DE2147382A1

DE2147382A1 - Abbildungssystem, insbesondere fur Bestrahlung hoher Energie

Info

Publication number: DE2147382A1
Application number: DE19712147382
Authority: DE
Inventors: Harrison Hooker Lexington Mass Barrett (VStA) P
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1970-10-02
Filing date: 1971-09-22
Publication date: 1972-04-06
Also published as: DE2147382B2; DE2166526A1; CA963589A; CH570150A5; BE773386A; FR2112244B1; US3748470A; AU3364771A; NL158939B; SE368994B; DK139542C; DK139542B; IL37751A0; DE2147382C3; ATA855171A; IL37751A; DE2166526B2; FR2112244A1; DE2166526C3; AT333907B

Description

PATENTANWÄLTE DR.-PHIL. G. NICKtL · DK.-ING. J. DORNER

8 MÖNCHEN 15

tANDWEHRSTR. 35 · POSTFACH 104

-^. TEt. <08») 555719 ——

München, den 17. September 1971 Anwaltsaktenz.: 27 - Pat. 17

Raytheon Company, 141 Spring Street, Lexington, Mass. 02173, Vereinigte Staaten von Amerika

Abbildungssystem, insbesondere für Bildstrahlung hoher Energie.

Die Erfindung betrifft die Bündelung von Strahlungsenergie und insbesondere von Strahlung, welche Partikel hoher Energie, beispielsweise energiereiohe Photonen, aufweist, wie sie etwa in der Gammastrahlung anzutreffen sind.

Bisher hat man Strahlungsenergie im allgemeinen mittels Linsen fokussiert, wenn die Strahlung geringere Frequenzen hatte, beispielsweise also im Bereich optischer Strahlung lag oder man hat Lochkameras oder Kollimatoranordnungen verwendet, wenn es sich um Strahlung höherer Energie handelte, beispielsweise also um Gammastrahlung. Das Loohkameraprinzip mußte man deswegen verwenden, weil der Brechungsindex sämtlicher Werkstoffe zu klein ist, um die Herstellung von Linsen zuzulassen.

Die US-Patentsohrift 3 011 057 beschreibt ein bekanntes Beispiel einer Kamera für Gammastrahlung mit Abbildung durch eine feine Lochblende oder durch einen Kollimator mit Parallelbohrungen» Zwar sind Kamerasysteme dieser Art heute allgemein in Gebrauch, doch bleibt ihre Leistung hinter derjenigen von Kameras zurück,

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wie sie in Verbindung mit optischer Strahlung verwendet werden, da das Auflösungsvermögen wesentlich niedriger ist und die wirksame Blendenöffnung, welche nicht größer als die feine Lochblende ist, wesentlich geringer ist als die weite Blendenöffnung bei den heute gebräuchlichen optischen Kameras mit Linsen, wobei die Blendenöffnung nur auf Kosten des Auflösungsvermögens erhöht werden kann. Es war aus diesem Grunde bisher nicht möglich, ein auf Strahlung hoher Energie ansprechendes Abbildungssystem zu bauen, welohes eine Echtzeit-Abbildung ausgedehnter Objekte beispielsweise auf einem Fernsehschirm ermöglichte und eine veränderliche Fokussierung gestattete, wenn der Abstand zwischen Objekt und Kamera veränderlich war.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Abbildungssystem, insbesondere für Bildstrahlung hoher Energie zu sohaffen, mit welchem ausgedehnte Objekte in kurzer Zeit und bei veränderlichem Objektabstand abgebildet werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Signalerzeugungseinrichtung, in welcher von aufeinanderfolgend und in mindestens einer Abmessung bezUglioh der Wahrscheinlichkeit des Auftretens kodiert auftretenden Strahlungsenergiequanten Signale ableitbar sind, die eine Lageinformation bezüglich des Ortes des Auftretens der Strahlungsenergiequanten enthalten sowie durch eine von den Signalen beaufsohlagbare Dekodierungseinrichtung, die zur Erzeugung eines Bildes eine Dekodierung bezüglich der genannten mindestens einen Abmessung vornimmt.

Es wird also ein System geschaffen, bei welchem ein Objekt eine Strahlung hoher Energie, beispielsweise Röntgenstrahlung, Gammastrahlung oder Kernstrahlung emittiert oder von solcher Strahlung bestrahlt wird und das Objekt beobaohtbar oder abbildbar gemacht wird, indes eine räumliohe Kodierung der Bestrahlung vorgenommen wird, so daß ein zusammengesetztes Bild erhalten wird, welches Schattenbereiohe aufweist, die sowohl auf den Schatten beruhen,

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die das Objekt selbst wirft als auch auf den Schatten, die auf der räumlichen Modulation oder Kodierung der Bestrahlung beruhen. Die Sohattierung schwankt über eine Bildebene hin entsprechend der Wahrscheinlichkeit des Eintreffens von Photonen hoher Energie.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die räumliche Modulation oder Kodierung der Bestrahlung mittels einer Maske oder Platte erreicht, welche strahlungsdurchlässige Bereiche und strahlungsundurchlässige Bereiche besitzt. Die strahlungsundurchlässigen Bereiche können als Sperrelemente bezeichnet werden, welche den Durchgang von Strahlungsquanten wie beispielsweise Gammastrahlen-Photonen oder von Kernteilchen verhindern. Vorzugsweise sind die Abmessungen der strahlendurchlässigen und strahlenundurchlässigen Bereiche solcher Masken bei praktischen Geräten bedeutend größer als die Wellenlänge der Strahlung, wodurch die Bildung von Interferenzen oder Brechungseffekten mit der Folge einer Richtungsänderung eines Strahles ausgeschlossen werden.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die räumliohe Modulation oder Kodierung der Strahlung durch Bestrahlen des Objektes mittels einer Strahlungsquelle erreicht, die bestimmte Emissionsbereiche für die Emission von Energiequanten hoher Energie besitzt, wobei diese Emissionsbereiohe zwischen nicht emittierenden Bereichen liegen, von denen keine Partikel hoher Energie austreten. In beiden Ausführungsformen enthält die Anordnung bestrahlter und abgedeckter Bereiche eine Kodeinformation in einer bestimmten Abmessung oder in bestimmten Abmessungen.

Die Strahlungsenergie, welche im Falle von Gammastrahlung aus einer Folge von Photonen oder Strahlungsenergiequanten besteht, wird von einer Detektoreinrichtung aufgenommen. Ein Bild der . Strahlen wird auf einer Aufnahmefläche der Detektoreinrichtung erzeugt und ist aufgrund der räumlichen Modulation oder Kodierung gleichsam noch vielschichtig oder unterteilt. Ein Bild des

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Objektes selbst wird dann erhalten, indem das vielschichtige Bild auf der Aufnahme!läohe der Detektoreinrichtung abgetastet wird, um ein Abtastsignal abzuleiten, das eine Information bezüglich der Lage der verschiedenen Bildpunkte des vielschichtigen Bildes enthält. Das Abtastsignal wird dann durch eine Filtereinrichtung geleitet, die eine Übertragungsfunktion besitzt, die das Konjugierte desjenigen Abtastsignales ist, das von einer punktförmigen Strahlungsquelle unter Zwischenschaltung einer räumlich kodierten Maske erzeugt würde, d. h. die zeitliche Impuls-Ansprechfunktion des Filters ist zeitlich das Inverse der Abtastsignal-Wellenform, so daß eine Korrelation zwischen dem Filter-ansprechen und der räumlichen Kodierung vorhanden ist. Wo also beispielsweise die modulierenden Elemente die Form einer Reihe strahlenundurchlässiger und strahlendurchlässiger Bereiche aufeinanderfolgend abnehmender Größe besitzen, ist das Abtastsignal ähnlich der Gestalt eines Radarsignales mit Chirpmodulation, bei welchem eine lineare Frequenzzunähme stattfindet und demgemäß muß in diesem Falle die Filtereinrichtung von einem Impulskompressionsfilter gebildet sein, weloher Teilen eines empfangenen Signales mit unterschiedlichen Frequenzen eine jeweils unterschiedliche Verzögerung aufprägt. Das Bild der Strahlungsenergie auf der Aufnahmefläche der Detektoreinriohtung wird also dekodiert und dabei in eine Reihe von Bildpunkten komprimiert, welche dann als Bild des abzubildenden Objektes zur Darstellung gelangen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert. Es stellen dar:

Figur 1 eine schaubildliche Darstellung eines erfin— dungsgemäßen Abbildungssystems zur Herstellung eines Radiogramms eines radioaktiven Objektes,

Figur 2 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Abbildungssystems,

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Figur 5

Figur

Figur 5

Figur 6

Figur 7 Figur 8

Figur 9

Figur 10

Figuren
u. 11

eine perspektivische Darstellung einer für ein erfindungsgemäßes Abbildungssystem verwendbaren Maske,

eine perspektivische Abbildung einer anderen Ausführungsform der Maske für ein Abbildungssystem nach der Erfindung,

eine Aufsicht auf eine flächige Mehrfach-Verzögerungswellenleitung mit unterschiedlichem Abstand der Leiterfinger der kammartigen Leiterkonstruktion,

eine Aufsicht auf einen Teil einer flächigen Verzögerungs-Wellenleitung mit unterschiedlicher Überlappung der Leiterfinger der Interdigital-Wellenleitung,

eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abbildungssystems,

eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher durch eine Strahlungsquelle bestimmter Art eine räumlich ausgedehnte, breitbandige Modulation erreicht wird,

eine ins einzelne gehende Darstellung einer Strahlungsquelle zur Erzeugung einer ausgedehnten räumlichen Modulation der Bestrahlung,

eine schematische Abbildung eines radiographisohen Abbildungssystems mit räumlieh differenzierter Filterung eines mittels der Strahlungsquelle naoh Figur 9 erzeugten Bildes und

schematische Abbildungen anderer Ausführungsformen mit mechanischer Abtastung bzw. mit einem Bildverstärker.

In Figur 1 ist ein menschlicher Patient 20 teilweise angedeutet, welcher mittels einer auf Gammastrahlung ansprechenden Einrich-

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tung bezüglich Schilddrtisenerkrankung untersucht wird. Bekanntermaßen nimmt die Schilddrüse Jodverbindungen auf, welche dem Patienten durch Injektion oder Einnehmen verabreicht werden. Um ein Radiogramm der Schilddrüse 21 herzustellen, wird dem Patienten daher ein Radiopharmazeutikum verabreicht, das Jod enthält. Die radioaktiven Moleküle des Radiopharmazeutikums verteilen sich dann über die Schilddrüse hin und emittieren Gammastrahlung, wobei die Gammastrahlung von jedem Teilchen oder Molekül einen Teil des Radiogramms bildet.

