DE3704795A1 - Roentgenuntersuchungsanordnung mit einem bildaufnehmer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenuntersuchungsanordnung mit einem Bildaufnehmer zum Aufnehmen eines Röntgenbildes und mit Mitteln zum Verschieben eines von einer Röntgen­ röhre erzeugten fächerförmigen Strahlenbündels relativ zu einem Untersuchungsbereich, wobei ein Strahl innerhalb eines Strahlenbündels jeweils eine von mehreren Filter­ anordnungen durchsetzt und nach dem Passieren des Unter­ suchungsbereiches von einem die Strahlung hinter dieser Filteranordnung erfassenden Detektor gemessen wird, dessen Ausgangssignal eine Positioniereinrichtung steuert, die die Filteranordnung so positioniert, daß die Dicke des im Strahlenbündel befindlichen Teils der Filteranordnung in Abhängigkeit vom Detektorausgangssignal steuerbar ist.

Eine solche Röntgenuntersuchungsanordnung ist aus der EP-OS 01 58 382 bekannt. Das fächerförmige Strahlenbündel wird dabei mit Hilfe einer Schlitzblende erzeugt und durch mehrere Filteranordnungen in eine entsprechende Anzahl von Feldern unterteilt. Die Dicke des jeweils im Strahlengang befindlichen Filters wird in Abhängigkeit vom Detektoraus­ gangssignal so gesteuert, daß Schwankungen der Dosis­ leistung weitgehend ausgeglichen werden (vgl. Anspruch 19).

Die EP-OS 01 58 382 enthält keine Aussagen über das Filtermaterial. Die üblichen Filtermaterialien, wie z.B. Aluminium, härten die Strahlung jedoch auf, so daß ein dünneres Objekt mit härterer Röntgenstrahlung beaufschlagt wird als an sich erforderlich. Dadurch werden die Kontraste verringert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Röntgen­ untersuchungsanordnung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß möglichst kontrastreiche Röntgen­ aufnahmen erhalten werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spannung an der Röntgenröhre fest ist und daß die Filter­ anordnung zumindest ein Element enthält, dessen Absorp­ tionskante bei einer Quantenenergie liegt, die niedriger als die maximale Energie der Röntgenquanten im Strahlen­ bündel, aber so groß ist, daß die mittlere Energie der im Bildaufnehmer absorbierten Quanten mit zunehmender Absorption durch die Filteranordnung abnimmt.

Die Erfindung basiert auf folgender Uberlegung: Das Spektrum der von der Röntgenröhre emittierten Röntgen­ strahlen ist bei vorgegebener Röhrenspannung, d.h. bei vorgegebener Spannung zwischen Anode und Kathode der Röntgenröhre, ebenfalls vorgegeben. Dieses Spektrum wird durch die K-Absorptionskante der Filteranordnung in zwei Teile unterteilt. Die Absorptionskante muß dabei so liegen, daß der kürzerwellige Anteil für die Belichtung stark absorbierender Objekte - wobei durch die Wirkung der Positioniervorrichtung der im Strahlengang befindliche Teil der Filteranordnung relativ dünn ist - einen wesent­ lichen Beitrag liefert und für die Belichtung von sehr schwach absorbierenden Objekten - wobei der im Strahlen­ gang befindliche Teil der Filteranordnung relativ dick ist - vernachlässigbar ist. Innerhalb eines großen Objekt­ dickenbereiches bewirkt die zunehmende Filterdicke ein Absinken der mittleren Energie des im Bildaufnehmer absor­ bierten Spektrums der Röntgenstrahlung.

Jede Filteranordnung kann - ebenso wie bei dem Gerät nach der EP-OS 01 58 382 - aus mehreren identischen Filter­ elementen bestehen, von denen je nach Detektorausgangs­ signal mehr oder weniger in den Strahlengang geschoben werden. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung bestehen demgegenüber darin, daß entweder jede Filteranordnung ein erstes Keilfilter umfaßt, oder daß jede Filteranordnung ein erstes und ein zweites Keilfilter umfaßt, die durch die Positioniereinrichtung gegensinnig zueinander verschiebbar sind.

Eine insbesondere für die Mammographie geeignete Ausge­ staltung der Erfindung sieht vor, daß bei einer Röhren­ spannung von 28 kV die Filteranordnung eine Niobschicht enthält. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß eine Röntgenröhre mit einer Molybdänanode verwendet wird und daß die Filteranordnung eine Molybdän­ schicht mit konstanter Dicke und eine Niobschicht umfaßt, deren Dicke sich ortsabhängig ändert.

