DE2654106A1

DE2654106A1 - Verfahren und vorrichtung zur strahlungserfassung bei abtastsystemen mit strahlung

Info

Publication number: DE2654106A1
Application number: DE19762654106
Authority: DE
Inventors: Carl Joseph Brunnett
Original assignee: Picker Corp
Current assignee: Philips Nuclear Medicine Inc
Priority date: 1975-11-28
Filing date: 1976-11-29
Publication date: 1977-10-27
Also published as: GB1564324A; FR2336023A1; US4052620A; FR2336023B3; DE2654106C2

Description

PATENTANWÄLTE

MANITZ. FINSTERWALD & GRÄ

München, den 29.11.76 P/3/Co-P 3050

PICKER CORPORATION

595 Miner Road
Cleveland,Ohio

Verfahren und Vorrichtung zur Strahlungserfassung bei Abtastsystemen mit Strahlung

Die Erfindung betrifft im allgemeinen Systeme für zerstörungsfreie Prüfung von Gegenständen unter Benutzung durchdringender Strahlung und im besonderen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Röntgenstrahlung, die aus einer Person austritt, die einer klinischen überprüfung unterzogen wird .

Ein herkömmliches Radiogramm ist ein zweidimensionales Schattenbild eines dreidimensionalen Gegenstandes. Die Tiefenabmessung tritt nicht auf, da alle inneren Strukturen des Gegenstandes als in einer einzigen Ebene angeordnet erscheinen. Folglich kann ein herkömmliches Radiogramm manchmal nötige Einzelheiten, die gegenseitige räumliche Anordnungen innerer Strukturen betreffen, nicht liefern, es ist schwer zu deuten und kann das Vorhandensein eines interessierenden Zustandes in dem Gegenstand nicht anzeigen.

709843/0558

DR. C. MANITZ · D1PL.-ING. M. FINSTERWALD DIPL. -INC. W. G R A M K O W ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

β MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE I 7 STUTTGART 50 (BAD CANNSTATTI MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 727Ο

TEL. <089> 22+2 II. TELEX 5-29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL. (0711)56 72 61 POSTSCHECK: MÖNCHEN 77OÖ2 -80S

41 2664106

Um einige Ziele zu erreichen, die durch herkömmliche radiografische Verfahren nicht zu erreichen waren, wurden tomograf ische Verfahren entwickelt. Bei der Tomografie wird ein in einer interessierenden Querschnittsebene, die sich durch eine Person erstreckt, zu sehendes Bild dadurch entwickelt, daß nacheinander Röntgenstrahlen aus einer Vielzahl von Richtungen durch die Person geschickt werden. Das entstehende Bild offenbart klar räumliche Beziehungen interner Strukturen der Person in der interessierenden Ebene zueinander und es kann relativ einfach gedeutet werden.

Frühe tomografische Systeme benutzten einen Strahlungsdetektor, dessen Bewegung mit der Bewegung einer Strahlenquelle koordiniert wurde, die ein Strahlenbündel zu dem Detektor hin richtete. Das aus Quelle und Detektor bestehende Paar bewegte sich um eine durch die Person hindurchtretende Achse und das System erzeugte ein Querschnittsbild der Person in einer ausgewählten interessierenden Ebene, die sich quer zur Achse des Röntgenstrahls erstreckte. Die Bewegung des aus Quelle und Detektor bestehenden Paars war so beschaffen, daß die innere Struktur in der interssierenden Ebene ununterbrochen durch das Bündel abgetastet wurde. Diese Abtasttechnik ergab im wesentlichen zusammenhängende Änderungen in der räumlichen Beziehung zwischen Detektor und Strahlungsquelle und der inneren Struktur der Person. Diese Wechsel oder Veränderungen verschmierten Abbilder der Strukturen, die sich außerhalb der interessierenden Ebene befanden, wodurch ein Abbild der Strukturen in der interssierenden Ebene erzeugt wurde.

Andere tomografische Verfahren wurden entwickelt, die ein Querschnittsbild der Person in einer die Achse des Röntges» · Strahlenbündels einschließenden Ebene erzeugen. Tomografische Verfahren, die solche Bilder erzeugen, sind als Querschnitts-

709843/0558

tomografie bekannt. Diese Art von Tomografie ergab die Erzeugung eines aufgebauten Bildes oder einer Darstellung eines Querschnitts durch die zu untersuchende Person»

Das Querschnitt-Abtasten hat zwei allgemeine Systemärten hervorgebracht. In einem solchen System tastet ein aus Strahlenquelle und Detektor bestehendes Paar eine Person mit einem Strahlenbündel ab, das ausgesandt wird, während das Quellen-Detektorpaar in einer den zu untersuchenden Querschnitt der Person enthaltenden Ebene bewegt wird. Eine Anzahl von solchen Abtastungen wird während jeder Untersuchung durchgeführt, wobei die Winkelausrichtung des Strahls in bezug auf die Person von einem Abtastvorgang zu dem anderen geändert wird. Jede Abtastung ist in einzelne Abtast-Segmente unterteilt. Die Strahlung, die während jedes Abtastsegmentes die Person durchdringt, bildet effektiv ein einzelnes Strahlenbündel, das entlang eines schmalen Pfades die Person durchdringt. Die erfaßte Intensität des Bündels bei jedem Abtastsegment wird durch den gesamten Abtastvorgang hindurch aufgezeichnet, um die Röntgenstrahlen-Durchlässigkeits-(oder Röntgenstrahlenabsorptions-)eigenschaften durch den abgetasteten Querschnitt hindurch zu errechnen. Die Eigenschaften werden angemessen ausgewertet, um ein aufgebautes Bild der inneren Struktur der Person in der abgetasteten Ebene zu schaffen.

Bei einem anderen Querschnittsabtastsystem tastet· ein aus Strahlenquelle und Detektor bestehendes Paar die Person mit dem Strahl ab, während sie in einer Ebene um die Person umläuft. Nach jedem Umlauf wird das aus Strahlenquelle und Detektor bestehende Paar ein Stück um eine durch die Strahlenquelle gehende Achse geschwenkt, und ein weiterer Umlauf wird in der gleichen Ebene vollendet. Jede Abtastung während eines

709843/05B8

ACT

Umlaufs wird durch eine ununterbrochene Folge einzelner Abtastsegmente gebildet und die Intensität des Bündels wird bei jedem Abtastsegment erfaßt und gespeichert, um die Röntgenstrahlendurchlässigkeits- (oder Absorptions-) eigenschaften der Person zu errechnen. Die gesammelten Daten aus diesen Abtastungen werden zur Erzeugung eines wieder aufgebauten, von der Ebene aus gesehenen Bildes verarbeitet.

In einer Abwandlung des besprochenen "Umlauf-Systems werden viele Detektoren in eng benachbarter Anordnung mit einer gemeinsamen Röntgenstrahlungsquelle benutzt. Die Verwendung vieler Detektoren ermöglicht unter einigen Umständen die Erzeugung einer guten Bildauflösung nach einem einzigen Umlauf der Quelle und der Detektoren um die Person. Die Abtastung mit einem Detektor und mehreren Umläufen wird zumindest unter gewissen Umständen durch das Verfahren mit mehreren Detektoren und einem Umlauf ersetzt. Dieses letztere Verfahren ist in den DT-PA P 26 11 303.1^2O 11 302.0 und in der gleichzeitig eingereichten Anmeldung (unser Aktenzeichen P 3032.) beschrieben.

Querschnittstomografiesysteme beider allgemeiner Arten benutzen eine Rechnertechnik, die als "Rückprojektion" bekannt ist, um die Strahlungsintensitätsdaten zum Aufbauen des Bildes auszuwerten. Die erfaßte Intensität des durch die 'Person längs eines gegebenen (durch ein Abtastsegment bestimmten) Pfades hindurchtretenden Röntgenstrahlenbündels wird zu allen Punkten des Strahlungsweges rückprojiziert oder zugeordnet. Die Werte der Intensität der durchgelassenen Strahlung, die bei allen diesen Wegen während aller Abtastungen gemessen wurden, werden rückprojiziert, um

709843/0558

einen aus den einzelnen Abtastungen bestehenden Aufbau ader eine Rekonstruktion des Bildes zu erzeugen.

Im besonderen wird jeder Strahlungsdurchlaßwert konstant gehalten, während er einen gegebenen Weg entlang rückprojiziert wird, und die jeweiligen Werte jeder Rückprojektion werden an den überschneidungspunkten der jeweiligen Wege zusammengerechnet. Jeder Punkt des aufgebauten Bildes repräsentiert deshalb die Summe aller rückprojizierten Intensitäten der durch den Punkt hindurchtretenden Wege. Diese Technik wird im Aufsatz von Kühl "A Clinical Radioisotope Scanner for Cylindrical and Section Scanning" in den Proc. Symp. Athens 196^-, Medical Radioisotope Scanning, I.A.E.A. Wien,Band 1, Seite 273,im Jahr I964 beschrieben.

Die Rückprojektionstechnik wurde verbessert mit der Einführung gefilterter Rückprojektionen und mit einer Datenverarbeitung unter Benutzung von Fourier-Analyse. Eine Diskussion der Fourier-Rekonstruktion unter Benutzung von gefilterten Rückprojektionen wird in Chessler, "Positron Tomography and Three Dimensional Technique", Proc. Symp. on Radionuclei Tomography, New York, 1972 behandelt. Eine Rechenvorschrift zum Auswerten der Daten unter Benutzung von Faltungen in einem Digitalrechner wird in Shepp u.a. "Some Insights into the Fourier Reconstruction of a Head Section" in Bell Laboratories, Murray Hill, N.Y., 1974· gegeben.

Der Erfolg des tomografischen Abtastsystems unter Benutzung von Aufbau-Tomografieverfahren liegt in der Fähigkeit, die Intensität eines Röntgenstrahlenbündels, das bei einem Detektor nach Austritt aus der Person auftrifft, genau zu bestimmen. In diesen Abtastsystemen umschließt der Detektor

709843/Ö5S8

einen Szintillator, der mit einer Fotovervielfältigerröhre verbunden ist, um ein analoges Datensignal zu erzeugen, dessen Pegel die Intensität der erfaßten Strahlung wiedergibt.

Das grundsätzliche Verfahren, die Intensität der erfaßten Strahlung zu messen, besteht darin, das Datensignal während des Zeitabschnitts des Abtastsegments (während des sogenannten IntegrationsabschnittesJ zu integrieren, um ein Signal zu erzeugen, das die durchschnittliche erfaßte Intensität während dieses Zeitabschnittes wiedergibt. Frühere Verfahren, die diesem Zweck dienten, benutzten ein übliches Integrationsgerät zum Integrieren des Datensignals während des Integrationsintervalles und einen Analog/Digitalwandler zum Umwandeln des integrierten Datensignals in einen Digitalwert. Dieser Digitalwert stellte, wenn er mit der Dauer des Zeitabschnitts verglichen wurde, die erfaßte Durchschnittsintensität des Strahls während dieses Zeitabschnitts dar.

Da das integrierte Datensignal ein Analogsignal ist, ist eine Auswertung mit extremer Genauigkeit schwierig. Dementsprechend ist- die statistische Genauigkeit der mit diesem Verfahren, erzeugten Strahlungsintensitätsmessungen begrenzt. Die Integratoren ergeben selbst eine unvermeidbare Verzögerung beim Verarbeiten der Datensignale, deren Ausmaß proportional zur Bandbreite des Integrators ist. Wenn Integratoren mit großer Bandbreite benutzt werden, damit ein großer Bereich von Datensignalwerten erfaßt werden kann, wird die durch die Integratoren hervorgerufene Verzögerung bei der Verarbeitung ein sehr großes Maß erreichen. Die Verzögerung rührt von dem Aufbau der Integratoren her und soweit diese Verzögerungen nicht vollständig ausgeglichen sind, leidet die

709843/0558

statistische Genauigkeit der Strahlungsintensitätsmessung darunter·

Ein späteres Verfahren, das die statistische Genauigkeit etwas verbessert, benutzt einen Umsetzer, der die Amplitude des Datensignals in Frequenz umsetzt. In einem üblichen System wird das Datensignal in ein veränderliches Frequenzsignal von O bis 10 MHz direkt proportional zur Datensignalamplitude umgesetzt. Bei diesem Verfahren wird ein herkömmlicher Integrationskreis mit einem Schwellwertdetektor verbunden· Der Integrationskreis wird so betrieben, daß unmittelbar, nachdem der Ausgangswert des Integrationskreises den Schwellwert überschreitet, dieser Ausgangswert unter den Schwellwert des Schwellwertdetektors getrieben wird. Dadurch erzeugt der Schwellwertdetektor einen Datenimpulszug mit Impulsen , deren Frequenz sich in direkter Beziehung zur Veränderung im Datensignalwert ändert.