Ein Radiogramm wird nun durch ein Abbildungssystem 22 erzeugt, das eine auf Gammastrahlung ansprechende Detektoreinrichtung 24, eine Auswerteinrichtung 26 zur Ableitung einer Information von jedem der Photonen hoher Energie der Gammastrahlung beim Auftreffen auf die Detektoreinrichtung 24 und eine Ausgangs-Anzeigeeinrichtung 28 enthält, an weloher ein Radiogramm der Schilddrüse 21 zur Darstellung gelangt. Anstelle einer feinen Lochblende oder einer Kollimatoranordnung, wie sie bisher allgemein für Photogruhten mit Strahlung hoher Energie verwendet wurden, ist hier eine Maske 30 vorgesehen, welche eine Anordnung von Öffnungen jeweils bestimmter Größe aufweist, die allgemein mit 32 bezeichnet sind und in bestimmter Weise geordnet sind, wie genauer den Zeichnungsfiguren 3 und 4 zu entnehmen ist. Die Maske 30 erzeugt ein vielschichtiges oder kodiertes Bild an der Aufnahmefläohe der Detektoreinriohtung 24, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf Figur 2 noch genauer erläutert wird und die Signalverarbeitungseinrichtung 26 enthält Mittel zur Dekodierung des gleiohsam vielschichtigen Bildes. Die Maske 30 hat die doppelte Aufgabe, zum einen die effektive Blendenöffnung zu erhöhen und zum anderen gegenüber entsprechend großen Blendenöffnungen bei bekannten Systemen das Auflösungsvermögen zu vergrößern. Die größere effektive Blendenöffnung gestattet den Zutritt von Gammastrahlenphotonen hoher Energie in bedeutend größerem Maße als dies bei einer einzigen feinen Blendenöffnung oder bei einer Kollimatoranordnung möglich ist, wodurch die Zeitdauer für die Aufnahme eines Radiogramms verringert wird.

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In Figur 2 ist ein Blockschaltbild eines Abbildungssystems 22 gezeigt, bei welchem ein Objekt 34, beispielsweise eine radioaktivstrahlende Schilddrüse 21 Strahlung in Richtung auf die Maske 30 und die Detektoreinrichtung 24 emittiert. Die Detektoreinrichtung 24 hat ähnlichen Aufbau wie die in der eingangs erwähnten US-Patentschrift beschriebene Kamera und enthält einen Szintillator 36, beispielsweise einen Caesiumiodidkristall in Form einer Platte, welche der Strahlung ausgesetzt ist, wie in Figur 2 durch die vom Objekt 34 ausgehenden Strahlen 38A angedeutet ist. In bekannter Weise zeigt ein Szintillator an den Auftreffpunkten von Strahlungsquanten oder Partikeln hoher Eher^· gie eine Lichtemission, wobei die auftreffenden Partikel oder Strahlungsquanten Photonen hoher Energie, etwa aufgrund von Gammastrahlung oder Röntgenstrahlung oder auch Kernteilchen sein können, beispielsweise Protonen oder Neutronen. Ferner ist eine Anordnung von Detektorelementen 40 vorgesehen, welche das durch Szintillation erzeugte Licht aufnehmen, beispielsweise also die Lichtstrahlen 42, die von den Auftreffstellen auf der Szintillationsplatte 36 ausgehen. Ähnlich wie bei der Detektoreinrichtung nach der US-Patentschrift 3 011 057 sind die Detektorelemente 40 mit einer Widerstandsmatrix 44 verbunden, durch welche die Koordinaten in X-Richtung und Y-Richtung vorgegeben werden. In den nicht im einzelnen gezeigten Widerständen werden Ströme erzeugt, die proportional zur Intensität des an dem zugehörigen Detektorelement 40 empfangenen Lichtes sind. Da die Intensität des auf eines der Detektorelemente 40 treffenden Lichtes vom Einfallswinkel der Lichtstrahlen 42 zwischen dem Auftreffpunkt am Szintillationsschirm 36 und dem Detektorelement 40 abhängig ist, besteht eine Zuordnung der Ströme in der Widerstandsmatrix 44 zum Ort des Auftreffpunktes auf dem Szintillationsschirm 36. Die Widerstandsmatrix 44 kann daher Signale entsprechend der X-Koordinate und der Y-Koordinate des Ortes des Auftreffens eines Energiequants liefern, wie durch die Signalleitungen 46 und 48 angedeutet ist. Nachdem die Detektoreinrichtung 24 sowohl auf Kernteilchen als auch auf Photonen hoher Energie anspricht, kann mittels des Abbildungssystems 22 ein

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Radiogramm eines Objektes erzeugt werden, das mit hoher Energie in Form von Kernteilchen oder in Form von Photonen hoher Energie strahlt *

Die Wirkungsweise des Abbildungssystems 22 unterscheidet sich deutlich von den optischen AbbiIdungssystemen, bei denen reflektierende Flächen oder Linsen zur Bilderzeugung benutzt werden. Im Falle einer in einem solchen optischen System verwendeten Linse ändert sich der Brechungsindex des Linsenmaterials mit der Frequenz und nähert sich dem Wert 1 für hohe Strahlungsfrequenzen, wie sie beispielsweise in Röntgenstrahlung und Gammastrahlung anzutreffen sind, sowie für Kern-Partikularstrahlung. In Abbildungssystemen für Strahlung hoher Energie ist daher die Verwendung optischer Linsen ausgeschlossen, da der Brechungsindex nicht mehr ausreicht, die Bildstrahlen zur Herstellung eines Bildes zu bündeln. Ähnliches gilt für reflektierende Flächen von Spiegeln in optischen Systemen, welche bei Strahlung höherer Energie, beispielsweise bei Röntgenstrahlung und insbesondere bei Gammastrahlung sowie auch bei Kernstrahlung nicht mehr reflektierend wirken, sondern für die Strahlung durchlässig werden, so daß die Strahlung geradlinig durch das Material der betreffenden reflektierenden Fläche hindurchtritt.

Die Maske 30 und die Detektoreinriohtung 2% benutzen also nicht den Fokussierungseffekt, der in optischen Abbildungssystemen unter Beugung der Strahlen ausgenützt wird. Das auf dem Szintillationsschirm 36 erzeugte Bild läßt sich vielmehr nach den Gesetzen der geometrischen Optik ähnlich wie bei den Verhältnissen in der Lochkamera konstruieren, bei welcher sämtliche Strahlen der vom Objekt ausgehenden Strahlung geradlinig verlaufen. Die Wirkungsweise der Maske 30 ist daher von derjenigen von Beugungsgittern in optischen Systemen bekannter Art deutlich zu unterscheiden.

Die Maske 30 arbeitet nun folgendermaßen: Man betrachte zunächst einen Punkt auf dem Objekt 34 als Quelle 50 für Strahlung

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hoher Energie. Die Strahlungsquelle 50 emittiert Strahlungsquanten entweder in Form von Photonen oder in Form von Kernteilohen, welche von dem Objekt 3^ zu der Maske 30 wandern. Die Energiequanten treten durch die Maske 30 hindurch, wenn sie in Richtung auf eine Öffnung 32 emittiert wurden oder werden von der Maske 30 aufgehalten, wenn sie in Richtung auf einen strahlenundurchlässigen Bereich der Maske emittiert wurden. Die Strahlungsquelle 50 emittiert die Energiequanten aufeinanderfolgend und in unregelmäßigen Zeitabstanden. Hätte der Szintillationsschirm 36 eine extrem lange Nachleuchtdauer im Vergleich zu dem mittleren Zeitabstand zwischen dem Auftreten emittierter Strahlungsenergiequanten, so könnte man ein Bild oder einen Schatten der Maske beobachten, welcher allmählich auf dem Szintillationsschirm 36 erschiene, wenn nacheinander Strahlungsenergiequanten durch die Öffnungen 32 hindurch auf den Szintillationsschirm 36 treffen.

Praktisch besitzen Caesiümiodid-Szintillatoren keine ausreiohende Nachleuchtdauer, um ein Bild zu erzeugen, wenn sie von einem strahlenden Objekt, beispielsweise von einer radioaktiv strahlenden Schilddrüse 2i beaufschlagt werden. Die X- und Y-Koordinateninformationen bezüglich jedes Auftreffpunktes müssen daher so gehandhabt werden, daß diese Informationen bezüglich der einzelnen Auftreffpunkte so lange erhalten bleiben, bis eine genügende Anzahl dieser Punkte vorliegt, um ein verwertbares Bild zu ergeben. Beispielsweise können die Koordinatenangaben auf den Signalleitungen 46 und 48 von einem nicht dargestellten Rechner verarbeitet werden, der für jeden Auftreffpunkt eine Speicheradresse bereithält oder die Signalverarbeitungseinrichtung 26 enthält wie bei dem Ausführungsbeispiel naoh Figur 2 eine erste Speioher-Viedergaberöhre 52, welche mit den X- und Y-Koordinaten-Signalen der Leitungen 46 und 48 gespeist wird. Die erste Speicher-Bledergaberöhre 52 wird von einer Kathodenstrahlröhre mit einem Speicherschirm langer Speicherzeit gebildet, wobei dieser Schirm als eister Speiohersohirm 5^ bezeichnet ist, der in bekannter Weise abhängig vom Auftreffen von Elektronen aus dem Elektronenstrahl-Erzeugungssystem der Kathodenstrahlröhre Licht emittiert. Einzelheiten der ersten Speicherbildröhre 52 sind ...

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an sich bekannt und bedürfen keiner näheren Beschreibung. Die erste Speicherbildröhre 52 enthält außerdem eine auf das Vorhandensein elektrischer Signale an den Leitungen 46 und 48 ansprechende Schaltung zur Steuerung des Elektronenstrahls der Kathodenstrahlröhre derart, daß der erste Speioherschrim 54 jeweils an einem Punkt angeregt wird, welcher den den genannten Signalleitungen zugeordneten Koordianten in X-Richtung und Y-Richtung entspricht. Auf diese Weise wird das aufeinanderfolgende Auftreffen von Strahlungsenergiequanten von der Strahlungsquelle her auf den Szintillationsschirm 36 in ein Bild auf dem ersten Speicherschirm 54 umgeformt, wobei dieses Bild die Form eines Schattens der Maske 30 entsprechend der Bestrahlung der Maske von der Strahlungsquelle 50 her hat. Da aber ein radioaktiv strahlendes Objekt wie beispielsweise eine radioaktive Schilddrüse 21 viele Punkte besitzt, die als Strahlungsquellen anzusehen sind, wobei jeder dieser Punkte ein kleines Volumen radioaktiven Materials darstellt, wird eine Vielzahl von Bildern entsprechend der Bestrahlung der Maske 30 beispielsweise von den Strahlungsquellen 50, 56, 58 usw. erzeugt und auf dem ersten Speicherschirm 54 übereinandergelegt. Man erkennt also, daß das auf dem ersten Speicherschirm 54 erscheinende Bild tatsächlich ein vielschichtiges oder kodiertes Bild des Objektes 34 ist, da es wenig, wenn überhaupt irgend eine Ähnlichkeit zu dem Objekt 34 hat und doch sämtliche Informationen enthält, welche die Form des Objektes 34 bestimmen. Der nächste Schritt zur Herstellung eines Radiogramms des Objektes 34 besteht daher in der Auswertung oder Dekodierung des Bildes auf dem ersten Speicherschirm 54.

Das Dekodieren des mehrschichtigen oder kodierten Bildes auf dem Speicherschirm 54 kann beispielsweise mittels eines nicht dargestellten Rechners erfolgen, der die Koordinatenangaben bezüglich der X-Richtung und der Y-Richtung mittels Programmen auswertet, in denen Entwicklungsfunktionen und Fourier-Transformationen enthalten sind oder es kann gemäß dem Ausführungsbeispiel

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nach Figur 2 ein Abtastverfahren verwendet werden, bei dem abgestimmte Filter oder Impulskompressionsverfahren ähnlich der Radartechnik zur Anwendung kommen. Die Signalverarbeitungseinrichtung 26 dekodiert das Bild auf dem Speicherschirm *jk in einem zweistufigen Verfahren, indem das Bild zuerst in der Horizontalabmessung und dann in der Vertikalabmessung dekodiert wird.

