DE19542762A1 - Manipulator für verschiedene Tomographieverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen in den Strahlengang zwischen einer Strahlungsquelle und einem Bildaufnehmer anzuordnenden Manipulator für verschiedene Tomographieverfahren.

Bei dem von A. Vallebona (A. Vallebona, Fschr. Röntgenstr. 46 (1933): 599-602). - A. Vallebona und St. Bistolfi, Fschr. Röntgenstr. 52 (1935): 607-18) angewandten Tomographieverfahren wird zur Erzeugung einer Tomographieaufnahme Röhre und Film auf einer kreisförmigen Bahn um das ruhende Untersuchungsobjekt bewegt. Nachteilig ist, daß bei diesem Verfahren nur eine Gerade klar zur Abbildung kommt, wogegen die Schatten aller außerhalb der Drehachse liegenden Objektbereiche unscharf abgebildet werden. Wegen der stark ansteigenden Unschärfe mit zunehmender Entfernung von der Drehachse, die parallel zu der Ebene des Films verläuft, eignet sich das Verfahren nicht zur Darstellung großflächiger Objekte und wird entsprechend der allgemeinen Lehrmeinung nicht angewandt (Röntgentechnik, 6. Aufl.).

Ferner ist ein Tomographieverfahren bekannt, bei dem die Röhre und ein Film während der Aufnahme relativ zum ruhenden Untersuchungsobjekt derart gegenläufig bewegt werden, daß nur die Objektpunkte einer Körperschicht in jedem Augenblick auf die gleiche Stelle des Films abgebildet werden. Dagegen verändern die den darunter oder darüber liegenden Schichten zugeordneten Bildpunkte während der Bewegung dauernd ihre Lage auf dem Film. Dadurch werden die Konturen der störenden Strukturen verwischt und ihre Schattendichte wird beträchtlich herabgesetzt.

Bei der Computertomographie erfolgt die Anfertigung eines Schnittbildes durch ein eng begrenztes Röntgenstrahlbündel, das die darzusteilende Körperschicht aus verschiedenen Richtungen abtastet. Strahlungsquelle und Bildaufnehmer werden dabei auf einer kreisförmigen Bahn um das Untersuchungsobjekt bewegt. Die durch den Körper abgeschwächten Röntgenstrahlen werden durch den Bildaufnehmer erfaßt, in elektrische Signale umgewandelt und über einen A/D-Wandler einer Recheneinheit zugeführt, wo sie in ihrer räumlichen Verteilung zu einem Querschnittsbild aufgebaut werden.

Nachteilig ist, daß sich weder mit den bekannten konventionellen Tomographen, noch mit dem bekannten Computertomographen Tomogramme in der Mikrofokus-Technik erzeugen lassen, bei der eine Röntgenröhre mit einem in den Mikrometer-Bereich verkleinerten Brennfleck zur Anwendung kommt und der Bildaufnehmer so weit vom Untersuchungsobjekt angeordnet ist, daß der Röntgenschatten auf der Bildebene vergrößert projiziert wird. Denn eine exakte mechanische Kopplung von Strahlungsquelle und Bildaufnehmer ist in der mikroskopischen Dimension nicht ohne weiteres möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen in den Strahlengang zwischen einer Strahlungsquelle und einem Bildaufnehmer anzuordnenden Manipulator zu schaffen, der bei stationärer Anordnung von Strahlungsquelle und Bildaufnehmer und den sich daraus ergebenden geringen mechanischen Problemen die Darstellung einer auf der Rotationsachse liegenden Schnittebene erlaubt, wobei sich eine beliebige Schnittebene des Untersuchungsobjekts, die von Interesse ist, gezielt in den von der Unschärfeproblematik nicht betroffenen Schnittpunkt von Zentralstrahl und Rotationsachse bringen läßt (Tab. 1).

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Der erfindungsgemäße Manipulator weist mindestens vier Achsen auf und ermöglicht die Rotation des zu untersuchenden Objekts um mindestens eine Rotationsachse und Translationsbewegungen um die ein kartesisches Koordinatensystem bildenden Translationsachsen in X′-, Y′- und Z′-Richtung, wobei die Achsen in X′- und Y′-Richtung auf die Ebene des Bildaufnehmers bezogen sind, sofern der Objektträger sich in seiner Ruhesteilung befindet und nicht verschwenkt ist. Der erfindungsgemäße Manipulator ist derart ausgebildet, daß die Lage der Rotationsachse bezüglich des von der Strahlungsquelle ausgehenden Zentralstrahls beim Verfahren des Objektträgers entlang der Translationsachsen in X′-, Y′- und Z′-Richtung in ihrer Lage unverändert bleibt, während die nachgeschalteten Translationsebenen ihre Zuordnung zur Bildebene beim Verschwenken des Objektträgers über eine Rotationsachse verlieren.

Die Translation in X′- und Y′-Richtung erlauben das Einbringen eines beliebigen Objektdetails aus dieser Ebene in den Schnittpunkt von Zentralstrahl und Rotationsachse und eine freie Rotation des interessierenden Bereiches um diesen Punkt. Hierdurch läßt sich die verbleibende Randunschärfe des Tomogramms den praxisüblichen Auflösungsgrenzen bei Bildverstärkern oder direkt röntgensensitiven Vidicons anpassen und auf sehr einfache Weise Tomographien herstellen, die den mit den konventionellen Verfahren erzeugten Schichtaufnahmen in ihrer Schärfe nicht nachstehen. Durch die Schwenkbewegung des Objektträgers entsteht durch Integration über die Dauer der Rotationsbewegung ein Tomogramm, jedoch mit zufälliger Tiefenzuordnung im Objekt selbst. Die Translation in Z′-Richtung erlaubt die gezielte Verlagerung der ausgewählten Schichtebenen aus verschiedenen Tiefen des Untersuchungsobjekts in das Isozentrum. Somit werden Schnittserien für verschiedene Tomographieverfahren möglich.

