Przedmiotem wynalazku jest sposób i urzadzenie do uzyskiwania obrazu warstwy tkanki wewnetrznej przeswietleniem promieniami rtg.Znany sposób uzyskiwania obrazu warstwowego polega na przemieszczaniu zródla promieniowania i odbiornika promieniowania wzgledem wybranej warstwy obiektu, dokladniej na obracaniu lampy rtg i kasety z filmem wokól punktu lezacego w przeswietlanej warstwie tak aby lampy i kaseta znajdowaly sie na koncach ramion dzwigni dwuramiennej obracajacej sie wokól tegopunktu. W rezultacie obrazprzeswietlanej warstwy powstajacy na filmie jest przez caly czas ekspozycji nieruchomy, podczas gdy obraz pozostalych czesci obiektu przesuwa sie po powierzchni blony i ulega rozmazaniu. Woparciu o ten sposób zbudowanejest znane urzadzenie, w którym lampa rtg i kaieta z blona sprzezone sa mechanicznie i obracaja sie na wspólnym ramieniu tak, ze geometryczny srodek obrotu znajduje sie w plaszczyznie warstwy przeswietlanej.Wada znanego sposobu i urzadzeniajest koniecznosc stosowania stosunkowo duzych dawek promienio¬ wania uwarunkowanych miedzy innymi ograniczona czuloscia blony rtg, a takze to, ze na wynik przeswietle¬ nia trzeba czekac przez czas obróbki chemicznej blony rtg, co znacznie ogranicza zakres stosowania tej techniki zdjec warstwowych.Znane jest równiez urzadzenie w którym w miejscu kasety z blona umieszczony jeskt elektroniczny wzmacniacz obraz* z kamera fotograficzna w której na blonie matafo formatu 70X70 mm lub 100x 100 mm powstaje obraz warstwowy. Urzadzenie to pozwala zmniejszyc dawke promieniowania, jednak kosztem zmniejszenia formatu obrazu.Znane sa równiez z opisów wynalazków próby rozwiazan sposobów i urzadzen uzyskiwania obrazów warstwowych oparte na technice telewizyjnej, których celem jest stworzenie mozliwosci ogladania obrazu warstwowego na ekranie monitora bez potrzeby oczekiwania na obróbke chemiczna blony rtg. W opisie patentowym RFN nr 2 318 656 opisano sposób uzyskiwania obrazu warstwy z kilku obrazowjednostkowych zarejestrowanych w róznych pozycjach lampy w urzadzeniu tomograficznym oznanej konstrukcji. Urzadze¬ nie to zawiera magnetowidy, lampy analizujace z pamiecia, czlony opózniajace i liczniki elektroniczne. Jest to urzadzenie stosunkowo zlozone i nie znalazlo dotychczas zastosowania w praktyce. W opisie patentowym RFN nr 2050835 przedstawiono urzadzenie oparte na specjalnej lampie rtg promieniujacej waska wiazke, która na ekranie specjalnie do tego celu skonstruowanej lampy analizujacej daje obraz warstwy obiektu. Opis pomija sprawe dawki promieniowania oraz jakosci obrazu. Opis patentowy RFN nr 940 775 przedstawia2 11« 699 konstrukcje nowego typu lampy wzmacniacza obrazu rtg, która umozliwia otrzymanie nieruchomego obrazu warstwy w czasie przeswietlania. Opis patentowy RFN nr 1940 775 przedstawia urzadzenie tomogra- ficzne w którym statyczny obraz warstwy uzyskuje sie przez wprowadzenie dodatkowego ruchu rastra obrazu TV wzdluz linii.Wada wszystkich urzadzen przedstawionych we wspomnianych opisach patentowych jest koniecznosc wykonania torów TV i/lub wzmacniaczy obrazu o nietypowej konstrukcji. Z tego tez wzgledu prawdopodob¬ nie urzadzenia te nie znalazly dotychczas szerszego zastosowania.