DE2540827C2

DE2540827C2 -

Info

Publication number: DE2540827C2
Application number: DE2540827A
Authority: DE
Inventors: Jacques Chaville Fr Riethmuller; Jean Pierre Paris Fr Vasseur
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1974-09-13
Filing date: 1975-09-12
Publication date: 1989-08-17
Also published as: DE2540827A1; SE7510148L; FR2284306A1; HU174394B; NL7510756A; FR2284306B1; GB1525612A; US4091416A; JPS5156279A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Darstellen eines Querschnitts eines zu untersuchenden Körpers durch Flächenelemente, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der Untersuchung mittels Röntgen- oder Gammastrahlen werden Rechner verwendet, die in Verbindung mit Digital/ Analog-Umsetzern die Anfertigung von aufbereiteten Abbildungen des untersuchten Bereiches ermöglichen. Wenn der untersuchte Bereich aber relativ homogen ist, sind Einzelheiten schwer zu erkennen.

Aus der US-PS 37 94 762 ist bereits ein Verfahren zur Darstellung eines Querschnitts eines zu untersuchenden Körpers durch Flächenelemente bekannt, bei welchem jeweils ein Rasterfeld des in Zeilen und Spalten zerlegten Querschnitts ein Flächenelement bildet. Die Helligkeit jedes dieser Flächenelemente hängt von der Strahlendurchlässigkeit bzw. Absorption des entsprechenden Rasterfeldes ab. Eine Kontrastbeeinflussung zum Hervorheben besonderer Einzelheiten ist hier nicht vorgesehen.

In der DE-OS 15 37 424 ist eine Röntgenfernseheinrichtung beschrieben, bei welcher zur Verbesserung der Detailerkennbarkeit der lineare Aussteuerungsbereich eines Verstärkers möglichst vollständig zur Übertragung der Nutzinformation zur Verfügung gestellt wird. Gleichzeitig wird der Spitzenwert der Bildhelligkeit konstant gehalten.

Eine Kontrastregelung bei Fernsehgeräten ist bereits aus der DE-AS 12 48 095 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß eine genaue Analyse solcher Bildelemente ermöglicht wird, deren Helligkeitswerte innerhalb eines engen Bereiches liegen, der kleiner ist als eine Stufe der vom Auge unterscheidbaren Grauwertspanne.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst.

Für Diagnostizierverfahren im Sinne von § 5 Abs. 2 PatG wird kein Patentschutz beansprucht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst diejenigen Rasterfelder bestimmt, bei denen die Strahlenundurchlässigkeitswerte zwischen zwei vorbestimmten Grenzwerten liegen; anschließend wird dann für diese Rasterfelder eine solche Veränderung der Darstellungsform vorgenommen, daß die entsprechenden Flächenelemente im Bild sich von allen anderen Flächenelementen deutlich abheben. Zu diesem Zweck werden sie mit besonderen Darstellungsattributen behaftet.

Die verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens unterscheiden sich durch die zur Hervorhebung verwendeten Darstellungsattribute.

Ein erfindungsgemäßes Sichtgerät zur Durchführung des Verfahrens ist im Patentanspruch 6 angegeben; weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Patentansprüchen 7 bis 14 angegeben.

Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung dieses Sichtgerätes für einen Computer-Tomograph. Mit besonderem Vorteil läßt sich dieser Computer-Tomograph für die Untersuchung des Gehirns anwenden, da hier die Strahlendurchlässigkeit relativ homogen ist. Bereiche des Gehirns, die beispielsweise durch einen Tumor geschädigt sind, unterscheiden sich in der Strahlendurchlässigkeit nur geringfügig von den umgebenden Bereichen. Durch die Erfindung wird es ermöglicht, Gehirnschädigungen durch Tumore und dergleichen aufzudecken.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Ansteuerschaltung für ein Kathodenstrahlröhren-Sichtgerät nach einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Wirkungsweise dieser Ausführungsform;

Fig. 3, 6, 9 und 10 Schaltbilder weiterer Ausführungsformen;

Fig. 4 ein Beispiel einer Querschnittsansicht, die beispielsweise mit der Ausführungsform nach Fig. 3 erzielt wird; und

Fig. 5 bzw. 7 bzw. 8 bis 11 Diagramme zur Veranschaulichung der Funktionsweise der beschriebenen Ausführungsformen.

Fig. 1 zeigt einen Speicher 1, in den Seite für Seite die Gesamtheit der Resultate eingetragen wird, die von einem nicht dargestellten Rechner geliefert werden und die Strahlenundurchlässigkeiten der Flächenelemente jedes Querschnitts (jede Seite entspricht einem Querschnitt) gegenüber einfallenden Strahlen, z. B. Röntgenstrahlen, eines diesen Strahlen ausgesetzten Körpers angeben. Ein Taktgeber 2 wirkt einerseits auf eine Auswahlschaltung 3 ein, welche die Daten einer Seite mit der Taktfrequenz des Taktgebers in einen Speicher 4 überführt.

