DE1764414C3 - Röntgenschichtbildgerät mit einem Antriebsmittel zur Erzeugung einer Schichtbewegung und mit einer Fernseheinrichtung - Google Patents

Description

Hei den bekannten Sehiehtaufnahmeverfahren muß fiir jede darzustellende Sehicht ein Röntgenbild angefertigt werden. Entweder gesehieht dies zeitlich nach-15 einander oder, beim sogenannten Simultanschichten, gleichzeitig. Das erstgenannte Verfahren hat den Nachteil, daß sieh, insbesondere bei der Darstellung kotttrastmiltclgei'ülltcr Organe, das Erscheinungsbild «-■·=· des dazustellenden Organs während der für mehrere

(27, 28, 29) zugeordnet ist, der ein der jeweiligen 20 Aufnahmen erforderlichen Zeit andern kann, was zu \ erschiebun« der Rontcenröhn· ti> .··,« ihr.-r vi;,. Schwierigkeiten bei der Auswertung der Schichtserie

ehern der wahrend des Schichtahlaufs ton der Bildaufnahmevorrichiung entsprechend dem aufgenommenen Rönlgenhild erzeugten Videosignale sowie ein Ablenkmitlei zur Erzeugung eines Uildn»sters umfassendes Hildv. iedergabegerat, dem die gespeicherten Videosignale zur Umwandlung in ein sichtbares UiId zuführbar sind, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Antriebsmittel ein elektrischer Signalgeber

ehiehung der Röntgenröhre (3) aus ihrer .VJ/ttellage infolge der Schichtbewegung proportionales elektrisches Lagesignal erzeugt und der mit der Bildspeichervorrichtung (21; 30) so verbunden ist, daß das I aj.evii.rnal in ihr gespeichert wird, daß ferner eine Steuervorrichtung (26: 34) vorhanden ist, die das Lagesignal wahrend der Übertragung ties gespeicherten Bildes von der Bildspeicher vorrichtung (21: 30) übernimmt und die auf die Ablenkmiltel des Bildwiedergabegerales (23. 31) derart einwirkt, daß diese das Bildrastcr während der jeweiligen Wiedergabedauer des eingespeicherten Röntgenschichtbildes in eine der Relativverschiebung der jeweils darzustellenden Schicht des Aufnahmeobjektes (1) gegenüber dem ruhenden Anteil des Bildinhaites gleiche Bewegung versetzen, so daß die darzustellende Schicht auf dem Wiedergabeschirm des Bildwiedergabegerätes (23;31 (gegenüber den restlichen Bildanleileu rufühit. Außerdem ist die Strahlenbelastung des Patienten bei der Anfertigung einer Schichtserie sehr hoch. Beim zuletzt genannten Verfahren, bei dem meist 5 bis 7 Film-Folien-Kombinationen in einer Spezialkassetie deckungsgleich übereinandergelegt sind, bestimmt die Höhe des jeweiligen Films innerhalb des Filin-Folien-Pakets die Lage des zugehörigen virtuellen Drehpunktes als Schnittpunkt der Zentralstrahlen aus den verschiedenen Projektionsrichtungen mit der Miitclsenkicchlen und damit die Schichtebene. Dieses Verfahren hat die beiden folgenden Nachteile. Erstens muß die Strahlung, die den. in Strahlenriehtung gesehen, letzten Film belichtet, die darüberliegenden Film-Folien-Kombinationen durchdrungen haben. Dies führt dazu, daß die erforderliche den Patienten belastende Dosis das vier- bis sechsfache derjenigen einer Einzelaufnahme betragt, also immer noch sehr hoch ist. Darüber hinaus ist es nicht möglich, die Fo-

hcnd dargestellt wird, und daß weitere Bildspei- 40 Iien-Kombinationen hinsichtlich ihrer Empfindlichehermittel (24; 32) vorhanden sind, die das auf keil derart abzustimmen, daß die mittlere Schwärzung dem Bildschirm (25) des Bildwiedergabegerates
(23; 31) erscheinende Fernsehbild zu einem Sum-

mcnhild integrieren.

