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Die
Erfindung betrifft eine Röntgenvorrichtung
zur Bildaufnahme wenigstens eines zu untersuchenden Teils eines
Untersuchungsobjekts, mit einem Stativ, an welchem ein eine Röntgenquelle
aufweisender Strahlerkopf und ein Röntgendetektor gelagert ist,
und mit einer ersten Lichtquelle, die zur Markierung einer durch
die Röntgenquelle
zu bestrahlenden Fläche
des zu untersuchenden Teils des Untersuchungsobjektes ausgebildet
ist.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Verbesserung
von Röntgengeräten, insbesondere
im Bereich der Medizintechnik. Ungeachtet der Entwicklung auf dem
Gebiet der Medizintechnik, insbesondere der bildgebenden Verfahren,
z.B. Computertomographie und Magnetresonanztomographie, bleiben
Röntgensysteme
ein bedeutendes Instrument zur medizinischen Diagnose und Patientenüberwachung.
Beispielsweise liefert die Mammographie Aussagen über den
Zustand von Brustgewebe und wird intensiv zur Brustkrebsvorsorge
genutzt. Röntgenuntersuchungen
finden auch Anwendung bei der Aufklärung von Knochenfrakturen,
Tumoren, Zysten, Verkalkungen, Lufteinschlüssen, oder auch angiographischen
Untersuchungen zur Erfassung des Gefäßsystems eines Patienten. Mittels
Röntgenuntersuchungen
während
interventioneller Eingriffe lassen sich auch eingeführte medizinische
Instrumente lokalisieren. Durch Reduktion der für die Röntgenuntersuchungen am Patienten
genutzten Strahlendosis, insbesondere durch technischen Fortschritt,
werden weitere Anwendungsgebiete für die Röntgendiagnostik erschlossen.
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Von
zunehmender Bedeutung bei röntgendiagnostischen
Vorrichtungen ist die Mobilität
des Geräts,
um Untersuchungen unabhängig
von einem festgelegten Standort durchführen zu können. Dazu ist es notwendig
die Vorrichtung unabhängig
von äußeren Einflüssen betreiben
zu können.
Dies betrifft u.a. die Energieversorgung, insbesondere zur Erzeugung
von Röntgenstrahlung
aber auch für
Anzeigevorrichtung und Objektbeleuchtung.
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Aus
dem Patentschrift
US
6,505,842 B1 ist eine Röntgenvorrichtung
bekannt, welche eine Röntgenquelle
und Blenden aufweist, um einen Röntgenstrahlkegel
zu begrenzen, sowie eine Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtkegels,
der mittels eines Spiegels durch dieselbe Blendenöffnung hindurch
tritt. Aufgabe der Vorrichtung ist es, das durch die Röntgenstrahlung
bestrahlbare Fläche
mittels einer sichtbaren Beleuchtung nachzuzeichnen. Ein Nachteil
der gezeigten Beleuchtung liegt darin, dass die Beleuchtung lediglich
als Anzeige des zu untersuchenden Bereichs dient, womit konstruktive
Einschränkungen der
Vorrichtung und/oder der Lichtquelle vorgegeben sind, welche die
beleuchtete Fläche,
die Beleuchtungsstärke
und evtl. die Beleuchtungsdauer nachteilig beeinflussen, und damit
das Arbeiten erschweren. Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus einer
schlechten Austauschbarkeit der Lichtquelle bei deren Versagen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Röntgenvorrichtung der eingangs
genannten Art bereitzustellen, bei der die Arbeitsbedingungen an der
Röntgenvorrichtung
verbessert sind.
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Die
Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Vorrichtung dadurch gelöst, dass
eine zweite Lichtquelle vorgesehen ist, die zur Beleuchtung eines Arbeitsbereiches,
in welchem der zu untersuchende Teil des Untersuchungsobjektes während der
Bildaufnahme positioniert ist, ausgebildet ist. Die Stärke der
Beleuchtung, d.h. die Helligkeit am Arbeitsplatz, wird durch die
physikalische Größe Beleuchtungsstärke angegeben,
welche als einfallender Lichtstrom pro Flächeneinheit definiert ist.
