DE2243449B2 - Vorrichtung zum automatischen Berechnen des Cardiothorax-Verhältnisses - Google Patents

Description

Diese Aufgabe ist bei Vorrichtungen der eingangs zens dar. Der maximale Querinnendurchmesser des

genannten Art gemäß der Erfindung gelöst durch eine Thorax ist mit 15 bezeichnet, dessen Länge deich 15

Vorrichtung zum Verarbeiten der von der fotoelek- ausgedrückt ist Demnach wird das Cardiothorax-

trischen Umwandlungsvorrichtung erhaltenen Daten, Verhältnis durch [(13 + I3)/I5] · 100 Vo dargestellt,

durch eine Filnatransportvorrichtnng zum automati- S Fig.2 zeigt in vereinfachter Form ein durch foto-

schen Zuführen des das Röntgenbnistbild tragenden elektrische Umwandlung eines Röntgenbildes eines

Füms, wobei die Datenverarbeitungs-Vorrichtung Brustkorbes erhaltenes elektrisches Signal 23 entlang

zum Aufnehmen von Kreuzungspuikten zwischen einer gegebenen geraden Linie 20, die rechtwinklig

den Grenzlinien von Thorax und Herz und der Viel- zur Mittellinie 10 verläuft, sowie den Weißpegell 21

zahl paralleler Linien auf Grund der entlang jeder io und den Schwarzpegel 22. Obwohl Fig.2 ein ge-

der parallelen Linien enthaltenen Informationen und wohnliches Bild mit einem dunklen Lungenfeld be-

zum Korrigieren einer fehlerhaften Information aus- trifft, können seine Helligkeitswerte auch umgekehrt

gebildet ist, iie in vier Reihen von Daten, die den sein.

GrenzlmieD von Thorax und Herz entsprechen, ent- In der folgenden Beschreibung ist angenommen, halten sein kann, und wobei das Carcliothorax-Ver- 15 daß das Lungenfeld dunkel dargestellt ist und der hältnis auf der Grundlage dieser vier Reihen von Da- Weiß- bzw. der Schwarzpegel an der oberen bzw. unten bestimmt wird, und durch eine Vorrichtung zum teren Seite liegen. Die Möglichkeit der allgemeinen Aufzeichnen oder Darstellen des von der Datenver- Verwendung der Erfindung wird jedoch durch diese arbeitungs-Vorrichtung enthaltenen Wertes des Car- Annahme nicht beeinträchtigt.
diothorax-Verhältnisses. _{20 Das} herkömmliche einfache Verfahren des Fest-Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der stellens der Umfangspunkte von Herz und Thorax Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschrei- besteht in der Differenzierung des elektrischen Signals bung. In der Zeichnung ist die Erfindung beispiels- 23, um Punkte 24-1, 24-2, 24-3 und 24-4 mit großen weise veranschaulicht, und zwar zeigt Gradienten zu erhalten oder Punkte 25-1, 25-2, 25-3 Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläute- as und 25-4 auf der Signalkurve aufzufinden, an denen rung des Begriffs des Cardiothorax-Verhältnisses, sie eine vorbestimmte Pegellinie kreuzt. Die so eriial-F i g. 2 ein Diagramm eines durch fotoelektrische tenen Datei; wurden verwendet, um 13, 13 und 15 Umwandlung eines Röntgenbrustbildes erzeugten Si- zu erhalten und dann das Cardiothorax-Verhältnis zu gnals entlang einer rechtwinklig zur Mittellinie ver- berechnen.

laufenden geraden Linie, ₃o Tatsächlich weist jedoch das elektrische Signal 23

Fig.3 ein Diagramm eines typischen, von einem gemäß Fig.2 gewöhnlich eine kompliziertere Form

tatsächlichen Röntgenbrustbild erhaltenen elektä- auf, wie in F i g. 3 dargestellt, teils weil ein Röntg:n-

schen Signals, bild eines Brustkorbes komplizierte Zwischenstufen

Fig.4 ein Diagramm zur Erläuterung der Art und mit unregelmäßigen Veränderungen in den Schatten

Weise der Bestimmung der Umfangspunkte bei einem 35 enthält und teils weil die Abbildungen der Rippen

typischen elektrischen Signal, und Blutgefäße einander überlappen. Die Kurve ge-

F i g. 5 ein Diagramm ähnlich dem nach F i g. 4 maß F i g. 3 zeigt ein Beispiel eines typischen elektri-

zur Erläuterung der Art und Weise der Bestimmung sehen Signals, bei dem die Umfangspunkte 31, 32,

der Umfangspunkte in einem verzerrten elektrischen 33 und 34 den Punkten auf der geraden Linie 20

Signal, 40 entsprechen, wie sie durch Beobachtung einer Person

F i g. 6 eine schematische Darstellung zur Erläute- mit einem großen Schatz medizinischer Kenntnis und

rung der Feststellung des Querdurchmesisers des Her- Erfahrung festgestellt worden sind. Die Punkte 31,

zens und des maximalen Querinnendurchmessers des 32, 33 und 34 sind als die tatsächlichen Umfangs-

Thorax, punkte zu bedachten. Wenn das erste der in bezug

F i g. 7 A und 7 B Diagramme zur Erläuterung der 45 auf F i g. 2 erläuterten Verfahren, bei dem ein e'iek-

Ai- nd Weise des Korrigierens erhaltener Daten, trisches Signal zum Auffinden der größten Gradien-

1 i. 8 eine Blockschaltung einer Ausfüli ingsform ten differenziert wird, auf die Kurve 30 in Fig. 3

der Erfindung, angewandt wird, ist es möglich, die den Punkten

Fig. 9 und 10 Einzelheiten der Schaltung eines 24-1, 24-2, 24-3 und 24-4 auf der Kurve der Fig.2

