DE2105259A1 - Gerat fur die Röntgenstrahlenfotografie - Google Patents

Gerat fur die Röntgenstrahlenfotografie

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Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät für die Röntgenstrahlenfotografie und dabei insbesondere eine Vorrichtung in derartigen Röntgenstrahlenfotografiegeräten, mit deren Hilfe die Durchschnittsbelichtung in der Bildebene des Gerätes besser ausgeglichen wird, so daß die durchschnittliche Belichtung über die gesamte Fläche des zur Bildwiedergabe verwendeten Trägers im wesentlichen konstant ist.
Ein Röntgenstrahlenfotografiegerät weist, wie dies allgemein bekannt ist, als seine Grundbestandteile
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eine Quelle einer ionisierenden Strahlung, normalerweise eine Röntgenstrahlenröhre, eine Objektebene, in der sich das Objekt befindet, das durch die Röntgenstrahlen untersucht werden soll, und eine Bildebene auf, die zur Strahlungsquelle auf der gegenüberliegenden Seite der Objektebene liegt und in der ein Bildaufzeichnungsträger angebracht ist. Der Bildaufzeichnungsträger kann ein für ionisierende Strahlung empfindlicher Film sein oder auch ein fluoreszierender Wiedergabeschirm oder ein elektronischer Bildverstärker. Eine besondere Schwierigkeit bei derartigen Röntgenaufzeichnungsgeräten besteht darin, daß die mittlere Intensität in verschiedenen Abschnitten der das zu untersuchende Objekt verlassenden Strahlung sehr große Unterschiede aufweist, womit auch die durchschnittliche Belichtung der entsprechenden unterschiedlichen Abschnitte und Bereiche des Bildwiedergabemediums sehr unterschiedlich angeregt werden, was auf Unterschiede in der Dicke, der Dichte und der Absorptionseigenschaften der einzelnen Bereiche des Objekts zurückzuführen ist. Infolgedessen ist es offe unmöglich, eine Belichtung oder Ausleuchtung über den gesamten Bereich des Bildwiedergabe emediums innerhalb einer vorgegebenen Spanne des Bildwiedergabemediums, der sogenannten Beliehtungsbreite, zu erzielen. So sind dann bestimmte Bereiche des Röntgenbildes
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überbelichtet, wogegen andere Bereiche unterbelichtet sind, und in diesen Bereichen werden die Bildkontraste dann so gering, daß sie die gewünschten und benötigten Informationen über das durch die Röntgenstrahlung untersuchte Objekt nicht mehr geben können.
Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, wurde bereits vorgeschlagen, die Strahlung mit Hilfe von Absorptionsfiltern zu modifizieren, welche in den Strahlengang zwischen die Strahlungsquelle und die Objektebene derart eingebracht werden, daß die Durchschnittsintensität der Strahlung in den einzelnen Abschnitten in der Bildebene und so die durchschnittliche Belichtung der verschiedenen Bereiche auf dem Bildwiedergabemedium ausgeglichen und über die gesamte Bildebene im wesentlichen konstant gemacht werden. Diese Absorptionsfilter bestehen aus einem oder mehreren Körpern eines Strahlen absorbierenden Materials, im allgemeinen einem Metall, und diese Absorptionskörper haben eine solche Form, Dicke in Richtung der Strahlung und werden so in den Strahi/feingebrachi, daß die Absorption in den verschiedenen Bereichen der Strahlung im wesentlichen umgekehrt proportional der Absorption in den entsprechenden Bereichen der Strahlung
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durch das Objekt, was untersucht werden soll, ist. Es versteht sieh, daß die Anordnung dieser Absorptionskörper relativ zur Strahlung sehr genau vorgenommen werden muß, wenn diese Körper die Strahlung in korrekter Weise in Bezug auf die Größe und Gestalt des zu untersuchenden Objekts beeinflussen sollen. Die Ausrichtung der Äbsorptionskörper in die genauen Stellungen bezüglich der Strahlen hat bisher auch bereits zu erheblichen Schwierigkelten geführt.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Gerät für die Röntgenstrahlenuntersuchung der oben bezeichneten Art zu schaffen, bei dem die korrekte Ausrichtung von Absorptionskörpern relativ zur ionisierenden Strahlung hinsichtlich der Größe und Form des durch die Röntgenstrahlung zu untersuchenden Objekts wesentlich vereinfacht ist.