Der erste Dekodierungsschritt wird mittels einer ersten Vidikonröhre 60 und einer ersten Verzögerungsleitung 62 ausgeführt. Die erste Vidikonröhre 60 tastet den ersten Speicherschirm 54 in Horizontalrichtung ab und liefert ein Ausgangssignal, das aufeinanderfolgenden Horizontal-Abtastlinien entspricht. Die erste Vidikonröhre 60 arbeitet mit linearer Ablenkgeschwindigkeit, wenn der abzutastende Speicherschirm flach ist und arbeitet mit nicht linearer Ablenkgeschwindigkeit, wenn ein gewölbter Speicherschirm vorliegt, um den Einfluß der Wölbung zu beseitigen, so daß das Ausgangssignal der ersten Vidikonröhre 60 einer linearen Abtastung entspricht. Die Kurvenform des jeder Abtastlinie der ersten Vidikonröhre 60 zugeordneten Signales entspricht dem auf den Szintillatorsehirm 36 geworfenen Schattenbild und ist leicht erkennbar, wenn die Bestrahlung der Maske 30 von einer einzigen Strahlungsquelle hoher Strahlungsenergie, beispielsweise von der Quelle 50 aus erfolgt.

Der von der Maske 30 auf den Szintillationsschirm 36 geworfene Schatten enthält eine Folge heller und dunkler Bereiche, wie man sich vorstellen kann, wenn man eine axonometrische Darstellung der Maske 30 entsprechend Figur 3 sowie einen schematischen Schnitt untersucht, welcher durch eine Reihe von Öffnungen 32 der in Figur 2 gezeigten Maske 30 gelegt ist. Die Maske 30 enthält also eine Anordnung von Öffnungen 32 oder verhältnismäßig durchlässige Bereiche, die in einem Trägermaterial, beispielsweise aus Blei, gebildet sind, das gegenüber Strahlung hoher . Energie verhältnismäßig undurchlässig ist, wodurch die undurchlässigen Bereiche mit 6k bezeichnet sind. Da die undurchlässigen

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Teile 64 von einem ziemlich dünnen Film gebildet werden, wenn es sich bei der Strahlung um Röntgenstrahlung oder Gammastrahlung handelt, werden die undurchlässigen Teile 64 von einem starren Träger 65 abgestützt, der aus verhältnismäßig durchlässigem Werkstoff, beispielsweise aus Material mit niedriger Atomordnungszahl, etwa aus Aluminium, besteht.

In einer anderen Ausfuhrungsform der Maske, die mit 66 bezeiohnet und teilweise geschnitten in Figur 4 gezeigt ist, reichen die Öffnungen 68 nicht vollständig durch das Grundmaterial hindurch, so daß auch in den verhältnismäßig strahlendurchlässigen Bereichen der Maske 66 eine gewisse Undurchlässigkeit vorliegt. Die Ausführungsform der Maske nach Figur 4 stellt eine Möglichkeit dar, die Strahlungswirkung aufgrund der Compton-Streuung innerhalb des Objektes 34 gemäß Figur 2 zu verringern, da die Strahlung, die auf Compton-Streuung beruht, geringere Energie als die unmittelbare Strahlung von der Quelle 50 aus besitzt. Die Maske 66 nach Figur 4 ermöglicht daher auf dem ersten Speicherschirm 54 die Herstellung eines Bildes größerer Schärfe als dies mit einer Maske 30 nach Figur 3 möglich ist. Die Maske nach Figur 3 und die Maske nach Figur 4 erzeugen aber im wesentlichen dasselbe Schattenbild der Maske auf dem Szintillationsschirm 36 aufgrund der Strahlung, die von der Quelle 50 ausgeht.

Aus den Figuren 2 und 3 ist die Gestalt und die Anordnung der Öffnungen 32 leicht zu erkennen, wobei eine Öffnungsreihe in einer Abmessung, beispielsweise die Öffnungsreihe 7OA - D betrachtet werde. Zur besseren Definition der einzelnen Öffnungen einer Reihe sind die Öffnungen 32 jeweils durch Bezugszahlen mit einem angefügten Bezugsbuchstaben bezeichnet, wobei die Zahlen die jeweilige Lage der Zeile und die Buchstaben die jeweilige Lage der Spalte bezeichnen. Die Reihe oder Zeile von Öffnungen 7OA bis 7OD besitzt solohe Gestalt und Anordnung, daß bei Abtastung des Bildes der Öffnungsreihe 7OA bis 7OD auf dem ersten Speicherschirm 54 eine Chirp-Wellenform ähnlioh derjenigen

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entsteht, die hei Impulskompressions-Radarsystemen auftreten. Ein derartiges Chirp-Signal ist also vom Ausgang des ersten Vidikons 60 abnehmbar.

Berücksichtigt man, daß die erste Vidikonröhre 60 eine Linearabtastung vornimmt, so erkennt man, daß das Ausgangssignal der ersten Vidikonröhre 60 die Form einer Rechteckwelle besitzt, bei der die Sohwingungsperiode der Rechteckwelle mit der Zeit linear zunimmt oder linear abnimmt. Die erste Verzögerungsleitung 62, welcher das Ausgangssignal der Vidikonröhre zugeführt wird, spricht auf die Wiederholungsfrequenz der Reohteckwelle an, so daß für die Zwecke der vorliegenden Untersuchung die Harmonischen höherer Ordnung der Rechteckwelle vernachlässigt werden können. Die Chirp-Rechteckwelle kann also als eine Chirp-Sinuswelle angesehen werden, deren Frequenz abhängig von der Zeit linear zunimmt, wenn das Bild der Öffnungsreihe 7OA bis D in Richtung von der Öffnung 7OA zur Öffnung 7OD abnimmt, während die augenblickliche Frequenz der Chirp-Sinuswelle abhängig von der Zeit linear abnimmt, wenn das Bild der Öffnungsreihe 70A bis 70D in Richtung von der Öffnung 70D zur Öffnung 7OA abgetastet wird. Aus Figur 3 ersieht man, daß die Abmessungen nebeneinanderliegender undurchlässiger und durchlässiger Bereiche der Maske in Abtastrichtung nur wenig voneinander abweichen, wobei die Abstände zwisohen den jeweiligen Öffnungen 7OA bis 70D ebenso wie die Breite dieser Öffnungen in Richtung von links nach rechts linear abnehmen.

In der Richtung senkrecht zur Abtastrichtung besitzen die Öffnungen der Öffnungsreihe 7OA bis 7OD eine gleichbleibende, als Höhe der Öffnungen zu bezeichnende Abmessung-. Die Höhe der Öffnungen in der nächsten Öffnungsreihe, nämlich die Höhe der Öffnungen 72A bis 72D ist ebenfalls innerhalb der betreffenden Reihe gleichbleibend, jedooh gegenüber der Höhe der Öffnungen in der Reihe 7OA bis 7OD etwas kleiner. Die Höhen aufeinanderfolgender Reihen oder Zeilen und die Abstände zwischen diesen auf-

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einander! ο Ig end en Reihen nehmen linear al), so daß die Höhe der Öffnungsreihe 7^A his D kleiner als diejenige der Öffnungsreihe 72A his D ist und in entsprechender Weise die Höhe der Öffnungsreihe 76A bis D kleiner als diejenige der Öffnungsreihe 74A bis D ist. Auf diese Weise wird erreioht, daß auoh eine Vertikalabtastung des Bildes oder Schattens der Maske 30 eine Chirp-Welle ergibt.

Nun sei wieder Figur 2 der Zeichnungen betrachtet. Die Horizontalabtastung des ersten Speichersohirmes 54 mittels des Vidikons 60 ergibt aus den oben im Zusammenhang mit Figur 3 angegebenen Gründen eine Chirp-Welle. Die Chirp-Rechteckwelle vom Ausgang der ersten Vidikonröhre 60 wird der ersten Verzögerungsleitung 62 zugeführt, welche ein Frequenz-Dispersionsverhalten besitzt und eine Phasen- oder Zeitverzögerungskennlinie aufweist, welche das Inverse oder Spiegelbildliche der Chirp-Rechteckwelle ist. Beim Durchgang durch die erste Verzögerungsleitung 62 erfahren Signale unterschiedlicher Frequenzen jeweils unterschiedliche Zeitverzögerungen. Die erste Vidikonröhre 60 und die erste Verzögerungsleitung 62 können als Übertragungsmedium betrachtet werden, über welches Teile des Bildes auf dem ersten Speicherschirm 5k aufeinanderfolgend übertragen werden, wobei sioh das Übertragungsmedium dadurch auszeichnet, daß es verschiedenen Bildteilen eine unterschiedliche Verzögerung aufprägt. Wie aus der Theorie angepaßter Filter und Impulskompressionsfilter für Radarsysterne bekannt ist, liefert ein Filter mit einem Impuls-Ansprechverhalten, welches das Inverse der zeitlichen Kurvenform des Eingangssignales zum Filter ist, ein Ausgangssignal in Form eines scharfen Impulses. (Siehe hierzu beispielsweise die Veröffentlichung "The Theory and Design of Chirp Radars" von J.R. Klauder, A.C. Price, S. Darlington und W.J. Albersheim, Bell System Technical Journal Juli I960, Band 39, Seiten 7^5 bis 808). Im Falle eines breitbandigen Eingangssignales, wie es die Chirp-Wellenform des Abbildungssystemes 22 darstellt, nähert sioh die Gestalt des Ausgangssignales von einem solohen Filter

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der Form eines Impulses. Das Ausgangssignal von der ersten Verzögerungsleitung 62 kann also bei Bestrahlung der Maske 30 von einer einzigen Strahlungsquelle 50 aus als ein Impuls angesehen werden, Welcher der Lage der Strahlungsquelle 50 entspricht. Der Impuls gelangt dann auf dem Schirm 78 einer weiteren Speicherröhre 80 zur Anzeige. Die Lage des dargestellten Bildes des Impulses auf dem zweiten Speicherschirm 78 hängt demgemäß von der Lage der Strahlungsquelle 50 relativ zur Maske 30 und der Detektoreinrichtung 24 ah. Das Abbildungssystem 22 kann also die Richtung zu einer Quelle von Strahlungsquanten hoher Energie angeben.

Wird aber die Maske 30 von Strahlung hoher Energie aus einer Quelle 56 beaufschlagt, die bestimmten Abstand von der Quelle hat, so ist das resultierende Bild auf dem Speicherschirm 5k von demjenigen Bild verschieden, das durch Bestrahlung der Maske durch die Quelle 50 erhalten wurde. Das Chirp-Rechteckwellensignal, das von der ersten Vidikonröhre 60 durch Abtastung des Bildes aufgrund der Bestrahlung durch die Strahlungsquelle 56 erzeugt wird, ist von dem Signal, das der Strahlungsquelle 50 zugeordnet ist, dadurch verschieden, daß das Auftreten eines bestimmten Augenblickswertes der Impuls-Moderholungsfrequenz relativ zum Abtastintervall der ersten Vidikonröhre 60 zu einem jeweils unterschiedlichen Augenblick festzustellen ist. Demgemäß tritt der Ausgangsimpuls der ersten Verzögerungsleitung 62 aufgrund der Bestrahlung durch die Strahlungsquelle 56 relativ zum Abtastintervall der ersten Vidikonröhre 60 zu einem anderen Zeitpunkt als der Ausgangsimpuls auf, welcher auf der Bestrahlung durch die Strahlungsquelle 50 beruht. Die Darstellung auf dem zweiten Speicherschirm 78 zeigt also einen der Lage der Quelle 56 entsprechenden Bildpunkt an einer Stelle, welche von dem Bildpunkt entsprechend der Lage der Quelle 50 verschieden ist.

