NL9100019A

NL9100019A - Roentgenonderzoekapparaat.

Info

Publication number: NL9100019A
Application number: NL9100019A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1991-01-09
Filing date: 1991-01-09
Publication date: 1992-08-03
Also published as: US5287396A; DE69218808T2; EP0496438B1; DE69218808D1; EP0496438A1

Description

N.V. Philips’ Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Röntgenonderzoekappaiaat.

De uitvinding heeft betrekking op een röntgenonderzoekapparaat voorzien van een röntgenbron voor uitzending van een röntgenbundel, een tegenover de röntgenbron geplaatste röntgendetector voor vorming van een röntgenbeeld van een tussen de röntgenbron en de röntgendetector plaatsbaar object, een met de röntgenbron verbonden voeding voor stroom- en spanningstoevoer aan de röntgenbron, tussen de röntgenbron en de röntgendetector plaatsbare absorptiemiddelen voor verzwakking van de röntgenbundel en een met de röntgendetector verbonden beeldverwerkingseenheid voor opslag van het röntgenbeeld als in een matrix gerangschikte absorptiewaarden.

Een dergelijk röntgenonderzoekapparaat is bekend uit het Europese octrooischrift EP-B1-157 688.

In dit octrooischrift is beschreven dat in een röntgenbeeld, gevormd door doorstraling van een object met röntgenstraling, een groot verschil in helderheid kan optreden. Deze helderheidsverschillen in een röntgenbeeld kunnen onststaan doordat een deel van de röntgenstraling langs het te onderzoeken object straalt en direct op de röntgendetector valt of doordat het te doorstralen object grote verschillen in absorptie toont. Wanneer bijvoorbeeld in de medische diagnostiek een sterk absorberend orgaan, zoals een hart, is omgeven door ten opzichte van röntgenstraling relatief transparante organen, zoals longen, ontstaat een röntgenbeeld waarbij het contrast binnen het orgaan van interesse gering is in vergelijking met het contrast tussen de helderste en de donkerste gebieden in het gehele röntgenbeeld. Om het dynamisch bereik van het röntgenbeeld zoveel mogelijk te doen samenvallen met het contrast tussen de helderste en de donkerste gebieden in het orgaan van interesse, worden op bekende wijze absorptiemiddelen tussen de röntgenbron en het te doorstralen object geplaatst. Hiertoe wordt een eerste röntgenopname gemaakt, die via een röntgenbeeldversterker, een met een uitgangsvenster van de röntgenbeeldver-sterker samenwerkende televisie-opneeminrichting en een projectie-inrichting als een lichtbeeld op het object wordt geprojecteerd. Vervolgens worden de absorptiemiddelen die een optische absorptie tonen die evenredig is met hun absorberend vermogen voor röntgenstraling, handmatig in de lichtbundel van het geprojecteerde röntgeribeeld geplaatst, zodat een gewenste reductie in het dynamisch bereik van het röntgenbeeld is bereikt. Een dergelijke wijze van positioneren van de absorptiemiddelen vereist een extra projectie-inrichting waardoor de complexiteit van het röntgenonderzoekapparaat toeneemt en is door het handmatig karakter relatief omslachtig. Bovendien wordt vanwege het verschil in interactie met materie van röntgenstraling en van licht, slechts in benadering een gewenste röntgenstralenverzwakking verkregen indien de absorptiemiddelen een positie innemen die een gewenste optische verzwakking geeft.

Het is een doel van de uitvinding te voorzien in een röntgenonderzoekapparaat waarin een accurate positionering van de absorptiemiddelen plaatsvindt waarbij overstraalde gebieden in het röntgenbeeld worden gereduceerd. Het is tevens een doel van de uitvinding te voorzien in een röntgenonderzoekapparaat waarbij een contrast in een röntgenbeeld nauwkeurig tot voorbepaalde grenzen wordt beperkt. Hiertoe heeft een röntgenonderzoekapparaat volgens de uitvinding tot kenmerk dat de beeldbewerkings-eenheid is voorzien van detectiemiddelen voor detectie van deelgebieden in het röntgenbeeld waarbinnen de absorptiewaarden lager zijn dan een voorbepaalde drempelwaarde en rekenmiddelen voor berekening van een positie van de absorptiemiddelen waarbij deze in de deelgebieden van het röntgenbeeld de absorptiewaarden tot een voorbepaalde waarde verhogen en waarbij de beeldbewerkingseenheid is verbonden met een aandrijfeenheid voor verplaatsing van de absorptiemiddelen naar de door de beeldbewerkingseenheid berekende positie.

