DE2822241A1

DE2822241A1 - Abtastende roentgenuntersuchungsanordnung

Info

Publication number: DE2822241A1
Application number: DE19782822241
Authority: DE
Inventors: Willem Hildebrand Diemer; Adrianus Cornelis Jo Verhoeven
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1977-06-02
Filing date: 1978-05-22
Publication date: 1978-12-14
Also published as: JPS542690A; BR7803571A; SE7806179L; BE867687A; IL54820A0; NL7706038A; ES470350A1; FR2393323A1; AU3679178A; IT7824002A0; IT1095266B

Description

PHN.884 5 DEEN/AYDV

"Abtastende Röntgenuntersuctangsanordnung"

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum

Bestimmen stellenweise vorhandener Absorptiondifferenzen in einem Körper mit Hilfe eines abtastenden Röntgen— Strahles und eines Röntgendetektors.

' Eine derartige Anordnung ist aus der DE-PS 693374 bekannt. In der darin beschriebenen Anordnung wird mit einem Strahl gearbeitet, der den ganzen zu untersuchende Körper in einer Ebene erfasst. Durch gegenseitige Drehung des fächerförmigen Strahles und des zu untersuchenden Körpers wird eine Ebene des Körpers aus mehreren Richtung durchstrahlt. Aus den dabei ermittelten Messdaten, im folgenden auch

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Absorptionswerte genannt, die eine Mass sind für die Absorption in einem vom Strahl durchsetzten Körperteil, "wird ein Bild zusammengesetzt, in dem die räumliche Absorption in der durchstrahlten Ebene dargestellt ist. In der beschriebenen Anordnung gibt es bei der Rekonstruktion eines Bildes aus den Absorptionswerten einige Probleme, die eine grössere Anwendung dieser Anordnung verhindert haben. Insbesondere reicht das räumliche Auflösungsvermögen der' Anordnung beispielsweise für medizinische diagnostische Anwendungen nicht aus.

Weiterhin ist die Strahlungsdosis für den Patienten bei der Verwendung einer derartigen Anordnung verhältnismässig gross.

In neueren Anordnungen dieser Art wurde versucht, diese Nachteile zu beseitigen durch die Verwendung eines elementaren Röntgenstrahles, d.h. eines Röntgenstrahls, dessen Querabmessung direkt eine Grosse für das Auflösungsvermögen der Anordnung gemessen quer zur Strahlrichtung ist. Ein Beispiel einer solchen Anordnung ist in der niederländischen Patentanmeldung 6912869 beschrieben. Bei dieser Anordnung wird ein Gewinn an Auflösungsvermögen und eine wesentliche Zeitersparnis durch die Verwendung moderner digitaler Rechengeräte erreicht. An ihrer Stelle jedoch ist eine verhältnismässig· lange Untersuchungszeit mit einer noch verhältnismässig hohen Strahlungsdosis getreten.

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In der DE-OS 2442809 ist eine Anordnung
beschrieben, in der, jetzt "wiederum unter Verwendung eines fächerförmigen Röntgenstrahles, durch die
Verwendung einer angepassten Detektion und digitaler Signalverarbeitung die Messgeschwindigkeit wesentlich erhöht ist. Ein Nachteil dieser Anordnung ist jedoch die hohe Strahlungsdosis und die verhältnismässig teure ·· und komplizierte Detektoranordnung, bei der die Umsetzung der simultan ankommenden in sequentiell zu lesende

Messsignale eine verhältnismässig ausgedehnte elektronische Schaltung erfordert.

Ein weiterer Nachteil der bisher bekannten Anordnungen ist, dass darin eine schnelle und. sehr genau bestimmte mechanische Verschiebung des Rönt gens tr aiii er s und des Detektors um das zu untersuchende Objekt notwendig ist. In der ersten und der letzten der erwähnten Anordnungen ist tiiese Bewegung je zu untersuchenden
Querschnitt auf einer Drehung des Strahlers und
des Detektors um das zu untersuchende Objekt beschränkt.