Der Taktgeber 2 steuert andererseits einen ersten Zähler 5, der über einen Digital-Analog-Umsetzer 6 das zeilenweise Abtasten des Schirms oder der halbleitenden Fotokatode einer nicht dargestellten Kathodenstrahlröhre durch bekannte Verfahren in Synchronismus mit dem Lesen einer Zeile des Speichers 4 steuert, die sich in Form einer Matrix von Speicherpunkten darstellt.

Der Zähler 5 wirkt seinerseits auf einen Zähler 7 ein, der über einen Digital-Analog-Umsetzer 8 das Abtasten der Fotokatode oder des Schirms der Röhre quer zur Zeilenrichtung in Synchronismus mit dem Lesen der aufeinanderfolgenden Zeilen der Matrix bewirkt.

Der Speicher 4, der immer durch den Taktgeber 2 gesteuert wird, gibt Zeile für Zeile - und jede Zeile Punkt für Punkt - seine Daten in einen Rechner 9 ein. Es wird angenommen, daß die Berechnung im Binärcode erfolgt und daß die Zahlen, welche die Strahlenundurchlässigkeit darstellen, von O bis N abgestuft sind, wobei N gleich 2 P-1 ist.

Der Rechner 9 hat zwei Einstelleingänge S und C, deren Aufgabe anhand von Fig. 2 erläutert wird.

Von diesen beiden Eingängen wird der Eingang S durch ein Schwellenregister 10 eingestellt, während der andere Eingang C durch ein Kontrastregister 11 eingestellt wird.

Diese beiden Register geben zwei durch die Bedienungsperson gewählte Zahlen S bzw. C an, von denen eine eine Schwellenzahl ist, während die andere zum Einstellen des Bildkontrasts dient.

Der Rechner 9 wirkt über einen Digital-Anlog-Umsetzer 12 auf den Wehnelt-Zylinder der Röhre ein und erlaubt das Einstellen der Intensität des Elektronenstrahls.

Die Arbeitsweise der Anordnung wird anhand der Kurven von Fig. 2 verständlich.

Es sei zunächst daran erinnert, daß auf einem Schwarz/Weiß-Oszilloskop- Schirm das Auge nur eine begrenzte Anzahl von Grauwerten unterscheiden kann, die in der Größenordnung von 10 liegt. Zum besseren Verständnis wird eine Anzahl von Grauwerten gewählt, die gleich 8 ist. Der Wert 0 entspricht der minimalen Strahlenundurchlässigkeit und einer Intensität Null des Elektronenstrahls der Bildröhre, während der Wert 7, (2³-1), der maximalen Strahlenundurchlässigkeit entspricht, d. h. der der Knochen, wenn es sich um die Abtastung eines Bereiches des menschlichen Körpers handelt.

Der Rechner 9 bildet aus den zwischen 0 und N, (2^P-1), und, um einen Anhaltspunkt zu geben: 511, d. h. 512-1, liegenden Zahlen zwischen 0 und 7 liegende Abstufungen, die jeweils einem Grauwert entsprechen. Die Kurven von Fig. 2 zeigen auf der Abszisse die Zahlen, die aus dem Speicher 4 kommen und die in jedem Speicherpunkt aufgezeichneten Strahlenundurchlässigkeiten darstellen und durch zwischen 0 und 511 liegende Zahlen dargestellt sind, und auf der Ordinate die Spannungen, welche von dem Umsetzer 12 abgegeben werden und die Graustufen angegeben.

Das Register 10 gibt eine Zahl S an, bei welcher es sich um eine Schwelle handelt, unterhalb welcher die den Rechner 9 verlassenden Zahlen den Grauwert 0 ergeben. Diese Schwelle ist, wie weiter oben angegeben, durch die Bedienungsperson einstellbar.

Das Register 11, welches ebenfalls einstellbar ist, reguliert den Bildkontrast, d. h. die Länge jeder Stufe der Treppe, welche die Grauwerte in Abhängigkeit von den Zahlen angibt, die zwischen der die Schwelle darstellenden Zahl und der den Weißwert darstellenden Zahl 511 liegen.

Der Taktgeber reguliert somit das Abtasten in Synchronismus mit dem Lesen des Speichers. Jeder Punkt ist in Wirklichkeit eine Masche einer Matrix und jede Zeile ist eine Aufeinanderfolge von Punkten, d. h. ist ein Rechteck mit bestimmter Höhe. Während das bisher beschriebene System zur Erläuterung des Erfindungsprinzips betrachtet wurde, zeigt Fig. 3 eine erste Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das System von Fig. 1 als Grundlage verwendet wird, dessen einzelne Bauteile aber in einem an sich bekannten System verwendet werden können. Dieses System enthält aber daneben auch Bauteile, die für die Erfindung spezifisch sind.

Diese Anordnung erlaubt, unter den in dem Speicher aufgezeichneten Strahlenundurchlässigkeitswerten einen gewissen Bereich auszuwählen, der zwischen vorbestimmten Grenzen liegt, und die diese Strahlenundurchlässigkeiten habenden Maschen in Schwarz oder in Weiß darzustellen.

