DE2530315A1 - Differentielles roentgen-strahlen- verfahren und vorrichtung zu dessen ausfuehrung - Google Patents

Description

PATENTANWALT

D'PL.-.'MG.

HELMUI GORTZ 7. Juli 1975

6 Frankfurl am Wain 70 Str. 27-T₈I. 6f 707V

Wisconsin Alumni Research Foundation, 6l4 North Walnut Street, Madison, Wisconsin 53701 / U.S.A.

Differentielles Röntgen-Strahlen-Verfahren und Vorrichtung zu dessen Ausführung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung differentieller Röntgen-Strahlen-Bilder, um dadurch die Sichtbarkeit eines Kontrastmediums, beispielsweise Jod, Xenon, Barium, zu verbessern.

Jod ist von Natur aus im menschlichen Körper, insbesondere in der Schilddrüse enthalten. Ausserdem können aber Jod enthaltende Lösungen als Kontrastmittel in die Blutbahn eingespritzt werden. Xenongas kann inhaliert werden, um ein Kontrastmittel für die Lunge zu bilden. Barium wird üblicherweise als Kontrastmittel im Verdauungstrakt verwendet.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung der Sichtbarkeit des Kontrastmittels, welches in sehr geringen Konzentrationen im menschlichen Körper enthalten ist. Die Verwendung kleiner Konzentrationen .vermeidet toxische Effekte derartiger Kontrastmittel.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Kontrastmittel verwendet, welches eine K-Absorptionskante bei vorbestimmter

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Energie hat. Bei der K-Kante steigt der Röntgen-Strahlen-Absorptions-Koeffizient des Kontrastmittels steil an.

Nach der Erfindung wird ein erstes, ein zweites und ein drittes Röntgenstrahlenbild erzeugt, wobei erste, zweite und dritte Röntgenstrahlenspektren bei einem ersten, zweiten und dritten Energiepegel verwendet werden. Der erste Energiepegel liegt unterhalb der K-Kante-Energie, während der zweite Energiepegel oberhalb der K-Kante-Energie liegt. Der dritte Energiepegel liegt oberhalb -des zweiten Pegels. Drei Röntgenstrahlenbilder werden subtraktiv in solcher Art kombiniert, daß ein differentielles Röntgenstrahlenbild erzeugt wird, in welchem -die Bildelemente, die dem Kontrastmittel entsprechen, herausgehoben werden, während die Bildelemente, die dem Weichgewebe und Knochen entsprechen, weitgehend unterdrückt werden. Das zweite Röntgenstrahlenbild kann subtraktiv mit dem Mittelwert des ersten und des dritten Röntgenstrahlenbildes kombiniert werden. Die Subtraktion von dem Mittelwert führt zu einer Unterdrückung von Untergrundbildelementen, welche dem Weichgewebe und dem Knochen entsprechen, während die Bildelemente, die dem Kontrastmittel entsprechen, zurückgehalten und herausgehoben werden.

Die Kombination der drei Röntgenstrahlenbilder kann in der Weise geschehen, daß das zweite Röntgenstrahlenbild verdoppelt und dann das erste und das dritte Röntgenstrahlenbild davon abgezogen werden. Dies kann durch Erzeugung von vier Röntgenstrahlenbildern erfolgen, wobei zwei Versionen des zweiten Röntgenstrahlenbildes eingeschlossen sind, die alternativ mit dem ersten und dem dritten Röntgenstrahlenbild erzeugt werden; Die differentiellen Röntgenstrahlenbilder können durch additives Kombinieren der beiden Versionen des zweiten Röntgenstrahlenbildes und subtraktives Kombinieren des ersten und dritten Röntgenstrahlenbildes erzeugt werden.

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Die drei Rontgenstrahlenspektren können unter Verwendung eines ersten, zweiten und dritten Röntgenstrahlenfilters mit einer einzigen Röntgenstrahlenquelle erzeugt werden. Wenn das Kontrastmittel Jod ist, können die drei Filter jeweils Jod bzw. Zer
bzw. Blei enthalten. Um einen am meisten ausgewogenen Ausgleich zwischen den drei Spektren zu erhalten, benutzt man in der
Röntgenstrahlenquelle vorzugsweise drei unterschiedliche
Anodenspannungen für die drei Filter. Es können auch drei
unterschiedliche Röntgenstrahlenröhrenströme Anwendung finden, um drei unterschiedliche Intensitätspegel, für die drei Filter zu erzeugen.

Das nach der Erfindung vorgesehene Verfahren kann vorteilhafterweise durch ein Fernsehsystem ergänzt werden, in welchem
Röntgenstrahlenbilder in Fernsehbilder umgewandelt werden,
welche dann elektronisch kombiniert werden, um die differentiellen Röntgenstrahlenbilder, vorteilhafterweise in der Gestalt von differentiellen Fernsehbildern, zu erzeugen.

Vorzugsweise wird eine Reihe von vier Röntgenstrahlenbildern erzeugt, in dem eine Reihe von vier Filtern, eingeschlossen
zwei identische Versionen des zweiten Filters, wechselnd mit dem ersten und dem dritten Filter benutzt werden.

Das elektronische System zum Kombinieren der vier Fernsehbilder kann zwei Stufen der Video-Subtraktion verwenden. Die erste
Stufe kann eine Videodifferenzdetektorröhre enthalten, welche jedes Bild speichert und Videoausgangssignale erzeugt, welche der Differenz zwischen den aufeinanderfolgenden Bildern entsprechen. Die zweite Stufe der Video-Subtraktion kann eine
Siliziumspeicherröhre enthalten, die in.der Lage ist, Videobilder sowohl positiv als auch negativ darzustellen bzw. wieder- ' zugeben. Durch Wechsel zwischen positiver und negativer Auf-

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zeichnungsweise entsprechend dem gerade verwendeten Filter kombiniert die Siliziumspeicherröhre additiv und integrierend die Bildelemente, welche dem Kontrastmittel entsprechen, während die Bildelemente, die dem Weichgewebe und Knochen entsprechen, subtraktiv kombiniert und dadurch weitgehend unterdrückt werden. Pas Endergebnis ist ein differentielles Videobild, in welchem das Kontrastmittel erheblich verstärkt ist, während die restlichen Elemente, die dem Weichgewebe und Knochen entsprechen, auf ein Minimum gebracht wurden. Dieses differentielle Bild kann auf einem Pernsehmonitor ausgegeben werden. Wenn erforderlich, können von diesem Bild dann dauerhafte Fotografien erstellt werden.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ermöglichen das Sichtbarmachen geringster Mengen von ■ Jod im menschlichen Körper, insbesondere der Schilddrüse und dem Kreislaufsystem. Es könne-n auch geringste Mengen anderer Kontrastmittel mit großer Deutlichkeit sichtbar gemacht werden, so z.B. Xenongas in der Lunge. Eine geringe Menge an Kontrastmittel, das anfänglich einen Röntgenstrahlenbildkontrast von weniger als 1% hervorruft, kann mit vollem Kontrast deutlich sichtbar gemacht werden.

Eine geringe^ Röntgenstrahlenexposition reicht aus, um eine derartige Verstärkung des Kontrastmittels zu erzeugen. Typischerweise beträgt die Röntgenstrahlenexpositionszeit nur wenige Sekunden.

Nach der Erfindung· werden also differentielle Röntgenstrahlenbilder erzeugt, um die Sichtbarkeit des Kontrastmittels, z.B. Jod-oder Xenon, zu erhöhen, welche eine K-Absorptionskante bei einer vorbestimmten Röntgenstrahlenenergie haben. Derartige differentielle Bilder werden durch Kombination eines ersten,

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zweiten und dritten Röntgenstrahlenildes erzeugt, die zunächst ^v unter Verwendung eines ersten, zweiten und dritten Röntgenstrahlenspektrums bei einem ersten, zweiten und dritten Röntgenstrahlenenergiepegel erzeugt werden. Der erste Energiepegel liegt unterhalb der K-Kante-Energie, während der zweite Energiepegel oberhalb der K-Kante-Energie liegt. Der dritte Energiepegel liegt oberhalb des zweiten Energiepegels. Das zweite Röntgenstrahlenbild wird mit dem Mittelwert des ersten und zweiten Röntgenstrahlenildes subtraktiv kombiniert, um ein differentielles Röntgenstrahlenbild zu erzeugen, in welchem alle Bildelemente, die dem Weichgewebe oder Knochen entsprechen, stark unterdrückt sind, während die Bildelemente, die dem -Kontrastmittel zuzuordnen sind, hervorgehoben werden. Bei einem bevorzugten Verfahren werden zwei Versionen des zweiten Bildes additiv kombiniert und das erste und dritte Bild damit · subtraktiv kombiniert. Das erste, zweite und dritte Röntgenstrahlenspektrum kann durch Verwendung einer einzigen Röntgenstrahlenqμelle mit einem ersten, zweiten und dritten Röntgenstrahlenfilter erfolgen. Wenn das Kontrastmittel Jod ist, können die Filter jeweils Jod, Zer und Blei enthalten. Die Röntgenstrahlenquelle wird vorzugsweise mit einer ersten, zweiten und dritten Anodenspannung betrieben, wenn das erste, zweite und dritte Filter eingesetzt ist. Der Intensitätspegel der Röntgenstrahlenquelle kann ausserdem verändert werden, um drei unterschiedliche Intensitätspegel für die drei unterschiedlichen Filter vorzusehen. Die drei Röntgenstrahlenbilder werden vorzugsweise in Fernsehbilder umgewandelt, welche elektronisch kombiniert werden, um differentielle Röntgenstrahlenbilder zu erzeugen. Drei unterschiedliehe Verstärkerpegel können in dem Fernsehsystem für die drei Filter angewendet werden. Das Fernsehsystem kann erste und zweite Bildspeicherröhren enthalten, um zwei Stufen der Bildsubtraktion vorzusehen. Die

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erste Speicherröhre kann die Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Bildern in einem Vierbildsystem erzeugen, in welchem zwei Versionen des zweiten Röntgenstrahlenbildes alternativ mit dem ersten und dritten Röntgenstrahlenbild erscheinen. Die Differenzsignale, die von der ersten Röhre kommen, werden dann selektiv positiv oder negativ auf der zweiten Röhre in solcher Weise aufgezeichnet, daß die Bildelemente, welche dem Kontrastmittel entsprechen, hervorgehoben und integriert werden, während die Bildelemente, die dem Weichgewebe und Knochen entsprechen, weitgehend unterdrückt werden.

In dem Fernsehsystem können mit großem Vorteil logarithmische ■Videoverstärker, so daß ausgenommen für konstante Größen die Videobilder proportional zu den Absorptionskoeffizienten sind. Mit derartigen logarithmischen Verstärkern kann das größte Maß' an Unterdrückung der Bildelemente, die dem Knochen oder Weichgewebe entsprechen, erreicht werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, welches ein Röntgenstrahlensystem veranschaulicht, das das Verfahren und die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wiedergibt,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt einer Videodifferenzdetektorröhre, welche in dem System nach Fig. 1 verwendet wird,

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt einer Siliziumspeicherröhre, welche in der zweiten Videosubtraktionsstufe

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des System nach Pig. 1 verwendet wird,

Fig. ¹J die grafische Darstellung der Aufzeichnungscharakteristik der Silxziumspeicherröhre nach Fig. 3, wobei die Grafik veranschaulicht, wie Bilder auf einer derartigen Speicherröhre entweder positiv oder negativ aufgezeichnet wei'den können,

Fig. 5 ein Diagramm, welches die Steuerspuren für die Fotozellen veranschaulicht, welche in dem System nach Fig. 1 verwendet werden, um die Zeitgeberkreise mit der Rotation des Röntgenstrahlenilterrades zu koordinieren,

Fig. 6 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der Betriebsweise der-ersten und zweiten Speicherröhre in dem System nach Fig. 1,

Fig. 7 eine grafische Darstellung, welche die Röntgenstrahlenspektren veranschaulicht, die von den Röntgenstrahlenfiltern erzeugt werden, und ausserdem das Verhältnis zwischen derartigen Spektren und den Absorptionskoeffizienten für Weichgewebe, Knochen und Jod, welches in diesem Fall als Kontrastmittel benutzt wird,

Fig. 8 ein Diagramm, welches die Durchdringung von Knochen, Weichgewebe und Jod durch die drei Röntgenstrahlenspektren veranschaulicht,

Fig. 9 eine schematische Darstellung des Filterrades nach Fig."1 .mit den vier Röntgenstrahlenfiltern,

Fig. 10 ein Diagramm, welches die Art veranschaulicht, in welcher die vier Röntgenstrahlenbilder von der ersten und zweiten Speicherröhre kombiniert werden,

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Fig. 11 eine Anzahl von Kurven, welche die Röntgenstrahlenspektren wiedergeben, die mit den drei unterschiedliehen Filtern erzeugt werden,

Fig. 12 eine Anzahl von Kurven, ähnlich denen von Fig. 11, welche die Veränderungen der Spektren nach der Durchdringung von Weichgewebe veranschaulichen,

Fig. 13 eine Anzahl von Kurven, ähnlich denen von Fig. 11, welche die Veränderungen der Spektren nach der Durchdringung von Knochen veranschaulichen,

Fig. 14 eine Anzahl von Kurven, bei welchen der effektive Röntgenstrahlenabsorptionskoeffizient für Weichgewebe bei der jeweiligen Gewebedicke als Funktion der Gewebedicke für die drei Röntgenstrahlenspektren aufgezeichnet ist,

Fig. 15 eine andere Anzahl von Kurven, in welchen der effektive Röntgenstrahlenabsorptionskoeffizient für Knochen bei der jeweiligen Knochendicke als Funktion der Knochendicke für die drei Röntgenstrahlensp-ektren aufgezeichnet ist,

Fig. 16 eine schematische Darstellung der Zeitgeberkreise für das Röntgenstrahlensystem nach Fig. 1,

Fig. 17 eine schematische Darstellung der Videoverstärkerund Schaltkreise, .

Fig. 18 eine schematische Darstellung der Logikkreise, durch 'welche der Betrieb der"Videospeicherröhren mit der Rotation des Filterrades in Fig. 1 koordiniert ' wird,

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Pig. 19 eine schematische Darstellung der Steuerkreise für die Änderung der Anodenspannung der Röntgenstrahlenröhre sowie des Röhrenstromes bei Wechsel der Filter,

Fig. 20 eine schematische Darstellung der Steuerkreise für die erste Videospeicherröhre,

Fig. 21 eine schematische Darstellung der Steuerkreise für die zweite Speicherröhre,

Fig. 22 eine schematische Darstellung eines modifizierten Differentialröntgenstrahlensystems einer anderen Ausführungsform für das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 23 die Wiedergabe einer Oszilloskopenspur, welche

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ein Bild des Videosignals, wie es nach logarithmischer Verstärkung in dem System von Fig. 22 erscheint, wobei eines der Rontgenstrahlenfilter mit einem Phantom verwendet wird, welches einen Luzite-Keil mit einer Dickenvariation von 10 cm enthält, wobei der Schwarzpegel an der Oberseite der Spur liegt und wobei die aufwärtsgerichteten Ausbuchtungen auf der Spur durch Bleimarkierungen , bei 4, 9 und 14 cm der Tiefe des Patienten erzeugt sind,

Fig. 24 eine grafische Darstellung, welche mit dem System nach Fig. 22 erzeugt wurde und das Restsignal wiedergibt als Prozentsatz des vollen Ausschlags, aufgetragen über der Gewebedicke für die folgenden Filtrationsbedxngungen:

Jodfilter: 45 KVp, 500 mg/cm²; Zerfilter: 60 KVp, 400 mg/cm²; Bleifilter: 70 KVp, 260 mg/cm²,

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Fig. 25 eine grafische Darstellung, ähnlich der von Fig. 2k, jedoch für die folgenden Filtrationsbedingungen:

Jodfilter: 45 KVp, 175 mg/cm²; Zerfilter: ' 50 KVp, 380 mg/cm²; Bleifilter: 60 KVp, i|00 mg/cm²,

Fig. 26 eine grafische Darstellung, welche die beobachtete Abweichung von einem genauen logarithmischen Ver-

halten bei dem System nach Fig. 22 veranschaulicht, die sich aus der Ungleichmäßigkeit des logarithmischen Verstärkers und der Sinuswellenflächenimgleichförmigkeit des Systems ergibt, und

Fig. 27 eine grafische Darstellung, welche das statistisch begrenzte Auflösungsvermögen des Systems nach Fig* 22 aufgetragen gegen die Patientenexpcsition veranschaulicht, unter der Annahme der Verwendung ■ -·■ von 35 KeV-Photonen bei einer Detektornachweisempfindlichkeit von 0,3.

Die vorliegende Erfindung ist nicht beschränkt auf irgendein besonderes Gerät. Das erfindungsgemäße Verfahren kann vielmehr mit den verschiedensten Röntgenstrahlensystemen ausgeführt werden. Die Fig. 1 veranschaulicht demgemäß auch nur ein vorteilhaftes Röntgenstrahlensystem oder -gerät 10, anhand welchem die vorliegende Erfindung beispielsweise beschrieben werden soll Das System kaiin differentielle Röntgenstrahlenbilder eines Patienten·oder eines Objektes 12-zeigen. Bei derartigen Bildern werden 'die Bildkomponenten, die dem Weichgewebe oder Knochen entsprechen, weitgehend unterdrückt, während diejenigen Bildelemente, die einem Kontrastmittel entsprechen, verstärkt und

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auf summiert werden. Das System 10 ermöglicht eine automatische und wirkungsvolle Kompensation für Änderungen in der Dicke des Patienten, also sowohl der Dicke des Weichgewebes als auch des Knochens. Entsprechend der Unterdrückung der Bildelemente, die durch das normale Weichgewebe und Knochen erzeugt werden, ist das Röntgenstrahlensystem weitgehend unempfindlich gegen Veränderungen in der Dicke des Weichgewebes und des Knochens in dem Patienten. Dieses Merkmal ist sehr vorteilhaft, da die Dicke des Teiles des Patienten, die' den Röntgenstrahlen ausgesetzt ist, in mehr oder weniger unregelmäßiger Weise über das Gesichtsfeld Veränderungen ausgesetzt ist. Während die Querschnittsgestalt eines Patienten 12 mit einem einfachen Oval wiedergegeben ist, ist natürlich die tatsächliche Gestalt mehr oder weniger unregelmäßig.

Das Röntgenstrahlensystem 10 enthält eine Röntgenstrahlenquelle 14 zur Erzeugung einer Anzahl unterschiedlicher Rontgenstrahlenspektren, die entweder monoenergetiseh oder quasi—monoenergetisch sind. In diesem Fall kann die Quelle 14 eine Reihe von quasi— monoenergetischen Rontgenstrahlenspektren erzeugen. Es ist vorteilhaft, eine einzige Röntgenstrahlenquelle zu verwenden, die die Form einer üblichen Röntgenstrahlenröhre 16 mit einer Anode 16a und einer Kathode l6b haben kann.

In dem System nach Fig. 1 wird die Anodenspannung für die Röntgenstrahlenröhre 16 durch ein Hochspannungsgerät 18 zugeführt, welches^KVP-Steuerung bezeichnet ist, da es so gebaut ist, daß eine elektronische Steuerung über die Spitzenspannung (KVP) erreicht wird, welche zwischen die Anode 16a und die Kathode 16b angelegt wird. Die Zeitintervalle, während welcher die Anodenspannung angelegt ist, sind ausserdem einer elektronischen Steuerung unterworfen.

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Der Elektronenstrom zwischen Kathode l6b und Anode l6a ist ausserdem vorzugsweise einer elektronischen Steuerung unterworfen, in dem der Padenstrom variiert wird. Somit ist die Kathode 16b an eine Stromversorgung 20 angeschlossen, welche mit MA-Steuerung bezeichnet ist, da diese so gebaut ist, daß eine elektronische Steuerung des Elektronenstroms in Milliampere (MA) erfolgt.

Die Röntgenstrahlenröhre 16 erzeugt ein kontinuierliches Rontgenstrahlenspektrum über ein ziemlich breites Energieband. Die maximale Energie des Bandes der Röntgenstrahlen ist durch die maximale Spannung (KVP), die an der Anode l6a der Röntgenstrahlenröhre 16 liegt, bestimmt.

Der Röntgenstrahl von der Röntgenstrahlenquelle 16 ist durch den Patienten 12 auf einen Bilddetektor gerichtet, welcher die Form eines Verstärkungsschirmes 22 haben kann, der das unsichtbare Röntgenstrahlenbild in ein sichtbares Bild, bestehend aus sichtbarem Licht, umwandelt. Der Einfachheit halber werden derartige sichtbare Bilder, die unsichtbaren Röntgenstrahlenbildern entsprechen, zeitweise als sichtbare Röntgenstrahlenbilder bezeichnet.

Zur Erzeugung einer Reihe von quasi-monoenergetischen Röntgenstrahlenspektren ist eine Anzahl von selektiv beweglichen oder verwendbaren Röntgenstrahlenfiltern vorgesehen, die einzeln in den Röntgenstrahl bewegt werden können, so daß der Röntgenstrahl durch den einzelnen Filter als auch durch den Patienten 12 hindurchgehen muß.

Wenigstens drei derartiger Röntgenstrahlenfilter werden bevorzugt verwendet und auf einem drehbaren Filterrad 2k angebracht. Die Filter erzeugen drei unterschiedliche Röntgenstrahlenspektren bei unterschiedlichen Energiepegeln. In

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dem vorliegenden Fall trägt das Pilterrad 24 vier Röntgenstrahlenfilter 24a, 24b, 24c und 24d. Die ersten drei Filter 24a, 24b und 24c sind unterschiedlich, das vierte Filter 24d ist dagegen vorzugsweise eine zweite Version oder ein Duplikat des zweiten Filters 24b.

Selbstverständlich gibt es eine große Vielzahl von Röntgenstrahlenfiltermaterialien, die in Röntgenstrahlenfiltern verwendet werden können, was von verschiedenen Faktoren abhängen kann, z.B. der Natur des Kontrastmittels, welches in den differentiellen Röntgenstrahlenbildern sichtbar gemacht werden soll. Wenn z.B. Jod als Kontrastmittel verwendet werden soll, können die drei Filter 24a, 24b und 24c Jod (I), Zer (Ce) und Blei (Pb) enthalten. Das vierte Filter 24d kann ebenfalls ein Zer-Filter, also ein Duplikat des zweiten Filters 24b sein.

Ein Motor 26 dreht vorzugs\ieise das Filterrad 24, so daß jeder Filter nacheinander in den Röntgenstrahl gedreht werden kann. Der Motor 26 kann mit dem Filterrad 24 über eine Antriebswelle 28 oder einen anderen Trieb verbunden sein. Die Rotationsgeschwindigkeit des Filterrades 24 kann in weiten Grenzen verändert werden und beispielsweise in der Größenordnung von einer Umdrehung pro' Sekunde liegen.

Die Filter 24a bis 24d können die Form einer hohlen Zelle haben, die Lösungen mit den röntgenstrahlenfilternden Materialien enthalten. So kann beispielsweise das Jodfilter 24a die Lösung von Jod oder einer Jodverbindung enthalten. Ähnlich können die Zerfilter 24b und 24d Lösungen einer Zerverbindung enthalten, während das Bleifilter 24c die Lösung einer Bleiverbindung enthalten kann. Die Verwendung chemischer Lösungen in den Röntgenstrahlenfiltern macht eine Änderung der effektiven

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Dichte jedes Filters,, einfach, in dem lediglich die Konzentration des Filtermaterials in der Lösung für das spezielle Filter geändert wird.

Fig. 7 enthält grafische Wiedergaben 30a, b und c der drei quasi-monoenergetischen Spektren, die mit Hilfe der Jod-, Zer- und Bleifilter erzeugt wurden. Bei diesen Kurven sind die relativen Röntgenstrahlenintensitäten' gegen die Röntgenstrahlenenergien in KEV (Kilo-Elektronenvolt) aufgetragen.

Fig. 7 enthält ausserdem die Kurven 321, 32B und 32T, welche die Absorptionskoeffizienten von Jod, Knochen und Weichgewebe, aufgetragen als Funktion der Röntgenstrahlenenergie in KEV, wiedergeben. Es sei darauf hingewiesen, daß die Kurve 321 für Jod .eine scharfe Unstetigkeit oder Kante 32K aufweist, die allgemein als K-Kante des Jod bekannt ist. Bei der K-Kante 32K nimmt der Absorptionskoeffizient von Jod steil zu. Eine Anzahl von Materialien haben derartige K-Kanten bei verschiedenen Röntgenstrahlenenergien. Im allgemeinen ist die K-Kantenenergie für jedes Material verschieden. Xenon und Barium haben z.B. ausser Jod ebenfalls K-Kanten. Derartige Materialien mit K-Kanten sind besonders bevorzugt als Röntgenstrahlen-Kontrastmittel.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren liegen die drei Röntgenstrahlenspektren 30a, b und c bei drei verschiedenen Energiepegeln, die der K-Kante-Energie des Materials in bestimmter Weise zugeordnet sind, welches als Kontrastmittel verwendet wird. .So liegt beispielsweise in Fig. 7 das erste Spektrum 30a bei einem Energiepegel, welcher unterhalb der K-Kante-Energie liegt. Das zweite Spektrum 30b liegt vorzugsweise bei einem Energiepegel, welcher oberhalb der K-Kante-Energie liegt. Das dritte Spektrum 30c liegt bei einem Energiepegel, welcher oberhalb des Energiepegels des zweiten Spektrums 30b liegt.

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Das vierte Spektrum ist vorzugsweise eine zweite Version oder ein Duplikat des zweiten Spektrums 30b.

Wegen des steilen Anstiegs des Röntgenstrahlenabsorptionskoeffizienten für Jod bei der K-Kante 32K ist der Absorptionskoeffizient für das zweite Spektrum 30b sehr viel größer als für das erste Spektrum 30a. Darüber hinaus ist der Ab-.Sorptionskoeffizient für Jod sehr viel größer· für das zxveite Spektrum 30b als für das dritte Spektrum 30c.

Die Röntgenstrahlenabsorptionskoeffizienten für Knochen und Weichgewebe nehmen allmählich mit zunehmender Röntgenstrahlen-' energie ab« Somit ist der Absorptionskoeffizient für Knochen für das zweite Spektrum 30b geringer als für das erste Spektrum 30a· und noch geringer für das dritte Spektrum 30c, Ähnlich ist der Äbsorptionskoeffizient für das Weichgewebe für das zweite Spektrum 30b geringer als für das erste Spektrum 30a und noch geringer für das dritte Spektrum 30c. ■

Die drei Spektren 30a, b und c sind so ausgewählt und eingerichtet, daß der Absorptionskoeffizient von Knochen für das zweite Spektrum 30b annähernd gleich dem mittleren Absorptionskoeffizienten von Knochen für das erste und das dritte Spektrum 30a und 30c ist. Ähnlich ist der Absorptionskoeffizient von Gewebe für das zweite Spektrum 30b annähernd gleich dem mittleren Absorptionskoeffizienten von Gewebe für das erste und das dritte Spektrum 30a und 30c. Wenn diese Beziehung besteht, können die Röntgenstrahlenbildkomponenten für Knochen und Weichgewebe weitgehend unterdrückt werden, indem der Mittelwert der Röntgenstrahlenbilder, die mit Hilfe des ersten und des dritten Spektrums erzeugt wurden, von dem Röntgenstrahlenbild, welches von dem zweiten Spektrum erzeugt wurde, subtrahiert wird. Andererseits werden die Rontgenstrahlenbildelemente, die dem Jod entsprechen, nicht durch diese subtraktive Kombination

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ausgelöscht, wodurch eine sehr starke relative Steigerung der Bildelemente für das Jod oder ein anderes Kontrastmittel erfolgt.

In Fig. 7 sind die Absorptionskoeffizienten von Jod für die drei Spektren 30a, 30b und 30c durch die Punkte 34a, 34b und 34c angezeigt. Die Absorptionskoeffizienten von Knochen für die drei Spektren 30a, b und c sind mit den Punkten 36a, b und c angezeigt. Die Absorptionskoeffizienten von Weichgewebe sind für die drei Spektren 30a, b und c durch die Punkte 38a, b und c angezeigt.

Die Figuren 11, 12 und 13 zeigen die grafische Wiedergabe der drei Röntgenstrahlenspektren 30a, 30b und 30c mit größeren Einzelheiten für das spezielle System 10 von Fig. 1 bei Verwendung von Filtern, welche Jod, Zer und Blei enthalten, um die Röntgenstrahlensichtbarkeit von Jod in dem Patienten zu verbessern. Fig. 11 zeigt die drei Spektren 30a, b .und c nach Erzeugung durch die Röntgenstrahlenröhre 16 und Durchgang durch das Jod-, Zer- und Bleifilter 24a, b und c. Die Röntgenstrahlenspannung ist vorzugsweise für jedes Spektrum anders. Darüber hinaus kann die Konzentration des Filtermediums in jedem Filter unterschiedlich sein. Fig. 11 enthält eine Tabelle mit einem Satz von Werten, die mit Erfolg angewendet wurden. Die Spannungen, die bei dem Jod-, Zer- und Bleifilter angewendet wurden, waren 45, 60 und 70 KVP. Die Konzentrationen der drei Filtermedien in Milligramm pro Quadratzentimeter waren 100 bei Jod, 150 bei Zer und 400 bei Blei.· Die sich ergebenden Filterdurchlässigkeiten lagen bei 21,85? bei Jod, 16,8/? bei Zer und 0,8$ bei Blei. Diese Werte sind nur beispielsweise aufgeführt, können jedoch in weiten Bereichen variiert werden.

