DE1236821B - Method and device for generating stereoscopic fluoroscopic images, in particular X-ray images - Google Patents
Method and device for generating stereoscopic fluoroscopic images, in particular X-ray imagesInfo
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Description
Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung stereoskopischer Durchleuchtungs-, insbesondere Röntgenbilder Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung stereoskopischer Durchleuchtungs-, insbesondere Röntgenbilder. Derartige Anordnungen werden bekanntlich zur Erzeugung von Durchleuchtungsbildern benutzt, bei denen die räumliche Lokalisierung diagnostisch wichtiger Punkte in zu untersuchenden Körpern möglich ist.Method and device for generating stereoscopic fluoroscopy, in particular x-ray images The invention relates to a method and a device for the production of stereoscopic fluoroscopic images, especially X-ray images. Such As is well known, arrangements are used to generate fluoroscopic images, in which the spatial localization of diagnostically important points in to be examined Bodies is possible.
Die Stereoskopie macht eine räumliche Lokalisierung diagnostisch wichtiger Punkte in nur einem Arbeitsgang möglich. Trotzdem haben sich in der Röntgendiagnostik andere Verfahren, z. B. das Schichtaufnahmeverfahren, zur räumlichen Lokalisierung besser behaupten können. Dies beruht vorzugsweise darauf, daß bei der Stereographie für die Herstellung der beiden den Raumeindruck erzeugenden Bilder, große Strahlenmengen benötigt werden und diese Menge andererseits begrenzt ist durch die dem Untersuchungsobjekt, etwa einem Patienten, zumutbare Höchstdosis. Stereoscopy makes spatial localization diagnostic important points possible in just one work step. Nevertheless, in the diagnostic radiology other methods, e.g. B. the slice recording method, for spatial localization can claim better. This is preferably based on the fact that in stereography For the production of the two images that create the spatial impression, large amounts of radiation are required and on the other hand this amount is limited by the amount of the examination subject, about one patient, reasonable maximum dose.
Eine Verbesserung konnte erzielt werden durch die Verwendung von Bildverstärkern. Aber auch dann ist noch immer die zur Stereobilderzeugung notwendige Strahlendosis sehr hoch gegenüber derjenigen, die zur Durchführung anderer Tiefenlokalisierungsverfahren nötig ist. An improvement could be achieved through the use of Image intensifiers. But even then, the necessary for stereo image generation is still necessary Radiation dose very high compared to those who carry out other depth localization methods is necessary.
Erfindungsgemäß wird die Qualität der erzeugten Durchleuchtungs-, insbesondere Röntgenstereobilder im Rahmen der maximal anwendbaren Röntgendosis verbessert bzw. unter Beibehaltung der bisherigen Bildqualität die notwendige Strahlendosis herabgesetzt, indem unter Benutzung an sich bekannter Mittel das eine Bild mit einer bis zu 90 ovo geringeren Strahlendosis hergestellt wird als das andere Bild und daß anschließend bei der nachfolgenden Sichtbarmachung die Intensitäten der Bilder mit ebenfalls an sich bekannten Mitteln gleichgemacht werden. According to the invention, the quality of the fluoroscopic, in particular x-ray stereo images within the framework of the maximum applicable x-ray dose improves the radiation dose required while maintaining the previous image quality reduced by using means known per se one image with a up to 90 ovo lower radiation dose is produced than the other picture and that then the intensities of the images in the subsequent visualization be made equal by means also known per se.
Versuche, die zur Erfindung führten, haben ergeben, daß es zur Erzeugung eines stereoskopischen Bildeindrucks bereits genügt, wenn eines der verwendeten Bilder nur 100!o der Information besitzt, die im anderen Bild enthalten ist. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die von einem Auge aufgenommene Information zur Vermittlung des Bildeindrucks weitgehend ausreicht, so daß ein stereoskopischer Eindruck auch dann erzielbar ist, wenn das vom anderen Auge aufgenommene zweite Bild nur 100/o des Informationsgehalts des ersten Bildes besitzt. Daraus ist auch für Röntgenbilder der Schluß zu ziehen, daß man nur für ein Bild die volle Strahlendosis zu verwenden braucht und daß man bei der Erzeugung des anderen zur Hervorrufung des Stereo-»Sektes notwendigen Bildes die verwendete Strahlendosis um 900/0 verringern kann. Dies bedeutet aber, daß man entsprechend dem an erster Stelle genannten Vorteil die bei der Herstellung der einen Abbildung eingesparte Dosis zur Verbesserung der anderen Abbildung heranziehen kann oder daß man bei unveränderter Stereobildqualität die insgesamt notwendige Strahlendosis um 9/20 herabsetzen kann. Experiments that led to the invention have shown that it can be used to generate a stereoscopic image impression is sufficient if one of the used Pictures only has 100% of the information contained in the other picture. It it has been shown that the information received by one eye is used to convey the image impression is largely sufficient, so that a stereoscopic impression also can be achieved when the second image recorded by the other eye is only 100% of the information content of the first image. This is also used for x-rays to draw the conclusion that one can only use the full radiation dose for one picture and that in the production of the other one needs to produce the stereo "sect necessary image can reduce the radiation dose used by 900/0. this means but that one has according to the advantage mentioned in the first place in the production use the saved dose of one image to improve the other image can or that one with unchanged stereo image quality the overall necessary Can reduce radiation dose by 9/20.