De uitvinding berust op het inzicht dat in het geval dat een deel van de röntgen-bundel op de röntgendetector valt zonder dat een tussen de röntgenbron en de detector geplaatst object is doorstraald, in het röntgenbeeld een duidelijke contour zichtbaar is waarbinnen een projectiebeeld van het doorstraalde object zichtbaar is en waarbuiten het röntgenbeeld overbelicht is. Automatische detectie van deze contour vindt bijvoorbeeld plaats door bepaling van de gradiënt in ieder punt van het röntgenbeeld of door beeldseg-mentatie op basis van een drempelwaarde waarbij de drempelwaarde bijvoorbeeld een fractie van de maximale absorptiewaarde vormt. Door detectie van de contour kan de positie van de absorptiemiddelen in de röntgenbundel worden berekend waarbij de overbelichte gebieden in het röntgenbeeld zijn afgedekt en vervolgens automatisch worden ingesteld. Dit verbetert de zichtbaarheid van relevante details doordat de overbelichte gebieden de aandacht van een observator niet langer kunnen afleiden en doordat door de beperking van de röntgenbundel in doorsnede de strooistraling minder is. Bij toepassing van een röntgenbeeldversterker als röntgendetector neemt door een juiste positionering van de absorptiemiddelen de "veiling glare" in de beeldversterker en de optiek af. Deze "veiling glare" wordt veroorzaakt door verstrooide röntgenstraling en verstrooide elektronen en photonen in de röntgenbeeldversterker en ligt als een waas over het röntgenbeeld. Naast positionering van de absorptiemiddelen buiten de contour in het röntgenbeeld is het veelal van voordeel om het contrast in de contour van het röntgenbeeld gelegen deelgebieden te versterken door reductie van het dynamisch bereik van de deelgebieden onderling. Hiertoe kan wederom een automatische bepaling van te lichte deelgebieden plaatsvinden en kan de positie van een absorptieorgaan met een lokaal variërende absorptie, bijvoorbeeld een stralingsabsorberende wig, automatisch worden ingesteld.

Deze instelling kan nauwkeurig plaatsvinden door berekening van de gezamenlijke absorptie van het object en de absorptiemiddelen.

Door automatische positionering van de absorptiemiddelen die geheel absorberend kunnen zijn of deels doorlatend voor röntgenstraling waarbij de positionering in het eerste geval berust op contourbepaling en in het tweede geval op een absorptieberekening, kan een optimale instelling daarvan snel worden verkregen. Hierdoor wordt het bedieningsgemak van het röntgenonderzoekapparaat en de kwaliteit van de röntgenbeelden verbeterd.

Een uitvoeringsvorm van een röntgenonderzoekapparaat volgens de uitvinding heeft als kenmerk dat de absorptiemiddelen nagenoeg ondoorzichtig zijn voor röntgenstraling, waarbij de detectiemiddelen een contourberekeningseenheid omvatten voor berekening van een contour van een deelgebied in het röntgenbeeld en waarbij de rekenmiddelen zijn ingericht voor berekening van een kleinste projectie van de absorptiemiddelen in het röntgenbeeld waarbinnen de contour is gelegen.

Door met de rekenmiddelen voor verschillende standen van de absorptiemiddelen de projectie van de absorptiemiddelen in het röntgenbeeld te berekenen waarbij de projectie geheel buiten de contour valt, kan de positie worden bepaald waarbij de absorptiemiddelen de kleinste röntgenbundel insluiten. Dit is de optimale stand voor de absorptiemiddelen, die via de aandrijfeenheid wordt ingesteld.