Zu dem Zweck weist das Röntgenstrahlenuntersuchungsgerät gemäß der Erfindung eine Quelle von sichtbarem Licht auf, die einen Strahl sichtbaren Lichts auf die Absorptions« filtervorrichtung derart wirft, daß der Lichtstrahl, nachdem er durch die Absorptionskörper in eier Filtervorri oht ■ ?i£ beeinflußt ist, diese in Richtung auf die Objektebene .-·->
verläßt, als wäre der Lichtstrahl aus der Quelle für die ionisierende Strahlung abgegeben worden, wodurch eine sichtbare Wiedergabe der lagemäßigen Anordnung der Absorptionskörper im Strahlengang in der Objektebene durch den Lichtstrahl erzeugt wird. Es wird folglich erfindungsgemäß ein sichtbares Abbild der Absorptionskörper mit Hilfe eines Strahls von sichtbarem Licht auf die Objektebene projiziert und auf die das in dieser Ebene angebrachte Objekt,und dieses Bild entspricht lagemäßig den Schatten die die Absorptionskörper auf dem Objekt erzeugen, wenn es der ionisierenden Strahlung aus der Strahlungsquelle des'Rontgenuntersuchungsgerates ausgesetzt ist, welche dann durch die Absorptionskörper der Filtervorrichtung hindurchtreten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der sichtbare Lichtstrahl auf die Seite der Absorptionsfiltervorrichtung gerichtet, die der Quelle ionisierender Strahlung zugewandt ist, so daß die Absorptionskörper durch das sichtbare Licht in derselben Weise beleuchtet werden wie auch durch die ionisierende Strahlung, wodurch dann sichtbare Schatten der Absorptionskörper in
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der Objektebene und auf dem durch die Röntgenstrahlung zu untersuchenden Objekt hervorgerufen werden. Dieses Schattenbild kann dann zur Justierung der Absorptionskörper in die genaue gewünschte Lage verwendet werden.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das sichtbare Licht auf die Seite der Absorptionsfiltervorrichtung gerichtet, die der Objektebene zugewandt ist, und die Absorptionskörper der Filtervorrichtung sind wenigstens auf dieser der Objektebene zugewandten Seite mit einer reflektierenden Fläche ausgestattet, »o daß sie das sichtbare Lieht auf die Objektebene in der Richtung zurückwerfen, als käme es von der Stelle, an der die Quelle für die ionisierende Strahlung sitzt. Auch in diesem Fall wird ein sicätbares Bild der Absorptionskörper auf der Objektebene und dem durch die Röntgenstrahlung zu untersuchenden Objekt hervorgerufen, welches Bild dann zur Justierung der genauen Lage der Absorptionskörper verwendet werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung mit ihren kennzeichnenden Merkmalen noch stärker ins einzelne gehend anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung wiedergegeben sind, beschrieben. Es zeigen:
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Pig. 1 schematisch das Verfahren, das bei der Erfindung zum Ausgleich der durchschnittlichen Belichtung in einem Röntgenstrahlenuntersuehungsgerät mit Hilfe von Strahlen absorbierenden Körpern durchgeführt wird, die in den Strahlengang zwischen die Strahlungsquelle und die Objektebene eingesetzt werden;
Fig. 2 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung zur Erleichterung der Einstellung und Justierung der Absorptionskörper in die korrekte Lage, wobei eine Quelle sichtbaren Lichtes ihre Strahlen auf die Seite der Absorptionskörper lenkt, die der Quelle ionisierender Strahlung zugewandt ist;
Fig. 5 einen Querschnitt durch ein mögliches Ausführungsbeispiel eines Absorptionskörpers, der bei der Vorrichtung nach Fig. 2 verwendet werden kann;
Fig. 4 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung zur Erleichterung der Justierung der Absorptionskörper in die korrekte Lage, wobei in dieser Vorrichtung die Strahlen einer Quelle sichtbaren Lichtes auf die Seite der Absorfcptionskörper gerichtet werden, die der Objektebene zugewandt ist, und die Absorptionskörper mit einer liehtreflektierenden Oberfläche ausgestattet sind, von der die sichtbaren Lichtstrahlen auf die Objektebene zurückgeworfen werden;
Fig. 5a
und pb in Draufsicht und Schnitt eine einfache Ausführungsform eines Absorptionskörpers zur Verwendung bei der Vorrichtung nach Fig. 4;
Fig. 6a
und ob Draufsicht und Endansicht eines zweiten einfachen Absorptionskörpers für die Vorrichtung gemäß Fig. 4;
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Pig. 7 in schematischer Darstellung ein anderes
Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung, bei welchem die Strahlen sichtbaren Lichtes auf die Seite der Absorptionskörper gerichtet sind, die der Strahlungsquelle für ionisierende Strahlung zugewandt ist, und die Körper mit optischen Linsen zum Pokusieren bestimmter Bereiche der Lichtstrahlen ausgestattet sind, wodurch lichtstarke Bereiche auf der Objektebene hervorgerufen werden;
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung, bei welchem die Strahlen der sichtbaren Lichtquelle auf die Seite der Absorptionskörper gerichtet sind, die der Objektebene zugewandt istj diese Seite ist mit einer lichtreflektierenden Fläche und zusätzlich mit ofeptischen Linsen zum Fokusieren bestimmter Bereiche der Lichtstrahlen ausgestattet, wodurch besonders lichtstarke Zonen auf der Objektebene hervorgerufen werden; und
Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung, bei welcheä?m die Strahlen sichtbaren Lichtes auf die der Objektebene zugewandte Seite der Absorptionskörper geworfen werden und diese Seite der Absorptionskörper mit einer lichtreflektierenden Fläche versehen ist, die konkave Abschnitte zum Pokusieren bestimmter Teile des Lichtstrahle aufweist, um besonders lichtstarke Zonen in der Objektebene hervorzurufen.
