DE4330784C2 - Röntgendiagnostikeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Röntgengenerator, einer Röntgenröhre und einem Röntgen­ bildverstärker, an dem eine Fernsehkamera mit CCD-Bildsensor angekoppelt ist. Derartige Röntgendiagnostikeinrichtungen dienen zur Wiedergabe von Röntgenbildern auf einem Monitor.

In der DE-C-38 42 649 ist eine derartige Röntgendiagnostik­ einrichtung beschrieben, bei der ein CCD-Wandler ein auf dem Ausgangsleuchtschirm eines Röntgenbildverstärkers sichtbares Bild in ein elektrisches Signal umwandelt, das in einem Ana­ log/Digital-Wandler (A/D-Wandler) digitalisiert und einem Bildprozessor zugeführt wird. Ein zentrales Systemsteuergerät erzeugt sämtliche Takt- und Steuerungssignale der gesamten Röntgendiagnostikeinrichtung. Sie bewirkt die mit den Verti­ kalimpulsen des Fernsehtaktes synchrone Einschaltung des Röntgengenerators und gleichzeitige Unterbrechung des Aus­ lesetaktes des CCD-Bildsensors. Aufgrund eines Meßsignales bewirkt das zentrale Systemsteuergerät eine Abschaltung des Röntgengenerators sowie die sofortige Freigabe des CCD-Bild­ sensors. Als nachteilig erweist sich hierbei, daß die Steue­ rung völlig synchron zum Fernsehtakt sein muß, so daß ein aufwendiges zentrales Systemsteuergerät erforderlich ist.

Die JP-A-4-206 397 betrifft eine Röntgendiagnostikeinrich­ tung, bei der zur Reduzierung des Quantenrauschens im Durch­ leuchtungsmodus eine Kamerasteuereinheit vorgesehen ist, die zur Einstellung der Röntgendosis ein Treibersignal an einen CCD-Bildsensor und eine Systemsteuerung liefert. Die Steuer­ einheit erhält Informationen über die Dosis, so daß eine Ein­ stellung des Restbetrages eines Bildes und eine Reduzierung des Quantenrauschens auch im Durchleuchtungsmodus möglich ist.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgendiagno­ stikeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine Langzeitbelichtung bei einfachem Aufbau ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch den in der Fernseh­ kamera angeordneten Steuergenerator kann auf einfache Weise eine von der Röntgenstrahlung unabhängige, asynchrone Steue­ rung des CCD-Bildsensors erfolgen.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Steuersignal zum Fernsehtakt einer Zentraleinheit synchron ist. Eine unun­ terbrochene Bildwiedergabe kann erfolgen, wenn der Steuerge­ nerator mit einem Bildspeicher verbunden ist und diesen bei bei Unterbrechung des genannten Auslesetaktes in den Lesebe­ trieb schaltet.

Der Integrationsmodus kann angewählt werden, wenn der Steuer­ generator mit einem Betriebsartenschalter verbunden ist. Ein einfacher Aufbau des Steuergenerators ergibt sich, wenn das vom Röntgengenerator an den Steuergenerator gelieferte Signal die eingeschaltete Röntgenstrahlung kennzeichnet.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Röntgengenera­ tor und der Betriebsartenschalter derart mit dem Steuergene­ rator verbunden sind, daß bei einer bestimmten, gewählten Be­ triebsart und bei eingeschalteter Röntgenstrahlung synchron mit dem Fernsehtakt der Zentraleinheit der Auslesetakt für den CCD-Bildsensor über mehrere Fernsehbilder unterbrochen und nach Abschaltung der Röntgenstrahlung wiederum synchron mit dem Fernsehtakt die Auslesung begonnen wird, wobei der Bildspeicher während der Unterbrechung in den Lesebetrieb ge­ schaltet wird.

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

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Röntgendiagnostikeinrichtung und

Fig. 2 bis 6 Kurvenverläufe zur Erläuterung der Erfindung.

