DE3128380A1

DE3128380A1 - Roentgendiagnostikeinrichtung fuer roentgenschichtbilder

Info

Publication number: DE3128380A1
Application number: DE19813128380
Authority: DE
Inventors: Jörg Dipl.-Ing. Haendle; Hartmut Dipl.-Ing. Sklebitz (FH), 8520 Erlangen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-07-17
Filing date: 1981-07-17
Publication date: 1983-02-03
Also published as: US4442534A; FR2509600A1; JPS5825147A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Λ Unser Zeichen Berlin und München "" VPA 81 P 5O61 DE

Röntgendiagnostikeinrichtung für Röntgenschichtbilder

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung für RöntgenschichtMlder mit wenigstens einer Röntgenröhre zur Erzeugung eines Röntgenstrahlenbündels, einer Patientenliege, einem Bildempfänger und einem mit der Röntgenröhre und dem Bildempfänger verbundenen Steuergenerator zum Bewegen des Röntgenstrahlenbündels und •dazu synchron des Bildfeldes des Bildempfängers.

In der DE-OS 27 12 320 ist eine solche Röntgendiagnostikeinrichtung beschrieben, bei der durch eine synchrone Bewegung der Röntgenstrahlung und des Bildes des als Röntgenbildverstärker ausgebildeten Bildempfängers ,eine Körperschicht scharf abgebildet wird, während alle anderen nicht in dieser Schicht liegenden Körperteile durch Unscharfe unterdrückt werden. Die gewünschte "Schicht kann entweder durch Veränderung des Abstandes des Bildempfängers von der Patientenliege und der Röntgenröhre oder bei einer Röntgenbildverstärker-Fernsehkette durch Veränderung der Ablenkung des Elektronenbildes im Röntgenbildverstärker ausgewählt werden. Die Lage der Schicht ist durch die Abstände Röntgenröhre - Körperschicht und Körperschicht Bildempfänger festgelegt, so daß sich unterschiedliche Vergrößerungsmaßstäbe ergeben, die dem Betrachter unbekannt sind. Deshalb können mechanische Hilfsmittel, beispielsweise Meßband, Meßzylinder oder Meßkugel, in den Strahlengang gegeben werden, um daraus die Abmessungen der Körperteile bestimmen zu können. Aufgrund der bekannten geometrischen Abmessungen dieser Hilfs-

Gse 5 Ler / 09.07.1981

- 2"-"" ö " VPA 81 P 5061 DE

mittel kann über spezielle Tabellen jeder Schichthöhe eine Maßstabsangabe zugeordnet werden. Bei einer Röntgenbildverstarker-Fernsehkette bestimmt die Ablenkung des Elektronenbildes im Röntgenbildverstärker die Schichthöhe, so daß auch hier über Tabellen oder mechanische Hilfsmittel die Abmessungen eines Körperteiles zu ermitteln sind. Diese Verfahren sind aber mühsam und zeitraubend, so daß sie meistens nicht angewandt werden.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgendiagnostikeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der in das Röntgenbild Werte eingeblendet werden, die einen Maßstab bilden, so daß aufgrund dieser Einblendungen die Abmessungen des Körperteiles direkt ermittelt werden können.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem Steuergenerator ein Schichthöhenrechner angeschlossen ist, der aus den geometrischen Daten für die Schichtaufnahme die Vergrößerung berechnet, und daß der Bildempfänger eine mit dem Schichthöhenrechner verbundene Vorrichtung zum Einblenden einer Markierung für die Abmessungen in der Schichtebene aufweist. Aufgrund dieser Einblendung erhält man in dem Röntgenbild eine Maßstabsangabe, so daß sich damit die Größen bestimmen lassen.

Eine vorteilhafte Maßstabsangabe erhält man, wenn die einzublendende Markierung einen Maßstab darstellt, der aus einem feststehenden Teil, der einer.genormten, parallel zur Bildempfängerebene liegenden Strecke entspricht,, und einem veränderlichen Teil besteht, der die Vergrößerung kennzeichnet. Eine einfache Vorrichtung ohne mechanisch zu bewegende Teile ergibt sich,

^- VPA 81 P 5061 DE wenn zur Erzeugung und Bewegung des Röntgenstrahlenbündels eine Anzahl von Röntgenröhren vorhanden ist, die einzeln nacheinander mittels des Steuergenerators einschaltbar sind, und wenn der Bildempfänger aus einem Röntgenbildverstärker mit Ablenkspule." besteht, die mit einer an dem Steuergenerator angeschlossenen Ablenkvorrichtung verbunden sind.

