CH627934A5

CH627934A5 - Vorrichtung zum rekonstruieren eines tomogramms oder tomogrammteiles eines objektquerschnitts.

Info

Publication number: CH627934A5
Application number: CH1043377A
Authority: CH
Inventors: Simon Duinker
Original assignee: Optische Ind De Oude Delft Nv
Priority date: 1976-09-06
Filing date: 1977-08-26
Publication date: 1982-02-15
Also published as: US4209827A; FR2363796B1; GB1583055A; DE2739001A1; IT1084217B; IL52875A0; SE7709951L; JPS5332688A; IL52875A; NL7609885A; FR2363796A1; CA1085518A; DE2739001C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Rekonstruieren eines Tomogramms oder Tomogrammteiles eines Objektquerschnitts nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

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Die US-PS 4 173 720 gibt Vorschläge, ein solches Tomogramm, ausgehend von einer Sammlung sogenannter Signalprofile und unter Verwendung sogenannter Rückprojektion, zu rekonstruieren.

Wenn angenommen wird, dass ein solcher Objektquerschnitt in einer Ebene mit den Koordinaten x und y liegt, kann eine rekonstruierte Strahlungsabbildung im Prinzip als eine Verteilungsfunktion f(x, y) betrachtet werden, die als Funktion der Koordination x und y z.B. die Strahlungsdichte für die betreffende kurzwellige Strahlung oder die Verteilung von Radioaktivität darstellt. Als primäre Angabe, unter deren Ausgang eine solche Verteilungsfunktion schliesslich zu rekonstruieren ist, steht eine Sammlung sogenannter Signalprofile zur Verfügung, die je massgebend sind für den Strahlungsabsorp-tionsverlauf längs des betreffenden Objektquerschnitts, wenn aus einer bestimmten Richtung in der x, y-Ebene durchstrahlt wird. Diese Signalprofile werden als Folge einer relativen Drehbewegung eines Systems erhalten, das einerseits eine Quelle zur Herstellung eines im wesentlichen flachen Bündels kurzwelliger Strahlung sowie eine gegenüberliegende Detektorvorrichtung und anderseits ein dazwischen getragenes und durchstrahltes Objekt umfasst. Dabei ist ein Signalprofil als eine Reihe von Absorptionssummenwerten zu betrachten, erhalten durch ein flaches paralleles Strahlenbündel, das das Objekt unter einem bestimmten Winkel 0 in bezug auf die y-Achse durchstrahlt. Die Absorptionssummenwerte längs des Profils p für die Bündelrichtung 0 ändern sich von Punkt zu Punkt entsprechend einer Funktion einer Variablen u, m.a.W. es gilt p = p(u; 0).

In dieser Beziehung wird bemerkt, dass es zur Erlangung eines Tomogramms mit optimaler Auflösungsfähigkeit notwendig ist, dass die obengenannte Durchstrahlung im Prinzip mit einem Bündel paralleler Strahlen erfolgen muss. Da aus technisch-wirtschaftlichen Gründen immer ein divergierendes Strahlenbündel vorliegt, muss ein bestimmter Korrekturvorgang durchgeführt werden, um die als Eingangsangabe verwendeten Signalprofile p so zu ändern, wie wenn sie durch ein paralleles Strahlenbündel erzeugt würden. Ein solcher Korrekturvorgang, das sog. Parallelisieren, sowie auch die dazu dienenden Mittel bilden den Gegenstand älterer Vorschläge, wie in der US-PS 4 168 435 beschrieben.

Um schliesslich das Tomogramm zu erlangen, müssen die sich auf parallele Strahlenbündel beziehenden Profile sodann in einer an sich bekannten Weise mit Hilfe eines logarithmischen Verstärkers zu logarithmisierten parallelen Signalprofilen umgeformt werden.

In der erwähnten US-PS 4 173 720 wird angegeben, wie aus der Rückprojektion und Superposition einer solchen Sammlung von Signalprofilen eine tomographische Abbildung erhalten wird. Infolge der Ungenauigkeiten einer Punktstreuungsfunktion ist diese Abbildung verschleiert. Daher sind diese Profile, bevor sie für die bezweckte Rekonstruktion der tomographischen Abbildung verwendet werden, in einer Prä-konvolutionsvorrichtung derart vorzubereiten, dass die auf diese Weise erhaltene Sammlung neuer präkonvoluierter, loga-rithmisierter, paralleler Signalprofile p = p(u; 0), der Kürze halber als modifizierte Signalprofile bezeichnet, nach Rückprojektion und Superposition das von der Punktstreuungsfunktion befreite Tomogramm liefert. Ein solcher Korrekturvorgang, das Präkonvoluieren, sowie auch die dazu dienenden Mittel bilden den Gegenstand älterer Vorschläge, wie in der US-PS 4 097 898 beschrieben.

