DE2738954C2

DE2738954C2 - Vorrichtung zum Rekonstruieren eines Transversalschichtbildes eines Objektes aus Signalprofilen

Info

Publication number: DE2738954C2
Application number: DE2738954A
Authority: DE
Inventors: Simon Bloemendaal Duinker
Original assignee: OPTISCHE INDUSTRIE DE OUDE DELFT DELFT NL NV
Current assignee: OPTISCHE INDUSTRIE DE OUDE DELFT DELFT NL NV
Priority date: 1976-09-08
Filing date: 1977-08-30
Publication date: 1985-02-28
Also published as: IL52900A0; CH625953A5; IL52900A; FR2364020B3; CA1087759A; IT1084744B; SE7710047L; NL7609963A; US4200931A; GB1583054A; DE2738954A1; JPS5334488A; FR2364020A1

Description

ίο Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Rekonstruieren eines Transversalschichtbildes eines Objektes aus Signalprofilen, wobei jedes Signalprofil eine Vielzahl von Datenpunkten enthält, die der Absorption von Objektpunkten längs Strahlenlinien eines Röntgen- oder Gammastrahlenfachers entsprechen, mit einer Speichervorrichtung für die Signalprofile, und mit einer Uvnwandlungsvorrichtung für die Umwandlung dieser Profile in gefaltete Profile, wobei die Profile mit einer passenden eindimensionalen Funktion gefaltet werden, und mit Hilfe der Rückwärtsprojektion das gewünschte Transversalschichtbild erzeugt wird.

Eine solche Vorrichtung ist in der älteren in der DE-OS 27 20 994 abgedruckten Patentanmeldung beschrieben.

Aus einem Aufsatz »Modellvorstellungen zur Bildaufzeichnung bei der Computertomographie«, veröffentlicht in Electromedica 1/76, Seiten 19-25, ist es bekannt, eine derartige Faltung mit Hilfe eines Computers durchzuführen. Dabei wird erwähnt, daß für spezielle Anwendungsfalle, wo die Genauigkeitsanforderungen nicht so hoch sind, der Computer durch eine billigere optische Vorrichtung, d. h. Mittel der kohärenten Optik, ersetzt werden kann. Allerdings setzt diese Technik Strahlenbündel voraus, die aus zueinander parallelen Strahlen aufgebaut sind.

In »IEEE Transactions On Biomedical Engineering«, volume BME-21, Nr. 3, Mai 1974, Seiten 214-219, ist ein optisches System beschrieben, das mit einem zweidimensionalen Faltungsfilter arbeitet und bei dem ein »layergram«, d. h. ein Oberlagerungsbild einer Vielzahl von Spreizbildern (streifenartige Signalprofile) mit einer passenden zweidimensionalen Funktion korrigiert (gefaltet) wird.

Die vorstehenden Techniken setzen voraus, daß die Röntgen- oder Gammastrahlenbündel, die Ausgang der Signalprofile sind, aus zueinander parallelen Strahlen aufgebaut sind.

Die ältere in der DE-OS 27 31621 abgedruckte Anmeldung beschreibt eine Vorrichtung für die Umwandlung der Signalprofile, wobei jedes Signalprofil eine Vielzahl von Datenpunkten enthält, die der Absorption von Objektpunkten längs Strahlenlinien eines Röntgen- oder Gammastrahlenfachers entsprechen, in solche Signalprofile, die in der jeweiligen Winkelstellung (die eine Strahlungsquelle in Beziehung des Objektes einnimmt) durch parallele Strahlen erhalten werden.
Eine solche llmwandlungsvomchtung umfaßt eine Speichervorrichtung fiir die Signalprofile, eine Eintragungs-Adressiervorrichtung zur Steuerung der Speicherung der Signalprofile, eine der Speichervorrichtung zugeordnete Lesevorrichtung und eine Lese-Adressiervorrichtung zur Steuerung der Lesevorrichtung, um aus der Speichervorrichtung zugeordnete Serien von Signalwerten zu entnehmen, so daß Signalprofile, die in der jeweiligen Winkelstellung durch parallele Strahlen erhalten werden, erfaßt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Kombination der in den beiden oben genannten älteren deutschen Patentanmeldungen beschriebenen Vorschlage eine Vorrichtung zu schaffen, durch weiche die eingespeicherten Signalprofile auf optoelektrischem Weg und durch eine kombinierte Wirkung in korrigierte (gefaltete) und »parallelisierte« Signalprofile umgewandelt werden können, die dann zur Rückwärtsprojektion zur Verfugung sind.

