DE2431036A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufnehmen von roentgenbildern - Google Patents

Description

DR. MÜLLER-BÖRE DIPL.-ING. GROENINo cirL.CHZM. DR. DEUFEL

.DlPL-CHEM. DR. SCHÖN D I PL.-PHYS. HERTEL ".-.".:■" PATENTANWÄLTE

N II60

NATIONAL RESEARCH DEVELOPMENT CORPORATION London, England

Verfahren und Vorrichtung zum Aufnehmen von Röntgenbildern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufnehmen von Röntgenbildern durch Ionographie.

Bisher hat man den photographischen Film als einziges verfügbares Aufzeichnungsmedium für die medizinische und industrielle Radiographie benutzt.

Die Iönographie besteht in der Erzeugung eines latenten Bildes des Radiogramms als eine Verteilung der elektrischen Ladung auf einer Isolierfläche, wobei Selen oder ein anderer Photoleiter nicht vorhanden sind. Anstelle der Erzeugung des Bildes durch Abziehen von einer ursprünglich gleichförmigen Ladungsverteilung kann es durch Sammeln von Ionen auf der Oberfläche einer Isolierfolie aufgebaut werden, welche über eine Elektrode einer Ionisationskammer gespannt ist. Diese Ionen werden durch Strahlung in einer Schicht eines geeigneten Gases gebildet, welches den Raum angrenzend an die Folie einnimmt. Das durch das elektrische Ladungsmuster erzeugt latente Bild kann auf verschiedene

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Dr. Müller-Borö Dipl.-Iiig. Groening · Dr. Deufel · Dr. Schön · Dlpl.-Phys. Hertel ' Braunschweig, Am Bürgerpark 8 8 München 22, Robert-Koch-Straße 1 Telefon (0531) 73887 Telefon (089) 293645, Telex 5-22050 mbpat, Kabel: Muebopat München Bank: Zentralkasse Bayer. Volksbanken München. Kto.-Nr. 9622 - Postscheck: München 954 95 - 802

Weise sichtbar gemacht bzw. "entwickelt" werden, beispielsweise indem es einem Aerosol von geladenen Pulverteilchen ausgesetzt wird. Das Pulver haftet an der Folie in den Bereichen hoher Feldstärke und zeichnet so die Grenzen von Flächen verschiedener Ladungsdichte. Das sich durch dieses Entwicklungsverfahren ergebende Bild zeigt ein spezielles Kontrastmuster, in welchem scharfe Abstufungen in der Ladungsdichte hervorgehoben werden. Dieser "Randkontrast" ist besonders wertvoll für das Sichtbarmachen von Blutgefäßen, Zysten und Tumoren in weichen Geweben, in denen die Dichteunterschiede zwar gering sind, jedoch scharf begrenzt sind. Diese Technik eignet sich deshalb besonders für den Einsatz auf dem Gebiet der Mammagraphie.

Bekannte, für die Ionographie bzw. Elektropherogräphie vorgesehene Geräte verwenden flache Elektroden oder Elektroden mit konvexer Krümmung, die dem Röntgenstrahltarget bzw. -brennfleck zugewandt sind. Diese Konstruktionen haben immer einen Auflösungsverlust infolge der geneigten Richtung der primären, nicht abgelenkten bzw. nicht gebeugten Strahlquanten bezogen auf das sammelnde Feld. Die darauffolgenden, Quanten, welche einander auf der gleichen Bahn folgen, erzeugen manchmal ein Ion in der Nähe der einen Elektrodenfläche und manchmal in der Nähe der anderen Elektrode. Wenn die Kraftlinien des sammelnden Feldes nicht streng parallel zu den Quantenbahnen sind, werden diese Ionen, die von aufeinanderfolgenden Quanten in verschiedenen Tiefen in der Gasschicht gebildet werden, nicht an der gleichen Stelle auf der Isolierfolie abgeschieden, auf der die das latente Bild erzeugende Ladungsverteilung ausgebildet wird. Die sich ergebende Ladungaverteilung kann deshalb nicht genau die Intensität der primären Rontgenstrahlquanten wiedergeben, die durch den Gegenstand hindurchgegangen sind. Dadurch ist eine gute Auflösung nicht zu erreichen. Ein bestimmter Auflösungsverlust tritt natürlich aus einem ganz anderen Grund ein.