Der Begriff «Punktstreuungsfunktion» (point-spread-func-tion) ist im betreffenden Fachgebiet ein bekannter Ausdruck. Zur Erläuterung dieses Begriffes wird auf den Artikel «Image reconstruction from projections», veröffentlicht in der Druckschrift «Optik 38» (1973) Seiten 550 bis 565, hingewiesen. (Autoren: Zwick und Zeitler).

Als modifizierte Signalprofile sind demnach diejenigen Signalprofile bezeichnet, welche mit Hilfe eines logarithmischen Verstärkers zu logarithmierten, parallelen Signalprofilen umgeformt und in einer Präkonvulationsvorrichtung weiterverarbeitet wurden. Zur weiteren Erläuterung dieser bekannten Operation wird auf die US-Patentschriften 4 168 435, 4 173 720 und 4 097 898 hingewiesen.

Mit der Erfindung wird bezweckt, auf alternativem Wege, abweichend von den Vorschlägen, wie sie in der erwähnten US-PS 4 173 720 beschrieben, ein Tomogramm oder aber einen Tomogrammteil entsprechend einem vorgewählten Gebietsteil eines betreffenden Objektquerschnitts zu rekonstruieren, ausgehend von den modifizierten Signalprofilen p.

Im weiteren wird mit der vorliegenden Erfindung bezweckt, ohne eine Rückprojektion, wie in der genannten US-PS 4 173 720 angegeben, ein Tomogramm oder einen Tomogrammteil so zu rekonstruieren, dass die Elemente desselben getrennt bestimmt werden. Im Prinzip wird demzufolge ein Tomogramm oder ein Tomogrammteil Element für Element rekonstruiert.

Dies kann von Belang sein, wenn es gewünscht ist, z.B. vorbestimmte Gebietsteile eines oder mehrerer Objektquerschnitte tomographisch wiederzugeben.

Dazu ist die erfindungsgemässe Vorrichtung durch Adressier- und Eintragungsmittel gekennzeichnet, die dazu dienen, die angebotene modifizierte Signalprofilinformation in einem Speicher anzusammeln, und zwar derart, dass jeweils ein modifiziertes Signalprofil über eine primäre, kontinuierlich verlaufende, in eindeutiger Weise der Richtung des betreffenden ursprünglichen Signalprofils zugefügte Bahn, in diese Speichervorrichtung eingetragen wird; und durch mit dieser Speichervorrichtung gekoppelte und die Bahnstrecke bestimmende Mittel, umfassend integrierende Mittel, die dazu dienen, zur Erlangung einer Reihe von Signalwerten, die je massgebend sind für die Strahlungsabsorptionsdichte eines bestimmten Elements des Objektquerschnitts, jeden der genannten Signalwerte dadurch abzuleiten, dass jeweils die längs einer durch die genannten, Bahnstrecke bestimmenden Mittel bestimmten, sekundären, kontinuierlich verlaufenden Bahn, die in eindeutiger Weise durch die Positionskoordinaten des betreffenden Elements des Objektquerschnitts bestimmt ist, liegenden primären Signalprofilelemente integriert werden.

Eine dementsprechend eingerichtete Vorrichtung kann beispielsweise mit Vorteil angewendet werden, wenn eine analoge tomographische Wiedergabe eines Objektquerschnitts oder eines für wesentlich gehaltenen Teiles desselben gewünscht ist, und zwar dadurch, dass dann die durch das System in Analogform angebotenen Dichtewerte entsprechend den Positionskoordinaten der betrachteten Elemente des Objektquerschnitts auch in Analogform wiedergegeben werden können, wie beispielsweise auf dem Schirm einer Speicherröhre.