Der erfindungsgemäße Manipulator führt infolge der Rotation des Prüfobjekts bei stationärer Strahlungsquelle und Bildaufnehmer zu geringeren mechanischen Problemen als die bekannten planaren Tomographen oder konventionellen Computertomographen, bei denen Strahlungsquelle und Bildaufnehmer bewegt werden. Dies ist insbesondere dann ein Vorteil, wenn die Tomogramme in Vergrößerungstechnik mit Mikrofokus-Röhren erzeugt werden sollen. Mit dem Manipulator nach Anspruch 1 lassen sich am effektivsten solche Störstrukturen auf dem Tomogramm verwischen, die parallel zur Rotationsachse liegen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der den Objektträger tragende erste Rahmen des Manipulators um eine zweite Rotationsachse verschwenkbar an einem zweiten, äußeren Rahmen gelagert, wobei die zweite Rotationsachse die erste Rotationsachse schneidet. Der Schnittpunkt der beiden Rotationsachsen bildet das Isozentrum (ISO). Der Manipulator ist derart ausgebildet, daß die Lage des Isozentrums (ISO) während der Rotationsbewegungen um die erste und zweite Rotationsachse und während der Translationsbewegungen des Objektträgers entlang der Translationsachsen in X′-, Y′- und Z′-Richtung unverändert bleibt. Mit einem derartigen Manipulator lassen sich alle räumlichen Störstrukturen verwischen.

Vorteilhafterweise ist der zweite, äußere Rahmen des Manipulators mechanisch mit einer Justiervorrichtung gekoppelt. Die Justiervorrichtung erlaubt eine Bewegung des zweiten Rahmens entlang der drei räumlichen Achsen in X′-, Y′- und Z′-Richtung. Sie kann z. B. als XYZ-Translationsschlitten ausgebildet sein. Die Verschiebung entlang der Z-Achse ermöglicht es, den Abstand zum Bildaufnehmer zu verändern und dadurch das maximale Bildformat bei einer konventionellen Röntgenröhre bzw. die primäre Bildvergrößerung zu bestimmen, sofern als Bildaufnehmer ein Mikrofokus-Röhre Verwendung findet. Die Verschiebung des zweiten, äußeren Rahmens in X- bzw. Y-Richtung erlaubt ferner, das Isozentrum an den Bildrand zu projizieren.

Der Manipulator ist zweckmäßigerweise mit Mitteln zur Erfassung der translatorischen und/oder rotatorischen Bewegungen seiner Komponenten versehen. Die Mittel zur Erfassung der Bewegungen sind vorzugsweise Pulsgeber oder Wegaufnehmer. Vorteilhafterweise sind die translatorischen und/oder rotatorischen Bewegungen des Objektträgers zumindest teilweise elektromotorisch angetrieben ausführbar, so daß mit dem Objektträger komplexe rechnergesteuerte Bewegungsabläufe ausgeführt werden können.

Scharf konturierte Tomogramme entstehen nur dann, wenn der interessierende Bereich (ROI) in das Isozentrum (ISO) gebracht wird. Bei großen Rotationswinkeln wird der Schärfebereich allerdings stark eingeengt, d. h. die nutzbare Fläche des Tomogramms wird kleiner. Wenn die Störstrukturen sehr röntgendicht sind oder so dicht an der betrachteten Objektschicht liegen, daß eine unzureichende Verwischung zu einem höheren Rotationswinkel zwingt, werden vorteilhafterweise eine Vielzahl von kleinflächigen, nacheinander hergestellten Tomogrammen benachbarter Objektbereiche (ROI) zu einem einzigen Bild zusammengefügt. Dies kann durch zwei alternative Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Manipulators erreicht werden. Beiden Ausführungsformen ist gemeinsam, daß das Objekt mittels der elektromotorischen Antriebe des Manipulators in X′- und/oder Y′-Richtung verfahren wird, um die einzelnen Objektbereiche nacheinander abzutasten. Dabei werden die Bewegungen des Objekts entlang der Translationsachsen in X′- und/oder Y′-Richtung mittels der Pulsgeber oder Wegaufnehmer erfaßt.

Bei der ersten Alternative ist hinter einer strahlungsundurchlässigen Blende, die nur den interessierenden Bereich (ROI) um den Zentralstrahl durch eine Blendenöffnung auf die Bildebene freigibt, ein motorisch verschiebbarer Bildaufnehmer angeordnet. Die von den Pulsgebern oder Wegaufnehmern erfaßten Werte, die die Position des Objektträgers in der X′-/Y′-Ebene angeben, werden entsprechend der aktuellen Bildvergrößerung in Steuersignale umgewandelt. Mittels der Steuersignale ist der Bildaufnehmer derart in X′- und/oder Y′- Richtung verfahrbar, daß bei Verschiebung des Objektes zu nebeneinander liegenden Bereichen unter Ausführung der Tomographie-Rotationsbewegungen um die erste und/oder zweite Rotationsachse ein großflächiges, planares Tomogramm der Mikrotomogramm erzeugbar ist. Eine ungenaue mechanische Kopplung der Bewegung des Objektträgers führt hierbei nicht zu einer Minderung des Tomographieeffektes, sondern nur zu einer Stauchung bzw. Dehnung des Bildes in X′- und/oder Y′-Richtung, die sich kompensieren läßt. Diese Ausführungsform findet vorteilhafterweise dann Verwendung, wenn ein Tomogramm auf einem Röntgenfilm abgebildet werden soll. Der von der Blende freigegebene Bereich des Röntgenfilms muß so lange bestrahlt werden, wie ein kompletter Tomographie- Rotationszyklus andauert.

Bei der zweiten alternativen Ausführungsform werden die von den Pulsgebern oder Wegaufnehmern erfaßten Werte entsprechend der aktuellen Bildvergrößerung in Adressierungsdaten umgewandelt. Der Bildaufnehmer ist als digitaler Bildwandler ausgebildet. In einem nachgeschalteten digitalen Datenspeicher werden die nebeneinander liegenden und nacheinander aufgenommenen Teilbilder der interessierenden Bereiche (ROI) dann zu einem einzigen planaren Tomogramm oder Mikrotomogramm zusammengefügt. Ungenauigkeiten in der Zusammenfügung der einzelnen, das Mosaik bildenden Tomogramme führen ebenfalls nicht zu einer Minderung des Tomographieeffektes in der Detailwiedergabe, sondern nur zu einer Stauchung bzw. Dehnung des Bildes in X′- und/oder Y′-Richtung.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Manipulators erfassen die Pulsgeber oder Winkelaufnehmer die Schwenkbewegungen um die erste oder zweite Rotationsachse. Die erfaßten Werte werden entsprechend dem Kosinus der Winkelabweichung von der Objektebene zur Bildebene in Steuerungssignale umgewandelt. Die Bildgröße eines als Bildaufnehmer dienenden Bildwandlers werden mittels der Steuersignale derart gesteuert, d. h. komprimiert bzw. dekomprimiert, daß das Bild des Objekts auch bei großen Drehwinkeln eine konstante Größe beibehält. Dadurch ist die Erstellung eines scharfen und hochauflösenden Tomogramms auch in denjenigen Bildbereichen möglich, in denen sich Objektteile einer bestimmten Objektebene weit entfernt vom Isozentrum befinden. Eine derartige Kompensation kann auch dann in vorteilhafter Weise durchgeführt werden, wenn das Tomogramm aus einer Vielzahl von Teilbildern zusammengesetzt wird.

