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Verfahren zur gemeinsamen Abbildung von in bildlicher Form darstellbaren
Informationen auf einem Bildmonitorf insbesondere einem Fernsehschirm Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur gemeinsamen Abbildung von in bildlicher Form darstellbaren
Informationen auf einem Bildmonitor, insbesondere einem Sernsehschirmf wobei dem
Aufbau der Informationsbilder dienende Signale gespeichert, ihrer Herkunft entsprechend
markiert und schließlich auf den Bildschirm abgefragt werden.
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Bilder, die zur gemeinsamen Abbildung auf einem Bildmonitor bestimmt
sind, können, allgemein gesprochen, von gleichzeitig auftretenden oder von nacheinander
stattfindenden Vorgängen stammen.
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Bisher können gleichzeitig erzielbare Bilder nur mit Hilfe verschiedener
Äufnahmeeinrichtungen erhalten werden, wofür aber pro Dild eine komplette Äufnahmeeinrichtung
erforderlich ist. Bilder, die von nacheinander auftretenden Vorgängen stammen bzw.
nacheinander mit ein und derselben
oder mit verschiedenen #ufnahmeeinrichtungen
erhalten werden, kann man in fUr die Bildwiedergabe geeigneter Form speichern und
schließlich gleichzeitig am Bildschirm sichtbar machen. Dazu ist entweder eine gleichzeitige
Aufnahme der gespeicherten Bilder Uber verschiedene Aufnahmegeräte oder, bei Verwendung
nur eines Bildgerätes, eine besondere Art der Speicherung notwendig.
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Bei einer Vielzahl von technischen und medizinischen Untersuchungen
bzw. UberprUfungen, bei denen man fur die Erzielung eines eindeutigen Untersuchungsergebnisses
auf die Darstellung des Zusammenwirkens von mehreren Paktoren angewiesen ist, ergibt
sich als weitere Schwierigkeit, daß in bildlicher bzw. graphischer Form innerhalb
eines Bildes, z.B. auf dem Leuchtschirm eines Oszillographen, der sinngemäß einem
Bildmonitor entspricht, jeweils nur das Zusammenwirken von höchstens drei Komponenten
eindeutig dargestellt werden kann. Um eine eindeutige Aussage zu erhalten, ist es
hier notwendig, bei mehr als drei vorhandenen Komponenten Jeweils die Beziehungen
von Somponentengruppen untereinander zu veranschaulichen. Bei den beiden eingangs
genannten Möglichkeiten der Untersuchung ist die erste Untersuchungsmöglichkeit
oft schon aus technischen Grtinden undurchführbar, da im Normalfall die erforderliche
Vielzahl von gesonderten gufcl nahmegeräten nicht zur Verfügung steht und überdies
die Fühler od.dgl. dieser Untersuchungsgeräte nicht zur gleichen Zeit am gleichen
Platz angebracht werden können, wozu als weitere Sehwierigkeit kommt, daß viele
bekannte Untersuchungageräte, inßbesondere gleiche bzw. gleichartige Untersuchungsgeräte
einander in ihrer Funktion beeinträchtigen. Bei Ultraschall-Untersuchungen kennen
z.B. die notwendigen Prüfköpfe nicht gleichzeitig an der gleichen Stelle des zu
untersuchenden Objektes angebracht und wegen der gegenseitigen Beeinilussung auch
nicht gleichzeitig betrieben werden. Ebenso ist eine Eichung der verschiedenen Meßgeräte
untereinander äußerst schwierig und führt zu weiteren Verfälschungen.
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Ein bekanntes Verfahren der eingangs genannten Art dient ausschließlich
der Darstellung von zeitlich nacheinander gewonnenen Informationen auf einem Bildschirm.
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Dabei werden Meßdaten in digitale Signale umgewandelt, in digitaler
Form gespeichert und schließlich von diesen Speichern abgefragt, wieder in eine
bildlich darstellbare Analogform zurückverwandelt und gruppenweise am Bildschirm
dargestellt. Dieses bekannte Verfahren ist praktisch nur für Sonderfälle brauchbar,
wenn nämlich in verhältnismäßig einfacher Form darstellbare Signale oder Signalgruppen
vorliegen. Unter anderem wird das bekannte Verfahren für die gleichzeitige Darstellung
mehrerer Zyklen einer Kardiogrammkurve auf einem Bildschirm und für die Darstellung
des Untersuchungsergebnisses bei der Spektralanalyse verwendet. Die Genauigkeit
in der Darstellung der schließlich zur Darstellung gelangenden Informationsbilder
im Vergleich zu der tatsächlich aufgenommenen Information hängt vom Fassungsvermögen
der verwendeten iigitalspeichereinheit ab. Je größer der Informationsgehalt der
darzustellenden Bilder ist, desto genauer muß die digitale Auflösung der einlangenden
Meßwerte getrieben werden, wobei mit der Genauigkeit der gewünschten Auflösung auch
die Anzahl der benötigten Speicher steigt, so daß in der Praxis dieses Verfahren
auf die Aufnahme und Wiedergabe einfacher Kurvenzüge beschränkt sein wird. Überdies
ist nach diesem Verfahren nur die gleichzeitige Darstellung mehrerer nach der gleichen
Untersuchungsmethode nacheinander gewonnener Ergebnisse möglich Es ist bekannt,
daß bei vielen vorzunehmenden Untersuchungen bei der Anwendung einer bestimmten
Untersuchungsmethode Informationen erhalten werden, die an sich ohne weiteres für
eine andere Untersuchung brauchbar wären, bisher aber nicht ausgenützt werden können.
