DE102005062447A1 - Vorrichtung zur Erzeugung eines Röntgenbilds - Google Patents

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Abstract

die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Röntgenbilds mit hoher Auflösung. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, einen Brennfleck (1) mit mehreren Intensitätsmaxima (2a bis 2d) zu verwenden. Die zu jeden der Intensitätsmaxima korrespondierenden Teilröntgenbilder (18a bis 18 d) werden anschließend durch einen die Ortsverteilung berücksichtigenden Algorithmus zu einem Röntgenbild hoher Auflösung rekonstruiert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Röntgenbilds nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Nach dem Stand der Technik ist es allgemein bekannt, Röntgenstrahlung durch Abbremsen von Elektronen auf einer Anode zu erzeugen. Wegen der dabei entstehenden Wärme bezeichnet man den Bereich der Anode, in welchem die Elektronen abgebremst werden, auch als Brennfleck.
  • Die Bildinformation eines Röntgenbilds wird insbesondere durch die Auflösung und das Signal/Rauschverhältnis bestimmt. Die Auflösung nimmt mit abnehmender Größe des Brennflecks zu. Das Signal/Rauschverhältnis nimmt mit zunehmender Intensität der Röntgenstrahlung zu. Zur Erzeugung eines Röntgenbilds mit hoher Bildinformation versucht man nach dem Stand der Technik also mit einem möglichst kleinen Brennfleck eine möglichst hohe Intensität an Röntgenstrahlung zu erzeugen. Dabei tritt allerdings das Problem auf, dass das Anodenmaterial bei einer zu hohen thermischen Belastung schmilzt. Um dem entgegen zu wirken, wird die Anode – soweit das von der Konstruktion her möglich ist – gekühlt. Ferner kann die thermische Belastung durch eine Bewegung des Anodenmaterials relativ zum Brennfleck verringert werden. Entsprechende Anoden sind z. B. auch als Drehanoden.
  • Mit Drehanoden ist es im Vergleich zu feststehenden Anoden gelungen, bei gleicher Größe des Brennflecks die applizierte elektrische Leistung etwa um den Faktor 10 zu erhöhen. Dabei muss die Drehanode mit einer hohen Drehzahl rotiert werden, um eine ausreichend kurze Verweilzeit des Brennflecks auf dem Anodenmaterial zu gewährleisten und damit ein Schmelzen desselben zu vermeiden.
  • Zur Erzeugung von Röntgenbildern mit einer weiter gesteigerten Bildinformation könnte daran gedacht werden, die Drehzahl von Drehanoden weiter zu steigern und gleichzeitig die Größe des Brennflecks zu verringern. Voraussetzung dafür wäre die Herstellung höchst exakt gefertigter Drehanoden, bei denen bei der Rotation eine Änderung der Lage des Brennflecks höchstens etwa 10 % der Brennfleckgröße beträgt. Die Herstellung derartiger Drehanoden ist bei Brennfleckgrößen von weniger als 50 μm technisch kaum möglich.
  • Aus dem Bereich der industriellen Röntgentechnik sind Röntgenröhren bekannt, bei denen die Größe des Brennflecks im Bereich von 10 bis ca. 0,5 μm liegt. Die damit erzeugte Intensität der Röntgenstrahlung ist wegen der maximal tolerierbaren thermischen Belastung der Anode nachteiligerweise relativ gering. Zur Erzeugung eines einzigen Röntgenbilds mit der gewünschten Bildinformation sind hier bei typischen medizinischen Anwendungen lange Belichtungszeiten im Bereich von 10 Sekunden erforderlich. Eine Verwendung derartiger Röntgenröhren im Bereich der medizinischen Röntgen-Computertomografie hätte Belichtungszeiten von 1,5 bis 3 Stunden zur Folge.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine Vorrichtung angegeben werden, mit der ein Röntgenbild mit verbesserter Bildinformation bei verkürzten Belichtungszeiten herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 15.