Die Kompensation der auf die Rotationsbewegung des Objektes zurückzuführenden Verzeichnung läßt sich prinzipiell auch auf mechanischem Wege durch eine entsprechende Rotation des Bildwandlers in der einen und/oder anderen Achse kompensieren. Daraus ergeben sich aber insbesondere bei der Mikrotomographie große mechanische Probleme.

Diese werden in vorteilhafter Weise durch den erfindungsgemäßen Manipulator dadurch gelöst, daß auf analogem oder digitalem Wege die Bildgröße in X′- und/oder Y′-Richtung entsprechend dem Rotationswinkel der Tomographiebewegung vergrößert oder verkleinert wird. Im Fall der elektronischen Kompensation z. B. durch Eingriff in die elektronenoptische Vergrößerung eines Bildverstärkers auf dessen Austrittsfenster oder z. B. in die Vergrößerung des Bildes einer Vidiconröhre durch Veränderung der abgetasteten Fläche der Fotokathode entsteht bereits on-line während der Bildintegration ein entsprechendes Tomographiebild auf dem Monitorschirm. Im Fall einer nachgeschalteten rechnergestützten Kompensation können zunächst größenverzerrte Einzelbilder als digitale Bilddateien gespeichert und erst nach der Normierung zu einem Tomogramm integriert werden. Eine mechanische Kopplung zwischen Bildaufnehmer und Objektträger ist bei dieser Ausführungsform nicht erforderlich.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 den im Strahlengang zwischen der Strahlungsquelle und dem Bildaufnehmer angeordneten Manipulator in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Manipulators in teilweise geschnittener Darstellung, Ansicht in Richtung Bildebene,

Fig. 3 eine Ansicht des Manipulators in teilweise geschnittener Darstellung aus der Richtung des Pfeils III von Fig. 2, Ansicht in der Vertikalebene, vergleichbar mit der Ansicht in Fig. 1,

Fig. 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Verwischung von Störstrukturen durch die horizontale Rotationsbewegung des Objektes, Ansicht in der Vertikalebene, vergleichbar Fig. 1,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Manipulators mit einem hinter einer Blende angeordneten elektromotorisch verschiebbaren Bildaufnehmer,

Fig. 6 eine schematische Darstellung des Manipulators mit einer digitalen Bilderfassungs- und Bildrekonstruktionseinheit,

Fig. 7 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Größenverzeichnung von Objektstrukturen in der Tomographie-Schichtebene bei großen Rotationswinkeln,

Fig. 8 eine schematische Darstellung des Manipulators mit einer Einrichtung zur Kompensation der auf die Rotationsbewegung des Objektes zurückzuführenden Verzeichnung in der Schichtebene.

Fig. 1 zeigt den Strahlengang zwischen der Strahlungsquelle 10 und dem Bildaufnehmer 20 angeordneten Manipulator 30 in perspektivischer Darstellung, wobei als Strahlungsquelle 10 eine Röntgenröhre und als Bildaufnehmer 20 ein Röntgenfilm oder ein Bildwandler Verwendung finden kann. Zur Beschreibung der Lage der einzelnen Komponenten dieser Anordnung, die den Tomographen bilden, wird nachfolgend auf ein kartesisches Koordinatensystem Bezug genommen, dessen Z-Achse 3 auf dem von der Strahlungsquelle 10 ausgehenden Zentralstrahl ZS liegt und dessen X- und Y-Achsen 1, 2 in der Bildebene des Bildaufnehmers liegen. Alle parallel zur Bildebene liegenden X-/Y-Ebenen werden deshalb ebenfalls Bildebenen genannt. Parallel zur X-/Z-Ebene liegende Ebenen werden nachfolgend Horizontalebenen und parallel zur Z-/Y-Ebene liegende Ebenen werden nachfolgend als Vertikalebenen bezeichnet. Die Begriffe horizontal und vertikal werden entsprechend verwendet.

Der Manipulator weist einen äußeren Rahmen 31 auf, der vorzugsweise mittels einer in Fig. 1 nicht dargestellten Justiervorrichtung, die als XYZ-Translationsschlitten ausgebildet ist, entlang der drei räumlichen Achsen 1, 2, 3 in X-, Y- und Z-Richtung verfahrbar ist. Der Antrieb erfolgt mittels nicht dargestellter Elektromotoren. Der Manipulator 30 ist derart zwischen der Strahlungsquelle 10 und dem Bildaufnehmer 20 angeordnet, daß die horizontale Rotationsachse 5 den von der Strahlungsquelle 10 ausgehenden Zentralstrahl ZS im rechten Winkel schneidet.

Der äußere Rahmen 31 besteht aus einer horizontalen Grundplatte 32, die eine im rechten Winkel zur Grundplatte angeordnete vertikale Seitenplatte 33 trägt, an der um eine horizontale Rotationsachse 5 ein innerer Rahmen 34 verschwenkbar gelagert ist (Fig. 2).

Der innere Rahmen 34 des Manipulators weist einen in der Vertikalebene verschwenkbaren ersten Rahmenteil 35 und einen im rechten Winkel dazu angeordneten sich in horizontaler Richtung erstreckenden zweiten Rahmenteil 36 auf. Der erste Rahmenteil 35 weist zwei im rechten Winkel zur horizontalen Rotationsachse 5 verlaufende Führungsstangen 37 auf, an denen der zweite Rahmenteil 36 längsverschiebbar geführt ist. Der zweite Rahmenteil 36 wird mittels einer Spindel 38 in Längsrichtung verfahren, die von einem am Kopf des ersten Rahmenteils 35 angeordneten Motor 39 angetrieben wird. Mit dem ersten Rahmenteil 35 des inneren Rahmens 34 ist drehfest ein Zahnkranz 40 verbunden, der auf einer Achse 5 sitzt, die in einem Lager 42 der Seitenplatte 33 des äußeren Rahmens 31 drehbar gelagert ist. Die Schwenkbewegung des inneren Rahmens 34 um die horizontale Rotationsachse 5 erfolgt mittels eines zweiten Elektromotors 41, der an einem seitlichen Arm 42 der Seitenplatte 33 des äußeren Rahmens 3 1 befestigt ist und eine Schneckenwelle 43 antreibt, die mit dem Zahnkranz 40 des inneren Rahmens 34 in Eingriff ist (Fig. 3).

