DE1055700B - Verfahren zur Aufnahme und Wiedergabe von Roentgenbildern mit Fernsehmitteln - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die nutzbare Röntgenbildverstärkung ist infolge statistischer Schwankungserscheinungen der Strahlungsbilder sehr begrenzt. Besonders tritt dieses bei der Durchleuchtung dicker Objekte in Erscheinung, da die »Belichtung« der Photokathode der elektronischen Röntgenbildverstärkeranordnung nicht ausreicht.

Es ist bekannt, Fernsehbildsignale auf Magnetbändern zu speichern. Diese Bänder werden mit sehr großer Geschwindigkeit an Aufzeichenköpfen vorbeibewegt. Der Bandbedarf ist dabei außerordentlich hoch. Zur Aufzeichnung von Röntgen-Fernsehbildern ist diese Aufzeicheriteohnik jedoch nicht geeignet, weil es notwendig ist, wenige informationsreiche Röntgenbilder beliebig lang sichtbar zu machen.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die von einer Röntgenbild-Fernsehaufnahmeröhre erzeugten, zeitlich zerlegten Röntgenbild-Fernsehsignale auf den Umfang eines mit Bildfrequenz umlaufenden, magnetischen, endlosen Speichers aufzuzeichnen, der eine Magnetbandschleife darstellt.

Gemäß vorliegender Erfindung wird ein Verfahren zur Aufnahme und Wiedergabe von Röntgenbildern mit Fernsehmitteln vorgeschlagen, wobei die von einer Röntgenbild-Fernsehaufnahmeröhre erzeugten, zeitlich zerlegten Röntgenbild-Fernsehimpulse auf dem Umfang eines magnetisch beschriftbaren, endlosen Speichers aufgezeichnet Averden. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß unter Anwendung des Zeilensprungverfahrens die Impulse der beiden Halbbilder eines Röntgenbildes als getrennte Spuren ■ auf dem Gesamtumfang einer mit Bildfrequenz umlaufenden Magnetbandschleife aufgezeichnet werden, die zur beliebig langen Sichtbarmachung des Röntgenbildes vom AViedergabekopf beliebig wiederbolbar abgetastet wird, wobei die zum Betrieb der Fernsehanlage benötigten Synchron- und Abtastimpuilse auf von der Bildaufzeichnung getrennten Randspuren aufgezeichnet werden.

Außer dem Vorteil, den Bildinhalt auf einer einzigen Bandschleife beliebig oft wiedergeben zu können, entfällt durch das Auftragen der Synchron- und Abtastimpulse auf einer Randspur des Speichers ein besonderer Taktgeber. Durch eine Drehzahländerung des Speichers ist es fernerhin möglich, die Bildfrequenz des Fernsehsystems in gewünschten Grenzen zu variieren, was besonders zur Aufnahme stroboskopischer Bildfolgen notwendig ist.

Die Aufzeichnung der Signale erfolgt in bekannter Weise durch einen Aufzeichenkopf. Das aufzuzeichnende Bildsignal, auch Videosignal genannt, wird dadurch gewonnen, daß man das auf einer Fernsehaufnahmeröhre gespeicherte Röntgenbild in bekannter Weise, zeitlich zerlegt, abtastet. Als Aufnahmeröhre

Verfahren zur Aufnahme und Wiedergabe von Röntgenbildern mit Fernsehmitteln

Anmelder:

Zeiss Ikon Aktiengesellschaft,
Stuttgart-S, Dornhaldenstr. 5

Dipl.-Phys. Manfred Keller, Kiel-Wik,
ist als Erfinder genannt worden

kann ein direkt röntgenempfmdliches Röntgen-Ikonoskop, z. B. nach Patent 898 641, dienen. Der Speicher läuft infolge seiner Drehung an einem Wiedergabekopf vorbei und nimmt die gespeicherten Signale wieder auf. Nach durchgeführter Verstärkung dieser Signale erfolgt die Wiedergabe in bekannter Weise auf einer Fernsehbildröhre.

