DE3842649A1 - Roentgenradiographiegeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Röntgenradiographiegerät mit einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung zum Fotographieren von Röntgenbildern.

Generell enthält ein Röntgenradiographieapparat eine automa­ tische Röntgenbelichtungseinheit, um eine adequate Dichte der Röntgenbilder zu erhalten. In dieser automatischen Röntgen­ belichtungseinheit werden die durch das Objekt geschickten Röntgenstrahlen durch eine Meßvorrichtung gemessen, und wenn die gemessene Gesamtmenge an Röntgenstrahlen eine vorher bestimmten Wert erreicht, wird die Röntgenstrahlung abgeschaltet. Dadurch wird eine geeignete Dichte der Röntgenbilder erzielt. Bei einer automatischen Röntgenbelichtungseinheit, die einen Bildverstärker als Meßeinrichtung benutzt, sorgt ein Licht­ zeitschalter an der Rückseite des Bildverstärkers zur Steuerung der Röntgenbelichtungszeit in Übereinstimmung mit der Dicke des Objektes oder eines Teiles davon.

In einem bekannten Röntgenradiographieapparat wird eine Bild­ aufnahmeröhre zur Aufnahme des Bildes benutzt. Da eine Bildaufnahmeröhre Begrenzungen hinsichtlich der Pixelzahl oder der Lesezeit hat, wird eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung wie ein CCD ("charge-coupled device") als Fernsehkamera anstelle der Bildaufnahmeröhre benutzt.

Generell ist in einer Fernsehkamera eine Bildperiode auf eine 30stel Sekunde festgelegt. Andererseits variiert die Röntgen­ belichtungszeit in Abhängigkeit von der Dicke des Objektes oder eines Teiles davon und gelegentlich übertrifft die Röntgenbelichtungszeit eine Bildperiode (1/30 Sekunde). Wenn die Röntgenbelichtungszeit automatisch gesteuert wird, wird daher manchmal die Ladung ausgelesen, bevor die gemessene Gesamtmenge an Röntgenstrahlen einen vorher bestimmten Wert erreicht hat.

In dieser Art von Röntgenradiographieapparat ist es notwendig, mehrere Einzelbilder aufzuaddieren, um eine geeignete Dichte im Röntgenbild zu erhalten. Wegen dieser spezifischen Eigenart wird der Röntgenradiographieapparat komplex.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Röntgenradiographiegerät zu schaffen, das eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung benutzt, die ohne weiteres in der Lage ist, eine geeignete Dichte des Röntgenbildes zu erzielen.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Röntgenradiographiegerät mit folgenden Merkmalen:

Eine Röntgenröhre zur Aussendung von Röntgenstrahlen auf ein Objekt; ein Bildverstärker zur Umwandlung eines Röntgen-Bildes in ein optisches Bild;

Ein Festkörper-Bildaufnahmemittel zur Aufnahme eines optischen Ausgangsbildes von dem besagtem Bildverstärker; eine Meßvor­ richtung zur Messung einer Röntgenstrahlungsmenge, bis diese einen vorher bestimmten Wert erreicht; und

eine Kontrollvorrichtung, um während der Röntgenbestrahlungs­ dauer Feldverschiebepulse abzuschalten, die als Trigger benutzt werden, um das elektrische Signal von einem fotoelek­ trischen Umwandlungsbaustein in ein Übertragungsteil zu ver­ schieben.

Damit ist es leicht möglich, durch einen einfachen Prozeß eine geeignete Dichte von Bilddaten zu erzielen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels;

Fig. 2 ein Diagramm, das die Eigenschaften einer Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung zeigt, die in der in Figur gezeigten Ausführung benutzt wird; und

Fig. 3 ein Diagramm, das die Arbeitsweise des Röntgen­ diagnosegerätes von Fig. 1 erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Röntgenradiographiegerät mit einer Festkörper-Aufnahmevorrichtung.

Es weist eine Röntgenröhre 1, einen Bildverstärker 2, ein optisches System 3, eine Videokamera 5, einen Analog-zu-Digital- Umwandler 6, einen Bildprozessor 7, einen Digital-zu-Analog- Umwandler 8, einen Monitor 9, ein Röntgenstrahlungskontroll­ gerät 11 und ein Systemkontrollgerät 12 auf.

Wenn eine Hochspannung vom Röntgenstrahlungssteuergerät 11 an die Röhre 1 angelegt wird, werden Röntgenstrahlen von der Röhre 1 auf ein Objekt 2 gestrahlt. Die Röntgenstrahlen, die von Röntgenröhre 1 ausgesendet und durch das Objekt 2 transmittiert werden, werden vom Bildverstärker 2 registriert.

