DE2558934A1

DE2558934A1 - Three dimensional X-ray process - has scattered X-rays photographed through paster plate and image viewed through similar plate

Info

Publication number: DE2558934A1
Application number: DE19752558934
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl Ing Dr Faber; Maximilian Dr Pater
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-03-14
Filing date: 1975-12-29
Publication date: 1976-09-23
Also published as: AT342721B; ATA198775A

Abstract

The X-ray source (1) exposes the subject (4) via a defining aperture (2). The X-rays scattered from the subject are used to expose a pattern (8) on a film (7) with a special plate between the film and the subject. The plate has a pattern of holes (6) so that the image on the film comprises a large number of separate images each focussed through a pinhole. When the film is processed it can be viewed through a similar hole plate to reconstruct the X-ray picture of the subject. The resulting image is three dimensional with different angles of view obtained simply by looking through the plate from different directions. This enables an X-ray operator to locate tumours etc. in a subject with a single X-ray exposure.

Description

Verfahren zur Aufnahme und Wiedergabe von Röntgenbildern Es ist aus der österreichischen Patentschrift Nr. 147 613 (Hesse) bekannt, durch ein optisches Verfahren Bilder in beliebiger Größe sichtbar zu machen, wobei nicht nur der benutzte Herstellungsvorgang neue Wege bietet, vergrößerte Bilder großer Lichtstärken zu erhalten, sondern auch den so gewonnenen Bildern besondere Bigenschaften zu verleihen. Durch die Anwendung dieses Verfahrens können Bilder vollkommener Plastik bei freier Beweglichkeit der Betrachter und ohne Benutzung von behindernden Hilfsapparaten wie Brillen und dergleichen erzeugt werden. Procedure for taking and playing back X-ray images It's off the Austrian patent specification No. 147 613 (Hesse) known by an optical Process to make images of any size visible, not just the one used Manufacturing process offers new ways of producing magnified images of great light intensities but also to give special characteristics to the images obtained in this way. By using this process, images can be made of more perfect plastic at free Mobility of the viewer and without the use of obstructing auxiliary equipment how glasses and the like are produced.

Lichtbilder, die nach dem erwähnten Verfahren hergestellt werden, ergeben bei der Betrachtung den vollkommenen Eindruck eines raumlich ausgedehnten Bildraumes, in dem die relative Stellung der bei der Aufnahme festgehaltenen Gegenstände unverändert wiedergegeben wird. Dieses Verfahren ermöglicht somit die räumliche Pkoiistruktion auch komplizierter Struktureii bei Zwischenspeicherung auf einen flächenförmigen Bildträger.Photographs that are produced according to the above-mentioned process, when viewed, give the perfect impression of a spatially extended one Image space in which the relative position of the objects held during the recording is played back unchanged. This method thus enables spatial Pkoiistruktion also complicated structureii with intermediate storage on one planar image carrier.

