JPS6319994A

JPS6319994A - Ｘ線ステレオ装置

Info

Publication number: JPS6319994A
Application number: JP62166750A
Authority: JP
Inventors: ハルトムート、スクレビツツ; ゲルハルト、ハーム
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1986-07-09
Filing date: 1987-07-03
Publication date: 1988-01-27
Also published as: US4769701A; DE3623053C2; DE3623053A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、僅かな間隔をおいて配置された２つのＸ線源
と、Ｘ線像増幅器〜テレビジョン系とを備えたＸ線ステ
レオ装置であって、前記Ｘ線源の中心Ｘ線は撮影平面で
交差し、前記Ｘ線増幅器−テレビジョン系は、両ｘｖＡ
源によって時間的に相前後して生じさせられる像が現れ
る入力発光スクリーンを持つＸ線増幅器と、Ｘ線増幅器
の出力像をｔｍ影し且つビデオ信号を発生するためのテ
レビジョンカメラと、テレビジョンカメラに接続されス
テレオ像のビデオ信号を記憶する記憶手段と、ステレオ
再生装置とを含み、前記記憶手段とステレオ再生装置と
の間に加算手段が配置され、該加算手段は前記記憶手段
の出力信号に信号発生器がら発生する状態可変の信号を
重畳するようになっているＸ線ステレオ装置に関する。

この種のＸ線ステレオ装置は透視時にＸ線像を立体的に
観察できるようにするために使用されるものである。

〔従来の技術〕

米国特許第４４８５８１５号明細書からＸ線テレビジョ
ン装置による視覚制御のもとで穿刺を行うための装置が
記載されている。穿刺装置は、中心に穿刺針の固定され
た定木状の保持体からなる。

手の直接照射が避けられるように、保持体は両端で把持
できる。その場合に針はＸ線の方向をとるように向けら
れる。これにより針の刺入方向が検知できる。しかし穿
刺針の正確な方向付けはＸ線診断装置の旋回によってし
か可能でない。しかし、この場合に穿刺深さは検知でき
ない。

そこで、空間的配置をより正確に識別できるようにする
ために、しばしばテレビジョン像再生装置を備えたＸ線
ステレオ装置が使用される。この種の装置は例えば西独
特許第３００６７４９号公報から公知であり、その装置
においてステレオベースに配置された両Ｘ線源は、ステ
レオ像対を形成する揚傷が僅かな時間差でもって生じる
ように制御される。これらの害慄は、よく知られている
ようにテレビジョンカメラによって走査され、それぞれ
一つの像メモリに中間記憶される。それから、記憶され
た検討が２つのイメージ管で再生され、それらの像はそ
れぞれ人間の目に別々に導かれる。この場合には次の欠
点があることが分かった。即ち必ずしもオペレータは、
ステレオ像の縁部で部分的にしか見えない皮膚の上に立
てた針の視覚的印象からのみ要求された正確さで穿刺通
路を識別できる位置にいつもいるわけではないというこ
とである。

このために、西独特許出願公開第２９３６２５９（特公
昭６Ｏ−５３０２）号公報から、超音波プローブに穿刺
の案内機構を取り付けた器官穿刺装置が知られている。

その案内装置は、案内通路の設定に応じて穿刺方向を表
す案内線が超音波像に混入されるように超音波機器に接
続されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしこの場合にも２次元表示のみのために正確な穿刺
ができない、更にオペレータは穿刺時に完全に自由に動
くことができない。その理由は一つにはオペレータは案
内機構が取り付けられている超音波アレイを保持しなけ
ればならないからである。更にオペレータは針をこの案
内機構に挿入して針を方向付けした後に針を生体に刺し
込まなければならないからである。この場合にも穿刺深
さの正確な検出はできない。

本発明の目的は、冒頭に述べた如きＸ＆９１ステレオ装
置において、付加的な費用なしにオペレータにとって例
えば穿刺針の極めて正確な案内を可能にすることにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、本発明によれば、ビデオ信号が該ビデオ
信号に含まれる像パターンのための検出器を持つ信号発
生器に導かれ、前記検出器には像パターンに対応するス
テレオ像へ混入のための信号を発生させるためのＰＬＬ
回路が接続され、該ＰＬＬ回路の出力端が、前記検出器
の出力信号を導かれるスイッチ段に接続され、該スイッ
チ段が像パターンのないときには発生信号のビデオ信号
への混入を起こさせるように構成されていることによっ
て達成される。