Diese Aufgab- -, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Speichervorrichtung die Signalprofile in einem zweidimensionalen optoelektrischen System speichert, * daß eine Eintragungs-Adressiervorrichtung zur Steuerung der Speicherung der Signalprofile diese Signalprofile in der optoelektrischen Speichervorrichtung längs zugeordneter, sich kontinuierlich erstreckender helligkeitsmodulierter Profilspuren speichert, von denen jede ί eindeutig einem der Strahlenwinkel zugeordnet ist, daß eine Lesevorrichtung der Speichervorrichtung zugeordnet ist und daß eine Lese-Adressiervorrichtung zur Steuerung der Lesevorrichtung die Signalprofilinformation aus der Speichervorrichtung für jedes parallele Signalprofil längs einer zugeordneten, sich kontinuierlich erstreckenden Lesespur unter Zwischenschaltung eines eindimensional längs der betreffenden Lesespur fortbewegten Faltungsfilters einliest, wobei die Lesespur diejenigen Profilspuren jeweils in den Punkten kreuzt, die die Informationen des der Lesespur zugeordneten »parallelen« Signalprofils enthalten.

Auf diese Weise ist eine einfache, wirksame und kostengünstige Anordnung für eine Vorrichtung zu schaffen, so daß tatsächlich ein »optischer Computer«, der die zwei zuvor genannten Verfahrensweisen, d. h. F;!^f'\ng und Parallelisieren in Kombination erfüllt, erhalten wird.

Im Nachstehenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Wie in der älteren deutschen Patentanmeldung entsprechend der DE-OS 27 31 621 angegeben, ist es möglich, eine Sammlung primärer Signalprofile p_a in der in Fig. 1 angegebenen Weise in einer Speichervorrichtung aufzuzeichnen. Die genannten Signalprofiie sind dabei in Form kreisbogenförmiger Segmente aufgezeichnet, je mit einem Radius Äi und einem Krümmungsmittelpunkt a', gelegen auf einem um den Mittelpunkt 0 verlaufenden Kreis mit Radius R₂. Die Anfangspunkte der entsprechend aufgezeichneten »halben« primären Signalprofile liegen auf einem um den Punkt O verlaufenden Kreis mit Radius R\. Für das Signalprofil p_a ist ein solcher Anfangspunkt durch A' angegeben, während der Endpunkt des betreffenden halben Signalprofils durch A" angegeben ist. Diese Endpunkte liegen auf einem um den Punkt O verlaufenden Kreis mit Radius A₄. Die Größe dieses Radius /J₄ und damit die Bodenlänge der genannten halben Signalprofile ist durch den Winkel φ des im wesentlichen flachen fächerförmigen Bündels kurzwelliger Strahlung bedingt, mit dem das betreffende Objekt durchstrahlt wird. Wie femer auch in der obengenannten älteren niederländischen Patentanmeldung angegeben, kann die Divergenz des Strahlenbündels dadurch korrigiert werden, daß die Sammlung primärer Signalprofile tatsächlich gemäß ebenfalls kreisbogenförmigen sekundären Bahnen ausgelesen wird. In F i g. 1 ist eine solche sekundäre Bahn A'B angegeben, wobei diese Bahn einen Krümmungsmittelpunkt M hat, der auf einem um den Mittelpunkt O verlaufenden Kreis mit Radius R, liegt, während der Krümmungsradius der genannten sekundären Bahn durch R₂ gegeben ist. Der Krümmungsmittelpunkt M hängt dabei mit dem Winkel α zusammen, den die Strahlungsquelle in bezug auf das Objekt zum Erlangen des primären Signalprofils A¹A" einnimmt.

Auf geometrischem Wege läßt sich in einfacher Weise erkennen, daß für den obengenannten Fächerwinkel φ gilt, daß der Winkel A'a'A" = Winkel A'MB. M. a. W.: die Bogenwinkel φ der genannten halben Profile p_a und der genannten sekundären Bahnen sind einander gleich.

