DE3842649C2

DE3842649C2 -

Info

Publication number: DE3842649C2
Application number: DE3842649A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Otawara Tochigi Jp Nishiki
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1988-12-14
Publication date: 1992-09-03
Also published as: JP2862172B2; US4901336A; DE3842649A1; KR890009350A; KR900006419B1; JPH01161976A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Röntgendiagnosegerät mit einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung zum Fotografieren von Röntgenbildern.

Generell enthält ein Röntgenradiographieapparat eine automa tische Röntgenbelichtungseinheit, um eine adäquate 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 einen 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.

Aus der US-PS 43 83 327 ist ein Röntgendiagnosegerät gemäß den Merkmalen a) bis c) des Patentanspruchs 1 bekannt, das außerdem ein die Röntgenröhre und das CCD steuerndes Systemsteuergerät aufweist, mit dem die Röntgenröhre gepulst betrieben werden kann. Dabei sind die an die Röntgenröhre gelegten Triggersignale in geeigneter Weise mit den verschiedenen Taktimpulsen synchronisiert, mit denen die im CCD erzeugten Ladungen ausgelesen werden.

Aus der DE-OS 34 02 888 ist ein Röntgendiagnosegerät bekannt, bei dem eine Meßvorrichtung die Röntgenbestrahlungsmenge mißt, wenn Röntgenstrahlen ausgesendet werden, und bei der eine Steuervorrichtung die Röntgenröhre ausschaltet, wenn die Röntgenbestrahlungsmenge einen vorherbestimmten Wert erreicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Röntgendiagnosegerät zu schaffen, das auf möglichst einfache Weise in der Lage ist, eine geeignete Dichte des Röntgenbildes zu erzielen.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Röntgendiagnosegerät, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist. Dessen Merkmal e) ist aus der US-PS 43 83 327 nicht bekannt. Auch in Zusammenschau mit dem übrigen Stand der Technik wird eine Kombination der Merkmale a) bis f) des erfindungsgemäßen Gerätes nicht nahegelegt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels;

Fig. 2 ein Diagramm, das die Eigenschaften eines Festkörper- Bildsensors zeigt, der in der in Figur 1 gezeigten Ausführung benutzt wird; und

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

Fig. 1 zeigt ein Röntgendiagnosegerät mit einem Festkörper-Bildsensor.

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 Systemsteuergerät 12 auf.

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

Die durch das Objekt P 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 einen Festkörper-Bildsensor 4, d. h. 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 Videokamera 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-Bildsensors 4 werden anhand von Fig. 2 beschrieben.

Der Festkörper-Bildsensor 4, wie eine CCD, hat zwei Arten von Feldern A, B als fotoempfindliche Speicher abschnitte. Jedes Feld stellt einen Bildspeicherungs-Zeilen sprungmodus (TV-Halbbild) 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).

Der Festkörper-Bildsensor 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 Feldverschiebungsimpuls an den Festkörper-Bildsensor 4 gibt.

Danach wird das elektrische Signal in dem Speicherbaustein gespeichert. Das Systemsteuergerät 12 liefert Taktimpulse 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 Röntgendiagnosegerätes ist folgendermaßen:

Wie in Fig. 3 gezeigt, liefert das Systemsteuergerät 12 über das Röntgenstrahlungssteuergerät 11 zur Zeit t₁ ein Röntgen strahlungs-Triggersignal an die Röntgenröhre 1. Die von Röntgenröhre 1 ausgestrahlten und durch das Objekt P 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 t₂ ein Röntgenstrahlungs-Stop-Signal an die Röntgenröhre 1.

Das Systemsteuergerät 12 gibt während der Röntgenbestrahlungs dauer (von t₁ bis t₂) keine Taktimpulse. Nachdem die Bilddichte ausreichend ist, d.h. wenn die registrierte Gesamt menge an Röntgenstrahlen einen vorher bestimmten Wert zur Zeit t₂ erreicht hat, gibt das Systemsteuergerät 12 wieder Taktimpulse an den Festkörper-Bildsensor 4. So ist es möglich, eine geeignete Dichte im Röntgenbild zu erhalten, indem ein einziges Bild nach der Zeit t₂ gelesen wird. Ein analoges Videosignal aus dem Festkörper-Bildsensor 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.

Wenn mit den vertikalen Treiberimpulsen keine Taktimpulse angelegt werden, 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.

Ein Magnetplattenspeicher 13 ist an den Bildprozessor 7 angeschlossen. Das Systemsteuergerät 12 gibt Befehle an den Bildprozessor 7 und an den Magnetplattenspeicher 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

1. Röntgendiagnosegerät mit folgenden Merkmalen:

a) eine Röntgenröhre (1) zur Bestrahlung eines Untersuchungsobjekts (P) mit Röntgenstrahlen,
b) ein der Röntgenröhre (1) nachgeschalteter Bildverstärker (2) zur Umwandlung eines Bildes, das durch die Bestrahlung des Untersuchungsobjekts (P) erzeugt wurde, in ein optisches Bild,
c) ein dem Bildverstärker (2) nachgeschaltetes CCD (4), das das optische Bild photoelektrisch wandelt und danach die dabei erzeugten elektrischen Ladungen speichert,
d) ein Systemsteuergerät (12), das die Röntgenröhre (1) und das CCD (4) steuert, wobei es Taktimpulse, mit deren Hilfe die generierten Ladungen ausgelesen werden, und ein Triggersignal erzeugt, auf das hin zu einem Zeitpunkt t₁ die Röntgenröhre (1) eingeschaltet wird und die Taktimpulse unterbrochen werden, und
e) eine dem Bildverstärker (2) nachgeschaltete optische Meßvorrichtung (10), die einen Zeitpunkt t₂ ermittelt, in dem eine ab dem Zeitpunkt t₁ erhaltene Röntgenstrahlendosis einen vorgegebenen Wert erreicht, und bewirkt, daß zum Zeitpunkt t₂ die Röntgenröhre (1) abgeschaltet und die Unterbrechung der Taktimpulse aufgehoben wird,
f) so daß die elektrischen Ladungen während der Zeitspanne t₁ bis t₂ im CCD (4) erzeugt und ab dem Zeitpunkt t₂ ausgelesen werden.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Systemsteuergerät (12) das Auslesen eines Einzelbildes aus dem CCD (4) sofort nach der Röntgenbestrahlung steuert.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Systemsteuergerät (12) das Lesen des elektrischen Signals aus dem CCD (4) während einer Dauer steuert, wenn die Taktimpulse abgeschaltet sind.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Systemsteuergerät (12) das Auslesen eines Einzelbildes aus dem CCD (4) steuert, wenn ein Pixelwert einer spezifischen Region in einem im Gerät enthaltenen Einzelbildspeicher einen Grenzwert überschreitet.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Systemsteuergerät (12) das Auslesen eines Einzelbildes aus dem CCD (4) steuert, wenn mehrere aufaddierte Pixelwerte einer spezifischen Region in einem im Gerät enthaltenen Einzelbildspeicher einen Grenzwert überschreiten.

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Systemsteuergerät (12) das Speichern eines Einzelbildes aus einem im Gerät enthaltenen Bildprozessor (7) unmittelbar nach Beendigung der Röntgenbestrahlung steuert.