jede?, einzelnen Films der Kombination unabhängig von der Strahlenhärte gleich groß ist. Zweitens ist durch die Lage der Filme und ihre Anzahl die Lage 2. Röntgenschichtbildgerät nach Anspruch 1, 45 und Anzahl der abgebildeten Schichtebenen bestimmt

dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Sicu- und kann nach der Belichtung nicht mehr geändert

ervorrichtung (34) ein Einstellmittel (36) für die

freie Wahl der Höhendifferenz zweier aufeinanderfolgender Schichten sowie Mittel zur Steuerung einer automatischen Schichtfolge entsprechend der eingestellten Schiehthöhendifferenz besitzt. 3. Röntgenschichtbildgerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Steuermittel für die Entgrenzung des Bildformats am Bildwiedergabegerat (23; 31) in Abhängigkeit von der Größe der gewählten Rasterversetzung.

Die Erfindung betrifft ein Röntgenschichtbildgerä'l mit einem Antriebsmittel zur Erzeugung einer Schichtbewegung und mit einer Fernseheinrichtung, werden. Stellt sich nach der Auswertung heraus, daß die Lage der Schichten für eine sichere Diagnose nicht optimal ist, so muß die Aufnahme wiederholt werden, so daß der Patient abermals mit der relativ hohen Dosis belastet wird und außerdem die Filme der vorhergehenden Aufnahme wertlos sind.

Bei der Erfindung ist von der Erkenntnis ausgegangen, daß in einem einzigen Bewegungsablauf des Schichtgerätes die Information für eine praktisch unbegrenzte Anzahl von Schichten potentiell enthalten ist und daß die bisherige Schichttechnik mit ihrer wegen der Vielzahl der Ablaufe bzw. der gleichzeitig zu durchstrahlenden Film-Folien-Kombinationen gegenüber normalen Röntgenaufnahmen hohen Strahlenbelastung für den Patienten nur dazu dient, die Technik des Verwischens, d. h. des Eliminierens von Überschußinformation, zu ermöglichen. Die hohe Strahlenbelastung ist dabei also ausschließlich zur Durchführung einer bisher für unerläßlich gehaltenen bestimmten Art der Verwischungstechnik erforderlich.