Een uitvoeringsvorm van een röntgenonderzoekapparaat volgens de uitvinding heeft als kenmerk, dat de absorptiemiddelen een eerste paar kleppen omvat met parallelle rechte zijden, gelegen in een dwars op de röntgenbundel staand eerste vlak, welke kleppen in het eerste vlak in een dwars op de zijden gelegen richting transleerbaar zijn en gezamenlijk in het eerste vlak rond een rotatieas roteerbaar zijn en een tweede paar kleppen met parallelle rechte zijden, gelegen in een tweede vlak dat parallel is aan het eerste vlak, welk tweede paar kleppen in het tweede vlak in een dwars op de zijden gelegen richting transleerbaar is en in het tweede vlak rond de rotatieas roteerbaar is.

Een optimale stand van de absorptiemiddelen wordt bijvoorbeeld gevonden door bepaling in het röntgenbeeld van snijpunten van de contour met een eerste lijn gaande door het centrum van het röntgenbeeld, waarbij de snijpunten worden gegeven door coördinaten in de matrix van absorptiewaarden die zijn opgeslagen in de beeldbewerkings-eenheid. Van een tweede lijn die door een gevonden snijpunt gaat en loodrecht op de lijn door het centrum en dit snijpunt staat, wordt bepaald of deze de contour in een verder punt snijdt of raakt. Indien de contour door de tweede lijn wordt doorsneden, wordt dezelfde procedure herhaald voor een verdere lijn die parallel loopt aan de tweede lijn, maar die dichter bij de beeldrand ligt, totdat de lijn wordt gevonden die loodrecht staat op de eerste lijn en raakt aan de contour zonder deze te snijden. Op deze wijze worden voor verschillende hoekposities van de eerste lijn door het centrum paren parallelle raaklijnen berekend die loodrecht op de eerste lijn staan en die raken aan de contour. Door bepaling van de twee paar raaklijnen die de kleinste oppervlakte omgeven, wordt als de optimale positie van de absorptiemiddelen de positie gevonden waarbij de projectie van de zijden van de kleppen samenvalt met de gevonden raaklijnen. Door de aandrijfeenheid worden de absorptiemiddelen geroteerd door de hoek die gelijk is aan de hoek van de normaal op de gevonden raaldijnparen in het door de beeldmatrix gedefinieerde coördinatenstelsel, terwijl de translatie van de kleppen die door de aandrijfeenheid wordt teweeggebracht evenredig is met een afstand van de lijnparen tot het centrum van het röntgenbeeld.

Een verdere uitvoeringsvorm van een röntgenonderzoekapparaat volgens de uitvinding heeft als kenmerk, dat de absorptiemiddelen een cirkelvormig diafragma omvatten.

Een optimale positie van de absorptiemiddelen wordt in dit geval bijvoorbeeld bepaald door de kleinste cirkel die in het röntgenbeeld de contour omschrijft en als middelpunt het centrum van het röntgenbeeld heeft.

Een verdere uitvoeringsvorm van een röntgenonderzoekapparaat volgens de uitvinding, waarbij de absorptiemiddelen een absoiptieorgaan omvatten met een lokaal variërende absorptie, heeft tot kenmerk, dat de voeding is verbonden met een controle-eenheid voor instelling van de gedurende een bestralingstijd door de voeding opgewekte spanning en stroom, waarbij de beeldbewerkingseenheid is verbonden met de controle-eenheid voor ontvangst van de ingestelde bestralingstijdwaarde, de spannings- en de stroomwaarde en voor toevoer van deze waarden aan de rekenmiddelen voor bepaling van de positie van de absorptiemiddelen.

