EP0362427A1 - Röntgendiagnostikanlage mit einem Detektor für die mittlere Bildhelligkeit - Google Patents

Röntgendiagnostikanlage mit einem Detektor für die mittlere Bildhelligkeit Download PDF

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EP0362427A1 EP88116488A EP88116488A EP0362427A1 EP 0362427 A1 EP0362427 A1 EP 0362427A1 EP 88116488 A EP88116488 A EP 88116488A EP 88116488 A EP88116488 A EP 88116488A EP 0362427 A1 EP0362427 A1 EP 0362427A1
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    • H05G1/08—Electrical details
    • H05G1/64—Circuit arrangements for X-ray apparatus incorporating image intensifiers

Definitions

  • the invention relates to an X-ray diagnostic system with a detector for the average image brightness in a predetermined area, which is formed by a matrix of detector elements, wherein a control device is present which selects predetermined elements for signal generation.
  • a detector of this type can be used, for example, for automatic exposure control for exposure or fluoroscopy.
  • the average image brightness should be recorded in an area corresponding to the organ or body part to be recorded and kept constant or regulated.
  • the selected measuring field must be adapted as best as possible to the part of the body to be imaged.
  • the invention has for its object to provide an X-ray diagnostic system of the type mentioned in such a way that a large number of measuring fields with a variable shape can be selected, the respectively selected measuring field being optimally adaptable to the particular circumstances.
  • a control device has a memory for a large amount of data sets according to the body parts shown in each case and that a selection device for selecting the respective data set corresponding to the respective body part and a stored absorption profile is present.
  • a typical two-dimensional coarse absorption profile of the fluoroscopic image is stored in the selection device for a body part to be examined. This profile is compared in the sense of a pattern recognition with the currently available signals of the detector elements, from which the exact type and position of the body part to be examined in the image can be determined. The detector elements required for correct exposure of the body part are then automatically selected by the selection device.
  • FIG. 1 shows an X-ray tube 1, which is fed by an X-ray generator 2.
  • a patient 3 is irradiated by the X-rays.
  • the x-ray image is amplified by an x-ray image intensifier 4.
  • the amplified x-ray image appearing on the output screen of the x-ray image intensifier 4 is recorded by a television camera 5 and displayed on a display unit 7 via a television center 6.
  • a semiconductor detector 8 is provided as an actual value transmitter, which feeds a corresponding signal to the actual value input of a comparator 9 via a measuring transducer 10.
  • the comparator 9 has a setpoint input 11 at which the setpoint of the middle one Image brightness is in the measuring field of the output screen of the X-ray image intensifier 4 corresponding signal.
  • the x-ray generator 2 is influenced by a brightness control device 13 in the sense of an adjustment of the actual value to the target value.
  • a setpoint generator 12 is provided for setting the setpoint.
  • the semiconductor detector 8 has an area on which the entire output image of the X-ray image intensifier 4 can be imaged, with the aid of a partially transparent mirror 14 in the beam path between the exit fluorescent screen of the X-ray image intensifier 4 and the television camera 5.
  • a control device 15 selects a predetermined area of the semiconductor detector 8 electronically according to the desired measuring field.
  • the semiconductor detector 8 allows the selection of a large number of measuring fields, both with regard to their position and their shape and size.
  • the control device 15 contains a memory 17 for a large number of data records corresponding to the body parts shown in each case.
  • the memory 17 is controlled by a selection device 18 for selecting the respective data record corresponding to the respective body part and an absorption profile stored in the selection device 18.
  • a large amount of information corresponding to the body parts occurring in practice is stored in the selection device 18 as two-dimensional coarse absorption profiles of the fluoroscopic image.
  • the total of the output signals of the detector elements of the semiconductor detector 8, which according to FIG. 2 consists of a matrix of detector elements 16, is compared with the stored absorption profiles in the selection device 18 in the sense of a pattern recognition, from which the exact type and position of the body part to be examined can be seen Let picture determine.
  • the detector elements 16 necessary for the correct exposure of the body part are then automatically selected with the aid of the selection device 18 and the control device 15.
  • FIG. 2 shows that with a correspondingly fine division of the detector 8, an exact adaptation of the predetermined range, within which the mean image brightness is to be kept constant during the fluoroscopy, is possible to the examined body part.
  • the information corresponding to the respective body part and selecting the detector elements 16 can be obtained from the entirety of the output signals of the detector elements 16.
  • the described automatic selection of the measuring field can in principle also be extended to the direct recording technique if the measuring chamber is subdivided sufficiently.
  • a further relief for the examiner is possible if additional information about the exact position of the examined organ is evaluated, e.g. with automatic positioning of a heart contour diaphragm, a corresponding signal.

