DE2712320A1

DE2712320A1 - Roentgendiagnostikeinrichtung fuer roentgenschichtbilder

Info

Publication number: DE2712320A1
Application number: DE19772712320
Authority: DE
Inventors: Joerg Dipl Ing Haendle; Hartmut Ing Grad Sklebitz
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1977-03-21
Filing date: 1977-03-21
Publication date: 1978-09-28
Also published as: FR2384480B1; US4149082A; FR2384480A1

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München VPA 77 P 5028 BRD

Röntgendiagnostikeinrichtung für Röntgenschichtbilder

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung für Röntgenschichtbilder mit einer Lagerstatt, Mitteln.zur Erzeugung eines einen auf der Lagerstatt liegenden Patienten durchsetzenden Röntgenstrahlenbündels auf der einen und einer BiIderfassungseinrichtung auf der anderen Seite der Lagerstatt und einer Vorrichtung zum Bewegen des Röntgenstrahlenbündels und des Bildfeldes der Bilderfassungseinrichtung gegenläufig zueinander, so daß nur die in einer bestimmten, durch die Schwenkachse des Röntgenstrahlenbündels festgelegten Körperlängsschient liegenden Details scharf abgebildet werden.

Es sind Röntgendiagnostikeinrichtungen dieser Art bekannt, bei denen zur Erzeugung des Röntgenstrahlenbündels eine Röntgenröhre an dem einen Ende eines Lenkers gelagert ist, welcher an seinem anderen Ende einen Kassettenträger für Röntgenfilmkassetten trägt und um die Schwenkachse zur Veränderung der Richtung des Röntgenstrahlenbündels schwenkbar ist. Zur Herstellung von Schichtaufnahmen auf einem in einer Kassette liegenden Röntgenfilm werden dabei die Röntgenröhre und der Kassettenträger gegenläufig zueinander so bewegt, daß nur Details derjenigen Körperschicht auf dem Röntgenfilm scharf abgebildet werden, durch die die Schwenkachse verläuft. Alle übrigen Details werden mehr oder weniger stark verwischt abgebildet.

Nachteilig ist bei den bekannten Röntgendiagnostikeinrichtungen mit mechanischer gegenläufiger Bewegung von Röntgenröhre und Kassettenträger, daß die Zeit für die Anfertigung eines Schicht-Tp 5 Ler / 2.3.1977

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bildes wegen der erforderlichen mechanischen Bewegung verhältnismäßig lang ist, so daß Bewegungsunschärfen auftreten können, lind daß wegen der erforderlichen mechanischen Bewegung ein verhältnismäßig großer konstruktiver Aufwand getrieben werden muß. Ferner können auf die geschilderte Weise nur Bilder von Körperlängsschichten hergestellt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgendiagnostikeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der Schichtbilder erzeugt werden können, ohne daß hierfür eine mechanische Bewegung einer Röntgenröhre oder eines Bildschichtträgers erforderlich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Erzeugung und Bewegung des Röntgenstrahlenbündels eine Anzahl von Röntgenröhren vorgesehen ist, von denen schrittweise je eine mittels eines Steuergenerators einschaltbar ist, daß die Bilderfassungseinrichtung aus einem Röntgenbildverstärker besteht, dem eine vom Steuergenerator synchronisierte Ablenkvorrichtung für das Bildverstärkerausgangsbild zugeordnet ist, und daß Mittel zur Wiedergabe des Ausgangsbildes des Röntgenbildverstärkers vorhanden sind. Diese Mittel können von einer Einzelbildkamera und/oder einer Kinokamera und/oder einer Fernsehkamera mit nachgeschaltetem Sichtgerät gebildet sein. Diese Kameras können über ein umschaltbares bzw. teildurchlässiges Spiegelsystem am Ausgang des Röntgenbildverstärkers angekoppelt sein.