Uit de stroom en de spanning in de röntgenbron en de bestralingstijd kan in de controle-eenheid de energieflux van de door de röntgenbron geëmitteerde röntgenstraling worden berekend. Bij doorstraling van het object wordt de röntgenbundel verzwakt door interactie met de atomen in het object, welke interactie een foto-elektrisch effect of een Compton- of Rayleigh-verstrooiing kan zijn. Een röntgenstraal die na verstrooiing niet door de röntgendetector wordt gedetecteerd, draagt bij aan het contrast in het röntgenbeeld, terwijl een röntgenstraal die na verstrooiing wel wordt gedetecteerd het contrast verslechterd. De verstrooiing van röntgenstraling is afhankelijk van de dikte van het doorstraalde object. Ten gevolge van de verstrooiing geldt voor de door de detector gedetecteerde energieflux

waarin x de dikte is van het doorstraalde object, φ0 de van de bron afkomstige energieflux en μ de lineaire verzwakkingscoëffïciënt voor röntgenstraling. De factor k(x) geeft de bijdrage van de verstrooide röntgenstraling aan de gedetecteerde energie. De factor k(x) is afhankelijk van de objectdikte x, van de geometrie van het röntgenonderzoekapparaat en van de eventuele aanwezigheid van een strooistralenrooster voor de röntgendetector. Met formule (1) kan de dikte van het doorstraalde object worden berekend uit de gemeten energieflux φΛ en de uit de bestralingstijd en de aan de röntgenbron toegevoerde spanning en stroom berekende <p0. Vervolgens kan de gezamenlijke dikte van het object en de absorptiemiddelen waarbij een gewenste verzwakking in het röntgenbeeld optreedt, worden berekend. Doordat bij deze berekening tevens de strooiing van de röntgenstraling in de absorptiemiddelen wordt bepaald, is de invloed van de positionering van de absorptiemiddelen op het contrast in het röntgenbeeld relatief nauwkeurig bekend.

Enkele uitvoeringsvormen van een röntgenonderzoekapparaat volgens de uitvinding zullen als voorbeeld worden toegelicht in de bijgevoegde tekening. In de tekening toont:

Figuur 1 toont een röntgenonderzoekapparaat 1 voor medisch diagnostische toepassingen zoals bijvoorbeeld fluoroscopie of angiographie. Een röntgenbron 2 wekt vanuit een focus een bundel röntgenstralen 3 op die op een röntgendetector 5 valt. Door absorptieverschillen in een object 7 wordt de röntgenbundel lokaal in intensiteit gemoduleerd zodat op een ingangsscherm 4 van de röntgendetector 5 een projectiebeeld van het object 7 verschijnt. De röntgendetector 5 is in dit geval een röntgenbeeldversterker, waarin in een ingangsscherm uit Csl door de röntgenstraling licht wordt opgewekt waardoor het röntgenbeeld wordt omgezet in een lichtbeeld. Het lichtbeeld maakt in een fotocathode elektronen vrij die met een elektrodenstelsel tot bijvoorbeeld 20 keV worden versneld en op een uitgangsscherm 7 van de röntgenbeeldversterker 5, waarop een fosforlaag is aangebracht, worden gefocusseerd. Op het uitgangsscherm 7 verschijnt een verkleind en in helderheid versterkt beeld van het ingangsscherm 4 van de röntgenbeeldversterker 5. Via een met het uitgangsscherm 7 van de röntgenbeeldversterker 5 samenwerkende televisie-opneembuis 6 wordt het lichtbeeld omgezet in een elektrisch signaal dat wordt toegevoerd aan een beeldbewerkingseenheid 13. In de beeldbewerkingseenheid 13 worden de van de televisie-opneembuis 6 afkomstige signalen gedigitaliseerd en opgeslagen als een matrix van grijswaarden. Met detectiemiddelen 14 wordt in het röntgenbeeld een contour bepaald waarbuiten de grijswaarden boven een bepaalde drempelwaarde liggen. Door de rekenmiddelen 16 wordt een positie van de absoiptie-middelen 11 berekend waarbij het gebied buiten de contour in het röntgenbeeld zo goed mogelijk is afgedekt door de absorptiemiddelen 11. Door de rekenmiddelen 16 worden vervolgens aandrijfmiddelen 17 aangestuurd om de absoiptiemiddelen 11, die in dit geval de röntgenstraling volledig absorberen, in de gewenste positie te plaatsen. Naast begrenzing van röntgenbundel 3 door de absorptiemiddelen 11 kan het wenselijk zijn dat absorptiemiddelen 11 in de bundel worden gebracht die de bundel op voorbepaalde lokaties verzwakt. Hiertoe zijn de rekenmiddelen 16 verbonden met een controle-eenheid 15 die een voeding 9 aanstuurt en die een doorstalingstijd, spanning en stroom van de röntgenbron 2 instelt. Aan de rekenmiddelen 16 kan bijvoorbeeld via een toetsenbord 17 informatie worden toegevoerd over de afstand van het focus van de röntgenbron 2 tot het ingangsscherm 4, de beeldverkleiningsfactor van de röntgenbeeldversterker 5 en de apertuur van een diafragma dat zich tussen het uitgangsscherm 7 en de televisie-opneem-buis 6 (in de figuur niet getoond) bevindt. Op grond van onder meer de doorstalingstijd, de spanning en de stroom in de röntgenbron 2, berekenen de rekenmiddelen 16 een gewenste positie van de absorptiemiddelen 11, die in dit geval bijvoorbeeld een perspex wig omvatten.