Das Abbildungssystem 22 ist nun ein lineares System und erlaubt eine Überlagerung der Einzelerscheinungen, so daß die Bestrah-

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lung der Maske 30 sowohl durch die Strahlungsquelle 50 als auch duroh die Strahlungsquelle 56 ein Bild auf dem ersten Speicherschirm -5^ ergibt, das das Überlagerungsergebnis aus den beiden Einzelbildern darstellt, die aufgrund der Bestrahlung durch die Quelle 50 und aufgrund der Bestrahlung durch die Quelle 56 entstehen. In entsprechender Weise ist auch das Ausgangssignal der ersten Vidikonröhre 60, das durch Abtastung des ersten Speichersohirms 5^ erhalten wird, die Überlagerung der beiden Chirp-Wellen. Die erste Verzögerungsleitung 62 spricht auf das Überlagerungsergebnis der beiden Chirp-Wellen genauso an wie auf jede einzelne der Wellen und liefert daher zwei Ausgangsimpulse, die zeitlich der Lage der Strahlungsquellen 50 und 56 entsprechen. Auf dem zweiten Speicherschirm 78 erscheinen daher zwei Bildpunkte entsprechend den Orten der Strahlungsquellen 50 und 56. Durch Fortsetzen des Superpositionsprinzips wird offenbar, daß bei einer Vielzahl von Quellen für Strahlung hoher Energie innerhalb des Objektes 34, beispielsweise in Form der einzelnen radioaktiven Moleküle des Radiopharmazeutikums innerhalb der Schilddrüse 21 eine entsprechende Vielzahl von Bildpunkten auf dem zweiten Speicherschirm 78 erscheint, die jeweils den Orten der einzelnen S trah lungs quell en hoher Energie in dem Objekt 34 entsprechen. Es erscheint also auf dem zweiten Speicherschirm 78 ein gewisses dekodiertes Bild des Objektes 34, wobei dieses Bild aufgrund der Dekodierungswirkung der ersten Vidikonröhre 60 und der ersten Verzögerungsleitung 62 zunächst nur in der Horizontalrichtung dekodiert ist, während die Kodierung in der Vertikalrichtung noch fortbesteht.

Der zweite Schritt bei der Dekodierung des Bildes der Maske 30 wird mittels der zweiten Vidikonröhre 82 und der zweiten Verzögerungsleitung 84 ausgeführt. Die zweite Vidikonröhre 82 tastet das auf dem zweiten Speicherschirm 78 vorhandene Bild in Vertikalrichtung ab und liefert ein entsprechendes Chirpwellen-Ausgangssignal, welches der zweiten Verzögerungsleitung 84 zugeleitet wird. Letztere arbeitet in derselben Weise wie die Verzögerungsleitung 62 und liefert in Abhängigkeit von der Chirp-V&le

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der zweiten Vidikönröhre 82 eine Gruppe von Ausgangsimpulsen, welche der Lage der Strahlungsquellen hoher Energie des Objektes 34 mit Bezug auf die Vertikalebene jeweils entsprechen. Die Ausgangsimpulse der zweiten Verzögerungsleitung 84 werden dem Ausgangs -Wiedergabegerät 28 zugeführt, das ein vollständig dekodiertes Bild des Objektes 34 darbietet. Man erkennt also, daß die erste Vidikönröhre 60 und die erste Verzögerungsleitung 62 die Orte der Strahlungsquellen, beispielsweise der Quellen 50, 56 und 58, in der Horizontalriohtung ableiten, während die zweite Vidikönröhre 82 und die zweite Verzögerungsleitung 84 die Orte der Quellen 50, 56 und 58 in Vertikalrichtung ermitteln.

In den Figuren 5 und 6 sind Aufsichten auf Verzögerungsleitungen gezeigt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Figur 2 sind die erste Verzögerungsleitung 62 und die zweite Verzögerungsleitung 84 einander gleich, da die Maske 30 naoh Figur 3 sowohl in den Zeilen als auch in den Spalten gleiche Gestalt und Anordnung der Öffnungen 32 aufweist. Die in den Figuren 5 und 6 gezeigten Konstruktionen lassen sich daher sowohl für die Verzögerungsleitung 62 als auch für die Verzögerungsleitung 64 verwenden. Die in Figur 5 mit 86 bezeichnete Verzögerungsleitung weist einen langgestreckten piezoelektrischen Kristall 88 auf, auf welchem ein Paar elektrischer Interdigitalleitungen befestigt ist, wobei eine Interdigitalleitung 89A als Eingang zur Erzeugung von akustischen Oberfläohenwellen an dem Kristall 88 und eine zweite Interdigitalleitung 89B am Ausgangsende des Kristalls 88 vorgesehen ist, um von dem Kristall 88 ein elektrisohes Ausgangssignal abzunehmen. Die Eingangs-Interdigitalleitung 89A enthält ein Paar einander gegenüberliegender, ineinandergreifender kammartiger Leiter 90 und 92 mit Leiterfingern 94, von denen vier mit 94A bis D bezeichnet sind und bezüglich ihrer Abstände naoh einem bestimmten Plan angeordnet sind. Zusätzlich kann die Länge der Leiterfinger 94 naoh einem bestimmten Plan verändert werden, wie in Figur 6 bei der Ausftihrungsform der Verzögerungsleitung 97 für die Leiterfinger 96 gezeigt ist. Der veränderliche Grad der Überlappung zwischen den Fingern

4 209 8.1 &/ 180 9

96 der einander gegenüberstehenden kammartigen Leiter 98 und 100 bewirkt einen veränderlichen Grad der Energieankopplung zwischen der Interdigitalleitung 102 und dem Kristall 104. Verzögerungsleitungen dieser Art sind beispielsweise in der US-Patentschrift 3 289 114 und in der Veröffentlichung "Tapping Microwave Acoustics for Better Signal Processing" von L. Altman, J. H. Collins und P. J, Hagon, Electronics, November 1969, Seiten 94 ff., beschrieben.

Die Eingangsleitungen zur Verzögerungsleitung 86 enthalten verlängerte Anschlüsse zu den kammartigen Leitern 90 und 92. Ein elektrisches Eingangssignal mit einer Spannung V_1n wird an die beiden Eingangsanschlüsse gelegt. Die Leiterfinger 94A und 94B besitzen einen gegenseitigen Abstand X, während die Leiterfinger 94C und 94D einen Abstand Y besitzen. Die elektrische Energie des Eingangssignales wird an den Kristall 88 angekoppelt und in mechanische Energie des Kristalls 88 mit einer ersten Frequenz, die von dem Abstand X abhängt und mit einer zweiten Frequenz umgeformt, die von dem Abstand Y abhängt. Die mechanische Energie wird durch eine Reihe gewälter, strichlierter Pfeile 106 versinnbildlicht. Die Energieankopplung erfolgt also zwischen den Leiterfingern 9^A und 94B einerseits und dem Kristall 88 andererseits mit einer ersten Frequenz und zwischen den Leiterfingern 940 und 94D einerseits und dem Kristall 88 andererseits mit einer

w zweiten Frequenz,

Der umgekehrte Vorgang, nämlich die Umwandlung der mechanischen Energie des Kristalls 88 in elektrische Energie, spielt sich an der Ausgangsseite der Verzögerungsleitung 86 ab. Die ausgangsseitige Interdigitalleitung 89B besitzt ebenfalls ein Paar in dem Abstand X voneinander gelegener Leiterfinger, nämlich die Leiterfinger 108A und 108B und ebenso ist ein Paar von Leiterfingern im Abstand Y, nämlich die Leiterfinger 108C und 108D vorgesehen. Mechanische Energie der ersten Frequenz wird von dem Kristall 88 mittels der Leiterfinger 108A und 108B ausgekoppelt

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und die Energie der zweiten Frequenz wird mittels der Leiterfinger 108C und 108D abgenommen. Der Verzögerungsleitung 86 wird ein Dispersionsverhalten zur Erzeugung unterschiedlicher Verzögerungen für unterschiedliche Frequenzen dadurch gegeben, daß die Eingangs- und Ausgangs-Interdigitalleitungen 89A bzw. 89B mit Bezug auf eine Mittellinie des Kristalls spiegelbildlich ausgebildet werden. So sind beispielsweise die Leiterfingerpaare mit dem Abstand X jeweils in bestimmtem Abstand symmetrisch zur Mittellinie des Kristalls 88 angeordnet und in entsprechender Weise sind die beiden Entfernungen der Leiterfinger mit den Abständen Y symmetrisch zur Mittellinie des Kristalls gelegen, doch haben die Leiterfinger mit den gegenseitigen Abständen X jeweils größeren Abstand von der Mittellinie als die Leiterfinger mit den gegenseitigen Abständen Y. Aus diesem Grunde muß die Energie mit der ersten Frequenz einen größeren Teil' des Kristalls 88 durchqueren als die Energie mit der zweiten Frequenz und erfährt daher auch eine größere Verzögerung. Ist das Signal mit der Spannung V_TW ein Chirp-Signal, in welchem die augenblickliche Frequenz zunimmt, so erfahren die Energien mit einzelnen unterschiedlichen Frequenzwerten eine unterschiedliche Verzögerung, was zur Folge hat, daß an den Ausgangsanschlüssen die Energien mit den verschiedenen Frequenzen im wesentlichen sämtlich zur gleichen Zeit auftreten. Die Ausgangsspannung V_0UT ist daher ein Energieimpuls verhältnismäßig scharfer Form.

Die Verzögerungsleitung 86 wird im allgemeinen als Oberflächenwellen-Verzögerungsleitung bezeichnet, da die akustische Energie in Form mechanischer Schwingungen längs der Oberfläche des Kristalls wandert, wie duroh die Wellensymbole 106 angedeutet ist. Die Verzögerungsleitung 86 kann zur Annäherung verschiedenartiger Filterkennlinien so aufgebaut werden, daß der Grad der Überlappung zwischen benachbarten Leiterfingern der einander gegenüberliegenden, kammartigen Leiter entsprechend gewählt wird, wie beispielsweise für die Leiterfinger 96 gemäß Figur 6 gezeigt ist. Soll etwa Energie einer bestimmten Frequenz durchgelassen werden, während Energie einer zweiten Frequenz abgedämpft werden

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soll, so wird für die erste Frequenz eine starke Überlappung der Leiterfinger vorgesehen, während eine möglichst geringe Überlappung für die zweite Frequenz vorgesehen ist. Auf diese Weise kann ein verhältnismäßig großer Energiebetrag der ersten Frequenz an den Kristall angekoppelt werden und durchläuft die Verzögerungsleitung 86, während ein minimaler Energiebetrag der zweiten Frequenz an den Kristall angekoppelt wird und folglich eine Schwäöhung dieser zweiten Frequenz ergibt.

