FR2514222A1

FR2514222A1 - Procede et installation pour la rontgentelevision

Info

Publication number: FR2514222A1
Application number: FR8216461A
Authority: FR
Inventors: Jorg Haendle
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-10-02
Filing date: 1982-09-30
Publication date: 1983-04-08
Also published as: DE3139331A1; JPS5875987A

Abstract

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR SUPPRIMER DES STRUCTURES PARASITES DANS DES IMAGES DE RONTGENTELEVISION. LES SIGNAUX MEMORISES 11 D'UNE PRISE DE VUE A VIDE SONT SUPPRIMES DES SIGNAUX MEMORISES 14 D'UNE RADIOSCOPIE, DANS UN ETAGE DE SOUSTRACTION 16, OU, DANS DES EMPLACEMENTS A SIGNAUX PARASITES PRONONCES SONT INSERES DES SIGNAUX PROVENANT D'UN FORMATEUR DE VALEUR MOYENNE 19 A L'AIDE D'UN DISPOSITIF DE COMMUTATION 21, QUI EST COMMANDE PAR DES SIGNAUX OBTENUS A PARTIR DES SIGNAUX PARASITES DANS UN DISPOSITIF DE VALEUR DE SEUIL 20. APPLICATION AUX CHAINES DE RONTGENTELEVISION.

Description

Procédé et installation pour la röntgentélévision.

L'invention concerne un procédé pour supprimer des structures parasites dans des images de rôntgentelevision, ainsi que des installations pour la mise en oeuvre de ce procédé, De telles installations comportent, pour transformer des images de rayons X en un train de signaux de télévision repro ductile;, par exemple une chalne de rôntgentêlévi- sion à amplification de brillance (brevet US numéro 41 49 082) ou un tube de prise de vue de télévision direct, de grande surface et sensible aux rayons X (brevet US No. 41 61 755).

On sait que dans une rèntgentélévision il est important que des détails reproduits proviennent du corps à examiner et non du système de reproduction lui-même. Ainsi, par exemple les tubes vidicon utilisés dans un dispositif selon le brevet US
No. 41 61 755, et dont les couches photosensibles, par exemple en trisulfure d'antimoine (Sb2S3) ou en oxyde de zinc (PbO) ou en séléniure de cadmium, doivent satisfaire, du point de vue de la surface de transmission constituée de façon uniforme,une opération de lecture très sévère. Ceci est nécessaire pour assurer l'obtention d'images suffisamment dépourvues d'artéfacts pour pouvoir être d'une quelconque utilité pour le diagnostic médical.Mais,dans la fabrica
tion des couches il faut toujours s'attendre, dans la pratique, à des irrégularités qui se répercutent de
façon gênante dans la reproduction. Ces inconvénients, qui constituent en fait des parasites, sont essentiel
lement des taches de faibles dimensions qui proviennent d'irregularites de la couche.

Le processus de lecture qui est nécessaire en
raison des insuffisances qui se produisent au cours du revêtement de l'écran d'entrée, constitue également un obstacle dont le résultat a été que des tubes de télévision spéciaux pour des installations de ro#ntgen- télévision n'ont pas pu s'imposer jusqu'ici sur le marché. Dans le cas des tubes qui sont sensibles à la
lumière, etc., ceux des exemplaires qui ne sont pas utilisables pour des installations aux rayons X, peuvent être mis en oeuvre pour d'autres installations utilisant la technique de la télévision. Dans le cas
des tubes particuliers, seulement sensibles aux
rayons X, les tubes à exclure représentent un rebut inutilisable, dont le financement doit être pris en
compte par les tubes corrects, ce qui conduit à un
accroissement non tolérable des réalisation utilisableus.Une diminution importante du rebut serait par
ticulièrement importante dans le cas de vidicons de grande surface, pour la technique des rayons X, et qui seraient particulièrement avantageux pour le
diagnostic médical, en raison de l'adaptation des
dimensions de la surface de prise de vue aux dimen
sions des objets dont la prise de vue doit être
réalisée.

En plus des taches mentionnées ci-dessus de
la couche de conversion des tubes de prise de vue de
télévision, d'autres parties de l'installation de
rontgentélévision peuvent être défectueuses. Ainsi,
peuvent se présenter des irrégularités de grandes surfaces dans le système de transmission de chaînes de télévision à amplificateur de brillance, et qui, en partie, peuvent provenir d'un balayage non idéal avec les électrons ou d'un vignettage de l1amplifica- teur de brillance radiologique.