Bei der zweiten der erwähnten Anordnungen ist dabei
auch eine translatorische Bewegung des Strahlers und des Detektors über die Breiteabmessung des zu untersuchenden Objekts notwendig. In diesem Fall kann die Detektionsanordnung dagegen verhältnismässig einfach sein und kann simultan gelesen werden,.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgenuntersuchungsanordnung zu schaffen, in der von den erwähnten Nachteilen nach Bedarf wenigstens einige beseitigt worden sind. Dazu ist eine Röntgeiiuntersuchungsanordnung der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgenstrahier mit einer Anodenauftreffplatte mit einem grossen Erfassungsbereich wenigstens in einer Richtung und mit Elektronenablenkmitteln zum Verschieben einer Elelctronenauftreff~ fläche über die Anodenauftreffplatte zum Erzeugen eines den zu untersuchenden Körper abtastenden Röntgenstrahles ausgei-üstet ist.

Da in einer erfindungsgemässen Röntgenuntersuchungsanordnung die Ablenkmittel für den Elektronenstrahl eine abtastende Bewegung des Röntgenstrahles "5

versorgen, kann man mit einem bedeutend weniger mechanischen Bewegungsmechanismus in der Anordnung auskommen. So kann wenigstens während der Untersuchung je Querschnitt mit einer gestuften Verschiebung des Strahlers zwischen aufeinanderfolgenden elektrischen Abtastbewegungen ausgekommen werden.

In einer bevorzugten Ausführungsforra wird ein einfacher Detektor benutzt, d.h. ein Detektor, der jeweils nur einen einzigen örtlichen Absorptionswert aufzeichnet. Hierdurch braucht der Detektor nicht aus

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einem Vielzahl gleicher und gleicharbeitender Kanäle aufgebaut zu sein und kann dadurch empfindlicher und zuverlässiger ausgeführt sein. Durch das Aufnehmen eines Kollimators zwischen den Strahler und den zu J untersuchenden Körper, welcher Kollimator je Position des Abtaststrahles nur jenen Teil durchlässt, der auf den Detektor gerichtet ist, kann eine wesentliche Verringerung in der Strahlungsdosis erreicht werden. Die Verwendung eines hochwertigen Detektors kann die

ΙΟ erfordei'liche Strahlungsenergie weiter herabsetzen. Die Anwendung des Prinzips des konstanten Ausgangssignals gemäss der DT-OS 25 55 675, was hier durch Elektronenstrahlsteuerung leicht durchführbar ist, bedeutet sowohl eine weitere Dosisersparung für den Patienten als auch eine wesentliche Bildverbesserung.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kollimator derart ausgebildet, dass der wirksame Röntgenstrahl je Abtastung stets längs gegenseitig paraleler Linien verläuft und ist der Detektor dementsprechend länglich ausgeführt. Nach Bedarf kann man dabei einen einfachen Detektor, der nicht stellenempfindlich misst,oder einen stellenempfindlichen Detektor oder eine Detektorfolge benutzen. Bei der Verwendung eines nicht stellenempfindlichen Detektors wird die Stelleninformation aus der Ablenkposition des Elektronenstrahls in der

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Röntgenröhre abgeleitet. Als Detektor kann auch mit einer, hier zellenförmig abzutastenden Aufnahmeröhre mit einer für die Röntgenstrahlung empfindlichen Auftreffplatte gearbeitet werden.
In einer weiteren Bevorzugten Ausführungsform ist die Röntgenröhre mit einer zweidimensional erweiterten Auftreffplatte und der Detektor mit einem zweidimensional erweiterten Eingangsschirm ausgerüstet, vorzugsweise in Form einer hier ras ter-förmigab zu tastenden röntgenstrahlen— empfindlichen Aufnahmeröhre. Durch Synchrozxisation dei' Ablenkmittel der Röntgenröhre mit denen der detektierenden Aufnahmeröhre kann auf einfache Weise eine Stellen— bestimmung für die Messwerte ermittelt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Anordnung mehrere, vorzugsweise auf einer Kreisbahn um ein zu untersuchendes Objekt angeordnete Röntgenstrahier mit je einer länglichen Anodenauftreffplatte und ist jedem Strahler ein Detektor zugeordnet. Hierbei kann beispielsweise ein halber Umfang durch eine Anodenauftreffplatte und die andere Hälfte des Umfangs von einer Detektoreingangsfläche eingenommen werden. Auch können beide eine ganze Kreisbahn ausfüllen. Für die letzte Ausführungsform kann eine Kathodenstrahlröhre in Form eines Trichters benutzt werden, bei der der Elektronenstrahl zwischen einer doppelt ausgeführten

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Wand des Strahlers umläuft und der vom Elektronenstrahl erzeugte Röntgenstrahl auf die Achse der Trichterform gerichtet ist.

