DE3028149A1 - X-RAY DIAGNOSTIC DEVICE FOR THE GEOMETRICAL EVALUATION OF X-RAY IMAGES - Google Patents
X-RAY DIAGNOSTIC DEVICE FOR THE GEOMETRICAL EVALUATION OF X-RAY IMAGESInfo
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Description
Röntgendiagnostikeinrichtung zur geometrischen Auswertung von Röntgenbildern X-ray diagnostic device for the geometric evaluation of X-ray images
Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung zur geometrischen Auswertung von Röntgenbildern mit einer Röntgenröhre, einem Röntgenbildverstärker, einer Fernsehkamera, einem Bildspeicher, einem Monitor und einem Koordinatengeber für die elektronische Erfassung der Abmessungen einer Kontur auf dem Monitor. Derartige Diagnostikeinrichtungen dienen beispielsweise zur Bestimmung des Herzvolumens.The invention relates to an X-ray diagnostic device for the geometric evaluation of X-ray images with an X-ray tube, an X-ray image intensifier, a television camera, an image memory, a monitor and a coordinate transmitter for electronic recording the dimensions of a contour on the monitor. Such diagnostic devices are used, for example for determining the heart volume.
Im Prospekt "VOLUMAT compact", Best.-Nr.: MR 57/1259, der Siemens AG ist eine Vorrichtung beschrieben, die eine Bestimmung des Herzvolumens ermöglicht. Anhand eines gespeicherten, auf dem Monitor abgebildeten Röntgenbildes werden durch Umfahren der Kontur des zu erfassenden Organs, beispielsweise des Herzens, die Fläche und das Volumen rechnerisch ermittelt. Mit Hilfe eines Kontaktgriffels wird durch Berührung einer Widerstandsplatte die Kontur erfaßt und auf dem Bildschirm des Monitors zur Kontrolle als eine helle Punktkette eingeblendet. Zur rechnerischen Ermittlung des Volumens wird das Bild nach der Flächen-Längen-Methode ausgewertet. Hierzu werden über den Kontaktgriffel die Endpunkte der Längsachse der Fläche der erfaßten Kontur eingegeben. Nach einer bekannten Näherungsformel ist das Volumen V proportional dem Quadrat der Fläche A dividiert durch die Länge L der Längsachse (V ~ A /L).In the brochure "VOLUMAT compact", order no .: MR 57/1259, from Siemens AG, a device is described which enables the heart volume to be determined. On the basis of a stored X-ray image displayed on the monitor, the area and the volume are computationally determined by circumnavigating the contour of the organ to be detected, for example the heart. With the help of a contact pen, the contour is recorded by touching a resistance plate and displayed on the monitor screen as a light chain of dots for control purposes. To calculate the volume, the image is evaluated using the area-length method. For this purpose, the end points of the longitudinal axis of the surface of the recorded contour are entered using the contact pen. According to a well-known approximation formula, the volume V is proportional to the square of the area A divided by the length L of the longitudinal axis (V ~ A / L).
Da das Röntgenstrahlenbündel divergiert, muß zur Berücksichtigung der Strahlengeometrie der Vergrößerungs-Since the X-ray beam diverges, the magnification must be taken into account in order to
Gse 5 Ler / 10.7.1980Gse 5 Ler / 7/10/1980
- & - VPA SO P 5095 DE- & - VPA SO P 5095 DE
faktor ermittelt werden. Zu dessen Berechnung kann ein strahlendurchlässiges Meßband am Patienten mit äquidistanten Bleimarken angebracht sein. Die unterschiedlichen Abstände der ventralen und dorsalen Marken im Röntgenfernsehbild sowie das bekannte Abstandsverhältnis des Ventrikels zur Brustwand stellen dann die Bezugsgrößen dar, aus denen sich der Vergrößerungsfaktor bestimmen läßt. Bei diesem Verfahren wird der Abstand des Organs als bekannt vorausgesetzt. Da dieses nicht der Fall ist und der Abstand von Patient zu Patient unterschiedlich ist, ergeben sich Ungenauigkeiten.factor can be determined. A radiolucent measuring tape on the patient with equidistant Lead marks should be attached. The different distances between the ventral and dorsal marks in the X-ray TV image and the known distance between the ventricle and the chest wall are the reference values from which the magnification factor can be determined. In this procedure, the distance of the organ is assumed to be known. Since this is not the case and the distance from patient to patient is different, inaccuracies result.