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Als konkretes Beispiel sei hier die Untersuchung eines Objektes mit
Ultraschall nach dem Impuls-Echoverfahren angeführt: Ist in einem untersuchten Körper
ein Einschluß vorhanden, zwischen dessen Oberfläche und dem umgebenden Material
eine Reflexion der Schallwellen stattfindet, dann erhält man bei der Ultraschall-Prüfung
von den Oberflächen Echosignale, die empfangen, verstärkt und am Bildschirm in verschiedener
Weise dargestellt werden können. Bei dem sogenannten Ä-Bild wird durch entsprechende
zeitabäängige Ablenkung des Elektronenstrahles am Bildschirm jeweils der Sendeimpuls
und in einem der Schallaufzeit im Körper entsprechenden Abstand davon das Oberflächenecho
des Einschlusses od.dgl. in Form eines Kurvenzuges dargestellt. Dieser Kurvenzug
wird praktisch zu jedem Sendeimpuls frisch geschrieben und gibt lediglich eine Information
ueber den Abstand der reflektierenden Fläche vom Prüfkopf, sowie ferner bei Kenntnis
der Schalleiteigenschaften des Körpers durch die Größe des bzw. der Fehlerechos
eine Aussage über die senkrecht zum Schall strahl liegende erfaßte Fläche des Einschlusses.
Wird der Prüfkopf mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in einer vorbestimmten
Richtung am untersuchten Objekt bewegt und werden durch entsprechende Schaltmaßnahmen
nur die sich beim Ein und Austritt des Schallstrahles in bzw. aus dem Einschluß
od.dgl. ergebenden Echosignale der Auswertung zugeführt, so erhält man zu jedem
Prtifimpuls zwei am Bildschirm aufleuchtende Punkte bzw. einen Punkt, wenn der Schall
strahl tangential zur Oberfläche des Einschlusses od.dgl. verläuft. Durch Verwendung
einer das Bild selbst speichernden Bildröhre kann auf dieser Bildröhre, d.h. am
Bildschirm ein Schnittbild des Einschlusses im eben untersuchten Objekt bzw. auch
ein Schnittbil< des gesamten untersuchten Objektes aus den Bildpunkten dargestellt
werden.
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Wenn man zusätzlich zu diesem sogenannten B-Bild weitere Informationen
benötigt, kann man auch eine C-Bild-Darstellung wählen Dabei wird das zu untersuchende
Objekt in mehreren, meist parallel zueinander verlaufenden Prüf spuren mit Hilfe
des Tastkopfes abgetastet und es werden am Bildschirm nur die aus vorbestimmten
Tiefen des untersuchten Objektes empfangenen Echosignale wieder in Punktform dargestellt,
so daß schließlich am Bildschirm eine Schnitt darstellung des untersuchten Objektes
auf scheint, wobei die Schnittebene parallel zu jener Oberfläche des Objektes liegt,
auf die der Prüfkopf aufgesetzt wurde. Am Bildschirm gespeicherte B- oder Bilder
sind nun nur über begrenzte Zeiträume haltbar und müssen vor der Durchführung einer
neuen Aufnahme, bzw eines.B- oder C-Bildes in einer Parallelschnittebene, gelöscht
werden, so daß kein unmittelbarer Vergleich und keine vollkommen klare Zuordnung
dieser Bilder untereinander vorgenommen werden kann. Gerade bei medizinischen -Untersuchungen
wäre nun in vielen Fällen ein unmittelbarer Vergleich solcher hinsichtlich ihrer
Zuordnung eindeutig definierter Schnittbilddarstellungen nach zueinander parallelen
Schnittebenen bzw. auch nach gegeneinander um eine Achse verdrehten Schnittebenen
sehr aufschlußreich und würde sowohl in der Diagnostik als auch im Unterricht entscheidende
Vorteile bringen. Hier wäre es auch erwünscht, derartige Darstellungen in verschiedenen
Darstellungsmeßstäben anzuzeigen, wobei in manchen Fällen auch die Möglichkeit gegeben
sein soll, weitere Informationen in bildlicher Form darzustellen. Bei Herzuntersuchungen
kann man z.B. unter Verwendung von Ultraschall am Bildschirm eine Herzaktionskurve,
die die Bewegung der einzelnen Herzkammern angibt, aufzeichnen. Könnte man gleichzeitig
mehrere Aktionskurven,
die zur gleichen Zeit von verschiedenen Bereichen
des Herzens gewonnen werden und gegebenenfalls auch gleichzeitig gewonnene Kardiograinnirven
aufzeichnen, erhielte man wesentlich verbesserte liagnoseunterlagen. Wie erwähnt,
treten ähnliche Darstellungsprobleme nicht nur bei der Ultraschalluntersuchung in
der Medizin und bei der Materialprüfung, sondern auch auf vielen anderen Anwendungsgebieten
auf.