Aus der Zeitschrift »Fortschritte auf dem Gebiete

der Röntgenstrahlen«, Hd. 106, 1967, Nr. 2, S. 283 bis 287, ist bereits ein Rnnlgenschichtbildgerat der eingangs beschriebenen An mit einem Antriebsmittel zur Erzeugung einer Stliklitbewcgung und mn einer Fernseheinrichtung fur die Aufnahme, Wiedergabe und gegebenenfalJs Zwischenspeicherung des Schichtbildes bekannt. Mil der dort beschriehei.en Hinrichtung ist es jedoch our möglich, das in der Bildebene des Röntgenschierubildgerates erscheinende Rönlgenbild mit fernsehtechnibchen Mitteln aufzunehmen und, gegebenenfalls unter Zwischenspeicherung, auf einem BiklmoniUu wiederzugeben. Dabei vertritt die Fernseheinrichtung gewissermaßen den bei Schichtgeräten der bisherigen Bauart häufig vorgesehenen, an Stelle des Röntgenfilms in die Bildebene einführbaren Röntgenduri-hleuchtungsschirm zur Kontrolle des Schichtablaufs unter Durchleuchtung*. bedingungen. Selbst wenn man, wie es in der Zeitschrift »Rönlgenpraxis<,.Iahrg. 17,1964, Nr. 6, S. 127 bis 139, auf Seite 136 beschri -hen ist, in Verbindung mit einer solchen Fernseheinrichtung das auf dem Fernseh-Bildvviedergaheeerat erscheinende Schirmbild mittels einer Foto-Kamera aufnehmen und dadurch zu einem Suminenbild integrieren wurde, käme es dabei lediglich zu einem Röntgenschichthild der bekannten Art mit dem einzigen l'nterschied, daß die Technik der direkten Aufnahme durch Einfühlen eines Röntgenfilms in die Aufnahineebene zu einer Indirektaufnahme über die fernsehkette ersetzt ware. An den beschriebenen Nachteilen bezuglich der Strahlenbelastung des Patienten wüiJe sich durch diese Einrichtung im Piin/ip nichts andern. Lediglich dann, wenn man eine deutliche Verminderung der Aufnahmequalität in Kauf nehmen will, fuhrt die Indirekt-Aufnahmetechnik über die Fernseheinrichtung zu einer etwas verminderten Strahlenbelastung. Dafür steigt aber der Zeitaufwand für die Herstellung einer Vielzahl \ on Schichtaufnahmen gegenüber derjenigen der Simultan-Schiehttechnik, weil diese hierbei wegen der Notwendigkeit zur Anordnung des nur eine einzige Aufnahmeebene besitzenden Rontgenbildverstarkers nicht anwendbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Röntgenschiehtbildgerät mit einer Fernseheinrichtung für die Umwandlung des \om Röntgenschichtbildgerat erzeugten Röntgenbildes in ein sichtbares Bild so auszubilden, daß aus den bei einem einzigen Bewegungsablauf unter Strahlenbelastung des Patienten aufgenommenen Bildinformationen das einer beliebigen Schicht des durchstrahlten Körpers entsprechende Röntgenbild ohne weitere Strahlenbelastung des Patienten und ohne zusätzliche Bewegungsabläufe des RönlgcnschichlbihJgcrätes gewonnen werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Schichtbildgerät der eingangs genannten Art erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß dem Antriebsmittel zur Erzeugung der Schichtbewegung des Röntgenschichtbildgerätes ein elektrischer Signalgeber zugeordnet ist, der ein der jeweiligen Verschiebung der Röntgenröhre aus ihrer Mittcllage infolge der Schichtbewegung proportionales elektrisches Lagesignal erzeugt und der mii der Bildspeichervorrichtungso verbunden ist, daß das Lagesignal in ihr gespeichert wird, daß ferner eine Steuervorrichtung vorhanden ist, die das Lagesignal während der Übertragung des gespeicherten Bildes von der Bildspeichervorrichtung übernimmt und die auf die Ablenkmittel des Bildwiedergabegcräles derart einwirkt, dall diese das Biidraster während der jeweiligen Wicdcrgabed-juer des eingespeicherten Röntgenbildes in eine tier Relativ verschiebung der jeweils darzustellenden Schidu des Aufnahmeobjektes gegenüberdem ruhenden Anteil des Bildinhaltes gleiche Bewegung versetzen, so daß die darzustellende Schicht auf dem Wiedergabeschirm des Bildwiedergabegcrates gegenüber den restlichen Bildanteilen ruhend dargestellt wird, und daß weitere Bildspeicher-

mittel vorhanden sind, die das auf dem Bildschirm des Bildwicdeigahegerätes erscheinende Fernsehbild zu einem Summcnhild integrieren.

Die Erfindung bietet gegenüber den bisherigen Schichtverfahren, insbesondere gegenüber dem Siinuiun-ScIuchiverfahren, die folgenden Vorteile: Erstens ist die Dosiseinsparung beträchtlich, denn die Information des durch einen einzigen Bewegungsablauf gewonnenen Ron Ige η bildes ist zur Herstellung beliebig vieler Schichtbilder ohne weitere Strahlenbelastung des Patienten voll ausnutzbar. Darüber hinaus is! fur ein mit feni^ehiechiiischeii Mitteln aufgenommenes Schichtbild und damit für den gesamten Bewegungsablauf nur etwa der zehnte Teil der für eine Finzchehichtaufnahme bisheriger Art mit einer Fiim-Folien Kombination erforderlichen Dosis ausreichend. Zweitens kann man mit einer niedrigeren Röhre η-spannung arbeiten, da die Strahlung keinen relativ stark absorbierenden Foliensatz zu durchdringen h-it. Dabei kann man die Hohe der Röhrenspannung im Gegensatz zum Simultan-Schichtverfahren, bei dem der Foliensalz auf eine bestimmte Strahlenqualitat abgestimmt ist. frei wählen. Drittens entfallt der biidvcrschk-chiernde Streustrahlenanteil des Foliensatzes. Viel tens sind die Fernsehschichtbilder fernübertragbar und es lassen sich bei ihnen die bekannten Fernschmelhoden /ur Kontraststeigerung und Kontraslharmonisietung anwenden. Fünftens ist der Filmverhrauch bei einer evtl. erforderlichen Filmdokumentatioii gering, wenn das ei findlingsgemäß ausgebilde ic elektronische Schicht bildgerät zum Aufsuchen der diagnostisch relevanten Schichtebene benutzt wird.

in einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, der elektrischen Steuervorrichtung ein Einstellmittel fur die freie Wahl der Höhendifferenz zweier aufeinanderfolgender Schichten sowie Mittel zur Steuerung einer automatischen Schichtfolge entsprechend der eingestellten Schichthöhendifferenz zuzuordnen. Dadurch ist e; ohne jede an sich nach jedem Schichtablauf erforderliche Einstellung bzw. Auslösung möglich, das gesamte Aufnahmeobjekt oder Teile davon automatisch durchzuschichten und bei Erreichen der diagnostisch interessanten Schichttiefe den Ablauf zu unterbrechen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, Steuermittel für die Eingrenzung des Bildformats am Bildwiedergabegerät in Abhängigkeit von der Größe der gewählten Rasterversetzung vorzusehen Damit ist erreicht, daß auch ein an der Pcripherie eines voluminösen Körpers liegendes Schichtbild bei relativ großem maximalen Schichtwinkel noch innerhalb des durch den Bildschirm des Bildwiedergabegerätes bestimmten Formates bleibt.

Die Erfindung wird am folgenden Ausführungsbei-

spiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 das geometrische Prinzip eines Röntgenschichtbildgerätes, von dem die Erfindung ausgeht. F i g. 2 eine einfache Einrichtung mit fotografischer

Bildiiitcgration und

I·'ig. 3 cine Hinrichtung mil automatisch gesteuertem Ablauf und Bildintegralion durch Magnctplattenspcicherung. j <^

In Fig. 1 ist ein Aufnahmeobjekt 1 auf einer Tischplatte 2eincs bekannten und daher im einzelnen nicht dargestellten Röntgenschiehtbildgcrätes gelagert. Oberhalb derTischplatte ist eine Röntgenröhre 3, unterhalb der Tischplatte ein Kasscttcnbehälter 4 angeordnet. Röntgenröhre und Kassettenbehälter sind durch eine Stange 5, die gleichzeitig die Richtung des Zcntralslrahls der Röntgenröhre 3 bestimmt, gekoppelt. Die Stange 5 ist im Drehpunkt 6 gehaltert und bewegt mit Hilfe nicht dargestellter Antriebsmittel einerseits die Röntgenröhre derart, daß sich ihr Fokus 7 stets auf der horizontalen Linie 8 befindet und andererseits den Kassettenbehälter gegenläufig zur Röntgenröhre in der Weise, daß der Angriffspunkt 9 der Stange eine zur Linie 8 parallele Linie 10 beschreibt. Im Kassettenbehälter befinden sich in Bildebenen 11 bzw. 12 zwei Filme 13 bzw. 14, die bei einer Auslenkung f't Röntgenröhre gleich lange Wege zurücklegen. Die auf diesen Filmen in den Bildebenen 11 bzw. 12 abgebildeten Objektebenen 15 bzw. 16 ergeben sich bei der Schichtbewegung aus der Lage der virtuellen Drehpunkte 17 bzw. 18 als Schnittpunkte der Zentralstrahlen 19 bzw. 20 mit der Mittclsenkrechten. Wolle man mit dem Film 13 in der Bildebene 11 ein Schichtbild von der Objektebene 16 herstellen, so dürfte der Film 13 beim gezeichneten Schichtwinkel desZentralstrahls der Röntgenröhre sich nicht um die Strecke V verschieben, sondern nur um die Sirecke X=Y- dX.

