DE4300829C2 - Röntgendiagnostikeinrichtung - Google Patents
RöntgendiagnostikeinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung,
die einen Röntgenbildverstärker, eine an dem Röntgenbild
verstärker über eine Optik angekoppelte Fernsehaufnahme
vorrichtung, die eine Vielzahl von in einer Matrix ange
ordneten Pixeln eines Halbleiterdetektors aufweist, welche
von einer ersten Ausleseschaltung im Takt der Bildfrequenz
ausgelesen werden, und einen Helligkeitsdetektor für die
mittlere Bildhelligkeit des Ausgangsleuchtschirms des
Röntgenbildverstärkers in einem vorbestimmten Bereich
enthält; vgl. die DE 38 42 649 A1. Derartige Einrichtungen dienen bei der Aufnahme
zur Steuerung eines Röntgengenerators einer Röntgendiagno
stikeinrichtung.
Aus der US-A-4,517,594 und der EP-A-0 362 427 sind auch
Röntgendiagnostikeinrichtungen bekannt, bei denen im
parallelen Strahlengang eines Lichtverteilers ein Teil des Lichts aus
gekoppelt und über eine Optik auf einem matrixförmig
angeordneten Detektorarray, das als Helligkeitsdetektor dient, abgebildet wird. Durch Einstell
mittel einer Meßvorrichtung wird der für die Belichtungs
steuerung gewünschte Teil, die Dominante, ausgewählt, wobei
die Ausgangssignale der derart angewählten Detektorelemente
einem Vergleicher zugeführt werden, der das Ausgangssignal
mit einem einstellbaren Sollwert vergleicht. Der Verglei
cher steuert den Röntgengenerator der Röntgendiagnostikein
richtung entsprechend. Als Fernsehaufnahmevorrichtung fin
det hierbei eine übliche Videokamera mit Fernsehaufnahmeröhre
Verwendung. Als nachteilig hat sich bei allen vorgenannten Lösungen erwie
sen, daß ein Lichtverteiler und ein zusätzlicher Detektor
vorgesehen sein müssen.
In der US-A-5,012,504 ist zwar eine Röntgendiagnostikeinrichtung
beschrieben, bei der das Ausgangssignal einer Videokamera
einer Fernsehkette und einer Steuervorrichtung für die
Bildhelligkeit zugeführt wird. Nachteilig hierbei ist, daß das
Steuersignal lediglich synchron mit dem Fernsehtakt zur
Verfügung steht. Eine schnelle Steuerung und beliebige Ab
schaltung beispielsweise der Röntgendiagnostikeinrichtung
ist damit nicht möglich.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgendiagno
stikeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die
eine schnelle Steuerung bei einer
geringen Anzahl von Bauteilen ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein
einziger Halbleiterdetektor als Nachweiselement für beide
Detektoren dient, daß die eine erste Gruppe bildende Mehr
zahl der Pixel mit der ersten Ausleseschaltung in Verbin
dung steht und daß die eine zweite Gruppe bildenden übrigen
verbleibenden Pixel in einer bestimmten Verteilung über der
Fläche des Halbleiterdetektors angeordnet sind und mit
einer zweiten Ausleseschaltung in Verbindung stehen, die
mit einer höheren Frequenz als der Bildfrequenz betrieben
wird. Durch die Verwendung von sog. Belichtungspixeln
innerhalb eines als Fernsehaufnahmevorrichtung verwendeten
Halbleiterdetektors können der Lichtverteiler 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 eine erfindungsgemäße Ausführungsform.
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 auf einem Lichtdetektor 13 ein Bild. Der
Lichtdetektor 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 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 einzigen Halbleiterdetektor 16 als
Fernsehaufnahmevorrichtung und Helligkeitsdetektor enthält.
Dieser Halbleiterdetektor 16 weist eine Vielzahl matrix
förmig angeordneter, eine erste Gruppe bildender Pixel 17
auf, die zur bildpunktweisen Erfassung des Röntgenstrahlen
bildes dienen und durch eine erste Ausleseschaltung, gebil
det 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 in einer bestimmten Verteilung über der Fläche
des Halbleiterdetektors 16 angeordneter Pixel bilden den
Helligkeitsdetektor und sind als zweite Gruppe von Pixeln
23 mit einer zweiten Ausleseschaltung, bestehend aus den
Schieberegistern 24 und 25, verbunden, die eine Auslesung
der Pixel 23 bewirken. Das ausgelesene Signal wird einer
Integrationsstufe 26 zugeführt, die eine Summation der aus
gewählten Pixel 23 bewirkt. Das Ausgangssignal der Integra
tionsstufe 26 ist einer Schwellwertschaltung 27 zugeführt,
in der das Signal mit einer durch Stellmittel 28 einstell
baren Schwelle verglichen wird. Wird diese Schwelle über
schritten, liefert die Schwellwertschaltung 27 ein Aus
gangssignal, 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 mit der
Bildfrequenz beispielsweise im üblichen Fernsehtakt. Die
zweite Ausleseschaltung 24 und 25 jedoch arbeitet mit einer
zweiten Taktfrequenz, die höher liegt als die übliche Fern
sehtaktfrequenz. Dadurch wird erreicht, daß während eines
normalen Zyklus durch die Fernsehnorm von 20 ms bei 50 Hz
die zur Steuerung der Röntgendiagnostikeinrichtung erfor
derlichen Pixel 23 mehrfach ausgelesen werden, so daß kür
zere Schaltzeiten erreicht werden können. Dadurch erhöht
sich die Genauigkeit des Abschaltzeitpunktes der Röntgen
einrichtung.
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 gesonderter 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 (6)
1. Röntgendiagnostikeinrichtung enthaltend,
- - einen Röntgenbildverstärker (4),
- - eine an dem Röntgenbildverstärker (4) über eine Optik (5) angekoppelte Fernsehaufnahmevorrichtung (8, 16), die eine Vielzahl von in einer Matrix angeordneten Pixeln eines Halbleiterdetektors (16) aufweist, welche von einer ersten Ausleseschaltung (18, 19) im Takt der Bildfrequenz ausgelesen werden, und
- - einen Helligkeitsdetektor (13, 23) für die mittlere Bildhelligkeit des Ausgangsleuchtschirms des Röntgenbildverstärkers (4) in einem vorbestimmten Bereich,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein einziger Halbleiterdetektor (16) als Nachweiselement
für beide Detektoren dient, daß die eine erste Gruppe bil
dende Mehrzahl dieser Pixel (17) mit der ersten Ausleseschal
tung (18, 19) in Verbindung steht und daß die eine zweite
Gruppe bildenden übrigen verbleibenden Pixel (23) in einer
bestimmten Verteilung über der Fläche des Halbleiterdetektors
(16) angeordnet sind und mit einer zweiten Ausleseschaltung
(24, 25) in Verbindung stehen, die mit einer höheren Frequenz
als der Bildfrequenz betrieben wird.
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 Interpolations
schaltung (29) angeschlossen ist, die im Videosignal 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 Integra
tionsstufe (26) angeschlossen ist, die mit einer Schwellwert
stufe (27) verbunden ist, deren Ausgangssignale die Röntgen
diagnostikeinrichtung (1, 2) steuern.
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