DE19508713A1 - Röntgendiagnostikeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung zur Erzeugung und Darstellung von Röntgenbildern eines bewegten Objektes mit einer Röntgenröhre und einer Bildverstärker- Fernsehkette, die einen Röntgenbildverstärker, eine auf den Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers ausgerichtete Fernsehkamera, ein Bildsystem und einen Monitor aufweist.

In der US-A-4,425,580 ist eine derartige Röntgendiagnostik­ einrichtung beschrieben, bei der auf elektronischem Wege ein automatischer Deckungsangleich zweier Röntgenaufnahmen er­ reicht wird, indem Bildpunktinformationen eines gespeicherten Röntgenbildes und z. B. eines Live-Bildes mittels eines Mikro­ prozessors so lange miteinander verglichen werden, bis sich ein Minimum der bei Subtraktion der beiden Röntgenbilder ge­ bildeten Differenz ergibt. Dabei ist eine Verschiebung in vertikaler und horizontaler Richtung der Bildpunktinforma­ tionen möglich. Es wird stets die Summe aus allen Bildpunkt­ differenzen der beiden Röntgenbilder gebildet. Auf dem Wie­ dergabegerät wird nur das Differenzbild dargestellt.

Das Herz und damit verbundene Blutgefäße können in jeder Herzphase eine von der vorhergehenden und nachfolgenden Herz­ phase abweichende Lage aufweisen. Diese natürliche Organ­ bewegung führt zu die Betrachtung störenden Objektbewegungen im Fernsehbild. Die Bewegungsunschärfe begrenzt auch bei kur­ zer Röntgenpulsdauer die Auflösung, so daß beispielsweise Intima von Koronarien nicht mehr richtig erkannt werden kön­ nen.

Aus der DE-A-43 28 282 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung bekannt, bei der eine Vergleichseinrichtung Bewegungsphasen eines Objektes erfaßt, wobei die Vergleichseinrichtung ein Verschiebesignal erzeugt, so daß die Röntgenbilder bei der Auslesung aus einem Bildspeicher in x- und y-Richtung derart verschoben werden, daß das bewegte Objekt auf dem Monitor an seiner Stelle bleibt. Die Trägheit der Leuchtschichten sowohl des Röntgenbildverstärkers als auch der Fernsehaufnahmeröhre jedoch verhindert durch das Verschmieren der Bilder eine sau­ bere Auflösung.

Weiterhin läßt sich eine Schaltung zur Rauschunterdrückung nicht einsetzen, da diese bei den bewegten Objekten eine zusätzliche Verwischung durch Integration hervorrufen würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Röntgen­ diagnostikeinrichtung der eingangs genannten Art die Organ­ bewegung und somit auch die Bewegung der Gefäße, Katheter, Führungsdrähte u. dgl. bei der Darstellung auf einem Wieder­ gabegerät zu vermindern und dadurch die Auswertbarkeit der dargestellten Bilder und deren Betrachtung zu erleichtern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Bildsystem ein Detektor zur Auswertung von Bewegungen zuge­ ordnet ist, der mit einer Ablenkvorrichtung für Elektronen­ strahlen verbunden ist, die aufgrund des Ausgangssignales des Detektors eine derartige Ablenkung des Ausgangsbildes des Röntgenbildverstärkers bewirkt, daß die Bewegung zumindest von Teilen eines Röntgenbildes auf dem Monitor ein Minimum aufweist. Dadurch wird erreicht, daß das bewegte Objekt, wel­ ches in jeder erfaßten Bewegungsphase eine veränderte Lage aufweisen würde, in zeitlich aufeinanderfolgenden Röntgen­ bildern mit annähernd gleicher Lage dargestellt wird. Dadurch erscheint das dargestellte bewegte Objekt wesentlich ruhiger auf dem Bildwiedergabegerät. Die durch die natürlichen Organ­ bewegungen entstandenen Lageverschiebungen des zu betrach­ tenden bewegten Objektes gegenüber anderen, nicht bewegten Objekten werden weitgehend durch eine an der Lage des beweg­ ten Objektes orientierte Verschiebung der einzelnen Röntgen­ bilder eliminiert. Dabei wird vorzugsweise die Lage des be­ wegten Objektes in einem ersten Röntgenbild als Bezugslage gewählt. Auf diese Bezugslage des bewegten Objektes wird das in zeitlich nachfolgenden Röntgenbildern enthaltene bewegte Objekt verschoben. Die Verschiebung kann horizontal und ver­ tikal oder auch durch Drehung vorgenommen werden. Durch die Verschiebung auf dem Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbild­ verstärkers wird zusätzlich eine Verschmierung des Objektes auf dem Ausgangsleuchtschirm und dem Target der Fernsehauf­ nahmeröhre vermieden.

