DE2708612A1 - Vorrichtung zur gewinnung eines roentgenstrahlbildes in einer querschnittsebene eines objekts - Google Patents
Vorrichtung zur gewinnung eines roentgenstrahlbildes in einer querschnittsebene eines objektsInfo
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Description
B 8190
NIHON DENSHI KABUSHIKI KAISHA 1418 Nakagamicho, Akishimashi, Tokyo, 196 JAPAN
Vorrichtung zur Gewinnung eines Röntgenstrahlbildes in einer Querschnittsebene eines Objekts
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Röntgenstrahlbildes in einer Querschnittsebene eines Objekts, insbesondere
eines organischen Aufbaus, wie beispielsweise des Körpers eines Lebewesens, und eignet sich auch zur Untersuchung von menschlichen
Körpern. Man kann dabei eine dreidimensionale Untersuchung mit Hilfe von Röntgenbestrahlung gewinnen.
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Ein Verfahren zur Untersuchung von Objekten mit Hilfe von Röntgenstrahlen
ist als Rechnertomographie in neuerer Zeit entwickelt worden. Man erhält hierbei mehr Informationen über das zu untersuchende
Objekt als das bisher mit dem herkömmlichen Röntgenstrahlprojektionsbild möglich ist. Bei diesem Verfahren wird die Röntgenstrahlen
erzeugende Quelle um eine Längsachse des zu untersuchenden Objekts, beispielsweise eines menschlichen Körpers, gedreht, so daß die Röntgenstrahlen
der Strahlenquelle jeweils durch eine auswählbare Querschnittsfläche des zu untersuchenden Objekts hindurchdringen. Die
hindurchgetretenen Röntgenstrahlen werden mit Hilfe eines Detektors der mit mehreren kleinen Detektorelementen ausgestattet ist, empfangen.
Auf diese Weise wird jeder hypothetische Mikromatrixbereich
innerhalb der ausgewählten Querschnittsebene mehrfach in einer solchen Anzahl bestrahlt, als Richtungen des Röntgenstrahl vorhanden
sind. Die Ergebnisse werden dann empfangen. Die empfangenen Ausgänge werden in einen Rechner gegeben, welcher die Rönt genstrahlabsorptionskoeffizienten
an jedem Mikromatrixbe reich aufgrund der empfangenen Daten und der Positionsdaten der jeweiligen Bestrahlungswege
errechnet. Das Röntgenstrahlbild der Querschnittsebene erhält man dann durch Wiedergabe der entsprechenden Werte, die
den Röntgenstrahlabsorptionskoeffizienten der entsprechenden Matrixbereiche proportional sind, in zweidimensionaler Form.
Bei diesem Verfahren treten jedoch noch Schwierigkeiten auf, insbesondere
benötigt man eine relativ komplizierte Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Ferner benötigt man eine relativ lange
Meßzeit, um die notwendige Information für ein Röntgenstrahlbild in einer Querschnittsebene zu erhalten.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Gewinnung
eines Röntgenstrahlbildes in einer Querschnittsebene eines Objekts
zu zeigen, mit der eine Verringerung der Meßzeit zur Erzielung eines Röntgenstrahlbildes in einer Querschnittsfläche des zu untersuchenden
Objekts erzielt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Vorrichtung zur
Erzielungeines zweidimensionalen Bildes einer Röntge ns t rah labs or ptionsverteilung
für eine Querschnittsebene eines Objektes vor, welche folgende Merkmale aufweist:
a) eine Elektronenstrahlquelle zur Erzeugung eines Elektronenstrahls,
b) ein Target, welches ringförmig ausgebildet ist oder aus Ringteilen
besteht, zur Erzeugung eines Röntgenstrahles,
c) eine Fokussiereinrichtung zum Fokussieren des Elektronenstrahls
auf das Target,
d) eine Schwenkeinrichtung zum Verschwenken des Elektronenstrahls
auf dem Target,
e) eine Strahlführungseinrichtung mit einem Spalt oder mehreren Spalten zum Ausrichten eines fächerförmigen RÖntgenstrahls auf
das Objekt,
f) einen Detektor zum Empfangen und Messen der Intensität eines jeden
RÖntgenstrahls, der durch das Objekt hindurchgetreten ist, unter Verwendung mehrerer kleiner Detektorelemente,
g) einen Speicher zum Speichern der Ausgänge des Detektors in Übereinstimmung
mit den Ausgangssignalen der Verschwenkeinrichtung,
h) einen Rechner zum Ermitteln des Absorptionswertes für jeden Mikromatrixbereich
in der Querschnittsebene aus den im Speicher gespeicherten Daten und
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i) ein Wiedergabegerät zur Wiedergabe der errechneten Absorptionswerte in zweidimenstonaler Form.
