DE4212644A1 - Röntgendiagnostikeinrichtung für intermittierende Durchleuchtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung für intermittierende Durchleuchtung, die eine an einem Röntgengenerator angeschlossene Röntgenröhre, eine Rönt­ genbildverstärker-Fernsehkette mit Aufnahmevorrichtung und eine Steuerlogik für den Röntgengenerator und die Rönt­ genbildverstärker-Fernsehkette aufweist. Derartige Rönt­ gendiagnostikeinrichtungen ermöglichen eine Dosisersparnis durch Verwendung einer gepulsten Durchleuchtung.

In der DE-A-30 40 425 ist eine derartige Röntgendiagno­ stikeinrichtung beschrieben, bei der der Röntgengenerator mit einer durch Einstellmittel beeinflußbaren Steuerlogik verbunden ist. Diese Steuerlogik bewirkt, daß der Röntgen­ generator Röntgenimpulse aussendet, so daß intermittierend Röntgenbilder erzeugt werden, die von der Fernsehaufnahme­ einrichtung abgetastet und in einem Bildspeicher einge­ speichert werden. Das im Bildspeicher enthaltene Bild wird dann mit üblicher Fernsehfrequenz wiedergegeben, bis bei­ spielsweise nach fünf Takten ein neuer Röntgenimpuls ein neues Bild erzeugt, das wiederum in den Bildspeicher ein­ gelesen wird. Die Dosis pro Einzelbild wird dabei konstant gehalten, jedoch nur beispielsweise jedes 5. Einzelbild nach vorheriger Sperrung des Abtaststrahles einer Fernseh­ aufnahmeröhre belichtet. Dies ergibt zwar einen besonders bei geringen Pulsfrequenzen auftretenden Stroboskopeffekt, der jedoch aufgrund der Dosisersparnis in Kauf genommen wird. Um eine flimmerfreie Wiedergabe der Bilder zu errei­ chen, wird der Bildspeicher in den sgn. "gap filling"-Be­ trieb geschaltet, bei dem der Bildspeicher kontinuierlich ausgelesen wird.

Zur Erzeugung gepulster Röntgenstrahlen können gitterge­ steuerte Röntgenröhren verwendet werden. Dies hat jedoch im wesentlichen deutlich höhere Kosten zur Folge. Bei der sgn. Primärpulsung wird der Röntgengenerator insgesamt pulsförmig betrieben, wobei auf schnelle Anstiegs- und Ab­ fallzeiten der Hochspannung geachtet werden muß. Dies be­ dingt einen aufwendigen Aufbau des Röntgengenerators. Bei­ de Verfahren zur intermittierenden Durchleuchtung weisen jedoch den Nachteil auf, daß die Röntgenröhre mit hohem Heizstrom bzw. Anodenstrom betrieben wird, wodurch die Le­ bensdauer der Röhren beeinflußt wird.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgendia­ gnostikeinrichtung für intermittierende Durchleuchtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen kostengün­ stigen Aufbau der Röntgenanlage ermöglicht und eine Scho­ nung der Röntgenröhre bewirkt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerlogik derart ausgebildet ist, daß der Röntgengenera­ tor kontinuierlich und die Auslesung der Aufnahmevorrich­ tung im Pulsbetrieb betrieben wird. Dadurch wird erreicht, daß der Röntgengenerator wie bei normaler Durchleuchtung dauernd betrieben wird, wobei eine Erhöhung der Dosislei­ stung nicht erforderlich ist. Durch den Betrieb der Auf­ nahmevorrichtung im Pulsbetrieb erfolgt eine Integration des Röntgenbildes auf der lichtempfindlichen Fläche der Aufnahmevorrichtung. Nach einiger Zeit wird dann dieses aufintegrierte Bild abgetastet und ausgelesen und in einem Bildspeicher abgespeichert, so daß es wiederholt auf einem Monitor wiedergegeben werden kann. Nach erfolgter Abta­ stung wird die Aufnahmevorrichtung wieder für mehrere Bil­ der ausgetastet, so daß auf der lichtempfindlichen Fläche der Aufnahmevorrichtung wiederum eine Integration über den Zeitraum mehrerer Einzelbilder erfolgen kann. Dadurch er­ hält man Bilder sehr großer Qualität mit geringem Rausch­ anteil.

Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, wenn die Steuerlogik derart ausgebildet ist, daß die Auslesung der Aufnahmevorrichtung für mehrere Bilder unterdrückt wird. Eine Reduzierung der Strahlenbelastung wird erreicht, wenn der Röntgengenerator auf gegenüber der üblichen Durchleuch­ tung niedrigere Dosisleistungswerte eingestellbar ist. Die Anzahl der unterdrückten Bilder kann ausgewählt werden, wenn die Steuerlogik Stellmittel für die Einstellung der Anzahl der zu unterdrückenden Bilder aufweist. Die Strah­ lungsbelastung des Patienten kann auf einfache Weise re­ duziert werden, wenn die Steuerlogik derart mit dem Rönt­ gengenerator gekoppelt ist, daß durch die Verstellung der Stellmittel bei Veränderung des Abstandes der Pulse zur Steuerung der Auslesung von Einzelbildern die Dosislei­ stung entsprechend derart verändert wird, daß die Dosis pro Einzelbild konstant ist. Als Aufnahmevorrichtung kön­ nen dabei eine Fernsehkamera, ein CCD-Wandler oder ein Bildverstärker mit integriertem Halbleiter-Wandler Ver­ wendung finden.