Einen vorteilhaften Aufbau der Ablenkvorrichtung für Elektro­ nenstrahlen ergibt sich wenn sie eine Steuervorrichtung und mit ihr verbundene Ablenkspulen aufweist, die am Bildverstär­ ker im Bereich des Ausgangsleuchtschirmes angebracht sind, so daß zumindest Teile eines Röntgenbildes nahezu ortsfest auf dem Ausgangsleuchtschirm liegen. Die Auswertung kann auf das Notwendigste beschränkt werden, wenn der Detektor die Bewe­ gung nur in einem Auswertebereich (ROI) erfaßt.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn Steuerimpulse aus dem EKG eines Patienten ableitet werden, die dem Detektor für die Synchronisation von einander entsprechenden Bildern unterschiedlicher Herzphase zugeführt werden.

Durch die Kompensierung der Bildbewegung in der ROI kann das Bildsystem eine Mittelwertschaltung bzw. eine Schaltung zur Rauschunterdrückung aufweisen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In der Figur ist der elektrische Aufbau der erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikeinrichtung dargestellt, die einen Hochspan­ nungsgenerator 1 aufweist, der eine Röntgenröhre 2 speist, in derem Strahlengang 3 sich ein Patient 4 befindet. Ein im Strahlengang 3 nachfolgender Röntgenbildverstärker 5 ist über eine Optik 6 mit einer Fernsehkamera 7 gekoppelt, deren Aus­ gangssignal einem Bildsystem 8 zur Bildverarbeitung und Bild­ auswertung zugeführt ist. An dem Bildsystem 8 ist ein Monitor 9 zur Wiedergabe des verarbeiteten Röntgenstrahlenbildes angeschlossen. Das Bildsystem 8 kann beispielsweise eine Sub­ traktionsvorrichtung, eine Schaltung 10 zur Rauschreduktion durch gleitende gewichtete Mittelwertbildung, Bildspeicher und Wandler enthalten.

Die Fernsehkamera 7 kann beispielsweise einen CCD-Bildwandler aufweisen, dessen Videosignal über einen Videoverstärker an den Ausgang der Fernsehkamera 7 geleitet wird, das anschlie­ ßend von dem Monitor 9 umgewandelt als sichtbares Röntgenbild wiedergegeben werden kann.

Erfindungsgemäß ist an dem Bildsystem 8 ein Rechner 11 ange­ schlossen, der mit einer Steuerung 12 verbunden ist, die vier um den Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers 5 an­ geordnete Ablenkspulen 13 bis 16 ansteuert, damit der Strah­ lengang der Elektronen im Röntgenbildverstärker 5 und damit das auf den Ausgangsleuchtschirm auftreffende Röntgenbild abgelenkt wird.

Der Rechner 11 wirkt als Bewegungsdetektor und erkennt inner­ halb eines Auswertebereiches, dem interessierenden Bereich (ROI 17 = Region Off Interest), ob eine Bewegung der Gefäße 18 stattgefunden hat und wie groß diese Bewegung ist. Er wer­ tet dabei die gesamte Bewegungsperiode aus und speichert in einem Speicher 19 ein Signal, das der Verschiebung der Rönt­ genbilder in der Bewegungsperiode entspricht, damit die be­ wegten Gefäße in der ROI 17 auf dem Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärker 5 an einem Platz verharren. Bei der nächsten Bewegungsperiode, deren Anfang der Rechner 11 auf­ grund eines Vergleiches des Anfangsbildes mit den nachfolgen­ den Bildern erhält, wird die durch den Rechner 11 erfaßte Bewegung dadurch kompensiert, daß das gespeicherte Signal über den Rechner 11 der Steuervorrichtung 12 zugeführt wird, die die Ablenkspulen 13 bis 16 derart betreibt, daß auf dem Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers 5 die Bewe­ gung innerhalb der ROI 17 kompensiert wird.