An Hand der Zeichnung werden nachstehend einige bevorzugte Ausführungsforraen nach der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Pig. 1 äusserst schematisch eine Röntgenuntersuchungsanordnung mit einem erfindungsgemässen schreibenden Röntgenstrahl,

Fig. 2 und 3 sehr schematisch Röntgenstrahier für eine derartige Anordnung,

Fig. h eine bevorzugte Ausführungsform

nach der Erfindung mit mehreren, hier zwei, Röntgenstrahl era und zugeordneten Röntgendetektoren, Fig. 5 eine bevorzugte Ausführungsform mit einer zweidimensional erweiterten Anode und angepassten Detektoren,

Fig. 6 eine Anordnung nach der Erfindung in Form eines trichterförmigen Röntgenstrahlers. Eine Röntgenuntersuchungsanordnung nach Fig.1 enthält einen Röntgenstrahier 1, einen Kollimator und einen Detektor 5. Der Röntgenstrahier 1 ist als Kathodenstrahlröhre mit einem Elektronenstrahl lerzeugungssystem 7 zum Erzeugen eines Elektronenstrahls 9 mit Strahlablenkinittein 11 und mit einer Auftreffanode I3 für

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den Elektronenstrahl ausgeführt. Der Elektronenstrahl 9 tastet hier unter dem Einfluss der Ablenkspulen 11 die Auftreffanode 13 zellenförmig ab. In der Auftreffanode erzeugen die beispielsweise bis zu > 150 kV beschleunigten Elektronen Röntgenstrahlung, die wenigstens teilweise die Auftreffanode an einer Aussenseite der Röhre verlässt. Aus diesem Röntgenstrahl wählt hier die Kollimator, der in der Abtastrichtung beispielsweise 30Ö Kanäle aufweist, einen schmalen Schreibstrahl ~\h, der über einen zu untersuchenden Körper oder ein Objekt I5 auf den Detektor 5 gerichtet ist. Durch die abtastende Bewegung der Elektronenauftrefflache führt der Röntgenstrahl 14 eine abtastende Bewegung über den Körper I5 innerhalb eines von zwei äussersten Strahlen 16 gebildeten Winkels aus.

Der Detektor kann dabei on-line gelesen werden. Am Ende einer Abtastphase wird der Röntgenstrahier zusammen mit dem Detektor mit Hilfe eines Antriebs 17 längs eines Halters 19 um einen ¥inkel gedreht, und es wird auf entsprechende Weise eine folgende Abtastphase aufgezeichnet. Nach einer vorzugsweise gestuften Drehung über einen Gesamtwinkel beispielsweise von 180 z.B. in 60 Schritten sind ausreichende Messdaten zum Rekonstruieren eines Absorptionsbildes der durchstrahlten Ebene emittelt worden.

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Für die Anpassung der Durchstrahlungsgeometrie an die Grosse des zu untersuchenden Objektes kann der Strahler zusammen mit dem Detektor in der Richtung der Verbindungslinie 18 zwischen dem Strahler j und dem Detektor mit Hilfe eines Antriebs 21 längs eines Halters 23 verschoben werden, übrigens kann auch liier ganz einfach mit der Abtastamplitude eine an die Objektgrösse angepasste Durchstrahlungsgeometrie verwirklicht werden.

Die Messsignale aus dem Detektor 5 werden einem Verstärkerumformer 25 zugeführt, in dem die Signale nach Bedarf verstärkt, korrigiert und umgeformt werden können. Die Ausgangssignale des Verstärker— Umformers 25 werden einem Rechner 27 zugeführt, in dem aus den gesammelten Signalen die örtliche Verteilung der Absorption des zu untersuchenden Körpers berechnet wird Die auf diese Weise ermittelten Absorptionswerte können in einer Aufzeichnungseinheit 29 gespeichert und für einen gewünschten Querschnitt durch das Objekt

^O an einem Monitor 31 dargestellt werden. Anordnungen mit dieser Art der Signalverarbeitung sind inzwischen allgemein bekannt und bedürfen hier keiner ausführlichen Beschreibung. Zum Steuern und Synchronisieren der Verschiebung des Röntgenstrahlers und der Detektion ist eine Steueranordnung 33 vorgesehen, die eine

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Zextanpassung zwischen der Ankunft der Messsignale und der Position des Röntgenstrahlers in bezug auf das zu untersuchende Objekt bewirkt. Diese Steueranordnung ist weiterhin mit einer Steuerspeiseanordmmg für die Ablenkspulen 11 der Röntgenröhre zum Synchronisieren der Detektion mit der Elektronenstralilabtastung gekoppelt.

