DE2514329B1 - Schaltungsanordnung fuer die Roentgen-Videodensitometrie - Google Patents

Description

• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, videodensitometrische Messungen genügender Genauigkeit auch mit einfachen Röntgengeneratoren vornehmen zu können. Dazu wird vorgeschlagen, bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß einen weiteren Synchrongenerator zur Bildung eines außerhalb der Kontur des zu messenden Organs liegenden Eichfensters (Eichfenstergenerator) vorzusehen und mit der Mischstufe zur Einblendung des Eichfensters in einen außerhalb des Meßfensters liegenden Bereich des Fernsehbildes des Monitors sowie mit einem weiteren elektronischen Schalter zu verbinden, der ein weiteres Speicherglied während der Dauer der Abtastung des Eichfensters eines jeden Fernseh-Halbbildes zur Festhaltung des im Eichfensterbereich vorhandenen Videosignals (Eichsignal) mit dem Ausgang eines die Amplitude des Meßsignals beeinflussenden Steuerverstärkers verbindet, und das Eichsignal nach erfolgter Integration über die Eichfensterfläche und Speicherung zwischen zwei Abtastungen einem Vergleichsglied zuzuführen, welches das gemessene Eichsignal als Istwert mit dem an einem Sollwertgeber wählbaren Sollwert vergleicht und daraus einen Differenzwert als Regelgröße bildet, welche die Empfindlichkeit des Steuerverstärkers zur Ausregelung der von Belichtungsschwankungen des Röntgenbildes hervorgerufenen Schwankungen der Meßsignalamplitude steuert. Dadurch ist erreicht, daß während der Meßdauer er auftretende Schwankungen der zur Bilderzeugung verwendeten Röntgenstrahlung fernsehseitig mit verhältnismäßig einfachen Mitteln kompensiert werden können.
• In der DT-OS 22 36 092 ist eine Schaltungsanorclnung zur automatischen Erfassung, Anzeige und Auswertung von Änderungen in fernsehtechnisch erzeugten Bildern bereits beschrieben. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung ist jedoch kein Vergleichsglied vorhanden, das einen Differenzwert als Regelgröße bildet, welche die Empfindlichkeit eines Steuerverstärkers zur Ausregelung der von Belichtungsschwankungen eines Röntgenbildes hervorgerufenen Schwankungen der Meßsignalamplitude steuert. Die bekannte Schaltungsanordnung erlaubt also auch bei der Wiedergabe von Röntgenbildern nicht, daß Schwankungen der Röntgenstrahlung, die während der Meßdauer auftreten, in der Fernseheinrichtung in einfacher Weise kompensiert werden.
• Häufig ist der zu messende Bereich des Röntgenbildes von einem beträchtlichen Grundschwärzungswert überlagert, dessen Betrag von der Objektstruktur und von der Streustrahlung abhängt. Dadurch werden die innerhalb des linearen Aussteuerungsbereichs des Meßkanals registrierbaren Meßwertamplituden verhältnismäßig klein. Um diesen Grundschwärzungswert in einem wählbaren Ausmaß zu kompensieren, wird nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dem Gerät für die Meßwerterfassung bzw. Meßwertauswertung ein Subtraktionsglied vorzuschalten und das Fenstersignal einem der Eingänge dieses Subtraktionsgliedes und gleichzeitig einem Signalspeicher zuzuführen, dessen Ausgang mit dem anderen Eingang des Subtraktionsgliedes verbunden ist und der einen Schalter für seine Inbetriebnahme zu beliebigen Zeitpunkten besitzt und der den zum jeweiligen Einschaltzeitpunkt vorhandenen Wert der Signalamplitude während der Einschaltdauer speichert und dem Subtraktionsglied zuführt. Dadurch ist mit einfachen Mitteln erreicht, daß der im jeweils gewählten Einschaltzeitpunkt vorhandene und gespeicherte Amplitudenwert zur Untergrundkompensation benutzt werden kann.
• Die Erfindung wird an Hand eines in der Figur dargestellten Blockschaltbildes im folgenden näher erläutert.
• Das mit Hilfe eines Videorecorders 1 auf Magnetband gespeicherte Röntgenbild wird über eine Fernsehzentrale 2 und eine Mischstufe 3 einem Fernsehmonitor 4 zugeführt und dort abgebildet. Ein von der Fernsehzentrale 2 mit der Zeilenfrequenz synchronisierter Impulsgenerator 6, im folgenden als Meßfenstergenerator bezeichnet, erzeugt Konturimpulse zur Bildung eines auf dem Fernsehmonitor 4 darstellbaren, die Fläche des zu messenden Organbereichs 7 mindestens annähernd überdeckenden im vorliegenden Beispiel rechteckig gewählten Meßfensters 8. Diese Impulse, deren linke und rechte Begrenzung mit den Einstellknöpfen 9 und 10, deren obere und untere Begrenzung mit den Einstellknöpfen 11 