Der Erfindung liegt nun folgender Gedankengang zugrunde. Ersetzt man den Kassettenbeliälter durch eine elektronische Bildaufnahmevorrichtung, so bewegt sieh diese Vorrichtung in der gleichen Weise, wie sich vorher der Kassettenbehälter bewegt hat, also um die Strecke V. Zeichnet man nun die während des Bewegungsablaufs des Schichtgerätes entstandene ßildfolgc etwa magnetisch auf und führt sie einem Bildwiedergabegerät zu, so kann man z. B. durch Abfotografieren der auf dem Schirmbild des Bildwicdergabcgcrätes erscheinenden Bildfolge ein Schichtbild etwa von der Objektcbene 15 erhalten, wenn der Eingangsbildschirm der elektronischen Bildaufnahmevorrichtung in der Bildebene H liegt. Lenkt man nun den Eingangsleuchtschirm der Bildaufnahmevorrichtung in der gezeichneten Stellung um den Betrag dX weniger aus, so erhält man ein Schichtbild von der Objektcbene 16. Der Wert von dX ist dabei, entsprechend dem Strahlensatz, proportional dem Abstand der Röntgenröhre von der Mittellagc. Je nach Größe und Vorzeichen von dX erhält man Schichtbilder für Objektebenen, die mehr oder weniger über bzw. unter der durch den Angriffspunkt 9 gehenden Ebene des Schichtgerätes liegen. Durch eine relative Verschiebung der Bildebene gegenüber der durch den Angriffspunkt gegebenen Lage ist also die abgebildete Objektcbene veränderbar.

Von dieser grundsätzlichen Erkenntnis ausgehend ist in Fig. 2 eine Anordnung zur Realisierung der an Hand von Fig. 1 beschriebenen Überlegungen mit fcrnschtcchnischcn Miltein dargestellt. Die Einrichtung besitzt einen Magnetbandspeicher 21 für die Aufzeichnung der von einer Bildaufnahmcvorrichtung 22 erzeugten Videosignale, die nach Beendigung der Aufzeichnung einem Fcrmchsichtgcrät 23 zugeführt und \c)ii einer Kamera 24 als Schichtbild aufgezeichnet werden. Um die Schichttiefe verändern zu können, wird nun an Stelle der Bildaufnahmevorrichtung das Raster des Fernsehsichtgerätes während der Bildübertragung um den jeweils erforderlichen Betrag <//V versetzt. Diese Rasterversetzung wird durch nicht dargestellte bekannte Ablenkmittel kontinuierlich oder in diskreten Sprüngen periodisch mit der Bildablenkung vorgenommen, beispielsweise bei jedem

ίο Halbbildwechscl. Die Verschiebung der auf dem Wiedergabeleuchtscliirm 25 des Fernsehsichtgeräts erscheinenden Milder ist als Versetzung k dX bei zwei kreisförmig ausgeblendeten Bildern dargestellt. Die Größe der Versetzung ist natürlich begrenzt durch die

iS Größe des Aufnahmeobjekts, das von dem schraffiert dargestellten Restbild überdeckt werden muß. Um die Größe der Versetzung und damit die Schichthöhe auswählen zu können, besitzt das Fernsehsichtgerät eine Steuervorrichtung 26. Um die Schichthöhe einstellen zu können, muß, da die Größe der Versetzung des Fernsehraslers der Röhrenbewegung, d. h. dem Abstand des Brennflecks der Röntgenröhre von der Mittelsenkrechten, proportional ist, eine entsprechende Steuergröße in das Steuergerät eingegeben werden,

as die den Schichtmaßstab bestimmt. Um diese Steuergröße zu erzeugen, ist ein Einstellabgriff 27 eines einstellbaren Widerstandes 28 mit der Stange 5 verbunden, dessen Abgriffswert in eine Signalcrzcugcrstufc 29eingegeben wird, die ein entsprechendes Posilionssignal erzeugt und beispielsweise auf die Tonspur des Videobandes aufzeichnet. Beim Ablauf der gespeicherten Szene wird das Positionssignal in die Steuervorrichtung 26 für die Rasterversetzung eingegeben, die den Betrag der Versetzung entsprechend dem eingegebenen Positionssignal derart bestimmt und anzeigt, daß eine der eingestellten Schichthöhe entsprechende Rasterversetzung bewirkt wird.