Anderseits bietet die Vorrichtung die Möglichkeit, die erhaltenen elementaren Dichtewerte digital zu verarbeiten, so dass beispielsweise erwünschtenfalls mit Hilfe eines Rechenzeuges mit zugeordnetem Speicher, in dem diese Dichtewerte mit ihren zugeordneten Koordinaten gespeichert sind, unter Verwendung an sich bekannter Programmaturen bestimmte Detailprüfungen in Einzelteilen des Tomogramms durchgeführt werden können. In dieser Beziehung ist z. B. an ein Bild von Zeilen gleicher Dichte, Kontrastanalyse od.dgl. zu denken. Im Zusammenhang mit solchen Zwecken ist eine Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der genannten integrierenden Mittel mit einem Analog-Digital-Wandler verbunden ist, der dazu dient, jeden der in Analogform angebotenen Signalwerte in eine diesem entsprechende Digitalform umzuwandeln; und die genannten, Bahnstrecke bestimmenden Mittel mit einem zweiten Analog-Digital-Wandler gekoppelt sind, der dazu dient, die in Analogform zur

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Verfügung stehende Bahnstreckeninformation in eine entsprechende Digitalform umzuwandeln.

Mit einer solchen Organisation ist es daher möglich, trotz der Tatsache, dass die Signalwerte massgebend für Dichtewerte und die Profile auf analogem Wege erhalten sind, die Bildrekonstruktion des endgültigen, nach Wahl ganzen oder teilweisen Tomogramms, Element für Element zu realisieren in der bei Computer- unterstützten Tomographie (computer ai-ded tomography) üblichen Weise mit allen Möglichkeiten der Anwendung der dafür entwickelten und zur Verfügung stehenden Programmatur.

Eine Vorzugsausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mit der genannten Speichervorrichtung gekoppelten Adressier- und Eintragunsmittel derart eingerichtet sind, dass die genannten primären Bahnen nacheinander aus einer als Ursprung eines Koordinatensystems gewählten Speicheradresse entsprechend der relativen Drehachse des Objekts als gerade Bahnen quer zur Richtung der parallelen Strahlung in radialem Sinne eingetragen werden; und die genannten integrierenden Mittel eingerichtet sind, um Elemente der entsprechend eingetragenen Signalprofile jeweils über eine durch die genannte Speicheradresse verlaufende Kreisbahn zu integrieren, deren betreffende Mittellinie und Winkelstellung durch die Positionskoordinaten des der Lage eines betreffenden Objektquerschnitts entsprechenden Bildelements bestimmt ist.

Die Erfindung wird im Nachstehenden unter Hinweis auf die Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Objektquerschnittes D in der x-y-Ebene,

Fig. 2 ein Block-Schaltbild einer Grundausführung der Vorrichtung,

Fig. 3a ein Block-Schaltbild einer Ausführungsform für digitale Verarbeitung und

Fig. 3b ein Block-Schaltbild einer Ausführungsform für analoge Verarbeitung und

Fig. 4 + 5 Diagramme von Aufzeichnungs- und Lesepfaden zur Darstellung der Signalverarbeitung, wobei die Helligkeitswerte für zwei sich diametral gegenüberliegende Elementarbereiche eines Objektschnittes gleichzeitig erzeugt werden können.

Fig. 1 gibt schematisch einen Objektquerschnitt D in einer x, y-Ebene wieder. Dieser Objektquerschnitt wird mit einem kurzwelligen Bündel paralleler Strahlen durchstrahlt, die unter einem Winkel 0 in bezug auf die y-Achse einfallen. Ein Tomogramm oder aber ein zweidimensionales Bild eines solchen Objektquerschnitts kann im Prinzip durch eine Verteilungsfunktion f(x, y) beschrieben werden, in der x und y die Koordinaten in einem rechteckigen Koordinatensystem in der betreffenden x, y-Ebene sind. Diese Verteilungsfunktion ist repräsentativ für den Verlauf der Strahlungsdichte in bezug auf die verwendete kurzwellige Strahlung über den Querschnitt des Objekts. Ein flaches paralleles Strahlenbündel, das das Objekt durchstrahlt, liefert in einer senkrecht zum Strahlengang aufgestellten Detektorvorrichtung ein Signalprofil p'0. Darin ist ein Profilelement p'0(sp) die gesamte Absorption, die das Objekt durch und an der Stelle des durch den Punkt P verlaufenden Radius sp ergibt. Durch Logarithmierung des Signals wird der Wert p'0(sp) in p"0(sp) = lnp'0 (sp) umgewandelt, was die Summe der Massendichten aller Elemente des Objekts über diesen Radius sp darstellt. Um die Strahlungsdichte in einem bestimmten Punkt P am Radius sp kennenzulernen, muss aus der Sammlung Profile, welche dadurch erhalten wird, dass man den Einstrahlungswinkel 0 über einen Bereich von 0 bis 2.t variieren lässt, die Teilsammlung betrachtet werden, die sich auf alle Radien s bezieht, die durch den genannten Punkt P