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Aufgabe der Erfindung ist eine Verbesserung des eingangs genannten
Verfahrens in der Weise, daß mit erhält nismäßig einfachen Mitteln eine übersichtliche
bildliche Darstellung von wenigstens gleichzeitig gewonnenen Informationsbildern
auf einem Bildschirm ermöglicht wird, wobei der Informationsgehalt der Bilder auch
bei der Darstellung komplizierter Vorgänge durch die Speicherung nicht beeinträchtigt
werden und trotzdem die Möglichkeit bestehen soll, das Verfahren mit verhältnimäßig
einfachen Mitteln durchzuführen.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Signale in analoger Form in eine Vielzahl von Abfragen gestattenden elektronischen
Bildspeichern gespeichert werden, wobei aus den Signalen unmittelbar in ( elektronischen
Bildspeichern latente Bilder aufgebaut und diese latenten Bilder schließlich gemeinsam
auf den Bildschirm abgefragt werden und durch die Markierung über Zusatzsignale
die Lage bzw. Darstellungsart am Bildschirm bestimmt wird.
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Vorzugsweise werden als elektronische Bildspeicher eine oder mehrere
Bildspeicherröhren verwendet, die hinsichtlich der Zeilenanordnung normalen Fernsehbildschirmen
entsprechen. Die gespeicherten und schließlich abgefragten Informationsbilder können
sich jeweils auf einen 1Viomentan
zustand eines untersuchten Objektes
beziehen und werden durch gleichzeitige oder zeitlich aufeinanderfolgende, vorzugsweise
wenigstens teilweise mit Ultraschall vorgenommenen Untersuchungen des Objektes erhalten.
In dem bildlichen Inhalt können sich die Informationsbilder u.a. auf Grund der zu
dem jeweiligen Einzelbild führenden Untersuchungsmethode, der bei dieser Untersuchungsmethbde
gewählten Art, in der die schließlich zum Informationsbild führenden Informationssignale
in Funktion zueinander gesetzt werden, der zeitlichen Aufeinanderfolge ihrer Aufnahme,
des für sie gewählten Abbildungsmaßstabes und des Bereiches des untersuchten Objektes,
aus dem sie erhalten werden, unterscheiden.-Nach einer bevorzugten Ausführung ##o-#den
die dem Aufbau eines Einzelbildes dienenden Signale durch entsprechende Steuerung
über die zugehörigen Markierungssignale in einen nur diesem Einzelbild zugeordneten
Teilbereich der Gesamtspeicherfläche des Bildspeichers eingeschrieben und bei der
Abfrage wird die gesamte, aus mehreren Teilbereichen bestehende Speicherfläche zei##nweise
auf dem Bildschirm abgefragt. Wenn man dabei jeweils nach dem Einschreiben einer
Einzelbildzeile oder -zeilengruppe den gesamten Speicher auf den Bildschirm abfragt,
dann kann man z.J3. am Bildschirm das Entstehen von Einzelbildern beobachten, die
jeweils für sich aus Einzelbildpunkten aufgebaut werden, die bei aufeinanderfolgenden
Prüfungen od. dgl. erhalten werden. Man kann beispielsweise den punktförmigen Aufbau
von Schnittbilddarstellungen bei Dltra schalluntersuchungen verfolgen.
