DE2743678A1

DE2743678A1 - Anordnung zur herstellung von roentgenschnittbildern

Info

Publication number: DE2743678A1
Application number: DE19772743678
Authority: DE
Inventors: Eckhard Dr Rer Nat Storck; Ulrich Dipl Phys Wolff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-09-28
Filing date: 1977-09-28
Publication date: 1979-04-05
Also published as: GB2005120A; GB2005120B; US4230948A; DE2743678C2

Description

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AKTIENGESELLSCHAFT ·£· Unser Zeichen Berlin und München 77 P 7 1 4 6 BRD

Anordnung zur Herstellung von Röntgenschnittbildem

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Herstellung von Röntgenschnittbildem, umfassend eine Röntgenquelle zur Erzeugung einer das Objekt in mindestens einer Schnittebene durchdringenden Röntgenstrahlung, einen Röntgen-Bildschirm zur Umwandlung einer durchgedrungenen Röntgenstrahlung in eine Strahlung, für die ein vorgesehenes Aufzeichnungsmedium empfindlich ist, eine Abbildungsoptik, mittels der jeder Punkt des Bildschirms als Strich auf das Aufzeichnungsmedium abgebildet wird, wobei nebeneinander liegende Punkte als nebeneinander liegende Striche abgebildet werden und durch eine Drehvorrichtung, mittels welcher das Objekt und die Röntgenquelle mit Bildschirm um eine senkrecht zur Schnittebene stehende Drehachse relativ zueinander drehbar sind.

Anordnungen zur Herstellung von Röntgenschnittbildem der eingangs genannten Art sind bekannt (Peters, T.M.: Spatial Filtering to Improve Transverse Tomographie, IEEE Trans. BME-21 (1974) S. 214 - 219). Bei dieser Anordnung besteht die Röntgenquelle aus einer herkömmlichen Röntgenröhre und aus einer Schlitzblende aus Blei. Das Blei absorbiert die auftreffende Röntgenstrahlung, so daß eine solche nur aus dem Schlitz austreten kann und damit eine flächenhafte Verteilung aufweist. Mit dieser Röntgenstrahlung wird ein Objekt, beispielsweise ein menschlicher Körper, durchstrahlt und die durchgedrungene Röntgenstrahlung auf einem Röntgen-Bildschirm, der diese in eine Strahlung, für die ein vorge-

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sehenes Auf2eichnungsmedium empfindlich ist, beispielsweise UV-Licht oder sichtbares Licht, umwandelt. Durch die flächenhafte Verteilung der Röntgenstrahlung wird vom Objekt nur eine schmale Schicht, eine sogenannte Schnittebene, geröntgt und auf dem Bildschirm wird deshalb auch nur ein schmaler Streifen, der parallel 2ur Schnittebene verläuft, aufgenommen. Dieser Streifen wird über eine Abbildungsoptik auf eine Fotoplatte abgebildet. Diese Abbildungsoptik weist dabei die Eigenschaft auf, daß ein Punkt auf dem angeregten Streifen des Bildschirms als Strich auf die Fotoplatte abgebildet wird, wobei nebeneinander liegende Punkte als nebeneinander liegende Striche abgebildet werden. Dabei sind nebeneinander liegende Punkt solche, die nicht auf einer senkrecht 2um angeregten Streifen in der Bildebene verlaufenden Geraden liegen. Die Abbildungsoptik, die dieses leistet, besteht in der bekannten Anordnung aus einer Zylinderlinse und aus einer sphärischen Linse, die beide im Strahlengang 2wischen dem Bildschirm und der Fotoplatte angeordnet sind. Gemäß der 2itierten Druckschrift muß für eine Fächerstrahlgeometrie die Zylinderlinse durch eine konische Linse erset2t werden.

Anordnungen dieser Art werden vor2ugsweise in der Röntgendiagnostik verwendet, wobei die damit durchgeführten Verfahren 2ur Herstellung von Röntgenschnittbildern unter dem Namen "Transaxiale Tomographie" bekannt sind. Diese Verfahren ermöglichen die Darstellung der Dichteverteilung in einer Schnittebene durch das Objekt, den Patienten, ohne die bei konventionellen Verfahren unumgänglichen überdeckungen und Überschneidungen benachbarter Partien.

Das Schnittbild selbst wird aus den Projektionsdaten gewonnen, die bei Durchstrahlung der betreffenden Querschnittsebene in verschiedenen Richtungen entstehen. Ein erster Schritt ist dabei die Rückprojektion und Überlagerung der Projektionsdaten.

Dabei entsteht ein sogenanntes "Layergramm", auch "Heckmannbild" genannt, welches eine mit der Funktion 1/r verschmierte Darstellung der gesuchten Dichteverteilung ist. Verschmierung bedeutet dabei die Tatsache, daß ein idealer Punkt nicht wieder als idealer Punkt abgebildet wird, sondern als ein Fleck, dem sogenann-

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ten Punktbild. Verschmierung mit der Funktion 1/r bedeutet dann, daß im Punktbild die Intensität vom Zentrum nach außen mit der Funktion 1/r abnimmt.