Figuur 2 toont een schematische weergave van de absorptiemiddelen 11, waarbij in een huis 20 een irisdiaffagma 22 en loodkleppen 24, 25, 26 en 27 zijn gemonteerd. De aandrijfeenheid 17 wordt gevormd door een viertal stappenmotoren 17a, 17b, 17c, 17d. Via een stappenmotor 17a kunnen de loodkleppen 24 en 25 gezamenlijk in de richting van de as 29 worden verplaatst, waarbij in dit geval de positie van de loodkleppen 24 en 25 symmetrisch is ten opzichte van de as 29. Via een stappenmotor 17b die via een tandwiel 30 een rotatie-orgaan 31 aandrijft, kunnen de loodkleppen 24 en 25 rond de as 29 worden geroteerd. Hetzelfde geldt voor de loodkleppen 26 en 27.

Figuur 3 toont een röntgenbeeld van een hand, waarbij de buiten de contour 32 gelegen gebieden overbelicht zijn, doordat de röntgenstraling zonder verzwakking op de röntgenbeeldversterker 5 is gevallen. Door plaatsing van de loodkleppen 24, 25, 26 en 27 in de getoonde posities, waarbij in dit voorbeeld een afstand tot een beeldcentrum 34 voor de overliggende loodkleppen 24, 25, 26 en 27 gelijk is, wordt overbelichting grotendeels voorkomen. Wanneer de loodkleppen 24, 25, 26 en 27 onafhankelijk ten opzichte van het beeldcentrum 34 kunnen worden verplaatst, dan is een positie van de loodldep 26 langs een lijn 36 optimaal. In dit geval is voor verplaatsing van elke loodldep een stappenmotor 17 voorzien.

Figuur 4 toont schematisch hoe met de rekenmiddelen 16 een optimale positie van de loodkleppen 24, 25, 26 en 27 kan worden berekend. Nadat door de contourbereke-ningseenheid de contour 32 in de digitale beeldmatrix 40 is bepaald, wordt langs een lijn 1 die door het beeldcentrum 34 loopt en die een hoek a met de x-as maakt, de doorsnijding met de contour 32 bepaald. Vanuit de snijpunten 35 en 36 wordt langs een loodrecht op 1 gelegen lijn bepaald of er meer dan één punt van de contour op deze lijn ligt. Indien dit zo is, wordt dit herhaald voor een verdere lijn die loodrecht ligt op 1 maar die zich dichter bij een beeldrand van het beeld bevindt. Op deze wijze worden de posities van de loodldeppen 24 en 25 gevonden. Hetzelfde proces kan worden toegepast voor een lijn m, die een hoek β met de x-as maakt, hetgeen leidt tot het vinden van de posities van de loodkleppen 26 en 27. De door de loodldeppen in deze positie omsloten oppervlakte is gegeven door q.p. sin (β - α). Hierin zijn q en p de lengten van de zijden van de ruitvormige projectie van de loodkleppen 24, 25, 26 en 27. Door bij een bepaalde hoek β voor een aantal (bijvoorbeeld 90) hoeken a de oppervlakte te berekenen, kan een instelling van de loodkleppen 24, 25, 26 en 27 worden gevonden waarvoor de oppervlakte minimaal is. Nadat de kleinste oppervlakte is gevonden, worden de loodkleppen door de gewenste hoek α en jS geroteerd rond de as 29 en worden zij verschoven ten opzichte van het centrum van het röntgenbeeld.

