DE2105259A1 - Gerat fur die Röntgenstrahlenfotografie - Google Patents
Gerat fur die RöntgenstrahlenfotografieInfo
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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
- 10 109834/1 51 9
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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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109834/1 519
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
- 19 109834/1519
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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210525S
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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109834/1 51 9
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)
- PATENTANSPRÜCHEGerät 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- 29 109834/1 51 9verläßt, 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.- 30 -109834/15194. 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)- 31 -109834/1519kombiniert 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.- 32 -109834/151911. 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- 33 -109834/1519mit 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- 34 109834/151 9mit 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- 35 -109834/1519so 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.- 36 -109834/151924. 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.109834/ 15 19•3*Leerseite
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