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Elektronische Bildspeicherröhren mit latenter Bild speicherung, die
aus der Fernsehtechnik her bekannt sind, besitzen ein äußerst hohes Auflösungsvermögen,
d.h. eine sehr
große Anzahl von Punkt speichern. Im Verhältnis zu
dieser großen Anzahl speicherbarer Bildpunkte ist die Anzahl der für den Aufbau
vieler Einzelbilder, die im Rahmen des Verfahrens gleichzeitig dargestellt werden
sollen, erforderlichen Plußrte nur klein und man kann daher ohne Verlust an bildinhalt
diese Informationsbilder nebeneinander auf der Bildspeicherröhre speichern, wobei
ohne weiteres eine Verkleinerung des Maßstabes durchgeführt werden kann. Die Speicherung
der Bilder nebeneinander wird durch entsprechende Einstellung der Markierimpulse
eingestellt. Eine andere Plöglichkeit besteht darin, für jedes Einzelbild oder auch
für Einzelbildgruppen jeweils einen eigenen Bildspeicher zu verwenden, wobei diese
Bildspeicher gemeinsam auf den Bildschirm abgefragt werden können. Es ist dabei
auch möglich, eine Schaltung vorzusehen, die es gestattet, mehr Bildgruppen zu speichern,
als gleichzeitig am Bildschirm darstellbar sind und aus diesen Einzelbildern jeweils
verschiedene Bildgruppen auf den Bildschirm abzufragen. Durch die vorgesehene Speicherung
wird es ferner möglich, verschiedene Auswertungen von von einem bestimmten Prüfvorgang
erhaltenen Prüfsignalen gleichattig darzustellen. Zur besseren Ubersichtlichkeit
und zur Unterscheidung der Einzelbilder voneinander bei der Auswertung können die
Farbsignale für einen Farbbildschirm als Markierungssignale verwendet werden.
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Ferner können am Bildschirm zusätzlich zu den vom Speicher abgefragt
Einzelbildern ein oder mehrere von Bilderzeugern, insbesondere Fernsehkameras, übertragene
Bilder abgebildet werden. Von dieser Nöglichkeit wird man insbesondere bei Fernbeobachtungen
Fernbeobachtungen machen. U.a.
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kann man für Leiirzwecke bei einer medizinischen Ultraschalluntersuchung
den Untersuchungsvorgallg selbst im Bild life
übertragen und gleichzeitig
am Bildschirm die nach den verschiedenen Ableitungen der Untersuchung erzielbaren
Einzelbilder auf scheinen lassen. Zusätzlich zu solchen bei der Ultraschalluntersuchung
gewonnenen Bildern kann man noch elektrische Reaktionskurven, wie #ardiogrammkurven-Röntgenbilder,
der untersuchten Körpertelle usw. einblenden, so daß u.a-. die Nöglichkeit besteht,
alle für die Erstellung einer Diagnose wichtigen Sinzelheiten am Bildschirm gleichzeitig
darzustellen.
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Die medizinische Untersuchung stellt selbstverständlich.
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nur einen kleinen Teilbereich der Möglichkeiten dar, die sich durch
das erfindungsgemäße Verfahren erschließen.
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Zusätzlich zu den gespeicherten Bildern darzustellende Einzelbilder
können entweder über die Minzelbilder projiziert oder auch auf durch entsprechende
Einstellung der Markiersignale von den vom Bildspeicher abfragbaren Bildern freigehaltenen
Teilbereichen des Bildspeichers abgebildet werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird bei der Darstellung
von die Ergebnisse verschiedener Ableitungen einer Ultraschalluntersuchung eines
Objektes nach dem Impulsverfahren wiedergebenden Einzelbildern, z.B. A-, B-oder
C-Bildern des Objektes in verschiedenen Maßstäben, der den Bildrücklauf des Bild-
oder Speicherschirmes steuernde Impuls als Triggerimpuls zur Auslösung des Sendeimpulses
des Ultraschallgerätes verwendet und das zu diesem Sendeimpuls erhaltene Echosignal
jeweils nur einer, einem Teilbild zugeordneten Äuswertungsstufe zugeführt, gespeichert,
markiert und abgefragt, wobei die von den in analoger Weise getriggerten folgenden
Sendeimpulse erhaltenen Echo signale den den folgenden Teil bildern zugeordneten
Auswertuiigs stufen zugeftihrt werden. Diese Variante des erfindungsgeniäßen Verfahrens
bringt verschiedene technische Vorteile. Durch die Triggerung des Sendeinipulses
vom Bild ba. Speicherschirm
aus werden Sendevorgang und Bllddarstellung
synchronisiert, so daß für die Laufzeitbestimmung der Echoimpulse eine genaue Startbasis
vorhanden ist. Die Einzelbilder können am Bildschirm synchron zu ihrer Entstehung
beobachtet werden. Da die Bildlblgefrequenz eines normalen Fernsehgerätes und damit
die Folgefrequenz der Sendeimpulse im Verhältnis zu der bei allen normalen vorkommenden
Untersuchungen vorhandenen Relativgeschwindigkeit zwischen dem Prüfkopf und den
Refle#t#onsflächen für den Schall strahl groß ist, treten praktisch keine entscheidenden
Störungen bzw. Verfälschungen in der Wiedergabe der Einzelbilder auf, die für die
Durchführung des Verfahrens notwendige Schaltungsanordnung läßt sich jedoch auf
diese Weise entscheidend vereinfachen.