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Er ergibt sich aus dem endlichen Bereich und der weiten Winkelverteilung der Sekundärelektronen, die von den Gasmolekülen durch die primären Röntgenstrahlquanten ausgestoßen werden. Die längs der Spuren dieser Sekundärelektronen gebildeten Ionen sammeln sich um die Bahnen der primären Quanten an, liegen jedoch nicht genau auf diesen Bahnen. Der Bereich' solcher Sekundärerscheinungen kann jedoch entsprechend eingeschränkt werden, indem ein mäßiger Gasdruck von mehreren Atmosphären in der Ionisationskammer aufrechterhalten wird* Es wurde bereits theoretisch nachgewiesen und experimentell bestätigt, daß dieser unvermeidbare Auflösungsverlust in der Praxis keine wesentliche Bedeutung, hat, während jede Neigung zwischen den Quantenbahnen und den Kraftlinien des sammelnden Feldes dazu führen kann, daß eine feine Einzelheit, insbesondere in der Nähe der Ränder eines großen Bildes, völlig unscharf bzw« verschwommen wird. Die Alternatiwerfahren, um diesen geometrischen Auflösungsverlust zu vermeiden, wobei nur ein sehr schmaler Spalt zwischen den Elektroden in der Ionisationskammer verwendet wird, haben den Nachteil, daß der Wirkungsgrad der Ionisationskammer stark verringert wird und somit die Strahlungsdosis erhöht wird, die dem Patienten während der radiologischen Untersuchung gegeben werden muß.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufnehmen von Röntgenstrahlbildern eines Gegenstandes zu schaffen, wodurch die vorstehenden Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgäbe wird bei dem Verfahren dadurch gelöst, daß durch den Gegenstand eine Ionisierungsstrahlung hindurchgeleitet wird, die ein begrenztes bzw. definiertes Band von Quantenenergie hat, daß dann die Ionisierungstrahlung zu einer Ionisierungskammer geführt wird, die eine Gasschicht

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enthält, von der wenigstens einige Atome die Fähigkeit für die selektive Absorption von Strahlung mit einer Quantenenergie haben, die etwas unter der Quantenenergie der Ionisierungsstrahlung liegt, daß in der Kammer mittels eines Paares von Elektroden ein elektrisches Feld aufrechterhalten wird, wobei die die Gasschicht begrenzenden Elektrodenflächen um einen gemeinsamen Mittelpunkt an oder in der Nähe der Quelle der Ionisierstrahlung gekrümmt sind, und daß die in der Gasschicht erzeugten Ionen an der Oberfläche eines isolierten Bahnmaterials gesammelt werden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung können die Elektrodenflächen kugelig sein. Wenn die Flächen zylindrisch sind, werden die Ionisationskammer und der Gegenstand relativ zur Röntgenstrahlenquelle derart bewegt, daß der durch den Gegenstand hindurchgehende Strahl immer senkrecht zu den Elektrodenflächen ist.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1, 2 und 3 zeigen Querschnitte durch erfindungsgemäß gebaute Ionisierungskammern.

Fig. 4 ist ein Querschnitt durch eine Druckausgleichskammer, die zusammen mit erfindungsgemäßen Ionisierungskammern verwendet wird.

Fig. 5 ist ein Querschnitt durch die Ionisierungskammer mit zwei alternativen Einrichtungen für die Feineinstellung der Krümmung der Folien in der Ionisationskammer.

Fig. 6 und 7 zeigen alternative Möglichkeiten der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

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Fig. 8, 9a und 9b zeigen Querschnitte der¹ Ausrüstung, die zusammen mit den erfindungsgemäßen Ionisationskammern verwendet wird.

Fig. Io ist ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Ionisationskammer, die ihre eigene elektrische Spannungsquelle hat.