Bei der Erfindung kommt demnach eine Röntgenstrahl erzeugende Säule
zur Anwendung, welche in vorteilhafter Weise so ausgebildet sein
kann, daß ein feinfokussierter Elektronenstrahl ein ringförmiges Target
bestrahlt. Das Target sendet einen fächerförmigen Röntgenstrahl aus, dessen Aufnahmerichtung durch Verschieben des feinfokussierten
Elektronenstrahls über das insbesondere ringförmige Target verändert wird. Ein Röntgenstrahldetektor, welcher dem Target gegenüberliegend
angeordnet ist, empfängt die Röntgenstrahlen, welche durch eine Querschnittsebene
eines Objekts, beispielsweise eines menschlichen Körpers, hindurchgetreten sind. Das zu untersuchende Objekt befindet
sich dabei zwischen dem Target und dem Röntge nstrahldetektor. Ein Schwenksignal wird an Ablenkmittel gelegt, so daß der den Röntgenstrahl
erzeugende Fleck um die Achse des Targets wandert. Die Ausgangssignale der Ablenkeinrichtung und des Detektors werden durch
einen Speicher gespeichert. Eine Rechnereinrichtung ermittelt dann die Röntgenstrahlabsorptionskoeffizienten für jeden Mikromatrixbereich
in der Querschnittsebene des Objekts. Es werden dementspreckende Ausgangssignale erzeugt, die an ein Bildwiedergabegerät geliefert
werden, so daß dieses ein Röntgenstrahlbild der untersuchten Querschnittsebene
des Objekts wiedergibt.
Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß das mechanische Messen
bei der Durchführung der Computertomographie wesentlich vereinfacht ist bzw. ganz wegfallen kann.
Die Erfindung bedient sich einer Röntgenstrahl erzeugenden Einrichtung,
welche Ablenkmittel aufweist, die den Elektronenstrahl ablenken bzw. in Drehung oder Schwenkung versetzen, so daß dieser über die
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Oberfläche des Targets, welches insbesondere ringförmig oder aus
Ringteilen aufgebaut ist, wandert. Auf diese Weise ändert sich die Richtung des Röntgenstrahls, welcher das Objekt bestrahlt, in entsprechender Weise.
In den beiliegenden Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Anhand dieser Zeichnungen soll die Erfindung noch
näher erläutert werden. Es zeigen:
beispiels der Erfindung;
Fig. 2 und 3 Querschnitte des in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels;
und 5 verwendet werden, und
Das in der Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt ein ringförmiges Target 1, welches am einen Ende einer glockenförmigen Vakuumsäule 2 angeordnet ist. Ein Elektronenstrahl 3, welcher durch eine Elektronenstrahlquelle 4 erzeugt wird, wird mit Hilfe einer Kondensorlinse 5 fokussiert und durch Ablenkmittel 6 und 7
abgelenkt in der Weise, daß die Oberfläche des ringförmigen Targets m it einem Elektronenstrahl mit äußerst geringem Durchmesser bestrahlt wird. Der Querschnitt des Elektronenstrahls ist elliptisch ausgebildet. Von den Ablenkmitteln 6 und 7 ist letzteres aus zwei koaxialen
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ringförmigen Elektroden gebildet. Die Ablenkmittel werden von einem
Ablenksignalgenerator 8 mit Signalen versorgt, so daß der Elektronenstrahl kontinuierlich oder digital auf einem Kreis auf dem Target 1
wandert. Der Ablenksignalgenerator 8 wird durch eine Drehbewegungs- bzw. Schwenkbewegungssteuerschaltung 9 gesteuert. Ein Stigmator 10
ist an eine StigmatorspannungsqueUe 11 angeschlossen. Die Stigmatorspannungsquelle wird durch die Steuerschaltung 9 gesteuert. Der Stigmator 10 dient zur Kompensation von Störungen der Querschnittsgestalt
des auf die Targetoberfläche gerichteten Elektronenstrahls. Diese können beispielsweise durch die Ablenkmittel 6 und 7 hervorgerufen sein.