Die Beleuchtungsstärke
ist eine photometrische Größe, d.h.
es wird die Hellempfindlichkeitsfunktion des menschlichen Auges
berücksichtigt.
Zudem ist die Beleuchtungsstärke
eine reine Empfängergröße und kann
bei Bedarf mittels eines Messgeräts
an einem festlegbaren Messort ermit telt werden. Unter Arbeitsbereich
wird in der Regel der Objekttisch und der darüber befindliche Raum verstanden,
jedoch kann der Arbeitsbereich auch die Umgebung der Röntgenvorrichtung mit
einschließen,
sofern dies für
die durchzuführende Arbeit
erforderlich ist. Durch eine zweite Lichtquelle, welche zur Beleuchtung
eines Arbeitsbereichs ausgebildet ist, kann der medizinischen Arbeitsplatz
bzw. der Arbeitsbereich besser ausgeleuchtet werden. Vorteilhafterweise
ist der Lichtstrom der zweiten Lichtquelle steuerbar, um die Helligkeit
bzw. die Beleuchtungsstärke
im Arbeitsbereich auf die Art der Sehaufgabe bzw. die durchzuführenden
Arbeiten anzupassen. Dies kann beispielsweise durch einen Dimmer – etwa einem
Potentiometer – realisiert
werden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die zweite
Lichtquelle eine größere Beleuchtungsstärke als
die erste Lichtquelle auf. Da die Aufgabe der ersten Lichtquelle
in der Markierung des Strahlenfeldes besteht, ist diese in der Regel
konstruktiv auf diese Aufgabe angepasst – etwa als Punktquelle. Aus
der Konstruktion der Lichtquelle als Punktquelle folgt eine geringe
Bestrahlungsstärke, welche
in der Regel geringer ist, als die zur korrekten Beleuchtung eines
Arbeitsbereichs erforderliche Bestrahlungsstärke. Daher ist es vorteilhaft,
dass die zweite Lichtquelle, welche zur Beleuchtung des Arbeitsbereichs
ausgebildet ist, eine höhere
Beleuchtungsstärke
aufweist, als die erste Lichtquelle. Durch die höhere Beleuchtungsstärke ergibt
sich eine größere Helligkeit
im Arbeitsbereich, und dadurch verbesserte Arbeitsbedingungen.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsvariante der
Erfindung weist die zweite Lichtquelle einen Lichtkegel mit größerem Öffnungswinkel
als die erste Lichtquelle auf. Der Öffnungswinkel der ersten Lichtquelle
ist derart festgelegt, dass die durch die erste Lichtquelle bestrahlte
Fläche
im Arbeitsbereich gleich der durch die Röntgenquelle bestrahlbare Fläche ist.
Damit kann die erst Lichtquelle nicht variable zur Beleuchtung des
Arbeitsbereichs eingesetzt werden. Daher ist es vorteilhaft, dass
der Lichtkegel der zweiten Lichtquelle einen größeren Öffnungswinkel aufweist, als
der durch das Strahlenfeld der Röntgenstrahlung
festgelegte Öffnungswinkel
des Lichtkegels der ersten Lichtquelle. Damit kann der gesamte Arbeitsbereich,
auch über
das zu untersuchende Teil des Untersuchungsobjekts hinaus, erhellt
werden. Vorteilhafterweise ist der Öffnungswinkel des Lichtkegels
der zweiten Lichtquelle mittels einer Blende veränderbar. Damit kann die Größe einer
zu bestrahlenden Fläche
im Arbeitsbereich gewählt
werden. So kann beispielsweise nicht nur der interessierende Teil des
Untersuchungsobjekts bestrahlt werden, sondern, durch Aufweitung
des Öffnungswinkels
der zweiten Lichtquelle auf über
die Grenzen des zu beleuchtenden Teils des Untersuchungsobjekts
hinaus, auch die Umgebung. Ebenso ist eine Verkleinerung des Öffnungswinkels
des Lichtkegels der zweiten Lichtquelle durchführbar, um beispielsweise bei
Biopsien nur eine kleine Fläche
des Untersuchungsobjekts mit einer hohen Beleuchtungsstärke zu bestrahlen.