Die Fig. 1 zeigt nur sehr schematisch eine grundlegende Anordnung des Gerätes für die Rontgenstrahlenuntersuchung mit einer Quelle 1 für die ionisierende Strahlung, welche im allgemeinen eine Röntgenstrahlenröhre ist, eine Objektebene 2, in der sich das Objekt J befindet, welches durch die Röntgenstrahlen untersucht werden soll, und einer
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Bildebene 4, in der sich das Bildwiedergabemedium 5 befindet und das in dem gezeigten Beispiel aus einem für Röntgenstrahlen empfindlichen Film besteht. Der von der Strahlungsquelle ausgehende Strahl,der dazu benutzt wird, das Untersuchungsbild vom Objekt 2 zu liefern, ist schematisch mit den gestrichelten Linien 6 angedeutet. Wie ebenfalls schematisch angedeutet wird angenommen, daß das Objekt 5 starke Schwankungen in der Dicke, Dichte und in den Absorptionseigenschaften aufweist. Die durch das Objekt hindurchgetretene Strahlung würde also normalerweise sehr starke Unterschiede in der Intensität in verschiedenen Bereichen auf der Bildebene 4 haben, wodurch sich erhebliche Schwankungen in der Belichtung in diesen Bereichen auf dem Film 5 ergäben, so daß einige Zonen überbelichtet wären, während andere wieder unterbelichtet sind. Um dies nun zu verhindern, ist eine Absorptionsfiltervorrichtung in den Strahlengang der ionisierenden Strahlen 6 zwischen Strahlungsquelle 1 und Objektebene 2 vorzugsweise nahe der Strahlungsquelle 1 eingebracht. Diese Absorptionsfiltervorrichtung besteht im wesentlichen aus einem oder mehreren Körpern 7 aus einem etrahlungsabsorbierenden Material von verschiedener Dicke in Richtung der Strahlung, wodurch sich unterschiedliche Absorption ergibt, und von solcher Gestalt und in derartiger Anordnung
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im Verhältnis zur Strahlung 6, daß ihre Absorption in den einzelnen Bereichen im wesentlichen umgekehrt proportional der Absorption der entsprechenden Zonen auf dem Objekt 3 ist. Auf diese Weise kann eine Vergleichmäßigung der IntensitatsSchwankungen der Strahlen erzielt werden, welche das Objekt 5 verlassen und den Film 5 belichten, so daß eine Intensitätsverteilung erzielt werden kann in der Bildebene 4, wie sie im unteren Teil diagrammartig in der Fig. 1 angedeutet ist. Bei diesem Diagramm wird in der horizontalen Achse die räumliche Anordnung der Bildebene k wiedergegeben, wohingegen die vertikale Achse die Strahlungsintensität und folglich die Belichtung des Filmes 5 repräsentiert. Die Zone zwischen den beiden gestrichelt angedeuteten Pegeln A und B ist der zulässige Arbeitsbereich des Films 5* die sogenannte Belichtungsbreite. Wie sich aus diesem Diagramm ersehen läßt, fallen alle Teile des von der Strahlung erfaßten Bereichs in diesen zulässigen Intensitätsbereich. Liegen Intensitäten oberhalb des Pegels B vor, so können keine Kontraste im Bild mehr festgestellt werden, da der Film 5 dann überbelichtet ist. Im Intensitätsbereich unterhalb des Pegels A treten bereits Hintergrundschleier auf, so daß schwache Kontraste des Bildes dann verloren/gehen. Die Größe des Intensitätsbereiches wird im wesentlichen durch
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die Größe der Sekundärstrahlung oder Streustrahlung bestimmt. Aufgrund der Absorptionskörper J, die in den Strahlengang zwischen Strahlungsquelle 1 und Objekt 3 eingebraeöh sind, und zwar vorzugsweise nahe der Strahlen-
quelle 1, wird die Streustrahlung verhältnismäßig klein gehalten in der Bildebene 4, da die Streustrahlung von den Absorptionskörpern 7 die Bildebene 4 nicht erreicht, und die Streustrahlung vom Objekt 3 dadurch vermindert ißt, daß die Intensität der Strahlung 6 bereits durch die Absorptionskörper 7 vermindert ist, bevor die Strahlen das Objekt 3 erreichen.
Es versteht sich, daß die Absorptionskörper 7 > '
ir·"--' im Bezug auf die Strahlung 6 nach Form und Größe des zu untersuchenden Objekts 3 genau ausgerichtet werden müssen, um das gewünschte Ergebnis zu erhalten. Zu dem Zweck sind die Absorptionükörper 7 vorzugsweise in einer J-V Ebene senkrecht zur Richtung der Strahlen oder auf einer *£\ Kugelfläche mit der Strahlungsquelle 1 als Mittelpunkt : / verschiebbar angeordnet. Wird nur ein einziger Absorptionskörper verwendet, dann kann dieser auch um eine Achse parallel zur Hauptachse der Strahlung der Strahlungsquelle 1 drehbar angebracht sein. Die Absorptionskörper können ebenfalls im Richtung der Strahlung selbst verschiebbar sein,
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so daß ihr Abstand von der Strahlungsquelle 1 verändert werden kann.
Zur Erleichterung der Einstellung der Absorptionskörper in eine genaue Lage bezüglich Größe und Form des zu untersuchenden Objekts weist die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Quelle 8 für sichtbares Licht auf, die einen sichtbaren Lichtstrahl (mit punktierten Linien gezeichnet) aussendet, der auf einen schräg angebrachten Spiegel 9 gerichtet ist, welcher zwischen die Quelle 1 für die ionisierende Strahlung und die Absorptionskörper 7 eingebracht ist und das Licht auf die Absorptionskörper 7 in derselben Richtung wirft wie auch die ionisierenden Strahlen von der Strahlungsquelle 1 auftreffen, welche durch gestrichelte Linien in der Zeichnung wiedergegeben sind. Das sichtbare Licht wird auf die Absorptionskörper folglich so gerichtet, als wenn es von der Strahlungsquelle 1 herrühren würde. Es versteht sich, daß das sichtbare Licht ein Schattenbild der Absorptionskörper 7 auf dem Objekt J5 in der Objektebene 2 wirft und auch auf die Trägerfläche 10 für das Objekt, Dieses Schattenbild kann dazu verwendet werden, die Absorptionskörper 7 in die genaue gewünschte Lag:
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bezüglich Größe und Form des Objekts 3 auszurichten. Die Lichtquelle 8 und der schräggeneigte Spiegel 9 entsprechen im Prinzip einem optischen Feldindikator, wie er allgemein in Röntgenstrahlenuntersuchungsgeräten verwendet wird, und können in der Praxis tatsächlich ein solcher Feldindikator sein.