In der Fig. 1 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung beschrieben, die eine durch einen Röntgengenerator 1 betrie­ bene Röntgenröhre 2 aufweist, die ein Röntgenstrahlenbündel 3 aussendet, das einen Patienten 4 durchdringt. Das durch den Patienten 4 entsprechend seiner Transparenz geschwächte Röntgenstrahlenbild fällt auf den Eingangsleuchtschirm eines Röntgenbildverstärkers 5, der das Röntgenstrahlenbild in ein sichtbares Röntgenbild umwandelt. Das auf dem Ausgangsleucht­ schirm des Röntgenbildverstärkers 5 entstandene sichtbare Röntgenbild wird über einen Lichtverteiler 5 auf einem CCD- Bildsensor 7 abgebildet, der in einem Kamerakopf 8 einer Fernsehaufnahmevorrichtung angeordnet ist. An dem Kamerakopf 8 ist über eine Signalleitung 9 und eine Taktleitung 10 eine Zentraleinheit 11 der Fernsehaufnahmevorrichtung angeschlos­ sen. Die Zentraleinheit 11 weist eine Verarbeitungsschaltung 12, die eine Schaltung zur analogen Aufbereitung und Wandler enthalten kann, eine nachfolgend noch beschriebene Steuerschaltung 13 und einen Bildspeicher 14 auf. Der Bildspeicher 14 ist mit einem Monitor 15 zur Wiedergabe des Röntgenbildes verbunden.

Mit der Steuerschaltung 13 der Zentraleinheit 11 ist ein Betriebsartenschalter 16 verbunden, durch den verschiedene Betriebsarten, darunter auch eine Langzeit-Integration, anwählbar sind. An der Steuerschaltung 13 ist weiterhin der Röntgengenerator 1 über eine Steuerleitung 17 angeschlossen, die ein Signal der Steuerschaltung 13 zuführt, das der eingeschalteten Röntgenstrahlung entspricht.

Anhand der in den Fig. 2 bis 6 dargestellten Kurvenver­ läufe wird nunmehr die erfindungsgemäße Röntgendiagnostik­ einrichtung näher erläutert. In Fig. 2 sind die Vertikal- Pulse VP des üblichen Fernsehtaktes dargestellt, die eine Frequenz von beispielsweise 50 oder 60 Hz haben. In Fig. 3 ist das auf der Steuerleitung 17 anliegende Signal S dargestellt, das den Einschaltzustand der Röntgenanlage signalisiert. Das bedeutet jedoch, daß während des ersten vollständigen in Fig. 2 dargestellten Fernsehtaktes die Röntgenröhre 2 asynchron zu den V-Pulsen VP eingeschaltet wird. Dieses der Steuerschaltung 13 zugeführte Signal S bewirkt, wenn gleichzeitig der Betriebsartenschalter 16 auf den Integrationsmodus geschaltet wurde, daß mit dem nächsten V-Puls VP ein Steuersignal St über die Taktleitung 10 an den CCD-Bildsensor 7 geschickt wird, das in Fig. 4 dargestellt ist. Der gleiche Vorgang wiederholt sich in entsprechender Weise beim Ausschalten der Röntgenröhre 2 während eines Taktes asynchron zum V-Puls VP, der bewirkt, daß das über die Taktleitung 10 dem CCD-Bildsensor 7 zugeführte Steuersignal der Steuerschaltung 13 synchron mit den V-Pulsen VP abgeschaltet wird.