Betrachtet man nun wieder Figur 2, so erkennt man, daß eine Abtaststeuerung 110 den Abtastrythmus der ersten und der zweiten Vidikonröhre 60 bzw. 82, der zweiten Speicherröhre 80 und der Ausgangs-Wiedergabeeinrichtung 28 derart miteinander synchronisiert, daß die Abtastungen mit der richtigen gegenseitigen Zeitbeziehung vorgenommen werden. Bei der Betätigung der zweiten Speicherröhre 80 werden also aufeinanderfolgende Horizontalablenkungen des Kathodenstrahles gegenüber entsprechenden Horizontalabtastungen der ersten Vidikonröhre 60 um einen Zeitraum verzögert, welcher der minimalen Zeitverzögerung der ersten Verzögerungsleitung 62 gleich ist, d.h. welcher dem Zeitraum gleich ist, den die Energie benötigt, um abhängig von einem Signal der ersten Vidikonröhre 60 am Ausgang der Verzögerungsleitung 62 zu erscheinen. Die Abtastung der zweiten Vidikonröhre 82 wird verzögert, bis das vollständige Bild auf dem zweiten Speicherschirm 78 zusammengesetzt ist. Die Betätigung des Wiedergabegerätes 28 und der zweiten Vidikonröhre 82 werden um eine Zeit verzögert, welche der minimalen Verzögerungszeit der zweiten Verzögerungsleitung 84 gleioh ist. Die vorstehend angegebenen Zeitbeziehungen zwischen den verschiedenen Abtastvorgängen stellen sicher, daß die auf den verschiedenen Wiedergabegeräten erzeugten Bilder auf die Wiedergäbefläche in geeigneter Weise ausgerichtet sind. Auch erkennt man, daß gemäß einer anderen Ausführungsform die Horizontalabtastungen und Vertikalabtastungen vertauscht werden können, so daß eine Vertikalabtastung des Bildes auf dem ersten Speicherschirm 5^ und eine Horizontalabtastung des Bildes auf dem zweiten Speicherschirm 78 vorgenommen wird.

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Weiter ist festzustellen, daß andere Ausführungsformen in der Weise verwirklicht werden können, daß die erste Speicherröhre und das erste Vidikon 60 durch eine einzige, an sioh bekannte Abtastraster-Wandlerröhre (nicht dargestellt) ersetzt werden können, welche einen Elektronenstrahl zum Lesen und einen Elektronenstrahl zum Schreiben sowie einen Speicherschirm besitzt, wenn die Nachleuohtzeit des Speiohersohirmes dafür ausreicht, die Erzeugung eines Bildes der Maske 30 während des aufeinanderfolgenden Auftreffens von Strahlungsenergiequanten auf den Szintillationsschirm 36 zu ermöglichen. Die Verwendung von Abtastraster-Wandlerröhren ist an sich bekannt und in den Zeichnungsfiguren nicht dargestellt. In entsprechender Weise können auch die zweite Speicherröhre 78 und das zweite Vidikon 82 von einer einzigen Abtastraster-Wandlerröhre ersetzt werden.

Eine Fokussierung des Abbildungssystems 22 nach Figur 2 zur Einstellung gewünschter Abstände zwischen dem Objekt Jk, der Maske 30 und der Detektoreinrichtung 24 geht folgendermaßen vor sich. Das Objekt 34, die Maske 30 und die Detektoreinrichtung 2k werden in solchem Abstand voneinander gehalten, daß der Schatten oder das Bild der Maske 30 aufgrund der Bestrahlung durch eine einzige Quelle von Strahlung hoher Energie kleiner als der Szintillationssohirm 36 bleibt. Jeder Schatten der Maske 30 aufgrund einer Bestrahlung durch eine der Quellen des Objektes, beispielsweise der Quellen 50, 56 und 58, fällt daher vollständig in die Fläche des Szintillationsschirmes 36. Nähert sich die Größe der Maske 30 derjenigen des Szintillationssohirmes 36 an, so erkennt man, daß der Schatten aufgrund einer Bestrahlung duroh die Quelle 58 zwar nooh vollständig innerhalb der Fläohe des Szintillationsschirmes 36 liegt, während aber der Sohatten aufgrund einer Bestrahlung duroh die Quelle 50 mit dem oberen Rand bereits außerhalb der Fläohe des Szintillationsschirmes zu liegen kommt, während der Schatten aufgrund einer Bestrahlung durch die Quelle 56 mit dem unteren Rand aus der Fläche des Szintillationssohirmes herausfällt. Es zeigt sich daher, daß bei einer überdimensionierten Maske nioht sämtliche Strahlungsquellen, beispiels-

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weise also die Strahlungsquellen 50 und 56, den Vorteil der Maske 30 bei der Erzeugung des Bildes dieser Quellen im Abbildungssystem 22 ausnützen können. Andererseits erlaubt eine große Maske eine erhöhte Auflösung, da ein größerer Bereich von Öffnungsgrößen innerhalb der Maske untergebracht werden kann.

Die räumliche Bandbreite und damit das mit dem Abbildungssystem 22 erzielbare Auflösungsvermögen ist durch den Unterschied zwischen der kleinsten Öffnungsweite und der größten Öffnungsweite innerhalb der Maske 30 bestimmt. Eine große Anzahl von Öffnungen 32 stellt eine feine, geringe Abstufung der G_röße zwischen benachbarten Öffnungen sicher, so daß ein glatter Übergang im räumlichen Frequenzbereich von der niedrigsten räumlichen Frequenz zur höchsten räumlichen Frequenz erzielt wird, wodurch sich, ferner Ausgangssignale des ersten Vidikons 60 und des zweiten Vidikons 82 ergeben, die eine glatte Spektralverteilung besitzen. Die Verzögerungsleitungen 62 und 84 haben demzufolge zeitliche Impuls-Ansprechfunktionen, die das Inverse der Vidikon-Ausgangssignale sind und die Verzögerungsleitungen wirken daher als Impulskompressionsfilter mit jeweils minimalem Seitenmaximum. Wird die räumliche Bandbreite beibehalten, jedoch die Anzahl der Öffnungen 32 in der Maske 30 verringert, d.h., werden größere Sprünge in der Größe zwischen benachbarten Öffnungen 32 vorgesehen, so ist die Größe der Seitenmaxima in den Ausgangs Signalen der Verzögerungsleitungen 62 und 84 höher. Man sieht also, daß es einerseits wünschenswert ist, eine möglichst große Maske zu verwenden und andererseits die Maskengröße so klein gehalten werden soll, daß sämtliche Strahlungsquellen hoher Energie innerhalb der Fläche des Szintillationssohirmes 36 gelegene Sohatten erzeugen. Es ist zweckmäßig, das Gesichtsfeld des Abbildungssystems 22 als den Maximalabstand zwischen den Strahlungsquellen hoher Energie anzusehen, so daß keine Verminderung der erzielbaren Auflösung aufgrund einer Erstreckung eines Schattens der Maske 30 über die Fläche des Szintillationssohirmes 36 hinaus auftritt.

- 22 - .

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Ein anderer Vorteil einer großen Masice ist die vergrößerte effektive Blendenöffnung des Abbildungssystems 22 aufgrund der Tatsache, daß mehr Strahlungsstrahlen von der Maske 30 aufgenommen und moduliert werden können. Eine größere effektive Blendenöffnung bedeutet eine geringere Betraehtungszeit, so daß im Falle des Patienten 20 nach Figur i, welcher auf Schilddrüsenerkrankung untersucht wird, eine geringere Expositionszeit zur Erzeugung eines Radiogramms der Schilddrüse 21 erforderlich ist. Insbesondere erkennt man, daß die Maske 30 eine größere effektive Öffnung bietet als die Lochkamera oder die Kollimatoranordnung der Aufnahmekamera, wie sie in der eingangs erwähnten US-Patentschrift beschrieben ist. Im Vergleich zur Lochkamera ist festzustellen, daß das vorliegende Abbildungssystem 22 größere Leistungsfähigkeit besitzt, da eine größere Gesamtöffnung aufgrund der Summation sämtlicher Öffnungen 32 der Maske 30 vorliegt. Im Vergleich zu der Kollimatoranordnung erreicht das vorliegende Abbildungssystem 22 eine größere Leistung aufgrund der Tatsache, daß bei der Kollimatoranordnung eine verhältnismäßig große Zahl von Photonen hoher Energie die Trennwände innerhalb des Kollimators trifft, so daß nur diejenigen Photonen, welche parallel zur Kollimatorachse wandern, den Szintillator erreichen können.

Zur genauen Fokussierung des Abbildungssystems 22 auf das Objekt 34 wird an dem Abtastgeschwindigkeitswähler 112 eine bestimmte Abtastgeschwindigkeit ausgewählt, welche über die Abtaststeuerung 110 der ersten Vidikonröhre 60 mitgeteilt wird. Die Abtastgeschwindigkeit wird so gewählt, daß das Bild entsprechend einer punktförmigen Quelle auf dem ersten Speicherschirm 54 in einem Zeitraum bestimmter Dauer unabhängig von der Größe des Bildes abgetastet wird. Man erkennt sogleioh, daß die Abmessungen dieses Bildes proportional zu den Abmessungen der Maske 30 und weiter abhängig von dem Abstand zwischen Objekt und Maske 30 sowie zwischen Maske 30 und Szintillationsschirm 36 sind. Betrachtet man beispielsweise den Patienten 20 nach Figur 1,"so ergibt sich, daß das auf dem ersten Speicherschirm

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erzeugte Bild bei einer Bewegung des Patienten vom Abbildungssystem 22 weg kleiner wird. Würde man nun die Abtastgeschwindigkeit, welche durch den Abtastgeschwindigkeitswähler 112 vorgegeben ist, auf dem zuvor eingestellten Wert belassen, so zeigt es sich, daß das Bild aufgrund seiner nun geringeren Größe in einem entsprechend verkürzten Zeitintervall abgetastet würde, was zur Folge hätte, daß die im Ausgangssignal der ersten Vidikonröhre 60 auftretenden Frequenzanteile in den Bereich höherer Frequenzen verschoben würden, so daß Frequenzen auftreten könnten, die größer sind als diejenigen, für welche die erste Verzögerungsleitung 62 ausgelegt ist. Zur Kompensation einer solchen Bewegung des Patienten 20 innerhalb der in Figur 1 angedeuteten gegenseitigen Lage muß entweder die Maske 30 in einer Korrekturbewegung mittels nicht dargestellter Einrichtungen weiter von der Detektoreinrichtung 2k weg bewegt werden, um die Größe des Bildes auf dem ersten Speicherschirm $k wieder auf die ursprünglichen Abmessungen zu bringen, oder aber die Abtastgeschwindigkeit, welche durch den Abtastgeschwindigkeitswähler 112 vorgegeben wird, muß verringert werden, so daß das in seiner Größe verkleinerte Bild in einem Zeitraum abgetastet wird, welcher dem vorher eingehaltenen Wert entspricht. Da das Gesichtsfeld des Abbildungssystems 22 von den relativen Abständen zwischen Objekt ^k und Maske 30 und zwischen Maske 30 und Szintillationsschirm 36 abhängig ist, stellt man bevorzugtermaßen die Fokussierung mittels der Abtastgeschwindigkeit ein, welche von der Abtaststeuerung der ersten Vidikonröhre 60 aufgeprägt wird.