Es wird dies nach dem bekannten Verfahren dadurch erreicht, daß aus einer Mehrzahl von Teilbildern, die in beliebiger Größe in einer Fläche mittels eines entsprechenden optischen Systems aus flächenhaften Bildern oder von Körpern erzeugt werden, mit Hilfe von Blenden, die mit Optiken vereint sein können und außerhalb der Fläche angeordnet sind, bei der Betrachtung Bildausschnitte ausgewählt werden, die, sich mit Blickrichtung und Betrachçungsentfernung auf den Teilbildern ändernd, zusammen ein fläciiliaftes, in der Fläche liegendes Gesamtbild ergeben, welches entweder unveränderlich ist und flächenhaft wirkt, oder sich zwar jeweils ändert, jedoch geschlossen bleibt uiu plastisch wirft Die einfachste Ausfüiirungsform einer Vorrichtung zur DurchfUlrung des Verfahrens nach dieser Erfindung besteht darin, daß eine mit rasterförmig angeordneten Lochblenden versehene Lochplatte zwischen dem abzubildenden Gegenstandsraum und einer lichtempfindlichen Schicht in geringem Abstand von dieser Schicht angeordnet ist, so daß bei der Aufnahme eine große Anzahl von nebeneinanderliegenden, parallaktisch verschobenen Bildern eines Körpers erzeugt werden und wobei jedes Einzelbild einer der Lochblenden zugeordnet ist. Die so erhaltenen, nebeneinanderliegenden Einzelbilder werden durch die Vorschaltung der zu ihrer Erzeugung benutzten Lochplatte dadurch zur Erzeugung eines plastisch wirkenden Gesamtbildes dienlich, daß durch die Lochblende den jene Bildausschnitte ausgewählt werden, welche der Projektion der Augenpupille des Betrachters auf die Teilbilder mit den als sehr klein vorausgesetzten Öffnungen der Lochplatte als Zentren entsprechen. Der Tiefeneindruck stimmt mit dem des Aufnahmegegenstandes überein, wenn die Betrachtung von der Schichtseite gegen die Lochplatte erfolgt und wird tiefenverkehrt, wenn in Richtung der Betrachtung erst die Lochplatte und dann die Bildschicht liegt.This is achieved according to the known method in that from a plurality of partial images, which are in any size in an area by means of a corresponding optical system made up of two-dimensional images or bodies can be generated with the help of diaphragms that can be combined with optics and outside are arranged on the surface, when viewing image sections are selected, which, changing with the viewing direction and viewing distance on the partial images, together result in a fläciiliaftes, lying in the surface overall picture, which is either unchangeable and has a two-dimensional effect, or changes in each case, but remains closed uiu plastically throws The simplest embodiment an apparatus for performing the method of this invention in that a perforated plate provided with a grid-shaped aperture plate between the object space to be imaged and a light-sensitive layer in a small amount Distance from this layer is arranged, so that when shooting a large number generated from adjacent, parallactically shifted images of a body and each individual image is assigned to one of the pinhole diaphragms. The thus obtained, Adjacent single images are generated by the upstream of the perforated plate used to create a three-dimensional overall image expedient that those image sections are selected through the pinhole which the projection of the observer's eye pupil onto the partial images with the as very correspond to small presupposed openings of the perforated plate as centers. The impression of depth coincides with that of the subject when viewed from the layer side takes place against the perforated plate and is reversed in depth when in the direction of viewing first the perforated plate and then the image layer lies.

Es ist aus der Technik der medizinischen Röntgendiagnostik bekannt, daß zur Lokalisierung bestimmter Objekte der Patient hinter dem Leuchtschirm vom Untersuchenden zu verschiedenen Drehbewegungen veranlaßt werden muß, um aus den daraus resultierenden verschiedenartigen Relativbewegungen auf dem Leuchtschirm eine annähernde Vorstellung von der Tiefenlage der Objekte zu erhalten. Bei lang dauernden Untersuchungen kann dies zu einer unzulässigen Strahlungsdauerbelastung der oft die Bewegung lenkenden Hände des Untersuchenden führen. Die Verwendung drehbarer Patientenmulden bringt in dieser Hinsicht wohl Abhilfe, ist aber deshalb meist nicht befriedigend, weil der für die meisten Untersucher erforderliche, unmittelbare und feine Bewegungen oft erst ermöglichende direkte Körperkontakt nicht mehr gegeben ist. Zur genauen-Feststellung der Tiefenlage von bestimmten Objekten, beispielsweise von Herdinfektionen.im Pulmonalbereich, von Geschwülsten oder degenerativen Veränderungen im Cerebrum ist es jedoch zur Operaticnsvorbereitung ebenso wie zur exakten Diagnostik unerlässlich, tomographische Verfahren, oft in Verbindung mit Kontrastmittel - oder Luftfüllung einzuseti;el=. Die Wchteile dieser Verfahren liegen in der durch die Aufnahmevielzahl bedingten Strahlenbelastung des Patienten und der Aufnahmeeinrichtung, der relativ langen Dauer einer Untersuchung und in den Komplikationen, die die Verbindung von Tomographie und Kontrastmitteltechnik mit sich bringen.It is known from the technology of medical X-ray diagnostics, that to localize certain objects the patient behind the fluorescent screen from Investigators must be induced to make various rotational movements in order to get out of the various relative movements resulting therefrom on the luminescent screen to get an approximate idea of the depth of the objects. At long Continuous examinations can result in inadmissible long-term radiation exposure the examiner's hands, which often direct the movement. The use of rotatable Patient troughs may help in this regard, but that's usually not the case satisfactory because the immediate and necessary for most investigators Direct body contact, which often only enables fine movements, is no longer given is. For the exact determination of the depth of certain objects, for example of focal infections, in the pulmonary area, of tumors or degenerative changes In the cerebrum, however, it is used in preparation for the operation as well as in exact diagnostics essential, tomographic procedures, often in conjunction with contrast media - or air filling to be used. The downsides of these procedures lie in the through the number of admissions caused by radiation exposure of the patient and the admission facility, the relatively long duration of an examination and the complications that the connection entails of tomography and contrast medium technology.

