DE3342076C2

DE3342076C2 - Verfahren und Einrichtung zum Umwandeln von Video-Kamerabildern in elektrische Signale

Info

Publication number: DE3342076C2
Application number: DE3342076A
Authority: DE
Inventors: Yair Shimoni; Zvi Netter; Paul Fenster
Original assignee: Elscint Ltd
Current assignee: Elscint Ltd
Priority date: 1982-11-26
Filing date: 1983-11-22
Publication date: 1994-06-09
Anticipated expiration: 2003-11-23
Also published as: JPS59218940A; NL192545C; FR2536861A1; NL8304061A; IL67344A; JP2553484B2; US4555728A; IL67344A0; FR2536861B1; DE3342076A1; NL192545B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Einrichtungen nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 5 und 14.

Digitale Schirmbild-Einrichtungen werden in der Regel entweder im dynamischen Betrieb für sich schnell bewegende Objekte oder im statischen Betrieb für ruhende oder sich langsam bewegende Objekte eingesetzt.

Beim dynamischen Betrieb erfolgt die Belichtung mit Röntgen strahlen üblicherweise kontinuierlich und die Auslesung erfolgt sprungweise, um ein Flimmern zu vermeiden. Das Zeilensprungverfahren, das in den USA verwendet wird, arbeitet mit 525 Zeilen und mit dreißig Bildwechseln pro Sekunde, wobei jeder Bildwechsel zwei verschachtelte Felder aufweist; das Intervall für jedes Feld beträgt etwa 14,5 msec, und jedes Feld ist durch Austastimpulse von etwa 1 1/3 msec während des Rücklaufintervalles getrennt. Das europäi sche System ist ein System mit 635 Zeilen, und die Austast impulse während der Rücklaufintervalle haben eine Dauer von etwa 1,6 msec. Bei beiden Systemen sind die Anfangsbilder nur begrenzt verwertbar, weil mindestens ein Bildwechsel und üblicherweise mehrere Bildwechsel erforderlich sind, damit der Videosignalpegel sich stabilisieren kann. Der dynamische Betrieb, bei dem sich schnell bewegende Gegenstände mit einer Bildgeschwindigkeit von 25 oder 30 Wechseln pro Sekunde ohne Flimmern abgebildet werden können, hat den Nachteil eines begrenzten Kontrastes aufgrund der beschränkten Dosierung, die durch die kontinuierliche Röntgenstrahlbelichtung zulässig ist.

Der statische Betrieb wird in der Regel zur Ausbildung von sich nicht oder langsam bewegenden Gegenständen verwendet, bei denen eine dynamische Darstellung mit 25 oder 30 Bild wechseln pro Sekunde nicht erforderlich ist. Bei einem - solchen Betrieb wird die Röntgenstrahlquelle periodisch gepulst, um den Gegenstand zu bestrahlen, und die Ablesung ist üblicherweise kontinuierlich anstatt sprunghaft. Dies ist der Fall, weil eine sprungweise Ablesung einen kleineren Dosierungswirkungsgrad hat, nachdem die Anfangsbildwechsel nicht verfügbar sind, und auch, weil keine Flexibilität in der Wahl der Belichtungsdauer in Hinblick auf die Beschrän kungen der Röntgenstrahlbelichtungen auf ein Mehrfaches der TV-Bildwechseldauer besteht. Während somit im Impulsbetrieb eine höhere Dosierung möglich ist, besteht sein Hauptnachteil darin, daß er nur bei sich nicht oder nur langsam bewegenden Gegenständen anwendbar ist.

Aus der DE-OS 32 01 658 ist ein Verfahren zum Erzeugen von Differenzbildern bekannt, bei dem nicht Kontraste im allge meinen verbessert oder höhere Bildwechselgeschwindigkeiten erzielt werden, sondern die doppelte Energiesubtraktion in Verbindung mit der zeitlichen Subtraktion zum Ausschalten unerwünschter Teile aus den Bildern ausgenutzt wird. Hieraus läßt sich ein verfügbares Intervall unmittelbar vor der Bildwechsel-Abtastperiode bei Rücklauf nicht erzielen. Das verfügbare Intervall erstreckt sich in den Beginn eines Bildes, um die nicht verwendeten Zeilen einer Abtastung einzuschließen; die Austastsignale erstrecken sich somit nicht über eine vollständige Bildwechselperiode, und es werden hierbei keine Belichtungsimpulse verwendet, die während des Rücklaufintervalles aufgegeben werden, das während der Austastsignale der Fernsehkamera auftritt.