Als Strahlenquellen werden hauptsächlich in der aus der Röntgenstereotechnik bekannten Weise Röntgenröhren verwendet, mit denen in Abstand voneinander Röntgen strahlenbündel erzeugt werden, die auf das Untersuchungsobjekt gerichtet sind. Man benutzt dabei entweder zwei unabhängig nebeneinander angeordnete Röhren, eine Röhre mit zwei Anoden oder eine Röhre, die in die zwei nebeneinanderliegenden Stellungen verschiebbar ist. Zur Erzeugung der durchdringenden Strahlen sind aber auch radioaktive Isotope verwendbar, die entsprechend dem oben bei Röhren genannten Aufbau angeordnet sind. Radiation sources are mainly used in the X-ray stereo technology known way x-ray tubes are used, with which x-ray at a distance from each other Beams are generated, which are directed to the examination subject. Man uses either two tubes arranged independently next to each other, a tube with two anodes or a tube that goes into the two adjacent positions is movable. To generate the penetrating rays, however, are also radioactive Isotopes can be used, which are arranged according to the structure mentioned above for tubes are.
Die gewünschte Herabsetzung der Intensität des einen Strahlenbündels kann man bei den Strahlenquellen unter Verwendung von Filtern oder die Belichtungszeit regelnder Mittel verändern. Zur Änderung der Strahlenintensität kann man darüber hinaus bei Röntgenröhren den Röhrenstrom verändern, indem man etwa die Röhrenheizung entsprechend abstimmt.The desired reduction in the intensity of one beam one can at the radiation sources using filters or the exposure time change regulating means. To change the radiation intensity you can use it also change the tube current in X-ray tubes, for example by turning the tube heater votes accordingly.
Einrichtungen zum Ausgleich der Bildintensität sind prinzipiell alle Anordnungen, die eine verstärkte Wiedergabe sichtbar gemachter Durchleuchtungsbilder ermöglichen. Die sichtbaren Bilder können hierbei z. B. als Fluoreszenzbilder oder auch als fotografische Wiedergabe erscheinen. Zum Ausgleich verwendbare und wenigstens primär zu Fluoreszenzbildern führende bekannte Bildverstärkungseinrichtungen besitzen Vakuumröhren. In diesen Röhren wird beim Auftreffen des Röntgenstrahlenbildes ein entsprechendes Elektronenbild ausgelöst. Dieses wird nach einer Beschleunigung und Verkleinerung mittels einer Elektronenoptik auf einem Leuchtschirm mit hoher Helligkeit sichtbar gemacht. Der Ausgleich der Bildintensität kann etwa durch eine Veränderung der die Helligkeit beeinflussenden Beschleunigung erzielt werden. Devices to compensate for the image intensity are in principle all Arrangements that enable an intensified reproduction of fluoroscopic images made visible enable. The visible images can be, for. B. as fluorescent images or also appear as photographic reproduction. To compensate usable and at least have known image intensification devices leading primarily to fluorescence images Vacuum tubes. When the X-ray image hits these tubes, a corresponding Electron image triggered. This is done after speeding up and downsizing Visible by means of electron optics on a fluorescent screen with high brightness made. The image intensity can be compensated for by changing the Acceleration influencing brightness can be achieved.
Eine andere bekannte Einrichtung, bei der eine Helligkeitssteuerung bewirkt werden kann, ist der Festkörperbildwandler. Bei diesem Strahlenwandler wird bekanntlich die Einwirkung der Röntgenstrahlen auf eine Fotohalbleiterschicht dazu benutzt, in einer parallel zur Halbleiterschicht liegenden Elektrolumineszenzschlcht flächenhaft nebeneinanderliegender Teile in bildhafter Verteilung unterschiedlich hell aufleuchten zu lassen. Die Anpassung kann bei dieser Einrichtung etwa durch Veränderung der Betriebsspannung bzw. Betriebsfrequenz erfolgen. Another known device in which a brightness control can be effected is the solid-state image converter. With this beam converter as is well known, the action of X-rays on a photo semiconductor layer to this used, in an electroluminescent layer lying parallel to the semiconductor layer Areally adjacent parts in pictorial distribution differently to light up brightly. The adjustment can be done with this facility Changes in the operating voltage or operating frequency take place.