Das aufgezeichnete, informationsreiche Bild kann beliebig lange auf der Fernsehbildröhre sichtbar gemacht werden, indem der Speicher fortwährend vor dem Wiedergabekopf mit der Bildfrequenz von vorzugsweise 25 Hz entsprechend einer Drehzahl von 1500 Umdrehungen vorbeirotiert. Mit dieser Verfahrensweise ist es möglich, auch bei der Durchleuchtung sehr dicker Objekte eine zur nutzbaren Bildverstärkung genügend hohe Austrittsdosis zu erhalten, mit der ein Bild mit großer »Nachrichtenergiebigkeit« aufgezeichnet werden kann.

Weiter ist es möglich, das elektrische Bildsignal beispielsweise mit Dioden zu beschneiden. Dadurch kann ein gewünschter Bereich aus dem Kontrastumfang herausgeschnitten und verstärkt werden. Bei genügend hoher Dosis ist dieser Kontrastausschnitt weiter differenzierbar und somit eine nutzbare Kontrastverstärkung durchführbar. Dieser in der Gradation verstärkte Kontrastausschnitt wird nun auf den Speicher aufgezeichnet und die Bildröhre mit diesem Kontrastausschnitt voll ausgesteuert. Auf diese Weise werden noch sehr feine Kontrastunterschiede wahrnehmbar. Bei Verwendung eines Röntgen-Ikonoskops nach Patent 898 641 mit hoher Quantenausbeute ist es auch möglich, den gesamten im Strahlungsbild vorhandenen Informationsinhalt auszuschöpfen, da das elektronische Rauschen des Fernsehsystems im Bildsignal kleiner ist als das Rauschen der Strahlungsbilder. Die Leistungsfähigkeit dieses Verfahrens geht wesentlich über die der Kontaktphotographie hinaus,

909 507/462

Claims (8)