Der DE-OS 29 19 425 ist zu entnehmen, daß Differenzbilder erzielt werden, die von einem Röntgenstrahlbild in Echtzeit stammen, indem Röntgenstrahlen zur Erzeugung des Röntgenbil des durch ein Objekt geschickt werden. Dieses Röntgenstrahl bild wird dann in Fernsehfelder umgewandelt, die Signalfolgen von analogen Videosignalen aufweisen. Die Analogsignale werden anschließend in digitale Videosignale umgewandelt. Durch Integrieren dieser digitalen Videosignale über ein Masken-Zeitintervall werden integrierte digitale Masken- Videosignale erzeugt, die von den entsprechenden digitalen Videosignalen der Fernsehfelder im Anschluß an das Masken- Zeitintervall subtrahiert werden, um digitale Differenz- Videosignale zu erzeugen, die in analoge, zur Anzeige kommende Differenz-Videosignale umgewandelt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, bei einem gat tungsgemäßen Verfahren bzw. einer gattungsgemäßen Einrichtung höhere Bildwechselgeschwindigkeiten zu erzielen, die Abtast dauer zu verkürzen und eine höhere Strahlungsdosierung zu ermöglichen.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Kennzeichens der Ansprüche 1 und 14 bzw. bei einer Einrichtung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 5 erreicht.

Das Wesen der Erfindung besteht somit darin, daß das für die Belichtungsimpulse verfügbare Intervall sich in einen Teil der normgerechten Abtastdauer hinein erstreckt. Die normge rechte Abtastdauer wird hierzu verkürzt. Die verkürzte Abtastdauer ermöglicht, die Periode der verfügbaren Belich tungszeit zu vergrößern. Damit werden verfügbare Belichtungs intervalle gleich dem oder größer als das Rücklaufintervall herkömmlicher Fernsehkamerasysteme. Die zusätzliche Zeit, die durch Verkürzen der Abtastdauer erreicht wird, kann dazu verwendet werden, den Austastimpuls länger als herkömmlich zu machen.

Der Belichtungsimpuls wird während des verfügbaren Intervalls aufgegeben. Dieses verfügbare Intervall verwendet die Zeit, die beim Stand der Technik die Abtastdauer ist. Diese Zeitdauer ist beim Stand der Technik ausreichend lang, um die Erzeugung von 287,5 Zeilen pro Feld zu ermöglichen. Mit der Erfindung werden nur 256 Zeilen pro Feld verwendet, so daß dadurch eine kürzere Abtastdauer erreicht wird. Die aufgrund der geringeren Zeilenzahl pro Feld gewonnene Zeit wird verwendet, um das verfügbare Intervall vorzusehen, indem der Belichtungsimpuls aufgegeben wird. Anstatt während der Belichtung, des Abtastens und des Auswaschens gleiche Zeitperioden zu haben, wie dies bei digitalen Schirmbildein richtungen bekannter Art der Fall ist, wird im Falle vorlie gender Erfindung der Belichtungsimpuls während eines Teils der Abtastdauer aufgegeben, um diese Abtastdauer zu verkür zen. Damit kann die Belichtungszeit erhöht werden. Während das Austastsignal und der Belichtungsimpuls sich in den Zeitbereich erstrecken, der beim Stande der Technik die Abtastperiode war, ist dies im Falle vorliegender Erfindung nicht mehr die Abtastperiode, die von einer Abtastung, z. B. 287,5 Zeilen pro Feld auf 256 Zeilen pro Feld verkürzt worden ist. Diese Änderung ermöglicht die Erzeugung von Fenstern mit einer Rate mindestens gleich der Quellenimpulsrate, wenn letztere zwischen 15 und 50 Impulsen pro Sekunde liegt.

Somit können mit vorliegender Erfindung höhere Bildwechselge schwindigkeiten als mit herkömmlichen Impulsbetriebsarten erzielt werden, damit sich bewegende Objekte besser abgebil det werden können. Gleichzeitig ermöglicht die Erfindung den Einsatz der Röntgenstrahlen über kleinere Perioden als bei bisher verwendeten kontinuierlichen Betriebsarten, wodurch höhere Belichtungsdosierungen und damit bessere Kontraste erzielt werden können. Durch die höheren Bildwechselgeschwin digkeiten lassen sich ferner Bewegungsartefakte reduzieren.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeich nung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Arbeitsweise einer bekannten, dynamischen, digitalen Schirmbildeinrich tung mit kontinuierlicher Röntgenstrahlbelichtung und sprungweiser Auslesung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Arbeitsweise der bekannten Einrichtung, bei der die gepulste Röntgen strahlbelichtung eine progressive Auslesung hat,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Arbeitsweise einer Einrichtung nach der Erfindung mit gepulster Röntgen strahlbelichtung und fortschreitender Auslesung,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Einrichtung nach der Erfindung,