Der innere Rahmen 34 weist einen dritten Rahmenteil 44 auf, der um eine weitere Rotationsachse 4 verschwenkbar an dem zweiten Rahmenteil 36 des inneren Rahmens 34 gelagert ist, welche die horizontale Rotationsachse 5 im rechten Winkel schneidet, um die der innere Rahmen 34 an dem äußeren Rahmen 31 verschwenkbar gelagert ist.

Der Antrieb des dritten Rahmenteils 36 erfolgt über ein Winkelgetriebe 45 mittels eines dritten Elektromotors 46, der am äußeren Ende des zweiten Rahmenteils 36 angeordnet ist. Der dritte Rahmenteil 44 weist eine Längsführung 47 für einen Schlitten 48 auf, der entlang einer die Rotationsachse 4 im rechten Winkel schneidenden Achse verfahrbar ist. Der Antrieb des Translations-Schlittens 48 erfolgt mittels eines am äußeren Ende des dritten Rahmenteils 44 angeordneten Elektromotors 49 über ein Spindelgetriebe 50. Der Translations-Schlitten 48 tragt einen Objektträger 51, der mittels einer manuellen Justiereinrichtung 52 entlang einer Achse verfahrbar ist, die im rechten Winkel zu der Achse verläuft, entlang welcher der auf dem dritten Rahmenteil 44 angeordnete Schlitten 48 verfahrbar ist. Diese Translationsbewegung kann aber auch elektromotorisch ausführbar sein. Der Objektträger 51 weist eine Haltevorrichtung 53 mit zwei verstellbaren Klemmbacken zum Einspannen des Untersuchungsobjekts O auf.

Der Objektträger 51 mit dem Untersuchungsobjekt O ist mittels des Elektromotors 49 entlang der Achse 1′ in X′-Richtung, mittels des Elektromotors 39 entlang der Achse 2′ in Y′- Richtung und mittels der manuellen Justiereinrichtung 52 entlang der Achse 3′ in Z′-Richtung verschiebbar, wobei die Translationsachsen 1′, 2′ in X′- und Y′-Richtung bezogen sind auf die X/Y-Ebene des Bildaufnehmers 20, sofern der Objektträger 51 nicht verschwenkt ist.

Der Manipulator 30 ist ferner mit in den Figuren nicht dargestellten Pulsgebern oder Weg- und Winkelaufnehmern zur Erfassung der translatorischen und rotatorischen Bewegungen seiner Komponenten und einer Steuereinheit versehen, mit der sich die translatorischen und rotatorischen Bewegungen rechnergesteuert durchführen lassen.

Bei dem erfindungsgemäßen Manipulator bildet der Schnittpunkt der beiden Rotationsachsen 4, 5 das Isozentrum ISO, d. h. den ortskonstanten Bereich bei den Tomographiebewegungen.

Dieser bleibt auch während der Transiationsbewegungen des Objektträgers 51 entlang der Translationsachsen 1′, 2′, 3′ in X′-, Y′- und Z′-Richtung unverändert. Erfindungsgemäß würde das Isozentrum auch unverändert bleiben, wenn die Translation in Y-Richtung des Objekthalters 53 statt am zweiten Rahmenteil 36 erst am dritten Rahmenteil 44 oder aber am Schlitten 48 oder aber am Objektträger 51 ansetzen würde.

Der äußere Rahmen 34 des Manipulators 30 wird so justiert, daß der von der Strahlungsquelle 10 ausgehende Zentralstrahl ZS durch das Isozentrum ISO verläuft. Anschließend wird der Objektträger 51 so justiert, daß die abzubildende X′/Y′-Ebene des Untersuchungsobjekts O im Isozentrum ISO liegt. Zur Erzeugung des Tomogramms wird der erste Rahmenteil 35 des inneren Rahmens 34 mittels des Elektromotors 41 um die horizontale Rotationsachse 5 und/oder der dritte Rahmenteil 44 des inneren Rahmens 34 wird um die vertikale Rotationsachse 4 mittels des Elektromotors 46 verschwenkt.

Bei der Rotation um nur eine Achse ergibt sich eine Schärfezone in der X′-/Y′-Ebene, die auf ein enges Band um die Rotationsachse herum begrenzt ist. Bei der Rotation um zwei senkrecht aufeinander stehende Achsen ergibt sich in der Bildebene ein trichterförmiges Unschärfeminimum um das Isozentrum (ISO) herum, wobei das Tomogramm dann als scharf bezeichnet wird, wenn die durch die Tomographiebewegungen unvermeidliche Unschärfe kleiner als die innere Unschärfe des Films oder des Bildwandlers ist. Die Schichtdicke des Tomogramms, d. h. der Abstand in Z′-Richtung zwischen den Objektdetails, die bei gegebenem Rotationswinkel gerade noch scharf abgebildet werden, nimmt mit zunehmendem Rotationswinkel ab.

Fig. 4 veranschaulicht den Zusammenhang zwischen Unschärfe und Verwischung. In Fig. 4 sind vier Punkte A, B, C, D innerhalb des zu untersuchenden Objekts O dargestellt, wobei A und B interessierende Details innerhalb der Objektschicht sind, die scharf auf die Bildebene E abgebildet werden sollen. Demgegenüber sind die Punkte C und D störende Objektdetails, die verwischt dargestellt werden müssen. Der Punkt A liegt exakt im Isozentrum und wird durch die seitlich einfallenden Röntgenstrahlen X scharf auf die X/Y-Bildebene E projiziert. B liegt in Y′-Richtung vom Isozentrum entfernt und wird durch die Tomographiebewegungen um so unschärfer auf der x/Y-Bildebene dargestellt, je größer der Verkippungswinkel α bzw. je größer die Entfernung vom Isozentrum ISO ist. Bei maximalem und minimalem Exkursionswinkel wird der Punkt B_- bzw. B₊ um den Abstand a verschoben auf die Bildebene E projiziert. Der Punkt C wird verwischt dargestellt. Bei maximalem und minimalem Exkursionswinkel wird der Punkt C₊ bzw. C_- um den Abstand b verschoben auf die Bildebene E projiziert. Der Punkt D wird wie der Punkt C verwischt abgebildet, erfährt aber zusätzlich eine weitere Unschärfe entsprechend der Unschärfe des Punktes B. Da der Abstand zum Isozentrum ISO bei D größer als bei C und B ist, stellt der Punkt D die am undeutlichsten abgebildete Struktur dar.