Die Existenz eines Aufnahmeverfahrens, welches eine unmittelbare räumliche Darstellung der Patientenkonfiguration ermöglicht, wird daher von echtem Fortschritt sein, wenn sie den Anfordernissen der medizinischen Diagnostik entspricht oder, außerhalb der medizinischen Technik, wenn Fragen der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung kritische Bedeutung erlangen.The existence of a recording process, which is an immediate spatial Enabling representation of the patient configuration is therefore of real progress if it meets the requirements of medical diagnostics or, outside of medical technology, when questions of non-destructive material testing gain critical importance.

Die nach dem eingangs erwähnten Verfahren hergestellten Bilder setzen zu ihrer Erzeugung entweder ein Lochraster oder ein die--sem Lochraster entsprechendes Linsensystem voraus. Im Gegensatz zu der lichtoptischen Aufnahmetechnik ist es beim Arbeiten mit Röntgenstrahlung nicht möglich, im direkten Strahlengang Durchstrahlungsbilder anzufertigen, da jeder Rasterpunkt als Bild des Anodenbrennflecks der Röntgenröhre die feineren Schattierungen des Körperbildes überdecken würde.Set the images produced according to the method mentioned at the beginning to generate them either a breadboard or a breadboard corresponding to this breadboard Lens system ahead. In contrast to the light-optical recording technology, it is with Working with X-rays is not possible, radiographs in the direct beam path to be made, as each grid point is an image of the anode focal point of the X-ray tube would cover up the finer shades of the body image.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Aufnahme und Wiedergabe von Röntgenbildern, wobei aus einer Mehrzahl von Teilbildern, die in beliebiger Größe in einer Fläche mittels eines röntgenoptischen Systems aus flächenhaften Bildern oder von Körpern erzeugt werden, mit Hilfe von Blenden, die mit Optiken vereint sein können und außerhalb der Fläche angeordnet sind, bei der Betrachtung Bildausschnitte ausgewählt werden, die, sich mit Blickrichtung und Betrachtungsentfernung auf den Teilbildern ändernd, zusammen ein flächenhaftes, in der Fläche liegendes Gesamtbild ergeben, welches entweder unveränderlich ist und flächenhaft wirkt, oder sich zwar jeweils ändert, jedoch geschlossen bleibt und plastisch wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bilderzeugung die vom in bekannter Weise mit Röntgenstrahlung bestrahlten Untersuchungsobjekt ausgehende Röntgen-Sekundärstrahlung dient.The invention thus relates to a method for recording and reproducing of X-ray images, being made up of a plurality of partial images that are in any Size in a surface by means of an X-ray optical system from two-dimensional images or created by bodies, with the help of diaphragms that are combined with optics can be and are arranged outside the area when viewing image details be selected who, with the direction of view and viewing distance on the Changing partial images, together a planar overall picture lying in the plane result, which is either unchangeable and appears flat, or indeed changes in each case, but remains closed and has a three-dimensional effect, characterized in that that for image generation the irradiated in a known manner with X-rays X-ray secondary radiation emanating from the examination object is used.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, als röntgenoptisches System einen Raster von Lochblenden in einer für Röntgenstrahlung undurchlässigen Platte vorzusehen. Es wird hierdurch eine Kombination des- optischen Systems mit den erfindungsgemäß für die Betrachtung erforderlichen Blenden erreicht.In an advantageous development of the invention it is provided as an X-ray optical system, a grid of pinhole diaphragms in one for X-rays provide impermeable plate. This creates a combination of the optical System achieved with the aperture required for viewing according to the invention.

