DE3632811A1 - Roentgenuntersuchungsgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Röntgenuntersuchungsgerät (typischerweise einen Röntgen-Computertomograph- oder CT-Abtaster, bei dem Fehler aufgrund von Abweichungen eines Röntgenbrennpunkts einwandfrei kompensiert oder ausgeglichen werden und damit die Genauigkeit des Untersuchungsergebnisses verbessert wird.

Ein Röntgenstrahler ist allgemein mit periodischen Schwankungen aufgrund von Welligkeit der Beschleunigungsspannung einer Röntgenröhre, die durch das Vorhandensein einer Umfangskappe des Röntgenröhren- Heizfadens verursacht wird, sowie periodischen Schwankungen aufgrund elektrischer Feldschwankungen behaftet.

Die genannten Welligkeits-Schwankungen können als Schwankungen oder Abweichungen der Gesamt-Röntgenstrahlungsmenge oder -dosis pro Zeiteinheit erfaßt oder gemessen werden. Außerdem steht neuerdings ein wesentlich verbesserter Gleichrichterkreis für die Erzeugung der Beschleunigungsspannung zur Verfügung, bei dem der Anteil an Welligkeit höchstens 1% der Beschleunigungsspannung beträgt. Die Welligkeits- Schwankungen sind demzufolge bei der derzeitigen Technologie nicht mehr kritisch.

Wenn andererseits der Röntgenröhren-Heizfaden mit einem Wechselstrom gespeist wird, wechselt ein elektrisches Feld zum Konvergieren heißer Elektronen der Röntgenröhre, so daß die genannten elektrischen Feldschwankungen auftreten. Diese verursachen Änderungen in der Brennpunktgröße an der Röntgenzielfläche bzw. -fangelektrode und rufen damit Moir´ im rekonstruierten Bild eines Untersuchungsobjekts hervor. Die Brennpunktgrößenänderung verändern nicht die Gesamtmenge oder -dosis der Röntgenstrahlung pro Zeiteinheit, jedoch die Röntgenstrahlungsdosis pro Flächeneinheit.

Eine Fehlerkompensation für Röntgenuntersuchungsdaten sollte unter Berücksichtigung nicht nur der Welligkeits- Schwankungen, sondern auch der elektrischen Feldschwankungen erfolgen. Beim derzeitigen Stand der Technik können die elektrischen Feldschwankungen jedoch kaum erfaßt werden.

Im allgemeinen wird ein Röntgenuntersuchungsgerät (Röntgen-CT- oder -Computertomograph-Abtaster) für diagnostische und industrielle Zwecke eingesetzt. Für den industriellen Einsatz wird neuerdings verlangt, eine extrem hohe Auflösung in der Größenordnung von einigen Mikrometern bis zu einigen 10 µm zu erreichen. Die Erzielung einer derart hohen Auflösung stellt eine neue Anforderung an bisherige Röntgen-CT-Abtaster dar, und sie erfordert einen speziellen Mikrofokus-Röntgengenerator oder -erzeuger. Die mit letzterem erzielbare Brennpunkt- oder -fleckgröße von 5-100 µm beträgt ungefähr 1/100 der Brennpunktgröße bei einem herkömmlichen Röntgengenerator.

Wenn der Röntgen-CT-Abtaster für die Gewinnung einer großen Menge an Untersuchungsdaten über einen langen Zeitraum hinweg betrieben wird, kann die Lage des Mikrobrennpunkts im Zeitverlauf und/oder mit einer Temperaturänderung driften. Beim Auftreten einer Lagendrift des Mikrobrennpunkts erscheinen Artefakte in dem aus den gewonnenen Untersuchungsdaten rekonstruierten Bild.

Bei einem mit extrem hoher Auflösung arbeitenden Röntgen-CT-Abtaster stellen mithin Abweichungen der Mikrobrennpunktgröße (microfocal spot size) aufgrund von elektrischen Feldschwankungen sowie Abweichungen der Mikrobrennpunktlage infolge von Drift ernsthafte Probleme dar.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Röntgenuntersuchungsgeräts, das frei ist von Fehlern oder Artefakten aufgrund von Abweichungen oder Änderungen eines Röntgenbrennpunkts.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Röntgenuntersuchungsgerät ist mit einer Einrichtung zum Erfassen oder Messen der Abweichungen eines Röntgenbrennpunkts und einer Einrichtung zum Ausschalten des Einflusses der Röntgenpunktabweichungen auf der Grundlage des Meßergebnisses der Meßeinrichtung versehen.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Röntgenuntersuchungsgeräts (als Röntgen-CT-Abtaster) gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise von Einheiten 16, 20 und 21 bei der Anordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 4 eine andere Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 ein detailliertes Blockschaltbild einer Röntgensteuerung bei der Ausführungsform nach Fig. 5,

Fig. 7 eine detaillierte Darstellung eines Röntgengenerators bei der Ausführungsform nach Fig. 5,

Fig. 8 eine Darstellung des Strahlengangs eines Röntgenstrahls und eines Elektronenstrahls im Bereich einer Anode der Röntgenröhre und eines Punktlagendetektors,

Fig. 9 eine Vorderansicht eines Punktlagensensors als Teil des Punktlagendetektors bei der Anordnung nach Fig. 5,

Fig. 10 eine Darstellung zur Veranschaulichung der Erfassung der Lage eines Strahlpunkts mittels des Punktlagensensors,

Fig. 11 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise von Schaltungselementen (13-20) bei der Ausführungsform nach Fig. 5,

Fig. 12 eine schematische Darstellung der Anwendung der Ausführungsform nach Fig. 3 auf die Ausführungsform nach Fig. 5,

Fig. 13 eine perspektivische Darstellung eines Punktlageneinstellmechanismus, an dem die Röntgenröhre bewegbar montiert ist,

Fig. 14 eine graphische Darstellung der Änderung des Meßwerts jedes Hauptdetektors der betreffenden Kanäle gegenüber der Y-Richtung, wobei die Spitzenpunkte der Meßwerte miteinander übereinstimmen,

Fig. 15 eine den Kurven von Fig. 14 entsprechende Beziehung zwischen dem Brennpunkt der Röntgenstrahlen und dem Ort der Querabtastung (traverse scan) der Röntgenstrahlen,

Fig. 16 eine graphische Darstellung der Änderung des Meßwerts jedes Hauptdetektors der betreffenden Kanäle der Y-Richtung, wobei die Spitzenpunkte der Meßwerte voneinander verschieden (zueinander verschoben) sind,

Fig. 17 eine den Kurven von Fig. 16 entsprechende Beziehung, bei welcher der genannte Ort gegenüber dem Brennpunkt zu den Detektoren hin nach vorn verlegt ist,

Fig. 18 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Berechnung des Abstands zwischen dem Brennpunkt und dem genannten Ort,

Fig. 19 eine graphische Darstellung der Änderung des Meßwerts jedes Hauptdetektors der betreffenden Kanäle gegenüber der Y-Richtung, wobei die Spitzengruppe der einzelnen Meßwerte voneinander verschieden sind,

Fig. 20 eine den Kurven von Fig. 19 entsprechende Beziehung, bei welcher der genannte Ort gegenüber dem Brennpunkt rückwärts versetzt ist, und

Fig. 21 ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung der Art und Weise, auf welche die Datenerfassungseinheit bei der Ausführungsform nach Fig. 5 die Datenerfassung der Röntgenprojektionsdaten durchführt.