Die gesuchte Dichteverteilung wird aus dem "Layergramm" erhalten, indem die 1/r-Verschmierung rückgängig gemacht wird. Dies geschieht mittels einer speziellen Ortsfrequenzfilterung, die unter dem Schlagwort "Roh-Filterung" bekannt ist. Diese "Ron-Filterung" ist durch eine Modulationsübertragungsfunktion (MÜF) gekennzeichnet, die aufgetragen über die Ortsfrequenz von der Ortsfrequenz 0 aus einen Anstieg aufweist, der möglichst linear sein soll. Zur"Ron-Filterung" wird das entwickelte Bild des "Layergramms" entweder analog-optisch oder auch digitalelektronisch weiterverarbeitet (siehe oben zitierte Druckschrift).

Dieser Schritt der Filterung des "Layergrammes" ist aber zeitraubend und technisch aufwendig.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der auf schnelle und einfache Weise das Layergramm gefiltert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Aufzeichnungsmedium gelöst, das eine Modulationsübertragungsfunktion mit Hochpaß- oder Bandpaßcharakteristik hat.

Eine bevorzugte Anordnung zeichnet sich durch ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmedium aus.

Der herausragende Vorteil der Erfindung liegt darin, daß Aufzeichnung und Filterung des "Layergrammes" ein einziger Vorgang sind, so daß der bisherige zeitraubende und technisch aufwendige Schritt der Filterung gänzlich fortgelassen werden kann. Dieser erhebliche Vorteil wird durch eine nur geringfügige Abänderung einer herkömmlichen Anordnung erreicht. 35

Es ist dabei nicht notwendig, daß die Modulationsübertragungsfunktion die theoretisch geforderte Proportionalität zur Ortsfrequenz hat. Beispielsweise behält man im Fall

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eine in der Röntgendiagnostik unter dem Begriff 27A3678 "Harmonisierung" bekannte Detail-Betonung (siehe Literaturstellen: Gebauer A., Lissner J., Schott 0. "Das Röntgenfernsehen¹', Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1974, S. 167 ff und Schaffert R.M. "Electrophotography" Focal Press, 1975, S. 195). Der Ortsfrequenzbereich, in dem die Gleichung (1) wirken soll, 1st durch Größe und Ortsauflösung des zu rekonstruierenden Quer-

2 Schnitts gegeben. Soll z.B. auf einer Fläche von 100 χ 100 mm eine Anzahl von 200 χ 200 Punkten aufgelöst werden, so braucht die Beziehung- (1) nur bis höchstens 2 Linien pro Millimeter gültig zu sein.

Aufzeichnungsverfahren, deren Modulationsübertragung vom Typ (1) sind, sind in der Elektrofotografie bekannt. Dort werden latente elektrostatische Bilder sichtbar gemacht und dabei die niedrigen Ortsfrequenzen unterdrückt ("Kanteneffekt",, siehe R.M. Schaffert "Electrophotography" Focal Press, 1975, S. 34-35). Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, die elektrostatischen Bilder sichtbar zu machen (siehe R.M. Schaffert "Electrophotography" Focal Press, 1975, S. 33-48). Bei den meisten Verfahren werden Farbstoffe, sogenannte "Toner" verwendet. Hier liegt die Unterdrückung der niedrigen Ortsfrequenzen in der Natur des elektrostatischen Feldes und kann durch eine Entwicklungselektrode gesteuert werden (siehe R.M. Schaffert "Electrophotography" Focal Press, 1975, S. 494-505). Auch bei tonerlosen Entwicklungsverfahren, z.B. mit Thermoplasten, tritt im allgemeinen eine Unterdrückung der niedrigen Ortsfrequenzen ein (siehe R.M. Schaffert "Electrophotography", Focal Press, 1975, S. 44-46, 150-165 und E.Storck, U. Wolff "Theorie der thermoplastischen Bilddarstellung" Siemens Forschungs- und Entwicklungsbericht 1977, Heft 2).

Es können also zur gleichzeitigen Aufzeichnung und Filterung bevorzugt elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien verwendet werden.

2 Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

Anordnung zur Herstellung von Röntgenschnittbildem, umfassend eine Röntgenquelle zur Erzeugung einer das Objekt in mindestens einer Schnittebene durchdringenden Röntgenstrahlung, einen Röntgen-Bildschirm zur Umwandlung der durchgedrungenen Röntgenstrahlung in eine Strahlung, für die ein vorgesehenes Aufzeichnungsmedium empfindlich ist, eine Abbildungsoptik, mittels der jeder Punkt des Bildschirms als Strich auf das Aufzeichnungsmedium abgebildet wird, wobei nebeneinander liegende Punkte als nebeneinander liegende Striche abgebildet werden und durch eine Drehvorrichtung, mittels welcher das Objekt und die Röntgenquelle mit Bildschirm um eine senkrecht zur Schnittebene stehende Drehachse relativ zueinander drehbar sind, gekennzeich net durch ein Aufzeichnungsmedium, das eine Modulationsübertragungsfunktion mit Hochpaß- oder Bandpaßcharakterxstik hat.
2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmedium.

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