DE3304213A1

DE3304213A1 - Roentgendiagnostikanlage mit mitteln zur unterdrueckung der streustrahlung

Info

Publication number: DE3304213A1
Application number: DE19833304213
Authority: DE
Inventors: Horst Dr.rer.nat. 8510 Fürth Aichinger; Paul Dipl.-Ing. Marhoff; Manfred Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 8520 Erlangen Pfeiler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-02-08
Filing date: 1983-02-08
Publication date: 1984-08-09
Also published as: US4550419A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München VPA 83 P 3 0 3 3 QE

Röntgendiagnostikanlage mit Mitteln zur Unterdrückung der Streustrahlung

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikanlage mit Mitteln zur Unterdrückung der Streustrahlung und einer Bildverstärker-Fernsehkette mit Bildspeichermitteln.

Die bei einer Röntgenaufnahme im Aufnahmeobjekt erzeugte Streustrahlung verringert nicht nur den durch die Primärstrahlung gegebenen Bildkontrast, sondern stört auch beispielsweise die Präzision der in der Angiographie angewandten Bildsubtraktionsverfahren, bei denen ein von einem Patienten erzeugtes Bild ohne Kontrastmittel von einem Bild mit Kontrastmittel desselben Bereiches subtrahiert wird.

Zur Verminderung der schädlichen Wirkung und zur weitgehenden Beseitigung der Streustrahlung ist es bekannt, eine nahe der Bildschicht gelegene Schlitzblende über die Bildschicht zu bewegen, so daß das Röntgenbild zeilenförmig erzeugt wird. Die Schlitzblende schirmt die Bildschicht gegen die Streustrahlung weitgehend ab (deutsche Patentanmeldung P 31 38 939.2). Es ist ferner bei Computertomographen bekannt, ein Röntgenschattenbild mit Hilfe einer Relativbewegung zwischen Patientenliege und zeilenförmigem Röntgenstrahlendetektor zu erzeugen (DE-OS 26 13 809). Beide Möglichkeiten haben jedoch den Nachteil, daß die Bildaufbauzeiten relativ lang sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rönt-

Tp 2 Ler / 26.01.1983

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gendiagnostikanlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein von Streustrahlungsanteilen weitgehend freies Bild ohne wesentliche zusätzliche Strahlenbelastung des Patienten in kurzer Zeit erzeugbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine röhrennahe Lochblende aus strahlenabsorbierendem Material, die wahlweise in den Strahlengang einführbar ist, zwei Bildspeicher für ein Röntgenbild mit und ein Röntgenbild ohne Lochblende und eine Bildverarbeitungseinrichtung zum Vergleich der Bildinformationen der beiden Röntgenbilder zur Bestimmung und Eliminierung des Streustrahlungsanteiles. Bei der erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikanlage können durch Subtraktion der Inhalte der beiden Bildspeicher der örtliche Streustrahlungsanteil ermittelt und durch dessen Subtraktion von den Röntgenbildern des eigentlichen Aufnähmevorganges an Streustrahlungsanteilen arme Röntgenbilder erzeugt werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Röntgendiagnostikanlage nach der Erfindung , und

Fig. 2 eine Einzelheit der Röntgendiagnostikanlage gemäß Figur 1.
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In der Figur 1 ist eine Röntgenröhre 1 dargestellt, die von einem Röntgengenerator 2 gespeist wird. Die Röntgenstrahlung durchdringt einen Patienten 3, der auf dem Eingangsleuchtschirm eines Röntgenbildverstärkers 5 Röntgen-Schattenbilder erzeugt, die von einer Fernsehkamera 16

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aufgenommen und über eine Bildverarbeitungseinrichtung einem Sichtgerät 7 zugeführt werden. Zwischen der Röntgenröhre 1 und dem Patienten 3 liegt eine röhrennahe Lochblende 8 aus strahlenabsorbierendem Material mit einer Vielzahl von Löchern, die wahlweise in den Strahlengang 9 einführbar ist.

Die Bildverarbeitungseinrichtung 6 enthält gemäß Figur einen Bildspeicher 10 mit verhältnismäßig niedriger Kapazität und einen Bildspeicher 11. Die Ausgänge der Bildspeicher 10 und 11 sind an einer Subtraktionsstufe 12 angeschlossen, deren Ausgangssignal über eine Steuerstufe 13 dem Sichtgerät 7 zugeführt wird.

