SU1741779A1 - Устройство дл получени стереоскопического изображени при рентгеноскопических исследовани х - Google Patents

Abstract

Использование рентгеноскопический и рентгенологический контроль при проведении оперативных вмешательств, неразру шающий контроль в машиностроении таможенный контроль В качестве информа тивных излучений устройство позвол ет ис пользовать звуковое, электромагнитное нейтронное и другие виды излучений Устройство обеспечивает наблюдение стерео динамического (и статического) рент енос- копического изображени  объектов на телевизионном устройстве Сущность изобрете ни  сепараци  изображений выполнена анаглифическим способом с возможностью перехода на пол роидный и линзо-растро- выи способы с использованием как видео- контрольных устройств широкого примене ни  так и проекционных телевизионных ус тройств 2 ил

Description

Изобретение относитс  к медицинской технике, а именно к устройствам дл  рентгеноскопических исследований и приспособлений дл  функциональной диагностики в частности к стереоскопическим системам дл  рентгеноскопического контрол  проведени  оперативных вмешательств

Известно устройство дл  получени  стереоскопических изображений при рентгеноскопических исследовани х состо щее из двух рентгеновских источников и двух телевизионных камер с электронно-оптическими преобразовател ми позвол ющее получать с двух разнесенных на величину базиса точек наблюдени  два изображени  исследуемого объекта которые запоминают производ т их цифровую обработку и воспроизвод т на экране телевизионного

просмотрового устройства (телевизионного монитора)

К недостаткам данного устройства следует отнести невозможность наблюдени  стереодинамических изображении

Известно устройство в котором применена специальна  оентгеновска  трубка с одним анодом и двум  катодами разнесенными на величину базиса а также одна те левизионна  камера с электронно-опти ческим преобразователем запоминающее устройство и телевизионный монитор С по мощью описанного устройства получают стереоскопические изображени  исследуе мого объекта причем дл  этого при анализе с правой точки наблюдени  формируют и запоминают правую ч сть изображени  ко тора  при наблюдении на экране монитора

VJ

О

занимает правую часть кадра (при этом лева  половина кадра на экране монитора погашена с помощью специально формируемого гас щего сигнала), а при анализе объекта с левой позиции - на экран монитора , на его левую половину кадра, соответственно выводитс  изображение левой части, При этом права  половина экрана соответственно гаситс . Таким образом, полное стереоизображение исследуемого объекта формируетс  на экране монитора за два телевизионных кадра при их одновременном считывании из соответствующих запоминающих устройств с последующим их микшированием ,

К недостаткам описанного устройства следует отнести пониженное качество наблюдаемого стереоизображени  из-за того, что стереоизображение, наблюдаемое на экране просмотрового устройства, состоит из двух телевизионных кадров, ширина каждого из которых соответствует половине телевизионного кадра, а также невозможность получени  стереодинамического изображени  исследуемого объекта.

Известно устройство, содержащее рентгеновскую трубку с двум  катодами, телевизионную камеру с электронно-оптическим преобразователем, запоминающее устройство и телевизионный монитор, на котором наблюдают стереоизображение исследуемого объекта, которое состоит из двух, полученных в результате анализа с двух точек наблюдени , и запоминани  в запоминающем устройстве, изображений (левого и правого) исследуемого объекта.

К недостаткам данного устройства следует отнести, как и у предыдущих аналогов, отсутствие возможности получени  стерео- динамического изображени .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство, содержащее лиру с приводом , на одном конце которой расположен двухкатодный источник рентгеновского излучени , а на другом электронно-оптический преобразователь и телевизионна  камера, выход которой через запоминающее устройство подключен к черно-белому телевизионному монитору, экран которого оптически сопр жен с сепарирующими электронно-оптическими очками, и синхро- генератор, соединенный с телевизионной камерой, запоминающим устройством, телевизионным монитором, а также блок управлени , соединенный с источником рентгеновского излучени , приводом лиры и запоминающим устройством.

С помощью привода лиры источник рентгеновского излучени ,электронно-оптический преобразователь с телекамерой

перемещаютс  относительно исследуемого объекта на величину базиса и телевизионна  камера регистрирует статическое изображение объекта с двух положений, при

этом в запоминающем устройстве фиксируютс  соответственное левое и правое изображени  объекта, а когда они поочередно вывод тс  на экран черно-белого телевизионного монитора, то соответственно право0 му и левому изображени м формируетс  управл ющее напр жение, вызывающее затемнение или просветление соответственно правого или левого стекол сепарирующих электронно-оптических очков.