Die den einzelnen Filteranordnungen zugeordneten Detek­ toren können entweder vor oder hinter dem Bildaufnehmer angeordnet sein. Bei einer Anordnung hinter dem Bildauf­ nehmer wird lediglich der Anteil der Strahlung gemessen, der weder im Objekt noch im Bildaufnehmer absorbiert worden ist. Bei gleicher Schwärzung des Bildaufnehmers ist die hinter dem Bildaufnehmer gemessene Dosisleistung um so größer, je härter bzw. je stärker aufgehärtet die Röntgen­ strahlung ist. Dies führt dazu, daß auch dann, wenn hinter dem Bildaufnehmer eine konstante Dosisleistung gemessen wird bzw. wenn auf eine konstante Dosisleistung geregelt wird, die Belichtung von der Absorption der Röntgen­ strahlung durch das Objekt abhängt: Bei dickeren Objekten ergibt sich eine Unterbelichtung und bei dünneren Objekten eine Überbelichtung. Dieser Effekt wird durch die Erfin­ dung noch verstärkt, weil dabei schon vor dem Objekt die Röntgenstrahlung um so härter ist, je stärker die Absor­ ption durch das Objekt ist.

Die auf diese Weise hervorgerufenen Fehlbelichtungen lassen sich aber dadurch vermeiden, daß eine Korrektur­ einrichtung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der Dicke der Filteranordnung im Strahlengang den Sollwert und/oder den Istwert derart verändert, daß mit zunehmender Dicke des Filters der Sollwert verringert und/oder der Istwert vergrößert wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Untersuchungsanordnung, bei der die Erfindung anwendbar ist, in schematischer Darstellung,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einer solchen Anordnung,

Fig. 3 und 4 verschiedene Ausführungsformen der Filter­ anordnung,

Fig. 5a bis 5c verschiedene Spektren bei einer solchen Anordnung, und

Fig. 6 einen Teil eines dafür besonders geeigneten Regel­ kreises.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Strahlenquelle in Form einer Röntgenröhre bezeichnet, von der in der Zeichnung jedoch lediglich die Lage des Brennflecks durch ein Kreuz markiert ist. Mittels einer schlitzförmigen Blende 2 wird daraus ein fächerförmiges Strahlenbündel 3 erzeugt, das einen Teil eines Untersuchungsobjektes 4 auf einem Bild­ aufnehmer 5, beispielsweise eine Film-Folien-Kombination abbildet. Die Abmessungen der schlitzförmigen Blende 2 sind so gewählt, daß das Strahlenbündel 3 den Bildauf­ nehmer 5 in seiner gesamten zur Zeichenebene von Fig. 1 senkrechten Breite erfaßt. Hingegen ist der Öffnungswinkel des Strahlenbündels in der Zeichenebene von Fig. 1 so schmal, daß nur ein vergleichsweise schmaler Bereich des Bildaufnehmers 5 bestrahlt wird. Die Belichtung erfolgt daher dadurch, daß die Schlitzblende 2 mittels eines Motorantriebes 2′ um die Strahlenquelle 1 geschwenkt wird, so daß das Strahlenbündel 3 nacheinander die verschiedenen Partien des Untersuchungsobjektes 4 durchsetzt und den Bildaufnehmer 5 vollständig belichtet. Die im Unter­ suchungsobjekt 4 erzeugte Streustrahlung wird zum Teil durch eine zweite Blende 6 beseitigt, die zwischen dem Untersuchungsobjekt 4 und dem Bildaufnehmer 5 angeordnet und so bemessen ist, daß das Strahlenbündel 3 gerade durch sie hindurchtreten kann. Die Blende 6 wird synchron mit der Schlitzblende 2 bewegt, wie durch den Pfeil ange­ deutet. Sie kann auch durch ein Streustrahlenraster ersetzt werden, das auf den Brennfleck 1 fokussiert ist.

Die Belichtung des Bildaufnehmers 5 wird durch mehrere in Richtung senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 gegen­ einander versetzte Filter 7 bestimmt. Die Filter besitzen eine ortsabhängige Dicke (Keilfilter), so daß die Schwächung der Strahlung in dem Strahlenbündel 3 von der Lage der Filter 7 in bezug auf das Strahlenbündel 3 abhängt.