Bei einem weiteren in dem genannten Prospekt beschriebenen Verfahren wird zwischen zwei Aufnahmen der Patient mit Hilfe einer "schwimmenden" Tischplatte verschoben. Der entsprechende Versatz der Röntgenfernsehbilder zueinander dient dann als Meßstrecke, aus der man den Vergrößerungsfaktor bestimmen kann. Als nachteilig erweist sich hierbei, daß eine direkte automatische Auswertung nicht erfolgen kann. Die Tischplatte muß von Hand um eine zu messende Strecke verschoben werden. Anschließend muß die Verschiebung auf dem Monitor bestimmt werden. Aus diesen beiden Werten kann dann der Vergrößerungsfaktor rechnerisch ermittelt werden. Durch diese zusätzlichen Manipulationen erhöht sich der Zeitaufwand für die Röntgenuntersuchung. Ausserdem werden die Bilder nacheinander dargestellt; das bedeutet, daß man nicht sofort eine korrigierte Volumenberechnung erstellen kann.In another method described in the above-mentioned brochure, the patient is moved with the help of a "floating" tabletop. The corresponding offset of the X-ray television images each other then serves as a measuring section from which the magnification factor can be determined. As disadvantageous it turns out here that a direct automatic evaluation cannot take place. The table top must be shifted by hand by a distance to be measured. Then the shift must be on the monitor to be determined. The magnification factor can then be calculated from these two values. These additional manipulations increase the time required for the X-ray examination. Besides that the images are displayed one after the other; this means that you cannot immediately do a corrected volume calculation can create.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgendiagnostikeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine einfache, direkte, automatische Berechnung eines Organvolumens aus einer Kontur auf dem Monitor ermöglicht.The invention is based on the object of an X-ray diagnostic device of the type mentioned to create a simple, direct, automatic calculation of an organ volume from a contour on the monitor.
-^- VPA 80 P 5095 DE- ^ - VPA 80 P 5095 DE
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die eine seitliche Relativverschiebung zwischen dem Fokus der Röntgenröhre und dem Röntgenbildverstärker bewirkt, wobei jeweils vor und nach der Verschiebung ein Röntgenbild aufgenommen wird, daß beide Röntgenbilder als Superpositionsbild überlagert und auf dem Monitor angezeigt werden, und daß eine Recheneinheit mit dem Koordinatengeber und dem Monitor verbunden ist, die aus dem Superpositionsbild anhand der Werte der Verschiebung und den erfaßten Koordinaten die Lage und damit die Abmessungen bzw. das wirkliche Volumen des Organs, dessen Kontur erfaßt wurde, rechnerisch ermittelt. Durch diese Anordnung können durch direkte Eingabe der Kontur, der Längsachse der Kontur und ihrer Verschiebung der Vergrößerungsfaktor und somit das korrigierte Volumen sofort berechnet werden.The object is achieved according to the invention in that a device is provided which has a lateral Relative displacement between the focus of the X-ray tube and the X-ray image intensifier causes, wherein an X-ray image is recorded before and after the shift, so that both X-ray images as a superposition image superimposed and displayed on the monitor, and that a computing unit with the coordinate transmitter and the monitor is connected, which is derived from the superposition image based on the values of the displacement and the recorded coordinates, the position and thus the dimensions or the real volume of the organ, its Contour was detected, determined by calculation. This arrangement enables direct input of the contour, the longitudinal axis of the contour and its displacement, the magnification factor and thus the corrected volume be calculated immediately.