5 Так формируетс  статический стерео- кадр, полученный в результате рентгеноскопического исследовани  объекта с двух точе к наблюдени  и поочередного наблюдени  правого и левого изображений на экра0 не монитора.

Недостатками известного устройства  вл ютс  низкое диагностическое качество и слаба  разрешающа  способность получаемого стереоизображени , обусловленные

5 значительными световыми потер ми, вносимыми сепарирующими электронно-оптическими очками и поочередным мельканием правого и левого изображений объекта, а также невозможность получени  стереоди0 намического изображени , которое крайне необходимо дл  проведени  операций под рентгено-телевизионным контролем (эндо- васкул рные, стереотаксические операции в нейрохирургии и сердечно-сосудистой хи5 рургии),

Цело изобретени  - повышение качества и разрешающей способности получаемого стереоизображени , обеспечение возможности получени  стереодинамиче0 ского изображени .

Дл  достижени  поставленной цели в устройство, содержащее лиру с приводом, на одном конце которой расположен источник рентгеновского излучени , а на другом

5 электронно-оптический преобразователь и телевизионна  камера, запоминающее устройство и телевизионный монитор, экран которого оптически сопр жен с сепарирующим устройством дл  визуализации изобра0 жени , и синхронизатор, соединенный с телевизионной камерой, запоминающим устройством , телевизионным монитором и блоком управлени , который подключен к источнику рентгеновского излучени , при5 воду лиры и запоминающему устройству, дополнительно введены накопитель телевизионных изображений, входной и выходной коммутаторы сигналов, дополнительное запоминающее устройство и использован од- нокатодный источник рентгеновского

излучени , причем выход телевизионной камеры соединен с входом накопител  и первым входом входного коммутатора сигналов, а выход накопител  соединен с вторым входом входного коммутатора сигналов, выход которого подключен к запоминающему устройству, выходы этого запоминающего устройства соединены с входом дополнительного запоминающего устройства и первым входом выходного коммута- тора телевизионных сигналов, к второму входу которого подключен выход дополнительного запоминающего устройства, а пер- вый и второй выходы выходного коммутатора соединены с соответствующи- ми входами телевизионного монитора, при этом выход синхрогенератора соединен с входами синхронизации накопител  телевизионных изображений, дополнительного запоминающего устройства, входного и вы- ходного коммутаторов телевизионных сигналов , управл ющие входы которых соединены с выходом блока управлени .

В качестве сепарирующего устройства дл  визуализации изображени  использо- ваны сепарирующие анаглифические очки.

На фиг. 1 изображена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - циклограммы работы устройства.

Устройство содержит лиру 1 с приводом 2, на одном конце которой закреплен источник 3 рентгеновского излучени , а на другомэлектронно-оптический преобразователь 4 с телевизионной камерой 5, выходной сигнал которой поступает на вход накопител  6 телевизионных изображений и на первый вход входного коммутатора сигналов 7, второй выход которого соединен с выходом накопител  6 телевизионных сигналов. Выход входного коммута- тора 7 подключен к входу основного запоминающего устройства 8, выход которого соединен с первым входом выходного коммутатора 9 сигналов и через дополнительное запоминающее устройство 10с вто- рым входом выходного коммутатора 9 сигналов, первый и второй выходы которого непосредственно соединены с соответствующими входами двухцветного телевизионного монитора 11, экран которого оптически сопр жен с сепарирующими анаглифиче- скими очками 12. Выход синхрогенератора 13 соединен с входами синхронизации телевизионной камеры 5, накопител  6 телеви- зионных изображений, основного и дополнительного запоминающих устройств 8 и 10, входного 7 и выходного 9 коммутаторов телевизионных сигналов и телевизионного двухцветного монитора 11, а выход блока 14 управлени  подключен к источнику

3 рентгеновского излучени , приводу 2 лиры 1, накопителю 6 телевизионных изображений , входному и выходному коммутаторам 7 и 9, основному и дополнительному запоминающим устройствам 8 и ТО.