Es lassen sich Indirektaufnahmen erstellen, wenn eine Filmkamera auf den Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers ausgerichtet ist und wenn die Vorrichtung mit optischen Mitteln eine Aufbelichtung der Markierungauf dem Film bewirkt. Eine einfache Anordnung wird erreicht, wenn zur Aufbelichtung des Maßstabes eine Leuchtdiodenkette vorhanden ist, wenn der eine Teil der Leuchtdiodenkette, der der geeichten Länge entspricht, stets mit aufbelichtet wird, und wenn der zweite Teil der Leuchtdiodenkette, der die Vergrößerung kennzeichnet, von einer mit der Amplitude der Ablenkung.des Elektronenbildes im Röntgenbildverstärker proportionalen Spannung gesteuert wird.

Eine elektronische Einblendung in das Fernsehbild kann erfolgen, wenn eine Fernsehkamera mit dem Röntgenbildverstärker verbunden ist, der eine Mischstufe nachgeschaltet ist, der die Ausgangssignale der Vorrichtung zugeführt werden, und wenn an die Mischstufe ein Monitor angeschlossen ist. Eine alternative Lösung wird erreicht, wenn die Vergrößerung oder der Maßstab in dem Schichthöhenrechner digital berechnet und als Zahlenwert in das Fernsehbild eingeblendet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

VPA 81 P 5061 DE Fig. 1 eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Erfindungsgedankens,

Fig. 2 eine Röntgendiagnostikeinrichtung gemäß der Erfindung, und

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Schaltungsteiles der Röntgendiagnostikeinrichtung gemäß Figur 2.

Anhand der Figur 1 wird nunmehr die Vergrößerung innerhalb eines Röntgenstrahlenbündels erläutert. In der Strahlerebene befindet sich ein Röntgenstrahier S, der ein Strahlenbündel zur Bildempfänger-Ebene aussendet, von dem zwei Strahlen SIL und SB„ dargestellt sind. Diese beiden Strahlen begrenzen in den Punkten E. und E₂ eine Strecke a in der Schichtebene, die parallel zur Bildempfänger-Ebene liegt. Der Abstand Röntgenstrahier S zu Bildempfänger ist durch den Abstand d gekennzeichnet. Die Schichtebene liegt in einer Höhe h über dem Bildempfänger. Die in der Bildempfänger-Ebene abgebildete Strecke a' läßt sich aus dem Strahlensatz berechnen:

d - h

Die Strecke a¹ kann als eine um die Verlängerung ν vergrößerte Strecke a ausgedrückt werden. Die Verlängerung ergibt sich dann aus:
30

ν = a^f - a (2)

Setzt man (1) in (2) ein, so erhält man: ν - f^-l - a (3)

VPA 81 P 5061 DE Nach der Auflösung der Gleichung ergibt sich für die Verlängerung:

Die abgebildete Strecke läßt sich somit durch eine in der Schichtebene liegende Strecke a, die beispielsweise genormt sein kann, und durch eine Verlängerung ν ausdrücken. Dieses wird bei der Einblendung des Maßstabes in der Weise benutzt, daß die Einblendung einen festen Bestandteil (a) und einen variablen Bestandteil (v) aufweist.

In der Figur 2 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung dargestellt, die sechs in Reihe angeordnete Röntgen-. röhren 1 aufweist, die mit Steuergittern versehen sind. Der Einfachheit halber ist der Hochspannungstransformator für die Röntgenröhren 1 nicht dargestellt. Die Röntgenröhren 1 erzeugen Röntgenstrahlenbündel, die einen auf einer Patientenliege 2 befindlichen Patienten durchdringen und auf den Eingangsleuchtschirm eines Röntgenbildverstärkers 3 Strahlenbilder werfen. Das Ausgangsbild des Röntgenbildverstärkers 3 wird von einer Fernsehkamera k aufgenommen und über einen Mischer 5 einem Monitor 6 zugeführt.