Wie Fig. 2 zeigt, die einen Ausschnitt aus Fig. 1 in einer zu der Zeichenebene von Fig. 1 senkrechten Ebene dar­ stellt, sind vier Filteranordnungen 7 vorgesehen, doch empfiehlt es sich im allgemeinen, mehr Filter zu nehmen, z.B. acht oder noch mehr. Die Filter sind mittels je eines Motorantriebes 8 unabhängig voneinander im Strahlengang positionierbar, so daß das fächerförmige Strahlenbündel 3 in verschiedene Strahlenfelder unterteilt ist, in denen vor dem Objekt unterschiedliche Dosisleistungen auftreten können. Die Steuerung der Antriebsmotoren 8 erfolgt, wie durch eine strichpunktierte Linie in Fig. 1 angedeutet, durch je einen hinter dem Bildaufnehmer 5 angeordneten Detektor 9, der die Dosisleistung in demjenigen Strahlungsfeld mißt, das durch dasjenige Filter 7 beeinflußt wird, das dieser Motor verschiebt. Es ergibt sich somit ein Regelkreis, der bewirkt, daß das Filter 7 so im Strahlengang positioniert wird, daß die Schwärzung in dem durch das erwähnte Strahlenfeld getroffenen Bereich des Bildaufnehmers einen vorgebbaren Wert erreicht. Zu diesem Zweck kann zusätzlich noch zwischen dem Filter 7 und dem Untersuchungsobjekt 4 je ein weiterer Detektor 10 vorgesehen werden, auf den noch einzugehen sein wird. Dieser Detektor ist in unmittelbarer Nähe des Strahlen­ bündels, jedoch außerhalb desselben, angeordnet, so daß er nicht auf dem Bildaufnehmer 5 abgebildet werden kann. Er wird ebenso wie der Detektor 9 synchron mit der Schlitz­ blende 2 bewegt.

Die Röntgenröhre 1 wird mit einer fest vorgegebenen Röhrenspannung betrieben. Diese Röhrenspannung ist so gewählt, daß auch bei sehr stark absorbierenden Unter­ suchungsobjekten bei einer vorgegebenen Mindestfilterung eine ausreichende Belichtung des Bildaufnehmers 5 möglich ist. Für Zwecke der Mammographie beträgt diese Spannung beispielsweise 28 kV. Die maximale Energie der Quanten im Röntgenstrahlenbündel beträgt dann 28 keV.

Die Filter 7 enthalten in veränderlicher Dicke ein Element, dessen Absorptionskante zwar niedriger liegt als die maximale Energie im Strahlenbündel (28 keV), aber doch so hoch ist, daß der längerwellige Teil des Spektrums unterhalb der Absorptionskante ausreicht, um zumindest dünne Objekte einwandfrei zu belichten. Mit zunehmender Filterdicke wird dabei vor allen Dingen der kürzerwellige Teil des Spektrums unterdrückt, so daß die mittlere Energie im Spektrum abnimmt. Für die angegebene Röhren­ spannung von 28 keV eignen sich als Filtermaterial Niob (mit einer Absorptionskante bei etwa 19 keV) und Molybdän (mit einer Absorptionskante bei ca. 20 keV). Besonders geeignet ist aber eine Kombination, beider Filtermate­ rialien mit einer gleichmäßig dicken Molybdänschicht mit einer Dicke von etwa 30 µ und eine damit verbundene Niob­ schicht, deren Dicke von 0 auf einen oberen Grenzwert z.B. 200 µ zunimmt. Zur Erläuterung der damit erzielbaren Wirkungen sei auf die Fig. 5a bis 5c verwiesen. Fig. 5a zeigt das von der Röntgenröhre emittierte Energiespektrum für den Fall, daß die Anode dieser Röntgenröhre aus Molyb­ dän besteht. Das Energiespektrum setzt sich im wesent­ lichen aus einem Bremsspektrum zusammen, das nach hohen Energien hin durch die anliegende Röhrenspannung begrenzt ist (im vorliegenden Fall also bei 28 keV endet), und eines Linienspektrums, das im wesentlichen durch die K α­ und die K β -Linie von Molybdän bei ca. 17,5 keV und 19,5 keV bedingt ist.

