DE3028085A1

DE3028085A1 - Roentgendiagnostikeinrichtung fuer indirekt-aufnahmen

Info

Publication number: DE3028085A1
Application number: DE3028085A
Authority: DE
Inventors: Helmut Berger; Jörg Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Haendle
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-07-24
Filing date: 1980-07-24
Publication date: 1982-02-25

Description

Röntgendiagnostikeinrichtung für Indirekt-Aufnahmen

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung für Indirekt-Aufnahmen mit einem Röntgenbildverstärker, einem Bildspeicher und Mitteln zur Änderung des Abbildungsmaßstabes des Röntgenbildverstärkers. Derartige Einrichtungen werden zur Herstellung von Indirekt-Aufnahmen vom Monitor oder direkt vom Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers benötigt.

Aus der US-PS 34 17 242 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der durch Veränderung der Spannung an den die Elektronenoptik des Röntgenbildverstärkers bildenden Elektroden die Größe des auf dem Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers abgebildeten Eingangsfeldes, d.h. der Abbildungsmaßstab, variiert werden kann. Nur bei einem relativ klein ausgeblendeten Röntgenbildfeld am Eingangsschirm des Röntgenbildverstärkers und voller Bildgröße des Ausgangsschirmes ist eine hohe Bildqualität, d.h. eine hohe örtliche Auflösung, erreichbar. Bei einem elektronenoptisch größer gewählten abgebildeten Eingangsfeld des Bildverstärkers begrenzen der Ausgangsleuchtschirm des Bildverstärkers, die Optik und die Fernsehkamera die maximal mögliche Auflösung. Will man ein größeres Objektfeld darstellen und die gleiche Auflösung wie bei einem gezoomten Bildverstärker-Eingangsfeld haben, so konnten bisher nur Aufnahmen nacheinander gemacht werden, wobei die Stellung des Zielgerätes relativ zur Lage des Objektes entsprechend der Aufteilung des Röntgenbildes geändert werden

Gse 5 Ler / 8.7.1980

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muß. Eine solche Aufηihmetechnik ist aber sehr zeitraubend und schwierig zu handhaben.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine gattungsgemäße RÖntgendiagnostikeinrichtung zu schaffen, mit der großflächige Röntgenaufnahmen mit erhöhter Auflösung auf einfachste Weise erzielt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Blende im Strahlengang zwischen dem Fokus und dem Eingangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers vorgesehen ist, die durch eine Relativbewegung zum Röntgenstrahlenbündel eine Aufteilung des aufzunehmenden Bildes auf dem Eingangsleuchtschirm in kleinere, in ihren Randbereichen aneinander stoßende Einzelbilder bewirkt, die zeitlich nacheinander erzeugt werden, und daß eine Ablenkvorrichtung für die Elektronenstrahlen im Röntgenbildverstärker vorhanden ist, die die Einzelbilder bei ihrer Übertragung synchron mit ihrer Erzeugung so ablenkt und daß der Vergrößerungsmaßstab so gewählt ist, daß jedes Einzelbild auf dem gesamten Ausgangsleuchtschirm abgebildet wird. Durch die Anordnung wird das aufzunehmende Röntgenbild in mehrere Einzelbilder zerlegt, die vergrößert auf dem Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers wiedergegeben werden. Durch den geänderten Abbildungsmaßstab werden Aufnahmen mit höherer Auflösung erreicht.

Eine sichere Aufteilung des Röntgenbildes und einfache Anordnung zur Bewegung des Röntgenstrahlenbündels werden erreicht, wenn die Blende als motorisch betriebene Drehblende ausgeführt ist, deren Blendenöffnung exzentrisch angeordnet ist, so daß durch schrittweise Drehung der Blende um einen festen Betrag nacheinander der gesamte interessierende Bereich