Dieses in Fig. 4 dargestellte, über die Taktleitung 10 dem CCD-Bildsensor 7 zur Verfügung gestellte Steuersignal St bewirkt, daß während des Signales keine Auslesung des CCD- Bildsensors 7 erfolgt. Dieser Vorgang ist in Fig. 5 dargestellt. Bevor die Röntgenstrahlung eingeschaltet wird, wird der CCD-Bildsensor 7 kontinuierlich ausgelesen, damit keine Restladungen enthalten sein können. Dies zeigt der Verlauf des Dunkelstrom-Signals DS während des ersten Fernsehtaktes, der den Strom des CCD-Bildsensors 7 ohne Belichtung wiedergibt. Für die nachfolgenden drei Takte erfolgt keine Auslesung, so daß das auf dem CCD-Bildsensor 7 einfallende sichtbare Röntgenbild aufintegriert wird. Erst nach Beendigung der Röntgenstrahlung und synchron mit dem nächsten V-Puls VP beginnt wiederum die Auslesung, die für zwei Halbbilder zu einem deutlichen, in Fig. 5 dargestellten Videosignal VS führt. Erst die darauf folgenden Abtastungen erbringen wiederum ein Dunkelstrom-Signal DS. In Fig. 6 ist nun das Ausgangssignal der Zentraleinheit 11 wiedergegeben. Bis zur ersten Auslesung ist entweder der Ausgang dunkel geschaltet oder es wird ein in dem Bildspeicher 14 enthaltenes vorhergehendes Röntgenbild ausgelesen. Zusammen mit der Auslesung des CCD-Bildsensors 7 wird das Videosignal in den Bildspeicher 14 eingelesen und gleichzeitig an den Monitor 15 weitergeleitet. Sind nach zwei Fernsehtakten beide Halbbilder ausgelesen, so schaltet die Steuerschaltung 13 den Bildspeicher 14 auf Lesebetrieb um, so daß auch weiterhin ein Videosignal dem Monitor 15 zugeführt wird.

Zur Regelung des Röntgengenerators 1 ist an dem Lichtvertei­ ler 6 ein Multiplier 18 angekoppelt, der mit dem Röntgengene­ rator 1 verbunden ist und ihm ein der Helligkeit beispiels­ weise in einer Dominante entsprechendes Signal liefert.

Durch diese erfindungsgemäße Steuerschaltung 13 in der Zentraleinheit 11 einer Röntgendiagnostikeinrichtung kann die Röntgenstrahlung vollständig asynchron zum Fernsehtakt ein- und ausgeschaltet werden. Im Gegensatz zu Röntgendiagnostik­ einrichtungen mit Fernsehaufnahmeröhren braucht die Steuerung nicht mehr über eine zentrale Stelle zu erfolgen, die gewährleistet, daß die bildgebende Strahlung zum Zeitpunkt der vollständigen Strahlsperre erfolgt.

Claims (6)

1. Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Röntgengenerator (1), einer Röntgenröhre (2) und einem Röntgenbildverstärker (5), an dem eine Fernsehkamera (7 bis 14) mit CCD-Bildsensor (7) angekoppelt ist, wobei die Fernsehkamera (7 bis 14) einen Steuergenerator (13) aufweist, der mit einem Steuerausgang des Röntgengenerators (1) und einem Eingang des CCD-Bildsen­ sors (7) verbunden ist und diesen mit Hilfe eines Steuersig­ nals (St) derart steuert, daß aufgrund eines vom Röntgenge­ nerator (1) gelieferten Signals (S) der Auslesetakt für den CCD-Bildsensor (7) unterbrochen wird, wobei die genannte Un­ terbrechung synchron zum Steuersignal (St) und asynchron zu dem vom Röntgengenerator (1) gelieferten Signal (S) und zur Aktivierung der Röntgenröhre (2) stattfindet.

2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Steuer­ signal (St) zum Fernsehtakt einer Zentraleinheit (11) syn­ chron ist.

3. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuergenerator (13) mit einem Bildspeicher (14) verbunden ist und diesen bei Unterbrechung des genannten Auslesetaktes in den Lesebetrieb schaltet.

4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuergenerator (13) mit einem Betriebsartenschalter (16) verbunden ist.

5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Röntgengenerator (1) an den Steuergenerator (13) gelieferte Signal (S) die eingeschaltete Röntgenstrahlung kennzeichnet.

6. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgengenerator (1) und der Betriebsartenschalter (16) derart mit dem Steuergenerator (13) verbunden sind, daß bei einer bestimmten, gewählten Betriebsart und bei einge­ schalteter Röntgenstrahlung synchron mit dem Fernsehtakt der Zentraleinheit (11) der Auslesetakt für den CCD-Bildsensor (7) über mehrere Fernsehbilder unterbrochen und nach Abschal­ tung der Röntgenstrahlung wiederum synchron mit dem Fern­ sehtakt die Auslesung begonnen wird, wobei der Bildspeicher (14) während der Unterbrechung in den Lesebetrieb geschaltet wird.