DE4300829A1

DE4300829A1 - Röntgendiagnostikeinrichtung

Info

Publication number: DE4300829A1
Application number: DE4300829A
Authority: DE
Inventors: Joerg Dipl Ing Haendle; Heinz Dipl Ing Horbaschek
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1993-01-14
Filing date: 1993-01-14
Publication date: 1994-07-21
Anticipated expiration: 2013-01-15
Also published as: US5448613A; DE4300829C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Röntgenbildverstärker-Fernsehkette, die einen Röntgenbildverstärker, eine über eine Optik angekoppelte Fernsehaufnahmevorrichtung und einen Detektor für die mitt lere Bildhelligkeit auf dem Ausgangsleuchtschirm des Rönt genbildverstärkers in einem vorbestimmten Bereich aufweist. Derartige Einrichtungen dienen bei der Aufnahme zur Steue rung eines Röntgengenerators einer Röntgendiagnostikein richtung.

Aus der US-A-4,517,594 ist eine derartige Röntgendiagno stikeinrichtung bekannt, bei der im parallelen Strahlengang eines Lichtverteilers ein Bild ausgekoppelt wird, das über eine Optik auf einem matrixförmig angeordneten Detektor array abgebildet wird. Durch Einstellmittel einer Meßvor richtung wird der für die Belichtungssteuerung gewünschte Teil, die Dominante, ausgewählt, wobei die Ausgangssignale der derart angewählten Detektorelemente einem Vergleicher zugeführt werden, der das Ausgangssignal mit einem ein stellbaren Sollwert vergleicht. Der Vergleicher steuert den Röntgengenerator der Röntgendiagnostikeinrichtung entspre chend. Als nachteilig hat sich hierbei erwiesen, daß ein Lichtverteiler und ein zusätzlicher Detektor vorgesehen sein müssen.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgendiagno stikeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine einfache und genaue Auswahl der Dominante bei einer geringen Anzahl von Bauteilen ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Fernsehaufnahmevorrichtung und Detektor ein Halbleiterde tektor vorgesehen ist, der aus einer Vielzahl von in einer Matrix angeordneten Pixeln besteht, daß an dem Halbleiter detektor eine erste Ausleseschaltung, die mit einem Ausle setakt einer ersten Frequenz betrieben wird, und eine zwei te Ausleseschaltung angeschlossen sind, die mit einem Aus lesetakt einer zweiten, gegenüber der ersten Frequenz höhe ren Frequenz betrieben wird, wobei die zweite Ausleseschal tung eine kleine Anzahl einzelner in einer bestimmten Ver teilung über der Fläche des Halbleiterdetektors angeordne ter Pixel einer zweiten Gruppe ansteuert und die erste Aus leseschaltung eine Auslesung der übrigen Pixel einer ersten Gruppe bewirkt, und daß die Ausgangssignale der einzelnen Pixel der zweiten Gruppe einer Auswerteschaltung und die Ausgangssignale der ersten Gruppe von Pixeln der Fernseh kette zugeführt werden. Durch die Verwendung von sog. Be lichtungspixeln innerhalb eines als Fernsehaufnahmevorrich tung verwendeten Halbleiterdetektors können der Lichtver teiler sowie ein getrennter Detektor für die Belichtung eingespart werden.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Pixel der zweiten Gruppe auf einem Rechteck oder einem Kreis in der Mitte der Fläche des Halbleiterdetektors angeordnet sind. Die Ergänzung der Ausgangssignale der bei der ersten Gruppe von Pixeln fehlenden, für die Belichtung verwendeten Pixel kann erreicht werden, wenn an der ersten Gruppe von Pixeln eine Interpolationsschaltung angeschlossen ist, die im Vi deosignal die fehlenden Ausgangssignale der zur Belichtung verwendeten Pixel der zweiten Gruppe ersetzt. Eine sichere und schnelle Abschaltung der Röntgendiagnostikeinrichtung kann erreicht werden, wenn an der zweiten Ausleseschaltung eine Integrationsstufe angeschlossen ist, die mit einer Schwellwertstufe verbunden ist, deren Ausgangssignal die Röntgendiagnostikeinrichtung steuert.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Röntgendiagnostikeinrichtung gemäß dem Stand der Technik und

Fig. 2 die Fernsehkette gemäß Fig. 1 mit erfindungsgemäßem Detektor.

