DE2708604A1

DE2708604A1 - Computerised tomographic X=ray machine display - inserts average value between every two picture elements of picture matrix

Info

Publication number: DE2708604A1
Application number: DE19772708604
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ing Grad Maass
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-02-28
Filing date: 1977-02-28
Publication date: 1978-08-31

Abstract

A computerised tomographic x-ray machine has an x-ray camera above the patient's body and a detector underneath which can be rotated to make a series of pictures around the patient's body. The detector is connected to a measurement transformer and a calculator followed by a display tube. The outputs of the detector are scanned so that the picture is displayed on a matrix having 128 X 128 picture elements. The elements are processed so that an average value of every point added to that next to it is calculated, and this value is inserted between the two points from which it was obtained.

Description

Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern Layering device for the production of transverse layer images

Die Erfindung betrifft ein Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjekts mit einer Patientenliege, mit einer Strahlenmeßanordnung mit einer Strahlenquelle, die ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes Strahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist und einem Strahlungsempfänger, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt ermittelt, mit einer Drehvorrichtung für die Meßanordnung, mit einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Strahlungsempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild in Form einer Matrix von Bildpunktinformationen und mit einer Fernseheinrichtung zur Wiedergabe des Schichtbildes auf einem Fernseh-Sichtgerät.The invention relates to a layer device for producing transverse layer images of a subject with a patient bed, with a radiation measuring arrangement a radiation source, which a beam penetrating the subject generated whose cross-sectional extension perpendicular to the layer plane is equal to the layer thickness is and a radiation receiver, which the radiation intensity behind the object determined with a rotating device for the measuring arrangement, with a transducer for the transformation of the signals delivered by the radiation receiver into a slice image in the form of a matrix of pixel information and with a television set for displaying the layer image on a television viewing device.

Ein Schichtgerät mit den wesentlichen Merkmalen dieser Art ist in der DT-AS 1 941 433 beschrieben. Mit diesem Schichtgerät ist es möglich, mit Hilfe des Meßwertumformers Schichtbilder vom Körperquerschnitt eines Patienten anzufertigen, die im Gegensatz zu der auf einer Verwischung nicht interessierenden Körperschichten beruhenden Schichtaufnahmetechnik nur die Details derjenigen Körperschichten aufweisen, die untersucht werden sollen.A layered machine with the essential features of this type is in of DT-AS 1 941 433. With this layer device it is possible to use using the transducer to produce slice images of the cross-section of a patient's body, the layers of the body that are not of interest in a blurring in contrast to that based layer recording technique only show the details of those body layers, to be investigated.

Die Zahl der Bildpunkte pro Bildzeile und der Bildzeilen eines Schichtbildes kann dabei bei vertretbarem Aufwand nicht beliebig hoch, insbesondere nicht entsprechend einem üblichen Fernsehbild gewählt werden. Es ist z.B. bekannt, eine Matrix aus 128 x 128 Bildpunkten mit Hilfe des Meßwertumformers zu bilden.The number of image points per image line and the image lines of a layer image can not be arbitrarily high with justifiable effort, in particular not correspondingly a common television picture. For example, it is known to make a matrix To form 128 x 128 pixels with the help of the transducer.