Nach dem Grundsatz der vorliegenden Erfindung wird von der genannten Sammlung primärer halber Signalprofile eine optische Abbildung von bei dem zu behandelnden Vorzugsausführungsbeispiel kreisbogenförmigen Bildzeilen erzeugt. Über diese Bildzeilen wird nun eine kreisbogenförmige Bahnstrecke wie A'B projiziert, ur.d zwar dadurch, daß gegenüber der genannten optischen Abbildung ein lichtdurchlässiges ringförmiges Fenster mit Krümmungsradius R₂ und einen Krümmungsmittelpunkt M angebracht ist, wenigstens wenn von der Annahme ausgegangen wird, daß die Abbildung in einem Verhältnis von 1 : 1 erfolgt. Das über dieses Fenster von der genannten optischen Abbildung aus und über den Teil A'B durchgelassene Licht entspricht dann einem »parallelisierten« Profil p'_a. Erfindungsgemäß werden nun alle primären Signalprofilfragmente, die längs eines solchen Bogens A'B liegen, nacheinander der gewünschten Dekonvolutionsfunktion unterworfen, was dadurch erreicht werden kann, daß die entsprechend der gewünschten Dekonvolutionsfunktion gebildete Durchlaßcharakteristik des genannten Fensters gleichsam längs der genannten primären Signalprofilfragmente gefegt wird. Dies kann dadurch erreicht werden, daß moi eine Maskenscheibe, in der der genannte Ringschlitz vorgesehen ist, um den genannten Mittelpunkt M rotieren läßt, wodurch ein Detektor, der das durch das Fenster durchfallende Licht auffängt, als Funktion der Zeit ein Signal erhält, das einem dekonvoluierten und parallelisierten Profil p"_a entspricht. Weiter ist dafür zu sorgen, daß der genannte Mittelpunkt M der rotierenden Maskenscheibe S den Kreis mit Radius R₂ um O durchwandert, um eine vollständige Sammlung dekonvoluierter und parallelisierter Profile Σρ'ά zu erhalten.

Wie schon bemerkt, werden »halbe« Profile p'_a erhalten, entsprechend einem durch die Rotationsachse 0 (relative Drehbewegung von Objekt und Strahlungsquelle) begrenzten halben Objektquerschnitt. Die andere Hälfte des Objektquerschnitts für ein paralleles Bündel aus derselben Richtung α wird /r-Radianten weiter erhalten als das »halbe« Profil ρ'_α+_π, und zwar als ein Kreisbogen a'b ebenfalls wieder mit Krümmungsradius R₇ und Krümmungsmittelpunkt M', der diametral gegenüber dem Krümmungsmittelpunkt M auf dem genannten Kreis mit Radius R_] liegt. Um schließlich das dekonvoluierte Profil des vollständigen Objektquerschnitts zu erhalten, muß dafür gesorgt werdr.n, daß jeweils die Dekonvolutionsresultate zusammengehörender »halber« Profile p'_a und p'_a+„ zusammengefügt werden, wobei zu bedenken ist, daß die zwei zusammengehörenden Dekonvolutionsresultate p"_a und ρ'ά₊- nacheinander zur Verfügung kommen, mit einer Zeitdifferenz entsprechend einem Drehwinkel .τ der Detektorvorrichtung. Dazu ist das Dekonvolutionsresultat des ersten »halben« Profils in einem Speicher anzusammeln, dem das Dekonvolutionsresultat des zugehörigen ff-Radianteti weiterliegenden zweiten »halben« Profils, nachdem es zur Verfügung gekommen ist, zugefügt wer-

den kann. Ein solcher Speicher kann eine Speicherröhre umfassen, in der durch sukzessive Rückprojektion, wie u. a. in der DE-OS 27 20 994 beschrieben, die Bildrekonstruktion erfolgt oder aber einen Hilfsspeicher.

Zum Erzielen eines Resultats nach Zusammenfügen der dekonvoluierten »halben« Profile, das dem von einem vollständigen Profil herrührenden Dekonvolutionsresultat entspricht, ist vor dem Dekonvoluieren jedes »halbe« Profil zu ergänzen zu einem ganzen Profil mit einem leeren Stück, das sich über das Gebiet erstreckt, wo das zugehörige, ^--Radianten weiterliegende, andere »halbe« Profil seinen Beitrag zum vollständigen Profil leistet. »Halbe« Profile erstrecken sich über einen Bogen A₂ φ, ergänzte »halbe« Profile über einen Bogen 2 R₂ φ, dekonvoluierte (ergänzte) »halbe« Profile ebenfalls über einer, Bogen 2 R₂ φ, so daß zum Erhalten eines parallelisierten und dekonvoluierten (ergänzten) »halben« Profils die Detektorvorrichtung während einer Zeit entsprechend dem Durchwandern eines Fensterbogens von 2 A₂ p-Radianten wirksam sein muß und die Dekonvolutionsfunktion auf der Maskenscheibe sich über einen Fensterbogen von 3Ä₂p-Radianten erstrecken muß, wie anhand von Fig. 2 verdeutlicht wird.

