DE3207085A1

DE3207085A1 - Roentgendiagnostikeinrichtung mit einer bildverstaerker-fernsehkette

Info

Publication number: DE3207085A1
Application number: DE19823207085
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl.-Ing. Sklebitz (FH), 8520 Erlangen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-02-26
Filing date: 1982-02-26
Publication date: 1983-09-08
Also published as: DE3207085C2; US4503460A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT ^* Unser Zeichen Berlin und München VPA 82 P 3711 DE

Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Bildverstärker-Fernsehkette

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Bildverstärker-Fernsehkette, die einen Röntgenbildverstärker, eine optische Kopplungsvorrichtung, eine Fernsehaufnahmeeinrichtung mit einem optoelektronischen Festkörper-Bildwandler und einen Monitor aufweist.

In der DE-PS 30 26 359 ist eine derartige Röntgendiagnostikeinrichtung beschrieben, bei der das Ausgangsbild des Röntgenbildverstärkers über eine optische Kopplungsvorrichtung auf einem ladungsgekoppelten (CCD)-Bildwandler wiedergegeben wird. Der CCD-Bildwandler setzt das einfallende Bild in Videosignale um, die auf einem Monitor dargestellt werden. Da die CCD-Bildwandler nur eine begrenzte Anzahl von Sensorelementen aufweisen, wird das Elektronenbild im Röntgenbildverstärker abgelenkt, so daß die Sensorelemente nacheinander voneinander verschobene Bildpunkte abtasten. Dadurch erhöht sich die effektive Anzahl der Bildpunkte. Durch die Verwendung von an dem Röntgenbildverstärker angebrachten Ablenkvorrichtungen erhöht sich der schaltungstechnische Aufwand erheblich. Auch läßt sich hierbei die Auflösung nicht beliebig vergrößern. Weiterhin werden an die Ablenkvorrichtung und den Röntgenbildverstärker hohe Anforderungen bezüglich der Verzerrungsfreiheit gestellt.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgen-

Gse 5 Ler / 25.02.1982

- (f_t VPA 82 P 3711 DE diagnostikeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der unter Verwendung von herkömmlichen optoelektronischen Festkörper-Bildwandlern sich die Anzahl der abgetasteten Bildpunkte wesentlich erhöht und bei der der schaltungstechnische Aufwand gering gehalten wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Festkörper-Bildwandler aus η Halbleiter-Bildsensoren aufgebaut ist, die aus jeweils einer Matrix von Sensorelementen bestehen, daß die optische Kopplungsvorrichtung η Objektive aufweist, wobei die Objektive derart ausgerichtet sind, daß von dem Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers verschiedene Bereiehe auf den Bildsensoren abgebildet werden, so daß der gesamte Ausgangsleuchtschirm abgetastet wird. Durch die Verwendung mehrerer Bildsensoren erhöht sich die Anzahl der Sensorelemente entsprechend, so daß diese Vorrichtung auch in hoch auflösenden Fernseheinrichtungen verwendet werden kann.

In den Bildsensoren auftretende Fehler können eliminiert werden, wenn die Objektive derart ausgerichtet sind, daß sich die auf den Bildsensoren abgebildeten Bereiche wenigstens teilweise überlappen. Eine problemlose Anordnung der Aufnahmevorrichtungen kann erreicht werden, wenn der Röntgenbildverstärker aus einem Flachbildverstärker besteht. Eine Korrektur der Videosignale wird erreicht, wenn eine Schaltung vorgesehen ist, die die in den Bildsensoren enthaltenen Fehlerstellen eliminiert. Der Dunkelstrom der Festkörper-Bildwandler läßt sich verringern, wenn an den Bildsensoren Kühlelemente angebracht sind.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der

VPA 82 P 3711 DE Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In der Figur ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Röntgenröhre 1 dargestellt, die von einem Röntgengenerator 2 betrieben wird. Das von der Röntgenröhre 1 ausgehende Strahlenbündel durchtritt einen Patienten 3 und. erzeugt ein Röntgenbild auf dem Eingangsleuchtschirm eines Flachbildverstärkers 4, der mit einem Hochspannungsgenerator 5 verbunden ist. Mit einer optischen Kopplungsvorrichtung, die aus mehreren • Objektiven 6, 8 besteht, wird das Ausgangsbild des ■ .Flachbildverstärkers 4 auf Halbleiter-Bildsensoren 7, 9 übertragen, die beispielsweise aus einer Matrix von Fotodioden oder aus CCD-Bildwandlern als Sensorelemente bestehen können. Die Ausgänge der Bildsensoren 7, 9 sind einer Schaltung 10 zugeführt, die die Ausgangssignale der Bildsensoren zu einem Videosignal zusammensetzt und dabei auftretende Fehlerstellen der BiIdsensoren .erkennt und die Fehler eliminiert. In einem nachfolgenden Videoverstärker 11 werden die Videosignale verstärkt und auf einem Monitor 12 wiedergegeben. An den Bildsensoren 7, 9 sind Kühlelemente 13, 14, beispielsweise Peltierelemente, angebracht.