In der dargestellten Ausführungsfοrm ist der Detektor 5 mit dem Röntgenstrahier mechanisch gekoppelt, so dass sie sicli stets gemeinsam in bezug auf das zu messende Objekt bewegen. Auch der Kolldmator ist mit dem Röntgenstrahlei* mechanisch gekoppelt. Hierdurch wird erreicht, dass der schreibende Röntgenstrahl 14 stets auf den Detektor gerichtet 1st.

Der Detektor selbst ist hier als ein Einkanaldetektor ausgeführt. Beispielsweise für Korrekturmessungen und dergleichen kann der Detektor jedoch mehrere Messkanäle enthalten, beispielsweise einen Zentralkanal für die Messung des eigentlichen Signals, also des Absorptionswertes, und in der Zeichenebene daneben oder senkrecht zur Zeichenebene versetzt einen oder mehrere Nebenkanäle für die Messung von Signalen, mit denen das Absorptionskanal korrigiert oder die Dynamik des Detektors erweitert werden kann. Weiter kann der Detektor für die gleichzeitige Messung zweier oder mehrerer Messsignale für das gleichzeitige Durchstrahlen mehrerer. Querschnitte im zu untersuchenden Objekt

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ausgeführt sein. Ein derartiger, im wesentlichen Einkanaldetektor kann im Vergleich zu einem Detektor, der eine Folge von beispielsweise 300 Elementen enthält, mit verhältnismässig geringem Atifwand bei hoher Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit eingesetzt werden. Auch ist im Vergleich zu einem zusammengesetzten Detektor die erforderliche Elektronik einfacher und dadurch zuverlässiger. Für die Detektion kann hier beispielsweise ein einfach ausgeführter Detektor geinäss der Beschreibung in der deutschen Patentanmeldung P 28 11 328.8 der Anmelderin benutzt werden.

Die Röntgenröhre hat in dieser bevorzugten Ausführungsform die Form einer flachen Kathodenstrahlröhre, die mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem mit beispielsweise einer indirekt geheizten nachliefernden Kathode für die Erzeugung eines Elektronenstrahls mit einer verhältnismässig hohen Stromdichte ausgerüstet ist. Feiter sind

die ElektronenstrahlerzeugTJngssysteme und Strahlablenkmittel analog den bekannten Ausführungen beispielsweise für Fernsehwiedergaberöhren oder für Oszillographeiiröhren. Im Vergleich zu einer Fernsehwiedergaberöhre hat die hier benutzte Röntgenröhre flach in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene beispielsweise eine Abmessung von 1 bis 5 ^cm· ^¹¹ der Zeichenebene ist die Abmessung nahe der Auftreffplatte beispielsweise 30 cm.

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Die Röntgenröhre ist an der Auftreffplattenseite mit einer Anodenauftreffplatte beispielsweise mit einer Tiefe von 5 cm und einer Breite von 50 cm in Form eines mit der Hohlseite nach aussen gewandten Kreisbogens j abgeschlossen. Die Anodenauftreffplatte enthält eine Auftreffplatte beispielsweise aus Gold oder Wolfram mit einer Dicke von beispielsweise ungefähr 25Ο /um und eine Fensterplatte aus einem die Röntgenstrahlung nur geringfügig absorbierenden Material wie Aluminium, Beryllium oder Titan. Die Dicke der Auftreffplatte ist so gewählt, dass in der Dickenrichtung gesehen ein verhältnismässig grosser Teil der Rontgenstralilung in der der Fensterplatte zugewandten Seite erzeugt wird. Ein Teil der Elektronen passiert dabei die Auftreffplatte aber sie werden von der Fensterplatte abgefangen.