Die Beleuchtung sollte im Hinblick auf eine ausreichende Arbeitsplatzhelligkeit
dabei mit Bezug auf eine durchzuführende Tätigkeit einer Person gesehen
werden. So benötigt
feine Arbeit eine höhere
Beleuchtungsstärke
als grobe Arbeit, dunkle Gegenstände
eine höhere
Beleuchtungsstärke
als helle Gegenstände.
Ebenso benötigen ältere Menschen
bei gleicher Sehleistung mehr Licht als jüngere. Auch hängen Kontrastempfindlichkeit,
Sehschärfe
sowie Wahrnehmungsgeschwindigkeit des menschlichen Auges von der
Beleuchtungsstärke
ab. Insofern ist eine hohe Beleuchtungsstärke sowie eine große Beleuchtungsfläche in der
Regel vorteilhaft.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die
zweite Lichtquelle am Stativ befestigt. Durch Anbringung der zweiten
Lichtquelle am Stativ kann eine direkte Beleuchtung des Arbeitsbereichs
bzw. des Untersuchungsobjekts ermöglicht werden. Dabei kann beispielsweise
die Fassung der Lichtquelle reflektierend und drehbar ausgebildet sein.
Damit kann ein geweiteter Lichtstrahl hoher Intensität in nahezu.
beliebige Richtungen gedreht werden. Werden mehrere Licht quellen
zur Beleuchtung des Arbeitsbereichs verwendet, so können diese
derart am Stativ – etwa
an unterschiedlichen Stativpositionen oder Richtungen angeordnet
sein, so dass der Arbeitsbereich stets ideal ausgeleuchtet ist.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei der Auswechslung von defekten
Lichtquellen. Ist die eine zweite Lichtquelle defekt und von außen zugänglich am
Stativ angebracht, so kann die defekte Lichtquelle schnell und einfach durch
eine funktionierende Lichtquelle ersetzt werden.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Lichtquelle
am Strahlerkopf befestigt. Dadurch strahlt die zweite Lichtquelle
nahezu senkrecht auf den Objekttisch ein. Durch die im Wesentlichen
vertikale Einstrahlung des Lichts zur Objekttischoberfläche kann
unerwünschte
Schattenbildung verringert oder ganz vermieden werden. Damit lässt sich
die Qualität
der Ausleuchtung weiter steigern. Ist die zweite Lichtquelle von
außen
zugänglich am
Strahlerkopf angebracht, so kann eine defekte Lichtquelle schnell
und einfach durch eine funktionierende Lichtquelle ersetzt werden.
Wird der Strahlerkopf verschoben oder gedreht, z.B. bei Untersuchungen
mit Tomographie-fähigen
Röntgenvorrichtungen, so
wird auch die Lichtquelle während
der Untersuchung verschoben bzw. gedreht. Insbesondere bei Untersuchungen,
welche eine Verschiebung des Strahlerkopfes der Röntgenvorrichtung
gegen das Untersuchungsobjekt oder einen zu untersuchenden Teil
des Untersuchungsobjekts aufweisen – etwa bei peripherer digitaler
Angiographie, kann durch die Arbeitsbeleuchtung der Untersuchungsabschnitt
am Untersuchungsobjekt sichtbar gemacht werden. In der Regel kann
damit der Arbeitsbereich der interessierende Bereich des Untersuchungsobjekts
gut ausgeleuchtet werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung
weist die zweite Lichtquelle eine Licht emittierende Diode auf.