Fig. 5 und 6 schematische Darstellungen der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung in zwei Variatio nen, und

Fig. 7 eine schematische Darstellung, aus der sich ein Vorteil des Betriebes nach den Fig. 5 und 6 ergibt, in dem Bildwechsel in engem Abstand innerhalb eines längeren Intervalles, z. B. eines Herzzyklus möglich sind.

Fig. 1 zeigt schematisch die Arbeitsweise einer herkömmlichen digitalen Schirmbildeinrichtung unter Verwendung einer Röntgenstrahlbelichtung 1a und einer sprungweisen bzw. verschachtelten Fernsehauslesung 1b. Weil die Röntgenstrahl belichtung kontinuierlich ist, muß sie einen verhältnismäßig niedrigen Pegel, z. B. 10 ma haben und wird über eine Zeitpe riode von z. B. 10-20 Sekunden aufgegeben. Um ein Flimmern zu vermeiden, soll die Fernsehauslesung etwa 25-30 Bild wechsel pro Sekunde haben, wobei für jeden Bildwechsel zwei absatzweise Felder vorgesehen sind. Bei einem System mit 525 Zeilen, wie in USA üblich, treten 30 Bildwechsel pro Sekunde auf; jedes Feld besteht aus 241,5 Zeilen und hat etwa 14,5 m/sec Dauer; die Austastimpulse für jedes Feld haben eine Dauer von etwa 1/3 m/sec; bei einem System mit 625 Zeilen, wie es dem europäischen System entspricht, weist jeder Bildwechsel zwei absatzweise Felder von jeweils 287,5 Zeilen auf, und die Austastimpulse haben eine Dauer von etwa 1,2 m/sec.

Wie in Fig. 1 gezeigt, haben die Anfangsfelder und -bilder eine geringere Größe als die anderen, und zwar wegen der Zeit, die erforderlich ist, um den Videosignalpegel zu stabilisieren, sowie der Zeit für den Aufbau der Ladung oder der Zeitverzögerung der Fernsehröhre. Dies gilt nicht nur für eine verschachtelte Auslesung, sondern auch für eine progressive Auslesung unter Verwendung einer kontinuierlichen Belichtung, und deshalb sind die Anfangsbilder bei einer kontinuierlichen Betriebsart nur begrenzt verwendbar. Die begrenzte Verwendbarkeit der Anfangsbilder ist bei einer kontinuierlichen Betriebsart unkritisch, weil die Prüfung über eine verhältnismäßig lange Zeitdauer, z. B. 10-20 Sekunden, durchgeführt wird.

Wie vorstehend erwähnt, wird die konventionelle, kontinuier liche Betriebsart nach Fig. 1 bei der Prüfung sich bewegender Objekte verwendet, wobei mindestens 25-30 Bilder pro Sekunde erforderlich sind, um ein Flimmern zu vermeiden. Der Nachteil der kontinuierlichen Betriebsart ist darin zu sehen, daß aufgrund der kontinuierlichen Belichtung die Dosierung pro Bild verhältnismäßig niedrig sein muß, und daß damit der Kontrast verhältnismäßig gering ist.

Wenn ruhende oder sich langsam bewegende Objekte geprüft werden, ist ein dynamischer Betrieb bei 25 oder 30 Bildern pro Sekunde nicht erforderlich, deshalb kann die Einrichtung nach der herkömmlichen, gepulsten Betriebsart betrieben werden, wie in Fig. 2 gezeigt. Bei dieser Betriebsart wird der Röntgenstrahl periodisch durch einen Belichtungsimpuls erregt, der mit 2a bezeichnet ist. Die Fernsehauslesung kann entweder sprungweise oder progressiv erfolgen. Die progressive Auslesung (in Fig. 2 dargestellt) ist üblicher, weil bei einer sprungweisen Auslesung das zweite Feld nur etwa 10-20% der Größe des ersten Feldes hat, und damit die Trennung der Röntgenstrahlbelichtung von der Fernsehauslesung sehr schwierig zu erreichen ist.