Durch die Verwendung eines Flachbildverstärkers 4, der beispielsweise in der US-PS 41 04 516 beschrieben ist, erhält man ein Bild auf einem Ausgangsleuchtschirm, das in seiner Größe dem einfallenden Röntgenstrahlenbild entspricht. Dieses Bild des Ausgangsleuchtschirmes wird beispielsweise von vier Objektiven 6, 8 abgetastet, wobei diese jeweils in zwei Reihen mit je zwei Objektiven &, 8 angeordnet sind. Von ihnen v.ird der gesamte Bereich des Ausgangsleuchtschirmes auf vier Bildsensoren 7, 9 verteilt, von denen in der Figur zwei dargestellt sind.

i' VPA 82 P 3711 DE Da die handelsüblichen Bildsensoren ein Seitenverhältnis von etwa 3 : A ihrer fotoempfindlichen Schicht haben, während in der Röntgentechnik die Kreisform dominiert, werden die Bildsensoren mit ihrer Längsachse zweckmäßigerweise horizontal ausgerichtet. Dadurch ergibt sich in der Mitte des Bildes ein vertikaler Bereich, in dem sich die Bildsensoren überlappen.

In der den Bildsensoren 7, 9 nachgeschalteten Schaltung 10' wird eine Bildrekonstruktion durchgeführt. Es werden die Ausgangssignale der Bildwandler zu einem Videosignal zusammengesetzt. Außerdem werden Fehlerstellen dadurch eliminiert, daß bei der Herstellung der Röntgendiagnostikeinrichtung die Fehlerstellen der Bildsensoren 7, 9 bestimmt werden. In den überlappenden Bereichen wird dann nur das intakte Sensorelement angesteuert und ausgelesen. Da in den meisten Fällen der Ausgangsleuchtschirm des Bildverstärkers rund ist, die Bildwandler aber eine rechteckige Form aufweisen, können Fehlerstellen außerhalb eines kreisförmigen Bereiches zugelassen werden, da dieser Bereich nicht zur Bildrekonstruktion beiträgt. Treten dagegen in dem übrigen Bereich Fehlerstellen auf, so können diese durch Mittelung der Bildamplituden der Umgebung der Fehlerstelle ersetzt werden. Eine derartige Schaltung ist in der deutschen Patentanmeldung P 31 39 331.4 beschrieben, so daß hierauf nicht weiter eingegangen werden muß.

Anstelle der vier horizontal ausgerichteten Bildsensoren 7, 9 können auch größere Anzahlen Verwendung finden. So können beispielsweise zwei horizontal und drei vertikal ausgerichtete Bildsensoren das Röntgenbild abtasten.

- V<-7*. VPA 82 P 3711 DE Da die Sensorelemente zum Teil unterschiedliche Empfindlichkeiten aufweisen, kann eine Kompensation durch die Schaltung 10 durchgeführt werden, wenn beispielsweise in einem Bildspeicher eine Aufnahme ohne Patient gespeichert wird und diese Aufnahme von einer mit Patient subtrahiert wird. Dieses ist ebenfalls in der obengenannten Patentanmeldung beschrieben.

Um den Dunkelstrom weiter zu verringern, können an den Bildsensoren 7, 9 Peltierelemente 13, 1^ angebracht sein, die eine Abkühlung des Bildsensors bewirken. Dadurch verringert sich der Dunkelstrom erheblich. Er halbiert sich etwa bei einer Abkühlung je 7 K. Dieser verbesserte Störabstand kann zur größeren Amplitudenauflösung und zur Verringerung der Beleuchtungsstärke auf dem Bildsensor verwendet werden, so daß der Flachbildverstärker nur einstufig ausgeführt werden muß und sich dadurch die Auflösung weiterhin erhöht.

1 Figur

5 Patentansprüche

Leerseite

Claims

-β/- VPA 82 P 3711 DE

Patentansprüche

(V) Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Bildverstärker-Fernsehkette, die einen Röntgenbildverstärker (4), eine optische Kopplungsvorrichtung (6, 8), eine Fernsehaufnahmeeinrichtung mit einem optoelektronischen Festkörper-Bildwandler (7, 9) und einen Monitor (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper-Bildwandler aus η Halbleiter-Bildsensoren (7, 9) aufgebaut ist, die aus jeweils einer Matrix von Sensorelementen bestehen, daß die optische Kopplungsvorrichtung η Objektive (6, 8) aufweist, wobei die Objektive (6, 8) derart ausgerichtet sind, daß von dem Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers

(4) verschiedene Bereiche auf den Bildsensoren (7, 9) abgebildet werden, so daß der gesamte Ausgangsleuchtschirm abgetastet wird.

• 2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektive (6, 8) derart ausgerichtet sind, daß sich die auf den Bildsensoren (7, 9) abgebildeten Bereiche wenigstens teilweise überlappen.

3· Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgenbildverstärker aus einem Flachbildverstärker (4) besteht.

4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung (10) vorgesehen ist, die in den Bildsensoren (7, 9) enthaltene Fehlerstellen eliminiert.

VPA 82 P 3711 DE 5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß an den Bildsensoren (7, 9) Kühlelemente (13, 14) angebracht sind.