Es ist aber auch möglich, den Helligkeitsausgleich in einer Fernsehkette vorzunehmen. Hierbei handelt es sich bekanntlich um eine Aufnahme des Bildes mittels einer Ferusehaufaahmeröhre und einer Wiedergabe auf einen Fernsehbildschirm. Der Ausgleich kann hierbei z. B. durch Regelung einer Verstärkerstufe bewirkt werden. But it is also possible to adjust the brightness in a television chain to undertake. As is known, this involves recording the image by means of a Ferusehaufaahmerrohr and a display on a television screen. Of the Compensation can here z. B. can be effected by regulating an amplifier stage.
Die Erzeugung dauerhafter Aufzeichnungen der Bilder kann entweder durch Fotografie des Bildverstärkerendschirmes bzw. des Fernsehwiedergabeschirmes erfolgen. Es ist aber andererseits auch möglich, eine elektrostatische Aufzeichnung und Fixierung des in der Bildverstärkereinrichtung erzeugten Ladungsbildes vorzunehmen. Bei dieser Herstellung fotografischer oder anderweitig fxierter Bilder kann auch bei Verwendung gleichartig arbeitender Bildverstärkungseinrichtungen ein ausgeglichener Bildeindruck erhalten werden. Es ist nämlich möglich, bei der fotografischen Aufnahme z. 3. durch entsprechende Wahl von Belichtungszeit und Aufnahmeblende das aufgezeichnete Bild in seiner Helligkeitsverteilung zu beeinflussen. The creation of permanent records of the images can be either by photographing the image intensifier end screen or the television display screen take place. On the other hand, it is also possible to use electrostatic recording and to fix the charge image generated in the image intensifier device. In this production of photographic or otherwise fixed images can also when using similarly working image intensification devices a balanced one Image impression can be obtained. Namely, it is possible when taking photographs z. 3. by choosing the appropriate exposure time and aperture the recorded To influence image in its brightness distribution.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß ausgestalteten Röntgenstereoeinrichtung erläutert. Further advantages and details of the invention are set out below on the basis of the embodiment shown in the figure according to the invention designed X-ray stereo device explained.
Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Röntgenstereoeinrichtung besteht in bekannter Weise aus den beiden Strahlenquellen 1 und 2, den Vakuumbildverstärkern 3 und 4 sowie der Betrachtungsoptik 5. Die beiden Strahlenquellen 1, 2 beinhalten einen Spannungserzeuger 6 sowie die Stereoröntgenröhre 7 mit den beiden Anoden 8 und 9 sowie den beiden Glühkathoden 10 und 11. Den Glühkathoden 10 und 11 sind außerdem noch die beiden Heizstromquellen 12, 13 und die Regeleinrichtungen 20, 21 zugeordnet. The X-ray stereo device shown schematically in the drawing consists in a known manner of the two radiation sources 1 and 2, the vacuum image intensifiers 3 and 4 as well as the viewing optics 5. The two radiation sources 1, 2 contain a voltage generator 6 and the stereo X-ray tube 7 with the two anodes 8 and 9 and the two hot cathodes 10 and 11. The hot cathodes 10 and 11 are also the two heating current sources 12, 13 and the control devices 20, 21 are also assigned.
Beim Betrieb der Einrichtung wird in bekannter Weise an den beiden Anoden 8 und 9 jeweils ein Strahlenbündel 14, 15 erzeugt, mit welchem der Untersuchungskörper 16 durchstrahlt wird. Nach der Durchstrahlung des Körpers 16 treffen die Bündel 14 und 15 durch die Eingangsflächen 26, 27 in die Bildverstärker 3 und 4, werden verstärkt und an den Endschirmen 17 und 18 sichtbar gemacht. Mittels der Betrachtungsoptik 5 kann dann ein stereoskopisches Durchleuchtungsbild des Körpers 16 betrachtet werden. An der Stelle des Einblicks 19 kann bekanntlich auch eine fotografische Aufnahmeein- richtung od. dgl., gegebenenfalls auch eine Kinokamera angebracht werden. Bei Verwendung entsprechender anderer Bildverstärker kann man die Betrachtung der Endbilder auch unter Verwendung polarisierender Filter und entsprechend eingerichteter Brillen oder in anderer bekannter Weise vornehmen. When operating the device is in a known manner on the two Anodes 8 and 9 each generate a beam 14, 15 with which the examination body 16 is irradiated. After irradiating the body 16, the bundles hit 14 and 15 through the input surfaces 26, 27 into the image intensifiers 3 and 4 reinforced and made visible at the end screens 17 and 18. Using the viewing optics 5, a stereoscopic fluoroscopic image of the body 16 can then be viewed. As is well known, a photographic recording entry can also be used at the point of view 19. direction or the like, possibly also a cinema camera can be attached. Using other image intensifiers can also be used to view the final images using polarizing filters and appropriately set up glasses or in any other known manner.