На фиг. 2 изображены циклограммы блоков устройства, где показаны: а - пусковой и останавливающий импульсы, соответствующие одному циклу работы устройства, б - врем  перемещени  лиры 1 устройства за один цикл работы; в - импульсы включени  источника рентгеновского излучени  3; г - импульсы записи регистрируемой дискретной информации в накопитель 6 телевизионных изображений; д - импульсы записи дискретной информации в основное запоминающее устройство 8; е - импульсы записи дискретной информации в дополнительное запоминающее устройство 10; ж - импульсы левых и правых изображений последовательно воспроизводимых стереопар, поступающих на телевизионный двухцветный монитор 11 при пр мом перемещении лиры 1; з - импульсы левых и правых изображений последовательно воспроизводимых стереопар, поступающих на телевизионный двухцветный монитор 11 при обратном перемещении лиры. При этом 1-(п-1) - изображение п-1 кадра, наблюдаемое на экране монитора через красный светофильтр; П-(п-2) - изображение п-2 кадра , наблюдаемое на экране монитора через синий светофильтр.

Работа предлагаемого устройства происходит следующим образом.

Между источником 3 рентгеновского излучени  и телевизионной камерой 5 с электронно-оптическим преобразователем 4 размещаетс  объект 15 исследований. По команде Пуск (фиг. 2а) от блока 14 управлени  с помощью привода 2 лира 1 приводитс  в непрерывное движение (по часовой стрелке) относительно исследуемого объекта 15 (фиг. 26). В моменты времени, определ емые выбранным алгоритмом работы, от блока 14 управлени  поступают команды (фиг, 2в) на периодическое включение источника 3 рентгеновского излучени , а полученные в результате анализа исследуемого объекта 15 все рентгеновские телевизионные изображени  последовательно запоминаютс  в накопителе 6 телевизионных изображений и попарно-последовательно в основном 8 и дополнительном 10 запоминающих устройствах. При этом алгоритм запоминани  изображений следующий, при каждом последующем включении источника 3 рентгеновского ИчЭлучени  полученное в результате анализа телевизионное изображение запоминаетс  в накопителе 6 телевизионных изображений (фиг. 2г) и в основном запоминающем устройстве 8 (фиг. 2д), а ранее запомненное в основном запоминающем устройстве 8 изображение переписываетс  в дополнительное запоминающее устройство 10 (фиг. 2е). Таким образом, в основном 8 и дополнительном 10 запоминающих устройствах одновременно хранитс  информаци  о последних двух телевизионных изображени х исследуемого объекта, полученных с двух соседних точек наблюдени , а в накопителе 6 - все дискретные изображени  исследуемого объекта. Те- левизионные сигналы, соответствующие этим изображени м, поступают с выходов основного 8 и дополнительного 10 запоминающих устройств через выходной коммутатор 9 телевизионных сигналов на первый и второй входы телевизионного двухцветного монитора 11, на экране которого формируетс  последовательность из (п-2) пар изображений (фиг. 2ж), дл  наблюдени  которых используютс  анаглифические очки . В том случае, если при анализе исследуемого объекта 15 движение лиры 1 происходит в обратном, по отношению к ранее описанному, т.е. против часовой стрелки, направлении, то дл  сохранени  возможности нормального наблюдени  стереоизображени  на экране телевизионного монитора 11 от блока 14 управлени  на управл ющий вход выходного коммутатора 9 поступает команда, по которой его первый вход соедин етс  с вторым выходом, а второй вход соответственно с первым выходом, что приводит к изменению пор дка кадров (фиг. 2з), поступающих на первый и второй входы телевизионного монитора 11. При такой коммутации телевизионных сигналов наблюдаемый на экране телевизионного монитора 11 стереоэффект не зависит от направлени  перемещени  лиры 1. По окончании анализа по команде Стоп (фиг. 2а), поступающей от блока 14 управлени  (фиг. 26), прекращаетс  перемещение лиры 1, на экране телевизионного монитора фиксируетс  (п-2)-  стереопара изображени  объекта 15 исследований, а в накопителе 6 телевизионных изображений оказываетс  запомненной вс  последовательность из II- изображений. Таким образом, при выбранном алгоритме работы устройства на экране двухцветного монитора одновременно присутствуют два изображени  исследуемого объекта, полученные при его наблюдении с двух точек, наход щихс  на рассто нии выбранного базиса.