Das Elektronenbild des Röntgenbildverstärkers 3 wird magnetisch mittels zweier Paare von Ablenkspulen 7 abgelenkt. Die Ansteuerung der Ablenkspulen 7 erfolgt durch eine Ablenkvorrichtung 8, welche von einem Steuergenerator 9 synchronisiert wird. Die für die Schichtaufnahmewahl erforderliche Lageverschiebung wird durch eine Verschiebungsvorrichtung 10 bewirkt. Der Steuergenerator 9 bewirkt synchron mit der Bildverschiebung im Röntgenbildverstärker 3 die schrittweise Einschaltung

*" VPA 81 P 5061 DE der Röntgenröhren 1 über eine Steuervorrichtung 11, an der die Gitter der Röntgenröhren 1 angeschlossen sind. Dem Steuergenerator 9 werden die Vertikaliinpulse V der Fernsehanlage zugeführt. Ein an dem Steuergenerator 9 angebrachtes Stellmittel 12, das als Potentiometer ausgeführt sein kann, dient zur Auswahl der Schichthöhe.

Der Steuergenerator 9 bewirkt, daß das von den Röntgenröhren 1 ausgehende Röntgenstrahlenbündel durch schrittweise Einschaltung je einer der Röntgenröhren 1 bewegt wird, und daß über die Verschiebungsvorrichtung 10 und die Ablenkvorrichtung 8 das Elektronenbild im Röntgenbildverstärker 3 gegenläufig dazu bewegt wird, so daß nur die in einer bestimmten, durch die Schwenkachse des Röntgenstrahlenbündels festgelegten Körperlängsschicht liegenden Teile scharf auf dem Monitor 6 abgebildet werden, während die außerhalb dieser bestimmten Körperlängsschicht liegenden Details verwischt wiedergegeben ' werden.

Die Körperschicht, deren Details auf dem Monitor 6 scharf dargestellt werden, kann außer durch Änderung der magnetischen Bildablenkung auch durch Einstellung des Abstandes zwischen den Röntgenröhren 1 und der Patientenliege 2 sowie dem Röntgenbildverstärker 3 gewählt werden.

Zur Einblendung eines Maßstabes ist an dem Steuergenerator 9 ein Schichthöhenrechner 13 angeschlossen, der aus den geometrischen Abmessungen und der durch das Stellmittel 12 ausgewählten Ablenkung den Maßstab berechnet. An dem Schichthöhenrechner 13 ist eine Vorrichtung 14 angeschlossen, deren Ausgang mit dem zweiten Eingang des Mischers 5 verbunden ist.

VPA 81 P 5061 DE Anhand der Figur 3 wird nun die Funktionsweise dieser Vorrichtung 14 näher erläutert, die einen Balken als Maßstab in das Fernsehbild einblendet. Die Vertikalimpulse V der Fernsehanlage werden einer ersten monostabilen Kippstufe 20 zugeführt, deren Ausgang an einer zweiten monostabilen Kippstufe 21 angeschlossen ist. Der Ausgang der zweiten monostabilen Kippstufe 21 ist mit dem ersten Eingang eines UND-Gliedes 22 verbunden, dessen zweitem Eingang die Horizontalimpulse H der Fernsehanlage zugeführt werden. An dem Ausgang des UND-Gliedes 22 ist eine Reihenschaltung einer dritten und einer vierten monostabilen Kippstufe 23 und 24 angeschlossen. Das Ausgangssignal der vierten monostabilen Kippstufe 24 ist dem einen Eingang eines ODER-Gliedes 25 und dem Setzeingang eines D-Flip-Flops 26 zugeführt. Der Ausgang des D-Flip-Flops 26 ist mit dem anderen Eingang des ODER-Gliedes 25 verbunden. Gleichzeitig wird das Ausgangssignal des D-Flip-Flops 26 einem Integrator 27 zugeführt, dessen Ausgangssignal in einem Komparator 28 mit einer Spannung Us verglichen wird. Diese Spannung Us wird in dem Schichthöhenrechner 13 erzeugt und ist der Amplitude der Ablenkung des Elektronenbildes im Röntgenbildverstarker 3 proportional. Der Ausgang des Komparators 28 ist mit dem Rücksetzeingang des D-Flip-Flops 26 verbunden. Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 25 wird in der Mischstufe 5 mit dem von der Fernsehkamera 4 kommenden BAS-Signal überlagert und auf dem Monitor 6 wiedergegeben.