Zur Anfertigung eines Röntgenbildes wird der Patient zunächst bei im Strahlengang 9 liegender Lochblende 8 durchstrahlt und das so erzeugte Röntgenbild im Speicher 10 abgespeichert. Anschließend wird die Lochblende 8 aus dem Strahlengang 9 entfernt und ein zweites Röntgenbild angefertigt und im Bildspeicher 11 eingespeichert. Bei der ersten Durchstrahlung mit Lochblende 8 lassen deren Öffnungen Strahlung durch, die den Patienten 3 durchsetzt und auf den Eingangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers 5 fällt. Bei ausreichendem Abstand der Öffnungen der Lochblende 8 und damit der Bildpunkte kann man davon ausgehen, daß das jeweils für einen Bildpunkt erzeugte Signal ein Primärstrahlungssignal ist, das praktisch ohne Streustrahlungsanteil ist. Die im eigentlichen Röntgenbild, das ohne Lochblende 8 erzeugt wird, zu berücksichtigende Streustrahlung wird dadurch ermittelt, daß an den der Durchstrahlung mit Lochblende 8 entsprechenden Bildpunkten zwischen dem Röntgenbild mit Lochblende 8 und dem Bild ohne Lochblende 8 durch die Subtraktionsstufe 12 die Signaldifferenz gebildet wird. Die Überlagerungsstufe

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ist auf diese Weise in der Lage, dem Sichtgerät 7 ein Videosignal zu liefern, das weitgehend frei von Streustrahlungsanteilen ist, indem hier von dem jeweils aktuellen Videosignal das entsprechende Streustrahlungssignal (Ausgangssignal der Subtraktionsstufe 12) nach Interpolation in einer Interpolationsstufe 14 auf die Matrix des aktuellen Gesamtbildes subtrahiert wird.

Der Patient 3 wird lediglich durch die die Öffnungen der Lochblende 8 durchsetzende Strahlung zusätzlich belastet; wegen der röhrennahen Anordnung kann von verhältnismäßig kleinen und deshalb mechanisch gut handhabbaren Abmessungen ausgegangen werden.

Zur Sicherung der Vergleichbarkeit von Probeaufnahmen mit Lochblende 8 und eigentlichen Aufnahmen ohne Lochblende 8 können Mittel zum Erfassen der Dosis der beiden zu vergleichenden Aufnahmen vorhanden sein. Die Anforderungen an die mechanische Präzision können gemildert werden, wenn Mittel zum Aufsuchen des Signales in der Mitte des Bildpunktes einer Probeaufnahme mit Lochblende 8 vorhanden sind.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Streustrahlung zunächst nur für diejenigen Bildpunkte bestimmt, die durch die Löcher der Lochblende 8 festgelegt sind. Durch die bereits erwähnte Interpolation ist es möglich, die Streustrahlung über das gesamte Röntgenbild festzulegen.
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Eine Variante der beschriebenen Röntgendiagnostikanlage besteht darin, daß anstelle einer Lochblende mit einer Vielzahl von Löchern eine Schlitzlochblende röhrennah vorgesehen wird, wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 31 38 939.2 beschrieben ist. Diese

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Schlitzlochblende kann zur Anfertigung einer Probeaufnahme in den Strahlengang eingeführt und dort so bewegt werden, daß der Patient 3 durch ein fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel über den zu untersuchenden BiIdbereich abgetastet wird. Demgemäß wird in diesem Fall auf dem Eingangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers 5 ein zellenförmiges Bild erzeugt, das über den Eingangsleuchtschirm wandert. Der Bewegung dieses zellenförmigen Bildes entsprechend kann in diesem Fall eine elektronische Abtastung des Röntgenbildes in der Fernsehkette erfolgen, so daß zum Bildspeicher 10 auch nur jeweils das Videosignal übertragen wird, das dem zellenförmigen Bild entspricht. Die Dosisleistung kann in diesem Fall niedrig gehalten werden, wenn die Breite des zellenförmigen Bildes und die Breite des Eingangsleuchtschirmes an die Abtastung angepaßt werden. Dies bedeutet z. B., daß bei einem Röntgenbildverstärker mit einem 25 cm-Eingangsleuchtschirm und einer Breite von 1 cm des zellenförmigen Bildes bei einer Zeit von beispielsweise 40 ms für eine Bildabtastperiode eine Zeit von 25 x 40 ms = 1 see für den gesamten Ablauf erhalten wird, wobei die gleiche Generatorleistung wie bei der Erzeugung eines Bildes ohne Schlitzblende benötigt wird. Ganz analog können für andere Bildabtastperioden von z. B. 20 ms, 80 ms, 320 ms oder entsprechende Zeiten bei 60 Hz Netzfrequenz Schlitzablaufzeiten gewählt werden.

Ist die Bildverstärker-Fernsehkette 5, 6, 7, 16 mit ei-30^ ner Dosisleistungsregelung ausgerüstet, so kann die Vergleichbarkeit einer Probeaufnahme und der darauffolgenden Aufnahme ohne Lochblende dadurch gewährleistet werden, daß der Verstärker der Dosisleistungsregelung entsprechend der Differenz zwischen der Generatorleistung der Probeaufnahme und der Aufnahme ohne Lochblende

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umgeschaltet wird. Bei der Probeaufnahme erfolgt dabei keine Dosisleistungsregelung.

