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 PDFInfo
- Publication number
- DE102007012783B4 DE102007012783B4 DE102007012783A DE102007012783A DE102007012783B4 DE 102007012783 B4 DE102007012783 B4 DE 102007012783B4 DE 102007012783 A DE102007012783 A DE 102007012783A DE 102007012783 A DE102007012783 A DE 102007012783A DE 102007012783 B4 DE102007012783 B4 DE 102007012783B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- increment value
- values
- value
- ism
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 65
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 31
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 30
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 5
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 10
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 210000000746 body region Anatomy 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 5
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 5
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 210000002023 somite Anatomy 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 241001136792 Alle Species 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010205 computational analysis Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
- A61B6/4233—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector using matrix detectors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
- A61B6/582—Calibration
- A61B6/585—Calibration of detector units
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B42/00—Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means
- G03B42/02—Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means using X-rays
- G03B42/026—Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means using X-rays for obtaining three-dimensional pictures
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/30—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from X-rays
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
- H04N23/81—Camera processing pipelines; Components thereof for suppressing or minimising disturbance in the image signal generation
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
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
Aus der
Aus der
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: 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 : 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:
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:
- charakteristischer Inkrementwert
- ISM(i):
- Inkrementwert der i'ten Signalgruppe
- Md[N]:
- Median mit der Medianbreite N
- B:
- characteristic increment value
- ISM (i):
- Increment value of the i'th signal group
- Md [N]:
- Median with the median width N
In einer anderen Variante ist der charakteristische Inkrementwert ein lokaler Inkrementwert. Dies ist beispielsweise erfüllt durch
- A(m):
- charakteristischer Inkrementwert
- ISM(i):
- Inkrementwert der i'ten Signalgruppe
- Md[nl]:
- Median mit der Medianbreite nl, wobei nl eine ungerade Zahl ist
- 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):
- charakteristischer Inkrementwert
- α, β:
- Linearkoeffizienten
- A(m):
- lokaler Inkrementwert
- B:
- globaler Inkrementwert
- GI (m):
- characteristic increment value
- α, β:
- linear coefficients
- At the):
- local increment value
- B:
- global increment value
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:
- 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
- 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
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:
Gemäß
In
In der
Für einen Test des Röntgendetektors
Der Röntgendetektor
In einem Verfahrensschritt
Die einzelnen Kanäle k mit ihren Signalwerten S(k) werden in einem Verfahrensschritt
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
In einem Verfahrensschritt
In einem Verfahrensschritt
In einem Verfahrensschritt
Anschließend werden die Inkremente ISM(m), m = 1, ..., n/Sb – 1 in einem Verfahrensschritt
Zunächst wird in einem Verfahrensschritt
In einem Verfahrensschritt
In einem Verfahrensschritt
Jede Signalgruppe Sg(m) weist Sb = 16 Signalwerte S(k) auf:
Es werden zwei Mittelwerte
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
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
In der Praxis hat beispielsweise die Wahl f(HA) =
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
Gemäß Verfahrensschritt
Gemäß einem Verfahrensschritt
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 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 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: ∀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: ∀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
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:
Für das korrigierte Signal SK ergibt sich damit:
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
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 Changing 1 adjusts the character of the weighting. The low-pass filtering TP for a corrected signal value S K (k) is given by
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
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 )).
Eine negative außerordentliche Abweichung ist in analoger Form detektierbar.A negative extraordinary deviation can be detected in analogous form.