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu i urzadzenia do uzyskiwania obrazu warstwy na ekranie monitora TV bezposrednio po zakonczeniu naswietlania promieniami rtg przy znacznie zredukowanej dawce promieniowani*, zbudowanego przy uzyciu typowej aparatury telewizyjnej.Sposób wedlug wynalazku polega na tym ze przetwarza sie elektronicznie zmieniajacy sie obraz powstajacy na odbiorniku promieniowania na szereg k gdzie k= 1,2, 3.. kolejnych standardowych sygnalów telewizyjnych, które przed zarejestrowaniem w pamieci przetwarza sie analogowo. Przetwarzanie to polega na zsumowaniu pomniejszonego o k-ta czesc sygnalu poprzednio zarejestrowanego w pamieci z k-ta czescia sygn&lu biezacego. Po wykorzystaniu do przetwarzania wszystkich kolejnych n obrazów otrzymuje sie bedacy wynikiem przetworzenia obraz koncowy, który jest obrazem warstwy obiektu.Urzadzenie do uzyskiwania obrazu warstwy tkanki wewnetrznej przeswietleniem promieniami rtg zgodnie z wynalazkiem zawiera elektroniczny wzmacniacz obrazu jako odbiornik promieniowania rtg sprzezony z kamera i torem TV, skad sygnal wizyjny doprowadzony jest do dzielnika analogowego dziela¬ cego sygnal przez liczbe k równa liczbie porzadkowej kolejnego sygnalu, a nastepnie z dzielnika do wzmac¬ niacza operacyjnego sumujacego ten sygnal z sygnalem pobranym z pamieci i pomniejszonym w dzielniku o 1A wartosci, przy czym sygnal ze wzmacniacza zostaje doprowadzony i zarejestrowany w pamieci.Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykladzie realizacji w oparciu o rysunek na którym: fig. 1 przedstawia schematycznie konstkrukcje ruchomego ukladu lampy rtg i odbiornika do wykonywania zdjec warstwowych, fig. 2 — ksztalt tom ruchu lampy rtg w urzadzeniu wedlug wynalazku, fig. 3 — kompletne urzadzenie tomograficzne wedlug wynalazku, fig. 4 — schematycznie uklad sterowania zapisem i odczytem pamieci magnetycznej.Fig. 1 przedstawia znany uklad lampy 1 i odbiornika promieniowania 5 osadzonych na wspólnym ramieniu 2 obracajacym siewokól punktu lezacego w przeswietlanej warstwie 3 tkanki pacjenta ulozonego na stole 4 Lampa rtg 1 a wrazz niaosadzony na wspólnym ramieniu 2 odbiornik promieniowania obracaja sie o kat2a W urzadzeniu wedlug wynalazku odbiornikiem promieniowaniajest wzmacniacz obrazu 5 sprzezony z kamera TV 6, kat 2or równy jest 20°, a czas ruchu ramienia 2po torze przedstawionym na fig. 2wynosi 8 sek.Wynika z tego, ze w kamerze TV powstanie 8000ma/40 ms = 200 obrazów w czasie jednej ekspozycji. Nie sa to parametry krytyczne lecz optymalne, przyjete w konkretnym przykladzie realizacji wynalazku za najbar¬ dziej korzystne. Parametry te mozna zmieniac w góre i w dól uzyskujac odpowiednie zmiany wlasnosci i jakosci obrazu wynikowego.Istotna cecha sposobu wedlug wynalazku jest takie przetworzenie zjednoczesna integracja tych n= 200 obrazów TV aby otrzymac obraz warstwy o dobrych parametrach jakosciowych jak rozdzielczosc, kontrast, jasnosc, jak równiez mozliwie maksymalne zamazanie, t.j. usuniecie konturów innych warstw obiektu zaklócajacych czystosc obrazu warstwy przeswietlanej.Kazdy z k kolejnych sygnalów wizyjnych Si, S2,...S« przed zarejestrowaniem w pamieci przetwarza sie analogowo sumujac pomniejszony o 1A sygnal A*-1 poprzednio zarejestrowany w pamieci z 1A czescia sygnalu biezacego Sk, co mozna zapisac w postaci równania: Ak=Aw.t(l-l/k)+S,A gdzie k jest liczba calkowita oznaczajaca numer kolejnego obrazu i przyjmuje wartosci 1, 2, 3 ....n.Sposób wedlug wynalazku spelnia podstawowy warunek prawidlowego wysterowania ukladów pamie¬ ciowych zadajacy aby wartosc