DE3626532A1 - Roentgendiagnostikeinrichtung mit einer matrix optoelektronischer sensoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Bildverstärker-Fernsehkette, die einen Rönt­ genbildverstärker, eine Fernsehaufnahmevorrichtung mit matrixförmig angeordneten, optoelektronischen Sensoren und einen Monitor aufweist.

Aus der DE-PS 30 26 359 ist eine derartige Röntgendiagno­ stikeinrichtung bekannt, bei der die Fernsehaufnahmevor­ richtung aus einem Festkörper-Bildwandler besteht, auf dem durch eine Optik das Ausgangsbild des Röntgenbildver­ stärkers abgebildet wird. Diese Fernsehaufnahmevorrich­ tung ist gegenüber denen mit herkömmlichen Bildaufnahme­ röhren kleiner gehalten. Auch weist sie einen einfachen, leicht zu integrierenden Schaltungsaufbau auf.

Zur Reduzierung des Einflusses der geringen Auflösung des Festkörper-Bildwandlers gegenüber einer Bildaufnahmeröhre auf die Bildqualität ist in der obengenannten Patent­ schrift vorgeschlagen, das Ausgangsbild des Röntgenbild­ verstärkers durch magnetische Ablenkung im Takt der Fern­ seh-Halbbilder derart zu verschieben, daß die von dem Bildwandler erfaßten Bildelemente des verschobenen Bildes in die Zwischenräume der von dem Bildwandler erfaßten Bildelemente des nicht verschobenen Bildes fallen, so daß die Bildauflösung erhöht wird.

Für eine derartige Röntgendiagnostikeinrichtung können heute gebräuchliche Bildwandler, beispielsweise vom Typ SONY ICX021-L, Verwendung finden, die eine rechteckför­ mige, lichtempfindliche Eingangsfläche aufweisen, wobei die größere Abmessung in horizontaler Richtung liegt. Da das Ausgangsbild des Röntgenbildverstärkers kreisförmig ist, kann es auf einen derartigen Bildwandler ohne Ver­ luste nur dann abgebildet werden, wenn der Durchmesser der kleineren Abmessung der rechteckförmigen Lichtein­ trittsfläche entspricht. Dadurch wird aber in horizonta­ ler Richtung eine Anzahl von Bildelementen nicht zur Bildgebung genutzt, so daß die Auflösung in horizontaler Richtung reduziert ist.

Da weiterhin die lichtempfindliche Eingangsfläche des Bildwandlers in horizontaler Richtung 500 Bildelemente und in vertikaler Richtung 582 Bildelemente aufweist, be­ deutet das, daß die Röntgendiagnostikeinrichtung bei Ver­ wendung eines derartigen Bildelementes in vertikaler Richtung eine Auflösung von 582 Bildelementen, in hori­ zontaler Richtung aber nur, bezogen auf den Ausgangs­ leuchtschirm des Röntgenbildverstärkers, eine nutzbare Auflösung von 375 Bildelementen aufweist. Das bedeutet aber, daß die Qualität der Auflösung der Röntgendiagno­ stikeinrichtung in horizontaler Richtung ungenügend ist.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgendia­ gnostikeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaf­ fen, die bei Verwendung der üblichen rechteckförmigen Bildwandler eine etwa gleich gute Auflösung in beiden Richtungen aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine der Fernsehaufnahmevorrichtung vorgeschaltete Vorrichtung zur Veränderung des Seitenverhältnisses des durch die Röntgenbildverstärker-Fernsehkette umgewandelten Röntgen- Strahlenbildes vorhanden ist, und daß eine Schaltung der Fernsehaufnahmevorrichtung nachgeordnet ist, die eine elektronische Rückwandlung des Bildes bewirkt. Durch die­ se Vorrichtung wird erreicht, daß das runde Ausgangsbild des Röntgenbildverstärkers ellipsenförmig verzerrt wird, wobei die kleine Achse der Ellipse den Bildwandler in vertikaler Richtung und die große Achse der Ellipse den Bildwandler in horizontaler Richtung vollständig abdec­ ken. Dadurch erhält man für das Ausgangsbild des Rönt­ genbildverstärkers eine Auflösung in horizontaler Rich­ tung von 500 Bildelementen und in vertikaler Richtung von 582 Bildelementen. Dies entspricht ungefähr der Auflösung einer normalen Fernsehkamera. Anschließend wird das vom Bildwandler ausgelesene Videosignal durch die elektroni­ sche Schaltung derart umgewandelt, daß auf dem Monitor das Ausgangsbild wiederum kreisförmig wiedergegeben wird.