Die in Fig. 1 gezeigte Ionographievörrichtung hat einen Röntgenkopf 1 herkömmlicher Bauweise, der,, die ionisierende Tjzw. radioaktive Strahlung erzeugt, die durch einen zu untersuchenden Gegenstand lol hindurchgeht. Die durch den Gegenstand hindurchgehenden Strahlen fallen auf eine Ionisationskammer mit einer oberen Elektrode 2, die von einer Isolierfolie gebildet wird, welche einen leitenden Überzug auf der Seite der Folie hat, die dem Röntgenkopf 1 zugewandt ist. Die Kammer hat weiterhin eine sphärisch gekrümmte untere Elektrode 3» wobei der Krümmungsmittelpunkt dieser Elektrode mit dem Target bzw. Brennfleck im Röntgenkopf 1 zusammenfällt. Die Ionisationskammer hat eine obere Stirnplatte 4._t. die aus Polymethylmethacrylat (Perspex), Kohlenstoffasermaterial, Beryllium oder einem anderen geeigneten Material gefertigt sein kann, welches eine geringe Absorption für Röntgenstrahlen aufweist. Ein aufblasbarer Schlauch 5 aus Kautschuk oder Kunststoff dient zum Vorspannen der oberen Elektrode 2 bis zu einer gewünschten Spannung, während Gas in die Kammer zwischen die Stirnplatte 4 und die Elektrode 2 so eingeführt wird, daß der Gasdruck zusammen mit dem aufgeblasenen Schlauch 5 der Folienelektrode 2 ebenfalls eine sphärische Krümmung erteilt, deren Krümmungsmittelpunkt annähernd in der Röntgenstrahl en quelle liegt. Der Raun 8 kann mit Luft, Stickstoff oder einen anderen geeigneten Gas niedriger Ordnungszahl gefüllt werden. Die Folie 2 und die Elektrode 3 bgrenzen eine sphärisch gekrümmte Kammer 9 für das Gas, welches über einen Gaseinlaß Io zugeführt werden kann. Das zum

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Füllen des Raumes 9 verwendete Gas kann gewünschtenfalls der verwendeten Röntgenstrahlung entsprechend gewählt werden. So ist beispielsweise für Molybdän-K-Strahlung ein geeignetes Gas Bromtrifluormethan (Freon 13 Bl). Das Gehäuse 7 der ionographischen Kammer kann aus Polymethylmethacrylat (Perspex) oder irgendeinem anderen geeigneten Isoliermaterial hergestellt werden, wobei eine Hochspannungsleitung und ein Verbindungsflansch 6 so vorgesehen sind, daß das erforderliche Potential an die Elektroden gelegt werden kann.

Bei der in Fig. 2 gezeigten ionographischen Kammer werden sowohl die obere als auch die untere Elektrode 2 bzw. 3 von gespannten Folien gebildet, welche leitende Verstärkungen bzw. Unterlagen haben. Fig. 3 zeigt eine ionographische Kammer, bei der die Folienelektroden 2 und 3 wesentlich weiter voneinander beabstandet sind als bei den Ausführungsformen von Fig. 1 und 2 und bei welcher ein Paar von Zwischenfeldsteuerelektroden 11 und 12 vorgesehen sind.

Fig. *t zeigt eine Druckausgleichskammer, die dazu dient, das Auftreten eines wesentlichen Druckunterschieds an den Elektroden 2 und 3 jeder der Ausführungsformen von Fig. und 3 während des Evakuierens und Füllens des Raums 9 zwischen den Elektroden zu verhindern. Das Einlaßrohr 2o dient zum Füllen oder Evakuieren der mittleren Treibkammer dieser Vorrichtung, die ein Anzeigegerät 21 für Druck und Vakuum hat. Die Rückschlagventile 22 verhindern das Rückströmen von Gas in die Druckausgleichskammer. Das durch den Einlaß 23 zugeführte Gas dient zum Aufblasen des Gasraums 8, um der Folienelektrode die erforderliche Krümmung zu geben. Durch den Auslaß 2k wird das Gas zu dem Raum 8 geführt. In gleicher Weise dienen der Einlaß 25 und der Auslaß 26 zur Zuführung des Gases für das Füllen des Raumes 9> Diese beiden Gasweg· weden von laschen bzw. lockeren flexiblen Membranen 27, 28 so begrenzt, daß durch Steuern des Gasdrucks zwischen den Membranen 27, 28 die Einstellung der in den Räumen 8 und 9 erhaltenen Drucke aufrechterhalten werden kann.