Phase I von Fig. 2 gibt die Situation wieder in dem Moment, da das erste Element des dekonvoluierten (ergänzten) »halben« Profils bestimmt wird. Von Phase I bis Phase II werden nur Beiträge zum Dekonvclutionsresultat infolge der Wirkung der negativen Dekonvolutionsfunktion/- erhalten. In dem Moment der Phase II wird zum erstenmal die positive Dekonvolutionsfunktion/+ wirksam und in dem Moment der Phase III wird das letzte Element des dekonvoluierten (ergänzten) »halben« Profils bestimmt.

Wie aus dem Vorhergehenden klargeworden ist, ist zum vollständigen Dekonvoluieren mit einer gegebenen Funktion eines halben Profils p'_a ein Fensterbogen des ringförmigen Fensters s in der Maskenscheibe S von 3 R₂ «»-Radianten notwendig. Es ist daher möglich, längs des vollständigen Umfangs dieses Fensters s eine ganze Anzahl (n) Durchlaßcharakteristiken über Fensterbogensegmente von 3 R₂ φ je anzubringen bei einer geeigneten Wahl des Fächerwinkels φ. Es gilt nämlich, daß 3 η φ = 2 ff, was ergibt η = 2 ff/3 φ = 120°/?). Bei einer vollständigen Umdrehung der Maskenscheibe S und damit des ringförmigen Fensters s können dann nacheinander η halbe Profile p'_a verarbeitet werden. Dabei müssen selbstverständlich Vorkehrungen getroffen werden, wodurch erreicht wird, daß der genannte Krümmungsmittelpunkt Mlängs der Kreisbahn A₁ über einen mit der Profilbreite und Schlitzbreite s zusammenhängenden Abstand verschöben Wird.

Wie im Zusammenhang mit der Behandlung von Fig. 2 schon bemerkt wurde, ist es für eine vollständige Dekonvolution eines bestimmten Profils notwendig, daß jedes Element davon multipliziert wird, sowohl mit einer positiven /+ als auch mit einer negativen /-Dekonvolutionsfunktion. Im Prinzip ist daher jedes der zu dekonvoluierenden Profile, mehr insbesondere jedes Element davon mit diesen beiden Funktionen zu multiplizieren. Ausgehend von einer optischen Abbildung der im Vorhergehenden genannten halben primären Signalprofile p_a sind dann zwei Maskenscheiben S, und S₂ notwendig, wobei die Scheibe S_x z. B. die positive Dekonvolutionsfunktion und die Scheibe S₂ die negative Dekonvolutionsfunktion eine Rolle spielen lassen kann. Mit Hilfe eines Bündelspalters, wie z. B. in der obengenannten DE-OS 27 20994 beschrieben, kann dann jede der ringförmigen Bahnstrecken, wie durch die genannten Scheiben S₁ und S₂ definiert, über die genannte optische Abbildung projiziert werden, so daß tatsächlich die Sammlung halber Signalprofile p_a mit dem Fenster s der Scheibe S₁ sowie auch mit dem Fenster s der Scheibe S₂ zusammenarbeiten kann. Eine auf einer solchen Oganisation basierte Ausführung ist verhältnismäßig kompliziert, nicht nur wegen der benötigten zwei Maskenscheiben Si und S₂ mit zugeordneten optischen Mitteln, sondern auch wegen des Umstandes, daß die genannten Scheiben S₁ und S₂ isochron rotieren müssen, was auch für die Verschiebung längs kreisförmiger Bahnen der Rotationsmittelpunkte dieser Scheiben gilt. j

Die gewünschte Durchlaßcharakteristik entsprechend der negativen Dekonvolutionsfunktion kann in verschiedenen Weisen verwirklicht werden, wie z. B. durch Modulieren der Dichte der Schwärzung des betreffenden als photographische Schicht ausgebildeten Fensters, oder aber durch Modulieren der Kontur dieses Materials. Die Durchlaßcharakteristik entsprechend der positiven Dekonvolutionsfunktion läßt sich selbstverständlich als ein schmaler lichtdurchlässiger Schlitz verwirklichen. Da mit einer solchen positiven Dekonvolutionsfunktion der Anfang jeweils eines neuen Profils zu markieren ist, kann der Anfang des Ansprechens von p'_a ·/+ als Synchronisiersignal bei der weiteren Verarbeitung der Signale verwendet werden, die von der Detektorvorrichtung, welche die durch das Fenster durchgelassene Lichtstrahlung auffängt, abgegeben werden.