Die Veränderung des Seitenverhältnisses kann durch opti­ sche Pressung in vertikaler oder durch optische Dehnung in horizontaler Richtung erfolgen. Eine lichtoptische Verzerrung des Ausgangsbildes erfolgt, wenn in dem opti­ schen Strahlengang zwischen Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers und der Fernsehaufnahmevorrichtung ein anamorphotisches System angeordnet ist. Dieses kann, wie beispielsweise aus der Filmtechnik bekannt, aus Zy­ linderlinsen, Prismen oder Spiegeln bestehen. Zur Erzeu­ gung einer Verzerrung des Ausgangsbildes des Röntgenbild­ verstärkers kann der Röntgenbildverstärker mit Ablenkmit­ teln für den elektronischen Strahlengang versehen sein, welche auf das Elektronenstrahlenbild anamorphotisch wirken.

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

Fig. 1 eine Röntgendiagnostikeinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der in der Fig. 1 dargestellten Bildverstärker-Fernsehkette,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel, und Fig. 4 eine Darstellung der lichtempfindlichen Ein­ gangsfläche des in Fig. 1 dargestellten Bildwandlers.

In der Fig. 1 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Röntgenröhre 1 dargestellt, die von einem Röntgen­ generator 2 betrieben wird. Das von der Röntgenröhre 1 ausgehende Strahlenbündel durchdringt einen Patienten 3 und erzeugt ein Röntgenstrahlenbild auf dem Eingangs­ leuchtschirm eines Röntgenbildverstärkers 4. Mit einer Optik 5 wird das Ausgangsbild des Röntgenbildverstärkers 4 auf einen optoelektronischen Bildwandler 6 als Fernseh­ aufnahmevorrichtung übertragen, der beispielsweise aus dem obengenannten CCD-Bildwandler bestehen kann. Das Aus­ gangssignal des Bildwandlers 6 wird einer Verarbeitungs­ schaltung 7 zugeführt, die diese Signale als Videosignale einem Monitor 8 zuführt.

Die Funktionsweise dieser Vorrichtung wird nun anhand von Fig. 2 näher erläutert. Auf den Ausgangsleuchtschirm 9 des Röntgenbildverstärkers 4 ist die Optik 5 ausgerich­ tet, die beispielsweise aus zwei optischen Systemen 10 und 11 gebildet sein kann. Hierbei ist beispielsweise das optische System 11 als anamorphotisches System ausgebil­ det. Es kann, wie in dem Buch "Filmprojektion" von Enz, Photokinoverlag, 1965, Leipzig, beschrieben, im einfach­ sten Falle aus einer Zylinderlinse bestehen. Es kann aber auch aus Prismen-oder Spiegel-Anamorphoten gebildet sein.