da dabei der Informationsinhalt bis an die Grenze des Strahlungsrauschens nicht ausgewertet und keine beliebigen Kontrastausschnitte herausgegriffen und verstärkt werden können. Das Gamma des Films ist nämlich vorgegeben; ein höherer Dosisaufwand, der notwendig wäre, um den Kontrast feiner zu differenzieren, führt daher lediglich zu einer höheren Schwärzung des Films. .Soll ein neues Röntgenbild z. B. von einer etwas geänderten Durchistrahlungsrichtung oder eine neue Bildfolge aufgenommen werden, so ist, falls das zuvor gespeicherte Bild aufbewahrt werden soll, der Magnetbandstreifen durch einen neuen zu ersetzen oder das gespeicherte Bild zu löschen. Die Löschung geschieht in bekannter Weise durch einen Löschkopf. Unter gleichzeitiger .Abtastung der Fernsehaufnahmeröhre erfolgt die erneute Bildaufzeichmung. Kurz vorher wurde die Photokathode der Fernsehaufniahmeröhre mit einem neuen Röntgenbild impulsartig belichtet. Die neue Aufzeichnung kann schon erfolgen, während das vorhergehende Bild auf der Fernsehbildröhre noch geschrieben wird. Die Verzögerung der Bildwiedergabe beträgt nur einen Bruchteil der Bildfrequenz, bei 25 Hz also weniger als 0,02 Sekunden. Die maximale Bildfolgefrequenz ist durch die Bildfrequenz des Fernsehsystems gegeben. Bei Wiedergabe dieser höchsten Bildfolgefrequenz kann die Fernsehaufnahmeröhre dauernd belichtet werden. Die Arbeitsweise entspricht dann der Duirchleuchtungstechnik, wobei der Vorteil der Speicherung darin besteht, daß die Bildfolgefrequenz beliebig heruntergeregelt werden kann, indem der Speicher nicht nur einmal, sondern viele Male mit ein und derselben Bildaufzeichnung am Wiedergabekopf mit der Bildfrequenz umläuft. Dadurch wird ein bleibender Bildeindruck aufrechterhalten. Auf diese Weise wird es möglich, den Informationsinhalt, der bei einem nicht ausgesprochenen akkumulierenden Verfahren auf viele Einzelbilder verteilt wird, auf wenige informationsreiche Bilder zusammenzufassen·. Bei der begrenzten Akkumulationszeit des Auges von etwa 1Z10 Sekunden würden nämlich bei einer Beobachtungs zeit von 5 Minuten für einen lückenlosen Bildeindruck bereits dreitausend Bilder benötigt. Bei der Zusammenfassung auf wenige Einzelbilder muß naturgemäß auf eine lückenlose Darstellung bewegter Vorgänge mehr oder weniger verzichtet werden. Bei der Darstellung von Bildfolgen sowie bei Einzelaufnahmen kann die Belichtung der Fernsehaufnahmeröhre impulsartig durch Röntgenblitze jeweils kurz vor der neuen Aufzeichnung· erfolgen. Dabei muß die Röntgenimpulsfrequenz in einem ganzzahligen Verhältnis zur Bildfrequenz des Fernsehsystems stehen, was sich in einfacher Weise durch einen Frequenzteiler verwirklichen läßt. Die Anzahl der in einer Bildfolge enthaltenen Einzelbilder ist bei der Durchleuchtung dicker Objekte stark begrenzt. Bei einer zu einer guten Kontrastdifferenzierbarkeit erforderlichen Mindestdosis von größenordnungsmäßig 5 Milliröntgen pro Bild und einer zulässigen Eintrittsdosis von 50 Röntgen, können bei einer Lungendurchleuchtung mit etwa 90°/o Absorptions verlust etwa tausend Einzelbilder gemacht werden; bei einer Beckendurchleuchtung von vorn mit etwa 99°/o Verlust sind mir noch hundert und bei einer seitlichen Durchleuchtung mit 99,9% Verlust nur noch zehn Einzelbilder möglich. Es empfiehlt sich, die Bildfolge durch Messung der Eintrittsdosis bei Erreichung der maximal zuläsisigeu automatisch zu begrenzen. . In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, eine ganze Bildfolge nebeneinander auf dem Speicherumfang aufzuzeichnen. Dadurch wird es möglich, ohne Löschung des zuvor aufgezeichneten Bildes mehrere Bilder wahlweise auf der Fernsehbildröhre sichtbar zu machen. Je nach Kapazität des Speichers ist man in der Lage, eine mehr oder weniger großer Bildfolge zu speichern. Die Abtastung der nebeneinanderliegenden Bildspuren kann durch axiale ίο Verschiebung des Wiedergabekopfes erfolgen. Ordnet man hingegen jeder Bildspur einen Magnetkopf zu, so ist es möglich, die Bilder elektrisch zu überblenden. Dadurch wird ein Bildfolgezyklus mit beliebiger Zeitdehnung oder -raffung beliebig lange beobachtbar gemacht. Eine Speicherkapazität von tausend Bildspurcn ist durchaus zu verwirklichen. Bei einer Bildfrequenz von 25 Hz folgt daraus eine Zyklusdauer von 40 Sekunden. Erfolgt die Belichtung der Fernsehaufnahmeröhre mit zeitlich regelbaren Röntgenimpulsen, so kann unter Ausnutzung des stroboskopischen Effektes jede.r noch so schnell verlaufende, periodische Bewegungsvorgang erfaßt und beliebig langsam wiedergegeben werden. Die Bildfrequenz des Fernsehsystems und die Röntgenimpulsfolgefrequenz sind durch ein ganzzahliges Verhältnis, z. B. über eine einstellbare Frequenzteilerstufe, miteinander zu verkoppeln. Die Regelung der Röntgenimpulsfrequenz und der Bildfrequenz ist möglich, da, wie bereits erwähnt, das Verfahren an keine feste Bildfrequenz gebunden ist. Das stroboskopische Verfahren kann auch mit einem einspurigen Speicher durchgeführt werden. Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel dar. Das Röntgenbild wird in bekannter Weise auf die Fernsehaufnahmeröhre 1 projiziert, deren Signale nach einer üblichen Verstärkung dem magnetischen Aufzeichnungskopf 2 zugeleitet werden, an dem die Magnetbandschleife 3, die auf einer rotierenden Trommel 4 aufgespannt ist, vorbeigleitet. Jede Bandschleife auf der rotierenden Trommel dient zur Aufnahme nur eines Röntgenbildes, so daß Anfang und Ende der Aufzeichnung sich nicht überschneiden. Die Abtastung dieser Aufzeichnung erfolgt durch den Wiedergabekopf 5, der in bekannter Weise über eine Verstärkeranlage mit der Fernsehwiedergabeeinrichtung 6 in Verbindung steht. Die rotierende Trommel 4 kann mit mehreren Magnetbandschleifen versehen werden, denen entsprechende Aufzeiohnungs- und Wiedergabeköpfe zugeordnet sein können. Jedem Aufzeiohnungskopf ist in bekannter Weise ein Löschkopf zugeordnet, um das Aufzeichnen der Bildimpulse auf einem aufzeichnungsfreien Band durchführen zu können. PAT ENTANS IMi OCHE:

1. Verfahren zur Aufnahme und Wiedergabe von Röntgenbildern mit Fernsehmitteln, wobei die von einer Röntgenbild-Fernsehaufnahmeröhre erzeugten, zeitlich zerlegten Röntgenbild-Fernsehimpulse auf dem Umfang eines magnetisch beschriftbaren, endlosen Speichers aufgezeichnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß unter Anwendung des Zeilensprungverfahrens die Impulse der beiden Halbbilder eines Röntgenbildes als getrennte Spuren auf dem Gesamtumfang einer mit Bildfrequenz umlaufenden Magnetbandschleife aufgezeichnet werden, die zur beliebig langen Sichtbarmachung des Röntgenbildes vom Wiedergabekopf beliebig wiederholbar abgetastet wird, wobei die zum Betrieb der Fernsehanlage benötigten

Synchron- und Abtastimpulse auf von der Bildaufzeichnung getrennten Randspuren aufgezeichnet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aufnahme stroboskopischer Bildfolgen die Bildfrequenz des Fernsehsystems variiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontrast oder ein gewünschter Ausschnitt aus dem Kontrastumfang des Bildimpulses mit Diodenstrecken herausgeschnitten und über einen Kontrastverstärker gradationsverstärkt auf dem Speicher aufgezeichnet wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Photokathode projizieren Röntgenbilder durch kurzzeitige Röntgenimpulse (Röntgenblitze) erzeugt werden und ihre Frequenz in einem ganzzahligen Verhältnis zur Bildfrequenz des Fernsehsystems steht, wozu eine Frequenzteilerstufe verwendet werden kann.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bilder, vorzugsweise solche einer Bildfolge, nebeneinander auf den Umfang des magnetischen Speichers als getrennte . Spuren aufgezeichnet werden.

6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Aufzeichnungsspur ein Magnetkopf zugeordnet ist und die Überblendung durch Umschaltung auf den jeweiligen Magnetkopf erfolgt, wobei die Überblendungsfrequenz in einem ganzzahligen Verhältnis zur Bildfrequenz steht.

7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung stroboskopischer Bildfolgen die Belichtung der Fernsehaufnahmeröhre mit einer regelbaren Röntgenimpulsfrequenz erfolgt, wobei die Bildfrequenz des Fernsehsystems in einem ganzzahligen Verhältnis zur Röntgenimpulsfrequenz steht.

8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Röntgen-Ikonoskops nach Patent 898 641.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 517 567;
deutsche Patentanmeldung S 1258 VIII a/21 a¹ (bekanntgemacht am 15.2. 1951).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 909 507/462 4.59