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Bei der Ultraschalluntersuchung eines Körpers können verschiedene
Möglichkeiten ausgenutzt werden. Z.B. können mehrere Schnittbilddarstellungen gleichzeitig,
aber mit unterschiedlicher Verstärkung, also mit verschiedener I:#m'pfindlichkeit
bzw. in verschiedenem itaßstab geschrieben werden. Die Umschaltung der Empfindlichkeit
erfolgt elektronisch während der Bewegung des Schallkopfes. Es können auch A-, B-
und Bilder gleichzeitig geschrieben werden. Zu dem geschriebenen Bild oder den geschriebenen
Bildern können in einem gesonderten Feld oder auch eingeblendet die Koordinaten
der Schnittebene angezeigt werden. Eine weitere besonders interessante Möglichkeit
besteht darin, mehrere Bilder aus verschiedenen, im Normalfall parallel zueinander
liegenden Ebenen nacheinander aufzunehmen und dann gleichzeitig an BiidsciLirni
zur Abbildung zu bringen. Dabei können diese iilcler elltweder nebeneinander dargestellt
oder auch tibe reinander er an Biidschirri projiziert werden, wobei im Letzteren
Fall den einzelnen Bildern ein Farbsignal als Makiersignal elektronisch
zugefügt
wird, so daß die einzelnen Bilder am Farbbildschirm in verschiedenfarbigen Linien
erscheinen. Bs können die Bilder auch übereinander, jedoch axionometrisch versetzt
dargestellt und dabei durch ein Farbsignal verschieden gefärbt werden, wobei für
die untereinander versetzten Bilder auch axionometrisohe Verkürzungen bzw. Veränderungen
des Äbbildungsmaßstabes einstellbar sind, so daß eine räumliche Darstellung entsteht.
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bzw können auch herzaktionskurven in mehreren Zeilen untereinander
geschrieben werden, so daß längere Lurfenzüge als bisher darstellbar sind, wobei,
wie erwähnt, eine gleichzeitige Einblendung einer gleichzeitig aufgenommenen Kardiogrammkurve
möglich ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun im Zusammenhang mit der Zeichnung
näher erläutert, in der ein Blockschema einer möglichen Anordnung zur Durchführung
dieses Verfahrens veranschaulicht ist.
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Die dargestellte Anlage besteht aus einem als A-Bildgerät ausgebildeten
Ultraschall-Impul s-Echoprüfgerät A, einer Schnittbild-Mechanik B, an der ein dem
Gerät A zugeordneter Prufkopf (Schallkopf) befestigt ist und mit Hilfe der Mechanik
in vorwählbaren Geschwindigkeiten wenigstens in zwei im Normalfall senkrecht aufeinander
stehenden Richtungen und dabei in mehreren Parallel scharen innerhalb jeder Richtung,
vorzugsweise aber wenigstens auch in einer Drehstellung, auf einem zu untersuchenden
Objekt bewegt werden kann, einem B-Bildwandler a, einer Speichereinheit D, der im
Bedarf sfa2l weitere Speichereinleiten D1,D2 zugeordnet sein können, einem Programmierteil
2, einer Fernsehkamera F und einem Bildmonitor G, im Normalfall. einem Fernsehgerät
mit einem entsprechenden und gegebenenfalls für Farbdarstelhmg geeigneten Bildschirm.
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Ein vom Impuis-Echogerät A erzeugter Sendeimpuls wird über eine Leitung
1 dem an der Schnittbildmechanik B
befindlichen und im Bedarfsfalle
durch die Mechanik fortbewegten Schallkopf zugeführt, in das untersuchte Objekt
als Schallstrahl eingeleitet, teilweise in Form von Echo signalen wieder am Schallkopf
empfangen und nach Rückverwandlwng dieser Echoimpulse in elektrische Impulse wieder
über die Leitung 1 dem Gerät A zugeführt.
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Die empfangenen Echo signale werden im Gerät A verstärkt und über
eine Leitung 2, die sich über die Teilleitungen 2a,2b gabelt, dem B-Bildwandler
C und dem Speicher E zugeführt.
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Der B-Bildwandler a erhält ferner von der Schn1#t;-bildmechanik B
über Leitungen 3 - 8 die erforderlichen Informationen für den Aufbau des Schnittbildes.