Figuur 5 toont de absoiptiemiddelen 11, waarbij de loodkleppen zijn vervangen door absorptie-organen 43, 44, 45 en 46 met een variërende absorptie, bijvoorbeeld perspex wiggen. De rotatie van de wiggen 43, 44, 45 en 46 om de as 29 kan worden gekoppeld, zodat voor aandrijving van de rotatie één der stappenmotoren 17b en 17d kan vervallen. Met deze absoiptiemiddelen is het mogelijk om verschillen in intensiteit op te heffen van deelgebieden die liggen binnen de contour 32, zoals getoond in Figuren 3 en 4. Hiertoe wordt door de rekenmiddelen 16 van de beeldbewerkingseenheid 13 uit de instelwaarden van de bestralingsduur en de spanning en de stroom van de röntgenbron de uit de röntgenbron 2 afkomstige energieflux <p0 berekend volgens:

Hierin is: - df de afstand tussen het punt waarop de energieflux wordt waargenomen en het focus van de röntgenbron 2 in m; - tirr de bestralingstijd in s; - J de stroom van cathode naar anode in de röntgenbron in mA; - T de maximum spanning waarmee de elektronen in de röntgenbron worden versneld in kVp; <p0 is gegeven in nJmm'2.

Zonder strooistraling in acht te nemen, is na doorstraling van een object met dikte Xp en absorptiecoëfficiënt μ (m'1) de energieflux φά op de detector:

Met deze formule kan door substitutie van de volgens formule (2) gevonden waarde voor φ0 (df) de dikte Xp van het doorstraalde object worden gevonden. Wanneer binnen een deelgebied van het röntgenbeeld de absorptiewaarden te laag zijn en de energieflux op de detector door middel van een filter met dikte xf teruggebracht dient te worden tot <pd’ (df), dan wordt de filterdikte op eenvoudige wijze gevonden uit de relatie:

Door translatie van een absorberende wig in de röntgenbundel naar de positie waarbij de projectie van het deel van de wig met de dikte xf in het röntgenbeeld samenvalt met het te heldere deelgebied, kan het dynamische bereik van de röntgendetector beter worden benut.

Met een simpel model voor röntgenstralingverzwakking door een object zoals hierboven beschreven, kan de relatie tussen de met de detector gedetecteerde energieflux en de dikte van het doorstraalde object veelal niet nauwkeurig genoeg worden bepaald.

De afhankelijkheid van de verzwakkingscoëfficiënt μ van de versnellingsspanning van de röntgenbron, strooistralingseffecten en de eventuele aanwezigheid van een strooistralen-rooster tussen het doorstraalde object en de röntgendetector zijn van invloed op de door de detector gemeten energieflux. De verzwakkingscoëfficiënt μ kan worden geschreven als: μ = t + s (5)

Hierin is t de bijdrage van het foto-elektrisch effect aan de verzwakking en is s de bijdrage van de verstrooiing aan de verzwakking, s is constant, terwijl voor t geschreven kan worden: t = W. (T/Eref)'2,75 (6)