Bei einer beliebigen Relativverschiebung kann eine automatische Berechnung dann erfolgen, wenn Geber mit der Recheneinheit verbunden sind, die das Maß dieser Relatiwerschiebung erfassen. Als zweckmäßig hat sich erwiesen, wenn die Vorrichtung die Röntgenröhre verschiebt. Eine Relatiwerschiebung kann auch erfolgen, wenn die Vorrichtung den Röntgenbildverstärker verschiebt. Eine besonders einfache und problemlose Relativverschiebung mit geringem Aufwand wird erreicht, wenn eine Verschiebung durch eine Steuerung der Lage des Fokus der Röntgenröhre erreicht wird. Eine direkte Überlagerung des Röntgenbildes als Superpositonsbild erhält man, wenn zwei seitlich versetzte Röntgenröhren vorhanden sind. Als vorteilhaft hat sich gezeigt, wenn die Recheneinheit mit dem Monitor verbunden ist, so daß die von ihr ermittelten Werte als Dateneinblendung dem Fernsehbild zugeführt werden. Zusätzlich läßt sichIn the case of any relative shift, an automatic calculation can take place if the encoder has the arithmetic unit are connected, which detect the extent of this relative shift. Has proven to be useful when the device shifts the X-ray tube. A relative shift can also take place when the device shifts the X-ray image intensifier. A particularly simple and problem-free relative displacement with little effort is achieved if a shift is achieved by controlling the location the focus of the X-ray tube is reached. A direct overlay of the X-ray image as a superposition image is obtained when there are two laterally offset X-ray tubes. It has been shown to be advantageous if the arithmetic unit is connected to the monitor so that the values determined by it are displayed as data are fed to the television picture. In addition,
-Jf- VPA 80 P 5095 DE -Jf- VPA 80 P 5095 DE
ein einfaches, nicht überlagertes Bild speichern, wenn ein weiterer Bildspeicher vorgesehen ist, in dem eines der beiden das Superpositionsbild erzeugenden Bilder eingespeichert wird. Eine Archivierung der Aufnahme läßt sich ermöglichen, wenn eine Hardcopy-Einheit zum dauerhaften Speichern der Röntgenbilder vorhanden ist.store a simple, non-superimposed image, if another image memory is provided in which one of the two images generating the superposition image is stored. Archiving the recording can be made possible if a hardcopy unit is available for permanent storage of the X-ray images.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is described in greater detail below with the aid of an exemplary embodiment shown in the drawing explained. Show it:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Röntgendiagnostikeinrichtung, und1 shows a block diagram of an X-ray diagnostic device according to the invention, and
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Recheneinheit derFig. 2 is a block diagram of the computing unit of
Röntgendiagnostikeinrichtung gemäß Figur 1.X-ray diagnostic device according to FIG. 1.
In der Figur 1 ist eine Röntgenröhre 1 dargestellt, die ein hier durch drei Linien symbolisch dargestelltes Röntgenstrahlenbündel 2 aussendet, das einen Patienten 3 mit einem Organ 4, beispielsweise dem Herzen, durchtritt und auf einem Röntgenbildverstärker 5 ein Röntgenbild erzeugt. Eine Fernsehkamera 6 setzt das im Röntgenbildverstärker 5 in ein optisches Bild umgewandelte Röntgenbild in Videosignale um. Die Fernsehkamera 6 ist mit einem Umschalter 7 verbunden, der an zwei Bildspeichern 8, 9 angeschlossen ist, in die die Videosignale der Fernsehkamera 6 eingelesen werden. Die Ausgänge der Bildspeicher 8 und 9 sind mit einer Mischstufe 10 verbunden, die aus zwei gespeicherten Röntgenbildern ein Superpositionsbild erzeugt, das auf einem Monitor 11 dargestellt wird. An dem Monitor 11 kann eine Hardcopy-Einheit 12 zur dauerhaften Speicherung der Bilder angeschlossen sein. Diese Hardcopy-Einheit 12 kann beispielsweise aus einem Laserdrucker, einem Plotter oder einer Filmkamera bestehen.In the figure 1 an X-ray tube 1 is shown, which is here symbolically represented by three lines Emits X-ray beam 2 that passes through a patient 3 with an organ 4, for example the heart and an X-ray image is generated on an X-ray image intensifier 5. A television camera 6 sets this in X-ray image intensifier 5 converted into an optical image X-ray image into video signals. The television camera 6 is connected to a changeover switch 7, which is connected to two image memories 8, 9 into which the video signals the television camera 6 can be read. The outputs of the image memories 8 and 9 have a mixer 10 connected, which generates a superposition image from two stored X-ray images, which is based on a Monitor 11 is displayed. A hard copy unit 12 for permanent storage of the images be connected. This hardcopy unit 12 can, for example, consist of a laser printer, a plotter or a film camera.