  • Nach Maßgabe der Erfindung ist eine Einrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlung mit mehreren Intensitätsmaxima vorgesehen, so dass eine hinter einem durchstrahlten Objekt messbare Gesamtintensitätsverteilung mehrere überlagerte Intensitäts verteilungen umfasst, wobei jede der Intensitätsverteilungen zu einem der Intensitätsmaxima korrespondiert.
  • Jedes Intensitätsmaximum im Brennfleck erzeugt eine dazu korrespondierende Intensitätsverteilung bzw. ein Teilröntgenbild des durchstrahlten Objekts. Bei mehreren Intensitätsmaxima ergeben sich mehrere dazu korrespondierende Intensitätsverteilungen bzw. Teilröntgenbilder, welche überlagert und gegeneinander geringfügig verschoben sind. Die überlagerten Intensitätsverteilungen bilden die Gesamtintensitätsverteilung. Wenn die Ortsverteilung der Intensitätsmaxima im Brennfleck bekannt ist, kann auf die die Gesamtintensitätsverteilung wiedergebenden Intensitätsmesswerte ein Algorithmus angewendet werden, mit dem die durch die Unregelmäßigkeiten in der Ortsverteilung bedingten Verschiebungen der überlagerten Teilröntgenbilder korrigiert werden. Die Teilröntgenbilder werden deckungsgleich gemacht. Es ergibt sich bei verkürzten Belichtungszeiten ein Röntgenbild verbesserter Auflösung, insbesondere verbesserter Tiefenauflösung. Dazu kann zur Rekonstruktion des Objekts aus den überlagerten Teilröntgenbildern für jede Objektebene ein definierter Parameter, insbesondere ein Vergrößerungsfaktor, eingegeben werden. Damit ist es – ähnlich wie bei der digitalen Tomosynthese – möglich, eine Tiefenauflösung zu erzielen, welche mit zunehmendem Durchmesser des Brennflecks steigt.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Einrichtung zur Erzeugung der Intensitätsmaxima eine Einrichtung zur Steuerung des Elektronenstrahls. Dabei ist die Einrichtung zur Steuerung des Elektronenstrahls zweckmäßigerweise so ausgebildet, dass damit eine vorgegebene Ortsverteilung der Intensitätsmaxima erzeugbar ist. Die vorgegebene Ortsverteilung der Intensitätsmaxima im Brennfleck kann beispielsweise sequenziell erzeugt werden. In diesem Fall entspricht ein Durchmesser des Elektronenstrahls dem mittleren Durchmesser eines Brennpunkts. Der Elektronenstrahl kann mit hoher Geschwindigkeit so abgelenkt werden, dass damit die Intensi tätsmaxima mit der vorgegebenen Ortsverteilung erzeugt werden. In diesem Fall können die zu den Intensitätsmaxima korrespondierenden Intensitätsverteilungen bzw. Teilröntgenbilder auch nacheinander aufgenommen werden, separat abgespeichert und später zum Röntgenbild rekonstruiert werden.
  • Die Ortsverteilung der Intensitätsmaxima kann aber auch durch einen breiten, sich über den gesamten Brennfleck erstreckenden Elektronenstrahl erzeugt werden. In diesem Fall kann die vorgegebene Ortsverteilung der Intensitätsmaxima durch ein auf der Anode vorgesehenes Relief erzeugt werden. Das Relief kann die Form einer Scheibe oder zumindest eines Rings, vorzugsweise mehrerer konzentrisch angeordneter Ringe, aufweisen.