In Fig. 3 ist eine weitgehend automatisierte Einrichtung dargestellt. Zum Aufzeichnen des von der

_+o Bildaufnahmevorriehtung kommenden Fernsehsignals sowie des vom Signalgeber erzeugten Positionssignals ist cn. Magnetplattenspeicher 30 vorhanden, der das aufgezeichnete Fernsehsignal einem Hilfssichtgerät 31 zuführt,dessen Leuchtschirmbild von citier Fernsehkamera 32 mit Bildspeicherröhre aufgenommen wird, die das während des Schichtablaufs integrierte Bild dem Magnetplattenspeicher 30 zuführt, der das gespeicherte Bild dem Fernsehsichtgerät 33 zuleitet, auf dem es Iiclicbig lange sichtbar gemacht und gegebenenfalls auch fotografiert werden kann. Zur Steuerung des Programmablaufs dient eine Programmstcuervorricritung34, die folgende Funktionen erfüllt. Für die Dauer des Bewegungsablaufs des Schichtgerätes schaltet sieden Magnetplattenspeicher in die Eingabeposition und nach beendeter Aufzeichnung in die Wiedergabeposition, so daß der Plattenspeicher das aufgezeichnete Signal dem Hilfssichtgeräl 31 zuführt. Nach beendetem Bewegungsablauf steuert sie die Größe der Rasterversetzung des Hilfs-Sichtgerätes entsprechend dem an einem Schichthöhenwähier 35 eingestellten Wert bzw. entsprechend der an einem Schichtzahlwähler 36 eingestellten Anzahl von Schichten pro Objekt bei automatischem Schichtdurchlauf, d. h. bei der Wiedergabe des gcsamten in Einzelschichten aufgeteilten Aufnahmeobjekts. Gleichzeitig schaltet sie die Fernsehkamera in die Aufnahmeposition. Nach beendeter Aufzeichnung eines jeden Schichtbildcs verbindet sie die Fernsehka-

mcra mit dom Plattenspeicher, schaltet ,die Kamera in Wiedergabeposition und den Plattenspeicher in Aufnahmeposilion, so daßdasauf der Kamera aufgezeichnete Schichtbild vom Plattenspeicher aufgenommen wird. Das aufgenommene Bild wird dann vom

Fcrnsehsiehigerät 33 in beliebiger Häufigkeit wiedergegeben. Dieser Vorgang ist so oft wiederholbar, bis alle gewünschten Schichten aus dem vom Plattenspeicher aufgenommenen Röntgenbild am Fernsehsichtgerät wiedergegeben sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409625/225

Claims (1)

1. I. Röiitgenschichlhildgeräi mil einem Antricbsjnittel zur Erzeugung einer Scbichtbewegunu u]i(J mil einer Fernseheinrichtung, die eine clekironisehe Bildaufnahmevorrichtung für die· Umwandlung des vom Röntgcnschichtbildgerat erzeugten Röntgenbildes in Videosignale, eine die vine elektronische BiJdaufnahmevorrichlung für die Umwandlung des vom RöntgenschichthiJdgcrät crzeugien Röntgenbildes in Videosignale, eine elekirisehe Biidspeichervorrichlungzum Einspeiehern der während des Sehichiablauis von der Bildaufnahmevorriehtung entsprechend dem aufgenommenen Röntgenbild erzeugten \'ide<»signaJe sowie ein Ah- !enkmiltel zur Erzeugung eines Bildrasters umfassendes Bildwiedergabegeräl, dem die gespeicherten

   e|ektrisehe Bildspeichervorrichtung zum Einspci- 10 Vsdeosignale zur Umwandlung in ein sichtbares Bild

   zuführbar sind, aufweiht.