DE530912C

DE530912C - Process for the standardization of X-ray recordings of human body parts

Info

Publication number: DE530912C
Application number: DEM105789D
Authority: DE
Original assignee: MAX MICHEL DR
Current assignee: MAX MICHEL DR
Priority date: 1928-07-24
Filing date: 1928-07-24
Publication date: 1931-08-01

Description

Bisher wurde eine Vereinheitlichung der diagnostischen Röntgentechnik mittels empirisch festgestellter Werte der Milliamperesekundenzahl unter Angabe der Maximal-5 oder Effektivspannung angestrebt. Diese Methode ist unbrauchbar, da sie wichtige Fehlerquellen enthält, z. B. die Nichtbeachtung der verschiedenen Kurvenformen der Apparaturen, der Emulsionsunterschiede, der Verstärkung'sfaktoren der Folien, der photochemischen Verfahren, der Dicken der absorbierenden Schichten. Daß diese Fehlerquellen existieren, ist eine bekannte Tatsache. Wenn L die Lichtmenge, i die Intensität, t die Belichtungsdauer ist, so besteht die Formel L = i't". Dabei ist p eine von der lichtempfindlichen Schicht abhängige Konstante. Diese ist kleiner als 1 bei Verwendung von Lichtstrahlen, aber gleich 1 bei Röntgenstrahlen. Bei den heute gebräuchlichen Folienaufnahmen spielt die Fluoreszenzstrahlung der Verstärkungsschirme eine ausschlaggebende Rolle. Da für diesen Fall die Konstante^ kleiner als 1 ist, wird bei Verwendung von Verstärkungsschirmen durch die Angabe des Produktes i · t, d. h. des Produktes Milliamperesekunden, keine Klarheit geschaffen. Bei Verwendung von Verstärkungsschirmen ist daher das Verhältnis der Intensität zur Expositionsdauer von Wichtigkeit. So far, a standardization of diagnostic X-ray technology has been aimed at by means of empirically determined values of the number of milliamps, specifying the maximum 5 or effective voltage. This method is useless because it contains important sources of error, e.g. B. the non-observance of the different curve shapes of the apparatus, the emulsion differences, the reinforcement factors of the foils, the photochemical processes, the thickness of the absorbing layers. It is a known fact that these sources of error exist. If L is the amount of light, i is the intensity, t is the exposure time, then the formula L = i't ". Here, p is a constant that depends on the light-sensitive layer. This is less than 1 when using light rays, but is equal to 1 for The fluorescence radiation of the intensifying screens plays a decisive role in the film recordings used today. Since the constant ^ is less than 1 in this case, the specification of the product i · t, ie the product milliampere seconds, does not provide clarity when intensifying screens are used When using intensifying screens, the ratio of intensity to exposure time is important.

Die Folge dieser Fehlerquellen ist, daß die von verschiedenen Instituten mit gleicher Spannung und Milliamperesekundenzahl gemachten Aufnahmen große Unterschiede aufweisen, so daß die Deutung außerordentlich erschwert ist. Auch Vergleichsaufnahmen eines und desselben Röntgeninstitutes können voneinander in der Bildgebung und Deutlichkeit wesentlich abweichen.The consequence of these sources of error is that those of different institutes with the same Voltage and milliamperesecond recordings show large differences, so that the interpretation is extremely difficult. You can also take comparative images from one and the same X-ray institute differ materially from one another in imaging and clarity.

Die Erfindung bezweckt, die genannten Fehlerquellen auszuschließen und eine einwandfreie Methode zur Vereinheitlichung von Röntgenbildern zu erhalten. Zu diesem Zwecke wird in bekannter Weise mit dem Untersuchungskörper ein Vergleichskörper aufgenommen; gemäß der Erfindung wird als solcher aus einem· Material, dessen Absorptionsvermögen gegenüber Röntgenstrahlen ähnlich wie das der Weichteilsgewebe des menschlichen Körpers ist, verwendet, das erhaltene photographische Bild dieses Testkörpers photometrisch ausgewertet und die so erhaltene Kurve mit einer Standardkurve verglichen. In dieser Weise wird die Mannigfaltigkeit der physikalischen, chemischen und photochemischen Bedingungen bildlich durch graphische Darstellung des Dichtungsverlaufes der Röntgenaufnahmen genannten Testkörpers festgehalten, so daß die Erzielung desselben graphischen Bildes an anderer Stelle das Vorhandensein der gleichen Bildbedingungen an dieser Stelle gewährleistet.The aim of the invention is to exclude the sources of error mentioned and to ensure that it is flawless Method for unifying X-ray images. For this purpose, the Examination body recorded a reference body; according to the invention is called those made of a material whose absorption capacity for X-rays similar to that of the soft tissue of the human body, the obtained is used photometric image of this test specimen evaluated photometrically and the curve thus obtained with a standard curve compared. In this way the manifoldness of physical, chemical and photochemical conditions pictorially through graphical representation of the sealing process of the X-ray recordings called the test body, so that the same graphic image can be obtained elsewhere ensures the presence of the same image conditions at this point.