Die durch das Objekt 2 gesendeten Röntgenstrahlen werden vom Bildverstärker 2 in ein optisches Bild umgewandelt. Das optische Bild gelangt durch das optische System 3, das einen Fotozeitnehmer 10 einschließt, zur Videokamera 5.

Videokamera 5 weist eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 4 wie ein CCD auf, wobei das optische Bild mit einer Rate von 30 Einzelbildern pro Sekunde aufgenommen wird. Ein analoges Videosignal gelangt durch die Videokamera 5 und wird von einem Analog-zu-Digital-Umwandler 6 in ein digitales Videosignal umgewandelt.

Das digitale Videosignal wird vom Bildprozessor 7 in geeigneter Weise verarbeitet. Das verarbeitete digitale Videosignal wird von Digital-zu-Analog-Umwandler 8 in ein analoges Videosignal umgewandelt. Andererseits ist die magne­ tische Speichereinheit 13 mit dem Bildprozessor 7 verbunden und speichert die verarbeiteten digitalen Videosignale. Der Monitor 9 zeigt ein Bild, das auf den analogen Videosignalen, die vom Digital-zu-Analog-Umwandler 8 umgewandelt wurden, basiert.

Weiterhin ist das Systemsteuergerät 12 mit dem Röntgenstrah­ lungssteuergerät 11, der Fernsehkamera 5, dem Analog-zu-Digital- Umwandler 6, dem Bildprozessor 7, dem Digital-zu-Analog-Umwandler 8, und dem Bildschirm 9 verbunden. Das Systemsteuergerät 12 überwacht die Zeitfolgen von Bestrahlung, Bildauslesen oder -einlesen, sowie die oben erwähnten Geräte.

Die Eigenarten eines Festkörper-Bildaufnahmegerätes 4 werden anhand von Fig. 2 beschrieben.

Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 4, wie ein CCD, hat zwei Arten von Feldern A, B als fotoempfindliche Speicher­ abschnitte. Jedes Feld stellt einen Bildspeicherungs-Zeilen­ sprungmodus dar. Wie in Fig. 2 gezeigt, wird ein Videosignal von der Videokamera 5 synchron mit dem Vertikalimpuls (VDP) eines Feldes in 1/60 Sekunde erzeugt (a).

Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung 4 weist einen foto­ elektrischen Konversionsbaustein und einen Speicherbaustein auf. Der fotoelektronische Konversionsbaustein wandelt ein anfallendes optisches Bild in ein elektrisches Signal um. Das elektrische Signal wird in den Speicherbaustein verschoben, wenn das Systemsteuergerät 12 einen Feldverschiebepuls an den Festkörper-Bildsensor 4 gibt.

Danach wird das elektrische Signal in dem Speicherbaustein gespeichert. Das Systemsteuergerät 12 liefert Feldverschiebe­ pulse zu jedem der Felder A und B abwechselnd in Synchronisierung mit dem VDP (b), (c). Nachdem der Speicher­ baustein das elektrische Signal von jedem der Felder A, B (d) erhalten hat, kehrt jedes der Felder A, B in den optischen Speicherzustand zurück.

Die Funktion des Röntgenradiographiegerätes ist folgendermaßen:

Wie in Fig. 3 gezeigt, liefert das Systemsteuergerät 12 über das Röntgenstrahlungssteuergerät 11 zur Zeit t 1 ein Röntgen­ strahlungs-Triggersignal an die Röntgenröhre 1. Die von Röntgenröhre 1 ausgestrahlten und durch das Objekt 2 gesen­ deten Röntgenstrahlen werden vom Bildverstärker 2 aufgenommen und in ein optisches Bild umgewandelt. Ein Teil des optischen Bildes wird in einen Fotozeitgeber 10 im optischen System 3 geleitet. Der Fotozeitgeber 10 gibt ein Stop-Signal an das Systemsteuergerät 12, wenn die registrierte Gesamtmenge an Röntgenstrahlung einen vorgegebenen Wert erreicht. Dann liefert das Systemsteuergerät 12 über das Röntgenstrahlungs­ steuergerät 11 zur Zeit t 2 ein Röntgenstrahlungs-Stop-Signal an die Röntgenröhre 1.