und 12 und deren Lage in der Bildfläche mit Hilfe des Koordinatenhebels 13 einstellbar sind, werden zur Abbildung auf dem Fernsehmonitor 4 über die Mischstufe 3 in das Fernsehsignal eingeblendet und darüber hinaus einem elektronischen Schalter 14 als Steuersignal zugeführt, das den normalerweise geöffneten Schalter während der Dauer der Fensterabtastung schließt. Dieser Schalter ist über einen Steuerverstärker 15 mit dem Videokanal verbunden und führt im geschlossenen Zustand, also während der Dauer der Fensterabtastung, das Videosignal über ein Logarithmierglied 16, das der Linearisierung der logarithmisch anfallenden Schwärzungswerte dient und ein Integrationsglied 17, welches die ankommenden Videosignale über die Fensterfläche integriert sowie ein Speicherglied 18, das den integrierten Meßwert bis zur jeweils nächsten Fensterabtastung festhält, einem Subtraktionsglied 19 und gleichzeitig einem Signalspeicher 20 zu, der mittels eines von Hand zu betätigenden Schalters 21 zu beliebigen Zeitpunkten und während einer beliebigen Dauer einschaltbar ist.
• Betrachtet man zunächst einmal die Verhältnisse ohne diesen Speicher, so wird auf dem Gerät 22 für die Meßwerterfassung der schraffierte Bereich 23 dargestellt. Wie dort zu erkennen ist, erscheint der interessierende Kurvenverlauf 24 des Schwärzungswertes s über die Zeit t mit einer verhältnismäßig kleinen Amplitude A auf einem hohen Gleichwertsockel S, der der Grundschwärzung entspricht und daher keinerlei Informationswert besitzt. Um diesen Gleichwertsockel wegzubringen, wird der Speicher 20 mit Hilfe des Schalters 21 etwa zum Zeitpunkt 25 betätigt. Der zu diesem Zeitpunkt vorhandene Augenblickswert der Kurve 24 wird gespeichert und dem Subtraktionsglied 19 zugeführt.
• Dieses subtrahiert diesen eingegebenen Wert vom jeweiligen Signalwert des von ihm von der Stufe 18 zugeführten Videosignals. Dadurch wird der Gleichwertsokkel um den gewählten Wert S, der vom Zeitpunkt der Betätigung des Schalters 21 abhängt, reduziert, so daß für die Darstellung des relevanten Kurvenverlaufs der gesamte lineare Aussteuerungsbereich des Videokanals, entsprechend der gestrichelten Linie 26, zur Verfügung steht.
• Es ist nun leicht einzusehen, daß bei der Bildentstehung vorhandene Schwankungen der primären Röntgenstrahlungsintensität und -qualität, die etwa von Spannungsschwankungen des Speisenetzes herrühren können, den Kurvenverlauf der Schwärzungskurve 24 in Abhängigkeit von der Zeit t beeinflussen. Um dies zu kompensieren, werden mit Hilfe eines Eichfenstergenerators 27, der ebenfalls von den Synchronsignalen der Fernsehzentrale 2 synchronisiert ist, Fensterimpulse erzeugt, deren vertikale und horizontale Begrenzungen mit Hilfe der Einstellglieder 28, 29 und deren Lage innerhalb der Bildfläche mit Hilfe des Koordinatenhebels 30 gewählt werden können. Diese Fensterimpulse werden entsprechend denjenigen des Meßfensters über die Mischstufe 3 in das auf dem Monitor 4 erscheinende Fernsehsignal als Eichfenster 31 eingeblendet und steuern gleichzeitig einen elektronischen Schalter 32.
• Sie schließen diesen normalerweise geöffneten Schalter während der Dauer der Abtastung des Eichfensters 31 eines jeden Fernseh-Halbbildes. Dieser Schalter 32 führt das vom Ausgang des Steuerverstärkers 15 erhaltene Meßsignal während der Dauer einer jeden Eichfensterabtastung einem weiteren Integrationsglied 33 zu, das diese Signale integriert, und einem Speicherglied 34 zuleitet, das es bis zur jeweils folgenden Fensterabtastung festhält. Der so erzeugte Signalwert gelangt als Istwert an einen der beiden Eingänge eines Vergleichsgliedes 35. Der andere Eingang dieses Vergleichsgliedes ist mit einem Sollwertgeber 36 verbun- den, an dem der gewünschte Grundschwärzungswcrt einstellbar ist. Auf Grund eines Soll-lstwertvergleichs steuert das Vergleichsglied 35 die Empfindlichkeit des Steuerverstärkers 15 im Sinne der Konstanthaltung der Grundschwärzung des Meßwertes auf die mit Hilfe des Sollwertgebers 36 gewählte Größe. Auf diese Weise werden alle innerhalb des Eichfensterbereichs 31 auf tretenden Schwärzungsschwankungen ausgeregelt.
• Selbstverständlich muß das Eichfenster 31 in einen vom Kontrastmittel nicht berührten Bildbereich gelegt werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung für die Röntgen-Videodensitometrie mit einem Fernsehmonitor zur Wiedergabe des auszuwertenden Röntgenbildes.