sygnalu rejestrowanego A* byla tego samego rzedu co wartosc sygnalu biezacego Sk. Warunek ten wyklucza stosowanie sposobu bezposredniego polegajacego na jednoczesnym zsumowaniu kolejnych wartosci Sk/n zarejestrowanych i odtworzonych z pamieci.W rezultacie opisanego wzorem przetworzenia ¦ sygnalów wizyjnych uzyskuje sie sygnal koncowy bedacy srednia arytmetyczna sygnalów skladowych Sk. Sygnal ten daje na ekranie monitora obrazprzeswiet¬ lanej warstwy.Sposób wedlug wynalazku moze byc rozszerzony przez zastosowanie ukladów rózniczkujacych sygnal telewizyjny w celu uzyskania obrazu przedstawiajacego kontrasty zamiast amplitud sygnalu. Jest to mozliwe przy uzyciu czlonów próbkujacy z pamiecia i linii opózniajacych o czasie opóznienia rzedu 0,3 mikrose¬ kundy.Integracja obrazu kontrastów sposobem wedlug wynalazku pozwala na usuniecie kontrastówzmien¬ nych dla danego punktu obrazu a wiec pochodzacych z konturów ruchomych i pozostawienie wylacznie118 699 3 konturów stalych. Uzyskany obraz pozbawiony wartosci amplitud sygnalów przedstawia wylacznie linie konturów.Fig. 2 przedstawia ksztalt toru ruchu lampy rtg w urzadzeniu wedlug wynalazku. Torten sklada sie z dwu pólokregów tworzacych krzywa podobna do sinusoidy, co powoduje, ze zamazanie konturów innych warstw w kierunku szerokosci stolu jest o polowe mniejsze od zamazania w kierunku dlugosci stolu. Taki ksztalt zamazania ma ponadto dodatkowa zalete, ze nie ma odcinka linii prostej, a nawet zblizonego do linii prostej. Wiadomo, ze odcinki proste toru zamazania sa podstawowa przyczyna powstawania regularnych smug deformujacych obraz warstwowy.Fig. 3 przedstawia przyklad wykonania kompletnego urzadzenia do uzyskiwania obrazu warstwy tkanki wewnetrznej. Odnosnikami 1, 2, 3,4, 5, 6, oznaczono elementy wymienione wyzej przy opisie fig. 1. Tworza one znany uklad stosowany dotychczas w rentgenografii warstwowej do uzyskiwania obrazów na blonie rtg.W urzadzeniu wedlug wynalazku w miejscu kasety z blona znajduje sie, jak juz wspomniano powyzej, wzmacniacz obrazu S sprzezony z kamera TV i.Glówny tor przetwarzania i rejestracji sygnalów wizyjnych z kamery (obejmuje kolejno: potencjometry- czny dzielnik 9dzielacy sygnalwejsciowy przez k, wzmacniacz operacyjny It sumujacy sygnaly z dzielników 9 i U, pamiec 8, dzielnik 11, kolektor 12, monitor 13 i kamere fotograficzna 14.Sygnal wizyjny z toru 7 trafia na dzielnik 9, skad po zmniejszeniu k-krotnym wchodzi wraz z sygnalem z dzielnika 11 na wzmacniacz sumujacy 10. Sygnal wyjsciowy ze wzmacniacza zostaje zarejestrowany w pamieci S. W nastepnym, k + 1 cyklu przetwarzania sygnalten zostaje odczytany z pamieci i po przemnozeniu przez czynnik 1-l/k w dzielniku 11 wchodzi do wzmacniacza sumujacego li wraz z nowym sygnalem wizyjnym o numerze k + 1 przetworzonym w dzielniku 9.Opisany cykl przetwarzania sygnalów wizyjnych powtarza sie az dowyczerpania wszystkich k sygnalów przychodzacych z toru TV. Ostatni sygnal powoduje przerwanie cyklu i zablokowanie pamieci I. Zarejestro¬ wany w niej sygnal zostaje przez uklad korekcyjny 12 przeslany do monitora na ekranie którego odtwarza statyczny obraz warstwy. Obraz ten mote byc utrwalony na filmie za pomoca kamery fotograficznej 14.Praca pamieci jest synchronizowana z czestotliwoscia 23 cykli/sek przez impulsy doprowadzone z separatora impulsów synchronizacji 17 przez uklad ksztaltowania impulsów II. Do separatora 17 