DE3207085C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Bildverstärker-Fernsehkette, die einen Röntgenbildver­ stärker, eine optische Kopplungsvorrichtung, eine Fernsehauf­ nahmeeinrichtung mit einem optoelektronischen Festkörper- Bildwandler und einen Monitor aufweist.

In der DE 30 26 359 C2 ist eine derartige Röntgencharakteristik­ einrichtung beschrieben, bei der das Ausgangsbild des Röntgen­ bildverstärkers über eine optische Kopplungsvorrichtung auf einem ladungsgekoppelten Bildwandler, beispielsweise einem CCD- Bildwandler, wiedergegeben wird. Der CCD-Bildwandler setzt das einfallende Bild in Videosignale um, die auf einem Monitor dar­ gestellt werden. Da die CCD-Bildwandler nur eine begrenzte An­ zahl von Sensorelementen aufweisen, wird das Elektronenbild im Röntgenbildverstärker abgelenkt, so daß die Sensorelemente nach­ einander voneinander verschobene Bildpunkte abtasten. Dadurch erhöht sich die effektive Anzahl der Bildpunkte. Durch die Ver­ wendung von an dem Röntgenbildverstärker angebrachten Ablenk­ vorrichtungen erhöht sich der schaltungstechnische Aufwand er­ heblich. Auch läßt sich hierbei die Auflösung nicht beliebig vergrößern. Weiterhin werden an die Ablenkvorrichtung und den Röntgenbildverstärker hohe Anforderungen bezüglich der Verzer­ rungsfreiheit gestellt.

Aus der US 41 42 213 ist eine Vorrichtung für eine Fernseh­ kamera mit CCD-Bildwandlern beschrieben, bei der das in die Kamera einfallende Licht nacheinander auf zwei CCD-Bildwandler fällt. Zur Reduzierung des Dunkelstromes und dadurch erwirkter Effekte werden die beiden Ausgangssignale der Bildwandler von­ einander subtrahiert. Weiterhin werden in bekannter Weise die Bildwandler gekühlt. Beide Bildwandler tasten also die gleiche Fläche nacheinander ab, so daß sich durch die Verwendung dieser beiden Bildwandler keine Erhöhung der Auflösung ergibt.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgendiagnostik­ einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der un­ ter Verwendung von herkömmlichen optoelektronischen Festkörper- Bildwandlern sich die Anzahl der abgetasteten Bildpunkte wesent­ lich erhöht und bei der der schaltungstechnische Aufwand gering gehalten wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Fest­ körper-Bildwandler aus n Halbleiter-Bildsensoren aufgebaut ist, die aus jeweils einer Matrix von Sensorelementen bestehen, daß die optische Kopplungsvorrichtung n Objekte aufweist, wobei die Objektive derart ausgerichtet sind, daß von dem Ausgangs­ leuchtschirm des Röntgenbildverstärkers verschiedenen Bereiche auf den Bildsensoren abgebildet werden, so daß der gesamte Aus­ gangsleuchtschirm abgetastet wird. Durch die Verwendung mehre­ rer Bildsensoren erhöht sich die Anzahl der Sensorelemente ent­ sprechend, so daß diese Vorrichtung auch in hoch auflösenden Fernseheinrichtungen verwendet werden kann.

In den Bildsensoren auftretende Fehler können eliminiert wer­ den, 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 Dun­ kelstrom der Festkörper-Bildwandler läßt sich verringern, wenn an den Bildsensoren Kühlelemente angebracht sind.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der 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 Strahlen­ bündel durchtritt einen Patienten 3 und erzeugt ein Röntgenbild auf dem Eingangsleuchtschirm eines Flachbildverstärkers 4, der mit einem Hochspannungsgenerator 5 verbunden ist. Mit einer op­ tischen Kopplungsvorrichtung, die aus mehreren Objektiven 6 und 8 besteht, wird das Ausgangsbild des Flachbildverstärkers 4 auf Halbleiter-Bildsensoren 7 und 9 übertragen, die beispielsweise aus einer Matrix von Fotodioden oder aus CCD-Bildwandlern als Sensorelemente bestehen können. Die Ausgänge der Bildsensoren 7 und 9 sind einer Schaltung 10 zugeführt, die die Ausgangssigna­ le der Bildsensoren 7 und 9 zu einem Videosignal zusammensetzt und dabei auftretende Fehlerstellen der Bildsensoren 7 und 9 erkennt und die Fehler eliminiert. In einem nachfolgenden Vi­ deoverstärker 11 wird das Videosignal verstärkt und auf einem Monitor 12 wiedergegeben. An den Bildsensoren 7 und 9 sind Kühl­ elemente 13 und 14, beispielsweise Peltierelemente, angebracht.