verlaufen, m.a. W.: die Teilsammlung p"0(sp) mit 0 = 0—>Z-r. Wenn gemäss den in der genannten US-PS 4 173 720 enthaltenen Vorschlägen eine solche Teilsammlung in die Speichervorrichtung zurückprojiziert wird unter Berücksichtigung des Einstrahlungswinkels 0, ergibt dies in einem Punkt P entsprechenden Punkt ein Gesamtsignal. Diesem Gesamtsignal, das zwar für die Massendichte des Objekts in P massgebend ist, sind ausserdem Beiträge der Massendichte aller übrigen Punkte des Objekts zugegeben. M.a.W.: der Massendichte-wert in P ist durch die Punktstreuungsfunktion verschleiert. Um diesem Nachteil zu begegnen, wird gemäss den erwähnten älteren Vorschlägen von vorbearbeiteten Profilen p0 ausgegangen, welche dadurch erhalten werden, dass man Element für Element mit einer dazu geeigneten Funktion konvoluiert, dies alles derart, dass, wenn diese vorbearbeiteten Profile p0 zurückprojiziert werden, das von den Ungenauigkeiten einer Punktstreuungsfunktion befreite Tomogramm entsteht.

Die vorliegende Erfindung biete|nun die Möglichkeit,

ohne eine solche Rückprojektion, ausgehend von solchen vorbearbeiteten Profilen p0, ein Tomogramm oder einen Tomogrammteil zu rekonstruieren. M.a.W.: es wird in der vorliegenden Erfindung von modifizierten Signalprofilen ausgegangen, d. h. von logarithmisierten, parallelisierten und präkonvo-luierten Signalprofilen, welche entsprechend modifizierten Signalprofile schematisch dur p (0) bezeichnet werden.

Fig. 2 gibt in Blockschaltbildform eine Basisausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung. Wie schon bemerkt, wird dabei von den genannten logarithmisierten, parallelisierten und präkonvoluierten Signalprofilen p(0) ausgegangen sowie auch von der Winkelinformation 0, d.h. der Winkel, unter dem ein paralleles Strahlungsbündel jeweils das Objekt durchstrahlt. Diese modifizierte Signalprofilinformation p(0) sowie auch die zugehörige Winkelinformation 0 wird Eintragungs- und Adressiermitteln 1 zugeführt, die dazu dienen, die genannte modifizierte Signalprofilinformation in eine Speichervorrichtung 2 einzutragen. Die Adressiermittel sind dabei so eingerichtet, dass, ansprechend auf die angebotene Winkelinformation 0, die jeweils einem modifizierten Signalprofil entsprechende Information in die Speichervorrichtung eingetragen wird über primäre, kontinuierlich verlaufende Bahnen, wobei jede solcher Bahnen in eindeutiger Weise der Richtung des betreffenden Signalprofils zugefügt ist. Anderseits ist diese Speichervorrichtung 2 mit einer Auslesevorrichtung 3 gekuppelt, die unter Steuerung einer Bahnstrecke bestimmenden Vorrichtung 4 steht. Auf diese Weise ist es möglich, die in die Speichervorrichtung 2 eingetragene Information über eine durch die Steuervorrichtung 4 bestimmte Bahn aus-zulesenj wobei die dem Ausgang der Auslesevorrichtung 3 zur Verfügung gestellte Information dann durch eine Integriervorrichtung 5 integriert werden kann. Die Bahn oder Bahnen, über welche die eingetragene Information abgelesen wird, ist oder sind durch Positionsinformation bestimmt, die der Bahnstrecke bestimmenden Vorrichtung 4 angeboten wird. Durch diese Positionsinformation sind die betreffenden, für wichtig gehaltenen Elemente eines zu prüfenden Querschnitts definiert. Beispielsweise können diese Positionskoordinaten als Polarkoordinaten r,(f gegeben sein, bestimmend für ein Querschnittselement, wie z.B. P (Fig. 1). Durch jedes eines solchen Querschnittselements r,cp ist eine Auslesebahn tiestimmt, wodurch die Auslesevorrichtung 3 unter Steuerung der Vorrichtung 4 die Speichervorrichtung 2 jeweils abliest zum Erhalten eines durch die Integriervorrichtung 5 erzeugten Signalwertes Pi, der für die Strahlungsabsorptionsdichte im betreffenden Querschnittselement r,<f massgebend ist. Auf diese Weise ist es möglich, ein Tomogramm für eine Reihe gewünschter Querschnittselemente T,ç Element für Element zu rekonstruieren.