Dieser und andere Nachteile werden dadurch vermieden, daß eine progressive Auslesung in einer Impulsbelichtungs- Betriebsart verwendet wird, die in Fig. 2 dargestellt ist. Bei dem europäischen System mit 625 Zeilen erfolgt eine einzelne Abtastauslesung 2c des Targets im Anschluß an die Röntgenstrahlbelichtung 2a, die ein Bild gleichförmiger Helligkeit ergibt und die Probleme des Ladungsaufbaues der kontinuierlichen Betriebsart vermeidet. An das Lesebild 2b₂ schließt sich eine Auswasch-Bildauslesung 2b₃ an, um jede Restladung auf dem Target vor der nächsten Belichtungs- und Lesefolge zu entfernen. Das Auswaschbild 2b₃, das sich an das Auslesebild 2b₂ anschließt, hat eine Größe von nur wenigen Prozent des Bildes 2b₂.

Bei dem herkömmlichen progressiven Auslesebetrieb mit gepulster Belichtung nach Fig. 2 wird der Ausleseimpuls 2a während einer Austastperiode 2c der Fernsehauslesung während des Bildwechsels vor dem Auslesebild aufgegeben. Somit beträgt die maximale Arbeitsgeschwindigkeit bei dieser Betriebsart ein Drittel der Bildgeschwindigkeit.

Fig. 3 zeigt schematisch die Arbeitsweise der Einrichtung nach der Erfindung, bei der die Röntgenstrahlquelle durch Belichtungsimpulse erregt wird, die während der Rücklauf intervalle gleichzeitig mit den Austastsignalen der Fernseh auslesung aufgegeben werden. Die Fernsehröhre weist ein Target auf, das ein Schema von elektrischen Ladungen entspre chend dem abzubildenden Gegenstand aufnimmt. Die herkömmli chen Fernsehröhren haben ferner eine Elektronenkanone zur Erzeugung eines Elektronenstrahles sowie eine Abtastvorrich tung, die den Elektronenstrahl so auslegt, daß der Strahl das Target ablenkt, damit während der Abtastintervalle elektri sche Signale ausgelesen werden, die Bilder des abzubildenden Gegenstandes darstellen. Die Fernsehröhre erzeugt ferner Austastimpulse zum Austasten des Strahles während der Rücklaufintervalle zwischen Bildwechseln. Beim europäischen System mit 625 Zeilen haben die Austastimpulse eine Dauer von etwa 1,6 m/sec, bei dem US-System mit 525 Zeilen eine Dauer von etwa 1,0 m/sec. Fig. 3 zeigt die Arbeitsweise der Erfindung mit dem europäischen System mit 625 Zeilen und Austastimpulsen von 1,2 m/sec.

Da für eine Informationsmatrix von 256 × 256 nur 256 Zeilen benötigt werden, wird somit der Austastimpuls für einen Auslese-Bildwechsel 3a, der in herkömmlicher Weise eine Dauer von 1,6 m/sec hat, auf 3,6 m/sec verlängert, wie durch die gestrichelte Linie 2c₂ gezeigt. Andererseits kann der Austastimpuls gleichbleiben, jedoch der Röntgenstrahlimpuls verlängert werden, um die nichtaktiven Zeilen einzuschließen. Diese Verlängerung des effektiven Rücklaufintervalles verkürzt wiederum das Abtastintervall von 575/2 Zeilen auf 256 Zeilen, wie ebenfalls in Fig. 3 gezeigt. Der Belichtungs impuls 3, der die Röntgenstrahlröhre erregt, wird während dieses verlängerten Intervalles aufgegeben. Man hat festge stellt, daß ein Belichtungsimpuls mit einer Dauer von 3,0 Sekunden ausreicht, damit die gewünschte Dosierung erreicht und innerhalb des verlängerten 3,6 m/sec Intervalles aufge nommen wird.

Auf jedes Auslesefeld 3b₁ folgt ein Auswaschfeld 3b₂, damit auf dem Target verbliebene Ladung vor der nächsten Belich tungs- und Auslesefolge entfernt wird. Wie bereits beschrie ben, hat das Auswaschfeld 3b₂ lediglich etwa 10-20% der Größe des Auslesefeldes 3b₁.