- J? - VPA 80 P 5095 DE- J? - VPA 80 P 5095 DE
Über einen Lichtgriffel 13 j der mit einem Koordinatengeber 14 verbunden ist, können in einer Recheneinheit 15 die Lage und Kontur einer Abbildung 16 des Organs im Fernsehbild eingegeben werden. Eine Vorrichtung 17 verschiebt die Röntgenröhre 1 in die gestrichelt dargestellte Stellung der Röntgenröhre 1' und betätigt den Umschalter 7. Die Röntgenröhre 1 ist mit einem Geber 18 verbunden, der ihre seitliche Verschiebung erfaßt und dieses Maß der Recheneinheit 15 zuleitet. Aus diesen Werten wird das Volumen berechnet und als Dateneinblendung 19 im Fernsehbild angezeigt.About a light pen 13 j with a coordinate transmitter 14 is connected, the position and contour of an image 16 of the organ can in a computing unit 15 can be entered in the television picture. A device 17 moves the X-ray tube 1 into the one shown in dashed lines Position of the X-ray tube 1 'and actuates the switch 7. The X-ray tube 1 is with a Connected transmitter 18, which detects their lateral displacement and sends this measure to the arithmetic unit 15. The volume is calculated from these values and displayed as data overlay 19 in the television picture.
Die Recheneinheit 15, die in diesem Falle als Mikrocomputer (MCU) aufgebaut ist, ist in der Figur 2 dargestellt. Sie weist einen Eingangswandler 20 auf, der die anliegenden Eingangssignale vom Koordinatengeber 14 und dem Geber 18 an die Sammelleitung (Bus 21) anpaßt. Er kann beispielsweise aus einem A/D-Wandler und aus Registern bestehen. Der Bus 21 ist mit einem Mikroprozessor 22 (MPU) verbunden, der den Programmlauf der Recheneinheit 15 steuert und die Eingangsdaten verarbeitet. Ein Programmspeicher 23 ist ebenfalls mit dem Bus 21 verbunden. In ihm können beispielsweise das Rechenprogramm zur Berechnung des Vergrößerungsfaktors, das Programm zur Einblendung in das Fernsehbild der von dem Koordinatengeber 14 erfaßten Konturen und das Programm zur Einblendung der errechneten Zahlenwerte eingespeichert sein. In einem Datenspeicher 24, der auch an dem Bus 21 angeschlossen ist, können die Abmessungen der Röntgendiagnostikeinrichtung, beispielsweise der Abstand b der Röntgenröhre 1 und des Röntgenbildverstärkers 5 und das Format des aufgenommenen Eingangsfeldes des Röntgenbildverstärkers 5 gespeichert sein. Die Ausgangssignale des Bus 21 werden in dem Ausgangswandler 25 der Recheneinheit 15 in analoge Videosignale umgesetzt, die in der Mischstufe 10 in das Fernsehbild eingeblendet werden.The computing unit 15, which in this case is designed as a microcomputer (MCU), is shown in FIG. It has an input transducer 20, which receives the applied input signals from the coordinate transmitter 14 and the encoder 18 to the bus line (bus 21). It can, for example, consist of an A / D converter and consist of registers. The bus 21 is connected to a microprocessor 22 (MPU) which controls the program run of the Computing unit 15 controls and processes the input data. A program memory 23 is also with the Bus 21 connected. In it, for example, the computer program for calculating the magnification factor, the program for overlaying the contours detected by the coordinate generator 14 in the television picture and the program be saved to display the calculated numerical values. In a data memory 24, which is also is connected to the bus 21, the dimensions of the X-ray diagnostic device, for example the Distance b between the X-ray tube 1 and the X-ray image intensifier 5 and the format of the recorded input field of the X-ray image intensifier 5 can be stored. The output signals of the bus 21 are in the output converter 25 of the processing unit 15 converted into analog video signals, which in the mixer 10 in the television picture be displayed.