L'invention a pour objet d'indiquer, dans. le cadre d'un procédé du type rappelé en tête du présent mémoire et dans le cadre d'installations pour la mise en oeuvre de ce procédé, des moyens pour supprimer des structures parasites, plus particulièrement des taches qui proviennent du système de transmission et qui apparaissent dans l'image, bien que ne provenant pas de l'image formée par le rayonnement et qui est à constituer.Pour résoudre ce problème, le procédé pour supprimer des structures parasites dans des images de rôntgentélévision est, selon l'invention, essentiellement caractérisé par le fait que la structure parasite est supprimée par soustraction des signes d'une prise de vue à vide (sans patient) des signaux d'une prise de vue avec le patient ou d'une radioscopie avec patient, et, éventuellement, par remplacement au niveau des signaux parasites de forte intensité par une valeur moyenne des amplitudes des images des environnements dudit niveau.

Suivant une variante de ce procédé, il est prévu qu'au cours d'une première phase opératoire, les signaux mémorisés d'une prise de vue à vide sont soustraits des signaux de l'image radiologique souhaitée, et qu'en des emplacements de l'image en lesquels ne se présente qu'un signal parasite pur dû à des couches défectueuses, sans composantes provenant de l'image formée par le rayonnement, on insère des valeurs moyennes des signaux de l'environnement, en faisant en sorte, qu'à l'aide d'un dispositif de commutation commandé par des signaux qui sont obtenus, à l'aide d'un dispositif à valeur de seuil,à partir des signaux parasites, les valeurs moyennes soient reproduites aux emplacements des taches et qu'aux autres emplacements soient rèproduites les valeurs originel- les.

L'invention-porte également sur une installation de röntgentelevision pour la mise en oeuvre de l'un ou l'autre des procédés mentionnés ci-dessus selon l'invention une telle installation, qui est pourvue d'un dispositif de prise de vue pour transformer l'image formée par le rayonnement en une série de signaux de téle#vision-,est essentiellement caractérisée par le fait qu'entre le dispositif de prise de vue et le moniteur est prévu un montage numérique adaptatif opérant en temps réel, compensant les structures parasites (artéfacts) et dans lequel sont situés un convertisseur analogique-numérique, un formateur de la valeur moyenne et un commutateur ainsi qu'un convertisseur numérique-analogique, que le formateur de la valeur moyenne comporte une dérivation menant directement au commutateur et qu'en outre le signal originel est encore appliqué à un formateur de valeur de seuil dont la sortie attaque, avec commande, le commutateur, le formateur de valeur de seuil n'étant passant que pour des signaux de structure parasite à valeurs élevées de l'amplitude, qui provoquent alors la commutation du commutateur sur le formateur de valeur moyenne.

D'autres formes de réalisation d'une installation de r6ntgentélévision#selon l'invention sont essentiellement caractérisées par le fait
- qu'entre le convertisseur analogique-numérique et le formateur de valeurs moyennes est disposée une mémoire
- que la mémoire se situe dans la liaison di recte du convertisseur analogique-numérique avec le formateur de valeurs moyennes, et qu'en dérivation sur sa liaison est située une autre mémoire qui comporte une liaison avec le formateur de valeurs de seuil
- que les mémoires sont des mémoires numériques
- que pour la commande de l'insertion de la valeur moyenne, il est prévu une mémoire supplémen- taire pour des adresses de points d'image au niveau desquels des parasites sont présents
- qu'entre la mémoire et le formateur de valeurs moyennes est prévu un dispositif de soustraction
- qu'en aval du dispositif de soustraction est monté un dispositif de réglage à niveau commun
- que la première mémoire est réalisée pour l'intégration de plusieurs images de télévision ou comme filtre passe-bas temporel récurrent
- que la seconde mémoire est intégrée dans la première mémoire
- que la seconde mémoire est réalisée pour l'intégration de plusieurs images de télévision ou comme filtre passe-bas temporel récurrent.

L'invention est basée sur des expériences recueillies dans le cadre de la fabrication de couches semiconductrices habituelles de tubes de prise de vue du genre vidicon. Il en résulte qu'il parait à peine possible de pouvoir fabriquer:#'les couches semiconductrices pour des vidicons, plus particulièrement lorsque ces derniers doivent avoir des surfaces relativement importantes et dépourvues de taches gênantes.

Selon l'invention, les signaux parasites du tube de prise de vue de télévision ou du restant du système de transmission radiographique (amplificateur de brillance, objectifs à lentilles, etcS sont compensés à l'aide de montages électroniques, et il en ré sulte, en particulier, la possibilité de réaliser une telle compensation en utilisant une technique de commutation numérique dont la mise en oeuvre est très efficace.

A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé différentes formes de réalisation de l'objet de l'invention.