Die Integriervorrichtung 5 gibt dabei den betreffenden Signalwert, der für die Strahlungsabsorptionsdichte in einem be5

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stimmten Element des Objektquerschnitts massgebend ist, in analoger Form, was auch für die Positionsinformation der Fall ist, die von der Bahnstrecke bestimmenden Vorrichtung 4 abgeleitet werden kann.

Die auf diese Weise in analoger Form zur Verfügung stehende Dichteinformation Pj und Positionsinformation r,cp kann entweder in analoger Weise oder in digitaler Weise weiterverarbeitet werden.

Fig. 3a gibt ein Blockschaltbild für eine Ausführungsform zum Verarbeiten auf digitalem Wege, und Fig. 3b gibt ein Blockschaltbild für eine Ausführungsform zum Verarbeiten auf analogem Wege.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3a ist der Ausgang der Integriervorrichtung 5 mit einem ersten Analog-Digital-Umwandler 6 gekoppelt, während die von der Bahnstrecke bestimmenden Vorrichtung 4 abgeleitete Positionsinformation einem zweiten Analog-Digital-Umwandler 7 zugeführt wird. Die durch den Umwandler 6 in digitale Form gebrachte Dichteinformation wird dann in eine digitale Speichervorrichtung 8 eingetragen, und zwar unter Steuerung einer mit dieser verbundenen Adressiervorrichtung 9, die die Eintragungssteuerung ansprechend auf die in digitale Form gebrachte Positionsinformation r,(f ausübt. Mit Hilfe einer programmierten Steuerung 10 kann die in die Speichervorrichtung 8 eingetragene digitale Information dann in der gewünschten Weise ausgelesen und in digitaler Form durch ein Wiedergabesystem 11 wiedergegeben werden. Auf diese Weise ist es möglich, unter Verwendung einer an sich bekannten und zur Verfügung stehenden Programmatur eine gewünschte Detailprüfung in Teilen eines Tomogramms durchzuführen.

Es ist von Vorteil, die genannten ersten und zweiten Umwandler 6 und 7 mit einem System der Gestalt, wie in Fig. 2 wiedergegeben, zu einer Einheit zu vereinigen, da mit einer solchen Einheit auf technisch-wirtschaftlich vorteilhafte Weise eine einfache Anpassung an bestehende digitale Verarbeitungssysteme, die für tomographische Zwecke verwendet werden, möglich ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3b wird die in analoger Form zur Verfügung stehende Dichteinformation P; und die Positionsinformation r,cp unmittelbar einer Eintragungs- und Adressiervorrichtung 12 zugeführt, mit der auf den durch diese Vorrichtung 12 bezeichneten Adressen die Dichtewerte P in eine analoge Speichervorrichtung 13 eingetragen werden können. Auf diese Weise kann von den gewählten Querschnittselementen r,cp in einfacher Weise ein analoges Tomogramm Element für Element rekonstruiert werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3a kann die Speichervorrichtung 11 beispielsweise als Kernspeicher ausgebildet sein, während bei der Ausführungsform nach Fig. 3b die Speichervorrichtung 13 als Speicherröhre ausgebildet sein kann.

Für die Speichervorrichtung 2 sind verschiedene Ausführungsformen möglich. Bei einer ersten Ausführungsform kann diese Speichervorrichtung 2 eine Bildwandlerröhre umfassen, auf deren Treffplatte die angebotenen Signalprofile dann über die primären Bahnen mit Hilfe eines Elektronenstahls und unter Steuerung von Ablenkelektroden eingetragen werden. Die entsprechend in die Treffplatte eingetragene Information kann dann nichtdestruktiv ausgelesen werden mit Hilfe desselben Elektronenstrahls oder eines anderen Elektronenstrahls je nach Art der verwendeten Bildwandlerröhre, wobei die Bahnstrecke bestimmende Vorrichtung dann durch die Steuerung für die Elektronenstrahl-Ablenkung der Bildwandlerröhre gebildet ist.

In einer anderen Ausführungsform kann die Speichervorrichtung 2 eine Speicherröhre umfassen, in der die angebotenen Signalprofile in der dabei üblichen Weise eingetragen werden können. Die entsprechend eingetragene Information kann dabei auf optisch-elektrischem Wege ausgelesen werden mit Hilfe eines optoelektrischen Detektors, der hinter einer Maske angeordnet ist, die dann zu der Bahnstrecke bestimmenden Vorrichtung gehört. Durch die Bewegung und Form der Durchlassöffnung dieser Maske in Kombination mit einem optischen System kann dann eine gewünschte Auslesebahn-Konfiguration gebildet werden.