  • Die Ortsverteilung kann auch durch eine entsprechende Verteilung eines ersten Anodenmaterials mit einer Kernladungszahl von mehr als 40 innerhalb oder auf einem zweiten Anodenmaterial mit einer Kernladungszahl von weniger als 30 erzeugt werden. Das erste Anodenmaterial dient dem Abbremsen der Elektronen und damit der Erzeugung von Röntgenstrahlung. Das zweite Anodenmaterial dient der Abfuhr der im ersten Anodenmaterial erzeugten Wärme. Beim ersten Anodenmaterial kann es sich beispielsweise um Wolfram, Tantal oder Legierungen daraus handeln. Beim zweiten Anodenmaterial kann es sich beispielsweise um Kupfer, Molybdän, Diamant oder dgl. handeln.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung ist jedes Intensitätsmaximum ein einen Brennpunkt bildendes diskretes Intensitätsmaximum. Dabei sind die Brennpunkte im Brennfleck zweckmäßigerweise so voneinander beabstandet, dass sich um die Brennflecke durch laterale Wärmeabfuhr ausbildende Hitzezonen nicht oder nur geringfügig überlagern.
  • Die Brennpunkte können einen mittleren Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 20 μm aufweisen. Die Brennpunkte sind vorzugsweise nicht regelmäßig im Brennfleck angeordnet. Die Gesamtheit der Brennpunkte bzw. der Brennfleck kann einen mittleren Durchmesser im Bereich von 1 bis 100 μm aufweisen.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Messeinrichtung zur Messung einer Ortsverteilung einer vom Brennfleck abgestrahlten Intensität der Röntgenstrahlung vorgesehen. Bei dieser Variante wird beispielsweise eine zunächst unbekannte Ortsverteilung der Intensitätsmaxima im Brennfleck erzeugt. Die Ortsverteilung wird dann mit der Messeinrichtung gemessen und kann anschließend bei der Rekonstruktion des Röntgenbilds berücksichtigt werden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst zweckmäßigerweise ferner einen Detektor zur ortsaufgelösten Messung der hinter dem durchstrahlten Objekt erfassbaren Gesamtintensitätsverteilung. Es kann sich dabei beispielsweise um einen digitalen Detektor mit einer Vielzahl in einer Fläche angeordneter Intensitätsmesselemente handeln. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner eine Rekonstruktionseinrichtung zur mathematischen Rekonstruktion des Röntgenbilds durch Anwendung eines die Ortsverteilung berücksichtigenden Algorithmus auf die die Gesamtintensitätsverteilung wiedergebenden Intensitätsmesswerte umfassen. Bei der Rekonstruktionseinrichtung handelt es sich in der Praxis zweckmäßigerweise um einen Computer mit einem entsprechenden Programm, welches unter Verwendung des Algorithmus die Rekonstruktion des Röntgenbilds ermöglicht.
  • Das Vorsehen mehrerer Brennpunkte in einem Brennfleck ermöglicht die Erzeugung von Röntgenbildern mit einer hervorragenden Auflösung und einem sehr guten Signal/Rauschverhältnis:
    Ein herkömmlicher Brennfleck mit einem Durchmesser von 10 μm weist bei einer Festanode in der Regel eine Röntgenintensität auf, welche einer elektrischen Leistung in der Größenordnung von etwa 10 W (bei einer Wolframanode) entspricht. Ein erfindungsgemäßer Brennfleck mit 10 Brennpunkten, welche jeweils einen Durchmesser von 1,0 μm aufweisen, können jeweils mit einem Watt belastet werden. Es ergibt sich also die gleiche Röntgenintensität, jedoch eine zehnfach höhere Auflösung. Daneben kann auch die Tiefenauflösung drastisch verbessert werden. Unter Verwendung der vorgeschlagenen Vorrichtung ist es beispielsweise bei der Phasenkontrasttechnik nach Christian David möglich, die Intensität zu erhöhen und damit das Signal/Rauschverhältnis zu verbessern.