Die Anordnung von Fig. 3 enthält die Bauteile der Anordnung von Fig. 1, die mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Sie enthält außerdem einen Vergleicher 13, mit P, d. h. neun ersten Eingängen, die mit den Ausgängen des Speichers 4 verbunden sind, deren Zustände 0 bzw. 1 eine zwischen 0 und 511 liegende Zahl ausdrücken. Sie enthält außerdem neun zweite Eingänge, deren Zustände durch ein von der Bedienungsperson eingestelltes Register 14 festgelegt werden und die Zahl darstellen, welche zwischen 0 und 511 liegt und dem ausgewählten Bereich der Strahlenundurchlässigkeit entspricht. Der Vergleicher 13 hat einen Ausgang, der normalerweise den Digitalwert 0 hat und den Digitalwert 1 annimmt, wenn die beiden Zahlen, d. h. die gewählte Zahl und die aus der betreffenden Seite des Speichers 4 kommende Zahl zusammenfallen. Der Umsetzer 12 ist mit einer analogen Torschaltung 15 verbunden, deren Ausgang auf einen ersten Eingang einer ebenfalls analogen ODER-Schaltung 16 arbeitet, deren Ausgang mit dem Wehnelt-Zylinder der Röhre verbunden ist. Der Ausgang des Vergleichers 13 ist über einen Inverter 17 mit dem Steuereingang der Torschaltung 15 verbunden. Außerdem ist er mit dem Steuereingang einer zweiten analogen Torschaltung 18 verbunden, deren Ausgang mit dem zweiten Eingang der ODER- Schaltung 16 verbunden ist. Der Analogeingang dieser zweiten Torschaltung ist mit einem Gleichspannungsgenerator 19 verbunden, der je nach dem gewählten Fall entweder eine Spannung liefert, welche ein tieferes Schwarz als die erste Stufe ergibt, oder eine Spannung liefert, die ein kräftigeres Weiß als die letzte Stufe ergibt.

Die Arbeitsweise wird anhand von Fig. 5 verständlich. Wenn der Ausgang des Vergleichers 13 in dem Zustand 0 ist, ist die Torschaltung 15 durch den Inverter 17 geöffnet und die ODER-Schaltung liefert die durch den Rechner 9 erzeugte Stufe.

Wenn der Ausgang des Vergleichers 13 in dem Zustand 1 ist, d. h. wenn die durch die Bedienungsperson gewählte Zahl, die in dem Register 14 angezeigt wird, mit der den Speicher 4 verlassenden Zahl zusammenfällt, wird die Torschaltung 18 durch den Vergleicher 13, der den Zustand 1 annimmt, geöffnet und die Torschaltung 16 wird geöffnet, die Torschaltung 15 wird geschlossen und der Generator 19 gibt seine Spannung an den Wehnelt-Zylinder ab.

Gemäß Fig. 5 wählt die Bedienungsperson in Wirklichkeit einen Bereich von Strahlenundurchlässigkeiten, d. h. Zahlen auf der Horizontalskala, die einem oder mehreren Grauwerten entsprechen. Fig. 5a entspricht einer Darstellung durch einen weißeren Wert als der Weißwert. Fig. 5b entspricht einer Darstellung durch einen schwärzeren Wert als der Schwarzwert. Fig. 4 zeigt das Ergebnis, das in letzterem Fall erzielt wird, bei welchem es sich um einen besonderen Fall der Sichtbarmachung handelt. Der Bereich A ist der ausgewählte Bereich.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die wesentlichen Bauteile dieser Figur sind die gleichen wie die in Fig. 3, bis auf folgende Unterschiede:

Die ODER-Schaltung 16 ist durch einen Addierer 20 ersetzt und der Inverter 17 ist mit der Torschaltung 15 über einen mit der Zeilenabtastung synchronisierten Rechtecksignalgenerator 21 verbunden.

Die Arbeitsweise der Anordnung wird anhand von Fig. 7 verständlich.

Wenn die den Speicher 4 verlassende Zahl gleich der durch die Bedienungsperson gewählten Zahl ist, wird die von dem Generator 19 abgegebene feste Spannung zu der von dem Umsetzer 12 abgegebenen Spannung addiert. Der Inverter 17 setzt den Rechtecksignalgenerator 21 in Betrieb, der, wenn er seine Spannung mit höherem Wert abgibt, die Torschaltung 15 öffnet. Man erzielt auf diese Weise zwei Wirkungen: Einerseits, wenn die gewählte Zahl durch den Speicher angezeigt wird, geht die von dem Wehnelt-Zylinder gelieferte Spannung auf einen sehr hohen Wert, andererseits, wenn die Zahl nicht angezeigt wird, läßt der Generator 21 die repräsentativen Maschen mit Ausnahme derjenigen blinken, die der gewählten Dichte entsprechen.