impulsy doprowadzane sa bezposrednio z toru TV 7. Impulsy z separatora 17 synchronizuja równiez prace monitora przy odtwarzaniu obrazu warstwowego lub w czasie odtwarzania na ekranie monitora obrazu zbieranego przez kamere z pominieciem ukladu przetwarzania i pamieci.Po zamknieciu wylacznika 16 sygnaly wizyjne trafiaja bezposrednio z toru TV 7 do monitora 13. W tym polozeniu wylacznika li mozna obserwowac na ekranie monitora zmieniajacy sie obraz w czasie ruchu ukladu 1-6, lub przy zatrzymanym ukladzie 1-6 obserwowac klasyczny obraz rtg.Sygnal wizyjny z wyjscia toru TV doprowadzony jest równiez do ukladu 2t automatycznej regulacji dawki promieniowania rtg sterujacego wartosciami mA i kV generatora 19 zasilajacego lampe 1.Uklad sterowania zapisem i odczytem pamieci S przedstawionyjest na fig. 4. W opisywanym przykladzie wykonania urzadzenia pamiec t ma postac dysku, plyty lub pierscienia 21 osadzonego na osi 22 i posiada dwie uniwersalne glowice zapisu — odczytu 23 i 24 oraz glowice synchronizacji 25. Ponadto pamiec I ma podlaczone za posrednictwem styków przerzutnika elektronicznego 22 konwencjonalne uklady wzmacnia¬ jace i modulacji czestotliwosci do magnetycznego zapisu obrazów TV oznaczone odnosnikiem 26 i uklady odtwarzania oznaczone odnosnikiem 27 oraz serwomechanizm 15 regulujacy dokladnie ruch elementu 21 w zaleznosci od wybranego typu zapisu. Zamiast dysku, plyty lub pierscienia mozna zastosowac elastyczna karte magnetyczna obejmujaca beben z glowicami ustawionymi wedlug systemu Mavicard-Sony. Uklad serwomechanizmu wyposazony jest w system automatycznej regulacji szybkosci, na przyklad typu Velotec, tak aby bledy czasowe nie przekraczaly 3ns.Glowice magnetyczne rejestruja i odtwarzaja sygnaly obrazowe TV na dysku obracajacym sie z predkos¬ cia 1500 obr/min. przy której jeden obraz odpowiadajednemu obrotowi dysku. Przerzutnik elektroniczny 36 synchronizowany z obrazami TV przerzuca swoje klucze 2S, 29,3t, 31, 32,33, 34,35 tak, ze gdy glowica 23 rejestruje, to glowica 24 odtwarza i odwrotnie, przy czym czas trwania zapisu i odtwarzania wynosi 40ms odliczajac czas trwania impulsów synchronizacji pionowej. Glowice kasujace 37 i 31 przystosowane do scierania sygnalów zarejestrowanych przy duzej szybkosci przesuwania sie materialu magnetycznego sa podlaczone do generatora czestotliwosci kasowania 39 poprzez klucze 34 i 35 przerzutnika synchronicznego 36 w ten sposób, ze jezeli glowica 23 rejestruje, to glowica 38 nie kasuje, a jezeli glowica 23 odtwarza, to glowica 3Skasuje. Analogiacznie dla glowic 24 i 37. Glowice kasujace sa ustawione w niewielkiej odleglosci za glowicami 23 i 24 w granicach odcinka w którym wystepuje przerwa sygnalu wizyjnego spowodowana impulsami wygaszania pionowego trwajaca okolo 1,6ms.4 118(99 Glowica 25 sluzy wylacznie do synchronizacji obrazu odtwarzanego z ukladu pamieci 8 na ekranie monitora 13. Impulsy synchronizacji moga byc na stale rozmieszczone na sciezce glowicy 25.Po zakonczeniu ekspozycji tomograficznej nastepuje wylaczenie ukladu rejestracji i kasowania zapisu za pomoca sygnalu doprowadzonego do przerzutnika 36, który spowoduje odpowiednia do tego celu konfigu¬ racje kluczy 9-39. Sygnal doprowadzony do przerzutnika 36 pochodzi z prostego wylacznika krancowego 41 tomografu sluzacego jednoczesnie do zakonczenia ekspozycji rtg, przy czym nie jest istotne czy rzeczywi¬ sta liczba ekspozycji