DE3602480C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer die aus einem Patienten austretende Röntgen­ strahlung erfassenden Röntgenbildverstärker-Fernsehkette mit einem Röntgenbildverstärker, einer an seinem Aus­ gangsleuchtschirm angeordneten Optik, einer Fernsehauf­ nahmeröhre mit einer Optik, einer im optischen Strahlen­ gang vor der Fernsehaufnahmeröhre angeordneten Beleuch­ tungsvorrichtung für die diffuse Beleuchtung des Targets der Fernsehaufnahmeröhre und einer an dem Target ange­ schlossenen Klemmschaltung. Derartige Beleuchtungsvor­ richtungen dienen zur Verhinderung der negativen Aufla­ dung der Schicht des Targets der Fernsehaufnahmeröhre und der Verbesserung deren Trägheitseigenschaften.

In der E-PS 00 38 665 ist eine derartige Röntgendiagno­ stikeinrichtung beschrieben, bei der durch ein Zeitglied gesteuert vor einer Belichtung des Targets der Fernseh­ kamera dieses mit hoher Lichtintensität beleuchtet wird. Unmittelbar vor der Belichtung mit Nutzinformation wird die Lichtintensität auf einen niedrigeren Pegel umge­ schaltet. Nach erfolgter Belichtung durch einen vom Bild­ verstärker in ein sichtbares Licht umgewandelten Röntgen­ impuls wird vor der Abtastung die Beleuchtungsvorrichtung abgeschaltet. Nach dem Auslesen des Nutzsignales wird die Beleuchtungsvorrichtung wiederum auf hohe Lichtintensität geschaltet, während das Target weiterhin abgetastet wird. Durch diese Steuerung des Vorlichtes wird erreicht, daß der nichtlineare Übergangsteil beim Ansprechen der Fern­ sehkamera reduziert wird. Eine in jedem Falle optimale Reduzierung der Trägheit der Fernsehaufnahme wird aber nicht erreicht. Sie dient vielmehr dazu, definierte Aus­ gangszustände vor einer Einzelbelichtung zu erhalten. Die­ ser Grundlichtanteil im Fernsehsignal wird erfaßt und durch eine entsprechende Regelschaltung durch Offset-Ver­ schiebung eliminiert. Die hohe Trägheit der Fernsehauf­ nahmeröhre erweist sich hierbei als nicht störend, da nur Einzelaufnahmen erstellt werden.

Während des Durchleuchtungsbetriebes, d.h. während dau­ ernder Belichtung und dauernder Abtastung des Targets der Fernsehaufnahmeröhre weisen die gebräuchlichen Fernseh­ aufnahmeröhren eine Trägheit auf, die von der maximalen Größe der Lichtintensität abhängig ist. Je größer die auf dem Target auftreffende Lichtintensität ist, desto klei­ nere Trägheiten weist die Fernsehaufnahmeröhre auf. Dies führt dazu, daß bei kleinen Aussteuerungen, wie sie bei Röntgenfernsehanlagen durch die sehr unterschiedlichen Objektkontraste vorkommen können, relativ große, störende Trägheiten auftreten. Es ist grundsätzlich nicht möglich, die Aussteuerungsbedingungen in jeder Betriebsart einer Röntgenfernsehanlage so zu legen, daß immer der maximal zulässige Signalstrom der Aufnahmeröhre erreicht wird. Deshalb hängen die Trägheit der Aufnahmeröhre und somit die Bildschärfe bei Bewegungsabläufen von der momentanen Aussteuerung des Fernsehkanales ab.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgendia­ gnostikeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaf­ fen, bei der die Trägheit der Fernsehkamera möglichst klein und konstant gehalten wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Target der Fernsehaufnahmeröhre weiterhin mit einer Re­ gelschaltung für die Helligkeit der Beleuchtungsvorrich­ tung verbunden ist, die diese im Sinne der Konstanthal­ tung des maximalen Ausgangssignales der Fernsehaufnahme­ röhre steuert. Durch diese Regelung des Videosignales auf einen Maximalwert liegt der Anteil des Nutzsignales im Videosignal immer im Bereich geringer Trägheiten. Durch die anschließende Eliminierung des Vorlichtanteiles durch die Schaltung erhält man ein Nutzsignal, das mit geringer Trägheit behaftet ist und den vollen Signalhub aufweisen kann.