Hierin is t„.f een ijkwaarde van de verzwakking tengevolge van het foto-elektrisch effect bij de energie Ercf, waarbij de waarden bijvoorbeeld bedragen: = 0,0008 m'1 bij E„.f = 100 KV. Voorts vindt er tussen de bron en het te doorstralen object een voorfiltering plaats met Al of Cu filters om de laag-energetische röntgenstraling die niet tot de beeldvorming bijdraagt uit de röntgenbundel te filteren. Bij doorstraling van een object vindt er in het object tevens een sterkere absorptie plaats van de laag-energetische röntgenstraling dan van de hoog-energetische röntgenstraling, zodat de gemiddelde energie van de röntgenbundel toeneemt naarmate het object verder door de röntgenstraling wordt gepenetreerd (bundelopharding). Een formule die de energieflux <pv achter een aantal i doorstraalde objecten (filters, te onderzoeken object, etc.) relatief nauwkeurig beschrijft, is gegeven door:

waarin Xj de dikte van een materiaal i is in de richting van doorstraling en df de afstand van het punt waarop de energieflux <pp wordt waargenomen gemeten vanaf het focus van de röntgenbron. De suffix p duidt aan dat het om de primaire straling gaat, dat wil zeggen, de onverstrooide straling. Naast primaire straling draagt ook strooistraling bij tot de energieflux op de röntgendetector. Een bijdrage van Rayleigh-strooiing, waarbij de röntgenquanten zonder energieverlies door kleine hoeken worden verstrooid, is gegeven door:

Hierin is: - φτ de energieflux van de Rayleigh verstrooide röntgenquanten in nJ mm'2; - di de afstand van het focus van de röntgenbron 2 tot het ingangsscherm van de röntgen-beeldversterkerbuis 5; - Xp de dikte van het doorstraalde object in m; - στ de lineaire interactiecoëfficiënt voor Rayleigh strooiing, bijvoorbeeld 0.002 m*1; - <pm de hoek tussen de objectrand en het centrum van de röntgendetector; en - Er een experimenteel bepaalde constante waarde, bijvoorbeeld Er = 0.2.

Het model waarop formule (8) is gebaseerd is een vlakke, homogene schijf met een absorptie die gelijk is aan de absorptie van water.

Voor Compton-verstrooide röntgenstraling, waarbij een energieverlies van de röntgenstraling optreedt, geldt:

Hierin is dp de afstand van het focus van de röntgenbron 2 tot het punt waarop de Compton-straling uit het doorstraalde object 7 treedt. De factor 1/2 verschijnt voor dunne objecten, daar Compton-strooiing naar twee kanten wordt uitgezonden. G is een experimenteel bepaalde factor die afhangt van de verhouding tussen de dikte en de dwarsafme-ting van het doorstraalde object en een waarde tussen 0,5 en 2,0 heeft, terwijl a een experimenteel bepaalde constante is waarvoor geldt: a = 0,6. Voor de Compton-straling <PC (di) die de röntgendetector bereikt, wordt gevonden:

De factor sin2 (<pj wordt geïntroduceerd doordat de Compton- verstrooide röntgenstraling het doorstraalde object vanaf het naar de röntgendetector toegekeerde oppervlak verlaat met een hoekverdeling die gegeven wordt door cos(^). Hierin is φ de hoek die de straal 1 in Figuur 6 tussen het oppervlak dat de Compton-straling uitzendt en het centrum van de röntgendetector 5 maakt met de as door het centrum van de röntgendetector. Integratie over het schijfvormig voorgestelde oppervlak geeft de term sin2

Met de formules (7), (8) en (9) volgt dat voor de energieflux van de verstrooide röntgenstraling, <ps (di), op de detector geldt:

met

, vanwege de inverse kwadratische verzwakking, geldt met (11):

De op de röntgendetector gedetecteerde straling kan worden geschreven als:

Oplossen van formule (13) door bijvoorbeeld iteratieve aanpassing van de objectdikte Xp, geeft de dikte van het object Xp, waarna de voor de gewenste verzwakking vereiste dikte van de absorptiemiddelen kan worden berekend. Wanneer de gewenste dikte van de absoiptiemiddelen voor de te lichte deelgebieden in het röntgenbeeld bekend is, vindt door de veiplaatsingsmiddelen 17 een zodanige translatie en rotatie van de absorptiemiddelen plaats, dat de projectie van het deel van de absorptiemiddelen dat de gewenste dikte toont, samenvalt met het desbetreffende deelgebied. Het is duidelijk dat de absorptiemiddelen zoals getoond in Figuur 2 en Figuur 5 ook gelijktijdig kunnen worden toegepast waarbij de absorptiemiddelen 24-27 en 43-46 bij voorkeur zijn ondergebracht in hetzelfde huis 20.