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Fig. 5 zeigt eine Ionisationskammer, die den vorstehend beschriebenen ähnlich ist und zwei Folienelektroden 2 und hat. Dieser Kammer sind zwei Arten von Kammern 3o, 31 niit variablem Volumen zugeordnet, von denen jede zur Einstellung des Drucks in dem Raum 9 verwendet werden kann, nachdem das Gas in diesen Bereich über die Einlaßventile 33 eingeführt worden ist und die Ventile geschlossen worden sind. Die Krümmung der oberen Elektrode 2 kann genau dadurch bestimmt werden, daß von der Stelle, an der sich der Röntgenkopf während der Untersuchung eines Gegenstandes befindet, Licht 32 ausgestrahlt^wird Und daß dann die Größe des Fleckes des Lichtes eingestellt wird, welches von der Oberseite der Elektrode 2 auf den das Licht 32 umgebenden Schirm reflektiert wird. Die Größe dieses Fleckes wird so klein wie möglich justiert _y um so zu gewährleistenj daß das Licht 32 in der Mitte der Krümmung der oberen Elektrode liegt.

Die bisher beschriebenen Ausführungsformen haben sphärisch geformte Elektroden. Bei Verwendung- dieser Ausführungformen werden annähernd kreisförmige Röntgenbilder erzeugt.

Bei den folgenden beiden Ausführungsformen werden die Vorteile der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen aufrechterhalten. Ein weiterer Vorteil kommt dadurch hinzu, daß ein rechteckiges Bild irgendeiner gewünschten Größe mit hoher Auflösung erzeugt werden kann. Die erforderliche Koinzidenz zwischen den Bahnen der primären Quanten und den Kraftlinien des sammelnden Feldes kann dadurch erhalten werden, daß konzentrische zylindrische Elektroden mit einem gemeinsamen Zentrum im Röntgenbrennfleck anstelle der Kugelgeometrie, wie vorstehend beschrieben, verwendet werden, vorausgesetzt, daß zu jedem Augenblick nur ein schmales Band der Ionisationskammer bestrahlt wird, in welchem die Quantenbahnen und Kraftlinien des sammelnden Felde» genau parallel sind. Dies kann, wie in Fig. 6 gezeigt ist, dadurch

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erreicht werden, daß der mit Röntgenstrahlen zu bestrahlende Gegenstand zusammen mit der Ionisationskammer in einer Richtung parallel zur Achse des zylindrischen Elektrodensystems bewegt wird, während die Form des Röntgenstrahls zu einem Keil mit einem schmalen Winkel eingeengt wird. Dieser Strahlungskeil kann durch eine geschlitzte Abschirmung 5o aus Blei oder einem anderen absorbierenden Material erzeugt werden, die über der Ionisationskammer gleitend verschiebbar ist, wobei eine ähnlich geschlitzte Abschirmung über dem Gegenstand bewegt wird. Die beiden Abschirmungen sind mechanisch oder elektrisch miteinander gekuppelt, so daß die beiden Schlitze den gleichen Strahlungskeil begrenzen. Vorzugsweise kann die obere geschlitzte Abschirmung einen etwas breiteren Keil abgrenzen. Die untere geschlitzte Abschirmung nimmt nur den Mittelteil dieses Strahlungskeils auf, der durch den Gegenstand hindurchgegangen ist, wodurch die Anforderung an eine übermäßig hohe Genauigkeit bei der fluchtenden Ausrichtung der beiden Schlitze etwas reduziert werden kann. Fig. 6 zeigt eine solche Anordnung mit Elektroden 2 und 3i die zylindrisch sind.

Eine alternative Möglichkeit, um eine konstante Koinzidenz zwischen den Bahnen der primären Quanten und den Kraftlinien des sammelnden Feldes zu erreichen, ist in Fig. 7 gezeigt. Bei diesem Verfahren wird die Röntgenröhre 1 um eine Achse gedreht, die durch den Röntgenstrahlbrennfleck hindurchgeht. Gleichzeitig wird die Ebene der Ionisationskammer 51 gekippt, so daß der Mittelstrahl des Rontgenstrahlbündels immer auf die konkaven zylindrischen Oberflächen der Elektroden in rechten Winkeln auftrifft. Der Querschnitt des Rontgenstrahlbündels wird wiederum durch eine geeignet geschlitzte Abschirmung 5o begrenzt, die in diesem Fall an der Röntgenröhre befestigt ist und sich mit ihr bewegt, um ein flaches, keilförmiges Strahlenbündel zu erzeugen, welches durch den

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Gegenstand hindurchgeht und senkrecht auf die Elektrodenoberflächen auftrifft. Durch diese gekuppelte Bewegung der Röntgenröhre und der konkaven zylindrischen Oberflächen der Ionisationskammer liegen die direkten Strahlen von dem Röntgentarget, also die Strahlen für die Bildung des latenten Bildes, immer nahezu koinzident zu den Kraftlinien des sammelnden Feldes, so daß kein Auflösungsverlust infolge ungenauer Geometrie vorhanden ist.