Fig. 1 veranschaulicht den Aufbau eines Röntgen-CT- oder -Computertomograph-Abtasters (als Röntgenuntersuchungsgerät) gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung eines Zweikanal-Röntgen- CT-Abtasters der zweiten Generation. Ein Heizfaden 110 einer Röntgenröhre 11 a wird durch eine Wechselstromquelle 111 gespeist. Vom Heizfaden 110 gelieferte heiße Elektronen (hot electrons) werden durch Hochspannung 112 beschleunigt und (in diesem Zustand) auf eine Fangelektrode 1 gerichtet. Die von der Fangelektrode 1 divergierend abgegebene Röntgenstrahlung wird durch einen Kollimator 3 zu Röntgenstrahlen 31 geformt, welche wiederum über einen Kollimator 7 auf Hauptdetektoren 19 der betreffenden Kanäle projiziert bzw. geworfen werden. Zwischen den Kollimatoren 3 und 7 befindet sich ein Untersuchungsobjekt 17. Die Dosis oder Menge der Röntgenstrahlen 31, die Informationen bezüglich der Röntgenabsorption des Untersuchungsobjekts 17 enthalten, wird durch die betreffenden Hauptdetetoren 19 erfaßt oder gemessen.

Der Kollimator 3 weist eine Strahlöffnung BH auf. Am Kollimator 3 ist ein Bezugsdetektor 190 so angebracht, daß er über die Strahlöffnung BH dem Röntgenbrennpunkt FP auf der Fangelektrode 1 zugewandt ist. Der Brennpunkt FP der Röntgenstrahlen 31 für die Hauptdetektoren 19 entspricht somit demjenigen für den Bezugsdetektor 190. Infolgedessen können auf die erwähnten Abweichungen oder Schwankungen des elektrischen Felds zurückzuführende Abweichungen oder Änderungen der Brennpunktgröße (oder Brennfleckgröße) am Brennpunkt FP unabhängig von den Hauptdetektoren 19 durch den Bezugsdetektor 190 erfaßt oder gemessen werden. Mittels des Bezugsdetektors 190 gewonne Daten für die Brennpunktgrößenänderungen werden zum Korrigieren der in den Röntgenabsorptionsdaten vom Untersuchungsobjekt 17 enthaltenen elektrischen Feld-Abweichungsfehler benutzt.

Fig. 2 veranschaulicht in einem Ablaufdiagramm die Arbeitsweise (oder den Arbeitsablauf) bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1.

Die von den betreffenden Hauptdetektoren 19 erfaßten Röntgenabsorptionsdaten des Untersuchungsobjekts 17 werden der Datenerfassungseinheit (DAS) 20 eingegeben. Letzterer werden auch die vom Bezugsdetektor 190 erfaßten Brennpunktgrößen-Änderungsdaten eingegeben. Die Einheit 20 erfaßt Daten von Haupt- und Bezugsdetektoren 19 bzw. 190 unter der Steuerung einer Zentraleinheit (CPU) 16 (Schritt ST 10). Die erfaßten Daten werden von der Datenerfassungseinheit 20 zu einer Hochgeschwindigkeits-Rechenlogikeinheit (ALU) 21 übertragen.

Wenn das Zentrum des Brennpunkts FP für die Hauptdetektoren 19 aufgrund einer mechanischen Ungenauigkeit der Kollimatoren 3 und 7 geringfügig vom Brennpunkt für den Bezugsdetektor 190 abweicht, tritt eine dieser geringfügigen Abweichung entsprechende Phasendifferenz Φ i zwischen den Röntgenabsorptionsdaten vom Hauptdetektor 19 und den Brennpunktgrößen-Änderungsdaten vom Vezugsdetektor 190 auf.

Auf der genannten Phasendifferenz Φ i beruhende Fehler werden in einer Bezugskorrektur (Schritt ST 12) beseitigt, welche durch die Zentraleinheit 16 auf der Grundlage der erfaßten Daten von der Datenerfassungseinheit 20 durchgeführt wird. In der Bezugskorrektur (Schritt ST 12) werden Daten des Röntgenstrahls 31 von jedem der Detektoren 19 mit den Daten vom Detektor 190 verglichen, wobei Abweichungen oder Änderungen der Röntgenstrahldaten von den Detektoren 19 mittels des Ergebnisses dieses Vergleichs korrigiert werden. Die Einzelheiten der Bezugskorrektur im Schritt ST 12 werden später noch näher erläutert werden.

Die erfaßte Röntgenstrahlenmenge oder -dosis verringert sich entsprechend einer Funktion des Exponenten eines Röntgenabsorptionskoeffizienten. Auf diese Weise wird nach Durchführung der Bezugskorrektur eine logarithmische Umwandlung der korrigierten Daten durchgeführt (Schritt ST 14).

Die logarithmisch umgewandelten (log-converted) Daten werden einer Luftkorrektur unterworfen (Schritt ST 16). Durch diese wird die Verstärkung oder der Gewinn jedes Hauptdetektors 19 so eingestellt, daß die effektive Verstärkung des einen Hauptdetektors 19 derjenigen jedes andere Hauptdetektors 19 angepaßt ist.

Die luftkorrigierten Daten werden gefiltert (Schritt ST 18). In diesem Schritt ST 18 kann ein Filter mit Raman-Chandran-Funktion oder mit Shep- und Logan- Funktion verwendet werden.

Die gefilterten Daten werden in die Rechenlogikeinheit 21 zurück projiziert bzw. zurück übertragen, um rekonstruierte Bilddaten zu gewinnen (Schritt ST 20).

Im folgenden ist die Bezugskorrektur im Schritt ST 12 im einzelnen erläutert.

Periodische Schwankungen oder Änderungen in der Dichte der Röntgenstrahlung können durch eine Sinusfunktion wiedergegeben werden, deren Frequenz ω von der Heizfaden- Stromquellenfrequenz für die Röntgenröhre 11 a und dem Integral der erfaßten Röntgendosis in Abhängigkeit von der Zeit abhängt.

Aus obigem ergibt sich folgendes: Wenn die Bezugnahme auf die erfaßten Daten bzw. Meßdaten vom Bezugsdetektor 190 erfolgt, kann der Hauptmeßwert IMi des i-ten Hauptdetektors 19, als Funktion der Zeit t, wie folgt ausgedrückt werden:

In obiger Gleichung bedeuten: i (= 1, 2 . . ., n; mit n = Zahl der Hauptdetektoren 19) = numerische Ordnung der Hauptdetektoren 19, [IM] = Amplitude von IMi (t), ω = Winkelfrequenz eines Wechselstroms zum Heizen des Heizfadens der Röntgenröhre 11 a, Φ i = Phasendifferenz zwischen den Daten vom i-ten Hauptdetektor 19 und den Daten vom Bezugsdetektor 190 und Bi = Gleichspannungskomponente (Vorspannung) von IMi(t).

Der Bezugsmeßwert IR(t) läßt sich wie folgt ausdrücken:

darin bedeuten: [IR] = Amplitude von IR(t) und BR = Wechselspannungskomponente (Vorspannung) von IR(t).