Claims

1. Röntgenonderzoekapparaat voorzien van een röntgenbron (2) voor uitzending van een röntgenbundel (3), een tegenover de röntgenbron (2) geplaatste röntgendetector (5) voor vorming van een röntgenbeeld van een tussen de röntgenbron en de röntgendetector plaatsbaar object (7), een met de röntgenbron verbonden voeding (9) voor stroom- en spanningstoevoer aan de röntgenbron (2), tussen de röntgenbron (2) en de röntgendetector (5) plaatsbare absoiptiemiddelen (11) voor verzwakking van de röntgenbundel en een met de röntgendetector verbonden beeldbewerkingseenheid (13) voor opslag van het röntgenbeeld als in een matrix gerangschikte absorptiewaarden, met het kenmerk, dat de beeldbewerkingseenheid (13) is voorzien van detectiemiddelen (14) voor detectie van deelgebieden in het röntgenbeeld waarbinnen de absorptiewaarden lager zijn dan een voorbepaalde drempelwaarde en van rekenmiddelen (16) voor berekening van een positie van de absorptiemiddelen (11) waarbij deze in de deelgebieden van het röntgenbeeld de absorptiewaarden tot een voorafbepaalde waarde verhogen en waarbij de beeldbewerkingseenheid (13) is verbonden met een aandrijfeenheid (17) voor verplaatsing van de absorptiemiddelen (11) naar de door de beeldbewerkingseenheid (13) berekende positie.

2. Röntgenonderzoekapparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de absorptiemiddelen (11) nagenoeg ondoorzichtig zijn voor röntgenstraling, waarbij de detectiemiddelen (14) een contourenberekeningseenheid omvatten voor berekening van een contour van een deelgebied in het röntgenbeeld en waarbij de rekenmiddelen (16) zijn ingericht voor berekening van een kleinste projectie van de absorptiemiddelen (11) in het röntgenbeeld waarbinnen de contour is gelegen.

3. Röntgenonderzoekapparaat volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de absorptiemiddelen (11) een eerste paar kleppen (24), (25) omvat met parallelle rechte zijden, gelegen in een dwars op de röntgenbundel staand eerste vlak, welke kleppen in het eerste vlak in een dwars op de zijden gelegen richting transleerbaar zijn en gezamenlijk in het eerste vlak rond een rotatieas (29) roteerbaar zijn en een tweede paar kleppen (26), (27) met parallelle rechte zijden, gelegen in een tweede vlak dat parallel is aan het eerste vlak, welk tweede paar kleppen (26), (27) in het tweede vlak in een dwars op de zijden gelegen richting transleerbaar is en in het tweede vlak rond de rotatieas roteerbaar is.

4. Röntgenonderzoekapparaat volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de absorptie- middelen (11) een cirkelvormig diafragma (22) omvatten.

5. Röntgenonderzoekapparaat volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de absorptiemiddelen (11) een absorptieorgaan (43), (44), (45), (46) omvatten met een lokaal variërende absorptie, met het kenmerk, dat de voeding (9) is verbonden met een controle-eenheid (15) voor instelling van de gedurende een bestralingstijd door de voeding opgewekte spanning en stroom, waarbij de beeldbewerkmgseenheid (13) is verbonden met de controle-eenheid (15) voor ontvangst van de ingestelde bestralingstijdwaarde, de spannings- en de stroomwaarde en voor toevoer van deze waarden aan de Tekenmiddelen voor bepaling van de positie van de absorptiemiddelen.

6. Röntgenonderzoekapparaat volgens conclusie 5, waarbij de absorptie organen wigvormig zijn, met het kenmerk, dat in twee dwars op de röntgenbundel gelegen vlakken absorptie organen plaatsbaar zijn.