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

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Röntgendiagnostikeinrichtung und

Fig. 2 bis 5 Kurvenverläufe zur Erläuterung der Funktions­ weise der in Fig. 1 dargestellten Steuerlogik.

In Fig. 1 ist ein Röntgengenerator 1 dargestellt, der mit einer Röntgenröhre 2 verbunden ist, die ein einen Patien­ ten 3 durchdringendes Strahlenbündel erzeugt. Das ent­ sprechend der Transparenz des Patienten 3 geschwächte Röntgenstrahlenbündel fällt auf den Eingangsleuchtschirm eines Röntgenbildverstärkers 4, der mit einer Aufnahmevor­ richtung 5 zur Umwandlung des Röntgenstrahlenbildes in eine elektrische Signalfolge gekoppelt ist. An die Aufnah­ mevorrichtung 5 kann eine Wiedergabevorrichtung mit einem Bildspeicher 6 angeschlossen sein, der mit einem Monitor 7 verbunden ist. Ein Taktgenerator 8 erzeugt dabei die Steu­ er- und Synchronsignale für die Fernsehaufnahmevorrichtung 5 bis 7. Eine Steuerlogik 9 ist sowohl mit dem Röntgenge­ nerator 1 als auch dem Taktgenerator 8 verbunden, die bei­ de Generatoren 1 und 8, wie im folgenden beschrieben, an­ steuert. Ein Schalter 10 bewirkt dabei beispielsweise die Umschaltung von normalem Durchleuchtungsbetrieb auf ge­ pulste Fernseh-Durchleuchtung. Stellmittel 11 dienen zur Einstellung des gewünschten Pulsabstandes.

In Fig. 2 ist die Intensität I der Röntgenstrahlung über der Zeit aufgetragen. In Fig. 3 ist die Austastung der Auf­ nahmevorrichtung 5 dargestellt. Bei H-Signalen erfolgt die übliche Abtastung, während bei L-Signalen bei einer Fern­ sehaufnahmeröhre als Aufnahmevorrichtung 5 der Abtast­ strahl gesperrt ist. Wird ein CCD-Wandler als Aufnahmevor­ richtung 5 verwendet, so werden lediglich die Taktimpulse für das Auslesen gesperrt. In Fig. 4 ist das BAS-Ausgangs­ signal A der Aufnahmevorrichtung 5 wiedergegeben, während in Fig. 5 das BAS-Ausgangssignal B des Bildspeichers 6 dar­ gestellt ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird die Röntgenröhre 2 vom Röntgengenerator 1 derart angesteuert, daß sie Röntgen­ strahlen einer bestimmten Intensität I erzeugt. Da das Austastsignal in Fig. 3 zu Beginn auf High liegt, wird die Aufnahmevorrichtung 5 abgetastet, so daß sie ein BAS­ Signal A gemäß Fig. 4 erzeugt, das aus mehreren aufeinan­ derfolgenden Einzelbildern besteht. Diese werden, wie in Fig. 5 dargestellt, auch entweder im Bildspeicher 6 zur Bildverarbeitung zwischengespeichert, um beispielsweise eine elektrische Integration durchführen zu können, oder direkt auf dem Monitor 7 wiedergegeben.

Wird zum Zeitpunkt t₀ der Schalter 10 betätigt, so kann entweder sofort oder, wie anhand der Fig. 2 bis 5 darge­ stellt, zum Zeitpunkt t₁ die Umschaltung der Röntgendia­ gnostikeinrichtung auf intermittierende Durchleuchtung be­ wirkt werden. Zweckmäßigerweise wird jedoch abgewartet, bis ein Einzelbild vollständig abgetastet ist. Dies ist zum Zeitpunkt t₁ der Fall. Nun kann, wie Fig. 2 zu entneh­ men ist, die Röntgenstrahlung auf niedrigere Intensität I geschaltet werden. Das Ausgangssignal in Fig. 3 geht auf Low zurück, so daß der Abtaststrahl einer Fernsehaufnahme­ röhre als Aufnahmevorrichtung 5 gesperrt wird. Dadurch liegt am Ausgang der Aufnahmevorrichtung 5 auch kein Vi­ deosignal A (Fig. 4) an. Das bisher im Bildspeicher 6 ein­ gespeicherte Signal wird jedoch fortlaufend ausgelesen und auf dem Monitor 7 wiedergegeben, wie dies die Fig. 5 zeigt.