In den beiden vorhergehenden Fällen ist angenommen worden, daß der Vergleicher 13 den Zustand 1 annimmt, wenn alle signifikanten Ziffern der beiden Zahlen, d. h. der durch die Bedienungsperson gewählten Zahl und der den Speicher 4 verlassenden Zahl zusammenfallen. Häufiger ist es vorteilhaft, einen Strahlenundurchlässigkeitsbereich zu wählen, d. h. der repräsentativen Zahl eine untere Grenze und eine obere Grenze zu geben. Der Vergleicher 13 kann durch dem Fachmann bekannte Verfahren so aufgebaut werden, daß dieses Resultat erzielt wird, wofür übrigens weiter unten ein Beispiel angegeben ist.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser neuen Ausführungsform erscheint die Zone, die man unterscheiden möchte, auf einer Katodenstrahlröhre mit einer Farbe und einem Kontrast, die sich von dem übrigen Bild unterscheiden.

Bei dieser Anordnung macht man beispielsweise von einer Kathodenstrahlröhre mit zwei Phosphoren Gebrauch, von denen jeder bei einer bestimmten Beschleunigungsspannung fluoreszierend ist. Beispielsweise wird bei einer an die Anode angelegten Spannung V₁ ein roter Phosphor angeregt und bei einer Spannung V₂ ein grüner Phosphor.

Vor der Beschreibung dieses Beispiels wird auf das Diagramm von Fig. 8 Bezug genommen. In diesem Diagramm ist beabsichtigt, die Strahlenundurchlässigkeiten zu unterscheiden, die einem Bereich entsprechen, welcher zwischen den Grenzen D-ε und D + ε liegt, wobei D und ε durch die Bedienungsperson beliebig gewählt werden. In diesem Bereich findet man auf dem Schirm dieselben Helligkeitswerte wie bei dem übrigen Teil des Bildes wieder. Der übrige Teil des Bildes wird dieselben Helligkeitswerte, den Kontrast C _B und den Schwellenwert S haben, die wie in den vorhergehenden Beispielen im voraus gewählt werden.

Die Farbe dieses Teils B wird beispielsweise grün sein. Der Bereich A, der zwischen D-ε, D + ε liegt, wird einen Kontrast C _A haben, der viel größer ist als der Kontrast C _B und von dem Schwellenwert D-ε mit dem Wert 0 ausgehen und den Wert 7 bei D + ε erreichen wird, wobei aber die entsprechenden Punkte rot sein werden.

In Fig. 9 sind weder der Taktgeber noch die Ablenkschaltungen der Röhre dargestellt. Dagegen ist die Röhre 31 dargestellt, deren Anode 32 über eine ODER-Schaltung 33 und zwei analoge Torschaltungen 34 und 35 die Spannungen V₁ und V₂ empfängt, die ihr ermöglichen, selektiv die beiden, beispielsweisen grünen und roten, Phosphore aufleuchten zu lassen, die auf dem Schirm 36 der Röhre aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt sind.

Die beiden Eingänge S und C des Rechners 9 werden durch die beiden Ausgängen der ODER-Schaltungen 36 bzw. 37 gespeist. Das Schwellenregister 10 ist mit einem der Eingänge der ODER-Schaltung 36 über eine digitale Torschaltung 38 verbunden. Das Register 11 des Kontrasts des normalen Teils des Bildes, der als Bereich B bezeichnet wird und auf dem man keine besondere Untersuchung durchführt, ist über eine digitale Torschaltung 39 mit einem ersten Eingang der ODER- Schaltung 37 verbunden.

Die Anordnung von Fig. 9 unterscheidet sich von der Anordnung der vorhergehenden Figuren durch das Vorhandensein von zwei Vergleichern 131 und 132, die mit dem Ausgang des Speichers 4 verbunden sind. Diese beiden Vergleicher nehmen gleichzeitig den Digitalwert 1 an, wenn die Ausgangszahl des Speichers zwischen D-ε und D + ε liegt, wobei D und ε durch zwei geeignete Register eingegeben werden, die durch ein einfaches Rechteck 14 dargestellt sind.

Der Vergleicher 131 hat den Zustand 1, wenn die Ausgangszahl kleiner oder gleich D + ε ist, und den Zustand 0 im gegenteiligen Fall. Der Vergleicher 132 hat den Zustand 1, wenn die Ausgangszahl N größer oder gleich D-e ist, und den Zustand 0 im gegenteiligen Fall.

Die Ausgänge dieser beiden Vergleicher 131 und 132 sind mit den beiden Eingängen einer UND-Schaltung 40 verbunden.

Der Ausgang der UND-Schaltung 40 ist direkt mit dem Steuereingang der UND-Schaltung 35 und über einen Inverter 41 mit dem Steuereingang einer UND-Schaltung 34 verbunden. Er ist außerdem mit dem Steuereingang einer digitalen Torschaltung 42 und über einen Inverter 43 mit dem Eingang einer digitalen Torschaltung 38 und schließlich über einen Inverter 44 mit dem Eingang einer digitalen Torschaltung 39 verbunden.

