektor 8 des Computertomographen 2 bedeutet das folgendes: jede Signalgruppen Sg(m) entspricht den Kanälen k eines Detektormoduls 32. Die detektierte außerordentliche Abweichung Abw für die Signalgruppe Sg(m1) entspricht einem Defekt im Detektormodul 32 mit der Nummer m1. In der Folge können gezielte Maßnahmen zur Instandsetzung des entsprechenden Detektormoduls 32 getroffen werden. Dies kann beispielsweise ein Tausch dieses Detektormoduls m1 sein.Relative to the x-ray detector 8th of the computer tomograph 2 this means the following: each signal group Sg (m) corresponds to the channels k of a detector module 32 , The detected extraordinary Deviation Abw for the signal group Sg (m 1 ) corresponds to a defect in the detector module 32 with the number m 1 . As a result, targeted measures for the repair of the corresponding detector module 32 to be hit. This can be, for example, an exchange of this detector module m 1 .

6e zeigt zum Vergleich das Hochpasssignal HP(S) ohne eine Durchführung einer Signalkorrektur vor der Tiefpassfilterung. Mit anderen Worten erfolgt hier zur Generierung des Tiefpasssignals nur eine Mittelwertbildung mit einem Gaußschen Filterkern, wie in Verfahrensschritt 66 beschrieben. Die Abweichung Abw tritt hier zwar ebenfalls deutlich hervor. Jedoch weisen die Signalwerte S(k) der benachbarten Signalgruppen Sg(m1 – 1), Sg(m1 + 1) ebenfalls eine starke Abweichung auf. Diese starke Abweichung ist ein Artefakt Af und kommt nur durch die Art der Mittelwertbildung zustande. Als Folge werden jedoch die Detektormodule m1 – 1, m1 und m1 + 1 als fehlerhaft identifiziert. Zum einen werden daher die Detektormodule m1 – 1 und m1 + 1 im Rahmen einer Wartung auf vermeintliche Fehler hin untersucht. Im Extremfall werden alle drei Detektormodule m1 – 1, m1 und m1 + 1 getauscht. Eine Wartung des Röntgendetektors 8 dauert daher länger, als bei einer Vorverarbeitung des Messsignals S zur Erkennung von Signaltendenzen. Außerdem werden im Extremfall die Detektormodule m1 – 1 und m1 + 1 getauscht, obwohl sie keinen Fehler aufweisen. Dies führt zu erhöhten Materialkosten bei der Wartung. 6e shows for comparison the high-pass signal HP (S) without performing a signal correction before the low-pass filtering. In other words, here only an averaging with a Gaussian filter core takes place in order to generate the low-pass signal, as in method step 66 described. The deviation Abw also clearly shows here. However, the signal values S (k) of the adjacent signal groups Sg (m 1 -1), Sg (m 1 + 1) also have a large deviation. This strong deviation is an artifact Af and comes about only through the way of averaging. As a result, however, the detector modules m 1 - 1, m 1 and m 1 + 1 are identified as defective. On the one hand, therefore, the detector modules m 1 - 1 and m 1 + 1 are examined as part of a maintenance for alleged errors out. In extreme cases, all three detector modules m 1 - 1, m 1 and m 1 + 1 exchanged. Maintenance of the X-ray detector 8th Therefore takes longer than in a preprocessing of the measurement signal S for detecting signal tendencies. In addition, in extreme cases, the detector modules m 1 - 1 and m 1 + 1 exchanged, although they have no error. This leads to increased material costs during maintenance.

In 7a ist ein zweites Messsignal S des Röntgendetektors 8 dargestellt. Das Messsignal S weist hinsichtlich seiner Signalwerte in drei benachbarten Signalgruppen Sg(m2 – 1), Sg(m2) und Sg(m2 + 1) eine außerordentliche Abweichung Abw auf. Diese außerordentliche Abweichung Abw wird detektiert. Unter Einbeziehung insbesondere der benachbarten Signalgruppen Sg(m2 – 2) und Sg(m2 + 2) erfolgt eine Errechnung von korrigierten Signalwerten SK(k) für die drei Signalgruppen Sg(m2 – 1), Sg(m2) und Sg(m2 + 1), mittels derer die ursprünglichen Signalwerte S(k) ersetzt werden. Sämtliche andere Signalgruppen