Das Verfahren mit Datenimpulsen mit veränderlicher Frequenz verbessert die statistische Geauigkeit, da die Anzahl der während eines gegebenen Integrationsintervalles auftretenden Impulse genau gezählt werden kann. Eine Mittelwertfrequenz wird dadurch bestimmt, daß effektiv der Impulszählwert durch die Zeitlänge des Integrationsintervalls geteilt wird und der sich ergebende Wert gibt die durchschnittliche erfaßte Strahlungsintensität für den entsprechenden durch die Röntgenstrahlen zurückgelegten Weg wieder. Die im Aufbau des Integrators begründete, mit der Bandbreite in Beziehung stehende Verarbeitungsverzögerung beeinflußt die Wirksamkeit dieser Systeme schädlich, weil der Integrationskreis während der Zeit, in der sein Ausgang unterhalb des Schwellwertpegels des Schwellwertdetektors betrieben wird, nicht auf eingehende Datensignale reagieren kann. Demgemäß sind diese

709843/0558

Eingangsdaten unwiederbringlich verloren. TJm diesen Datenverlust in diesen Systemen möglichst klein zu halten, ist eine aufwendige^hochschnelle, relativ teure Elektronik nötig, wenn ein annehmbarer Betrieb bei hohen Frequenzen, (beispielsweise bis 10 MHz) erwartet werden "soll.

Ein verbesserter Spannungs-Frequenzkonverter unter Benutzung eines neuartigen Integrationskreises, der als Ladungspump integrator bekannt ist, ist neuerdings entwickelt worden. Ladungspump -Integratoren umschließen einen Ladungsgenerator, der mit einem Integratorkreis verbunden ist. Der Ladungsgenerator gibt se"lekt~iv Ladungen an den Integrationskreis ab, wenn der Ausgangswert des Integrators einen bestimmten Schwellwert überschreitet. Dieses Zusammenwirken erlaubt, daß im wesentlichen der gesamte Eingangsstrom von dem Integrator benutzt wird, während gleichzeitig ein Kreis mit großer Bandbreite und geringer Verzögerung geschaffen ist.

Ein solcher Spannungs-Frequenzwandler ist von der Teledyne Filbrick Corporation unter der Modell-Nr. 4707 im Handel erhältlich und er wird im Datenblatt dieser Gesellschaft vom 15·Oktober 1974 beschrieben. Ein darin vorgeschlagener Verwendungszweck dieses Wandlers ist in der Nukleardatengewinnung, wobei der Eingangsstrom zwischen O und 8501/A variieren kann. Während solche Eingangsstromwerte bei der Nukleardatenbeschaffung annehmbar sind, ergeben tomografische Böntgenstrahlensysteme typischerweise einen maximalen Eingangsstrom von 1OyMA, womit sich der genannte Spannungs-Frequenzwandler als für Röntgenstrahlen-Tomografiezwecke unbrauchbar erweist.

7Ö98A3/0558

Eine andere Begrenzung, auf die man mit der Datenverarbeitung durch variable Frequenz stößt ist die, daß, wenn die Datenimpulsfrequenz im Vergleich zur Größe des Integrationsintervalls niedrig ist, Fehler von beträchtlicher Größe auftreten können, wenn die Durchschnittsfrequenz in einem gegebenen Integrationsintervall bestimmt wird» Genauer gesagt, kann das Integrationsintervall an irgendeinem Punkt zwischen dem Auftreten von aufeinanderfolgenden Datenimpulsen beginnen und enden. Wird einmal angenommen, daß die Datenimpulsfrequenz während einer Zeit, die etwas langer als das Integrationsintervall ist, konstant bleibt, und daß das Integrationsintervall unmittelbar nach dem Ende eines Impulses beginnt und unmittelbar vor dem Beginn eines anderen Impulses endet, so ist offensichtlich die Anzahl der während des Intervalls gezählten Impulse um 1 geringer als die Anzahl, die dann gezählt würde, wenn der Intervall zufällig vor dem Anfang des erst erwähnten Impulses begonnen hätte und den letzterwähnten Impuls miteinschlösse. Demzufolge kann die Impulszählung in einem gegebenen Integrationsintervall je nach dem Auftreten der Datenimpulse in der Zeit in bezug auf den Anfang und das Ende des Integrationsintervalls um 1 verschieden sein. Ist die Datenimpulsfrequenz hoch in bezug auf die Dauer des Integrationsintervalls, so kann ein Fehler um einen Impuls im wesentlichen vernachlässigbar sein (z.B. ist er in der Größenordnung von 0,1 % bei einer Impulsfrequenz von 1000 Hz pro Integrationsintervall)· Bei einem niederfrequenten Impulszug, beispielsweise bei 20 Impulsen pro Integrationsintervall, verursacht ein Fehler von einem Impuls eine Fehlermöglichkeit von 5 %·

Eine weitere Begrenzung der statistischen Genauigkeit der besprochenen Systeme besteht in Änderungen der Länge des

709843/05S8

Integrationsintervalls. Wird angenommen, daß ein konstanter Strahlungspegel bei einem Detektor einfällt, so wird ein konstanter Datensignalpegel dem Spannungs/Frequenzwandler eingegeben· Als Ausgang aus dem Wandler erhält man ein Signal von konstanter Frequenz. Sind nun die dem Wandler ©ingegebenen Integrationsintervalle nicht von genau der gleichen Länge, so ändern sich die Anzeigen der Durchschnittsstrahlenwerte von einem Integrationsintervall zum nächsten übereinstimmend mit den Änderungen der eingegebenen Intergrationsintervalle.

Die Größe der Integrationsintervalle wird üblicherweise durch Erfassen schrittweiser Lageänderungen des aus Strahlungsquelle und Detektor bestehenden Paars in bezug auf einen festen Bezugspunkt festgelegt. Typisch für das Verfahren mit Stellungserfassung ist die Benutzung einer Reihe von Marken, die in gleichem Abstand angebracht sind und durch ein fotoempfindliches Gerät bei der Bewegung des Quellen-Detektorpaars erfaßt werden. Der Ausgang dieses fotoempfindlichen Gerätes besteht in einer Reihe von Impulsen, wobei jeder Impuls in seinem Zeitwert einer Marke entspricht, die in bezug auf das fotoempfindliche Gerät an einer vorbestimmten Stelle angebracht ist. Das Auftreten jedes Impulses beendet den einen Integrationsintervall und leitet einen folgenden Intervall ein.

Die Integrationsintervalle müssen sehr kurz sein (beispielsweise nicht mehr als 5 bis) > damit eine annehmbare Auflösung des tomografischen Bildes möglich ist. Daraus ergibt sich normalerweise die Forderung, daß die Marken sehr genau angebracht sein müssen> trotzdem ergaben unvermeidbare Abweichungen im Abstand zwischen den Marken nicht übereinstimmende Integrationsintervalle und demgemäß einen Genauigkeitsverlust .

709843/0668

-χ

Bei der bisherigen Besprechung wird angenommen, daß das Quellen-Detektorpaar mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird. Es ist jedoch einleuchtend, daß bei einer, wenn auch nur kleinen, Änderung der Geschwindigkeit des Quellendetektorpaars die Länge des Integrationsintervalls geändert wird, was, den gleichen Effekt auf die Genauigkeit des Systems hat wie eine Änderung des Markenabstands.

Durch die Erfindung wird ein neues und verbessertes Verfahren und eine dafür geeignete Vorrichtung zur Errechnung der durchschnittlichen erfaßten Intensität eines Strahlungsbündels während eines vorbestimmten Intervalls geschaffen, wobei die erfaßte Strahlungsintensität durch ein gepulstes Signal repräsentiert wird, dessen Frequenz in Abhängigkeit von der erfaßten Intensität geändert wird und in dem die Genauigkeit der errechneten Durchschnittsintensität der erfaßten Strahlung durch die Anfangs- und Endpunkte des Intervalls in bezug auf die Impulse des Signals mit variabler Frequenz nicht beeinflußt wird.

Die Erfindung ist besonders für ein Querschnittstomografie-Strahlungssystem mit einem Strahlungsabtastsystem geeignet, bei dem eine Folge von Abtastvorgängen einer untersuchten Person angefertigt wird; sie ist geeignet für eine Datenverarbeitungseinheit, die Signale von der Abtasteinheit verarbeitet, die erstens die erfaßte Strahlungsintensität, zweitens die Intervalle der Abtastsegmente und drittens den Ort des Strahlungsweges in bezug auf die Person angeben und sie ist geeignet für ein Bildgerät, das aufgebaute Bild-Ausgangssignale aus der Datenverarbeitungseinheit erhält und ein Querschnittsbild eines gewünschten ebenen Abschnittes der Person erzeugt.

Das Querschnittsbild der Person wird durch die Benutzung der Intensitätsdaten der erfaßten Strahlung aufgebaut, die

70 9843/OB5.8

- ye .,

aus schmalen Segmenten einer Anzahl von Abtastungen mit Strahlung in der Querschnittsebene der Person angesammelt werden* In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird jedes Abtastsegment durch einen primären Zeitabschnitt gebildet, währenddessen die erfaßte Strahlung durch die Person längs eines schmalen Weges in der Ebene hindurchtritt (d.h.jdie Strahlung besteht effektiv aus einem schmalen Bündel).

Die während jedes Primärzeitabschnittes erfaßte Strahlungsintensität wird durch ein analoges DATEN-Signal repräsentiert, das in ein pulsierendes Signal umgewandelt wird, dessen Frequenz als Funktion der Amplitude des DATEN-Signals geändert wird. Die Impulse des gewandelten DATEN-Signals, die während des Primärzeitabschnitts auftreten, werden gezählt, und das Auftreten der Impulse wird dazu benutzt, innerhalb des Primärzeitabschnitts einen Sekundärzeitabschnitt von veränderlicher Dauer zu bilden· Der Impulszählwert während eines gegebenen Sekundärzeitabschnittes wird mit der tatsächlichen Dauer des Sekundärzeitabschnittes verglichen, um eine relativ genaue Anzeige der erfaßten durchschnittlichen Strahlungsintensität während des Sekundärzeitabschnittes zu erhalten.

Dieser Durchschnittswert wird dem gesamten Primärzeitabschnitt zugeordnet und damit dem Strahlungsweg des entsprechenden Abtasteegmentes bei dem Aufbau des Bildes der Person. Daraus ergibt sich, daß der statistische Fehler, der aus kleinen, unvermeidbaren Änderungen in der Länge der Primärzeitabschnitte von Abtastsegment zu Abtastsegment herrührt, ausgeschaltet wird. Darüberhinaus werden auch statistische Fehler, die als ein Ergebnis von Änderungen in der relativen Zeitläge des Beginns und des Endes des Primärzeitabschnittes in bezug auf das Auftreten der gewandelten DATEN-Signalsimpulse vorkommen, vermieden.

7098A3/ÖB58

-X;

In der bevorzugten Ausführung der Erfindung wird ein Röntgen-Tomografieabtastsystem mit einer Röntgenstrahlungsquelle und einem zugeordneten Röntgenstrahlendetektor benutzt. Der Detektor erzeugt analoge DATEN-Signale, die der erfaßten Intensität der durch eine zu untersuchende Person hindurchgetretenen Röntgenstrahlen entsprechen«Das Abtastsystem ist so aufgebaut und angeordnet, daß eine Folge von LESEN-Signalen erzeugt wird, die jeweils das Ende jedes Primärzeitabschnittes -und den Anfang des darauffolgenden Abschnittes bezeichnen» Das Abtastsystem erzeugt auch LAGE-Signale, die dazu dienen, den von den Röntgenstrahlen während jedes Abtast» Segmentes durchlaufenden Weg in bezug auf die Person zu identifizieren»

Die Datenverarbeitungseinheit verarbeitet die DATEN-, LESEN- und LAGE-Signale und erzeugt daraus ein INTENSITÄTSDURCH-SCHNITT-Signal, das die durchschnittliche erfaßte Intensität der Röntgenstrahlen bei jedem Röntgenstrahlenweg durch die Person darstellt. Die DURCHSCHNITTSINTENSITÄT-Signale werden durch das Datenverarbeitungsgerät verarbeitet und miteinander verbunden, woraus BILDAUFBAU-Signale entstehen, die an das Bildgerät weitergegeben werden. Die Datenverarbeitungseinheit umschließt.einen Datensignalverarbeiter und einen Aufbau-Verarbeiter, Der Datensignalverarbeiter erhält LESEN- und DATEN»Signale vom Abtastsystem und erzeugt ein erstes Ausgangssignal, das die Länge des Sekundärzeitabschnitts (innerhalb des Primärzeitabschnitts) darstellt, während dessen die Röntgenstrahlen als erfaßt angezeigt werden, und ein zweites Ausgangssignal, das eine in einem Weg während des Sekundärzeitabschnittes erfaßte Strahlungsmenge repräsentiert. Der Aufbauverarbeiter verbindet diese Signale, um das DURCHSCHNITTSINTENSITÄ'T-Signal zu erzeugen, das die durchschnittliche Strahlungsintensität darstellt, die während des Primärzeitabschnitts in dem Weg erfaßt wurde.

709843/0558

Der Datensignalverarbeiter wandelt bevorzugt die analogen DATEN-Signale in Impulssignale von veränderlicher Frequenz um. Der Datensignalverarbeiter leitet auch den Sekundärzeitabschnitt einjund zwar gleichzeitig mit dem ersten innerhalb des Primärzeitabschnitts auftretenden Datenimpuls₉ und er beendet den Sekundärzeitabschnitt gleichzeitig mit dem letzten innerhalb des PrimärZeitabschnitts auftretenden Impuls. Dementsprechend ist die Länge des Sekundärzeitabschnitts, währendjdessen die Impulse tatsächlich auftreten, genau bestimmbar und wird genau durch das erste Ausgangssignal wiedergegeben. Die während des Sekundärzeitabschnitts auftretenden Impulse werden durch den Datensignalverarbeiter gezählt und die Anzahl der gezählten Impulse wird genau durch das zweite Ausgangssignal wiedergegeben.