Dem im Vorhergehenden geschilderten Nachteil bezüglich der Anwendung von zwei Maskenscheiben wie S, und S₂ zum Erlangen einer vollständigen Dekonvolution läßt sich dadurch entgehen, daß eine einzige Maskenscheibe angewendet wird, in der die zwei benötigten Dekonvolutionsfunktionen/- und/+ gleichsam integriert sind. Dies ist möglich, da die positive Dekonvolutionsfunktion /+ eine ^-Funktion ist. Dazu kann z. B. die Kontur des Fensters der einen Maskenscheibe S moduliert werden, wie schematisch i" Fig. 3 angegeben, und zwar dadurch, daß der /+ entsprechende Schlitz rotes Licht (R) durchläßt, während das übrige,/-entsprechende Maskenprofil eine komplementäre Farbe, im vorliegenden Fall grün (G), aufweist. Dadurch, daß man zwei gegenüber einem solchen Fenster aufgestellte Detektorvorrichtungen je mit einem Rot-Filter bzw. einem Grün-Filter versieht, werden dann Signale LR ■ p'_a und IG ■ p'_a erhalten, wobei es sich einfach erkennen läßt, daß das positiv dekonvoluierte SignalΣρ'_α f+mitZR ■ p'_a übereinstimmt,während das negativ dekonvoluierte Signal Ep'„f- mit Z(R+G)p'_a übereinstimmt.

Statt solcher Farbfilter kann auch das »ß«-Signal über eine Glasfaseroptik einem getrennten Detektor zugeführt werden, während das »G«-Signal unmittelbar dem| Hauptdetektor zugeführt wird. Γ

Die schließlich erhaltene Sammlung parallelisierter| und dekonvoluierter Profile kann entweder auf analo-p gem Wege mit Hilfe der Rückprojektion, wie z. B. in der| obengenannten DE-OS 27 20 994 beschrieben, auf| einer Kathodenstrahlröhre das endgültige Tomogramm|, ergeben, oder aber in digitaler Form in einem Rechen-!, zeug verarbeitet werden. |

Wenn, wie auch in der obenerwähnten älteren m der| DE-OS 27 31621 abgedruckten deutschen Patentan-| meldung erwähnt, zwei getrennte Sammlungen I und W, (Fig. 4) primärer »halber« Profile aufgezeichnet sind|

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wobei diese zwei Sammlungen z. B. sich auf verschiedene übereinander liegende Objektquerschnitte beziehen, die gleichzeitig mit demselben Fächerwinkel aufgenommen werden, kann mit einer einzigen Maskenscheibe 5, versehen mit zwei konzentrisch liegenden ringförmigen Fenstern s' und s" unter Berücksichtigung der im Vorhergehenden gegebenen Erläuterungen, ein entsprechendes Paar parallelisierter und dekonvoluierter Sammlungen von Signalprofilen erhalten werden. Selbstverständlich ist zu jedem Fenster eine zugehörige Detektorvorrichtung vorzusehen, und ist es weiter notwendig, daß die Profilsammlungen I und II in konzentrischen, sich nicht überschneidenden ringförmigen Bändern aufgezeichnet werden können.