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des Aufnahmeobjektes durchstrahlt wird. Die maximale Vergrößerung läßt sich einstellen, wenn die Blendenöffnung von einem Quadrat gebildet ist, dessen eine Ecke das Zentrum der Blende berührt, so daß das aufzunehmende Bild in vier Bildquadraten zerlegt wird. Eine erhöhte Unterteilung wird erlangt, wenn die Blendenöffnung als ein Kreissektor ausgebildet ist, dessen Spitze im Zentrum der Blende liegt, und daß die Blende so weit gedreht wird, daß die eine Seite der ersten Aufnahme die andere Seite der zweiten berührt. Eine veränderliche Ablenkung des Strahlenbündels kann ebenfalls erreicht werden, wenn die Blende fest steht und eine Steuervorrichtung für die Lage des Fokus der Röntgenröhre vorhanden ist. Eine zweckmäßige Ausbildung erhält man dabei, wenn die Röntgenröhre mehrere räumlich versetzte Kathoden besitzt, von denen jeder ein von der Steuervorrichtung beeinflußtes Steuergitter zugeordnet ist. Die Ablenkung des Strahlenbündels kann aber auch erfolgen, indem die Steuervorrichtung zur Fokusänderung eine Ablenkvorrichtung für den Elektronenstrahl in einer Röntgenröhre mit einer Kathode aufweist. Ebenfalls können für die Ablenkung mehrere mit ihren Fokussen räumlich versetzte Röntgenröhren vorhanden sein. Eine Speicherung und fernsehtechnische Wiedergabe des Röntgenbildes lassen sich bewerkstelligen, wenn als Bildspeicher ein elektronischer Bildspeicher vorgesehen ist, in den die Einzelbilder nacheinander eingelesen und gleichzeitig ausgelesen werden. Eine Aufnahme des Röntgenbildes ohne Zwischenspeicherung kann erfolgen, wenn als Bildspeicher ein Film vorgesehen ist, auf dem die Einzelbilder durch entsprechende Abdeckung nache-inander aufgenommen werden, so daß sie zu einem das gesamte Objekt darstellenden Bild zusammengesetzt werden.

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Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig· 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikeinrichtung,

Fig. 2 eine Drehblende der Röntgendiagnostikeinrichtung der Figur 1, 10

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III durch die Drehblende der Figur 2,

Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung einer Röntgenröhre mit mehreren Kathoden, und

Fig. 5 eine Seitenansicht der Röntgenröhre nach Figur 4.

In der Figur 1 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Röntgenröhre 1 dargestellt, die von einem Hochspannungsgenerator 2 betrieben wird. An der Röntgenröhre 1 ist als Primärstrahlenblende eine noch nachfolgend beschriebene Drehblende 3 angebracht, die jeweils nur einen Teil des Strahlenbündels der Röntgenröhre 1 freigibt. Der jeweils freigegebene Teil des Strahlenbündels durchtritt einen Patienten 4 und erzeugt auf dem Eingangsleuchtschirm eines Röntgenbildverstärkers 5 ein Röntgenbild, das durch eine nicht dargestellte übliche Elektronenoptik und zusätzlich abgelenkt durch eine magnetische Ablenkvorrichtung 6 auf dem gesamten Aus gangs leuchtschirm 7 des Röntgenbildverstärkers 5 abgebildet wird. Eine optische Vorrichtung 8 überträgt das optische Bild des Ausgangsleuchtschirmes 7 auf eine Fernsehkamera 9, deren Ausgangssignal in einem Videoverstärker 10 verstärkt wird.

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Ein Bildspeicher 11 speichert das .Videosignal, das auf einem Monitor 12 wiedergegeben wird.

Mit der Elektronenoptik des Röntgenbildverstärkers 5 sind Mittel 13 zur Einstellung des Abbildungsmaßstabes verbunden. Die Verbindungen sind hier durch Leitungen dargestellt, die an dem Eingangsleuchtschirm und der an dem Ausgangsleuchtschirm 7 angebrachten Elektrode angeschlossen sind. Die übrigen nicht dargestellten Elektroden der Elektronenoptik werden von diesen Mitteln ebenfalls gesteuert. Ein Taktgenerator 14 synchronisiert die Funktionsabläufe der mit ihm verbundenen Drehblende 3, der Fernsehkamera 9, des Bildspeichers 11, der Mittel 13 und eines Ablenkgenerators 15, der die Ablenkvorrichtung 6 betreibt.

In den Figuren 2 und 3 ist die Drehblende 3 dargestellt. Sie besteht aus einer ersten Blende 20 mit einer kleinen quadratischen Blendenöffnung 21, die über Verbindungsstege 22 mit einer zweiten Blende 23 verbunden ist, die eine große quadratische Blendenöffnung 24 aufweist. Die erste Blende 20 ist auf die Röntgenröhre 1 ausgerichtet. In einen an der zweiten Blende 23 angebrachten Zahnkranz 25 greift ein Ritzel 26 ein, das von einem nicht dargestellten Motor gedreht wird.