Der Aufbauverarbeiter umschließt in einer bevorzugten er-

b zwVKompar ator

findungsgemäßen Ausführung eine Vergleichs einheit/, die die ersten und zweiten Ausgangssignale des Datensignalsverarbeiters . vergleicht und das DURCHSCHNITTSINTENSITÄ'T-Signal erzeugt. Der Aufbauverarbeiter erhält auch.; die vom Abtastsystem abgegebenen LAGE-Signale, so daß jedes DURCHSCHNITTS-INTENSITÄT-Signal mit der Lage des jeweiligen zugeordneten Wegs in bezug auf die Person verbunden werden kann.

Der Aufbauverarbeiter sammelt die Daten, die durch die DÜRCHSCHNITTSINTENSITÄ'T-Signale wiedergegeben werden und verarbeitet die Daten so, daß er effektiv ein Bild, aus den Daten wieder aufbaut und damit, das BILDAUFBAU-Signal zum Betrieb des Bildgerätes erzeugt.

Eine andere Eigenschaft der Erfindung beruht in der Verwendung eines Ladungspumpintegrators in einem Röntgentomografiesystem, der dazu bestimmt ist, analoge DATEN-Signale,

709843/0558

die von einem Rb'ntgenstrahlendetektor ausgegeben werden, aufzunehmen und die DATEN-ßignale in ein pulsierendes Signal mit veränderlicher Frequenz zu wandeln, ohne einen wesentlichen Verlust des Informationsgehalts des Signals zu verursachen«

Der Ladungspümpintegrator umschließt einen Integratorkreis, einen Schwellwertdetektor_s einen Ausgangskreis und einen Rückkoppelkreis« Der Integratorkreis spricht auf das DATEN-Signal an und führt dazu, daß ein integriertes Datensignal erzeugt wird, das die charakteristischen Eigenschaften des Integrals des DATEN-Signals wiedergibt« Der Schwellwertdetektor ist mit dem Ausgang des Integrators verbunden

wert.

und erzeugt jedesmal dann einen Ausgangs/wenn das Ausgangssignal des-Integrators die Schwelle des Schwellwertdetektors übersteigt. Der Ausgang des Schwellwertdetektors wird vom Ausgangskreis aufgenommen, der mit dem Eingang des Integrators über den Rückkoppelkreis verbunden ist. Jedesmal, wenn ein Ausgang am Schwellwertdetektor auftritt, läßt der Rückkoppelkreis sofort und abrupt das Ausgangssignal des Integrators unter den Schwellwert des Schwellwertdetektors fallen. Dementsprechend wird der Ausgang des Schwellwertdetektors abrupt abgeschnitten und die Wellenzüge am Ausgang sowohl des Integratorkreises als auch des Schwellwertdetektors bestehen in Impulszügen mit veränderlicher Frequenz. Der Rückkoppelkreis arbeitet vorzugsweise mit einem Entladen eines mit der Integratorschaltung verbundenen Rückkoppelkondensators, der jeweils um eine vorbestimmte Ladungsmenge entladen wird, wenn ein Ausgang am Schwellwertdetektor erfaßt wird. Dies wird sehr schnell durchgeführt, so daß der Integratorkreis im wesentlichen fortwährend auf den DATEN-Signaleingang ansprechen kann.

709843/ÖBB8

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Figur 1 teils eine perspektivische Ansicht, teils eine schematische Darstellung eines Strahlungs-Abtastsystems unter Verwendung der Erfindung,

Figur 2, 3, £f Darstellungen von Abtastgeräten, die im Abtastsystem nach Fig. 1 verwendet werden können,

Figur 5 ein schematisches Schaltbild eines Impulsgenerators in Form eines Ladungspumpintegrators, der in dem Abtastsystem nach Fig. 1 verwendet wird,

Figur 6 ein schematisches Schaltbild eines Zeitzählers, eines Zeitspeichers und eines Datenzählers und -Speichers zur Verwendung im Abtastsystem nach Fig. 1,

Figur 7 und 8 schematische Schaltbilder von Zeitsignal- bzw. Taktgeneratoren zur Verwendung im Abtastsystem nach Fig. 1,

Figur 9a bis 9i beispielhafte Zeitsignale, die in dem erfindungsgemäßen System verwendet werden, und

Figur 10 ein schematisches Schaubild zur Verdeutlichung der Beziehungen zwischen Primär- und Sekundärzeitabschnitten, die in der Erfindung verwendet werden.

Ein Böntgenquerschnitt-Tomografiesystem, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet wird, ist schematisch in

709843/0558

Fig. 1 dargestellt. Das Tomografiesystem umschließt eine Röntgen-Abtasteinheit 10, mit dem eine Person in einer gegebenen Ebene mit Röntgenstrahlen abgetastet wird und die eine elektrische Information abgibt, die in Form von Signalen aufgebaut ist, die den Abtastvorgang beschreiben·, es umfaßt weiter eine Verarbeitungseinheit 12, die die Ausgangssignale der Abtasteinheit aufnimmt und verarbeitet und elektrische Ausgangssignale (BILDAUFBAU-Signale) erzeugt, die Informationen eines Querschnitts der Person in

en
der genannten Ebene enthalt/und es umschließt ein Bildgerät H, das aus den BILDAUFBAU-Signalen ein tatsächliches Bild aus dieser Information erzeugt.

Das Bildgerät 1^- kann eine Ausgabeeinheit mit einer Bildröhre sein oder es kann aus einem Bildausdruckgerät bestehen, welche beide mit den Ausgangssignalen der Bearbeitungseinheit betrieben werden können. Geeignete Bildgeräte sind bekannt und das Bildgerät 1Zf wird deshalb nicht mehr im einzelnen beschrieben.

Ein Abtastgerät 10 nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist in Fig_o 1 bis k schematisch dargestellt und umschließt einen Aufbau 16, eine Abtastanordnung 18, die beweglich auf dem Aufbau 16 aufgebaut ist_?und einen Patiententragtisch 20.

Der Aufbau 16 umschließt einen Hauptrahmen 22. (siehe Fig. bis if) der am Boden eines Gebäudes angeordnet ist, in dem sich das System 10 befindet, ein von dem Hauptrahmen gehaltenes Gehäuse 2/f (Fig. 1) das die Anordnungen 16 und 18 umgibt^und eine Antriebseinheit 26, die die Abtastanordnung 18 gegenüber dem Aufbau 16 bewegt.

709843/0558

Der Rahmen 22 umschließt einen aufrechtstehenden, platten- artigen rechtwinkligen Körper 28:mit einem umlaufenden Versteifungsflansch 30»der quer zur Ebene des Körpers 28 von seinem Umfang hervorsteht. Eine Montageöffnung 32 für die Abtastvorrichtung 18 wird in der Mitte der Körperplatte 28 ausgebildet und die Antriebseinheit 26 wird von dem Rahmen in der Nähe der öffnung 32 gehalten. Die Antriebseinheit 26 umschließt bevorzugt einen Elektromotor 34» der zum Antrieb mit der Abtasteinheit 18 über ein (schematisch angedeutetes) Getriebe 36 verbunden ist.

Die Abtastanordnung 18 ist mit dem Rahmen 22 so verbunden, daß sie um eine sich durch die öffnung 32 erstreckende Achse 40 drehen kann. Die Abtastanordnung 18 umschließt eine drehbare Halteeinrichtung 42, die am Rahmen 22 gelagert ist, einen beweglich mit der Halteeinrichtung 42 verbundenen Rahmen 44 und eine Röntgenstrahlenquelle und eine Detektoranordnung 46 bzw. Zf8, die voneinander mit einem Abstand versehen am Rahmen 44 befestigt sind. Die Röntgenstrahlenquelle und der Röntgenstrahlendetektor 46, 48 können mit der Halteeinheit 42 zusammengedreht werden und laufen um die Achse 40 relativ zum Rahmen um,und sie sind gegenüber der Halteeinrichtung 42 mit dem Rahmen 44 zusammen einstellbar beweglich.

Die Halteeinrichtung 42 umschließt einen rohrförmigen, zylindrischen Körper 50»der sich koaxial mit der Achse 40 durch die" öffnung 32 hindurch erstreckt und durch (nicht gezeigte) Lager so am Rahmen 22 gehalten wird, daß er um die Achse 40 gedreht werden kann. An einem Ende des Körpers 50 in der Nähe des Rahmens 22 erstreckt sich ein Flanschgebilde 54 in Radialrichtung nach außen und das vorstehende Ende des Körpers 50 trägt eine dieses" umgebende 'flanschartige Montageplatte 56. Die Montageplatte 56 umschließt einen vorstehenden Arm 371 an dem mittels einer Lagereinrichtung 58 der Rahmen 44 angebracht ist.

709843/0558

Der Rahmen Ι+1± besteht vorzugsweise aus längeren Stücken aus Winkeleisen, die so mit ihren Enden zusammengeschweißt sind, daß sie einen im allgemeinen flachen, offenen Rahmen bilden und ein Tragarm 60 erstreckt sich von dem Rahmen zu der Lagereinrichtung 58 hin_s so daß der Rahmen mit der an ihm gehaltenen Strahlenquelle und der Detektoranordnung um die Achse 62 der Lagereinrichtung 58 in bezug auf die Halteeinheit IyL geschwenkt werden kann«, Die Drehachse 2fO geht durch die offene Mitte des Rahmens so hindurch, daß der Rahmen mit der Einheit l\2- zusammen um die Achse l\0 geschwenkt werden kann.

Ein Stellmotor Gk, der durch die Platte 56 gehalten ist, steuert die Lage des Rahmens i+4 in bezug auf die Stützplatte 56 durch ein schematisch bei 66 angedeutetes Getriebe. Der Motor und das Getriebe sind so aufgebaut und angeordnet_a daß der Rahmen in der jeweils eingestellten Lage zwangsweise verriegelt ist, wenn der Rahmen in bezug auf die Achse 62 seine gewünschte Stellung eingenommen hat.

Die Röntgenstrahlungsquelle k& ist schematisch dargestellt und, da jede passende herkömmliche Röntgenquelle verwendet werden kann, nicht im einzelnen beschrieben. Wie dargestellt, umschließt die Röntgenstrahlenquelle einen Röntgenröhrenkopf 70, der einen Brennfleck 71 auf der Schwenkachse 62 festlegt, und einen Kollimator 72, der mit dem Röhrenkopf so verbunden ist, daß er Röntgenstrahlen auf die Detektoranordnung 2f8 hin in fächerartiger Form 7^ richtet, wobei die Tiefe des Strahlenfächers nur etwa 2 mm beträgt.

Die Strahlendetektoranordnung 48 wird von dem Rahmen kk der Strahlenquelle if6 gegenüber gehalten und umschließt einen Kollimator 76, eine Vielzahl von Röntgenstrahlendetektoren 78a bis 7Bn und eine Halteschürze 79» an der Kollimator und Detektoren befestigt sind.

70 98437 05 5 8

Der Kollimator 76 wird im Weg des Röntgenstrahlenbündels 7k gehalten und bildet eine Seihe schmaler Schlitze entsprechend der Zahl der Detektoren 78, so daß bei jedem Detektor 78 ein dünner Röntgenstrahl auftrifft. Die Anzahl der Detektoren ist nicht festgelegt, jedoch wurden in einer bestimmten Abtasteinheit 20 solcher Detektoren verwendet.

Die Detektoren können beliebig aufgebaut sein, vorzugsweise umschließt jeder Detektor ein durch Röntgenstrahlen erregbares Szintillationskristallelement 80, das optisch mit einer Fotovervielfacherröhre 81 gekoppelt ist (Fig. 5)·

Die Quellenanordnung ij-6 und die Detektoranordnungen 4-8 sind in bezug aufeinander feststehend so an dem Rahmen ijif festgemacht, daß, wenn die Halteeinheit /f2 rotiert, die Strahlenquelle und die Detektoranordnungen um die Achse ZfO umlaufen, während das Bündel 74· kontinuierlich von der Strahlenquelle auf die Detektoranordnung hin gerichtet ist.

Das Gehäuse 2if (Fig. 1) ist abnehmbar mit dem Rahmen 22 verbunden und umgibt die Abtastanordnung 18 so, daß sie geschützt ist und daß kein Zutritt zu den inneren Komponenten des Abtastsystems möglich ist.

Die Einzelteile der Abtasteinheit 10 sind so ausgebildet, daß sie eine im allgemeine zylindrische öffnung 82 bilden, die sich durch die Abtasteinheit koaxial mit der Drehachse 4-0 erstreckt. Der Durchmesser der öffnung 82 ist genügend

so
groß gehalten,/daß ein menschlicher Körper,nach der Achse 40 ausgerichtet, darin Platz findet.

