DE4100262A1 - Roentgendiagnostikeinrichtung mit ortsfrequenter filterung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Röntgenröhre und einer Bildaufnahme- und Wiedergabevor­ richtung, die Speichermittel, ein Ortsfrequenzfilter und einen Monitor aufweist. Derartige Röntgendiagnostikeinrichtungen be­ wirken eine Verstärkung der Feinkontraste von Röntgenbildern. Diese können entweder von einer Röntgenbildverstärker-Fernseh­ kette oder aber auch von einer Abtastvorrichtung, beispiels­ weise für Speicherleuchtstoffe, erhalten werden.

Aus der DE-C-12 24 352 ist eine Fernseheinrichtung dieser Art für Röntgendurchleuchtung bekannt, bei der eine Harmonisierung, eine Verstärkung der Feinkontraste in Röntgenbildern, beschrie­ ben ist. Hierzu wird ein Videohochpaßfilter, ein sogenanntes Transikon, das eine Bildaufnahmeröhre als Speicher enthält, in den Übertragungskanal geschaltet. Dadurch werden großflächige Kontrastbereiche abgeschwächt, während die hochfrequenten Si­ gnalanteile, die die Feinkontraste darstellen, verstärkt wer­ den. Durch zwei nachgeschaltete Differenzstufen wird jeweils vom gefilterten Signal bzw. Differenzsignal das aktuelle Video­ signal subtrahiert und durch einen regelbaren Verstärker der Grad der Harmonisierung eingestellt. Eine mit einer derartigen Röntgendiagnostikeinrichtung durchgeführte zweidimensionale Filterung hat gegenüber einer eindimensionalen Anordnung, die einen einfachen Aufbau aufweist, den Vorteil, daß keine bestimm­ te Detailkontrastrichtung bevorzugt wird. Der Nachteil einer zweidimensionalen Filterung liegt jedoch in einem relativ hohen Aufwand, wenn diese Anhebung als Bildverarbeitungsmaßnahme digi­ tal-elektronisch durchgeführt wird. Zudem ergibt sich ein gewis­ ser Zeitbedarf für die Durchführung dieser Operation, so daß es bisher praktisch nicht möglich war, diese Verarbeitungsmaßnah­ men "on line", d. h. ohne zeitliche Verzögerung, durchzuführen.

Für den Fall der oben beschriebenen Ortsfrequenzanhebung mit einer Speicherröhre ergeben sich ebenfalls Nachteile. Eine un­ gewollte Anhebung der zeitlichen Übertragungsfunktion ist un­ vermeidlich, so daß sich eine stärkere Betonung des Quantenrau­ schens im Durchleuchtungsbild ergibt. Durch unvermeidliche Un­ gleichheiten des Elektronenstrahlerzeugungssystems und des Ab­ lenk-Fokussiersystems der Bildaufnahmeröhre in einem sogenann­ ten Transikon ergeben sich nicht über die gesamte Bildfläche absolut gleiche Anhebungseigenschaften des Transikons. Wird das Ausgangssignal des Transikons mit einem Videoverstärker aus dem Target einer Bildaufnahmeröhre gewonnen, so erhält man, insbe­ sondere bei hohen elektrischen Frequenzen, ein geringes elek­ trisches Eigenrauschen.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgendiagnostik­ einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine zweidimensionale, ortsfrequente Filterung des Fernsehsignales mit einfachen Mitteln und geringem Kostenaufwand durchführt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Orts­ frequenzfilter zwei Filterschaltungen enthält, zwischen denen eine Schaltung zur Drehung des Fernsehbildes um 90° angeordnet ist. Diese Filterschaltungen weisen eine eindimensionale Fil­ terwirkung auf. Sie sind zeitliche Filter mit einer einfachen Ausführung. Durch die erste Filterschaltung wird eine bekannte eindimensionale Filterung durchgeführt. Durch die nachfolgende Drehung des Röntgenbildes und anschließende Filterung wird auch in einer senkrecht zur ursprünglichen Zeile liegenden Richtung eine zeitliche eindimensionale Filterung durchgeführt, so daß insgesamt betrachtet eine Filterung in x- und y-Richtung, eine Ortsfrequenzfilterung, erfolgt.