Zur Einstellung der erfindungsgemäß unterschiedlichen Strahlenleistung der beiden Anoden 8 und 9 der Röhre 7 sind einerseits die beiden Regeleinrichtungen 20 und 21 im Heizkreis der Kathoden 10 und 11 und andererseits die beiden Zeitschalter 22 und 23 in den Starkstromkreisen der Stromquelle 6 und der Röhre 7 vorgesehen. For setting the different radiation power according to the invention of the two anodes 8 and 9 of the tube 7 are on the one hand the two control devices 20 and 21 in the heating circuit of the cathodes 10 and 11 and on the other hand the two time switches 22 and 23 are provided in the power circuits of the power source 6 and the tube 7.
Der Ausgleich der Bildhelligkeit, der in den Bildverstärkern 3 und 4 erfolgt, wird durch entsprechende Einstellung der Beschleunigungsspannung mittels der elektrischen Steuergeräte 24 und 25, über welche die Stromversorgung der Verstärker erfolgt, bewerkstelligt. The compensation of the image brightness, which in the image intensifiers 3 and 4 is done by setting the accelerating voltage accordingly the electrical control units 24 and 25, via which the power supply to the amplifier done, done.
Es wird von der Anode 8 aus im Strahlenbündel 14 eine Dosis erzeugt, die bis zu l/lo derjenigen Dosis herabgeregelt wird, die von der Anode 9 ausgeht. A dose is generated from the anode 8 in the beam 14, which is regulated down to 1 / lo that dose that emanates from the anode 9.
Diese Abstimmung wird in der Regeleinrichtung 2. dadurch vorgenommen, daß die Heizung der Kathode 10 gegenüber derjenigen der Kathode 11, die über die Regel einrichtung 21 gesteuert wird, nur bis zu 1/io beträgt. In einer anderen Ausführung wird bei gleicher Heizung der Kathoden 10, 11, also gleicher Einstellung der Regeleinrichtungen 20 21, mittels der Zeitschalter 22 und 23 die Betri zeit der Anode 8 gegenüber derjenigen der Anode 9 bis herunter auf /io beschränkt.This coordination is carried out in the control system 2. by that the heating of the cathode 10 compared to that of the cathode 11, which is on the Control device 21 is controlled, only up to 1 / io. In another version is with the same heating of the cathodes 10, 11, so the same setting of the control devices 20 21, by means of the time switches 22 and 23, the operating time of the anode 8 compared to that the anode 9 is limited down to / io.
Damit enthält in beiden Einstellungen das vom Strahlenbündel 14 getragene und die Strahleneingangsfläche 26 des Bildverstärkers 4 beaufschlagenas Bild nur l/oo der Information, die im Bild des Strahlenbündels 15 enthalten ist, das die Eingangsfläche 27 des Verstärkers 3 trifft. Um aber an den Endschirmen 17 und 18 Bilder vergleichbarer HeEglceitF verteilung zu erhalten, werden an den Steuergeräten 24 und 25 die Verstärkungsgrade der Verstärker 3 und 4 so eingestellt, daß der Verstärker4 em Bild ergibt, das in seiner Helligkeit zeimmal so stark verstärkt ist als dasjenige des Verstärkers3. Damit treten aber an den Endschirmen 17 und 18 gleich helle Bilder auf, die bei der gleichzeitigen Betrachtung Stereoeffekt zeigen. This includes that carried by the beam 14 in both settings and the beam input surface 26 of the image intensifier 4 only act on the image l / oo of the information contained in the image of the beam 15 which the Input surface 27 of the amplifier 3 meets. But to get to the end screens 17 and 18 Images of comparable HeEglceitF distribution are obtained on the control units 24 and 25, the amplification levels of the amplifiers 3 and 4 are set so that the amplifier 4 The result is an image that is two times as strong as that in its brightness of the amplifier 3. However, images of the same brightness appear at the end screens 17 and 18 which show stereo effect when viewed at the same time.
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