Der auf herkömmliche Weise abgeleitete Bezugskorrekturwert IC(t) entspricht:

In obiger Gleichung bedeuten: Fi(ω, µi(t)) = eine periodische Funktion der Winkelfrequenz ω und Bi* = Gleichspannungskomponente (Vorspannung) von IC(t), wobei µi(t) das lineare Integral eines Röntgenabsorptionskoeffizienten in Abhängigkeit von der Zeit t bezeichnet.

Gleichung (3) zeigt daß der auf herkömmliche Weise abgeleitete oder gewonnene Bezugskorrekturwert IC(t) eine Komponente von ω beinhaltet, d. h. Fi dem Einfluß von elektrischen Feldschwankungen unterworfen ist. Dieser Einfluß kann jedoch durch Beseitigung der elektrischen Feldschwankungskomponente bekannter Winkelfrequenz ω aus Fi(ω, µi(t)) vermieden werden, vorausgesetzt, daß die ursprünglich in den Projektionsdaten enthaltene Komponente ω erhalten bleibt.

Nachstehend ist erläutert, auf welche Weise die elektrische Feldschwankungskomponente der Winkelfrequenz ω aus Fi(ω, µi(t)) beseitigt wird.

Im Datenerfassungsschritt (ST 10) entspricht das Integral µi(t) nicht Null, und IC(t) ist Fi(ω, µi(t)) + Bi*. Sodann entspricht die Fouriersche Transformation Fµi* von IC(t) bei der Datenerfassung:

Die Beseitigung der Gleichspannungskomponente Bi* aus Fµi* ergibt Fµi**. Der letztere Ausdruck repräsentiert die Komponente der periodischen Schwankungen und die Störsignale (noises) von Fµi*.

Im Luftkorrekturschritt (ST 16) erfolgt eine Eichung ohne Untersuchungsobjekt. In diesem Fall ist das Integral µi(t) gleich Null, und IC(t) ist Fi(ω, 0) + Bi*. Sodann entspricht die Fouriersche Transformation Foi* von IC(t) bei der Luftkorrektur:

Durch Beseitigung der Gleichspannungskomponente Bi* aus Foi* ergibt sich Foi**. Der letztere Ausdruck repräsentiert die Komponente der periodischen Schwankungen oder Änderungen und Störsignale von Foi*.

Es sei angenommen, daß Fµi* auf N Punkten Fouriertransformiert wird. Sodann gilt:

Es sei auch angenommen, daß Foi* auf N Punkten Fouriertransformiert wird. Dabei gilt:

Weiterhin sei angenommen, daß die Komponente ω der periodischen Schwankungen am Punkt bzw. an den Punkten von j = k (1 ≦ k ≦ N), mit j = 1, 2, . . ., N, auftritt.

Wenn Foi* (Gleichung (5A)) von Fµi* (Gleichung (4A)) subtrahiert wird, wird die Komponente ω am Punkt bzw. an den Punkten von j = k aufgehoben.

Durch Subtrahieren von Foi* (Gleichung (5)) von Fµi* (Gleichung (4)) kann somit die in Fµi* enthaltene Komponente ω beseitigt werden. Wenn diese von der Komponente ω freie Größe Fµi* der inversen Fourierschen Transformation unterworfen wird, wird die von der Komponente ω freie Größe Fµi, welche den Bezugskorrekturwert IC(t) repräsentiert, erhalten.

Mit der beschriebenen Ausführungsform wird somit ein Röntgen-CT-Abtaster realisiert, der frei ist von Fehlern aufgrund elektrischer Feldschwankungen oder aufgrund von Änderungen in der Brennpunktgröße eines Röntgenstrahls.

Fig. 3 veranschaulicht eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 1, wobei ein Kollimator 3 A für den Bezugsdetektor 190 außerhalb des von der Fangelektrode 1 zu den Hauptdetektoren 19 verlaufenden Strahlengangs der Röntgenstrahlen 31 angeordnet ist.

Fig. 4 veranschaulicht eine andere Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 1, bei welcher der Detektor 190 an einer vorgegebenen Seite des Kollimators 7 angeordnet ist, an welchem die Hauptdetektoren 19 montiert sind.

Fig. 5 veranschaulicht eine Ausgestaltung eines Röntgen- CT-Abtasters gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 6 veranschaulicht im einzelnen den Aufbau einer Röntgensteuerung 15.

Das Hauptmerkmal der zweiten Ausführungsform liegt in der Verwendung eines Punktlagendetektors 12 für die Röntgenstrahlen. Der Detektor 12 ist an einem Röntgengenerator oder -erzeuger 11 angeordnet und dient zum Erfassen von Abweichungen oder Änderungen in der Lage eines Röntgenstrahlpunkts. Das Ergebnis der Erfassung der Strahlpunktänderungen wird der Zentraleinheit 16 zugeführt, welche die Größe dieser Strahlpunktänderungen berechnet. In Abhängigkeit von dieser Berechnung steuert eine Lenksteuerung (steering controller) 15 b (Fig. 6) in der Röntgensteuerung 15 eine Lenkspule 11 c in der Weise, daß die Lagenabweichungsgröße des Röntgenstrahlpunkts mittels nagativer Rückkopplung minimiert wird. Die Einzelheiten dieser Steuerung sind nachstehend im einzelnen erläutert.

Nach Maßgabe von von Hand eingegebenen Befehlen oder eines vorgeschriebenen Folgesteuerprogramms bewirkt eine Konsole 13 eine vollständige Überwachung einer Mechanisierung oder mechanischen Steuerung 14, der Röntgensteuerung 15, der Zentraleinheit 16 und einer Anzeigevorrichtung (CRT) 22. Nach Maßgabe der Befehle von der Konsole 13 steuert die Mechanismussteuerung 14 den Mechanismus 18 an, auf dem das Untersuchungsobjekt 17 angeordnet ist. Die Röntgensteuerung 15 empfängt von der Zentraleinheit 16 berechnete Daten für die durch den Punktlagendetektor 12 erfaßten Brennpunktlagenänderungen, und sie steuert den Röntgengenerator 11 nach Maßgabe der berechneten Daten.

Obgleich die Zentraleinheit (CPU) 16) von der Steuerung der Konsole 13 abhängig ist, weist sie auch unabhängig ihr eigenes Programm auf. Nach diesem Programm berechnet die Zentraleinheit 16 die Größe der Abweichungen oder Änderungen in der Brennpunktlage, und zwar auf der Basis von Daten vom Punktlagendetektor 12. (Die Einzelheiten dieser Berechnung werden später noch näher erläutert werden.) Die Zentraleinheit 16 liefert Projektionsdaten von der Datenerfassungseinheit 20 zur Bildrekonstruktions-Rechenlogikeinheit 21, so daß ein rechnergestütztes tomographisches Bild des Untersuchungsobjekts 17 rekonstruiert wird. Dieses rekonstruierte Bild wird auf der Anzeigevorrichtung 22 wiedergegeben.