〔発明の効果〕

この装置によって、ステレオ像における例えば穿刺針の
出現と共にステレオ像への空間的に配置された案内線が
混入され、その案内線が穿刺針の所定の行程を特徴づけ
る。この場合立体的な観察方式によって必要な侵入深さ
が例えば視覚制御のもとて容易に求めることができる。

〔実施態様〕

検出器にビデオ信号から像パターンの信号を取り出す帯
域通過フィルタを持たせることにより、例えば針の位置
決めにとって重要でない像内容を大々的に除去すること
ができる。種々の針直径、倍率および写像角度は帯域通
過フィルタを調整可能とすることによって考慮すること
ができる。検出器に帯域通過フィルタに接続された閾値
回路および微分要素を持たせ、閾値回路および微分要素
の出力をＡＮＤ要素で合成することによって、検出器の
簡単な構成が得られる。スイッチ段に検出器に接続され
ている単安定マルチバイブレークを持たせることによっ
て、像パターンの終端を筒型に識別することができる。

このＸ線ステレオ装置は、像パターンが針の写像であり
、ステレオ像内に写像のないときには針の方向に特徴づ
ける案内線が混入されるようにすることによって穿刺に
有効に用いることができる。

〔実施例〕

以下図面に示す実施例を参照しながら本発明を更に詳細
に説明する。

第１図はＸ線ステレオ装置を示し、第２図は第１図に示
された信号発生器を示す。

第１図には、ここでは象徴的にしか示されていないχ線
源としての２つのＸ線管２．３のための高電圧を発生す
るＸ線発生器１を備えたＸ線ステレオ装置が示されてい
る。２つのＸ線管２，３０代わりに間隔をおいて配置さ
れ分離された焦点を持つステレオＸ線管も使用できる。

Ｘ線は撮影対象４を透過し、Ｘ線像増幅器５の入力発光
スクリーン上にＸ線像を生じさせる。Ｘ線像はＸ線像増
幅器５の出力発光スクリーン上でテレビジョンカメラ７
によって光学系６を介して↑最影される。テレビジョン
カメラ７のビデオ信号はスイッチ８に導かれ、スイッチ
８はビデオ信号を２つのメモリ９、ｌＯに交互につなぐ
。

両メモリ９．１０の出力信号には２つの加算器１１．１
２において信号発生器１３が発生する信号が重畳される
。加算信号はステレオ再生装置１６に装備されている２
つのイメージ管１４．１５に導かれる。両イメージ管１
４．１５は、例えば中間壁１７によって分離されており
、開口１８を通して観察者によって観察することができ
、イメージ管１４．１５上の多像は分離されて観察者の
一つの目のみに導かれる。中央ユニット２０は全ての要
素の動作経過を制御し、ビデオ信号を同期化する。

次にＸ線ステレオの動作説明をする。中央ユニット２０
によって、まずＸ線発生器１がＸ線管２を作動状態にさ
せ、このＸ線管２が擾影対象４の方向に線束を送出する
。この第１の部分像はテレビジョンカメラ７によって場
影され、そのビデオ信号がメモリ９に記憶される。この
↑最影後にスイッチ８が切り換えられ、次にＸ線管３が
投入される。このＸ線管３は線束を送出し、その線束は
盪影対象４を透過してＸ線像増幅器５の入力発光スクリ
ーン上にＸ線像を生じさせる。テレビジョンカメラ７の
第２の部分像に対応するビデオ信号はメモリ１０に導か
れる。第２の部分像も記憶されると、を最影経過が終了
する。ステレオ再生装置１６に現れるビデオ信号は２つ
の像を生じさせ、これらの像は空間的な転置により観察
者１９に立体的な像を提示する。

第２図においては１つのステレオチャネルのための信号
発生器１３の回路樽成が示されている。

第２のステレオチャネルについても同じ回路装置を設け
ることができる。ビデオ信号ＢＡＳは、例えば像メモリ
９から、周波数の調整可能な帯域通過フィルタ２２を入
力段として持つ検出器２１に導かれる。検出器２１は閾
値２３および微分要素２４に接続されている。閾値回路
２３および微分要素２４の出力端はＡＮＤ要素２５の両
入力端と接続されている。