Die Ablaufzeit der ersten monostabilen Kippstufe 20 bestimmt die vertikale Lage des eingeblendeten Maßstabes im Bild. Die erste monostabile Kippstufe 20 löst die zweite monostabile Kippstufe 21 aus, die bestimmt, wieviele Zeilen der Maßstab hoch ist. Die zweite monostabile Kippstufe öffnet das UND-Glied 22 und schaltet

VPA 81 P 5061 DE somit die Horizontalimpulse auf die dritte monostabile Kippstufe 23 durch, die die horizontale Lage des Maßstabes bestimmt. Die von der dritten monostabilen Kippstufe 23 ausgelöste vierte monostabile Kippstufe 24 bestimmt die Länge des Grundmaßstabes, der der Strecke a entspricht. Die vierte monostabile Kippstufe 24 setzt das D-Flip-Flop 26, dessen Ausgang den Integrator 27 freigibt. Die ansteigende Ausgangsspannung des Integrators 27 wird mit der Spannung Us in dem Komparator 28 verglichen. Die Spannung Us ist der Verlängerung ν proportional. Entspricht die Ausgangsspannung des Integrators 27 der Spannung Us, wird das D-Flip-Flop 26 zurückgesetzt. Die Ausgangssignale der vierten monostabilen Kippstufe 24 und des D-Flip-Flops 26 werden in dem ODER-Glied 25 zusammengefaßt und über die Mischstufe 5 auf dem Monitor 6 als Maßstab dargestellt.

Anstelle einer Maßstabeinblendung kann die Vergrößerung in dem Schichthöhenrechner 13 digital berechnet und als Zahlenwert in das Fernsehbild eingeblendet werden.

Sollen indirekte Schichtaufnahmen erstellt werden, so wird, wie in Figur 2 dargestellt, eine Filmkamera 15 über eine nicht dargestellte Optik an den Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstarkers 3 angekoppelt. Über einen teildurchlässigen Spiegel kann eine in einer Vorrichtung 16 angeordnete Leuchtdiodenkette mit auf den Film aufbelichtet werden. Die Leuchtdiodenkette der Vorrichtung 16 wird von dem Schichthöhenrechner 13 gesteuert. Die Leuchtdiodenkette besteht aus einem festen Teil, der stets mit aufbelichtet wird, und einem variablen Teil, der der Verlängerung ν entspricht. Diese Ansteuerung des variablen Teiles kann beispielsweise durch integrierte Bausteine vom Typ UAA 180 erfolgen, die mit der Spannung Us beaufschlagt werden.

- J0C-^« - VPA 81 P 5061 DE Der Maßstab kann aber auch durch eine an der Filmkamera 15 angebrachte Zusatzvorrichtung 17 aufbelichtet werden. Diese Zusatzvorrichtung 17 weist ebenfalls eine Leuchtdiodenkette auf. Sie ist direkt an dem Film der FiImkamera 15 angeordnet und wird während der Aufnahme eingeschaltet.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Äusführungsbeispiel beschränkt, sondern auch bei Schichtgeraten anwendbar, bei denen eine mechanische synchrone Bewegung eines Röntgenstrahlers und einer Bildschicht erfolgt.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erhält man Röntgenschichtbilder, in die ein Maßstab eingeblendet ist, so daß sich direkt die Größe von in der Schichtebene liegenden Körperteilen bestimmen läßt.