Bei sehr kleinen Rotationswinkeln um die erste und/oder zweite Rotationsachse 4, 5 kann der Schärfebereich über die gesamte Bildebene ausgedehnt werden. Bereits auf einer einzigen Tomographie läßt sich der nicht völlig verwischte, aber ohne Detailkonturen abgebildete Kernschatten der Störstrukturen von den scharfen Konturen in der dargestellten X′/Y′- Objektschicht differenzieren. Scharf konturierte Bildinformationen entstehen aber nur dann, wenn der interessierende Bereich ROI in den Drehpunkt verbracht wird. Dies kann durch entsprechende Translationsbewegungen in X′-, Y′- und Z′-Richtung des Objektträgers 51 mit dem erfindungsgemäßen Manipulator auf einfache Weise erreicht werden. Um die Qualität des Tomogramms weiter zu verbessern, können die nicht völlig verwischten, aber ohne Detailkonturen abgebildeten Kernschatten der Störstrukturen mittels Hochpaßfilterung unterdrückt werden und die scharfen Konturen der Tomographieschicht durch Ortsfrequenzfilterung mittels analoger oder digitaler Filter verstärkt werden.

Nachfolgend werden zwei alternative Anordnungen beschrieben, mit denen sich auch bei großen Rotationswinkeln großflächige und scharfe Tomogramme erzeugen lassen.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung der ersten Anordnung. Der Bildaufnehmer 20 ist bei dieser Ausführungsform als ein in Richtung der Y-Achse 2 (Fig. 1) verschiebbare Kassette ausgebildet, die den Röntgenfilm aufnimmt. Die Translationsbewegung in Y-Richtung erfolgt mittels eines elektromotorischen Antriebs 60. Vor dem Bildaufnehmer 20 ist eine strahlungsundurchlässige Schlitzblende 61 derart angeordnet, daß nur ein schmaler, bandförmiger Bereich entlang der lotrecht zur Zeichenebene stehenden X-Achse 1 (vgl. Fig. 1) auf der Bildebene des Bildaufnehmers 20 abgebildet wird. Im Strahlengang der Strahlungsquelle 10 und im Bildaufnehmer 20 befindet sich der Manipulator 30 mit dem Untersuchungsobjekt O. Der Manipulator 30 weist eine Steuereinheit 62 aufs die über eine Steuerleitung 63 die Antriebsmittel 64 zur translatorischen und rotatorischen Bewegung des Untersuchungsobjekts O ansteuern. Die Steuereinheit 62 empfängt über eine Signalleitung 65 die Signale der Pulsgeber oder Wegaufnehmer 66 des Manipulators 30, welche die translatorischen Bewegungen des Objekts O erfassen, und erzeugt Steuersignale für den elektromotorischen Antrieb 60 des Bildaufnehmers, der die Signale über eine weitere Steuerleitung 67 empfängt.

Zur Erzeugung eines großflächigen Tomogramms unter Ausführung der Tomographiebewegung nur um die horizontale Rotationsachse 5 (vgl. Fig. 1) wird zunächst der schmale, bandförmige Bereich entlang der X-Achse 1 unter Ausführung der Rotationsbewegung des Prüfobjekts um die horizontale Rotationsachse 5 auf dem Bildaufnehmer 20 abgebildet. Nach der Belichtung wird durch eine translatorische Bewegung des Prüfobjekts O mittels des Manipulators entlang der Translationsachse 2′ in Y′-Richtung der noch nicht auf dem Bildaufnehmer 20 dargestellte Bereich in das Isozentrum ISO verfahren. Die Steuereinheit 62 steuert den elektromotorischen Antrieb 60 für den Bildaufnehmer 20 dabei derart an, daß dieser eine gleichsinnige translatorische Bewegung in Y-Richtung ausführt und ein noch nicht belichteter Streifen des Röntgenfilms zur Belichtung freigibt. Diese Schritte werden so lange wiederholt, bis die gesamte X′/Y′-Schichtebene abgebildet ist.

Bei Tomographiebewegungen sowohl um die erste als auch um die zweite Rotationsachse 4, 5 findet anstelle der Schlitzblende 61 eine Lochblende Verwendung. Die in X/Y-Ebene kreisförmigen Belichtungsareale auf dem Bildaufnehmer 20 fuhren durch jeweils gleichsinnige translatorische Bewegungen des Objekts O und des Bildaufnehmers 20 hinter der starren Lochblende in X- bzw. X′-Richtung und in Y- bzw. Y′-Richtung zu einer Verschmelzung der jeweiligen kleinen, scharfen Tomogrammareale zu einem großflächigen, scharfen Tomogramm auch bei großen Rotationswinkeln von z. B. 15 bis 45° Die Steuereinheit 62 ist bei dieser Ausführungsform derart ausgebildet, daß das Untersuchungsobjekt in X′- und Y′-Richtung verfahren und zeilenweise abgetastet wird. Die Signale von den Pulsgebern oder Wegaufnehmern 66, welche die Bewegungen des Untersuchungsobjekts O entlang der Translationsachsen 1′, 2′ in X′- und Y′-Richtung erfassen, werden in der Steuereinheit 62 entsprechend der aktuellen Bildvergrößerung in Steuersignale umgewandelt und über die Steuerleitung 67 dem motorischen Antrieb 60 des Bildaufnehmers 20 zugeführt, der in dem Bildaufnehmer 20 entlang der X- und Y-Achse 1, 2 verfährt.

Die zweite Anordnung, mit der sich scharfe, großflächige Tomogramme auch unter Ausführung großer Rotationsbewegungen darstellen lassen, unterscheidet sich von der unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschriebenen Anordnung dadurch, daß eine mechanische Kopplung der Translationsbewegungen des Untersuchungsobjekts O und des Bildaufnehmers 20 vermieden wird. Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild der den Manipulator 30, die Strahlungsquelle 10 und den Bildaufnehmer 20 umfassenden Anordnung. Die Strahlungsquelle 10 ist eine Röntgenröhre. Der Bildaufnehmer 20 ist als elektronischer Bildwandler ausgebildet. Die Daten des elektronischen Bildwandlers werden über eine Datenleitung 68 einer Meßwerterfassungs- und Bildrekonstruktionseinheit 69 zugeführt. Die Daten der Meßwerterfassungs- und Bildrekonstruktionseinheit 69 werden über eine weitere Datenleitung 70 an eine Anzeigeeinheit 71, z. B. einen Monitor, ausgegeben, auf dem das Tomogramm dargestellt wird. Die Pulsgeber oder Wegaufnehmer 66 des Manipulators 30 zur Erfassung der translatorischen Bewegungen seiner Komponenten stehen über eine Signalleitung 65 mit der Steuereinheit 62 in Verbindung, die über die Steuerleitung 63 die Antriebsmittel 64 des Manipulators für die translatorischen und rotatorischen Bewegungen ansteuert. Die Steuereinheit 62 ist über die Datenleitung 67 mit der Meßwerterfassungs- und Bildrekonstruktionseinheit 69 verbunden.