検出器２１のＡＮＤ要素２５にはＰ　Ｌ　Ｌ回路（フェ
ーズ・ロックド・ループ）２６が接続されている。ＰＬ
Ｌ回路２６は、低域通過フィルタ２８と接続されている
位相比較器２７を入力段として備えている。低域通過フ
ィルタ２日の出力信号はサンプル・ホールド回路２９を
介して発振器３０、例えばＶＣＯ（を圧制御発振器）に
導かれる。発振器３０の出力信号は位相比較器２７に帰
還される。位相比較器２７はＡＮＤ要素２５の出力信号
の位相を発振器３０の出力信号の位相と比較する。

発振器３０は第１の単安定マルチバイブレーク３１を介
してスイッチ段３２と接続され、このスイッチ段は例え
ば電界効果トランジスタであるトランジスタ３３を介し
て第１の単安定マルチバイブレータ３１の出力信号を加
算器１１に結び、この加算器では、ステレオ再生装置１
６にて表示できるように、第１の単安定マルチバイブレ
ーク３１の出力信号がビデオ信号ＢＡＳに重畳される。

トランジスタ３３は第２の単安定マルチバイブレーク３
４によって制御され、この第２の単安定マルチバイブレ
ータ３４にはＡＮＤ要素２５の出力信号が導かれる。

針直径、現在の倍率および垂直線に対する針の写像の最
大角度から、テレビジョン画像における針の写像を再現
する電気的な周波数スペクトルが分布する周波数範囲が
検出される。この周波数スペクトルに帯域通過フィルタ
２２が調整され、この帯域通過フィルタ２２は該フィル
タ通過後ビデオ信号がなおも針の信号のみを含むように
針の位置決めに重要でない像内容を除去する。模写され
た針の中心線を検出するために、帯域通過フィルタ２２
の出力信号は閾値回路２３に導かれる。閾値回路２３は
、十分に強い信号の存在時にのみＨ信号が発生されるよ
うに調整されている。同時に帯域通過フィルタ２２の出
力信号は、入力信号の１次微分値が零であるときにＨ信
号を発生する微分要素２４に導かれる０両Ｈ信号がＡＮ
Ｄ要素２５の入力端に印加されたとき、ＡＮＤ要素２５
はＰＬＬ回路２６にＨ信号を与える。

位相比較器２７においてて、ＡＮＤ要素２５の出力信号
はライン周波数に合わせられた電圧制御発振器３０の位
相と比較される。位相比較器２７の出力信号は低域通過
フィルタ２日を介して発振器３０に達し、発振器の周波
数および位相はこの調節回路により調整される。このよ
うにして発振器３０から生じる出力電圧の周波数および
位相を正確に針の所望の通路に合わせることができる。

針信号はＸ線テレビジョン画像から得られたため、該信
号はＸ線量子ノイズを重畳されている。

したがって針の真っ直ぐでない経過が生じるおそれがあ
った。しかし低域通過フィルタ２８の適当な設計によっ
て、そのノイズの障害となる影響を除くことができる。

この場合にＰＬＬ回路２６は、正および負の方向におけ
る百標位相に対する偏差を相殺されるはずみ重付同期機
構として動作する。

ＰＬＬ回路２６が短時間内に位相および周波数の完全な
整合を行うことができるように、ＰＬＬ回路２６を垂直
の走査間隙の間に既に所望値で振動させるべく、針の位
置を像始点で別々に記憶するとよい。

垂直方向に上から下へ移動する走査線が針先端を通過し
た後に、サンプル・ホールド回路２９により発振器３０
の制２ＷＮ圧が一定に保持され、その結果制御回路が遮
断される。それにより、発振器３０は針の通路に合致し
た正しい位相で振動を続ける。

発振器３０に接続された単安定マルチパイプレーク３１
は発振器３０の交流電圧を一定の幅のパルスに変換し、
このパルスはテレビジョン画像への薄い案内線の混入を
生じさせる。針の写像は一般にステレオ像の他の部分よ
りも暗いため、第１の単安定マルチパイプレーク３１の
出力信号の混入は針の通路を先導する白い線として行わ
れる。

トランジスタ３３と第２の蛍安定マルチパイプレークと
の間に接続することのできる非安定マルチバイブレータ
を使用する場合には案内線は破線または細線にて表示さ
れる。

スイッチ段３２の第２の単安定マルチバイブレータ３４
は、ＡＮＤ回路２５から導出された針パルスが存在する
かどうかを判別する。この信号が調整可能な時間にわた
って、例えば水平ライン周期の３１０％（これは３つの
ラインに沿って全く針パルスが確認されなかったことを
意味する）にわたって失われたならば、トランジスタ３
３が導通制御され、第１の単安定マルチバイブレーク３
１の出力信号が加算器１１に導かれる。