Von den in Richtung auf die Fensterplatte gerichteten Röntgenstrahlen tritt ein beträchtlicher Teil über die Fensterplatte heraus. Aus diesem Strahl kann anscliliessend mit dem Kollimator ein Schreibstrahl ausgewählt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform eines· erf indungsgemässen Röntgenstrahlers nach Fig. 2 wird ein an einer Auftreffsexte kl einer Auftreffplatte k"} heraustretender Röntgenstrahl 45 verwendet. Hierdurch brauchen an einem hinter der Auftreffplatte liegenden Wandteil kf der Röhre keine Bedingungen für Strahlen—

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Übertragung ges.tellt zu werden. In der dargestellten Ausführungsform ist die Auftreffplatte, die auch hier aus Wolfram oder Gold bestehen kann, auf einem Kupferoder Silberanodenträger kS angebracht. Der Anodenträger ist an der der Auftreffplatte abgewandten Seite mit einer Kühlungsstruktur- 51 gemäss der Beschreibung in der GB-PS 1^29066 versehen, über eine Zuleitung 53 und eine Ableitung 55 kann längs des Anodenträgers eine Kühlflüssigkeit gepumpt werden. Eine Abschirmplatte 57 kann dabei gegebenenfalls federnd verhältnismässig nahe an den Erhöhungen 59 der Kühlstruktur montiert sein, wodurch eine gute Kühlung gewährleistet ist. Die Röhre ist mit einem Austrittsfenster 60 versehen, das auch hier beispielsweise aus Aluminium, Beryllium oder Titan besteht und gegenüber oder an dem ein Kollimator montiert sein kann. Der Unterschied in der Weglänge für den Elektronenstrahl zwischen den Positionen 61 und 63 kann durch an sich bekannte dynamische Fokussierung des Elektronenstrahls ausgeglichen werden. Hierdurch kann über die ganze Anodenauftreffplatte eine optimale Fokussierung des Elektronenstrahls verwirklicht werden. Der Unterschied in der Weglänge für den Röntgenstrahl der Positionen 61 und 63 zum Fensteroder gegebenenfalls zu einem Detektor kann durch eine angepasste Montage der Röhre in bezug auf den Detektor ausgeglichen werden. Wenn eine derartige

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ΡΙίΝ.8815 12.12.77

Montage Probleme ergibt, kann ein durch diesen Abstandsunterschied auftretender Intensitätsunterschied im Röntgenstrahl an der Stelle des Detektors durch die Verwendung einer angepassten Strommodulation des Elektronenstrahls ausgeglichen werden.

Von einer weiteren bevorzugten Ausführungsforin eines erfindungsgemässen Röntgenstrahlers ist ein die Auftreffplatte umfassender Teil in Fig. 3 dargestellt. Edne Anodenauftreffplatte 71 der Röntgenröhre enthält eine Auftreffelektrode 73 aus Gold oder Wolfram, einen Kühlkörper 75 vorzugsweise aus Silber, der vorzugsweise auch hier mit einer Kühlstruktur 77 versehen ist und mit einer Kühlflüssigkeit über eine Zuleiting 79 und eine Ableitung 81 gekühlt werden kann. Ein auf die Auftreffelektrode 73 einfallender Elektronenstrahl 83 ist hier skizziert mit einer einzigen Linie angegeben, aber der Strahl kann auf der Auftreffplatte beispielsweise einen länglichen Querschnitt 85 aufweisen, der sich in praktischen Fällen beispielsweise einer Ellipsform annähert, wozu ein Elektronenstrahlerzeugungssystem gemäss derBeschreiburig in deT US-PS 388II36 benutzt werden kann. In der Auftrefflache 85 wird durch die Elektronen ein Röntgenstrahl 87 ausgelöscht, von dem wenigstens ein Teil über ein Austrittsfenster 89 austritt.

Das Fenster 89 ist für einer optimale übertragung für die

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zu erzeugenden Röntgenstrahlen aus einem leichten Werkstoff zusammengesetzt. Beispielsweise kann für 50 kV Röntgenstrahlen mit einem Berylliumfenster mit einer Dicke von 250 ... 500 /um gearbeitet werden. Mit einem angepassten Kollimator, beispielsweise auch

an die längliche Form der Elektronenauftrefflache angepasst kann auf die bereits beschriebene Weise aus dem Röntgenstrahl 87 ein Schreibstrahl ausgewählt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform bildet der Kollimator eine '0 Einheit mit dem Austrittsfenster des Röntgenstrahlers. Hierdurch kann das jetzt fest unterstützte Fenster viel dünner ausgeführt werden. Der Kollimator kann übrigens sowohl an der Aussen- als an der Innenseite des Fensters montiert sein. Im letzteren Fall ist der Kollimator also \k₎ in die Röhre aufgenommen.