Licht emittierende Dioden weisen einen hohen Wirkungsgrad auf und können gegebenenfalls
in ihrer Lichtfarbe variiert werden. Aufgrund des geringen Energieverbrauchs und ihrer
Langlebigkeit stellen sie eine vorteilhafte Ausbildung der zweiten
Lichtquelle zur Beleuchtung wenigstens eines Teils des Untersuchungsobjekts. Alternativ
können
Glühlampen,
wie Niedervolt-Halogen-Glühlampen,
Kerzenlampen, Tropfenlampen und andere geeignete Leuchtmittel eingesetzt
werden. In der Regel erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Lichtquellen
eine transparente Abdeckung zum Schutz vor Verschmutzung aufweisen.
Weiter können
Umlenkmittel zur Strahlführung
des Lichts eingesetzt werden – etwa
Mittel zur Lichtleitung oder Spiegel –, um die Position und/oder
Lage der zweiten Lichtquelle relativ frei zu wählen. Vorteilhafterweise kann
der Beginn und Ende der Beleuchtung mittels eines Schalters gesteuert
werden, der manuell zum Ein- und Ausschalten der zweiten Lichtquelle
mit Hand und/oder Fuß bedient
wird. Alternativ kann nach einem z.B. vom Benutzer einstellbaren
Zeitintervall die Lichtquelle ohne separate, manuelle Bedienung
ausgeschaltet werden. Durch eine variable Festlegung von Beginn
und Ende der Arbeitsbereichbeleuchtung wird ein Ausschalten der
Lichtquelle vermieden, obwohl die Arbeit im Arbeitsbereich noch nicht
abgeschlossen ist, da die Beleuchtungsdauer auf die durchzuführende Arbeit
angepasst werden kann. Alternativ kann die Lichtquelle immer dann
eingeschaltet werden, wenn durch einen Bewegungssensor, welcher
z.B. am Strahlerkopf angebracht ist, eine Bewegung im Arbeitsbereich
detektiert wird.
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Weitere
Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ergeben sich aus einem Ausführungsbeispiel,
welches nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert wird, in deren
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1 eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Röntgenvorrichtung mit einer
am Strahlerkopf angebrachten zweiten Lichtquelle,
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2 eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Röntgenvorrichtung mit einer
am Stativ angebrachten zweiten Lichtquelle schematisch veranschaulicht
sind.
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In 1 ist
ein Mammographiegerät 10 dargestellt,
welches ein Stativ 20 aufweist, an dem ein Objekttisch 21 und
eine Kompressionseinheit 22 angebracht ist. Oberhalb des
Objekttisches 21 ist ein Strahlerkopf 31 angeordnet.
Der Strahlerkopf 31 weist eine Röntgenquelle 32 auf.
Die durch die Röntgenquelle 32 erzeugte
Röntgenstrahlung
wird in Richtung des Objekttisches 21 durch die Öffnung einer
Blende 34 emittiert und durchstrahlt dabei das auf den
auf dem Objekttisch 21 positionierten Teil T des Untersuchungsobjekts.
Anschließend
wird die Röntgenstrahlung
durch einen unterhalb des Objekttisches 21 angeordneten
Röntgendetektor 33 detektiert.
Zur Anzeige des Flächenbereichs,
welcher durch die Röntgenstrahlung
bei deren Auslösung durchstrahlt
wird, ist eine erste punktförmige
Lichtquelle 41 im Strahlerkopf 31 installiert.
Mittels einer Bedientaste kann die erste Lichtquelle 41 aktiviert werden.