第２の単安定マルチバイブレーク３４の出カバルスはサ
ンプル・ホールド回路２９にも制御のために導くことが
できる。第２の単安定マルチバイフＬ／−夕３４が針の
終端を検出するとサンプル・ホールド回路２９によって
制御回路が遮断され、制ｉｔ圧はサンプル・ホールド回
路２９の最終の値に一定保持される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＸ線ステレオ装置の回路図、第２
図は第１図に示された信号発生器の詳細図を示す。１・・・Ｘ線発生器、　２．３・・・Ｘ線管、　４・・
・撮影対象、　５・・・Ｘ線像増幅器、　６・・・光学
系、７・・・テレビジョンカメラ、　　８・・・スイッ
チ、　　９゜１０・・・メモリ、　　１１．１２・・・
加算器、　　１３・・・信号発生器、　　１４．１５・
・・イメージ管、　　１６・・・ステレオ再生装置、　
　１７・・・中間壁、　　１８・・・開口、　　１９・
・・観察者、　２０・・・中央ユニット、２１・・・検
出器、　２２・・・帯域通過フィルタ、　２３・・・閾
値回路、　２４・・・微分要素、　２５・・・ＡＮＤ要
素、　２６・・・ＰＬＬ回路、　２７・・・位相比較器
、　２６・・・低域通過フィルタ、　２９・・・サンプ
ル・ホールド回路、　３０・・・発振器、　３１・・・
第■の単安定マルチバイブレーク、　　３２・・・スイ
ッチ回路、　　３３・・・トランジスタ、　　３４・・
・第２の単安定マルチパイプレーク。

Claims

【特許請求の範囲】１）僅かな間隔をおいて配置された２つのＸ線源（２、
３）と、Ｘ線像増幅器−テレビジョン系とを備え、前記
両Ｘ線源の中心Ｘ線は撮影平面で交差し、前記Ｘ線像増
幅器−テレビジョン系は、両Ｘ線源によって時間的に相
前後して生じさせられる像が現れる入力発光スクリーン
を持つＸ線像増幅器（５）と、Ｘ線像増幅器の出力像を
撮影し且つビデオ信号を発生するためのテレビジョンカ
メラ（７）と、テレビジョンカメラに接続されステレオ
像のビデオ信号を記憶する記憶手段（９、１０）と、ス
テレオ再生装置（１６）とを含み、前記記憶手段とステ
レオ再生装置との間に加算手段（１１、１２）が配置さ
れ、該加算手段は前記記憶手段の出力信号に信号発生器
（１３）から発生する状態可変の信号を重畳するように
なっているＸ線ステレオ装置において、ビデオ信号（Ｂ
ＡＳ）は、該ビデオ信号に含まれる像パターンのための
検出器（２１）を持つ信号発生器（１３、２１〜３４）
に導かれ、前記検出器（２１）には像パターンに対応す
るステレオ像への混入のための信号を発生させるための
ＰＬＬ回路（２６）が接続され、該ＰＬＬ回路の出力端
は、前記検出器（２１）の出力信号を導かれるスイッチ
段（３２）に接続され、該スイッチ段は像パターンのな
いときには発生信号のビデオ信号（ＢＡＳ）への混入を
起こさせるように構成されていることを特徴とするＸ線
ステレオ装置。２）前記検出器（２１）はビデオ信号（ＢＡＳ）から像
パターンの信号を取り出す帯域通過フィルタ（２２）を
持つことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＸ線
ステレオ装置。３）帯域通過フィルタ（２２）は調整可能であることを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載のＸ線ステレオ装
置。４）前記検出器（２１）は帯域通過フィルタ（２２）に
接続された閾値回路（２３）および微分要素（２４）を
持ち、閾値回路（２３）および微分要素（２４）の出力
はＡＮＤ要素（２５）で合成されることを特徴とする特
許請求の範囲第２項または第３項記載のＸ線ステレオ装
置。５）前記スイッチ段（３２）は前記検出器（２１）に接
続されている単安定マルチバイブレータ（３４）を持つ
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のＸ線ステ
レオ装置。６）像パターンは針の写像であり、ステレオ像内に写像
のないときには針の方向に特徴づけられた案内線が混入
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
し第５項のいずれか１項に記載のＸ線ステレオ装置。