Teils der Ausführungsform nach Fig. 8, 50 entsprechenden Punkte auf der Kurve der Fig. 3

F i g. 11 ein Abtastortsdiagramm, festzustellen, jedoch werden zusätzliche Punkte, die

Fig. 12 ein ein Herzprofil darstellendes Diagramm, kaum von den richtigen Umfangspunkten zu unter-

F ig. 13 eine Darstellung eines Filmantriebssystems, scheiden sind, unnötigerweise festgestellt. Anderer-

Fig. 14 eine schematische Darstellung des Auf- seits weist die Anwendung des anderen bekannten

nahmeabschnitts der Vorrichtung und 55 Verfahrens bei der Kurve 30, bei dem die Punkte,

Fig. 15 in vergrößertem Maßstab einen Teil des an denen das Signal einen vorbestimmten Bezugs-

Aufnahmeabschnitts nach F i g. 14. pegel kreuzt, festgestellt werden, den Nachteil auf,

Zunächst sollen ein Röntgenbrustbild und das daß es schwierig ist, den Bezugspegel vorher festzu-

Cardiothorax-Verhältnis erläutert werden. setzen, was oft dazu führt, daß die festgestellten

Fig. 1, die das Cardiothorax-Verhältnis erläutern 60 Umfangspunkte stark veränderlich sind, wenn der

soll, zeigt eine als Mittellinie 10 bezeichnete Bezugs- Schattengradient flach ist, was zu einem Versagen

linie, das Herz 11 und die Lungenflügel 12, 12'. An bei der von der Form der Kurve 30 und dem Fest-

den Punkten, an denen das Herz am weitesten nach setzen des Bezugspegels abhängenden Feststellung der

links und rechts vorspringt, sind nach links bzw. nach richtigen Umfangspunkte führt.

rechts senkrecht zur Mittellinie verlaufende Linien 65 Die durch die herkömmlichen Verfahren festge-

13 und 14 gezogen. Wenn die Längen der beiden stellten Umfangspunkte stimmen in vielen Fällen

Linien durch Γ5 bzw. 15 bezeichnet werden, stellt "icht mit den richtigen Umfangspunkten überein und

13 + Ti den maximalen Querdurchmesser des Her- weisen manchmal snpar Fphlpr auf Hip w«;* i;u_or λ;=

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praktisch zulässige Grenze hinausgehen. Dies ist der in Richtung der Mittellinie verschiedene Koordina-

Sauptgrund, warum die herkömmlichen Verfahren, ten. Die sich ergebenden Reihen von Umfangspunk-

irotzdem sie technisch einfach sind, nicht erfolgreich ten, die die Profile von Thorax und Herz bilden, sind

in der Praxis Eingang fanden. in F i g. 6 dargestellt. Diese Figur zeigt in gleichen

Nun wird das Arbeitsprinzip der Erfindung erläu- 5 Abständen voneinander liegende gerade Linien 60-1, tert. Zunächst wird im folgenden die Art und Weise 60-2, 60-3... 69-n, die im rechten Winkel zur Mitbeschrieben, in der die Umfangspunkte in bezug auf tellinie verlaufen und die der nach oben bzw. unten die Kurve 30 in Fig.4 festgestellt werden, die ein verschobenen Linie 20 entsprechen. Der Abstand typisches elektrisches Signal darstellt. zwischen den geraden Linien, der unter Berücksich-

Die Punkte 40 und 40' zeigen die Enden der io tigung der erforderlichen Genauigkeit und Wirtschaft-Kurve 30 an. Im flachen Teil der Kurve liegt etwa lichkeit bestimmt wird, kann viel größer als bei einem in der Mitte ein Maximum-Punkt 46. Dieser der ge- Fernsehraster sein. Die durch das obenerwähnte raden Linie 20 entsprechende Maximum-Punkt 46 Verfahren bestimmten Umfangspunkte 61-1, 62-1, ist bei jedem gewöhnlichen Röntgenbild des Brust- 63-1 und 64-1, 61-2, 62-2, 63-2 und 64-2, 61-3, korbes festzustellen. 15 62-3, 63-3 und 64-3 ... 61 -«, 62-n, 63-« und 64-n

Wenn man beginnend vom Endpunkt 40 der sind Reihen von Daten, die die Profile von Thorax

Kurve 30 folgt, erreicht man den ersten Punkt 41, und Herz bestimmen.

an dem der Gradient negativ ist. Dieser Punkt 41 Bevor auf den nächsten Verfahrensschritt einge-

entspricht dem Punkt 31 in Fig.3. Wenn man die gangen wird, soll im folgenden, zur Erleichterung

Kurve 30 zum Punkt 46 hin weiterverfolgt, erreicht 20 der Darstellung unter Bezugnahme auf Fig.6, der

man vor dem Punkt 46 einen Minimum-Punkt 45. dritte Arbeitsgang erläutert werden.

Zwischen den Punkten 45 und 46 liegt immer ein Zum Berechnen des Cardiothorax-Verhältnisses ist

Punkt mit einer Maximalsteigung, der dem Punkt 32 es vor allem notwendig, die Werte 13, Ti und 15,

in Fig. 3 entspricht und als Punkt 42 dargestellt ist. wie oben in bezug auf Fig. 1 erläutert, zu bestimmen.