Wenn die Speichervorrichtung 2 eine solche Speicherröhre umfasst, kann die darin eingetragene Information auch ausgelesen werden mit Hilfe einer an sich bekannten Bildaufnahmeröhre, wie z.B. ein Vidicon, Isocon usw. Eine Bahnstrecke bestimmende Vorrichtung wird dann dabei durch die Elektro-nenstrahl-Ablenkungssteuerung der Aufnahmeröhre selbst gebildet, durch welche Steuerung auch wieder die gewünschte Auslesebahn-Konfiguration erhalten werden kann.

Bei einer einfachen Ausführungsform der Erfindung ist die Eintragungs- und Adressiervorrichtung 1 so ausgebildet, dass die genannten primären Bahnen nacheinander aus einer als Ursprung eines Koordinatensystems gewählten Speicheradresse entsprechend der relativen Drehachse paralleler Strahlung in radialem Sinne eingetragen werden. Wenn die angebotenen Signalprofile in solcher Weise eingetragen werden, kann die Strahlungsabsorptionsdichte für ein bestimmtes Element des Objektquerschnitts erhalten werden durch Integrieren über eine durch den genannten Ursprung verlaufende Kreisbahn, deren Mittellinie und Winkelstellung dann durch die Polarkoordinaten bestimmt sind, die das betreffende Element des Objektquerschnitts bestimmen. Zur Steigerung der Verarbeitungsgeschwindigkeit ist es dabei möglich, jeweils gleichzeitig über zwei sich berührende Kreisbahnen mit durch den Berührungspunkt verlaufenden und miteinander fluchtenden Mittellinien zu integrieren, wobei die Dichtewerte für zwei sich diametral gegenüberliegende Elemente des Objektquerschnitts gleichzeitig erhalten werden. In Fig. 4 ist dies alles für zwei sich diametral gegenüberliegende Elemente P(r,çs) und P'(r,çs +jt) erläutert. Die zugehörigen Kreisbahnen, über welche die eingetragenen Signalprofile ausgelesen werden, sind durch eine gezogene bzw. unterbrochene Linie angegeben; diese Bahnen werden gleichzeitig oder aber unmittelbar nacheinander durchlaufen.

Es wird klar sein, dass, wenn die angebotenen Signalprofile in der im vorhergehenden angegebenen Weise über gerade durch den Ursprung verlaufende Linien eingetragen sind, längs derselben geraden Linie liegende Elemente eines betrachteten Querschnitts integriert werden müssen gemäss sich in demselben Punkt berührenden Kreisbahnen mit einer Mittellinie entsprechend den Radiuskoordinaten des betreffenden Querschnittselements. Eine solche Bahnkonfiguration ist beispielsweise auch auf optischem Wege zu verwirklichen, und zwar durch Verwendung einer Maske mit einer Ringöffnung, die mittels eines optischen Systems mit veränderlicher Vergrösserung dann auf einen photoempfindlichen Detektor projiziert werden kann. Die Vergrösserung dieses optischen Systems wird dann entsprechend den Radiuskoordinaten des betreffenden Objektquerschnittselements eingestellt.

Die für die Eintragungs- und Adressiervorrichtung 1 bestimmte Information, die notwendig ist, um die primären geradlinigen Bahnen in radialem Sinne und entsprechend der Richtung des betreffenden ursprünglichen Signalprofils einzutragen, kann von einem mechanisch-elektrischen Umwandler hergeleitet werden, der Winkelstellungsinformation über die Position der Strahlungsquelle-Detektor-Vorrichtung in bezug auf das zu prüfende Objekt in die entsprechenden elektrischen Signale umwandeln kann.