Дл  обеспечени  возможности многократного наблюдени  рентгеновского изображени  после окончани  исследований,

от блока 14 управлени  на входной коммутатор 7 поступает команда, по которой его вход отключаетс  от выхода телевизионной камеры 5 и подключаетс  к выходу накопител  6 телевизионных изображений. После этого начинаетс  процесс покадрового воспроизведени  запомненных в накопителе 6 телевизионных изображений, которые в соответствии с ранее описанным алгоритмом

0 через входной коммутатор 7 последовательно записываютс  в основное 8 и дополнительное 10 запоминающие устройства и через выходной коммутатор 9 поступают на первый и второй входы телевизионного мо5 нитора 11. По командам от блока 14 управлени  можно измен ть частоту смены стереопар на экране, направление просмотра - от первой стереопары к последней или от последней стереопары к первой, выби0 рать дл  наблюдени  любую последовательность из общего количества запомненных стереопар, а также наблюдать стоп-кадр. При практической реализации макета предлагаемого устройства в качестве анали5 затора использована ангиографическа  рентгеновска  установка Аркомак, оперативные запоминающие устройства выполнены на базе телевизионных цифровых запоминающих устройств, собранных на

0 микросхемах К565РУ5В, в качестве накопител  телевизионных изображений использован накопитель телевизионных изображений на магнитном диске фирмы Ампекс, входной и выходной коммутаторы представ5 л ют собой электронные коммутаторы теле- визиоьных сигналов, а в качестве телевизионного просмотрового устройства было использовано цветное зидеоконтроль- ное устройство ВК59Ц61, на входы красного

0 и синего каналов изображени  которого поступают телевизионные сигналы с соответствующих выходов второго коммутатора. При этом наблюдение стереоизображений осуществл лось с помощью анаглифических

5 очков с синим и красным светофильтрами.

Возможны также и отличающиес  от изложенного варианты реализации предлагаемого устройства. Так, в качестве телевизионного просмотрового устройства

0 может быть использовано специально разработанное двухтрубочное черно-белое проекционное телевизионное устройство в различных модификаци х: с анаглифически- ми светофильтрами, установленными на

5 объективах, наблюдение изображени  осуществл етс  на проекционном экране через анаглифические очки; с пол роидными светофильтрами , установленными на объективах , наблюдение изображени  производитс  на отражающем экране через очки с

пол роидными светофильтрами; без светофильтров , а наблюдение изображени  производитс  на линзо-растровом экране.

Экспериментальна  проверка предлагаемого устройства производилась на макете устройства, подключенном к ангиогра- фической установке Аркомак, используемой при рентгенологических исследовани х больных в Институте нейрохирургии им. акад. Н.Н.Бурденко АМН СССР.

Результаты испытаний, проведенных в НИКОИ, показали, что полученное анагли- фическое изображение, наблюдаемое на экране просмотрового устройства, имеет высокое решение, эквивалентное статической рентгенограмме, и достаточный дл  качественной диагностики стереоэффект. Возможность многократного наблюдени  стереоизображени  при воспроизведении записанных в накопителе телевизионных кадров существенно облегчает диагностику, а также позвол ет наблюдать динамику развити  болезни и оценить ход лечени  заболевани  (при просмотре стереоизображений , записанных на разных стади х заболевани ).

Устройство может быть использовано дл  других различных рентгеноскопических медицинских исследований, а также дл  немедицинских рентгеноскопических исследований в других област х науки и техники (неразрушающий контроль при производстве различных изделий, таможенный контроль багажа, неразрушающие методы контрол , использующие другие виды излучений - инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое , ультразвуковое, радиоактивное, нейтронное и др.).

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  получени  стереоскопического изображени  при рентгеноскопических исследовани х, содержащее сопр женно подвижные источник и приемник рентгеновского излучени  с визуализацией изображени , синхронизатор, соединенный

   с телевизионной камерой, запоминающим устройством, телевизионным монитором и блоком управлени , который подключен к источнику рентгеновского излучени , приводу лиры и запоминающему устройству,

   отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества и разрешающей способности стереоизображени  и обеспечени  возможности получени  стереодина- мического изображени , в устройство дополнительно введены накопитель телевизионных изображений, входной и выходной коммутаторы сигналов, дополнительное запоминающее устройство и использован од- нокатодный источник рентгеновского

   излучени , причем выход телевизионной камеры соединен с входом накопител  и пер- вым входом входного коммутатора сигналов, а выход накопител  соединен с вторым входом входного коммутатора сигналов , выход которого подключен к запоми- нающему устройству, выходы этого запоминающего устройства соединены с входом дополнительного запоминающего устройства и первым входом выходного

   коммутатора телевизионных сигналов, к второму входу которого подключен выход дополнительного запоминающего устройства , а первый и второй выходы выходного коммутатора соединены с соответствующими входами телевизионного монитора, при этом выход синхрогенератора соединен с входами синхронизации накопител  телевизионных изображений, дополнительного запоминающего устройства, входного и

   выходного коммутаторов телевизионных сигналов, управл ющие входы которых соединены с выходом блока управлени .

   «

   Tlx