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Fig. 12 zeigt die Röntgenstrahlenspektren 30a, b und c, die unter Verwendung des Jod-, Zer- und Bleifilters erzeugt wurden, nachdem die Spektren durch Weichgewebe mit einer Dicke von 15 Gramm pro Quadratzentimeter hindurchgegangen sind. Man stellt fest, daß sich alle drei Spektren zu etwas höheren Energien verschoben haben und daß die Peaks der Spektren schärfer geworden sind. Das Verhältnis der drei Spektren zueinander bleibt jedoch im wesentlichen gleich wie zuvor.

Fig. 13 veranschaulicht die drei Spektren 30a, b und c nachdem in die Röntgenstrahlen durch 15 Gramm pro Quadratzentimeter Weichgewebe und 2 Gramm pro Quadratzentimeter Knochen hindurchgegangen sind. Man erkennt, daß die Röntgenstrahlenspektren 30a, b und c noch weiter zu höheren Energien verschoben sind und daß die Peaks der Spektren noch schärfer sind. Die Beziehung der drei Spektren bleibt jedoch die gleiche wie zuvor. Die Fig. 11, 12 und 13 veranschaulichen somit die Tatsache, daß die Verwendung der drei Spektren zu einer wirksamen und automatischen Kompensation von Veränderungen der P'atientendicke sowohl für Weichgewebe als auch für Knochen führt. Die Bildkomponenten von Weichgewebe und Knochen können weitgehend durch Subtraktion des Mittelwertes der Bilder des ersten und dritten Spektrums von dem Bild des zweiten Spektrums unterdrückt werden.

Die Kompensation der Patientendicke nach der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. I^ und 15 noch deutlicher gezeigt. Die Fig. 14 enthält Kurven 40a, b und c, bei welchen der effektive Absorptionskoeffizient für Weichgewebe entsprechend den drei Spektren 30a, b und c, die bei der Verwendung von Jod-, Zer- und Bleifiltern erzeugt werden, aufgetragen ist. In jedem Fall ist der Absorptionskoeffizient als Funktion der Gewebedicke in Gramm pro Quadratzentimeter aufgetragen.

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Man sieht, daß der effektive Absorptionskoeffizient allmählich mit zunehmender Gewebedicke abnimmt. Dies ist darauf zurückzuführen,, daß das Röntgenstrahlenbündel beim Durchdringen des Weichgewebes mit zunehmender Gewebetiefe immer härter wird. Die Kurve 40a für das Jodfilter liegt höher als die Kurve 40b für das Zerfilter. Andererseits liegt die Kurve 40c für das Bleifilter unterhalb der Kurve 4Ob für das Zerfilter.

Fig. 14 enthält ausserdem eine gestrichelte Linie, welche den Mittelwert der Kurven 40a und 40c für Jod- und Bleifilter darstellt. Diese gestrichelte Linie ist mit 4O(a+c)/2 bezeichnet. Man erkennt, daß die gestrichelte Linie oder die Mittelviertlinie dicht bei der Kurve 40b für das Zerfilter über·den in Pig. 14 dargestellten Bereich der Gewebedieke verläuft. Wenn somit die Mittelwertlinie 4O(a+c)/2 von der zweiten Kurve 40b in Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren subtrahiert, so ergibt sich ein Ergebnis von nahezu 0. Dies zeigt, daß die Subtraktion des Mittelwertes des ersten und dritten Rontgenstrahlenbildes von dem zweiten Röntgenstrahlenbild die Teile der Bilder, die dem Weichgewebe entsprechen, weitgehend beseitigt. Somit wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Veränderung der Gewebedicke des Patientenkörpers automatisch kompensiert.

Fig. 15 enthält Kurven 42a, 42b und 42c, welche die effektiven Absorptionskoeffizienten für Knochen, aufgetragen als Funktion der Knochendicke in Gramm pro Quadratzentimeter für die drei Spektren, die mit den Jod-, Zer- und Bleifiltern erzeugt wurden, wiedergeben..Fig. 15 enthält ausserdem eine gestrichelte Linie, .die den Mittelwert der ersten und dritten Kurve 42a und 42c wiedergibt. Die Mittelwertlinie ist mit 42(a+c)/2

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bezeichnet. Hier läuft ebenfalls die Mittelwertlinie sehr nahe bei der zweiten Kurve ¹12b. Wenn die Mittelwertlinie von der zweiten Kurve subtrahiert wird, ergibt sich ein Viert dicht bei O, was anzeigt, daß die Knochenkomponenten der Röntgenstrahlenbilder ebenfalls durch Subtraktion des Mittelwertes des ersten und dritten Röntgenstrahlenbildes von dem zweiten Röntgenstrahlenbild weitgehend unterdrückt werden können.

Fig. 9 veranschaulicht schematisch das Filterrad 24 mit vier Filtern, z.B. dem Jodfilter 24a, dem Zerfilter 24b, dem Bleifilter 24c und der zweiten Version des Zerfilter.s 24d. Wie dargestellt nehmen die Filter jeweils vier gleiche Sektoren des Filterrades 24 ein.

Beim Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorteilhaft, vier anstelle von drei Filtern zu verwenden. Das vierte Filter ist eine zweite Version oder ein Duplikat des zweiten Filters. Indem man nacheinander die vier Filter in den Röntgenstrahl hineinbewegt, werden vier aufeinanderfolgende Röntgenstrahlenspektren erzeugt. Das vierte Röntgen-Strahlenspektrum ist ein Duplikat des zweiten Spektrums. Durch Verwendung der vier Röntgenstrahlenspektren v/erden vier aufeinanderfolgende Röntgenstrahlenbilder erzeugt. Das vierte Röntgenstrahlenbild ist eine zweite Version oder ein Duplikat des zweiten Bildes. Es ist dann einfach, eine subtraktive Kombination der vier Bilder in einer V/eise auszuführen, die einer Subtraktion des Mittelwertes des ersten und des dritten Röntgenstrahlenbildes von dem zweiten Röntgenstrahlenbild äquivalent ist. Diese äquivalente Kombination wird erreicht durch Addieren des zweiten und des vierten Bildes und Subtrahieren des ersten und des dritten Bildes. Dieses Verfahren führt zur Bildung eines differentiellen Röntgenstrahlenbildes, in welchem die Bildelemente entsprechend dem Kontrastmittel

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verstärkt, die Bildelemente entsprechend dem Weichgewebe oder Knochen dagegen weitgehend unterdrückt sind.

Pig. 1 veranschaulicht ein Fernsehsystem 44 für die selektive Kombination von Röntgenstrahlenbildern zur Erzeugung eines differentiellen Röntgenstrahlenbildes. Es können jedoch verschiedene andere Verfahren zur Kombination von Röntgenstrahlenbildern verwendet werden, insbesondere ist die Verwendung eines Pernsehsystems nicht unbedingt erforderlich. Dennoch ist das Fernsehsystem mit Vorteil anzuwenden, da dieses ermöglicht, Röntgenstrahlenbilder rasch und genau zu kombinieren. Die Geschwindigkeit des Systems verringert die Röntgenstrahlenexposition des Patienten auf ein Minimum.

Wie in Fig..l gezeigt, werden die sichtbaren Röntgenstrahlenbilder auf dem Verstärkersehirm 22 in Video-Röntgenstrahlenbilder mit Hilfe einer TV-Kamera 46 bekannter und geeigneter Konstruktion umgewandelt.

Die Videosignale werden von der TV-Kamera 46 über einen Verstärkerschaltsteuerkreis 48 einem Videoverstärker zugeführt. Der Verstärkerschaltsteuerkreis 48 ist so gestaltet, daß die Verstärkung auf drei verschiedene Pegel für die drei unterschiedlichen Röntgenstrahlenspektren geschaltet werden kann, die bei der Verwendung des Jod-, Zer- und Bleifilters erzeugt werden. Durch eine solche Veränderung der Verstärkung ist es möglich, die Differenzen der mittleren Intensitäten der drei Röntgenstrahlenspektren zu kompensieren.

Von dem Ausgang des Videoverstärkers 50 werden die Videosignale über einen Videoschalter oder ein Videogatter 52 zu einem Videodifferenzdetektor 54 geleitet. Der Videoschalter 52 ermöglicht die Zuführung der Videosignale zu dem Videodifferenzdetektor 54· in selektiver Weise für die gewünschten

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Abschnitte des Zeitzyklus. Der Videoschalter 52 wird durch .Impulssignale gesteuert, die über eine Steuerleitung 52a aufgenommen werden. Der Videodifferenzdetektor 5^ steht ausserdem unter der selektiven Steuerung von Signalen, die über eine Steuerleitung 5^a zugeführt werden.

Die vier Videobildsignale werden aufeinanderfolgend dem Videodifferenzdetektor 5^ zugeführt, welcher so aufgebaut "und angeordnet ist, daß Ausgangsvideosignale erzeugt werden, die sehr genau den Differenzen zwischen den aufeinanderfolgenden Signalen in der Folge der vier Videobildsignale entsprechen. Somit erzeugt der Videodifferenzdetektor $h vier aufeinanderfolgende Videodifferenzsignale, von denen jedes die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Röntgenstrahlenbildern darstellt.

Die Videodifferenzsignale von dem Ausgang des Videodifferenzdetektors 5^ v/erden über einen zweiten Videoschalter oder ein zxfeites Videogatter 56 zu einer integrierenden Subtx°aktions- und Speichereinheit 58 geführt. Der Videoschalter 56 ermöglicht die Zuführung der Videodifferenzsignale in selektiver Weise zu der integrierenden Subtraktions- und Speichereinheit 58, vorzugsweise unter der Steuerung von Zeitgeberimpulsen, die über eine Steuerleitung 56a zugeführt werden. Die Betriebsweise der Speichereinheit 58 wird ausserdem von Zeitgebersignalen gesteuert, die über eine Steuerleitung 58a anstehen.

Die integrierende Subtraktions- und Speichereinheit 58 ist so gestaltet, daß sie elektronische Signale entsprechend den Eingangsvideodifferenzsignalen aufzeichnet und speichern kann. Bei der Erzeugung der elektronischen Bilder können die Eingangsvideosignale entweder positiv oder negativ aufge-

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zeichnet werden. Vorzugsweise wird alternativ positiv und negativ aufgezeichnet und zwar in Übereinstimmung mit dem Röntgenstrahlenfilter, welches gerade benutzt wird. Auf diese Weise werden die Bildelemente entsprechend dem Kontrastmittel , beispielsweise Jod. viermal additiv aufgezeichnet und somit effektiv mit dem Faktur vier multipliziert, während die Untergrundelemente des Bildes, die dem normalen Weichgewebe und Knochen entsprechen, ausserordentlich stark unterdrückt werden.

Es ist sehr vorteilhaft, eine logarithmische Videoverstärkung in dem Videoverstärker 50 zu verwenden, so daß mit Ausnahme von konstanten Größen die vier Videobilder dem Absorptionskoeffizienten proportional sind. Bei logarithmischer Verstärkung ist·es möglich, eine wesentlich bessere Äuslöschung der Bildelemente zu erreichen, die dem normalen Weichgewebe und Knochen entsprechen. .

Die differentiellen Teile der Videodifferenzsignale, die dem Kontrastmittel entsprechen, werden von der Speichereinheit integriert. Durch Betrieb des Systems über eine Anzahl von Zyklen des Filterrades werden die differentiellen Bildelemente, die dem Kontrastmittel entsprechen, fortschreitend zu immer höheren Vierten integriert, so daß die Sichtbarkeit des Kontrastmittels stark angehoben wird.

Die integrierende Subtraktions- und Speichereinheit 58 kann Ausgangsvideosignale ausgeben, die das in der Speichereinheit gespeicherte Bild wiedergeben. Diese Ausgangsvideosignale werden über einen anderen Videoschalter 60 einem Fernsehmonitor 62 zugeführt, welcher eine sichtbare Anzeige des differentiellen Rontgenstrahlenbildes liefert, wie es in der Speichereinheit 58 gespeichert ist. In einem derartigen Bild sind die differentiellen Merkmale und Elemente, die

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dem Kontrastmittel entsprechen, stark verdeutlicht, so daß sie klar sichtbar sind, wenn sie auch in dem ursprünglichen Röntgenstrahlenbild kaum oder überhaupt nicht sichtbar waren. Differentielle Merkmale mit einem ursprünglichen Kontrast von weniger als 1% können zu einem erheblich größeren Kontrast verdeutlich werden, der annähernd dem vollen Kontrastbereich des Fernsehsystems entspricht.

Das- Fernsehsystem 24 enthält einen TV-Synchronisierungs- und Kippgenerator 64, welcher Fernsehsynchronisierungsimpulse und Kippsignale an die Fernsehkamera 46 liefert und ausserdem an den Videodifferenzdetektor 54 und die integrierende Subtraktions- und Speichereinheit 58. Somit werden horizontale und vertikale Kippsignale von dem Generator 64 über Signal-» leitungen 6¹Jx. und 64y der TV-Kamera 46, dem Videodifferenzdetektor 54 und der Speichereinheit 58 zugeführt. Der Fernsehkipp- und Synchronisierungsgenerator 64 kann einen an sich bekannten Aufbau haben.

Seitgeberkreise 66 sind vorgesehen, um den Betrieb des Fernsehsystems, insbesondere des Videodifferenzdetektors 54, der integrierenden Subtraktions- und Speichereinheit 58 und der zugeordneten Komponenten zu koordinieren. Somit liefern die Zeitgeberkreise 66 Steuersignale an die Verstärkungsschaltsteuerung 48 über eine oder mehrere Steuerleitungen 48a. Steuersignale für den Videoschalter 52 werden von den Zeitgeberkreisen 66 über die Steuerleitung 52a geliefert. Der zv/eite Videoschalter 56 wird mit Steuersignalen von den Zeitgeberkreisen 66 über die Steuerleitung 56a versorgt. Die Steuersignale für den Videoschalter 60 werden von den Zeitgeberkreisen 66 über eine Steuerleitung 66a zugeführt.

Der Videodifferenzverstärker 5^ wird während unterschiedlicher Abschnitte des Zeitzyklus in unterschiedlichen Zuständen

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betrieben. Im vorliegenden Fall wird der Videodifferenzdetektor 5k im Löschmode oder Aufzeichnungsmode betrieben. Für den Löschmode wird eine relativ hohe Betriebsspannung an den Videodifferenzdetektor 5^ über die Steuerleitung 5^a mittels eines Löschgatters 68 angelegt. Zeitgeberimpulse zur Steuerung des Löschgatters 68 werden von den Zeitgeberkreisen 66 über eine.Steuerleitung 68a zugeführt.

Während des Aufzeichnungsmode wird eine relativ niedrige Spannung an den Videqdifferenzdetektor 5k über die Steuerleitung 5^a mit Hilfe eines Aufzeichnungsgatters 70 gelegt. Zeitgebersignale zur Steuerung der Betriebsweise des Aufzeichnungsgatters 70 werden von den Zeitgeberkreisen 66 über eine Steuerleitung 70a zugeführt.

Zur Vorbereitung des Betriebs wird die integrierende Subtraktions- und Speichereinheit 58 vorzugsweise in einem Vorbereitungsmode betrieben, währenddessen eine relativ hohe Betriebsspannung an die Speichereinheit 58 über die Steuerleitung 58a mit Hilfe eines Vorbereitungssteuerkreises 72 angelegt wird. Der Vorbereitungsmode kann entweder automatisch oder von Hand gesteuert werden. Im vorliegenden Fall ist ein handbetätigbarer Vorbereitungsschalter Jk mit dem Vorbereitungssteuerkreis 72 zur Steuerung des Vorbereitungsmode verbunden.

Für die weitere Vorbereitung der normalen Betriebsweise wird die Speichereinheit 58 vorzugsweise in einem Löschmode betrieben, währenddessen eine etwas niedrige Betriebsspannung, beispielsweise 20 Volt, an die Speichereinheit 58 über die Zuführungsleitung 58a mit Hilfe eines Löschsteuerkreises angelegt wird, welche letzterer ebenfalls automatisch oder von Hand gesteuert werden kann. Im vorliegenden Fall ist ein handbetätigbarer Löschsteuerschalter 78 mit dem Löschsteuerkreis 76 vorgesehen, um den Löschmode zu steuern.

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Während des normalen Betriebs wird die Speichereinheit 58 entweder in einem positiven oder einem negativen Aufzeichnungsmode betrieben. Während des positiven Aufzeichnungsmode wird eine mittlere Betriebsspannung, z.B. 50 Volt, an die Speichereinheit 58 über die Steuerleitung 58a mit Hilfe eines positiven Aufzeichnungsgatters 80 angelegt, welches von Zeitgebersignalen gesteuert wird, welche von den Zeitgeberkreisen 66 über eine Steuerleitung 80a aufgenommen werden. Während des negativen Aufzeichnungsmode wird eine niedrigere Betriebsspannung an die Speichereinheit 58 über eine Zuführungsleitung 58a mit Hilfe eines negativen Aufzeichnungsgatters 82 zugeführt, welches mit Steuersignalen von den Zeitgeberkreisen/über eine Steuerleitung 82a versorgt wird.

Wenn die Speichereinheit 58 nicht im positiven oder negativen Aufzeichnungsmode ist, wird sie in einen Lesemode unter Steuerung eines Lesegatters 84 geschaltet, welches eine niedrige Betriebsspannung, z.B. 6 Volt, an die Speichereinheit 58 über die Steuerleitung 58a liefert. Das Lesegatter 84 wird von Signalen, die von den Zeitgeberkreisen 66 über eine Steuerleitung 84a geliefert werden, gesteuert.

In dem System von Fig. 1 ist ein Start-Stop-Schalter 86 mit den Zeitgeberkreisen 66 verbunden, um das Verarbeiten der Pernsehsignale zu starten oder zu beenden. Der Start-Stop-Schalter 86 kann entweder automatisch oder von Hand betätigt werden. Im vorliegenden Fall ist er handbetätigbar.

Es ist erwünscht, den Betrieb der Zeitgeberkreise 66 mit der Rotation des Filterrades 24 zu koordinieren. Im vorliegenden Fall wird diese Koordination dadurch erreicht, daß eine erste und eine zweite Fotozelle 88a und 88b vorgesehen sind, deren Ausgänge mit den Zeitgeberkreisen 66 verbunden sind. Die

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Fotozellen 88a und 88b werden durch Zeitgeberspuren 90a und 90b. auf dem Pilterrad 24 betätigt. Licht von einer Lampe 92 scheint durch die Zeitgeberspuren 90a und 90b auf die Fotozellen 88a und 88b. Die Einzelheiten der Zeitgeberspuren 90a und 90b sind in Fig. 9 verdeutlicht. Darüber hinaus ist in Fig. 5 schematisch die Wellenform der Signale gezeigt, die von den Fotozellen 88a und 88b geliefert werden. Die Wellenform entspricht in ihrer Gestalt den Zeitgeberspuren 90a und 90b.

Zum Zwecke der Synchronisierung werden vertikale Synchronisier ungsimpulse für das Fernsehsystem 44 an die Zeitgeberkreise 66 über eine Steuerleitung 94 geliefert, welche von dem TV-Synchronisierungs- und Kippgenerator 64 herkommen.

Der Videodifferenzdetektor 54 kann verschiedene elektronische Speicherröhren und andere Differenzdetektorvorrichtungen aufweisen. In dem System 10 von Fig. 1 wird vorzugsweise eine elektronische Speicherröhre 96 der in Fig. 2 veranschaulichten Art verwendet. Die Speicherröhre 96 ist ein Typ, welcher als Anzeigeeinrichtung für die ,Bewegung von Zielobjekten bei Radar- oder anderen Überwachungssystemen benutzt wurde. (Röhren dieser Art werden beispielsweise von der Firma Princeton Electronic Products, Inc. und Hughes Aircraft Company hergestellt. Eine Speicherröhre vom Typ PEP-700 der Firma Princeton Electronic Products, Inc. hat sich als erfolgsreich bei-iährt.)

Wie in .Fig. 2 dargestellt ist die Speicherröhre 96 in einen Betriebskreis mit einer Videoeingangsleitung 98 und einer Videoausgangsleitung 100 eingeschaltet. Die Videosignale von der TV-Kamera 46 kommen über den Videoverstärker 50 und den Videoschalter 52 auf die Eingangsleitung 98. Während des ersten TV-Bildes erscheinen ähnliche Videosignale auf der

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Ausgangsleitung 100. DieGröße der Ausgangsvideosignale nimmt jedoch mit jedem durchgehenden TV-Bild ab, bis die Röhre 56 in einen Gleichgewichtszustand kommt. Irgendwelche Veränderung in dem Eingangsvideosignal, die von Bild zu Bild auftreten, werden in voller Größe weitergegeben, aber die von Bild zu Bild unveränderten oder nicht differentiellen Teile der Videosignale werden weitgehend gelöst, wenn sich die Röhre dem Gleichgewichtszustand nähert.

Die inFig. 2 dargestellte Speicherröhre 96 hat ein spezielles Target 102. Im übrigen kann sie aber in ihrem Aufbau einer üblichen Videkon-Kathodenstrahlkameraröhre, wie sie bei TV-Kameras verwendet wird,ähnlich sein. Das Target 102 wird von einem Elektronen- oder Kathodenstrahl 104 abgetastet, welcher von einem üblichen Elektronenstrahlerzeuger 106 stemmt, welcher eine Kathode I06K und drei Gitter 106 Gl, 1O6G2 und 1O6G3 aufweisen kann. Die Eingangsleitung 98 ist vorzugsweise an die Kathode 106K und ausserdem vorzugsweise an .das Gitter IO6GI · angeschlossen. Somit wird der Elektronenstrahl 104 von den Videoeingangssignalen moduliert.

Ausserdem sind Mittel zum Ablenken des Elektronenstrahls 104 in der Speicherröhre 96 nach Fig. 2 vorgesehen. Dabei können entweder magnetische oder elektrostatische Deflektoren benutzt werden. Zu Illustrationszwecken ist die Speicherröhre 96 mit horizontalen und vertikalen Deflektorplatten IO8 und 110 dargestellt, die mit horizontalen und vertikalen Kipp- oder Abtastsignalen von dem TV-Kippgenerator 64 von Fig. 1 versorgt werden können. Es können jedoch magnetische Ablenkspulen anstelle der Ablenkplatten- verwendet werden. Ausserdem können eine oder mehrere magnetische Fokussierungsspulen Anwendung finden.

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Das Target 102 der Speicherröhre 96 kann die Form einer elektrisch leitenden Gegenelektrodenplatten oder Signalplatte 110 mit einer dielektrischen Schicht oder durch überzug 112 darauf sein. Eine Kollektroelektrode 11*1 ist benachbart dem Target 102 angeordnet.

Die leitende Gegen-elektrode 110 kann mit dotiertem Silizium hergestellt sein, während der dielektrische überzug 112 eine dünne Schicht aus Siliziumdioxyd (SiOp) aufweisen kann, die darauf entstanden ist. Die dieelektrische Schicht 112 kann durch den Elektronenstrahl 104 elektrostatisch aufgeladen werden, so daß elektrostatische Fernsehbilder elektrostatisch auf der Schicht 112 durch den Elektronenstrahl aufgezeichnet werden können.

Bei der beispielsweise dargestellten Anordnung nach Fig. 2 ist eine Last in Form eines Wiederstandes 116 zwischen die Gegenelektrodenplatte 110 und die Steuerleitung 5^a geschaltet, an welche verschiedene Versorgungsspannungen mit Hilfe des Löschgatters 68 und des Aufzeichnungsgatters 70 gelegt werden können. Wenn erwünscht, kann ein Koppelkondensator 118 zwischen die Gegenelektrodenplatte 110 und die Videoausgangsleitung 100 geschaltet sein./Es existiert eine kapazitive Kopplung nur zwischen der geladenen Frontoberflache der 112 und der Gegenelektrodenplatte 110. Während des Betriebs des Systems 10 von Fig. 1, ist es vorzuziehen, die erste Speicherröhre 96 in den Löschmode für einTV-Bild zu betreiben, bevor das erste Videoröntgenstrahlenbild auf der Röhre aufgezeichnet wird. In dem Löschmode wird die Targetgegenelektrodenplatte 110 auf eine ziemlich hohe positive Spannung, beispielsweise 100 bis 240 Volt, angehoben, während der Elektronenstrahl ohne Modulation betrieben wird. Dies führt zu einem gleichmäßigen Aufsprühen von Elektronen auf die Frontoberfläche, der di-elektrischen Schicht 112. Die positive Spannung, die somit

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der Frontoberfläche der dielektrischen Schicht gegeben wird, liegt in der Größenordnung von 1 Volt oder ähnlich.

Nach dem einzigen TV-Bild im Löschmode wird die erste Speicherröhre 96 in den Aufzeichnungsmode geschaltet, bei welchem eine relativ niedrige positive Spannung an die Targetgegenelektrodenplatte 110 gelegt wird. Diese Targetspannung kann etwa 1 bis 30 Volt betragen. Allgemein wird ein kurzes Verweilintervall vorgesehen, bevor das erste Videoröntgenstrahlenbild auf der Röhre 96 aufgezeichnet wird. Das Verweilintervall kann etwa zwei oder mehr TV-Bilder dauern, während welchem die Hochspannung an der Röntgenstrahlenröhre 16 Zeit zur Stabilisierung hat. Das Verweilintervall gibt ausserdem der TV-Kamera 46 und den Verstärkungsschaltsteuerkreisen 48 Zeit zur Stabilisierung.

Die Videosignale j die dem ersten Röntgenstrahlenbild entsprechen, werden dann auf die Eingangsleitung 98 gegeben. Auf diese Weise wird das erste Videoröntgenstrahlenbild mit Hilfe des Elektronenstrahls 104 auf die Frontseite der dielektrischen Schicht 112 aufgezeichnet. Dieses Bild kann beispielsweise das sein, welches unter Verwendung des Jodfilters 24a erzeugt wurde. Das Bild wird mit Hilfe des Elektronenstrahls 104 in Form elektrostatischer Ladungen auf der dielektrischen Schicht 112 des Targets 102 in der Speicherröhre 96 gebildet. Während des ersten Fernsehbildes in dem Aufzeichnungsmode teilt der Elektronenstrahl 104 Ladungen auf die dielektrische Schicht 112 entsprechend den Videosignalen. Aufgrund der kapazitiven Kopplung durch die dünne dielektrische Schicht 112 erzeugt die Beladung der Schicht 112 Verschiebeströme zu der Gegenelektrodenplatte 110 zu dem Lastwiderstand II6, so daß Videosignale auf der Ausgangsleitung 110 erscheinen. Während aufeinanderfolgender TV-Bilder stellt sich ein Gleichgewichtszustand zwischen den

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Videospannungen an der Kathode 1θ6Κ und den Spannungen entsprechend den Ladungen auf der Prontoberflache der dielektrischen Schicht 112 ein. Wenn sich der Gleichgewichtszustand nähert, gehen die Beladungsströme entlang des Elektronenstrahls auf Null zurück, so daß auch die Videoausgangsströme auf Null abfallen. Somit werden die Bildelemente, die sich nicht von Bild zu Bild ändern, ausgelöscht.

Vor der Erlangung des vollen Gleichgex-fichts wird die erste Speicherröhre 96 allgemein für ein TV-Bild in dem Löschmode betrieben. Wie zuvor werden in dieser Betriebsweise Elektronen gleichförmig über die gesamte Prontoberflache der dielektrischen Schicht 112 gestreut. Da die Sekundärelektronenemission größer ist als der Primärelektronenstrom, wird die gesamte Frontoberfläche der dielektrischen Platte um etwa 1 Volt oder so stärker positiv. Nach dem Löschmode tritt ein Verweilintervall von zwei oder mehr TV-Bildern ein, um der Hochspannung, die der Röntgenröhre l6 zugeführt wird, Zeit zur Stabilisierung zu geben. In der Zwischenzeit wird die Röhre 96 in den Aufzeichnungsmode geschaltet, während-welchem die Targetgegenelektrodenplatte 110 bei einer niedrigen positiven Spannung von etwa 1 bis 30 Volt betrieben wird. Nach dem Verweilintervall werden die Videosignale, die dem zweiten.Röntgenstrahlenbild entsprechen, auf die Eingangsleitung 98 gegeben. Dies mag das Röntgenstrahlenbild sein, welches mit dem Zerfilter 24b erzeugt wurde.

Zu Beginn des zweiten Verweilintervalls ist das erste elektrostatische Bild nach wie vor auf der Frontoberfläche der dielektrischen Schicht 112, verändert um etwa 1 Volt. Somit führen lediglich die Differenzen zwischen dem zweiten Röntgenstrahlenbild und dem ersten Röntgenstrahlenbild zu Videosignalströmen entlang dem Elektronenstrahl 104. Die Ausgangsvideosignale auf der Ausgangsleitung 100 entsprechen daher

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den Differenzen zwischen dem zweiten Röntgenstrahlenbild und dem ersten Röntgenstrahlenbild. Die Löschung von einem Volt führt zu einer direkten Stromversetzung, Vielehe allmählich verschwindet. Die Wirkungen der direkten Stromver— Setzung werden durch die wechselnde positive und negative Aufzeichnung der zweiten Speicherröhre 120 beseitigt.

Somit erzeugt die erste Speicherröhre 9& differentielle·Videoausgangssignale entsprechend den Differenzen zwischen dem zweiten und dem ersten Röntgenstrahlenbild. Die nichtdifferentiellen Merkmale dieser Bilder werden weitgehend ausgelöscht. Da ein volles Gleichgewicht beim Aufzeichnen der Videobilder nicht erreicht wird, ist die Auslöschung nicht vollständig. Es ist erwünscht, das volle Gleichgewicht zu vermeiden, da bei nur teilweisem Gleichgewicht die Möglichkeit gegeben ist, Videosignaländerungen nachzuweisen, die sowohl positiv als auch negativ im Vorzeichen sind.