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Mit
Aktivierung der ersten Lichtquelle 41 wird ein Spiegel 42 in
den Strahlengang der ersten Lichtquelle 41 geschwenkt,
welcher das Licht der ersten Lichtquelle 41 in Richtung
des Objekttisches 21 umlenkt. Das Licht der ersten Lichtquelle 41 tritt
durch die Öffnung
des Strahlerkopfes 31 aus sowie mindestens teilweise durch
die Öffnung
der Blende 34 hindurch, so dass das Strahlenfeld der Röntgensstrahlung
als Lichtmarkierung auf dem Objekttisch 21 bzw. dem Teil
T des Untersuchungsobjekts abgebildet wird.
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Muss
am Untersuchungsobjekt oder am Objekttisch 21 vor oder
während
der Röntgenuntersuchung
gearbeitet werden – etwa
Vorbereitungstätigkeiten
für ein
Biopsie –,
so wird eine zweite Lichtquelle 51, welche am Strahlerkopf 31 angebracht
ist, manuell eingeschaltet. Die zweite Lichtquelle 51 ist
hier als eine Anzahl von Licht emittierenden Dioden – LED's – ausgebildet,
welche in unterschiedliche Richtungen Licht abgeben. Die Farben
des abgegebenen Lichts können
beliebig gewählt
werden. Besonders vorteilhaft kann weißes Licht zum Einsatz kommen um
eine ausreichende Beleuchtungsstärke
zu Verfügung
zu stellen, oder auch warme Farben zur Schaffung einer angenehmeren
Untersuchungsatmosphäre.
Dadurch wird der Arbeitsbereich 60 gut ausgeleuchtet. Der
beleuchtete Arbeitsbereich 60 kann dabei derart ausgedehnt
sein oder werden, dass dieser auf die durchzuführende Arbeit und damit auf
die verwendete Röntgenvorrichtung 10 angepasst
ist. Somit ist es dem medizinischen Personal möglich, Arbeiten – etwa Biopsien – bei einer
ausreichenden Beleuchtungsstärke
durchzuführen.
Die verschiedenen LED's 51 können dabei
wesentliche Punkte im Arbeitsbereich 60 anstrahlen. Die
wesentlichen Punkte im Arbeitsbereich 60 können beispielsweise
das zu untersuchende Teil T des Untersuchungsobjekts sein, die Vorrichtung
zur Bereitstellung von medizinischen Instrumenten oder auch eine
Anzeige von Untersuchungsparametern an der Röntgenvorrichtung 10.
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In 2 ist
eine alternative Variante des Mammographiegeräts 10 aus 1 dargestellt. Auch
dieses Mammographiegerät 10 weist
ein Stativ 20 auf, an dem ein Objekttisch 21 und
eine Kompressionseinheit 22 angebracht ist. Oberhalb des
Objekttisches 21 ist ein Strahlerkopf 31 angeordnet.
Der Strahlerkopf 31 weist eine Röntgenquelle 32 auf.
Die durch die Röntgenquelle 32 erzeugte
Röntgenstrahlung
wird in Richtung des Objekttisches 21 durch die Öffnung der
Blende 34 emittiert und durchstrahlt dabei das auf den
auf dem Objekttisch 21 positionierten Teil T des Untersuchungsobjekts.
Anschließend
wird die Röntgenstrahlung
durch einen unterhalb des Objekttisches 21 angeordneten
Röntgendetektor 33 detektiert.
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Zur
Anzeige des Flächenbereichs,
welcher durch die Röntgenstrahlung
bei deren Auslösung durchstrahlt
wird, ist eine erste punktförmige
Lichtquelle 41 im Strahlerkopf 31 installiert.
Mittels einer Bedientaste kann die erste Lichtquelle 41 aktiviert werden.
Mit Aktivierung der ersten Lichtquelle 41 wird ein Spiegel 42 in
den Strahlengang der ersten Lichtquelle 41 geschwenkt,
welcher das Licht der ersten Lichtquelle 41 in Richtung
des Objekttisches 21 umlenkt. Das Licht der ersten Lichtquelle 41 tritt
durch die Öffnung
des Strahlerkopfes 31 aus und durch die Öffnung der
Blende 34 mindestens teilweise hindurch, und bildet die
das Strahlenfeld der Röntgensstrahlung
als Lichtmarkierung auf dem Objekttisch 21 bzw. dem Teil
T des Untersuchungsobjekts ab.