Das Röntgenstrahlenuntersuchungsgerät, das in der Fig. 2 beispielsweise dargestellt ist, ist ebenfalls von üblicher Gestaltung mit einer Blende 11 zur Begrenzung des Strahls der ionisierenden Strahlung aus der Strahlungsquelle 1. Auch diese Blende 11 kann mit Hilfe ihres Schattenbildes, das durch die sichtbaren Lichtstrahlen aus der Lichtquelle 8 auf dem Objekt 3 und auf der Trägerfläche 10 erzeugt wird, genau justiert werden. Um die Lage der Blende 11 und die Lage der Absorptionskörper 7 unabhängig voneinander bestimmen zu können, sollte es vorzugsweise möglich sein, die Schattenbilder der Blende 11 und der Absorptionskörper 7 voneinander zu unterscheiden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Blende 11 und die Abüorptionskörper 7 aus Materialien unterschiedlicher Durchlaüeigenschaften für sichtbares Licht hergestellt werden. Die Blende 11 kann beispielsweise aus einem Bleiglas
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bestehen, das für sichtbares Licht durchlässig ist, ionisierende Strahlen jedoch absorbiert, wogegen die Absorptionskörper 7 aus einem Material hergestellt sein können, das für sichtbares Licht nicht durchlässig ist. Wird dann das Bleiglas noch mit einem Muster eines optischen Schirms versehen, so kann der Schatten der Blende 11 auf dem Objekt 3 und auf der Trägerfläche 10 leicht erkannt werden. Zunächst wird die Blende 11 in die gewünschte Lage ausgerichtet, was mit Hilfe ihres Schattens geschieht, so daß die gewünschte Begrenzung der ionisierenden Strahlung erreicht ist, wonach dann die Absorptionskörper 7 in den Strahlengang eingebracht werden und die gewünschte Lage erhalten, wozu die Schatten •der Absorptionskörper als Führung dienen.
Auch die Absorptionskörper J können aus einem Material bestehen, das für sichtbares Licht einen hohen Durchlässigkeitsgrad hat, während die ionisierende Strahlung nur in bestimmt begrenzter Weise durchgelassen wird. So können z.B. Absorptionskörper aus einem Plastikmaterial oder einem ähnlichen Werkstoff bestehen, dem eine pulverförmige Substanz mit hohem Atomgewicht beigemischt ist, so daß das Material geeignete Absorptionseigenschaften für die ionisierende Strahlung erhält. Die Absorptionskörper können auch aus
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Bleiglas gefertigt sein. Wenn die transparenten Absorptionskörper eine unterschiedliche Färbung oder von der Blende unterscheidbare optische Muster erhalten, dann können die Schattenbilder der Absorptionskörper ebenfalls leicht von dem Schattenbild der Blende unterschieden werden. Um eine Verzerrung der sichtbaren Lichtstrahlen bei dem Durchgang durcn die transparenten Absorptionskörper zu verhindern, können diese vorzugsweise in der in Fig. J5 schematisch angedeuteten Weise gestaltet sein. Fig. 5 zeigt einen Schnitt parallel zur Durchtrittsrichtung der Strahlung. Der Absorptionskörper 7 besteht aus einem für sichtbares Licht transparenten Material, welches Jedoch für die ionisierenden Strahlen einen bestimmten Absorptionsfaktor aufweist, und er 1st aus den Teilen 12a und 12b von Material desselben Brechungsindex für sichtbares Licht wie das Material des Absorptionskörpers 7 jedoch mit einem höheren Durchlässigkeitsgrad für die ionisierende Strahlung zu einer Anordnung von im wesentlichen konstanter Dicke in Richtung der Strahlung zusammengesetzt. Auf diese Weise wird eine Brechung des sichtbaren Lichtes beim Durchtritt durch den AbscrptionskÖrper vermieden,
Werden Absorptionskörper von einem Material verwendet, das für sichtbares Licht durchlässig ist, in
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einer Vorrichtung, wie sie in Fig. 2 schematisch angedeutet ist, dann kann die korrekte Justierung der Lage der Absorptionskörper zusätzlich noch dadurch erleichtert werden, daß die Absorptionskörper mit lichtundurchlässigen Linien ausgestattet sind, die entsprechende scharfe Schattenlinien auf dem Objekt 3 und auf der Trägerfläche 10 erzeugen, so daß diese Schattenlinien ebenfalls für die Justierung der Lage der Absorptionskörper verwendet werden können. Die lichtundurchlässigen Linien auf den transparenten Absorptionskörpern können vorzugsweise so angeordnet sein, daß sie Punkte auf den Absorptionskörpern verbinden, die im wesentlichen dieselbe Absorption haben, d.h. dieselbe Dicke in Richtung der Strahlung. Die lichtundurchlässigen Linien entsprechen somit Linien gleichet Absorptionsfähigkeit auf den Absorptionskörpern. Die Abstände zwischen den Linien werden vorzugsweise so gewählt, daß sie jeweils einem bestimmten Dickenunterschied des zu untersuchenden Objekts entsprechen. Die Absorptionskörper können also in eine solche Lage gebracht werden, daß die Schattenlinien, die auf dem Objekt durch die lichtundurchlässigen Linien auf den Absorptionskörper hervorgerufen werden, mit Punkten auf dem Objekt übereinstimmen, die entsprechende Dickenunterschiede aufweisen.
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Das schematisch in der Pig. 4 wiedergegebene Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gerätes weist eine Quelle für sichtbares Licht 13 auf, die zwischen die Objektebene 2, in welchej/sich das Objekt 3 befindet, das durch die Röntgenstrahlen untersucht werden soll, und den Absorptionskörper 7 eingesetzt ist, der bei dem Beispiel als eine einzelne ausgehöhlte Platte dargestellt ist. Ein Strahl sichtbaren Lichtes 14 wird von der Unterseite gegen den Absorptionskörper 7 gerichtet. Die untere Fläche des Absorptionskörpers ist als lichtreflektierende Fläche 15 ausgebildet, die den Lichtstrahl 14 auf die Objektebene 2 reflektiert. Die Lage der Lichtquelle 13 im Bezug auf die reflektierende Fläche 15 am Absorptionskörper 7 ist so gewählt, daß der von der Fläche 15 reflektierte Lichtstrahl dieselbe Richtung hat, als ginge er von der Quelle 1 für die ionisierende Strahlung aus. Es erzeugt somit der Lichtstrahl 14, der von der Reflektionsflache 15 des Absorptionskörpers 7 reflektiert wird, ein sichtbares Bild des Absorptionskörpers 7 auf dem Objekt 3 und der Trägerfläche 10. Dieses Bild kann dazu verwendet werden, den Absorptionskörper J in der gewünschten Lage zu positionieren.