Demgegenüber ist in Fig. 5b die im Bildaufnehmer 5 absor­ bierte Dosisleistung I′ als Funktion der Quantenenergie dargestellt, und zwar unter der Annahme, daß im Strahlen­ gang ein sehr stark absorbierendes Untersuchungsobjekt angeordnet ist, so daß aufgrund der beschriebenen Regelung die Filterung nur durch die Molybdän-Grundschicht (30 µ Dicke) erfolgt. Dabei ist zu bemerken, daß die Dosis­ leistung auf einen geeigneten Wert normiert ist, weil die Dosisleistung hinter dem Objekt nur ein Bruchteil der Dosisleistung im Röntgenstrahlenbündel vor dem Objekt ist. Man erkennt aus Fig. 5b, daß im Bereich der Absorp­ tionskante von Molybdän (20 keV) ein starker Sprung der Dosisleistung erfolgt, daß aber gleichwohl der kürzer­ wellige Teil der Röntgenstrahlung im Vergleich zum länger­ welligen Teil nicht zu vernachlässigen ist, weil der längerwellige Teil insbesondere auch durch das Unter­ suchungsobjekt stark absorbiert worden ist.

Fig. 5c zeigt das im Bildaufnehmer 5 absorbierte Dosis­ leistungsspektrum für den Fall, daß ein verhältnismäßig dünnes Objekt aufgenommen ist, so daß sich anhand der in Verbindung mit Fig. 1 erläuterten Schwärzungsregelung eine starke Filterung (30 µ Molybdän und 200 µ Niob) ergibt. Man erkennt, daß die K β -Linie des Molybdän-Anoden­ materials weitgehend unterdrückt ist und ebenso die anderen kürzerwelligen Anteile des Spektrums, so daß der kürzerwellige (und damit der energiereichere) Anteil des Spektrums im Vergleich zum längerwelligen Anteil wesent­ lich schwächer ist als bei Fig. 5b. Die in Fig. 1 skizzierte Regelung hat demnach also zur Folge, daß mit abnehmender Absorption des Objektes auch die mittlere Energie der Röntgenquanten (das ist der arithmetische Mittelwert der Energien der Röntgenquanten) im Bildauf­ nehmer abnimmt. Somit wird bei dünneren Objekten der Kontrast verbessert.

Es leuchtet ein, daß die Erfindung auch bei anderen Röntgenaufnahmeverfahren anwendbar ist, die andere - vorzugsweise höhere Röhrenspannungen erfordern als die Mammographie. In diesem Fall muß das Filtermaterial aus einem (oder mehreren) Elementen bestehen, die eine höhere Ordnungszahl haben als Niob. Im einzelnen gelten für die Auslegung dann folgende Gesichtspunkte:

• a) Die Röhrenspannung muß genügend hoch sein, um - gegebenenfalls bei einer vorgegebenen Grundfilterung - eine ausreichende Belichtung auch bei stärkster Absorp­ tion durch das Objekt sicherzustellen. Sie muß anderer­ seits genügend niedrig sein, um auch bei einem derar­ tigen Objekt einen ausreichenden Kontrast zu ergeben.
• b) Die Absorptionskante des Filtermaterials, dessen Dicke in Abhängigkeit vom Detektorausgangssignal variiert wird, muß bei einer Quantenenergie liegen, die niedriger ist als die maximale Quantenenergie, die sich bei der gemäß Bedingung a) ausgewählten und einge­ stellten Röhrenspannung im Strahlenbündel ergibt. Die Absorptionskante teilt das Röntgenstrahlenspektrum in zwei Teile, nämlich einen kürzerwelligen (mit einer höheren Quantenenergie) und einen längerwelligen (mit einer niedrigeren Quantenenergie). Die Absorptionskante muß dabei so liegen, daß der kürzerwellige Anteil für die Belichtung stark absorbierender Objekte - wobei durch die Wirkung der Positioniervorrichtung der im Strahlengang befindliche Teil der Filteranordnung relativ dünn ist - einen wesentlichen Beitrag liefert und für die Belichtung von sehr schwach absorbierenden Objekten - wobei der im Strahlengang befindliche Teil der Filteranordnung relativ dick ist - vernachlässigbar ist.