  • Bei dem Algorithmus kann es sich um einen Faltungs- oder Entfaltungsalgorithmus handeln. Der Algorithmus kann auf der Fouriertransformation beruhen. Insbesondere kommt auch die Verwendung des Richardson-Lucy Algorithmus oder eines Maximum Entropy Algorithmus in Betracht. Sowohl der Richardson-Lucy Algorithmus als auch Maximum Entropy Algorithmen eignen sich auch zur Rekonstruktion von Röntgenbildern, bei denen die Gesamtintensitätsverteilung unter Verwendung von Anoden mit Flächen, welche nicht parallel zum Detektor sind, erzeugt worden ist. Die Rekonstruktion des Röntgenbilds geschieht vorzugsweise durch digitale Rechenoperationen. Zur Rekonstruktion des Röntgenbilds ist es erforderlich, dass die Ortsverteilung im Brennfleck bekannt ist. Dazu kann eine vorgegebene Ortsverteilung erzeugt oder eine zunächst unbekannte Ortsverteilung gemessen werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine vorgegebene Ortsverteilung zu erzeugen und zusätzlich die erzeugte Ortsverteilung zu messen.
    •
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Erzeugung hochaufgelöster Röntgenbilder,
  • 2 eine schematische Teilquerschnittsansicht einer ersten Drehanode,
  • 3 eine schematische Teilquerschnittsansicht einer zweiten Drehanode,
  • 4 eine schematische Teilquerschnittsansicht einer dritten Drehanode,
  • 5 eine schematische Teilquerschnittsansicht einer vierten Drehanode,
  • 6 eine schematische Teilquerschnittsansicht einer fünften Drehanode,
  • 7 eine schematische Teilquerschnittsansicht einer sechsten Drehanode,
  • 8 eine schematische Ansicht der Erzeugung von Teilröntgenbildern,
  • 9a ein Testmuster,
  • 9b eine gemessene Gesamtintensitätsverteilung des Testmusters gemäß 9a und
  • 9c ein Röntgenbild nach mathematischer Entfaltung der gemessenen Gesamtintensitätsverteilung gemäß 9b.
  • 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Röntgenbilds mit hoher Auflösung. Ein mit der unterbrochenen Linie angedeuteter Brennfleck 1 umfasst mehrere unregelmäßig angeordnete Brennpunkte 2. Die Brennpunkte 2 können im betrachteten Beispiel einen mittleren Durchmesser im Bereich von 0,5 bis 5 μm aufweisen und sind so voneinander beabstandet, dass sich eine um jeden der Brennpunkte 2 ausbildende Hitzezone lateral nicht oder nur unwesentlich mit einer benachbarten Hitzezone überlagert. Mit dem Bezugszeichen 3 ist eine Folie bezeichnet, welche für Röntgenstrahlen nahezu vollständig, z. B. zu 99 %, durchlässig ist. Die Folie weist ein Loch 4 auf. Anstelle des Lochs 4 kann aber auch ein Fleck vorgesehen sein, welcher eine geringfügig geringere Transparenz, z. B. 98 %, als die Folie 4 aufweist.
  • Mit dem Bezugszeichen 5 ist eine Messkammer zur Aufnahme einer durch die Brennpunkte 2 gegebenen Ortsverteilung des Brennflecks 1 bezeichnet. Die Messkammer 5 ist so ausgebildet, dass damit kein Schatten abgebildet wird. Der Messkammer 5 ist im Strahlengang ein zu durchstrahlendes Objekt 6 und ein Detektor 7 zur Erfassung einer aus dem Objekt 6 austretenden Gesamtintensitätsverteilung nachgeordnet. Die mit dem Detektor 7 gemessene Gesamtintensitätsverteilung wird, vorzugsweise in digitalisierter Form, mit einem damit verbundenen Computer 8 erfasst. Der Computer 8 ist ferner mit der Messkammer 5 zur Erfassung, vorzugsweise in digitalisierter Form, einer damit gemessenen Ortsverteilung des Brennflecks 1 verbunden. Der Computer 8 umfasst ein Programm zur mathematischen Rekonstruktion eines Röntgenbilds aus der gemessenen Gesamtintensitätsverteilung sowie der Ortsverteilung. Die mathematische Rekonstruktion erfolgt nach dem Prinzip der Entfaltung der Gesamtintensitätsverteilung mit der bekannten Ortsverteilung. Ein damit rekonstruiertes Röntgenbild kann auf einem mit dem Computer 8 verbunden Monitor 9 dargestellt werden.