Die Lichtquelle 13 ist in einem rohrförmigen Halter
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befestigt, der mechanisch mit der Quelle 1 für die ionisierende Strahlung derart verbunden ist, was in der Zeichnung im einzelnen nicht wiedergegeben ist, daß während der Einstellungsarbeit die Längsachse des rohrförmigen Halters genau mit der Hauptachse des Lichtstrahls der ionisierenden Strahlung aus der Lichtquelle 1 zusammenfällt. Die Lichtquelle 15 ist außerdem so ausgebildet, daß sie einen zweiten, sehr feinen Strahl sichtbaren Lichtes I7 durch den rohrförmigen Halter 16 hindurch unmittelbar auf die Objektebene 2 wirft. Dieser zweite Lichtstrahl I7 fällt genau mit der Richtung der Hauptachse des Strahls von der ionisierenden Strahlungsquelle 1 zusammen und erzeugt so einen leuchtenden Fleck auf dem Objekt 5, welcher damit die Stelle des zentralen Strahls des ionisierenden Strahlungsbündels andeutet. Auf diese Weise dient der rohrförmige Halter 16 mit der Lichtquelle 15 zusätzlich noch als Strahlzeiger. Der rohrförmige Halter 16 mit der Lichtquelle 1j5 schwenkbar in dem RöntgenstrahlUntersuchungsgerät so befestigt, daß er aus dem Strahlengang herausgeschwenkt werden kann, bevor das Objekt j5 der ionisierenden Strahlung ausgesetzt wird.
Um die Einstellung des Absorptionskörpers in der Vorrichtung gemäß Pig. 4 noch weiter zu erleichtern, kann
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die reflektierende Fläche I5 des Absorptionskörpers 7 in mehrere einzelne Flächen unterteilt sein, was mit Hilfe von nichtreflektierenden Linien geschehen kann, die dann entsprechende dunkle Linien auf dem Objekt J5 oder auf der Trägerfläche 10 erzeugen. Diese nichtreflektierenden Linien sind dann vorzugsweise auf dem Absorptionskörper 7 so angebracht, daß sie bestimmte Stellen miteinander verbinden, z.B. solche, die im wesentlichen gleiche Absorptionseigenschaftfen haben.
Fig. 5a und 5b zeigen in Draufsicht und Schnitt einen Absorptionskörper 7 dieser Art. Der Absorptionskörper ist elliptisch ausgehöhlt und kann beispielsweise für die Schädenröntgenologie verwendet werden. Die Reflektionsflache I5 ist in eine Anzahl elliptische Flächenbereiche 15a, 15b und 15c durch nichtreflektierende elliptische Linien I8a und 18b unterteilt, welche Punkte auf dem Absorptionskörper 7 miteinander verbinden, die die gleiche Dicke in Richtung der Strahlung und somit die gleiche Absorption haben. Der Abstand zwischen zwei elliptischen Ringen 18a und I8b kann einer bestimmten Differenz
sind in der Absorptionsfähigkeit entsprechen. Außerdem/die
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Reflektionsflachen 15a, 15b und 15c durch zwei aufeinander senkrecht stehende, nichtreflektierende Linien 19a und 19b unterteilt. Damit kann der Mittelpunkt des Absorptionskörpers leicht in eine bestimmte Lage in Bezug auf den Röntgenstrahl ausgerichtet werden.
Fig. 6a und 6b zeigen schematisch in Draufsicht und Endansicht einen anderen Absorptionskörper derselben Type, welcher jedoch eine langgestreckte Furche unterschiedlicher Breite hat. Ein Absorptionskörper dieser Art wird vorzugsweise bei der Röntgenuntersuchung langgestreckter Objekte variierender Breite verwendet wie z.B. von Gliedern. Die reflektierende Fläche 15 auf dem Absorptionskörper ist in diesem Fall in Flächenbereiche 15a, 15b und 15c mit Hilfe von nichtreflektierenden Linien 18a und 18b unterteilt, welche sich entlang der Furche im Absorptionskörper 7 erstrecken und Punkte gleicher Dicke und damit gleicher Absorptionsfähigkeit auf dem Absorptionskörper miteinander verbinden.
Ein Nachteil der in den Fig. 2 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiele von Geräten liegt darin, daß die Licht- oder Schattenbilder der Absorptionskörper, die auf
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dem Objekt und der Trägerfläche hervorgerufen werden, verhältnismäßig geringe Intensität haben, so daß es bei Tageslicht schwierig ist, die Einstellung mit der genügenden Klarheit vorzunehmen. Es muß deshalb die Justierung der Absorptionskörper in die richtige Lage bei abgedunkelter Umgebung vorgenommen werden. Eine beträchtliche Verbesserung in dieser Hinsicht wird mit einem abgewandelten AusfUhrungsbeispiel erzielt, wobei die Abwandlung darin besteht, daß die Absorptionskörper mit optischen Pokusierungsmitteln ausgestattet sind, durch die bestimmte Teile der sichtbaren Lichtstrahlen in lichtintensive Bereiche des Objektträgers geleitet werden, die vorherbestimmten Plätzen der Absorptionskörper entsprechen. Auf diese Weise enthält das Schatten- oder Lichtbild der Absorptionskörper auf dem Objekt oder der Trägerfläche lichtintensive Zonen von solcher Helligkeit, daß die Justierung der Absorptionskörper in die korrekte Lage auch bei Tageslicht durchgeführt werden kann.