Die bisher beschriebenen bevorzugten

Ausführungsformen Imben gemeinsam, dass eine Anodenauf treffplatte zellenförmig abgetastet wird und dass möglicherweise unter Verwendung eines Kollimators ein Röntgenstrahl für die Untersuchung ausgewählt wird, wodurch on—line gemessen werden kann. Dabei ist bereits die Möglichkeit erwähnt, je Abtastphase mit zueinander parallelen Schreibstrahlen zu arbeiten. Eine bevorzugte

Ausführungsform einer auf diese Weise arbeitenden Untersuchungsanordiiung ist In Fig. k dargestellt.

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Die dargestellte Anordnung ist mit zwei Röntgenstrahlern 91 versehen, die beide von der bereits beschriebenen Art und mit einem parallelen Kollimator 93 ausgerüstet sind. Gegenüber einem jeden Röntgenstrahier ist ein ; Detektor 95 angeordnet, der auch hier nach Bedarf

möglicherweise ortsempfindlich lesbar ist. Nach jeder Abtastphase wird hier die Einheit aus Strahlern und Detektoren gedreht. In dieser Anordnung können die beiden Sti'ahler so angeordnet werden, dass damit gemeinsam ein Querschnitt gemessen und daher die Anzahl mechanischer Verschiebungen je Querschnitt auf die Hälfte oder um den Faktor 3 oder 4 bei der Verwendung von 3 oder k Strahlern und Detektoren statt 2 reduziert werden kann. Die Strahler mit zugeordneten Detektoren können jedoch auch derart in einer Richtung senkrecht zur Zoichenebene gegeneinander versetzt sein, dass jede Strahler-Detektorkombination einen anderen Querschnitt misst. Wie bereits erwähnt können die Röntgenstrahier gemäss dieser Beschreibung je für sich auch zum gleichzeitigen Messen mehrerer, beispielsweise 3 oder 5·, Querschnitte ausgerüstet sein, an die die Detektoren dann angepasst sind. Bei der Verwendung beispielsweise von 3 Strahlers und Detektoren können 9 bis I5 Querschnitte gleichzeitig gemessen werden. Für unterschiedliche Untersuchungen kann man mit einer derartigen Anzahl von Querschnitten auskommen so dass für die Aufnahme in das System also keine axialen Verschiebungen

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durchgeführt zu werden brauchen. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass die gegenseitige Lage der verschiedenen Querschnitte sehr genau bestimmt ist.

In diner weiteren bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung gemäss der skizzierten Darstellung in Fig. 5 ist der Röntgenstrahier 100 mit einer zweidimensional erweiterten Anodenauftreffplatte 102 versehen. Der Röntgenstrahier hat hierdurch noch mehr die Form einer Fernsehröhre angenommen. Ein Ausgangsschirm 104, der beispielsweise durch die Anodenauftreffplatte gebildet wird, ist hier ein Viereck mit einer Rippe, deren Länge an eine Abmessung eines zu untersuchenden Objekts angepasst ist. Für medizinische Verwendungen kann es beispielsweise 25 cm eigens für Kopf- und Organuntersuchung und beispielsweise 50 cm für die Untersuchung eines ganzes Körpers sein. Die Röntgenröhre ist mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem 106 ausgerüstet und mit einer Strahlablenkeinheit 108 versehen, mit der die ganze Auftreffplatte nach jedem beliebigen Muster abgetastet werden kann. Es kann hier beispielsweise an eine zellenförmige Abtastung gedacht werden, wobei die Abtastzeilen einen gegenseitigen Abstand von beispielsweise 0,2 bis 2,0 cm haben und der Elektronenstrahl eine Querschnitt mit entsprechender Länge in einer Richtung senkrecht zu den Abtastzeilen hat. Durch pulsiertes Steuern des

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Elektronenstrahlerzeugungssystems in der Verbindung mit der Abtastung kann auch bei einer zeilenförmigen Abtastung eine Zeile unter beliebiger Richtung über die . Auftreffplatte sowie ein Kreis oder eine andere Figur geschrieben werden. So ist in der Figur eine diagonal gerichtete Zeile 110 als Röntgenstrahlung erzeugende Auftreffanode angegeben. Durch Bestückung des Ausgangsschirms mit einem Kollimator kann dafür gesorgt werden, dass aus jedem Elektrodenauftrefflächenpunkt (oder Zelle) nur ein einziger Elementarstrahl, wie die Strahlen 112, über ein Objekt oder einen Körper 114 einen Detektor erreicht. Aufeinanderfolgend bilden diese Elementarstrahlen eine diagonal gerichtete Detektionslinie 118 an einem Eingangsschirm 120 eines Detektors in Form einer Kathodenstrahlröhre. Der Detektor wird hier durch eine für die anzuwendenen Röntgenstrahlen empfindliche Aufnahmeröhre gebildet und ist dazu mit einem Eingangsschirm 120 ausgerüstet, in dem Röntgenquanten, beispielsweise durch photoleitende Eigenschaften der Schicht, ein Potentialfeld aufbauen, das von einem abtastenden Elektronenstrahl 122 gelesen werden kann. Eine Steueranordnung 124 versorgt die Synchronisation zwischen der Abtastung eines Röntgenstrahlen erzeugenden Strahls im Röntgenstrahier und der Abtastung des Austrittsstrahles 122 in der Aufnahmeröhre. Aus der Aufnahmeröhre gewonnene