Falls erwünscht, können die Daten und/oder das Auswaschfeld ein breiteres Strahlenbündel verwenden, um die Entfernung von Restladung auf dem Target vor der nächsten Belichtungs- und Auslesefolge sicherzustellen. Dies kann auf einfache Weise mit Hilfe eines Widerstandes geschehen, der beispielsweise in einen Stromkreis mit der Fokussierspule der Fernsehkamera eingeschaltet wird. Dieser Widerstand wird ein- und ausge schaltet, damit die Strahlbreite während der Auswasch-Bild wechsel vergrößert wird.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung, die nach einer in Fig. 3 dargestellten Methode arbeitet. Die Einrichtung nach Fig. 4 weist eine Röntgen strahlröhre 10 zum Belichten eines Objektes mit Röntgen strahlen auf, die das Objekt durchdringen und auf eine Bildverstärkerröhre 14 auftreffen. Die Röhre 14 wandelt die Röntgenstrahlen in Lichtstrahlen um, die über eine Optik 16 auf den Bildschirm einer Fernsehröhre 18 übertragen werden. Der Bildschirm wird von dem Elektronenstrahl abgetastet, und elektrische Signale, die die Bilder des abzubildenden Objektes darstellen, werden in einen Digitalprozessor 20 eingeführt. Der Prozessor 20 weist einen Analog/Digital- Wandler 22 auf, der die elektrischen Signale digitalisiert, bevor sie in eine Datenverarbeitungsvorrichtung 24 und einen Speicher 26 übertragen werden, in dem die verarbeiteten Daten gespeichert werden. Der Prozessor 20 kann dann die verarbei teten Informationen zur Sichtanzeige an einen Monitor 28 oder zur Speicherung an einen externen Speicher weitergeben. Die Einrichtung besitzt ferner eine Erregervorrichtung 32, die mit Belichtungsimpulsen aus dem Prozessor 20 gespeist wird.

Die Einrichtung nach Fig. 4 kann so ausgelegt sein, daß eine kontinuierliche Betriebsart und/oder eine gepulste Betriebs art, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, möglich ist. Es kann jedoch auch eine gepulste Betriebsart nach Fig. 3 wie auch nach den noch zu beschreibenden Fig. 5 und 6 erzielt werden.

Die dargestellte Einrichtung weist einen Betriebsartwähler 50 zum Auswählen der Betriebsart auf, die eine Fernsehaustast vorrichtung 52 der Fernsehkamera 18 steuert; wenn der neue Impulsmodus ausgewählt wird, werden die Austastimpulse, die der Fernsehkamera aufgegeben werden, von etwa 1,6 m/sec (nach dem europäischen System) auf etwa 3,6 m/sec verlängert. Die Verlängerung der Austastimpulsdauer verringert die Anzahl von aktiven Zeilen von 575/2 auf 256, wie in Fig. 3 dargestellt. Der Betriebsartwähler 50 steuert ferner die Erregervorrich tung 32 und bewirkt, daß diese einen Belichtungsimpuls von etwa 3 m/sec innerhalb des verlängerten Zeitintervalles 3,6 m/sec des Austastimpulses erzeugt, wie in Fig. 3 mit 3a angedeutet. Die Steuerung durch den Betriebsartwähler 50 erfolgt über den Prozessor 24.

Die Einrichtung nach Fig. 4 kann mit wesentlich größeren Bildwechselgeschwindigkeiten betrieben werden als die herkömmlichen, gepulsten Betriebsartsysteme nach Fig. 2, damit die sich bewegenden Objekte ohne Verschmieren abgebil det werden. Da die Belichtung ferner nur über eine sehr kurze Zeitdauer eines jeden Bildes erfolgt, können höhere Dosierun gen verwendet werden, als bei einer kontinuierlichen Be triebsart nach Fig. 1. Damit ergibt sich ein besserer Kontrast als bei der herkömmlichen kontinuierlichen Betriebs art; auch läßt sich eine bessere Stopwirkung erzielen als bei kontinuierlicher Betriebsart.

Fig. 4 zeigt die weiter oben erwähnte Möglichkeit, die Elektronenstrahlbreite zu vergrößern, um die Beseitigung von Restladungen auf dem Target besser durchführen zu können. So steuert der Betriebsartwähler 50, wie in Fig. 4 gezeigt, über den Prozessor 24 eine Fokussteuereinheit 54, die entweder bei Anwendung der herkömmlichen gepulsten Betriebsart nach Fig. 2 oder der neuen gepulsten Betriebsart nach Fig. 3 einen elektrischen Widerstand in der Fokussierspulenschaltung der Fernsehkamera zur Vergrößerung der Strahlbreite während eines Betriebes mit 256 Zeilen einschaltet (oder ausschaltet).