Gemäß Fig. 6 umfaßt der Röntgengenerator 11 die Röntgenröhre (als Strahlungsquelle) 11 a, eine Fokussierspule 11 b und eine Lenkspule (steering coil) 11 c. Die Röntgensteuerung 15 enthält eine Fokussteuerung 15 a, die Lenksteuerung 15 b, einen Leistungsregler 15 c und einen Hochspannungsgenerator 15 d. Eine vom Hochspannungsgenerator 15 d abgegebene Hochspannung, die an den Heizfaden der Röntgenröhre 11 a angelegt wird, wird durch den Leistungsregler 15 c geregelt. Ein durch die Spule 11 b fließender Strom wird durch die Fokussteuerung 15 a geändert, während ein durch die Spule 11 c fließender Strom durch die Lenksteuerung 15 b geändert wird.

Die Lenksteuerung 15 b liefert die vom Punktlagendetektor 12 gewonnenen Punktlagendaten zur Zentraleinheit 16. Sodann nimmt die Lenksteuerung 15 b die Lagenberechnungsdaten von der Zentraleinheit 16 ab, um die Lenkspule 11 c auf der Grundlage der Lagenberechnungsdaten anzusteuern. Der von der Röntgenröhre 11 a erzeugte Elektronenstrahl wird somit durch die Steuerung 15 a und 15 b gesteuert bzw. geregelt.

Fig. 7 veranschaulicht den Aufbau des Röntgengenerators 11. Fig. 8 veranschaulicht den Strahlengang von Röntgenstrahlen 23 und Elektronenstrahlen 24 im Bereich der Anode 25 der Röntgenröhre 11 a.

Der Punktlagendetektor 12 besteht aus einer Feinlochplatte 12 a und einem Punktlagensensor 12 b. Gemäß Fig. 7 und 8 weicht der Strahlengang des Eingangsstrahls des Sensors 12 b vom Strahlengang der Röntgenstrahlen 23 ab. Bei Anregung von Elektronenstrahlen 24 vom Heizfaden der Röntgenröhre 11 a werden an deren Anode 25 Röntgenstrahlen 23 erzeugt. Der Strahlengang des Eingangsstrahls des Sensors 12 b wird durch die Feinlochplatte 12 a definiert. Der Feinlochdurchmesser der Feinlochplatte 12 a ist so gewählt, daß er praktisch dem Durchmesser eines Röntgenbrennpunkts (FP) gleich ist. Die Feinlochplatte 12 a besteht aus einem Schwermetall.

Fig. 9 ist eine Vorderansicht des Punktlagensensors 12 b als Teil des Punktlagendetektors 12. Der Sensor besteht aus einem fluoreszierenden Leuchtstoff (fluophor) 12 b-1, Lichtleitfasern 12 b-2, einer Mikrokanalplatte 12 b-3, Lichtleitfasern 12 b-4 und einem Lagensensorelement 12 b-5. Der Leuchtstoff 12 b-1 wird durch den einfallenden Röntgenstrahl zum Leuchten angeregt. Die Lichtausgangssignale vom Leuchtstoff 12 b-1 werden über die Lichtleitfasern 12 b-2 zur Mikrokanalplatte 12 b-3 geleitet, in welcher die Lichtausgangssignale in Kanäle aufgeteilt werden. Die in Kanäle aufgeteilten Lichtausgangssignale von der Platte 12 b-3 werden über die Lichtleitfasern 12 b-4 zum Lagensensorelement 12 b-5 geleitet und durch letztere in elektrische Signale (Lagendaten) umgewandelt.

Fig. 10 veranschaulicht die Art und Weise, auf welche die Lage des Strahlpunkts oder -flecks BS auf der Sensorebene des Detektors 12 mittels Punktlagensensoren 12 b erfaßt wird.

An den vier Seiten der quadratischen oder rechteckigen Röntgensensorebene (X-Y-Ebene entspricht der Fangelektrode der Röntgenröhre 11 a.) Die X-Achsenlage des Strahlpunkts BS auf der Röntgensensorebene wird durch die oberseitigen und unterseitigen Sensoren 12 b, seine Y- Achsenlage durch die rechten und linken Sensoren 12 b erfaßt. X-Achsenlagendaten X 1 werden vom oberseitigen Sensor 12 b geliefert. Der unterseitige Sensor 12 b liefert X-Achsenlagendaten X 2. Vom rechten Sensor 12 b werden Y-Achsenlagendaten Y 1 geliefert, während der linke Sensor 12 b Y-Achsenlagendaten Y 2 liefert.

Fig. 11 ist ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Lageneinstellroutine für den Strahlpunkt BS. Dieses Routineprogramm beginnt nach Maßgabe eines über die Konsole 13 von Hand eingegebenen Befehls oder nach Maßgabe eines vorgegebenen Folgeprogramms, und zwar vor Beginn der Datenerfassung oder während der Durchführung der Datenerfassung.

Nach Einleitung der Lageneinstellroutine werden Röntgenstrahlen 23 von der Anode 25 der Röntgenröhre 11 a abgestrahlt (Schritt ST 1 in Fig. 11). Bei dieser Röntgenausstrahlung mißt jeder Punktlagensensor 12 b über die Feinlochplatte 12 a einen Teil der Strahlen 23 zur Erzeugung von Lagendaten X 1, X 2, Y 1 und Y 2(Schritt ST 2). Diese Lagendaten X 1, X 2, Y 1 und Y 2 werden durch die Lenksteuerung 15 b gesammelt, wobei die gesammelten Lagendaten über die Konsole 13 zur Zentraleinheit 16 übertragen werden.

In der Zentraleinheit 16 werden entsprechend den Lagendaten X 1, X 2, Y 1 und Y 2 die folgenden Berechnungen ausgeführt:

Die durch Gleichungen (6) und (7) repräsentierten Koordinaten von X und Y geben die Lage des Strahlpunkts BS in der X-Y-Ebene des Punktlagendetektors 12 an.

Es sei angenommen, daß die Koordinaten einer vorbestimmten Bezugsposition oder -lage in der X-Y-Ebene des Punktlagendetektors 12 mit Xo bzw. Yo bezeichnet sind. Daraufhin kann eine Größe einer Lagenverschiebung des Strahlpunkts BS von einer Bezugsposition oder -lage anhand der folgenden Gleichungen berechnet werden:

Die Lagenverschiebung des Strahlpunkts BS gegenüber der Normalrichtung (Z-Richtung) der X-Y-Ebene läßt sich auf die im folgenden beschriebene Weise bestimmen.

Für den Fall, daß keine Lagenverschiebung zur Z-Richtung auftritt, sei die auf der X-Y-Ebene des Punktlagendetektors 12 gebildete Fläche des Strahlpunkts BS mit So bezeichnet. Für den Fall, daß eine bestimmte Lagenverschiebung zur Z-Richtung auftritt, sei die auf der X-Y-Ebene des Punktlagendetektors 12 gebildete Fläche des Strahlpunkts BS mit S bezeichnet. Weiterhin sei angenommen, daß nach Abschluß der Steuerung oder Regelung zur Minimierung der Größe von Δ X und Δ Y gemäß Gleichung (8) und (9) X 1 - X 2 praktisch gleich Y 1 - Y 2 ist.