Eine andere Möglichkeit zur Erzielung vergleichbarer Aufnahmen besteht bei einer Bildverstärker-Fernsehkette mit Einstellung der Aufnahmedaten aus den Durchleuchtungsdaten, d.h. entsprechend der jeweils vorhandenen Patiententransparenz und Dosisleistungsregelung während normaler Aufnahmen, also nicht während der Probeaufnahmen, in folgendem Vorgehen: Zunächst werden die Aufnahmedaten für eine Aufnahme mit Lochblende, z. B. Viellochblende oder Schlitzlochblende, aus der Durchleuchtung automatisch eingestellt. Eine Dosisleistungsregelung erfolgt in diesem Fall nicht. Dann erfolgt ei- ne Übersiehtsaufnahme ohne Lochblende, bei der eine Dosisleistungsregelung erfolgt. Aus der erforderlichen Nachregelung der Generatorleistung gegenüber der Aufnahme mit Lochblende ergibt sich ein Korrekturwert für die Bewertung dieser Aufnahme.

Schließlich ist es bei einer Röntgendiagnostikanlage mit Dosisleistungsregelung auch möglich, in dem Fall, in dem für eine Serie für die ersten Bilder die Dosisleistungsregelung erfolgt, zunächst Übersichtsaufnahmen ohne Lochblende mit mindestens für die ersten Bilder eingeschalteter Dosisleistungsregelung zu machen und schließlich als letztes Bild ein Bild mit Lochblende anzufertigen. Hierbei ist dann davon auszugehen, daß die Daten für dieses letzte Bild mit der erforderlichen Genauigkeit mit den Daten der vorhergehenden Bilder übereinstimmen. Diese Arbeitsweise garantiert am besten die Übereinstimmung von Probeaufnahme und den Aufnahmen ohne Lochblende, jedoch ist in diesem Fall nur Off-line-Betrieb möglich.

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Bei Verwendung einer Lochblende mit einer Vielzahl von Löchern ist die zusätzliche Dosisbelastung des Patienten zur Bestimmung der Streustrahlung minimal, weil dieser hierzu nur von einer Anzahl dünner Strahlenbündel durchdrungen wird. Es ist aber in der geschilderten Weise eine Interpolation für die Streustrahlenermittlung über das gesamte Bild erforderlich.

Wird andererseits zur Streustrahlenermittlung eine Schlitzblende in den Strahlengang eingeführt, so entspricht die zusätzliche Strahlenbelastung des Patienten einer Aufnahme, wobei das Erfordernis der Interpolation entfällt.

7 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

Patentansprüche

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1J Röntgendiagnostikanlage mit Mitteln zur Unterdrückung der Streustrahlung und einer Bildverstärker-Fernsehkette (5, 6, 7, 16) mit Bildspeichermitteln (10, 11), gekennzeichnet durch eine röhrennahe Lochblende (8) aus strahlenabsorbierendem Material, die wahlweise in den Strahlengang einführbar ist, zwei Bildspeicher (10, 11) für ein Röntgenbild mit und ein Röntgenbild ohne Lochblende (8) und eine Bildverarbeitungseinrichtung (12, 13) zum Vergleich der Bildinformationen der beiden Röntgenbilder zur Bestimmung und Eliminierung des Streustrahlungsanteiles.
2. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Erfassen des Dosissignales der beiden zu vergleichenden Aufnahmen vorhanden sind.
3. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildverstärker-Fernsehkette (5, 6, 7, 16) eine Dosisleistungsregelung aufweist, deren Verstärker in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Generatorleistung der beiden Röntgenbilder steuerbar ist.
4. 'Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Bildverstärker-Fernsehkette (5, 6, 7, 16) mit Dosisleistungsregelung und Einstellung der Aufnahmedaten aus den Daten einer einem Röntgenbild ohne Lochblende vorangehenden Durchleuchtung aus dem für die Nachregelung einer Aufnahme ohne Lochblende im Vergleich zur vorangehenden Aufnahme mit Lochblende erforderlichen Regelhub ein Korrektursignal gewonnen wird.

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5. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Röntgenbild mit Lochblende (8) nach dem Röntgenbild ohne Lochblende (8) aufgenommen wird und die Bildverstärker-Fernsehkette (5, 6, 7, 16) mit einer Dosisleistungsregelung versehen ist.
6. Röntgendiagnostikanlage nach einem der Ansprüche

1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Aufsuchen des Signales in der Mitte des Bildpunktes einer Probeaufnahme vorhanden sind.
7. Röntgendiagnostikanlage nach einem der Ansprüche

1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (10) für die Aufnahmen mit Lochblende (8) eine geringere Kapazität als der Speicher (11) für die Aufnahmen ohne Lochblende (8) hat.