n wynosila 200. Wazne jest tylko aby przerzutnik 36 dokonal realizacji przelaczen w czasie trwania impulsów synchronizacji pionowej, cojest zgodne z jego zasada dzialania i zawsze spelnione.Urzadzenie wedlug wynalazku moze byc rozbudowane w celu zarejestrowania i dowolnego odtwarzania obnuów kilku róznych warstw. Aby urzadzenie moglo spelniac te funkcje uklad pamieci musi posiadac wieksza ilosc glowic lub tez glowice 37 i 38 musza posiadac zdolnosc przemieszczania sie po zakonczeniu rejestracji obrazu warstwy na nowy obszar nosnika magnetycznego. Dowolna ilosc obrazów wyjsciowych moze byc równiez przekazana do oddzielnego magnetowidu.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób uzyskiwania obrazu warstwy tkanki wewnetrznej przeswietleniem promieniami rtg obejmu¬ jacy sprzezone przemieszczanie zródla promieniowania rtg i odbiornika promieniowania wzgledem wybranej warstwy tkanki, asalcaiy tym, ze zmieniajacy sie obrazpowstajacy na odbiorniku promieniowania przet¬ warza sie na szereg k, gdzie k = 1, 2, 3...n, kolejnych standardowych sygnalów telewizyjnych, które przed zarejestrowaniem przetwarza sieanalogowo sumujacpomniejszony o 1A sygnal wizyjnypoprzedniozarejes¬ trowany w pamieci z k-ta czescia sygnalu biezacego, przy czym ostatni przetworzony w ten sposób sygnal sluzy do utworzenia obrazu warstwy na ekranie monitora. 2. Urzadzenie do uzyskiwania obrazu warstwy tkanki wewnetrznej przeswietleniem promieniami rtg zawierajace uklad ruchomej lampy rtg i ruchomego odbiornika promieniowania przemieszczajacych sie wzgledem wybranej warstwy obiektu przeswietlanego, zaaarieane tym, ze odbiornikiem promieniowania rtg jest ekran elektornicznego wzmacniacza obrazu (5) sprzezony z kamera TV (6) tam TV (7), którego sygnal wyjsciowy doprowadzony jest do analogowego dzielnika (9) dzielacego sygnal przez liczbe k równa liczbie porzadkowej kolejnego sygnalu obrazowego, a nastepnie z dzielnika do wzmacniacza operacyjnego (13) sumujacego ten sygnal z sygnalem pobranym z pamieci (8) i pomniejszonym w dzielniku (12)o l/k wartosci, przy czym sygnal ze wzmacniacza (13) zostaje doprowadzony i zarejestrowany w pamieci (8). 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, zmmrieane tym, ze dzielniki analogowe (9,12) sa dzielnikami potencjo- metrycznymi i sa sprzezone mechanicznie z ukladem sprzezonego przemieszczania lampy (1)rtg i wzmacnia¬ cza obrazu (9) z kamera (6) tak, ze liczba porzadkowa k kolejnego sygnalu obrazowego uzalezniona jest od polozenia elementu ruchomego potencjometru i wyznaczona jest przez rzeczywista pozycje ukladu (1,5,6). 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, auualeaae tyai, ze pamiec (8) jest pamiecia magnetyczna dyskowa z dwiema glowicami pracujacymi naprzemian wcyklu zapts-odczyt tak, ze zapis kolejnych sygnalówwizyjnych za pomoca ukladu kluczujacego (28-35) synchronizowanego sygnalem z toru TV (7) przez separator (17) i uklad ksztaltowania impulsów synchronizacji (18), przelaczany jest alternatywnie raz najedna a w nastep¬ nym cyklu zapisu na druga glowice pamieci. 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze czas zapisu w pamieci (8) wynosi 40 ms. 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze rzut poziomy toru ruchu lampy rtg (1) sklada sie z dwu pólokregów.118 699 1 . .X ^ / ./ \ V. / h z fig. 1118 699 Pracownia Poligraficzna UPPRL. Naklad 120 egz.Cena 100 zl PL