Bei der erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikeinrichtung wird einerseits das Röntgenstrahlenbündel durch schrittweise Einschaltung der Röntgenröhren - also ohne mechanische Röhrenbewegung weiterbewegt. Ferner erfolgt bei ruhendem Röntgenbildverstärker eine Bildablenkung beispielsweise über Ablenkspulen. Es ist daher eine sehr schnelle Schichtbilddarstellung, z.B. innerhalb der Halbbildzeit der Fernsehanlage, möglich. Diese Schichtbilddarstellungszeit, d.h. die Zeit für einen vollständigen Schichtablauf, kann für eine indirekte Röntgenbildverstärkeraufnähme oder ein Kinematographiebild auch kürzer gewählt werden. Die Auswahl der Schichtebene erfolgt durch Änderung der Feldstärke der magnetischen Ablenkung des Bildverstärkerausgangsbildes.

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Neben der Herstellung einer Schichtaufnahme durch Abphotographieren des Bildes des Sichtgerätes oder des Ausgangsbildes des Röntgeribildverstärkers können auch Schichtdurchleuchtungen vorgenommen werden.

Durch den Einsatz einer Bildverstärkerkamera lassen sich bei der Durchleuchtungs-Tomoskopie gezielte Schichtaufnahmen herstellen und zwar Kurzzeitschichtaufnahmen im ms-Bereich. Gezielte Schichtaufnahmen waren bisher nicht möglich. Außerdem werden herzphasengesteuerte Schichtaufnahmen ausführbar.

Die beliebig variable Schichthöheneinstellung durch die Intensitätsänderung der magnetischen Bildverstärker-Ausgangsbild-Ablenkung erlaubt Längenmessungen. Damit ist auch die Messung von Flächen oder Volumen realisierbar. Die Ablesung kann unmittelbar an einer geeichten Potentiometerskala, z.B. an einem Schiebepotentiometer, oder an einem elektronischen Meßinstrument, z.B. einem Digitalvoltmeter, erfolgen. Die Ablenkamplituden lassen sich aber auch in codierte Form für eine anschließende Datenverarbeitung umwandeln.

Die Schichthöheneinstellung kann stufenweise bei jedem Fernsehhalbbild oder FernsehVollbild verändert werden. Die Bildfrequenz der Fernsehanlage kann dabei 50 bis 60 Hz betragen oder auch für rasche Kontrastmitteldurchflüsse erhöht werden. Nach einer vorwählbaren Zahl von Schichten kann die magnetische Ablenkung des Ausgangsbildes des Bildverstärkers auf die Ablenkung für die erste Schicht zurückgesetzt werden, so daß der Schichtdurchlauf von neuem beginnt. Durch dieses Verfahren erhält man während einer Kontrastmittelfüllung und auch einer Kontrastmittelauswaschung bei einem Organ wie z.B. der Niere Schichtbilder vom ganzen Organ für jede Füllungsphase. Die Schichthöhe kann auch unter Durchleuchtungskontrolle vor der Kontrastmitteleinspritzung festgelegt werden, evtl. bei kurzer Prob.einjektion. Die einzelnen Fernsehbilder, die jedesmal eine bestimmte Schicht darstellen, können über die Röntgenfernsehkette auf einem Videobandspeicher oder von einer Bildverstärker-Kinokamera aufgezeichnet werden und können nach der Untersuchung Bild für Bild ausgewertet werden.

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Mit zwei Röntgenröhrenanordnungen kann abwechselnd ein rechtes oder linkes Stereobild nacheinander erzeugt werden und über eine Kinokamera oder eine Röntgenfernsehkette mit z.B. 100 Hz-Bildfrequenz aufgenommen werden.
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Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß ein analoger oder digitäfer Speicher für das Videosignal vorhanden ist, der durch den Steuergenerator derart angesteuert wird, daß in ihm die Informationen vorbestimmter BiIdzeilen oder Bildpunkte aufeinanderfolgender Bilder eingespeichert werden, und daß am Speicher ein Sichtgerät zur zeilenweise aufeinanderfolgenden, gleichzeitigen Wiedergabe der im Speicher gespeicherten Zeilen- bzw. Bildpunktinformationen angeschlossen ist. Bei dieser Weiterbildung ist es möglich, durch Veränderung der Körperlängsschicht in derselben Bildzeile aufeinanderfolgender Bilder die Informationen verschiedener Körperlängsschichten zu speichern und auf diese Weise auf dem am Speicher angeschlossenen Sichtgerät ein Körperquerschnittsbild wiederzugeben. Werden in den Speicher nicht die Informationen derselben Bildzeile aufeinanderfolgender Röntgenbilder, die verschiedenen Körperlängsschichten entsprechen, eingespeichert, sondern aufeinanderfolgender Bildzeilen aufeinanderfolgender Fernsehbilder, so ist es möglich, auf dem am Speicher angeschlossenen Sichtgerät das Bild einer schräg durch den Körper gehenden Schicht wiederzugeben.