Bei der in Fig. Io gezeigten Ausführungsform wird gegenüber einigen der vorher beschriebenen Systeme noch ein weiterer Vorteil erzielt. Die vorher beschriebenen Ausführungen brauchen eine Energiezufuhr von außen, um das statische Feld zwischen den Elektroden zu schaffen. Die Gründe für ein solches hochgespanntes Feld sind folgende:

Trotz der Tatsache, daß eine Elektronenlawinenverstärkung nicht verwendet werden kann, um eine große Empfindlichkeit erhöhung, beispielsweise um einen Faktor von 5oo bis looo,. zu erhalten, ohne die Auflösung in dem endgültigen Bild zu zerstören, ist es doch möglich, im bestimmten Maß eine Lawinenverstärkung zu verwenden und somit eine brauchbare Empfindlichkeitserhöhung um einen Faktor von etwa 5 bis Io zu erzielen. Um dies bei einer Ionisationskammer mit einem Spalt von etwa 1 cm ausführen zu können, der mit einem Ionen bildenden Gas unter einem Druck von 5 bis Io at gefüllt ist, wäre eine sehr hohe und im engen Bereich gesteuerte Feldstärke zwischen den Elektroden erforderlich. Die notwendige Spannung kann loo kV überschreiten. Es wäre deshalb schwierig, diese Spannung sicher in die Hochdruck-Ionisationskammer einzuführen. Diese Schwierigkeit kann dadurch überwunden werden, daß das erforderliche Potential durch einen kleinen elektrostatischen Generator 55 im Inneren des Druckbehälters erzeugt wird. Ein Bandgenerator56 mit einem elektrisch nicht leitenden Laufband und einer Ladung«zuführung durch Reibung oder.einen Kranz, der in dem Hochdruckgas arbeitet, könnte

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einen entsprechenden Strom erzeugen und würde eine sehr genaue Spannungssteuerung durch Verwendung einer einfachen Form der Einrichtungen ermöglichen, die für die Spannungssteuerung eines Van de Graaff-Generators entwickelt wurden, wie er in der kernphysikalischen Forschung verwendet wird. Selbstverständlich kann auch ein mit einer rotierenden Scheibe arbeitender Generator oder ein Staubstromgenerator verwendet werden.

Ein wesentlicher Vorteil der nach den vorstehend beschriebenen Prinzipien gebauten Ionisationskammer besteht darin, daß Streustrahlung vom Gegenstand das Bild nicht wesentlich beeinflußt, insbesondere wenn ein Entwicklungsverfahren verwendet wird, welches den Randkontrast vergrößert. Die ortsfesten oder sich bewegenden Gitter, die gewöhnlich verwendet werden, um die Qualität von Silberemulsionsradiogrammen zu verbessern, sind deshalb insgesamt unnötig, was zur Folge hat, daß die Strahlungsdosis reduziert werden kann, die von einem durch Röntgen diagnostisch untersuchten Patienten aufgenommen wird.

Das vorstehend beschriebene ionographische System ermöglicht bestimmte Maßnahmen, die in der medizinischen Diagnose von Wert sind, die dadurch wesentlich einfacher als bisher ausgeführt werden kann. So kann die "Subtraktionsradiographie" durch die Ionographie unter Verwendung einer der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen erheblich einfacher durchgeführt werden, wobei zwei Bilder von dem Patienten gemacht werden, eines unmittelbar vor und eines etwas nach einer Injektion eines Kontrastmittels in ein Blutgefäß, ein Lymphgefäß oder einen anderen Hohlraum, dessen Umriß oder Aufbau sichtbar gemacht werden soll. Anstelle des langwierigen Verfahrens zum Herstellen zweier getrennter Filmbilder, wobei die Bilder genau zueinander ausgerichtet werden und dann ein Bild von dem anderen subtrahiert wird, um die Unterschiede klar