Der Patiententragtisch 20 ist in Fig. 1 schematisch so angedeutet, daß er ein mit Rädern versehenes Unterteil 83,

709843/0558

ein Fußteil 84 und einen Personentragtisch 85» der von dem Fußteil aus vorspringt, enthält. Eine auf dem Rückenliegende Person wird auf der Oberseite des Tisches 85 in die öffnung 82 hineingeschoben, bis der zu untersuchende Abschnitt des Körpers sich in der Ebene des Röntgenstrahlenbündels 7k befindet, wobei sich die Rotationsachse 40 durch den Körper hindurch erstrecken soll.

Die Trageinheit 42 wird dann um die Achse IfO gedreht, wobei die Strahlenquellenanordnung 46 so betrieben wird, daß sie den Körper mit dem Bündel 74 abtastet. Da das Strahlenbündel 7k gleichzeitig zu den vielfachen Röntgenstrahlendetektoren hin gerichtet ist, erzeugt ein einziger Umlauf der Strahlenquelle und der Detektoren um den Körper effektiv eine ganze Anzahl von Einzelabtastungen, die in der Anzahl der Zahl der Detektoreinheiten in der Detektoranordnung 48 entsprechen. Falls die Auflösung des aufgebauten Bildes nach einem einzigen Umlauf der Strahlenquelle und der Detektoren um den Körper nicht zufriedenstellend ist, wird der Rahmen kk in bezug auf die Einheit 42 um die Gelenkvorrichtungsachse 62 geschwenkt und ein weiterer Umlauf vollendete Dieser Vorgang wird wiederholt, bis die erwünschte Bildauflösung erreicht werden kann.

Während jedes Umlaufs der Strahlenquelle und der Detektoranordnung erzeugt die Abtasteinheit DATEN-, LESEN- und LAGE-Signale, die der Verarbeitungseinheit 12 übermittelt werden, damit die Rekonstruktion eines Bildes ermöglicht werden kann.

Die DATEN-Signale sind analoge elektrische Signale, die fortwährend durch die Fotovervielfacherröhre 81 jeder Röntgenstrahlen-Detektoreinheit erzeugt werden und die Pegel besitzen,

709843/055B

die sich, in direkter Beziehung zur Intensität der auf den jeweiligen Detektor einfallenden Röntgenstrahlung ändern. Die DATEN-Signale werden für sich von der jeweiligen Detektoreinheit 78a bis 78n an die Verarbeitungseinheit 12 weitergegeben.

Jeder Abtastvorgang der Strahlenquelle und der Detektoreinheiten wird in eine Folge von einzelnen Abtastsegmenten aufgeteilt, während deren die bei jedem Detektor einfallenden Röntgenstrahlen einen schmalen Weg durch die Person durctQaufea habai. In der bevorzugten Ausführung besteht das LESEN-Signal aus einer Reihe von Impulsen, von denen jeder das Ende eines Abtastsegmentes und den Beginn des nächstfolgenden Abtastsegmentes anzeigt. Das LESEN-Signal wird durch einen in Fig. 2 und 3 dargestellten Signalgenerator erzeugt, der in dieser Darstellung aus einer ringförmigen Scheibe 86 besteht, die an dem Flansch 3k des Körpers befestigt ist und eine Reihe von im wesentlichen gleich weit voneinander entfernten Marken 88 entlang ihres TJmfangs trägt ,und aus einem fotoempfindlichen, das Signal erzeugenden Element 90, z.B. einer Fotodiode, die in der Nähe des Umfangs der Scheibe 86 an dem Rahmen 22 befestigt ist.

Die Marken 88 sind in bezug auf die Scheibe und aufeinander genau angeordnet und sind vorzugsweise in Abständen von 1° um die Achse ZfO angebracht. Jedesmal,wenn sich eine Marke 88 auf eine vorbestimmte Stelle in bezug auf das Element 90 bewegt, erzeugt das Element 90 einen Impuls, der einen Teil des LESEN-Signalimpulszuges bildet.

Die Winkelgeschwindigkeit der Halteeinheit if2 wird während eines gesamten Umlaufs im wesentlichen konstant gehalten, und dementsprechend sind die LESEN-Signalimpulse mit einer

709843/0558

im allgemeinen gleichartigen Frequenz versehen, wobei aufeinanderfolgende Impulse alle fünf ms auftreten. Dieser Abstand zwischen den LESEN-Signalimpulsen bildet den Zeitabschnitt, während dessen Dauer die Strahlenwege für jedes Abtastsegment festgelegt sind. Die LESEN-Signale ergeben so effektiv die Zeitsignale, die den Anfang und das Ende aufeinanderfolgender Primärzeitabschnitte bestimmen, während deren die einzelnen Abtastsegmente auftreten.

Die LAGE-Signale werden durch einen Signalgenerator 92 erzeugt, der in Verbindung mit dem Getriebe 36 dargestellt ist. Der Signalgenerator 92 erzeugt Signale, die eindeutig die Winkellage der Einheit i+2 gegenüber einem Referenzpunkt jederzeit angeben. Die LAGE-Signale ergeben demnach jederzeit eine Zuordnung der Anordnung der Röntgenstrahlen ege in bezug auf die Person·

Es muß darauf hingewiesen werden, daß in der dargestellten

ver Ausführung der Erfindung der den Rahmen/stellende Motor 64 von der Verarbeitungseinheit 12 aus gesteuert wird. Aus diesem Grund ist die Lage des Rahmens 44 in bezug auf die Achse 62 immer bekannt und die LAGE-Signale geben wirksam die genaue Lage der Röntgenstrahlungswege an, wie auch immer die Einstellung des Rahmens 44 ist. :

Nach Fig. V umschließt das Verarbeitungsgerät 12 ein Signalverarbeitungsgerät 94, das die LESEN- und die DATEN-Signale von dem Abtastsystem 10 aufnimmt und verarbeitet und ein Aufbauverarbeitungsgerät 96, das mit den Ausgangsklemmen des Signalverarbeitungsgeräts 94 verbunden ist und außerdem noch den LAGE-Signalausgang vom Abtastgerät 10 enthält und im Endeffekt die BILDAUFBAÜ-Signale erzeugt.

7098 43/0:5SS"

Das Signal verarbeitungs ge rät ^1\ umschließt eine Vielzahl von Kanalverarbeitungsgeräten 10Oa bis 10On, die jeweils auf ein bestimmtes DATEN-Signal ansprechen , und einen Zeitkreis 102, der auf die LESEN-Signale anspricht. Der Zeitkreis 102 erzeugt eine Vielzahl von Zeitsignalen, darunter TSET, TRSET, BESET, BTSET, BMXFR und BMRST₉Um die Kanalverarbeitungsgeräte 100a bis 10On so arbeiten zu lassen, daß sie eine Zahl (im folgenden mit ZÄHLUNG bezeichnet), die dem. von dem zugeordneten Detektor im Abtastsystem 10 während jedes Primärzeitabschnittes erhaltenen Intensitätswert entspricht, aufspeichern.

Die Kanalverarbeitungsgeräte 100a bis 10On sind identisch aufgebaut und sind jeweils mit dem zugeordneten Detektor 78a bis 78n im Abtastsystem 10 verbunden· Wegen der Übersichtlichkeit ist nur ein Kanalverarbeitungsgerat 100a dargestellt und beschrieben·

Das Kanalverarbeitungsgerat 100a umschließt einen Impulsgenerator 110, der auf die DATEN-Signale und auf Zeitsignale vom Zeitkreis 102 anspricht, um einen Impulszug»im folgenden PDATEN-Impulse genanntjzu erzeugen, deren Auftrittsgeschwindigkeit die Intensität der auf den zugehörigen Detektor einfallenden Strahlen anzeigt. Ein Datenzähler und -speicher 112 ist mit dem Ausgang des Impulsgenerators 110 und mit dem Zeitkreis 102 verbunden, um ausgewählte PDATEN-Impulse zu zählen, die während des Primärzeitabschnit· tes auftreten,und um ein ZÄHLUNG-Signal zu erzeugen, das die Anzahl der gezählten Impulse anzeigt. Ein Zeitzähler 111f ist mit dem Impulsgenerator 110 und mit dem Zeitkreis 102 verbunden, um ein ZEIT-Signal zu erzeugen, dessen Wert anzeigt, welche Zeit zwischen dem ersten und folgenden DATEN-Impulsen während des Primärzeitabschnitts verstreicht. Ein

709843/0558

Zeitspeicher 116 ist mit dem Impulsgenerator 110 und dem Zeitzähler 1 IZf verbunden, um den Wert des ZEIT-Signals nach jedem Auftreten eines auf den ersten PDATEN-Tmpuls folgenden PDATEN-Impulses während eines Primärzeitabschnitts zu speichern· Demgemäß enthält während der Dauer des Primärzeitabschnitts der Zeitspeicher 116 einen Wert, der die Dauer eines SekundärZeitabschnittes bezeichnet, der mit dem ersten PDATEN-Impuls beginnt und mit dem letzten, in dem PrimärZeitabschnitt auftretenden PDATEN-Impuls endet.

Die Beziehung zwischen den Primär- und Sekundärzeitabschnitten ist in Fig. 10 beispielsweise dargestellt, wobei ein Paar von Primärzeitabschnitten PTP-I, PTP-2 dargestellt sind und neun bzw. drei PDATEN-Impulse dargestellt sind^ die innerhalb der jeweiligen Zeitabschnitte auftreten. Die Sekundärzeitabschnitte STP-1, STP-2, die den Primärzeitabschnitten zugeordnet sind, umfassen nach der Darstellung 8 bzw. 2 PDATEN-Impulse.

Nach Fig«, 5 umschließt der Impulsgenerator 110 einen Integrator 120 und eine Vorverstärkerstufe 122, die die Stromwerte der DATEN-Signale zum Eingang des Integrators 120 hin verstärkt. Der Ausgang des Integrators 120 ist mit einem Schwellwert-Komparator 12lf verbunden, der jedesmal dann ein Ausgangssignal erzeugt, wenn der Ausgangswert des Integrators die Schwelle des Komparators 12Zf übersteigt. Ein Ausgangskreis 126 erhält den Ausgangswert des Komparators und ist mit einem Rückkoppelkreis 128 verbunden, der zwischen dem Ausgangskreis 126 und dem Eingang des Integrators 120 geschaltet ist. Der Rückkoppelkreis entläßt einen bestimmten Ladungswert auf den Integrator 120, um den Integrator 120 daau zu bringen, jedesmal dann zurückzugehen, wenn sein Ausgangssignal den Schwellwert des Schwellwertkomparators 12if übersteigt. Demgemäß sind die Ausgangssignale des Inte-

7 0 98 43/055 8

grators 120 und des !Comparators 124 pulsierende Wellenzüge und der Ausgangskreis 126 erzeugt die PDATEN-Impulse.

Die Vorverstärkerstufe 122 umschließt einen Dunkelstrom-Ausgleichskreis 130, einen Eichwiderstand 132 und einen Stromverstärker 134· Der Dunkelstrom-Ausgleichskreis 130 stellt den Pegel des DATEN-Signals richtig, wenn kein Licht auf die Potovervielfacherröhre des zugeordneten Detektors 94a fällt. Dieser Strom wird "Dunkelstrom" genannt und wird vorzugsweise auf einem vorherbestimmten niederen Viert gehalten, so daß das Verhältnis des größten DATEN-Signalstroms zum Dunkelstrom 1000:1 betragt. Falls der Dunkelstrom unter den Wert fällt, der zur Aufrechterhaltung des Verhältnisses 1000:1 nötig ist, fügt der Dunkelstrom-Ausgleichskreis 130 automatisch eine solche Strommenge dem DATEN-Signal hinzu, daß das richtige Verhältnis wieder hergestellt wird. Bei der dargestellten Ausführung hält der Dunkelstromkreis 10 nA als Mindeststromfluß des Stromverstärkers 134 aufrecht.

Der Ausgleichskreis 130 umfaßt ein Potentiometer 136, das mittels eines Festwiderstandes 138 über einer Vergleichsspannungsquelle liegt. Der Abgriff des Potentiometers ist über einen Festwiderstand I40 mit einer Verbindungsstelle JI verbunden. Der Betrag des aus dem Stromverstärker 134 zur Verbindung Jl fließenden Dunkelstroms wird durch Einstellen des Potentiometerabgriffs bestimmt, um die Spannung an der Verbindungsstelle J1 zu beeinflussen·

Der Stromverstärker 134 umschließt einen üblichen Operationsverstärker 136, dessen invertierender Eingaag mit der Verbindungsstelle J1 und dessen Ausgang mit dem Integrator 120 über einen Widerstand 138 verbunden ist. Der Operationsverstärker 136 ist mit einem Vorspannungsnetzwerk verbunden, damit der

709843/0558

Ausgang an dem Widerstand 138 im Verhältnis 1 Volt Ausgang pro 1 14A Eingang auf den Operationsverstärker 136 gehalten wird. Der Widerstand 138 wandelt das Spannungsausgangssignal des Operationsverstärkers 136 in ein Stromausgangssignal um.

Der Integrator 120 ist wie üblich aufgebaut und umfaßt einen Operationsverstärker 140, dessen Ausgang mit seinem invertie renden Eingang über einen Rückkoppel-Kondensator 142 verbunden ist. Die invertierende Eingangsklemme des Operationsverstärkers I40 ist auch mit dem Widerstand 138 an einer Verbin dungsstelle J2 verbunden, damit das verstärkte DATEN-Signal aufgenommen werden kann. Der Ausgang des Integrators wird auf Leitung 1 Zf3 eingegeben. Der Wert des Kondensators 1 if2 bestimmt die Frequenz , mit der die Ausgangsimpulse des Komparators 124 erzeugt werden· Wird eine Impulswiederholungsfolge der Ausgangsimpulse von 10 Impulsen pro see. gewünscht, dann wird ein Kondensator 142 mit 0,001AiF verwendet.

Der S chw e Hw er tkompar at or 12Zf umschließt ein Gatter 144» dessen Eingang über einen Widerstand 146 vorgespannt wird und dessen Ausgang über einen Widerstand 11f8 eine Vorspannung erhält. Das Gatter 144 hat eine Schwelle von etwa 1,5 V und jedesmal, wenn das Ausgangssignal des Integrators diesen Schwellwert übersteigt, erzeugt das Gatter 144 auf der Leitung 149 ein Ausgangssignal.

Der Ausgangskreis 126 umschließt am Eingang ein NAND-Gatter 150, ein RS-Flip-flop in Form von zwei kreuzweise verschalte ten. NAND-Gattern 152, 154 und ein NAND-Gatter I58 am Ausgang. Das Eingangs-NAND-Gatter 150 ist mit einem Eingang mit der Leitung 149 verschaltet, um die Ausgangsimpulse zu empfangen und mit seinem anderen Eingang mit einer Leitung 155 verschaltet, über die mit zwischengeschaltetem Inverter I56

7098A3/05B8

das TSET-Zeitsignal empfangen wird. Das Gatter 15*f ist mit seinem nicht über Kreuz verbundenen Eingang mit einer Leitung 157 verbunden, über die es das TRST-Zeitsignal empfängt. Das Ausgangsgatter 158 ist mit einem Eingang mit dem Ausgang des Gatters 152 verbunden und sein anderer Eingang ist mit einer Leitung 159 verschaltet, über die es über einen Inverter 160 das TSEP-Zeitsignal empfängt. Der Ausgang des Gatters 158 ist mit dem Rückkoppelkreis 128 verbunden und außerdem mit einem Inverter 162, um die PDATEN-Impulse auf einer Leitung 16^ weiterzugeben.

In den Kurvenzügen der Fig. 9 ist zu sehen, daß die nachfolgende Kante des TRST-Zeitsignals 100 ns vor der vorauseilenden Kante des TSET-Zeitsignals auftritt. Dadurch kann das aus den Gattern 152 und 154 bestehende BS Flip-flop auf logisch 1 zurückgesetzt werden, wenn das TSET-Zeitsignal auf logisch 0 geht und ein Ausgangsimpuls auf der Leitung 1^9 vorhanden ist. Da das TRST-Zeitsignal in einen Logisch-1-Zustand geht, bevor das TSET-Zeitsignal in einen Logisch-1-Zustand kommt, wird die logische 1 im RS-Flip-flop verriegelt, so daß eine logische 0 auf den Rückkoppelkreis 128 übertr .-gen wird, wenn das TSET-Zeitsignal in den Logisch-0-Zustand geht (d.h. wenn das TSET-Zeitsignal den Logisch-!-Zustand einnimmt)·

Umgekehrt wird das RS-Flip-flop in einen Logisch-O-Zustand versetzt, wenn in Abwesenheit eines Ausgangsimpulses auf Leitung H9 das TRST-Ze it signal auf logisch 0 geht. Dies erzeugt einen Logisch-1-Zustand an dem Rückkoppelkreis 128.

Der Rückkoppelkreis 128 umfaßt einen nichtinvertierenden Pegeländerungskreis 170, der mit dem Ausgang des Ausgangs-NAND-Gatters 158·verbunden ist und einen Ladungsversorgungskreis 172, der den Ausgang des Pegeländerungskreises 170 mit dem Eingang des Integrators 120 an der Verbindungsstelle J2 verbindet.

709843/0558

Der Pegeländerungskreis I70 umschließt drei hintereinander_gesehaltete Spannungsteilerwiderstände 1?if, 176 und 178, die zwischen positiven und negativen Spannungsversorgungen geschaltet sind und einen Kondensator 180, der parallel zum Widerstand 17A- liegt. Der Eingang des Pegeländerungskreises 170 ist die gemeinsame Verbindung der Widerstände 174 und I78 und des Kondensators 180 und ist mit dem Ausgang des Gatters I58 verbunden. Der Ausgang des Pegeländerungskreises 170 ist die gemeinsame Verbindung der Widerstände 174- und I76 und des Kondensators 180. Eine Logisch-1-Spannung am Ausgang des Gatters I58 laßt den Pegeländerungskreis 170 einen Logisch-1-Ausgang auf der Leitung I7I von annähernd 4 V erzeugen. Ein Logisch-O-Zustand am Ausgang des Gatters I58 erzeugt ein Logisch-0 auf der Leitung 171 von annähernd -0,8 V.

Der Ladungsversorgungskreis 172 umschließt ein Potentiometer 182$das über einen Widerstand 184- mit einer Verbindungsstelle J3 verbunden ist und das kapazitiv mit der Erde des Schaltkreises verbunden ist und andererseits mit einer.negativen Spannung verbunden ist« Eine Diode 186 ist mit der Leitung 171 und der Verbindungsstelle J3 verbunden und ist so geschaltet, daß ein Logisch-!-Signal auf der Leitung I7I die Diode 176 in Vorwärtsrichtung vorspannt. Eine Diode 188 verbindet die Verbindungsstellen J2 und J3 und ist so gepolt, daß ein Stromfluß von Verbindung J2 zu Verbindung J3 hin stattfinden kann.

Die Wirkung des Rückkoppelkreises 128 ist für die Wirksamkeit des Impulsgenerators 110 als Ladungspumpintegrator wichtig. Nimmt man als Anfangsbedingung, daß der Integrator 120 anfangs entladen ist, dann besteht auf Leitung 164 kein Ausgang und die Leitung I7I hat einen Logisch-1-Zustand, wodurch

709843/0568

die Diode 186 in Vorwärtsrichtung vorgespannt wird, wodurch wiederum die Diode 188 rückwärts vorgespannt wird. Wenn eine Strahlung durch den zugeordneten Strahlungsdetektor erfaßt wird, so fließt ein Strom vom Stromgenerator \~5h- durch die Verbindungsstelle J2 in den Integrator 120, wodurch der Kondensator M\2. aufgeladen wird. Während der Kondensator li-2 aufgeladen wird, wird das Ausgangssignal des Integrators an Leitung 1 if-3 zunehmend negativ, bis es unter die Schwelle des Komparators 12Zf fällt. Bei diesem Zustand wird an Leitung lZf9 ©in Ausgangssignal erzeugt, das die Zeitsignale TSET, TRST und TSET erzeugt und auch noch einen Ausgang auf Leitung 1 6Zf weitergibt. Dadurch wird ein Logisch-O-Zustand auf Leitung 1T⁷T erzeugt, der die Diode 186 sperrt und die Diode 188 sich öffnen läßt. Diese Vorwärts-Vorspannung der Diode 188 erlaubt, daß der Kondensator 1^2 sich rasch entlädt, was den Wert des Integrator-Ausgangssignals anhebt, bis es über dem Schwellwert des Gatters IZfZf liegt. Dies beendet das Ausgangs signal des Komparators und ergibt die Vollendung eines PDATEN-Impulses auf Leitung I64. Nach der Vollendung des PDATEN-Impulses werden der Ausgangskreis 126 und der Pegeländerungskreis I70 veranlassen, daß auf Leitung I7I ein Logisch-1-Zustand erzeugt wird, wodurch die Diode 186 vorwärts vorgespannt wird. Die Spannung an der Verbindungsstelle J3 steigt an, wodurch die Diode 188 gesperrt wird, was zur Folge hat, daß der Kondensator 1Zf2 durch den Strom vom Stromverstärker 13*f wieder aufgeladen werden kann.

Der dargestellte Ladungspumpverstärker ist dazu bestimmt, daß er einen Strom von annähernd 2 mA vom Integrator 120 zieht. Das genügt, damit die erzeugten Ausgangsimpulse mit einer Frequenz von 10 Impulsen pro see. erzeugt werden, wenn in die Anode der Fotovervielfacherröhre 81 fließen.

709843/0558

Der in Fig. 6 dargestellte Datenzähler und -speicher 112 umschließt eine Vielzahl von binären Zähl/Ausgangsverriegelstufen 200a bis 20Od,die als Synchronzähler verbunden sind. Jede dieser Zähl-Ausgangsverriegelstufen ist ein Binärzähler/ Verriegler Modell DM 855k> der im Handel von der National Semiconductor Corporation erhältlich ist. Jede Stufe besitzt jeweils die Ausgangsleitungen 201a, 201b, 201c und 201 d und erzeugt vier bits des ZÄHL-Signals. Jede Stufe ist mit ihrer Taktimpulsklemme CP mit einer Verbindung J^ verbünden, welcher die PDATEN-Impulse über die Leitung durch zwei in Reihe geschaltete Inverter eingekoppelt werden. Jede der Stufen 2Ö0a bis 20Od besitzt auch Zähler-Löschklemmen CR, die mit einer Verbindung J5 verbunden sind, und jede besitzt eine Ubertragungsfreigabeklemme TE, die mit einer Verbindung J6 verbunden ist.

Wenn der Verbindung J5 ein Impuls eingegeben wird, wird der Zähler gelöscht und jedesmal, wenn der Verbindung J6 ein Impuls eingegeben wird, wird der Zählinhalt jeder Stufe in ihre Ausgangsverriegelungsstufen übertrage!. Die Verbindung J6 ist über einen Inverter mit einer Leitung 21 ^ verbunden, um das BMÜCFR-Signal zur übertragung des Zählerinhalts jeder Stufe auf die jeweilige Ausgangsverriegelung einzuleiten, unmittelbar, bevor jede Verriegelungsstufe beim Auslaufen eines Primärzeitabschnittes gelöscht wird.

Jede Stufe besitzt zwei Zähl-Freigabeklemmen CEP, CET und eine Zählschluß-Klemme TC. Die TC-Klemme der Stufe 200a ist parallel mit den CEP-Klemmen der Stufen 200b, 200c und 20Od Verbunden. Die TC-Klemmen der Stufen 200b und 200c sind jeweils mit den CET-Klemmen der Stufen 200c bzw. 20Od verbunden. Jedesmal, wenn die Zählfreigabe-Klemmen CEP und CET

7 0 9843/0558

mit Logisch-» 1 verbunden sind, erhöht jedes Auftretender PDATEH-Impulse an der Verbindungsstelle J/f den Zählinhalt jeder Stufe, line Logisch-! wird jedoch an der Zählschluß™ klemme TC nur erzeugt₉ wenn ein Logisch-1111-Zustand im jeweiligen Zähler hervorgerufen wird, so daß synchrone Zähloperation bewirkt wird.

Jede Stufe 200a "bis 20Od besitzt auch eine Ausgangsdatenfreigabe-Klemme ODI und die Ausgangsdatenklemmen der Stufen 200a und 200b sind mit einer Verbindungsstelle J7 und die Aus ganged at enklemni en der Stufen 200c und 20Od mit einer Verbindungsstelle J8 verbunden. Jedesmal, wenn ein ABRUF 1-oder ein ABRUF 2-Impuls vom Aufbau-Verarbeitungsgerät 20 an den Verbindungsstellen J7_S J8 ankommt, wird der in den Verriegelungen der jeweiligen Stufen enthaltene Zählinhalt auf die Leitungen 201a bis 202d zur Übertragung zum Aufbau-Verarbeitungsgerät 20 übermittelt.

Ein Zeit-flip-flop 202 ist mit seinem einen Eingang über eine Leitung ZOk durch einen Inverter mit der Verbindungsstelle JIf verbunden und ist mit seinem anderen Eingang über eine Leitung 212 so verbunden, daß es das BMRST-Zeitsignal empfangen kann. Ein Ausgang ist mit der Verbindungsstelle Jf? über Leitung 206 verbunden und ein anderer Ausgang ist über eine Leitung 208 mit einer Gatter 209 verbunden. Wenn das EMHST-Zeitsignal auf Leitung 212 Logisch-0 erreicht, was das Ende eines Primärzeitabschnitts darstellt, wird das Zeit-flip-flop 202 auf 0 gestellt. Das erzeugt an der Verbindungsstelle J5 eine Logisch-1, die wiederum alle Stufen 200a bis 200d auf 0 setzt. Beim nächsten Auftreten eines PDATEF-Impuls es an der Verbindungsstelle Jif nach dem Anfang eines folgenden Primärzeitabschnitts wird das Zeit-flip-flop 202 über die Leitung 20if gesetzt und ruft ein Logisch-0 an

7098Ü3/0558

der Verbindungsstelle J5 hervor. Dadurch wird ein Logisch-1 auf Linie 208 erzeugt und gibt das Gatter 209 frei. Das Gatter 209 ist mit einem anderen Eingang mit einer Leitung 22Zf verbunden, um das Zeitsignal BTSET zu empfangen, so daß die Logisch-1 an Leitung 208 dem Gatter 209 die Erzeugung eines Takt-Signals auf Leitung 210 entsprechend dem Auftreten der BTSET-Zeitsignale erlaubt. Dieses Signal wird über Leitung 210 auf eine Verbindungsstelle J9 übertragen, damit es im Zeitzähler 11^· verwendet werden kann.

Der Zeitzähler 11/)- umschließt eine Vielzahl von Binärzähler/ Ausgangsverriegelungsstufen 220a bis 22Od. Jede dieser Stufen 220a bis 22Od besitzt Klemmen, die jeweils identisch mit denen der Stufen 200a bis 20Od sind und die, wie bei einem Synchronzähler, miteinander verbunden sind. Der Knotenpunkt J9 entspricht dem Knotenpunkt JJf, der Knotenpunkt J10 entspricht dem Knotenpunkt Jf? und der Knotenpunkt J11 entspricht dem Knotenpunkt J6, um die jeweiligen Stufen 220a bis 220 d als Synchronzähler zu betreiben. Jedoch sind im Gegensatz zu den Verbindungen der Stufen 200a bis 20Od die Ausgangsdatenklemmen ODI der Stufen 220a bis 22Od so geschaltet, daß der Zählinhalt der Ausgangsriegelstufen automatisch den jeweiligen Ausgangsleitungen 222a bis 222d eingegeben wird.

Genauer gesagt, werden die Taktsignale vom Gatter 209 an die Verbindungsstelle J9 eingekoppelt, um die Stufen 220a bis 22Od jedesmal anzuheben, wenn das Zeit-flip-flop 202 durch das Auftreten des ersten PDATEN-Impulses während eines Primärzeitabschnittes gesetzt wird_o Der Inhalt der Stufen 220a bis 2203 wird als ZEIT-Signal auf die jeweiligen Ausgangsverriegelungen beim Auftreten 4©des PDATEN-Impulses unmittelbar nach dem Erhöhen jeder Stufe übertragen. Zu diesem Zweck empfängt ein Gatter 227 an einem Eingang

0984 3/055

das BTRST-Signal von Leitung 226 über einen Inverter 228 und empfängt die PDATM-Impulse von der Verbindungsstelle JZf an seinem anderen Eingang. Beim Zusammentreffen eines Logisch-0-Zustandes des BTRST-Signals und eines PDATEN-Impulses erzeugt das Gatter 227 über einen Inverter 229 an der Verbindungsstelle Jl 1 eine logische 1. Dadurch wird der Inhalt der jeweiligen Zähler auf die jeweiligen Ausgangsverriegelungen der Stufen 22Oa bis 22Od jedesmal übertragen, wenn der Zähler 11Zf erhöht wird.

Die Stufen 220a bis 22Od werden gleichlaufend mit den Stufen 200a bis 20Od am Ende jedes PrimärZeitabschnitts auf 0 gestellt. Jeder Logisch-O-Zustand des BMEST-Signals verursacht, daß Logisch-1 an den Verbindungsstellen J5 und J10 eingegeben wird, wodurch die Stufen zurückgestellt werden·

Der Zeitspeicher 116 ist auch in Fig. 6 gezeigt und umfaßt eine Vielzahl von Vier-Bit-Registern 230a bis 23Od. Jedes Register 230a bis 23Od ist mit seinen Eingangsklemmen mit den jeweiligen Leitungen 222a bis 222d der zugehörigen Stufen 220a bis 22Od verbunden. Eine Takt-Klemme CK an jedem Begister 230a bis 23Od ist gemeinsam mit der Verbindungsstelle J6 verbunden, damit die Stufen 230a bis 23Od das ZEIT-Signal an den Leitungen 222a bis 222d erhalten und speichern können, wenn beim Auslaufen jedes Primärzeitabschnitts ein BMXFR-Signal erzeugt wird. Das gespeicherte ZEIT-Signal wird auf die jeweiligen Ausgangsleitungen 232a bis 232d jedesmal dann, ausgegeben, wenn die jeweilige Ausgangsfreigabeklemme OE einen Impuls empfängt. Zu diesem Zweck ist eine Leitung 23Zf mit den Ausgangsfreigabeklemmen OE der Abschnitte 230a und 230b verbunden und eine Leitung 236 ist mit den Ausgangsfreigabeklemmen OE der Abschnitte 230c und 23Od verbunden. Die Leitungen 23Zf und 236 werden nacheinander durch die

709843/0558

- J* " ■■

ABBüF-3- und AERUF-4-Signale vom Aufbau-Verarbeitungsgerät 20 mit Impulsen beaufschlagt, um die gespeicherten ZEIT-Däten in aufeinanderfolgenden bytes wiederzugewinnen, wobei jedes byte aus acht bits besteht.

Der Zeitkreis 102 umschließt einen nicht-gepufferten Signalgenerator 240 (Fig. 7) und einen gepufferten Signalgenerator 242 (Fig. 8)_Φ Der nicht-gepufferte Signalgenerator 240 erzeugt die Zeit signale TSET _s tIdET und THST auf den Leitungen 155 bzw« 159 bzw. 157e Der gepufferte Signalgenerator. 242 spricht auf das TSET-Zeitsignal auf Leitung 155 an und auf das LESEK-Signal von der Abtasteinheit 16_S um die BTEST₃ BTSET₈: BMXi¹R und BMkSi-Zeitsignale auf den Leitungen 226, 214 und 212 zu erzeugen.

Hach Fig. 7 umschließt der nicht-gepufferte Signalgenerator 240 einen Oszillator 244 s einen mit dem Oszillator 244 übereine Leitung 248 verbundenen Zähler 246«, einen mit dem Zähler 246 über eine Anzahl von Leitungen 2.^2. verbundenen Dekoder und zwei Verriegelungskreise 254₉ 256₉ die mit den Ausgängen des Dekoders 250 verbunden sind.

Der Oszillator 244 ist ein Kristalloszillator mit einer Nenn·= frequenz von 10 MHz₅ der unter der Bezeichnung KI09IA von der Firma Motorola in den Handel gebracht wird» Der Oszillator erzeugt einen ¥/ellenzug mit einer Frequenz von 10 MHz auf der Leitung 248₉ um den Zähler 246 periodisch zu erhöhen» Der Wellenzug Sa in Fig«, 9 zeigt den Wellenzug des Oszillators.

Der Zähler 246 kann irgendein Dekadenzähler₉ z.B. Modell 7419O von Texas Instruments _s sein» Der Zähler 246 erzeugt an den Leitungen 252 Signale <, die den binären Zustand des Zählers 246 bezeichnen«, während er periodisch zwischen O und 9 zahlt.

70 9843/0S5 8

Der Dekoder 250 ist ein dualer 1 :Zf-Dekoder, der als 2:8-Dekoder betrieben werden kann. Ein solcher Dekoder ist im Handel als Modell 7*f155 von Texas Instruments erhältlich. Der Dekoder 250 besitzt lingangsklemmen, die mit den Leitungen 252 verbunden sind,und eine Reihe von Ausgangsleitungen 258 sind mit den Verriegelungskreisen 25A- und 256 verbunden. Während der Zähler 2Zf6 zwischen 0 und 9 zählt, setzt der Dekoder 250 aufeinanderfolgend eine der Leitungen 258 alle 100 ns unter Spannung, wobei ein Zeitabschnitt von 300 ns zwischen dem Ausgangszustand 111 und dem darauffolgenden Ausgangszustand 000 verstreicht.

Der Verriegelungskreis 25^- ist mit dem Dekoder 25Ο über die Leitungen 258 verbunden, die die 001-und die 110-Zustände bezeichnen, um die TSET-und die TSET-Ausgangssignale

zu

jeweils auf den Leitungen 155 bzw. 159/erzeugen. Der Verriegelungskreis 25Zf wird beim Auftreten des 001-Zustandes gesetzt, um das TSET-Signal zu erzeugen und wird durch das Auftreten des 11O-Zustandes zurückgestellt, womit er das TSET-Signal erzeugt.

Der Verriegelungskreis 256 ist mit dem Dekoder 25Ο über die Leitungen 258 verbunden, um das TRST-Signal auf der Leitung 157 zu erzeugen. Der Verrxegelungskreis 256 wird beim Auftreten des 11O-Zustandes gesetzt und beim Auftreten des OOO-Zustandes zurückgestellt, wobei er das TRST-Signal erzeugt.

Die Wellenzüge 9a bis Sc in Fig. 9 zeigen die entstandenen TSET- und TRST-Signale. Der Wellenzug 9a zeigt den Ausgang des Oszillators 2.l±l± als eine Rechteckwelle mit 10 MHz. Das TSET-Signal in Fig. 9b besitzt einen Logisch-1-Zustand während des ersten bis fünften Impulses jedes aus 10 Impulsen bestehenden Zyklus und ist während des sechsten bis

709843/0558

zehnten Impulses jedes 1O-Impuls-Zyklus auf Logisch-O. Der Wellenzug 9c zeigt das TRST-Signal als auf Logisch-0 während des zehnten bis einschließlich fünften Impulses jedes 10-Impuls-Zyklus und auf Logisch-1 während des sechsten bis einschließlich neunten Impulses jedes 10-Impuls-Zyklus. Wie'der Vergleich der Wellenzüge 9b und 9c zeigt, gibt es einen Zeitraum von 100 ns, während dessen Dauer das TSET- und das TRST-Signal beide logisch 0 sind. Das erlaubt dem RS-flip-flop, das aus den Gattern 152, 154- besteht, beim Auftreten eines der Aus gangs impulse auf Leitung 1 Zf 9 richtig zu verriegeln.

In Fig. 8 ist der gepufferte Signalgenerator 21+2 als aus einem Paar monostabiler Impulsgeneratoren 260 und 262 bestehend/ die auf das TSET-Signal von Leitung 155 reagieren um jeweils das Zeitsignal BTRST und das Zeitsignal BTSET auf der Leitung 226 bzw. 22if zu erzeugen. Die BTRST-und BTSET-Zeitsignale sind effektiv zweiphasige Taktsignale, die bei einer Frequenz von 1 MHz arbeiten und eine Einschaltdauer von 25 % besitzen. Die Kurvenzüge 9d und 9e zeigen, daß die BTRST- und BTSET-Signale um 250 ns phasenverschobene Signale sind.

Die monostabilen Impulsgeneratoren 260, 262 sind von der Firma Texas Instruments als Modell 74-221 erhältlich als monostabile Dualgeneratoren, bei dem ein Generator durch positive Impulse und ein Generator durch negative Impulse getriggert wird. Jeder Impulsgenerator ist so mit einer Vorspannung versehen, daß das BTRST-Signal als ein 250 ns-Impuls nach der voreilenden Kante jedes TSET-Impulses erzeugt wird und daß das BTSET-Signal als 250 ns-Impuls nach der nacheilenden Kante jedes TSET-Impulses erzeugt wird.

Der gepufferte Signalgenerator 21+2. schließt auch einen Hauptpufferabschnitt ein, der so mit dem Abtastgerät 16 verbunden

709843/0558

ist, daß er die Signale BMXFR und BMBST erzeugt, die das Ende jedes Primärzeitabschnitts anzeigen, während der das Durchschnittsintensitätssignal zu berechnen ist.

Der Hauptpufferabschnitt umschließt ein Gatter 2&1\, das auf das BTSET-Zeitsingal und auf das LESEN-Signal auf Leitung 266 vom Abtastgerät 16 hin reagiert. Ein Verriegelungskreis 268 ist mit dem Gatter 264 über eine Leitung 274 verbunden und erzeugt ein FREIGABE-Signal auf einer Leitung 276 "beim Auftreten der Signale BTSET und LESEN.

Ein Zähler 270 und ein Dekoder 272 sind mit der Leitung 276 verbunden. Eine Leitung 277 verbindet den monostabilen Impulsgenerator 262 so mit dem Zähler 270, daß nach Erzeugung des FEEIGABE-Signals auf Leitung 276 der Zähler 270 nach viermaligem Auftreten des BTSET-Signals um vier Schritte erhöht ist . Der Dekoder 272 ist mit dem Zähler 270 über zwei Leitungen 280 verbunden, damit eine seiner Ausgangsleitungen 282a bis 282d bei jedem der vier Zustände des Zählers 270 beaufschlagt wird. Ein Gatter 284a ist mit der Leitung 282a und mit der Leitung 226 verbunden, um das BMXFB-Signal zu erzeugen, das dann invertiert■'' und der Leitung 21 4 eingegeben wird.

Ein Gatter 284b ist mit der Leitung 282b und der Leitung 226 verbunden, um das BMRST-Signal beim zweiten Zählzustand des Zählers 270 zu erzeugen. Das BMEST-Signal wird umgekehrt und der Leitung 212 eingegeben.

Ein Gatter 284 ist mit der Leitung 282c und der Leitung 226 verbunden, um ein Signal DINT zu erzeugen, das den Datenfluß unterbricht und mit dem Aufbäuverarbeitungsgerät 20 verbunden ist. Das DINT-Signal zeigt an, daß die im Signalverarbeiter 94 gespeicherten Daten zur übertragung zu dem Aufbau-Verarbeitungsgerät 96 bereitstehen. Das DINT-Signal wird über den dritten Zählzustand des Zählers 270 erzeugt.

709843/0558

Der Verriegelungskreis 278 ist mit seinem einen Eingang über die Leitung 282d mit dem Dekoder 262 verbunden, damit er auf den vierten Zählzustand des Zählers 270 hin zurückgestellt wird. Das nimmt das FREIGABE-Signal von der Leitung 276 weg und löscht den Zähler 270, womit der Ablauf des nächsten Primärzeitabschnitts abgewartet wird.

Die Signale LESEN, MBXFR, BMRST und MNT sind als die Wellenzüge 9f bis 9± gezeigt. Das LESEN-Signal wird durch das Abtastgerät 10 erzeugt und besteht in einem Impuls von einer Dauer von etwa 2 its am Ende jedes Primärzeitabschnitts. Das Auftreten des ersten BTSET-Signals führt dazu, daß das BMXFR-Signal in Leitung 21 /f erzeugt wird, wodurch wiederum . die ZEIT-Signale in den Zeitspeicher 116 übertragen werden und die ZÄHLUNG-Signale in den AusgangsVerriegelungskreisen der Stufen 200a-200d verriegelt werden. Das Auftreten des zweiten BTSET-Signals läßt das BMRST-Signal in Leitung 212 entstehen, was die Rückstellung des Zeitzählers II4 und der Stufen 200a bis 20Od herbeiführt. Das Auftreten des dritten BTSET-Signals. verursacht die Erzeugung des DINT-Signals und das Auftreten des vierten BTSET-Signals stellt den Verriegelungskreis 268 zurück.

Es ist auf diese Weise klar ersichtlich, daß eine verbesserte Strahlungsmessungs-und -Verarbeitungsvorrichtung für ein Abtastsystem mit Strahlung geschaffen wurde. Die durchschnittliche Intensität des Strahlenbündels, das während eines primären Zeitabschnitts bei einem Strahlungsdetektor einfällt, wird genau dadurch bestimmt, daß die durchschnittliche Frequenz eines Impulszuges berechnet wird, der während eines sekundären Zeitabschnitts auftritt, dessen Dauer gemäß dem Auftreten der Impulse innerhalb des primären Zeitabschnittes bestimmt wird. Dadurch kann die Dauer des sekundären Abschnitts genau bestimmt werden.» Da die Anzahl der Impulse,

709843/055 8

die innerhalb eines sekundären Abschnitts auftreten, genau bestimmt werden kann, kann die Anzahl der die Intensität darstellenden Impulse genau gemittelt werden, damit man eine Anzeige für die durchschnittliche Intensität des auf den Detektor einfallenden Strahlenbündels erhält. Das Strahlungsabtastsystem zeigt auch einen neuartigen Ladungspumpintegrator. Der Ladungspumpintegrator erzeugt genau die die Intensität darstellenden Impulse mit einem außerordentlich hohen Grad von Wirksamkeit und ohne komplizierte und teure elektronische Bestandteile.

- Patentansprüche -

7098A3/055 8

Leerseite

Claims

j NACHGERCICHT-I

PATENTANWÄLTE

MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW

P 26 5k 106,0 München, den 2 5= ^r//

Picker Corp. P/Co-P 3050

Patentansprüche

1. Abtastsystem, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine Strahlungsquelle ein gerichtetes Strahlungsbündel erzeugt,

b) ein Strahlungsdetektor so angeordnet ist, daß er das Strahlungsbündel empfängt und ein Datensignal mit einem die Intensität des auf den Detektor einfallenden Strahls repräsentierenden Wert erzeugt, und

c) eine Datenverarbeitungseinheit auf das Datensignal hin anspricht und ein Durchschnitts-Intensitätssignal erzeugt, dessen Wert die durchschnittliche Intensität des Bündels während eines primären Zeitabschnitts von vorbestimmter Dauer repräsentiert, wobei die Verarbeitungseinheit einschließt

i) eine Datensignalverarbeitungseinrichtung, die ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Wert das über einen sekundären Zeitabschnitt von variabler, jedoch geringerer Dauer als der des primä-

t ren Zeitabschnitts integrierte Datensignal reij präsentiert und

ii) eine Zeiteinrichtung zur Erzeugung eines Zeitsignals mit einem Wert, der die Dauer des sekundären Zeitabschnitts repräsentiert.

709843/0658

DR. C. MANITZ · DIPL.-INC. M. FINSTERWALD D I P L. - I N C. W. GRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

β MÖNCHEN 22. ROBERTrKOCH-STRASSE 1 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT) MO N CH EN. KO NTO-N UMME R 7 2

TEL. (089) 224211. TELEX 5-29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL. (0711)56 72 61 POSTSCHECK: MÖNCHEN 77062 - 80S

-Z-

Abtastsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung für das Datensignal einen Impulsgenerator umfaßt, der innerhalb des primären Zeitabschnitts eine Impulsreihe erzeugt, deren Frequenz den Wert des Datensignals kennzeichnet, daß die Zeiteinrichtung das Zeitsignal entsprechend der zwischen ausgewählten digitalen Kennzeichen verflossenen Zeit erzeugt, und daß die Datenverarbeitungseinheit einen Komparator einschließt, der den Wert des integrierten Datensignals mit dem Wert des Zeitsignals vergleicht, um das Durchschnittsintensität ssignal zu erzeugen.

Abtastsystem, gekennzeichnet durch

a) eine Strahlungsquelle,

b) Detektoren, die so angeordnet sind, daß sie Strahlung von der Quelle aufnehmen und ein Datensignal erzeugen, dessen Werte die Intensität der auf den Detektor

einfallenden Strahlung kennzeichnen, und

c) Verarbeitungseinrichtungen, die auf das Datensignal ansprechen und ein Durchschnittsintensitätssignal erzeugen, dessen Wert die durchschnittliche Intensität des ßtrahlungsbündels während eines primären Zeitabschnitts kennzeichnet, wobei die Verarbeitungseinrichtung einschließt:

i) einen Datenimpulsgenerator, der das Datensignal in eine Impulsreihe umwandelt, deren Auftrittsfrequenz für den Wert des Datensignals kennzeichnend ist,

ii) einen Zeitgeber, der auf während des primären Zeitabschnitts auftretende Impulse hin ein Zeitsignal erzeugt, das für die Dauer eines sekundären Zeitabschnitts zwischen ausgewählten Impulsen kennzeichnend ist, und

709843/0558

iii) einen Komparator, der die Anzahl der innerhalb des sekundären Zeitabschnitts auftretenden digitalen Repräsentationen mit dem V/ert des Zeitsignals vergleicht,

4. Abtastsystem nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η -

ζ ei c h η e t, daß die Quelle eine Röntgenstrahlenquelle ist und der Detektor einen Szintillator einschließt, der auf den gerichteten Strahl hin ein Datensignal erzeugt, das für die Intensität des Röntgenstrahl repräsentativ ist.

5. Abtastsystem nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator einen Zähler zur Zählung der digitalen Repräsentationen einschließt und daß der Zähler ein Zählsignal erzeugt, dessen Größe für den V/ert des über einen Zeitabschnitt integrierten Datensignals kennzeichnend ist, wobei der Zeitabschnitt mit der ersten, innerhalb des primären Zeitabschnitts auftretenden ausgewählten digitalen Repräsentation beginnt.

6. Abtastsystem nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß es Zeitspeiqher und Datenspeicher enthält, die die Werte des Zeitsignals und des Zählsignals nach jedem einer Folge vorherbestimmter Zeitintervalle speichern und daß der Komparator auf das gespeicherte Zeitsignal hin und auf das gespeicherte Zählsignal hin das Dur.chschnitts-Intensitätssignal erzeugt.

7. Abtastsystem, gekennzeichnet durch

a) eine Röntgenstrahlungsquelle zur Erzeugung eines Röntgenstrahl enbünd eis ,

709843/0558

2654105

b) Er fassungs einrichtungen für den Strahl, die so angeordnet sind, daß sie das Röntgenstrahlenbündel erfassen und einen Impulszug aus Datenimpulsen erzeugen, dessen Wiederholungsfrequenz für die Intensität des auf die Erfassungseinrichtung einfallenden Bündels kennzeichnend ist,

c) Zeiteinrichtungen, die auf die Impulse in dem Impulszug hin ein Zeitsignal erzeugen, dessen Wert für die zwischen ausgewählten Impulsen des Impulszuges verflossene Zeit kennzeichnend ist, wodurch ein Zeitintervall charakterisiert wird,

d) einen Zähler zum Zählen der Impulse des Impulszuges, die innerhalb des Zeitabschnittes auftreten und zum Erzeugen eines Zählsignals, und

e) eine Vergleichseinrichtung, die das Zählsignal mit dem Zeitsignal vergleicht, um ein Durchschnitts-Intensitätssignal zu erzeugen, das die durchschnittliche Intensität des Röntgenstrahlenbündels, das während des Zeitintervalls auf die Strahlungserfassungseinrichtung einfällt, kennzeichnet.

8. Abtastsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung einen Szintillatorkristall und eine Fotovervielfacherröhre einschließt.

9. Abtastsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungserfassungseinrichtung eine Einrichtung umfaßt, die auf einfallende Röntgenstrahlen hin ein analoges Datensignal erzeugt, dessen Wert die Intensität der auf die Erfassungseinrichtung einfallenden Röntgenstrahlen kennzeichnet und daß ein Ladungs-Impuls-Integrator vorhanden ist, der

709843/0558

2554106

a) einen Integrator umfaßt, der auf das analoge Datensignal hin ein Ausgangssignal des Integrators erzeugt und dessen Eingang und Ausgang mit einem Rückkopplungskondensator verkoppelt sind,

b) einen Schwellwertdetektor umfaßt, der mit dem Ausgang des Integrators verbunden ist und ein Detektorausgangssignal jedesmal dann erzeugt, wenn das Ausgangssignal des Integrators den Schwellwert des Schwellwertdetektors überschreitet, und

c) eine Rückkoppeleinrichtung umfaßt, die mit dem Integratoreingang verbunden ist und auf das Ausgangssignal des Detektors hin selektiv den Rückkopplungskondensator um einen ausgewählten Wert jedesmal dann entlädt, wenn ein Detektorausgang erfaßt wird, und dadurch einen der Datenimpulse am Ausgang des Detektors erzeugt.

10. Abtastsystem nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η -

ζ ei c h η e t, daß die Röntgenstrahlenquelle eine Einrichtung zur Erzeugung einer Vielzahl von Bündeln umfaßt, daß die Erfassungseinrichtung für Röntgenstrahlen eine Vielzahl von aus Szintillationskristall und Fotovervielfacherröhre bestehenden Anordnungen umschließt, die eine gleiche Vielzahl von Analogsignalen jeweils zur übertragung auf eine .gleiche Vielzahl von Ladungs-Impuls-Integratoren zu erzeugen, um eine Vielzahl von Impulszügen hervorzurufen, und daß eine gleiche Vielzahl von Zeiteinrichtungen zur Erzeugung der mit jedem Impulszug verbundenen Zeitsignale vorhanden ist.

11. Abtastsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebsvorrichtung zum Abtasten einer Querschnittsebene einer zu beobachtenden Person durch die Strahlenbündel vorhanden ist.

70-9843/0558

12. Abtastsystem, gekennzeichnet durch

a) eine Quelle durchdringender Strahlung zum Erzeugen eines Strahlenbündels,

b) Erfassungseinrichtungen für den Strahl, die so angeordnet sind, daß sie den Strahl erfassen und einen Datenimpulszug erzeugen, dessen Frequenz die Intensität des auf die Erfassungseinrichtung einfallenden Bündels kennzeichnet,

c) eine Einrichtung, die einen primären Zeitabschnitt mit einer ersten Zeitlänge bestimmt,

d) eine Zeiteinrichtung, die ein Zeitsignal erzeugt, das ein Zeitintervall zwischen ausgewählten Impulsen, die innerhalb des primären Zeitabschnitts auftreten, repräsentiert, wobei das Zeitintervall eine geringere als die erste Zeitlänge dauert,

e) Zähleinrichtungen, die die während des Zeitintervalls

auftretenden Impulse zählen und ein Zählsignal erzeugen, das die Anzahl der gezählten· Impulse kennzeich net, und

f) einen Komparator, der das Zählsignal und das Zeitsignal vergleicht.

13. Abtastsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Strahlerfassungseinrichtung

a) ein Szintillatorkristall zur Erzeugung eines analogen .Datensignals und

b) eine Wandlereinrichtung zum Wandeln des Analogsignals in den Zug von Daten-Impulsen eingeschlossen ist.

1/f. Abtastsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zeiteinrichtung

709843/0558

\⁷ " 2854106

a) ein durch den ersten Datenimpuls während des Primärzeitabschnitts betätigter Zeitgeber zur Erzeugung von Zeitsignalen mit Werten, die die seit dem ersten Datenimpuls verflossene Zeit kennzeichnen und

b) eine Speichereinrichtung zur Erzeugung des Zeitsignals eingeschlossen ist, wobei die Speichereinrichtung ein Speiehern des augenblicklichen, von dem Zeitgeber empfangenen Zeitsignals beim Auftreten jedes Datenimpulses während des Abschnitts, der auf den ersten Datenimpuls folgt, bewirkt, wodurch der im Speicher enthaltene Zeitsignalwert beim Auftreten dec letzten Datenimpulses des Intervalls das Zeitsignal ist.

15* Abtastsystem nach Anspruch 1if, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß es weiterhin einen ersten Zähler enthalt, der durch den zweiten und jeden folgenden Datenimpuls im Datenimpulszug während des primären Zeitabschnitts erhöht wird und daß der Zeitgeber einen zweiten Zähler enthält, der die Zeitsignale der Speichereinrichtung jedesmal dann zuführt, wenn der erste Zähler erhöht wird.

16. Abtastsystem für ein Köntgenstrahlenerfassungssystem insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

a) einen auf Röntgenstrahlung ansprechenden Detektor zur Erzeugung eines analogen Signals, das die Menge der auf den Detektor einfallenden Strahlung kennzeichnet,

b) einen Wandler, der auf das Analog-Signal anspricht und einen die Strahlungsmenge kennzeichnenden Impulszug erzeugt,

c) einen Zeitgeber, der auf den Impulszug anspricht und ein Zeitsignal erzeugt, das die zwischen ausgewählten

709843/0558

Impulsen des Impulszuges verstrichene Zeit kennzeichnet und

d) eine Verarbeitungseinheit, die auf den Impulszug und auf das Zeitsignal anspricht und ein Durchschnittsintensitätssignal erzeugt, das die während eines durch das

Zeitsignal gekennzeichneten Zeitabschnitts erfaßte Durchschnittsintensität der Röntgenstrahlen kennzeichnet.

17. Abtastsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor

a) einen Szintillator zur Erzeugung von Szintillationen als Folge der einfallenden Röntgenstrahlung und

b) eine Fotovervielfachereinrichtung umfaßt, die auf die ßzintillationen hin das Analog-Signal erzeugt.

18. Abtastsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeiiungseinheit einen Zähler zum Zählen der Impulse des Impulszuges einschließt.

19. Abtastsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,, daß ein Signalgenerator zur Erzeugung eines Zeitsignals vorhanden ist, das einen primären, das Zeitintervall umschließenden Zeitabschnitt repräsentiert und daß die Zähleinrichtung einen ersten, auf während des Intervalls auftretende Impulse des Impulszuges anspricht, und daß der Zeitgeber

a) einen zweiten Zähler, der auf das Zeitsignal anspricht und ein Zählerausgangssignal ergibt, das den Zeitabschnitt zwischen dem ersten Impuls des Impulszuges und den während des Primär-Zeitabschnitts auftretenden folgenden Impulsen repräsentiert, und

b) eine Speichereinrichtung umfaßt, die auf den Impulszug anspricht und mit dem ersten Zähler verbunden ist, um

70 9 8 43/0558

den Wert des Ausgangssignals des Zählers beim Auftreten jedes der folgenden Impulse zu speichern.

20. Abtastsystem für eine Röntgenstrahlungserfassungseinrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

a) einen Detektor, der auf Röntgenstrahlung anspricht und ein Analogsignal erzeugt, das den Wert der auf ihn einfallenden Strahlung repräsentiert,

b) einen Wandler, der auf das Analog-Signal anspricht und einen Zug von Datenimpulsen erzeugt, der den Strahlungswert repräsentiert,

c) einen Zeitgenerator, der einen vorbestimmten Zeitabschnitt festlegt, während dessen Dauer der Strahlungswert zu bestimmen ist,

d) eine Zeiteinrichtung, die einen zweiten Zeitabschnitt festlegt, dessen Länge durch das Auftreten des ersten und des letzten Impulses des Impulszuges innerhalb des vorbestimmten Zeitabschnitts festgelegt wird, und

e) eine Verarbeitungseinrichtung, die auf die Datenimpulse anspricht und mit der Zeiteinrichtung verbunden ist, um ein Durchschnittsintensitätssignal zu schaffen, das den über den zweiten Zeitabschnitt gemittelten Wert der Strahlung kennzeichnet.

21. Abtastsystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Zeiteinrichtung einen auf die Impulse ansprechenden Zeitgeber zur Erzeugung eines den zweiten Zeitabschnitt repräsentierenden Zeitsignals umschließt,

7£9 843/0558

b) die Verarbeitungseinrichtung einen Zähler umschließt, der die zweiten und folgenden Impulse zählt, die während des vorbestimmten Zeitabschnitts auftreten und ein diese repräsentierendes Zählsignal schafft und

c) die Verarbeitungseinrichtung eine Einrichtung umfaßt, die die Größe des Zählsignals mit der Größe des Zeitsignals vergleicht.

ZZ. Abtastsystem mit einer Schaltung in einem mit Strahlung arbeitenden Bildsystem, das die Frequenz des Auftretens von Impulsen eines Eingangssignals während eines vorbestimmten Abschnitts bestimmt,insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

a) eine erste Zähleinrichtung zum Zählen ausgewählter Impulse des Eingangssignals, die während des vorbestimmten Abschnitts auftreten,

b) eine Zeiteinrichtung zum Schaffen eines Zeitsignals, dessen Wert die zwischen dem Auftreten der ausgewählten Impulse verstreichende Zeit repräsentiert,

c) eine Einrichtung zum Vergleichen der gezählten Impulszahl mit dem Zeitsignal.

23. Abtastsystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiteinrichtung einen auf die Impulse des Eingangssignals ansprechenden Zeitgeber einschließt, der das Zeitsignal zur Kennzeichnung der Dauer des dem Auftreten des ersten und des letzten Impulses des Eingangssignals während des vorherbestimmten Abschnitts entsprechenden zweiten Abschnitts erzeugt.

709843/0558

24. Abtastsystem nach Anspruch 23, dadurch g e k e η η zeichne t,

a) daß die Zeiteinrichtung weiter eine mit dem Zeitgeber verbundene zweite Zähleinrichtung umschließt, um das die Dauer des zweiten Abschnitts repräsentierende Zeitsignal zu schaffen, und

b) daß mit der zweiten Zähleinrichtung ein Speicher verbunden ist, der jedesmal , wenn die erste Zähleinrichtung um einen Schritt erhöht wird, den Wert des Zeitsignals speichert.

25. Abtastsystem nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch

a) einen Datenspeicher zum Speichern des in der ersten Zähleinrichtung während des vorbestimmten Abschnitts aufgelaufenen Zählinhalts und

b) eine Einrichtung zum Rückstellen der ersten Zähleinrichtung, sobald der vorbestimmte Abschnitt abgelaufen ist.

2.G. Abtastsystem, gekennzeichnet durch

a) eine Röntgenstrahlenquelle zur Erzeugung eines gerichteten Röntgenstrahlenbündels,

b) Detektoreinrichtungen, die so angeordnet sind, daß sie das Rontgenstrahlenbündel aufnehmen und die ein Datensignal mit einem Pegel erzeugen, der für die Menge der auftreffenden Röntgenstrahlung repräsentativ ist,

c) einen Ladungs-Pump-Integrator, der auf das Datensignal anspricht und einen Zug von Ausgangsimpulsen erzeugt, der den Pegel repräsentiert, wobei der Ladungs-Pump-Integratorkreis

709843/055

i) einen auf das Datensignal ansprechenden Integrator zur Erzeugung eines integrierten Datensignals und mit einem seinen Eingang mit seinem Ausgang verkoppelnden Rückkoppel-Kondensator,

ii) einen Schwellwertdetektor, der mit dem Ausgang des Integrators zur Erzeugung eines jedesmal, wenn das integrierte Datensignal den Schwellwert des Schwellwertdetektors übersteigt, auftretenden Pegelwechsels verbunden ist, und

iii) eine Rückkoppeleinrichtung umfaßt, die zwischen dem Ausgang des Schwellwertdetektors und dem Eingang des Integrators geschaltet ist, um den Rückkoppelkondensator selektiv jedesmal dann um einen ausgewählten Betrag zu entladen, wenn ein Pegelwechsel erzeugt ist, wodurch einer der Ausgangsimpulse erzeugt wird, und

d) einen Zähler zum Zählen der Ausgangsimpulse während eines Zeitabschnitts, um ein Durchschnitts-Intensitäts-Signal zu erzeugen, das die Intensität des Röntgenstrahlenbündels während des Zeitabschnitts kennzeichnet.

27. Abtastsystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitgeber zur Erzeugung eines für die Dauer des Zeitabschnitts kennzeichnenden Zeitsignals eingeschlossen ist.

28. Abtastsystem nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber auf die Ausgangsimpulse anspricht, um das die zwischen ausgewählten Ausgangsimpulsen verflossene Zeit bezeichnende Zeitsignal zu erzeugen.

29. Verfahren zum Betrieb eines Abtastsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere zur Bestimmung der Durchschnittsfrequenz einer Reihe von während eines Zeit-

709843/0558

abschnitts auftretenden Signal-Impulsen, dadurch g e kennzeichnet, daß

a) die während des Zeitabschnitts auftretenden Impulse der Reihe gezählt werden,

b) der Wert der Impulszählung gespeichert wird,

c) eine Kennzeichnung des zwischen ausgewählten Zählungen verstrichenen Zeitabschnitts gespeichert wird und

d) die Zahl der gespeicherten Zählungen mit dem Wert der mit den gespeicherten Zählungen in Zusammenhang stehenden Zeit verglichen wird.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeich net, daß das Speichern einer Kennzeichnung des Abschnitts einen Vorgang einschließt, bei dem eine Kennzeichnung der zwischen dem Auftreten des ersten Impulses während des Abschnitts und folgender Impulse verstrichenen Zeit gespeichert wird und daß das Zählen einen Vorgang einschließt, bei dem der zweite und folgende, während des Zeitabschnitts auftretende Impulse gezählt werden.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeich net, daß der Zeitabschnitt beim Auftreten des ersten Signalimpulses, der innerhalb des Abschnitts auftritt, eingeleitet wird.

32. Verfahren zum Betrieb eines Abtastsystems, insbesondere unter Messung der Intensität von Röntgenstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Röntgenstrahlung auf einen Strahlendetektor gerichtet wird,

b) mittels des Detektors ein Datensignal erzeugt wird, dessen Pegel die Intensität der auf den Strahlungsdetektor einfallenden Strahlung repräsentiert,

709843/0558

c) das Datensignal in einen Impulszug umgewandelt wird, bei dem die Impulse mit einer Frequenz auftreten, die den Pegel repräsentiert,

d) ein vorbestimmter Zeitabschnitt eingeleitet wird,

e) die während des vorbestimmten Zeitabschnitts auftretenden Impulse des Impulszuges gezählt werden und eine erste Zahl ergeben,

f) ein zweiter Zeitabschnitt von unbestimmter Länge auf das Auftreten eines Impulses innerhalb des vorbestimmten Abschnitts hin eingeleitet wird,

g) ein Zeitsignal, dessen Größe der Dauer des zweiten Zeitabschnitts entspricht, erzeugt wird,

h) der Wert des Zeitsignals auf das Auftreten eines auf den einen Impuls in dem vorbestimmten Abschnitt folgenden Impulses hin gespeichert und damit eine zweite Zahl geschaffen wird und

i) der Wert der ersten Zahl mit dem Wert der zweiten Zahl verglichen wird, um damit die durchschnittliche Intensität der während des zweiten Zeitabschnitts auf den Detektor einfallenden Röntgenstrahlung zu erhalten.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeich net, daß das Einleiten eines zweiten Zeitabschnitts das Einleiten des Abschnitts auf das Auftreten des ersten Impulses hin umfaßt und daß das Zählen das Zählen des zweiten und der folgenden während des vorbestimmten Zeitabschnitts auftretenden Impulse umfaßt.

3k' Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeich net, daß das Speichern das Speichern des V/ertes des Zeitsignals auf jede Zählung der Impulse während des Zählens hin umfaßt.

709843/0558

35. Verfahren zum Betrieb eines Abtastsystems, insbesondere unter Messung der Intensität von auf einen Detektor einfallender Strahlung während eines primären Zeitabschnitts, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t, daß

a) Intensitäts-Repräsentationen erzeugt werden, die mit einer Folge auftreten, die die augenblickliche, während des primären Zeitintervalls erfaßte Intensität kennzeichnet,

b) ein sekundärer Zeitabschnitt mit einer durch die zwischen dem Auftreten von Intensitäts-Repräsentationen während

des primären Zeitabschnitts verstrichene Zeit bestimmten Dauer gebildet wird und

c) die Anzahl der während des sekundären Zeitabschnitts auftretenden Intensitäts-Repräsentationen gemessen wird.

36· Verfahren nach Anspruch 35 > dadurch g" e k e η η ζ eic h η e t, daß die gemessene Zahl mit dem der Dauer des sekundären Zeitabschnitts entsprechenden Wert verglichen wird.

37· Abtastsystem mit einer Vorrichtung zum Messen der auf einen Detektor während eines primären Zeitintervalls einfallenden Strahlung, gekennzeichnet durch

a) eine Einrichtung zum Erzeugen von Intensitäts-Repräsentationen, die mit einer Folge auftreten, die für die Intensität während des primären ZeitIntervalls kennzeichnend ist,

b) eine Einrichtung zur Errichtung eines sekundären Zeitabschnitts mit einer Dauer, die durch das Auftreten der Intensitäts-Repräsentationen während des primären Zeitabschnitts bestimmt ist,

709843/0558

c) Einrichtungen zum Messen der Zahl der Intensitäts-Repräsentationen, die innerhalb des sekundären Zeit-, abschnitts auftreten, und

d) Einrichtungen zum Vergleichen der gemessenen Zahl mit dem Wert, der der Dauer des sekundären Zeitabschnitts entspricht.

709843/0558