Im einzelnen wird diese Auslegung durch die Wellenlängen­ abhängigkeit der Absorption der Röntgenstrahlung durch den Bildaufnehmer sowie der Untersuchungsobjekte und durch das von der Röntgenröhre emittierte Spektrum bestimmt. Wenn diese Abhängigkeiten und die Wellenlängenabhängigkeiten der verschiedenen chemischen Elemente bekannt sind, läßt sich die Wirkung der verschiedenen chemischen Elemente (oder einer Kombination solcher Elemente) als Filter­ material berechnen und optimieren.

In Fig. 3 ist eine erste Ausführungsform eines Filters dargestellt. Das Filter 7 bildet dabei einen Ausschnitt eines Ringes 73, der die nicht näher dargestellte Röntgen­ röhre umschließt und der um seinen Mittelpunkt drehbar gelagert ist. Das vom Röntgenstrahler erzeugte Strahlen­ bündel 3 durchsetzt einen Abschnitt, der wesentlich kleiner, z.B. zehnmal so klein, ist wie die gesamte Länge des Filters. Das Filter besteht aus einer Grundschicht 72 mit konstanter Dicke, z.B. 30 µ Molybdän, und einer Niob­ schicht 71, deren Dicke im Uhrzeigersinn kontinuierlich zunimmt. Die Dosisleistung wird durch Drehung des Ringes variiert. Zu diesem Zweck ist ein Zahnrad 74 vorgesehen, das vom Motor 8 antreibbar ist und das mit einer Ver­ zahnung 77 zusammenwirkt, die auf einem Teil des Ring­ umfanges angebracht ist.

Die anderen Filter der Anordnung nach Fig. 1 bzw. 2 sind dann entsprechend aufgebaut und ebenfalls an Ringen befestigt, die die gleiche Drehachse haben wie der Ring 73. Zweckmäßigerweise werden, wie in Fig. 2 ange­ deutet, zwei Gruppen von Ringen mit voneinander ab­ weichendem Durchmesser verwendet, die so ineinander ver­ schachtelt angeordnet sind, daß der Durchmesser sich von Ring zu Ring ändert. Dadurch kann bei geeigneter Breite des Filters vermieden werden, daß Röntgenstrahlung unge­ filtert zwischen benachbarten Filtern hindurch das Unter­ suchungsobjekt 4 bzw. den Bildaufnehmer 5 erreichen kann.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ändert sich die Dicke des Filters innerhalb des Strahlenbündels 3 geringfügig. Dies kann zu einer ungleichmäßigen Belichtung des Bild­ aufnehmers 5 insbesondere an den Rändern führen. Ein weiterer Nachteil ist, daß auch dann, wenn die Absorp­ tionsverhältnisse örtlich konstant sind, das Filter 7 ständig der Schlitzblende 2 nachgeführt werden muß, damit sich jeweils der gleiche Teil des Filters im Strahlengang befindet. Diese Nachteile vermeidet die Ausführungsform der Filteranordnung nach Fig. 4, die - wie an sich aus der DE-OS 30 11 912 bekannt - mit zwei gegensinnig zueinander verschiebbaren Keilfiltern 7arbeitet. Die Filter 7 sind mit zwei gegenüberliegenden Teilen eines elastischen Bandes (z.B. aus Gummi) verbunden, das über zwei Rollen 75 und 76 geführt ist, von denen die eine durch den Motor 8 angetrieben wird. Je nach Drehrichtung fahren die Keil­ filter 7 dabei mit ihren Spitzen mehr oder weniger auf­ einander zu, so daß die Absorption zu- oder abnimmt. Die Keilfilter 7 können dabei grundsätzlich den gleichen Auf­ bau haben wie in Verbindung mit Fig. 3 erläutert, doch darf dann die Grundschicht nur jeweils halb so dick sein.

Bei dieser Anordnung ergibt sich eine räumlich homogene Filterung. Da das Strahlenbündel 3 die Anordnung aber jeweils in der gleichen Lage in bezug auf die Rollen 75 und 76 durchsetzen muß, muß die gesamte Anordnung ein­ schließlich des Motors 8 mit der Schwenkbewegung der Schlitzblende 2 gekoppelt sein, beispielsweise durch Anordnung auf einer Montageplatte, die mit der Schlitz­ blende 2 verbunden ist.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung ist der Detektor 9 hinter dem Bildaufnehmer angeordnet. Es ist aber auch möglich, ihn zwischen dem Untersuchungsobjekt und dem Bildaufnehmer anzuordnen. Er kann dann weniger empfindlich sein, absorbiert dann aber einen Teil der bildgebenden Röntgenstrahlung, der um so größer ist, je weicher die Röntgenstrahlung ist. Bei weicher Röntgen­ strahlung, wie sie beispielsweise in der Mammographie verwendet wird, wird daher der Detektor im allgemeinen hinter dem Bildaufnehmer 5 anzuordnen sein.