Die Optik 5 mit einem derartigen anamorphotischen System 11 bildet das kreisringförmige Ausgangsbild des Röntgen­ bildverstärkers 4, wie in Fig. 4 dargestellt, in Form einer Ellipse 12 auf der rechteckförmigen, lichtempfind­ lichen Eingangsfläche 13 des Bildwandlers 6 derart ab, daß die Achsen der Ellipse 12 den Abmessungen der licht­ empfindlichen Eingangsfläche 13 entsprechen. Gesteuert durch einen Generator 14 wird das Signal des Bildwandlers 6 ausgelesen und über einen Videoverstärker 15 verstärkt dem Monitor 8 zur Wiedergabe des Bildes zugeführt. Damit eine Rückwandlung des durch das anamorphotische System 11 ellipsenförmig verzerrten Bildes erfolgt, wird der Bild­ wandler 6 vom Generator 14 mit einem gegenüber dem Takt der Fernsehanlage höheren Takt ausgelesen, so daß dadurch in horizontaler Richtung eine elektronische Pressung des ellipsenförmig verzerrten Röntgenbildes erfolgt, so daß auf dem Monitor 8 das Röntgenbild wieder kreisförmig wie­ dergegeben wird. Zur Umwandlung kann ein Bildspeicher 16 an dem Videoverstärker 15 angeschlossen sein, der eben­ falls vom Generator 14 gesteuert wird.

Eine Rückwandlung des ellipsenförmigen Bildes kann aber auch erfolgen, indem die Ablenkamplituden des Monitors verändert werden. Wird die horizontale Ablenkamplitude entsprechend der Verzerrung verringert, so wird das von dem Bildwandler 6 erfaßte ellipsenförmige Bild als Kreis wiedergegeben, wobei nur ein Teil des Ausgangsleucht­ schirmes des Monitors 8 benutzt wird.

In der Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der ana­ morphotischen Ablenkung des Strahlenganges beschrieben. In diesem Falle ist der Röntgenbildverstärker 4 mit Ab­ lenkspulen 17 und 18 versehen, die betrieben von einer Spannungsversorgung 19 ein derartiges Magnetfeld erzeu­ gen, daß das auf dem Ausgangsleuchtschirm 9 des Röntgen­ bildverstärkers 4 wiedergegebene Röntgenbild anamorpho­ tisch verzerrt ist. Das Bild vom Ausgangsleuchtschirm 9 des Röntgenbildverstärkers 4 wird über die Optik 5, die in diesem Falle aus einer Tandemoptik mit zwei gleichen Objektiven 10 und 20 besteht, auf dem Bildwandler 6 ab­ gebildet. Anstelle der dargestellten Tandemoptik kann der Bildwandler 6 auch über eine Fiberoptik mit dem Röntgen­ bildverstärker 4 gekoppelt sein.

Durch diese Vorrichtung ist es möglich, bei einer Verwen­ dung von allgemein gebräuchlichen Bildwandlern mit recht­ eckförmiger, lichtempfindlicher Fläche in einer Röntgen­ diagnostikeinrichtung mit einem Röntgenbildverstärker mit kreisförmigem Ausgangsbild die gesamte, vom Bildwandler mögliche Auflösung zu erreichen.

Claims (5)

1. Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Bildverstärker- Fernsehkette, die einen Röntgenbildverstärker (4), eine Fernsehaufnahmevorrichtung (6) mit matrixförmig angeord­ neten, optoelektronischen Sensoren und einen Monitor (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Fernsehaufnahmevorrichtung (6) vorgeschalte­ te Vorrichtung (11, 17 bis 19) zur Veränderung des Sei­ tenverhältnisses des durch die Röntgenbildverstärker- Fernsehkette umgewandelten Röntgen-Strahlenbildes vorhan­ den ist, und daß eine Schaltung (14, 16) der Fernsehauf­ nahmevorrichtung nachgeordnet ist, die eine elektronische Rückwandlung des Bildes bewirkt.

2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ver­ änderung durch optische Pressung in vertikaler Richtung erfolgt.

3. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ver­ änderung durch optische Dehnung in horizontaler Richtung erfolgt.

4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem optischen Strahlengang zwischen Ausgangs­ leuchtschirm (9) des Röntgenbildverstärkers (4) und der Fernsehaufnahmevorrichtung (6) ein anamorphotisches System (11) angeordnet ist.

5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgenbildverstärker (4) mit Ablenkmitteln (17, 18) für den elektronischen Strahlengang versehen ist, welche auf das Elektronenstrahlenbild anamorphotisch wirken.