Die Steuerschaltung 9 steuert außerdem eine Elektronenstrahlquellensteuerschaltung 12. Letztere dient hinwiederum zur Steuerung der
Elektronenstrahlquelle 4. Auf diese Weise - d.h. durch Steuerung der Elektronenstrahlquelle 4 - ist es möglich, das Target nur während
der Zeit zu bestrahlen, während welcher ein Objekt 13, beispielsweise ein Patient, untersucht werden soll. Auf diese Weise verhindert
man, daß die Temperatur des Targets über einen kritischen Wert hinaus ansteigt.
Eine Strahlführungseinrichtung 14 und ein Detektor 15, welcher mehrere Detektorelemente aufweist, sind einander gegenüberliegend angeordnet und werden von einem ringförmigen Träger 16 getragen. Der
ringförmige Träger 16 kann durch einen Motor 17 in Drehung versetzt werden. Die Drehung des ringförmigen Trägers 16 wird durch die
Steuerschaltung 9 über eine Motorsteuerschaltung 18 gesteuert. Auf
einem Röntgenstrahltisch 19 ruht der Patient 13. Die Höhe des Tisches kann so eingestellt werden, daß die Längsachse des Patienten mehr
oder weniger mit der mittleren Achse des ringförmigen Trägers 16 und mit dem Mittelstrahl der Elektronenstrahlquelle 4 übereinstimmt.
Die Position des ringförmigen Trägers 16 und die Lage des den Röntgenstrahl aussendenden Punktes auf dem Target werden durch die
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-JK-
Steuerschaltung 9 in der Weise gesteuert, daß ein fächerförmiger
Röntgenstrahl 21 durch eine Querschnittsebene 22 des Patienten 13, durch ein Röntgenstrahlfenster 2a und einen Spalt der Strahlführungseinrichtung
14 hindurchgelangt. Anschließend werden die durch das Objekt hindurchgetretenen Röntgenstrahlen durch den Detektor 15
empfangen.
Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt der Vorrichtung in der Fig. 1 entlang
der Schnittlinie A-A'. Aus dieser Figur ist zu ersehen, daß der Fleck, welcher vom Elektronenstrahl getroffen bzw. bestrahlt wird,
ändert,
intermittierend seine Lage / wie das durch Pl, P2, P3, P4 ... Pn
intermittierend seine Lage / wie das durch Pl, P2, P3, P4 ... Pn
dargestellt ist. Diese schrittweise Verschiebung erfolgt synchron mit
dem ringförmigen Träger 16. Zu diesem Zweck sind zwei Ablenksignale vorgesehen, welche an die Ablenkmittel 6 gelegt werden. Diese Signale
werden durch schrittweises Dividieren von sinusförmigen und cosinusförmigen Signalen gewonnen. Detektorelemente 15a, 15b ... 15n
sind mit Kollimatoren ausgestattet, so daß der Empfang von gestreuten Röntgenstrahlen verhindert wird.
Beim Ausführungsbeispiel in der Fig. 1 bestrahlt der fächerförmige
Röntgenstrahl 21 die Querschnittsebene 22 des Patienten 13 und gelangt durch diese hindurch. Die Bestrahlung erfolgt in mehreren unterschiedlichen
Richtungen in drei Gradintervallen. Die durch das Objekt hindurchgetretenen Röntgenstrahlen werden durch die Detektorelemente
15a, 15b ... 15n empfangen und gemessen. Die Röntgenstrahlintensität
ändert sich in Abhängigkeit von der Röntgenstrahlabsorption an jedem Durchtrittsweg eines Röntgenstrahles im Objektkörper.
Die Ausgangssignale des Detektors 15 werden durch einen Speicher 23 zusammen mit einem Signal, welches gleichzeitig vom
Ablenksignalgenerator 8 an den Speicher geliefert worden ist, gespeichert. Das Signal des Ablenkgenerators gibt die Position des den
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'4/1.