Die Fernsehkameraröhre 18 und der Digitalprozessor 20 können kommerziell verfügbare Geräte sein. Eine Form eines derarti gen Gerätes schließt z. B. die Wahl zwischen einem Analog/ Digital-Wandler 22 mit neun Bits oder einem Analog/Digital- Wandler mit acht Bits mit einem variablen Fenster ein. Eine Rauschquelle in einer solchen Einrichtung ist das Digitali sierungsrauschen, das in dem Analog/Digital-Wandler auf tritt, d. h., daß das Digitalisierungsrauschen in einem Wandler mit acht Bits und mit 256 Pegeln wesentlich größer ist als in einem Wandler mit neun Bits oder mit zehn Bits.

Es wurde festgestellt, daß das Digitalisierungsrauschen wesentlich dadurch reduziert werden kann, daß der Analog/Digital-Wandler 22 in Abhängigkeit von der Einstellung des variablen Fensters gesteuert wird. Die Einrichtung nach Fig. 4 weist somit eine Steuervorrichtung 56 für das variable Fenster auf, die durch die Einstellung des variablen Fensters gesteuert wird, derart, daß der Analog/Digital-Wandler 22 so gesteuert wird, daß der Schwellwert und der Verstärkungsfak tor des Wandlers in der Weise eingestellt werden, daß sie nur interessierende Signale enthalten, so daß die Effektivität der Analog/Digital-Wandler erhöht und das Digitalisierungs rauschen effektiv verringert wird.

Die vorbeschriebene Einrichtung ergibt ein effektives System mit 256 Zeilen, das normalerweise für die Herzabbildung ausreichend ist.

Eine alternative Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt, in der ein Impuls der Röntgenstrahlung in jedem vertikalen Synchronisierintervall (d. h. Austast- oder Rücklaufintervall) aufgegeben wird, bei dem jedoch eine Plumbicon-Röhre verwendet wird. Für eine normale Plumbicon- Röhre von 2,54 cm (1 Inch-Röhre) wird das zweite Feld nur etwa 14% stärker als das erste Feld. Diese Änderung kann entweder durch einen Verstärker mit einstellbarem Verstär kungsgrad am Ausgang der Fernsehröhre (Änderungen auf einer Feld/Feld-Basis), oder aber durch Kompensation im Datenpro zessor, der die Signale aufnimmt, kompensiert werden. Diese Technik ergibt eine gepulste 512-Zeilenauslesung mit einem vergrößerten effektiven vertikalen Austastintervall von 3,6 m/sec, wie in Fig. 5 gezeigt. Nach einer weiteren Alternative kann mit vorliegender Erfindung eine Plumbicon-Röhre mit 5,08 cm (2 Inch-Röhre) anstelle einer normalen Röhre mit 2,54 cm verwendet werden. Wird der Durchmesser des Strahlenbündels klein gehalten, kann das zweite Feld relativ zu seinem Wert in der Röhre mit 2,54 cm vergrößert werden, und es kann die Kompensationsmethode nach Fig. 5 angewendet werden. Diese Variation ist in Fig. 6 dargestellt, wobei VS₁ das Videosig nal im zweiten Feld für eine 1 Inch-Röhre und VS₂ das entsprechende Signal in einer 2 Inch-Röhre darstellt.

Ein spezieller Vorteil bei den dargestellten Variationen besteht darin, daß sie die Verwendung der herkömmlichen absatzweisen Betriebsart bei der Datengewinnung ermöglichen, die die Auslegung des Systems vereinfachen. Zusätzlich ermöglicht die Erfindung die Erzielung von in engem Abstand versetzten Bildern innerhalb eines längeren Intervalles, z. B. eines Herzzyklus. Dies ist insbesondere im Diagramm nach Fig. 7 gezeigt, in dem die R Wellensignale RW₁, RW₂ aus dem EKG zum Triggern der Auslesebilder F₁, F₂, F₃ verwendet werden können. Somit kann die von dem Objekt aufgenommene Strahlung für zwei oder drei Bilder (in Fig. 7 sind drei Bilder gezeigt) von z. B. 20 in einem normalen Herzzyklus dienen. Dies ermöglicht, daß die Strahlungsdosis während eines jeden Bildes um einen Faktor 10 gegenüber der Strahlungsdosis erhöht werden kann, die für eine herkömmliche kontinuierliche Betriebsart zugelassen ist, ohne daß eine Erhöhung der auf den Patienten einwirkenden Gesamtstrahlungsbelastung erfor derlich ist.