La figure 1 montre schématiquement une unité de rbntgentélévision comportant une installation réa lisée conform6ment à l'invention en vue de supprimer des taches qui proviennent du système de transmission,
la figure 2 montre, sous la forme d'un schéma de principe, une partie de l'installation de compensation.

Dans la figure 1, on a représenté une installation de rôtgentélévision, avec un appareil de radioscopie, dans laquelle un patient 1, reposant sur une table de patient 2, est soumis aux rayons d'une source de rayons X 3. Cette source est alimentée avec les moyens qui sont nécessaires, à partir d'un appa-reil à rayons X connu 4. En face de la source 3, on a associé au patient une chaîne de röntgentélévision à amplificateur de brillance 5 ou une caméra de rôntgentélévision 5' (comparer figure 2). Cette unité de prise de vue 5 ou 5' est reliée,par l'intermédiaire d'un conducteur 6, 6', avec un moniteur 7, 7'.Le moniteur comporte d'une part, dans un appareil 8, l'unité d'alimentation qui est nécessaire pour le fonctionnement du tube de rèntgentélévision 5' ou de la chaîne de rôntgentélévision 5 à amplificateur de brillance, et, d'autre part, un dispositif de# restitution de télévision 9.

Dans la figure 2, la partie de l'appareil 8 qui est prévue pour la compensation dans un dispôsi- tif selon la figure 1, est représentée sous la forme d'un montage de principe 8' qui est entouré par un cadre tracé en traits mixtes. Plus'agit principalement d'un montage pour la compensation d'artéfacts. Dans ce montage, le signal vidéo qui provient du tube de prise de vue de télévision 5' ou de la chaîne de télévision à amplification de brillance 5, est appliqué à un convertisseur analogique-numénque 10 à partir duquel le signal numérique est introduit en ligne (temps réel) dans une mémoire numérique 11.Le circuit de compensation lui-même est constitué par une mémoire numérique 14, par un étage de soustraction 16, par un étage à valeur de seuil 20, par un forma teur de valeur moyenne 19 et par un commutateur 21.

Le signal numérique du convertisseur analogique-numérique 10 ou d'une mémoire numérique 11 est d'abord mémorisé temporairement dans une seconde mémoire numérique 14. Avantageusement, on réalise à cet effet, une prise de vue à vide, c'est-à-dire que l'on enregistre une image formée par le rayonnement, sans qu'un patient se trouve dans la trajectoire du rayonnement. Celle-ci est d'abord mémorisée temporairement dans la mémoire numérique 11 ou directement dans la mémoire numérique 14, à laquelle elle est appliquée par l'intermédiaire d'une liaison 15.

Les mémoires numériques 11 et 14 contiennent de ce fait également des valeurs grises des points d'image (par exemple une profondeur d'amplitude de 8 bits).

Ensuite, le patient est soumis au rayonnement où on réalise une courte exposition aux rayons X, avec le patient. Le signal de vidéo qui est formé est ensuite numérisé par l'intermédiaire du convertisseur analogique-numérique 10, et le signal numérique est appliqué à la mémoire numérique 11. De ce signal numérique, qui provient de la mémoire 11, on s-oustrait, dans un étage de soustraction 16, le signal numérique de la prise de vue à vide provenant de la mémoire 14.

Le signal du convertisseur analogique-numérique- 10 qui a subi une transformation analogique-numerique, peut également être appliqué directement, et par l'intermédiaire d'une liaison 15, à l'étage de soustraction 16 et on en soustrait le signal vidéo numérique de l'image à vide provenant de la mémoire numérique 14. A la sortie de l'étage de soustraction 16 on disposé alors, dans les deux cas, d'un signal numéri- que duquel on a supprimé des signaux d'irrégularités (signaux parasitesj du système de transmission de l'image. Afin d'éviter, après la soustraction en 16, des signaux d'image négatifs, l'étage de soustraction 16 peut être suivi d'un dispositif de réglage à niveau commun 16'.

Si l'on réalisait, après la prise de vue à vide, également la radioscopie proprement dite sans patient, on devrait avoir, lors du traitement des signaux selon le mode sus-indiqué, à la sortie du circuit de soustraction 16#, la même valeur de niveau pour tous les points d'image. Si lJon a utilise, dans les deux prises de vue, la même intensité du rayonnement, l'amplitude nulle devrait être obtenue.

Dans ce cas, on devrait avoir un décuple du débit de doses, ce qui conduit à un bruit quantique négli- geable.