Röntgenstrahl erzeugenden Punktes bzw. die die Röntgenstrahl erzeugende Stelle auf der Targetoberfläche an. Die im Speicher 23 gespeicherte Information wird in eine Rechnerschaltung 24 geleitet, welche
den Röntgenstrahlabsorptionskoeffizienten eines jeden hypothetischen Matrixbereiches auf der Querschnittsebene 22 des Patienten 13 ermittelt. Die den ermittelten Werten proportionalen Signale werden an ein
Bildwiedergabegerät 25 geliefert, welches ein Röntge ns trahlbild der Querschnittsebene 22 wiedergibt.
Beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Drehbewegung
des ringförmigen Trägers 16 und das Wandern der Röntgenstrahl erzeugenden Stelle auf der Targetoberfläche intermittierend ausgeführt.
Es ist jedoch auch möglich, den ringförmigen Träger 16 kontinuierlich in Drehbewegung zu versetzen, wie das in Fig. 3 dargestellt ist. Auf
diese Weise wird eine genauere Steuerung des mechanischen Antriebes des Trägers ermöglicht. In diesem Fall wird der ringförmige Träger 16 kontinuierlich mit einer konstanten Geschwindigkeit während
der Zeit angetrieben, während welcher die vom Elektronenstrahl bestrahlte Stelle momentan bei Pl, P2 ... P anhält. Da die Strahlführungseinrichtung 14' und der Detektor 15' in die Positionen 14" und
15" verschoben werden, ist es von Vorteil, den Spalt in der Strahlführungseinrichtung und das Röntgenstrahlfenster zu erweitern sowie
die Anzahl der Detektorelemente zu erhöhen. Auf diese Weise läßt sich der Einfluß der Verschiebung aufheben.
Anstelle eines ringförmigen Targets kann man auch Ringsegmente für
das Target verwenden. Wenn man in diesem Fall die Drehbewegung des ringförmigen Trägers 16 durch entsprechende bauliche Abänderungen auf 300° begrenzt, erhält man ein Röntge nstrahltomographiebild mit fast der gleichen Bildqualität wie im Falle des Ausführungsbeispiels Inder Fig. 1.
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Die Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei
welchem der Empfang der Röntgenstrahlen sich gegenüber dem im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 unterscheidet. Sich entsprechende
Teile besitzen die gleichen Bezugszeichen wie beim Ausführungsbeispiel in der Fig. 1. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 besitzt ein
ringförmiger Röntgenstrahldetektor 26 mehrere winzige Detektorelemente 26a, 26b ... 26n, welche an der Säule 2 befestigt sind. Eine
Röntgenstrahlführungseinrichtung 27 ist mit sechs Spalten 27a, 27b 27f ausgestattet, welche mit regelmäßigen Abständen voneinander auf
einem ringförmigen Träger, der durch den Motor 17 in Drehbewegung versetzt werden kann, angeordnet sind. Der Motor 17 wird durch eine
Rechnersteuerschaltung 29 über die Drehbewegungssteuerschaltung 9 und die Motorsteuerschaltung 18 gesteuert. Die Lage der Spalte der
Strahlführungseinrichtung 27 wird durch einen Rotationsdetektor 30
ermittelt. Dieser erfaßt auch die Rotation des ringförmigen Trägers Das Ausgangssignal des Rotationsdetektors 30 wird zur Positionierung
der Röntgenstrahl erzeugenden Stelle auf dem Target verwendet. Hierzu wird dieses Ausgangssignal an den Ablenksignalgenerator 8 und
eine Blendenspannungsquelle 31 geliefert. Die Blendenspannungsquelle 31 versorgt eine Ablenkeinrichtung 32 mit Signalen, so daß verhindert
wird, daß der Elektronenstrahl 3 durch einen Spalt 33 während der Zeit gelangt, während welcher das Objekt 13 durch den Röntgenstrahl
nicht bestrahlt werden soll. Um dies zu erreichen, besitzen die Ablenkeinrichtung 32 und der Spalt 33 die gleiche Wirkungsweise
wie die Elektronenstrahlquellensteuerschaltung 12 im Ausfüh rungs be ispiel der Fig. 1. Das Ausgangssignal des Rotationsdetektors 30 wird
in den Speicher 23 zusammen mit einem Ausgangssignal einer Signalverarbeitungsschaltung
34 geliefert. Dadurch wird erzielt, daß das Ausgangssignal des Röntgenstrahldetektors 26 in Abhängigkeit bzw.
in Beziehung gesetzt ist mit dem Steuersignal der Rechnersteuerschaltung 29. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Richtung des
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fächerförmigen Röntgenstrahl leicht gegenüber der zur Achse des
ringförmigen Trägers 28 senkrechten Querschnittsebene geneigt. Auf diese Weise erzielt man einen Empfang des Röntge ns tr ah Is durch den
ringförmigen Detektor 24 ohne Beeinträchtigung durch die Strahlführungseinrichtung
27.