Diese Blenden können bei Aufnahme auf beidseitig beschichtete Röntgenfilme bereits vor der Anfertigung des Streulicht-Röntgenbildes zur Erzeugung eines Teilbildrasters auf einer der Schichten durch Umkopieren verwendet werden, so daß die zur Verwendung gelangenden Filme bereits mit dem Raster versehen sind und mehrere Aufnahmen mit ein und demselben Raster, welches etwa in Art einer Streustrahlenblende vor dem Film angeordnet ist, angefertigt werden können. Hierbei ist lediglich auf die Einhaltung einer genauen Positionierung von Film und Blende zu achten. Durch die Verwendung einer Anti-Halo-Schicht bei der Filmauswahl kann erreicht werden, daß lediglich eine der beiden Schichten bei der Belichtung mit dem Rastermuster geschwärzt wird, wobei die Anti-Halo-Schicht in bekannter Weise bei der Entwicklung ausgewaschen wird.These diaphragms can be used when recording on x-ray films coated on both sides already before the production of the scattered light X-ray image to generate a partial image grid on one of the layers can be used by recopying, so that the for use arriving films are already provided with the grid and several recordings with one and the same grid, which is about in the manner of an anti-scatter screen in front of the Film is arranged, can be made. The only thing that is important here is compliance ensure that the film and aperture are positioned precisely. By using An anti-halo layer in the film selection can only achieve that one of the two layers is blackened with the raster pattern during exposure, the anti-halo layer being washed out in a known manner during development will.