Unter den obigen Voraussetzungen läßt sich die Größe der Fläche S etwa wie folgt darstellen:

Die Größe einer Lagenverschiebung des Strahlpunkts BS längs der Z-Richtung läßt sich sodann nach der folgenden Gleichung berechnen:

Die Lagenverschiebungsdaten (Δ X, Δ Y, Δ S) des Strahlpunkts oder -flecks BS in bezug auf die X-, Y- und Z- Richtungen werden somit in der Zentraleinheit 16 auf der Grundlage von Gleichungen (8), (9) und (11) abgeleitet (Schritt ST 3 in Fig. 11).

Die berechneten Lagenverschiebungsdaten (Δ X, Δ Y, Δ S) des Strahlpunkts BS werden sodann von der Zentraleinheit (CPU) 16 zur Lenksteuerung 15 b übertragen. Daraufhin wird der Strom der Lenkspule 11 c entsprechend den berechneten Lagenverschiebungsdaten (Δ X, Δ Y, Δ S) so eingestellt, daß sich die Größe von Δ X, Δ Y und Δ S jeweils verringert (Schritt ST 4 in Fig. 11).

Die obigen Schritte ST 1-ST 4 werden wiederholt, um die Größe von Δ X, Δ Y und Δ S jeweils zu verkleinern. Diese Operation besteht aus einer digitalen negativen Rückkopplungsregelung, deren Regelsollwerte (control targets) durch Xo, Yo und So vorherbestimmt sind. Mit dieser Rückkopplungsregelung können Änderungen oder Abweichungen in der Lage eines Mikrobrennpunkts, die von zeitabhängiger Drift und/oder Temperaturänderung herrühren, praktisch ausgeschaltet werden. Diese Rückkopplungsregelung braucht nicht in jedem Fall durchgeführt zu werden, kann jedoch bei Bedarf vorgenommen werden. Da weiterhin der mechanische Teil dieser Rückkopplungsregeloperation durch eine herkömmliche Lenkspule gebildet wird, kann der Gesamtaufbau vereinfacht sein.

Fig. 12 veranschaulicht die Anwendung der Ausführungsform gemäß Fig. 3 auf die Ausführungsform nach Fig. 5. Fig. 13 veranschaulicht in perspektivischer Darstellung einen Punktlagen-Einstellmechanismus, an welchem die Röntgenröhre 11 a bewegbar bzw. verschiebbar montiert ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 12 werden die erwähnten elektrischen Feldschwankungen durch die Kombination aus dem Kollimator 3 A und dem Bezugsdetektor 190 erfaßt, wobei Lagenänderungen eines Brennpunkts (FP) durch mechanische Betätigung des Punktlagen- Einstellmechanismus gemäß Fig. 13 ausgeschaltet oder beseitigt werden.

Gemäß Fig. 12 ist die Größe der Röntgenstrahlen 31 an der Seite der Hauptdetektoren (19) durch die Aperturgröße des Kollimators 7 begrenzt; diese Größe kann 100 × 100 µm betragen. Andererseits kann der Mikrobrennpunkt FP auf der Fangelektrode der Röntgenröhre 11 a eine Größe von 10 × 10 µm besitzen. Obgleich in Fig. 12 nicht dargestellt, kann die Röntgenröhre 11 a mit einer Feinlochplatte 12 a und dem Punktlagensensor 12 b gemäß Fig. 7 versehen sein.

Die Normale der Öffnung (Apertur) jedes Kollimators 3 A und 7 ist auf die Fangelektrode der Röntgenröhre 11 a gerichtet. Wenn sich die Lage des Brennpunkts FP auf der Fangelektrode verschiebt, variiert auf ähnliche Weise die durch den Bezugsdetektor 190 und die Hauptdetektoren 19 gemäß Fig. 3 (in Fig. 12 nicht dargestellt) erfaßte Menge oder Dosis der Röntgenstrahlung. Die Änderung in der durch die Detektoren 19 erfaßten Röntgenstrahlungsdosis sind somit anhand der vom Detektor 190 erfaßten Änderung der Röntgenstrahlendosis bekannt. Auf der Grundlage des Ausgangssignals vom Detektor 190 kann somit, wie im Fall von Fig. 1, der Einfluß der im Ausgangssignal von den Detektoren 19 enthaltenen elektrischen Feldschwankungen eliminiert werden. (Ein Doppelpfeil DY in Fig. 12 gibt die Quer- oder Führungsrichtung bei Verwendung eines CT-Abtasters der zweiten Generation an.)

Wenn der Heizfaden der Röntgenröhre 11 a mit Gleichspannung gespeist wird, kann - nebenbei bemerkt - die Kombination aus dem Kollimator 3 A und dem Bezugsdetektor 190 weggelassen werden, weil keine elektrischen Feldschwankungen auftreten.

Wenn der Heizfaden der Röntgenröhre 11 a mit Wechselspannung oder Wechselstrom gespeist wird und elektrische Feldschwankungen auftreten, treten periodische Schwankungen der erfaßten Röntgenstrahlung auf, die von den Abweichungen in der Lage des Brennpunkts FP unabhängig sind. Die Gesamtdosis der Röntgenstrahlung pro Zeiteinheit ist jedoch, wie in der Beschreibungseinleitung erwähnt, von den periodischen Schwankungen oder Abweichungen aufgrund der elektrischen Feldschwankungen frei. Infolgedessen spricht die Zentraleinheit 16 gemäß Fig. 1 oder 5 auf die Gesamtdosis der Röntgenstrahlung bei jeweils einer Querabtastung des CT- Abtasters der zweiten Generation an. Die Zentraleinheit 16 kann sodann die Lagenänderungen des Brennpunkts FP ohne Beeinflussung durch elektrische Feldschwankungen erfassen.

Genauer gesagt: wenn die Größe der Gesamtdosis der Röntgenstrahlung für je eine Querabtastung kleiner wird als 90% der Gesamtdosisgröße, die ohne Lagenänderung des Brennpunkts FP erreicht wird, stellt die Zentraleinheit 16 eine Ist-Lagenabweichung des Brennpunkts FP fest. Die Zentraleinheit 16 beginnt sodann den Steuervorgang zur Beseitigung der Ist-Lagenabweichung des Brennpunkts FP.

Der Punktlagen-Einstellmechanismus für die Röntgenröhre 11 a ist in Fig. 13 dargestellt. Die Röntgenröhre 11 a ist dabei an einem bewegbaren Tischmechanismus 40 montiert, der aus einer Basis 41 und einem ersten, parallel zur Basis 41 angeordneten Tisch 42 besteht, der an drei Punkten von drei Z-Achseneinstell- Stelltrieben (elektrisch betätigte Zylinder o. dgl.) 43 getragen wird. Die Betätigungsrichtung der einzelnen Stelltriebe 43 ist in Fig. 13 mit DZ bezeichnet. Die Neigung des Tisches 42 gegenüber der Basis 41 kann durch getrennte Betätigung der Stelltriebe 43 beliebig geändert werden.

Der Tisch 42 ist mit zwei parallelen Schienen 44 versehen, auf denen ein zweiter Tisch 45 verschiebbar geführt ist. Der Tisch 42 ist ebenfalls mit einem Y- Achseneinstell-Stelltrieb 47 versehen, der eine Schraubspindel 46 so zu drehen vermag, daß der Tisch 45 längs der Schienen 44 in Y-Achsrichtung DY verschiebbar ist.