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

Fig. 1 eine Röntgendiagnostikeinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein mit der Einrichtung gemäß Figur 1 angefertigtes

Längsschichtbild, und
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Fig. 3 ein mit der Einrichtung gemäß Figur 1 angefertigtes

Querschichtbild.

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Die in der Figur 1 dargestellte Einrichtung weist sechs in Reihe angeordnete Röntgenröhren 1 auf, die mit Steuergittern versehen sind. Der Hochspannungstransformator für die Röntgenröhren 1 ist nicht dargestellt. Die Röntgenröhren 1 durchstrahlen einen auf einer Lagerstatt 2 liegenden Patienten und erzeugen Röntgenbilder auf dem Eingangsschirm eines Röntgenbildverstärkers 3. Zur Verminderung der Streustrahlung und der Strahlenbelastung des Patienten sind für die Anfertigung von Transversalschichtbildern Schlitzblenden 4 und 5 zwischen den Röntgenröhren 1 und dem Patienten bzw. zwischen der Lagerstatt 2 und dem Eingangsschirm des Bildverstärkers 3 angeordnet. Das Ausgangsbild des Bildverstärkers 3 wird durch eine Fernsehkamera 6 aufgenommen und auf einen Sichtgerät 7 wiedergegeben. Das Elektronenbild des Röntgenbildverstärkers 3 wird magnetisch mittels zweier Paare von Ablenkspulen 8 abgelenkt. Die Ansteuerung der Ablenkspulen 8 erfolgt durch eine Ablenkvorrichtung 9, welche von einem Steuergenerator 10 synchronisiert wird. Die Lageverschiebung wird durch eine Verschiebungsvorrichtung 12 bewirkt. Der Steuergenerator 10 bewirkt synchron mit der Bildverschiebung im Bildverstärker 3 die schrittweise Einschaltung der Röntgenröhren 1 über eine Steuervorrichtung 13, an der die Gitter der Röntgenröhren 1 angeschlossen, sind.

Am Ausgang der Fernsehkamera 6 ist ein Zeilenselektor t4 angeschlossen, der wie der Steuergenerator 10 durch die Vertikalimpulse des Bild-, Austast- und Synchronsignals synchronisiert wird. Der Zeilenselektor 14 bewirkt die Eingabe der Informationen vorbestimmter Bildzeilen in einen Speicher 15. Die Ausgabe der Informationen im Speicher 15 kann, synchronisiert durch den Steuergenerator 10 zu einem Sichtgerät ?6 erfolgen, auf dem im Gegensatz zum Sichtgerät 7 Körperquerschnittsbilder dargestellt werde».

Zunächst sei angenommen, daß die Blenden 4 und 5 nicht vorhanden sind. In diesem Fall ist die Wiedergabe eines Körperlängsschichtbildes auf dem Sichtgerät 7 möglich. Der Steuergenerator 10 bewirkt, daß das von der Röntgenröhrenanordnung 1 ausgehende Röntgenstrahlenbündel durch schrittweise Einschaltung je einer der Röntgenröhren 1 bewegt wird, und daß über die Verschiebungs-

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vorrichtung 12 und die Ablenkvorrichtung 9 das Röntgenbildverstärkerbild gegenläufig dazu bewegt wird, so daß nur die in einer bestimmten, durch die Schwenkachse des Röntgenstrahlenbündels festgelegten Körperlängsschicht liegenden Details scharf auf dem Sichtgerät 7 abgebildet werden, während die außerhalb dieser bestimmten Körperlängsschicht liegenden Details verwischt wiedergegeben werden.