An dem Patienten 4 können EKG-Elektroden 20 angebracht sein, die mit einer EKG-Schaltung 21 verbunden sind. Das EKG-Signal der EKG-Schaltung 21 wird einem Diskriminator 22 für die Am­ plitude und Phase des EKG-Signales zugeführt. Der Diskrimina­ tor 22 ist mit dem Rechner 11 verbunden, der den Speichervor­ gang in den Speicher 19 und die Synchronisation mit den nach­ folgenden Röntgenbildern steuert. Dadurch kann der Vergleich des Anfangsbildes mit den nachfolgenden Bildern unterbleiben, da das EKG-Signal eine genau reproduzierbare Bewegungsperiode kennzeichnet. Die EKG-Schaltung 14, der Diskriminator 15 und die Steuervorrichtung 16 bilden eine Steuervorrichtung, die beispielsweise den in der US-A-4,433,428 beschriebenen Aufbau aufweisen kann.

Durch die erfindungsgemäße Bewegungskompensationsvorrichtung wird das Verschmieren der Bilder auf dem Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers 5 sowie auf dem Target der Fern­ sehaufnahmeröhre vermieden. Dafür wird zuerst in der ROI die Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit über die ganze Bewe­ gungsperiode erfaßt. Die Information wird bei der nächsten Bewegungsperiode zur Kompensation der Bewegung über die Steu­ ervorrichtung 12 an den Röntgenbildverstärker 5 angebrachten Ablenkspulen 13 bis 16 verwendet. Das Bild wird so über eine ganze Herzperiode in der ROI 17 weitgehend am Ausgangs­ leuchtschirm des Röntgenbildverstärker 5 festgehalten. Das bedeutet, daß die Einzelbilder während des kurzen Röntgenpul­ ses noch weniger Bewegungsunschärfe aufweisen. Gleichzeitig kann man dadurch, daß die Bewegung in der ROI 17 kompensiert wird, diese Anordnung mit Hilfe der Schaltung 10 auch das Rauschen reduzieren, was bisher bei bewegten Bildern nicht möglich war.

Claims (6)

1. Röntgendiagnostikeinrichtung zur Erzeugung und Darstel­ lung von Röntgenbildern eines bewegten Objektes mit einer Röntgenröhre (2) und einer Bildverstärker-Fernsehkette (5 bis 10), die einen Röntgenbildverstärker (5), eine auf den Aus­ gangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers (5) ausgerich­ tete Fernsehkamera (7), ein Bildsystem (8) und einen Monitor (9) aufweist, wobei dem Bildsystem (8) ein Detektor (11) zur Auswertung von Bewegungen zugeordnet ist, der mit einer Ablenkvorrichtung (12 bis 16) für Elektronenstrahlen verbun­ den ist, die aufgrund des Ausgangssignales des Detektors (11) eine derartige Ablenkung des Ausgangsbildes des Röntgenbild­ verstärkers (5) bewirkt, daß die Bewegung zumindest von Tei­ len eines Röntgenbildes auf dem Monitor (9) ein Minimum auf­ weist.

2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ablenk­ vorrichtung für Elektronenstrahlen eine Steuervorrichtung (12) und mit ihr verbundene Ablenkspulen (13 bis 16) auf­ weist, die am Bildverstärker (5) im Bereich des Ausgangs­ leuchtschirmes angebracht sind, so daß zumindest Teile eines Röntgenbildes nahezu ortsfest auf dem Ausgangsleuchtschirm liegen.

3. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Detek­ tor (11) die Bewegung in einem Auswertebereich (ROI 17) er­ faßt.

4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerimpulse aus dem EKG eines Patienten ableitet werden, die dem Detektor (11) für die Synchronisation von einander entsprechenden Bildern unterschiedlicher Herzphase zugeführt werden.

5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildsystem (8) eine Mittelwertschaltung aufweist.

6. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildsystem (8) eine Schaltung zur Rauschunterdrückung aufweist.