Die folgenden mathematischen Beziehungen erweisen sich bei der Auslegung eines Abbildungssystems 22 der vorliegenden Art als zweokmäßig. Das Kompressionsverhältnis, das sich aus der Verwendung von Chirp-Signalen vom Ausgang der ersten Vidikonröhre 60 und aus der konjugierten Zeitverzögerungseigenschaft der ersten Verzögerungsleitung 62 ergibt, kann als Verhältnis der Breite des Bildes auf dem ersten Speicherschirm 5k aufgrund einer punktförmigen Strahlungsquelle zur Breite der Maske 30 ausgedrückt werden. Das Kompressionsverhältnis C ist durch folgende Gleichung

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gegeben:

C = 1

a a'

worin 1 die Breite der Maske 30 und BW die räumliche Frequenzbandbreite ist, welche als Unterschied zwischen der minimalen und maximalen räumlichen Frequenz der Maskeneinteilung gegeben ist. Beispielsweise ergibt eine gleichförmige Anordnung von zehn gleiohen Öffnungen innerhalb eines Abstandes von fünfundzwanzig Millimetern ein räumliohes Frequenzspektrum, das durch eine einzige Spektrumslinie des Wertes von zehn Linienpaaren je Einheit von fünfundzwanzig Millimeter anzugeben ist. Als weiteres Beispiel sei eine Maske betrachtet, welohe eine Chirp-Einteilung von Öffnungen besitzt, bei der die Öffnungen nahe einem Rand eine Diohte von zweihundert Öffnungen je Einheit von fünfundzwanzig Millimeter und nahe dem gegenüberliegenden Rand der Maske eine Diohte von einhundert Öffnungen je Einheit von fünfundzwanzig Millimeter besitzen. In diesem Falle ist die räumliohe Frequenzbandbreite einhundert Linienpaare je Einheit von fünfundzwanzig Millimeter.

Das oben erwähnte Gesichtsfeld des Abbildungesystems ist durch folgende Gleichung gegeben:

^FV ⁼ (^Si/^S2^ '¹I " ¹B^ "¹^

Hierin bezeichnet F_v das Gesichtsfeld, S₁ ist der Abstand zwischen Objekt und Maske, s„ ist der Abstand zwischen Maske und Bildebene auf der Aufnahmefläche des Szintillationsschirmes 36 und 1. ist die Länge der Bildebene auf dem Szintillationssohirm 36.

Das Auflösungsvermögen in Linienpaaren je Zentimeter ist durch folgende Gleiohung gegeben:

/S„ \

R₀ =

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Hierin ist R_Q das Auflösungsvermögen in Horizontalrichtung des Bildes auf dem ersten Speicherschirm 5^ in Linienpaaren je Zentimeter, BW_p ist die relative Bandbreite der ersten Verzögerungsleitung 62, d. h. die Bandbreite der Verzögerungsleitung, dividiert durch die Maximalfrequenz in der Verzögerungsleitung und R. ist das minimale Auflösungsvermögen des Szintillationssohirmes 36, welches von Einflußgrößen wie beispielsweise der Dicke des Szintillationsschirmes 36 abhängig ist.

Bei einer praktischen Ausführungsform des Abbildungssystems 22 werden die erste und die zweite Verzögerungsleitung 62 bzw. 84 mit Frequenzen von 2,8 MHz bis h MHz betrieben und sind aus einem Quarzkristall in einer Länge von etwa zweihundertfünfzehn Millimeter gefertigt. Jede der Interdigitalleitungen 89A und 89B enthält ein Paar einander gegenüberstehender, kammartiger Leiter, die jeweils etwa annähernd einhundert Leiterfinger aufweisen. Die Maske 30 hat im Falle von Röntgenstrahlung die Form ei-

—3

nes dünnen Bleifilms in einer Stärke von etwa 3 · 10 Millimeter. Der durohlässige Träger 65 (siehe Figur 3) zur Abstützung des dünnen Bleifilms besteht aus einer Aluminiumplatte in einer Stärke von etwa 3,15 Millimeter. Für Gammastrahlung mit einer Energie von einhundert keV wird die Dicke des Bleifilms annähernd 0,5 Millimeter gewählt. Die Maske 30 hat quadratische Form mit einer Kantenlänge von etwa fünfzig Millimeter. Längs einer Seite sind einhundert Öffnungen vorgesehen, so daß die Gesamtzahl der Öffnungen zehntausend beträgt.

Die Anzahl von Öffnungen, welche auf einer quadratischen Maske mit einer Seitenlänge von etwa fünfzig Millimeter untergebracht werden können, ist durch die Dicke der Maske beschränkt, da eine Öffnungsgröße angestrebt wird, die bedeutend größer als die Maskenstärke ist, um eine Anordnung ähnlich der aus der eingangs erwähnten US-Patentsohrift bekannten Kollimatoranordnung zu vermeiden. Wie aus Figur 2 zu ersehen ist, divergieren die Strahlen, welche duroh die Linien 38A bis 38D angedeutet sind, von der Quelle 50 aus duroh die Öffnungen der Maske 30 hindurch, um den

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Szintillationssohirm 36 zu bestrahlen. Eine solche Bestrahlung des Szintillationsschirmes 36 durch divergierende Strahlen würde aber durch eine Kollimatoranordnung der bekannten Art gerade verhindert.

Die Größe der Maske 30 ist aus Gründen, die an dem folgenden Beispiel erläutert werden, kleiner als der Szintillationsschirm Hat beispielsweise der Szintillationsschirm 36 eine Breite von einhundert Millimeter und die Maske hat eine Breite von fünfzig Millimeter, so erzeugt eine punktförmige Strahlungsquelle des Objektes 34 bei gleichem Abstand der Maske zwischen Objekt Jk und Szintillationsschirm 36 eine vollständige Bestrahlung bzw. Beschattung des Szintillationsschirmes 36 durch ein Bild oder einen Schatten der Maske 30. Wird dann eine weitere Strahlungsquelle neben die erste Strahlungsquelle gesetzt, um den Szintillationsschirm 36 zu bestrahlen, so fällt der aufgrund dieser weiteren Strahlungsquelle geworfene Schatten der Maske 30 nioht mehr vollständig auf den Szintillationsschirm 36. Aufgrund der oben angegebenen Gleichungen für das Gesichtsfeld und das Auflösungsvermögen ergibt sich, daß eine gute Abbildung leichter erzielbar ist, wenn die Maskengröße kleiner als die Hälfte der Größe des Szintillationsschirmes 36 gewählt ist. Beispielsweise können eine Maske mit einer Seitenlänge von etwa fünf Millimeter und ein Szintillationsschirm mit einer Seitenlänge von zweihundert Millimeter bis zweihundertfünfzig Millimeter verwendet werden.

In Figur 7 der Zeichnungen ist eine andere Ausführungsform eines Abbildungssystems nach der Erfindung gezeigt, welohes zur Herstellung eines Radiogramms des Objektes 3k verwendet werden kann. Die von dem Objekt 34 ausgehende Strahlung dringt durch die Öffnungen der Maske 30 und trifft auf einen photographischen Film 122 auf, der über Rollen oder Spulen 124 geführt ist. Ein Fenster 126 läßt auf dem Film 122 die Grenzen des Bildes erscheinen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Radiogramm im Gegensatz zu dem positiven Bild bei der Ausführungsform nach Fi-

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gur 2 negativ. Der Film 122 wird durch geeignete, in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel entwickelt, so daß das auf dem Film entworfene Bild mittels eines Lichtstrahlenbündels beleuchtet werden kann. Ein Lichtstrahlenbündel 128 wird durch eine Leuchte 130 erzeugt und mittels einer Linse 132 gesammelt, um das Bild auf dem Film 122 auszuleuchten, welches entsprechend der durch die Maske 30 gedrungenen Strahlung erzeugt wurde. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ersetzt der Film 122 sowohl die Detektoreinrichtung 24 als auch die erste Speicherröhre 52 des Ausführungsbeispiels nach Figur 2. Die übrigen Teile des Ausführungsbeispjeles nach Figur 7, beispielsweise das Vidikon 134, welches dem ersten Vidikon 60 gemäß Figur 2 entspricht, sind jeweils die entsprechend gleichen wie bei dem System nach Figur 2.

In den Figuren 8 und 9 der Zeichnungen ist ein AusfUhrungsbeispiel gezeigt, bei dem die räumliche Modulation der Strahlung hoher Energie, die zuvor bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 mittels der Maske 30 erreicht wurde, nun durch eine besondere Strahlungsquelle 136 bewirkt wird, die emittierendes Material in neuartiger Anordnung aufweist, beispielsweise ein radioaktives Material 138, das auf einem Träger 140 abgelagert und so ausgeätzt ist, daß sich strahlende Bereiche ergeben, welche entsprechende Gestalt und Anordnung haben wie die Öffnungen 32 der Maske 30 naoh den Figuren 2 und 3. Das Objekt 142 ist teilweise strahlenundurchlässig, so daß bestimmte Punkte des Objektes 142, beispielsweise die Punkte 144 und 146 von der Strahlenquelle 136 bestrahlt werden und auf der Detektoreinrichtung 24 ein Bild ergeben. Die Detektoreinrichtung 24, die Signalverarbeitungseinrichtung 26 und das Ausgangs-Wiedergabegerät 28 nach Figur 8 entsprechen den jeweils analogen Teilen gemäß Figur 2. Ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel naoh Figur 2 jede punktförmige Quelle, beispielsweise die Quelle 50, an der Detektoreinrichtung 24 in ein bestimmtes, zugeordnetes Sohattenbild der Maske 30 umgeformt wurde, wird bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 8 analog jeder Punkt des Objektes 142 in ein bestimmtes Bild auf der Detektoreinriohtung 24 umgeformt, wobei die Gestalt des BiI-

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des von der Form des Musters des radioaktiven Werkstoffs 138 auf dem Träger 140 der Quelle I36 abhängt.

In Figur 10 ist ein Abbildungssystem 150 für Röntgenstrahlen-Radiogramme gezeigt, bei welchem eine Rontgenstrahlenquelle 152 einer nachfolgend noch genauer zu beschreibenden Bauart, ferner ein photographischer Film 154t, der über eine Rollen- oder Spulenanordnung 156 geführt ist und ein Objekt 158 vorliegen, das von der Strahlenquelle 152 bestrahlt wird, um auf dem Film 154 ein Bild zu erzeugen. Nach Aufnahme des Bildes auf dem Film 154 wird dieser duroh geeignete, in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel entwickelt und dann so angeordnet, daß das Bild in den Bereich eines Liohtstrahlenbündels I60 zu liegen kommt, welches von einer Leuchte 162 erzeugt und mittels einer Linse 164 gebündelt wird, um in einem optischen System 166 verwendet zu werden. Das optische System I66 ist bekannter Bauart und wird mitunter zur Auswertung von Radiogrammen verwendet. Das optische System 166 enthält ein Paar von Linsen I68 und 170, zwischen denen ein räumlicher, optisoher Filter 172 angeordnet ist, sowie einen Schirm oder eine Mattscheibe 174, auf welchem bzw. auf welcher eine gefilterte Form des erzeugten Bildes ersoheint. Bekanntermaßen wird eine räumliche Filterung ähnlich angewendet wie eine Filterung zeitlicher Signale, um diejenigen Teile eines Signales herausheben zu können, welche eine gewünschte Frequenzeigenschaft besitzen, während andere Signalteile unterdrückt werden sollen, welche andere Frequenzeigenschaften haben. Der läumliche Filter 172 besitzt Bereiche veränderlicher Durchlässigkeit, um den Durchgang bestimmter räumlicher Frequenzen zu verhindern. Auf diese Weise können bestimmte Merkmale eines Radiogramms besser sichtbar gemacht werden.

Insbesondere ist von Interesse, daß ein breitbandiges optisohes Signal bei geeigneter Filterung in einem Radiogramm eine größere Schärfe hervorbringen kann. Eine punktförmige Quelle hoher Strahlungsenergie liefert eine verhältnismäßig große räumliche Bandbreite. Andererseits liefert eine verhältnismäßig schwache Quelle

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eine ziemlich geringe räumliche Bandbreite. Wie allgemein bekannt, liefern Strahlungsquellen, welche sich der punktfÖrmigen Strahlungsquelle am besten annähern und daher die größte räumliche Bandbreite der Strahlung besitzen, ein Radiogramm mit der besten Schärfe oder mit der besten Klarheit des Bildes.