Die Körperlängsschicht, deren Details scharf auf dem Sichtgerät 7 dargestellt werden, kann außer durch Intensitatsänderung der magnetischen Bildverstärker-Ausgangsbildablenkung auch durch Einstellung des Abstandes zwischen den Röntgenröhren 1 und der Patientenlagerstatt 2 sowie dem Bildverstärker 3 gewählt werden. Entsprechend der gewählten Körperschicht kann gemäß Figur 2 eines aus einer Vielzahl A bis H von Längsschichtbildern auf dem Sichtgerät 7 dargestellt werden. Die Figur 2 zeigt beispielsweise ein Längsschichtbild E der menschlichen Niere.

Mittels des Zeilenselektors 14 ist es nun möglich, die Informationen vorbestimmter Bildzeilen aufeinanderfolgender Längsschichtbilder in den Speicher 15 einzuspeichern. Anhand der Figuren 2 und 3 ist dies nachfolgend noch näher erläutert.

Die Figur 2 zeigt als Beispiel, daß die Informationen der BiIdzeilen a bis h der aufeinanderfolgenden Längsschichtbilder A bis H in den Speicher 15 eingegeben werden. Die Bildzeilen a bis h der einzelnen Längsschichtbilder sind dabei dieselben. Wird der Speicher 15 anschließend durch den Steuergenerator 10 so abgefragt, daß die Informationen der Bildzeilen a bis h zeilenweise aufeinanderfolgend gleichzeitig auf dem Sichtgerät 16 wiedergegeben werden, so entsteht ein Bild gemäß Figur 3, d.h. ein Querschnittsbild entsprechend der Linie III in Figur 2.

Bei dem Bildbeispiel gemäß den Figuren 2 und 3 wird dieselbe Bildzeile aufeinanderfolgender Längsschichtbilder in den Speicher 15 eingegeben. Es₁ ist auch möglich, in den Speicher 15 die Informationen aufeinanderfolgender Bildzeilen aufeinanderfolgender Längsschichtbilder einzugeben, beispielsweise für das Längsschichtbild A die Information der 100-sten Bildzeile, für das

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Längsschichtbild B die Information der 101-sten Bildzeile, für das Längsschichtbild C die Information der 102-ten Bildzeile usw. Auf diese Weise ist eine Schrägschichtbilddarstellung durch Abfrage des Speichers 15 und zeilenweise aufeinanderfolgende Wiedergabe seiner Informationen möglich.

Besteht nur Interesse an der Wiedergabe von Körperquerschnittsbildern auf dem Sichtgerät 16, so können gemäß Figur 1 die Blenden 4 und 5 vorgesehen werden, die denjenigen Bildbereich einblenden, in dem die interessierenden Bildzeilen liegen.

Im Rahmen der Erfindung ist es nicht erforderlich, daß die Röntgenröhren 1 gemäß Figur 1 linear angeordnet sind. Es ist z.B. auch eine kreisförmige oder sonstige beliebige Röntgenröhrenan-Ordnung bei entsprechender magnetischer Ablenkung des Bildes im Bildverstärker 3 denkbar.

Ein vollständiger Bildaufnahmeablauf, d.h. die Erfassung eines vollständigen Längsschichtbildes, kann während der Dauer eines Fernsehhalbbildes erfolgen. Bei einem 50-Hz-Bildfrequenz-Fernsehsystem beträgt diese Zeit 20 ms, bei einem 100-Hz-Bildfrequenz-Fernsehsystem 10 ms. Für Bildverstärkeraufnahmen lassen sich auch kürzere Zeiten für den Aufnahmeablauf wählen. Die kürzeste Grenzzeit hängt von der maximal zulässigen Röntgenröhrenleistung ab.

Anstelle der Einspeicherung der Informationen vorbestimmter Bildzeilen oder der gesamten Bildinformation von Längsschichtbildern in den Speicher 15 kann auch ein Teil der Informationen jeder Bildzeile eingespeichert werden. Es lassen sich also auch nur Teilbereiche der Längsschichtbilder auswählen und speichern.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, die Röntgenbildverstärker-Ausgangsbilder als Schichtbilder durch eine Einzelbild- oder Kinokamera 11 aufzunehmen.