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- ff - VPA 80 P 5095 DE - ff - VPA 80 P 5095 DE
Zur Aufnahme des ersten Bildes eines Superpositions-"bildes wird von der Röntgenröhre 1 ein Strahlenbündel 2 ausgesendet, das hier durch drei durchgezogene Linien angedeutet ist, die die seitliche Begrenzung des Strahlenbündels 2 und den durch die Mitte des Organs 4 gehenden Strahl kennzeichnen. Dieses erste Röntgenbild wird in den Bildspeicher 8 eingelesen. Nach erfolgter Aufnahme werden durch die Vorrichtung 17 die Röntgenröhre 1 um einen Weg a verschoben und der Umschalter 7 betätigt. Die Röntgenröhre 1 sendet in der Stellung 1' ein gestrichelt dargestelltes Strahlenbündel 2' aus, das ein zweites, gegenüber dem ersten Bild versetztes Röntgenbild auf dem Röntgenbildverstärker 5 erzeugt. Dieses Röntgenbild wird in den Bildspeicher 9 eingeschrieben. Anschließend werden beide gespeicherten Fernsehbilder in der Mischstufe 10 überlagert und auf dem Monitor 11 gemeinsam dargestellt. Dabei erscheinen die Konturen des Organs 4 des ersten Bildes als Abbildung 16 und die des zweiten Bildes als gestrichelte Abbildung 16' seitlich um eine Strecke c versetzt. Die Endpunkte dieser Strecke c werden über die Koordinateneinheit, bestehend aus dem Lichtgriffel 13 und dem Koordinatengeber 14, in die Recheneinheit 15 eingegeben. For taking the first image of a superposition "image a bundle of rays 2 is emitted by the X-ray tube 1, shown here by three solid lines it is indicated that the lateral delimitation of the beam 2 and the one through the center of the organ 4 mark outgoing beam. This first x-ray image is read into the image memory 8. After Recording, the X-ray tube 1 and the changeover switch 7 are shifted by a path a by the device 17 actuated. The X-ray tube 1 transmits in position 1 ' a ray bundle 2 'shown in dashed lines, which has a second, offset from the first image X-ray image generated on the X-ray image intensifier 5. This x-ray image is written into the image memory 9. Subsequently, both stored television images are superimposed in the mixer 10 and on the monitor 11 shown together. The contours of the organ 4 of the first image appear as an image 16 and that of the second image as a dashed image 16 'laterally offset by a distance c. the End points of this route c are on the coordinate unit, consisting of the light pen 13 and the Coordinate transmitter 14, entered into the arithmetic unit 15.
In der Recheneinheit 15 werden die Werte der Strecke c von der Koordinateneinheit und die des Weges a vom Geber 18 von dem Eingangswandler 20 digitalisiert und über den Bus 21 dem Mikroprozessor 22'zugeführt. Dieser blendet anhand des in dem Programmspeicher 23 gespeicherten Koordinatenprogrammes die Strecke c in das Fernsehbild ein und berechnet gleichzeitig mit den in dem Datenspeicher 24 gespeicherten Werten, dem Röntgenbildverstärker-Format und der Abmessung b, unter Zuhilfenahme des in dem Programmspeicher 23 enthaltenenIn the arithmetic unit 15, the values of the distance c from the coordinate unit and those of the path a from the encoder 18 digitized by the input transducer 20 and fed to the microprocessor 22 ′ via the bus 21. This fades the route c into the using the coordinate program stored in the program memory 23 Television image and calculates simultaneously with the values stored in the data memory 24, the X-ray image intensifier format and the dimension b, with the aid of that contained in the program memory 23
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Rechenprogrammes den Abstand d des Organs 4 vom Röntgenbildverstärker 5 und daraus den Vergrößerungsfaktor.Computer program the distance d of the organ 4 from the X-ray image intensifier 5 and from this the magnification factor.