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herauszustellen, nämlich die Blutgefäße, in die injiziert wurde, ist es bei der Ionographie möglich, das Subtraktionsverfahren elektrisch auszuführen, indem einfach die Polarität des sammelnden Feldes an der Ionisationskammer zwischen der ersten Aufnahme und der zweiten Aufnahme umgekehrt wird. Auf diese Weise werden alle die Teile des ersten latenten Bildes,, welche Teile des Gegenstandes darstellen, deren Durchlässigkeit gegenüber Röntgenstrahlen sich nicht geändert hat, gelöscht, indem eine gleiche Ladungsmenge mit entgegengesetztem Vorzeichen aufgenommen wird. In dem latenten Bild bleiben nur die Teile, bei denen sich eine Durchlässigkeitsänderung ergeben hat, beispielsweise die Gefäße, die jetzt mit dem Kontrastmittel gefüllt sind. Das "Subtraktionsbild¹¹ erhält man dann unmittelbar durch Entwickeln des verbleibenden latenten Bildes. Da die Polaritätsumkehr an der Ionisationskammer sehr schnell durch elektronische Einrichtungen ausgeführt werden kann, ist es möglich, Vorgänge der Untersuchung zugänglich zu machen, die zu schnell ablaufen, um mit den herkömmlichen Subtraktionsverfahren untersucht werden zu können, die einen Silberhalogenidemulsionsfilm verwenden. In gleicher Weise kann ein sich bewegendes Objekt in der Anwesenheit von irreführenden bzw. verwaschenen stationären Umgebungen durch dieses Verfahren unter Verwendung eines Impulsröntgenstrahls deutlich gemacht werden.

Ein wesentlicher Vorteil der Ionographie besteht darin, daß das die Basis bildende Aufzeichnungsmedium, nämlich Kunststoffolie, billig ist und eine breite Vielfalt von Entwicklungsverfahren zur Verfügung steht. Dazu gehört die Verwendung von flüssigen Kristallen. Mit diesem Verfahren ist es möglich, das Bild unmittelbar nach der Strahlungsbelichtung zu betrachten, wenn ein transparentes Sichtfenster vorgesehen ist, wobei das Löschen durch Bestrahlen oder durch eine Temperaturänderung bewirkt werden kann.

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Alternativ kann die Folie andere Arten von optisch aktiven Molekülen aufweisen und in polarisiertem oder kohärentem Licht betrachtet werden.

Der leitende Überzug, der normalerweise auf der Rückseite der Kunststoffolie erforderlich ist, die das latente Ladungsbild trägt, kann durchsichtig sein, beispielsweise aus einer dünnen Goldbeschichtung, aus Oxyden oder Indium und Zinn oder einer anderen Beschichtung bestehen. Der entwickelte Film kann dann durch durchgelassenes Licht betrachtet werden, was unter bestimmten Umständen mehr Einzelheiten zeigt als das Betrachten durch reflektiertes Licht,

Alternativ kann die leitende Schicht weggelassen werden und die Folie zentral in der Ionisationskammer (Fig. 8) so angeordnet werden, daß positive Ionen auf einer Seite und eine gleiche Ladung von negativen Ionen auf der anderen Seite gesammelt werden, wobei die Ionen mit entgegengesetzten Vorzeichen einander durch ihre gegenseitige Anziehung in Lage halten und die Nettoladung auf der Folie bis nahezu null auslöschen. Eine auf diese Weise geladene Folie kann dann auf beiden Flächen entwickelt werden, wobei irgendeines der genannten Verfahren benutzt werden kann, beispielsweise eine Entwicklung durch Pulver oder Flüssigkeit oder durch eingebrachte oder aufgebrachte Substanzen mit optisch aktiven Eigenschaften. Für diese Ausführungsform ist es von Wichtigkeit, daß die Folie genau in einer solchen Lage gehalten wird, daß die auf den beiden Seiten der Folie erhaltenen entgegengesetzten Ladungen in der Größe gleich sind. Die genaue Position befindet sich normalerweise in der Nähe der geometrischen Mitte des Gasraums. In einer hoch wirksamen Kammer, in welcher ein beträchtlicher Anteil des einfallenden ilöntgenstrahls in dem Gas absorbiert wird, muß die Folie jedoch etwas naher an der Elektrode liegen,