Bei einer Anordnung hinter dem Bildaufnehmer 5 mißt der Detektor 9 lediglich die Röntgenstrahlung, die im Bild­ aufnehmer 5 nicht absorbiert worden ist. Da dieser Anteil aber von der mittleren Energie der Röntgenstrahlung abhängt (je größer die mittlere Energie ist, desto höher ist der durch den Bildaufnehmer hindurch auf den Detektor 9 treffende Anteil), hängt das Verhältnis zwischen der im Bildaufnehmer absorbierten (und damit zur Bildschwärzung beitragenden) und der im Detektor 9 absor­ bierten Röntgenstrahlung von der mittleren Energie ab. Das Detektorsignal ist daher kein exaktes Maß für die Schwärzung, und daher können sich auch dann Fehlbe­ lichtungen ergeben, wenn die Filter 7 so positioniert werden, daß das Ausgangssignal der Detektoren 9 konstant bleibt. Dabei ergibt sich für stark absorbierende Objekte eine zu geringe Belichtung und für schwach absorbierende Objekte eine zu große Belichtung.

Diese Fehlbelichtungstendenz wird durch die Erfindung noch verstärkt; denn beispielsweise bei schwach absorbierenden Objekten, bei denen die Röntgenstrahlung hinter dem Objekt ohnehin schon relativ weich ist, wird die mittlere Energie durch die Filterung noch weiter herabgesetzt.

Die auf diese Weise möglichen Fehlbelichtungen können durch die in Fig. 6 dargestellte Schaltung vermieden werden. Gemäß Fig. 6 wird das Ausgangssignal des Detek­ tors 9 in einer Schaltung 12 von einer Spannung Us sub­ trahiert und die Differenz wird über einen Regler 11 dem Motor 8 zugeführt, der das Filter 7 (Fig. 1) so positi­ oniert, bis die Eingangssignale der Schaltungen 10 etwa gleich groß sind. Die Spannung Us ist dabei so gewählt, daß sich z.B. bei schwach absorbierenden Objekten die gewünschte Schwärzung ergibt. Für stärker absorbierende Objekte ist der durch die Spannung Us repräsentierte Soll­ wert dann zu niedrig, was dadurch kompensiert werden kann, daß in diesem Fall entweder der Sollwert Us vergrößert oder der vom Detektor 9 gelieferte und in geeigneter Weise verstärkte Istwert in Abhängigkeit von der mittleren Energie der Röntgenstrahlung ab Bildaufnehmer verringert wird.

Dazu müßte die mittlere Energie gemessen werden, was im Falle einer Direktmessung relativ aufwendig ist. Da die Stellung des Filters 7 aber ein Maß für die mittlere Energie ist und da die Intensität der Röntgenstrahlung hinter dem Filter - bei vorgegebener Intensität vor dem Filter - wiederum ein Maß für die Stellung des Filters ist, ist auch die vom Detektor 10 (Fig. 1) gemessene Intensität ein Maß für die mittlere Energie der Röntgen­ strahlung. Dementsprechend wird das vom Detektor 10 ge­ lieferte Ausgangssignal einer Korrekturschaltung 13 zuge­ führt, deren Ausgangssignal in geeigneter Weise mit zu­ nehmendem Eingangssignal steigt. Das Ausgangssignal der Korrekturschaltung muß entweder zum Sollwert addiert oder vom Istwert subtrahiert werden; die letztgenannte Möglich­ keit wird bei Fig. 6 durch die Subtrahierschaltung 14 verwirklicht, deren Subtrahiereingang das Ausgangssignal der Korrekturschaltung 13 zugeführt wird.