Auf der Zeichnung ist ein solcher Testkörper durch Fig. 1 im senkrechten Schnitt nach Linie 1-1 von Fig. 2, durch Fig. 2 im senkrechten Schnitt nach Linie 2-2 von Fig. 1 und durch Fig. 3 in Oberansicht dargestellt.Such a test body is shown in the drawing through FIG. 1 in vertical section according to line 1-1 of FIG. 2, through FIG. 2 in vertical section according to line 2-2 of FIG. 1 and represented by Fig. 3 in top view.

Dieser Körper besteht aus einem Hauptteil α und einigen, z. B. vier Unter- und Aufsetzplatten b von geringerer Höhe. Der Teil a und die Platten-& bestehen aus einem Material, dessen Absorptionsvermögen gegenüber Röntgenstrahlen ganz ähnlich wie das der Weichteilsgewebe des menschlichen Körpers ist, z, B. aus Paraffin oder einem Gemisch von Ceresin und Kolophonium. In der Mitte ίο des Teiles α befindet sich eine Aluminiumtreppe c und eine sich daran anschließende Kupfertreppe d, um die photometrische Darstellung der Kontrastkurven dieser beiden Treppen in bestimmter zweckmäßiger Weise zu erhalten. In der oberen und der unteren Fläche des Teiles« ist je ein Bleistückchene von etwa 3 mm Dicke eingelassen, ebenso in der oberen oder der unteren Fläche der Aufoder Untersatzplatten b ein solches Bleistückchen / oder g. Die Bleistückchen e, f und g sind derart angeordnet, daß ihre Projektion die Verlängerung der Treppen c und d bildet (s. Fig, 3). Je zwei aufeinanderfolgende und gleich bezeichnete Bleistückchen haben die gleiche Grundrißform, die aber von derjenigen der andern vier verschieden ist. Durch Weg-j nähme einzelner oder aller Platten b ist der Testkörper beliebig abstufbar. Anstatt Aluminium, Kupfer und Blei können andere Materialien verwendet werden, deren Absorptionsverhältnisse gegenüber Röntgenstrahlen denen dieser Metalle gleich oder ganz ähnlich sind.This body consists of a main part α and some, e.g. B. four lower and mounting plates b of a lower height. The part a and the plate & consist of a material whose X-ray absorption capacity is very similar to that of the soft tissue of the human body, e.g. paraffin or a mixture of ceresin and rosin. In the middle ίο of part α there is an aluminum staircase c and an adjoining copper staircase d in order to obtain the photometric representation of the contrast curves of these two staircases in a certain, expedient manner. A piece of lead e approximately 3 mm thick is embedded in the upper and lower surface of the part, as is such a piece of lead / or g in the upper or lower surface of the top or bottom plates b. The pieces of lead e, f and g are arranged in such a way that their projection forms the extension of the stairs c and d (see Fig. 3). Every two successive and identically labeled pieces of lead have the same plan shape, but which is different from that of the other four. The test body can be graded as desired by taking away individual or all plates b. Instead of aluminum, copper and lead, other materials can be used whose X-ray absorption ratios are the same or very similar to those of these metals.