Fig. 7 zeigt schematisch diese Abwandlungsform der Vorrichtung, wie sie ansonsten bereits in Pig. 2 gezeigt und anhand derer beschrieben ist. Das sichtbare Licht von der Lichtquelle 8 wird auf die Seite der Absorptionskörper
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gelenkt, die der Strahlungsquelle 1 der ionisierenden Strahlung zugewandt ist, so daß auf dem Objekt 5 und der Trägerflächen 10 ein Schattenbild der Absorptionskörper entsteht. Dieses Licht- und Schattenbild wird dadurch deutlicher, daß Sammellinsen 21 entlang den äußeren Rändern der Absorptionskörper angebracht sind, wodurch Teile des sichtbaren Lichtes (durch punktierte Linien angedeutet), die durch diese Linsen hindurchtreten, auf dem Objekt 3 und der Trägerfläche 10 lichtstarke Zonen hervorrufen. Diese lichtstarken Zonen bilden eine leicht erkennbare Zeichnung der äußeren Ränder der Absorptionskörper 7, so daß sie als Führung für die Justierung der Absorptionskörper dienen können. Wie schematisch in Fig. 7 gezeigt, sind die Sammellinsen 21 vorzugsweise so gestaltet, daß sie eine prismatische Brechung des Lichtes erzeugen, das durch die linsen hindurchtritt, wobei die Basisflächen der Prismen auf die Absorptionskörper gerichtet sind. Das durch diese Linsen hindurchtretende Licht wird in Richtung auf die Prismenbasis abgelenkt, wodurch die lichtstarken Zonen, die von den Linsen erzeugt werden, dort auf dem Objekt 3 oder der Trägerfläche 10 zu finden sind, wo der Rand der Absorptionskörper hinproJiziert wird und nicht an der Projektionsstelle der eigentlichen Linsen
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selbst. Polglich entsprechen die lichtstarken Zonen, die durch die Linsen hervorgerufen werden, einem bestimmten Ort auf den Absorptionskörpern, so daß sie als Führung zur Justierung der Absorptionskörper selbst auf dem Objekt 3 verwendet werden können. Es kann z.B. vorteilhaft sein, den Linsen eine derartige prismatische Brechung zu verleihen, daß die lichtstarken Zonen gerade die Kanten des mit den Röntgenstrahlen zu untersuchenden Objekts berühren. Eine günstige Wirkung wird erzielt, wenn die prismatischen Sammellinsen als langgestreckte zylindrische Linsen ausgebildet sind, die entlang den Rändern der Absorptionskörper verlaufen, wodurch langgestreckte,helle Zonen auf dem oder um das Objekt herum entstehen, das mit den Röntgenstrahlen untersucht werden soll. Es versteht sich auch, daß mit einer prismatischen Brechung in den Sammellinsen 21 ein bestimmter Parallaxenfehler in der Weise -erzeugt wird, daß die Stellung der hellen Lichtbereiche auf dem Objekt J5 von der Dicke des Objekts abhängt. Dieser Parallaxenfehler hat jedoch eher einen Vorteil als einen Nachteil, da bei einem dickeren Objekt der durch die Linsen erzeugte helle Bereich auf der Oberseite des Objekts J näher der Mittelachse des Strahls ionisierender Strahlung erscheint als bei einem dünneren Objekt, was dem Röntgenologen anzeigt, daß die Absorptionskörper 7 weiter von der
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Mittelachse entfernt angebracht werden müssen, was genau für ein dickeres Objekt zu fordern ist.
Pig. 8 zeigt schematisch, wie ein gleiches Ergebnis bei einer Vorrichtung gemäß Ausführung nach Fig. H-erzielt werden kann, bei welcher die Quelle 13 für sichtbares Licht so angeordnet ist, daß das sichtbare Licht auf die Seite des Absorptionskörpers gerichtet ist, die der Objektebene 2 zugewandt ist, und bei welcher der Absorptionskörper mit einer reflektierenden Fläche 15 versehen ist, von der die Lichtstrahlen auf das Objekt 3 und die Trägerfläche 10 zurückgeworfen werden. In diesem Fall ist der Absorptionskörper 7 mit einer oder mehreren Sammellinsen 20a und 20b ausgestattet die vor der reflektierenden Fläche 15 oder unmittelbar auf dieser angebracht sind, wodurch die Lichtstrahlen von der Fläche 15 fokusiert reflektiert werden und auf dem Objekt 3 und der Trägerfläche 10 Zonen besonderer Helligkeit erzeugen. Bei dem dargestellten Beispiel sei angenommen, daß die Linse 20a eine Linse mit einer kugelförmigen Oberfläche ist, die auf dem Objekt 3 einen im wesentlichen kreisrunden Lichtfleck erzeugt. Hingegen ist die Linse 20b ringförmig und verläuft entlang des Außenrandes des Absorptionskörpers 7, wodurch sie eine
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elliptische oder kreisförmige helle Linie auf dem Objekt 5 und dem Trägerkörper 10 hervorruft.
Es versteht sich, daß ein gleiches Ergebnis erzielt werden kann, wenn nicht Sammellinsen 20a und 20b auf der reflektierenden Fläche 15 des Absorptionskörpers J angebracht werden sondern statt dessen die Fläche 15 entsprechende konkave Abschnitte aufweist, die durch geeignete Fokusierung die Lichtstrahlen in bestimmte Bereiche besonderer Helligkeit auf dem Objekt und der Trägerfläche lenken. Ein Absorptionskörper 7 dieser Art ist schematisch in Fig. 9 gezeigt. Die reflektierende Fläche 15 auf der Unterseite des Absorptionskörpers weist einen mittleren, kugelförmig konkaven Bereich 15a und einen äußeren ringförmigen Bereich 15b ebenfalls konkaver Gestalt auf, der den Bereich 15a umgibt.