Eine einfache Eliminierung des Vorlichtanteiles auch bei ungleichmäßiger Beleuchtung des Targets wird erreicht, wenn die Schaltung einen Bildspeicher aufweist, in dem die Lichtverteilung der Beleuchtungsvorrichtung auf dem Target gespeichert ist, wenn an dem Bildspeicher eine Multiplikationsstufe angeschlossen ist, der ein Korrek­ tursignal zugeführt wird, das der Amplitude des im Aus­ gangssignal der Fernsehaufnahmeröhre enthaltenen Vor­ lichtanteiles entspricht, und wenn die Ausgangssignale der Fernsehaufnahmeröhre und der Multiplikationsstufe einer Subtraktionsstufe zur Bildung der Differenz aus dem aktuellen Videosignal und dem gespeicherten, mit dem Kor­ rekturfaktor bewerteten Videosignal zugeführt werden.

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

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikeinrichtung,

Fig. 2 einen vereinfachten Aufbau der Schaltung zur Eliminierung des Vorlichtanteiles, und

Fig. 3 eine alternative Ausführung der Schaltung zur Eliminierung des Vorlichtanteiles.

In der Fig. 1 ist ein Röntgenbildverstärker 1 mit einem Eingangsleuchtschirm 2 dargestellt, aus dem die aus einem Patienten 3 austretende, von einer nicht dargestellten Röntgenröhre erzeugte Röntgenstrahlung 4 auftrifft. Im Röntgenbildverstärker 1 wird das Röntgenstrahlenbild elektronisch verstärkt und als ein sichtbares Röntgenbild auf einem Ausgangsleuchtschirm 5 wiedergegeben, dem eine Bildverstärkeroptik 6 zugeordnet ist. Eine Optik 8 bildet das Ausgangsbild des Röntgenbildverstärkers 1 auf dem Target 10 einer Fernsehaufnahmeröhre 9 ab. Das Ausgangs­ signal der Fernsehaufnahmeröhre 9, das Videosignal, wird am Target 10 abgegriffen und in einem Videoverstärker 11 verstärkt. Der Ausgang des Videoverstärkers 11 ist mit einer Regelschaltung 12 bis 15 verbunden, die als Eingang eine Diode 12 aufweist, deren Kathode mit einem auf Masse gelegten ersten Kondensator 13 verbunden ist. An dem er­ sten Kondensator 13 ist weiterhin ein erster Regelver­ stärker 14 angeschlossen, an dessem zweiten Eingang ein erster einstellbarer Widerstand 15 als Sollwertgeber an­ geschlossen ist. Der Ausgang des ersten Regelverstärkers 14 steuert die Helligkeit einer Beleuchtungsvorrichtung 16, beispielsweise einer Leuchtdiode, die beispielsweise im telezentrischen Strahlengang 7 zwischen den beiden Optiken 6 und 8 angeordnet ist und in die Optik 8 der Fernsehaufnahmeröhre 9 strahlt. Dadurch wird eine schwa­ che diffuse Beleuchtung des Targets 10 der Fernsehauf­ nahmeröhre 9 bewirkt.