Zur Aufnahme eines vollständigen Röntgenbildes gibt die Drehblende 3 in der gezeichneten Stellung den ersten Quadranten des Strahlenbündels frei, der auf dem Eingangsleucht schirm des Röntgenbildverstärkers 5 ein erstes Einzelbild erzeugt, das von der Elektronenoptik in der in Figur 1 gezeichneten Weise abgelenkt wird. Mit den Mitteln 13 läßt sich hierbei der Abbildungsmaßstab vorwählen. Durch die Ablenkvorrichtung 6 wird der Elektronenfluß im Röntgenbildverstärker 5 noch zu-

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sätzlich derart abgelenkt, daß das Einzelbild vollständig auf dem ganzen Ausgangsleuchtschirm 7 abgebildet wird. Dieses Einzelbild wird von der Fernsehkamera 9 aufgenommen und in den dem ersten Quadranten zugeordneten Speicherplatz des Bildspeichers 11 eingelesen.

Für die Aufnahme des zweiten Einzelbildes wird die Drehblende 3 in die in Figur 2 gestrichelt dargestellte Stellung 27 gedreht, so daß der zweite Quadrant des Röntgenbildes aufgenommen werden kann. Hierzu wird gesteuert vom Taktgenerator 14 der Ablenkgenerator umgeschaltet, so daß der Elektronenfluß des Röntgenbildverstärkers 5 von der Ablenkvorrichtung 6 entsprechend abgelenkt wird, so daß auch das zweite Einzelbild auf dem ganzen Ausgangsleuchtschirm 7 vollständig abgebildet wird. Dieses Einzelbild wird ebenfalls von der Fernsehkamera 9 aufgenommen und in den Bildspeicher 11 eingelesen. Die weiteren Einzelbilder werden auf di_e gleiche Art aufgenommen. Sind alle vier Einzelbilder abgespeichert, werden sie aus dem Bildspeicher 11 derart ausgelesen, daß sie auf dem Monitor 12 ein vollständiges Bild ergeben. Hierzu werden die gespeicherten Videosignale auf die Hälfte der Abtastzeit komprimiert. Jeweils die oberen und die unteren komprimierten Signale der Einzelbilder werden zeilenweise aneinandergefügt. Die so entstandenen Bildhälften werden dann untereinander lückenlos dargestellt, so daß sich ein vollständiges Bild ergibt.

Eine hohe Bildauflösung wird erreicht, wenn das Bild auf einem Monitor mit erhöhter Zeilenzahl, beispielsweise 1249, wiedergegeben wird. Für die Aufnahme braucht aber nur eine Fernsehkamera mit normaler Zeilenzahl, beispielsweise von 625 Zeilen, verwandt zu werden. Zweckmäßigerweise erfolgt die Fernsehübertragung nicht nach

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dem Zwischenzeilenverfahren, so daß die zeilenweise und bildweise Zusammensetzung problemlos erfolgen kann.

Anstelle der Drehblende 3 kann zur Bildaufteilung auch eine feste Blende verwendet werden, wenn dabei die Lage des Fokus verändert wird. Eine solche Anordnung ist in den Figuren 4 und 5 skizzenhaft dargestellt. Auf einer Drehanode 30 können durch vier gegenüberliegende Kathoden 31 bis 34 vier Brennflecke 35 bis 38 in geringem Abstand voneinander erzeugt werden. Die Kathoden werden durch Steuergitter 39 bis 42 ausgewählt und aktiviert.

Zur Erzeugung des ersten Einzelbildes im ersten Quad-

^J ranten wird durch das Steuergitter 39 der Elektronenfluß der ersten Kathode 31 freigegeben, während die übrigen Kathoden 32 bis 34 gesperrt sind, so daß auf der Drehanode 30 der erste Brennfleck 35 erzeugt wird, dessen ausgesandtes Strahlenbündel durch die feststehende Blende begrenzt wird. Für das zweite Einzelbild im zweiten Quadranten wird von dem Steuergitter 40 die zweite Kathode 32 freigegeben, so daß der zweite Brennfleck 36 ein versetztes Strahlenbündel aussenden kann.

Dann werden nacheinander die beiden weiteren Kathoden 33 und 34 aktiviert, so daß die übrigen Einzelbilder aufgenommen werden können.

Bei dieser Steuerung der Fokuslage kann auf einfachste Weise die Röntgendiagnostikeinrichtung auf Durchleuchtung umgeschaltet werden. Durch die Mittel 13 läßt sich dann während der Durchleuchtung der für die Aufnahme gewünschte Abbildungsmaßstab wählen. Gesteuert von dem Taktgenerator 14 wird dann während der Aufnahme der erforderliche größere Abbildungsmaßstab automatisch eingestellt.