Das Bild kann in seiner üblichen Lage beobachtet werden, wenn nach der zweiten Filterschaltung eine weitere Schaltung zur Drehung des Bildes vorgesehen ist, so daß die erste Drehung aufgehoben wird. Ein besonders einfacher Aufbau für die Schal­ tungen ergibt sich, wenn sie einen Bildspeicher aufweisen, des­ sen Speicheradressierung derart erfolgt, daß beim Auslesen des Bildes die ursprüngliche Zeile um 90° gedreht wird. Dies kann dadurch erfolgen, daß entweder die Zeile beim Einspeichern di­ rekt in die Spalte des Bildspeichers geschrieben wird und die Auslesung dann zeilenweise erfolgt, oder wenn das Einschreiben in Zeilenrichtung und der Auslesevorgang in Spaltenrichtung er­ folgen.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Filterschaltun­ gen einen Hochpaß aufweisen, dessen Ausgang mit einem veränder­ lichen Verstärker verbunden ist, und wenn der Ausgang des Ver­ stärkers sowie der Eingang der Filterschaltungen an einer Mischstufe angeschlossen sind. Die Mischstufe kann dabei in vorteilhafter Weise eine Additionsstufe sein. Zweckmäßigerweise ist das Ortsfrequenzfilter ein ortsfrequenter Hochpaß.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Röntgendiagnostikeinrichtung nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 den Aufbau von Filterschaltungen,

Fig. 3 und 4 erfindungsgemäße Ausführungsformen der Verarbei­ tungsschaltung nach Fig. 1.

In der Fig. 1 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer von einem Hochspannungsgenerator 1 gespeisten Röntgenröhre 2 dargestellt, in deren Strahlengang sich ein Patient 3 befindet. An einem im Strahlengang nachfolgenden Röntgenbildverstärker 4 ist mittels einer Optik eine Fernsehkamera 5 gekoppelt, die eine Fernsehaufnahmeröhre enthält. An der Fernsehkamera 5 ist eine Verarbeitungsschaltung 6 angeschlossen, die zur Darstel­ lung der auf den Eingangsleuchtschirm des Röntgenbildverstär­ kers 4 fallenden Röntgenstrahlenbilder mit einem Monitor 7 ver­ bunden ist. Eine Zentraleinheit 8 steuert die Synchronisation der zeitlichen Funktionsabläufe der Fernsehkamera 5, der Ver­ arbeitungsschaltung 6 und des Monitors 7.

In der Fig. 2 ist eine von den in den nachfolgenden Figuren dar­ gestellten Filterschaltungen 12 und 17 wiedergegeben. Sie weist einen eindimensionalen zeitlichen Hochpaß 9 auf, dessen Ausgang mit einem Verstärker 10 mit einstellbarem Verstärkungsgrad ver­ bunden ist. In einer Mischstufe 11, die eine Additionsstufe sein kann, wird das Eingangssignal des Hochpasses 9 sowie das Ausgangssignal des Verstärkers 10, das gefilterte Eingangssi­ gnal, gemischt. Die Filterschaltungen können wie dargestellt analog oder aber auch digital ausgeführt sein.

In der Fig. 3 ist ein erfindungsgemäßes Ortsfrequenzfilter dar­ gestellt. Es weist eine erste Filterschaltung 12 auf, die der in Fig. 2 dargestellten entspricht. Das Ausgangssignal wird über einen A/D-Wandler 13 in einen Bildspeicher 14 eingelesen. Die Speicheradressierung des Bildspeichers 14 erfolgt über einen Umschalter 15, der eine Umschaltung der Adressierung bewirkt. In der dargestellten Stellung I wird beispielsweise das ankom­ mende Signal, bei dem die Bildpunkte der Zeile nach anfallen, in den Zeilen des Bildspeichers entsprechend eingelesen. Zum Auslesen wird der Umschalter in die Stellung II gebracht, so daß eine Auslesung aufeinanderfolgender Bildpunkte in Spalten­ richtung erfolgt. Die Adressierung kann aber auch derart aufge­ baut sein, daß bei der Einspeicherung in Stellung I des Umschal­ ters 15 die Speicherung aufeinanderfolgender Bildpunkte in den Spalten erfolgt, während die Auslesung in Stellung II des Schal­ ters 15 in Zeilenrichtung bewirkt wird. An dem Ausgang des Bild­ verstärkers 14 ist ein D/A-Wandler 16 angeschlossen, der mit ei­ ner weiteren Filterschaltung 17 gemäß Fig. 2 verbunden ist.