In gleicher Weise werden die den Punkten 33 bzw. 25 Wenn man annimmt, daß die Zahlen 62-1, 62-2, 62-3

34 auf der Kurve in F i g. 3 entsprechenden Punkte ... 62-« die Länge der rechtwinklig zur Mittellinie

43 bzw. 44 festgestellt, indem man der Kurve 30 vom verlaufenden und durch die Punkte 62-1, 62-2, 62-3 anderen Endpunkt 40' aus folgt. . ·. 62-« hindurchlaufenden Linien bezeichnen und

Die so bestimmten Punkte 41, 42, 43 und 44 stim- daß 62-/ die größte Länge ist, dann entspricht die

men mit den tatsächlichen Umfangspunkten sehr gut 30 Länge 62-/ der Länge 13 in Fig. 1. Da man jedoch

überein. Ferner ist das Verfahren des Bestimmens weiß, daß der auf der geraden Linie 60-n liegende

der Punkte stabil und einfach, und ein eventueller Punkt 62-« ein Umfangspunkt des Zwerchfells und

Meßfehler liegt innerhalb der Grenze der Verkehrs- nicht der Umfangspunkt zwischen den Lungen und

üblichen Anwendung, mit Ausnahme der später er- dem Herz ist, bleibt die Linie 62-n, wie später in

wähnten Fälle. Eine qualitative Analyse dieses Vor- 35 bezug auf den zweiten Arbeitsgang im einzelnen er-

teils ist in den F i g. 5 (A), 5 (B) und 5 (C) dargestellt, läutert, bei Bestimmung der Länge 62-/ außer Be-

von denen F i g. 5 (A) mit F i g. 4 identisch ist. Die tracht. Auf gleiche Weise wird, unter der Annahme,

F i g. 5 (B) und 5 (C) zeigen, wie die gemäß der Er- daß die Zahlen 63-1, 63-2, 63-3 ... 63-n die Länge

findung bestimmten Umfangspunkte 41, 42, 43 und der senkrecht zur Mittellinie und durch die Punkte

44 nahezu frei von Einflüssen irgendwelcher Verzer- 40 63-1, 63-2 ... 63-« laufenden Linien bezeichnen, die rangen eines elektrischen Signals sind. Im Gegensatz der Länge Ti entsprechende Maximallänge 63-/ ohne dazu bewirken bei den herkömmlichen Verfahren Berücksichtigung von 63-« bestimmt. Wenn der AbVerzerrungen des Signals, wie in den F i g. 5 (B) und stand zwischen den Punkten 61-1 und 64-1 mit 65-1, 5 (C) dargestellt, selbst wenn man von dem Signal der Abstand zwischen den Punkten 61-2 und 64-2 mit der in Fig.5(A) dargestellten Wellenform zu- 45 mit 65-2 usw. bezeichnet wird, wird ferner der Mafriedenstellende Ergebnisse erzielen kann, eine er- ximalabstand 65-K bestimmt, der dem Abstand T5 höhte Fehlerhaftigkeit oder machen es unmöglich, in F i g. I entspricht.

die Umfangspunkte festzustellen. Zu den zur Zeit Demnach wird das Cardiothorax-Verhältnis aus üblicherweise verwendeten fotoelektrischen Wand- den Längen 62-/, 63-7 und 65-K durch
lern gehört der Lichtpunktabtaster und die Vidikon- 50 (gj7 + 67J)fö£K · 100 °/o
kamera, obwohl auch mechanische Abtastvorrichtungen zur Verfügung stehen. Unabhängig davon, wel- berechnet. Tatsächlich erhält man jedoch das Cardioche Vorrichtungen verwendet werden, ist es jedoch thorax-Verhältnis nur nach Korrektur des Profils im bekannt, daß Verzerrungen, wie in F i g. 5 dargestellt, zweiten Arbeitsgang, der im folgenden erläutert wird. ein auf Grund verschiedener Ursachen häufig auf- 55 Es ist bereits erläutet worden, daß die im ersten tretendes Phänomen sind. Es ist auch zu erwarten, Arbeitsgang bestimmten Umfangspunkte 41, 42, 43 daß ein Röntgenbild selbst solche Verzerrungen auf- und 44 gemäß Fig.4 und 5 mit den tatsächlichen weist. Obwohl in der Erläuterung der Fig.5 nicht Umfangspunkten gut übereinstimmen und daß die darauf Bezug genommen ist, ist es ferner klar, daß die erzielten Ergebnisse sehr stabil sind. Selbst in diesem mit dem Verfahren gemäß der Erfindung festgestell- 60 Fall tritt manchmal ein Fehler auf, der die zulässige ten Umfangspunkte nur sehr geringfügig durch Ver- Grenze überschreitet Dies ist hauptsächlich der Tatänderungen der Amplitude und des Gleichstrompegels sache zuzuschreiben, daß, wie oben erwähnt, die eines elektrischen Signals, die durch die Veränderen- Schatten der Rippen und Blutgefäße von denen der gen im Kontrast des Röntgenbildes oder im Ver- Lungenflügel oder des Herzens nicht zu unterscheistärkungsfaktor verursacht werden, beeinflußt wer- 65 den sind. Das Ergebnis ist ein elektrisches Signal, den. das eine falsche Information wiedergibt, die einen Eine Gruppe von auf solche Weise bestimmten unrichtigen Umfangspunkt angibt Sofern die Beob-Umfangspunkten bildet durch Bewegen der Linie 20 achtung eindimensional geschieht, ist dieser Fehler

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unvermeidlich, und es ist ohne weiteres zu erwarten, Mittellinie abzuweichen, und es ist bekannt, daß die daß selbst ein Beobachter mit einem reichen Schatz Punkte 72-4, 72-5, 72-6 ... dem Zwerchfell entspremedizinischer Kenntnisse und Erfahrungen einen chen, so daß diese Daten bei der Bestimmung des ähnlichen Fehler macht, wenn er ein Röntgenbild maximalen Querdurchniessers des Herzens wegfallen des Brustkorbes durch einen rechtwinklig zur Mittel- 5 können. Die F i g. 7 A und 7 B betreffen hauptsächlinie verlaufenden Schlitz betrachtet. Mit anderen lieh die Bestimmung des Herzprofils. Für die Bestim-Worten, wenn ein Beobachter mit großer medizini- mung des Thorax-Profils wird jedoch ein gleiches eher Kenntnis und Erfahrung in der Lage ist, die Korrekturverfahren angewandt. Das in bezug auf die Profile von Thorax und Herz genau zu bestimmen, F i g. 7 A und 7 B erläuterte Korrekturverfahren ist so geschieht dies nicht nur auf Grund seiner großen io nur ein Beispiel von vielen möglichen Verfahren und Kenntnis und Erfahrung, sondern auch auf Grund schließt die Verwendung einer Kombination komseiner Fähigkeit, die vorläufigen Beobachtungsergeb- plexerer Schätzungstechniken nicht aus. Die Hauptnisse durch Berücksichtigung aller einschlägigen Fak- sache besteht darin, die Beziehungen benachbarter toren durch eine zweidimensionale Beobachtung zu Punkte untereinander nachzuweisen, korrigieren. Nach diesem Grundsatz wurde ein da- 15 Obwohl sich die obige Beschreibung des Arbeitsmit zusammenhängender Datenverarbeitungsvorgang prinzips der Erfindung auf das automatische Messen durch Korrigieren einer unrichtigen Bestimmung des des Cardiothorax-Verhältnisses bezieht, kann die ErProfils gemäß der Erfindung durchgeführt. Das Ar- findung durch Kombination der obige Daten und beiten gemäß der Erfindung beruht auf t'em Prinzip des Verhältnisses zwischen ihnen auf der Grundlage des Schlußfolgerungsverfahrens, wie in den F i g. 7 A ao eines Radiogramms auch für automatische Messun- und 7 B dargestellt, um einen Fehler zu verbessern gen nicht nur der Größe verschiedener innerer und das Zwerchfell zu identifizieren. Organe, sondern auch des von ihnen eingenommenen

Die geraden Linien 70-1, 70-2 ... 70-6 in F i g. 7 A Raumes, wenn dessen Bild in einer bestimmten Richentsprechen der geraden Linie 20. Es sei angenom- tung projiziert wird, sowie des Volumens des innemen, daß die Umfangspunkte 72-1, 72-2 ... 72-6 auf 25 ren Organs wirkungsvoll verwendet werden. Grund des ersten Arbeitsganges festgestellt worden Aus obigem ist ersichtlich, daß es möglich ist, die

sind und daß der Punkt 72-4 ein falscher Umfangs- Erfindung in \ erschiedenen Formen zu verkörpern, punkt ist, der wie oben beschrieben festgestellt wor- von denen eine im folgenden mit Bezugnahme auf den ist. Es sei ferner angenommen, daß die die F i g. 8 im einzelnen erläutert wird. Punkte 72-1, 72-2 ... 72-6 darstellenden Koordina- 30 Diese Figur zeigt eine Lichtquelle 800 mit einer ten mit D (1), D (2) ... D (6) bezeichnet sind. Es ist Lampe 801, eine Lichtverteilungsplatte 802 und ein bekannt, wie der Bereich von D(i — 2), D(i— 1) als Reflektor verdoppelndes Gehäuse 803. Die Licht- und D (/) auf Grund der obenerwähnten Daten- quelle 800, die so gebaut ist, daß man über die gereihen vorausgesagt wird. Das einfachste Verfahren samte Fläche der Lichtverteilungsplatte 802 eine im einer solchen Voraussage ist ein lineares Verfahren, 35 wesentlichen gleichmäßige Helligkeit erhält, ist die bei dem ein geschätzter Wert von D(O = P(O ± Δ gleiche, wie sie vom Arzt für die Betrachtung eines ist, wenn D(i — 2) und Di/ — 1) bekannt sind und Röntgenfilms verwendet wird. Ein Röntgenfilm 810 wobei P(i) — 2-D(i~ I)-D(Z- 2) ist. Das Zei- ist nahe der Lichtverteilungsplatte 802 angeordnet, chen J bedeutet eine zulässige Grenze in Abhängig- Die Figur zeigt ferner ein fotoelektrisches Umwandkeit von der Normalform des Herzens und dem Ab- 40 lungssystem 820, das eine Linse 821, eine Vidikonstand zwischen den geraden Linien 70-1, 70-2 .. röhre ΪΙ22, einen Ablenkkreis 823, einen Videosignal- und 7Ö-6. verstarker 824, einen Sample- und Haltekreis 825,

Wenn, wie im Beispiel gemäß F i g. 7, D (4) von einen Wechselstrom-Gleichstrom-Umformer 826 und dem aufGrund von D (2) und D (3) geschätzten Be- einen Steuerkreis 827 aufweist. Die Linse 821, die reich abweicht, bleibt D (4) vorläufig unbeachtet und 45 Vidikonröhre 822, der Ablenkkreis 823 und dei wird durch P (4) ersetzt, und dann wird geprüft, ob Videosignalverstärker 824 oder ein Teil von dieser D (5) tatsächlich im Bereich von P (5) ^ .1 liegt, das sind von der gleichen Art wie der Standardtyp einei auf der Grundlage D (3) und P (4) geschätzt worden handelsüblichen Fernsehkamera mit 525 Abtastzeile!! ist. Wenn dies der Fall ist, wird der obengenannte und können durch diese ersetzt werden. Vorzugsweise vorläufige Ersatz als richtig angesehen, woraufhin 50 sollte jedoch die Linse 821 mit einer automatischen nach Beendigung der Korrektur von D (4) ein weite- Irissteuerung versehen sein, die beispielsweise durch res Verfahren folgt. Der Punkt 72-4' auf der geraden einen in der Nähe der Linse angeordneten CdS-Linie 70-4 zeigt das so korrigierte Ergebnis, wobei Sensor geregelt wird. Die Iris der Linse wird automa- der dicke Abschnitt der geraden Linie den f .1 bc- tisch eingestellt, um die guten Arbeitsbedingungen deckenden Bereich bezeichnet. Der Punkt 72-5' ist 55 der Vidikonröhre und des Videosignalverstärkers auf· zum Zweck der obengenannten Prüfung vorgesehen rechtziterhalten, selbst wenn sich der Durchschnittsund ist bedeutungslos, sobald das Vorhandensein des schatten des Filmbildes mit den Aufnahme- one Punktes 72-5 innerhalb des Bereiches von * Λ be- Entwicklungsbedingungen oder durch einen Gegenstätigt worden ist. stand verändern.

Fig.7B zeigt den Fall, bei dem D(S) nicht tat- 60 Der Ausgang des Videosignalverstärkers 824 wire sächlich im Bereich von P (5) ± Λ liegt, der auf der über den Sample- und Haltekreis 825 an den Wech-Grundlage von D (3) und P (4) geschätzt worden ist. selstrom-Gleichstrom-Umformer 826 gegeben, in den In diesem Fall wird der vorläufige Ersatz nicht als parallele Digitalausgänge erzeugt werden. Die Anrichtig angesehen, und D (4) wird für ein weiteres zahl der Pegel, ta die der Schatten bei der Digital Verfahren ohne Berücksichtigung von P (4) verwen- 65 datenverarbeitung eines Bildes quantisiert wird det. Ein solcher Fall tritt in der Nähe des Zwerch- hängt vom Gegenstand der Datenverarbeitung ab fells 69 und 69* in Fi g. 6 ein. Die Datenreihe neigt wobei jedoch 7 Bits, das sind 128 Pegel, oder 8 Bits dazu, in der Nähe des Zwerchfells scharf von der das sind 256 Pegel, den Erfordernissen der Erfin

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lung entsprechen. Mit anderen Worten, ein Meßwert bzw. 61,035 Hz haben. Streng genommen sind sie st in einem Byte bzw. einem Wort enthalten. Die daher vom Standardsystem verschieden, es ist jedoch Einzelheiten in diesem Zusammenhang sind in F i g. 9 überflüssig zu sagen, daß diese geringe Frequenzlargestellt. Gemäß dieser Figur wird der Ausgang differenz das normale Arbeiten des Standardtyps der des Videosignalverstärkers 824 an einen Leitungs- 5 Kamera bzw. des Monitors nicht beeinträchtigt. Diedraht 91 gegeben. Die Figur zeigt ferner einen Funk- ser Vorteil ist jedoch kein wesentlicher Bestandteil tionsverstärker 92, MOS-Feldeffekt-Transistoren 93 der Erfindung. Die parallelen geraden Linien 60-1, und 94 und einen Antriebskreis 95 zum Liefern eines 60-2, 60-3 ... 60-«, die, wie dargestellt, senkrecht Samplingsignals an das Tor des MOS-Feldeffekt- zu den horizontalen Abtastzeilen in F i g. 11 verlau-Transistors 93. Ein Zeitgebersignal für den Sample- io fen, sind eine Ortskurve von Punkten, an denen die Vorgang wird vom Steuerkreis 827 zugeführt und an Signale vom Steuerkreis 827 abgenommen und von einen Leitungsdraht 96 gegeben. Eine hohe Eingangs- analog in digital umgewandelt werden. Sie werden impedanz des Tors des MOS-Feldeffekt-Transistors so gesteuert, daß eine Datenzeile für jedes Feld ge- 94 und ein Kondensator 97 bilden einen Haltekreis. wonnen wird. Diese parallelen geraden Linien ent-Ein von diesem gehaltenes Signal wird von der 15 sprechen den parallelen geraden Linien 60-1, 60-2, Quelle des MOS-Feldeffekt-Transistors abgenommen 60-3 ... 60-« in Fig. 6. Im folgenden werden diese und über einen Leitungsdraht 98 dem Wechselstrom- parallelen Linien als virtuelle Abtastzeilen bezeichnet. Gleichstrom-Umformer 826 zugeführt. Der Wechsel- Das obenerwähnte Verfahren zum Erhalten der strom-Gleichstrom-Umformer 826, der bekannt ist, virtuellen Abtastzeilen durch Standardabtastung und braucht nicht erläutert zu werden. Der Steuerkreis 20 Steuern der Zeitgebung des Samplevorganges ist nur 827 steuert nicht nur den Sample- und Haltekreis eines der möglichen Verfahren, bei dem ein Elektro- 825 und den Wechselstrom-Gleichstrom-Umformer nenstrahl abgelenkt wird, um die Aufgabe der Erfin- 826, sondern auch den Ablenkkreis 823. Er ist in dung zu lösen. Mit anderen Worten, was wichtig ist, F i g. 10 im einzelnen dargestellt. Diese Figur zeigt dab ist das Umwandeln der Helligkeit eines Bildes einen Zeitimpulsgenerator 101, einen Rückwärtszähl- »5 in ein elektrisches Signal entlang einer solchen Ortskreis 102, einen Leitungsdraht 103 zum Zuführen kurve.

von Horizontal- und \ ertikal-Synchronimpulsen an Nun zurück zu F i g. 8. Das so erhaltene Digitalden Ablenkkreis 823 der Vidikonröhre 822 und ein signal wird durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung Schieberegister 104 zum umlaufenden Speichern mit 830, die eine Zwischenschicht 831, einen beliebig abeirer Speicherdauer, die einer Horizontalabtast- 30 greifbaren Speicher 832, eine Verarbeitungseinheit periode entspricht, das mit einer Ausgangsklemme 833 und einen Nurauslese-Speicher 834 aufweist, versehen ist, durch die die Lage der parallelen gera- nach dem obenerwähnten Prinzip verarbeitet. Die den Linien 60-1, 60-2, 60-3 ... 60-« gemäß F i g. 6 Kapazität des beliebig abgreifbaren Speichers 832, bezeichnet wird. Ferner sind ein Schieberegister 105 die durch die gesamten, entlang der den parallelen zum Bestimmen der Anzahl paralleler gerader Li- 35 geraden Linien 60-1, 60-2, 60-3 ... 60-« in Fig.6 nien 60-1, 60-2, 60-3 ... 60-« gemäß Fig.6, ein entsprechenden Ortskurve abgetasteten Daten be-Zeitgeberkreis 106, ein Leitungsdraht 107 zum Zu- stimmt wird, muß bei dieser Ausführungsform etwa führen eines den Beginn des Auslesens der Daten be- 2000 Bits einschließlich 1920 Bytes — die Anzahl stimmenden Signals über eine Zwischenschicht 831, vorläufiger Abtastzeilen, d. h. 15 multipliziert mit der wie später erläutert, ein Leitungsdraht 108 zum Zu- 4° Anzahl der in einer Zeile enthaltenen Informationen, führen eines das Ende des Ablesens der Daten an- und zwar 128 — und einer zusätzlichen kleinen Arzeigenden Signals und ein Leitungsdraht 109 zum beitsspeichermenge betragen. Die Kapazität des Nur-Zaführen eines Zeitgebersignals an den Sample- und auslese-Speichers 834 wird durch die Zahl der Haltekreis 825 und den Wechselstrom-Gleichstrom- Schritte des Programms zur Durchführung der Daten-Umformer 826 vorhanden. 45 verarbeitung auf Grund des obenerwähnten Prinzips Die folgende Erläuterung soll es verständlicher bestimmt und muß bei dieser Ausführungsform etwa machen, wie der Sample- und Haltekreis 825, der 2000 Bytes betragen.

Wechselstrom-Gleichstrom-Umformer 826 und der Die Datenverarbeitungsvorrichtung 830 muß vor-Ablenkkreis 823 der Vidikonröhre 822 vom Steuer- zugsweise eine Unterbrechungsfunktion aufweisen, kreis 827 gesteuert werden. F i g. 11 zeigt den Bild- 50 durch die die Verarbeitungszeit verkürzt werden abtastbereich 111, in dem die Vidikonröhre arbeitet, kann. Diese Datenverarbeitungsvorrichtung kann und die Ortskurve 112 der Elektronenstrahlabtastung. durch einen kleinen Steuerdigitalcomputer ersetzt Zum leichteren Verständnis der Beziehung zu F i g. 6 werden, der im allgemeinen als Minicomputer beist die Ortskurve in F i e. 11 um 90° gedreht darge- zeichnet wird. In diesem Fall wird das verarbeitete stellt, obwohl sein Bildseitenverhältnis tatsächlich 55 Programm nicht in den Nurauslese-Speicher 834, 3:4 beträgt und, veie bereits erläutert, mit dem Stan- sondern in den beliebig abgreifbaren Speicher 832 dardfernsehsystem übereinstimmt. Das Zeilensprung- mit einer Kapazität von etwa 4000 Bytes oder Wör- abtastverhältnis von 2:1 im Standardfernsehsystem tern eingeschrieben. F i g. 8 zeigt ferner eine Auswird bei dieser Ausführungsform nicht verwendet, gangseinrichtung 840 zum Darstellen der Berech· wie sich aus Fig. 10 klar ergibt, teils weil eine Bild- 60 nungsergebnisse des Cardiothorax-Verhältnisses. Eine auflösung von etwa 128 Zeilen für die Zwecke der solche Ausgangseinrichtung ist üblicherweise eii Erfindung genügt und teils weil der Steuerkreis 827 Fernschreiber, wie beispielsweise die als Teletvp« nickt unnötig kompliziert sein soll. Genauer gesagt, ASR 33 der Firma Teletype, Inc im Handel befind erzeugt der Zeitimpulsgenerator 101 einen Ausgang liehe Maschine, oder eine Darstellungseinrichtung mi mit einer Frequenz von 1 MHz, während die vom 65 Kathodenstrahlröhre. Jedenfalls kann das Herzprofi Rüekwärtszählkreis 102 erzeugten Horizontal- und und somit die Herzsilhouerte, wie in F i g. 12 darge Vertikalsynchronsignale eine Periode von 64 μ*εΰ stellt, die ein vorläufiges Ergebnis der Datenverarbei bzw. eine Frequenz von 15,625 kHz und 16,304 msec rung ist, ohne weiteres gedruckt oder auf ander

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Weise je nach der Wünschen des betreffenden Arztes dargestellt werden. Das Vorhandensein dieser Möglichkeit ist sehr wichtig, da sie dem Arzt hilft, wenn er es wünscht, eine Herzkrankheit zu diagnostizieren, insbesondere wenn das Cardiothorax-Verhältnis abnorm groß ist.

F i g. 8 zeigt ferner ein Filmtrarisportsyslem 850 mit einem Filmtransportmechanismus 851 und einem Steuerkreis 852. Die Arten der verwendeten Filme sind grob in Blattfilme und Rollfilme eingeteilt. Ein Filmtransportsystem für Blattfilme gleicht in der Konstruktion einer als Dokumentenlesegerät bekannten Kathodenstrahlröhren-Vorrichtung, während ein Rollfilmtransportsystem einen im allgemeinen als Zeitungsbahnlesegerät bekannten Kathodenstrahlröhrensystem gleicht. In einem Blattfilmtransportsystem werden in einem Zuführbehälter befindliche Blattfilme zur automatischen Messung des Cardiothorax-Verhältnisses gemäß den oben beschriebenen Arbeitsgängen einzeln nacheinander zugeführt. Dieses System ist so angeordnet, daß nach Beendigung eines Arbeitsprozesses die untersuchten Filme in einer Stapelvorrichtung untergebracht werden, um sie für die nächste Filmauswertung bereitzuhalten. In einem Rollfilmtransportsystem wird dagegen eine as Filmrolle mittels einer Klemmrolle von einer Spule auf eine andere geführt, und es ist wünschenswert, daß der Film wenigstens während der Zeitspanne, in der ein Teilbild des Films bearbeitet wird oder wenn der Film zur Abnahme der Information abgetastet wird, ortsfest gehalten wird. Zu diesem Zweck ist, wie in Fi g. 13 dargestellt, die Welle 131 der Klemmrolle über eine elektromagnetische Kupplung 132 mit der Welle eines Motors 133 bzw. der Welle einer elektromagnetischen Bremsvorrichtung 134 verbunden. Die Zeit, zu der der Film gestoppt werden soll, tritt ein, wenn der Mittelpunkt eines zu bearbeitenden Filmteilbildes die optische Achse der Linse 821 erreicht, wie durch fotoelektrische Sensoren festgestellt. Die Vidikonröhre 822, die Linse 821, der Röntgenfilm 810, die Lichtverteilungsplatte 802 und die Lampe 801 in Fi g. 14 entsprechen den in F i g. 8 dargestellten Teilen. Die fotoelektrischen Sensoren sind mit 141 und 142 bezeichnet. Der Röntgenfilm 810 ist ein Rollfilm, der in Richtung eines Pfeiles 143 bewegt wird.

Die Beziehung zwischen einer Reihe von Teilbildern des Röntgenfilms 810 und den fotoelektrischer Sensoren 141 und 142, von der Linse aus gesehen, ist in Fig. 15 dargestellt. In dieser Figur ist dei Abstand 151 zwischen den beiden fotoelektrischen Sensoren 141 und 142 gleich der Länge 152 eines Teilbildes der Rolle des aufgezeichneten Röntgenfilms 810. Bei Beendigung der Bearbeitung eines Teilbildes 8101 wird entweder der Steuerkreis 852 durch ein Signal von der Datenverarbeitungsvorrichtung 830 eingeschaltet, oder die Bedienungsperson drückt auf ein das Ende der Bearbeitung anzeigendes Alarmzeichen vom Vorführgerät hin einen Knopf für Fortbewegungsanweisungen nieder, wodurch die Weiterbewegung des Rollfilms in Richtung des Pfeiles 143 wieder in Gang gesetzt wird. Die Ausgänge der beiden Sensoren 141 und 142 schalten sich jedoch erst dann auf den Weißpegel um, wenn das nächste Teibild 8102 den Mittelpunkt zwischen den Sensoren 141 und 142 erreicht hat. Der Ausgang der Sensoren wird geformt, und nach einem Undschaltvorgang derselben wird der Steuerkreis 852 leitend gemacht, woraufhin der Röntgenfilm 810 durch die elektromagnetische Bremsvorrichtung 134 gestoppt wird.

Das Filmtransportsystem 850 kann auch durch ein von Hand bedienbares System ersetzt werden, bei dem der Film je nach der Lage der Dinge Blatt für Blatt oder Teilbild für Teilbild von Hand weiter zugeführt wird.

Statt des bei dieser Ausführungsform für die Datenverarbeitung verwendeten Digitalsystems kann auch ein Analogsystem oder ein geeignetes Hybridsystem zur Durchführung der in den F i g. 1 bis 7 erläuterten Arbeitsprinzipien verwendet werden.

Ferner ist es möglich, das erfindungsgemäße Gerät so zu konstruieren, daß an Stelle eines bei der Ausführungsform nach F i g. 8 in Betracht gezogenen transparenten Bildes durch leichte Abänderung der Lichtquelle 800 und des fotoelektrischen Umwandlungssystems 820 ein lichtundurchlässiges Bild verwendet weiden kann.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. als Antwort darauf angesehen werden. Eine Aufgabe

   Patentansprüche: der Reihenuntersuchungen besteht darin, die kranken

   Personen aus den Untersuchten herauszufinden, die

   1. Vorrichtung zum automatischen Berechnen keine subjektiven Symptome aufweisen. Um dieses des Cardiothorax-Verhältnisses, mit einer foto- 5 Ziel zu erreichen, ist es notwendig, eine große Menge elektrischen Umwandlungsvorrichtung zum wirk- gesammelter medizinischer Daten zu verarbeiten, samen Abtasten eines Röntgenbrustbüdes entlang Diese Arbeit muß, obwohl sie sehr monoton ist, soeiner Vielzahl parallel zueinander und senkrecht wohl durch eine tiefgehende Kenntnis als auch durch zur Mittellinie des Röntgenbrmtbildes verlaufen- einen reichen Erfahrungsschatz auf dem Gebiet der der Zeilen und zum Umwandeln der Helligkeit xo Medizin getragen sein und verlangt viel Zeit und des Röntgenbrustbüdes in ein entsprechendes Arbeit des betreffenden Arztes. Dabei stellt der elektrisches Signal, gekennzeichnetdurch Ärztemangel ein ernstes Problem dar, der in nächster eine Vorrichtung (830) zum Verarbeiten der von Zukunft nicht zu lösen ist.

   der fotoelektrischen Umwandlungsvorrichtung Gewöhnlich ist eine Herzkrankheit von einer ab- (820) erhaltenen Daten, durch eine Filmtrans- 15 normen Vergrößerung bzw. Erweiterung des Herzens portvorrichtung (850) zum automatischen Zufüh- begleitet, wobei das allgemein angewandte Herzmeßren des das Röntgenbrustbild tragenden Films, verfahren mit dem Cardiothorax-Verhältnis von wobei die Datenverarbeitungs-Vorrichtung (830) C. S. Danzer befürwortet wird, das als das prozum Aufnehmen von Kreuzungspunkten zwischen zenuale Verhältnis zwischen dem Querdurchmesser den Grenzlinien von Thorax und Herz und der 20 des Herzens und dem Maximal-Querinnendurchmes-Vielzahl paralleler Linien auf Grund der entlang ser des Thorax zu veistehen ist (vgl. beispielsweise jeder der parallelen Linien erhaltenen Informa- »Japanese Medical Journal« Nr. 2433, S. 130, und tionen und zum Korrigieren einer fehlerhaften In- Nr. 2422, S. 134 und 135). Mit anderen Worten, da formation ausgebildet ist, die in vier Reihen von die Herzvergrößerung ein nützlicher allgemeiner Hin-Daten (61-1, 61-2... 61-n; 62-1, 62-2... 62-«; 25 weis auf eine Herzkrankheit ist, ist das Cardiothorax- 63-1, 63-2... 63-«; 64-1, 64-2... 64-n), die Verhältnis ein wertvoller klinischer Parameter für den Grenzlinien von Thorax und Herz entspre- das Ermitteln von Krankheiten,
   chen, enthalten sein kann und wobei das Cardio- Das Cardiothorax-Verhältnis wird gewöhnlich mit thorax-Verhältnis auf der Grundlage dieser vier einem an ;in Röntgen- oder ähnliches Bild des Reihen von Daten (61-1, 61-2... 61-«; 62-1, 30 Brustkorbs angelegten Meßstab oder einer ähnlichen 62-2... 62-«; 63-1, 63-2... 63-«; 64-1, 64-2 Vorrichtung festgestellt. Obwohl verschiedene Vor-,.. 64-«) bestimmt wird. richtungen mit dem Bestreben ersonnen worden sind,

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- das Messen zu erleichtern, wurde doch kein wesentkennzeichnet, daß die Filmtransportvorrichtung licher Fortschritt in Richtung auf eine größere Ar- (850) von Hand betätigbar ist. 35 beitsersparnis für das Messen erzielt.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Es ist leicht vorstellbar, daß die Berechnung des kennzeichnet, daß die fotoelektrische Umwand- Cardiothorax-Verhältnisses durch ein hypothetisches lungsvorrichtung (820) ein Standard-Fernsehauf- Verfahren erleichtert wird, bei dem die Helligkeit nahmegerät oder eine ähnliche Filmkamera auf- eines Bildes mittels eines geeigneten fotoelektrischen weist. 40 Wandlers in ein elektrisches Signal umgewandelt wird

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- und Teile des Signals mit einem großen Gradienten kennzeichnet, daß die Datenverarbeitungsvor- durch Differenzieren festgestellt werden oder bei dem richtung (830) durch einen allgemeinen Zwecken Punkte bestimmt werden, an denen das Signal einen dienenden Digitalcomputer ersetzbar ist. vorbestimmten Pegel kreuzt, um die Umrisse von

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 45 Thorax und Herz zu erhalten. Die in dieser Richtung kennzeichnet, daß durch die Datenverarbeitung früher angestellten Bemühungen stimmten jedoch die Profile oder Silhouetten von Herz und/oder nicht zwangläufig mit den tatsächlichen Messungs-Thorax darstellbar oder aufzeichenbar sind. ergebnissen überein, wodurch eine Verbreiterung der

   Verwendung dieses Verfahrens verhindert wurde.

   50 H. P. Meyers und andere berichteten im Jahre

   1964. daß das mit dem Lichtpunktabtaster und einem Digitalrechner automatisch berechnete Cardiothorax-

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum auto- Verhältnis mit den tatsächlichen Maßen fast übermatischen Berechnen des Cardiothorax-Verhältnis- einstimmte (H. P. Meyers et al, »Automated Comses, mit einer fotoelektrischen Umwandlungsvorrich- 55 putcr Analysis of Radiographic Images«, Radiology tung zum wirksamen Abtasten eines Röntgenbrust- Bd. 83, S. 1029 bis 1934, Dez. 1964). Ihr Algorithbüdes entlang einer Vielzahl parallel zueinander und mus basiert jedoch auf einem unterschiedlichen Prinsenkrecht zur Mittellinie des Röntgenbrustbüdes ver- zip und ist völlig empirisch. Immerhin ist die Menge laufender Zeilen und zum Umwandeln der Helligkeit der in einem Röntgenfilmblatt enthaltenen Informades Römgenbrustbildes in ein entsprechendes elek- 60 tionen so groß, daß ihre vollständige Verarbeitung trisches Signal. entwedei eine sehr kostspielige Apparatur oder sehr

   In den letzten Jahren ist die Zahl der Personen viel Zeit beansprucht.

   in den zivilisierten Nationen stark angestiegen, die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung

   an Krebs oder bösartigen Tumoren, Hei/krankheiten zum Berechnen des Cardiothorax-Verhältnisses zu und anderen Krankheiten gestorben sind, woraus sich 65 schaffen, die trotz niedriger Herstellungskosten und die Notwendigkeit einer verbesserten Preventivmedi- trotz Verarbeitung von relativ wenigen Meßwerten zin ergeben hat. Ein verstärkter Einsatz des gegen- vollautomatisch das Cardiothorax-Verhältnis mit wärtigen Systems der Reihenuntersuchungen kann hoher Genauigkeit berechnet.