Die Aufnahme des mitphotographierten Testkörpers weist eine Aneinanderreihung verschiedener Schwärzungsstufen auf, die photometrisch bestimmt werden. Dies geschieht mittels automatischer lichtelektrischer Registrierung in folgender Weise: Ein Lichtbüschel wird durch eine Optik konzentriert und gelangt durch den Film mit dem Bild des Testkörpers auf die lichtelektrische Zelle; diese gibt infolgedessen einen Stromstoß, der durch ein Galvanometer in bekannter Weise aufgezeichnet wird. Das lichtempfindliche Papier, auf dem die Aufzeichnung erfolgt, und der Film liegen auf einem gemeinsamen Wagen, so daß die aufgezeichnete Kurve der Helligkeitsverteilung in der Meßlinie maßstäblich genau entspricht. Der ganze Vorgang ist automatisch, so daß nur der Film und das lichtempfindliche Papier einzulegen sind. Der Vorteil dieser Methode besteht nicht nur in einer wesentlichen zeitlichen Abkürzung, sondern auch darin, daß man durch Vergrößerung der Lichtmenge oder durch Erhöhung der Spannung jede beliebige Dichte in den günstigsten Teil der Charakteristik bringen kann.The recording of the test body also photographed shows a row different degrees of blackening, which are determined photometrically. this happens by means of automatic photoelectric registration in the following way: A light bundle is concentrated by an optic and reaches the photoelectric cell through the film with the image of the test body; as a result, this gives a rush current that is passed through a galvanometer in a known manner is recorded. The photosensitive paper on which the recording is made and the film lie on a common carriage, so that the recorded curve of the Brightness distribution in the measuring line corresponds exactly to scale. The whole process is automatic so that only the film and photosensitive paper are loaded are. The advantage of this method is not just a significant shortening of time, but also by increasing the amount of light or by increasing it the tension can bring any density into the most favorable part of the characteristic.

Die graphische Bildgewinnung des bei den Aufnahmen mitphotographierten Körpers erfolgt also dadurch, daß die durch die verschiedenen Schwärzungsstufen der Testkörperaufnahme verschieden starken Abschwächungen eines Lichtbündels mit Hilfe einer lichtelektrischen Zelle auf ein Spiegelgalvanometer- oder Einfadenelektrometersystem übertragen werden, das es auf einer photographischen Platte oder einem photographischen Film in bekannter Weise registriert. Zur genauen Bestimmung der Schwärzung kann ein Goldbergscher Graukeil mit durchgezogen werden, dessen Schwärzungsstufen bekannt - sind; die Konstanz der Betriebsbedingungen kann durch gleichzeitige Aufnähme verschiedener Apparatkonstanten ■nachgeprüft werden.The graphic image acquisition of the body also photographed during the recordings takes place thus by the fact that the test body receptacle through the various degrees of blackening differently strong attenuations of a light beam with the help of a photoelectric cell on a mirror galvanometer or single-filament electrometer system that uses it on a photographic Plate or photographic film registered in a known manner. For the exact determination of the blackening a Goldberg gray wedge can be drawn through with its blackening levels are known; the constancy of the operating conditions can be achieved by simultaneous recording various apparatus constants ■ can be checked.

Um eine Überstrahlung und eine dadurch bedingte zu starke Abflachung der Kurven zu vermeiden, kann eine dünne Folie h aus einer bestimmten Legierung, z. B. einer Bleilegierung, entweder mittels eines Bleiringes i über die Unterfläche des Testkörpers a, b gespannt, also zwischen diesen und die Kassette k gebracht, oder auf die Rückseite der beiden Ver-Stärkungsfolien Z aufgeklebt werden.In order to avoid overexposure and the resulting excessive flattening of the curves, a thin foil h made of a certain alloy, e.g. B. a lead alloy, either by means of a lead ring i stretched over the lower surface of the test body a, b , so brought between these and the cassette k , or glued to the back of the two reinforcement foils Z.