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Muss
am Untersuchungsobjekt oder am Objekttisch 21 vor oder
während
der Röntgenuntersuchung
gearbeitet werden, so wird eine zweite Lichtquelle 52,
welche nun am Stativ 20, insbesondere an der Kompressionseinheit 22,
angebracht ist, über
einen Bewegungssensor 70 eingeschaltet, sobald im Arbeitsbereich 60 Bewegung
detektiert wird. Die Empfindlichkeit des Bewegungsdetektors 70 auf
Bewegungen sollte derart angepasst sein, dass bei kleineren Bewegungen
des Untersuchungsobjekts keine Auslösung der Arbeitsbereichsbeleuchtung
bzw. der zweite Lichtquelle 52 erfolgt. Das Stativ 20 kann
weitere Komponenten aufweisen, wie z.B. einen nicht dargestellten
Röhrenträger, welcher
bspw. den Strahlerkopf 31, den Objekttisch 33 und
die Kompressionseinheit 22 trägt, an welchen die Arbeitsbeleuchtung
angeordnet werden kann.
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Solange
eine Bewegung im Arbeitsbereich 60 registriert wird, bleibt
die zweite Lichtquelle 52 eingeschaltet. Alternativ zur
Anbringung an der Kompressionseinheit 22 kann auch eine
zweite Lichtquelle 52 im transparent ausgebildeten Objekttisch 21 integriert
sein, um den zu untersuchenden Teil T des Untersuchungsobjekts von
unten zu beleuchten. Jedoch kann bei einer in den Objekttisch 21 integrierten Lichtquelle
nur eine begrenzte Intensität
realisiert werden, da sonst eine Blendung des Untersuchungsobjekts
bzw. des medizinischen Personals erfolgt, was das Arbeiten erschweren
würde.
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Bei
einer geeigneten Anbringung der zweiten Lichtquelle 52 im
oberen Bereich der Kompressionseinheit 22 kann eine Blendung
des medizinischen Personals sowie des Untersuchungsobjekts vermieden
werden. Auch hier ist die zweite Lichtquelle 52 als eine
Anzahl von Licht emittierenden Dioden ausgebildet, welche in unterschiedlichen
Richtungen Licht abstrahlen und da mit eine ausreichende Beleuchtung
des Arbeitsbereich 60 gewährleisten. Optional kann eine
Mehrzahl an zweiten Lichtquellen an der Röntgenvorrichtung 10 angebracht
sein. So kann beispielsweise eine zweite Lichtquelle 51 am
Strahlerkopf 31, wie in 1 gezeigt,
vorgesehen werden, eine weitere zweite Lichtquelle 52 an
der Kompressionseinheit 22, wie in 2 dargestellt,
und eine weitere flächenhafte
Lichtquelle unterhalb einer transparenten Oberfläche des Objekttisches 21.
Je nach Sehaufgabe bzw. durchzuführender
Arbeit im Arbeitsbereich 60 der Röntgenvorrichtung 10 können verschieden
positionierte Lichtquellen und auch verschiedene Arten von Lichtquellen – etwa Glühlampen z.B.
in Form von Niedervolt-Halogen-Lampen
genutzt werden.
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Vorteilhafterweise
wird bei der Markierung der durch die Röntgenquelle 32 zu
bestrahlenden Fläche
des zu untersuchenden Teils T des Untersuchungsobjektes mit der
ersten Lichtquelle 41 die zweite Lichtquelle 51 und/oder 52 nicht
eingeschaltet. Dadurch kann die Markierung der zu bestrahlenden
Fläche
mit ausreichender Beleuchtungsstärke
sichergestellt werden.