Um eine gleichmäßige Bildkontrastverteilung in allen Bereichen des Röntgenbildes zu erzielen ist jedoch die Auswahl der atrahlungsabsorbierenden Substanz in den Absorptionskörpern ebenfalls von Bedeutung. Bei den bisher bekannten Vorrichtungen werden im allgemeinen Absorptionskörper aus Aluminium verwendet. Dies hat den Nachteil, daß
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diejenigen Teile der Strahlung, die durch dünne Bereiche des Objekts hindurchtreten und die folglich durch dicke Abschnitte der Absorptionskörper hindurch müssen, eine Verschiebung des Energieverteilungsspektrums der Strahlung zu höheren Energiewerten durchmachen, d.h., daß die Strahlung dort härter wird. Da diese härtere Strahlung eine höhere Durchdringfähigkeit durch das zu untersuchende Objekt hat, werden die Teile des Objekts mit niedriger Absorption, das sind im allgemeinen die dünneren Bereiche des Objekts, mit geringerem Bildkontrast wiedergegeben als die Bereiche des Objekts mit höherer Absorption, also normalerweise die dickeren Bereiche. Dies kann jedoch vermieden werden, wenn als Strahlen absorbierende Substanz der Absorptionskörper eine Substanz gewählt wird, deren K-Absorptionskante innerhalb des EnergieverteilungsspeKtrums der für die röntgenografische Belichtung verwendeten Strahlung liegt und vorzugsweise nahe dem Energiewert für das Intensitätsmaximum der verwendeten Strahlung. Bei Röntgenstrahlung bedeutet dies, daß die Absorptionslinie der ätrahlungsabsorbierenden Substanz einem Energieniveau entsprechen soll, das mit dem Paktor 1,2 bis 2,0 und vorzugsweise 1,4 multipliziert die Spannung ergibt, die während der röntgenografisehen Belichtung an der Röntgenröhre anliegt. Dieser Wert ist
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nicht kritisch, und die an der Röhre liegende Spannung kann innerhalb eines vergleichsweise weiten Bereichs verändert werden, ohne daß dadurch die günstigen Kontrastverhältnisse verloren gehen. Die Strahlungsabsorbierende Substanz wird vorzugsweise aus den Metallen der seltenen Erden ausgewählt, die die oben genannten Bedingungen bei den üblicherweise an den Röntgenröhren verwendeten Spannungen erfüllen, wie sie für die Untersuchung von Skelett und Knochen und vielen anderen Fällen von weichen Gewebeaufbauten verwendet werden.
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Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Gerät zur röntgenologischen Untersuchung mit einer Quelle für die ionisierende Strahlung, einer Objektebene für ein zu untersuchendes Objekt, einer Bildebene für ein Bildwiedergabemedium, Absorptionsfilterrnittel im Strahlengang zwischen der Strahlenquelle und der Objektebene zum Ausgleich der Durchschnittsintensität in der Bildebene der verschiedenen Bereiche der von der Strahlungsquelle ausgehenden Strahlung, die durch verschiedene Bereiche des Objektes hindurchgetreten ist, wobei die Absorptionsfiltermittel wenigstens einen Körper aufweisen, der aus einem die Strahlung absorbierenden Material besteht und in verschiedenen Zonen innerhalb der Strahlung verschiedene Absorptionswerte aufweist und der in seiner relativen Lage zum Strahl einstellbar, während der röntgenologischen Belichtung des Objekts durch die ionisierende Strahlung jedoch feststehend ist, gekennzeichnet durch eine Quelle (8) für sichtbares Licht, die einen Strahl sichtbaren Lichtes in Richtung auf das Absorptionsfilter derart abgibt, daß der Lichtstrahl nach Beeinflussung durch den Absorptionskörper (7) diesen in Richtung auf die Objektebene (2) so
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    verläßt, als ginge er von der Quelle (1) der ionisierenden Strahlung aus, so daß ein sichtbares Bild der Stellung des Absorptionskörpers im Strahlengang auf der Objektebene (2) hervorgerufen wird.
    2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl sichtbaren Lichtes von der Lichtquelle (8) auf die Seite des Absorptionsfilters (7) gerichtet ist, die der Quelle der ionisierenden Strahlung zugewandt ist, so daß der Absorptionsicörper in derselben Weise vom Strahl sichtbaren Lichtes beleuchtet wird, wie er dem Strahl ionisierender Strahlung ausgesetzt ist.
    J. Gerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Blende (11) zwischen der Quelle (1) der ionisierenden Strahlung und der Objektebene (2) zur Eingrenzung des ionisierenden Strahls, welche Blende vom Strahl sichtbaren Lichtes in derselben Weise angestrahlt wird wie bei der Belichtung durch die ionisierende Strahlung, wobei Blende (11) und Absorptionskörper (7) aus Materialien unterschiedlicher Durchlaßfähigkeit für sichtbares Licht bestehen, so daß das Schattenbild der Blende auf der Objektebene (2) vom Schattenbild des Absorptionskörpers unterscheidbar ist.
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    4. Gerät nach Anspruch J5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (11) aus einem Bleiglas und der Absorptionskörper (7) aus einem lichtundurchlässigen Material bestehen.
    5· Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bleiglas der Blende (11) so behandelt ist, daß das durchtretende Licht eingefärbt wird.
    6. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bleiglas der Blende (11) mit einem optischen Schirmmuster versehen ist, daß ein entsprechend gemustertes Schattenbild von der Blende auf der Objektebene erzeugt.
    7· Gerät nach Anspruch 2 oder J, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorptionskörper (7) aus einem Material mit hoher Durchlaßfähigkeit für sichtbares Licht aber bestimmter begrenzter Durchlaßfähigkeit für die ionisierende Strahlung besteht und unterschiedliche Dicke in Strahlenrichtung aufweist, wodurqh die Absorptionsfähigkeit für die ionisierende Strahlung wechselt.