Diese Informationen bestehen einerseits aus den über die Leitungen 3 - 5 zugeführten
Koordinaten xO,yO und r für die Stellung des bchallkopfes, aus den Angaben über
die Richtung des vom Schallkopf ausgesandten Schallbundels, die über die Leitungen
6 und 7 zugefiihrt werden und als Sinus- bzw. Kosinusfunktion des Abætrahlwinkels
# angegeben sein können und aus einer einjustierbaren, über die Leitung 8 zuführbaren
Größe v, die als Konstante auf Grund der Schallgeschwindigkeit im untersuchten Objekt
eingestellt wird. Aus diesen Angaben bildet der Wandler die zum Aufbau eines Schnittbildes
erforderlichen Werte, nämlich die Koordinaten x und y, in denen ein Schnittbild
darzustellen ist. x ergibt sich dabei als Funktion von xO,rO,v,t (Laufzeit des Echoimpulses)
und cos ~ und y als Punktion von yO,rO,v,t und Sinn. Die Koordinaten x,y sind im
jeweiligen Absolutbetrag von der jeweiligen Stellung des Schallkopfes und der Richtung
des Schallbündels abhängig. Ein zur Steuerung der welligkeit benötigter z-Wert wird
aus der vom A-Bildgerät A über die Leitung 2a gelieferten Spannung abgeleitet. Vom
Programmierteil E wird die Verstärkung der
x- und y-Werte über
eine Leitung 22 so gesteuert, daß die Auslenkung des Schreibstrahles am Speicherschirm
D bei der dargestellten Ausführung nur jeweils über ein Viertel der Speicherfläche
reicht. Falls mehrere Speicher vorhanden sind (D,»1,D2) wird die Verstärkung so
gewählt, daß der Schreibstrahl jeweils über den ganzen Speicher geführt wird.
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Die vom ii-Bildwandler a erseugten Signale x,y,z werden über Leitungen
9,10,11 dem Speicherteil D zugeführt. Den Spannungen x,y, die die Lage eines Bildpunktes
am Speicherschirm bestimmen und sich entsprechend den bewegungen des Schallkopfes
ändern, können über Leitungen 18,19 vom Programmierteil E her noch wählbare Markierspannungen
x und überlagert werden. Der Speicher E ist über eine Leitung 13 mit dem Prüfgerät
A verbunden. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß der Schreibstrahl des Speichers
D jeweils am Ende eines über das gesamte Bild reichenden Schreibvorganges durch
seinen Rückkehrimpuls auf die Leitung 13 einen liriggerimpuls abgibt, der den Sendeimpuis
des Ä-Bi1dgerätes A auslöst. Ferner wird vom A-Bildgerät über eine Leitung 14 der
Programmierteil E getriggert. Das im Upeicherteil D elektrostatisch, also nicht
sichtbar gespeicherte Bild kann elektrisch abgetastet und über eine Leitung 12 einem
Bildmonitor G zugeführt und dort sichtbar gemacht werden. Da durch den Abtastvorgang
die statisch gespeicherten Ladungen kaum verändert werden, kann der Abtastvorgang
innerhalb einer bestimmten Meit beliebig oft wiederholt werden. Vie Fernsehkamera
h's die über eine Leitung 20 mit dem Programmierteil ja und in weiterer folge über
eine Leitung 21 mit dem Speicherteil D verbunden ist, muß nicht unbedingt vorhanden
sein. Die von ihr gelieferten Informationen sind bei medizinischen Untersuchungen
Sür die Erstellung einer Diagnose nicht erforderlich, jedoch wünschenswert,
wenn
die Untersuchung durch einen größeren Personenkreis verfolgt werden soll und das
untersuchte Objekt für diese Personen nicht unmittelbar sichtbar ist. bei der dargestellten
Ausführung ist der Programmierteil E mit einem Umschalter 23 versehen, der in der
dargestellten Lage nur den Speicher D, in der Umschaltstellung aber auch die übrigen
Speicher D1 und D2 mit dem Wandler C und dem Programmierteil E verbindet.
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Bei in der dargestellten Lage befindlichem Schalter 23 können unter
anderem Schnittbilder mit verschiedener Verstärkung am Bildmonitor G dargestellt
werden. Bei in der dargestellten Lage befindlichem Schalter 23 wird im B-3Ilildwandler
C die Verstärkung der x- und y-Werte über die Leitung 22 so beeinflußt, daß für
die Aufzeichnung eines Bildes am Speicherschirm im Speicherteil D nur ein Viertel
der zur Verfügung stehenden Fläche benötigt wird.
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Es können drei verschiedene Verstärkungen vorgewählt werden, die im
folgenden mit +,0 und - bezeichnet werden.
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Im Tastenfeld des Programmierteiles S befinden sich unter anderem
drei waagrechte Drucktastenreihen, die mit I,II und III bezeichnet sind, wobei in
jeder reihe Tasten mit den Bezeichnungen +,0 und - vorhanden sind. Die römischen
Ziffern beziehen sich auf entsprechende Quadranten am Speicherschirm, wie dies im
Speicherteil D angedeutet ist. Durch Eindrücken der entsw echenden Tasten kann jedem
Quadranten ein Schnittbildhmit einer bestimmten Verstärkung zugeordnet werden. Drückt
man z.B.