Es wird festgelegt, daß man unter einer digitalen Torschaltung ein Register versteht, welches die Zahl, die es angibt, abgibt, wenn es dafür den Befehl eines Steuereingangs empfängt, und unter einer digitalen ODER-Schaltung einer ODER- Schaltung, die an ihrem Ausgang in gleicher Weise eine der beiden Zahlen liefert, die sie am Eingang empfängt, wobei vorausgesetzt wird, daß diese Eingänge niemals gleichzeitig gespeist werden.

Die Anordnung enthält außerdem ein Register 45, welches durch das Register 14 gesteuert wird und die Zahl ε empfängt. Das Register 45 gibt seine Ausgangszahl an die digitale Torschaltung 46 ab, deren Steuereingang mit dem Ausgang der Torschaltung 40 verbunden ist.

Die Anordnung arbeitet folgendermaßen

Die Bedienungsperson gibt mittels des Registers 14 in die Vergleicher 131 und 132 die Zahlen D-ε und D + ε ein. Wenn einer der beiden Vergleicher 131, 132 den Zustand 0 hat, ist die Torschaltung 40 geschlossen. Der Inverter 41 öffnet die Torschaltung 34 und die Spannung V₁ wird über die ODER-Schaltung 33 an die Anode 32 angelegt. Der Schirm der Röhre nimmt die grüne Farbe an.

Die Inverter 43 und 44 nehmen den Zustand 1 an und der von dem Register 10 gelieferte Schwellenwert wird über die UND- Schaltung 38 und die ODER-Schaltung 36 an den Eingang S des Rechners 9 angelegt. Ebenso wird der von dem Register 11 gelieferte Kontrast C _B über die UND-Schaltung 39 und die ODER-Schaltung 37 an den Eingang C des Rechners 9 angelegt. Alles geht wie in den vorangehenden Beispielen vor sich.

Wenn dagegen die beiden Vergleicher 131 und 132 den Zustand 1 annehmen, wird die Torschaltung 40 geöffnet, die Torschaltung 34 geschlossen, die Torschaltung 35 geöffnet und die Spannung V₂ an die Beschleunigungsanode angelegt. Der rote Phosphor der Röhre wird angeregt und der Bereich A, den man unterscheiden möchte, wird auf dem Schirm in Rot erscheinen.

Das Register 14 gibt seinen Kontrastbefehl an das Register 45 ab, die Torschaltung 40 wird die Torschaltung 46 öffnen, die Torschaltung 39 wird durch den Inverter 44 geschlossen und die von dem Register 45 gelieferte Zahl wird in den Eingang C des Rechners 9 eingegeben.

Ebenso wird der Schwellenwert D-ε über die Torschaltung 42 an den Eingang der ODER-Schaltung 36 abgegeben und dem Eingang S des Rechners 9 zugeführt, während die Torschaltung 38 durch den Inverter 43 geschlossen wird. In diesem Augenblick geht alles so vor sich, wie wenn man die Zahlen D-ε und C _A in den Eingang des Rechners 9 eingegeben hätte und der Bereich A wird mit seiner Farbe und seinem eigenen Kontrast erscheinen.

Die Erfindung bietet eine weitere Möglichkeit, die in Fig. 10 dargestellt ist. Der zu untersuchende Bereich A kann sich insbesondere durch die Abmessung der entsprechenden Maschen unterscheiden.

Die in Fig. 10 dargestellte Anordnung enthält wie die in Fig. 9 dargestellte Anordnung das Register 14, das in der Lage ist, die Daten D und ε aufzuzeichnen, und die beiden Vergleicher 131 und 132, die gleichzeitig den Zustand 1 haben, wenn die aus dem Speicher kommende Zahl N zwischen D-ε und D + ε liegt. Die beiden Ausgänge der Vergleicher sind mit der UND-Schaltung 40 verbunden. Eine erste Anordnung von Bauteilen, die durch den Punktezähler 5 gesteuert wird, erlaubt, die Horizontalabmessung der Flächen, die Maschen darstellen, deren Strahlenundurchlässigkeit in den gesuchten Bereich fällt, beispielsweise um die Hälfte zu verringern. Eine zweite Anordnung von Bauteilen erlaubt, ebenfalls die Vertikalabmessung dieser Flächen um die Hälfte zu verringern. Diese beiden Anordnungen werden nacheinander beschrieben.

Der Punktezähler 5 steuert einen Impulsgenerator 50, der die Periode des Taktgebers hat, also beispielsweise, um einen Anhaltspunkt zu geben, 1,6 µs. Dieser Impulsgenerator triggert eine erste monostabile Kippschaltung 51 mit der Dauer 1,2 µs. Eine zweite monostabile Kippschaltung 52 mit der Periode 0,4 µs wird direkt durch den Impulsgenerator 50 und durch die monostabile Kippschaltung 51 gesteuert. Zwei Dioden 53 und 54, die in der in Fig. 10 dargestellten Weise geschaltet sind, verhindern jegliche Rückwirkung des Ausgangs der monostabilen Kippschaltung 51 auf ihren Eingang.