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durch die das Rontgenstrahlbündel in den Gasraum eintritt, als bei der gegenüberliegenden Elektrode, wobei die geeignete Lage durch Berechnung oder Versuch bestimmt wird. Bei Einsatz von Rollen aus isolierender Kunststoffolie ergibt sich ein Problem infolge der Induktion und zufälligen Ladungsverteilungen durch Reibung oder einfach durch Trennen des Films von der Rolle. Diese willkürlichen Ladungsverteilungen müssen von der Folie entfernt werden, bevor sie der Bestrahlung ausgesetzt wird, da sonst die Bestrahlung überlagert wird und das latente Bild des durch Röntgenstrahlen untersuchten Gegenstandes verzerrt wird. Dies kann auf zwei Weisen vermieden werden.

1) Die Folie wird durch eine Corona-Ladungseinrichtung mit einer gleichförmigen Ladungsdichte jeder Polarität vorher geladen. Das elektrische Feld in der Ionisationskammer wird dann so angeordnet, daß die auf der Folie gesammelten Ionen ein zu der anfänglich gleichförmigen Ladungsbeschichtung entgegengesetzten Vorzeichen haben. Dadurch lassen die "Ionen auf der Folie ein negatives Bild des von dem bestrahlten Gas gesammelten Ladungsmusters. Dieses Muster wird auf gleiche Weise wie das auf einer nicht geladenen Folie erhaltene positive Muster entwickelt. ,

2) Jede zufällige Ladungsverteilung infolge von Reibung oder durch Abrollen der Folie kann durch Vorbeatrahlung der Folienoberfläche oder beider Oberflächen» wenn die Folie keine Sicht auf der Rückseite hat, durch einen Röntgenstrahl niedriger Spannung in der Vorrichtung bevor die Folie in die ein Bild erzeugende Ionisationskammer eintritt gelöscht werden. Die K Röntgenstrahlung von einem Target aus Aluminum oder einem anderen Material niedriger Ordnungszahl ist für diesen Zweck besonders geeignet . Für die Vorbestrahlung eignet sich eine äußerst einfach

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gebaute Röntgenröhre, die mit etwa Io bis 2o kV erregt wird und bei der das Fenster auch als Target dient (Fig. 9a» 9b)· Die Abgabe aus dieser Einrichtung genügt, um die Folie schnell zu entladen. Eine Streustrahlung kann gegenüber anderen Teilen der Vorrichtung leicht abgeschirmt werden.

Das als Gas benutzte Bromtrifluormethan (Freon 13-Bl) eignet sich besonders als eine Komponente eines Gasgemisches, das in den Bild erzeugenden Ionisationskammern verwendet wird, da es eine hohe Elektronenaffinität hat, aufgrund derer alle freien Elektronen eingefangen werden, die in dem Gasgemisch freigesetzt werden und negative Ionen bilden. Ein Ergebnis davon besteht darin, daß die elektrische Feldstärke der Mischung erhöht wird, d. h. die Gasschicht trägt eine größere, Ionen sammelnde Spannung. Andere elektronegative Gase, wie Dichlordifluormethan (Freon 12), können ebenfalls verwendet werden. Andere bevorzugte Komponenten in dem Gemisch sind Gase, welche Atome hoher Ordnungszahlen enthalten oder im Falle von Röntgenstrahlen niedriger Spannung Gase, die Absorptionskanten haben, welche etwas über der Quantenenergie der verwendeten Strahlung liegen.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Ί.'Verfahren "zum Aufnehmen von Röntgenbildern eines Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Gegenstand eine ionisierende Strahlung und anschliessend die ionisierende Strahlung weiter zu einer Ionisationskammer geleitet wird, die eine Schicht eines Gases enthält, von dem wenigstens einige Atome eine hohe Absorptionsfähigkeit für Röntgenstrahlen haben, daß in der Kammer ein elektrisches Feld mittels eines Paars von Elektroden aufrechterhalten wird, wobei die die Gasschicht begrenzenden Elektrodenflachen eine Krümmung mit einer gemeinsamen Mitte in oder annähernd in der Quelle der ionisierenden Strahlung haben, und daß die in der Gasschicht erzeugten Ionen auf der Oberfläche eines isolierten Bahnmaterials gesammelt werden.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Elektroden flexibel ist und ein flexibles Bahnmaterial aufweist, von dem eine Seite eine Beschichtung aus einem leitenden Material hat»

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gewünschte .Krümmungsgrad der flexiblen Elektrode durch unter Druck- stehendes Gas aufrechterhalten wird.

   k. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden kugelige Krümmungen haben und konzentrisch zu der Quelle der ionisierenden Strahlung sind, die im Krümmungsmittelpunkt sitzt.

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   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3« dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden zylindrisch gekrümmt sind und einen gemeinsamen Mittelpunkt in der Quelle haben, wobei die Quelle der ionisierenden Strahlung auf einen dünnen Strahl begrenzt ist und relativ zum Gegenstand und zu der Ionisationskammer derart bewegt wird, daß das Strahlenbündel der Strahlung jederzeit senkrecht zu den Elektrodenflächen gehalten wird.

   6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle der ionisierenden Strahlung eine Röntgenstrahlquelle niedriger Spannung mit monochromatischer Strahlung ist, wobei das Gas in der Ionisierkammer so gewählt wird, daß seine Absorptionskanten unter, Jedoch in der Nähe der Quantenenergie des Röntgenstrahlbündels liegt.

   7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in der Ionisationskammer Zeren plus 2o % Bromtrxfluormethan bei einem Druck von etwa 5 et ist.

   8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld in der Kammer durch einen in der Vorrichtung sitzenden Generator erzeugt wird.

   9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Quelle (l) für die ionisierende Strahlung, ein Paar von Elektroden (2, 3), welche eine Ionisationskammer begrenzen, wobei die Elektroden derart angeordnet sind, daß sie während der Untersuchung eines

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   Gegenstandes gekrümmte konzentrisch« Oberflächen haben, deren Krümmungsmittelpunkte in der Quelle (1) der ionisierenden Strahlung liegen, durch Einrichtungen zum Anlegen eines Potentials an die Elektroden (2, 3), durch Einrichtungen (lo) zum Einführen eines Gases in die Ionisationskammer, von dem wenigstens einige Atome die Fähigkeit für eine starke Absorption der ionisierenden Strahlung haben, und durch Einrichtungen zum Zuführen eines isolierten Bahnmaterials in die Kammer, um auf der Oberfläche in der Gasschicht erzeugte Ionen zu sammeln.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9 t dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Elektroden (2, 3) flexibel ist und die Gaseinlaßeinrichtung (lo) so vorgesehen ist, daß der flexiblen Elektrode die erforderliche Krümmung durch das unter Druck stehende Gas erteilbar ist.

   11. Vorrichtung nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elektroden (2, 3) flexibel sind.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder Io, gekennzeichnet durch Einrichtungen (5) zum Einstellen der Spannung in der einen oder in beiden flexiblen Elektroden

   13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (2, 3) sphärisch gekrümmte Flächen während der Untersuchung eines Gegenstandes bilden.

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   Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein eine Ionisationskammer begrenzendes Elektrodenpaar (2, 3)_t wobei die Elektroden derart ausgebildet sind, daß sie während der Untersuchung eines Gegenstandes zylindrisch gekrümmte konzentrische Oberflächen haben, deren Krümmungsmittelpunkte in der Quelle (l) der ionisierenden Strahlung liegen, durch Einrichtungen zum Anlegen eines elektrischen Potentials an die Elektroden (2, 3), durch Einrichtungen (lo) zum Zuführen eines Gases in die Ionisationskammer, von dem wenigstens einige Atome die Fähigkeit für eine starke Absorption der ionisierenden Strahlung haben, durch Einrichtungen zum Zuführen eines isolierten Bahnmaterials in die Kammer, um auf der Oberfläche in der Gasschicht erzeugte Ionen zu sammeln, durch Einrichtungen (5o) zum Begrenzen des Strahls der ionisierenden Strahlung auf einen schmalen Keil, der sich quer zur Achse der zylindrischen Elektroden erstreckt, und durch Einrichtungen zum Bewegen der Quelle relativ zum Gegenstand und zur Ionisationskammer derart, daß der Strahl jederzeit senkrecht zu den Elektrodenflächen ist.

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