Dies kann über eine beliebige Anzahl von Einzelbildern er­ folgen. Der Abstand der einzelnen Impulse kann dabei durch die Stellmittel 11 ausgewählt werden. Zweckmäßigerweise ist dieser Abstand zwischen 5 bis 10 Einzelbildern ein­ stellbar. Es ist jedoch bei bestimmten Anwendungsfällen auch eine Integration über eine Zeit kleiner als 5 oder mehr als 10 Einzelbilder denkbar. Ein kürzerer Wert führt nur zu einer geringeren Dosiseinsparung, während bei grö­ ßeren Werten die Sichtbarkeit eines sich bewegenden Objek­ tes erschwert wird, da zum einen dieses verschwommen und zum anderen der Zeitabschnitt zwischen den aktualisierten Bildern zu groß ist. Bei dem in den Figuren dargestellten Beispiel wird jedoch nur jedes dritte Einzelbild aufgenom­ men. Dies ist lediglich wegen der besseren Darstellung ge­ wählt worden.

Zum Zeitpunkt t₂ ist auf der lichtempfindlichen Fläche der Aufnahmevorrichtung 5 genügend integriert worden, so daß durch den H-Zustand des Austastsignales die Aufnahmevor­ richtung freigegeben wird, so daß eine Abtastung erfolgt und ein Videosignal (Fig. 4) erzeugt wird. Dies wird wie­ derum in den Bildspeicher 6 eingespeichert und für die folgenden Einzelbilder ausgelesen, in denen die Aufnahme­ vorrichtung 5 gesperrt ist. Zum Zeitpunkt t₃ wiederholt sich dieser Vorgang, der solange andauert, bis durch die erneute Betätigung des Schalters 10 die Röntgendiagnostik­ einrichtung wieder auf normale Durchleuchtung umgeschal­ tet wird.

Soll die Dosis pro Einzelbild konstant bleiben, so können die Stellmittel 11 für die Auswahl des Pulsabstandes mit dem Röntgengenerator 1 derart gekoppelt sein, daß bei Ver­ größerung des Pulsabstandes die Dosisleistung entsprechend reduziert wird.

Durch diese gepulste Fernsehdurchleuchtung erhält man eine Röntgendiagnostikeinrichtung, die ohne großen Zusatzauf­ wand sowohl kontinuierlich als auch gepulst mit niedrigen Dosisleistungswerten betrieben werden kann. Die Zusammen­ fassung einer gewissen Belichtungszeit zu einem "Dosis­ puls" für bestimmte Fernseheinzelbilder erfolgt einfach durch die Austastung der Aufnahmevorrichtung für eine ge­ wisse Zeit vor den jeweils auszulesenden Fernseh-Einzel­ bildern. Hier wird zwar die schnelle Bewegung von Objekten zu Unschärfen führen, für die Anwendung aber in der allge­ meinen Angiographie ist das in vielen Fällen jedoch akzep­ tabel. Weiterhin weist eine derartige Röntgendiagnostik­ einrichtung eine gegenüber der echten Röntgenpulsung schnellere Einregelzeit der Röntgenstrahlen auf, die der der kontinuierlichen Strahlung entspricht. Als Aufnahme­ vorrichtung können dabei Fernsehkameras verwendet werden, deren Abtaststrahl zur Austastung gesperrt wird, oder extern oder intern mit Röntgenbildverstärkern gekoppelte CCD-Wandler Verwendung finden.

Claims (8)

1. Röntgendiagnostikeinrichtung für intermittierende Durchleuchtung, die eine an einem Röntgengenerator (1) an­ geschlossene Röntgenröhre (2), eine Röntgenbildverstärker- Fernsehkette (4 bis 8) mit Aufnahmevorrichtung (5) und eine Steuerlogik (9) für den Röntgengenerator (1) und die Röntgenbildverstärker-Fernsehkette (4 bis 8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerlogik (9) derart ausgebildet ist, daß der Röntgen­ generator (1) kontinuierlich und die Auslesung der Auf­ nahmevorrichtung (5) im Pulsbetrieb betrieben wird.

2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuerlogik (9) derart ausgebildet ist, daß die Auslesung der Aufnahmevorrichtung (5) für mehrere Bilder unterdrückt wird.

3. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgengenerator (1) auf gegenüber der üblichen Durch­ leuchtung niedrigere Dosisleistungswerte einstellbar ist.

4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerlogik (9) Stellmittel (11) für die Einstel­ lung der Anzahl der zu unterdrückenden Bilder aufweist.

5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuerlogik (9) derart mit dem Röntgengenerator (1) gekop­ pelt ist, daß durch die Verstellung der Stellmittel (11) bei Veränderung des Abstandes der Pulse zur Steuerung der Auslesung von Einzelbildern die Dosisleistung entsprechend derart verändert wird, daß die Dosis pro Einzelbild kon­ stant ist.

6. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufnahmevorrichtung (5) eine Fernsehkamera Verwen­ dung findet.

7. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufnahmevorrichtung (5) ein CCD-Wandler Verwendung findet.

8. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenbildverstärker-Fernsehkette (4 bis 8) einen Bildverstärker (4) mit integriertem Halbleiter-Wandler aufweist.