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Eine Steuerung des Brennfleckes und somit des Röntgenstrahlenbündels kann aber auch bewirkt werden, wenn eine Röntgenröhre 1 mit nur einer Kathode verwendet wird, deren Elektronenfluß aber von einer weiteren Ablenkvorrichtung, die mit der Ablenkvorrichtung 6 des Röntgenbildverstärkers gekoppelt werden könnte, beeinflußbar ist. Durch die Ablenkung des Elektronenflusses würde die Lage des Brennfleckes auf der Drehanode 30 verändert, wodurch sich das Röntgenstrahlenbündel bedingt durch die Abschattung durch die in diesem Fall ortsfeste Primärblende ebenfalls in dem gewünschten Maße verlagern würde.

Die vier zueinander versetzten Einzelbilder lassen sich aber auch durch vier mit ihren Fokussen räumlich versetzte Röntgenröhren erzeugen, die für eine Gesamtaufnahme nacheinander aktiviert werden. Anstelle einer den vier Röntgenröhren zugeordneten Blende kann jede Röntgenröhre mit je einer Blende versehen sein, die nur das Röntgenstrahlenbündel des entsprechenden Bildquadranten freigibt.

Anstelle einer Fernsehkette kann an den Röntgenbildverstärker 5 eine Blattfilmkamera angekoppelt sein. Durch eine entsprechende Verschiebung des Filmes können so vier aneinanderstoßende Einzelaufnahmen auf einem Film erstellt -werden, die das vollständige Röntgenbild ergeben.

Die Aufteilung des Röntgenbildes kann aber auch durch eine kreissektorförmige Blendenöffnung erfolgen. Hierbei können auch mehr als vier Einzelbilder zu einer Röntgenaufnahme zusammengesetzt werden.

5 Figuren

10 Patentansprüche

Claims

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Patentansprüche

/ 1/. Röntgendiagnostikeinrichtung für Indirekt-Aufnahmen mit einem Röntgenbildverstärker, einem Bildspeicher und Mitteln zur Änderung des AbMldungsmaßStabes des Röntgenbildverstärkers, dadurch gekennz e i c h η e t , daß eine Blende (3) im Strahlengang zwischen dem Fokus und dem Eingangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers (5) vorgesehen ist, die durch eine Relativbewegung zum Röntgenstrahlenbündel eine Aufteilung des aufzunehmenden Bildes auf dem Eingangsleuchtschirm in kleinere, in ihren Randbereich aneinanderstoßende Einzelbilder bewirkt, die zeitlich nacheinander erzeugt werden, und daß eine Ablenkvorrichtung (6) für die Elektronenstrahlen im Röntgenbildverstärker (5) vorhanden ist, die die Einzelbilder bei ihrer Übertragung synchron mit ihrer Erzeugung so ablenkt und daß der Vergrößerungsmaßstab so gewählt ist, daß jedes Einzelbild auf dem gesamten Ausgangsleuchtschirm (?) abgebildet wird.
2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende als motorisch betriebene Drehblende (3) ausgeführt ist, deren Blendenöffnung (21, 24) exzentrisch angeordnet ist, so daß durch schrittweise Drehung der Blende um einen festen Betrag nacheinander der gesamte interessierende Bereich des Aufnahmeobjektes durchstrahlt wird.
3. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenöffnung (21, 24) von einem Quadrat gebildet ist, dessen eine Ecke das Zentrum der Blende

(3) berührt, so daß das aufzunehmende Bild in vier Bildquadranten zerlegt wird.

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4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenöffnung als ein Kreissektor ausgebildet ist, dessen Spitze im Zentrum der Blende (3) liegt, und daß die Blende (3) so weit gedreht wird, daß die eine Seite der ersten Aufnahme die andere Seite der zweiten berührt.
5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (3) fest steht und eine Steuervorrichtung für die Lage des Fokus" der Röntgenröhre (1) vorhanden ist.
6. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenröhre (1) mehrere räumlich versetzte Kathoden (31 bis 34) besitzt, von denen jeder ein von der Steuervorrichtung beeinflußtes Steuergitter (39 bis 42) zugeordnet ist.
7. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung zur Fokusänderung eine Ablenkvorrichtung für den Elektronenstrahl in einer Röntgenröhre (1) mit einer Kathode aufweist.
8. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (3) fest steht und mehrere mit ihren Fokussen räumlich versetzte Röntgenröhren vorhanden sind.
9. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Bildspeicher ein elektronischer Bild-

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speicher (11) vorgesehen ist, in den die Einzelbilder nacheinander eingelesen und gleichzeitig ausgelesen werden.
10. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Bildspeicher ein Film vorgesehen ist, auf dem die Einzelbilder durch entsprechende Abdeckung nacheinander aufgenommen werden, so daß sie zu einem das gesamte Objekt darstellenden Bild zusammengesetzt werden.