An dem Ausgang des Videoverstärkers 11 ist weiterhin eine Schaltung zur Eliminierung des von der Beleuchtungsvor­ richtung 16 eingestrahlten Vorlichtanteiles im Videosi­ gnal, beispielsweise eine Klemmschaltung, angeschlossen. Sie weist als Eingang einen zweiten Kondensator 17 auf, der mit einem Verstärker 18 verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers 18 ist über einen ersten Schalter 19 mit einem auf Masse gelegten dritten Kondensator 20 und dem Eingang eines zweiten Regelverstärkers 21 verbunden, an dessen anderem Eingang ein zweiter einstellbarer Wider­ stand 22 zum Abgreifen einer Referenzspannung angeschlos­ sen ist. Der Ausgang des zweiten Regelverstärkers 21 ist über einen vierten Kondensator 23 an Masse gelegt und über einen zweiten Schalter 24 mit dem zweiten Konden­ sator 17 und dem Eingang des Verstärkers 18 verbunden. Ein Zeitglied 25 steuert die beiden Schalter 19 und 24. An dem Ausgang des Verstärkers 18 ist weiterhin ein Ab­ schneideverstärker 26 angeschlossen, dessen Ausgangssi­ gnal beispielsweise an einem nicht dargestellten Monitor zur Wiedergabe des Röntgenbildes angeschlossen ist.

Durch die Diode 12 wird der erste Kondensator 13 auf den Maximalwert des vom Videoverstärker 11 gelieferten Video­ signales aufgeladen. Im ersten Regelverstärker 14 wird dieser Wert mit dem vom ersten Widerstand 15 gelieferten Sollwert verglichen. Das Ausgangssignal des ersten Regel­ verstärkers 14 steuert die Helligkeit der Leuchtdiode 16 derart, daß das Vorlichtsignal zusammen mit dem Nutzsi­ gnal ein Videosignal ergibt, dessen maximale Amplitude knapp unter dem maximalen Signalstrom der Fernsehaufnah­ meröhre 9 liegt.

Zur Eliminierung des Vorlichtanteiles im Videosignal wird der erste Schalter 19 durch das Zeitglied 25 während der Zeit eingeschaltet, in der im Videosignal kein Nutzsi­ gnal, sondern nur der Vorlichtanteil vorhanden ist. Die­ ser Spannungswert wird in dem dritten Kondensator 20 ge­ speichert und dem zweiten Regelverstärker 21 zugeführt. Bei einer Abweichung zwischen dem getasteten Signal und dem vom zweiten Widerstand 22 gelieferten Sollwert ver­ schiebt der zweite Regelverstärker 21 das Potential am vierten Kondensator 23, der bei geschlossenem zweiten Schalter 24 den zweiten Kondensator 17 entsprechend auf­ lädt. Dadurch wird der Vorlichtanteil auf die Referenz­ spannung eingeregelt. Der der Klemmschaltung nachfolgende Abschneideverstärker 26 unterdrückt sämtliche Spannungen unterhalb dieses Referenzpegels, so daß an seinem Ausgang in dem Videosignal nur das Nutzsignal enthalten ist.

In der Fig. 2 ist eine vereinfachte Klemmschaltung dar­ gestellt. An dem zweiten Kondensator 17 ist über den vom Zeitglied 25 gesteuerten zweiten Schalter 24 direkt der zweite einstellbare Widerstand 22 für die Klemmspannung verbunden. An dem zweiten Kondensator 17 ist der Ab­ schneideverstärker 26 angeschlossen. Der zweite Schalter 24 wird nur während der Zeit eingeschaltet, in der das Videosignal nur das Vorlichtsignal enthält. Dadurch wird das Vorlichtsignal auf den durch den zweiten Widerstand 22 bestimmten Pegel getastet und festgelegt. Der nachfol­ gende Abschneideverstärker 26 läßt unterhalb dieses Pe­ gels kein Signal durch. Am Ausgang des Abschneideverstär­ kers 26 liegt somit nur das Nutzsignal an.

