DE2514329C2 - Schaltungsanordnung für die Röntgen- Videodensitometrie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für die Röntgen-Videodensitometrie mit einem Fernseh· monitor zur Wiedergabe des auszuwertenden Röntgenbildes. mit einem Synchrongenerator zur Urzeugung eines die Kontur des zu messenden Organs bzw. Organbereichs innerhalb des Röntgenbildes umfassenden Meßfensters (Meßfenstergenerator), der mit einer im· Videokanal angeordneten Mischstufc zur Einblendung des Meßfcnsters in das Fernsehbild des Monitors sowie mii einem elektronischen Schalter verbunden ist. der ein Integrationsglied zur Bildung eines Meßwertes als Schwärzungsmitielwert aus dem im Meßfensterbereich vorhandenen Videosignal (Meßsignal) während der Dauer der Fensterabtastung mit dem Videokanal verbindet, sowie mit einem Speicherglied zur Fcsthaliimg des Meßwertes während der Fernseh-Halbbildclauer (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 inteiessierenden 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 Harte der für die Bilderzeugung verwendeten Röntgenstrahlen während der Meßdauer konstant sind. Dies erfordert in der Praxis, insbesondere bei den langer dauernden Messungen des Schwärzungsverlaufs über die Zeit, sehr aufwendige Röntgengeneratoren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, videodensitometrische Messungen genügender Genauigkeit auch mit einfachen Röntgengeneratoren vornehmen /u 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 Eiehfensierbereich vorhandenen Videosignals (Eichsignal) mit dem Ausgang eines die Amplitude des Meßsignals beeinflussenden Stcuerverstärkers verbindet, und das Eichsignal nach erfolgter Integration über die Eichfcnsterfläehe und Speicherung zwischen zwei Abtastungen einem Vergleiehsglicd zuzuführen, welches das gemessene Eichsigna! als Istwert mit dem an einem Sollwerts?ohrr

wählbaren Sollwert vergleicht und daraus einen DiITerenzwcn als Regelgröße bildet, welche die Empfindlichkeit des Steuerverstärkers zur Ausregelung der von Belichiungsschwankungen des Röntgenbildes hervorgerufenen Schwankungen der Meßsignalamplimdc steuert. Dadurch ist erreicht, daß während der Meßdaucr auftretende Schwankungen der zur Bilderzeugung verwendeten Röntgenstrahlung fernschseitig mit verhältnismäßig einfachen Mittein kompensiert werden können.

in der DT-OS 22 36 092 ist eine Schaltungsanordnung zur automatischen Erfassung. Anzeige und Auswertung von Änderungen in fernselncchniseh erzeugten Bildern bereits beschrieben. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung ist jedoch kein Vergleichsglied vorhanden, das einen Differenzwert als Regelgröße bil det, welche die Empfindlichkeil eines Sleucrversiärkers zur Ausregelung der von Belichtungsschwankungen eines Röntgenbildes hervorgerufenen Schwankungen der Meßsignalamplitude steuert. Die bekannte Schaluingsanordnung erlaubt also auch bei der Wiedergabe von Röntgenbildern nicht, daß Schwankungen der Röntgenstrahlung, die während der Meßdaucr 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 verhältnis mäßig 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 Fen stersignal einem der Eingänge dieses Subtrakiionsgliedes 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 besit/t und der den zum jeweiligen Eir.scha'tzeitpunkt vorhandenen Wert der Signalamplitude während der Einschaltdaucr speichert und dem Subtraktionsglied zuführt. Dadurch ist mit einfachen Mitteln erreicht, daß der im jeweils gewählten Einschaltzeitpunkt vorhandene und gespeicherte Amplitudenwert zur Unteigrundkompensation 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 Meßfciv stergenerator bezeichnet, erzeugt Konturinipulse zur Bildung eines auf dem Fernsehmonitor 4 darstellbaren, die Fläche des zu messenden Organbercichs 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 Fensierabtastung schließt. Dieser Schalter ist übjr einen Steuerversiärker 15 mit dem Videokanal verbunden und führt im geschlossenen Zustand, also während der Dauer der Fensterabtastung, das Videosignal über ein Logarithmicrglied 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 Signalspeichcr 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, erseheint der interessierende Kurvenverlauf 24 des Schwärzungswertes s über die Zeit / mit einer verhältnismäßig kleinen Amplitude A auf einem hohen Gleichwertsockel 5, der der Grundschwärzung entspricht und daher keinerlei lnlormationswert besitzt. Um diesen Glcichwertsockel 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 Kurvenvcrlaufs 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 Rom· genstrahlungsintensität 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 Eichfenstcrgencrators 2/, der ebenfalls von den Synchronsignalen der Fernsehzentrale 2 synchronisiert ist, Fensterimpulsc erzeugt, deren vertikale und horizontale Begrenzungen mit Hilfe der Einstcllglieder 28, 29 und deren Lage innerhalb der Bildfläche mit Hilfe des Koordinatenhcbels 30 gewählt werden können. Diese Fensterimpulse werden entsprechend denjenigen des Meßfensters über die Mischslufe 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 Mcßsignal wahrend der Dauer einer jeden F.ichfcnsterabtastung einem weiteren Integralionsglied 33 zu, das diese Signale integriert, und einem Speicheiglicd 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 Verglcichsglicdes ist mit einem Sollwertgeber 36 verbun-

den, an dem der gewünschte Grundschwärzungsweii einstellbar ist. Auf Grund eines Soll-Istwei!Vergleichs steuert das Vergleichsglied 35 die Empfindlichkeit des Stcucrverstärkers 15 im Sinne der Konstanthaltung der Grundschwärzung des McfJwertcs auf die mit Hilfe ties Sollwertgebers 36 gewählte Größe. Auf diese Weise werden alle innerhalb des Eichfensterbcrcichs 31 auftretenden .Schwärzungsschwankungen ausgeregelt. Selbstverständlich muß das Eichfenster 31 in einen vom Kontrastmittel nicht berührten Bildbercich gelegt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

^556

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für die Röntgen-Videodensiiomeirie mit einem Fernschmonitor zur Wiedergabe des auszuwertenden Röntgenbildes. mit einem Synchrongenerator zur Erzeugung eines die Kontur des zu messenden Organs bzw. Orgaubereichs innerhalb des Röntgenbildes umfassenden Meßfensters (Meßfenstergenerator), der mit einer im Videokanal angeordneten Mischstufc zur Einblendung des Meßfensters in das Fernsehbild des Monitors sowie mit einem elektronischen Schalter verbunden ist, der ein Integrationsglied zur Bildung eines Meßwertes als Schwärzungsmitielwert aus dem im Meßfensterbereich vorhandenen Videosignal (Meßsignal) während der Dauer der Fcnsterabtastung mit dem Videokanal verbindet, sowie mit einem Speicherglied zur Festhaltung des Meßwertes während der Fernseh-Halbbilddaucr (Meßwertspeicher) und mit einem Gerät für die Meßwerterfassung bzw. Meßwertauswertung, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Synchrongenerator (27) zur Bildung eines außerhalb der Kontur des zu messenden Organs (7) liegenden Eichfensters (31) (Eichfenstergenerator) vorhanden und mit der Mischstufc (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 Stcuerverstärkers (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 Soll wert vergleicht und daraus einen Differenzwert als Regelgröße bildet, welche die Empfindlichkeit des Steuerverstärkers (15) zur Ausregelung der von Belichiungsschwankungen des Röntgenbildes hervorgerufenen Schwankungen der Meßsignalamplitiicle steuert.

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 Hinschaltdauer speichert und dem Subtrnktionsglied (19) zuführt.