Durch die Verwendung eines Flachbildverstärkers 4, der bei­ spielsweise in der US 41 04 516 beschrieben ist, erhält man ein Bild auf einem Ausgangsleuchtschirm, das in seiner Größe dem einfallenden Röntgenstrahlbild entspricht. Dieses Bild des Ausgangsleuchtschirmes wird beispielsweise von vier Objek­ tiven 6 und 8 abgetastet, wobei diese jeweils in zwei Reihen mit je zwei Objektiven 6 und 8 angeordnet sind. Von ihnen wird der gesamte Bereich des Ausgangsleuchtschirmes auf vier Bild­ sensoren 7 und 9 verteilt, von denen in der Figur zwei darge­ stellt sind.

Da die handelsüblichen Bildsensoren ein Seitenverhältnis von etwa 3 : 4 ihrer fotoempfindlichen Eingangsfläche aufweisen, während in der Röntgentechnik die Kreisform dominiert, werden die Bildsensoren mit ihrer Längsachse zweckmäßigerweise horizon­ tal ausgerichtet. Dadurch ergibt sich in der Mitte des Bildes ein vertikaler Bereich, in dem sich die Bildsensoren 7 und 9 überlappen.

In der den Bildsensoren 7 und 9 nachgeschalteten Schaltung 10 wird eine Bildrekonstruktion durchgeführt. Es werden die Aus­ gangssignale der Bildsensoren 7 und 9 zu einem Videosignal zu­ sammengesetzt. Außerdem werden Fehlerstellen dadurch eliminiert, daß bei der Herstellung der Röntgendiagnostikeinrichtung die Fehlerstellen der Bildsensoren 7 und 9 bestimmt werden. In den überlappenden Bereichen wird dann nur das intakte Sensorelement angesteuert und ausgelesen. Da in den meisten Fällen der Aus­ gangsleuchtschirm des Bildverstärkers rund ist, die Bildsenso­ ren aber eine rechteckige Form aufweisen, können Fehlerquellen außerhalb eines kreisförmigen Bereiches zugelassen werden, da dieser Bereich nicht zur Bildrekonstruktion beiträgt. Treten da­ gegen in dem übrigen Bereich Fehlerstellen auf, so können diese durch Mittelung der Bildamplituden der Umgebung der Fehlerstel­ le ersetzt werden. Eine derartige Schaltung ist in der nachver­ öffentlichten DE 31 39 331 A1 beschrieben, so daß hierauf nicht weiter eingegangen werden muß.

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

Da die Sensorelemente zum Teil unterschiedliche Empfindlichkei­ ten 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 DE 31 39 331 A1 beschrieben.

Um den Dunkelstrom weiter zu verringern, können an den Bildsen­ soren 7 und 9 Peltierelemente 13 und 14 angebracht sein, die eine Abkühlung des Bildsensors bewirken. Dadurch verringert sich der Dunkelstrom erheblich. Er halbiert sich etwa bei ei­ ner Abkühlung je 7 K. Dieser verbesserte Störabstand kann zur größeren Amplitudenauflösung und zur Verringerung der Beleuch­ tungsstärke auf dem Bildsensor verwendet werden, so daß der Flachbildverstärker nur einstufig ausgeführt werden muß und sich dadurch die Auflösung weiterhin erhöht.

Claims (5)

1. Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Bildverstär­ ker-Fernsehkette, die einen Röntgenbildverstärker (4), eine optische Kopplungsvorrichtung (6, 8), eine Fern­ sehaufnahmeeinrichtung mit einem optoelektronischen Festkörper-Bildwandler (7, 9) und einen Monitor (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper-Bildwandler aus n Halbleiter-Bild­ sensoren (7, 9) aufgebaut ist, die aus jeweils einer Matrix von Sensorelementen bestehen, daß die optische Kopplungsvorrichtung n Objektive (6, 8) aufweist, wo­ bei 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 Ausgangsleucht­ schirm 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 Ansprü­ che 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Schaltung (10) vorgesehen ist, die in den Bildsensoren (7, 9) enthaltene Fehlerstellen eliminiert.

5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den Bildsensoren (7, 9) Kühlelemente (13, 14) angebracht sind.