Der Tisch 45 ist mit zwei parallelen Schienen 48 versehen, auf denen ein dritter Tisch 49 verschiebbar geführt ist. Außerdem weist der Tisch 45 einen X- Achseneinstell-Stelltrieb 51 auf, der eine Schraubspindel 50 so zu drehen vermag, daß der Tisch 49 längs der Schienen 48 in X-Achsrichtung DX verschiebbar ist.

Die Röntgenröhre 11 a zur Erzeugung der Röntgenstrahlen 31 ist am Tisch 49 montiert. Durch Betätigen der Stelltriebe 43, 47 und 51 ist die Röntgenröhre 12 a somit beliebig in X-, Y- und Z-Richtung verschiebbar.

Es sei angenommen, daß die bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 verwendeten Hauptdetektoren (19) aus vier Kanaldetektoren (1 ch-4 ch) gebildet sind und diese Ausgestaltung mit dem Punktlagen-Einstellmechanismus gemäß Fig. 13 versehen ist.

Fig. 14 veranschaulicht, in welcher Weise der Meßwert (detection value) jedes Hauptdetektors 19 der betreffenden Kanäle (1 ch-4 ch) in bezug auf die Y-(Quer-) Richtung variiert. Die Kurven gemäß Fig. 14 lassen sich erzielen, wenn der Ausstrahlungspunkt der Röntgenstrahlen 31 sich längs der Querrichtung über eine bestimmte Breite verschiebt, die um das Drei- oder Vierfache größer ist als die Brennpunktgröße (z. B. 10 µm) der Röntgenstrahlen 31. Der Ort (locus) dieser Röntgenstrahl- Querverschiebung ist in Fig. 14 mit 52 bezeichnet. Fig. 14 veranschaulicht einen Fall, in welchem keine Lagenänderung oder -abweichung des Brennpunkts FP längs der Z-Richtung, wie in Fig. 15 gezeigt, auftritt und die Spitzenpunkte der einzelnen Röntgen- Meßwert miteinander übereinstimmen.

Fig. 16 veranschaulicht ebenfalls, wie der Meßwert jedes Hauptdetektors 19 der betreffenden Kanäle (1 ch- 4 ch) in bezug auf die Y-(Quer-)Richtung variiert. Fig. 16 veranschaulicht einen Fall, in welchem Lagenänderungen des Brennpunkts FP längs der Z-Richtung auftreten (vgl. Fig. 17) und die Spitzenpunkte der Röntgen-Meßwerte voneinander verschieden (zueinander verschoben) sind. Fig. 17 veranschaulicht einen Zustand, in welchem der Ort 52 vor dem Brennpunkt FP zu den Detektoren (19) liegt.

Fig. 18 dient zur Erläuterung der Berechnung des Abstands (ℓ) zwischen dem Brennpunkt FP und dem Ort 52. Es sei angenommen, daß die Bezugsplatte 3 B auf dem Ort 52 liegt, daß der Abstand zwischen dem Brennpunkt FP und dem Schlitz (der Apertur) der Bezugsplatte 3 B gleich ℓ o ist, wenn der Brennpunkt FP mit dem Ort 52 übereinstimmt, daß der Abstand zwischen dem Brennpunkt FP und dem Schlitz (der Apertur) der Bezugsplatte 3 B gleich ℓ ist, wenn der Brennpunkt FP vom Ort 52 abweicht, daß der Abstand zwischen dem Schlitz der Bezugsplatte 3 B und der Apertur des Kollimators 7 gleich L ist, daß die Fläche des Schlitzes der Platte 3 B gleich Sf entspricht, daß die Fläche der Apertur des Kollimators 7 gleich So ist, wenn der Brennpunkt FP mit dem Ort 52 übereinstimmt, daß die Fläche der Apertur des Kollimators 7 gleich S ist, wenn der Brennpunkt FP vom Ort 52 abweicht, und daß der Raumwinkel des Schlitzes (der Apertur) der Platte (3 B) in bezug auf den Brennpunkt FP gleich ψ ist.

In diesem Fall bestimmen sich die Flächen Sf und So zu:

Wenn das Glied (der Term) ψ von So durch das Glied ψ von Sf ersetzt wird, so bestimmt sich So zu:

Andererseits läßt sich die Fläche S ausdrücken zu:

Anhand der Gleichungen (14) und (15) bestimmt sich die Differenz Δ S zwischen S und So zu:

Durch Abwandlung von Gleichung (16) bezüglich des Abstands ℓ läßt sich die folgende Beziehung ableiten:

In diesem Fall ist die Differenz Δ ℓ zwischen ℓ und ℓ o:

Die Stelltriebe 43 gemäß Fig. 13 werden durch die Zentraleinheit 16 über die mechanische Steuerung 14 so angesteuert, daß die Größe von Δ ℓ minimiert wird.

Fig. 19 zeigt, wie der Meßwert jedes Hauptdetektors 19 der betreffenden Kanäle (1 ch-4 ch) gegenüber der Y-(Quer-)Richtung variiert. Fig. 19 veranschaulicht einen Fall, in welchem Lagenänderungen oder -abweichungen des Brennpunkts FP längs der Z-Richtung auftreten (vgl. Fig. 20) und die Spitzenpunkte der verschiedenen Röntgen-Meßwerte voneinander verschieden (zueinander verschoben) sind. Fig. 20 veranschaulicht einen Zustand, in welchem der Ort 52 gegenüber dem Brennpunkt FP rückwärts versetzt ist.

Der Abstand (ℓ) zwischen dem Brennpunkt FP und dem Ort 52 läßt sich anhand von Gleichung (17) berechnen; die Stelltriebe 43 werden dabei über die mechanische Steuerung 14 durch die Zentraleinheit 16 so angesteuert, daß die Größe von Δ ℓ gemäß Gleichung (18) auf einen Mindestwert verringert wird.

Mit Ausnahme des Vorzeichens der Differenz Δ ℓ ist die vorstehend beschriebene Z-Achsenregelung oder -steuerung mittels der Stelltriebe 43 im Fall von Fig. 20 dieselbe wie im Fall von Fig. 17.

Gleichermaßen erfolgt die Y-Achsensteuerung oder -regelung mittels der Stelltriebe 47 über die mechanische Steuerung oder Mechaniksteuerung 14 durch die Zentraleinheit 16 in der Weise, daß das Glied Δ Y von Gleichung (9) minimiert wird. Die X-Achsensteuerung mittels des Stelltriebs 51 erfolgt über die mechanische Steuerung 14 durch die Zentraleinheit 16 in der Weise, daß Δ X gemäß Gleich (8) minimiert wird.

Fig. 21 ist ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Art und Weise, auf welche die Datenerfassungseinheit (DAS) 20 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 die Datenerfassung der Röntgenprojektionsdaten durchführt.

