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Verfahren zur Wiedergabe von. Röntgenbildern mit einer Fernseheinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiedergabe von Rönt-genbildern mit einer
Fernseheinrichtung.
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Bei der Röntgenuntersuchung von lebenden Objekten, beispielsweise
des menschlichen ICörpers, hat es der diagnostizierende Arzt oft -schwer, Knochen
mit bestimmter Struktur von Weichteilen zu unterscheiden. Ebenso ist es schwierig,
Strukturänderungen bei Erkrankungen des Knochens (beispielsweise Knochenkrebs) zu
erkennen. Es bedarf hierzu einer großen-Erfahrung- und Kiel Routine Es ist bekannt,
daß beispielsweise die Knochenstruktur im Fernsehbild eine bestimmte Schwarz-Weiß-Verteilung
darstellt. Diese Verteilung stellt in erster Näherung eine- Art Linieuraster dar,
dessen Maß die sogenannte Ortsfrequenz is-t. Diese Ortsfrequenz ist um so größer,
je feiner die Stuktur des Objektes ist. Bei normaler Betrachtung des Röntgenbildes
kann das menschliche Auge; die Unterschiede der Ortsfrequenz, also der Feinheit
des Linienrasters, nicht mit Sicherheit wahrnehlnen. Diese Feinheiten sind i jedoch
für die Diagnose bei Erkrankungen des Knochengewebes von außerordentlicher Bedeutung.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung -ist es, ein fernsehmäßig abgetastetes
Röntgenbild derart wiederzugaben, da-ß die besagten Unterschiede deutlicher wahrnehinbar
sind.
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Dieses wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die von einer Schwarz-Weiß-Fernschkamera
abgegebenen Fernsehsignale in Farbfernsehsignale umgewandelt und die Farbfernsehsignale
mit Hilfe einer Farbfernsehröhre wiedergegeben werden und daß die wiedergegebene
Farbart von der Höhe der Orts frequenz der abgetasteten Röntgenbilder abhängt.
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Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß schon
geringe Unterschiede der Ortsfrequenz der Knocjenstruktur, also der Feinheit des
Gewebes, sich in Farbverschiebungen emerkbar machen, welche voiii diagnostiziernden
Arzt deutlich zu erkennen sind.
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Die Erfindung wird an Hand der Figuren näher erläutert. Von diesen
zeigen: Figur 1 die schematische Darstellung eines Linienrasters, die sich daraus
ergebende Ortsfrequenz und die Frequenz des Fernsehsignals, Figur 2 die Schaltung
eines an sich bekannten Frequenzdemodulators, Figur 3, 4 und 5 schematisch Schaltungsanordnungen
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Figur la zeigt ein Streifenraster, welches beispielsweise einen stark
vergröf3erten Ausschnitt aus einei Röntgenbild darstellt.
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Darunter ist im Diagram n b die Helligkeit als Funktion des Ortes
X dargestellt. Da die in Figur la dargestellten Streifen ir.l allgemeinen wegen
ihrer Feinheit keine im Verhältnis zur Streifenbreite scharfen Trennungslinien haben,
zeigt Figur b keine Rechteckwellen, sondern eine Funktion, die in erster Näherung
einer Sinusfunktion entspricht.
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Durch die fernsehmäßige Abtastung eines Streifenrasters nach Figur
la entsteht eine der im Diagramm b gezeigten Funktion ent
sprechende,
jedoch von der Zeit t abhängige Funktion, welche im diagramm c dargestellt ist.
Durch die Abtastung ist also aus der die Streifenbreite kenzeichnenden Ortsfrequenz
eine Frequenz entstanden, deren Größe ebenfalls von der Linien dichte abhängt.
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Wird nun nach der fernschmäßigen Abtastung die Frequenz mit Hilfe
eines Frequenzmodulators in eine Spannung umgewandelt, so kann letztere ein Farbfernsehsignal,
welches einen Farbferneh-Monitor zugeführt ist, derart beeinflussen, daß jeweils
bestimmten Liniendichten bestimmte Farbarten zugeordnet sind. Ein Besipiel für einen
an sich bekannten Frequenzdemodulator zeigt Figur 2.
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Die zu demodulierende Wechselspannung wird beispielsweise über eine
Verstärkerröhre 1 einem Parallelresonazkreis, welcher aus der Induktivität 2, der
Kapazität 3 und ggf. einem Dämpfungswiderstand 4 besteht, zugeführt. Diese Wechselspannung
kann das von einer Schwarz-Weiß-Fernsehkamera erzeugte Fernsehsignal sein, sie kann
jedoch ggf. nur aus den höherfrequenten Anteilen dieses Fernsehsignals bestclen,
da diese in erster Linie den zu untersuchenden Strukturen entsprechen.
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Die Resonanzfrequnzen des Schwingkreises ist nun derart eingestellt,
daß alle vorkommenden Frequenzen der zugeführten Techselspannung entweder größer
oder kleiner als die Resonanzfrequenz sind, so daß also der Schwingkreis nit einer
Frequenz angeregt wird, welche innerhalb einer Flanke der Resonazkurve des Schwingkreises
liegt. Je mehr nun die zugeführte Frequenz der Resonanzfrequenz entspricht, desto
größer ist die am Schwingkreis anliegende Wechselspannung, deren Amplitude durch
eine einfache, aus den kondensatoren 5, 6, der Diode 7
und dem Widerstand
8 bestehende Gleichrichterschaltung gemessen werden kann, wolt,it atis Ausgang 9
des demodulators eine Spannung ansteht, welche eine annähernd lineare Funktion der
Frequens der zugeführten Wechselspannung darstellt.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann selbstverständlich
auch noch ein anderer der bekannten Frequenzdenodulatoren verwendet werden. Frequenzdemodulatoren
werden unter andere im Buch von Woschni: "Frequenzmodulation" VEB-Verlag, Berlin,
S. 144 bis 150 beschrieben.
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Um mit der Ausgangsspannung des Frequenzdelnodulators die Farbart
eines Farbfernsehbildes zu beeinflussen, stehen den Fachmann grundsätzlich zwei
liege zur Verfügung, von denen der erste, nämlich die Beeinflussung der helligkeit
einer oder mehrerer Grundfarben, i Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4 erläutert
wird, und die andere, die Steuerung eines einen dein aus der Schwarz-Weiß-Fernsehtechnik
her bekannten Helligkeitssignal überlagerten Farbhilfsträgers dargestellt. Als Beispiel
für den letztgenannten Weg ist die Schaltungsanordnung nach Figur 5 angegeben.
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Bei der Schaltungsanordnung nach Figur 3 werden die von der Fernsehkamera
11 erzeugten Signale einerseits einem Demodulator 12 zugeführt und andererseits
über einen regelbaren Verstarker 13 gemeinsam den drei Kathoden einer Farbbildröhre
14 zugeführt. Die Ausgangsspannung des Demodulators gelangt über einen weiteren
regelbaren Verstarker 15 zum Steuergitter des einen Strahlensystems der Farbfernsehröhre,
während die Steuergitter der anderen beiden Strahlsysteine mit einer konstanten
Spannung beaufschlagt sind. Bei Beaufschlagung des dritten Steuergitters mit einer
ebenfalls konstanten Spannung würde auf de*l Schirm der Farbfernsehröhre 14 das
von der Fernsehkamera
11 aufgenoiiniiene Schwarz-Weiß-Bild dargestellt
werden, ggf in einer von Weiß abweichenden Farbe, da die Empfindlichkeiten der drei
Strahlsysterne (R, G, B) unter Umständen verschieden groß sind. Durch die Zuführung
der Ausgangsspannung des Demodulators 12 zum dritten Steuergitter wird jedoch je
nach Höhe der Ortsfrequenz die dritte der drei Grundfarben (in diesem Beispiel Rot)
mehr oder weniger stark übertragen, so daß es bei einer Veränderung der Orts frequenz
des zu untersuchenden Objektes zu Farbverschiebungen kommt. An der Farbart des Bildes
des entsprechenden Objektes kann also die Feinheit der Struktur deutlich erkannt
werden. Die Verstärker 13 und 15 sind einstellbar, um mit ihrer Hilfe die Farbsättigung
sowie die Größe der Farbartänderung, bezogen auf die änderung der Liniendichte,
einstellen zu können.