Die Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel der
Fig. 4. Die durch den Elektronenstrahl bestrahlte Stelle auf dem Target ist durch Steuersignale bestimmt, welche in den Fig. 6a und b
dargestellt sind. Diese Steuersignale werden an die Elektronenstrahlablenkmittel
6 und 7 gelegt. Diese Steuersignale gewinnt man durch schrittweises Dividieren der sinusförmigen und cosinusförmigen Signale
in gleichen Zeitabständen und durch leichtes Verschieben der Phase der sinus- und cosinusförmigen Signale zum Ende eines jeden
Zyklus hin. Hieraus ergibt sich, daß die durch den Elektronenstrahl bestrahlte Stelle auf dem Target aufeinanderfolgend verschoben wird
von .,P1 —» tPo —>
.P„ —> ... —»,P.. Anschließend erfolgt die Ver-
11 la Iu 10
Schiebung von „P. —4 -P» —>
-P3 —» ... —>
»P«. Dies wiederholt sich, bis zwanzig Folgen vollendet sind. In diesem Fall dreht sich die Strahlführungseinrichtung
schrittweise, beispielsweise um 3 für jede Schwenkbewegung des Elektronenstrahls auf dem Target. Auf diese
Weise wird der Spalt mit der Mittelachse 20 des ringförmigen Trägers 16 und der jeweiligen bestrahlten Stelle in den einzelnen Bestrahlungsfolgen
ausgerichtet. Nachdem der Elektronenstrahl 20 Targetumdrehungen vollendet hat, hat sich die Strahlführungseinrichtung 60 χ
(3 χ 20) verschwenkt bzw. gedreht. Auf diese Weise erzielt man, daß die Lage des Spaltes in der Strahlführungseinrichtung die gleiche ist,
wie zu Beginn der Messung. Eine vollständige Meßfolge enthält daher
120 (2 χ 60) Röntgenstrahlbestrahlungen, von denen jede eine andere
Richtung aufweist.
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• /IM.
Wenn die Strahlführungseinrichlung sich mit etwa 1. 800 Umdrehungen
pro Minute dreht, dauert eine volle Messung weniger als 1/30 Sekunde.
Wenn man die Strahlführungseinrichtung kontinuierlich anstelle der
schrittweisen Drehung in Drehung versetzt, ist es notwendig, daß man die Spalte in der Strahlführungseinrichtung verlängert. Die Gründe
hierfür sind im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 3 angegeben.
Die Erhöhung der Zahl der Spalte in der Strahlführungseinrichtung und die Änderung des Drehwinkels der Strahlführungseinrichtung pro
Umdrehung des Elektronenstrahls auf dem Target verursachen keine Schwierigkeiten. Wenn man beispielsweise die Strahlführungseinrichtung
während der Messung stationär hält, kann man innerhalb einer sehr kurzen Zeit ein Röntgenstrahltomographiebild mit niedriger Auflösung
erhalten.
Die entsprechenden Ausgänge der Röntgenstrahldetektorelemente 26a,
26b ... 26n werden in Verstärkern 35a, 35b ... 35n verstärkt,durch
Integratorschaltungen 36a, 36b .. . 36n integriert und über Halteschaltungen
37a, 37b ... 37n in einen Multiplexer 38 eingegeben. Der Multiplexer 38 wählt die erforderlichen Ausgänge der Haltes cbaltungen
aus und leitet sie in den Speicher 23 über einen A-D-Wandler 39.
Die Rechnersteuerschaltung 29 sendet ein Rückstellsignal an die Integratorschaltungen
36a, 36b ... 36n und ein Signal an den Multiplexer jedesmal dann, wenn der durch den Elektronenstrahl auf dem Target
bestrahlte Punkt sich ändert. Auf diese Weise werden die erforderlichen Meßdaten gespeichert und weiterverarbeitet, bevor sie als Tomographiebild
einer Querschnittsebene eines Objekts wiedergegeben werden.