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Abstract

Bei einer Röntgendiagnostikanlage mit einem Detektor für die mittlere Bildhelligkeit in einem vorbestimmten Bereich, der von einer Matrix aus Detektorelementen gebildet ist, soll eine automatische optimale Meßfeldwahl erfolgen. Eine Steuervorrichtung (15) enthält einen Speicher (17) für eine Vielzahl von Datensätzen entsprechend den jeweils dargestellten Körperteilen. Eine Wählvorrichtung (18) wählt den jeweiligen Datensatz entsprechend dem jeweiligen Körperteil und einem gespeicherten Absorptionsprofil aufgrund einer Mustererkennung automatisch aus.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikanlage mit einem Detektor für die mittlere Bildhelligkeit in einem vorbestimmten Bereich, der von einer Matrix aus Detektorelementen gebildet ist, wobei eine Steuervorrichtung vorhanden ist, die vorbe­stimmte Elemente zur Signalerzeugung auswählt.
  • Ein Detektor dieser Art kann beispielsweise für die automati­sche Belichtungsregelung für Aufnahme oder Durchleuchtung ver­wendet werden. Dabei sollte die mittlere Bildhelligkeit in ei­nem dem jeweils aufzunehmenden Organ oder Körperteil entspre­chenden Bereich erfaßt und konstant gehalten bzw. geregelt wer­den. Hierfür ist es bekannt, eine fest vorgegebene Anzahl von Meßfeldern innerhalb des Detektors vorzusehen. Wird ein Detek­tor mit einer Matrix aus Halbleiter-Detektorelementen verwen­det, so können je nach Anwahl der einzelnen Detektorelemente beliebige Meßfeldformen realisiert werden, wobei auch ein schneller Wechsel möglich ist. Darüber hinaus ist es möglich, die Signale der angewählten Detektorelemente unterschiedlich zu bewerten.
  • Für eine einwandfreie Belichtung muß das ausgewählte Meßfeld dem abzubildenden Körperteil bestmöglich angepaßt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgendiagno­stikanlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine Vielzahl von Meßfeldern mit variabler Form wählbar ist, wobei das jeweils gewählte Meßfeld optimal den jeweiligen Gegebenhei­ten anpaßbar ist.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Steuervorrichtung einen Speicher für eine Vielzahl von Daten­ sätzen entsprechend den jeweils dargestellten Körperteilen auf­weist und daß eine Wählvorrichtung zum Auswählen des jeweiligen Datensatzes entsprechend dem jeweiligen Körperteil und einem gespeicherten Absorptionsprofil vorhanden ist. Bei der erfin­dungsgemäßen Röntgendiagnostikanlage wird in der Wählvorrich­tung für einen zu untersuchenden Körperteil ein typisches zwei­dimensionales Grob-Absorptionsprofil des Durchleuchtungsbildes gespeichert. Dieses Profil wird im Sinne einer Mustererkennung mit den aktuell vorliegenden Signalen der Detektorelemente ver­glichen, woraus sich die genaue Art und Lage des zu unter­suchenden Körperteiles im Bild bestimmen lassen. Daran an­schließend werden die zur richtigen Belichtung des Körperteiles notwendigen Detektorelemente automatisch durch die Wählvorrich­tung ausgewählt.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Röntgendiagnostikanlage nach der Erfindung, und
    • Fig. 2 eine Ansicht des Detektors der Röntgendiagnostikanlage gemäß Fig. 1 zur Erläuterung des Erfindungsgedankens.
  • In der Fig. 1 ist eine Röntgenröhre 1 dargestellt, die von ei­nem Röntgengenerator 2 gespeist wird. Ein Patient 3 wird von der Röntgenstrahlung durchstrahlt. Das Röntgenbild wird von ei­nem Röntgenbildverstärker 4 verstärkt. Das am Ausgangsbild­schirm des Röntgenbildverstärkers 4 erscheinende, verstärkte Röntgenbild wird von einer Fernsehkamera 5 aufgenommen und über eine Fernsehzentrale 6 auf einem Sichtgerät 7 wiedergegeben.
  • Zur Konstanthaltung der mittleren Bildhelligkeit in einem Meß­feld des Ausgangsschirmes des Röntgenbildverstärkers 4 ist ein Halbleiterdetektor 8 als Istwertgeber vorgesehen, der ein ent­sprechendes Signal dem Istwerteingang eines Vergleichers 9 über einen Meßwandler 10 zuführt. Der Vergleicher 9 weist einen Sollwerteingang 11 auf, an dem ein dem Sollwert der mittleren Bildhelligkeit im Meßfeld des Ausgangsschirmes des Röntgenbild­verstärkers 4 entsprechendes Signal liegt. In Abhängigkeit von der Differenz zwischen Ist- und Sollwert wird der Röntgengene­rator 2 von einer Helligkeitsregeleinrichtung 13 im Sinne eines Angleiches des Istwertes an den Sollwert beeinflußt. Für die Einstellung des Sollwertes ist ein Sollwertgeber 12 vorgesehen.