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die Knöpfe I/+, II/O und III/-, so bedeutet dies, daß das Schnittbild
mit der größten Verstärkung im ersten Quadranten aufgezeichnet wird, das Schnittbild
mit mittlerer Verstärkung im zweiten Quadranten und das mit der geringsten Werstarkung
im dritten Quadranten. Der vierte Quadrant bleibt einer weiteren Aufzeichnung vorbehalten,
die
noch besprochen wird.
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Mach Einschalten der Anlage wird der Speicherschirm D zunåchst vollständig
abgetastet. Ist das erste lialbbild im Zeilensprungverfahren geschrieben, so wird
die Zeit während des Jiild-Rücklaufes zur Aussendung -eines Ultraschall-Impulses
und zum Empfang der dadurch erzeugten Echos benützt. Die Auslösung des Impulses
im Gerät A erfolgt durch einen vom Speicherteil D abgegebenen Trigger-Impuls, der
über die Leitung 13 zum Gerät A und weiter über die Leitung 14 zum Programmierteil
E geführt wird. Damit wird der Programmierteil E in den ersten Schaltzustand gebracht,
bei dem er die Verstärkung des A-Bild-Gerätes A über eine der Leitungen 15 bis 17
auf den Wert bringt, der für das Schnittbild im ersten Quadranten vorgewählt wurde.
Gleichzeitig liefert der Programmierteil S über die Leitungen 18 und 19 die Markierspannungen
x und y in einer derartigen Höhe an den Speicherteil D, daß zusammen mit den Spannungen
x und y aus dem Bildwandler C eine Ablenkung des Schreibetrahles entsteht, die im
ersten Quadranten des Speicherschirmes liegt. i#;s wird somit in diesem Quadranten
eine Bildzeile geschrieben, deren Verlauf dem Verlauf des Schallbündels im untersuchten
Objekt entspricht.
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Ist die erste Zeile im ersten Quadranten I geschrieben, so erfolgt
wieder eine Abtastung des ganzen Speicherschirmes, um das zweite Iialbbild am Bildmonitor
G zu erzeugen. Bei dem ansehließenden Bildrücklauf löst der Triggerimpuls über die
Leitung 13 im A-Bild-(r'erät A wieder einen Sendeimpuls aus, während er gleichzeitig
über#die Leitung 14 den Programmierteil S in den zweiten Schaltzustand bringt. Dieser
bewirkt eine Veränderung der Verstärkung im A-Mild-Gerät A und eine Änderung der
Markierspannungen x und y, so daß jetzt eine Zeile im zweiten Quadranten geschrieben
wird. Nach einer erneuten Abtastung
des Speicherschirmes wiederholt
sich der Vorgang für den dritten und vierten Quadranten, wobei letzterer zunächst
leer bleibt. Nach viermaliger Wiederholung des ganzen Vorganges wird im Programmierteil
E wieder der erste Schaltsustand hergestellt und es wird jetzt die zweite Zeile
im ersten Quadranten geschrieben, anschließend die zweite Zeile im zweiten und dritten
Quadranten, wobei dazwischen immer wieder eine vollständige Abtastung des Speicherschirmes
liegt. Da der Aufbau des Schnittbildes, bedingt, durcidie langsame Bewegung des
Schallkopfes viel längere Zeit benötigt, als die elektronische Abtastung des Speicherschirmes,
stört es nicht, wenn die einzelnen Zeilen des Schnittbildes immer erst nach jeweils
vier Abtastungen des Speicherschirmes geschrieben werden. Man kann auf diese Weise
am Bildmonitor G das Entstehen der drei Schnittbilder in den Quadranten I bis III
verfolgen.
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In den Quadranten IV könnte durch DrUcken des Knopfes IV/K das von
der Fernsehkamera F aufgenommene Bild des untersuchten Objektes eingeblendet werden.
Es können jedoch in den vierten Quadranten auch bis zu vier Bilder eingeblendet
werden, indem im Programmierteil E je ein Knopf aus den Reihen a,b,c und d gedrückt
wird.
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Welcher Knopf in den einzelnen Reihen gedrückt wird /+,o oder -/ bestimmt
die Verstärkung, bei der das A-Bild aufgenommen wird. Die Reihen a,b,c und d bestimmen
die Höhenlage des A-Bildes innerhalb des vierten Quadranten.
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Geschrieben wird jeweils das A-Bild, das im Augenblick des Knopfdruckes
empfangen wird mit der dem gedrückten Knopf entsprechenden Verstärkung. Durch die
Knöpfe in der senkrechten Reihe L können die in den ersten drei Quadranten gespeicherten
Bilder einzeln gelöscht werden.
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Für den vierten Quadranten sind vier Lösch-Knöpfe vorgesehen,
entsprechend
den in diesem Quadranten auf scheinenden vier A-i3ildern, die jedes für sich gelöscht
werden können.
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Durch eine elektrische oder mechanische Verriegelung der Druckknöpfe
kann eine Fehlbedienung in der Art, daß z.b. auf einen Quadranten gleichzeitig verschiedene
Bilder einprogrammiert werden, vermieden werden.