In der Fig. 1 ist eine Röntgenröhre 1 dargestellt, die von einem Hochspannungsgenerator 2 betrieben wird und ein Strahlenbündel aussendet, das einen Patienten 3 durchdringt und auf den Eingangsleuchtschirm eines Röntgenbildverstär kers 4 ein Strahlenbild wirft. Der Röntgenbildverstärker 4 setzt das Strahlenbild in ein sichtbares Bild auf dem Aus gangsleuchtschirm um. An den Röntgenbildverstärker 4 ist eine Optik 5 angekoppelt, die ein Basisobjektiv 6 und ein Kameraobjektiv 7 enthält. Durch diese Objektive 6 und 7 wird das Ausgangsbild des Röntgenbildverstärkers 4 auf eine Fernsehkamera 8 geworfen. Das Ausgangssignal der Fernsehka mera 8 wird in einem Videoverstärker 9 verstärkt und auf einem Monitor 10 wiedergegeben.

In dem parallelen Strahlengang der Optik 5 ist ein teil durchlässiger Spiegel 11 als Lichtverteiler angeordnet, der einen Teil des Lichtes aus dem parallelen Strahlengang zwi schen den Objektiven 6 und 7 auskoppelt. Ein weiteres Ob jektiv 12 erzeugt aus einem Lichtdetektor 13 ein Bild. Der Lichtdektor 13 kann aus einer Anzahl von matrixförmig ange ordneten Photosensoren gebildet sein. Er ist mit einer Meß schaltung 14 verbunden, die einen Einsteller 15 für den Sollwert der Lichthelligkeit und damit der Dosis aufweist. Die Meßschaltung 14 ist an dem Hochspannungsgenerator 2 an geschlossen und bewirkt bei Erreichen des Sollwertes eine Abschaltung der Röntgenröhre 1.

In der Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Fernsehkamera 8 dar gestellt, die einen Halbleiterdetektor 16 enthält. Dieser Halbleiterdetektor 16 weist matrixförmig angeordnete Pixel 17 auf, die zur bildpunktweisen Erfassung des Röntgenstrah lenbildes dienen und durch eine erste Ausleseschaltung, ge bildet aus den Schieberegistern 18 und 19, abgetastet wird. Die Ausgangssignale dieser Pixel 17 werden über den Video verstärker 9 einem Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler 20) zugeführt. Das digitale Ausgangssignal des A/D-Wandlers 20 wird, wie noch beschrieben wird, in einer Verarbeitungs schaltung 21 beeinflußt, in einem Digital/Analog-Wandler (D/A-Wandler 22) in ein analoges Signal umgewandelt und auf dem Monitor 10 wiedergegeben. Einige der Pixel des Halblei terdetektors 16 sind als zweite Gruppe von Pixeln 23 mit einer zweiten Ausleseschaltung, bestehend aus den Schiebe registern 24 und 25, verbunden, die eine Auslesung der Pi xel 23 bewirken. Das ausgelesene Signal wird einer Integra tionsstufe 26 zugeführt, die eine Summation der ausgewähl ten Pixel 23 bewirkt. Das Ausgangssignal der Integrations stufe 26 ist einer Schwellwertschaltung 27 zugeführt, in der das Signal mit einer durch Stellmittel 28 einstellbaren Schwelle verglichen wird. Wird diese Schwelle überschrit ten, liefert die Schwellwertschaltung 27 ein Ausgangssi gnal, das dem Hochspannungsgenerator 2 zugeführt wird, der dadurch abgeschaltet wird.

Die erste Ausleseschaltung 18 und 19 tastet die einzelnen Pixel 17 der ersten Gruppe mit einer ersten Frequenz ab und liefert das Ausgangssignal an die Verarbeitungsschaltung 21. Dort kann es zwischengespeichert und eventuell weiter verarbeitet, beispielsweise gefiltert werden. Die Verar beitungsschaltung 21 weist jedoch auch eine Interpolations schaltung 29 auf, die eine Interpolation zwischen den ein zelnen Pixeln 17 bewirkt, die an die Pixel 23 angrenzen, damit die durch die Pixel 23 der zweiten Gruppen ausgefal lenen Bildpunkte rechnerisch ermittelt und eingesetzt wer den können.