  • Mit der in 1 gezeigten Vorrichtung wird eine, ggf. zufällig erzeugte, Ortsverteilung der Intensität im Brennfleck 2 mittels der Messkammer 5 gemessen und ist infolgedessen bekannt.
  • Die 2 bis 7 zeigen verschiedene Möglichkeiten der Erzeugung einer vorgegebenen und damit bekannten Ortsverteilung. Bei diesen Möglichkeiten ist es nicht unbedingt erforderlich, jedoch vorteilhaft, die Ortsverteilung zusätzlich zu messen.
  • 2 zeigt eine schematische Teilquerschnittsansicht eines Anodentellers 10 einer Drehanode. Der Anodenteller 10 weist an seiner einer (hier nicht gezeigten) Kathode zugewandten Oberseite 11 mehrere umlaufende Ausnehmungen 12 auf. Die Ausnehmungen 12 sind so ausgebildet, dass dort erzeugte Röntgenstrahlung nicht oder nur unwesentlich in Richtung eines Röntgenfensters 13 abgestrahlt wird. Zwischen den Ausnehmungen 11 sind umlaufende Erhebungen 14 vorgesehen. Die Erhebungen 14 sind im Gegensatz zu den Ausnehmungen 12 so ausgebildet, dass dort erzeugte Röntgenstrahlung durch das Röntgenfenster 13 abgestrahlt wird. Wie aus der rechts neben dem Röntgenfenster 13 gezeigten Intensitätsverteilung über dem Ort hervorgeht, kann mit dem vorgeschlagenen Relief an der Oberseite 11 des Anodentellers 10 ein Brennfleck mit mehreren Intensitätsmaxima bzw. Brennpunkten, erzeugt werden. Die Intensitätsmaxima weisen hier jeweils eine steile und eine schräg abfallende Flanke auf, welche durch die Breite des zur Erzeugung der Röntgenstrahlung verwendeten Elektronenstrahls 15 bedingt ist. Der Elektronenstrahl 15 weist einen mittleren Durchmesser auf, welcher etwa dem Durchmesser des Brennflecks 1 entspricht.
  • In Zusammensicht mit 3 wird ersichtlich, dass bei der Verwendung eines breiten Elektronenstrahls, eine rechteckförmige Intensitätsverteilung mit demselben Relief erzeugt werden kann. Die Verwendung eines Fokus mit einer rechteckförmigen Intensitätsverteilung ermöglicht eine Steigerung der räumlichen Auflösung.
  • Anstelle eines einzigen Elektronenstrahls 15 ist es auch möglich, mehrere Elektronenstrahlen 15a bis 15c zur Erzeugung mehrerer Intensitätsmaxima zu verwenden.
  • 4 zeigt eine Teilquerschnittsansicht eines Anodentellers 10, der in herkömmlicher Weise eine glatte Oberfläche 11 aufweist. Zur Erzeugung mehrerer Intensitätsmaxima wird die Oberfläche 10 mit mehreren diskreten Elektronenstrahlen 15a bis 15c beaufschlagt. Anstelle der hier gezeigten mehreren diskreten Elektronenstrahlen 15a bis 15c kann auch ein einzelner diskreter Elektronenstrahl verwendet werden, welcher zur Erzeugung der Intensitätsmaxima innerhalb des Brennflecks 1 abgelenkt wird. Die hier gezeigten diskreten Elektronenstrahlen 15a bis 15c weisen einen mittleren Durchmesser auf, welcher dem mittleren Durchmesser der Intensitätsmaxima etwa entspricht.