Die Steuereinheit 62 steuert die Antriebsmittel des Manipulators derart an, daß der Objektträger mit dem Untersuchungsobjekt O schrittweise in X′- und Y′-Richtung verfahren wird, um das Objekt O zeilenweise abzutasten. Die Signale der Pulsgeber und Wegaufnehmer 66, welche die Bewegungen des Objekts O entlang der Translationsachsen 1′, 2′ in X′- und Y′-Richtung erfassen, werden in der Meßwerterfassungs- und Bildrekonstruktionseinheit 69 entsprechend der aktuellen Bildvergrößerung in Adressierungsdaten umgewandelt, welche die Lage der nebeneinanderliegenden und nacheinander aufgenommenen Tomogramme der interessierenden Bereiche ROI in einer Bildmatrix als Teilbilder definieren, die wesentlich größer ist als sie der elektronische Bildwandler selbst repräsentiert. Die Teilbilder der interessierenden Bereiche werden in einem digitalen Bildspeicher eingelesen, der Bestandteil der Meßwerterfassungs- und Bildrekonstruktionseinheit 69 ist. Entsprechend der Adressierungsdaten, welche die X- und Y-Koordinaten der Teilbilder innerhalb der hochauflösenden Bildmatrix angeben, wird ein großflächiges, scharfes Tomogramm zusammengefügt und dieses wird auf der nachgeschalteten Anzeigeeinheit 71 zur Anzeige gebracht.

Die beiden oben beschriebenen Ausführungsformen haben den Vorteil, daß die außerhalb der abzubildenden Schichtebene liegenden Störstrukturen bei gleicher Schärfe der Objektstrukturen infolge der großen Tomographiebewegungen wesentlich stärker verwischt werden, als bei der unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebenen Ausführungsform, die nur kleine Rotationsbewegungen des Untersuchungsobjekts erlaubt. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 bietet den zusätzlichen Vorteil, daß nur eine mechanische Bewegung, nämlich die Translationsbewegung des Prüfobjektes zur Erzeugung des Tomogramms erforderlich ist.

Nachfolgend wird eine weitere Ausführungsform beschrieben, welche die Erzeugung von hochauflösenden und scharfen Tomogrammen auch bei besonders großen Rotationsbewegungen erlaubt, z. B. Rotationen um einen Winkel ± 45 bis 75°. Bei dieser Ausführungsform weist der Manipulator eine zusätzliche Kompensationseinrichtung auf, mit der sich die unterschiedlichen Bildgrößen, die durch die Rotationsbewegungen des Prüfobjekts um die erste und/oder zweite Rotationsachse 4, 5 bewirkt werden, kompensieren lassen. Zur Veranschaulichung des Funktionsprinzips der Kompensationseinrichtung wird auf Fig. 7 Bezug genommen. In dem in Fig. 7 dargestellten Beispiel einer Tomographierotation um einen Winkel von ± 450 um die lotrecht auf der Zeichenebene stehende horizontale Rotationsachse 5 (vgl. Fig. 1) ergibt sich aus dem Kosinus des Rotationswinkels a zwischen den Objektbereichen A/B und A/B- bzw. A/B und A/B+ eine Verringerung der Bildgröße um den Faktor Kosinus 45°. Werden diese gestauchten Bilder um den entsprechenden Kompensationsfaktor von 1/cos α auf die Ursprungsgröße gebracht, so können sie mit dem Röntgenbild aus der Ruhestellung A/B ohne Schärfeverlust überlagert werden. Da der Objektpunkt B durch die Kompensation immer auf demselben Bildpunkt der Bildebene E des Bildaufnehmers 20 abgebildet wird, wird die Unschärfe des Punktes B wie auch anteilig die von D kompensiert. Es ergibt sich also für D dieselbe Verwischung wie für C, womit die Bedingung eines planaren Tomogramms mit konstanter Schichtdicke erfüllt ist.

Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild eines Manipulators 30, der zusätzlich mit einer Kompensationseinrichtung 73 ausgestattet ist. Die Kompensationseinrichtung 73 empfängt über eine Signalleitung 72 die Signale der Pulsgeber oder Winkelaufnehmer 66 des Manipulators 30, welche die Schwenkbewegungen um die erste und/oder zweite Rotationsachse 4, 5 erfassen und wandelt die Signale entsprechend dem Kosinus der Winkelabweichung α von der Objektebene zur Bildebene in Steuersignale um. Der als Bildaufnehmer dienende elektronische Bildwandler 20 empfängt die Steuersignale der Kompensationseinrichtung 73 über eine weitere Signaleinrichtung 74. Mittels der Steuersignale wird der Bildwandler 20 derart angesteuert, daß Bild des Objektes O während der Schwenkbewegungen um die erste und/oder die zweite Rotationsachse eine konstante Größe beibehält. Eine derartige Kompensation läßt sich mit technisch einfachen Mitteln insbesondere dann durchführen, wenn als Bildwandler Bildverstärker oder direkt röntgensensitive Vidicons Verwendung finden, die eine Bildgrößenentzerrung in X- und/oder Y-Richtung über entsprechende Steuerspannungen erlauben. In diesem Falle ist die Erstellung eines Tomogramms in Echtzeit möglich, beispielsweise indem über die Signalleitung 75 auf der Bildanzeigeeinheit 71, die als Speichermonitor ausgelegt ist, das Tomogramm direkt auf dem Monitorschirm entsteht. Ist die Bildanzeigeeinheit 71 als Blattfilmkamera ausgelegt, entsteht gleichfalls ein großflächiges und scharfes Tomogramm mit sehr großem Tomographiewinkel und dünner Tomographieschicht direkt auf dem Blattfilm in Echtzeit.