Verwendet man daher die neuartige Strahlungsquelle 136 gemäß Figur 9 als Strahlungsquelle 152 in dem Abbildungssystem I50 gemäß Figur 10, so hat man eine Strahlungsquelle großer räumlicher Bandbreite zur Verfügung, wobei das Maß der Bandbreite unmittelbar zur Anzahl strahlender Bereiche (beispielsweise der Bereiche aus dem radioaktiven Werkstoff 138) je Flächeneinheit und zu ihrer Gestalt in Beziehung steht. Die in Figur 9 gezeigte Strahlungsquelle ergibt insbesondere eine Chirp-Wellenform der Bandbreitenoharakteristik analog derjenigen bei Verwendung der Maske 30 in dem Abbildungssystem 22 nach Figur 2. Diese große Bandbreite kann in gebräuchlichen räumlichen Filterverfahren, wie in Figur 10 angedeutet, zur Erhöhung der Schärfe des Bildes eines Objektes ausgenützt werden oder die Strahlungsquelle kann in dem oben beschriebenen Abbildungssystem nach Figur 8 eingesetzt werden.

In Figur 11 ist ein anderes Ausführungsbeispiel eines Abbildungssystems nach der Erfindung gezeigt, bei welchem die Abtastung des vielschichtigen oder kodierten Bildes an der Aufnähmetlache der Detektoreinrichtung 24 in einem zweistufigen Vorgang vorgenommen wird, bei welchem die Horizontalabtastung mechanisch erfolgt, während die Vertikalabtastung elektronisch vor sich geht. Bei dieser Ausführungsform ist die Maske 30 des Ausführungsbeispieles nach Figur 2 durch eine Maske 176 ersetzt, die eine einzige Spalte von Öffnungen 178 aufweist, wodurch sich eine Höhe des kodierten Bildes ähnlich der Höhe des entsprechenden Bildes bei der Ausführungsform nach Figur 2 ergibt, während die Breite des kodierten Bildes so gering ist, daß das Bild sich an die Gestalt eines Linienbildes annähert. Ein Kollimator 80 enthält, einen einzigen Schlitz 182, der in einen Bleiblock 184 eingeschnit-

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ten ist und wird zur Ausrichtung der Strahlungsstrahlen verwendet, die von dem Objekt 34 ausgehen, so daß nur diejenigen Strahlen, welche in der Ebene entsprechend der vertikalen Öffnungsreihe 178 verlaufen, zur Detektoreinrichtung 24 gelangen können. Die Maske 176 ist auf einem Träger 186 angeordnet, ähnlich dem starren Träger 65 gemäß Figur 3. Der Kollimator 180, die Maske 176 und der Maskenträger 186 sind auf einem Schlitten 188 angeordnet, der auf einer Führungsschiene I90 verschiebbar ist, weichletztere an einem Block I91 befestigt ist. Der Schlitten kann in bestimmter Lage mittels einer Feststellschraube 192 auf der Führungsschiene I90 festgestellt werden. Der verschiebbare Schlitten 188 dient zur Einstellung der Maske I76 und des Kollimators 180 zum Zwecke der Fokussierung des Bildes des Objektes 34 in ähnlicher Weise, wie im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach Figur 2 beschrieben wurde.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 11 arbeiten die Detektoreinrichtung 24 und eine Speicherröhre 194 genauso wie für die Detektoreinrichtung 24 und die erste Speicherröhre 52 gemäß Figur 2 erläutert wurde. Eine Vidikonröhre 196 wird von einer Abtaststeuereinrichtung 198 so gesteuert, daß nicht wie bei dem Fernseh-Abtastraster eine Folge in Horizontalrichtung nebeneinanderliegender vertikaler Linien, sondern eine einzige Vertikalli-nie wiederholt abgetastet wird. Die Ausgangs signale des Vidikons 196 werden in einer Verzögerungsleitung 200 weiterverarbeitet und nachfolgend an einem Auagangs-Wiedergabegerät 202 in ähnlicher Weise zur Darstellung gebracht, wie dies im Zusammenhang mit Figur 2 bezüglich der zweiten Verzögerungsleitung 84 und des Ausgang-Wiedergabegerätes 28 angegeben worden ist. Jedes einem Punkt entsprechende Signal, das aus der Abtastung des kodierten Bildes einer Linie auf dem Speicherschirm 204 erhalten wird, entspricht einem Punkt, beispielsweise dem Punkt 206, auf dem Objekt 34 und wird durch Kompression in der Verzögerungsleitung 200 erhalten, so daß sich wieder ein einzelner Punkt der dargestellten Linie auf der Ausgangs-Wiedergabeeinrichtung 202 einstellt.

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Die mechanische Abtastung in Horizontalrichtung wird mittels einer mechanischen Abtasteinrichtung 208 vorgenommen, die einen verschieblich durch den Blook I9I verlaufenden Führungsstab 210 und eine Gewindespindel 212 enthält, die durch eine Gewindebohrung des Blockes I9I geführt ist. Der Führungsstab 210 und die Gewindespindel 212 stützen den Schlitten 188 ab und sind mit ihren Enden jeweils in Lagern gehaltert, von denen nur das vordere Lager 214 in Figur 11 gezeigt ist. Die Gewindespindel 212 ist in dem Lager 214 drehbar und reicht durch das Lager 214 bis zu einem Zahnrad 216 hindurch, mittels welchem die Gewindespindel als Supportantrieb in Umdrehung versetzt werden kann, um eine Horizontalversohiebung des Blockes I9I entsprechend der Drehung der Gewindespindel 212 und des Zahnrades 216 zu erzeugen. Das Zahnrad 216 wird über ein Ritzel 220, das auf einer nicht bezeichneten Welle eines Motors 218 sitzt und mit dem Zahnrad 216 kämmt, von dem Motor aus angetrieben. Der Motor ist ein Elektromotor an sich bekannter Bauart, beispielsweise ein Nebenschlußmotor, bei welchem die Drehrichtung der Motorwelle elektrisch beispielsweise dadurch geändert werden kann, daß die Richtung des Ankerstromes umgedreht wird, während die Richtung des Ständerstromes beibehalten wird. In dieser Weise kann der Schlitten 188 in Horizontalrichtung vorwärts und rückwärts bewegt werden.

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Ein elektrisches Signal, welches die Stellung des Blockes I9I angibt, wird mittels eines Potentiometers 222 erzeugt, welches über eine Getriebeverbindung 224 mechanisch mit dem Zahnrad 216 gekuppelt ist, die in Figur 11 schematisch angegeben ist und ein mit dem Zahnrad 216 kämmendes Ritzel 226 enthält. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Verdrehung der nicht dargestellten potentiometerwelle zur Drehung der Gewindespindel 212 und damit zur horizontalen Verschiebung des Blockes 19I proportional ist.

Die horizontale und vertikale Abtastung werden mittels der Abtaststeuerung 198 koordiniert, welche über die Leitung 230 ein Signal an die Speicherröhre 194 schickt, um das Linienbild auf dem Speicherschirm 204 nach jeder Vertikalabtastung des Vidikons

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196 zu löschen, so daß ein neues kodiertes Bild in Form einer vertikalen Linie auf dem Speicherschirm 204 für die jeweilige Stellung des Blockes 191 zusammengesetzt werden kann. Das Ausgangs-Wiedergabegerät 202 weist einen Speicherschirm auf, der eine unmittelbare Betrachtung der durch aufeinanderfolgende Linienaht astung en erzeugten Information gestattet. Die mechanische Abtasteinrichtung 208 wird abhängig von Signalen über die Leitung 232 von der Abtaststeuerung 198 aus erregt. Die jeweils die Stellung des Blookes 191 angebenden Signale des Potentiometers 222 werden der Abtaststeuerung 198 über die Leitung 23^ mitgeteilt. Jede Linienabtastung durch das Vidikon 196 geschieht in Abhängigkeit von einem über die Leitung 236 von der Abtaststeuerung 198 zugeführten Steuersignal . Die Abtastgeschwindigkeit wird mittels eines Abtastgeschwindigkeitswählers 238 eingestellt, welcher mit der Abtaststeuerung 198 Verbindung hat und in entsprechender Weise wie das analoge Bauteil 112 nach Figur 2 arbeitet, um eine Fokussierung des Abbildungssystems zu erreichen.

Als Ausgangs-Wiedergabegerät 202 dient eine nicht im einzelnen dargestellte Kathodenstrahlröhre zum Entwerfen eines Bildes des Objektes 34. Die Ablenksignale für den Kathodenstrahl der Kathodenstrahlröhre 202 werden entsprechend Signalen von der Abtaststeuerung 198 über die Leitung 240 dargeboten. Die Vertikalablenkung für das Ausgangs-Wiedergabegerät 202 entspricht den Vertikal-Ablenksignalen des Vidikons 296 und die Horizontal-Ablenkung für das Ausgangs-Wiedergabegerät 202 entspricht den über die Leitung 234 vom Potentiometer 222 abgeleiteten Signalen.

Es sei darauf hingewiesen, daß das auf dem Ausgangs-Wiedergabegerät 202 der Ausführungsform naoh Figur 11 dargestellte Bild von demjenigen am Ausgangs-Wiedergabegerät 28 nach Figur 2 sich daduroh unterscheidet, daß das Bild am Gerät 28 eine Kompression in zwei Dimensionen darstellt, während das Bild am Gerät 202 naoh Figur 11 eine Kompression nur in der Vertikalriohtung darstellt. Die Kompression in der Vertikalrichtung allein findet

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aufgrund der Tatsache statt, daß die Maske 176 gemäß Figur 11 nur eine einzige Spalte oder senkrechte Reihe von Öffnungen 178 aufweist, während bei dem Abbildungssystem 22 nach Figur 2 die Maske 30 eine zweidimensional Anordnung von Spalten und Zeilen von Öffnungen 32 enthält.

In Figur 12 ist eine Ausführungsform gezeigt, welche eine Abwandlung gegenüber dem Abbildungssystem nach Figur 2 darstellt und bei weloher die Detektoreinriohtung 24 und die erste Speicherröhre 52 durch einen Bildverstärker 242 ersetzt sind, der einen Szintillationsschirm 44, eine sich an den Szintillations-) schirm 244 anschließende Glasplatte 246 und eine von dieser getragene Photokathode 248 in Form eines dünnen Filmes sowie schließlich eine Anode 250 aufweist, die von einem Gefäß oder einem Kolben 252 zur Aufrechterhaltung des Vakuums zwischen Photokathode 248 und Anode 250 umschlossen sind. Zwischen der Photokathode 248 und der Anode 250 wird eine Potentialdifferenz mittels einer nicht dargestellten Spannungsquelle aufrecht erhalten. Die von der Photokathode 248 austretenden Elektronen werden duroh geeignete, nicht dargestellte Mittel, beispielsweise durch magnetische Ablenksysteme, die konzentrisch zu dem Kolben 252 liegen, zur Herstellung eines Bildes auf einem Schirm 254 fokussiert,

^ Das Objekt 34 und die Maske 30 sind vor dem Bildverstärker 252 angeordnet. Entsprechend der vom Objekt 34 ausgehenden und durch die Öffnungen 32 der Maske 30 zum Szintillationsschirm 244 gelangenden Strahlung emittiert letzterer Photonen, welche die Photokathode 248 anregen, so daß diese Elektronen emittiert. Die Stellen der Photokathode 248, von welchen Elektronen austreten, entsprechen den jeweiligen Punkten auf dem Szintillationsschirm 244, an welchen Photonen hoher Energie vom Objekt 34 her eingetroffen sind. Demgemäß hat das Bild auf dem Schirm 254 dieselbe Form wie das Bild, welches auf dem ersten Speicherschirm 5^ gemäß Figur 2 erscheint. Der Schirm 254 wird dann durch das Vidi-

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kon 256 in entsprechender Weise abgetastet wie der Speicherschirm 254 bei der Ausführungsform nach Figur 2 durch das erste Vidikon 60. Die übrigen Teile dieser anderen Auslührungslorm eines Abbildungssystems entsprechen denjenigen des Abbildungssystems nach Figur 2 und sind daher in Figur 12 nicht nochmals gezeigt.