Claims

1. Verfahren zum Umwandeln von Video-Kamerabildern in elektrische Signale, bei dem die Bilder dadurch gewonnen werden, daß Strahlung benutzt wird, die durch Ansprechen auf eine gepulste Strahlungsquelle erhalten wird, daß die Strahlung aus der Quelle angezeigt wird, die durch ein Objekt geht, um Bilder des Inneren dieses Objektes zu erzeugen, wobei die Kamera die Bilder über eine Abtast zeitperiode abtastet, die Abtastung Rahmen von Signalen entsprechend diesen Bildern ausliest, und die ausgelese nen Bilder während einer Auswasch-Abtastperiode (scrub scan period) ausgewaschen werden, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Quelle während einer Austastperiode gepulst wird, die effektiv länger ist als das Austasten in herkömm lichen TV-Kamera-Abtastsystemen,
b) die Bilder über eine Zeitperiode abgetastet werden, die effektiv kürzer ist als die herkömmliche TV- Kamera-Abtastdauer,
c) die Quelle mit einer Rate gepulst wird, die größer als 15 und kleiner als 50 Impulse pro Sekunde ist, und
d) die Rahmen mit einer Rate erzeugt werden, die etwa gleich der Quellenpulsrate ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Abtastzeitperiode eine Auswaschperiode anschließt, um elektrische Ladungen, die während der vorausgehenden Abtastzeitperiode aufgenommen werden, auszuwaschen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Impulssteuerung zur Verfügung stehende Intervall von etwa 1,2 msec auf etwa 3,5 msec erhöht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Periode der Impulssteuerung der Quelle verlängert wird, um eine Strahlung über eine Zeitperiode zu erzie len, die größer ist als die normale Rücklaufperiode.

5. Einrichtung zum Prüfen eines Objektes, mit

a) einer Quelle (10) durchdringender Strahlung,
b) einer Erregervorrichtung (32) zum Erregen der Quelle (10) in der Weise, daß das Objekt der Strahlung ausgesetzt ist,
c) einer Fernsehkameraröhre (18) mit einem Bildschirm bzw. Rasterschirm und einer Vorrichtung zum Erzeugen von Elektronenstrahlen,
d) einer Umwandlungsvorrichtung (14) zum Umwandeln der durch das Objekt übertragenen Strahlung in ein Schema elektrischer Ladungen auf dem Bildschirm,
e) einer Abtastvorrichtung (52) einschließlich des Elektronenstrahles der Fernsehkameraröhre (18) zur Erzeugung von Abtastsignalen, die auf die Abtastung durch den Elektronenstrahl des Targets ansprechen, um damit elektrische Signale auszulesen, die Einzelbilder des zu prüfenden Objekts darstellen, und
f) einer Vorrichtung innerhalb der Abtastvorrichtung (52) zur Erzeugung von Austastsignalen zum Austasten der Fernsehkameraröhre (18) während Rücklaufintervallen zwischen den Einzelbildern,

dadurch gekennzeichnet, daß

g) die Erregervorrichtung (32) durch Belichtungsimpulse gesteuert ist, die während Rücklaufintervallen gleichzeitig mit den Austastsignalen aufgegeben werden, wobei die Austastsignalintervalle kürzer sind als die Intervalle der Abtastsignale, und
h) eine Vorrichtung (50) die Abtastvorrichtung (52) so steuert, daß sie bei Abtastintervallen arbeitet, die effektiv kürzer sind als die Abtastintervalle herkömm licher Fernsehkameras.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Steuerung der Abtastvorrichtung (52), um elektrische Ladungen eines jeden Auslesefeldes auszuwa schen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die verfügbaren Intervalle für Perioden von etwa 3,5 msec bestimmt sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das verfügbare Intervall etwas größer als 3 msec ist, und daß die Belichtungsimpulse eine Dauer von etwa 3 msec haben.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (10) durchdringender Strahlung eine Röntgen strahlröhre ist, und daß die Umwandlungsvorrichtung (14) zur Umwandlung von Strahlung in ein Schema von elektri schen Ladungen auf dem Bildschirm der Fernsehkameraröhre (18) einen Bildverstärker zur Umwandlung der Röntgen strahlung in Licht aufweist, das auf die Oberfläche des Bildschirms der Fernsehkameraröhre projiziert wird.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch

a) einen Analog-Digital-Wandler (22) zum Erzeugen digitaler Informationen,
b) einen Prozessor (24) zum Verarbeiten der digitalen Informationen, und
c) einen Monitor (28).