Der Bildaufnehmer kann aber auch als digitaler Bildwandler ausgebildet sein, bei der das als digitale Bilddatei (Bitmap) vorliegende Röntgenbild auf die Bildrekonstruktionseinheit 69 übertragen wird, und die einzelnen während der Durchführung der Rotationsbewegungen übertragenen Bilddateien gestaucht oder gedehnt werden, entsprechend dem aktuellen Korrekturfaktor, der zu dem jeweiligen Einzelbild über die Datenleitung 76 übertragen wird. Vorzugsweise werden während der Rotationsbewegung bei unterschiedlichen Rotationswinkeln mehrere Einzelbilder aufgenommen und durch Überlagerung (Bildintegration) wird ein Tomogramm erzeugt. Die Aufnahme von zehn bis zwölf Einzelbildern ist in der Praxis ausreichend.

Da sowohl die analoge Bildentzerrung am Bildwandler 20 über die Datenleitung 74, als auch die digitale Bildentzerrung (69) über die Datenleitung 76 ihre technische Grenzen in der Auflösung des aktiven Bildfensters 20 bzw. in der Größe der verwendeten Bildmatrix 69 finden, bietet die Kombination beider Methoden eine Optimierung der Bildqualität im resultierenden Tomogramm. Darüber hinaus können, wie oben beschrieben, auch mehrere solcher Tomogramme durch Transversalverschiebungen des Objektes erstellt und über die Informationen der Datenleitungen 67 zu einem noch größeren und hochauflösenderen Tomogramm zusammengesetzt werden, bevor sie über die Bildanzeigeeinheit 71 dargestellt werden.

Der erfindungsgemäße Manipulator kann auch zur Erzeugung von Mikrotomographien in vorteilhafter Weise Verwendung finden. In diesem Fall ist die Strahlungsquelle als Mikrofokus-Röntgenröhre ausgebildet, bei welcher der Brennfleck in den Mikrometer-Bereich verkleinert ist. Durch Translationsbewegungen in der Z-Achse (3) des äußeren Rahmens 34 wird der Manipulator 30 soweit von dem Bildaufnehmer 20 wegbewegt, daß der Röntgenschatten mehrfach vergrößert projiziert wird. Bei der Mikrotomographie - wie auch in geringerem Umfang bei jeder Vergrößerungsradiographie - entstehen gegenüber der vereinfachten Darstellung von Fig. 4 und Fig. 7 bei Verschwenkung des Objekts um den Winkel α unterschiedliche Bildvergrößerungen bei der Position B- und B+. Projiziert das Isozentrum in Bildmitte der X-/Y-Bildmatrix des Bildaufnehmers und erstreckt sich der interessierende Objektbereich über alle vier Quadranten des von der X-/Y-Achse gebildeten kartesischen Koordinatensystems, so entsteht beispielsweise bei der Rotation um 2 Achsen in jedem der vier Quadranten eine jeweils andere Kombination von Vergrößerungen und Verkleinerungen bezogen auf das Isozentrum. In solchen Fällen erweist sich die Verschiebung des Isozentrums an den Bildrand durch eine entsprechende Zentrierung des Manipulators 30 mittels des äußeren Rahmens 34 und die Kompensation der Verzeichnungen für nur einen einzigen, für die Bildgebung genutzten, Quadranten durch die Kompensationseinrichtung 73 als vorteilhaft.

Tomogramme aus verschiedenen Objektschichten können nach einer Bewegung des Prüfobjekts entlang der Translationsachse 3′ in Z′-Richtung nacheinander aufgenommen werden. Erfordert beispielsweise die Form oder Masseverteilung des Untersuchungsobjekts, daß die Tomographieebenen vor oder hinter das Isozentrum ISO gelegt werden müssen, so entsteht das Problem, daß alle zur entsprechenden Tomographieschicht gehörenden Objektstrukturen aus dem Zentralstrahl ZS herausgeschwenkt werden und zwangsläufig den sensitiven Bereich des fixierten Bildwandlers verlassen. Weder die oben vorgestellten noch das bekannte Verfahren der Seriskopie oder Tomosynthese kann in diesem Fall nicht angewandt werden, da alle Verfahren voraussetzen, daß zumindest im Bildrandbereich bei maximalem Tomographieexkursionswinkel die schichtzugehörigen Objektstrukturen abgebildet sein müssen. Die besondere Konstruktion des Manipulators erlaubt in solchen Fällen, durch Translationsbewegungen entlang der X′- und/oder Y′-Achsen 1′, 2′ der Rotation die entsprechenden Objektstrukturen im Zentralstrahl derart ortskonstant zu halten, daß keine weitere Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Bildes in der Projektion auf die Bildebene des Bildaufnehmers entsteht als durch die Rotation selbst. Es wird also im Gegensatz zur konventionellen Tomographie die Nachführbewegung des Bildaufnehmers in einer gegenläufigen, mechanischen Einheit durch eine Translationsbewegung des Objekts während der Rotation selbst ersetzt. Dadurch ist es möglich, das dynamische Isozentrum des Manipulators vor oder hinter das durch die Lage der Rotationsachsen 4, 5 vorgegebene mechanische Isozentrum zu verschieben.

Erfindungsgemäß beziehen sich die vorgestellten Röntgentomographieverfahren auf die X-/Y- Bildebene der konventionellen Tomographie, wobei der technische Aufwand vom Nutzer dieser Verfahren entsprechend der Art der Prüfobjekte im Einzelfall gezielt gesteuert werden kann, was bei der Computertomographie, die immer einen erheblichen Untersuchungsaufwand bedeutet, prinzipiell nicht möglich ist.

Der Vorteil, daß der Manipulator nur eine Bewegung, die des Untersuchungsobjekts, ausführt, kommt auch bei der Erstellung von Computertomographien zum Tragen, wenn die Bildrekonstruktionseinheit 69 aus Zeilen oder Spalten der X-/Y-Matrix Computertomogramme in der horizontalen X-/Z- oder der vertikalen Y-/Z-Ebene rekonstruiert. Als besonders vorteilhaft erweist sich hierbei, daß durch die Konstruktion des Manipulators Tomographieserien von denselben Objektbereich (ROI) in allen drei Raumebenen erstellbar sind, ohne daß das Objekt selbst neu orientiert werden müßte, was insbesondere für Mikroröntgenuntersuchungen relevant ist.