  • Die 6 und 7 zeigen weitere Möglichkeiten der Herstellung eines Brennflecks 1 mit mehreren Intensitätsmaxima bzw. Brennpunkten. Bei der in 6 gezeigten Drehanode besteht der Anodenteller 10 aus einem ersten Anodenmaterial, welches Elektronen mit einem hohen Wirkungsquerschnitt abbremst. Es kann sich dabei beispielsweise um Wolfram, Tantal oder dgl. handeln. An der Oberseite 11 sind mehrere umlaufende Ringe 16 aufgebracht, welche aus einem zweiten Anodenmaterial hergestellt sind. Bei dem zweiten Anodenmaterial handelt es sich um ein Material mit einer niedrigen Kernladungszahl, welches Elektronen nur unwesentlich abbremst und infolgedessen keine oder nur wenig Röntgenstrahlung abstrahlt. Es kann sich dabei beispielsweise um eine Keramik handeln, z. B. Al2O3 oder dgl. Die Intensitätsverteilung über dem Ort zeigt, dass mit der vorgeschlagenen Kombination unterschiedlicher Anodenmaterialien ebenfalls ein Brennfleck 1 mit mehreren Intensitätsmaxima erzeugt werden kann.
  • Bei dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der Anodenteller 10 aus dem zweiten Anodenmaterial mit einer geringen Kernladungszahl, d. h. einem Material, welches Elektronen nur unwesentlich abbremst und infolgedessen keine oder nur wenig Röntgenstrahlung abstrahlt. Es kann sich dabei insbesondere um ein Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Molybdän, Kupfer oder dgl. handeln. An der Oberseite 11 des Anodentellers 10 befinden sich mehrere umlaufende weitere Ringe 17, welche aus dem ersten Anodenmaterial mit einer hohen Kernladungszahl hergestellt sind. Dieses Material bremst Elektronen mit einer hohen Effektivität ab und strahlt infolgedessen Röntgenstrahlung ab. Es kann sich dabei beispielsweise um Wolfram, Tantal oder dgl. handeln. Auch da mit kann ein Brennfleck 1 mit mehreren diskreten Intensitätsmaxima 2 erzeugt werden.
  • 8 zeigt schematisch das Grundprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein Objekt 6 wird mit Röntgenstrahlung durchstrahlt, welche von einem Brennfleck 1 mit mehreren Brennpunkten 2a bis 2d ausgeht. Jeder der Brennpunkte 2a bis 2d erzeugt auf dem Detektor 7 ein dazu korrespondierendes Teilröntgenbild 18a bis 18d. Die Teilröntgenbilder 18a bis 18d sind überlagert. Durch eine nachfolgende mathematische Entfaltung der auf dem Detektor 7 gemessenen Gesamtintensitätsverteilung werden die Teilröntgenbilder 18a bis 18d deckungsgleich gemacht.
  • Die 9a bis 9c zeigen ein Ergebnis einer Rekonstruktion. Dabei ist die 9a ein aus konzentrischen Kreisen bestehendes Testmuster. Die 9b zeigt eine auf dem Detektor 7 gemessene Gesamtintensitätsverteilung, welche unter Verwendung eines Brennflecks mit mehreren Brennpunkten 2 gemessen worden ist. Es ist dabei erkennbar, dass die gesamte Intensitätsverteilung aus einer Überlagerung mehrerer Teilröntgenbilder 18a bis 18d besteht.
  • 9c zeigt das Ergebnis der mathematischen Entfaltung der gemessenen Gesamtintensitätsverteilung gemäß 9b. Die Entfaltung erfolgte nach einem Richardson-Lucy Algorithmus herkömmlichen Methoden mittel Fourieranalyse und unter Verwendung der bekannten Ortsverteilung der Intensitätsmaxima 2 im Brennfleck 1.