In der Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schaltung zur Eliminierung des von der Beleuchtungsvor­ richtung 16 eingestrahlten Anteiles im Videosignal dar­ gestellt. An dem Ausgang des Videoverstärkers 11 ist ein Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler 27) angeschlossen, dessen Ausgang mit einem Bildspeicher 28 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Bildspeichers 28 wird über eine Multiplikationsstufe 29 einer Subtraktionsstufe 30 zuge­ führt. In der Multiplikationsstufe 29 wird das gespei­ cherte Videosignal mit einem Korrekturfaktor multipli­ ziert, der beispielsweise von einer Meßschaltung 31 aus dem aktuellen Videosignal abgeleitet wird. In der Sub­ traktionsvorrichtung 30 werden das aktuelle Videosignal und das gespeicherte, mit dem Korrekturfaktor bewertete Videosignal subtrahiert. Nach anschließender Umwandlung in einem Digital/Analog-Wandler (D/A-Wandler 32) wird das Ausgangssignal der Subtraktionsstufe 30 auf einem nicht dargestellten Monitor wiedergegeben.

Vor Beginn einer Durchleuchtung wird in den Bildspeicher 28 das Videosignal eingelesen, das nur dem von der Be­ leuchtungsvorrichtung 16 erzeugten Vorlichtsignal ent­ spricht. Während der Durchleuchtung wird durch die Meß­ schaltung 31 der Vorlichtanteil innerhalb des Teiles des Videosignales ermittelt, in dem das Nutzsignal nicht vor­ handen ist. Dieser der relativen Größe des Vorlichtantei­ les entsprechende Meßwert wird als Korrekturfaktor der Multiplikationsstufe 29 zugeführt, in der das gespeicher­ te Videosignal mit diesem Korrekturfaktor multipliziert wird. Anschließend werden in der Subtraktionsstufe 30 das aktuelle, das Nutzsignal und das Vorlichtsignal enthalte­ ne Videosignal und das gespeicherte, bewertete Videosi­ gnal, das dem Vorlichtsignal entspricht, voneinander sub­ trahiert, so daß am Ausgang der Subtraktionsstufe 30 nur das Nutzsignal erscheint. Durch diese Schaltung läßt sich das Nutzsignal auch bei ungleichmäßiger Verteilung der Vorbeleuchtung eliminieren.

Claims (2)

1. Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer die aus einem Patienten austretende Röntgenstrahlung erfassenden Rönt­ genbildverstärker-Fernsehkette mit einem Röntgenbildver­ stärker (1), einer an seinem Ausgangsleuchtschirm (5) an­ geordneten Optik (6), einer Fernsehaufnahmeröhre (9) mit einer Optik (8) zur Erzeugung eines Videosignales, einer im optischen Strahlengang vor der Fernsehaufnahmeröhre (9) angeordneten Beleuchtungsvorrichtung (16) für die diffuse Beleuchtung des Targets (10) der Fernsehaufnahme­ röhre (9) und einer an dem Target (10) angeschlossenen Schaltung (17 bis 32) zur Eliminierung des von der Be­ leuchtungsvorrichtung (16) eingestrahlten Anteiles im Videosignal, dadurch gekennzeich­ net, daß das Target (10) der Fernsehaufnahmeröhre (9) weiterhin mit einer Regelschaltung (12 bis 15) für die Helligkeit der Beleuchtungsvorrichtung (16) verbunden ist, die diese im Sinne der Konstanthaltung des maximalen Ausgangssignales der Fernsehaufnahmeröhre (9) steuert.

2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schaltung einen Bildspeicher (28) aufweist, in dem die Lichtverteilung der Beleuchtungsvorrichtung (16) auf dem Target (10) speicherbar ist, daß an dem Bildspeicher (28) eine Multiplikationsstufe (29) angeschlossen ist, der ein Korrektursignal zugeführt wird, das der Amplitude des im Ausgangssignal der Fernsehaufnahmeröhre (9) enthaltenen Vorlichtanteiles entspricht, und daß die Ausgangssignale der Fernsehaufnahmeröhre (9) und der Multiplikationsstufe (29) einer Subtraktionsstufe (30) zur Bildung der Diffe­ renz aus dem aktuellen Videosignal und dem gespeicherten, mit dem Korrekturfaktor bewerteten Videosignal zugeführt werden.