Eine UND-Schaltung 55 empfängt einerseits die Ausgangsspannung der monostabilen Kippschaltung 52 und andererseits das Ausgangssignal der UND-Schaltung 40. Der Ausgang der UND-Schaltung 55 hat den Zustand 1, wenn der Ausgang der UND-Schaltung 40 den Zustand 1 hat und wenn die monostabile Kippschaltung 52 ihre Spannung mit dem Wert 1 liefert.

Der Ausgang der UND-Schaltung 55 öffnet eine analoge Torschaltung 57, die an ihrem anderen Eingang eine Gleichspannung V₃ empfängt, die in der Lage ist, den Wehnelt-Zylinder der Röhre 31 zu blockieren.

Der Ausgang dieser UND-Schaltung 56 ist mit einem ersten Eingang einer ODER-Schaltung 57 verbunden, deren Ausgang mit dem Wehnelt-Zylinder verbunden ist.

Der andere Eingang der ODER-Schaltung 57 ist über eine UND- Schaltung 58 mit dem Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers 12 verbunden, der die Daten liefert.

Der andere Eingang der UND-Schaltung 58 ist über einen Inverter 59 mit dem Ausgang der UND-Schaltung 55 verbunden.

Diese Anordnung arbeitet folgendermaßen: Wenn die von dem Speicher 4 gelieferte Zahl N außerhalb des Bereiches liegt, befindet sich einer der beiden Vergleicher 131 oder 132 in dem Zustand 0, der Ausgang der UND-Schaltung 55 hat den Zustand 0, der Ausgang des Inverters 59 hat den Zustand 1 und die Torschaltung 58 ist geöffnet, die Abtastung des Schirms erfolgt normal. In dem Fall, in welchem N zwischen D-ε und D + ε liegt, befinden sich die beiden Vergleicher 131 und 132 in dem Zustand 1, die Torschaltung 40 ist geöffnet und ebenso hat einer der Eingänge der Torschaltung 55 den Zustand 1. Die von dem Impulsgenerator 50 abgegebenen Impulse triggern die monostabilen Kippschaltungen 51 und 52.

Die Wiedertriggerung der monostabilen Kippschaltung 52 durch die monostabile Kippschaltung 51 bewirkt, daß der Ausgang der monostabilen Kippschaltung 52 für 0,4 µs nach dem Durchgang des entsprechenden Impulses in den Zustand 1 versetzt und 0,4 µs vor der Triggerung durch den nächsten Impuls wieder in den Zustand 1 versetzt wird. Die monostabile Kippschaltung 52 hat den Zustand 1 während des Zeitintervalls, das halb so lang wie die Periode der Impulse und in bezug auf die Mitte dieser Periode symmetrisch ist.

Wenn ihr Ausgang den Zustand 1 hat, öffnet sie die Torschaltung 55, die die Torschaltung 56 öffnet. Die Spannung V₃ wird an den Wehnelt-Zylinder angelegt und die Röhre wird abgedunkelt.

Die Zeilenablenkung wird durch einen Oszillator 60 mit hoher Frequenz, beispielsweise 3 MHz, gesteuert, was jeder abgetasteten Zeile eine Höhe gibt, die genau definiert und größer als die des Elementarflecks ist. Der Oszillator 60 wirkt auf die Vertikalablenkschaltung der Röhre ein. Die Bauteile, die beschrieben werden, gestatten, für jede der ausgewählten Maschen diese Höhe um die Hälfte zu vermindern, wobei die entsprechende Masche auf die Abtastzeile des Flecks zentriert ist.

Zu diesem Zweck ist der Oszillator 60 mit den Ablenkschaltungen 61 über eine analoge Torschaltung 62 und eine analoge ODER-Schaltung 63 verbunden. Der Steuereingang der Torschaltung 62 ist mit der Torschaltung 40 über einen Inverter 66 verbunden. Ein Wechselspannungsteiler 64 ist mit dem Ausgang des Oszillators 60 verbunden und liefert an seinem Ausgang eine derartige Spannung, daß die weiter oben angegebene Höhenverminderung erzeugt werden kann. Diese Schaltung 64 ist mit einer Torschaltung 65 verbunden, deren Steuereingang mit dem Ausgang der Torschaltung 40 verbunden ist. Der Ausgang der Torschaltung 65 ist mit dem Eingang der ODER-Schaltung 63 verbunden.

Die Arbeitsweise der Anordnung ist sehr einfach. Wenn die Torschaltung 40 geschlossen ist, wird die Torschaltung 62 durch den Inverter 66 geöffnet und der Oszillator 60 gibt über die ODER-Schaltung 63 seine Spannung an das System 61 ab. Die Höhe der Maschen ist normal.

Wenn die Torschaltung 40 geöffnet ist, wird die Torschaltung 65 geöffnet und der Spannungsteiler 64 liefert über die ODER-Schaltung 63 seine Ablenkspannung. Das gewünschte Resultat wird erzielt.