Si,après la réalisation de prises de vue à vide, on procède à une prise de vue avec le patient, on obtient à la sortie du circuit de soustraction 16 un signal qui, aux emplacements qui étaient dépourvus d'antéfacts, c'est-à-dire de taches prononcées, dans la couche semiconductrice, etc. est proportionnel à la transparence que le patient présente pour les rayons X, à l'emplacement concerné. Des taches faibles, qui, avec la prise de vue du patient, ne dépassent pas la capacité maximale de la couche semiconductrice, disparaissent déjà après la simple soustraction.

Déjà cela représente une amélioration notable de l'image qui est susceptible d'être obtenue dans une installation qui ne comporte pas de formateur de valeur moyenne 19, selon le pontage qui est indiqué par la partie 30 tracée en traits interrompus.

Aux emplacements où se présentent des parasites importants, par exemple des taches de la couche semiconductrice 5", du tube de prise de vue de télévision 5' ou dans la voie de transmission qui débouche en 10, plus particulièrement en provenance de l'amplificateur de brillance de la chaîne 5, on obtient neanmoins la différence nulle ou, en cet emplacement, le signal de sortie numérique du circuit de soustraction 16 n'est pas proportionnel à la transparence aux rayons X de l'objet à examiner, du fait que les taches gênantes recouvrent, lors de la prise de vue, la transparence des emplacements correspondant à la prise de vue. Afin d'obtenir également dans ce cas une compensation des parasites, on prévoit, selon la figure 2, les éléments de montage 19, 20, 21.

Tout d'abord il faut convenir que les taches de la couche semiconductrice 5" du type de prise de vue 5' se distinguent notablement, par leur amplitude, de celles des autres points d'image, plus particulièrement de la prise de vue à vide. C'est pourquoi on applique le signal de sortie de la mémoire numérique 14 à un discriminateur d'amplitude 20, à seuil réglable. Ce discriminateur 20 doit établir une distinction entre les points d'image qui appartiennent aux taches et les autres points d'image. Il est par con séquent réglé de telle façon qu'il ne laisse passer que des signaux dont l'amplitude est de l'ordre de grandeur de celle des taches. Avec ceux-ci on peut alors obtenir, par l'intermédiaire d'un commutateur 21, un accès sélectif des signaux à l'image.

C'est la raison pour laquelle le signal de sortie de l'étage de soustraction 16 est d'abord applique à un formateur de valeur moyenne 19 dans lequel sont formées les valeurs moyennes de l'amplitude des points d'images qui sont voisines au: point d'image local concerné. La formation des valeurs moyennes peut être limitée directement aux points d'image voisins.

Mais on peut également utiliser un environnement plus important, Pour la formation de la valeur moyenne des points directement voisins, on obtient une valeur moyenne d'au moins quatre points d'image . Dans le cas d'un environnement plus important, on prend en compte, en règle générale, plusieurs points d'image, afin de produire une valeur moyenne appropriée. Le signal qui est passé par -l'intermédiaire du conducteur 23, du circuit de soustraction 16 à cette formation de valeur moyenne assure que les points d'image, qui se situent à l'intérieur d'une tache, ne sont pas pris en compte, afin d'éviter que soit faussée la valeur moyenne.

Le signal obtenu à la sortie du circuit 19 est appliqué à un commutateur 21. Celui-ci reçoit en même temps également le signal provenant de l'étage de soustraction 16, par l'intermédiaire d'un conducteur de liaison 18. Le commutateur 21 décide alors si le signal vidéo numérique doit être transféré directement ou si la valeur moyenne des signaux d'image des points d'image voisins doit être transféré au convertisseur numérique-analogique 22 et être, de ce fait rendu visible. Le commutateur 21 est commande par le discriminateur 20, en ne commutant que de la liaison 18 sur le signal de sortie du conforma teur de valeur moyenne 19, tant-que des points d'image sont présents, qui correspondent à une tache.

Dans la mémoire 11 ou dans la mémoire 14 on peut intégrer sur plusieurs images de télévision, afin de supprimer très largement le bruit quantique #de l'image formée par le rayonnement ou le bruit électronique de l'amplificateur vidéo de la caméra 8. Ceci est obtenu par l'intégration, c'est-à-dire par la formation de la valeur moyenne du bruit, sur plusieurs images. La mémoire 14 peut également être intégrée dans la mémoire 11.

La compensation particulière d'artefacts par les éléments de circuits 19, 20 et 21 peut également être réalisée indépendamment de soustractions en 16, si la voie de liaison 23 est utilisée et si le circuit de soustraction 16 et la voie de liaison 17.

sont supprimés. Mais.ceci présuppose que les signaux et les emplacements perturbés présentent des amplitudes qui se distinguent considérablement l'une de l'autre. Le signal aux emplacements auxquels se trouvent les taches, est éliminé et est remplace par la valeur moyenne.