  • Wegen der mathematischen Rekonstruktion des Röntgenbilds wird beispielhaft verwiesen auf:
    • – Peter A. Jansson (ed.): "Deconvolution of Images and Spectra", Second Edition, Academic Press, London, 1997 (vergriffen, aber in Bibliotheken verfügbar, enthält viele Informationen zu diversen Algorithmen);
    • – S.F. Gull, J. Skilling: "Quantified Maximum Entropy Mem-Sys5 User's Manual", S.F. Gull, J. Skilling, Maximum Entropy Data Consultants Ltd., South Hill, 42 Southgate Street, Bury St. Edmunds, Suffolk, IP33 2AZ, U.K., http://www.maxent.co.uk (zu Maximum Entropy);
    • – E. Caroli, J.B. Stephen, G. Di Cocco, L. Natalucci, A. Spizzichino: "Coded Aperture Imaging in X- and Gamma Ray Astronomy", Space Science Reviews 45 (1987) 349-403, (Beschreibung der Faltungsoperation mittels Matrixmultiplikation; Rekonstruktion durch inverse Matrix, welche man durch Umordnen der Faltungsmatrix erhält);
    • – C.B. Wunderer: "Imaging with the Test Setup for the Coded-Mask INTEGRAL Spectrometer SPI", Dissertation, Technische Universität München, Garching bei München, 30.01.2003.
  • Die letztgenannte Literaturstelle betrifft ein ebenfalls geeignetes mathematisches Rekonstruktionsverfahren, bei dem die gegeneinander verschobenen Teilröntgenbilder mittels Korrelation überlagert werden können.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Röntgenbilds, mit einer Anode (10, 17) und einer Einrichtung zur Erzeugung eines auf die Anode (10, 17) gerichteten Elektronenstahls, wobei durch das Abbremsen des Elektronenstahls auf der Anode (10, 17) ein Röntgenstrahlung emittierender Brennfleck (1) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlung mit mehreren Intensitätsmaxima (2a bis 2d) vorgesehen ist, so dass eine hinter einem durchstrahlten Objekt (6) messbare Gesamtintensitätsverteilung mehrere überlagerte Intensitätsverteilungen umfasst, wobei jede der Intensitätsverteilungen zu einem der Intensitätsmaxima (2a bis 2d) korrespondiert.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zur Erzeugung der Intensitätsmaxima (2a bis 2d) eine Einrichtung zur Steuerung des Elektronenstrahls (15) umfasst.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung zur Steuerung des Elektronenstrahls (15) so ausgebildet ist, dass damit eine vorgegebene Ortsverteilung der Intensitätsmaxima (2a bis 2d) erzeugbar ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorgegebene Ortsverteilung der Intensitätsmaxima (2a bis 2d) durch ein auf der Anode (10, 17) vorgesehenes Relief (12, 14) erzeugt wird.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Relief (12, 14) die Form einer Scheibe oder zumindest eines Rings (16), vorzugsweise mehrerer konzentrisch angeordneter Ringe (16), aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine vorgegebene Ortsverteilung der Intensitätsmaxima (2a bis 2d) durch eine entsprechende Verteilung eines ersten Anodenmaterials mit einer Kernladungszahl von mehr als 40 innerhalb oder auf einem zweiten Anodenmaterial mit einer Kernladungszahl von weniger als 30 erzeugt wird.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Intensitätsmaximum (2a bis 2d) ein einen Brennpunkt bildendes diskretes Intensitätsmaximum ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennpunkte (2) einen mittleren Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 20 μm aufweisen.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennpunkte (2) nicht regelmäßig angeordnet sind.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Brennfleck (1) einen mittleren Durchmesser von 1 bis 100 μm aufweist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Messeinrichtung (5) zur Messung einer Ortsverteilung einer vom Brennfleck (1) abgestrahlten Intensität der Röntgenstrahlung vorgesehen ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Detektor (7) zur ortsaufgelösten Messung der hinter dem durchstrahlten Objekt (6) erfassbaren Gesamtintensitätsverteilung vorgesehen ist.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Rekonstruktionseinrichtung (8) zur mathematischen Rekonstruktion des Röntgenbilds durch Anwendung eines die Ortsverteilung berücksichtigenden Algorithmus auf die Gesamt intensitätsverteilung wiedergebende Intensitätsmesswerte vorgesehen ist.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Algorithmus ein Faltungs- und/oder Entfaltungsalgorithmus oder ein Maximum Entropy Algorithmus ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Anode (10, 17) eine Drehanode ist.
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