   mit einem Synchrongenerator zur Erzeugung eines die Kontur des zu messenden Organs bzw. Organbereichs innerhalb des Röntgenbildes umfassenden Meßfensters (Meßfenstergenerator), der mit einer im Videokanal angeordneten Mischstufe zur Einblendung des Meßfensters in das Fernsehbild des Monitors sowie mit einem elektronischen Schalter verbunden ist, der ein Integrationsglied zur Bildung eines Meßwertes als Schwärzungsmittelwert aus dem im Meßfensterbereich vorhandenen Videosignal (Meßsignal) während der Dauer der Fensterabtastung mit dem Videokanal verbindet, sowie mit einem Speicherglied zur Festhaltung des Meßwertes während der Fernseh-Halbbilddauer (Meßwertspeicher) und mit einem Gerät für die Meßwerterfassung bzw. Meßwertauswertung, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß ein weiterer Synchrongenerator (27) zur Bildung eines außerhalb der Kontur des zu messenden Organs (7) liegenden Eichfensters (31) (Eichfenstergenerator) vorhanden und mit der Mischstufe (3) zur Einblendung des Eichfensters (31) in einen außerhalb des Meßfensters liegenden Bereich des Fernsehbildes des Monitors (4) sowie mit einem weiteren elektronischen Schalter (32) verbunden ist, der ein weiteres Speicherglied (34) während der Dauer der Abtastung des Eichfensters eines jeden Fernseh-Halbbildes zur Festhaltung des im Eichfensterbereich (31) vorhandenen Videosignals (Eichsignal) mit dem Ausgang eines die Amplitude des Meßsignals beeinflussenden Steuerverstärkers (15) verbindet, und das Eichsignal nach erfolgter Integration über die Eichfensterfläche und Speicherung zwischen zwei Abtastungen einem Vergleichsglied (35) zugeführt ist, welches das gemessene Eichsignal als Istwert mit dem an einem Sollwertgeber (36) wählbaren Sollwert vergleicht und daraus einen Differenzwert als Regelgröße bildet, welche die Empfindlichkeit des Steuerverstärkers (15) zur Ausregelung der von Belichtungsschwankungen des Röntgenbildes hervorgerufenen Schwankungen der Meßsignalamplitude steuert.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gerät (22) für die Meßwerterfassung bzw. Meßwertauswertung ein Subtraktionsglied (19) vorgeschaltet ist und das Fenstersignal einem der Eingänge dieses Subtraktionsgliedes (19) und gleichzeitig einem Signalspeicher (20) zugeführt ist, dessen Ausgang mit dem anderen Eingang des Subtraktionsgliedes (19) verbunden ist und der einen Schalter (21) für seine Inbetriebnahme zu beliebigen Zeitpunkten besitzt und der den zum jeweiligen Einschaltzeitpunkt vorhandenen Wert der Signalamplitude während der Einschaltdauer speichert und dem Subtraktionsglied (19) zuführt.

   Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für die Röntgen-Videodensitometrie mit einem Fernseh- monitor zur Wiedergabe des auszuwertenden Röntgenbildes, mit einem Synchrongenerator zur Erzeugung eines die Kontur des zu messenden Organs bzw. Organbereichs innerhalb des Röntgenbildes umfassenden Meßfensters (Meßfenstergenerator), der mit einer im Videokanal angeordneten Mischstufe zur Einblendung des Meßfensters in das Fernsehbild des Monitors sowie mit einem elektronischen Schalter verbunden ist, der ein Integrationsglied zur Bildung eines Meßwertes als Schwärzungsmittelwert aus dem im Meßfensterbereich vorhandenen Videosignal (Meßsignal) während der Dauer der Fensterabtastung mit dem Videokanal verbindet, sowie mit einem Speicherglied zur Festhaltung des Meßwertes während der Fernseh-Halbbilddauer (Meßwertspeicher) und mit einem Gerät für die Meßwerterfassung bzw. Meßwertauswertung.

   Mit Hilfe der Videodensitometrie ist es möglich. die Schwärzung von Röntgenbildern innerhalb der jeweils interessierenden Bildbereiche sowie den Verlauf von Schwärzungsänderungen nach einer Kontrastmittelinjektion in Abhängigkeit von der Zeit zu messen. Diese Methode ist beispielsweise in der Zeitschrift »Fortschritte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen...«, Nr.

   108, (1968), S. 79 bis 85 unter dem Titel »Videodensitometrie, technische Grundlagen und klinische Anwendung als Fernsehkymographie« beschrieben. Danach wird mit fernsehelektronischen Mitteln in den jeweils interessierenden Bildbereich eines auf einem Video-Bandspeicher aufgezeichneten und auf einem Fernsehmonitor dargestellten Röntgenbildes ein sogenanntes elektronisches Fenster gesetzt und das in diesem Fensterbereich vorhandene, aus dem Videokanal abgeleitete Fenstersignal über die Fensterfläche integriert und als Mittelwert gemessen. Größe, Kontur und Lage dieses Fensters sind frei wählbar. Die dazu erforderlichen Mittel sind in der genannten Zeitschrift, Band 117, (1972), S. 587 bis 593 unter dem Titel »Videodensitometrie mit flexiblen Fenstergrößen durch Lichtgriffelumrandung« beschrieben.

   Diese bekannten Anordnungen für die Videodensitometrie setzen voraus, daß die Intensität und die Härte der für die Bilderzeugung verwendeten Röntgenstrahlen während der Meßdauer konstant sind. Dies erfordert in der Praxis, insbesondere bei den länger dauernden Messungen des Schwärzungsverlaufs über die Zeit, sehr aufwendige Röntgengeneratoren.