Die erste Filterschaltung 12 bewirkt eine Hochpaßfilterung in Zeilenrichtung. Durch die Adressensteuerung im Bildspeicher 14 erfolgt eine Drehung des Bildes um 90°. Durch die zweite Fil­ terschaltung 17 erfolgt dann eine Filterung in Spaltenrichtung des ursprünglichen Signales, also senkrecht zur ersten Filte­ rung, so daß insgesamt betrachtet eine zweidimensionale Ortfre­ quenzfilterung erfolgt.

In der Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsge­ mäßen Ortsfrequenzfilters dargestellt. Es weist dabei den glei­ chen Aufbau wie die in Fig. 3 dargestellte auf. An die Filter­ schaltung 17 ist jedoch ein weiterer A/D-Wandler 18 angeschlos­ sen, der mit einem zweiten Bildspeicher 19 verbunden ist. Bei diesem zweiten Bildspeicher 19 erfolgt die Speicher-Adressie­ rung über einen zweiten Umschalter 20, der eine zur Speicher­ adressierung durch den ersten Umschalter 15 entgegengesetzte Adressierung bewirkt. Dadurch wird die durch den ersten Bild­ speicher 14 bewirkte Drehung um 90° wieder aufgehoben. Das be­ deutet, wenn im ersten Bildspeicher 14 die Zeile waagrecht ein­ gelesen wird, die Zeilen im zweiten Bildspeicher 19 senkrecht eingelesen werden. Werden dann bei der Auslesung im ersten Bildspeicher 14 die Bildpunkte senkrecht ausgelesen, so erfolgt im zweiten Bildspeicher 19 eine waagerechte Auslesung. Dadurch kann über einen weiteren D/A-Wandler 21 das derart wiedergege­ bene gefilterte Bild in seiner richtigen Lage auf den Monitor 7 wiedergegeben werden.

Werden Scanvorrichtungen, wie beispielsweise ein Laserabtaster für den Speicherleuchtschirm oder eine Fernsehkamera, verwen­ det, bei denen sich die Abtastrichtung ändern läßt, so wird nur eine Vorrichtung gemäß Fig. 3 benötigt. Die Abtastung erfolgt dabei bereits unter einem Winkel von 90° zur Zeilenrichtung. Die Einspeicherung erfolgt dann ebenfalls in Spaltenrichtung und die Drehung bewirkt eine Rekonstruktion des ursprünglichen Bildes in Zeilenrichtung. Werden dagegen Abtaster verwendet, bei denen die Abtastrichtung sich nicht verändern läßt, so ist zweckmäßigerweise die Ausführungsform gemäß Fig. 4 zu wählen.

Dadurch erhält man eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Ortsfrequenzfilter, bei dem eine Gleichbehandlung der beiden Abtastrichtungen in bezug auf die Detailkontrastanhebung vor­ liegt. Im Gegensatz zu der bekannten Ortsfrequenzfiltern, bei­ spielsweise dem Transikon, werden jedoch Strukturen außerhalb dieser Achsen unterschiedlich angehoben. Dies dürfte jedoch nicht mehr störend sein.

Claims (6)

1. Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Röntgenröhre (2) und einer Bildaufnahme- und Wiedergabevorrichtung (4 bis 8), die Speichermittel (14, 19), ein Ortsfrequenzfilter (12 bis 14) und einen Monitor (7) aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ortsfrequenzfilter (12 bis 21) zwei Filterschaltungen (12, 17) enthält, zwischen denen eine Schaltung (14, 15) zur Drehung des Fernsehbildes um 90° ange­ ordnet ist.

2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der zweiten Filter­ schaltung (17) eine weitere Schaltung (19, 20) zur Drehung des Bildes vorgesehen ist.

3. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schaltun­ gen (14, 15, 19, 20 ) einen Bildspeicher (14, 19) aufweisen, dessen Speicheradressierung derart erfolgt, daß beim Auslesen des Bildes die ursprüngliche Zeile um 90° verdreht wird.

4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschaltungen (12, 17) einen Hochpaß (9) aufweisen, dessen Ausgang mit einem veränderlichen Verstärker (10) verbunden ist, und daß der Ausgang des Verstärkers (10) sowie der Eingang der Filterschaltungen (12, 17) an einer Mischstufe (11) angeschlos­ sen sind.

5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischstufe (11) eine Additionsstufe ist.

6. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ortsfrequenzfilter (12 bis 21) ein Hochpaß ist.