Brevet FR2482396A1 — publié le 19811113

Installation de radiodiagnostic pour l'établILssement d'images soustractives La présente invention concerne une instal- lation de radiodiagnostic comportant une installation de prise de vues de télévision, une mémoire d'images, un étage différentiel pour réaliser des images soustrac- tives par formation de la différence entre le signal vidéo mémorisé et le signal vidéo actuel ainsi qu'un écran de contrôle (moniteur), Les images soustractives trouvent leur application lors de radioscopies, plus particulièrement dans le domaine-de l'angiographie sélective, pour rendre plus visiblesdes vaisseaux sanguins qui, dans une image radioscopique ne peuvent être observés que difficilement ou qui y sont super- posés à des structures osseuses, Dans le cadre de radioscopiessoustractives on enregistre des images avec un remplissage en une substance de contraste et on les mémorise et on les soustrait d'images sans remplissage en substance de contraste. Une soustraction de deux prises de vues peut être opérée aussi bien par voie photographique que par voie de télévision. Dans la soustraction 2 2482396 par voie de télévision, utilisée de préférence à l'heure actuelle, on utilise, comme mémoire pour l'image faite avec-l'injection d'essai, soit un document de base photographique exploré à l'aide d'une seconde caméra de télévision, soit une mémoire d'images vidéo. Dans un amplificateur différentiel du type électronique, on soustrait l'un de l'autre les signaux vidéo. Les images différentielles sont représentées sur un écran de contrôle ou moniteur, et elles contien- nent principalement seule la représentation des vais- seaux sanguins remplis avec la substance de contraste. Mais étant donné que pour une représentation tous lés vaisseaux doiv7ent êtreremplis simultanément, il faut utiliser des quantités de subs- tancesde contraste importantes lors de l'injection d'essai. Pour la prise de vue d'images à substancesde contraste, l'opération totale d'injection est mémorisée dans une mémoire de signaux vidéo. On sélectionne la vue qui représente le mieux l'artère ou la veine 'Arborescente", et on l'utilise pour la soustraction. Les images soustractives ainsi réalisées ne sont pas toujours d'une qualité satisfaisante. En outre, plusieurs manipulations sont nécessaires en sorte que le procédé pour réaliser des images soustractives est complexe. Par ailleurs, le patient est fortement chargé, dans le cadre de ce procédé connu, en quantité importante de substancesde contraste et en dose en rayons X. Dans la demande de brevet publiée en République Fédérale d'Alle- magne NI 29 19 425, on a, de ce fait, proposé; pour mémoriser les signaux vidéo,de procéder préalablement à une intégration sur plusieurs images. Ces signaux mémorisés et ces signaux vidéo actuels sont soustraits les uns des autres. Les signaux différentiels sont représentés sur l'écran de contrôle. Il est vrai que cela conduit à une amélioration des bruits. quantiques mais on n'obtient pas une représentation optimale de l'allure des vaisseaux si l'on utilise de faibles quantités de substance de-contraste. La présente invention a pour objet une installation de radiodiagnostic du type rappelé en tête du présent mémoire, qui est facile à manipuler, qui peut être fabriquée avec des moyens faibles et qui- fournit des images de grande qualité qui se distinguent par un faible bruit d'imageset par des différences de luminosité importante (dynamique). - A cet effet, l'installation de radiodiagnostic selon l'invention, et qui est du type rappelé en tête du présent mémoire, est-essentiellement caractériséepar le fait qu'en aval de l'étage.différen- tiel est monté un additionneur qui est relié à une seconde mémoire d'images dont le signal de sortie est appliqué au premier additionneur de manière que dans la seconde mémoire d'imagessoient additionnées les informations des points d'images de l'étage différentiel et que le signal de sortie de ladite seconde mémoire d'images est appliqué audit écran de contrôle. Grâce a cette disposition, le signal vidéo différentiel qui caractérise les vaisseaux sanguins est additionné pendant toute l'injection d'essai, en sorte que l'on obtient une image de télévision à contraste-élevé. 