Selbstverständlich ist die Vorrichtung nicht auf das Eintragen und Integrieren über die im Vorhergehenden angegebenen primären und sekundären Bahnen beschränkt. Es ist auch möglich, die primären Bahnen gemäss parallelen geraden Linien verlaufen zu lassen, wobei der gegenseitige Abstand zwi-

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sehen diesen geraden Linien dann proportional dem Einstellwinkel der Strahlungsquelle ist, wobei die sekundären Bahnen dann sinusförmig sind, wobei die Phase und die Amplitude den Positionskcordinaten des betreffenden Querschnittselements entsprechen. Das alles ist in Fig. 5 erläutert, welche Figur im Zusammenhang mit Fig. 4 zu betrachten ist. In beiden Fällen ist längs S0 der Wert des modifizierten Signalprofils p'0(S) abgetragen. Bei vertikaler Stellung davon sind es tatsächlich dreidimensionale Abbildungen im 0,S,p-Raum. Da die sekundären Bahnen sinusförmig sind, kann, wie durch den in Fig. 5 nach links gerichteten Teil angegeben, die Ablenkung einen Rückschlag haben, der jeweils mit der passenden Phase wirksam wird. Ebenso wie bei der in Fig. 4 geschilderten Lage können auch bei sinusförmigen sekundären Bahnen die Dichtewerte für zwei diametral liegende Elemente wie P und P'

gleichzeitig oder aber unmittelbar nacheinander erhalten werden, und zwar dadurch, dass über die eine halbe Sinusperiode für P und über die andere halbe Sinusperiode für P' ausgelesen wird. (Angegeben durch gezogene und unterbrochene Linien), s Dadurch, dass man die Amplitude konstant hält und r/r zunehmen lässt, findet man die Dichten der Elemente P(r,cp ±A ç) bzw. P'(r ,<p +ti±A <p), gelegen auf einem Kreis mit Radius r um 0. Dadurch, dass man die Amplitude zunehmen lässt und (f konstant hält, findet man die Dichten der Elemente io P(r±zJr,<p) bzw. P'(r:hdr,<p +ti), gelegen auf dem Leitstrahl von P bzw. P'. Für einen Punkt P in der Querschnittsebene und gelegen ausserhalb des Objekts ist der Wert p'cp (P) = 0. Wenn die Präkonvolution exakt ist, müsste das Kreisintegral ebenfalls = 0 sein, obgleich es streckenweise positive und ne-15 gative Beiträge geben kann.

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2 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Rekonstruieren eines Tomogramms oder Tomogrammteiles eines Querschnitts eines Objekts, das durch kurzwellige Strahlung nacheinander aus mehreren Richtungen durchstrahlt wird, umfassend Mittel, um Signalprofilinformation zur Verfügung zu stellen, die je massgebend ist für den Strahlungsabsorptionsverlauf längs des betreffenden Objektquerschnitts aus einer bestimmten Richtung in der Ebene dieses Objektquerschnitts, und Mittel, die dazu dienen, solche ursprünglichen Signalprofile zu modifizieren, um ein von der Punktstreuungsfunktion befreites Tomogramm erzeugen zu können, gekennzeichnet durch Eintragungs- und Addressier-mittel (1), die dazu dienen, die angebotene modifizierte Signalprofilinformation in einer Speichervorrichtung (2) anzusammeln, und zwar derart, dass ein modifiziertes Signalprofil jeweils über eine primäre, kontinuierlich verlaufende, in eindeutiger Weise der Richtung des betreffenden ursprünglichen Signalprofils zugefügte Bahn in diese Speichervorrichtung eingetragen wird; und mit dieser Speichervorrichtung gekoppelte und Bahnstrecke bestimmende Mittel (4), umfassend Integriermittel (5) zum Erzeugen einer Reihe von Signalwerten, die je massgebend sind für die Strahlungsabsorptionsdichte in einem bestimmten Element des betreffenden Objektquerschnitts, welche Integriermittel dazu derart eingerichtet sind, dass jeweils die über eine durch die genannten, Bahnstrecke bestimmenden Mittel (4) bestimmte, sekundäre, kontinuierlich verlaufende Bahn, die in eindeutiger Weise durch die Positionskoordination (r, <p) des betreffenden Elements des Objektquerschnitts bestimmt ist, gelegenen primären Signalprofilelemente integriert werden (Fig. 2).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der genannten Integriermittel (5) mit einem ersten Analog-Digital-Umwandler (6) verbunden ist, der dazu dient, jeden der in Analogform angebotenen Signalwerte (P;) in eine entsprechende Digitalform umzuwandeln; und die genannten, Bahnstrecke bestimmenden Mittel (4) mit einem zweiten Analog-Digital-Umwandler (7) gekoppelt sind, der dazu dient, die in Analogform angebotene Bahnstreckeninformation in eine entsprechende Digitalform umzuwandeln (Fig. 3).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Eintragungs- und Adressiermittel (1) derart eingerichtet sind, dass die genannten primären Bahnen nacheinander, aus einer als Ursprung eines Koordinatensystems gewählten Speicheradresse entsprechend der relativen Drehachse des Objekts, als gerade Bahnen quer zur Richtung, von der aus das Objekt durchstrahlt wird, in radialem Sinne eingetragen werden; und die genannten, Bahnstrecke bestimmenden Mittel (4) dazu eingerichtet sind, Elemente der entsprechend eingetragenen Signalprofile jeweils auszulesen über eine durch die genannte Speicheradresse verlaufende Kreisbahn, deren betreffende Mittellinie und Winkelstellung durch die Positionskoordinaten des der Lage des betreffenden Objektquerschnittselements entsprechenden Bildelements bestimmt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Eintragungs- und Adressiermittel (1) derart eingerichtet sind, dass die genannten primären Bahnen nacheinander über gerade, parallele Linien eingetragen werden, wobei der Relativabstand zwischen diesen Linien proportional der Richtung ist, von der aus der Objektquerschnitt durchstrahlt wird; und die genannten, Bahnstrecke bestimmenden Mittel dazu eingerichtet sind, Elemente der entsprechend eingetragenen Signalprofile jeweils auszulesen und über eine genannte parallele Linien durchschneidende, sinusförmige Bahn, deren Phase und Amplitude durch die Polarkoordinaten (r, (f ) des der Lage des betreffenden Objektquerschnittselements entsprechenden Bildelements bestimmt sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Speichervorrichtung (2)