Vor der Durchführung der Erfassung der Röntgenstrahlungsdaten werden die X-, Y- und Z-Achsen-Stelltriebe 51, 47 bzw. 43 durch die Mechanismussteuerung 14 so eingestellt, daß der Spitzenwert für jeden Kanal erzielt wird (Schritt ST 100). (Je nach Fall kann diese Einstellung während des Röntgendaten-Erfassungsprozesses erfolgen.) Wenn daraufhin die Datenerfassung nicht beendet ist (NEIN in Schritt ST 102), werden Strahlungsdaten vom Bezugsdetektor 190 (Fig. 12) für eine Quer- (Verschiebungs-)Richtung DY erfaßt (Schritt ST 104). Die Gesamtsumme Tref der erfaßten Daten vom Bezugsdetektor 190 wird durch die Zentraleinheit 16 berechnet (Schritt ST 106). Die berechnete Summe Tref wird als Bezug oder Referenz REF in einem in Fig. 5 nicht dargestellten Speicher (vgl. Fig. 1) der Zentraleinheit 16 abgespeichert (Schritt ST 108).

In der folgenden (einen) Querabtastung werden wiederum Strahlungsdaten vom Bezugsdetektor 190 erfaßt (Schritt ST 110), und die Gesamtsumme Tref der nächsten erfaßten Daten wird durch die Zentraleinheit 16 berechnet (Schritt ST 112). Die zweite berechnete Summe Tref wird mit den 90% der gespeicherten Referenz REF verglichen (Schritt ST 114).

Wenn 0,9 REF ≦λτ Tref (JA in Schritt ST 114) festgestellt wird, ist eine beträchtliche Abweichung in der Lage des Brennpunkts FP vorhanden, und der Programmfluß geht auf ST 100 zurück. Sodann wird die Lagenabweichung des Brennpunkts FP durch die Einstellung von (Schritt) ST 100 reduziert. Dieser Programmablauf wird wiederholt, bis 0,9 REF Tref erhalten wird. Wenn nämlich die Größe von Tref für je eine Querabtastung kleiner wird als die 90% von REF, erfaßt die Zentraleinheit 16 tatsächliche oder Ist-Lagenabweichungen des Brennpunkts FP. Sodann beginnt die Zentraleinheit 16 die Steuerung zur Beseitigung der Ist-Lagenabweichung des Brennpunkts FP auf vorher beschriebene Weise.

Wenn 0,9 REF Tref (NEIN in Schritt ST 114) festgestellt wird, sind praktisch keine Abweichungen in der Lage des Brennpunkts FP vorhanden, worauf der Programmfluß zum Schritt ST 102 zurückgeht. Die Folge dieses Programmflusses wird wiederholt, bis die Datenerfassung abgeschlossen ist (JA in Schritt ST 102).

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich folgendes: Wenn die Erfindung auf einen Röntgen-CT-Abtaster mit extrem hoher Auflösung angewandt ist, können der Einfluß von Abweichungen in der Mikrobrennpunktgröße aufgrund von elektrischen Feldschwankungen sowie der Einfluß von Änderungen oder Abweichungen in der Lage des Mikrobrennpunkts infolge von Drift ausgeschaltet werden.

Obgleich die Erfindung vorstehend in verschiedenen, derzeit bevorzugten Ausführungsformen dargestellt und beschrieben ist, ist sie keineswegs darauf beschränkt, sondern verschiedenen weiteren Änderungen und Abwandlungen zugänglich. Beispielsweise ist die Erfindung nicht nur auf einen Computertomograph- oder CT-Abtaster der zweiten Generation, sondern auch auf einen solchen der ersten, dritten oder vierten Generation anwendbar. Weiterhin kann das Auftreten von Abweichungen des Brennpunkts FP einfach anhand des Abfalls der erfaßten Röntgenstrahlendosis unter eine vorbestimmte Größe festgestellt werden, wenn der Heizfaden der Röntgenröhre 11 a mit Gleichspannung gespeist wird. Solange nötige Spitzenmeßwerte für jeden Kanal (vgl. Fig. 14) gewonnen werden, brauchen außerdem nur eine oder zwei der X-, Y- und Z-Achseneinstellungen mittels der Stelltriebe 51, 47 und 43 gemäß Fig. 13 durchgeführt zu werden.

Claims (10)

1. Röntgenuntersuchungsgerät, umfassend
eine Strahlungseinheit (1, 11) mit einem Brennpunkt (FP) zum Ausstrahlen von Röntgenstrahlen (31) und
eine auf die ein Untersuchungsobjekt (17) passierende Röntgenstrahlen ansprechende Hauptdetektoreinheit (19, 20) zum Erfassen oder Messen einer Strahlungsdosis der Röntgenstrahlen (31) zwecks Lieferung von Projektionsdaten für das Untersuchungsobjekt (17),
gekennzeichnet durch
eine dem Brennpunkt (FP) zugewandte Abweichungsdetektoreinheit (190, 12, 16) zum Erfassen von Änderungen oder Abweichungen des Brennpunkts (FP) und zum Beseitigen von in den Projektionsdaten enthaltenen, durch Brennpunktabweichungen verursachten Fehlern auf der Grundlage des Ergebnisses der Erfassung der Brennpunktabweichungen.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptdetektoreinheit (Fig. 1, 3)
einen Hauptkollimator (7) mit einer zum Brennpunkt (FP) der Strahlungseinheit (1) hin gerichteten Apretur und
einen an der Position der Apretur des Hauptkollimators (7) angeordneten Hauptröntgendetektor (19) zum Erfassen der Strahlungsdosis der Röntgenstrahlen (31) zwecks Lieferung der Projektionsdaten des Untersuchungsobjekts (17) umfaßt, und daß die Abweichungsdetektoreinheit
einen Bezugskollimator (3, 3 A) mit einer zum Brennpunkt (FP) der Strahlungseinheit (1) hin gerichteten Apertur und
einen an der Position der Apertur des Bezugskollimators (3, 3 A) angeordneten Bezugsröntgendetektor (190) zum Erfassen von Änderungen der Größe des Brennpunkts (FP) der Strahlungseinheit (1) zwecks Lieferung von Bezugsdaten, die zur Beseitigung der Fehler benutzt werden, umfaßt.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptdetektoreinheit (Fig. 4)
einen Kollimator (7) mit Haupt- und Bezugsaperturen, die beide zum Brennpunkt (FP) der Strahlungseinheit (1) hin gerichtet sind, und
einen an der Position der Hauptapertur des Kollimators (7) angeordneten Hauptröntgendetektor (19) zum Erfassen der Strahlungsdosis der Röntgenstrahlen (31) zwecks Lieferung der Projektionsdaten des Untersuchungsobjekts (17) aufweist, und daß die Abweichungsdetektoreinheit
einen an der Position der Bezugsapertur des Kollimators (7) angeordneten Bezugsröntgendetektor (190) zum Erfassen von Änderungen der Größe des Brennpunkts (FP) der Strahlungseinheit (1) zwecks Lieferung von Bezugsdaten, die zur Beseitigung der Fehler benutzt werden, umfaßt.