    8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorptionskörper (7) mit weiteren Körpern (12a, 12b)
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    kombiniert ist, die aus einem Material mit im wesentlichen demselben Brechungsindex für sichtbares Licht bestehen, wie das ionisierende Strahlung absorbierende Material des Absorptionskorpers, Jedoch hohe Durchlaßfähigkeit für die ionisierende Strahlung aufweisen und die Gesamtanordnung in Strahlungsrichtung eine konstante Dicke hat.
    9. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorptionskörper (7) mit für das sichtbare Licht undurchlässigen Linien versehen ist, die bestimmte Bereiche des Absorptionskorpers anzeigen und vorzugsweise Punkte mit im wesentlichen denselben Absorptionseigenschaften für die ionisierende Strahlung verbinden.
    10. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß der Absorptionskörper mit wenigstens einer Sammellinse (21) nahe der äußeren Umrandung des Absorptionskorpers ausgestattet ist, die den Teil des sichtbaren Lichtstrahls, der durch die Linse hindurchtritt, zu einer lichtstarken Zone aus der Objektebene (2) fokusiert.
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    11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (21) außerdem eine prismatische Brechung des durch sie hindurchtretenden sichtbaren Lichtes hervorruft, wobei die Basis des Prismas dem Absorptionskörper (7) zugewandt ist.
    12. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl sichtbaren Lichtes auf diejenige Seite der Absorptionsfiltermittel gerichtet ist, die der Objektebene (2) zugewandt ist, und der Absorptionskörper (7) wenigstens auf der der Objektebene zugewandten Seite mit einer lichtreflektierenden Fläche (15) versehen ist, von der das sichtbare Licht auf die Objektebene reflektiert wird.
    15. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (I3) einen zweiten engen Strahl sichtbaren Lichtes (I7) in Richtung auf die Objektebene (2) aussendet, der mit der Richtung der Hauptachse des ionisierenden Strahls zusammenfällt.
    14. Gerät nach Anspruch 1J, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (1j5) in einem rohrförmigen Halter (16) befestigt ist, der zwischen den Absorptionsfiltermitteln und der Objektebene angeordnet und mechanisch
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    mit der Quelle (1) ionisierenden Lichtes so gekoppelt ist, daß seine Längsachse im wesentlichen mit der Hauptachse der ionisierenden Strahlung zusammenfällt, wobei die Lichtquelle einen ersten Lichtstrahl (14) durch das Ende des rohrförmigen Halters aussendet, das den Absorptionsfiltermitteln zugewandt ist und den zweiten Lichtstrahl (17) durch das Halterende, das in Richtung auf die Objektebene " f (2) weist.
    15· Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtreflektierende Fläche (I5) des Absorptionskörpers (7) in eine Vielzahl einzelner Flächenbereiche (15a, 15b, 15c) durch nichtreflektierende Linien (i8a, i8b, 19a, 19b) unterteilt ist.
    16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtreflektierenden Linien (I8a, i8b) als Linien gleicher Absorption Punkte auf dem Absorptionskörper miteinander verbinden, die im wesentlichen dieselbe Absorption haben.
    17· Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorptionskörper (7) wenigstens
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    mit einer Sammellinse (20a) ausgestattet ist, die vor der lichtreflektierenden Fläche (15) zum Pokusieren des Teils des sichtbaren Lichtstrahls, der von der reflektierenden Fläche (15) reflektiert wird und durch die Linse hindurchtritt, um auf der Objektebene (2) einen lichtintensiven Bereich zu schaffen.
    18. Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinse (20b) eine Zone hellen Lichtes auf der Objektebene (2) erzeugt, deren Erstreckung einem Ort auf dem Absorptionskörper (7) entspricht, welcher durch die Verbindung von Punkten im wesentlichen gleicher Absorptionsfähigkeit gebildet ist.
    19· Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurdi gekennzeichnet, daß die lichtreflektierende Fläche (15)
    des Absorptionskörpers (7) wenigstens einen konkaven Bereich (15b) aufweist, der den Teil des sichtbaren Lichtes fokusiert, der von ihm reflektiert wird, so daß auf der Objektebene (2) eine Zone intensiven Lichtes entsteht.
    20. Gerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der konkave Bereich (15b) der lichtreflektierenden Hache
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    so gestaltet ist, daß in der Objektebene eine Zone intensiven Lichts entsteht, deren Erstreckung dem Ort auf dem Absorptionskörper (7) entspricht, der durch die "Verbindung der Punkte im wesentlichen gleicher Absorption gebildet ist,
    21. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß dieAbsorptionsfiltermittel eine Vielzahl verschiebbarer Absorptionskörper (7) aufweisen.
    22. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das die ionisierende Strahlung absorbierende Material in den Absorptionskörpern wenigstens ein Element mit einer K-Absorptionslinie innerhalb des Energiespektrums der ionisierenden Strahlung besitzt, die für die röntgenologische Belichtung des Objekts verwendet wird.
    25· Gerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die K-Absorptionslinie des strahlungsabsorbierenden Elementes nahe dem Energiewert des Intensitätsmaximums für die ionisierende Strahlung liegt, die bei der röntgenologischen Belichtung des Objektes verwendet wird.
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    24. Gerät nach Anspruch 22 oder 2J, dadurch gekennzeichnet, daß die K-Absorptionslinie des die Strahlung absorbierenden Elementes einer Energie entspricht, die mit dem Faktor 1,2 bis 2,0 multipliziert, vorzugsweise etwa 1,4 multipliziert, der Spannung einer als Strahlungsquelle verwendeten Röntgenröhre entspricht.
    25· Gerät nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch
    gekennzeichnet, daß das atrahlungsabsorbierende Element
    zu den Metallen der seltenen Erden gehört.
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