Die Gesamtheit dieser Operationen ist in Fig. 11 dargestellt, wobei Fig. 11A die Impulsfolge, Fig. 11B die Zeilenabtastung und die Verringerung der Höhe und der Breite einer Masche des Bereiches um die Hälfte zeigt.

Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung weitere Ausführungsformen vorgesehen werden, insbesondere können die in bezug auf die Unterscheidung der Zonen und die Änderung des Kontrastes beschriebenen Elemente kombiniert werden.

Claims

1. Verfahren zum Darstellen eines Querschnitts eines zu untersuchenden Körpers durch Flächenelemente, welches jeweils ein Rasterfeld des in Zeilen und in Spalten zerlegten Querschnitts bilden, wobei die Helligkeit jedes dieser Flächenelemente von der Strahlenundurchlässigkeit des entsprechenden Rasterfeldes des Querschnitts abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) zwei Grenzwerte für die Strahlenundurchlässigkeit bestimmt werden;
b) diejenigen Rasterfelder bestimmt werden, bei denen die Strahlenundurchlässigkeiten zwischen diesen Grenzwerten liegen, und
c) diese Rasterfelder mit Darstellungsattributen behaftet werden, durch die sie sich von den anderen Flächenelementen abheben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Darstellungsweise eine Kontrastdehnung umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenelemente, deren Rasterfelder Strahlenundurchlässigkeitswerte zwischen den beiden Grenzwerten aufweisen, durch Helligkeitswerte oberhalb des Weißwertpegels oder unterhalb des Schwarzwertpegels dargestellt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenelemente, deren Rasterfelder Strahlenundurchlässigkeitswerte zwischen den beiden Grenzwerten aufweisen, durch Blinkanzeige hervorgehoben werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenelemente, deren Rasterfelder Strahlenundurchlässigkeitswerte zwischen den beiden Grenzwerten aufweisen, durch Färbung hervorgehoben werden.

6. Sichtgerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Synchronisierungstaktgeber (2) enthält, der einerseits die Auswahl eines dem gewünschten Querschnitt entsprechenden Speicherbereiche steuert, wobei das Überführen der Daten dieses Bereichs in einen Rechner (9) Zahlen liefert, welche Lichtintensitätswerte und jeweils einen bestimmten Strahlenundurchlässigkeitsbereich darstellen, daß der Rechner (9) einem ersten Digital- Analog-Umsetzer (12) zugeordnet ist, dessen Ausgangsspannung die Intensität des Elektronenstrahls der Bildröhre (31) steuert, daß der Taktgeber (2) andererseits über einen Punktezähler (5) und einen Zeilenzähler (7) und über zweite Digital-Analog-Umsetzer (8) die Horizontal- bzw. Vertikalablenkung der Bildröhre (31) steuert, und daß der Rechner (9) einen ersten und einen zweiten Eingang (S, C) hat, die durch ein erstes Register (10), welches die Zahl liefert, ab welcher der Wehnelt-Zylinder der Bildröhre entsperrt werden soll, bzw. durch ein zweites Register (11) gesteuert werden, das die Zuordnung zwischen der Helligkeit und der Strahlenundurchlässigkeit bestimmt.

7. Sichtgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Auswahleinrichtungen mit einem Vergleichssystem (13) vorgesehen sind, welches einen Ausgang hat, der zwei digitale Zustände "0" oder "1" annehmen kann, und daß das Vergleichssystem (13) eine Gruppe von Eingängen hat, die jeweils mit einem der Ausgänge der Bereiche des Speichers (4) verbunden sind, und eine weitere Gruppe von Eingängen hat, die mit den Ausgängen eines Anzeigeregisters (14) verbunden sind, deren Zustand für einen vorbestimmten Bereich von Strahlenundurchlässigkeiten signifikant ist, wobei der Ausgang des Vergleichssystems (13) den Zustand 1 hat, wenn die angezeigte Zahl und die Zahl aus dem Speicher in dem Bereich liegen, und wobei dem Ausgang eine Gruppe von Digitalschaltungen (15, 16, 18) zugeordnet ist, die zumindest eine Steuerelektrode der Bildröhre (31) derart steuern, daß die Darstellung der entsprechenden Flächenelemente verändert wird.

8. Sichtgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Generator zum Erzeugen einer Gleichspannung (V3) enthält, die, wenn sie an dem Wehnelt-Zylinder der Bildröhre (31) anliegt, ausreicht, um entweder den Elektronenstrahl zu sperren, der die Helligkeit der Flächenelemente bestimmt, oder um ihm seine maximale Intensität zu geben, daß die Digitalschaltungen eine analoge ODER-Schaltung (57), die einen ersten Eingang, der mit dem Ausgang des ersten Umsetzers (12) verbunden ist, und einen zweiten Eingang hat, der über einen Inverter (59) mit dem Ausgang der Vergleichseinrichtung verbunden ist, und deren Ausgang mit dem Wehnelt-Zylinder der Bildröhre (31) verbunden ist, um eine digitale UND-Schaltung (56) enthalten, die einem mit dem Ausgang des Generators verbundenen Eingang, einen mit dem Ausgang der Vergleichseinrichtung verbundenen Steuereingang hat und deren Ausgang mit dem zweiten Eingang der ODER-Schaltung (57) verbunden ist.

9. Sichtgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Gleichspannungsgenerator (19) enthält, dessen Ausgang mit dem ersten Eingang einer ersten analogen UND-Schaltung (18) verbunden ist, deren Steuereingang mit dem Ausgang der Vergleichseinrichtung (13) und deren Ausgang mit dem ersten Eingang einer Summiereinrichtung (20) verbunden ist, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des dem Rechner (9) zugeordneten ersten Umsetzers (12) über eine zweite analoge Torschaltung (15) verbunden ist, deren Steuereingang mit dem Ausgang der Vergleichseinrichtung (13) über einen Inverter (17) verbunden ist.

10. Sichtgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Inverter (17) die Funktion eines mit der Ablenkung der Bildröhre (31) synchronisierten Rechteckimpulsgenerators (21) auslöst, der seine Ausgangsspannung an die zweite analoge Torschaltung (15) abgibt.

11. Sichtgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung einen ersten und einen zweiten Vergleicher (131, 132) enthält, deren erste Eingänge mit den Ausgängen des Speichers (4) und deren zweite Eingänge mit einem zwei Zahlen D und ε anzeigenden Register (14) verbunden sind und von denen der Ausgang der ersten den Zustand 1 annimmt, wenn die Zahl N des Speichers kleiner oder gleich D + ε ist, und den Zustand "0" im gegenteiligen Fall annimmt, während der Ausgang der zweiten den Zustand 1 annimmt, wenn die Zahl N größer oder gleich D-e ist, und den Zustand 0 im gegenteiligen Fall annimmt, und wobei die beiden Ausgänge der Vergleicher (131, 132) mit den beiden Eingängen einer ersten UND-Schaltung (40) verbunden sind, deren Ausgang zumindest eine der Elektroden (61) der Bildröhre (31) steuert.

12. Sichtgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildröhre (31) einen Schirm hat, welcher zwei Phosphore einer ersten und einer zweiten Farbe trägt, wobei der erste Phosphor und der zweite Phosphor bei einer ersten bzw. bei einer zweiten Beschleunigungsspannung angeregt werden, die an der Anode der Röhre anliegt, daß die UND-Schaltung (40) eine erste analoge Torschaltung (35) öffnet, deren Eingang mit einer Quelle (V 2) verbunden ist, die die erste Beschleunigungsspannung liefert, und über einen Inverter (41) mit einer zweiten analogen Torschaltung (34) verbunden ist, die mit einer Quelle (V 1) verbunden ist, welche die zweite Beschleunigungsspannung liefert, und daß die erste analoge Torschaltung (35) und die zweite analoge Torschaltung (34) mit dem einen bzw. dem anderen Eingang einer ODER-Schaltung (33) verbunden sind, deren Ausgang mit der Anode (32) der Bildröhre (31) verbunden ist.

13. Sichtgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste digitale UND-Schaltung (40) mit dem Steuereingang einer zweiten digitalen UND-Schaltung (42) verbunden ist, welche an ihrem Eingang die Zahl D-ε empfängt, daß der Ausgang der zweiten UND-Schaltung mit dem ersten Eingang des Rechners (9) über den ersten Eingang einer ersten ODER-Schaltung (36) verbunden ist, deren zweiter Eingang mit dem Ausgang des ersten Registers (10) über eine dritte digitale UND-Schaltung (38) verbunden ist, deren zweiter Eingang mit dem ersten (10) verbunden ist, daß der Steuereingang der dritten digitalen UND-Schaltung (38) über einen Inverter (43) mit der ersten UND-Schaltung (40) verbunden ist, daß der zweite Eingang des Rechners (9) über eine zweite ODER-Schaltung (37) und über eine vierte digitale UND-Schaltung (46) mit einem Kontrastregister (45) verbunden ist, welches die Zuordnung zwischen der Helligkeit und dem zwischen D-ε und D + ε liegenden Strahlenundurchlässigkeitsbereich bestimmt, und daß der Steuereingang der vierten UND-Schaltung (46) mit dem Ausgang der ersten UND-Schaltung (40) verbunden ist, während der andere Eingang der zweiten ODER-Schaltung (37) mit dem zweiten Register (11) über eine fünfte digitale UND-Schaltung (39) verbunden ist, deren Steuereingang über einen Inverter (44) mit dem Ausgang der ersten UND- Schaltung (40) verbunden ist.

14. Sichtgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste UND-Schaltung (40) einerseits über eine erste Digitalschaltung (62, 65) die Amplitude der jeder Zeile entsprechenden Vertikalablenkung und andererseits über eine zweite Digitalschaltung die Horizontalabmessung jedes Flächenelements steuert.

15. Verwendung eines Sichtgeräts nach einem der Ansprüche 6 bis 14 für einen Computer-Tomograph.