0n peut supprimer à peu près complètement le bruitquantique-si l'on prévoit, entre la seconde mémoire d'images et l'écran de contrôle, un circuit à valeur de seuil. -Le signal différentiel peut être superposé au signal vidéo de l'image obtenu sans substance de contraste, si l'on prévoit un second additionneuj auquel on applique le:signal de sortie de la seconde mémoire d'images et le signal vidéo mémorisé dans la première mémoire d'images, et si le signal de sortie du second additionneurcommande l'écran de contrôle. On peut évaluer, dans le temps, l'écoulement de la substance de contraste, si l'on prévoit un circuit d'évaluation pour l'évaluation du temps, circuit d'évaluation qui est chargé avec les signaux de sortie de l'étage différentiel et dans lequel l'apparition, dans le temps, de variations de ces si- gnaux de sortie est reconnue et est convertie en signaux vidéo couleur, et si l'écran de contrôle est réalisé sous la forme d'un écran de téléviseur couleur, alors quiun mélangeur d'images est monté entre la mémoire d'images et le téléviseur couleur, dans lequel sont mélangés le signal de sortie de la mémoire dtimages et du circuit d'évaluation pour être-ensuite appliqués 15. à l'écran de contrôle en couleur. Dans ce qui suit, on explicitera, à l'aide du dessin annexé, différentes formes de réalisation de l'invention. Dans le dessin: La figure 1 est un schéma de bloc d'une installation de radiodiagnostic conforme à l'invention. La figure 2 est un schéma de bloc d'un circuit soustractif de l'installation de radio- diagnostic conforme à la figure 1, et la figure 3 est un schéma de bloc d'une autre forme de réalisation du circuit d'évaluation selon la figure 2. Dans la figure 1, on a représenté une installation de radiodiagnostic avec un tube à rayons X 2 qui est alimenté à partir d'un générateur haute tension 1,. tube à rayons X dans la trajectoire du rayonnement duquel se'trouve un patient désigné par -la référence 3. Un amplificateur d'images radiologiques 4, disposé en aval, dans la trajectoire du rayonnement, est relié-. une caméra de télévision 5 dont la sortie est reliée à un circuit de soustraction 6. Le signal qui y est traité est représenté sur un écran de con- trôle 7. Un générateur de cadence de synchronisation 8 commande la synchronisation des déroulements dans le temps, des fonctions de la caméra de télévision 5 du circuit de soustraction 6 et de l'écran de contrôle 7. Le circuit de soustraction 6, représenté dans la figure 2, reçoit le signal vidéo de la caméra de télévision 5 qui est décomposé, dans un convertisseur analogique-numérique 9 (convertisseur A/D), constituant l'étage d'entrée, enpoints d'images numériques. La sortie du convertisseur A/D, 9, est reliée à un commutateur 10 dont l'un des contacts est relié à un étage d'intégration 11. Le signal de sortie de l'étage d'intégration 11 est inscrit dans une mémoire d'images 12 dont la sortie est reliée à l'entrée de l'étage d'intégration 11. Le second contact du commutateur 11 est relié à un étage différentiel 13 dans lequel le signal vidéo mémorisé dans la mémoire d'images 12 est retranché du signal vidéo actuel. Le signal différentiel ainsi formé est appliqué à un premier additionneur 14 dont le signal de sortie est mémorisé dans une seconde mémoire d'images 15. La sortie de la seconde mémoire d'images 15 est réinjectée à l'entrée du premier additionneur 14, en sorte que dans la seconde mémoire d'images 15, on-mémorise la somme de tous les signaux différentiels. La sortie de la seconde mémoire d'images-15 est reliée à un circuit à valeur de seuil 16, dans lequel on supprime-de faibles amplitudes qui seraient provoquéesen particulier, par le bruit quantique, La sortie du circuit à valeur de seuil 16 est reliée par l'intermédiaire.d'un premier interrupteur 17, au second additionneur 18. Par l'inter- médiaire d'un interrupteur 19, on peut appliquer au second additionneur 18 le signal, mémorisé, de l'image prise sans substance de contraste, lequel signal, superposé au signal différentiel de sommation, est appliqué à un premier convertisseur numérique-analogique 20 (convertisseur DIA). Le signal analogique de sortie de ce convertisseur est relié au point C-qui constitue l'entrée d'un mélangeur d'images 21. En parallèle à ce montage,pour l'évaluation locale du signal différentiel, est monté un circuit d'évaluation 22 qui fournit une représentation temporelle en couleur de l'apparition du signal diffé- rentiel. L'étage d'entrée du circuit d'éva- luation 22 forme un comparateur-23 dans lequel on compare le signal de sortie de l'étage différentiel 13 et de la seconde mémoire d'images 15, pour chaque point d'image. Si la valeur d'un point d'image d'un signal de sortie de l'étage différentiel 13 est supé- rieure à celle du signal de sommation mémorisé, une instruction de mémoire est appliquée à l'emplacement de mémoire d'une troisième mémoire d'images 24 et qui appartient audit point d'image. Dans cette troisième mémoire 24 est mémorisé l'état de comptage d'un compteur- qui reçoit les impulsions verticales de la caméra de - télévision et qui forme de ce fait, par comptage des explorations de l'image, une échelle des temps. Grâce à la valeur des valeurs de nombres mémorisés du compteur , on retient, pour chaque point d'image, la première apparition, dans le temps, d'un signal différentiel. - Les valeurs de pointsd'image qui sont mémorisées, sont transformées en fonction de leur importance, en signaux de couleur, dans un convertisseur de couleur 26. Un second interrupteur aval 27 est relié mécaniquement avec le premier ihterrupteur 27 de telle manière qu'un signal de couleur caractérisant l'appari- tion, dans le temps du signal différentiel ou qu'un signal de sommation noir-blanc des signaux différentiels, est appliqué à l'écran de contrôle en couleur. Après le second interrupteur 27 on a prévu un second convertisseur D/A,28, qui est relié au mélangeur dfimages 21. Le signal de sortie'de ce dernier est représenté Sur l'écran de contrôle en couleur 7. Pour réaliser des images soustraetives, le commutateur 10 relie d'abord l'étage d'intégration 1l1 au convertisseur A/D,9, de manière que le signal vidéo numérique soit intégré sur plusieurs images de télévision et soit mémorisé dans la mémoire d'images 12, en vue d'obtenir une image, sans bruit, faite sans substance de contraste. Après commutation, on injecte au-- patient une petite quantité d'une substance de contraste, faiblement - visible sur l'image radioscopique. Le signal de sortie de l'étage différentiel 13 caractérise la progression de la substance de contraste, Par sommation de plusieurs images successives, on renforce l'amplitude du signal différentiel, en sorte que l'on produit un signal nette- ment reconnaissable, sur la totalité de la trajectoire de la substance de contraste. La sommation dans le premier additionneur -14 peut être opéréeà l'aide d'une pondération des deux signaux. A l'aide du circuit de seuil 16 on supprime les valeurs qui caractérisent une faible ampli- - tude et qui sont provoquées par le bruit quantique, en sorte que ne sont transmises que les valeurs importantes qui caractérisent l'écoulement de la substance de con- traste et qui fournissent une image dépourvue de bruits. - Dans le second additionneur 18 on peut superposer au choix, et à l'aide de l'interrupteur 19, l'image sans substance de-contraste et l'image de la progression de la substance de contraste. Le signal de sommation est représenté sur l'écran de contrôle 7. Afin d'obtenir une information relative à l'apparition, dans le temps, de la substance de contraste, les signaux de sortie de l'étage différen- tiel 13 et de la seconde mémoire d'images 15, sont traités dans le circuit d'évaluation 22. Dans l'étage d'entrée, représenté par le comparateur 23, le signal différentiel de somma- tion, c'est-à-dire le signal de sortie de la seconde mémoire d'images 15, est comparé au signal différentiel actuel de l'étage différentiel 13, cette comparaison se faisant point d'image par point d'image. Si le signal différentiel actuel est supérieur au signal de somma- tion antérieur, une valeur positive apparaît à la sortie, déclenchant une opération de mémorisation dans la troi- sième mémoire d'images 24. Cela signifie que le point d'image actuel comporte un plus grand noircissement que le point d'image mémorisé. Ce noircissement est provoqué par l'écoulement progressif de la substance de contraste. L'état de comptage du compteur 25 qui apparaît à l'entrée de la troisième mémoire d'images -24 est inscrit, par une instruction de mémorisation, dans l'emplacement du mémoire correspondant. Si par contre les valeurs au niveau de la sortie de la mémoire d'ima- ges 15 sont supérieures à celles de l'étage différentiel, c'est-à-dire si une modification est déjà apparue, qui a été provoquée par l'écoulement de la substance de contraste ou si aucune modification n'a eu lieu, un signal négatif qui n'a aucune signification est présent à la sortie du comparateur 23. L'importance différente des valeurs mémorisées représente l'allure, dans le temps, de la première apparition de la substance de contraste. Ces valeurs qui sont mémorisées dans la troisième mémoire d'images 24 sont, en fonction de leur importance, transformées en valeursde couleur correspondante par le. convertisseur de couleur 26, et elles sont représentées sur l'écran de contrôle en couleur 7. A l'aide des deux interrupteurs 17, 27 qui sont reliés, mécaniquement, on peut afficher sur l'écran de contrôle, au choix, la représentation locale en noir et blanc ou la représen- tation temporelle en couleur. A cette image, on peut superposer, à l'aide de l'interrupteur 19, l'image prise sans substance de contraste. Dans la figure 3 on a représenté une autre forme de réalisation du circuit d'évaluation 22. La sortie de l'étage différentiel 13 qui est chargée avec le signal mémorisé A et le signal actuel B, est - relié avec un étage d'intégration 29 dont la sortie est reliée à une troisième mémoire d'images 30. Le signal de sortie de la troisième mémoire d'images 30 est ré- injecté à l'entrée de l'étage d'intégration 29, Les signaux de sortie de l'étage d'intégration 29 et de la troisième mémoire d'images 30 sont comparés entre eux dans un comparateur 31 dont la sortie est reliée à une quatrième mémoire d'images 32. Le-compteur 25 qui est chargé avec les impulsions verticales de la caméra de télévision 5, est relié à l'entrée de données de la quatrième mémoire d'images 32. Le signal de sortie de la quatrième mémoire d'images 32 est appliqué au convertisseur de couleur 26 dont la sortie est reliée, par l'intermédiaire de l'interrupteur 27, au second convertisseur D/A28. Le second convertisseur D/A28 est relié au mélangeur d'images 21 dont le signal de sortie est représenté sur l'écran de contrôle en couleur 7. A l'aide de l'étage d'intégration 29 et de la boucle de réaction prévue au niveau de la troisième mémoire d'images 30, le signal différentiel est intégré pendant la totalité de la durée de la radioscopie. Les signaux de sortie de l'étage d'intégration 29 et de la troisième mémoire d'images 30 sont comparés dans le comparateur 31, Siula valeur de sortie de l'étage d'intégration 29 d'un point d'image est supérieure à la valeur du point d'image correspondant de la troisième mémoire d'images 30, la valeur de comptage fournie par le compteur 25 est mémorisée dans l'emplacement de mémoire de la quatrième mémoire d'images 32 qui est associé au point d'image. Si par contre l'étage d'intégration 29 fournit un signal plus petit que la troisième mémoire d'images, il se forme, au niveau du comparateur 31,-un signal de sortie négatif qui interrompt l'opération de mémorisation. Par cette comparaison, c'est la valeur du compteur 25 qui correspond au maximum de l'écoulement de la substance de contraste qui reste mémorisée dans la quatrième mémoire d'images 32. Ces valeurs de sortie de la quatrième mémoire d'images 32, qui caractérisent l'apparition, dans le temps, du maxi- mum, sont converties, dans le convertisseur de couleur 26,en signaux de couleur et sont appliquées, par l'in- termédiaire de l'interrupteur 27 au second convertisseur D/A28 qui mélange, dans le mélangeur d'images 21, le signal vidéo de l'image sans substance de contraste avec le signal en couleur, le résultat étant affiché sur l'écran de contrôle en couleur 7. - Si le premier interrupteur 17 et le second interrupteur 27 ne sont pas reliés mécaniquement, on dispose également de la possibilité de superposer l'image en couleur avec l'image locale en blanc et noir, caractérisée par différents paliers de gris. On peut ainsi, de façon simple, reconnaître la quantité du flux de substance de contraste et son apparition, dans le temps,sur l'écran de contrôle. Afin de pouvoir libérer également l'image aàtuelle du bruit quantique, il est possible, comme cela est indiqué en traits interrompus dans la figure 2, de prévoir entre. lecommutateur 10 et l'étage 1 2482396 différentiel 13, un étage d'intégration supplémentaire 33 et une mémoire d'images supplémentaire 34. Cette intégration peut se'faire sur un certain nombre d'images variables, adapté avantageusement-à la vitesse des modifications du mouvement. L'installation de radiodiagnostic conforme à l'invention permet de mettre en oeuvre un procédé de radiographie par images soustractives, du type dit en-ligne qui se distingue. par de faibles moyens matériels et par la simplicité des manoeuvres à réaliser. 2a482396 R E V E N D I C A T I 0 N S 1.Installation de radiodiagnostic comportant une installation de prise de vues de télé- vision, une mémoire d'images, un étage différentiel pour réaliser des images soustractives par formation de la différence entre le signal vidéo mémorisé et le signal vidéo actuel ainsi qu'un écran de contrôle (moniteur), caractérisée par le.fait qu'en aval de l'étage différen- tiel (13) est monté un additionneur (14) qui est relié à une seconde mémoire d'images (15) dont le signal de sortie est appliqué au premier additionneur (14) de manière que dans la seconde mémoire d'images (15) saQent additionnées les informations des points d'images de l'étage différentiel (13) et que le signal de sortie de ladite seconde mémoire d'images (13) est appliqué audit écran de contrôle (7), 2, Installation de radiodiagnostic selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'entre la seconde mémoire d'images (15) et l'écran de contrôle (7) est disposé un circuit à valeur de seuil (16). 3. Installation de radiodiagnostic selon l'une ou l'autre des revendications l'ou 2, caractérisée par le fait qu'il est prévu un second additionneur (18) auquel sont appliqués le signal de sortie de la seconde mémoire d'images (15) et le signal vidéo mémorisé dans la première mémoire d'images.C12), et que le signal de sortie du second additionneur (18) commande l'écran de contrôle (7), 4, Installation de radiodiagnostic selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. caractérisée par le fait qu'il est prévu, pour l'évaluation du temps,: un circuit d'évaluation (22) qui est chargé avec les signaux de sortie de l'étage différentiel (13) et dans lequel l'apparition, dans le temps, de variations de ces signaux de sortie sont reconnues et converties en signaux vidéo couleur, que l'écran de contrôle est réalisé sous la forme d'un écran de téléviseur couleur ou moniteur couleur (7) et qu'un mélangeur d'images (1) est monté entre la mémoire d'images (12) et le télé- viseur couleur (7), dans lequel sont mélangés le signal de sortie de la mémoire d'images (12) et du circuit d'évaluation (22) pour être ensuite appliquS au téléviseur de couleur (7), , Installation de radiodiagnostic selon - la revendication 4, caractérisée par le fait que le circuit d'évaluation (22) comporte un comparateur (23) qui est relié aux sorties de l'étage différentiel (13) et de la seconde mémoire d'images (15), que le signal de sortie du comparateur (23) est appliqué à une troi- sième mémoire (24), qu'un compteur (25) chargé avec les impuisions verticales de la caméra de télévision (5) est relié à la troisième mémoire d'images (24), pour chaque point d'images et en fonction du signal de sortie du comparateur (23),l'état de comptage étant mémorisé qui correspond à la première apparition d'une différence entre le signal différentiel actuel et le signal mémorisé dans la seconde mémoire d'images (15),et que la troisième mémoire d'images (24) est reliée à un convertisseur d'images (26) qui convertit l'allure du temps mémorisé en signaux de couleur fonction du temps, le signal de sortie dudit convertisseur de couleur étant appliqué au mélangeur d'Images (21), 6, Installation de radiodiagnostic selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le circuit d'évaluation (22) comporte un étage d'intégration (29) auquel est appliqué le signal différentiel de l'éta- ge différentiel (13) et dont la sortie est reliée par l'intermédiaire d'une troisième mémoire d'images (30) réactivement à son entrée, que le signal de sortie de l'étage d'intégration (29) et celui de la troisième mémoire d'images (30) sont comparés dans un comparateur aval (31) qui est relié à une quatrième mémoire d'images (32) et qui fournit, pour chaque point d'images les instructions de mémoire en fonction de l'apparition, dans le temps,du maximum du signal différentiel pour les états de comptage d'un compteur chargé avec les impulsions verticales de la caméra. de télévision (5), que la sortie de la quatrième mémoire d'images (32) est reliée à un convertisseur de couleur (26) et que le signal du second additionneur (18) est mélangé avec le signal du convertisseur de couleur (26) dans le mélan- geur d'images (21) dont la sortie est reliée au téléviseur de contr8le de couleur (7), 7. Installation de radiodiagnostic selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractée risée par le fait qu'entre la seconde mémoîr.e (15) et le mélangeur d'images (21) est prévu un commutateur (17) qui présente l'état de commutation inversé d'un second commutateur prévu entre le convertisseur de couleur (26) du circuit d'évaluation (22) et le mélangeur d'ima- ges (21), 8, Installation de radiodiagnostic selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait qu'en amont de la mémoire d'images (22) est prévu un étage d'intégration (11) qui intègre le signal vidéomémorisé sur plusieurs images de télévision, 9, Installation de radiodiagnostic selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que le signal vidéo actuel est appliqué à un second étage d'intégration (33) ainsi qu'à une mémoire supplémentaire (34) dont la sortie est reliée avec l'étage différentiel,