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung (52) 256 Positionen des Bildschirms längs 256 Abtastzeilen abtastet, und daß der Prozessor (24) eine 256 × 256 Speichermatrix aufweist.

12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung (52) 512 Positionen des Bildschirms längs 512 Abtastzeilen abtastet, und daß der Prozessor (24) eine 512 × 512 Speichermatrix aufweist.

13. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Analog-Digital-Wandler (22) ein variables Fenster (56) aufweist, um den Bereich von digitalisierten Spannungen zu verändern, und daß der Wandler (22) durch Verstellung des variablen Fensters (56) gesteuert ist.

14. Verfahren zum Prüfen eines Objektes, in dem das Objekt wiederholt einer Quelle durchdringender Strahlung ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die auf das Objekt übertragene Strahlung in ein Schema elektrischer Ladungen auf dem Bildschirm bzw. Raster schirm einer Fernsehkamera umgewandelt wird,
b) daß der Bildschirm wiederholt mit einem Elektronen strahl abgetastet wird, der durch Abtastsignale gesteuert wird, damit während der Abtastintervalle elektrische, die Einzelbilder des geprüften Objektes darstellende Signale ausgelesen werden,
c) die Abtastsignale von Austastsignalen getrennt werden, die während Intervallen wirksam werden, welche kürzer sind als die Abtastintervalle, um die Fernsehkamera zwischen Auslese-Einzelbildern auszutasten,
d) die Quelle durchdringender Strahlung durch Belich tungsimpulse erregt wird, die während Belichtungs intervallen aufgegeben werden, und
e) die Abtastintervalle in Abhängigkeit von Belichtungs impulsen verkürzt werden, welche eine Strahlung über eine Belichtungsperiode ergeben, die größer ist als die Rücklaufintervalle eines herkömmlichen Fernsehka mera-Abtastsystems, jedoch kürzer sind als die Abtastintervalle des herkömmlichen Fernsehkamera- Abtastsystems.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Abtasten des Bildschirmes durch einen Elektronen strahl während Abtastintervallen zum Auslesen von elektrischen Signalen, die Einzelbilder des geprüften Objektes darstellen, ein Auswaschen des Targets folgt, während dem der Bildschirm ausgewaschen wird, um die elektrischen Ladungen des vorausgehenden Auslesefeldes auszuwaschen.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das verfügbare Intervall für einen Belichtungsimpuls von etwa 1,2 msec auf etwa 3,5 msec unter Verwendung der Zeit aus den verkürzten Abtastintervallen verlängert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Belichtungsintervall auf etwas mehr als 3 msec verlängert wird.

18. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Strahlungsquelle eine Röntgenstrahlquelle ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Röntgenstrahlen durch das Objekt hindurchgeführt werden,
b) die Röntgenstrahlen, die das Objekt durchdrungen haben, in Licht umgewandelt werden,
c) das Licht in ein Schema von elektrischen Ladungen auf dem Bildschirm der Fernsehkameraröhre umgewandelt wird,
d) der Bildschirm abgetastet wird, um elektrische Signale auszulesen,
e) die elektrischen Signale, die aus der Fernsehkamera röhre ausgelesen werden, digitalisiert werden,
f) die digitalisierten, ausgelesenen Signale verarbeitet werden, und
g) die verarbeiteten ausgelesenen Signale auf einem Monitor zur Anzeige gebracht werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß

a) elektrische Signale der Fernsehkameraröhre durch Abtasten von 256 Positionen längs 256 Abtastzeilen ausgelesen werden, und
b) die digitalisierten Signale in einer 256 × 256 Speichermatrix gespeichert werden.

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß

a) 512 Positionen des Bildschirms längs 512 Abtastzeilen abgetastet werden, und
b) die digitalisierten elektrischen Signale in einer 512 × 512 Speichermatrix gespeichert werden.

21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulssteuerung der Quelle durchdringender Strahlung während bestimmter Augenblicke maximaler Bewegung des zu prüfenden Objektes gesperrt wird, wenn das zu prüfende Objekt sich relativ rasch während eines Teils eines Intervalls bewegt.

22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Fernsehkameraröhre ausgelesenen digitalisier ten elektrischen Signale gefenstert werden, um den Bereich der digitalisierten Signale zu verändern.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Genauigkeit der Digitalisierung von Analogsignalen durch Verwendung des variablen Fensters und durch Veränderung der Fenstereinstellung verändert wird.