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Signale können auch jetzt wieder on-line von einer Rechenanordnung 126 verarbeitet und in einem Speicher 120 geschrieben oder je Querschnitt an einem Monitor 130 dargestellt werden. Nach Bedarf können in eine Anordnung beispielsweise nach Fig. 1 mehrere Röntgenstrahler-Detektorpaare aufgenommen sein. Auch kann das System Strahler-Detektor nach Pig. 5 rotierbar um das zu messende Objekt 114 montiert sein. Wenn in eine Anordnung in Form eines regelmässigen Vielecks mit einer geraden Rippenanzahl jeweils einander gegenüber ein Strahler und ein Detektor aufgenommen werden, können mit dieser Anordnung Absorptionswerte in vielen aufeinanderfolgenden Querschnitten gemessen werden, ohne dass dabei mechanische Bewegungen durchzuführen sind. Es kann dabei beispiels— weise an einen regelmässigen Sechseck, Achteck oder Zehneck gedacht werden, wobei jeweils die Hälfte der Seiten durch Strahler und die andere Hälfte durch Aufnahmeröhren gebildet wird. Für eine gute Trennung zwischen den elementaren Röntgenstrahlen zueinander kann es vorteilhaft sein, bereits für den Elektronenstrahl eine gewisse Kollimierung zu verwenden, indem das Anodenauftreffplattenmaterial in eine Matrix aufgenommen wird, deren Wände sowohl nach der Aussenseite als auch nach der Innenseite des Röntgenstrahlers durchgehen.

Die Wände bestehen vorzugsweise aus Blei oder aus einem

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anderen, stark strahlungsabsorbierendem Material. Darartige Werkstoffe absorbieren auch Elektronen in ausreichendem Masse. Als Detektor kann auch ein zweidimensional erweiterter Detektor gemäss der ) niederländischen Patentanmeldung 770329^· verwendet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 6 wird der Röntgenstrahier durch eine trichterförmige Kathodenstrahlröhre 1 ho mit einem Stielteil 142 gebildet, in dem sich ein Elektronenstrahlerzeugungssystem ikh und in dem oder um den herum sich eine Strahlablenkeinheit 146 befindet. Ein trichterförmiger Teil 148 der Röhre ist doppelwandig ausgeführt, und es bewegt sich zum Erzeugen von Röntgenstrahlen ein Elektronenstrahl 150 zwischen Wänden I52 und 15^ dieses Teils der Röhre. An einem dem Elektronenstrahlerzeugungssystem abgewandten Ende ist der Trichter mit einer umlaufenden Anodenauftreffplatte I56 versehen, beispielsweise entsprechend der Beschreibung an Hand der Fig. 3· Mit Hilfe einer einfachen Abtastbewegung beschreibt der Elektronenstrahl Kreise auf dieser Anodenauftreffplatte und erzeugt dabei ein Röntgenstrahl 158, dessen Hauptrichtung auf eine Achse I60 des Trichters gerichtet ist. Um die Achse 160 dieses Systems ist ein zu untersuchendes Object 162 angeordnet.