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- Kf-
Die Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 8 zeigt einen Querschnitt durch dieses Ausführungsbeispiel entlang der Schnittlinie B-B'. In der Figur sind Röntgenstrahl erzeugende Säulen 40, 50 und 60 mit identischem Aufbau symmetrisch in
einer zylindrischen Kammer 70 angeordnet. Die zylindrische Kammer 70 ist drehbar durch Stützen 71 und 72, welche an einer Grundplatte 73 befestigt sind, abgestützt. Jede Säule ist mit einer Elektronenstrahlquelle 41, 51 bzw. 61 (51 und 61 sind nicht dargestellt) ausgestattet. Diese erzeugen jeweils einen Elektronenstrahl 43, 53 bzw.
(53 und 63 sind nicht dargestellt). Kondensorlinsen 42, 52 bzw. 62
(52 und 62 sind nicht dargestellt) dienen zum Sammeln der Elektronenstrahlen auf Targets 44, 54 bzw. 64 (54 und 64 sind nicht dargestellt).
Ablenkmittel 45, 55 bzw. 65 (55 und 65 sind nicht dargestellt) dienen zum rotierenden Ablenken der entsprechenden Elektronenstrahlen auf
den entsprechenden Targets. Diese beschreiben Kreise, deren Mittelachsen mit der Mittelachse der zylindrischen Kammer 70 zusammenfallen. Dies ist durch die entsprechenden Auftreffstellen
1Q3' 1Q4' 1Q5' 2Q1· ··· 2Q5' 3Q1 ''' 3 Q5 dargesteUt·
Strahlführungseinrichtungen 46, 56 und 66 (56 und 66 sind nicht dargestellt) sind jeweils mit fünf Spalten ausgestattet. Von den Targets
44, 54 und 64 werden demzufolge fächerförmige Röntgenstrahlen 47a, 47b und 47c ausgesendet. Diese werden durch die auftreffenden Elektronenstrahlen erzeugt. Die Röntgenstrahlen sind in Richtung auf das
Objekt 13 gerichtet und gelangen durch dieses hindurch. Das Objekt befindet sich auf dem Tisch 19. Die Röntgenstrahlen gelangen dabei
durch Röntgenstrahlfenster 40a, 50a, 60a (50a ist nicht näher dargestellt).
Detektoren 48, 58 und 68 sind den zugeordneten Targets 44, 54 und
gegenüberliegend angeordnet. Die Detektoren sind mit mehreren winzigen Röntgenstrahldetektorelementen ausgestattet, welche die durch
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das Objekt 13 hindurchgetretenen Röntgenstrahlen erfassen. Die Ausgänge
dieser Detektoren werden in der gleichen Weise wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 verarbeitet. Die verarbeiteten Signale werden
durch einen nicht näher dargestellten Speicher zusammen mit den Signalen, die die Position bzw. den Drehwinkel der zylindriscnen Kammer
70 angeben, sowie mit den an die Ablenkmittel 45, 55 und 65 angelegten Signalen gespeichert. Die Ausgangssignale des Speichers
werden an ein Wiedergabegerät weitergegeben, welches ein tomographisches Bild der gewünschten Querschnittsebene des Objekts 13 wiedergibt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel bestrahlen drei fächerförmige
Röntgenstrahlen gleichzeitig das Objekt 13 aus drei verschiedenen Richtungen. Der Empfang durch die Detektoren erfolgt ebenfalls durch
drei Röntgenstrahldetektoreη. Man erhält daher Bestrahlungsdaten
für neun Bestrahlungsrichtungen allein durch Ablenkung der Elektronenstrahlen, ohne daß hierzu die zylindrische Kammer 70 gedreht
werden muß. Durch zusätzliches Drehen der zylindrischen Kammer läßt sich eine Vielzahl von Daten ermitteln, welche einer großen Anzahl
von verschiedenen Bestrahlungsrichtungen zugeordnet werden kann. Man kann eine rasche Meßfolge erhalten. Diese kann synchronisiert
sein mit verschiedenen Signalen äußerst kurzer Zeitdauer. Man kann daher tomograph is ehe Aufnahmen von Organen eines Lebewesens,
beispielsweise vom Herz, ohne weiteres gewinnen. Man kann dabei Veränderungen der Gestalt in kontinuierlicher Aufeinanderfolge
untersuchen; beim Herz beispielsweise das Erweitern und Zusammenziehen des Herzmuskels. Insofern ist es möglich, in einfacher Weise
mit Hilfe von Signalen, welche das zu untersuchende Organ überwachen, aufeinanderfolgende Bilder zu erhalten. Außerdem kann man
die Anzahl der Röntgenstrahl erzeugenden Säulen erhöhen oder verringern.
Das gleiche gilt auch für die Anzahl der Spalten in den Röntge nstrah If ührungseinr ich tungen.
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Claims (10)
- Pate ntanspr üche\1. Vorrichtung zur Erzeugung eirjeji, zweidimensional^ Bildes einer Röntgenstrahlabsorptionsverteilung einer Querschnittsebene eines Objekts mit einer Elektronenstrahlquelle zur Erzeugung eines Elektronenstrahls, der mittels einer Fokussiereinrichtung auf ein Target gerichtet ist, einer Strahlführungseinrichtung, welche den vom Target kommenden Röntgenstrahl auf ein Objekt richtet, einem Röntgenstrahldetektor zum Empfangen und Messen der durch das Objekt hindurchgetretenen Röntgenstrahlen und mit einer Rechnereinrichtung, welche die vom Detektor weitergegebenen Werte für die Wiedergabe mit einem Wiedergabegerät aufbereitet, dadurch gekennzeichnet, daß das Target (1; 44) kreisförmig bzw. teilkreisförmig ausgebildet ist und der auf das Target gerichtete Elektronenstrahl (3; 43) mit Hilfe der Ablenkmittel (6, 7;45) insbesondere auf einer Kreisbahn verschwenkt wird, daß die Strahlführungseinrichtung (14; 27; 46) mit einem oder mehreren Spalten ausgestattet ist, durch welche der aus den auf dem Target auftreffenden Elektronenstrahlen resultierende fächerförmige Röntgenstrahl auf das Objekt (13) gerichtet wird, und daß der dem Target gegenüberliegende Detektor (15; 26; 48, 68) mit mehreren Detektorelementen ausgestattet ist, deren Ausgänge mit einem Speicher (23) verbunden sind, in welchem die den von den Detektorelementen empfangenen Röntgenstrahlen zugeordnete Ablenksignale für die Ablenkmittel (6; 45) gespeichert sind.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenstrahlquelle (4),das kreisförmige bzw. teilkreisförmige Target (1), die Fokussiereinrichtung, die Ablenkmittel (6) zum Verschwenken des Elektronenstrahls in einer glockenförmigen Vakuumsäule angeordnet sind.709835/1002 ORIGINAL INSPECTED
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkmittel (6, 7) mehrstufig ausgebildet sind, wobei eine Ablenkstufe zwei koaxiale ringförmige Elektroden (7) aufweist.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlführungseinrichtung (14, 27, 46) sowie der Röntge η-Strahldetektor synchron mit der Betriebsweise der Ablenkmittel (6, 7, 45) verschwenkt bzw. gedreht werden.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlführungseinrichtung synchron zur Arbeitsweise der Ablenkmittel (6, 7) mechanisch gedreht wird und daß der Detektor ortsfest angeordnet ist.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlführungseinrichtung und der Detektor ortsfest angeordnet sind.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh- bzw. Verschwenkgeschwindigkeit des Elektronenstrahls auf der Oberfläche des Targets ein Mehrfaches der Dreh- bzw. Verschwenkgeschwindigkeit der Strahlführungseinrichtung ist.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor kreisförmig bzw. teilkreisförmig ausgebildet ist und ortsfest angeordnet ist.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Röntgenstrahl erzeugende Säulen (40, 50, 60) zur Erzeugung fächerförmiger Röntgenstrahlen symmetrisch um das Objekt (13), welches sich in einer Kammer (70) befindet, angeordnet sind.709835/1002
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenstrahl erzeugenden Säulen (40, 50, 60) an dem Gehäuse der Kammer (70) befestigt sind und daß das Gehäuse der Kammer (70) drehbar gelagert ist und daß im Speicher (23) neben den Ausgangssignalen der Detektoren und der Ablenksignale für die Ablenkeinrichtungen in den Röntgenstrahl erzeugenden Säulen die Drehsignale zum mechanischen Verschwenken bzw. Verdrehen der Kammer (70) gespeichert sind.709835/1002
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