4. Gerät nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungseinheit (11; Fig. 5 bis 10)
eine Röntgenröhre (11 a), deren Anode (25) einen Röntgenstrahl (23) erzeugt, zur Lieferung der Röntgenstrahlen (31),
eine auf den Röntgenstrahl (23) von der Anode (25) ansprechende Punktlagendetektoreinheit (12) zum Erfassen der Lage eines Strahlpunkts oder -flecks (BS in Fig. 10) des Röntgenstrahls (23) zwecks Lieferung von Strahlpunktlagendaten (X 1, X 2, Y 1, Y 2) und
eine mit der Röntgenröhre (11 a) und der Punktlagendetektoreinheit (12) gekoppelte Punktlagen-Steuereinrichtung (11 c, 14, 15 b, 16) zur Ansteuerung der Röntgenröhre (11 a) nach Maßgabe der Strahpunktlagedaten (X 1, X 2, Y 1, Y 2) in der Weise, daß die durch den Punktlagendetektor (12) erfaßte Lage (X, Y; Gleichung (6) und (7)) sich einer vorbestimmten Bezugslage (Xo, Yo; Gleichung (8) und (9)) annähert, umfaßt.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptdetektoreinheit (Fig. 12)
einen Hauptkollimator (7) mit einer auf den Brennpunkt (FP) an der Anode (25) der Röntgenröhre (11 a) gerichteten Apertur und
einen an der Position der Apertur des Hauptkollimators (7) angeordneten Hauptröntgendetektor (19) zum Erfassen (oder Messen) der Strahlungsdosis der Röntgenstrahlen (31) zwecks Lieferung der Projektionsdaten des Untersuchungsobjekts (17) aufweist, und daß die Abweichungsdetektoreinheit
einen Bezugskollimator (3 A) mit einer auf den Brennpunkt (FP) der Röntgenröhre (11 a) gerichteten Apertur und
einen an der Position der Apertur des Bezugskollimators (3 A) angeordneten Bezugsröntgendetektor (190) zum Erfassen von Änderungen der Größe des Brennpunkts (FP) zwecks Lieferung von Bezugsdaten, die für die Beseitigung der Fehler benutzt werden, umfaßt.

6. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungseinheit (Fig. 13, 15) mit
einer Einrichtung (43) zum Ändern des Relativabstands zwischen dem Brennpunkt (FP) der Röntgenröhre (11 a) und der Hauptdetektoreinheit (19) versehen ist und daß die Punktlagen-Steuereinrichtung eine mit der Hauptdetektoreinheit (19, 20) gekoppelte Einrichtung (14, 16) zum Ansteuern der Änderungseinrichtung (43) nach Maßgabe eines Meßwerts der Strahlungsabsorptionsgröße der Röntgenstrahlen (31) in der Weise, daß sich die Lage des Brennpunkts (FP) einer vorbestimmten Stelle (52 in Fig. 15) annähert, aufweist.

7. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungseinheit (Fig. 13, 15) mit
einer Einrichtung (43) zum Ändern des Relativabstands zwischen dem Brennpunkt (FP) der Röntgenröhre (11 a) und der Hauptdetektoreinheit (19) versehen ist und daß die Punktlagen-Steuereinrichtung eine mit der Hauptdetektoreinheit (19,20) gekoppelte Einrichtung (14, 16) zum Ansteuern der Änderungseinrichtung (43) nach Maßgabe eines Meßwerts der Strahlungsabsorptionsgröße der Röntgenstrahlen (31) in der Weise, daß sich die Lage des Brennpunkts (FP) einer vorbestimmten Stelle (52 in Fig. 15) annähert, aufweist.

8. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichungsdetektoreinheit (Fig. 1)
eine Recheneinheit (16) zum Fourier-Transformieren eines ersten Bezugskorrekturwerts (IC = Fi(ω, µi) + Bi; Gleichung (3)), der durch Dividieren von Meßdaten (IMi) vom Hauptröntgendetektor (19) durch Meßdaten (IR) vom Bezugsröntgendetektor (190) bei der Untersuchung unterworfenem Untersuchungsobjekt (17) gewonnen wird, zwecks Lieferung erster Fourier- transformierter Daten (Fµi*; Gleichung (4)), zum Fourier-Transformieren eines zweiten Bezugskorrekturwerts (IC = Fi(ω, 0) + Bi*), der durch Dividieren von Meßdaten (IMi) vom Hauptröntgendetektor (19) durch Meßdaten (IR) vom Bezugsröntgendetektor (190), wenn kein Untersuchungsobjekt einer Untersuchung unterworfen wird, gewonnen wird, zwecks Lieferung zweiter Fourier-transformierter Daten (Foi*; Gleichung (5)), zum Substrahieren der zweiten Fourier-transformierten Daten (Foi*) von den ersten Fourier-transformierten Daten (Fµi*) zwecks Lieferung Fourier-transformierter Differenzdaten (Fµi* - Foi*), so daß eine Komponente (ω), welche Änderungen der Größe des Brennpunkts (FP) entspricht und in den ersten Fourier-transformierten Daten (Fµi*) enthalten (involved) ist, aus den Fourier-transformierten Differenzdaten (Fµi* - Foi*) praktisch eliminiert ist, und zum inversen Fourier- Transformieren der Fourier-transformierten Differenzdaten (Fµi* - Foi*) zwecks Lieferung von Projektionsdaten, die frei sind von Fehlern aufgrund von Änderungen der Größe des Brennpunkts (FP), aufweist.

9. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichungsdetektoreinheit (Fig. 1)
eine Recheneinheit (16) zum Fourier-Transformieren eines ersten Bezugskorrekturwerts (IC = Fi(ω, µi) + Bi; Gleichung (3)), der durch Dividieren von Meßdaten (IMi) vom Hauptröntgendetektor (19) durch Meßdaten (IR) vom Bezugsröntgendetektor (190) bei der Untersuchung unterworfenem Untersuchungsobjekt (17) gewonnen wird, zwecks Lieferung erster Fourier- transformierter Daten (Fµi*; Gleichung (4)), zum Fourier- Transformieren eines zweiten Bezugskorrekturwerts (IC = Fi(ω, 0) + Bi*), der durch Dividieren von Meßdaten (IMi) vom Hauptröntgendetektor (19) durch Meßdaten (IR) vom Bezugsröntgendetektor (190), wenn kein Untersuchungsobjekt einer Untersuchung unterworfen wird, gewonnen wird, zwecks Lieferung zweiter Fourier-transfomierter Daten (Foi*; Gleichung (5)), zum Subtrahieren der zweiten Fourier- transformierten Daten (Foi*) von den ersten Fourier- transformierten Daten (Fµi*) zwecks Lieferung Fourier-transformierter Differenzdaten (Fµi* - Foi*), so daß eine Komponente (ω), welche Änderungen der Größe des Brennpunkts (FP) entspricht und in den ersten Fourier-transformierten Daten (Fµi*) enthalten (involved) ist, aus den Fourier-transformierten Differenzdaten (Fµi* - Foi*) praktisch eliminiert ist, und zum inversen Fourier-Transformieren der Fourier-transformierten Differenzdaten (Fµi* - Foi*) zwecks Lieferung von Projektionsdaten, die frei sind von Fehlern aufgrund von Änderungen der Größe des Brennpunkts (FP), aufweist.

10. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktlagendetektoreinheit (Fig. 21)
eine Einrichtung (16) zum Einleiten der Operation der Annäherung der Strahlpunktlage (X, Y) an die vorbestimmte Bezugslage (Xo, Yo), wenn eine durch die Abweichungsdetektoreinheit (190) während einer gegebenen Zeitspanne erfaßte Gesamt-Strahlungsdosis (Tref in Fig. 21) kleiner ist als eine vorgeschriebene Größe (0,9 REF), aufweist.