Dies bedeutet, daß das Fernsehbild vom Prinzip her nur 128 Bildzeilen und 128 Bildpunkte pro Bildzeile aufweist. Erfolgt die Wiedergabe in der Weise, daß die Zeilenzahl des Fernsehbildes gleich der Zeilenzahl der Bildmatrix und die Punktzahl pro Bildzeile des Fernsehbildes gleich der Bildpunktzahl pro Bildzeile der Matrix gewählt wird, so ergibt sich ein verhältnismäßig kantiges Bild, bei dem die Auswertung durch die vielen Ecken und Kanten erschwert ist.This means that, in principle, the television picture only has 128 picture lines and has 128 pixels per image line. If the reproduction takes place in such a way, that the number of lines of the television picture is equal to the number of lines of the picture matrix and the Number of points per picture line of the television picture is equal to the number of picture points per picture line the matrix is selected, the result is a relatively angular image in which the evaluation is made difficult by the many rough edges.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schichtgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ohne Erhöhung der Bildpunktzahl der vom Meßwertumformer gelieferten Matrix ein gefälligeres Bild auf dem Fernsehsichtgerät wiedergegeben wird, das eine g'#te Auswertung ermöglicht.The invention is based on the object of providing a layer device of the initially mentioned to create the type mentioned, in which without increasing the number of pixels from the transducer supplied matrix reproduces a more pleasing image on the television display that enables a good evaluation.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fernseheinrichtung einen Rechner enthält, der aus benachbarten Bildpunktinformationen die Mittelwerte berechnet und so in den Datenfluß einfügt, daß die den Mittelwerten entsprechenden Bildpunktinformationen zwischen den Bildpunktinformationen liegen, aus denen sie berechnet sind. Bei dem erfindungsgemäßen Schichtgerät erfolgt eine wesentlich feinstufigere Bildwiedergabe im Vergleich zu der geschilderten Technik, so daß der Kanteneffekt bei der Bildbetrachtung in einem gewissen Abstand weitgehend entfällt.This object is achieved according to the invention in that the television device contains a computer that uses neighboring pixel information to calculate the mean values calculated and inserted into the data flow in such a way that the values correspond to the mean values Pixel information lies between the pixel information from which it are calculated. In the layer device according to the invention, a significantly more finely graded process takes place Image reproduction in comparison to the technique described, so that the edge effect largely omitted when viewing the image from a certain distance.

Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Fernseheinrichtung zur Wiedergabe der im Vergleich zur Matrix doppelten Zeilenzahl und der Rechner so ausgebildet sind, daß in jeder zweiten Bildzeile nur solche Bildpunktinformationen wiedergegeben werden, die den Mittelwerten der Bildpunktinformationen der entsprechenden Bildpunkte der vorangehenden und der nachfolgenden Zeile entsprechen. Bei dieser Weiterbildung ist die Zeilenzahl des Fernsehbildes doppelt so hoch wie die Zeilenzahl der vom Meßwertumformer gelieferten Bildmatrix, so daß eine besonders feinstufige Bildwiedergabe erfolgt.A particularly useful development of the invention consists in that the television equipment for reproduction of the compared to the matrix double Number of lines and the computer are designed so that in every other image line only pixel information that is the mean values of the pixel information is reproduced of the corresponding pixels of the preceding and following lines. In this development, the number of lines in the television picture is twice as high as the number of lines in the image matrix supplied by the transducer, so that one special finely graded image reproduction takes place.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Blockdarstellung eines Schichtgeräts nach der Erfindung, Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Erfindungsgedankens Fig. 3 ein Schaltbild der für die Erfindung wesentlichen Teile des Schichtgeräts gemäß Figur 1, und Fig. L Signalverläufe zur Erläuterung der Figur 3.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail. 1 shows a block diagram of a Layer device according to the invention, Fig. 2 is a schematic illustration for explanation of the inventive concept Fig. 3 is a circuit diagram of the essential for the invention Parts of the layer device according to FIG. 1, and FIG. L signal curves for explanation of Figure 3.

In der Figur 1 ist eine Röntgenröhre 1 dargestellt, welche ein feines Röntgenstrahlenbündel 2 ausstrahlt, das einen auf einer Liege 3 liegenden Patienten 4 in einer Querschicht durchdringt und auf einem Detektor 5 auftrifft. Die Querschnittsausdehnung des Röntgenstrahlerbündels 2 ist in der Schichtebene und senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke, wie dies aus den beiden um 900 zueinander versetzten Ansichten der Figur 1 hervorgeht. Der Detektor 5 ist an einem Meßwertumformer 6 angeschlossen.In the figure 1, an X-ray tube 1 is shown, which a fine X-ray beam 2 emits that a patient lying on a couch 3 4 penetrates in a transverse layer and impinges on a detector 5. The cross-sectional extent of the X-ray beam 2 is in the plane of the slice and perpendicular to the plane of the slice equal to the layer thickness, as shown in the two views offset by 900 to one another FIG. 1 shows. The detector 5 is connected to a transducer 6.

Zur Anfertigung eines Schichtbildes einer Körperquerschicht wird zunächst die Meßanordnung 1,5 linear in der gezeichneten Stellung so bewegt, daß die ganze Körperquerschicht abgetastet wird. Dabei werden die Ausgangssignale des Detektors 5 mehrmals abgefragt. Nach einer linearen Abtastung wird die Meßanordnung 1,5 um einen vorbestimmten Winkel gedreht; dann erfolgt eine erneute lineare Abtastung; darauf wieder eine Drehung usw. Die geschilderten wechselweise aufeinanderfolgenden Bewegungen werden so lange durchgeführt, bis die Meßanordnung 1,5 einen vorbestimmten Winkel zurückgelegt hat. Aus den dabei vom Detektor 5 gelieferten Meßsignalen berechnet der Meßwertumformer 6 das Bild der Körperquerschicht in Form einer Matrix von beispielsweise 128 x 128 Bildpunktinformationen.To create a slice image of a transverse body layer, first the measuring arrangement 1.5 linearly moved in the position shown so that the whole Body transverse layer is scanned. Thereby the output signals of the detector 5 queried several times. After a linear scan, the measuring arrangement becomes 1.5 µm rotated a predetermined angle; a new linear scan then takes place; then another turn, and so on. The described alternately successive ones Movements are carried out until the measuring arrangement 1.5 has a predetermined one Angle has traveled. Calculated from the measurement signals supplied by the detector 5 the transducer 6 the image of the body transverse layer in the form of a matrix of, for example 128 x 128 pixel information.

Die Bildpunktinformationen werden über eine Fernseheinrichtung wiedergegeben, welche einen Rechner 7 und ein Fernsehsichtgerät 8 aufweist. Die Wirkungsweise des Rechners 7 ist nachfolgend anhand der Figur 2 näher erläutert.The pixel information is reproduced via a television device, which has a computer 7 and a television viewing device 8. How the Computer 7 is explained in more detail below with reference to FIG.

In der Figur 2 sind schematisch die Bildpunktinformationen der auf dem Sichtgerät 8 wiedergegebenen Bildpunkte für fünf Fernsehzeilen und fünf Bildpunkte pro Zeile dargestellt. Der Rechner 7 rechnet, wie sich aus der Figur 2 ergibt, aus benachbarten Bildpunktinformationen a, b, c usw., die vom Meßwertumformer 6 kommen, die Mittelwerte und fügt sie so in den Datenfluß ein, daß die den Mittelwerten entsprechenden Bildpunktinforma tionen 1/2 a + 1/2 b, 1/2 b + 1/2 c usw. zwischen den Bildpunktinformationen a, b, c liegen, aus denen sie berechnet sind. Die Fernseheinrlchtung 7, 8 ist ferner so aufgebaut, daß sie eine im Vergleich zu der Matrix des Meßwertumformers 6 doppelte Zeilenzalil aufweist, daß also diese doppelte Zeilenzahl auch auf dem Sichtgerät 8 wiedergegeben wird. In jeder zweiten Bildzeile, und zwar in den B lizeilen 9, 10 usw. werden nur die Mittelwerte der Bildpunktinfornaiionen der entsprechenden Bildpunkte der vorangehenden und der nachfolgenden Zeile wiedergegeben. So wird z.B. in der Zeile 9 im Bildpunkt 11 der Mittelwert der Bildpunkt informationen der Bildpunkte 12 und 13 der vorangehenden und der nachfolgenden Bildzeile wiedergegeben usw. Die Bildpunktinformationen jeder zweiten Bildzeile, und zwar der Bildzeile 9, 10 usw.In FIG. 2, the image point information is schematically shown on the display device 8 reproduced pixels for five television lines and five pixels shown per line. The computer 7 calculates, as can be seen from FIG neighboring pixel information a, b, c etc. that come from the transducer 6, the mean values and inserts them into the data flow in such a way that those correspond to the mean values Pixel information 1/2 a + 1/2 b, 1/2 b + 1/2 c etc. between the pixel information a, b, c from which they are calculated. The television equipment 7, 8 is also constructed in such a way that it doubles as compared to the matrix of the transducer 6 Zeilenzalil has, so that this double number of lines also on the display device 8 is played. In every other line of the picture, namely in lines 9, 10 etc. only the mean values of the pixel information of the corresponding Displayed pixels of the preceding and the following line. So will E.g. in line 9 in pixel 11 the mean value of the pixel information of the Image points 12 and 13 of the preceding and the following image line are reproduced etc. The pixel information of every other image line, namely the image line 9, 10, etc.

staaten also nicht vom Meßwertumformer 6, sondern vom Rechner 7.not from the transducer 6, but from the computer 7.

Ohne Erhöhung der Bildpunktzahl der Matrix des Meßwertumformers 6 ergibt sich aufgrund der vom Rechner 7 gemäß Figur 2 durchgeführten Berechnung von Zwischenbildpunktinformationen ein Bild auf dem Sichtgerät 8, das ein sehr feines Raster aufweist, und dessen Kanten so klein sind, daß sie praktisch nicht stören.Without increasing the number of pixels in the matrix of the transducer 6 results from the calculation carried out by the computer 7 according to FIG Inter-pixel information an image on the viewing device 8, which is a very fine Has grid, and the edges are so small that they practically do not interfere.

Aus der Figur 3 geht der Aufbau des Rechners 7 hervor. Der Rechner 7 besitzt zwei Kanäle I und II, die identisch aufgebaut sind.The structure of the computer 7 can be seen from FIG. The computer 7 has two channels I and II, which are constructed identically.

Nachfolgend sei daher zunächst der Kanal I beschrieben. Er besitzt an seinem Eingang ein Random-Access-Memory (RAM) 14, dem ein Speicher 15 und ein Speicher 16 nachgeschaltet ist. Die Ausgangssignale der Speicher 15 und 16 sind einer Addierstufe 17 zugeführt. In das RAM 14 werden die Bildpunktinformationen der Zeilen 1, 5, 9 usw. des Bildes des Meßwertumformers 6 eingegeben. Es ist dabei davon auszugehen, daß der Meßwertumformer 6 die Informationen jeder Matrixzeile zweimal liefert. Demgemäß erscheinen am Eingang 18 des Rechners 7 Informationen für 256 Bildzeilen. Hat das RAM 14 die Informationen der ersten Bildzeile des Eingangssignals am Eingang 18 aufgenommen, so überträgt es diese Informationen während der zweiten Bildzeile, während der diese Informationen wiederholt werden, in den Speicher 15.Channel I will therefore first be described below. He owns at its input a random access memory (RAM) 14, a memory 15 and a Memory 16 is connected downstream. The outputs of the memories 15 and 16 are an adder 17 is supplied. In the RAM 14, the pixel information the Lines 1, 5, 9 etc. of the image of the transducer 6 are entered. It is to be assumed that the transducer 6 the information each Matrix line returns twice. Accordingly, information appears at the input 18 of the computer 7 for 256 picture lines. The RAM 14 has the information of the first picture line of the input signal received at input 18, it transmits this information during the second Image line, during which this information is repeated, into memory 15.

Wenn die Informationen der dritten Bildzeile am Eingang 18 erscheinen, die gegenüber denjenigen der ersten und zweiten Bildzeile neu sind, werden sie in das RAM 19 des Kanals II eingegeben. Dabei wandern die Informationen des Speichers 15 in den Speicher 15 und der Inhalt des RAM 14, der immer noch der ersten Bildzeile entstricht, in den Speicher 15. An den Eingängen 20 und 21 des ^dilergliedes 17 liegen nun beispielsweisedie Informationen a und b gemäß der Figur 2 und das Addierglied 17 bildet eine Information 1/2 a + 1/2 b, die am Ausgang 22 liegt. In entsprechender Weise -*aKer* die Information des RAM 19 nacheinander in zwei Speicher 23 und 24, so daß ein Addierglied 25 die nächste Mittelwertinformation 1/2 b + 1/2 c an seinem Ausgang 26 liefert. Die Informationen an den Ausgängen 22 und 26 stellen also wechselweise die Mittelwerte zwischen zwei in je einer Bildzeile benachbarten Bildpunktinformationen des Meßwertumformers 6 dar.When the information in the third line of the image appears at input 18, which are new to those of the first and second image lines, they are in entered the RAM 19 of channel II. The information in the memory migrates in the process 15 in the memory 15 and the contents of the RAM 14, which are still the first picture line erstricht, in the memory 15. At the inputs 20 and 21 of the diler element 17 For example, the information a and b according to FIG. 2 and the adder are now located 17 forms information 1/2 a + 1/2 b, which is at the output 22. In appropriate Way - * aKer * the information of the RAM 19 successively in two memories 23 and 24, so that an adder 25 the next average value information 1/2 b + 1/2 c at its Output 26 supplies. The information at the outputs 22 and 26 therefore alternate the mean values between two pieces of pixel information that are adjacent to each other in one image line of the transducer 6.

Über ein Addierglied 27 werden die Informationen an den Ausgängen 22 und 26 so vereinigt, daß nun in jeder zweiten Bildzeile nur solche Bildpu#Linf ormati onen wiedergegeben werden, die den Mittelwerten der Bildpunktinformationen der entsprechenden Bildpunkte der vorangehenden und der nachfolgenden Zeile.entsprechen, wie dies in der Figur 2 dargestellt ist. Am Ausgang 28 eines Ausgabegliedes 29 erscheinen also die Informationen aufeinanderfolgender Bildpunkte zeilenweise entsprechend der Figur 2.The information is sent to the outputs via an adder 27 22 and 26 are combined in such a way that only such image pu # Linf ormati ons are reproduced which represent the mean values of the image point information of the corresponding pixels of the previous and the following line. as shown in FIG. At the output 28 of an output member 29 appear so the information of successive pixels line by line accordingly of Figure 2.

Die Figur 4 zeigt in der Darstellung A die von den RAM 14 bzw.FIG. 4 shows, in representation A, the RAM 14 or

RAN 19 ausgegebenen Informationen. Der Impulszug B zeigt den die Speicher 15 und 23 steuernden Takt, während der Impulszug C den die Speicher 16 und 24 steuernden Takt darstellt. Demgemäß liefert der Speicher 15 Ausgangsinformationen gemäß D und der Speicher 16 Ausgangsinformationen gemäß E. Nach Verarbeitung im Addierer 17 liegt auf der Leitung 22 ein Informationsfluß gemäß F.RAN 19 information. The pulse train B shows the memory 15 and 23 controlling clock, while the pulse train C controlling the memories 16 and 24 Represents tact. Accordingly, the memory 15 supplies output information according to D and the Memory 16 output information according to E. After processing in adder 17 there is an information flow on line 22 according to F.

Die Darstellung gemäß Figur 4 gilt sinngemäß auch für den Eanal II.The illustration according to FIG. 4 also applies accordingly to the Eanal II.

Im Rahmen der Erfindung ist die Zahl der Bildpunkte pro Bildzeile und die Zahl der Bildzeilen der Matrix des Meßwertumformers 6 von untergeordneter Bedeutung. Es ist z.B. auch beim Erfindungsgegenstand möglich, eine Matrix mit 256 Bildpunkten pro Bildzeile in eine Matrix mit 512 Bildpunkten pro Bildzeile umzuwandeln und dabei entsprechend der Figur 2 ein Bild mit 512 Bildeeilen aus einer Bildpunktmatrix des Meßwertumformers mit 256 Bildzeilea aufzubauen.In the context of the invention is the number of pixels per image line and the number of image lines of the matrix of the transducer 6 of subordinate Meaning. For example, it is also possible for the subject matter of the invention to have a matrix with 256 To convert pixels per image line into a matrix with 512 pixels per image line and, in accordance with FIG. 2, an image with 512 image parts from a pixel matrix of the transducer with 256 image lines a.

Claims

Claims (1 ~) Layer device for the production of transverse layer images 1 of a recording object with a patient bed, with a radiation measuring arrangement with a radiation source, which a beam penetrating the subject generated whose cross-sectional extension perpendicular to the layer plane is equal to the layer thickness is and a radiation receiver, which the radiation intensity behind the object determined with a rotating device for the measuring arrangement, with a transducer for the transformation of the signals delivered by the radiation receiver into a layer image in the form of a matrix of pixel information and with a television set for the reproduction of the layer image on a television viewing device, d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the television equipment (7, 8) contains a computer (7), of the 2 average values (1/2 a + 1/2 b etc.) is calculated and inserted into the data flow in such a way that the mean values corresponding pixel information (1/2 a + 1/2 b, etc.) between the pixel information (a, b, etc.) from which they are calculated.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the television device (7, 8) to display the double number of lines compared to the matrix and the calculator (7) are designed so that in every second image line (9, 10) only such pixel information which are the mean values of the pixel information of the corresponding Pixels correspond to the preceding and following lines.