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Claims

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Pa tentansprüche

(1.jRöntgendiagnostikeinrichtung für Röntgenschichtbilder mit einer Lagerstatt, Mitteln zur Erzeugung eines einen auf der Lagerstatt liegenden Patienten durchsetzenden Röntgenstrahlenbündels auf der einen und einer Bilderfassungseinrichtung auf der anderen Seite der Lagerstatt und einer Vorrichtung zum Bewegen des Röntgenstrahlenbündels und des Bildfeldes der Bilderfassungseinrichtung gegenläufig zueinander, so daß nur die in einer bestimmten, durch die Schwenkachse des Röntgenstrahlenbündels festgelegten Körperlängsschient liegenden Details scharf abgebildet Werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung und Bewegung des Röntgenstrahlenbündels eine Anzahl von Röntgenröhren (1) vorgesehen ist, von denen schrittweise je eine mittels eines Steuergenerators (10) einschaltbar ist, daß die Bilderfassungseinrichtung aus einem Röntgenbildverstärker (3) besteht, dem eine vom Steuergenerator (10) synchronisierte Ablenkvorrichtung (9) für das Bildverstärkerausgangsbild zugeordnet ist, und daß Mittel (6, 7, 11, 14, 15» 16) zur Verarbeitung des Ausgangsbildes des Röntgenbildverstärkers (3) für eine Schichtbildwiedergabe vorhanden sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fernsehkette (6, 7) mit einer Fernsehkamera (6) am Bildverstärkerausgang und einem Sichtgerät (7) zur Sofortwiedergabe der Schichtbilder vorhanden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (15) für das Videosignal vorhanden ist, der durch den Steuergenerator (10) derart angesteuert wird, daß in ihm die Informationen vorbestimmter Bildzeilen oder Bildpunkte aufeinanderfolgender Fernsehbilder eingespeichert werden, und daß am Speicher (15) ein Sichtgerät (16) zur zeilenweise oder bildpunktweise ausgewählten, aufeinanderfolgenden Wiedergabe der im Speicher (15) gespeicherten Zeilen- und Bildpunktinformationen angeschlossen ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuergenerator (10) den Speicher (15) derart ansteuert, daß in ihm die Informationen derselben Bildzeilen aufeinanderfolgender Fernsehbilder eingespeichert werden.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuergenerator (10) den Speicher (15) derart ansteuert, daß in ihm die Informationen aufeinanderfolgender Bildzeilen oder beliebig ausgewählter Bildpunkte aufeinanderfolgender Fernsehbilder eingespeichert werden.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ablenkvorrichtung (9) eine durch den Steuergenerator (10) synchronisierte Yerschiebungsvorrichtung (12) angeschlossen ist, die mindestens ein Potentiometer für die Einstellung der Ablenkung und damit die Schichthöheneinstellung enthält, das mit Hilfe einer geeichten Skala eine Längenmessung bei der Schichtdurchleuchtung ermöglicht oder bei der die eingestellte Schichthöhe von einem elektronischem Meßgerät angezeigt wird.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der YerSchiebungsvorrichtung (12) ein elektronisches Meßgerät für die Schichthöhe angeschlossen ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebungsvorrichtung (12) Mittel zum Erfassen der Intensität der magnetischen Ablenkung des Bildverstärkerausgangsbildes in analog-digital umgewandelter Codierung für eine anschließende digitale Datenverarbeitung aufweist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur schrittweisen Steuerung der Intensität der magnetischen Verschiebung des Ausgangsbildes des Röntgenbildverstärkers in Abhängigkeit vom Bildwechsel einer Fernsehanlage (6, 7) oder einer Kinokamera (11) vorhanden sind.

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10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleiche Röntgenröhren-Anordnungen für eine räumliche Wiedergabe der Schichtbilder durch abwechselnde Aufnahme eines rechten oder linken Schichtbildes über eine Kinokamera (11) oder eine Fernsehkamera (6) vorhanden sind.

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