Dem Fachmann bietet sich im Rahmen der Erlindung noch eine Anzahl von Weiterbildungs- und Abwandlungsmöglichkeiten, welche von dem der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken mit umfaßt werden.

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Claims

Patentansprüche

^/Abbildungssystem, insbesondere für Bildstrahlung hoher Energie, gekennzeichnet durch eine Signalerzeugungseinrichtung (34, 30, 24 bzw. 34, 30, 122 bzw. I36, 24 bzw. 276, 24), in welcher von aufeinanderfolgend und in mindestens einer Abmessung bezüglich der Wahrscheinlichkeit des Auftretens kodiert auftretenden Strahlungsenergiequanten Signale ableitbar sind, die eine Lageinformation bezüglich des Ortes des Auftretens der Strahlungsenergiequanten enthalten sowie durch eine von den Signalen beaufschlagbare Dekodierungseinrichtung (26 bzw. 194 bis 200), die zur Erzeugung eines Bildes eine Dekodierung bezüglich der genannten mindestens einen Abmessung vornimmt.
2. Abbildungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekodierungseinrichtung Abtastmittel (60, 82 bzw. 196, 208) zur aufeinanderfolgenden Ableitung von Informationen entsprechend dem Ort des Auftretens der Strahlungsenergiequanten zur Bildung eines zeitlich modulierten Signales sowie Filtermittel (62, 84 bzw. 200) zur Einwirkung auf aufeinanderfolgende Teile des zeitlich modulierten Signales zur Bildung eines Bildpunktsignales enthält,
3. Abbildungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Filtermitteln (62, 84 bzw. 200) ein Wiedergabegerät (28 bzw. 202) zur bildlichen Darstellung der Bildpunktsignale zugeordnet ist und daß Steuereinrichtungen (HO bzw. 198) zur Synchronisation des Wiedergabegerätes und der Abtasteinrichtungen (6O, 82 bzw. 196, 208) zur Erzielung einer bestimmten Lage eines Bildpunktes innerhalb eines wiederzugebenden Bildes vorgesehen sind.

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4. Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergiequanten von einer Strahlungsquelle (3^) ausgehen, von welcher ein Bild hergestellt werden soll und daß die Signalerzeugungseinrichtung Mittel (30 bzw. 66 bzw. 176) zum Verhindern des Durchgangs solcher Strahlungsenergiequanten, die von der Strahlungsquelle aus in jeweils bestimmten Richtungen emittiert werden, entsprechend einer vorbestimmten räumlichen Kodierung, sowie Detektormittel (24) enthält, welche die genannten Signale entsprechend dem Auftreten derjenigen Strahlungsenergiequanten erzeugen, welche durch die den Strahlendurohgang in bestimmten Richtungen verhindernden Mittel hindurchgetreten sind.
5. Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtung (136, 24) eine Strahlungsquelle zur Bestrahlung eines abzubildenden Objektes mit Strahlungsquanten, die von bestimmten Bereichen der Strahlungsquelle entsprechend einer räumlich kodierten Anordnung (138, 140) emittiert werden, sowie Detektormittel (24) enthält, die auf die Strahlendurchlässigkeit des Objektes (3^) gegenüber der Strahlung der Strahlungsquelle ansprechen und die genannten Signale in Abhängigkeit vom Eintreffen von Strahlungsenergiequanten an den Detektormitteln innerhalb eines bestimmten Zeitraumes abgeben.
6. Abbildungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verhindern des Strahlendurchgangs in bestimmten Richtungen von den einzelnen Punkten eines strahlenden Objektes (34) aus eine Anordnung strahlendurohlässiger Bereiche (32, 68) enthalten, welohe zwischen verhältnismäßig strahlenundurchlässigen Bereiohen (64) gelegen sind und in einer bestimmten Abmessung ausgerichtet sind und daß in der die Ausgangssignale der Detektormittel (24) aufnehmenden Dekodierungseinrichtung zur i&rstellung einer Abbildung des Objektes eine Korrelation der Ausgangssignale der Detektormittel bezüglioh der genannten Abmessung stattfindet (62, 84 bzw. 200).

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7. Abbildungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dekodierungseinrichtung (26 bzw. 194 bis 200) Einrichtungen (52, 60, 80, 62 bzw. 194, 196) vorgesehen sind, mittels welchen von den Ausgangssignalen der Signalerzeugungseinrichtung (30, 24 bzw. 176, 24) weitere Signale ableitbar sind, welche entsprechend der Kodierung in der genannten Abmessung und außerdem entsprechend des Informationsgehaltes der Strahlungsstrahlen moduliert sind und daß Filtermittel (62, 84 bzw. 200) vorgesehen sind, die eine zeitlich zur Modulation der weiteren Signale bezüglich der genannten Abmessung komplementäre Filterfunktion besitzen, derart, daß durch Korrelation Bildsignale erzeugbar sind.
8. Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 4, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Signalerzeugungseinrichtung (30, 24 bzw. 176, 24) die Strahlung aus im wesentlichen geradlinig wandernden Partikeln mittels einer Anordnung von Sperrelementen (64 bzw. 66 bzw. 176) bestimmter Größe und bestimmter Anordnung modulierbar ist, daß die Detektormittel (24) auf diejenigen Strahlungspartikel anspreohen, welche zwischen den Sperrelementen hindurchgelangt sind, und ein Signal mit einem Informationsgehalt entsprechend dem Ort des Auftretens der betreffenden Partikel darbieten und daß die Dekodierungseinrichtung (26 bzw. 194 bis 200) einen Vergleich des Ausgangssignals der Detektoreinrichtung mit der Kodierungsmodulation zur Ableitung der BiIdinformation vornimmt.
9. Abbildungssystem nach Anspruch 4 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtung (24, 30, 34 bzw. 30, 122 bzw. I76, 24) Einrichtungen (30 bzw. 66 bzw. 176) enthält, welche eine Anordnung strahlendurehlässiger Bereiche bestimmter Größe und bestimmter Anordnung enthalten und der vom Objekt (34) ausgehenden Strahlung eine bestimmte räumliche Modulation vermitteln, daß ferner eine Zwisohenabbildungseinrichtung (52 bzw. 194) vorgesehen ist, mittels welcher in Abhängigkeit von der räumlioh modulierten Strahlung ein erstes Bild er-

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zeugbar ist, das eine BiIdinformation bezüglich des Objektes und auch bezüglich der Anordnung der strahlendurchlässigen Bereiche enthält und daß eine Übertragungseinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher Teile des ersten Bildes über Verzögerungsmittel (62, 84) derart übertragbar sind, daß jeder dieser Teile eine unterschiedliche Verzögerung entsprechend dem jeweiligen Informationsgehalt dieses Bildteiles bezüglich der vorbestimmten Anordnung der strahlendurchlässigen Bereiche erfährt, um die Bildinformation bezüglich des Objektes herauszufiltern.
10. Abbildungssystem naoh Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an die Übertragungseinrichtungen ein Ausgangs-Wiedergabegerät (28) zur Erzeugung eines Bildes des Objektes angeschlossen ist.
11. Abbildungssystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtungen eine Abtastvorrichtung (60 bzw. 196) zur Abtastung des Bildes der Zwischenabbildungseinrichtung (52 bzw. 194) iür die Erzeugung eines zeitlich modulierten Signales mit einem Informationsgehalt entsprechend der Anordnung und Gestalt der strahlendurchlässigen Teile, sowie eine von den AusgangsSignalen der Abtastvorrichtung gespeiste Einrichtung (62, 84 bzw. 200) enthalten, welche eine zur Modulation der genannten Ausgangssignale komplementäre zeitliche Bewertungsfunktion besitzt und die unterschiedliche Verzögerung bestimmter Signalteile erzeugt.
12. Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur räumlichen Modulierung der Objektstrahlung (66) Mittel zum Zurückhalten von Strahlung unterhalb einer bestimmten Energiehöhe aufweisen (Figur 4).
13. Abbildungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das Objekt (34) bestrahlende Strahlungsquelle (36) eine räumlich nach einem bestimmten Kode modulierte Strahlung erzeugt,

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daß ferner eine Zwischenabbildungseinrichtung vorgesehen ist, mittels weloher in Abhängigkeit von der räumlich modulierten Strahlung ein erstes Bild erzeugbar ist, das eine Bildinformation bezüglich des Objektes und auch bezüglich der räumlichen Modulation der das Objekt bestrahlenden Strahlung enthält und daß eine Übertragungseinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher Teile des ersten Bildes über Verzögerungsmittel derart übertragbar sind, daß jeder dieser Teile eine unterschiedliche Verzögerung entsprechend dem.jeweiligen Informationsgehalt dieses Bildteiles bezüglich der räumlichen Modulation der Strahlung erfährt, um die Bildinformation bezüglich des Objektes herauszufiltern.
14. Abbildungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an die Übertragungseinrichtung ein Ausgangs-Wiedergabegerät (28) zur Herstellung eines Bildes des Objektes angeschlossen ist.
15. Abbildungssystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung eine Abtastvorrichtung für die Abtastung des ersten Bildes zur Erzeugung eines zeitlich modulierten Signales mit einer Information entsprechend der räumlichen Modulation der auf das Objekt treffenden Strahlung sowie an die Abtastvorrichtung angeschlossene Einrichtungen enthält, welche auf das zeitlich modulierte Signal ansprechen und eine zeitliche Bewertungsfunktion aufweisen, die zur Modulation entsprechend der räumlichen Modulation der auf das Objekt wirkenden Strahlung derart komplementär ist, daß die unterschiedliche Verzögerung einzelner Bildteile im Sinne eines Herausfilterns der Objektinformation erreicht wird.
16. Abbildungssystem nach Anspruoh 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fokussierung der Abstand zwischen dem Objekt (34) und den Mitteln (30 bzw. 176) zur Modulation der vom Objekt ausgehenden Strahlung entsprechend einer bestimmten räumlichen Kodierung, veränderbar ist.

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17« Strahlungsquelle, gekennzeichnet durch eine Anordnung von jeweils strahlenemittierendes Material aufweisenden Bereiohen bestimmter Größe, die jeweils solchen Anstand voneinander haben, daß die einzelnen Größen und die einzelnen Abstände jeweils bestimmte Werte besitzen, derart,.daß sich räumlich fortschreitend eine bestimmte Frequenz ergibt und daß Mittel zur Halterung der Bereiche in ihrer Anordnung vorgesehen sind, insbesondere für Abbildungssysteme nach einem der Ansprüche 5 oder 13 bis 15·

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