Die Anzahl der Teilbilder je Flächeneinheit stellt naturgemäß eines der wesentlichen Kriterien für die Aussagekraft der erhaltenen Bilder dar. Die Anzahl der Teilbilder kann in naheliegender Weise durch Anfertigung von Rasterplatten mit entsprechend dichter Löcherbesetzung erhöht werden. Es sind jedoch nach einem weiteren Erfindungsgedanken noch andere Möglichkeiten zur Erhöhung der Bildauflösung denkbar. Es kann etwa an die Stelle des feststehenden Lochrasters eine sich in Art der bekannten Nipkow-Scheibe-drehende, mit einer einzigen Lochblende versehene Linsenplatte treten, wobei eine zweite, mit Radialschlitzen versehene Blendenplatte, die gleichfalls um eine in Längsrichtung zum Strahlengang parallele Achse rotiert, für die Aufteilung in Teilbilder sorgt, oder es kann zur Erzielung einer höheren Strahlungsdosis je Einzelbild die Röntgenstrahlungsquelle in Art der bekannten röntgenkinematographischen Verfahren im Impulsbetrieb betrieben werden. Ebenso ist eine vorteilhafte Ausführung darin zu sehen, daß im Durchleuchtungsbetrieb an die Stelle des photographischen Films, jedoch in größerer Entfernung von der Lochblende die Bildfängeroptik eines Röntgenbildwandlers tritt, welcher mit einer entsprechenden Wiedergabevorrichtung, beispielsweise einem Flernsehmonitor verbunden ist. Tn dIesem Fall ist es von besonderem Vorteil, die mechanische Blendenbewegung anstelle des festen Lochrasters treten zu lassen, wobei eine zweite rotierende Blendenplatte, welche vorzugsweise mit einem lichtoptischen System anstelle der einfachen Lochblende versehen ist, in einer für den Fachmann nicht weiter erklärungsbedürftigen Weise vor dem Bildschirm des Monitors im Gleichlauf mit der Abtastblende angeordnet ist und die Röntgenröhre vorteilhaft ebenso wie vorstehend erwähnt, vorzugsweise im Impulsbetrieb arbeitet.The number of partial images per unit area naturally represents one of the essential criteria for the informative value of the images received. The number the partial images can be made in an obvious manner by making grid plates with be increased according to dense hole occupation. However, there are after another According to the invention, other possibilities for increasing the image resolution are also conceivable. It can take the place of the fixed grid of holes, for example, in the manner of the known ones Nipkow disc-rotating lens plate provided with a single perforated diaphragm, a second diaphragm plate provided with radial slots, which likewise rotated about an axis parallel to the beam path in the longitudinal direction, for the division in partial images ensures, or it can depending on the achievement of a higher radiation dose Single image of the X-ray source in the manner of the known X-ray kinematographic Process can be operated in pulse mode. It is also an advantageous embodiment to see that in the fluoroscopic operation in place of the photographic Film, but at a greater distance from the pinhole the image capture optics of a X-ray image converter occurs, which with a corresponding display device, for example a television monitor is connected. In this case it is from A particular advantage is the mechanical diaphragm movement instead of the fixed perforated grid to let occur, with a second rotating aperture plate, which preferably is provided with a light-optical system instead of the simple pinhole, in a manner that does not require further explanation for the expert in front of the screen of the monitor is arranged in synchronism with the scanning diaphragm and the X-ray tube advantageously as mentioned above, preferably works in pulse mode.

ie Verwendung von Verstärkungsfolien bei der Aufnahme steNt ebenso wie das Korn der verwendeten Filme eine kritische Größe für die Aussagekraft der erhaltenen Bilder dar. Nach dem vorstehend Gesagten ergeben sich jedoch keine grundsätzlichen Schwierigkeiten für die Berücksichtigung dieses Umstandes, der bei der Materialprüfung durch Erhöhung der Expositionszeit und Verwendung folienloser Filme ausgeschaltet werden kann. Die technische Praxis hat überdies gezeigt, daß die Streustrahlungsintensität ausreichend hoch ist, um auch in der medizinischen Diagnostik auf Verstärkungsfolien verzichten zu können, dies um so mehr, als durch den Fortfall der zahlreichen bisher erforderlichen Schichtaufnahmen die Strahlenbelastung des Patienten im ganzen gesehen, eher verringert wird.The same applies to the use of reinforcement foils for the recording like the grain of the films used a critical variable for the informative value of the images obtained. However, according to the above, there are no fundamental ones Difficulties in taking this fact into account when testing materials eliminated by increasing the exposure time and using non-film films can be. Technical practice has also shown that the scattered radiation intensity is high enough to also be used in medical diagnostics on reinforcing foils to be able to do without, all the more so than through the discontinuation of the numerous hitherto existing ones the radiation exposure of the patient as a whole seen, tends to be reduced.

Zur weiteren Erläuterung des Erfindungsgedankens dient die Zeichnung. In Figur 1 ist der Aufnahmevorgang, in Figur 2 der Betrachtungsvorgang schematisch dargestellt. Die von der Röntgenröhre 1 ausgehende Röntgenstrahlung wird durch die Begrenzungsblende 2 als Strahlenbündel 3 auf das Untersuchungsobjekt 4 ausgeblendet.The drawing serves to further explain the concept of the invention. In Figure 1, the recording process, in Figure 2, the viewing process is schematic shown. The X-ray radiation emanating from the X-ray tube 1 is through the Limiting diaphragm 2 masked out as a beam 3 onto the examination subject 4.

Streustrahlenquellen 5 und 5' im Innern des Objekts werden ebenso wie die Reststreustrahlung, die vom Gesamtobjekt 4 ausgeht, durch die Lochblenden 6, 6?, 6t1 ausgeblendet und erzeugen in der Filmebene 7 nebeneinanderliegende Teilbilder 8, 8', 8". Die von den Streustrahlungsquellen 5 und 5' ausgehenden Bildstrahlen 9, 9' und 9" verursachen bei ihren Durchstoßpunkten durch die Filmebene entsprechende stärkere Schwärzung als die schwache Streustrahlung des ganzen Objekts 4. Bei der Bildbetrachtung sind die Teilbilder 8, 8', 8" infolge ihrer Betrachtung durch die Lochblenden 6, 6' und 6" je nach dem Standort 11 oder 12 des betrachtenden Auges, beziehungsweise des Augenpaares 11 und 12 in die bereits angeführten Bildausschnitte unterteilt, wodurch der räumliche Eindruck in Verlängerung der von den Augen ausgehenden Sehstrahlen zustandekommt und sich bei Veränderung der Augenlage in einer, dem räumlichen Bilderfassungsvorgang entsprechenden Weise verändert.Scattered radiation sources 5 and 5 'inside the object are also used like the residual scattered radiation emanating from the overall object 4 through the pinhole diaphragms 6, 6 ?, 6t1 are hidden and generate partial images lying next to one another in the film plane 7 8, 8 ', 8 ". The image rays emanating from the scattered radiation sources 5 and 5' 9, 9 'and 9 "cause corresponding points at their penetration points through the film plane stronger blackening than the weak scattered radiation of the entire object 4. In the Image viewing are the partial images 8, 8 ', 8 "as a result of their viewing by the Pinhole diaphragms 6, 6 'and 6 "depending on the location 11 or 12 of the viewing eye, or the pair of eyes 11 and 12 in the already mentioned Subdivided image sections, creating the spatial impression in extension of the The visual rays emanating from the eyes come about and when the position of the eyes changes changed in a manner corresponding to the spatial image capturing process.

Claims

Patent application

Method for recording and reproducing X-ray images, wherein from a plurality of partial images, which are in any size in an area by means of an X-ray optical system generated from two-dimensional images or bodies with the help of panels that can be combined with optics and outside are arranged on the surface, when viewing image sections are selected, which, changing with the viewing direction and viewing distance on the partial images, together result in a flat5 overall picture lying in the surface, which is either unchangeable and has a two-dimensional effect, or changes in each case, however, it remains closed and has a three-dimensional effect, that is to say c h n e t that for image generation the dated in a known manner with X-rays X-ray secondary radiation emanating from the irradiated examination object is used.

2. The method according to claim 1, characterized in that as an X-ray optical System a pinhole grid in a plate that is opaque to X-rays is provided.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the pinhole grid in the secondary radiation path between the examination subject and a photographic layer.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the Planes of the pinhole grid and the photographic layer parallel to one another are.

5. The method according to claim 1, characterized in that between the examination object and the photographic layer one in a ~ to the layer plane parallel plane rotatable perforated diaphragm in the manner of a known NiMka diaphragm made of radio-opaque material is provided and that a second with radial slots provided diaphragm plate also around one in the longitudinal direction to the scattered radiation axis parallel axis rotates.

6. The method according to claim 1 and 5, characterized in that the X-ray source of the type of X-ray kinematographic known per se Process is operated in synchronism with the rotating diaphragms.

7. The method according to claim 1, 5 and 6, characterized in that an X-ray image converter is provided at a greater distance from the rotating diaphragms is, which with a light-optical reproduction device, for example a Television monitor, and that viewing the playback device by a second diaphragm plate rotating in synchronism with the X-ray scanning device, which is preferably provided with a light-optical system.

8. The method according to claim 1, 5, 6 and 7, characterized in that that the X-ray source is synchronized with the rotating scanning diaphragm im Impulse operation is operated.

L e r s e i t e