Zur Erfassung der Kontur der Abbildung 16 des Organs 4 wird diese mit dem Lichtgriffel 13 umfahren und von dem Koordinatengeber 14 erfaßt. Diese Konturwerte werden der Recheneinheit 15 zugeführt. Der Mikroprozessor 22 bestimmt mit dem Koordinatenprogramm die Einblendung der umfahrenen Kontur und berechnet mit dem Rechenprogramm deren Fläche. Durch die Eingabe der Endpunkte der Längsachse des Organs 4 mit Hilfe der Koordinateneinheit kann nach der eingangs genannten Formel das Volumen des Organs 4 berechnet werden.To capture the contour of the image 16 of the organ 4, this is traversed with the light pen 13 and by the Coordinate encoder 14 detected. These contour values are fed to the arithmetic unit 15. The microprocessor 22 determines with the coordinate program the display of the circumnavigated contour and calculates with the computer program their area. By entering the end points of the longitudinal axis of the organ 4 using the coordinate unit the volume of the organ 4 can be calculated according to the formula mentioned at the beginning.
Die errechneten Werte werden von dem Mikroprozessor 22 mit Hilfe des im Programmspeicher 23 enthaltenen Zahlenprogrammes in digitale Signale umgeformt, die in dem Ausgangswandler 25 in analoge Videosignale umgesetzt und als Dateneinblendung 19 dem Videosignal in der Mischstufe 10 zugeführt werden.The calculated values are processed by the microprocessor 22 with the aid of the numerical program contained in the program memory 23 converted into digital signals, which are converted in the output converter 25 into analog video signals and fed as data overlay 19 to the video signal in mixer 10.
Ist die Hardcopy-Einheit 12 an dem Monitor 11 oder der Mischstufe 10 angeschlossen, so kann das Superpositions MId zur Archivierung aufgenommen werden. Soll aber nur ein Bild mit den eventuellen Dateneinblendungen dauerhaft gespeichert werden, so muß die Hardcopy-Einheit entweder an einem der Bildspeicher 8 und 9 angeschlossen werden oder es darf nur einer der Bildspeicher 8 und 9 ausgelesen werden.If the hardcopy unit 12 is connected to the monitor 11 or the mixer 10, this can be superposition MId to be included for archiving. But should only one picture with the possible data overlays be permanent are stored, the hardcopy unit must either be connected to one of the image memories 8 and 9 or only one of the image memories 8 and 9 may be read out.
Anstelle von zwei Bildspeichern 8 und 9 läßt sich auch nur ein einziger verwenden, wenn beim Speichervorgang des zweiten Bildes der Speicherinhalt des ersten gleichzeitig ausgelesen wird und beide überlagert werden.Instead of two image memories 8 and 9, only a single one can be used when the storage process is in progress of the second image the memory content of the first is read out simultaneously and both are superimposed will.
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Zur Eingabe der Konturen kann der Lichtgriffel 13 durch den eingangs beschriebenen Kontaktgriffel ersetzt werden, der eine Widerstandsfolie abtastet.The light pen 13 be replaced by the contact stylus described above, which scans a resistive film.
Eine weitere Möglichkeit der Auswertung ist die Aufnahme nur eines oder beider Röntgenbilder von einer Filmkamera auf einem Film. Zur elektronischen Auswertung werden die Röntgenbilder dann von Fernsehkameras aufgenommen und zu einem Superpositionsbild in einer Mischstufe überlagert.Another possibility for evaluation is to record only one or both X-ray images of one Movie camera on a film. The X-ray images are then used by television cameras for electronic evaluation recorded and superimposed to form a superposition image in a mixing stage.
Durch die erfindungsgemäße Ausführung einer Röntgendiagnostikeinrichtung kann mit geringem Zeitaufwand eine automatische quantitative Auswertung eines Organs erfolgen.Due to the inventive design of an X-ray diagnostic device can perform an automatic quantitative evaluation of an organ with little expenditure of time take place.
2 Figuren2 figures
10 Patentansprüche10 claims
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |