DE2157843B2 - Röntgenstereoeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenstereoeinrichtung mit zwei in geringem Abstand (Stereobasis) voneinander angeordneten Röntgenröhren, deren Zentralstrahlen sich in der Aufnahmeebene schneiden; mit einer Fernseh-Bildwiedergabeeinrichtung, bestehend aus einem Röntgenbildverstärker, auf dessen Eingangsbildebene die von den beiden Röntgenröhren erzeugten Röntgenbilder wechselweise erscheinen; mit einer Röntgenfernseheinrichtung, bestehend aus Fernsehkamera zur Aufnahme des Bildverstärker-Ausgangsbildes und Fernseh-Bildwiedergabegerät; mit einer auf Lage und/oder Größe des Fernsehbildes einwirkenden Steuervorrichtung sowie mit einer Umschaltvorrichtung, welche die Röntgenröhren im Takt der Fernseh-Halbbildfrequenz wechselweise ein- und ausschaltet.

Solche bekannten Röntgenstereoeinrichtungen dienen insbesondere dazu, den Arzt bei der Einführung eines Katheters über dessen genaue räumliche Lage zu orientieren. Nur so besteht die Möglichkeit, die Katheterspitze durch das verzweigte Gefäßsystem rasch, d, h. ohne komplizierte Beobachtungen und

gegebenenfalls Messungen in zwei Aufnahmeebenen der gewünschten Positionen zuzuführen.

Bei bekannten Röntgenstereoeinrichtungen mit Fernsehbildwiedergabe werden die beiden in der Stereobasis angeordneten Röntgenröhren im Takt der Fernseh-Halbbildfrequenz derart gesteuert, daß das von jeder der Röhren wechselweise erzeugte Röntgenbild je einem Fernsehhalbbild zugeordnet ist, so daß die Stereo-Bildpaare zeitlich nacheinander an gleicher Stelle auf dem Bildschirm der Fernseh-Bildwiedergaberöhre erscheinen. Die Zuordnung jedes dieser Halbbilder zu je einem Auge des Betrachters erfolgt in der Weise, daß eine vom Betrachter benutzte Schwingbrille iai Takt der Fernseh-Halbbildfrequenz jedes der beiden Augen wechselweise abdeckt. Solche Schwingbrillen haben den Nachteil, daß sie wegen ihres Gewichts für den Benutzer unangenehm zu tragen und im übrigen auch recht störanfällig sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Röntgenstereoeinrichtung mit Fernseh-Bildwiedergabe zu schaffen, bei der sich ias Tragen einer Schwingbrille erübrigt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die auf Lage und/ oder Größe des Fernsehbildes einwirkende Steuervorrichtung Bildablenkmittel in der Weise beeinflußt, daß die den beiden Röntgenröhren zugeordneten Fernsehhalbbilder räumlich getrennt erscheinen. Geübte Betrachter können die so erzeugten nebeneinander erscheinenden Teilbilder eines Stereopaares bereits ohne weitere Hilfsmittel durch autosuggestive Einstellung der Augenwinkel zu einem kompletten Stereobild verschmelzen lassen. Weniger geübte Betrachter können diesen Effekt durch Benutzung einer bekannten Brille mit Keilgläsern als Konvergenzhilfe erreichen.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung einerseits auf die Strahlablenkmittel der Bildaufnahmeröhre der Fernsehkamera im Sinne einer Erhöhung der Horizontal-Ablenkspannung auf einen solchen Wert einwirkt, daß die Breite des Rasters etwa den doppelten Wert der Breite der Signalplatte erreicht und andererseits die Impulse, die die Horizontalablenkung der Bildaufnahmeröhre steuern, gegenüber den Horizontal-Synchron-Impulsen von Halbbild zu Halbbild derart versetzt, daß bei einem der Halbbilder die eine Hälfte des Rasters und beim jeweils folgenden Halbbild die andere Hälfte des Rasters die Signalplatte der Aufnahmeröhre überdeckt.

Bei dieser Art der Abtastung besteht nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Möglichkeit, eine Video-Einzelbild-Speichervorrichtung, die jedes der abgetasteten Halbbilder speichert, und einen elektronischen Schalter vorzusehen, der die Speichervorrichtung nach Beendigung der Abtastung jeder Zeile auf der Speicherplatte der Bildaufnahmeröhre bis zum Beginn des Strahlrücklaufs an Stelle der Bildaufnahmeröhre mit dem Bildwiedergabegerät verbindet. Auf diese Weise ist der Flimmereffekt beseitigt, der dadurch entsteht, daß jedes der räumlich getrennten Halbbilder bei Anwendung der Bildwechselfrequenz nach der Fernsehnorm im 25- bzw. 30-Hertz-Rhythmus wechselt. Die Speichervorrichtung füllt die Abtastlücken zwischen den einzelnen Halbbildern aus, so daß ein 50- bzw. 60-Hertz-Rhythmus entsteht. Es ist im Rahmen der Erfindung aber auch mögi'ch, die Fernsehnorm zu verlassen und die Bildwechsclfrequenz mit der Zeilenablenkfrequenz auf den doppelten Wert zu erhöhen.

Ein besonders einfacher Aufbau einer Einrichtung mit Zwischenbildspeicherung ergibt sich dadurch, daß nach einem weiteren Merkmal der Erfindung als Bildspeicher eine unter der Bezeichnung »Vidikonspeicher« bekannte Vorrichtung mit einer Bildaufnahmeröhre vom Ladungsspeichertyp benutzt ist, bei der das Potential zwischen Kathode und Signalplatte

ίο mit dem Bildsignal moduliert ist und eine Lichtquelle die Signalplatte zu ihrer kontinuierlichen Entladung mit diffusem Licht beleuchtet.

Eine weitere Möglichkeit zur Verwirklichung der Erfindung besteht darin, daß die Steuervorrichtung einerseits auf die Strahlablenkmittel der Bildwiedergaberöhre im Sinne einer Verringerung der Horizontal-Ablenkspannung auf einen solchen Wert einwirkt, daß die Breite des Rasters etwa halb so groß ist wie die Breite des Wiedergabeleuchtschirms der BiIdwiedergaberöhre, und andererseits die Impulse, die die Horizontalablenkung der Bildwiedergaberöhre steuern, gegenüber den HorLontal-Synchron-Impulsen von Halbbild zu Halbbild derart versetzt, daß bei einem der Halbbilder das Raster auf der einen Hälfte des Wiedergabeschirms und beim jeweils folgenden Halbbild auf der anderen Hälfte des Wiedergabeschirms erscheint.

Bei der räumlichen Trennung der beiden Halbbilder und ihrer gemeinsamen Darstellung horizontal nebeneinanderliegend auf einem Bildschirm tritt eine Bildverzerrung ein, die nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch beseitigt werden kann, daß die Vertikal-Ablenkspannung der Bildwiedergaberöhre auf einen solchen Wert gemindert wird, daß das Verhältnis Bildbreite zu Bildhöhe demjenigen bei der Aufnahme entspricht.

Wenn die beiden Stereohplbbilder nicht streng voneinander getrennt jedem Auge des Betrachters zugeführt werden, entstehen sogenannte Nebenbilder, die in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch beseitigt werden können, daß jeder der beiden Hälften des Bildschirms der Bildwiedergaberöhre, auf denen die beiden Halbbilder erscheinen, eine Polarisationsfolie mit unterschiedlichen Polarisationsvektoren zugeordnet wird. Bei einer Anordnung entsprechender Folien vor den Augen des Betrachters ist die gewünschte Trennung erreicht und damit der Nebenbildeffekt beseitigt.

An Hand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung in· folgenden näher erläutert. Darin zeigt

Fig.l eine schematische Darstellung der Einrichtung mit einem einzigen Bildwiedergabegerät,

F i g. 2 ein Impulsschema je einer Zeile der beiden zu einem Stereopaar gehörenden Halbbilder und

F i g. 3 eine schematische Darstellung der Einrichtung mit zwei Bildwiedergabegeräten.

Die r.öntgenstereoeinrichtung gemäß der Fig. 1 besitzt als Grundelemente den Röntgendiagnostikapparat 1, die beiden Röntgenröhren 2, 3 und eine Fernseh-Bildwiedergabeeinrichtung mit dem Röntgenbildverstärker 4, dem optischen System 5 sowie der Fernsehkamera6 und dem Bildwiedergabegerät 7, die von der Fernsehzentrale 8 gesteuert sind.

Zur stereoskopischen Wiedergabe des auf der Eingangsbiklebene 9 des Röntgenbildverstärkers 4 erscheinenden Röntgenbildes vom Aufnahmeobjekt 10 durch räumlich getrennte Darstellung der beiden Stereoteilbilder auf den beiden nebeneinander ange-

ordneten Teilbildllächcn 11, 12 des Fcrnsch-Biklwicdergabegerätcs 7 werden die beiden Rönlgcnröhrcn 2, 3 vom Röntgcndiagnostikapparat 1 im Takt der Fcrnsch-Halbbildfrciiucnz wechselweise ein- und ausgeschaltet. Die entsprechende Steuerung des Röntgcndiagnostikapparatcs übernimmt die Umschaltvorrichtung 13, gemäß den ihr von der Fernschzcntrale 8 zugeführten Bilcl-Synchron-Impulscn. Die auf diese Weise am Ausgangsleuchtschirni 14 des Bildverstärkers 4 entstehende Bildsequenz wird mittels des optischen Systems 5 auf der Signalplatte 15 der Bildaufnahmeröhre 16 der Fernsehkamera 6 abgebildet.

Um zu erreichen, daß die beiden Bilder eines Stereobildpaares räumlich voneinander getrennt dargestellt werden, wird das vom Elektronenstrahl auf der Signalplattc 15 der Bildaufnahmeröhre 16 geschriebene Raster von der Steuervorrichtung 17 derart beeinflußt, daß das Raster in Zeilenrichtung etwa die doppelte Breite des aktiven Bereichs der Signal- ao platte 15 erreicht. Auf diese Weise ist es möglich, die beiden Bilder eines Stereopaares von in Zeilenrichtung nebeneinanderliegenden Rasterbcrcichcn abtasten zu lassen. Dazu muß allerdings das Raster von Halbbild zu Halbbild um die Breite des aktiven Bereichs der Signalplatte 15 in Zeilenrichtung versetzt werden. Dieser Rasterversatz um eine Bildbreite wird von der Steuervorrichtung 17 in der Weise vorgenommen, daß sie auf Grund der ihr von der Zentrale 8 zugeführten Bild-Synchron-Impulsc neue, der erforderlichen Rasterverschiebung gegenüber den Zeilen-Synchron-Impulsen zeitlich versetzte Zeilen-Ablenkimpulse erzeugt.

Auf Grund dieser Steuerung des Ablenkrasters der Bildaufnahmeröhre 16 erzeugt die Fernsehkamera 6 bei jeder Halbbildabtastung Bildsignale, von denen je eine Zeile als Impulsschema in Fig. 2 dargestellt ist. Daraus ist zu erkennen, daß der in Videosignale umgesetzte Bildinhalt der beiden Halbbilder eines Stcreopaares auf in Zeilenrichtung nebeneinanderliegenden Rasterhälften untergebracht ist. Diese von der Kamera kommenden Bildsignale werden in der Zentrale 8 verstärkt und könnten von dort dem Bildwiedergabegerät 7 unmittelbar zugeführt werden. Dort würden die beiden Bilder bei normal geschriebenem Wiedergaberastcr in der dargestellten Form als Stereobildpaar 11. 12 nebeneinander erscheinen Mit Hilfe eines bekannten Stereobetrachtungsverfahrens. bei dem der Betrachter 18 als Konvergenzhilfe eine Brille 19 mit Keilgläsern 20, 21 benutzt, vcrschmilzt das Stereobildpaar 11, 12 zu einem echten Raumbild. Um eine saubere Zuordnung jedes der Bilder des Stereobildpaares zu je einem Auge zu erreichen, können den beiden Hälften des Bildschirms des Bild Wiedergabegerätes 7 Polarisationsfolien 22, 23 mit unterschiedlichen Polarisationsvektoren zugeordnet werde,1. Wenn den Augen des Betrachters 18 entsprechende Folien 24, 25 vorgesetzt werden, ist die gewünschte Trennung erreicht.

Wenn bei der beschriebenen Einrichtung die genormte Bildwechselfrequenz von 25 bzw. 30 Bildern pro Sekunde beibehalten wird, kann es wegen der räumlichen Trennung der Halbbilder deshalb zu unangenehmen Flimmererscheinungen kommen, weil ja die Wechselfrequenz jedes Halbbildes ebenfalls nur 25 bzw. 30 Hertz beträgt. Um dieses Flimmern zu vermeiden, ist eine Einzelbildspeicheranordnung vorgesehen, mit deren Hilfe jedes der Halbbilder gespeichert werden kann. Bei der Wiedergabe des je wcils nächsten Halbbildes, dessen Bildintormation ji gemäß Fig. 2 nur die eine Hälfte des Rasters be ansprucht, wird dann die jeweils andere Hälfte de Rasters der Bildwiedergaberöhre mit der gespeicher ten Bildinformation beaufschlagt. Auf diese Wcisi werden die das Flimmern verursachenden Informa tionslückcn mit der gespeicherten Information ausge füllt. Dazu wird das von der Fernsehkamera 6 korn mende, von der Zentrale 8 verstärkte Videosignal de Kathode 26 einer weiteren Fernseh-Bildaufnahme röhre 27 vom Ladungsspeichertyp zugeführt. Da durch wird die Spannung zwischen der Kathode 2( und der Signalplatte 28 mit der Bildinformation de: jeweils eingeschriebenen Halbbildes eines Stereobild paares moduliert. Dabei hat die Kathode 26 gegen über der Signalplatte 28 je nach Videosignal ein mein oder weniger positives Potential. Damit trotzden Elektronen des Abtaststrahls 29 auf der Oberfläch« der Signalplatte 28 landen können, wird durch eini permanente diffuse Beleuchtung mittels der Lampe 30 ein Signalgleichstrom entsprechender Größe in Fotohalbleiter der Signalplattc erzeugt. Da nun jede; der Halbbilder eines Stereobildpaares entsprechenc dem in Bild 2 dargestellten Diagramm nur die Hälfte einer Zeile beansprucht, wird das abgetastete Halbbild des Stereobildpaares auch nur auf der in Zeilenrichtung einen Hälfte der Signalplatte 28 als Ladungsbild eingeschrieben. Bei der Abtastung des jeweils folgenden Halbbildes wird ein entsprechendes Ladungsbild auf der noch nicht modulierten anderer Hälfte der Signalplatte 28 eingeschrieben. Da dei Abtaststrahl 29 aber nicht nur jeweils eine Hälfte dei Signalplatte 28 überstreicht, sondern die gesamte Signalplatte, wird beim Einschreiben des jeweils einen Halbbildes das auf der Signalplatte von der voriger Abtastung gespeicherte zweite Halbbild während der Dauer der Einwirkung des nicht modulierten Teils des Abtaststrahls 29 ausgelesen. Dabei entsteht am Arbeitswiderstand 31 des Vorverstärkers 32 das Bildsignal des gespeicherten Bildes, das mit Hilfe des von der Fernsehzentrale 8 entsprechend den Horizontal-Synchron-Impulsen betätigten Umschalters 33. während der Wirkungsdauer des unmodulierten Teils des Videosignals jeder Zeile auf das Bildwiedergabcgerät 7 gegeben wird, so daß neben dem von der Fernsehkamera 6 gelieferten abgetasteten Halbbild eines Stereobildpaares das jeweils zugehörige ^,iderc Bild aus dem Speicher erscheint. Dadurch ist er reicht, daß jedes Halbbild eine Bildwechselfrequenz von 50 bzw. 60 Hertz besitzt und daher flimmerfrei erscheint.

Die in Fig.3 dargestellte Einrichtung entspricht hinsichtlich des bilderzeugenden und bildaufnehmenden Teils der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung und ist insoweit auch mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Die Einrichtung nach Fig. 3 besitzt jedoch abweichend von derjenigen nach F i g. 1 zwei BildWiedergabegeräte 34, 35, auf denen je eines der beiden Halbbilder eines Stereobildpaares erscheint. Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß das Raster der Bildaufnahmeröhre 16 in Zeilenrichtung nicht vergrößert zu werden braucht, sondern normal geschrieben werden kann und daß außerdem die beiden Halbbilder auf den Bildwiedergabegeräten 34, 35 in normaler Größe erscheinen. Um die beiden HaIbbilder zeitlich voneinander zu trennen, verbindet der elektronische Schalter 36, von den Bild-Synchron-

Impulsen gesteuert, die beiden Bildwiedcrgabcgcrätc 34, 35 von Halbbild zu Halbbild wechselnd mit dem Ausgang des in der Fernsehzcntrale 8 angeordneten, nicht dargestellten Vidco-Hauptvcrstärkers. Der ebenfalls von den Bild-Synchron-Impulsen gesteuerte Impulsgenerator 37 tastet die beiden Bildwiedcrgabe-}'■. rate 34, 35 während der Dauer des jeweils nicht mcdulierten Halbbildes dunkel.

Um das bei einer Bildabtastung nach der Fern-

sehnorm entstehende Flimmern der beiden Halbbilder zu vermeiden, können die Bildwechselfrequen; und die Zcilenablenkfrcquenz auf den doppelter Wert der Fcrnschnorm erhöht werden.

Zur Erzielung einer sauberen Zuordnung jedes dei Bilder des Stercobildpaares zu je einem Auge könner den beiden Bildschirmen des Bildwiedergabegeräte! 34, 35 analog zu der Einrichtung nach F i g. 1 Polart· sationsfolien 38, 39 zugeordnet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

*09 550/2

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Röntgenstereoeinrichtung mit zwei in geringem Abstand (Stereobasis) voneinander angeordneten Röntgenröhren, deren Zentralstrahlen sich in der Aufnahmeebene schneiden; mit einer Fernseh-Bildwiedergabeeinrichtung, bestehend aus einem Röntgenbildverstärker, auf dessen Eingangsbildebene die von den beiden Röntgenröhren erzeugten Röntgenbilder wechselweise erscheinen; mit einer Röntgenfernseheinrichtung, bestehend aus Fernsehkamera zur Aufnahme des Bildverstärker-Ausgangsbildes und Fernseh-Bildwicdergabegerät; mit einer auf Lage und/oder Größe des Fernsehbildes einwirkenden Steuervorrichtung sowie mit einer Umschaltvorrichtung, welche die Röntgenröhren im Takt der Fertis>eh-Halbbildfrequenz wechselweise ein- und ausschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (17) Bildablenkmittel in der Weise beeinflußt, daß die den beide, Röntgenröhren (2, 3) zugeordneten Fernseh-Halbbilder (11, 12) räumlich getrennt erscheinen.

2. Röntgenstereoeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (17) einerseits auf die Strahlablenkmittel der Bildaufnahmeröhre (16) der Fernsehkamera (6) im Sinne einer Erhöhung der Horizontal-Ablenkspannung aut einen solchen Wert einwirkt, daß die Breite des Rasters etwa den doppelten Wert der Breite der Signalplatte (Ii-) erreicht und andererseits die Impulse, cue die Horizontalablenkung der Bildaufnahmeröhre (l<j) steuern, gegenüber den Horizontal-Synchron-lmpulsen von Halbbild zu Halbbild derart versetzt, daß bei einem der Halbbilder die eine Hälfte des Rasters und beim jeweils folgenden Halbbild die andere Hälfte des Rasters die Signalplatte (15) der Bildaufnahmeröhre (16) überdeckt.

3. Röntgenstereoeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Video-Einzelbild-Speichervorrichtung (26 ... 32) vorhanden ist, die jedes der abgetasteten Halbbilder (11, 12) speichert und ein elektronischer Schalter (33) die Speichervorrichtung (26 . .. 32) nach Beendigung der Abtastung jeder Zeile auf der Speicherplatte (15) der Bildaufnahmeröhre (16) bis zum Beginn des Strahl rücklauf s an Stelle der Bildaufnahmeröhre (16) mit dem Bildwiedergabegerät (7) verbindet.

4. Röntgenstereoeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Speichervorrichtung eine unter der Bezeichnung »Vidikonspeicher« bekannte Vorrichtung mit einer Bildaufnahmeröhre (27) vom Ladungsspeichertyp benutzt ist, bei der das Potential zwischen Kathode (26) und Signalplatte (28) mit dem Bildsignal moduliert ist und eine Lichtquelle (30) die Signalplatte (28) zu ihrer kontinuierlichen Entladung mit diffusem Licht beleuchtet.

5. Röntgenstereoeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (17) einerseits auf die Strahlablenkmittel der Bildwiedergaberöhre (7) im Sinne einer Verringerung der Horizontal-Ablenkspannung auf einen solchen Wert einwirkt, daß die Breite des Rasters etwa halb so groß ist wie die Breite des Wieder- «abeleuchtschirms der Bildwiedergaberöhre (7), und andererseits die Impulse, die die Horizontalablenkung der Bildwiedergaberöhre (7) steuern, gegenüber den Horizontal-Synchron-lmpulsen von Halbbild zu Halbbild derart versetzt, daß bei einem der Halbbilder das Raster auf der einen Hälfte (11) des Wiedergabeschirms und bei jeweils folgendem Halbbild auf der anderen Hälfte (12) des Wiedergabeschirms erscheint.

6. Röntgenstereoeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikal-Ablenkspannung der Bildwiedergaberöhre (7) auf einen solchen Wert gemindert ist, daß das Verhältnis Bildbreite zu Bildhöhe demjenigen bei der Aufnahme entspricht.

7. Röntgenstereoeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bildwiedergabe zwei getrennte Bildwiedergabegeräte (34, 35) vorhanden sind und ein mit der Halbbildfrequenz synchronisierter elektronischer Schalter (36) die beiden Bildwiedergabegerate (34, 35) von Halbbild zu Halbbild wechselnd während der Dauer je eines Halbbildes an den Videokanal anschließt und ein ebenfalls mit der Halbbildfrequenz synchronisierter Impulsgenerator (37) die Bildwiedergabegerate (34, 35) während der Dauer des jeweils nicht modulierten Halbbildes dunkeltaste I.

8. Röntgcnsioreoeinrichtung nach Anspruch 1, 2, 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bildwechselfrequenz und die Zeilenablenkfrequenz der doppelte Wert der Fernsehnorm gewählt ist.

9. Röntgenstereoeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der Bildschirme zweier Bildwiedergabegerate (34, 35) bzw. Bildschirmbereiche eines Bildwiedergabegerätes (7) für die Wiedergabe der beiden Halbbilder eine Polarisationsfolie (22, 23. 38, 39) mit unterschiedlichen Polarisationsvektoren zugeordnet ist.