Das dritte und vierte Röntgenstrahlenbild werden ähnlich auf der ersten Speicherröhre 96 aufgezeichnet, wenn das Bleifilter 2iJc und das zweite Zerfilter 24d sich'den Röntgenstrahl bewegen. In jedem Fall erzeugt die erste Speicherröhre 96 Ausgangsvideosignale entsprechend den Differenzen zwischen den aufeinanderfolgenden Rontgenstrahlenbildern. Diese Subtraktionswirkung erzeugt eine erhebliche Verstärkung der Abschnitte der Röntgenstrahlenbilder, welche durch das Jod bzw. ein anderes Kontrastmedium bewirkt werden..

Nach dem Durchgang durch den Videoschalter 56 werden die Videosignale von der ersten Speicherröhre 96 in der integrierenden Subtraktions- und Speichereinheit 58 von Fig. 1 kombiniert und integriert. Diese Speichereinheit 58 kann eine zweite elektronische Speicherröhre enthalten. Hier können Speicherröhren der verschiedensten Art verwendet werden. Es ist jedoch

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vorzusehen, eine elektronische Speicherröhre 120 in der in Fig. 3 gezeigten Art anzuwenden. (Die dargestellte Röhre ist eine Siliziumspeicherröhre vom Typ PEP-400 der Firma Princeton Electronic Products, Inc., die sich als befriedigend erwiesen hat.)

Die Siliziumspeicherröhre 120 nach Fig. 3 hat ein spezielles Target 122 mit einer elektrisch leitenden Gegenelektrode oder Signalplatte 124 -mit einem Mosaik oder Raster 126 darauf aus dielektrischen Inseln. Die Gegenelektrodenplatte 124 ist vorzugsweise mit angereichertem Silizium hergestellt, während das Raster 126 Inseln aus Siliziumdioxyd (SiOp) enthält, die selektiv darauf entstanden sind.

Ausser dem Target 122 kann die zweite Speicherröhre 120 einer üblichen Vidikonkathodenstrahlkameraröhre ähnlicti sein, wie sie in Fernsehkameras verwendet wird. Eine Kollektorelektrode 128 ist benachbart dem Target 122 vorgesehen.

Das Mosaik oder Raster 126 auf dem Target 122 wird von einem

Elektronen- oder Kathodenstrahl abgetastet, der von einem üblichen Elektronenstrahlerzeuger 130 mit einer Kathode 130K und drei Gittern 130Gl, 13OG2 und 13OG3 herrührt. Entweder magnetische oder elektrostatische Deflektoren können verwendet werden. Im vorliegenden Fall sind Ablenkungsspulen 116 für die Erzeugung magnetischer Ablenkung vorgesehen. Ausrichtungsspulen 134 und eine Fokussierungsspule I36 können ebenfalls vorgesehen sein.

Die differentiellen Videosignale von der ersten Speicherröhre 96 können der zweiten Speicherröhre 120 über die Ausgangsleitung 110, den Videoschalter 56 und eine Eingangsleitung 138 zugeführt werden, welche in diesem Fall an das erste

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Gitter I3OGI der zweiten Speicherröhre 120 angeschlossen ist. Somit wird der Elektronenstrahlstrom von den differentiellen Videosignalen moduliert.

Der Ausgang der zweiten Speicherröhre 120 wird vorzugsweise von der Gegenelektrodenplatte 124 des Targets 122 abgenommen. Die Gegenelektrodenplatte 124 wird so an eine Ausgangsleitung l40 gekoppelt, vorzugsweise über einen Koppelkondensator 142. In der dargestellten Anordnung ist eine Last in Form eines Widerstandes 144 zwischen die Gegenelektrodenplatte 124 und die Steuerleitung 58a, wie in Pig. I dargestellt, geschaltet. Es sei daran erinnert, daß verschiedene Versorgungsspannungen an die Leitung 58a mit Hilfe der Vorbereitungssteuerung 72, das positive Aufzeichnungsgatter 80, das negative Aufzeichnungsgatter 82, das Lesegatter 84 und die Löschsteuerung 76 angelegt werden.

Die zweite Speicherröhre 120 wird zur Aufzeichnung elektrostatischer Bilder auf dem Raster 126 des Targets 122 benutzt, die den differentiellen Videosignalen von der ersten Speicherröhre 96 entsprechen, in dem diese differentiellen Videosignale auf die Eingangsleitung I38 gegeben, vier den, Vielehe die Signale auf das erste Gitter 13OGI der Speicherröhre überträgt. Die Videobilder können entweder in positiver oder in negativer Weise aufgezeichnet werden, je nach der Spannung, welche an die Gegenelektrodenplatte 124 gelegt wird.

Die Möglichkeit, entweder positiv oder negativ aufzuzeichnen, ist durch die Charakteristikkurve der Fig. 4 veranschaulicht, in welcher der Sekundäremissionskoeffizient des Targetinselrasters 126 als Funktion der Targetinselrasterspannung aufgezeichnet ist. Wenn der Elektronenstrahl auf die Targetinseln des Rasters 126 auftrifft, werden Sekundärelektronen von

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den Targetinseln emittiert, und zwar in zunehmender Zahl mit zunehmender Targetinselspannung, bis zu einer Übertrittsspannung von etwa 30 Volt.

Wie in Fig. 4 gezeichnet, ist der Sekundäremissionskoeffizient die Nettozahl an Sekundärelektronen, die pro Primärelektron des Elektronenstrahls emittiert werden. Wenn der Koeffizient größer als Null ist, zeichnet der Elektronenstrahl Bilder mit positiven Ladungen auf dem Targetraster 110, da jedes Primärelektron von dem Elektronenstrahl die Emission von mehr als einem Sekundärelektron von dem Targetinselmosaik 126 bewirkt. Wenn der Koeffizient negativ ist, zeichnet der Elektronenstrahl Bilder mit negativen Ladungen auf, da jedes Primärelektron die Emission von weniger als einem Sekundärelektron im Mittel bewirkt. Die Gegenelektrodenplattenspannung, bei welcher der Koeffizient Null ist, kann als die Übertrittsspannung genannt werden, oberhalb der Übertrittsspannung, die bei etwa 30 Volt für die in Fig. 4 gezeichnete Charakteristikkurve ist, erzeugt der Elektronenstrahl einen effektiven Niederschlag von positiven Ladungen auf den Inseln des Rasters 110. Unterhalb der Übertrittsspannung bewirkt der Elektronenstrahl eine effektive Ablagerung negativer Ladungen.

Die zweite Speicherröhre 120 wird so betrieben, daß sie zwischen positiver und negativer Aufzeichnung abwechselt, während die aufeinanderfolgenden Röntgenstrahlenbilder durch Verwendung der Filter 24a bis 2^d benutzt werden. Während so beispielsweise das erste Röntgenstrahlenfilter verwendet wird, um ein erstes Röntgenstrahlenspektrum zu erzeugen, wird die zweite Speicherröhre 120 auf positives Aufzeichnen eingestellt. Wenn dann das zweite Röntgenstrahlenfilter benutzt wird, um das zweite Röntgenstrahlenspektrum zu erzeugen,

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wird die zweite Speicherröhre 120 auf negative Aufzeichnung eingestellt. Wenn das dritte Röntgenstrahlenfilter zur Erzeugung des dritten Rontgenstrahlenspektrums verwendet wird, wird die zweite Speicherröhre 120 auf positive Aufzeichnung eingestellt und wenn schließlich das vierte Röntgenstrahlenfilter zur Erzeugung des v/ierten Rontgenstrahlenspektrums angewendet wird, wird die /zweite Speicherröhre zur negativen Aufzeichnung betrieben"^Dieses Zyklus kann für zwei oder mehrere Umdrehungen des Pilterrades 2h wiederholt werden.

Die Wirkung des Zyklus besteht darin, daß die Bildelemente ',entsprechend dem Kontrastmittel, beispielsweise Jod, während aller vier Abschnitte des Zyklus additiv aufgezeichnet werden, während die Bildelemente entsprechend dem Weichgewebe und' Knochen alternativ addiert und subtrahiert werden, so daß eine nahezu vollständige Auslöschung erfolgt. Die zweite Speicherröhre 120 integriert die positiv aufgezeichneten Bildelemente entsprechend dem Kontrastmittel während aufein- · anderfolgender vollständiger Zyklen des Pilterrades. Diese integrierende Wirkung verstärkt weiter die Bildelemente, die dem Kontrastmittel entsprechen.

Pur ein positives Aufzeichnen wird die Spannung der Gegenelektrodenplatte 126 in der zweiten Speicherröhre 120 auf einen positiven Wert oberhalb der Übertrittsspannung von etwa 30 Volt geschaltet. Die positive Aufzeichnungsgegenelektrodenplattenspannung kann beispielsweise bei etwa 50 Volt liegen. Für das negative Aufzeichnen wird die Gegenelektrodenspannung unterhalb von 30 Volt geschaltet. Die Gegenelektrodenplattenspannung liegt hierbei z.B. bei etwa 10 Volt. Wenn es erwünscht ist, das integrierte Bild auf dem Targetraster 126 der zweiten Speicherröhre 120 abzulesen, wird die Target spannung auf einen niedrigen Viert von beispielsweise etwa 6 Volt geschaltet. Das Targetraster 126

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wird dann mit dem Elektronenstrahl abgetastet. Dieser Lesevorgang erzeugt Videosignale auf der Gegenelektrodenplatte 124, da die elektrischen Ladungen auf dem Targetraster 126 den Elektronenstrahl modulieren, wenn dieser die Rasterinseln auf seinem Weg zu der Gegenelektrodenplatte 124 durchquert. Bei der niedrigen Targetspannung von nur etwa 6 Volt bewirkt der Elektronenstrahl eine sehr geringe Änderung in den Ladungen auf dem Targetraster 126.

Die Gegenelektrodenplattenspannung von etwa 6 Volt für den Lesemode wurde nur beispielsweise angegeben. Diese Spannung kann über einen beachtlichen Bereich variiert werden. Die Lesespannung wird an die Gegenelektrodenplatte 124 mit Hilfe des Lesegatters 84 angelegt, welches normalerweise angeschaltet ist, wenn sich die zweite Speicherröhre in keinem andere Mode, z.B. dem Aufzeichnungs-, Vorbereitungs- oder Löschmode, befindet.

Während des Lesevorganges werden die Videosignale von der Gegenelektrodenplatte 124 der zweiten Speicherröhre 120 an den Pernsehmonit.or 62 über die Ausgangsleitung 140 und den Videoleseschalter 60 gegeben. Das sichtbare Bild, welches von dem Monitor 62 erzeugt wird, entspricht dem differentiellen Röntgenstrahlenbild auf dem Targetraster 126 der zweiten Speicherröhre 120.

Vor Beginn des Betriebs des Fernsehsystems 44 von Pig. I ist es allgemein wünschenswert, die zweite Speicherröhre 120 in dem Vorbereitungsmode für ein TV-Bild zu betreiben und dann in dem Löschmode für ein oder mehrere TV-Bilder. Diese Betriebsweisen beseitigen jegliche Restbilder von dem Targetraster 126. Während des Vorbereitungsmode wird die Spannung der Targetgegenelektrodenplatte 124 auf einen relativ hohen

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positiven Wert, beispielsweise etwa 140 Volt, geschaltet und zwar mit Hilfe des Vorbereitungssteuerkreises 72. Gleichzeitig kann der Elektronenstrahl das Targetraster 126 ohne jegliche Modulation abtasten. Als Ergebnis werden Elektronen gleichförmig über das Targetraster 126 gesprüht.

Wenn die Speicherröhre 120 auf Löschmode geschaltet ist, wird die Spannung der Targetgegenelektrodenplatte 12¹I unter die Übertrittsspannung reduziert, während der Elektronenstrahl das Targetraster 126 ohne Strahlstrommodulation abtastet. Die Targetgegenelektrodenplatte 124 kann beispielsweise auf etvia 20 Volt mit Hilfe des Löschsteuerkreises 76 geschaltet werden. Während des Löschbetriebs zeichnet der Elektronenstrahl negativ über das gesamte Targetraster 126 mit gleichförmiger Geschwindigkeit, so daß das Targetraster auf eine gleichförmige negative Spannung gebracht wird, welche einen Gleichgewichtszustand zwischen dem Targetraster und der Kathode 130K einzunehmen bestrebt ist. Jegliches vorherige elektrostatische Bild wird von dem Targetraster 126 weggewischt.

Die Einzelheiten der elektronischen Kreise für das Röntgenstrahlensystem sind zahlreichen Änderungen zugänglich. Lediglich beispielsweise werden anhand der Fig. 16 bis 21 konkrete elektronische Kreise beschrieben.

In Fig. 16 sind vorzugsweise Mittel zum Koordinieren der Zeitgebung des Fernsehsystems mit der Rotation des Röntgenstrahlenfilterrades 24 dargestellt. Die Ausgänge der Fotozellen 88a und 88b sind mit Eingangsleitungen 150a und 150b verbunden. Die Eingangsleitungen 150a und 150b sind mit den Eingängen 152a und 152b eines RS-Flip-Flop 154 verbunden, in dem überkreuzt verbundene NAND-Gatter 154a und 154b mit Koppelkondensatoren 156a und 156b und Schalter 158a und 158b benutzt

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werden. Die Schalter 158a und 158b befinden sich, wie in Fig. 16 dargestellt, in ihrer normalen Betriebsstellung. Für eine von Hand vorgenommene Simulation des Betriebs der Fotozellen können die Schalter 158a und 158b wechselweise in normale Offenstellungen gebracht werden, in welchen die Schalter 158a und 158b die Eingänge 152a und 152b über Widerstände l6Oa und l60b mit Erde verbinden. Im vorliegenden Fall wird eine Vorspannungsquelle, beispielsweise etwa + 5 Volt oder eine geeignete andere Spannung an die Eingänge 152a und 152b über Widerstände l62a und l62b angelegt.

JDie Gatter 15¹Ja und 15¹Jb haben Ausgänge l64a und 16¹Jb, welche über Koppelkondensatoren l66a und l66b an die Eingänge 168a und l68b einer monostabilen Einheit 170 angelegt sind, die die Form eines handelsüblichen integrierten Schaltkreises (Typ 7*1121) haben kann. Die Eingänge l68a und 168b sind über VJiderstände 172a und 172b an eine Vorspannungsquelle, z.B. etwa + 5 Volt angeschlossen.

Drei Start-Stop-Schalter 17¹Ja, 17¹Jb und 17¹Jc sind vorzugsweise für den Start- und Stop-Betrieb des Fernsehsystems vor- · gesehen. Wie dargestellt, ist der Schalter 17¹Ja zwischen den Flip-Flop-Ausgang 16¹Ja und Erde geschaltet. In der Start-Position ist der Schalter 17¹Ja offen. In der Stop-Position ist der Schalter 17¹Ia geschlossen, so daß der Ausgang 16¹Ja nach Erde kurzgeschlossen wird.

Der zweite Start-Stop-Schalter 17*lb ist zwischen den monostabilen Eingang l68a und Erde-gelegt. Der Schalter 17¹Jb ist in seiner Stop-Position geschlossen und in seiner Start-Position offen. Die Verbindung des dritten Start-Stop-Schalters 17¹Jc wird noch beschrieben. Die drei Schalter 17-¹Ja, 17¹Jb und 17¹Jc sind vorzugsweise für einen Simultanbetrieb miteinander gekoppelt.

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In der Stop-Position setzt der Schalter 174a den Flip-Flop-Ausgang 174a auf Null. Wenn die Schalter 17¹Ia, 174b und 174c geöffnet werden, bleibt der Flip-Flop-Ausgang 16¹Ja auf Null, bis das Jodfilter in den Röntgenstrahl hineinbewegt wird, worauf die Fotozellensignale das Flip-Flop 154 umkehren, so daß der Ausgang l64a hochgeht. Dies triggert die monostabile Einheit 170, die einen zeitbemessenen Impuls auf ihrem Q-Ausgang 178 erzeugt. Die Länge des Impulses 178 ist von einem variablen Widerstand I80 und einem Kondensator 182 bestimmt, die an die monostabile Einheit 170 angeschlossen sind. Der Ausgangsimpuls von der monostabilen Einheit 170 ist ziemlich kurz und zwar beachtlich geringer als ein TV-Bild, aber genügend lang, um sicherzustellen, daß die aufeinanderfolgenden Funktionen, die durch diesen Impuls getriggert werden, zuverlässig ausgelöst werden.

Der kurze Impuls von dem·monostabilen Ausgang I78 geht zu dem Takteingang 184 eines JK-Flip-Flop I86, welches die Form eines handelsüblichen integrierten Schaltkreises (Typ 7^73) haben kann. Der dritte Start-Stop-Schalter 17¹Ic ist zwischen die Voreinstellungseingänge des Flip-Flop I86 und Erde gelegt. Diese \'"oreinstellungseingänge sind ausserdem über einen Widerstand 188 mit einer Vorspannungsquelle, beispielsweise etwa + 5 Volt, verbunden. In seiner Stop-Stellung ist der· Schalter 174c geschlossen, so daß das Flip-Flop von einer Zündung abgehalten wird. In seiner Start-Stellung ist der Schalter 174c offen, so daß das Flip-Flop I86 gezündet werden kann. Das Flip-Flop I86 hält Spur bezüglich des Filters, welches in den Röntgenstrahl gelegt ist und triggert· nachfolgende Kreise, was noch beschrieben wird.Der Q-Ausgang des Flip-Flop I86 ist über einen Widerstand 188' an einer Ausgangsleitung I90 angeschlossen, welche zu den

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Kreisen von Fig. 21 führt, um den Betrieb der zweiten Speicherröhre 120 zu steuern. Der Q-Ausgang des Flip-Flop 186 ist an eine Ausgangsleitung 192 angeschlossen, welche nach Fig. 17 führt, um den Videoausgang zu der ersten Speicherröhre 96 zu steuern.

Der Q-Ausgang 178 der monostabilen Einheit 170 ist ausserdem über zwei aufeinanderfolgende NAND-Gatter 19^ und und einen Umschalter I98 an eine Ausgangsleitung 200 geschaltet, welche nac.h Fig. 20 führt und einen kurzen Impuls zur Steuemng des Betriebs der ersten Speicherröhre 96 \ vorsieht. Der Schalter I98 hat eine automatische Stellung, in welcher der Ausgang des Gatters I96 mit der Ausgangsleitung 200 verbunden ist, und eine Handstellung, in welcher die Leitung 200 mit Erde über einen Steuerschalter 202 verbunden ist.

Das Gatter 196 hat einen Eingang 204, welcher über einen V/iderstand 206 mit einer Vorspannungsquelle, z.B. etwa +'5 Volt, verbunden ist. Der Eingang 204 ist ausserdem über einen Koppelkondensator 208 an eine Eingangsleitung 210 angeschlossen, welche mit den Kreisen von Fig. 21 verbunden ist, und einen Impuls immer dann liefern soll, wenn die zweite Speicherröhre 120 in den Löschmode geschaltet ist. Diese erzeugt einen Impuls"auf der Ausgangsleitung 200.

Der Impuls auf der Ausgangsleitung 200 bev/irkt, daß die erste Speicherröhre 96 in den Löschmode übergeht, was durch die Kreise von Fig. 20 zeitgesteuert wird, üblicherweise dauert der Löschmode ein TV-Bild. Die Kreise von Fig. 20 liefern einen Löschimpuls entsprechend der Dauer des Löschmode. Dieser Löschimpuls wird an eine Eingangsleitung 212 in Fig. 16 gegeben. Es sind Mittel vorgesehen, um eine

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Verzögerung oder ein Verweilintervall nach dem Ende des Löschimpulses einzufügen, bevor die erste Speicherröhre 96 in einen Aufzeichnungsmode geschaltet wird. In den Kreisen von Fig. 16 ist diese Verzögerung mit Hilfe einer monostabilen Einheit 2l4 gebildet, die die Form eines handelsüblichen integrierten Schaltkreises (Typ 74122) haben kann. Die Eingangsleitung 212 ist über einen Koppelkondensator 216 mit dem Eingang der monostabilen Einheit 214 verbunden. Der monostabile Eingang 2l4a ist über einen Widerstand 218 an eine Vorspannungsquelle, z.B. etwa + 5 Volt, angeschlossen. Ein Widerstand 220 ist zwischen den Eingang 2l4a und Erde !geschaltet.

Ein zeitbestiramter Impuls wird von dem Q-Ausgang 222 der monostabilen Einheit 214 über einen Koppelkondensator 224 an den einen Eingang 226 eines RS-Flip-Flop 228 geführt, welches überkreuzt verbundene NAND-Gatter 23Oa und 23Ob aufweist. Die Dauer des monostabilen Ausgangsimpulses ist durch einen Kondensator 232 und zwei Widerstände 234 und 236, die in Reihe geschaltet sind, bestimmt, wobei der Widerstand variabel ist. Im allgemeinen wird die Dauer des monostabilen Ausgangsimpulses auf wenigstens zwei TV-Bilder eingestellt und meistens auf mehrere Bilder. Dieser Impuls sieht eine Verzögerung vor, welche der Hochspannung für die Röntgenstrahlenröhre Zeit gibt, sich zu stabilisieren. Darüber hinaus ermöglich diese Verzögerung, daß» sich die TV-Kamera 36 stabilisiert, wenn sie mit einem neuen Röntgenstrahlenbild beaufschlagt wird.

Das Flip-Flop 228 wird durch den Verzögerungsimpuls von der monostabilen Einheit 214 gesetzt. Nach dem Ende des Verzögerungsimpulses wird das Flip-Flop 228 durch den nächsten vertikalen Austastimpuls von dem TV-Synchronisierungsgenerator

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64 zurückgesetzt. Die TV-Austastimpulse werden auf eine Eingangsleitung 238 gegeben, welche über einen Koppelkondensator 240 an den Eingang 242 des NAND-Gatters 23Ob angeschlossen ist. Ein Widerstand 244 ist zwischen den Eingang 242 und Erde gelegt. Das Rückstellen des Flip-Flop 228 durch die Austastimpulse stellt sicher, daß die Verzögerung am Ende eines TV-Bildes beendet wird.

Es sind Mittel zur Zeitsteuerung des Aufzeichnungsmode der ersten Speicherröhre. 96 vorgesehen. In den Kreisen von Fig. 16 ist hierzu eine monostabile Einheit 246 vorgesehen, die die \Form eines handelsüblichen integrierten Schaltkreises (Typ 74121) haben kann. Der Ausgang des Gatters 230a ist über einen Koppelkondensator 248 an den Eingang 250 der monostabilen Einheit 246 angeschlossen. Im vorliegenden Fall ist der Eingang 250 über einen Widerstand 252 an eine Vorspannungsquelle, beispielsweise etwa + 5 Volt, angeschlossen. Ein Widerstand 254 ist zwischen den Eingang 250 und Erde geschaltet.

Die" monostabile Einheit 246 liefert einen zeitgesteuerten Impuls an ihren Q-Ausgang 256. Die Dauer des Impulses ist durch einen Kondensator 258 und zwei Widerstände 260 und 262 bestimmt, die in Reihe geschaltet sind, wobei der Widerstand 262 variabel ist. üblicherweise erstreckt sich der monostabile Ausgangsimpuls über mehrere TV-Bilder, z.B. sechs Bilder.

Im vorliegenden Fall ist der Q-Ausgang 256 über ein NAND-Gatter 264, einen festliegenden Widerstand 266 und einen variablen Widerstand 268 an eine Ausgangsleitung 270 angeschlossen, welche nach Fig. 17 führt und zur Steuerung der Videosignale dient, die an die erste Speicherröhre 96 geliefert werden.

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Der monostabile Q-Ausgang 256 ist außerdem über einen Koppelkondensator 272 an die Basis eines Transistors 27*1 angelegt, dessen Emitter über einen Vorbereitungsschalter 276 an eine Ausgangsleitung 278 gelegt ist. Im vorliegenden Fall führt die Ausgangsleitung 278 nach Fig. 21 und steuert den Aufzeiehnungsmod der zweiten Speicherröhre 120.

Die Basis des Transistors 274 ist über einen Widerstand 280 an eine Vorspannungsquelle, z.B. etwa -4 Volt, angeschlossen. Ein Widerstand 282 ist zwischen Basis und Erde gelegt. Der Kollektor des Transistors 274 ist mit Erde verbunden, während der Emitter über einen Lastwiderstand 284 an eine Spannungsquelle, z.B. etwa -4 Volt, angelegt ist.

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Im vorliegenden Fall ist der Vorbereitungsschalter 276 zwischen einer automatischen Stellung, in welcher die Ausgangsleitung 278 mit dem Emitter des Transistors 274 verbunden ist, und einer kontinuierlichen Aufzeichnungsstellung, in welcher die Ausgangsleitung 278 mit -4 Volt verbunden ist, bewegbar. Die kontinuierliche Aufzeichnungsstellung wird benutzt, wenn die z\^eite. Speicherröhre 120 gerade vorbereitet wird.

Fig. 17 zeigt Einzelheiten der Verstärkungsschaltungssteuerkreise 48, des Videoverstärkers 50 und des Videoschalters 52, die zwischen die TV-Kamera 46 und die erste Speicherröhre 96 in dem Videodifferenzdetektor 54 geschaltet sind. Der Ausgang der TV-Kamera 46 wird so an eine Eingangsleitung 290 in Fig. geführt. Die Eingangsleitung 290 ist über einen Koppelkondensator 292 mit der Basis eines Transistors 294 verbunden, welcher als ein Synchronisierungsbegrenzer verwendet wird. Der Kollektor des Transistors 294 kann direkt mit einer Spannungsquelle, z.B. etwa +5 Volt verbunden sein. Der Emitter des Transistors 294 ist über einen Lastwiderstand 296 mit dem Schleifer eines Potentiometers 298 verbunden, dessen gegenüberliegende Enden mit -4 Volt und Erde verbunden sind. Die Einstellung des Potentiometers 298 reguliert die Synchronisierungsbggrenzungswirkung.

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Wie in Pig.17 gezeigt ist ein Widerstand 300 zwischen die Basis des Transistors 294 und Erde gelegt. Eine variable Betriebsvorspannung für die Basis des Transistors 294 ist mit Hilfe eines festliegenden Widerstandes 302, eines Potentiometers 30*1 und eines anderen festliegenden Widerstandes 306 vorgesehen, welche in Reihe zwischen +5 Volt und -4 Volt liegen. Der Schleifer des Potentiometers 304 ist mit der Basis des Transistors 294 verbunden.

Der Verstärkungsschaltungskreis 48 wirkt als ein Dreikanal-Multiplexer und liefert eine getrennte Verstärkungssteuerung für jeden Kanal, so daß die Verstärkung getrennt eingestellt herden kann, wenn jeweils einer der drei verschiedenen Filter benutzt wird. Der Ausgang von dem Emitter des Transistors 294 ist an ein Potentiometer 308 angeschlossen, welches als eine Hauptverstärkungssteuerung arbeitet und zwischen den Emitter und Erde gelegt ist. Der Verstärkungsschaltungskreis 48 enthält drei Transistoren 310a, 310b und 310c, einen für jeden Kanal. Der Schleifer des Potentiometers 3O8 ist mit den Basen der Transistoren 310a, 310b und 310c über Koppelkondensatoren 312a, 312b und 312c verbunden. Die Basen der Transistoren 310a, 310b und 310c werden mit Vorspannungen mit Hilfe des Potentiometers .3l4a, 3l4b und 3l4c versorgt, von denen jedes zwischen +5 Volt und Erde gelegt ist, wobei der Schleifer jedes Potentiometers mit der entsprechenden Transistorbasis verbunden ist. Die Emitter der Transistoren 310a, 310b und 310c sind mittels Widerständen 3l6a, 3l6b und 3l6c an +5 Volt angeschlossen.

Die Emitter der Transistoren 310a, 310b und 310c sind mit Spannungssteuerpotentiometer 3l8a, 3l8b und 3l8c verbunden, welche ihrerseits in Reihe mit Widerständen 32Oa, 32Ob und 32Oc nach Erde verbunden sind. Selektorschalter 322a, 322b und 322c liegen zwischen den Schleifern der Potentiometer 3l8a, 3l8b und 3l8c und einer geraeinsamen Ausgangsleitung 324. Im vorliegenden Fall haben die Selektorschalter 322a, 322b und 322c die Form

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von Relaiskontakten, welche von Relaisspulen 326a, 326b und 326c betätigt werden. Diese Relaisspulen 326a, 326b und 326c werden von den Kreisen von Fig. l8 in Übereinstimmung mit der Bewegung der drei unterschiedlichen Röntgenstrahlenfilter in den Röntgenstrahlengang betätigt. So können beispielsweise die Relaisspulen 326a, 326b und 326c für das Jod-, Zer- und Bleifilter betätigt werden.

In Fig. 17 sind drei handbetätigbare Umschalter 328a, 328b und 328c vorgesehen, um zwischen Drei-Kanal- und Einzel-Kanal-Betrieb auszuwählen. Die drei Schalter können für simultanen Betrieb miteinander gekoppelt sein. Wie dargestellt, sind die Umschalter 328a und 328c in Reihe mit den Selektorschaltern ß22a und 322c gelegt und so ausgestaltet, daß sie für den Drei-Kanal-Betrieb geschlossen v/erden können, während sie für den Einzel-Kanal-Betrieb offen stehen. Das öffnen dieser Schalter sperrt den ersten und dritten Kanal. Der zweite Umschalter 328b ist parallel mit dem zweiten Selektorschalter 322b gelegt und so gestaltet, daß er für den Drei-Kanal-Betrieb offen und für den Einzel-Kanal-Betrieb geschlossen ist. In geschlossenem Zustand schließt der Schalter 328b den Selektorschalter 322b kurz, so daß der zweite Kanal sich immer in dem Kreis für Einzel-Kanal-Betrieb befindet.