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Selbstverständlich sind mit der gezeigten Anordnung noch andere programme
einstellbar. Man könnte z.B. die ersten beiden Quadranten für zwei Schnittbilder
mit unterschiedlicher Verstärkung, den dritten Quadranten für das Bild der Bezßehkamera
und den vierten Quadranten für die A-Bilder verwenden.
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Fftr eine ebenfalls mögliche, dreidimensionale Darstellung ist beim
Ausführungsbeispiel die Verwendung mehrerer Speicherteile X,D1,D2 vorgesehen. Dementsprechend
müßten von dem Brogrammierteil E weitere nicht gezeichnete Leitungspaare 18,19 zu
den verschiedenen Speicherteilen gehen. Wird für die Abtastung ein normales Farb-Fernsehgerät
G verwendet, so müßten die einzelnen Speicherteile noch elektronische Einrichtungen
zur Erzeugung von Parbsignalen besitzen, da die am Bildschirm gespeicherten Bilder
nur schwarz-weiß Werte besitzen und die Farbe erst nachträglich elektrisch zugemischt
werden muß. Es wäre jedoch auch möglich, einen besonderen Farbbild-lvlonitor G zu
verwenden, bei dem die Verbindung mit den Speicherteilen D bis D2 so hergestellt
ist, daß das aus jedem Speicherteil kommende Bild einer anderen Elektronenkanone
in der Farbbildröhre zugeführt wird und damit automatisch und ohne zusätzliche Farbsignale
in einer anderen Farbe am Bildschirm aufscheint.
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Wird der Schalter 23 im Programmierteil E auf "Farbe't umgeschaltet,
so wird zunächst die Verstärkung der x- und y-Werte im Bildwandler C über die Leitung
22 so geandertt
daß der Schreibstrahl über den vollen Teil des
Speicherschirmes ausgelenkt wird. Außerdem werden die Tastenreihen I,II und III
so umgeschaltet, daß bei ihrer Betätigung nicht mehr die Quadranten eines Speicherschirmes,
sondern die verschiedenen Speicherteile D bis D2 angeschaltet werden. Ferner wird
die Triggerleitung 14 abgeschaltet, so daß die einzelnen Trigger-Impulse nur mehr
das A-Bild-Gerät A zur Aussendung von Schallimpulsen veranlassen, jedoch keine Umschaltung
des Programmierteiles E bewirken.
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Wird eine Taste r,Ob oder g der Reihe I gedrückt, so wird der Speicher
D angeschlossen und ihm eine entsprechende Farbe zugeordnet. Es erfolgt nun die
Aufnahme eines Sehnittbildes, wobei analog zu dem vorher beschriebenen Verfahren
immer erst ein Halbbild abgetastet und anschließend eine Bildzeile geschrieben wird.
Im Gegensatz zu dem vorher beschriebenen Verfahren reicht jedoch das Bild über einen
ganzen Speicherschirm und es wird nach jedem Abtastvorgang eine weitere Bildzeile
geschrieben und nicht erst nach jedem vierten Vorgang.
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Ist das vollständige bild geschrieben, wird der Speicher D1 durch
Drücken eines Knopfes in der Reihe II eingeschaltet, Gleichzeitig muß die Schnittbildmechanik
B um einen gewissen betrag senkrecht zur vorhergehenden Schnittebene versetzt werden.
Mit dem Anschalten des Speichers D2 werden die diesem Speicher über die nicht gezeichneten,
den Leitungen 18 und 19 entsprechenden Leitungen zugeführten Narkierspannungen x
und y etwas gegenüber den dem Speicher D1 ursprünglich zugefXlrten Markierspannungen
geändert, so daß das im Speicher D1 latent gespeicherte Bild etwaXs in Hö1#3 und
seite gegenüber dem im Speicher D latent gespeicherten 1)ild versetzt ist. Dieser
Vorgang wiederholt slch in analoger Weise
nochmals, wenn nach Fertigstellung
des zweiten Schnittbildes im Speicher D1 auf den Speicher D2 umgeschaltet wird.
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Auf dem Bildmonitor G erscheinen die drei Schnittbilder in drei verschiedenen
Farben, wobei entsprechend der Höhen- und Seitenversetzung der einzelnen Schnittbilder
die Darstellung in einer axionometrischen Projektion erfolgt Selbstverständlich
kann man an Stelle der ge#z,eichneten drei Speicher noch mehr Speicher verwenden
und damit noch mehr Schnittebenen auf dem Bildmonitor gleichzeitig zur Darstellung
bringen. Es ist auch denkbar, die Markierspannungen x und y durch die Verschiebung
der Schnittbildmechanik automatisch so zu steuern, daß die axionometrische Versetzung
der Schnittebenen maßstabgerecht erfolgt.