Die erste Ausleseschaltung 18 und 19 arbeitet dabei im üb lichen Fernsehtakt. Die zweite Ausleseschaltung 24 und 25 jedoch arbeitet mit einer zweiten Taktfrequenz, die höher liegt als die übliche Fernsehtaktfrequenz. Dadurch wird er reicht, daß während eines normalen Zyklus durch die Fern sehnorm von 20 ms bei 50 Hz die zur Steuerung der Röntgen diagnostikeinrichtung erforderlichen Pixel 23 mehrfach aus gelesen werden, so daß kürzere Schaltzeiten erreicht werden können. Dadurch erhöht sich die Genauigkeit des Abschalt zeitpunktes der Röntgeneinrichtung.

Durch die Einstellung der Ausleseschaltung 24 und 25 kann die Anzahl und Verteilung der Pixel 23 ausgewählt werden. Es können entweder alle, einzelne oder eine Gruppe der Bildpunkte 23 für die Belichtungssteuerung herangezogen werden, so daß die Dominante frei wählbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Röntgendiagnosti keinrichtung erhält man einen einfachen Aufbau, da sowohl ein Lichtverteiler für die Auskopplung des Meßlichtes, als auch ein Meßdetektor entfallen können. Durch die einfache Beschaltung des einen Halbleiterdetektors 16 erhält man so wohl das Videosignal mit normaler Frequenz und Zeitkon stante, als auch das Meßsignal für die Regelung der Rönt gendiagnostikeinrichtung mit höherer Frequenz und damit er heblich kleinerer Zeitkonstante. Aufgrund dieser in der Ab tastfrequenz unterschiedlichen Ansteuerung erhält man eine schnelle Steuerung der Röntgendiagnostikeinrichtung.

Claims

1. Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Röntgenbildver stärker-Fernsehkette, die einen Röntgenbildverstärker (4), eine über eine Optik (5) angekoppelte Fernsehaufnahmevor richtung (8, 16) und einen Detektor (13, 23) für die mitt lere Bildhelligkeit auf dem Ausgangsleuchtschirm des Rönt genbildverstärkers (4) in einem vorbestimmten Bereich auf weist, dadurch gekennzeichnet
daß als Fernsehaufnahmevorrichtung (8) und Detektor (13) ein Halbleiterdetektor (16) vorgesehen ist, der aus einer Vielzahl von in einer Matrix angeordneten Pixeln (17, 23) besteht,
daß an dem Halbleiterdetektor (16) eine erste Ausleseschaltung (18, 19), die mit einem Auslesetakt einer ersten Frequenz betrieben wird, und eine zweite Aus leseschaltung (24, 25) angeschlossen sind, die mit einem Auslesetakt einer zweiten, gegenüber der ersten Frequenz höheren Frequenz betrieben wird, wobei die zweite Auslese schaltung (24, 25) eine kleine Anzahl einzelner, in einer bestimmten Verteilung über der Fläche des Halbleiterdetek tors (16) angeordneter Pixel (23) einer zweiten Gruppe an steuert und die erste Ausleseschaltung (18, 19) eine Ausle sung der übrigen Pixel (17) einer ersten Gruppe bewirkt,
und daß die Ausgangssignale der einzelnen Pixel (23) der zweiten Gruppe einer Auswerteschaltung (26, 27) und die Ausgangssignale der ersten Gruppe von Pixeln (17) der Fern sehkette (9, 10, 20 bis 22) zugeführt werden.

2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Pixel (23) der zweiten Gruppe auf einem Rechteck in der Mitte der Fläche des Halbleiterdetektors (16) verteilt sind.

3. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Pixel (23) der zweiten Gruppe auf einem Kreis in der Mitte der Fläche des Halbleiterdetektors (16) angeordnet sind.

4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß an der ersten Gruppe von Pixeln (17) eine Interpolationsschaltung (29) angeschlossen ist, die im Vi deosignal die fehlenden Ausgangssignale der zur Belichtung verwendeten Pixel (23) der zweiten Gruppe ersetzt.

5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß an der zweiten Ausleseschaltung (24, 25) eine Integrationsstufe (26) angeschlossen ist, die mit einer Schwellwertstufe (27) verbunden ist, deren Ausgangssignale die Röntgendiagnostikeinrichtung (1, 2) steuern.