Fig. 5 gibt schematisch ein Ausfuhrungsbeispiel für das ParalTelisieren und Dekonvoluieren von in erster Instanz gemäß kreisbogenförmigen Bildzeilen aufgezeichneten primären »halben« Signalprofilen. Die dazu dienende Speicherröhre G ist mit dem Bildschirm nach oben gekehrt fest in einem zylindrischen Gehäuse Hmontiert, in dem eine Buchse B koaxial drehbar getragen wird. In der Buchse B sind eine Bodenplatte D und ein in dieser exzentrisch liegendes rundes Diaphragma, dessen Begrenzung durch den punktiert gezeichneten Kreis C wiedergegeben ist, fest montiert. Über dieses Diaphragma C wird ausschließlich jener Teil der in der Speicherröhre aufgezeichneten Sammlung primärer Profile p_a zum ersten optischen System durchgelassen, der einfachheitshalber mit einer einfachen Linse L mit einer Bildübertragung von 1:1 wiedergegeben ist, welche Linse exzentrisch in einer Tragplatte P₁ gefaßt ist. Weiter ist in der Buchse B eine Deckelplatte P₂ fest montiert, die als Träger für einen Antriebsmotor M dient. Von den Platten P₁ und P₇ wird eine Welle A mit einem Ritzel RS_x mit einem Durchmesser 2 r_a drehbar getragen, wobei auf dieser Welle eine Maskenscheibe S mit einem ringförmigen Fenster s mit einer Durchlaßcharakteristik, wie durch die gewünschte Dekonvolution vorgeschrieben, fest montiert ist. Gegen die Platte P₂ ist eine flächenförmige, photoempfindliche Detektorvorrichiung FD angebracht, die mittels einer lichtleitenden Bahn LG, die z. B. aus einem Faserbündel mit ausreichendem Querschnitt bestehen kann, den gesamten Fluß des über das ringförmige Fenster s durchgelassenen Lichts empfangen kann. Der Motor M ist über einen passend gewählten Übertragungsmechanismus in antreibendem Zusammenhang mit der genannten Welle A gekuppelt, dies alles derart, daß bei Drehung der Ausgangswelle m dieses Motors mit Ritzel RS₂ mit Durchmesser 2 r_m nicht nur die Maskenscheibe S, sondern auch die Buchse B in Rotation versetzt wird, wobei die Welle A kann eine Kreisbahn mit Radius A₁ um den Punkt O durchläuft. Die Drehzahl N₅ der Maskenscheibe Sist dabei durch das Verhältnis TJr₁ gegeben, in dem r, den Radius eines mit der Motorwelle festgekuppelten Zahnrads ^darstellt, das mit dem auf der Welle A angeordneten Ritzel RS₁ zusammenwirken kann. Auch ist die Motonvelle an dem Ritzel RS₂ mit Radius r_m fest angeordnet, das mit einem Rad mit Innenverzahnung mit einem Radius r₂ zusammenwirken kann. Dadurch ist die Drehzahl N_M, mit der die Welle A die genannte Kreisbahn mit Radius A₁ durchläuft, durch das Verhältnis r₂lr_m bedingt. Auf diese Weise können die beiden Rotationen, und zwar die verhältnismäßig schnelle Rotation der Maskenscheibe Sum den Mittelipunkt und der verhältnismäßig langsame Umlauf der Welle A um den Mittelpunkt O, gleichzeitig durch den Motor M bewirkt werden. Der innere Zahnkranz mit Radius r₂ ist in einer am Gehäuse H befestigten Deckplatte DP gebildet.

Wenn angenommen wird, daß über einen Winkel von 2 ^-Radianten in der genannten Speichervorrichtung G insgesamt eine Anzahl ρ primärer »halber« Signalprofile p_a aufgezeichnet ist und daß die Zeit die zum Auslesen dieser/? Profile über 2 ^-Radianten erforderlich ist, / ist, gilt, daß die Zeit t_p, die zum Auslesen eines Profils notwendig ist, durch t_p = t/p gegeben ist. Bei einem Fächerwinkel φ Radianten sind am Umfang des ringförmigen Fensters s eine Anzahl η Dekonvolutionsfenster vorhanden, gegeben durch η = nß φ. In der obengenannten t„ Sekunde dreht die Maskenscheibe S über einen Winkel von 3 α Radianten, wobei die Rotationsgeschwindigkeit der Maskenscheibe Sin bezug auf den Krümmungsmitteipunki M gegeben ist durch

ω s

, Al. = Ä£n- Radianten/Sek.