Mais on pourrait également supprimer l'une des deux mémoires numériques 14 ou 11, mais il faudrait alors utiliser la dérivation 15 ou 24. Ceci repose sur le fait qu'il est possible de diviser direc#tement et sans mémorisation l'une des valeurs qui sont nécessaires pour la soustraction. Une évaluation multiple de l'image ne serait pas alors possible.

Mais il en résulterait néanmoins l'avantage de pouvoir.supprimer l'une des deux mémoires 11 ou 14.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé pour supprimer des structures parasites dans des images de rbntgentélévision, caractérise par le fait que la structure parasite est supprimée par soustraction des signaux d'une prise de vue à vide (sans patient) des signaux d'une prise de vue avec le patient ou d'une radioscopie avec patient, et, éventuellement, par remplacement au niveau des signaux parasites de forte intensité par une valeur moyenne des amplitudes des images des environnements dudit niveau.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au cours d'une première phase opératoire, les signaux mémorisés d'une prise de vue à vide sont soustraits des signaux de l'image radiologique souhaitée, et qu'en des emplacements de l'image en lesquels ne se présente qu'un signal parasite pur dû à des couches défectueuses, sans composantes provenant de l'image formée par le rayonnement, on insère des valeurs moyennes des signaux de l'environnement, en faisant en sorte, qu'à l'aide d'un dispositif de commutation commandé par des signaux qui sont obtenus, à l'aide d'un dispositif à valeur de seuil, à partir des signaux parasites, les valeurs moyennes soient reproduites aux emplacements des taches et qu'aux autres emplacements soient repro duites les valeurs originelles.

3. Installation de rôntgentélévision pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, avec un dispositif de prise de vue pour transformer l'image formée par le rayonnement en une série de signaux de télévision, caractérisée par le fait qu'entre le dispositif de prise de vue (5, 5') et le moniteur (9), est prévu un montage numérique adaptatif opérant en temps réel, compensant les structures parasites (artefacts) et dans lequel sont situés un convertisseur analogique-numérique (10), un formateur de la valeur moyenne (19) et un commutateur (21) ainsi qu'un convertisseur numérique analogique (22), que le formateur de la valeur moyenne (19) comporte une dérivation menant directement au commutateur (21) et qu'en outre le signal originel est encore appliqué à un formateur de valeur de seuil (20) dont la sortie attaque, avec commande, le commutateur (21), le formateur de valeur de seuil (20) n'étant passant que pour des signaux de structure parasite à valeurs élevées de l'amplitude, qui provoquent alors la commutation du commutateur (21) sur le formateur de valeur moyenne (19).

4. Installation de rbhtgentélévision selon la revendication 3, caractérisée par le fait qu'entre le convertisseur analogique-numérique (10) et le formateur de valeut moyennes (19) est disposée une mémoire (11).

5. Installation de rôntgentélévision selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la mémoire (11) se situe dans la liaison directe du convertisseur analogique-numérique (10) avec le formateur de valeurs moyennes (19), et qu'en dérivation sur sa liaison est située une autre mémoire (14) qui comporte une liaison avec le formateur de valeurs de seuil (20)

6; Installation de röntgentelevision selon les revendications 4 et 5 prises dans leur ensemble, caractérisée par le fait que les mémoires sont des mémoires numériques.

7. Installation de rbntgentélévision selon la revendication 5, caractérisée par le fait que pour la commande de l'insertion de la valeur moyenne, il est prévu une mémoire supplémentaire (31) pour des adresses des points d'image au niveau desquels des parasites sont présents.

8. Installation de rontgentélévision selon la reve#ndication 4, caractérisée par le fait qu'entre la mémoire (11) et le formateur de valeurs moyennes (19) est prévu un dispositif de soustraction (16).

9. Installation de rôntgentélévision selon la revendication 8, caractérisée par le fait qu'en aval du dispositif de soustraction (16) est monté un dispositif de réglage à niveau commun (16').

10. Installation de röntgentelévision selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la première mémoire (11) est réalisée pour l'intégration de plusieurs images de télévision ou comme filtre passe-bas temporel récurrent.

11. Installation de röntgentelevision selon la revendication 5, caractérisée par le fait que la seconde mémoire (14) est intégrée dans la première mémoire (11).

12. Installation de rôntgentélévision selon la revendication 7, caractérisée par le fait que la seconde mémoire (14) est réalisée pour l'intégration de plusieurs images de télévision ou comme filtre passe-bas temporel récurrent.