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Figur 4 zeigt eine weitere Anordnung zur Durchführung des erfindungsgeinäßen
Verfahrens, bei der die von der Fernsehkamera 11 erzeugten Fernsehsignale ebenso
wie bei der Schaltungsanordnung nach Figur 3 über einen einstellbaren Verstärker
13 den drei Strahlkathoden der Farbbildröhre 14 zugeführt werden. lYSlrend jedoch
bei der Schaltungsanordnung nach Figur 3 nur ein Steuergitter von der Ausgangsspannung
des Demodula tors 12 beeinflußt wird, werden bei der Schaltungsanordnung nach Figur
4 zwei ggf. auch drei Steuergitter beeinflußt,-wodurch die wiedergegebene Farbart
einen größeren Teil des Farbkreises durchlaufen kann. Hierzu wird die Ausgangsspannung
des Demodulators 12 den Eingängen von drei einstellbaren Verstärkern 16, 17, 18
zugeführt, von denen ein Ausgang direkt mit dem Steuergitter eines ersten Strahlsystems,
ein zweiter Ausgang über eine Phasenumkehrstufe 17a mit einer. zweiten Strahlsystem
und der dritte Ausgang über ein zwischen den Werten +1 und -1 einstellbares Übertragungsglied
18a zur dritten Steuerelektrode geführt wird.
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Bei der Schaltungsanordnung nach Figur 5 wird ein sogenanntes FBAS-Signal,
also ein Fernschsignal mit überlagertem Farbhilfsträger, wie es bein Fernsehrundfunk
van Sender abgestrahlt und von den Heimemfängern empfangen wird, in Abhingigkeit
der Jeweiligen Ortsfrequenz der zu beobachtenden Struktur beeinflußt.
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Hierzu wird niit Ifilfe des Oszillators 20 ein Farbhilfstrager erzeugt,
von dem ein während der hinteren Schwarzschulter der von der Kaniera 11 erzeugten
Fernsehsignale auftretender Abschnitt über den elektronischen Schalter 21 und die
Addierstufe wird.
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22 dein Fernsehsignal zugefügt Nachdem der Farbhilfsträger die steuerbare
Laufzeitkette 93 durchlaufen hat, wird über den weiteren elektronischen Schalter
24 und die Addiarstufe 25 der iit dem zeilenfrequenten Hinlauf des Fernsehsignals
auftretende Abschnitt des Farbhilfsträgers de Fernsehsignal zugefügt.
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Wie bei den bisher beschriebenen Schaltungsanordnungen gelangt das
von der Kamera 11 erzeugte Fernsehsignal zum Frequenzdeiiodulator 12, dessen Ausgangsspannung
die Laufzeit der Laufzeitkette 23 beeinflußt, so daß die Phasenlage des dem Farbfernsehsignal
zugefügten Farbhilfsträgers von den im Fernsehsignal enthaltenen Ortsfrequenzen
abhängt. Es steht SO.£ait am Ausgang 26 der Schaltungsanordnung nach Figur 5 ein
Farbfernsehsignal zur Verfügung, dessen Farbart der Strukturdichte des abgetasteten
Röntgenbildes entspricht.
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Mit geringer werdender Verstärkung des einstellbaren Verstärkers 13
(Figuren 3 und 4) nimmt der Anteil des ursprünglichen Schwarz-Weiß-Signals an der
Wiedergabe ab. Unter bestimmten Umständen kann es nützlich sein, diesen Anteil ganz
wegzulassen, so daß von der Farbbildröhre 14 ein Bild wiedergegeben wird, welches
nur Informationen über die Strukturdichte der abgetasteten Vorlage enthält.