In dieser t_p Sekunde muß die Welle A über den um den Mittelpunkt O verlaufenden Kreis mit Radius A₁ über einen Winkel von 2 π/p-Radianten drehen. Die Rotationsgeschwindigkeit, mit der die Welle A um den Mittelpunkt O herumläuft, ist daher gegeben durch

= 2 π/t Radianten/Sek.

t/p

35 Wenn diese beiden Rotationen von derselben Motorwelle abgeleitet werden, die mit einer Winkelgeschwindigkeit 6>_m = 2 π T dreht, worin Γ eine Anzahl Umdrehungen der Motonvelle je Sekunde darstellt, gilt, daß Ν_Μω_Μ = m_m = Nsu_s. Daraus folgt, daß N_M2 πΤ = Ν₅ 3 φρΛ, so daß gewählt werden muß

Nu = T-1; N_s =

2ntT

Wenn z. B. angenommen wird, daß / = 1 Sek.; ρ = 720; φ = 20° = 2 πΙ 18 Radianten und Γ= 10 Umdrehungen/ Sek., gilt, daß

N_M= 10 = r₂/r_mmd N_s=

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß die für eine vollständige Konvolution erforderlichen zwei Dekonvolutionsfunktionen/+ und/- in der vorgehend beschriebenen Weise im Fenster s einer einzigen Maskenscheibe S integriert sind.

Die für die Motorerregung dienende Energie, sowie auch die von dem photoempfindlichen Detektor hergeleiteten Signale können z. B. mit Schleifringen über die durch Ö verlaufende Achse zu- and abgeführt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Rekonstruieren eines Transversalschichtbildes eines Objektes aus Signalprofilen, wobei jedes Signalprofil eine Vielzahl von Datenpunkten enthält, die der Absorption von Objektpunkten längs Strahlenlinien eines Röntgen- oder Gammastrahlenfächers entsprechen, mit einer Speichervorrichtung für die Signalprofile, und mit einer Umwandlungsvorrichtung für die Umwandlung dieser Profile in gefaltete Profile, wobei die Profile mit einer passenden eindimensionalen Funktion gefaltet werden, und mit Hilfe der Rückwärtsprojektion das gewünschte Transversalschichtbild erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichervorrichtung (G) die Signalprofile u, einem zweidimensionalen optoelekirischen System speichert, daß eine Eintragungs-Adressiervorrichtung zur Steuerung der Speicherung der Signalprofile ■diese Signalprofile in deroptoelektrischen Speichervorrichtung längs zugeordneter, sich kontinuierlich erstreckender helligkeitsmodulierter Profilspuren (Pa) speichert, von denen jede eindeutig einem der Strahlenwinkel zugeordnet ist, daß eine Lesevorrichtung (FD, B, Pl) der Speichervorrichtung zugeordnet ist und daß eine Lese-Adressiervorrichtung (M. TW. RSl, RSh A, Pl, L) zur Steuerung der Lesevorrichtung die Signalprofilinformation aus der Speichervorrichtung für jedes parallele Signalprofil längs einer zugeordneten, sich kontinuierlich erstreckenden Lesespur (S, A'B) unter Zwischenschaltung eines eindimensional längs der betreffenden Lesespur fortbewegten Faltungsfilters (S, s) einliest, wobei die Lesespur diejenigen Profilspuren jeweils in den Punkten kreuzt, die die Informationen des der Lesespur zugeordneten »parallelen« Signalprofils enthalten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profiispuren kreisbogenförmige Bildzeilen sind, daß die Lese-Adressiervorrichtung eine den Profiispuren gegenüberliegende Maskenscheibe (S, s) mit dem Faltungsfilter aufweist, denen eine optoelektrische Detektorvorrichtung (FD) gegenüberliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Maskenscheibe (S) mit einom Antriebsmechanismus (A, RSi, TW, M) gekuppelt ist, der zum einen die Rotation der Maskenscheibe um ihre Achse bewirkt und zum anderen diese Achse ihrerseits eine Bahn durchlaufen läßt, welche die gespeicherten Profilspuren kreuzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltungsfilter zusammengesetzt ist aus einem ersten Filterteil (R), der Lichtstrahlung einer ersten Wellenlänge gemäß der (/"+)-Faltungsfunktion durchläßt, und einem zweiten Filterteil (G), der Lichtstrahlung einer zweiten Wellenlänge gemäß der (Z'-)-Faltungsfunktion durchläßt, und daß die optoelektrische Detektorvorrichtung aus einem ersten Detektorteil zum Empfangen von ausschließlich von dem ersten Filterteil durchgelassener Lichtstrahlung und aus einem zweiten Detektorteil zum Empfangen von ausschließlich von dem zweiten Filterteil durchgelassener Lichtstrahlung besteht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fächerwinkel (Q) des Röntgen- oder Gammastrahlenfächers derart gewählt ist, daß fiir jede Umdrehung der Maskenscheibe mindestens zwei identische Faltungsfilter nacheinander längs der Profilspuren fortbewegt werden.