  • Der Halbleiterdetektor 8 hat eine Fläche, auf der das ganze Ausgangsbild des Röntgenbildverstärkers 4 abbildbar ist, und zwar mit Hilfe eines teildurchlässigen Spiegels 14 im Strahlen­gang zwischen dem Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstär­kers 4 und der Fernsehkamera 5. Eine Steuervorrichtung 15 wählt dabei einen vorbestimmten Bereich des Halbleiterdetektors 8 entsprechend dem gewünschten Meßfeld elektronisch aus. Der Halbleiterdetektor 8 erlaubt dabei die Wahl einer Vielzahl von Meßfeldern, und zwar sowohl hinsichtlich ihrer Lage als auch ihrer Form und Größe.
  • Die Steuervorrichtung 15 enthält einen Speicher 17 für eine Vielzahl von Datensätzen entsprechend den jeweils dargestellten Körperteilen. Der Speicher 17 wird von einer Wählvorrichtung 18 zum Auswählen des jeweiligen Datensatzes entsprechend dem je­weiligen Körperteil und einem in der Wählvorrichtung 18 gespei­cherten Absorptionsprofil angesteuert.
  • In der Wählvorrichtung 18 ist eine Vielzahl von Informationen entsprechend den in der Praxis vorkommenden Körperteilen als zweidimensionale Grob-Absorptionsprofile des Durchleuchtungs­bildes gespeichert. Die Gesamtheit der Ausgangssignale der De­tektorelemente des Halbleiterdetektors 8, der gemäß Fig. 2 aus einer Matrix von Detektorelementen 16 besteht, wird mit den ge­speicherten Absorptionsprofilen in der Wählvorrichtung 18 im Sinne einer Mustererkennung verglichen, woraus sich die genaue Art und Lage des zu untersuchenden Körperteiles im Bild bestim­men lassen. Die zur richtigen Belichtung des Körperteiles not­wendigen Detektorelemente 16 werden dann mit Hilfe der Wählvor­richtung 18 und der Steuervorrichtung 15 automatisch ausge­wählt.
  • In der Fig. 2 sind dunkel als Beispiel ausgewählte Detektorele­mente 16 dargestellt. Die Fig. 2 zeigt, daß bei entsprechend feiner Unterteilung des Detektors 8 eine genaue Anpassung des vorbestimmten Bereiches, innerhalb dessen die mittlere Bildhel­ligkeit bei der Durchleuchtung konstant gehalten werden soll, an das untersuchte Körperteil möglich ist.
  • Die dem jeweiligen Körperteil entsprechenden, die Detektor­elemente 16 auswählende Information kann wie beschrieben aus der Gesamtheit der Ausgangssignale der Detektorelemente 16 ge­wonnen werden. Es ist aber auch möglich, hierzu das Videosignal der Bildverstärker-Fernsehkette 4, 5, 6, 7 entsprechend der in Fig. 1 gestrichelt gezeichneten Linie zu verwenden.
  • Die beschriebene automatische Bildung des jeweils optimalen Be­reiches, innerhalb dessen die Erfassung der Ausgangssignale der Detektorelemente zur Durchleuchtungsregelung erfolgt, kann auch für die Indirekt-Aufnahmetechnik vorgenommen werden. Für den Aufnahmebetrieb kann demgemäß zur Meßfeldanwahl entweder das vorangegangene Durchleuchtungsbild ausgewertet werden oder wenn die Mustererkennung schnell genug erfolgt auch das Aufnahmebild selbst.
  • Die beschriebene automatische Auswahl des Meßfeldes läßt sich prinzipiell auch auf die direkte Aufnahmetechnik erweitern, wenn die Meßkammer fein genug unterteilt wird.
  • Eine weitere Entlastung des Untersuchers ist möglich, wenn eine zusätzliche Information über die genaue Position des untersuch­ten Organs ausgewertet wird, z.B. bei automatischer Positionie­rung einer Herzkonturenblende ein entsprechendes Signal.

Claims (3)

1. Röntgendiagnostikanlage mit einem Detektor (8) für die mitt­lere Bildhelligkeit in einem vorbestimmten Bereich, der von einer Matrix aus Detektorelementen (16) gebildet ist, wobei eine Steuervorrichtung (15) vorhanden ist, die vorbestimmte Detektorelemente (16) zur Signalerzeugung auswählt, da­durch gekennzeichnet, daß die Steuervor­richtung (15) einen Speicher (17) für eine Vielzahl von Daten­sätzen entsprechend den jeweils dargestellten Körperteilen auf­weist und daß eine Wählvorrichtung (18) zum Auswählen des je­weiligen Datensatzes entsprechend dem jeweiligen Körperteil und einem gespeicherten Absorptionsprofil vorhanden ist.
2. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem jeweiligen Körper­teil entsprechende, die Detektorelemente (16) auswählende In­formation aus der Gesamtheit der Ausgangssignale der Detektor­elemente (16) gewonnen wird.
3. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem jeweiligen Körper­teil entsprechende, die Detektorelemente (16) auswählende In­formation aus dem Videosignal einer Bildverstärker-Fernsehkette (4, 5, 6, 7) gewonnen wird.
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