Tabelle 1

Vergleich der Tomographieverfahren. Die Spalte 2 bezieht sich auf Tomographieverfahren mit dem erfindungsgemäßen Manipulator

Claims (8)

1. In den Strahlengang zwischen einer Strahlungsquelle (10) und einem Bildaufnehmer (20) anzuordnender Manipulator (30) für verschiedene Tomographieverfahren, bei dem der interessierende Bereich (ROI) eines in den Manipulator einzuspannenden Objektes (O) in den Bereich des Schnittpunktes des von der Strahlungsquelle (10) ausgehenden Zentralstrahls (ZS) mit einer Rotationsachse (4) bringbar ist, um die herum schwenkbar ein Objektträger (51) mit Haltevorrichtung (53) für das Objekt (O) an einem Rahmen (34) angeordnet ist, wodurch außerhalb der Rotationsachse (4) verlaufende Störstrukturen des Objektes (O) mit zunehmender Entfernung von der Rotationsachse (4) verwischt auf dem Bildaufnehmer (20) darstellbar sind, und bei dem der Objektträger (51) entlang der Translationsachsen (1′, 2′) in X′- und Y′-Richtung und zusätzlich entlang der Translationsachse (3′) in Z′-Richtung verfahrbar ist, wobei die Achsen (1′, 2′) in X′- und Y′-Richtung bezogen sind auf die von den räumlichen Achsen (1, 2) in X- und Y-Richtung aufgespannte Ebene des Bildaufnehmers (20), sofern der Objektträger (51) in Ruhestellung nicht verschwenkt ist.

2. Manipulator nach Anspruch 1, bei dem der erste Rahmen (34) mit dem Objektträger (51) an einem zweiten, äußeren Rahmen (31) um eine zweite Rotationsachse (5) verschwenkbar gelagert ist, welche die erste Rotationsachse (4) schneidet, wobei der Schnittpunkt beider Rotationsachsen (4, 5) das Isozentrum (ISO) bildet, welches mittels Justierung des zweiten, äußeren Rahmens (31) in den Zentralstrahl (ZS) bringbar ist, wobei der erste Rahmen (34) mit dem Objektträger (51) so um die zweite Rotationsachse (5) schwenkbar ist, daß der im Isozentrum (ISO) befindliche interessierende Bereich (ROI) des einzuspannenden Objektes (O) in diesem verbleibt und alle Störstrukturen im Objekt (O) außerhalb des Isozentrums (ISO) mit zunehmender Entfernung vom Isozentrum verwischt auf dem Bildaufnehmer (20) darstellbar sind.

3. Manipulator nach Anspruch 2, bei dem eine mit dem zweiten, äußeren Rahmen (31) mechanisch gekoppelte Justiervorrichtung vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, daß der zweite, äußere Rahmen (31) in den drei räumlichen Achsen (1, 2, 3) in X-, Y- und Z-Richtung verfahrbar ist.

4. Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der mit Mitteln (66) zur Erfassung der translatorischen und/oder rotatorischen Bewegungen seiner Komponenten versehen ist und bei dem die translatorischen bzw. rotatorischen Bewegungen zumindest teilweise elektromotorisch angetrieben ausführbar sind (64), wodurch manuell oder rechnergesteuert komplexe, sowohl translatorische als auch rotatorische Komponenten beinhaltende Bewegungsabläufe mit dem Objektträger (51) durchführbar sind.

5. Manipulator nach Anspruch 4, bei dem

• - die Mittel (66) zur Erfassung der translatorischen und/oder rotatorischen Bewegungen Pulsgeber oder Wegaufnehmer sind, welche die Bewegung des Objektes (O) entlang der Translationsachsen (1′, 2′) in X′- und/oder Y′-Richtung des Objektes (O) erfassen (65), und
• - die von diesen Komponenten erfaßten Werte entsprechend der aktuellen Bildvergrößerung in Steuersignale (67) umgewandelt werden, mittels derer ein motorisch verschiebbarer Bildaufnehmer (20, 60), welcher hinter einer strahlungsundurchlässigen Blende (61) angeordnet ist, die nur den interessierenden Bereich (ROI) um den Zentralstrahl (ZS) durch eine Blendenöffnung auf die Ebene des Bildaufnehmers (20) freigibt, so in X- und/oder Y-Richtung verschiebbar ist, daß bei Verschiebung des Objektes (O) zu nebeneinanderliegenden Bereichen (ROI) unter Ausführung von Tomographierotationsbewegungen ein großflächiges planares Tomogramm oder Mikrotomogramm erzeugbar ist.

6. Manipulator nach Anspruch 4, bei dem

• - die Mittel (66) zur Erfassung der translatorischen und/oder rotatorischen Bewegungen Pulsgeber oder Wegaufnehmer sind, welche die Bewegungen des Objektes (O) entlang der Translationsachsen (1′, 2′) in X′- und/oder Y′-Richtung des Objektes (O) erfassen (65), und
• - die von diesen Komponenten erfaßten Werte entsprechend der aktuellen Bildvergrößerungin Adressierungsdaten (67) umgewandelt werden, mittels derer die von einem elektronischen Bildwandler als Bildaufnehmer (20) nebeneinanderliegenden und nacheinander aufgenommenen Teilbilder der interessierenden Bereiche (ROI) in einem nachgeschalteten digitalen Datenspeicher (69) zu einem einzigen planaren Tomogramm (71) oder Mikrotomogramm über verschiedene X/Y-Bezugspunkte zusammenfügbar sind.

7. Manipulator nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem

• - die Mittel (66) zur Erfassung der translatorischen und/oder rotatorischen Bewegungen Pulsgeber oder Wegaufnehmer sind, welche die Schwenkbewegungen um die erste und/oder zweite Rotationsachse (4, 5) erfassen (72), und
• - die von diesen Komponenten erfaßten Werte entsprechend des Kosinus der Winkelabweichung von der Objektebene zur Bildebene in einer Kompensationseinheit (63) umgewandelt werden in Steuersignale (74), mittels derer die horizontale und/oder vertikale Bildgröße eines als Bildaufnehmer (20) dienenden elektronischen Bildwandlers so steuerbar sind, daß das Bild des Objekts (O) auch bei großen Drehwinkeln eine konstante Größe auf der elektronischen Ausgabeeinheit (75, 71) beibehält.

8. Manipulator nach Anspruch 7, bei dem die Steuersignale (76) der Kompensationseinheit (63) als Kompressionsfaktoren oder Dekompressionsfaktoren für die Bildhöhe und/oder Bildbreite von digitalen Einzelbildern (68) vor deren Integration in einer Bildrekonstruktionseinheit (69) zu einem Tomogramm (69, 71) dienen.