eine Speicherröhre umfasst, deren Bildschirm eine der insgesamt benötigten Integrationszeit angepasste Nachleuchtung hat; und die genannten Integriermittel ein photoelektrisches Element umfassen zum Empfangen eines Lichtbildes, wie gebildet durch eine gegenüber dem genannten Bildschirm aufgestellte optische Auslesevorrichtung, die dazu eingerichtet ist, jeweils ein Lichtbild von der Bildschirmoberfläche zu bilden, entsprechend einer genannten sekundären Bahn.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte optische Auslesevorrichtung umfasst: eine Maske mit einem ringförmigen, lichtdurchlässigen Fenster mit fester Mittellinie; ein in der optischen Bahn dieses Fensters aufgestelltes optisches System mit einer kontinuierlich veränderlichen Vergrösserung; und Steuermittel, die dazu dienen, die Vergrösserung dieses optischen Systems entsprechend den Positionskoordinaten des betreffenden Objektquerschnittselements einzustellen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Speichervorrichtung (2)

eine Speicherröhre umfasst, deren Bildschirm eine der insgesamt benötigten Integrationszeit angepasste Nachleuchtung hat; und eine gegenüber dem Bildschirm aufgestellte Bildaufnahmeröhre, wie z.B. ein Vidicon, wobei die den Abtaststrahl . steuernden Mittel dieser Bildaufnahmeröhre dazu eingerichtet sind, die Photokathode davon jeweils über eine genannte sekundäre Bahn auszulesen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichervorrichtung (2) eine elektronische Bildwandlerröhre umfasst, wobei die genannten primären Profile auf deren Treffplatte eingetragen werden und die genannten, Bahnstrecke bestimmenden Mittel wirksam sind, um diese Treffplatte jeweils über eine genannte sekundäre Bahn auszulesen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Eintragungs- und Adressiermittel (1) mit dem Ausgang einer mechanisch-elektrischen Wandlervorrichtung gekoppelt sind, die dazu dient, Winkelstellungsinformation, massgebend für die relative Position von Strahlungsquelle und Objekt, in elektrische Steuersignale, massgebend für die genannten primären Bahnen, umzuwandeln.
10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten, Bahnstrecke bestimmenden Mittel (4) dazu eingerichtet sind, die eingetragenen Signalprofile jeweils gleichzeitig oder aber unmittelbar nacheinander auszulesen über zwei durch die genannte Speicheradresse verlaufende Kreisbahnen, deren betreffende Mittellinien miteinander fluchten und durch die genannte Speicheradresse verlaufen; und die genannten Integriermittel dazu eingerichtet sind, zwei getrennte Ausgangssignale abgeben zu können.
11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten, Bahnstrecke bestimmenden Mittel (4) dazu eingerichtet sind, die eingetragenen Signalprofile jeweils gleichzeitig oder aber unmittelbar nacheinander auszulesen über zwei aneinander angeschlossene Hälften einer sinusförmigen, sich über 2 jrrad erstreckenden Bahn; und die genannten Integriermittel (5) dazu eingerichtet sind, zwei getrennte Ausgangssignale abgeben zu können.