Sind auch die benachbarten Einträge in Corr1, nämlich
Analog kann aus der Bedingung
Bezogen auf den Röntgendetektor
In
Die drei Signalgruppen Sg(m2 – 1), Sg(m2) und Sg(m2 + 1) mit den außerordentlichen Abweichungen sind wiederum im hochpassgefilterten Signal HP(SK) gemäß
Wird hingegen eine Tiefpassfilterung TP ohne eine Vorverarbeitung des Messsignals durchgeführt, wie in
In
Wie bereits schon bei der Beschreibung von
Claims (21)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007012783A DE102007012783B4 (en) | 2007-03-16 | 2007-03-16 | Method for analyzing a measuring signal, in particular of a medical image detector, for extraordinary deviations |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007012783A DE102007012783B4 (en) | 2007-03-16 | 2007-03-16 | Method for analyzing a measuring signal, in particular of a medical image detector, for extraordinary deviations |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007012783A1 DE102007012783A1 (en) | 2008-09-25 |
DE102007012783B4 true DE102007012783B4 (en) | 2012-03-29 |
Family
ID=39712912
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102007012783A Expired - Fee Related DE102007012783B4 (en) | 2007-03-16 | 2007-03-16 | Method for analyzing a measuring signal, in particular of a medical image detector, for extraordinary deviations |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102007012783B4 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19681690T1 (en) * | 1996-01-17 | 1998-12-03 | Analogic Corp | Strip suppression filter for computed tomography |
DE10155089C1 (en) * | 2001-11-09 | 2003-06-18 | Siemens Ag | Method for removing rings and partial rings in computer tomography images |
DE10231024B3 (en) * | 2002-07-09 | 2004-03-04 | Siemens Ag | Detector module replacement method for X-ray detector of computer tomograph with updating of correction table for elimination of temperature-dependent signal variations |
-
2007
- 2007-03-16 DE DE102007012783A patent/DE102007012783B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19681690T1 (en) * | 1996-01-17 | 1998-12-03 | Analogic Corp | Strip suppression filter for computed tomography |
DE10155089C1 (en) * | 2001-11-09 | 2003-06-18 | Siemens Ag | Method for removing rings and partial rings in computer tomography images |
DE10231024B3 (en) * | 2002-07-09 | 2004-03-04 | Siemens Ag | Detector module replacement method for X-ray detector of computer tomograph with updating of correction table for elimination of temperature-dependent signal variations |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102007012783A1 (en) | 2008-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102005049602B3 (en) | Segmenting at least one substance in an x-ray image involves determining number of image points in classification range as assessment value and deriving segmented image with threshold comparison based on assessment value | |
DE69422130T2 (en) | OSTEOMETRY AND OSTEOMETRIC DEVICE | |
DE102011076781B4 (en) | Method for correcting a counting rate drift in a quantum-counting detector, X-ray system with quantum-counting detector and circuit arrangement for a quantum-counting detector | |
DE69424746T2 (en) | Computer tomography method and device | |
DE10036142A1 (en) | X-ray computed tomography device | |
DE2916486A1 (en) | CORRECTION OF POLYCHROMATIC X-RAY IMAGE ERRORS IN COMPUTER TOMOGRAPHY IMAGES | |
DE10347971B3 (en) | Method and device for determining the liquid type of a liquid accumulation in an object | |
DE68920187T2 (en) | Apparatus for measuring the peak voltage applied to a radiation source. | |
DE69801937T2 (en) | X-ray computed tomography | |
DE10155089C1 (en) | Method for removing rings and partial rings in computer tomography images | |
DE10260609A1 (en) | Image processing device, image processing method, program and storage medium | |
DE19601469A1 (en) | A tomographic picture producing device which generates pictures from projection data | |
EP3564906A1 (en) | Method for generating image data in a computer tomography unit, image generating computer, computer tomography unit, computer program product and computer-readable medium | |
DE10352013B4 (en) | Method and device for the spatially resolved determination of element concentrations in examination objects | |
EP3583902B1 (en) | Method for automatically adapting an image dataset obtained by means of a x-ray device, computer program, data storage and x-ray device | |
DE102011005161B4 (en) | Method, image data set reconstruction device, X-ray system and computer program for artifact correction | |
DE19746941A1 (en) | Normalization of projection data in a computer tomography system | |
DE102017213479A1 (en) | Computed tomographic image with different energy threshold sets | |
DE10009746B4 (en) | Method for reducing line artifacts in a CT image | |
DE102007012783B4 (en) | Method for analyzing a measuring signal, in particular of a medical image detector, for extraordinary deviations | |
DE102017216671A1 (en) | Exposure dose management device and exposure dose management method | |
DE102020112651A1 (en) | Computer-implemented method for condition monitoring of a device for examining objects | |
DE10311627B4 (en) | Method and device for determining and documenting applied X-ray exposure values | |
EP0037151A2 (en) | Computed tomographic apparatus | |
DE3788299T2 (en) | Method and device for assessing spinal deformity. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20120630 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |