DE3004155A1

DE3004155A1 - Roentgen-fernsehsystem

Info

Publication number: DE3004155A1
Application number: DE19803004155
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Fukui
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1979-02-05
Filing date: 1980-02-05
Publication date: 1980-08-07
Also published as: DE3004155C2; IT8047794A0; FR2448275B1; JPS55104185A; JPS6040752B2; FR2448275A1; US4355330A; AU5508980A; IT1126926B; AU525921B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Röntgen-Fernsehsystem zur Röntgenbildbetrachtung mittels eines Fernsehmonitors bei der Röntgenuntersuchung.

Bei einem bisherigen Röntgen-Fernsehsystem wird die Röntgenstrahlung nach dem Durchgang durch ein Untersuchungsobjekt empfangen und mittels eines Bildverstärkers in ein Leuchtschirmbild umgewandelt, das über ein optisches System mittels einer Fernsehkamera aufgenommen wird. Von letzterer wird ein Videosignal zu einem Fernsehmonitor(bildschirm) übertragen, auf welchem das Leuchtschirmbild, d.h. das Röntgenbild, wiedergegeben wird. Bei diesem bisherigen System ist das Leuchtschirmbild auf dem Bildverstärker, das über das optische System auf eine Bildaufnahmeröhre der Fernsehkamera projiziert wird, kreisförmig, so daß ein entsprechend kreisförmiges Leuchtschirmbild auf einem kreis-

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förmigen photoleitfähigen Schirm der Bildaufnahmeröhre gebildet wird. Wenn dieses kreisförmige Bild mit den Abtastzeilen der Fernsehkamera abgetastet wird, wird eine im wesentlichen quadratische, das Leuchtschirmbild einschließende Fläche abgetastet. Bei der Wiedergabe eines solchen Bilds auf dem Fernsehmonitor ist daher in den anderen Bereichen als innerhalb der Fläche des Ausgangsbilds (Leuchtschirmbild) des Bildverstärkers keine Information enthalten. Demzufolge wird auf den Fernsehmonitor eine dem Durchmesser des Ausgangsbilds angepaßte Maske aufgesetzt, oder die außerhalb des Wiedergabebilds, welche dem LeuchtSchirmbild entspricht, gelegenen Bereiche werden durch kreisförmige Austastung des Videosignals abgeschattet. Wenn jedoch bei der Diagnose einer Kreislauferkrankung nach dem Einführen eines Katheters in das zu untersuchende Organ, z.B. das Herz, Filmaufnahmen (laufende Momentaufnahmen) angefertigt werden, wird das Bild durch eine Röntgenblende vor einer Röntgenröhre zu einem Rechteck verkleinert, um Streustrahlen um das Bild herum auszuschalten. Das auf dem Fernsehmonitor wiedergegebene Bild ist daher ein vom erwähnten kreisförmigen Bild umschriebenes rechteckiges Bild. Sowohl bei der gewöhnlichen Durchleuchtungsaufnahme als auch bei Kinefilmaufnahmen wird somit die Fläche des tatsächlich wiedergegebenen Bilds bzw. die nutzbare Bildfläche im Vergleich zur Wiedergabebildfläche des Fernsehmonitors verkleinert. Mit anderen Worten: die Bildschirmbereiche um die nutzbare Bildfläche herum werden vergeudet, so daß die nutzbare Bildfläche zu klein wird, um eine gute Auflösung des Wiedergabebilds zu erreichen, was möglicherweise zu einer Fehldiagnose führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung eines Röntgen-Fernsehsystems, bei dem die nutzbare Bildfläche auf dem Bildschirm eines Fernsehmonitors vergrößert werden kann.

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Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Röntgen-Fernsehsystem wird ein Videosignal ohne Verkleinerung des Röntgenbestrahlungsfelds bei der gewöhnlichen Durchleuchtungsaufnahme ausgetastet, während bei der Filmaufnahme ein Bild entsprechend dem Röntgenbestrahlungsfeld, das in diesem Fall verkleinert ist, so abgetastet wird, daß es praktisch mit der nutzbaren Bildfläche des Fernsehmonitors übereinstimmt, und eine Austasteinrichtung für das Videosignal ausgelöst wird.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Röntgen-Fernsehsystem mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltbild des (Bild-)Wiedergabeteils beim System nach Fig. 1,

Fig. 3A das durch übliche Durchleuchtungsaufnahme gelieferte Bild eines Untersuchungsobjekts auf der Bildaufnahmefläche einer Bildaufnahmeröhre,

Fig. 3B das auf dem Bildschirm eines Fernsehmonitors wiedergegebene Durchleuchtungsaufnahmebild des üntersuchungsobjekts,

Fig. 4A das bei Filmaufnahmen erhaltene Bild des Untersuchungsobjekts auf der Aufnahmefläche der Bildaufnahmeröhre und

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Fig. 4B das auf dem Bildschirm des Fernsehmonitors wiedergegebene, bei Filmaufnahmen erhaltene Bild des üntersuchungsobjekts.

Das System gemäß Fig. 1 umfaßt eine Röntgenröhre 12 und einen Bildverstärker 13, die einander gegenüberstehend angeordnet sind und zwischen denen ein Untersuchungsobjekt 11 angeordnet werden kann. Zwischen Röntgenröhre 12 und üntersuchungsobjekt 11 ist eine Röntgenblende (X-ray stop) 14 angeordnet. Der Bildverstärker 13 weist einen dem üntersuchungsobjekt 11 zugewandten Eingangs-Leuchtschirm 15 und einen einer Fernsehkamera 18 mit zwischengeschaltetem optischen System 17 zugewandten Ausgangs-Leuchtschirm 16 auf. Eine Filmkamera 19 zur Anfertigung von Kine- bzw. Filmaufnahmen ist dem optischen System 17 gegenüberstehend angeordnet und mit einem Fernsehkamera-Regler 20 verbunden, der seinerseits mit einem Bildfeldregler 21 verbunden ist. Letzterer ist an einen Fernsehmonitor 22 und einen Fußschalter 23 angeschlossen.

Beim vorstehend beschriebene; ^öntgen-Fernsehsystem besitzt das (Bild-)Wiedergabesystern aus der Fernsehkamera 18, dem Kamera-Regler 20, dem Bildfeldregler 21, dem Fernsehmonitor 22 und dem Fußschalter 23 den Aufbau gemäß Fig. 2. Die Ausgangsklemme einer Bildaufnahmeröhre 25 der Kamera 18 ist dabei mit einem Prozess-Verstärker 26 des Kamera-Reglers 20 verbunden, der seinerseits mit einem Treiberimpulsgenerator 27 versehen ist, der an einen Vertikalablenkverstärker 28 und einen Bildabschattungs- bzw. Schattenverstärker 29 angeschlossen ist, um diesen Verstärkernein Vertikaltreibersignal VD zu liefern. Weiterhin ist der Treiberimpulsgenerator 27 mit dem Prozess-Verstärker 26 verbunden, um diesen mit Austastimpulsen, Klemmimpulsen (clamp pulse) und Synchronisierimpulsen zu beschicken. Außerdem ist der Treiberimpulsgenerator 27 mit dem Schattenverstärker 29, einem

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Hochspannungsgenerator 30 und einem Horizontalablenkverstärker 31 der Kamera 18 verbunden, um diese Bauteile mit einem Horizontaltreibersignal HD zu speisen. Die Ausgangsklemme des Schattenverstärkers 29 ist an den Prozess-Verstärker 26 angeschlossen. Die Ausgangsklemmen des Vertikalablenkverstärkers 28, des Hochspannungsgenerators 30 und des Horizontalablenkverstärkers 31 sind mit der Bildaufnahmeröhre 25 verbunden. Die nicht dargestellten Vertikal- und Horizontalamplitudenschaltungen der beiden Verstärker 28 und 31 sind an Vertikal- bzw. Horizontal-Amplitudeneinstellschaltungen 32 bzw. 33 angeschlossen, von denen die Schaltung 32 aus einem Relaisschalter 34 eines Relais 40 sowie Widerständen 35 und 36 besteht, die an den Ruhe- bzw. den Arbeitskontakt des Relaisschalters 34 angeschlossen sind. Ebenso besteht die Schaltung 33 aus einem Relaisschalter 37 und Widerständen 38 und 39. Die Eingangsklemme des Prozess-Verstärkers 26 ist andererseits mit der Eingangsklemme einer Kreisaustastschaltung 41 im Bildfeldregler 21 und mit dem Arbeitskontakt eines Relaisschalters 42 verbunden. Der Arbeitskontakt des Relaisschalters 42 ist mit der Ausgangsklemme der Kreisaustastschaltung 41 verbunden, während der gemeinsame oder feste Kontakt mit dem Fernsehmonitor 22 verbunden ist.

Wenn mittels dieses Röntgen-Fernsehsystems eine normale Durchleuchtungsaufnahme gemacht werden soll, wird der Fußschalter 23 abgeschaltet bzw. geöffnet. Wenn in diesem Zustand Röntgenstrahlen von der Röntgenröhre 12 über die Blende 14 und durch das Untersuchungsobjekt 11 hindurch auf den Eingangs-Leuchtschirm 15 des Bildverstärkers 13 fallen, wird das auf dem Ausgangs-Leuchtschirm 17 des Bildverstärkers 13 erscheinende Röntgenbild mittels des optischen Systems 17 auf die in Fig. 3A gezeigte Weise auf der Aufnahmeröhre 25 der Kamera 18 gebildet. Dabei entsteht auf der Bildaufnahmefläche bzw. der Halbleiterphotoschicht

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50 der Röhre 25 ein kreisförmiges Röntgenbild 51« Auf dieser Schicht 50 wird eine rechteckige Fläche 52 mit einem Seitenverhältnis von 3 : 4 mittels eines Elektronenstrahls abgetastet/ der durch die Vertikal- und Horizontalablenksignale der betreffenden Verstärker 28 bzw, 31 abgelenkt wird. Ein dem Abtastbereich 52 entsprechendes Videosignal wird dem Prozess-Verstärker 26 zugeliefert, der dann in Abhängigkeit vom Austastimpuls, vom Klemmimpuls und vom Synchronisierimpuls vom Treiberimpulsgenerator 2 7 eine Verarbeitung entsprechend dem Videosignal durchführt. Gemäß Fig. 3A wird dabei das Videosignal so verarbeitet, daß der außerhalb des kreisförmigen Röntgenbilds 51 gelegene Bereich 53 der Abtastfläche abgeschattet wird. Ein kreisförmig ausgetastetes Videosignal von der Kreisaustastschaltung 41 wird dem Fernsehmonitor 22 über den Relaisschalter 42 zugeführt. Auf dem Bildschirm 54 des Fernsehmonitors 22 wird ein Bild entsprechend dem Abtastbereich 52 der Halbleiterphotoschicht 50 wiedergegeben. Infolgedessen wird die rechteckige Fläche 54 mit dem Seitenverhältnis von 3 s 4 gemäß Fig. 3B abgetastet. Dabei entspricht jedoch die Fläche 55 des Bildschirms tatsächlich dem innerhalb der Außenbegrenzung der rechteckigen Fläche 54 liegenden Bereich. Ein Umfangsbereich 56 wird durch die Kreisaustastschaltung 56 ausgetastet (abgeschattet), so daß ein kreisförmiges Bild 57 entsprechend dem kreisförmigen Röntgenbild 51 auf den Bildschirm projiziert wird. Bei der Durchleuchtungsaufnahme wird somit das ohne Röntgenstrahlabblendung(X-ray stopping) erhaltene kreisförmige Röntgenbild im Bildschirmbereich mit dem Seitenverhältnis von 3 : 4 abgenommen, ausgetastet und auf dem Fernsehmonitor reproduziert.

Im folgenden ist nunmehr die Herstellung von Kine- bzw. Filmaufnahmen beschrieben. Zur Verhinderung einer Bildverschlechterung aufgrund von Strahlstreuung bei Filmaufnahme

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wird das Belichtungsfeld durch die Röntgenblende 14 auf eine Fläche 59 verkleinert, die gemäß Fig. 4A durch Weglassung des ümfangsbereichs 58 des kreisförmigen Röntgenbilds 51 gebildet wird. Dabei wird, genauer gesagt, die innerhalb des Außenumrisses des kreisförmigen Röntgenbilds 51 gelegene Fläche 59 als nutzbare Bildfläche festgelegt. Wenn hierauf der Fußschalter 23 geschlossen wird, wird das Relais 40 erregt, um seine Relaisschalter 34, 37 und 42 zu betätigen. Hierdurch werden die Widerstände 35 und 38 der Amplitudeneinstellschaltungen 32 und 33 abgeschaltet, während die Widerstände 36 und 39 mit den Ablenkverstärkern 28 bzw. 31 verbunden werden, wenn die Kreisaustastschaltung 41 freigegeben oder ausgelöst (released) wird. Durch Einschalten der Widerstände der Amplitudeneinstellschaltungen 32 und 33 werden die Amplituden der Vertikal- und Horizontalablenksignale so eingestellt, daß der Abtastbereich mit der nutzbaren Bildfläche koinzidiert. Wenn die Fläche 59 abgetastet und ein Videosignal entsprechend einem Röntgenbild innerhalb der Fläche 59 von der Bildaufnahmeröhre 25 geliefert und dem Fernsehmonitor 22 über den Prozess-Verstärker 26 und den Relaisschalter 42 zugeführt wird, wird gemäß Fig. 4B ein Bild 60 entsprechend dem innerhalb der Fläche 59 liegenden Röntgenbild wiedergegeben. Bei dieser Aufnahmeart wird somit der Mittelbereich des kreisförmigen Röntgenbilds 51 unter Vergrößerung über die volle Länge und Breite des Fernseh-Bildschirms wiedergegeben, so daß die gesamte Wiedergabefläche des Fernsehmonitors wirksam genutzt werden kann und zudem die Auflösung verbessert wird. Da außerdem das Bild auf dem Fernseh-Bildschirm praktisch mit einem Bild koinzidiert, das mittels der Filmkamera 19 unmittelbar auf einem Kine-, z.B. Schmalfilm festgehalten wird, können die für die Diagnose erforderlichen Informationen sicher aufgezeichnet werden.

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Obgleich bei der beschriebenen Ausführungsform der Abtastbereich bzw. die -fläche der Abtastzeilen von Fernsehkamera und Kameraregler bei Betätigung des Fußschalters geändert wird, kann dies auch dadurch erfolgen, daß eine sekundärseitige Linse des optischen Systems durch eine solche mit größerer Brennweite ersetzt wird. Wahlweise können die Abblend- und Abtastfunktionen genau nachgeführt werden, indem die Horizontal- und Vertikal-Amplitudeneinstellwiderstände gemäß der Abblendfunktion der Röntgenblende eingestellt werden. Es ist auch möglich, die Röntgenblende und das Abtastgrößen-Umschaltrelais mit dem Fußschalter zu koppeln. Die Amplitudeneinstellwiderstände können andererseits auch in die Fernsehkamera oder in den Kameraregler eingebaut werden. Weiterhin kann anstelle des Relais ein elektronischer Schaltkreis verwendet werden, und der Fußschalter kann einschränkungsfrei durch einen beliebigen anderen Schalter ersetzt werden.

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Claims

Patentansprüche

Röntgen-Fernsehsystem mit einem Röntgengenerator bzw»
-strahler zum Emittieren von Röntgenstrahlung
gekennzeichnet durch eine Röntgenblende (14) zur selektiven Verkleinerung des Bestrahlungsfelds der vom Röntgenstrahier (12) emittierten
Röntgenstrahlen, durch einen Bildverstärker (3 3) zur Umwandlung der durch ein Untersuchungsobjekt hindurch übertragenen Röntgenstrahlung in ein Röntgenbild, durch eine Fernsehkamera (25) mit einer Bildaufnahmefläche (50) zur Abnahme des Röntgenbilds vom Bildverstärker und einer
Abtasteinrichtung zur Abtastung eines Abtastbereichs bzw. einer -fläche der Bildaufnahmefläche und zur Umsetzung
des Röntgenbilds in ein Videosignal, durch eine Einrichtung (28, 31) zur Lieferung eines Abtastsignals zur Ab-

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tasteinrichtung der Fernsehkamera, durch eine Einrichtung (41) zum Austasten des Videosignals von der Fernsehkamera, durch eine Abtastbereich-Einstelleinrichtung (33, 34)zur Einstellung der Größe des Abtastbereichs der Bildaufnahmefläche, durch eine Einrichtung (23) zum Umschalten zwischen normaler Durchleuchtungsaufnahme und Kine- bzw. Filmaufnahme und durch eine
Einrichtung (4O) zur Ansteuerung der Austasteinrichtung in der Durchleuchtungsaufnahme-Betriebsart und zum
Auslösen (releasing) der Austasteinrichtung sowie zum Ansteuern der Abtastbereich-Einstelleinrichtung (33, 34) im Sinne einer Verkleinerung des Abtastbereichs in der Filmaufnahme-Betriebsart, jeweils nach Maßgabe der Umschalteinrichtung (23) .

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Abtastsignal liefernde Einrichtung Horizontal- und Vertikalablenkschaltungen (28 bzw. 31) zur Lieferung von Horizontal- bzw. Vertikalablenksignalen umfaßt und daß die Abtastbereich-Einstelleinrichtung
(33, 34) aus Elementen zur Änderung der Wellenform der genannten Ablenksignale nach Maßgabe des Betriebszustands der Ansteuereinrichtung (40) gebildet ist.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zur Änderung der Wellenform mehrere Widerstandselemente (35, 36, 38, 39) umfassen, die an die
Horizontal- und Vertikalablenkschaltungen (28 bzw. 31) angeschlossen und entsprechend dem Betriebszustand der Ansteuereinrichtung (40) (um)schaltbar sind.

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System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastbereich-Einstelleinrichtung (33, 34) den Abtastbereich in der Filmaufnahme-Betriebsart auf eine Größe entsprechend dem durch die Röntgenblende (14) verkleinerten Bestrahlungsfeld einstellt.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildverstärker (13) das Röntgenbild kreisförmig auf die Bildaufnahmefläche der Fernsehkamera (25) projiziert und daß die Abtastbereich-Einstelleinrichtung (33, 34) die Abtasteinrichtung so ansteuert, daß diese den um das kreisförmige Röntgenbild herum gelegenen Abtastbereich abtastet.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Austasteinrichtung eine Kreisaustastschaltung (41) zum Austasten des Videosignals umfaßt, welches einem anderen Abtastbereich als dem mit dem kreisförmigen Röntgenbild übereinstimmenden Bereich entspricht.

7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenblende (14) das Röntgenbestrahlungsfeld auf einen innerhalb der Grenzen des kreisförmigen Röntgenbilds liegenden Bereich bzw. Fläche verkleinert.

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