Das Verfahren der Standardisierung ist folgendes: Es werden große Phantome angefertigt, welche die gleichen Absorptionsund Streuungsverhältnisse aufweisen, wie sie bei den verschiedenen für die Röntgendiagnostik in Betracht kommenden Organen auftreten. Diese Phantome können z. B. aus übereinander angeordneten Wasserkästen mit regelbarem Wasserstand, wie sie von Bronkhörst als Absorptions- und Streuungsmedien vorgeschlagen worden sind, und im Luftraum zwischen diesen Kästen angeordneten Treppen aus Aluminium, Kupfer oder Blei oder einem Material mit gleichen oder ähnlichen Absorptionsverhältnissen bestehen. In erster Linie sind aber Phantome aus Paraffin oder einem Gemisch von Ceresin und Kolophonium, welche die wirklichen Organverhältnisse grob nachahmen und in welche die erwähnten Treppen eingegossen sind, zu empfehlen. Von diesen jeweils einem Organ entsprechenden Phantomen werden Röntgenaufnahmen unter den verschiedensten Bedingungen hergestellt, bis die Abbildung der Treppen und die Verhältnisse des ganzen Bildes (z. B. die Entwicklungsschleiergröße) optimale Kontrastkurven ergeben, die photometrisch genau hergestellt werden. Wenn die Phantome richtig aufgebaut waren, so müssen die Aufnahmen der den Phantomen entsprechenden Organe ebenfalls optimale Kontrastwerte ergeben. The standardization procedure is as follows: large phantoms are made, which have the same absorption and scattering ratios as they are with the different ones for X-ray diagnostics relevant organs occur. These phantoms can e.g. B. from stacked water tanks with adjustable water level, as used by Bronkhörst as absorption and scattering media have been proposed, and stairs arranged in the air space between these boxes made of aluminum, copper or lead or a material with the same or similar absorption ratios exist. First and foremost, however, are phantoms made of paraffin or a mixture of ceresin and rosin, which roughly imitate the real organ relationships and in which those mentioned Stairs are cast, recommended. Of these, each corresponding to an organ Phantoms are made x-rays under a wide variety of conditions, up to the mapping of the stairs and the proportions of the whole image (e.g. the development fog size) give optimal contrast curves that are photometrically accurate getting produced. If the phantoms were set up correctly, the recordings must of the organs corresponding to the phantoms also give optimal contrast values.

Nunmehr werden unter den zur Erlangung der optimalen Werte gefundenen Bedingungen bei Übereinstimmung aller sonstigen physikalischen und chemischen Faktoren Auf-Now, under the conditions found to obtain the optimal values if all other physical and chemical factors match,

nahmen der verschiedenen Organe hergestellt, wobei gleichzeitig ein kleines Phantom, wie es der oben beschriebene Testkörper nach Fig. ι bis 3 darstellt, in immer gleicher Weise mitgeröntgt wird. Bei der praktischen Anwendung der gefundenen Resultate bei den Organaufnahmen wird dieses mitphotographierte kleine Phantom mittels automatischer lichtelektrischer Registrierung in der beschriebenen Weise ausgewertet. Die sich ergebenden Kurven werden als Standardkurven betrachtet.^ Der Vergleich jeder bestimmten Betriebsbedingungen entsprechenden Kurve mit einer auf diesem Wege erhaltenen Standardkurve ist einfach. Die Herstellung einer derartigen Kurve einer Film- oder Plattenaufnahme nimmt 2 Minuten in Anspruch. Die photometrische Auswertung bietet u. a. auch die Möglichkeit, nicht nur die Gesamtbedingungen, sondern auch die im Augenblick der Bilderzeugung vorhandene Spannung durch die Halbwertschicht festzulegen. took of the various organs produced, at the same time making a little phantom, like it represents the test body described above according to FIGS. 1 to 3, always in the same way is also x-rayed. In the practical application of the results found in the This small phantom, which is also photographed, is made organ recordings by means of automatic photoelectric registration evaluated in the manner described. The resulting Curves are considered standard curves. ^ The comparison of any given Curve corresponding to operating conditions with a curve obtained in this way Standard curve is simple. The production of such a curve of a film or Record recording takes 2 minutes. The photometric evaluation offers inter alia. also the possibility, not only the overall conditions, but also those present at the moment the image was created Establish voltage through the half-value layer.

Claims

Patent claims:

i. Method for standardizing the X-ray recordings of human body parts, in which a comparison body is recorded with the test body, characterized in that a test body (a, b) containing known metal stairs (c and d ) made of a material whose absorption capacity for X-rays is similar to which is the soft tissue of the human body, is used, the obtained photographic image of this test body is photometrically evaluated and the curve thus obtained is compared with a standard curve.

2. The method according to claim 1, characterized in that a z. B. made of a lead alloy thin foil Qi) is brought into the beam path,

z. B. between the test body (a, b) and the cassette (k).

3. Test body for performing the method according to claim 1, characterized in that it consists of a main part (α) and some top or bottom plates (&), wherein in the main part (a) there is an aluminum staircase (c) and one on it adjoining copper stairs (d) are located and in the upper and lower surface of this part as well as in the upper or lower surface of the top or base plates (b) pieces of lead (e, f or g) are arranged, the projection of which is the extension of those stairs (c and d) forms.

1 sheet of drawings