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Wenn die Kollimierung des Röntgenstrahls derart durchgeführt wird, dass von jedem Auf treffpunkt aus ein in der Trichterebene das ganze Objekt erfassende Fächerstrahl durchgelassen vird, ist, wenn mit einem ortsempfindlichen Detektor detektiert wird,eine

halbe Kreisbahn des Elektronenstrahles 150 für die Messung eines Querschnitts ausreichend. Wenn der Röntgenstrahl genau JLn der Trichterebene verlaufen würde, gäbe es keinen Platz für die Anordnung eines ^ Detektors. XJm dieses Problem zu lösen, kann die Auftreffplatte so ausgeführt werden, dass nur über einen Halbkreis ein Röntgenstrahl erzeugt wird, oder es kann eine kammförmige Einheit aus Auftreffplatte und Detektor gebildet werden. Wenn es erwünscht ist, tj mit einem vollständig umlaufenden Röntgenstrahl arbeiten zu können, kann durch die Geometrie der Anodenauftreffplatte der Röntgenstrahl etwas aus der Trichterebene gerichtet werden, wodurch ein Anodenauftreffring und Detektorring nebeneinander angeordnet werden können. Das nicht senkrechte Durchlaufen des Objekts durch die Röntgenstrahlen kann beispielsweise bei komputerisierter Tomographie elektronisch korrigiert werden, übrigens ist diese Ausftihrungsform, obgleich sehr wohl beispielsweise für Kopfuntersuchung brauchbar, insbesondere beispielsweise für Materialanalyse, für das

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Orten von Unregelmässigkeiten in ¥erkstticken und der gleichen geeignet.

Insbesondere in allen beschriebenen

verwandten bevorzugten Ausführungsformen, in denen on-line detektiert wird, d.h. in der aus diesem Blickpunkt ersten Generation abtastender Röntgenuntersuchungsanordnungen, ist es sowohl für Dosisersparung für den Patienten als auch für die Steigerung der Bildgüte vorteilhaft, mit einem konstanten Ausgangssignal zu arbeiten, und also die Intensität des Röntgenstrahls an die

ermittelte Absorption anzupassen. In Röntgenstrahlern der beschriebenen Art kann dies ganz einfach durch ·■*' Stromsteuerung des Röntgenstrahlung erzeugenden Elektronenstrahls durchgeführt werden. Für weitere Einzelheiten über dieses Prinzip kann auf die DT-OS 2555675 verwiesen werden.

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ε e r s η I

Claims

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PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung für die Bestimmung örtlicher Absorptionsunterschiede in einem Objekt mit Hilfe eines abtastenden Röntgenstrahls und eines Röntgendetektors, dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgen— strahler mit einer Anodenauftreffplatte ,die wenigstens in einer Richtung einen grossen Erfassungsbereich hat, und mit einer Elektronenstrahlablenkanordnung zum Verschieben eines Elektronenauftrefflecks über die Anodenplatte zum Erzeugen eines das zu untersuchende Object abtastenden Röntgensürahls ausgerüstet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgenstrahl aus jeder Auftrefffleckposition durch Kollimierung für on-line-Lesen auf den. gleichen Detektor gerichtet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus mehreren Auf tref f leckpositionen je Elektronenstrahlabtastung der Anodenauftreffplatte zueinander parallel verlaufende Röntgenstrahlen kollimierc werden.

h. Anordnung nach einem der Ansprüche T, 2 oder 3>

dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgenstrahier in bezug auf ein zu untersuchendes Objekt rotierbar angeordnet 1st.

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ORfQfNAL

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5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder j, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Röntgenstrahler enthält.

6. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen stellenempfindlichen Detektor enthält.

7· Anordnung nach einem der vorangehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anoden— auftreffplatte mit einer Kühleinrichtung versehen ist.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Änodenauftreffplatte in zwei Richtungen einen grossen Erfassungsbereich aufweist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor die Form einer Fernseh— aufnahmeröhre hat und die Abtastung im Röntgenstrahier und in der Detektorröhre miteinander gekoppelt sind.

10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgenstrahier eine Trichter!"orin aufweist, bei der eine wenigstens teilweise umlaufende Anodenauftreffplatte in einen erweiterten Teil des Trichters aufgenommen und ein zu erzeugender abtastender Röntgenstrahl auf die Achse des Trichters gerichtet ist.

11. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Anodenauftreffplatte einen zu erzeugenden Röntgenstrahl derart aus einer Trichter-

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endflache richtet, dass er einen rieben der Anoden— auftreffplatte angeordneten Detektor trifft. 12. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ring des Trichters teilweise von einer Anodenauftreffplatte und zum Teil von einem Röntgendetektor erfasst wird.

13· Anordnung nach Anspruch 10, dadui-ch gekennzeichnet, dass sich im Anodenauftreffplattenring ein zweiseitig anstrahlbarer Detektorring befindet und die Anordnung Mittel für die Bestimmung von Differenzsignalen aus zwei diametral im Ring montierten Detektoren gewonnener Signal enthä3.t.

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