Die Größe des Korrektursignals, mit Hilfe dessen eine von der jeweiligen Absorption durch das Objekt unabhängige konstante Schwärzung erreicht wird, kann durch Eich­ messungen an geeigneten Testkörpern, beispielsweise aus Plexiglas, ermittelt werden. Dabei wird vorzugsweise bei feststehender Schlitzblende 2 für verschiedene Testkörper­ dicken und damit für verschiedene Filterstellungen die Belichtungszeit so lange variiert, bis sich eine Röntgen­ aufnahme mit einer vorgegebenen Schwärzung ergibt. Die Verbindung zwischen den Einheiten 13 und 14 wird dabei unterbrochen. Neben der Aufnahmezeit, die zu der gewünschten Schwärzung führt, wird das Ausgangssignal des Detektors 10 festgehalten, z.B. gespeichert. Die Belich­ tungszeit ist der für eine korrekte Belichtung des Bild­ aufnehmers bei bewegter Schlitzblende erforderlichen Dosisleistung proportional. Deshalb muß die Differenz zwischen Soll- und Istwert in gleicher Weise als Funktion des Ausgangssignals des Detektors 10 verändert werden wie die damit zusammen gespeicherten Belichtungszeiten. Daraus ergibt sich die Kennlinie der Korrekturschaltung 13.

Die Korrekturschaltung 13 kann durch einen Analog- Digital-Wandler realisiert werden, dem ein Tabellen­ speicher (eine sogenannte look-up-table) nachgeschaltet ist, deren Ausgangssignal von einem Digital-Analog-Wandler umgesetzt wird. Da der erforderliche Verlauf aber auch durch eine Exponentialfunktion angenähert werden kann, genügt in vielen Fällen schon ein analoges Funktionsnetz­ werk und im einfachsten Fall sogar eine Schaltung mit linearem Zusammenhang zwischen Ausgangssignal und Eingangssignal.

Claims (7)

1. Röntgenuntersuchungsanordnung mit einem Bildauf­ nehmer (5) zum Aufnehmen eines Röntgenbildes und mit Mitteln (2, 2′) zum Verschieben eines von einer Röntgen­ röhre (1) erzeugten fächerförmigen Strahlenbündels (3) relativ zu einem Untersuchungsbereich (4), wobei ein Strahl innerhalb eines Strahlenbündels jeweils eine von mehreren Filteranordnungen (7) durchsetzt und nach dem Passieren des Untersuchungsbereiches von einem die Strahlung hinter dieser Filteranordnung erfassenden Detek­ tor (9) gemessen wird, dessen Ausgangssignal eine Positio­ niereinrichtung (11, 8) steuert, die die Filteranordnung so positioniert, daß die Dicke des im Strahlenbündel befindlichen Teils der Filteranordnung in Abhängigkeit vom Detektorausgangssignal steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung an der Röntgen­ röhre (1) fest ist und daß die Filteranordnung (7) zumindest ein Element enthält, dessen Absorptionskante bei einer Quantenenergie liegt, die niedriger als die maximale Energie der Röntgenquanten im Strahlenbündel, aber so groß ist, daß die mittlere Energie der im Bildaufnehmer absor­ bierten Quanten mit zunehmender Absorption durch die Filteranordnung abnimmt.

2. Röntgenuntersuchungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Filteranordnung (7) ein erstes Keilfilter umfaßt (Fig. 3).

3. Röntgenuntersuchungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Filteranordnung ein erstes und ein zweites Keilfilter umfaßt, die durch die Positioniereinrichtung gegensinnig zueinander verschiebbar sind (Fig. 4).

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere für die Mammographie, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Röhrenspannung von 28 kV die Filteranordnung eine Niobschicht enthält.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Röntgenröhre mit einer Molybdänanode verwendet wird und daß die Filteranordnung eine Molybdänschicht mit konstanter Dicke und eine Niob­ schicht umfaßt, deren Dicke sich ortsabhängig ändert.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Molybdänschicht eine Dicke von etwa 30 µ und die Niobschicht eine Dicke hat, die zwischen 0 µ und 200 µ variiert.

7. Röntgenuntersuchungsgerät nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, wobei die den Filteranordnungen zuge­ ordneten Detektoren hinter dem Bildaufnehmer angeordnet sind und wobei der von jedem der Detektoren gemessene Istwert der Dosisleistung mit einem Sollwert verglichen und aus der Abweichung ein Steuersignal für die Positioniereinrichtung abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Korrektureinrichtung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der Dicke der Filteranordnung im Strahlengang den Sollwert und/oder den Istwert derart verändert, daß mit zunehmender Dicke des Filters der Sollwert verringert und/oder der Istwert vergrößert wird.