3 Figuren
9 Patentansprüche

Leerseite

Claims

VPA 81 P 5061 DE . Patentansprüche

( Λ .JRöntgendiagnostikeinrichtung für Röntgenschichtbilder mit wenigstens einer Röntgenröhre (1) zur Erzeugung eines Röntgenstrahlenbündels, einer Patientenliege (2), einem Bildempfänger (3) und einem mit der Röntgenröhre (1) und dem Bildempfänger (3) verbundenen Steuergenerator (9) zum Bewegen des Röntgenstrahlenbündels und dazu synchron des Bildfeldes des Bildempfangers (3), dadurch gekennzeichnet, daß an dem Steuergenerator (9) ein Schichthöhenrechner (13) angeschlossen ist, der aus den geometrischen Daten für die Schichtaufnahme die Vergrößerung berechnet, und daß der Bildempfänger (3) eine mit dem Schichthöhenrechner (13) verbundene Vorrichtung (14, 16) zum Einblenden einer Markierung für die Abmessungen in der Schichtebene· aufweist.
2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet, daß die einzublendende Markierung einen Maßstab darstellt, der aus einem feststehenden Teil, der einer genormten, parallel zur Bildempfänger-Ebene liegenden Strecke (a) entspricht, und einem veränderlichen Teil besteht, der die Vergrößerung (v) kennzeichnet.
3. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung und Bewegung des Röntgen-Strahlenbündels eine Anzahl von Röntgenröhren (1) vorhanden 1st, die einzeln nacheinander mittels des Steuergenerators (9) einsohaltbar sind, und daß der Bildempfänger aus einem Röntgenbildverstärker (3) besteht, der von Ablenkspulen (7) umgeben ist, die mit einer an dem Steuergenerator (9) angeschlossenen Ablenkvorrichtung (8) verbunden sind.

VPA 81 P 5061 DE
4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Filmkamera (15) auf den Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers (3) ausgerichtet ist und daß die Vorrichtung (16) mit optischen Mitteln eine Aufbelichtung der Markierung auf dem Film bewirkt.
5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufbelichtung des Maßstabes eine Leuchtdiodenkette vorhanden ist.
6. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 5_S d a durch gekennzeichnet, daß der eine Teil der Leuchtdiodenkette, der der geeichten Länge entspricht, stets mit aufbelichtet wird, und daß der zweite Teil der Leuchtdiodenkette, der die Vergrösserung kennzeichnet, von einer mit der Amplitude der Ablenkung des Elektronenbildes im Röntgenbildverstärker (3) proportionalen Spannung (Us) gesteuert wird.
7. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fernsehkamera (4) mit dem Röntgenbildverstärker (3) verbunden ist, der eine Mischstufe (5) nachgeschaltet ist, der die Ausgangssignale der Vorrichtung (14) zugeführt werden, und daß an die Mischstufe (5) ein·Monitor (6) angeschlossen ist.

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8. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine erste monostabile Kippstufe (20) aufweist, der die Vertikalimpulse zugeführt sind, daß an der ersten monostabilen Kippstufe (20) eine zweite

Z-

VPA 81 P 5061 DE monostabile Kippstufe (21) angeschlossen ist, die mit dem ersten Eingang eines UND-Gliedes (22) verbunden ist, dessen zweiter Eingang mit den Horizontalimpulsen beaufschlagt wird, daß an dem Ausgang des UND-Gliedes (22) eine Reihenschaltung einer dritten und einer vierten monostabilen Kippstufe (23, 24) angeschlossen ist, daß das Ausgangssignal der vierten monostabilen Kippstufe (24) dem einen Eingang eines ODER-Gliedes (25) und dem Setzeingang eines D-Flip-Flops (26) zugeführt ist, dessen Ausgang mit dem anderen Eingang des ODER-Gliedes (25) und einem Integrator (27) verbunden ist, dessen Ausgangssignal in einem Komparator (28) mit einer Spannung (Us) verglichen wird, die proportional der Amplitude der Ablenkung des Elektronenbildes im Röntgenbildverstärker (3) ist, daß der Ausgang des Komparators mit dem Rücksetzeingang des D-Flip-Flops (26) verbunden ist, und daß das Ausgangssignal des ODER-Gliedes (25) der Mischstufe (5) zugeführt wird.
9. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergrößerung oder der Maßstab in dem Schichthöhenrechner (13) digital berechnet und als Zahlenwert in das Fernsehbild eingeblendet wird.