In Fig. 17 geht die Ausgangsleitung 324 zu einem Umschalter 330, welcher zwischen logarithmischer und linearer Videoverstärkung auswählt. Der Schalter 320 hat zwei Schalterabschnitte 33Oa.und 33Ob. Der erste Schalterabschnitt 33Oa schaltet die Ausgangsleitung 324 zwischen eine Eingangsleitung 332, welche sich zu einem logarithmischen Videoverstärker 334 erstreckt, und eine Eingangsleitung 336 j welche sich zu einem linearen Videoverstärker 338 erstreckt. Der zweite Schalterabschnitt 33Ob ist mit einer Leitung 340 verbunden, welche von dem Ausgang des logarithmischen Videoverstärkers 334 abgeht und die Ausgangsleitung 340 zwischen die Eingangsleitung 336 und einen nicht verbundenen Kontaktpunkt 342 schließt. Es ist im allge-

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meinen vorteilhaft, als logarithmischen Videoverstärker 33¹J einen handelsüblichen integrierten Schaltkreis (Typ SN 76502) zu verwenden. Wie dargestellt, ist die Eingangsleitung 332 über einen Koppelkondensator 33¹I an den Eingang 346 des logarithmischen Verstärkers 334 verbunden. Der Eingang 346 ist außerdem mit einem Vorspannungskreis verbunden, welcher einen festliegenden Widerstand 348, ein Potentiometer 350 und einen anderen Widerstand 352 aufweist, welche in Reihe zwischen Vorspannungsquellen, z.B. +¹J Volt und -4 Volt, geschaltet sind. Der Schleifer des Potentiometers 350 ist mit dem Eingang 346 verbunden.

Wie aus Fig. 17 hervorgeht, sind die Ausgänge des logarithmischen Verstärkers 334 mit den Eingängen eines Operationsverstärkers 354 über Widerstände 356a und 356b verbunden. Der Operationsverstärker 35¹J ist als Videoverstärker verwendet und kann die Form eines handelsüblichen integrierten Schaltkreises (Typ 733) haben. Ein Ausgleichspotentiometer 358 ist zwischen die Eingänge 35¹Ja und 354b des Verstärkers 354 gelegt. Der Schleifer des Potentiometers 358 ist geerdet. Im vorliegenden Fall ist ein Rückkoppelwiderstand 36O zwischen den Eingang 354a und den Ausgang des Verstärkers 354 gelegt. Ein Ausgleichsvjiderstand 362 ist zwischen Eingang 35¹Jb und Erde gelegt.

Der Ausgang des Verstärkers 35¹J kann über einen Kondensator 364 mit der Basis eines Transistors 366 verbunden sein, der in einer Verstärkungseinstellungsstufe verwendet wird. Die Basis des Transistors 366 ist mit Hilfe eines Potentiometers 368 vorgespannt, welcher zwischen Erde und eine Spannungsquelle, z.B. +5 Volt, gelegt ist. Die Basis ist mit dem Schleifer des Potentiometers verbunden. Ein variabler Verstärkungseinstellwiderstand 370 liegt zwischen dem Emitter des Transistors 366 und Erde.' Der Kollektor ist über·einen Lastwiderstand 372 mit einer Spannungsquelle, z.B. +5 Volt verbunden.

Der Ausgang des Transistors 366 wird von dem Kollektor abgenommen, welcher über einen Köppelkondensätor 37¹J mit der Basis

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eines Transistors 376 verbunden ist, welcher als Inversionsstufe verwendet wird. Die Basis ist mit dem^Schleifer eines Vorspan* nungspotentiometers 378 verbunden, welches zwischen positiven und negativen Spannungsquellen, z.B. + 4 und -4 Volt liegt. Der Kollektor des Transistors 376 ist über einen Lastwiderstand mit einer Spannungsquelle, z.B. +5 Volt verbunden. Der Emitter ist über einen Widerstand 382 an eine Spannungsquelle, z.B. -4 Volt, angeschlossen. Der Ausgang des Transistors 376 wird über einen Widerstand 384 auf die Ausgangsleitung 3²JO gegeben, welche, wie zuvor beschrieben, mit dem Schalter 33Ob verbunden ist. Der Schalter 33Ob kann die Ausgangsleitung 340 mit der Eingangsleitung 336 des linearen Videoverstärkers 338 verbinden.

Selbstverständlich kann der Aufbau des Videoverstärkers 336 verändert werden. Im vorliegenden Fall ist die Eingangsleitung 336 mit der Basis eines Transistors 386 verbunden, dessen Emitterwiderstand 388 mit Erde verbunden ist und dessen Kollektorwiderstand 390 an eine Sparmungsquelle, z.B. +5 Volt, angelegt ist. Die Basis ist mit dem Schleifer eines Vorspannungspotentiometers 329 verbunden, welcher seinerseits in Reihe mit Widerständen 39^ und 396 zwischen +5 Volt und Erde gelegt ist. Der Ausgang des Transistors 386 ist von dem Kollektor abgenommen und über einen Widerstand 398 an die Basis eines Transistors 400 geführt, dessen Emitterwiderstand 402 an Erde und dessen Kollektorwiderstand 404 an +5 Volt angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 400 ist mit dem Schleifer eines Vorspannungspotentiometers 4o6 verbunden, welches seinerseits in Reihe mit einem Widerstand 408 zwischen +5 Volt und Erde gelegt ist.

In Fig. 17 ist auch ein Videoschalttransistor.410 vorgesehen, dessen Emitter mit dem Emitter des Transistors 400 verbunden ist. Ein Widerstand 412 ist zwischen den Kollektor des Transistors 410 und eine Spannungsquelle, beispielsweise + 5 Volt, geschaltet.

Die Basis des Schalttransistors 410 ist mit der Signalleitung 256 verbunden, die von Fig. l6 kommt. Es sei daran erinnert, daß_%

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die Leitung 256 mit einem zeitgesteuerten · Impuls versehen wird, der von der monostabilen Einheit 246 hergeleitet ist und sich über die Dauer des Aufzeichnungsintervalls an der ersten Speicherröhre 96 erstreckt. Dieser Impuls kann die Dauer von etwa sechs TV-Bildern haben. Wenn der Impuls aufgenommen wird, ist der Schalttransistor 4lO im wesentlichen nicht'leitend, während der Transistor 400 leitend ist. Wenn der Impuls nicht eintrifft, ist der Schalttransistor 410 leitend, so daß der Transistor nicht leitend wird. Auf diese Weise werden die Videosignale abgeschaltet, so daß sie den Eingang zu der ersten Speicherröhre 96 nicht erreichen.

Der Ausgang von dem Transistor 400 ist von dem Kollektor genommen, der direkt mit der Basis eines Transistors 414 mit einem Emitterpotentiometer 416 verbunden ist, welches zwischen dem Emitter und Erde liegt. Im vorliegenden Fall ist der Kollektor direkt mit der Spannungsquelle, beispielsweise +5 Volt, verbunden.

Das Potentiometer 416 wirkt als eine variable Verstärkungssteuerung, dessen Schleifer über einen Widerstand 4l8 mit der Basis eines Transistors 420 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 420 ist über einen Widerstand 422 mit Erde verbunden, während der Kollektor direkt an eine Spannungsquelle, z.B. +5 Volt, angeschlossen ist.

Die Basis des Transistors 420 ist außerdem über einen variablen Widerstand 424 und einen festliegenden Widerstand 426 mit der Ausgangsleitung 270 verbunden, welche von Fig. l6 her kommt. Es sei daran erinnert, daß die Leitung 270 mit einem Impuls versehen wird, der von der monostabilen Einheit 246 abgeleitet ist und eine Dauer hat, die dem gesamten Aufzeichnungsintervall der ersten Speicherröhre 96 entspricht, im allgemeinen also sechs TV-Bilder. Die Schaltwirkung, die durch diesen Impuls erreicht wird, ermöglicht es, daß Videosignale an der Kathode der ersten Speicherröhre 96 für die Dauer des Impulses erscheinen. In Abwesenheit des Impulses befindet sich die Kathode der

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Speicherröhre 96 auf einem ruhenden "Aus"-Gleichstromspannungspegel.

Der Kreis von Fig. 17 enthält vorzugsweise einen weiteren Schalttransistor 428", dessen Emitter an eine Spannungsquelle, z.B. +5 Volt, angelegt ist. Im vorliegenden. Fall ist der Kollektor über ein Potentiometer 430 nach Erde verbunden. Der Schleifer des Potentiometers ist mit der Basis des Transistors 420 verbunden. Die Basis des Transistors 428 ist über einen Widerstand 432 und einen Selektorschalter 434 an die Steuerleitung 192 angeschlossen, die von Fig. 16 kommt. Es sei daran erinnert> daß die Steuerleitung 192 mit dem Q-Ausgang des JK-Flip-Flop I86 verbunden ist. Dieser Ausgang wird mit einem Impuls während der Verwendung jedes anderen Filters versehen. Wenn der Schalter • 434 angeschaltet ist, wird dieser Impuls auf die Basis des Transistors 428 übertragen und dann auf die Basis des Transistors 420, v/o der Impuls bewirkt, daß der Kathodengleichstromspannungspegel an der ersten Speicherröhre 96 bei verschiedenen Filtern leicht verschoben wird. Es wurde gefunden, daß diese Verschiebung verbesserte Bilder liefert. Wenn der Schalter 434 ausgeschaltet ist, ist die Basis des Transistors 428 mit Erde über den Widerstand 432 verbunden. Ein weiterer Widerstand 438 ist zwischen die Basis und den Emitter geschaltet, um die Vorspannungswirkung zu unterstützen.

Der Ausgang von dem Emitter des Transistors 420 ist an die Basis eines Ausgangstransistors 440, vorzugsweise über ein Koaxialkabel 442, geführt. Ein Widerstand 444 ist zwischen den Emitter des Transistors 440 und Erde gelegt. Ein Lastwiderstand 446 ist in Reihe mit einem Induktor oder einer Spule 447 zwischen dem Kollektor des Transistors 440 und einer Spannungsquelle, beispielsweise +18 Volt,· gelegt. Die Spule 447 kann eine geeignete Induktivität, z.B. etwa 100 Microhenry haben. Der Ausgang des Transistors 440 wird von dem Kollektor zu der ersten Speicherröhre 96 geführt und ist vorzugsweise an die Kathode und das erste Gitter angeschlossen. Somit kann der Kollektor an die Eingangsleitung 98 zu der ersten Speicherröhre 96 von Fig. 2 verbunden werden.

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Fig. 18 veranschaulicht die Logikkreise, die von den Signalen von den Fotozellen 88a und 88b betätigt werden, um das Schalten der Hochspannung an der Röntgenstrahlenröhre l6, das Verstärkungsschalten in den Videoverstärkerkreisen, wie in Verbindung mit Fig. 17 beschrieben, und außerdem das Schalten des Elektronenstroms in der Röntgenröhre, wenn erwünscht, zu bewerkstelligen.

Die Signalleitungen 150a und 150b von den Fotozellen 88a und 88b, die in Verbindung mit Fig. l6 beschrieben wurden, erstrecken sich auch in die Fig. 18. Die Signale von diesen Leitungen werden von ein'em Logiknetzwerk 450 verarbeitet, welches die Fotozellensignale analysiert, um drei separate Ausgangssignale zu liefern, wenn das Jod-, Zer- und Bleifilter 24a, 24b und 24c benutzt werden. Diese Ausgangssignale werden den Relaisspulen 326a,526b und 326c zugeführt, die in Verbindung mit Fig. 17 beschrieben wurden, um die Verstärkung des Videoverstärkers zu schalten. Die Ausgangssignale können außerdem zusätzlichen Relaisspulen 452a, 452b und 452c zugeführt werden, welche zur Schaltung der Hochspannung verwendet v/erden, die der Röntgenstrahlenröhre 14 angelegt wird, und außerdem zur Schaltung des Röntgenstrahlenröhrenstroms, was in Verbindung mit Fig. 19 noch näher beschrieben wird. Die Relaisspulen 452a, 452b und 452c können entweder parallel oder in Reihe mit den Spulen 326a, 326b und 326c liegen.

Es ist vorteilhaft, die Hochspannungsschaltungsvorgänge bei Nulldurchgängen der Wechselstromspannungsquelle auszuführen. Um dies zu erreichen, haben die Kreise von Fig. 18 einen Nulldurchgangsdetektor 454, welcher Ausgangsimpulse entsprechend den positiv gehenden Nulldurchgängen liefert. Der Nulldurchgangsdetektor 454 erhält seinen Eingang von der Wechselstromspannungsversorgung über Spannungsteilerwiderstände 456 und 458. Die Verbindung zwischen diesen Widerständen ist über einen Koppelkondensator 460 mit der Basis eines Transistors 462 verbunden, dessen Emitter geerdet ist. Ein Lastwiderstand 464 ist zwischen des Kollektor und eine Spannungsquelle, z.B. +5 Volt geschaltet.

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Die Basis ist mit dem Schleifer eines Vorspannungspotentiometers 466 verbunden, welches zwischen Erde und einer Spannungsquelle, z.B. +5 Volt, liegt.

Der Ausgang des Transistors 462 ist von dem Kollektor abgenommen, welcher über einen Koppelkondensator 468 an den Eingang eines NAND-Gatters 470 gelegt ist. Ein Widerstand 472 ist zwischen den Eingang und Erde gelegt, um eine Differenzierwirkung zu erreichen. Der Ausgang des NAND-Gatters 470 ist dem Eingang eines zweiten NAND-Gatters 474 zugeführt, welches die Nulldurchgangsimpulse an seinem Ausgang 476 liefert.

Die Kreise von Fig. 18 enthalten Mittel zum Koordinieren der Schaltungsvorgänge mit dem Löschintervall für die erste Speicherrohre 96. Zu diesem Zweck enthalten die Kreise von Fig. l8 ein RS-Flip-Flop 478 mit über Kreuz geschalteten NAND-Gattern 478a und 478b. Der Eingang des Gatters 478b wird mit einem umgekehrten Löschimpuls versehen, welcher sich über die Dauer des Löschzyklus erstreckt. Dieser umgekehrte Löschimpuls wird von den Kreisen von Fig. 20 abgeleitet und auf die Eingangsleitung 480 gegeben. Man erkennt, daß die Leitung 480 über einen Koppelkondensator 482 an den Eingang des Gatters 478b gelegt ist. Um eine Vorspannung für den Eingang des Gatters 478b zu unterstützen, ist ein Widerstand 484 zwischen den Eingang und einer Spannungsquelle, z.B..+5 Volt, gelegt. Ein anderer Widerstand 486 ist zwischen Eingang und Erde gelegt.

Der Beginn des umgekehrten Löschimpulses setzt das Flip-Flop 478, so daß es auf den nächsten Nulldurchgangsimpuls anspricht, welcher an den Eingang des Gatters 478a über.die Leitung 476 gelangt. Der Ausgang des Gatters 478b ist dem Eingang einer monostabilen Einheit 488 zugeführt, welche gezündet wird, wenn das Flip-Flop 478 durch den ersten Nulldurchgangsimpuls zurückgestellt wird. Die monostabile Einheit 488 liefert einen zeitgesteugrten Ausgangsimpuls an ein zweites RS-Flip-Flop 490, welches über Kreuz geschaltete Gatter 49Oa und 49Ob enthält.

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Der Q-Ausgang 492 der monostabilen Einheit 488 ist mit dem Eingang des Gatters 49Ob verbunden. Der Q-Impuls an dem Ausgang 492 setzt das Flip-Flop 496, so daß es für den nächsten Nulldurchgangsimpuls empfindlich ist, das heißt für den zweiten Nulldurchgangsimpuls in der Folge. Die Nulldurchgangsimpulse werden dem Eingang des Gatters 49Oa über die Leitung 476 zugeführt.

Die monostabile Einheit 488 kann die Form eines handelsüblichen integrierten Schaltkreises (Typ 7^122) haben. Die Dauer des Impulses, der von der mon-ostabilen Einheit erzeugt wird, ist bestimmt von einem Kondensator 494 und einem Widerstand 496. Der Impuls kann die Dauer in der Größenordnung von 12 Millisekunden haben.

Der Ausgang des Gatters 49Ob ist über ein NAND-Gatter 496 an einen Differenzierkreis angeschlossen, der einen Reihenkondensator 500 hat, der in einen Shunt-Widerstand 502 arbeitet. Ein scharfer Zustandsimpuls erscheint über dem Widerstand 502. Der Zustandsimpuls ist synchronisiert mit dem zweiten Nulldurchgang nach dem-Start des Löschintervalls für die erste Speicherröhre 96.

Dieser Zustandsimpuls wird zum Triggern des Logikkreises 450 verwendet. '

Man erkennt, daß der Zustandsimpuls von dem Widerstand 502 über eine Leitung 504 zu einem Eingang eines NAND-Gatters 506 führt, dessen anderer Eingang mit dem zweiten Fotozellenimpuls über ein NAND-Gatter 508 versorgt wird. Die Ausgangsleitung 150b von der zweiten Fotozelle ist an den Eingang des Gatters 508 angeschlossen, welches Umkehrfunktion hat. ■

Der Ausgang des Gatters 506 ist an einen Eingang eines RS-Flip*- Flop 510 geführt, welches über Kreuz verbundene NAND-Gatter 510a und 510b aufweist. Der Ausgang des Gatters 506 geht zu dem

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Eingang des Gatters 51Ob. Der Eingang des Gatters 51Oa ist mit einem Rückstellsignal versehen, welches von dem Q-Ausgang der monostabilen Einheit 488 abgeleitet ist. Der Q-Ausgang ist über eine Leitung 512 zu dem Eingang eines NAND-Gatters 514 geführt, dessen Ausgang an den Eingang des Gatters 51Oa gelegt ist. Eine Vorspannung ist an den Eingang des Gatters 510a über einen Widerstand 516 gelegt, der an eine Spannungsquelle angeschlossen ist, beispielsweise +5 Volt. Der Ausgang des Gatters 510b ist an einen Eingang eines NAND-Gatters 518 angeschlossen, dessen Ausgang mit dem Eingang eines NAND-Gatters 520 verbunden ist. Die Relaisspulen 326b und 452b sind mit dem Ausgang des Gatters 520 verbunden-. Diese Relaisspulen werden angeregt, wenn das Zerfilter in den Röntgenstrahl bewegt wird.

Der Zustandsimpuls wird außerdem über die Leitung 504 an einen Eingang eines mit drei Eingängen versehenen NAND-Gatters 522 geführt, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des NAND-Gatters 508 verbunden ist. Somit wird das zweite Fotozellensignal von dem Gatter 508 aufgenommen.

Das erste Fotozellensignal wird an die Kreise von Fig. l8 über die Leitung 150a gegeben, Vielehe von Fig. l6 her kommt<. Die Leitung 150a ist an den Eingang eines NAND-Gatters 524 angeschlossen, dessen Ausgang mit dem dritten Eingang des Gatters 522 verbunden ist. Der Ausgang des NAND-Gatters 522 ist mit einem Eingang eines anderen RS-Flip-Flop 526 verbunden, welches über Kreuz verbundene NAND-Gatter 526a und 526b aufweist. Der Eingang des Gatters 526b ist mit dem Ausgang des Gatters 522 verbunden. Der Eingang des Gatters 526a ist mit einem Rückstellsignal mittels eines Gatters 528 versehen, dessen Eingang a.n die Leitung 512 angeschlossen ist, welche das Q-Signal von dem Ausgang der monostabilen Einheit" 488 führt. Eine Vorspannung ist an den Eingang des Gatters 526a mittels eines Widerstandes 530 gelegt, welcher an eine Spannungsquelle, z.B. +5 Volt, angeschlossen ist.

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Der Ausgang des Gatters 526a ist mit den Relaisspulen 326a und 452a verbünden, die angeregt werden, wenn das Jodfilter in den Röntgenstrahl bewegt wird. Darüber hinaus ist der Ausgang des Gatters 526 an den Eingang eines Gatters 532 geführt, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des Gatters 518 verbunden ist.

Ein scharfer Zustandsimpuls ist außerdem über die Leitung 50*1 ftn Fig. 18 an einen Eingang eines mit drei Eingängen versehenen NAND-Gatters 53¹J geführt, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Gatters 52¹I verbunden ist, wodurch ein umgekehrtes Signal entsprechend dem Signal der Fotozelle Nr. 1 an das Gatter 53*1 gelegt wird. Das .Signal der Fotozelle Nr. 2 ist an den dritten Eingang des Gatters 534 über die Leitung 150b gelegt, welche sich von Fig. 16 her erstreckt.

Der Ausgang des NAND-Gatters 534 ist mit einem Eingang eines weiteren RS-Flip-Flop 536 verbunden, welches über Kreuz geschaltete NAND-Gatter 536a und 536b hat. Der Ausgang des Gatters 534 ist mit dem Eingang des Gatters 536b verbunden. Ein Rückstellimpuls ist an den Eingang des Gatters 536a über ein Gatter 538 gelegt, dessen Eingang mit dem Q-Ausgang der monostabilen Einheit 488 über die Leitung 512 versorgt wird. Eine Vorspannung für den Eingang des Gatters 536a ist über einen Widerstand zugeführt, welcher an eine Spannungsquelle, z.B. +5 Volt, angeschlossen ist*

Man erkennt aus Fig. 18, daß der Ausgang des Gatters 536b mit den Relaisspulen 326c und 452c verbunden ist, welche betätigt werden, wenn das Bleifilter in den Röntgenstrahl bewegt wird.

Wie zuvor erwähnt, erscheinen die Relaisspulen 326a, 326b und 326c auch in Fig. 17 und werden -vervrendet, um die Verstärkung auf eine.individuelle Einstellung für jedes der drei Röntgenstrahlenspektren zu schalten, welche unter Verwendung des Jod-, Zer- bzw. Bleifilters erzeugt werden.

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Die Relaisspulen 452a, 452b und 452c erscheinen auch in Pig. 19 und werden verwendet, um die.Hochspannung an die Röntgenstrahlenröhre zu schalten, so daß eine unterschiedliche Hochspannung verwendet werden kann, um jedes der drei Röntgenstrahlenspektren zu erzeugen, Man erkennt, daß die Relaisspulen 452a, 452b und 452c Kontakte oder Schalter 442a, 442b und 442c betätigen. Man verwendet die Kontakte 542a, 542b und 542c vorzugsweise zürn Triggern elektronischer Schaltungsvorrichtungen, z.B. die veranschaulichten Triacs 544a, 544b und 544c.

Die Triacs 544a, 544b und 544c nehmen Wechselstromspannung von einer Autotransformatörwicklung 546 auf, die drei verschiedene Abgriffe 548a, 548b und 548c hat, welche mit den Eingängen der Triacs über einzelne Sicherungen 55Oa, 55Ob und 55Oc und Widerstände 552a, 552b und 552c verbunden sind.

Die Ausgänge der Triacs 544a, 544b und 544c sind mit einer gemeinsamen Leitung 554 verbunden, welche über einen Umschalter 556 zu einer Eingangsleitung 558 einer Hochspannungsanodenversorgung 56O führt. Die andere Eingangsleitung 562 geht zu der Rückleitung 564 der Wechselspannungsversorgung.

Die Hochspannungsanodenversorgung 56O hat positive und negative Hochspannungsausgangsleitungen 56Oa und 56Ob, welche zu der Anode und der Kathode l6a und 16b der Röntgenstrahlenröhre führen.

Der Umschalter 556 hat einen Dreifilterstellung, in welcher die Eingangsleitung 558 mit der Leitung 554 von den Triacs 544a, 544^;b und 544e verbunden ist, und eine normale Stellung, in welcher die Eingangsleitung 558 mit dem Abgriff 548c verbunden ist. Man erkennt, daß die Abgriffe 548a, 548b und 548c so eingestellt werden können, daß die gewünschte Hochspannung KVP an die Röntgenstrahlenröhre angelegt ist, um die drei Röntgenstrahlen-

spektren zu erzeugen.

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Die Relaiskontakte 542a, 542b und 542c sind in die Triggerkreise für die Triacs 544a, 544b und.544c eingeschaltet. Somit liegen die Kontakte 542a, 542b und 542c zwischen einer positiven Spannungsversorgungsleitung 562' und den Triggerelektroden 564a, 564b und 564c der jeweiligen Triacs 544a, 544b und 544c. Widerstände 566a, 566b und 566c sind in Reihe mit den Kontakten 542a, 542b und 542c gelegt. Man erkennt, daß die Widerstände 568a, 568b und 568c und Kondensatoren 57Oa, 57Ob und 57Oc zwischen den Triggerelektroden 564a, 56¹Ib und 56¹Ic und den Ausgängen der Triacs 544a, 544b und 54¹Ic liegen. Die positive Spannungsversorgungsleitung 562 führt zu einer Spannungsversorgung 572, deren negative Seite mit der Ausgangsleitung 554 verbunden ist, die zu den Ausgängen der Triacs 544a, 544b und 544c führt.

Vorzugsweise werden Kondensatoren 574a, 574b und 574c in Reihe mit Widerständen 576a, 576b und 576c zwischen die Eingänge und die Ausgänge der Triacs 544a, 544b und 54¹Ic geschaltet.

Das Schließen des Relaiskontaktes 542a verursacht, daß der Triac 544a leitend wird, so daß die entsprechende Primärspannung zu .der Hochspannungsversorgung 560 geliefert wird. Dementsprechend wird die geeignete Anodenspannung an die Röntgenstrahlenröhre 16 angelegt.

Fig. 19 veranschaulicht außerdem Kreise zum Schalten des Strahlstromes in der Röntgenstrahlenröhre l6 auf drei verschiedene Werte für die drei unterschiedlichen Röntgenstrahlenspektren. Dies kann durch Veränderung des Heizstromes durch die Fadenkathode l6b geschehen. Eine Änderung des Heizstromes verändert die Anzahl der von der Kathode emittierten Elektronen, so daß der Strahlstrom entsprechend geändert wird.

Der Kreis von Fig. 19 enthält drei zusätzliche Relaiskontakte · oder Schalter 58Oa, 58Ob und 58Oc, welche von den Relaisspulen 452a, 452b und 452c oder gesonderten Relaisspulen, wenn er-

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wünscht, betätigt werden. Die Kontakte 58Oa, 58Ob und 58Oc sind in Reihe mit einzelnen variablen Widerständen 582a, 582b-und 582c gelegt. Die Relaiskontakte 58Oa, 58Ob und 58Oc und die Widerstände 582a, 582b und 582c bilden drei alternative Kreise, die in Reihe mit dem Faden l6b der Röntgenstrahlenröhre gelegt werden können. Der Strom zum Aufheizen des Fadens l6b wird von einer Fadenspannungsversorgung 584 geliefert.

Wenn das Jodfilter in den Röntgenstrahl bewegt wird, sind die Relaiskontakte 58Oa geschlossen. Damit ist der variable Widerstand 582a in Reihe mit dem Faden l6b gelegt. Der Widerstand 582a ist eingestellt zur Lieferung des gewünschten Anodenstroms in der Röntgenröhre 16 für das Rontgenstrahlenspektrum, welches mit dem Jodfilter erzeugt wird.

Ähnlich werden variable Widerstände 582'b und 582c in den Fadenkreis für die Rontgenstrahlenspektren gelegt, die mit dem Zer- und dem Bleifilter erzeugt werden sollen. Die Widerstände 582b und 582c sind so eingestellt, daß die gewünschten Anodenströme für diese Rontgenstrahlenspektren fließen.

Fig. 20 veranschaulicht die Kreise zur Steuerung des Betriebs der ersten Speicherröhre 96. Diese Kreise steuern die Betriebsspannung der Anode oder Gegenelektrodenplatte 110. Während des Löschmod ist die Anodenspannung auf einen relativ hohen Wert von beispielsweise etwa 100 bis 340 Volt geschaltet. Während des Aufzeichnungsmod wird die Anodenspannung auf einen relativ niedrigen Wert, beispielsweise 1 bis 30 Volt geschaltet. Die Betriebsfolge ist in Fig. 5 veranschaulicht.

In Fig. 2 führt, wie zuvor beschrieben, die Steuerleitung zu derlAnode oder Gegenelektrodenplatte 110. Diese Steuerleitung erscheint auch in Fig. 20.

Die Aufzeichnungsspannung von etwa 1 bis 30 Volt wird an die

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Steuerleitung 54a immer dann angelegt, wenn die Löschspannung nicht vorhanden ist. Wie in Fig. 20 gezeigt, wird die Aufzeichnungsspannung von einem Potentiometer 590 abgenommen, das zwischen Erde und einer Spannungsquelle, beispielsweise +30 Volt, gelegt ist. Der Schleifer des Potentiometers 590 ist mit der Steuerleitung 54a über einen Diodengleichrichter 592 verbunden. Das Potentiometer 590 wird auf die gewünschte Aufzeichnungsspannung zwischen beispielsweise 1 und 30 Volt eingestellt. Die Spannung von dem Potentiometer wird an die Leitung 54a über die Diode 592 angelegt außer dann, wenn eine höhere Spannung während des Löschmod auf der Leitung 54a liegt; in diesem Fall wird die Diode 592 nicht leitend und wirkt somit als Gatter.

Die höhere Löschmodspannung wird von einem Spannungsteiler mit einem Widerstand 594, einem Potentiometer 596 und einem xveiteren Widerstand 598 abgenommen, die in Reihe zwischen eine Spannungsquelle, z.B. +350 Volt, und Erde gelegt sind. Wie dargestellt, ist der Schleifer des Potentiometers 596 mit der Basis eines Transistors 600 verbunden, dessen Kollektor an die Verbindung 602 zwischen dem Widerstand 594 und dem Potentiometer 596 angeschlossen ist. Ein Widerstand 6O4 ist zwischen den Emitter des Transistors 600 und Erde gelegt. Man erkennt, daß der Emitter über einen Widerstand 6O6 und einen Diodengleichrichter 608 an eine Leitung 610 angeschlossen ist, die mit der Steuerleitung 54a mittels eines Widerstandes 612 verbunden ist. Ein Widerstand 613 ist zwischen die Leitung 610 und Erde gelegt.

Der Transistor 600 wirkt als ein Emitterfolger, so daß die Ausgangsspannung an dem Emitter der Eingangsspannung an der Basis folgt. Somit kann die Löschmodespannung durch Bewegung des Schleifers an dem Potentiometer 596 eingestellt werden.

Ein weiterer Transistor 6l4 ist vorgesehen, um die Löschspannung an- und auszuschalten. Der Emitter des Transistors 6l4 ist mit Erde verbunden, während der Kollektor an die Verbindung 6l6

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zwischen Widerstand 6o6 und der Diode 6O8 angeschlossen ist. Wenn der Transistor 6l4 leitend ist, -Schließt er die Löschmodespannung kurz.

Eine Vorspannung für die Basis des Transistors 614 ist durch Verbindung eines Widerstandes 6l8 zwischen die Basis und eine ' Spannungsquelle, z.B. +20 Volt, abgenommen.

Ein negativer Löschimpuls, welcher sich über die Länge des Löschmodeerstreckt, wird von einem Löschimpulskreis 620 erzeugt und an die Basis des Transistors 6l4 über eine Löseh'gatterleitung 622 zugeführt·, welche an die Basis über einen Widerstand 624 parallel mit einem Kondensator 626 angeschlossen ist.

Der Löschimpulskreis 620 erzeugt den Löschimpuls, der sich im allgemeinen über ein TV-Bild erstreckt. Er kann aber auch, wenn erwünscht, länger sein. Der Löschimpulskreis 620 wird mittels eines Impulses getriggert, der von den Kreisen von Fig. 16 abgeleitet ist, und zwar über die Steuerleitung 200, Vielehe in den beiden Figuren 16 und 20 erscheint. Der Triggerimpuls ist von' der monostabilen Einheit 170 abgenommen und relativ kurz, das heißt beachtlich geringer als ein TV-Bild.

In,dem Löschimpulskreis 620 von Fig. 20 wird der Impuls von der Leitung 200 zum Entriegeln eines Flip-Flops 630 verwendet, welches über Kreuz verbundene NOR-Gatter 63Oa und 63Ob aufweist. Die Eingangsleitung 200 ist mit dem Eingang des Gatters 63Oa über einen Koppelkondensator 632 verbunden. Der Eingang ist außerdem mit einer Vorspannung, z.B. 4 Volt, über einen Widerstand 643 versehen.

Der Ausgang des Gatters 63Oa ist' mit den Freigabeeingängen von zwei Zählern 636 und 638 verbunden, die die Form handelsüblicher integrierter Schaltkreise (Typ MC 79OP) haben,können.

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Der Eingang des ersten Zählers 636 ist mit vertikalen Ansteuerungsimpulsen versehen, die über eine Signalleitung 640 von dem TV-Synchronisierungs- und Kippgenerator 64 von Fig. 1 kommen. Die Leitung 640 ist mit dem Eingang des Zählers 636 über einen Widerstand 642 verbunden. Der Eingang des Zählers 636 ist ebenfalls mit einer Vorspannung, z.B. -4 Volt, über einen Widerstand 644 angeschlossen.

Der Ausgang des Zählers 636 ist mit dem Eingang des Zählers 638 verbunden, während der Ausgang des Zählers 638 an eine Signalleitung 646 geführt ist, von welcher ein Koppelkondensator 648 zu dem Eingang de-s Gatters 63Ob in dem Flip-Flop 63O zurückverbunden ist. Der Eingang des Gatters 630b ist außerdem mit einer Vorspannung, z.B. -4 Volt, über einen Widerstand versehen.

Nachdem das Flip-Flop 63O durch den Löschtriggerimpuls von der Leitung 200 entriegelt wurde, werden die Zähler 636 und 638 freigegeben, worauf der Zähler 636 durch den nächsten vertikalen Austastimpuls von der Leitung 640 getriggert wird. Der Zähler 638 wird synchron mit dem zweiten Austastimpuls getriggert und wird wiederum synchron mit dem vierten Austastimpuls getriggert. Somit erzeugt der Zähler 638 einen Ausgangsimpuls entsprechend der Länge eines TV-Bildes. Dieser Impuls wird zur Zeitgebung des Löschmode benutzt. Am Ende dieses Löschimpulses wird das Flip-Flop 630 in den ursprünglichen Zustand zurückgestellt mit dem Ergebnis, daß die Zähler 636 und 638 abgeschaltet werden.

Der Löschimpuls wird über eine Leitung 646 auf einen Eingang eines NOR-Gatters 654 gegeben, dessen andere Eingänge an eine Spannungsquelle, beispielsweise -4VoIt, angeschlossen sind. Ein.Widerstand 656 ist vorzugswe-ise zwischen die Leitung und Erde gelegt. Der Ausgang des Gatters 654 wird in einen Verstärker 658 geführt, welcher seinerseits den Ausgang in

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einen zweiten Verstärker 660 abgibt. Diese Verstärker können die Form handelsüblicher integrierter Schaltkreise (Typ MC788P) haben. Der Ausgang des Verstärkers 66O ist mit der Leitung verbunden, die zu dem Transistor 6l4 führt, welcher die Gegen-.elektrodenplatte 110 der ersten Speicherröhre 96 zwischen ihrer Aufzeichnungsspannung von etwa 1 bis J>0 Volt und ihrer Löschspannung von etwa 100 bis 340 Volt umschaltet.

Im vorliegenden Fall ist eine Diode 662 zwischen die Leitung 622 und Erde gelegt, um zu verhindern, daß sich irgendeine beachtliche positive Spannung auf der Leitung 622 entwickelt. Eine zweite Diode 664 ist umgekehrt zwischen die Leitung 622 und eine negative Spannungsquelle von etwa -4 Volt gelegt. Die Diode 664 begrenzt die negative Spannung auf der Leitung 622 auf etwa -4 Volt. Somit ist der Löschimpuls auf der Leitung 622'in der Form eines Impulses, der von Null bis -4 Volt reicht. Dieser Impuls reicht aus, um den Transistor 6l4 nicht leitend zu machen, so daß die Löschmodeanodenspannung von 100 bis 340 Volt auf die Leitung 610 gelegt wird und dann über den Widerstand 612 an die Leitung 54a, welche zu der Anode oder Gegenelektrodenplatte 110 der ersten Speicherröhre 96 führt. In Abwesenheit dieses Löschimpulses ist der Transistor 614 leitend, so daß die Hochspannung von 100 bis 340 Volt von dem Transistor 6l4 im wesentlichen kurzgeschlossen wird.

In den Kreisen von Fig. 20 wird der Löschimpuls von der Leitung 622 zu einem Eingang eines NOR-Gatters 668 gegeben, dessen anderer Eingang an eine Spannungsquelle, z.B. -4 Volt, angelegt ist. Der Ausgang des NOR-Gatters 668 ist zu einem Eingang eines anderen NOR-Gatters 67O geführt, dessen anderer Eingang mit -4 Volt verbunden ist. Der Ausgang des NOR-Gatters 670 führt zu dem Eingang eines Verstärkers 672, dessen Ausgang an den Eingang eines weiteren Verstärkers 674 angeschlossen ist. Die Verstärker 672 und 674 können die Form handelsüblicher integrierter Schaltkreise (Typ MC 788P) haben.

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Der Ausgang des Verstärkers 6"Jk kann mit einem Eingang eines NOR-Gatters 676 verbunden sein, dessen anderer Eingang an eine Spannungsquelle, z.B. -4 Volt, angelegt ist. Der Ausgang des NOR-Gatters 676 wird verwendet, um einen anderen Schalttransistor 678 zu betreiben, dessen.Kollektor an die Leitung 610 angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors ist geerdet. Wenn somit der Transistor 678 leitend ist, ist die Leitung 6IO geerdet, so daß jegliche Spannung daran wirksam kurzgeschlossen wird. Die Basis des Transistors 678 ist über einen Widerstand 68O an eine Spannungsquelle, z.B. +20 Volt, angeschlossen. In Abwesenheit eines Eingangssignales ist der Transistor 678 somit leitend, so daß die Leitung 6lO-wirksam geerdet ist. In diesem Zustand ist die einzige Spannung, die an die Leitung 5^a gelangen kann, die Aufzeichnungsspannung von etwa 1 bis 30 Volt, welche gegen eine Erdung durch den Widerstand 612 geschützt ist.

Der Ausgang des NOR-Gatters 676 ist an eine Leitung 682 gelegt, welche mit der Basis des Transistors 678 über einen Widerstand 684 parallel mit einem Kondensator 686 gelegt ist. Eine Diode 688 ist zwischen die Leitung 682 und Erde gelegt. Diese Diode verhindert jegliche beachtliche positive Spannung auf der Leitung 682. Eine andere Diode 69O ist umgekehrt zwischen die Leitung 682 und eine negative Spannungsquelle, z.B. -4 Volt, gelegt. Diese negative Spannung auf der Leitung 682 ist auf etwa 4 Volt begrenzt.

Der negative Löschimpuls von etwa -4 Volt auf der Leitung 682 macht den Transistor 678 nicht*leitend_; während des Löschmode, so daß die hohe Anodenspannung von etwa 100 bis 3^0 Volt an die Gegenelektrodenplatte 110 der ersten Speicherröhre 96 gelegt werden kann.

Man erkennt, daß die Signalleitung 212 mit dem Ausgang des Gatters 668 verbunden ist. Diese Signalleitung 212 führt zu den Kreisen von Fig. l6 und wird zum Triggern der monostabilen Ein-

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heit 214 am Ende des Löschimpulses benutzt. Der Löschimpuls auf der Leitung 212 wird umgekehrt in Bezug auf den Löschimpuls auf der Leitung 622.

Die' Signalleitung 480, welche sich zu den Kreisen von Fig. 17 erstreckt, kann mit der Leitung 646 verbunden sein. Es sei daran erinnert, daß der umgekehrte Löschimpuls auf der Leitung 480 das Flip-Flop 478 in den Kreisen zur Bestimmung des Zustandes des Filterrades 24 setzt.

Fig. 21 veranschaulicht die Kreise zur Steuerung des Betriebs der zweiten Speicherröhre 120. Die Kreise von Fig. 21 sind zur Lieferung der Anoden- oder Targetspannungen an die zweite Speicherröhre 120 für die verschiedenen Betriebsweisen, positives Aufzeichnen, negatives Aufzeichnen, Auslöschen und Vorbereiten.bestimmt.

Wie in Fig. 3 veranschaulicht, liefert die Leitung 58a die Betriebsspannung an das Target oder die Anodenplatte 124.Diese Leitung 58 a erscheint auch in Fig. 21.

In den Kreisen von Fig. 21 wird die Lesespannung von etwa 6 Volt mittels eines Potentiometers 694 erzeugt, der zwischen eine Spannungsquelle, beispielsweise +6 Volt und Erde gelegt ist. Der Schleifer des Potentiometers 694 ist über eine Diode 696 an die Leitung 58a angeschlossen, welche zu dem Target 124 der zweiten Speicherröhre 120 in Fig. 3 führt. Die Diode 696 sperrt die Lesespannung wirksam, wenn die Spannung auf der Leitung 58a die Lesespannung übersteigt.

Die positiven und negativen Aufzeichnungsspannungen werden von einem Kreis 698 erzeugt und von einer Spannungsquelle, z.B. +350 Volt, über einen Spannungsteiler abgeleitet, der einen Widerstand 700, ein Potentiometer 702 und einen Widerstand 704, die zwischen +350 Volt und Erde gelegt sind,.enthält. Der

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Schleifer des Potentiometers 702 ist mit der Basis'eines Transistors 706 verbunden, dessen Kollektor an die Verbindung. 708 zwischen Widerstand 700 und Potentiometer 702 angelegt ist. Ein Widerstand 710 ist zwischen Emitter und Erde geschaltet. Der Emitter des Transistors 706 ist ebenfalls mit der Leitung 58a über einen Widerstand 712, eine Diode 71^, eine Leitung 7l6 und einen weiteren Widerstand 718 angeschlossen. Die Spannung an dem Emitter entspricht der an der Basis und ist somit durch die Einstellung des Potentiometers 702 bestimmt. Das Potentiometer 702 mag beispielsweise auf die Lieferung von etwa +50 Volt für den positiven Aufzeichnungsmod eingestellt sein.

Diese Spannung kann mit Hilfe eines Schaltungstransistors 720 an-und ausgeschaltet werden, dessen Emitter geerdet ist. Sein Kollektor ist mit der Verbindung 722 zwischen dem Widerstand 712 und der Diode llk verbunden. Eine Vorspannung, welche den Transistor 720 leitend macht, ist an die Basis des Transistors mit Hilfe eines Widerstandes 12k angelegt, der an eine Spannungsquelle, z.B. +20 Volt, angeschlossen ist. Wenn der Transistor 720 leitend ist, schließt er die Spannung an dem Kollektor des Transistors 706 wirksam kurz.

Im vorliegenden Fall ist ein Widerstand 726 zwischen die Leitung 716 und Erde gelegt.

Eine Aufzeichnungsgatterleitung 728 ist mit der Basis des Transistors 720 über einen Widerstand 730 parallel mit einem Kondensator 732 verbunden.

Das Anlegen des Aufzeichnungsgatterimpulses an die Leitung 728 wird von Aufzeichnungsimpulsen gesteuert, die über eine Leitung 278 von Fig. 17 aufgenommen werden. In Fig. 21 ist die Leitung 278 an einen Eingang eines NOR-Gatters 73^ angeschlossen, dessen andere Eingänge an eine Spannungsquelle, z.B. -k Volt, angeschlossen sind. Ein Widerstand 736 kann von der Leitung.,; 278 nach Erde gelegt sein.

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Der Ausgang des NOR-Gatters 73*J ist an den Eingang eines Verstärkers 738 gelegt, dessen Ausgang an den Eingang eines zweiten Verstärkers 740 angeschlossen ist. Der Ausgang des Verstärkers 740 ist mit der Aufzeichnungsgatterleitung 728 verbunden.

Man sieht, daß eine Diode 742 zwischen der Leitung 728 und Erde liegt. Eine umgekehrt angeschlossene Diode 744 ist vorzugsweise zwischen die Leitung 728 und einer Spannungsquelle, z.B. -4 Volt, gelegt.. Somit erscheint der Aufzeichnungsgatterimpuls auf der Leitung 728 als ein Impuls, welcher von etwa Null zu etwa -4 Volt reicht. Wenn dieser Aufzeichnungsgatterimpuls erscheint, bewirkt er, daß der Transistor 720 nicht leitend wird, so daß die Aufzeichnungsspannung an die Leitung 716 und:."dürch den Wider-.stand 718 an die Targetleitung 58a gelegt wird.

Der Kreis 698 ist zwischen die positive Aufzeichnungsspannung ■ von etwa 50 Volt und die negative Aufzeichnungsspannung von etwa 10 Volt mittels eines Transistors 746 geschaltet, welcher als negatives Aufzeichnungsgatter dient. Der Emitter des Transistors 746 ist geerdet, während der Kollektor mit der Basis des Transistors 706 über einen variablen Widerstand 748 in Reihei.mit einem festliegenden Widerstand 750 verbunden ist. Wenn der Transistor 746 leitend ist, wird die Reihenkombination der Widerstände 748 und 750 zwischen der Basis des Transistors 706 und Erde geschaltet, so daß die Basisspannung auf die negative Aufzeichnungsspannung reduziert wird. Der variable Widerstand 748 wird zur Einstellung der negativen Aufzeichnungsspannung benutzt.

Die Signale zur Steuerung des Schaltungstransistors 746 werden von den Kreisen "von Fig. l6 über-die Leitung I90 geliefert, welche sich von dem Q-Ausgang des JK-Plip-Flop I86 erstreckt und an die Basis des Transistors 746 in Fig. 21 geführt ist. Im vorliegenden Fall ist ein Widerstand 752 zwischen die Basis und Erde gelegt. ' _ gg _

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Das JK-Flip-Flop 186 in Pig. 16 erzeugt einen Impuls auf der Leitung 190, wenn jedes andere Filter in den Röntgenstrahl bewegt wird. Somit bewirken andere Filter, daß der Transistor 746 leitend wird, so daß die negative Aufzeichnungsspannung erzeugt wird. Wenn der Transistor 746 nicht leitend ist, wird die positive Aufzeichnungsspannung erzeugt.

In den Kreisen von Fig. 21 ist ein Lesegatterschalttransistor 756, dessen Kollektor mit der Leitung 76O verbunden ist, während sein' Emitter geerdet ist. Wenn der Transistor 756 leitend ist, schließt er die Leitung 7l6 wirksam nach Erde kurz, so daß keine Spannung von der Leitung 716 zu der Leitung 58a gelangen kann, welche zu dem Target 124 der zweiten Speicherröhre 120 führt. Ein umgekehrter Leseimpuls wird an die Basis 'des Transistors 756 über einen umgekehrte Lesegatterleitung 758 gelegt, welche an- die Basis über einen Widerstand 76O parallel mit einem Kondensator 762 angeschlossen ist. Eine Vorspannung wird an die Basis über einen Widerstand 764 gelegt, welcher an eine Spannungsquelle, z.B. +20 Volt, angeschlossen ist. Der Transistor 756 ist somit leitend, wenn nicht ein negativer Impuls an die Basis des Transistors 756 angelegt ist.

Ein umgekehrter Leseimpuls wird der Leitung 758 immer dann zugeführt, wenn sich die zweite Speicherröhre nicht in dem Aufzeichnungs-, Lösch-~oder Vorbereitungsmode befindet. Dies erfolgt mit Hilfe einer Logikkette, die mit einem NOR-Gatter 766 beginnt, dessen einer Eingang an die Aufzeichnungsgatterleitung 728 angeschlossen ist. Der andere Eingang des Gatters 726 ist mit einer Spannungsquelle, z.B. -4 Volt, verbunden,- Der Ausgang des NOR-Gatters 766 ist mit einem Eingang eines mit drei Eingängen versehenen NOR-Gatters 768 verbunden, dessen zweiter Eingang an eine Spannungsquelle, z.B. -4 Volt, angeschlossen ist, Der dritte Eingang des Gatters 768 ist mit der Löschgatterkette über eine Leitung 770 verbunden, wie nachfolgend im einzelnen

beschrieben wird. ,-_

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Der Ausgang des Gatters 768 ist mit dem Eingang eines Verstärkers 772 verbunden, dessen Ausgang an den Eingang eines zweiten Verstärkers 77^ angeschlossen ist. Die Verstärker 772 und 77^ können die Form handelsüblicher integrierter Schaltkreise ( Typ MC788P) haben.

Im vorliegenden Fall ist der Ausgang des Verstärkers 77^ mit einem Eingang eines NOR-Gatters._776 verbunden, welches ein umgekehrtes Signal liefern soll. Der andere Eingang des NOR-Gatters 766 ist an eine Spannungsquelle, z.B. -k Volt, angeschlossen« Der umgekehrte Leseimpuls erscheint an dem Ausgang des Gatters 766, welcher mit der Leitung 758 verbunden ist.

Wie zuvor ist eine Diode 778 zwischen die Leitung 758 und Erde gelegt, um ein Erscheinen irgendeiner positiven Spannung an. der Leitung 758 zu verhindern. Eine Diode 780 ist vorzugsweise zwischen die Leitung 758 und eine Spannungsquelle, z.B. -4 Volt, gelegt, um die negative Signalspannung an der Leitung auf etwa k Volt zu begrenzen.

Die negative Signalspannung erscheint auf der Leitung 758 immer dann, wenn die zweite Speicherröhre 120 sich im Aufzeichnungs-, Vorbereitungs- oder Löschmodsbefindet. Diese negative Spannung macht den.Transistor 756 nicht leitend. Wenn diese negative Signalspannung nicht erscheint, ist der Transistor 756 leitend, so daß die Leitung 716 wirksam nach Erde kurzgeschlossen ist. In diesem Zustand kann nur die Lesespannung an die Leitung 58a gelangen.

Der Rest der Kreise in Fig. 21 wird zum Betrieb der zweiten Speicherröhre 120 in dem Vorbereitungs- und Löschmod benutzt. Die Röhre wird von Hand in diese Betrieb-szustände in Vorbereitung für die normale Betriebsweise geschaltet.

Wie zuvor erwähnt, zeigt Fig. l6 drei Start-Stop-Schalter

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174b und 174c. Wenn die zweite Speicherröhre 120 in den Vorbereitungsmode geschaltet v/erden soll, sollen diese drei Schalter in der geschlossenen oder Stop-Stellung liegen.

In Fig. 16 ist der Schalter 276 ein Vorbereitungsschalter, der in seine kontinuierliche Aufzeichnungsstellung in Vorbereitung für den Vorbereitungsmod gelegt v/erden soll. In dieser Stellung ist die Leitung 278 mit -4 Volt verbunden, welche Spannung dadurch an den Eingang des NOR-Gatters 734 von Fig. 21 gelegt wird, so daß die zweite Speicherröhre 120 in den Aufzeichnungsmod geschaltet wird. Der Schalttransistor 720 wird dadurch nicht leitend, so daß die Spannung von dem Emitter des Transistors 706 an das Target 124 der Speicherröhre 120 angelegt wird.

Fig. 21 zeigt einen zweiten Vorbereitungsschalter 800, welcher zwischen den Emitter und die Basis des Transistors 706 gelegt ist. Wenn-die zweite Speicherröhre 120 in den Vorbereitungsmode geschaltet werden soll, wird der Schalter 800 geschlossen. Dieser Schalter schließt einen Teil des Potentiometers 702 kurz, so daß die Spannung an der Basis des Transistors 706 angehoben wird. Die Spannung, die dem Target 124 der zweitenjSpeicherröhre 120 zugeführt wird, wird entsprechend z.B. auf etwa l4ö Volt angehoben.

Fig. 21 zeigt einen dritten Vorbereitungsschalter 802, welcher mit dem ersten Sitter I30GI der zweiten Speicherröhre 120 in Fig. 3 verbunden ist. Normalerweise verbindet der Schalter 802 das erste Gitter I3OGI mit dem Ausgang des Videoschalters 56. Für den Vorbereitungsmodewird der Schalter 802 in seine Vorbereitungsstellung gelegt, in welcher das erste Gitter 13OGI mit Erde verbunden ist. In dem Vorbereitungsmodewird das Target 124 der zweiten Speicherröhre 120 bei einer hohen Spannung, z.B. +140 Volt, betrieben, während der Elektronenstrahl nicht moduliert wird. Die Wirkung ist das gleichförmige Aufsprühen von Elektronen über das Targetraste'r 126. Wie bereits erwähnt, wird der Vorbereitungsmod von Hand ausgelöst und für kurze Zeit

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fortgesetzt, z.B. zx^ei oder drei Sekunden, je nach Belieben der Betätigungsperson. Der Vorbereitungsmodewird dann durch öffnen des Schalters 800 beendet, indem der Schalter 802 in seine normale Stellung bewegt wird und indem der Schalter 246 in seine automatische Stellung gebracht wird. Diese Vorgänge bewirken, daß die zweite Speicherröhre in den Lesemode übergeht.

Die zweite Speicherröhre 120 wird dann üblicherweise in den Löschmodefür ein kurzes Intervall geschaltet. Dies kann entweder automatisch oder von Hand geschehen.

Die Kreise von Fig. 21 sind für ein Von-Hand-Einschalten des Löschmodebestimmt. Zu diesem Zweck ist ein "Druckknopflöschschalter 8o4 vorgesehen. Eine Betätigung dieses Löschschalters 804 bewirkt, daß die zweite Röhre in den Löschmode für ein kurzes zeitgesteuertes Intervall, z.B. mehrere TV-Bilder, übergeht.

Das Schließen des Löschschalters 802 verursacht einen Löschgatterimpuls, der auf einer Löschgatterleitung 8O6 erscheint. Dieser Impuls bewirkt eine Löschspannung an dem Target 124 der zweiten Speicherröhre 120. Die Löschspannung kann bei etwa +20 Volt liegen. Wie in Fig. 21 gezeigt, wird die Löschspannung von einem Potentiometer 808 abgenommen, das zwischen Erde und einer Spannungsquelle, z.B. +30 Volt,' geschaltet ist. Der Schleifer des Potentiometers 808 ist über einen Widerstand 810 und eine Diode 8l2 an die Leitung 716 gelegt, welche über den Widerstand 718 zu der Targetleitung 58a führt.

Ein Schalttransistor 8l4 ist vorgesehen, um die Löschspannung an- und auszuschalten. Aus Fig. 21 erkennt man, daß der Kollektor des Transistors 814 mit der Verbindung 8l6 zwischen dem Widerstand 810 und der Diode 812 -verbunden ist. Der Emitter des Transistors 814 ist geedert. Wenn der Transistor 8l4 leitend ist, ist die Löschspannung wirksam kurzgeschlossen, so daß sie nicht durch die Diode 812 zu der Leitung 716 gelangen kann.

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Die Löschgatterleitung 8o6 ist mit der Basis des Transistors 8l4 über einen Widerstand 8l8 verbunden. Eine Vorspannung ist an die Basis über einen Widerstand 820 angelegt, der an eine Spannungsquelle, z.B. +20 Volt, angelegt ist. In Abwesenheit eines negativen Impulses auf der Löschgatterleitung 8θ6 bewirkt die Vorspannung, daß der Transistor 8l4 leitend ist, so ' daß die Löschspannung nicht an das Target 12*1 der zweiten Speicherröhre 120 geführt wird.

Die Kreise werden nun beschrieben, wenn das Schließen des Druckknopfschalters 804 den Löschgatt.erimpuls auf der Leitung 8θ6 erzeugt. Aus Fig. 21 ergibt sich, daß der Löschschalter 804 in Reihe mit einem Widerstand 822 zwischen einer Spannungsquelle, z.B. +5VoIt, und Erde gelegt ist. Ein Koppelkondensator 824 ist 'zwischen den Eingang und eine monostabile Einheit 826 und die Verbindung zwischen dem Schalter 804 und dem Widerstand 822 gelegt. Das Schließen des Schalters 8θ4 liefert somit einen +5-Volt-Impuls an den Eingang der monostabilen Einheit 826. Ein Widerstand 828 ist zwischen den Einp^ang und Erde gelegt.

Die monostabile Einheit 826 erzeugt einen zeitgesteuerten Impuls, dessen Dauer von einem Widerstand 830 und einem Kondensator 832 bestimmt ist. Dieser Impuls ist relativ kurz, im allgemeinen kürzer als ein TV-Bild.

Die monostabile Einheit 826 kann die Forin eines handelsüblichen integrierten Schaltkreises (Typ 74121) haben.. Der Q-Ausgang der monostabilen Einheit 826 kann mit der Basis eines Transistors 824 über einen Widerstand 836 verbunden sein. Ein weiterer Widerstand 8-38 ist -vorzugsweise zwischen Basis und Erde gelegt. Im vorliegenden Fall ist der Emitter des Transistors· 83^ geerdet, während der Kollektor an eine Spannungsquelle angeschlossen ist, z.B. +5 Volt, und zwar über einen Widerstand 840. Der negativ verlaufende monostabile Ausgangsimpuls wird in einen positiv verlaufenden Ausgangsimpuls an dem

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Kollektor des Transistors 834 umgewandelt.

Dieser Impuls wird über eine Löschtriggerleitung 842 übertragen, welche zu dem Eingang der Löschtriggerkreise führt, beginnend mit einem monostabilen Multivibrator 844, welcher NOR-Gatter 844a und 844b aufweist. Der Ausgang des Gatters 844b ist über Kreuz verbunden mit einem Eingang des Gatters 844a. Ein Zeitgeberkondensator 846 ist zwischen den Ausgang des Gatters 844a und einen Eingang des Gatters 844b gelegt. Der andere Eingang ist an eine Spannungsquelle, z.B. -4 Volt, angelegt.' Die Dauer der Impulse, die von dem monostabilen Multivibrator 844 erzeugt werden, ist bestimmt 'durch den Kondensator 846 in Verbindung mit einem festliegenden Widerstand 848, der in Reihe mit einem variablen Widerstand 85O geschaltet ist, welcher zwischen Erde und dem gleichen Eingang 852 des Gatters 844b liegt, an welchen der Kondensator 846 angeschlossen ist.

Die Löschtriggerlextung 842 ist über einen Koppelkondensator 854 und einen Widerstand 836 mit dem zweiten Eingang 858 des Gatters 844a verbunden. Wie dargestellt, wird eine Vorspannung an den Eingang 858 über einen Widerstand 86O geführt, der an eine Spannungsquelle, z.B. -4 Volt, angeschlossen ist. Im vorliegenden Fall ist ein Kondensator 862 parallel zu dem Widerstand 86O gelegt.

Der kurze Triggerimpuls, welcher über der Leitung 842 aufgenommen wird, bewirkt, daß der monostabile Multivibrator 844 einen Löschsteuerimpuls von längerer Dauer erzeugt, welcher der Dauer des Löschmode entspricht, der auf ein oder mehrere TV-Bilder erstreckt werden kann.

Im vorliegenden Fall ist der Ausgang des Gatters 844b mit einem Eingang eines NOR-Gatters 864 verbunden, dessen anderer Eingang mit einer Spannungsquelle, z.B. -4 Volt, verbunden ist. Der Ausgang des Gatters 864 ist mit einem Eingang eines anderen NOR-Gatters 866 verbunden, dessen anderer Eingang mit einer

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Spannungsquelle, z.B. -4 Volt, verbunden ist.

Der Ausgang des Gatters 866 ist mit der Leitung 770 verbunden, die sich zu einem der Eingänge des mit drei Eingängen versehenen NOR-Gatters 768 erstreckt. Die Wirkung dieser Verbindung besteht darin, zu verhindern, daß die zweite Speicherröhre 120 in einen Lesemod übergeht, wenn der Löschgatterimpuls erzeugt wird.

Der Ausgang "des Gatters 866 ist außerdem an den Eingang eines Verstärkers 868 angeschlossen, dessen Ausgang mit der Löschgatterleitung 8O6 verbunden ist. Der Verstärker 868 kann die Form handelsüblicher integrierter Schaltkreise (Typ MC799P) annehmen.

Für die Dauer eines Löschmode, die durch den monostabilen Multivibrator 844 bestimmt ist, erscheint der Löschgatterimpuls auf der Leitung 8O6 und macht den Transistor 8l4 nicht leitend, so daß die Löschtargetspannung über die Diode 812 an die Leitung 716 gelegt wird und dann über den Widerstand 718 an die Leitung 58a, die zu dem Target 124 von Fig. 3 führt.

•Während des Löschmode zeichnet der Elektronens'trahl in der zweiten Speicherröhre 120 negativ ohne Videomodulation, so daß jegliches verbleibendes Bild von dem vorhergehenden Betrieb ausgelöscht wird.

Vorzugsweise führt die Steuerleitung 210 von der Löschgatterleitung 806 in Fig. 21 zu den Kreisen von Fig. 16. Es sei daran erinnert, daß die Leitung 210 an einen Eingang des Gatters angeschlossen ist. Das Löschgattersignal erzeugt somit einen Löschtriggerimpuls auf der Leitung 200, welcher die erste Speicherröhre 96 in den Löschzustand triggert, wie zuvor erläutert.

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Der Löschbetrieb beendet sich automatisch selbst durch Aus-' laufen des monostabilen Multivibrators 844, welcher den Löschgatterimpuls beendet. Die erste Speicherröhre 96 kehrt in den Aufzeichnungsmode zurück, während die aweite Speicherröhre 120 in den Lesemode zurückkehrt. Somit sind die Kreise wieder bereit für einen normalen Betrieb.

Während der Betrieb - der Röntgenstrahlenanordnung 10 nach der vorhergehenden Beschreibung klar sein dürfte, mag es nützlich ■sein, die Betriebsweise zusammenzufassen. Vor dem Beginn eines normalen Betriebs befinden sich die Schalter a, b und c in ihren Stop- oder geschlossenen Stellungen. Das Schließen dieser Schalter verhindert, daß die erste und zweite Speicherröhre 96 und 120 ein Bild entwickeln. Die erste Speicherröhre 96 ist in einem passiven Zustand mit einer niedrigen Aufzeichnungsspannung von 1 bis 30 Volt an ihrer Gegenelektrodenplatte 110. Zu diesem Zeitpunkt wird keine Videomodulation an die erste Speicherröhre 96 angelegt. Die zweite Speicherröhre 120 ist in einem passiven Lesemodg mit der niedrigen Lesespannung von etwa 6 Volt an ihrer Gegenelektrodenplatte 124.

Wie zuvor beschrieben, wird die zweite Speicherröhre 120 üblicherweise vor dem normalen Betrieb vorbereitet und gelöscht. Die Röhre wird in den Vorbereitungsmode durch Betätigung der drei gekoppelten Vorbereitungsschalter geschaltet. Der Schalter 276 in Pig. 16 wird in seine kontinuierliche Aufzeichnungsstellung gebracht, so daß die zx^eite Speicherröhre 120 in den kontinuierlichen Aufzeichnungsmode geschaltet wird. In Fig. 21 wird der Schalter 802 simultan in seine Vorbereitungsstellung bewegt, so daß jegliche Videomodulation von der zweiten Speicherröhre 120 durch Erden des ersten Gitters 13OGI beseitigt wird. Gleichzeitig wird der Schalter 8OO geschlossen, um die Gegenelektrodenplattenspannung an der zweiten Röhre 120 auf einen höheren Wert. z.B. 140 Volt, für den Vorbereitungsmode anzuheben. In diesem Vorbereitungsmode sprüht der Elektronenstrahl Elektronen gleichförmig über das Targetrasfcer 126 der

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zweiten Speicherröhre 120. Entsprechend der hohen Targetspannung ist die Sekundärelektronenemission größer als der Primärelektronenstrahlstrom, so daß das Targetraster 126 während des Vorbereitungsmodeum ein gewisses Maß in positiver Richtung verschoben wird. Im allgemeinen kann der Vorbereitungsmodevon Hand zeitgesteuert sein, so daß er wenigstens einige Sekunden dauert. Der Vorbereitungsmodewird beendet durch Bewegen des Schalters 276 in seine automatische Stellung, während der Schalter 802 in seine normale Stellung gebracht und der Schalter 8OO geöffnet wird. Diese Vorgänge führen die zweite Speicherröhre 120 in ihren passiven Lesemode zurück.

Der Löschmode wird durch Schließen des Druckknopfschalters 8O4 in Fig. 21 getriggert, und zwar über die damit verbundenen elektrischen Kreise. Dieser schaltet die Targetspannung an die zweite Speicherröhre 120 auf den Löschwert von etwa 20 Volt, so daß der Elektronenstrahl gleichförmig und in negativer Weise auf dem Targetraster 126 aufzeichnet. Dadurch wird jegliches Restbild weggewischt. Der Löschmode ist elektronisch durch einen monostabilen Multivibrator 84'I von Fig. 21 zeitgesteuert. Die Dauer des Lösehmode kann wenige Sekunden betragen.

Der normale Betrieb wird durch Anschalten des Motors 26 in Fig. 1 begonnen, um das Filterrad 24 zu rotieren, sowie durch öffnen der drei Start-Stop-Schalter 7l4a, 174b und 174c. Wenn das Jodfilter sich in den Röntgenstrahl bewegt, stellen die Signale von den Fotozellen 88a und 88b das Flip-Flop 154 zurück, so daß es die monostabile Einheit I70 triggert. Der kurze Impuls, der von der monostabilen Einheit I70 erzeugt wird, triggert das JK-Flip-Flop I86, welches daraufhin mit der Bewegung des Filterrades 24 Spur, hält. Das JK-Flip-Flop 176 erzeugt Ausgangssignale für wechselnde Filter 24a bis 24d für das Triggern der zweiten Speicherröhre 120 zwischen den zwei Aufzeichnungsmode, in welchen diese entweder negativ oder positiv aufzeichnet. Während der Verwendung des Jod- und Bleifilters kann die zweite Speicherröhre 120 in positivem Sinn aufzeichnen.

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Während der Verwendung der Zerfilter 24b und 24d kann die zweite Speicherröhre 120 negativ aufzeichnen. Das JK-Flip-Flop 186 triggert die Schalttransistoren Ί46 von Fig. 21.

Der Impuls von der monostabilen Einheit 170 triggert ebenfalls die Kreise in Fig. 20, so daß das erste Löschmodeintervall in der ersten Speicherröhre 96 ausgelöst wird. Hiermit beginnt die Folge von Fig. 6. Der Lösch- oder Freigabemodedauert im allgemeinen ein TV-Bild, zeitgesteuert durch die Zähler 6j>6 und 638. Während des Löschmodewird die Spannung an dem Target 110 auf einen höheren Wert, z.B. etwa 100 Volt, angehoben. Der Elektronenstrahl wird ohne Modulation betrieben, so daß er Elektronen gleichförmig über die Frontoberfläche der dielektrischen Schicht 112 sprüht. Entsprechend der Sekundärelektronenemission, welche den Primarelektronenstrahlstrom übertrifft, wird die Spannung an der dielektrischen Schicht etwas in positiver Richtung während des Löschvorganges verschoben.

Der Löschimpuls von Fig. 20 wird an die monostabile Einheit 214 angelegt und triggert somit die monostabile Einheit am Ende des Löschimpulses. Die monostabile Einheit 240 führt eine kurze Verzögerung oder ein Verweilintervall ein, viel ehe s zwei oder mehr TV-Bilder dauert. Zwei Bilder sind in Fig. 6 dargestellt aber die Verzögerung kann häufig größer gemacht werden, um Zeit zu gewähren, daß sich die Hochspannung an der Röntgenstrahlröhre 14 stabilisiert. Diese Verzögerung erlaubt ferner, daß sich die TV-Kamera 46 stabilisiert, während sie sich auf das neue Röntgenstrahlenbild einstellt.

Nachdem die monostabile Einheit 214 von Fig. l6 ausläuft, setzt sie das Flip-Flop 228. Der nächste vertikale Austastimpuls stellt das Flip-Flop zurück, welches daraufhin die monostabile Einheit 246 triggert. Es sei daran erinnert, daß die monostabile Einheit 246 den Aufzeichnungsgatterimpuls erzeugt, welcher für die Dauer des Aufzeichnungsmodean der ersten und zweiten Speicher-

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röhre 96 und 120 vorhanden ist. Ein geeignetes Aufzeichnungsintervall beträgt etwa 6-TV-Bilder. Dieses Intervall ist in Fig. 6 gezeigt.

Während des Aufzeichnungsmodewird die erste Speicherröhre 96 bei einer niedrigen Targetspannung von beispielsweise 1 bis Volt betriebet!. Das Röntgenstrahlenbild, welches mit dem Jodfilter 24a erzeugt wird, wird auf der dielektrischen Schicht 112 in der ersten Speicherröhre 96 während des Aufzeichnungsintervalles aufgezeichnet.

Während des Aufzeichnungsmodean der ersten Speicherröhre 96 ist die zweite Speicherröhre 120 ebenfalls in den Aufzeichnungsmod geschaltet. Für das Jodfilter kann die zweite Speicherröhre 190 im positiven Aufzeichnungsmode betrieben werden mit einer Targetspannung von beispielsweise etwa 50 Volt. Die Videoausgangssignale von der ersten Speicherröhre $6 werden zur Modulation der zweiten Speicherröhre 120 benutzt.

DeriAufzeichnungsmodewird durch das Ende des Zeitgeberimpulses, der'von der jnonostabilen Einheit 246 herrührt beendet. Die zweite Speicherröhre 120 geht in den Lesemode über, in welchem die niedrige Lesespannung von etwa. 6 Volt an das Target 124 der zweiten Speicherröhre angelegt wird.

Ein weiterer Zyklus wird eingeleitet, wenn das Zerfilter sich in den Röntgenstrahl bewegt. Die Fotozellen 88a und 88b erzeugen dann Signale, welche einen Löschmode für die erste Speicherröhre 96 triggert. Dieser Löschmod wird in der gleichen Weise wie im'ersten Zyklus getriggert. Das Röntgenstrahlengerät 10 geht für.alle- vier Filter 24a bis 24d durch den gleichen Zyklus, wie gerade beschrieben. Solange der Betrieb fortgesetzt wird,schreitet das Gerät fort, durch den gleichen Zyklus für jedes Filter au .gehen.

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Die Kreise von Fig. 18 und 19 werden auf die Bewegung der Filter 24a bis 24d in den Röntgenstrahl hin betätigt. Die Signale von den Fotozellen 88a, 88b steuern diese Kreise so, daß die Anodenspannung KVP an der Röntgenstrahlenröhre 16 für jeden der drei unterschiedlichen Filter auf einen unterschiedlichen Wert geschaltet wird. So kann beispielsweise die Anodenspannung auf 45 KVP für das Jodfilter 24a, auf 60 KVP für jedes der Zerfilter 24b und 24d und auf 70 KVP für das Bleifilter 24c geschaltet werden. Diese Spannungsänderungen werden durch die Relais 452a, 452b und 452c hervorgebracht, welche die Triacs 544a, 544b und 544c triggern. Die Relais können beispielsweise die Form von Reed-Relais haben. Die Relais 452a bis 452c werden von Logikkreisen von Fig. 18 gesteuert, und zwar auf die Signale Von den Fotozellen 88a und 88b hin.

Die Kreise von Fig. 19 können auch zur Veränderung des Strahlstromes in der Röntgenstrahlenröhre 16 verwendet werden, um die Intensität der Röntgenstrahlen zu verändern, wenn unterschiedliche Filter in den Röntgenstrahl gebracht werden. Der Strahlstrom wird durch Veränderung des Heizstromes in dem Faden 16b geändert, was die Elektronenemission verändert.

Die Kreise von Fig. 17 werden zur Veränderung des Verstärkungsfaktors in dem Videoverstärker für die erste Speicherröhre 96 verwendet, wenn die Filter gewechselt werden. Die Relais 326a, 326b und 326c dienen zur Verstärkungsschaltung. Diese Relais werden von Logikkreisen von Fig. l8 gesteuert.

Die Videoverstärkerkreise von Fig. 17 haben logarithmische Verstärkung aufgrund des logarithmischen Verstärkers 334. Die logarithmische Verstärkung ist sehr vorteilhaft, da die exponentiellen Beiträge der Videobilder entsprechend dem Weichgewebe und Knochen dadurch linear gemacht werden, so daß die Bildelemente, die dem Weichgewebe und Knochen entsprechen, weitgehend durch Subtraktion des Mittelwertes des ersten und dritten

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Bildes von dem zweiten Bild ausgelöscht werden können, wie dies in den Kurven von Fig. 14 und 15 gezeigt ist. Die logarithmische Verstärkung hat den weiteren Vorteil, daß Differenzbilder, die einen geringen Prozentsatz der nicht subtrahierten Videobilder darstellen, eine Größe haben, die unabhängig von dem gesamten Skalenfaktor oder der Grauskala der nicht subtrahierten Videobilder sind.

Während die vier Rontgenstrahlenspektren aufeinanderfolgend durch Bewegen der vier Röntgenstrahlenfilter 24a bis 24d in den Röntgenstrahl erzeugt werden, werden die sich ergebenden Röntgenstrahlenbilder auf dem dielektrischen Schirm 112 der ersten Speicherröhre 96 aufgezeichnet. Während des AufZeichnens !jedes Bildes bewegt sich die Speicherröhre 96 in Richtung auf ein Gleichgewicht, während sich ein elektrostatisches Bild auf dem dielektrischen Schirm 112 aufbaut. Der Löschmocte verschiebt das gesamte Bild auf dem dielektrischen Schirm 112 um einen geringen Betrag von etwa 1 Volt in positiver Richtung.

Während des Aufzeichnens des zweiten und der nachfolgenden Bilder auf der ersten Speicherröhre 96, macht die Röhre einen subtraktiven Vergleich zwischen dem neuen Bild und den vorher aufgezeichneten Bildern. Somit hat der Videoausgang von der ersten Speicherröhre 96 die Form von vier Differenzbildern, die die Differenzen zwischen den Bildern der aufeinanderfolgenden Paare von Bildern darstellen, die auf der ersten Speicherröhre· aufgezeichnet wurden. Diese Reihe von Vorgängen ist iη dem Diagramm von Fig. 10 gezeigt, in welcher die vier Differenzbilder als Jod minus Zer, Zer minus Blei, Blei minus Zer und Zer minus Jod bezeichnet sind.

Die vier Differenzbilder werden 'auf das Targetraster 126 der zweiten Speicherröhre 120 aufgezeichnet und integriert. Die wechselnden Differenzbilder werden in negativer und in positiver Weise so aufgezeichnet, daß die Bildelemente, die dem Kontrastmittel, im vorliegenden Fall Jod, herausgehoben werden, während '

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die Bildelemente, die dem Weichgewebe und Knochen entsprechen, weitgehend unterdrückt werden. Die Bildelemente entsprechend dem Kontrastmedium erhalten einen Beitrag von jedem der vier Differenzbilder und werden somit mit dem Faktor vier multipliziert. Andererseits werden die Bildelemente entsprechend dem Weichgewebe und Knochen subtraktiv kombiniert, so daß ihr Nettobeitrag nahe bei Null liegt.

Die vier Differenzbilder sind in Fig. 4 in einer'Matrix angeordnet in Übereinstimmung damit, ob die Bildelemente für Jod, Knochen und Weichgewebe schwarz oder weiß aufgezeichnet sind. Wenn somit das Differenzbild Jod minus Zer ausgegeben wird, erscheint das Kontrastmittel Jod weiß, während Knochen und Weichgewebe schwarz erscheinen.In dem Differenzbild Zer minus Blei erscheint das Kontrastmittel schwarz, während Knochen und Weichgewebe schwarz erscheinen. In dem Differenzbild Blei minus Zer erscheint das Kontrastmittel Jod weiß, während Knochen und Weichgewebe ebenfalls weiß erscheinen. In dem Differenzbild Zer minus Jod erscheint das Kontrastmittel schwarz, während Weichgewebe und Knochen weiß -erscheinen.

Durch Aufzeichnen der vier Differenzbilder auf der zweiten Speicherröhre 120 abwechselnd in positivem und negativem Sinn können die Bildkomponenten, die dem Kontrastmittel entsprechen, für alle vier Differenzbilder in der gleichen Richtung aufgezeichnet werden, während die Komponenten für Weichgewebe und Knochen abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen aufgezeichnet werden und sich daher weitgehend auslöschen.

Wie in dem Diagramm von Fig. 10 angedeutet, können die beiden Differenzbilder Jod minus Zer und Blei minus Zer, in welchen das Jod weiß erscheint, in positivem Sinn (angezeigt durch ein Pluszeichen) aufgezeichnet werden, während die anderen beiden Differenzbilder Zer minus Blei und Zer minus Jod in negativem Sinn (angezeigt durch ein Minuszeichen) aufgezeichnet werden, so daß die vier Bildelemente entsprechend dem Kontrastmittel

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Jod jeweils additiv erscheinen und sich um einen Paktor vier verstärken.

Die zwei Differenzbilder Jod minus Zer und Zer minus Blei, in v/eichen Knochen und Weichgewebe schwarz .erscheinen, werden andererseits in umgekehrtem Sinne, positiv und negativ, aufgezeichnet, so daß die Bildelemente entsprechend Knochen und Weichgewebe sich auslöschen. Die beiden Differenzbilder Blei minus Zer und Zer minus Jod,in welchen Knochen und Weichgewebe weiß erscheinen, werden in umgekehrtem Sinn, positiv und negativ, aufgezeichnet, so daß die Bildelemente für Knochen und Weichgewebe sich auszulöschen neigen.

!Das wechselnde Aufzeichnen in positivem und negativem Sinne durch die zweite Speicherröhre 120 löscht auch weitgehend jegliche Gleichstromverschiebungen in den Signalen von der ersten Speicherröhre 96 aus.

Üblicherweise'wird das Röntgenstrahlengerät über mehrere Umdrehungen des :Filterrades 2K betrieben, während das Aufzeichnen des differentiellen Bildes auf der zweiten Speicherröhre 120 fortgesetzt wird. Wie¹ zuvor erwähnt, speichert die zweite Speicherröhre und integriert das differentielle Bild von Zyklus zu Zyklus des Pilterrades, so daß das Maß an Verstärkung der Bildelemente entsprechend dem Kontrastmedium von Zyklus zu Zyklus zunimmt.

Während der Leseintervalle der zweiten Speicherröhre kann das integrierte differentielle Bild auf einem TV-Monitor beobachtet werden. Wenn die Betriebsperson feststellt, daß ein optimales differentielles Bild erreicht wurde, kann der Betrieb des Fernsehsystems durch Schließung-der Start-Stop-Schalter und 17^c beendet werden.

Durch Verändern der Aufzeichnungssequenz in der zweiten Speicher·

- 81 - .

509885/0897

-Bi'-

röhre 120 kann das Kontrastmedium, im vorliegenden Fall Jod, entweder weiß oder schwarz auf dem TV-Monitor 62 dargestellt werden. Das Jod wird weiß aufgezeichnet, wenn die Jod minus Zer- und Blei minus Zer-Differenzbilder in positiver Weise aufgezeichnet werden, während die Zer minus Blei- und Zer minus Jod-Differenzbilder in negativer Weise aufgezeichnet werden, wie in Pig. 10 gezeigt. Das Jod wird schwarz aufgezeichnet, wenn die Jod minus Zer- und Blei minus Zer-Differenzbilder in negativer Weise aufgezeichnet werden, während die Zer minus Blei- und Zer minus Jod-Differenzbilder in positiver Weise aufgezeichnet werden.

Wie zuvor erwähnt, hat eine logarithmische Verstärkung den (Vorteil, daß Differenzbilder, die einen geringen Prozentsatz der nicht subtrahierten Videobilder darstellen, eine Größe haben, die unabhängig von dem Gesamtskalenfaktor oder der Grau-skala der nicht subtrahierten Videobilder ist.

Zwei etwas unterschiedliche Bildelemente I'und I¹ können somit durch folgende Exponentialfunktionen dargestellt werden:

I = i_o.

i<- i_oe -"'*

In diesen Gleichungen sind μ und μ' die beiden etwas unterschiedlichen Absorptionskoeffizienten, während χ die Dicke wiedergibt. Wenn vor einer Subtraktion die Gleichungen loga rithmiert v/erden, ergeben sich folgende Gleichungen:

log I = log I_Q - μχ
log I¹= log I₀ - /i'x

Die Differenz zwischen beiden Logarithmen ist folgende:

log I¹ - log I = log I_Q - jj'x - log I + μχ = (μ-μ')χ

- 82 -

509885/0897

Man sieht j daß der konstante Betrag log I herausfällt und kein Faktor in dem Differenzbild darstellt.

Der Fachmann kann den elektronischen Komponenten spezielle Werte zumessen. Es kann jedoch nützlich sein folgende Tabellen von geeigneten Werten zu verwenden:

Integrierter	. b	-	b '	Type Nr
Schaltkreis				7400
154a,			74121
170			7473
186		7400
194		■ 7400
196		74122
214	b	7400
230a,		74121
246	b	7400
264		SN76502
334		733
354		7400
470	b	7400
474		: 7400
478a,		74122
488 ·		7400
490ar		7400
496		7400
506	b	7400
508		740 0
510a,		7400
514		7400
518	b	7400
520		7410
522	b, C	7400
524	b	7400
526a,		7400
528		7400
532		7410
534		•7400
536a,		7400
538		GE SC142D
544a,		MC724P
630a,		MC79 0P
636	MC790P
638	MC788P
654	MC788P
658	MC78 8P
660	MC724P
668	MC788P
670

Transistor	Type Nr
274	2N5134
294	2N3568
310a, b, c	2N356 8
366	2N3568
376	2N356 8
386	2H3568
400	2N356 8
410	2N5134
414	2N3568
420	2N3568
428	2N5140
440	2N2102
462	2N3568
. 60 0	2N344 0
614	2N3440
678	2N3440
706	2N3440
720	2N3440
■ 746	2N2102
756	2N3440
814	2N4400
834	2N5134

- 83 -

Integrierter	Type Nr.
Schaltkreis	MC78 8P
672	MC788P
674	JMC724P
676	MC788P
734	MC788P
738	MC78 8P
740	MC724P
766	MC78 8P
768	■ MC7 88P
772	MC7.8 8P
774	MC724P
776	7412Ϊ .
826	MC724P
844a, b	MC724P
864	I4C724P
866	MC799P
868

5.09885/0897

Kondensator	b	Microfarad oder	2	1000	•	1000	.1
	b ·	Picofarad (pf.)			1000	.01
156a,				1000	.1
166a,			2	8	.01
182		■	175		.1
208			10	200	.1
216			4		•
224			100	1000	.01
232		100	.01
240		• : · 100
■ 248		6
' 253			·"
272	b, c		.7
292		1.
312a,		I
344
364		•
1I 374		.1
' 460		.1
468
482		.1
494	b, c	.1 .
500	b, c	,1
570a,		pf.
574a,		.001
626		001
632		pf.
•648		pf.
•686		pf.
732
762		22
824
832		001
846		pf.
854
862

- 85 -

50-9885/0897

Widerstand	b	Ohm
160a,		IK
166a,		12K
166b	b	15K
172a,		2.2K
180		5OK
188		1OK
188'		39K
206		22K
218		15K
220		1OK
234		4.3K
236		50. K
244		18.K
252		1OK
254		1OK
260		620'
262		5OK
266		IK
268		2OK
280		300K
282		27K
284		/91
296		500
298		IK
300		470
302		62
304		500
306		62
308	, b, c	IK
•314 a	, b, c	25K
316 a	, b, c	IK
318 a	, b, c	IK
320 a		IK
348		1.8K
350		500
352	, b	1.8K
356 a		2.2K
358		2OK
360		2 - 2K
362		2.2K
363		10OK
370		2K
372 .		1. 2K
378		10 OK
380		1.2K
382		l.OK
384		470K
388		600
390		1.2K
392		5OK
394		2-2K
396		• 22K
398	3,3K

	b	2530315	Ohm	820
	b		2.2K
Widerstand	b		10.K
402	b		39K
404	b		2.2K
406			100
408			2. 2K
412			680
. 416			2OK
418			IK
422			1OK
424 ■			1OK
426			8.2
430 .			50 ·
.432			820
438			250K
444			27K .
446			3.3K
456 "■			5OK
458			3OK
464			270
466			690
472			1OK
484			220
486			3K
496			2K
502		3K
516		1
530		270 .
540	/ C	470
552 a,	, C	2.5
566 a,	, C	25
568 a,	/ C	5K.
576 a,	τ C	33K
582 a,		50OK
590		56K
594		120K
596		47K
598		330K
604		IHEG
606		39K
612		• 4.7K '
613		IK
618		3.9K
624		1.8K
634		l.OK
642		3.9K
644		■ 39K
650		4. 7K
656 ·		5K
680		- 39K
684		500K
694		56K
700
702
704

50988S/0S97

86 -

Widerstand (Forts.) Ohm

710 2OK

712 . 4.7K

718 . 330K

724 39K

726 ■ ■ . ' . 1 MEG.

730 ..4.7K

736 3.9K

748 lOOK

750 ' 82K

752 22K

760 4.7K

764 ■ 39K

808 5K

810 . 4.7K

818 . 4*7K

820 ' 47K

822 ' 47K

j 828 · ; IK ·

830 . 33K

836 ' 13K

838 56K

840 ■ · IK

848 IK

850 ' 25K

856 IK

860 820

Die Fig. 22 bis 27 veranschaulichen weitere Verbesserungen des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung. Wie zuvor erwähnt, benutzt das verbesserte Verfahren drei unabhängige Röntgenstrahlenspektren, die mit drei getrennten Filtern und Röntgenstrahlenröhrenspannungen erzeugt werden. Die neue Technik enthält auch eine logarithmische Behandlung der drei unterschiedlichen Videosignale. Die Speicherröhrensubtraktion ist ähnlich der bereits beschriebenen. Das verbesserte"Verfahren behält ein hohes Maß an Empfindlichkeit gegenüber Jod und anderen geeigneten Kontrastmitteln bei, liefert jedoch Bilder, welche noch weniger empfindlich .gegen Gewebe und Knochen sind. Das verbesserte Gerät hat einen ziemlich komplexen Aufbau, hat jedoch den erheblichen Vorteil, daß, wenn einmal ein optimaler Betriebszustand gefunden wurde, keine weitere Abstimmung er-

- 87 -

5Q9885/D897

forderlich ist, um auf verschiedene Patienten anzupassen.

Es erscheint sinnvoll, zunächst eine kurze theoretische Analyse voranzustellen, die die Lösung der Durchdringungsgleichungen für das verbesserte Verfahren und die entsprechende Vorrichtung, die in den Fig. 22 bis 27 veranschaulicht v/erden, enthält.

Man betracht drei gefilterte Strahlenbündel mit den effektiven Energien E.; (i = 1, 2 oder 3) für Spektren ähnlich denen,die in Fig. 7 wiedergegeben sind. Diese Spektren können unter Verwendung von drei verschiedenen Filtern hergestellt werden, die im vorliegenden Fall Jod, Zer bzw. Blei enthalten, indem unterschiedliche Werte der Röntgenstrahlenröhrenspannung angewendet werden. Die Energie E₁ liegt unmittelbar unterhalb der K-Kante des interessierenden Elementes, welches in diesem Fall als Jod angenommen wird, aber auch ein anderes Kontrastmittel sein kann. Die anderen Spektren sind so gestaltet, daß sie so wenig wie möglich Überlappung der ausgewählten Energien haben, um die folgenden Bedingungen zu erfüllen:

• (1) 2μ\ = μ\ + μ\ 2μ* = μ^Β _{± +} M*

t B
wobei μ. und μ- die Absorptionskoeffizienten für Gewebe und Knochen sind. In der Praxis werden die verschiedenen Absorptionskoeffizienten linear gewichtet, wie unten beschrieben, so daß die Bedingung (1) lediglich als Anfangshilfe für die Auswahl der Spektren benutzt wird. Da die Abhängigkeit des Röntgenstrahlennachweises von der effektiven Energie in die verschiedenen Konstanten aufgenommen werden kann, welche in der Lösung der Gleichungen erscheinen, wird der Einfachheit halber zeitweilig angenommen, daß keine derartige Abhängigkeit besteht. Es sei darüber hinaus angenommen, daß die Anzahl der durchgelassenen Photonen N^(x,y) am Punkt (x,y) sei und ein gleichförmig einfallender Fluß N für jedes Strahlenbündel vorliegt. Zum Zwecke der vorliegenden Diskussion sei der Effekt des Härterwerdens des Strahlenbündels vernachlässigt, was weiter unten behandelt wird. Ferner sei angenommen, daß am Punkt (x,y)

509885/0897 " ⁸⁸ "

das Strahlenbündel durch die Dicke t(x,y), t_n(x,y) und t_T(x,y)

¹ 2 von Gewebe, Knochen und Jod, ausgedrückt in g/cm hindurchgeht.

Die Anzahl der durchgelassenen Photonen ist dann durch die folgenden drei Gleichungen gegeben:

v^/ N. (x,y) = N e ι ^uI^lx'-('

Das Ziel ist, das Jodbild tj(x,y) zu isolieren, welches ohne Beitrag von t (x,y) oder t_ß(x,y) wiedergegeben werden soll. Im Interesse einer Vereinfachung des Gerätes ist es erwünscht, die Lösung auf eine Reihe linearer Operationen zu beschränken, die von einem Subtraktionsgerät ausgeführt werden können. Da es nicht möglich ist, eine lineare Kombination von Exponentialfunktionen zu konstruieren, so daß eine Auslöschung der Beiträge von Knochen und Gewebe für alle Werte der Knochen- und Gewebedicke erreicht wird, ist es erwünscht, logarithmisch verstärkte Signale zu verwenden. Nach·dem Durchgang der fluoroskopischen Fernsehsignale durch einen solchen Verstärker erhält man die folgenden Gleichungen:

UJ

wobei eine x,y-Abhängigkeit von L., t_R, t und t_T angenommen sind, jedoch nicht besonders aufgeführt wurden. Dieser Satz von drei linearen Gleichungen mit drei Unbekannten kann an jeder Stelle gelöst werden, indem eine angenäherte Linearkombination der Li verwendet wird. Das Jodbild t_T(x,y), welches die zweidimensionale Darstellung der Jodverteilung wiedergibt, wird durch Bildung einer Linearkombination erhalten, welche die Koeffizienten von t_R und t an allen Stellen wegfallen läßt und die folgende Form hat:

.C*,y) = C^L₁ τ 2ß L_{2 5}

- 89 -

5 0 9885/0897

wobei die ausgewählte lineare Form mit Do= ρ =V= 1 eine annähernde Lösung darstellt, wenn die Gleichungen (1) gleichzeitig befriedigt werden könnten. Im allgemeinen ist dies jedoch nur annähernd der Fall und t_I(x,y)/WList eine Linearkombination von drei logarithmischen Bildern, die durch geeignete Einstellungen der Verstärkungen der Bilder L₂ und L-, erhalten werden,

Um die Empfindlichkeit der Bildspeicherung und des linearen Kombinationsprozesses auf ein Maximum einzustellen, ist es erwünscht, die Lösung in einer solchen Weise zu treffen, daß alle Bilder, die der Bildverarbeitungsanlage dargeboten werden, nahezu gleich in ihrer Amplitude sind. Dies trifft unabhängig davon 'zu, ob das Gerät analog oder digital arbeitet. Daher ist ein praktischeres mathematisches Äquivalent für die Lösung der folgende Ausdruck, in welchem ^"proportional zu" bedeutet:

(5) tjte/Y)

Die Konstanten k_? und k, sind so gewählt, daß in Anwesenheit von Gewebe gilt: L^ = k₂L₂ = k,L^. Dies schließt ein, daß folgendes gilt:

Darüberhinaus wird das Lp-BiId zweimal benutzt, um die Gewebebeiträge zu L. und Lp gesondert-zu löschen. Die Lösung wird dann reduziert auf die gewichtete Summe von zwei Differenzbildern, die einen Gewebebeitrag von Null haben. Da der Absorptionskoeffizient von Knochen eine monotonfallende Funktion des Knochens in diesem Energiebereich ist, haben die beiden Differenzbilder Knochenbeiträge von entgegengesetztem Vorzeichen und

- 90 5Q338S/0837

253031a

allgemein ungleicher Größe. Da das Gewebe in jedem Bild gelöscht wird, kann die Konstante k^ so gewählt werden, daß auch der Beitrag des Knochens wegfällt. Dies tritt dann ein, wenn folgendes gilt:

Eine Multiplikation um den Faktor k^, wird erreicht durch geeignete Verstärkungsvervielfachung während der zweiten Stufe der Subtraktion und Integration, welche von der zweiten Speicherröhre ausgeführt wird.

Unter Verwendung von Gleichung (5) hat das endgültige Bild folgende Form:

wobei (8)

= 0

^μ2

= O

Die Absorptionskoeffizientenunstetigkeit an der K-Kante ist

2
O6-6) = 30 cm /g. Für Spektren, die bei Röhrenspannungen von 45, 60 und 70 KVP mit Filtern von 150 mg/cm² Jod, 200 mg/cm² Zer und 400 mg/cm² Blei gebildet wurden, ergeben die Berechnungen· geschätzte Absorptionskoeffizienten von:

36

93

= .29

= .61

V₁ ¹ = 9.6

= 23.7

p₃ ^t= .22

= .32 = 10.3

98 8 5/08-9 7'

- 91 -

bei 15 cm Gewebe, Null cm Knochen, wodurch sich effektive Absorptionskoeffizienten wie folgt ergeben.

. ^&H - - 11.4 Δμ_Β = ο _Δμ. „ ο

Die mathematische Lösung, die in Form der Gleichung (5) dargestellt ist, kann mittels der Rotation des Viersegmentfilterrades von Fig. 9 verwirklicht werden.

D.ie betreffenden 1^-Werte lauten für Jodfilter N₁, für Zerfilter N₀ und für Bleifilter N,. Während der Rotation des Filters betrachten Fototransistoren Zeitgebermarken auf dem Rad und triggern wechselweise drei Triacs, die in die Primärseite des Hochspannungssteuerkreises eingeschaltet sind,und zwar in der gleichen Weise wie im Zusammenhang mit Fig. 19 erörtert. Die Stellung des Filterrades wählt außerdem einen von drei Kanälen an der Multiplexverstarkerkette von Fig. 22 aus. Die Eingangsverstärker bereiten die Signale für die Präsentation für den logarithmischen Verstärker vor. Die Ausgangsverstärker bestimmen die Koeffizienten k~ und k-,. Diese werden durch Ausrichten eines kontinuierlichen Plexiglaskeiles ausgewählt, so daß seine Neigung kontinuierlich steigende Absorberdicke entweder entlang der X- oder entlang der Y-Achse des Fernsehabtastfeldes liefert. Die exponentiell abnehmende durchgelassene Intensität erzeugt eine gerade Linie am Ausgang des logarithmischen Verstärkers, wie in der OszilLoskopenspur von Fig. 23 gezeigt. Die Konstanten Ic₂ und k, sind so eingestellt, daß die drei geraden Linien, die jeweils einem der Spektren zugeordnet sind, in Amplitude und Steigung identisch sind.

Während die vier Filtersegmente durch den Röntgenstrahl gehen, erzeugt die erste Speicherröhre vier aufeinanderfolgende Bilder, von denen jedes die Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Bildern wiedergibt, die auf dem Target der ersten Röhre gespeichert sind. Diese Bilder werden dann auf der zweiten Specherröhre integriert, welche sie mit den Faktoren - 1 oder - ku

- 92 -

S0 9B8S/0897

wichtet, um die Jodinformation zu integrieren und die Knochen und unerwünschte ,Gleichstrombildkomponenten zu löschen.

Die Bedingungen-für Gewebe- und Knochenauslöschung der Gleichungen (5), (6) und (7) sind vornehmlich nur bei einer Kombination von Knochen- und Gewebestärke gültig. Es ist notwendig zu untersuchen, wie gut die Löschung beibehalten wird, wenn t und t_ß variiert werden. Dies wurde mit Hilfe einer Computeranalyse ausgeführt, welche die Effekte des Härterwerdens auf das Spektrum haben, was on Waggener in RADIOLOGY 105:169-175 (1975) und Epp und Weiss, PHYS.MED.BIOL. Vol.II, Nr. 2, Seiten 225-238 (1966) ausgeführt wurde. Das Härterwerden erscheint als eine etwaige lineare Abnahme in den Absorptionskoeffizienten mit der Gewebedicke. .

Fig. Ik zeigt μ. als eine Punktion von t für t, =0, wobei -

lg

Fig. 15 das gleiche für u. wiedergibt. Jede Figur zeigt auch

2 den Mittelwert der Jod- und Bleikoeffizienten bei Null g/cm Knochen. Der Vergleich dieses Mittelwertes mit dem Zerkoeffizienten legt nahe, daß die Bildabgleichsbedingungen von einem gewählten Ausgleichspunkt weggehalten werden können. Diese Kurven schließen jedoch nicht die Effekte der verschiedenen Linearkoeffizienten ein und sind nicht die empfindlichste Methode zur Vorassage des Verhältnisses der gewünschten Signaleffekte zu den-unerwünschten Geweber und Knocheneffekten.

Ein besseres Verfahren zur überprüfung dessen, wie gut die Abgleichsbedingüngen eingehalten werden, besteht darin, die tatsächliche Verteilung von Knochen, Gewebe und Jod über einen Bereich von Knochen- und Gewebedicken zu untersuchen. Bei der Dicke, bei welcher die ausgewählte Lösung die Gewebe- und Knochenreste zu Null werden läßt, ist nur ein Jodrückstand vorhanden. Abseits von dem Gleichgewichtszustand (z.B. 15 -cm Gewebe, Null cm Knochen), nehmen die Gewebe- und Knochenbeiträge zu. Idealerweiae sollten die Rückstände von Jod immer größer sein als diejenigen von Gewebe und Knochen, und zwar für alle

' - 93 -

5 09685/0837

2 '2

Werte zwischen 10 und 20 g/cm Gewebe und Null bis 2 g/cm Knochen.

Das Prinzip zur Auswahl geeigneter Filter besteht darin, daß die Abnahme in yu mit der Dicke durch eine gerade Linie angenähert werden kann. Man muß daher Spektren auswählen, welche in einer solchen V/eise härter werden, daß die folgende Bedingung annähernd erfüllt ist:

(9) ^Ct₀-) W₂Nt₀) u₃ ^t(t_o)

wobei ähnliche Bedingungen für die Knochenkoeffizienten gegeben sein sollen.

Da der Strahl mit geringster Energie (Jod gefiltert) in größerem Maß härter zu werden neigt, als solche höherer Energie, kann die Bedingung von Gleichung (5) nur unter Verwendung zunehmender Filtration für abnehmende Hochspannung KVP verwirklicht werden. Ein nahezu idealer Zustand ist in Fig. 24 wiedergegeben. Es sei darauf hingewiesen, daß ein sehr dickes Jodfilter und eine niedrige Hochspannung KVP erforderlich ist. Diese Bedingungen erfordern die Verwendung einer speziellen Röntgenstrahlenröhre mit ungewöhnlich hoher Intensität. Die Verwendung einer Standard-Fluoroskopröhre liefert üblicherweise nicht genügend Intensität, um erhebliche Jodfiltration zuzulassen. Mit der Verwendung einer Standard-Fluoroskopröntgenstrahlenröhre können die Bedingungen von Fig. 25 erreicht werden.

Eine Korrektur, v/elche eine zunehmende Flexibilität in der Auswahl der Spektren bei Beibehaltung der Bedingung von Gleichung (8) ermöglicht, schließt.die Verwendung eines t-abhängigen Verstärkerfaktors ein, was dadurch erreicht werden kann, daß man einen Korrekturfaktor v- rückführt, welcher die

- 94 5098:85/089?

erste Potenz des logarithmischen Ausgangssignales darstellt. Es kann gezeigt werden, daß der Verstärkungskorrekturfaktor wie folgt angenähert werden kann:

(10)

t t

wobei a· die Neigung der Linien in Fig. 14 und <μ· >der mittlere Gewebeabsorptionskoeffizient in dem interessierenden Gewebebereich ist.

In der Praxis kann dieser Korrekturfaktor durch eine Abstimmsteuerung dargestellt werden, welche zusammen mit der Verstärkungs- und Gleichstrompegelsteuerung in den verschiedenen Verstärkern eingestellt wird, bis die gerade Linie von Fig. 23 am Eingang zu der Speicherröhre festgestellt wird. Jegliche Effekte der Verstärkung durch Streuung (scatter buildup), welche die Durchgangseigenschaften der drei Spektren ändern könnten, werden an dieser Stelle ausgesteuert. Wegen dieser bequemen Endpunktprüfung wurde es nicht für erforderlich gehalten, die Einzelheiten des Streufeldes näher zu untersuchen. Derartige Untersuchungen sollten in der Zukunft ausgeführt werden, um das Maß der Kontrastverschlechterung durch Streuung als Funktion der Patientendicke, der Feldgröße usw. zu bestimmen.

Die Achtung sollte den Erfcodernissen an die Systemgenauigkeit geschenkt werden. In diesem Zusammenhang sollen die Größe des differentiellen Absorptionskantensignals und die Größe der konkurrierenden Beiträge zu dem endgültigen Bild entsprechend den Nicht-Lin-earitäten des Fernsehsystems und von Fehlern in dem logarithmischen Verstärker betrachtet werden.

Zunächst sei der Prozentsatz des videodynamischen Bereiches betrachtet, der von einem typischen Jodsignal eingenommen wird. Es sei angenommen, daß der logarithmische Verstärker eine Form hat, die folgendermaßen beschrieben wird:

- 95 -

SH3885/Ö897

^Vout ^{= a lo}<3 V, + b

Es sei ferner angenommen, daß das Eingangsvideosignal V. proportional zu der durchgelassenen Röntgenstrahlenintensität ist:

V.
(12) ^l

In dem nicht subtrahierten logarithmischen Videosignal ist der Jodbeitrag vernachlässigbar und der videodynamisehe Bereich folgendermaßen gegeben:

(13) ^AV * ^<yl^{t> (t}*nax " ¹W ^{+ <μ}1^{Β > (t}B - H > ^v -" ■ max mm

wobei die Absorptionskoeffizienten die mittleren Koeffizienten des niedrigsten Energiespektrums in dem interessierenden Gewebebereich sind. Unter Verwendung von Gleichung (8) ist das Jodsignal <& V in der Größenordnung von

Für eine Gewebevariation von '.5 cm und eine Knochenvariation von 2 g/cm² ist im Falle von 45 KVP - 175 mg/cm² Jod, 600 KVP - 400 mg/cm² Zer und 70 KVP - 400 mg/cm² Blei der Bruchteil des gesamten dynamischen Bereiches durch das Joddifferenzsignal wie folgt eingenommen:

(15) = 3S-

^{K }} AV

Jedes Milligramm an Jod liefert daher ein Signal, welches annähernd 0,3% des vollen Videoskalenbereiches einnimmt unter der Annahme des ungünstigsten Falles von Knochen über dem dicksten

- 96 - . ■

509885/0897

_ ₉₆ .

2130315

Gewebe. Für klinische Fälle, in denen die Dickenvariationen größer oder geringer sind als in diesem Beispiel, variiert das Prozentsignal annähernd wie der umgekehrte Wert der Gesamtintensitätsvariation, solange logarithmische Verstärkung gewählt wird.

Nun sei die Größe der Differenzsignale entsprechend Micht-Gleichförmigkeiten des Abbildungssystemes bis zu dem und einschließlich dem logarithmischen Verstärker betrachtet. Derartige Effekte neigen zur Verformung der Gestalt der Linien, z.B. der von Fig. 23. Da die Röntgenstrahlendurchgängigkeit für die drei Spektren unterschiedlich ist,.breiten sich Ungleichförmigkeiten durch das System nicht in gleicher Weise aus. Andererseits betreffen die jNicht-Linearitäten alle drei Kanäle, so daß sie ausgemittelt werden. Zur quantitativen Bestimmung wurden die Beiträge zu dem endgültigen Bild bezüglich zweier bekannter Effekte berechnet:

1. Flächenmäßige Ungleichförmigkeit des Systems. Dies wurde durch eine sinusförmige Variation über das Bild mit 0% an den Rändern und 5$ in der Mitte simuliert.

2. Abweichungen des logarithmischen Verstärkers von dem genauen logarithmischen Verhalten. Hier wurde ebenfalls ein sinusförmiger Fetiler angenommen, der Null bei Maximum und Minimum des Videobereiches mit einem a - ldb_v-Fehler bei 3Odb_y(etwa J>%).

Mit diesen Annahmen wich das logarithmische Signal, welches einem kontinuierlichen Keilphantom zugeordnet war, von dem der Fig. 23 wie in Fig. 26 veranschaulicht ab. Die berechneten Ausgangssignale für die Spektren 1 und 3 sind dargestellt. Der größte Fehleranteil liegt in der Größenordnung von 0,5$ und entspricht einem Mangel ah Feldebenheit. Die Abweichungen vom logarithmischen Verhalten sind nur durch den Feldflachheitseffekt eingekoppelt und in Abwesenheit dieses Effektes

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98 85/08

~ y ι ~

haben den allgemeinen Anteil, was zu einer Anhebung der Nulldifferenzsignale führt.

Die Anforderungen an die Systemausführung sind daher nicht unvernünftig für Jodkonzentrationen in der Größenordnung von lmg/cm^ für Dickenvariationen in der Größenordnung von 5cm Gewebe und 2mg/cm Knochen oder äquivalent für 10cm Gewebe in Abwesenheit von Knochen. Bei größeren Veränderungen oder geringeren Konzentrationen von Jod muß größere Sorgfalt beachtet werden.

Beachtung sollte außerdem den Anforderungen an die Strahlintensität geschenkt werden. Wegen der starken Filtration und niedrigen Röntgenstrahlenenergie bei der Absorptionskantenbildmethode müssen die Anforderungen an die Strahlintensität für beliebige klinische Abbildungsgegebenheiten berechnet werden, die in Betracht kommen können. In diesem Zusammenhang wird die erforderliche Exposition vor der Filtration, an der Haut des Ptienten und am Detektor bestimmt. Zum Zwecke dieser Bestimmung werden die erforderlichen Expositionen berechnet, um eine dreifache Standardabweichung in der Kontrastdifferenz zwischen einem Gebiet mit Jod und der Umgebung zu liefern.

Das logarithmische Bild kann der Einfachheit halber mit

(16) ^{L = (£n N}l ~

angenommen v/erden in Übereinstimmung mit der Annäherung von Gleichung (4). Es sei außerdem angenommen, daß die Filter derart ausgewählt wurden, daß

AN₁ ~ AN₂ -

-98 -

8 5/0897

ist, wobei 1 die Anzahl der durchgelassenen Photonen darstellt. Durch Addieren des statistischen Fehlers im Quadrat erhält man

- (18) · ^N

Es seien nun zwei Strahlengänge A und B durch den Patienten betrachtet. Strahl A passiert dort, wo kein Jod vorhanden ist, und das differentielle logarithmische Bild lautet:

(19) ^LA ^Ä 0

Unter der Annahme, daß Strahl B durch ein Gebiet mit Jod hindurchgeht, welches X-Prozent mehr Röntgenstrahlen für den mit jZer gefilterten Strahl absorbiert und dann für die beiden anderen Strahlen. Es ergibt sich:

N₁ ■=: N-, = (1 + .01%) N_n

(20) 13. 2

und '".-■'■

(21) ^LB ^{= 2 £n}. ^{(1 +} ·^01%> ^N2 - ² ^n-N₂ - _.02x

Das Kriterium der dreifachen Standardabweichung ist dann äquivalent zu

(22) -^02x = 3 ^ί£Ν~ OR N = 9 χ

N

Um dies in Exposition umzuwandeln sei angenommen, daß die Detektornachweisempfindlichkeit 30$ beträgt und ein quadra-. tisches Objekt mit der Seite d mm betrachtet wird. Die am Detektor erforderliche Exposition kann dann unter Verwendung der 35 keV-Beziehung ImR = 2 χ 10-⁵ Photonen/mm wie folgt angenähert-werden:

E .Y= N _v ImA _x 1

L_x^ χ

² 2xl05 -3

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€09885/0897

wobei (E/U) die Exposition ist, die jedem der vier Filtersegmente zugeordnet ist. Die gesamte Exposition ist dann gegeben durch

^E ~ --' ^{8 mR}.
(23) " x²d²

Für lmg/cm², χ « 1,5 und E^3 mR für ein lmm Objekt. Die Exposition der Patientenhaut ist gegeben durch

wobei Ap ein Faktor ist, der die Abschwächung durch den Patienten und eine leichte Abnahme der Strahlintensität prol 2

'portional zu dem l/R -Gesetz. Für einen Schwächungsfaktor von

ρ 200 (15 cm Gewebe oder 10 cm Gewebe + 2g/cm Knochen) ist eine

2 2

Exposition von 600 mR für 1/mm , 1 mgm/cm Jodobjekt erforderlich. Die Expositionserfordernisse für 1 und 2 mg/cm Jod sind in Fig. 27 als eine Funktion der Objektgröße dargestellt, wobei Schwächungsfaktor und Detektorwirksamkeit wie oben angenommen wurden.- ·

Nach der Feststellung, daß die erforderliche Exposition nicht übermäßig hoch ist, müssen die Anforderungen an dem Röntgenstrahlengenerator untersucht werden. Die Exposition, welche am Patienten in Abwesenheit einer Filtration auftreten würde, hängt mit der tatsächlichen Hautexposition wie folgt zusammen:

(25) E= E_A^

wobei A_f der Filterschwächungsfaktor, typischerweise etwa ein Faktor von 15 ist. Somit müßte der Generator eine ungefilterte Exposition von 9R für das obengenannte Beispiel liefern. Zur Zeit vorhandene Röntgenstrahlenröhren, die im radiographischen Betrieb arbeiten, können eine derartige Exposition in mehreren Sekunden liefern. Es würde festgestellt, daß bei Jodbildern, die mit der Zwei-Filter-Technik erstellt wurden, ein Strahlstrom

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von 100 mA für zwei bis fünf Sekunden und eine Phantomdicke zwischen 15 und 20 cm benutzt werden konnte. Ob die vorliegende Technik in klinischen Situationen mit Bildzeiten von unter 1 Sek. angewendet werden kann, hängt von der erforderlichen räumlichen Auflösung ab, der vorhandenen Jodkonzentration und der Patientendicke.

Um die Grenze der Jodempfindlichkeit in Anwesenheit von Gewebevariationen und Knochen zu testen, wurde ein Picker-Schilddrüsenphantom mit einer Lösung einer Jodkonzentration von 4mg/cm im linken Lappen und 2 mg/cm im rechten Lappen gefüllt. Dieses Phantom wurde-über einen Kunststoffkeil gelegt, welcher eine Phantomdicke zwischen 6 und 10 cm gab. Ein Wirbelsäulen-Iknochen wurde außerdem auf die Oberseite des Schilddrüsenphantoms gelegt. Beide Lappen des Schilddrüsenphantoms waren in dem endgültigen Differenzbild deutlich sichtbar, während die Bilder von Keil und Knochen kaum erkennbar waren.

Mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung kann man Konzentrationen von 1 mg/cm in Anwesenheit der meisten Knochen- und GewebeVariationen, die man im Körper findet, messen.

Es kann nützlich sein, weitere Einzelheiten der Vorrichtung nach Fig. 22 zu beschreiben. Dieses Gerät stellt eine anschauliche Ausführungsform der modifizierten Form der vorliegenden Erfindung dar, wie sie in den vorstehenden allgemeinen und theoretischen Bemerkungen, die sich auf die Fig. 22 bis 27 beziehen, erläutert wurden.

Fig. 22 veranschaulicht ein Differentialröntgenstrahlensystem oder' Gerät 910 mit einer Fernsehkamera 920 zur Umwandlung von Röntgenstrahlenbildern in Signale, die als Fernsehbilder ausgegeben werden können. Die Fernsehkamera 920 kann die gleiche sein wie die Kamera kS von Fig. 1. Darüber hinaus können die

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.50 9 885/0897.

Röntgenstrahlenbilder in der gleichen Weise wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben erzeugt werden. Somit können die Röntgenstrahlen von der Röntgenstrahlenröhre 16 durch das Filterrad in Richtung des Patienten 12 zu dem Verstärker 22 gerichtet werden, welcher die Röntgenstrahlen in sichtbares Licht umwandelt, so daß die sichtbaren Bilder der Fernsehkamera 920 dargeboten werden können.

Das Filterrad 24 kann das gleiche sein wie in Verbindung mit Fig. 1 und 9' beschrieben, so daß aufeinanderfolgende Röntgenstrahlenbilder unter Verwendung des Jodfilters 24a, des Zerfilters 24b und des Bleifilters 24c und des zweiten Zerfilters 24d erzeugt werden können. Das Bleifilter 24c kann eine Bleifolie als Filtermedium haben, während die Jod- und Zerfilter ' 24a, 24b und 24d flüssigkeitsgefüllte Zellen haben können, die Lösungen von Jod- und Zerverbindungen enthalten.

Es wurde gefunden, daß Messingfolien anstelle der Bleifolie in den Filterabschnitt 24c eingesetzt werden können. Eine Messingfolie hat den Vorteil, daß die Dicke der Folie ein größeres Maß an Gleichmäßigkeit hat, als eine Bleifolie.

■Es ist möglich, drei einzelne Kanäle 922, 922b und 922c für die übertragung der Ausgangssignale der Fernsehkamera 920 an den Eingang eines logarithmischen Verstärkers 924 vorzusehen, welcher der"gleiche sein kann wie der logarithmische Verstärker 334, welcher in Verbindung mit Fig. 16 beschrieben wurde. Die Kanäle 922a, 922b und 922c sind einzeln betriebsfähig, wenn die Jod-, Zer- und Bleifilter jeweils in den Betriebszustand gebracht werden.

Die Kanäle 922a, 922b und 922c werden in einer Folge in den Betriebszustand gebracht, und zwar mit Hilfe von Relais oder Steuerschalter 926a, 926b und 926c, welche die gleichen wie die Relais 326a, 326b und 326c sein können, die in Verbindung mit Fig. 17 beschrieben wurden. Die Relais können in einer

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— 1Π9-

Folge in Betrieb gesetzt werden, wie dies in Verbindung mit den Kreisen von Fig. 18 beschrieben wurde. Diese Kreise sind mit Folgesteuerungskreise 928 in Fig. 22 bezeichnet.

In den einzelnen Ka~nälen 922a, 922b und 922c ist Sorge dafür getroffen, daß die 'Videosignale, die dem logarithmischen Verstärker 92*1 zugeführt werden, eingestellt werden können, wenn die Jod-, Z.er- und Bierfilter in den Betriebszustand gebracht werden. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, enthalten die Kanäle 922a, 922b und 922,c Gleichstrompegelsteuerungen 93Oa, 93Ob und 93Oc, Verstärkungssteuerungen 932a, 932b und 932c und Verstärker

934a, 934b Und 934c "Bei dem üblichen Betrieb des Röntgen-Strahlensystems sind die Gleichstrompegelsteuerungen 93Oa, 93Ob und 93Oc und die Verstärkungssteuerungen 932a, 932b und 932c im allgemeinen so eingestellt, daß sehr ähnliche Videosignale an den logarithmischen Verstärker 924 geliefert werden, wenn die Jod-, Zer- und Bleifilter im Betriebszustand sind. Der logarithmische Verstärker 924 befindet sich in dem Kreis für alle Filter, so daß die logarithmische Verstärkung immer die gleiche bleibt.

Es ist möglich, drei einzelne Kanäle 936a, 936b und 936c für den Durchgang der Ausgangssignale von dem logarithmischen Verstärker 924 ."zu dem Eingang eines Videoschalters 938 vorzusehen, dessen Aus.gang mit dem Eingang eines Videodifferenzdetektors 940 verbunden ist. Der Videoschalter 938 und der Videodifferenadetektor 9"4'O können die gleichen sein wie der Videosehalter und der Videodiffe^enzdetektor 94» die in Verbindung mit den Fig. 1 und -17 beschrieben wurden. Wie zuvor benutzt der Videodifferenzdetektor·94θ vorzugsweise eine Speicherröhre, welche die gleiche-sein ka»n"wie die'Speicherröhre 96, die in Verbindung mit ^Fig. 2 tbeÄehr-ieberi wurde.

Kanäle 936a, 936b und 936c werden in den Betriebszustand versetzt, wenn'die Jod-*,-Zer- und bierfilter im Betriebszustand

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«t

sind. Dies kann durch die Verwendung von Steuerrelais unter Schaltern 942a, 942b und 942c erreicht werden, die im wesentlichen einen gleichen Aufbau und gleiche Betriebsfunktion wie die Relais 326a, 326b und 326c haben können, die in Verbindung mit den Fig. 17 und 18 beschrieben wurden. Die Relais 942a, 942b und 942c können von den Polgesteuerkreisen 928 betrieben werden, welche auch die Relais 926a, 926b und 926c betätigen und sie können im wesentlichen die gleichen sein, wie die Steuerkreise von Fig. 18.

Es ist vorzugsweise Sorge für eine Einstellung des Gleichstrompegels und der Verstärkung der Signale getroffen, die von dem Ausgang des logarithmischen Verstärkers 924 an den Videodifferenzdetektor 940 geliefert werden. Wie in Fig. 22 dargestellt, haben die einzelnen Kanäle 936a, 936b und 936c vorzugsweise. Gleichstrompegelsteuerungen 944a, 944b und 944c, Verstärkungssteuerungen 946a, 946b und 946c und Verstärker 948a, 948b und 948c. Bei dem üblichen Betrieb des Röntgenstrahlensystems werden die Gleichstrompegelsteuerungen 944a, 944b und 944c und die Verstärkungssteuerungen 946a, 946b und 946c so eingestellt, daß die erforderlichen Werte von k~ und k, erreicht werden, die in Verbindung mit den Gleichungen (5) und (6) beschrieben wurden. Diese Einstellung kann einfach durch Anordnen eines kontinuierlichen Keiles in das Röntgenstrahlenfeld vorgenommen werden, um einen Bereich der Patientendicke zu simulieren. Die Neigung des Keiles liefert eine kontinuierlich ansteigende Absorberdicke entlang der X- oder Y-Achse des Fernsehschirmes. Die exponentiell abnehmende durchgelassene Intensität der Röntgenstrahlen für jedes Filter erzeugt eine gerade Linie am Eingang des Videodifferenzverstärkers 940 entsprechend der Wirkung des logarithmischen Verstärkers 924. Eine derartige gerade Linie kann auf einem Oszilloskopen ausgegeben werden, welcher mit dem Eingang des Videodifferenzdetektors 940 verbunden ist. Eine beispiel-ihafte, Oszilloskopenspur ist in Fig. 23 dargestellt. Die Gleichstrompegelsteuerungen 944a, 944b und 944c und die Verstärkungssteuerungen 946a, 946b und 946c sind so eingestellt, daß die

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drei geraden Linien, welche den Röntgenstrahlenspefctren zugeordnet sind, die unter Verwendung des Jod-, Zer- und des Bleifilters hergestellt sind, in Amplitude und Neigung identisch sind.

Durch eine solche Einstellung der Koeffizienten k₂ und k, sind die Videosignale, die der ersten Speicherröhre in dem Videodifferenzdetektor 940 zugeführt werden, sehr ähnlich, so daß eine effektive Löschung der Untergrundsignale entsprechend dem Weichgewebe einfach und genau erreicht werden kann.

Wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben,wird der Ausgang des Videodifferenzverstärkers 940 über einen Videoschalter 950" auf eine integrierende Subtraktions- und Speichereinheit 952 übertragen, welche die gleiche Vorrichtung 58 von Fig. 1 sein kann. Der Videoschalter 950 kann der gleiche sein wie der Videoschalter 56 von Fig. 1. Die Speichervorrichtung 952 kann eine zweite Speicherröhre enthalten, welche die gleiche sein kann wie die Siliziumspeicherröhre 120, die in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurde.

Es ist jedoch vorzugsweise ein zusätzlicher Verstärkungssteuerkreis 954 an die Speichervorrichtung 952 von Fig. 22 angeschlossen, um den erforderlichen Wert des Koeffizienten kj, zu erhalten, wie dies in Verbindung mit der Gleichung (7) beschrieben wurde. Der effektive Verstärkungsfaktor kann einfach durch Veränderung der Vorspannung gesteuert werden, welche an das Steuergitter Gl der zweiten Speicherröhre gelegt wird. Dieses Steuergitter war mit IjJOGl in der Beschreibung der Siliziumspeicherröhre 120 von Fig. 3 bezeichnet worden, welche auch in dem System nach Fig. 22 verwendet werden kann. Der Verstärkungssteuerkreis 954 ist mit dem Folgesteuerkreis 928 verbunden, der so angeordnet ist, daß eine erste Verstärkungseinstellung vorherrscht, wenn das Jodfilter 24a und das erste Zerfilter 24b im Betriebszustand sind, während eine zweite Verstärkungseinstellung gilt, wenn das Bleifilter 24c und das

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■ \ 5 09885/0897 -

zweite Zerfliter 24d eingeschaltet sind. In dem Foigediagramm von Fig. 6, welches auf das System von Fig. 22 anwendbar ist, kann der erste Verstärkungspegel während der TV-Bilder 1 bis benutzt werden, während der zweite Verstärkungspegel während der TV-Bilder 19 bis 26 Anwendung findet. Der Zyklus wird dann wiederholt. Diese Verstärkungspegel werden so eingestellt, daß ein Löschen der Videosignale entsprechend der Anwesenheit von Knochen in dem Patienten erfolgt. Die Verstärkungspegel können einfach dadurch eingestellt werden, daß ein Knochenphantom in das Röntgenstrahlenfeld gelegt wird, welches von der Fernsehkamera abgetastet wird. Durch diese Einstellung des Verstärkungspegels ist es möglich, ein Löschen der Untergrundbildelemente, die sowohl dem Weichgewebe als auch dem Knochen des Patienten entsprechen, zu erreichen, so daß die verbleibenden Bildelemente auf der zweiten Speicherröhre alleine dem Kontrastmittel, beispielsweise Jod, entsprechen.

Wie zuvor erwähnt, werden die Ausgangssignale von der integrierenden Subtraktions- und Speichervorrichtung 952 über einen Videosehalter 956 auf einen Fernsehmonitor 958 übertragen, welcher das differenzielle Röntgenstrahlenbild entsprechend dem Kontrastmittel ausgibt. Der Videoschalter 956 und der Fernsehmonitor 958 können die gleichen sein wie die entsprechenden Komponenten 6O und 62, die in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurden.

In Fig. 22 sind die Betriebsverbindungen zwischen dem Folgesteuerkreis 928 und den Relais 926a, 92ob und 926c durch Kontrolleitungen 96Oa, 96Ob und 96Oc veranschaulicht. Die Kontrolleitungen zwischen dem Folgesteuerkreis 928 und den Relais 942a, 9*t2b und 9^2c sind mit 962a, 962b und 962c bezeichnet.

Das System von Fig. 22 kann die Hochspannungssteuerkreise l8 benutzen, welche zuvor in Verbindung mit den Fig. 1 und 18 beschrieben wurden. Die Steuerkreise 20 für die Regulierung der Stromstärke in der Röntgenröhre sind allerdings in der

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Pig. 22 nicht erforderlich, da die einzelnen einstellbaren Kanäle 922a, 922b und 922c und 936a,· 936b und 936c mit der Verstärkungssteuerschaltung 954 vorgesehen sind.

Wie zuvor in Verbindung mit Gleichung (10) erörtert, hat das System nach Fig. 22 vorzugsweise Mittel zum Zurückführen des Korrekturfaktors, welcher die erste Potenz des logarithmischen Ausgangssignales darstellt, um eine erhöhte Flexibilität der Auswahl der Rontgenstrahlenspektren zu geben.

In Fig. 22 enthalten diese Mittel einen Linearitätssteuerkreis 964, welcher das Ausgangssignal von dem logarithmischen Verstärker 724 aufnimmt. Der Linearitätssteuerkreis entwickelt ein Steuersignal der Form, die durch die Gleichung (10) wiedergegeben ist und führt dieses Steuersignal den Verstärkungssteuerkreisen 946a, 946b und 946c zu. Dieses Steuersignal erzeugt eine verbesserte Linearität über einen weiten Bereich unterschiedlicher Patientenabmessungen. Das Steuersignal kann außerdem den Verstärkungssteuerkreisen 932a, 932b und 932c zugeführt werden.

Patentansprüche:

τ 107 -

Claims (1)

1. - ίο? -

   Patentansprüche

   Civ :^e

   Verfahren zum Erzeugen differentieller Röntgenstrahlenbilder zur Verbesserung der Sichtbarkeit eines Kontrastmediums mit einer K-Absorptionskante bei einer vorbestimmten Röntgenstrahlenenergie, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

   Erzeugung eines ersten, zweiten und dritten Röntgenstrahlenbildes unter Verwendung eines ersten, zweiten und dritten Röntgenstrahlenspektrums bei einem ersten., zweiten und dritten Röntgenstrahlenenergiepegel,

   wobei der erste Energiepegel unterhalb der K-Kante-Energie, - der zweite Energiepegel oberhalb der K-Kante-Energie, und

   der dritte Energiepegel oberhalb des zweiten Energiepegels liegt,

   und subtraktives Kombinieren des zweiten Röntgenstrahlenbildes mit dem Mittel des ersten und dritten Röntgenstrahlenbildes zur Erzeugung eines differentiellen Röntgenstrahlenbildes, in welchem alle Bildelemente, die dem Untergrundweichgewebe und Knochen entsprechen, weitgehend ausgelöscht sind, während die Bildelemente entsprechend dem Kontrastmittel herausgehoben sind.

   2. Verfahren nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Röntgenstrahlenbild subtraktiv mit dem Mittel des ersten und dritten Röntgenstrahlenbildes dadurch kombiniert wird, daß das zweite

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   Rontgenstrahlenbild zweimal additiv aufgenommen und das erste und dritte Rontgenstrahlenbild dann subtrahiert wird, um das differentielle Rontgenstrahlenbild zu erzeugen. '

   Verfahren nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Rontgenstrahlenbild subtraktiv mit dem Mittel des ersten und dritten Röntgenstrahlenbildes dadurch kombiniert wird, daß das zweite Rontgenstrahlenbild mit einem Paktor Zwei multipliziert und dann das erste und dritte Rontgenstrahlenbild subtrahiert wird, um das differentielle Rontgenstrahlenbild zu erzeugen.

   Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Rontgenstrahlenbild subtraktiv mit dem Mittel des ersten und dritten Röntgenstrahlenbildes kombiniert wird, in dem zwei Versionen des zweiten Röntgenstrahlenbildes erzeugt, die beiden Versionen additiv kombiniert und das erste und dritte Bild zur Erzeugung eines differentiellen Röntgenstrahlenbildes subtrahiert werden.

   Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier Röntgenstrahlenbilder erzeugt werden, von denen zwei Versionen des zweiten Röntgenstrahlenbildes sind, die mit dem ersten und dritten Rontgenstrahlenbild abwechseln, daß die beiden Versionen additiv kombiniert werden, während das erste und dritte Rontgenstrahlenbild subtraktiv damit kombiniert wird,, um ein ■differentielles Rontgenstrahlenbild zu erzeugen.

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   509885/0

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, zweite und dritte Röntgenstrahlenspektrura durch Verwendung einer einzigen Röntgenstrahlenquelle mit einem ersten, zweiten und dritten Röntgenstrahlenfilter erzeugt wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, zweite und dritte Filter Jod, Zer bzw. Blei enthält.

   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenstrahlenquelle mit einer ersten, zweiten und dritten Anodenspannung bei dem ersten, zweiten und dritten Filter betrieben wird.

   9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichne t, daß die zweite Spannung größer als die erste Spannung ist, während die dritte Spannung größer als die zweite Spannung ist.

   10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenstrahlenquelle bei einem ersten, zweiten und dritten Intensitätspegel mit dem ersten, zweiten und dritten Filter betrieben wird.

   11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Intensitätspegel größer als der erste Intensitätspegel und daß der dritte Intensitätspegel größer als der zweite Intensitätspegel ist.

   12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite

   τ 110 -

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   Filter dichter als das erste Filter ist, daß das dritte Filter dichter als das zweite Filter ist, daß der zweite Intensitätspegel größer als der erste Intensitätspegel ist und daß der dritte Intensitätspegel größer als der zweite intensitätspegel ist.

   13. Vorrichtung zur Erzeugung differentieller Röntgenstrahlenbilder zur Verbesserung der Sichtbarkeit eines Kontrastmittels mit einer K-Absorptionskante bei einer vorbestimmten K-Kante-Röntgenstrahlenenergie, g e kennzeich net d u r ch Mittel zum aufeinanderfolgenden Erzeugen eines ersten, zweiten und dritten Röntgenstrahlenspektrums bei einem ersten, zweiten und dritten Röntgenstrahlenpegel, wobei der erste Energiepegel unterhalb der K-Kante-Energie, der zweite Energiepegel oberhalb der K-Kante-Energie und der dritte Energiepegel oberhalb des zweiten Energiepegels liegt, durch Mittel zum Erzeugen eines ersten, weiten und dritten Röntgenstrahlenbildes unter Verwendung des ersten, zweiten und dritten Röntgenstrahlenspektrums, und Mittel zum subtravien.Kombinieren des Mittelwertes des ersten und dritten Röntgenstrahlenbildes mit dem zweiten Röntgenstrahlenbild zur Erzeugung eines differentiellen Röntgenstrahlenbildes, bei welchem alle Bildelemente, die dem Weichgewebe oder Knochen entsprechen, weitgehend unterdrückt sind, während die Bildelemente, die dem Kontrastmittel entsprechen, herausgehoben sind.

   14. Vorrichtung nach'Anspruch 13, dadurch gekenn-

   zeich η et, daß Kombinationsmittel Mittel zum additiven Verdoppeln des zweiten Röntgenstrahlenbildes und Subtrahieren des ersten und dritten Röntgenstrahlenbildes zur Erzeugung des differ>entielLen Röntgenstrahlenbildes hat.

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   15. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Mittel zum Erzeugen einer ersten und einer zweiten Version des zweiten Rontgenstrahlenspektrums, Mittel zum Verwenden der ersten und zweiten Version des zweiten Rontgenstrahlenspektrums zur Erzeugung der ersten und zweiten Version des zweiten Röntgenstrahlenbildes, wobei die Kombinationsmittel Mittel zum additiven Kombinieren der ersten und zweiten Version des zweiten Röntgenstrahlenbildes und Mittel zum Subtrahieren des ersten und dritten Röntgenstrahlenbildes davon zur Erzeugung des differentiellen Röntgenstrahlenbildes aufweisen.

   16. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Mittel zum Erzeugen einer ersten und einer zweiten Version des zweiten Röntgenstrahlenspektrunis abwechselnd mit dem ersten und dritten Röntgenstrahlenspektrum, und Mittel zur Verarbeitung der ersten und zweiten Version des zweiten Rontgenstrahlenspektrums zur Erzeugung einer ersten und einer zweiten Version des zweiten Röntgenstrahlenbildes abwechselnd mit dem ersten und dritten Röntgenstrahlenbild, wobei die Kombinationsmittel Mittel zum additiven Kombinieren der ersten und zweiten Version des zweiten Röntgenstrahlenbildes und Subtrahieren des ersten und dritten Röntgenstrahlenbildes zur Erzeugung des differentiellen Röntgenstrahlenbildes aufweisen.

   17. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennz ei c h η e t, daß die Mittel zum Erzeugen des ersten, zweiten und dritten Rontgenstrahlenspektrums eine Röntgenstrahlenquelle zur Erzeugung eines Röntgenstrahlenbündels

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   enthalten, und ein erstes, zweites und drittes Röntgenstrahlenfilter, die in den Strahl zur Erzeugung des ersten, -zweiten,und dritten Röntgenstrahlenspektrums bewegbar sind.

   18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, zweite und dritte Filter Jod, Zer bzw. Blei enthält.

   19. Vorrichtung nach- Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenstrahlenquelle eine Röntgenstrahlenröhre mit einer Anode und einer Kathode und Mittel zum Erzeugen einer ersten, zweiten und dritten Anodenspannung zwischen der Anode und der Kathode In zeitgesteuerter Beziehung zu der Bewegung des ersten, zweiten und dritten Filters in das Röntgenstrählenbündel hinein aufweist.

   20. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch g e 'kennzeichnet, daß die Röntgenstrahlenquelle eine Rönf-genstrahlenröhre mit einer Anode und einer Kathode aufweist und Mittel zum Erzeugen einer ersten, zweiten und dritten progressiv größeren Anodenspannung zwischen der Anode und der Kathode in zeitgesteuerter Beziehung zu der Bewegung des ersten, zweiten und dritten Filters in das Röntgenstrahlenbündel hinein.

   21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, gekennzeichnet durch Mittel zum Verändern der Intensität des Röntgenstrahlenspektrums auf einen ersten, zweiten und dritten Intensitätspegel für das erste, zweite und dritte Röntgenstrahlenspektrum.

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   E09885/089.7

   22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenstrahlenquelle Mittel zum Verändern des Elektronenstromes zwischen der Kathode und der Anode auf den ersten, zweiten und dritten Pegel in zeitgesteuerter Beziehung zu der Bewegung des ersten, zweiten und dritten Filters in das Röntgenstrahlenbündel hinein aufweist.

   23. Verfahren zum Erzeugen differentieller Röntgenstrahlenbilder zur Verbesserung der Sichtbarkeit eines Kontrastmittels mit einer K-Absorptionskante bei einer vorbestimmten K-Kante-Röntgenstrahlenenergie, gekennzeichnet durch aufeinanderfolgendes Erzeugen eines ersten, zweiten, dritten und vierten Röntgenstrahlenbildes, unter Verwendung eines ersten, zweiten, dritten und vierten Röntgenstrahlenspektrums bei einem ersten, zweiten., dritten und vierten Röntgenstrahlenenergiepegel, wobei der erste Energiepegel unterhalb der K-Kante-Energie, der zweite Energiepegel oberhalb der K-Kante-Energie, der dritte Energiepegel oberhalb des zweiten Energiepegels liegt und der vierte Energiepegel gleich dem zweiten Energiepegel ist, wobei das vierte Röntgenstrahlenbild ein Duplikat des zweiten Röntgenstrahlenbildes ist, subtraktives Kombinieren jedes aufeinanderfolgenden Paares von Bildern zur Erzeugung von vier Differenzbildern, und Kombinieren der vier Differenzbilder durch abwechselndes Aufzeichnen der Differenzbilder in negativer und positiver Weise, wodurch die Bildelemente, die dem Weichgewebe und Knochen entsprechen, weitgehend ausgelöscht werden, während die Bildelemente, die dem Kontrastmittel entsprechen, betont werden.

   2k. Verfahren nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt der logarithmischen

   B098SS/G897

   Verstärkung des ersten, zweiten, dritten und vierten Röntgenstrählenbildes,

   25. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Zyklen des ersten, zweiten, dritten und vierten Röntgenstrählenbildes erzeugt wird, wobei das differentielle Bild durch Aufzeichnen und Speichern der vier Differenzbilder über diese Zyklen integriert wird.

   26. Verfahren zum Erzeugen differentieller Rontgenstrahlenbilder zur Verbesserung der Sichtbarkeit eines Kontrastmittels mit einer K-Absorptionskante bei einer vorbestimmen K-Kante-Röntgenstrahlenenergie, gekennzeichnet durch Erzeugen eines ersten, zweiten, •dritten und vierten Röntgenstrählenbildes unter Verwendung eines ersten, zweiten, dritten und vierten Röntgen-Strahlenspektrums bei einem ersten, zweiten, dritten und vierten RÖntgenstrahlenenergiepegel, wobei der -· erste Energiepegel unterhalb der K-Kante-Energie, der zweite Energiepegel oberhalb der K-Kante-Energie und der dritte Energiepegel oberhalb des zweiten Energiepegels liegt und der vierte Energiepegel der gleiche ist wie der zweite Energiepegel, wobei das vierte Röntgenstrahlenbild ein Duplikat des zweiten Röntgenstrählenbildes ist, Umwandlung der Rontgenstrahlenbilder aufeinanderfolgend in ein erstes j zweites, drittes und viertes Fernsehbild, subtraktives Kombinieren aufeinanderfolgender Paare der Fernsehbilder zur Erzeugung von vier Differenzbildern und Kombinieren der vier Differenzbilder durch Aufzeichnen der Differenzbilder abwechselnd in negativem und positiven! Sinne ,zur Erzeugung eines differentiellen Bildes, in wilöheni die Büdelemente des Weich-gewebes

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   und Knochens weltgehend ausgelöscht und die Bildelemente des Kontrastmittels verstärkt sind.

   27. Verfahren nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt eines logarithmischen Verstärkerns des ersten, zweiten, dritten und vierten Fernsehbildes, wodurch das verstärkte Bild Größen proportional zu den Absorptionskoeffizienten von Weichgewebe und Knochen enthält.

   28. Verfahren nach Anspruch 26, gekennzeichnet , durch die Herstellung einer Anzahl von Zyklen des ersten, zweiten, dritten und vierten Röntgenstrahlenbildes, wobei das differenzielle Bild durch aufeinanderfolgendes Aufzeichnen und Speichern der vier Differenzbilder über die Zyklen integriert wird.

   29· Vorrichtung zur Erzeugung differentieller Röntgenstrahlenbilder zur Verbesserung der Sichtbarkeit eines Kontrast-• mittels mit einer K-Absorptionskante bei einer vorbestimmten K-Kante-Röntgenstrahlenenergie, gekennzeichnet durch Mittel zum aufeinanderfolgenden Erzeugen eines ersten, zvieiten, dritten und vierten Röntgenstrahlenspektrums bei einem ersten, zweiten, dritten und vierten Energiepegel, wobei der erste Energiepegel unterhalb, der K-Kante-Energie, der zweite Energiepegel oberhalb der K-Kante-Energie und der dritte Energiepegel oberhalb des zweiten Energiepegels liegt und der vierte Energiepegel der gleiche ist wie der zweite Energiepegel, wobei das vierte Röntgenstrahlenspektrum ein Duplikat des zweiten Röntgenstrahlenspektrums ist, durch Mittel zur Verarbeitung des ersten, zweiten, dritten und vierten Röntgenstrahlenspektrums zur aufeinanderfolgenden Er-

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   zeugung eines ersten, zweiten, dritten und vierten Röntgenstrahlenbildes, wobei das vierte Röntgenstrahlenbild ein Duplikat des zweiten Röntgenstrahlenbildes ist, durch erste Kombinationsmittel zum subtraktiven Kombinieren aufeinanderfolgender Paare der Röntgenstrahlenbilder zur Erzeugung von vier aufeinanderfolgenden Differenzbildern, einem zweiten Kombinationsmittel zum Kombinieren der vier Differenzbilder durch abwechselndes Aufzeichnen der Differenzbilder in negativem und positivem Sinn zur Erzeugung eines differentiellen Bildes, in welchem die Bildelemente des Kontrastmittels betont sind, während die Bildelemente des Weichgewebes und des Knochens weitgehend ausgelöscht sind,

   30. Vorrichtung nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch Mittel zum logarithmischen Verstärken des ersten, zweiten, dritten und vierten Röntgenstrahlenbildes zur Weitergabe an das erste Kombinationsmittel.

   31. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kombinationsmittel eine Speichereinrichtung zum Speichern und Integrieren der vier Differenzbilder aufweist, wie sie über eine Anzahl von Zyklen der Röntgenstrahlenbilder aufgezeichnet wurden.

   32. Vorrichtung zur Erzeugung differentieller Röntgenstrahlenbilder zur Verbesserung der Sichtbarkeit eines Kontrastmittels mit einer K-Absorptionskante bei einer vorbestimmten K-Kante-Röntgenstrahlenenergie, g e k e η η ζ e .i· c ft·.n et durch eine Röntgenstrahleneinrichtung'zur aufeinanderfolgenden Erzeugung eines ersten,-zweiten, .dritten und vierten Röntgenstrahlenspektrums bei

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   einem ersten, zweiten, dritten und vierten Röntgenstrahlenenergiepegel, wobei der erste Energiepegel unterhalb der K-Kante-Energie, der zweite Energiepegel oberhalb der K-Kante-Energie und der dritte Energiepegel oberhalb des zweiten Energiepegels liegt und der vierte Energiepegel der gleiche ist wie der zweite Energiepegel, wobei das vierte Röntgenstrahlenspektrum ein Duplikat des zweiten Röntgenstrahlenspektrums ist, durch Mittel zum.Erzeugen eines ersten, zweiten, dritten und vierten Röntgenstrahlenbildes unter Verwendung des ι ersten, zweiten, dritten und vierten Röntgenstrahlenspektrums, wobei das vierte Röntgenstrahlenbild ein Duplikat des zweiten Röntgenstrahlenbildes ist, Fernsehmittel zur Umwandlung der Röntgenstrahlenbilder in ein erstes, zweites, drittes und viertes Fernsehbild, erste Kombinationsmittel zum subtraktiven Kombinieren aufeinanderfolgender Paare von Fernsehbildern zur Erzeugung von vier Differenzbildern und zweite Kombinationsmittel zum Kombinieren der vier Differenzbilder durch abwechselndes Aufzeichnen der Differenzbilder in negativem und positivem Sinne zur Erzeugung eines differentiellen Bildes, in welchem die Bildelemente des Kontrastmittels betont sind, während die Bildelemente entsprechend dem Weichgewebe und Knochen weitgehend unterdrückt sind.

   33· Vorrichtung nach Anspruch 32, gekennzeichnet durch Mittel zum logarithmischen Verstärken der Fernsehbilder zur Weitergabe an das erste Kombinationsmittel, wodurch Exponentialverteilungen der Fernsehbilder entsprechend dem Weichgewebe und Knochen linear gemacht und wodurch die Differenzbilder mit einem geringen Prozentsatz der nicht-subtrahierten Fernsehbilder eine Größe

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   unabhängig von dem Gesamtskalenfaktor oder der Großskala der nicht-subtrahierten Fernsehbilder haben.

   3^. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Kombinationsmittel eine Speichereinrichtung zum Speichern und Integrieren der Differenzbilder haben, die abwechselnd in negativem und positivem Sinne aufgezeichnet werden, um eine zusätzliche Verstärkung der Bildelemente, die dem Kontrastmittel entsprechen, zu erzeugen.

   35. Vorrichtung nach Anspruch 32 ₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenstrahlenquelle eine Röntgenstrahlenröhre zur Erzeugung eines Röntgenstrahlenbündels enthält und ein erstes, zweites, drittes und viertes Röntgenstrahlenfilter, welche aufeinanderfolgend in den Strahl zur Erzeugung eines ersten, zweiten, dritten und vierten Rontgenstrahlenspektrums bewegbar sind.

   36. Vorrichtung nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenstrahlenröhre eine Anode und eine Kathode hat, und daß die Röntgenstrahlenquelle Mittel zum Anlegen einer veränderbaren Anodenspannung zwischen Anode und Kathode zur Lieferung einer ersten, zweiten, dritten und vierten Anodenspannung hat, während sich das jeweilige erste, zweite,· dritte und vierte Röntgenstrahlenfilter in dem Röntgenstrahlenbündel befindet.

   37. Vorrichtung nach Anspruch 35> dadurch gekennzeichne t, daß die Röntgenstrahlenquelle Mittel zum Verändern des Elektronenstroms in der

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   Röntgenstrahlenröhre hat, um einen ersten, zweiten, dritten und vierten Elektronenstrompegel vorzusehen, während das jeweilige erste, zweite, dritte und vierte Röntgenstrahlenfilter sich in dem Röntgenstrahlenbündel befindet.

   38. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernseheinrichtung ein Verstärkungsveränderungsmittel zur Schaffung eines ersten, zweiten, dritten und vierten Verstärkungspegels hat, während das jeweilige erste, zweite, dritte und vierte Röntgenstrahlenspektrum erzeugt wird.

   39. Vorrichtung nach'Anspruch 32, dadurch .gekennzeichnet, daß die Fernseheinrichtung ein Mittel zum Umwandeln der Röntgenstrahlenbilder in erste, zweite, dritte und vierte Videosignale hat, und Mittel zum logarithmischen Verstärken der Videosignale für die Weitergabe an das erste Kombinationsmittel,

   • wodurch exponentielle Beiträge der Videosignale entsprechend dem Weichgewebe und Knochen linear gemacht werden,

   kO. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernseheinrichtung ein Verstärkungsveränderungsmittel zur Schaffung eines einstellbaren Verstärkungspegels hat, während das jeweilige Röntgenstrahlenspektrum erzeugt wird, um ähnliche Signalpegel für alle Spektren an dem Ausgang des Mittels zum logarithmischen Verstärken der Videosignale zu schaffen.

   kl. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernseheinrichtung

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   eine Fernsehkamera zur Umwandlung der Röntgenstrahlenbilder in erste, zweite, dritte und vierte Videosignale hat, einen logarithmischen Verstärker zur Verstärkung der Videosignale zur Weitergabe an das erste Kombinationsmittel, eine Verstärkungs- und Pegeländerungssteuerung in dem Kreis mit dem logarithmischen Verstärker zur Modifizierung des Amplitudenpegels der Videosignale am Ausgang des logarithmischen Verstärkers für jedes der Röntgenstrahlenspektren,

   42. Vorrichtung nach Anspruch JiI₅ gekennzeichnet durch eine weitere Verstärkungssteuerungseinrichtung für die Modifizierung der Wirkung der zweiten Kombinationseinrichtung für die Differenzbilder.

   43. Vorrichtung nach Anspruch kl-, gekennzeichnet durch ein Linearitätssteuermittel zur Verarbeitung des Ausgangssignals von dem logarithmischen Verstärker und zur Einfügung eines Korrekturfaktors zu der Ver-

   ■ stärkungs- und Pegelsteuereinrichtung zur Ausdehnung und Kompensation der Patientenabmessung.

   44. Vorrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturfaktor eine abnehmende Funktion der ersten Potenz des Ausganges des logarithmischen Verstärkers ist.

   45. Verfahren nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt des Umwandeins der Röntgenstrahlenbilder in Videobilder, logarithmisches Verstärken der Videobilder, subtraktives Kombinieren der logarithmisch verstärkten Videobilder und selektives Modifizieren der logarithmisch verstärkten Bilder zur

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   Verbesserung der Auslöschung der Bildelemente, die dem Weichgewebe und Knochen entsprechen.

   46. Verfahren nach Anspruch 45, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt des selektiven Modifizierens der Kombination der vier Differenzbilder zur Verbesserung des Auslöschens der Bildelemente entsprechend dem Knochen.

   47. Verfahren nach Anspruch 45, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt des selektiven Modifizierens der logarithmischen Verstärkung durch einen Korrekturfaktor, welcher eine abnehmende Funktion der ersten Potenz der logarithmisch verstärkten Videobilder ist."

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