Figure 00270001
bleiben wiederum unverändert. Das korrigierte Signal SK ist in 7b dargestellt. Es verläuft nach der Korrektur quasikontinuierlich. Daher lässt sich das korrigierte Signal SK einer Tiefpassfilterung TP gemäß 7c unterziehen, ohne dass im tiefpassgefilterten Signal TP(SK) Änderungen erkennbar wären.In 7a is a second measurement signal S of the X-ray detector 8th shown. The measurement signal S has an extraordinary deviation Abw with respect to its signal values in three adjacent signal groups Sg (m 2 -1), Sg (m 2 ) and Sg (m 2 + 1). This extraordinary deviation Abw is detected. Including in particular the adjacent signal groups Sg (m 2 - 2) and Sg (m 2 + 2), a calculation of corrected signal values S K (k) for the three signal groups Sg (m 2 - 1), Sg (m 2 ) and Sg (m 2 + 1), by means of which the original signal values S (k) are replaced. All other signal groups
Figure 00270001
remain unchanged. The corrected signal S K is in 7b shown. It proceeds quasi-continuously after the correction. Therefore, the corrected signal S K of a low-pass filtering TP according to 7c without any changes being detectable in the low-pass filtered signal TP (S K ).

Die drei Signalgruppen Sg(m2 – 1), Sg(m2) und Sg(m2 + 1) mit den außerordentlichen Abweichungen sind wiederum im hochpassgefilterten Signal HP(SK) gemäß 7d erkennbar. Daraus lässt sich auf einen Fehler in den drei benachbarten Detektormodulen m2 – 1, m2 und m2 + 1 schließen und es lassen sich entsprechende Gegenmaßnahmen ergreifen.The three signal groups Sg (m 2 -1), Sg (m 2 ) and Sg (m 2 + 1) with the extraordinary deviations are again in the high-pass filtered signal HP (S K ) according to 7d recognizable. From this an error in the three adjacent detector modules m 2 - 1, m 2 and m 2 + 1 can be concluded and corresponding countermeasures can be taken.

Wird hingegen eine Tiefpassfilterung TP ohne eine Vorverarbeitung des Messsignals durchgeführt, wie in 7e gezeigt, so werden auch die benachbarten Signalgruppen Sg(m2 – 2) und Sg(m2 + 2) als mit einer außergewöhnlichen Abweichung Abw versehen detektiert.If, on the other hand, a low-pass filtering TP is carried out without preprocessing the measuring signal, as in FIG 7e are shown, so the adjacent signal groups Sg (m 2 - 2) and Sg (m 2 + 2) are provided provided with an exceptional deviation Abw.

8a zeigt ein drittes Messsignal S des Röntgendetektors 8 mit zwei Abweichungen Abw. Die erste Abweichung Abw erstreckt sich über die gesamte erste Signalgruppe Sg(1). Die zweite Abweichung Abw ist eine auf einen einzigen Kanal beschränkte Abweichung innerhalb der Signalgruppe Sg(m3). 8b zeigt das korrigierte Signal SK. Die Korrektur SgK(1) für die erste Signalgruppe wird erhalten, indem mittels der Signalwerte S3(2) der zweiten Signalgruppe eine Extrapolation durchgeführt wird. Die zweite Abweichung Abw bei der Signalgruppe Sg(m3) wird bereits mittels der Medianwertfilterung nach Verfahrensschritt 42 eliminiert. Wiederum wird eine Tiefpassfilterung TP durchgeführt. Das tiefpassgefilterte Signal TP(SK) ist in 8c gezeigt. Die beiden außerordentlichen Abweichungen Abw machen sich im tiefpassgefilterten Signal TP(SK) nicht mehr bemerkbar. Das hochpassgefilterte Signal HP(SK) ist in 7d gezeigt. Deutlich sind die beiden Abweichungen Abw bei den Signalgruppen Sg(1) und Sg(m3) erkennbar. Die Vorverarbeitung des Messsignals S hilft somit auch bei der Erkennung einer außerordentlichen Abweichung Abw am Rand des Kanalspektrums und bei der Erkennung der Abweichung Abw einzelner Kanäle. 8a shows a third measurement signal S of the X-ray detector 8th with two deviations The first deviation Abw extends over the entire first signal group Sg (1). The second deviation Abw is a deviation limited to a single channel within the signal group Sg (m 3 ). 8b shows the corrected signal S K. The correction Sg K (1) for the first signal group is obtained by extrapolating by means of the signal values S 3 (2) of the second signal group. The second deviation Abw in the signal group Sg (m 3 ) is already using the median value filtering by method step 42 eliminated. Again, a low-pass filtering TP is performed. The low-pass filtered signal TP (S K ) is in 8c shown. The two extraordinary deviations Abw are no longer noticeable in the low-pass filtered signal TP (S K ). The high-pass filtered signal HP (S K ) is in 7d shown. Clearly, the two deviations Abw in the signal groups Sg (1) and Sg (m 3 ) can be seen. The preprocessing of the measurement signal S thus also helps in detecting an extraordinary deviation Abw at the edge of the channel spectrum and in detecting the deviation Abw of individual channels.