Das Systemsteuergerät 12 gibt während der Röntgenbestrahlungs­ dauer (von t1 bis t2) keine Feldverschiebepulse. Nachdem die Bilddichte ausreichend ist, d.h. wenn die registrierte Gesamt­ menge an Röntgenstrahlen einen vorher bestimmten Wert zur Zeit t 2 erreicht hat, gibt das Systemsteuergerät 12 wieder Feld­ verschiebepulse an den Festkörperbildsensor 4. So ist es möglich, eine geeignete Dichte im Röntgenbild zu erhalten, indem ein einziges Bild nach der Zeit t 2 gelesen wird. Ein analoges Videosignal aus dem Festkörperbildsensor 4 wird vom Analog-zu-Digital-Umwandler 6 in ein digitales Videosignal umgewandelt. Das digitale Videosignal wird vom Bildprozessor 7 in geeigneter Weise verarbeitet. Das verarbeitete digitale Videosignal wird vom Digital-zu-Analog-Umwandler 8 in ein analoges Videosignal umgewandelt. Der Monitor 9 zeigt ein Bild, das auf dem analogen Videosignal basiert, das durch den Digital-zu-Analog-Umwandler 8 umgewandelt wurde.

Andererseits erscheinen mit den vertikalen Antriebspulsen keine Feldverschiebepulse. So wird das elektrische Signal (Ladung) nicht von dem fotoelektrischen Konversionsbaustein in den Speicherbaustein transferiert, sondern das (alte) elek­ trische Signal (Ladung) wird fortwährend von dem Verschiebe­ baustein gelesen. Daher ist es möglich, einen Anstieg des Dunkelstromrauschens zu unterdrücken und qualitativ hochwertige Bilder zu erhalten, indem (nur) ein Einzelbild gelesen wird.

Der magnetische Plattenspeicher 13 ist an den Bildprozessor 7 angeschlossen. Das Systemsteuergerät 12 gibt Befehle an den Bildprozessor 7 und an den magnetischen Plattenspeicher 13, der ein Einzelbild direkt nach der Röntgenbestrahlung speichert. Daher ist es möglich, nur Bilder zu speichern, die Röntgenbild-Information enthalten. Ein Videosignal mit Röntgenbildinformation als Ausgabe des Festkörper-Bildsensors 4 ist ausreichend. Ein weiteres Videosignal, das keine Röntgenbildinformation enthält, sondern nur Rauschen, ist nicht erforderlich.

Daher ist es sehr wirkungsvoll, sich auf ein Einzelbild nach der Röntgenbestrahlung zu beschränken.

In der zuvor erwähnten Ausführungsform wird ein Einzelbild direkt nach der Röntgenbestrahlung als das Videosignal mit Röntgeninformation angesehen. Der Bildprozessor 7 hat (schnelle) Einzelbildspeicher. Wenn ein Pixelwert in einer spezifischen Region oder mehrere aufaddierte Bildpunktwerte in einer spezifischen Region im Einzelbildspeicher einen vorher bestimmten Wert überschreiten, wird das Einzelbild nach dieser Zeit als ein Videosignal angesehen, das Röntgeninformation enthält.

Claims (6)

1. Ein Röntgenradiographiegerät gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine Röntgenröhre (1) zur Bestrahlung eines Objekts mit Röntgenstrahlen;
Bildverstärker (2) zur Umwandlung eines Bildes, das durch Bestrahlung eines Objekts mit Röntgenstrahlen erzeugt wurde, in ein optisches Bild;
eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung (4) zur Aufnahme eines optischen Bildes von besagtem Bildverstärker; eine Meßvorrichtung (10) zur Messung der Röntgenbestrahlungs­ menge, wenn die Röntgenstrahlen ausgesendet werden, bis die Menge der Röntgenstrahlen einen vorher bestimmten Wert erreicht; und eine Kontrollvorrichtung (12) zur Unterbrechung von Feldverschiebepulsen, die benutzt werden, um während der Röntgenbestrahlungsdauer die Verschiebung des elektrischen Signales von einem foto­ elektrischen Konversionsbaustein in einen Speicherbaustein zu triggern.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (12) das Auslesen eines Einzelbildes aus der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung (4) direkt nach der Röntgenbestrahlung steuert.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12) das Lesen des elektrischen Signals aus dem Speicherbaustein während einer Dauer steuert, wenn die Feldschiebepulse abgeschaltet sind.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12) das Auslesen eines Einzelbildes aus der Bildaufnahmevorrichtung (4) steuert, wenn ein Pixelwert einer spezifischen Region im Einzelbildspeicher einen Grenzwert überschreitet.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12) das Auslesen eines Einzelbildes aus der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung (4) steuert, wenn mehrere aufaddierte Pixelwerte einer spezifischen Region im Einzelbildspeicher (7) einen Grenzwert über­ schreiten.

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (12) das Speichern eines Einzelbildes aus einem Bildprozessor (7) gerade nach Beendigung der Röntgenbestrahlung steuert.