In 8e ist demgegenüber das hochpassgefilterte Signal HP(S) ohne eine Vorverarbeitung des Messsignals S vor der Tiefpassfilterung TP dargestellt. Die erste Abweichung Abw in der Signalgruppe Sg(1) wird zwar erkannt, aber auch noch auf die zweite Signalgruppe Sg(2) bezogen. Die zweite Abweichung Abw bei der Signalgruppe Sg(m3) ist aufgrund der Tiefpassfilterung TP über mehrere Kanäle k verteilt. Liegt diese Einkanalabweichung am Rand der Signalgruppe Sg(m3), oder aber weist sie einen sehr hohen Wert auf, werden auch die benachbarte Signalgruppen Sg(m3 – 1) und/oder Sg(m3 + 1) als fehlerhaft identifiziert. Da insbesondere Einkanalabweichungen bei einem Röntgendetektor 8 von einer Bildverarbeitungssoftware vergleichsweise einfach korrigierbar sind und in diesem Fall ein Tausch eines Detektormoduls 32 nicht unbedingt notwendig ist, werden hier im Extremfall bei der Durchführung einer Wartung bis zu drei Detektoren m3 – 1, m3 und m3 + 1 unnötiger Weise getauscht.In 8th In contrast, the high-pass-filtered signal HP (S) is shown without preprocessing the measurement signal S before the low-pass filtering TP. Although the first deviation Abw in the signal group Sg (1) is detected, it is also related to the second signal group Sg (2). The second deviation Abw in the signal group Sg (m 3 ) is distributed over several channels k due to the low-pass filtering TP. If this single-channel deviation lies at the edge of the signal group Sg (m 3 ), or if it has a very high value, the adjacent signal groups Sg (m 3 -1) and / or Sg (m 3 + 1) are also identified as defective. In particular, single-channel deviations in an X-ray detector 8th be easily corrected by an image processing software and in this case an exchange of a detector module 32 is not absolutely necessary, up to three detectors m 3 - 1, m 3 and m 3 + 1 are unnecessarily exchanged here in the extreme case when performing a maintenance.

Wie bereits schon bei der Beschreibung von 4 angesprochen, lässt sich durch die Wahl der Signalbreite zu Sb = 8 auch eine einem ASIC 38 zugeordnete Signalgruppe Sg(m) und damit der Zustand eines einzelnen ASIC 38 mit dem beschriebenen Verfahren auf eine außerordentliche Abweichung hin überprüfen.As already in the description of 4 addressed, by the choice of the signal width to Sb = 8 also an ASIC 38 assigned signal group Sg (m) and thus the state of a single ASIC 38 Check for abnormal deviation with the procedure described.

Claims (21)

Verfahren zur Analyse eines aus einzelnen Signalwerten (S(k)) bestehenden Messsignals (S) auf außerordentliche Abweichungen, insbesondere eines Messsignals (S) eines medizinischen Bilddetektors (8), wobei das Messsignal (S) mit einem mehrere Kanäle (k) aufweisenden Detektor (8) erfasst wurde und jedem Kanal (k) ein jeweiliger Signalwert (S(k)) zugeordnet ist, wobei in einem ersten Schritt das Messsignal (S) einer Vorverarbeitung unterzogen wird, in einem zweiten Schritt das vorverarbeitete Signal (SK) zur Ermittlung eines Filtersignals (TP) einer Filterung unterzogen wird, in einem dritten Schritt das Messsignal (S) und das Filtersignal (TP) miteinander verglichen werden, wobei durch die Vorverarbeitung eine Signalgruppe (Sg(m)) im Messsignal (S) ermittelt wird, die eine außerordentlichen Abweichung aufweist und im Bereich der Signalgruppe (Sg(m)) das Messsignal (S) korrigiert wird, derart, dass ein Artefakt (AF) im Filtersignal (TP(SK)) insbesondere im Randbereich angrenzender Signalgruppen vermieden ist.Method for analyzing a measuring signal (S) consisting of individual signal values (S (k)) for extraordinary deviations, in particular of a measuring signal (S) of a medical image detector ( 8th ), wherein the measuring signal (S) with a multiple channels (k) having detector ( 8th ) and a respective signal value (S (k)) is assigned to each channel (k), wherein in a first step the measurement signal (S) is subjected to preprocessing, in a second step the preprocessed signal (S K ) for determining a Filtering (TP) is subjected to a filtering, in a third step, the measurement signal (S) and the filter signal (TP) are compared with each other, wherein the preprocessing a signal group (Sg (m)) in the measurement signal (S) is determined, the one has extraordinary deviation and in the region of the signal group (Sg (m)), the measurement signal (S) is corrected, such that an artifact (AF) in the filter signal (TP (S K )), in particular in the edge region of adjacent signal groups is avoided. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur Korrektur von Abweichungen (Abw) einzelner Signalwerte (S(k)) eine Medianfilterung (Md[j]) durchgeführt wird.Method according to Claim 1, wherein a median filtering (Md [j]) is carried out for the correction of deviations (Abw) of individual signal values (S (k)). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die einzelnen Signalwerte (S(k)) zu Signalgruppen (Sg(m)) zusammengefasst werden und gemeinsam zur Ermittlung der Signalgruppe (Sg(m)) mit der außerordentlichen Abweichung Abw ausgewertet werden.The method of claim 1 or 2, wherein the individual signal values (S (k)) to signal groups (Sg (m)) are combined and evaluated together to determine the signal group (Sg (m)) with the extraordinary deviation Abw. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die einzelnen der Signalgruppe (Sg(m)) zugeordneten Kanäle (k) eine zusammenhängende Einheit bilden.Method according to Claim 3, in which the individual channels (k) assigned to the signal group (Sg (m)) form a coherent unit. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei jeweils zu den einzelnen Signalgruppen (Sg(m)) ein Mittelwert (SM(m)) der Signalwerte (S(k)) gebildet wird und aus den Mittelwerten (SM(m)) zweier benachbarter Signalgruppen (Sg(m), Sg(m + 1)) ein Inkrementwert (ISM(m)) für eine der beiden Signalgruppen (Sg(m)) ermittelt wird.Method according to Claim 3 or 4, wherein an average value (SM (m)) of the signal values (S (k)) is formed in each case relative to the individual signal groups (Sg (m)) and from the mean values (SM (m)) of two adjacent signal groups (Sg (m), Sg (m + 1)) an increment value (ISM (m)) for one of the two signal groups (Sg (m)) is determined. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Inkrementwert (ISM(m)) mit einem für das Messsignal charakteristischen Inkrementwert (B, A(m), GI(m)) verglichen wird und in Abhängigkeit einer ersten Entscheidungsregel (ER1) als gut oder kritisch eingestuft wird.Method according to Claim 5, wherein the increment value (ISM (m)) is compared with an increment value (B, A (m), GI (m)) characteristic of the measurement signal and classified as good or critical in dependence on a first decision rule (ER1) becomes. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der charakteristische Inkrementwert ein globaler Inkrementwert (B) ist.The method of claim 6, wherein the characteristic increment value is a global increment value (B). Verfahren nach Anspruch 6, wobei der charakteristische Inkrementwert ein lokaler Inkrementwert (A(m)) ist.The method of claim 6, wherein the characteristic increment value is a local increment value (A (m)). Verfahren nach den Ansprüchen 6 bis 8, wobei der charakteristische Inkrementwert eine Linearkombination (GI(m)) aus dem lokalen Inkrementwert (A(m)) und dem globalen Inkrementwert (B) ist.The method of claims 6 to 8, wherein the characteristic increment value is a linear combination (GI (m)) of the local increment value (A (m)) and the global increment value (B). Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei der Inkrementwert (ISM(m)) mit einem für das Messsignal (S) charakteristischen Amplitudenwert (HA) verglichen wird und in Abhängigkeit einer zweiten Entscheidungsregel (ER2) als gut oder kritisch eingestuft wird.Method according to one of Claims 6 to 9, wherein the increment value (ISM (m)) is compared with an amplitude value (HA) characteristic of the measurement signal (S) and is classified as good or critical as a function of a second decision rule (ER2). Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei der Inkrementwert (ISM(m)) der Signalgruppe (Sg(m)) mit einem für die Signalgruppe (Sg(m)) charakteristischen Streuwert (HS(m)) verglichen wird und in Abhängigkeit einer dritten Entscheidungsregel (ER3) als gut oder kritisch eingestuft wird.Method according to one of Claims 6 to 10, wherein the increment value (ISM (m)) of the signal group (Sg (m)) is compared with a scatter value (HS (m)) which is characteristic of the signal group (Sg (m)) and in dependence a third decision rule (ER3) is classified as good or critical. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei das Ergebnis der Entscheidungsregeln (ER1, ER2, ER3) in einer Korrelationsmatrix (Corr1) hinterlegt wird.Method according to one of claims 6 to 11, wherein the result of the decision rules (ER1, ER2, ER3) is stored in a correlation matrix (Corr1). Verfahren nach Anspruch 12, wobei in der Korrelationsmatrix (Corr1) ein Inkrementwert (ISM(m)) als fehlerhaft eingestuft wird, wenn der Inkrementwert (ISM(m)) bei mehreren Entscheidungsregeln (ER1, ER2, ER3) als kritisch eingestuft wurde. Method according to claim 12, wherein in the correlation matrix (Corr1) an increment value (ISM (m)) is classified as erroneous if the increment value (ISM (m)) has been classified as critical in a plurality of decision rules (ER1, ER2, ER3). Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei in der Korrelationsmatrix (Corr1) ein Inkrementwert (ISM(m)) bereits dann als gut eingestuft wird, wenn er beim Vergleich mit dem charakteristischen Inkrementwert (A(m), B, GI(m)) als gut eingestuft wurde.Method according to claim 12 or 13, wherein in the correlation matrix (Corr1) an increment value (ISM (m)) is classified as good already when compared to the characteristic increment value (A (m), B, GI (m)) was rated as good. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem aus der ersten Korrelationsmatrix (Corr1) eine zweite Korrelationsmatrix (Corr2) erstellt wird, wobei durch Vergleich der benachbarten Werte in der ersten Korrelationsmatrix (Corr1) auf unterschiedliche Typen von außerordentlichen Abweichungen rückgeschlossen wird und in der zweiten Korrelationsmatrix (Corr2) den entsprechenden Signalgruppen Sg(m) typenspezifische Kennziffern (k1, k2, k'2) zugeordnet werden.Method according to one of Claims 12 to 14, in which a second correlation matrix (Corr2) is created from the first correlation matrix (Corr1), different types of extraordinary deviations being inferred by comparison of the adjacent values in the first correlation matrix (Corr1) the second correlation matrix (Corr2) are assigned to the corresponding signal groups Sg (m) type-specific code numbers (k 1 , k 2 , k ' 2 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 15, bei dem als Signalgruppen (Sg(m)), die eine außerordentliche Abweichung Abw aufweisen, nur diejenigen Signalgruppen (Sg(m)) identifiziert werden, deren Inkrementwert (ISM(m)) zumindest als kritisch eingestuft wurde.Method according to one of Claims 6 to 15, in which, as signal groups (Sg (m)) which have an extraordinary deviation Abw, only those signal groups (Sg (m)) are identified, their increment value (ISM (m)) being at least critical was classified. Verfahren nach Anspruch 15 und 16, bei dem als Signalgruppen (Sg(m)), die eine außerordentliche Abweichung aufweisen, nur diejenigen Signalgruppen (Sg(m)) identifiziert werden, denen eine Kennziffer (k1, k2, k'2) zugeordnet ist.Method according to Claims 15 and 16, in which as signal groups (Sg (m)) which have an extraordinary deviation, only those signal groups (Sg (m)) to which a code number (k 1 , k 2 , k ' 2 ) is identified are identified. assigned. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei dem die oder jede Signalgruppe (Sg(m)) mit einer außerordentlichen Abweichung korrigiert wird, in dem mittels Signalwerten (S(k)) aus umliegenden Signalgruppen (Sg(n), n ≠ m) mittels eines Rechenverfahrens ein korrigiertes Signal (SK) für die Signalwerte (S(k)) der Signalgruppe (Sg(m)) errechnet wird.Method according to one of Claims 1 to 17, in which the or each signal group (Sg (m)) is corrected with an extraordinary deviation in which by means of signal values (S (k)) from surrounding signal groups (Sg (n), n ≠ m ) is calculated by means of a calculation method, a corrected signal (S K ) for the signal values (S (k)) of the signal group (Sg (m)). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein zu einer ermittelten Signalgruppe (Sg(m)) korrespondierendes Modul (32, 38) im Detektor (8) gewartet, insbesondere ausgetauscht wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a module corresponding to a determined signal group (Sg (m)) ( 32 . 38 ) in the detector ( 8th ), in particular exchanged. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mittels des korrigierten Signals (SK) eine Korrektur von Detektorwerten S durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, in which a correction of detector values S is carried out by means of the corrected signal (S K ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem es sich beim Bilddetektor (8) um einen Röntgendetektor insbesondere für einen Computertomographen (2) handelt.Method according to one of the preceding claims, in which the image detector ( 8th ) to an X-ray detector, in particular for a computer tomograph ( 2 ).
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