DE2353603B2

DE2353603B2 - Abbildungseinrichtung mit räumlicher Kodierung bzw. Abbildungsverfahren

Info

Publication number: DE2353603B2
Application number: DE2353603A
Authority: DE
Inventors: Harrison Hooker Lexington Mass. Barrett (V.St.A.)
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1972-11-01
Filing date: 1973-10-25
Publication date: 1978-05-03
Also published as: CH580819A5; SE7606558L; IT996316B; CA972476A; BE806529A; GB1449276A; FR2205218A5; JPS49135591A; US3801785A; SE393876B; DE2353603A1; NL7313809A

Description

niert oder überlagert werden. Das vorliegend angegebene Verfahren hat daher keine selbstständige Bedeutung unabhängig von der hier beschriebenen Einrichtung.

Vorliegende Erfindung also verwendet Röntgengeräte, in welchen die kodierte Strahlungsquelle vorzugsweise von einer Röntgenröhre stammt, deren Anode zur Erzeugung der Röntgenstrahlen mit Elektronen bombardiert wird. Die von der Anode kommende Röntgenstrahlung wird vorzugsweise mittels Röntgenstrahlungsfluoreszenz in Röntgenstrahlung verwandelt, die im Vergleich zu der von der Röntgenröhre emittierten Strahlung ein schmäleres Energieband aufweist. Somit erhält man eine räumlich ausgedehnte Röntgenstrahlungsquelle, deren Strahlung im wesentlichen im Bereich eines Energieniveaus konzentriert ist. Die von der fluoreszierenden Quelle emittierte Strahlung wird räumlich kodiert, indem man sie z. B. durch eine räumlich kodierte Maske schickt, die im folgenden als Zonenplatte bezeichnet wird. Vorzugsweise wird die Zonenplatte dicht neben der fluoreszierenden Strahlungsquelle angebracht, so daß die Röntgenstrahlungsquelle räumlich kodiert zu sein scheint. Ein Objekt, das geröntgt werden soll, wird nun zwischen die räumlich kodierte Strahlungsquelle und eine Detektoreinrichtung gebracht, die z. B. ein Film sein kann, auf dem das Schwarz-Weiß-Muster räumlich wechselnder Intensität und Form gespeichert wird, aus dem dann ein Bild des geröntgten Objektes gewonnen werden kann.

Weiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, räumlich kodierte Schwarz-Weiß-Muster durch Verwendung einer Vielzahl fluoreszierender kodierter Quellen herzustellen, deren Energieniveaus unterschiedlich sind, was z. B. durch unterschiedliches Fluoreszenzmaterial erreicht werden kann. Die Schwarz-Weiß-Muster können sodann subtrahiert werden, um das Bild eines Objektes zu gev/innen, bei dem in gewissen Bereichen ein Absorptionsmittel konzentriert ist, das Strahlungsenergie des E.iergieniveaus einer der fluoreszierenden Quellen in w esentlich stärkerem Maße absorbiert, als Strahlungsenergie vom Energieniveau der anderen fluoreszierenden Quellen. Auf diese Weise können Bereiche des Objektes, die das selektive Absorptionsmittel nicht enthalten, zum Verschwinden gebracht werden, während die mit dem Absorptionsmittel angereicherten Bereiche des Objektes kontrastreicher erscheinen.

Die Erfindung zeigt ferner, daß Bilder des Objektes vorzugsweise optisch rekonstruiert werden können, wenn das Kodemuster der Quelle zumindest einen Teil eines Fresnel Zonenmusters enthält, wobei Röntgenstrahlen emittierende konzentrische Ringe mit nicht emittierenden Ringen gleicher Fläche abwechseln. In Übereinstimmung mit den Gedanken eines älteren Vorschlags ist die Strahlungsquelle vorzugsweise ein exzentrischer Abschnitt einer Fresnelzone, wobei eine zusätzliche Maske oder »halbdurchlässige« Scheibe für eine mittlere räumliche Frequenz sorgt, die höher liegt als die mittlere räumliche Frequenz des Zonenmusters. Insbesondere soll dies ein im wesentlichen konstantes räumliches Frequenzmuster sein, das das Kodemuster mit einer Trägerfrequenz versieht. Hierdurch werden die räumlichen Frequenzen des geröntgten Objektes so verschoben, daß ihr Informationsgehalt vollständiger ausgewertet werden kann.

Man kann die Arbeitsweise des Röntgenstrahlen-Zonenplattensystems verstehen, indem man ein einfaches Objekt, wie z. B. eine Lochblende, betrachtet. In diesem Fall ist das Röntgenbild auf dem Aufzeichnungsfilm ein Lochkamerabild der Zonenplattenquelle und besitzt die wesentlichen Komponenten eines Hologramms dei Lochblende, obwohl es durch geometrische Schattenbil dung und nicht durch Beugung, wie dies bei gewöhnli

^r> eher optischer Holographie der Fall wäre, entstander ist. Die Rekonstruktion oder die Kodierung wire durchgeführt, indem man den entwickelten Film mil konvergentem Laserlicht durchstrahlt und einen einzelnen Beugungsmodus mittels einer Blende auswählt. Dei

iü Brennpunkt ist dann die Rekonstruktion der als Objeki verwendeten Lochblende.

Besteht das Objekt aus zwei Lochblenden, so besteht das Schwarz-Weiß-Muster auf dem Film aus zwei sich überlappenden Zonenplatten, was jedoch bei dei Rekonstruktion zwei sich nicht überlappende Brenn punkte ergibt.

Ein allgemeineres Objekt kann abgebildet werden indem man es mit einer halbdurchlässigen Scheibe überdeckt, die das Objekt in eine Anordnung vielei

>o Lochblenden unterteilt. Die halbdurchlässige Scheibe is deshalb von Vorteil, weil eine Quelle, die eir exzentrischer Abschnitt einer Fresnelzone ist, sehi niedrige räumliche Frequenzen nicht beinhaltet. Ohm die halbdurchlässige Scheibe werden nur die Kanten dei

2^r) Objekte gut abgebildet, während breite kontinuierlich« Flächen entweder gar nicht oder nur schwach erscheinen. Während eine zentrische Zonenplatte mi oder ohne halbdurchlässige Scheibe verwendet werder kann, ist andererseits der Vorteil des exzentrischer Musters die leichtere Trennmöglichkeit zwischen der verschiedenen Beugungsmoden und dem ungebeugter Licht bei der optischen Rekonstruktion des Bildes.

Die Erfindung zeigt ferner, daß Sekundärstrahlung wie z. B. Fluoreszenz oder Comptonstreuung, die vor

α dem geröntgten Objekt und/oder Teilen der Haltevor richtung der Röntgenkamera oder anderen Auswertein richtungen stammt, nicht räumlich kodiert ist, wodurch sie bei der Rekonstruktion eines Bildes aus den aufgezeichneten Hologramm im wesentlichen ver schwindet.

Zusätzlich kann das Licht, welches bei einen Rekonstruktionsprozeß durch den aus dem aufgezeich neten Muster gewonnenen transparenten Film geleite· wird, jede wünschenswerte Helligkeit haben, wöbe durch Vergrößern dieser Helligkeit die Bildverstärkunj wächst, so daß die Strahlungsbelastung eines abzubildenden Objektes, z. B. einer lebenden Person, kleir gehalten werden kann.
Weitere wesentliche Eigenschaften und Vorteile sine in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme aui die Zeichnungen aufgezeigt. Zweckmäßige Ausgestal tungen bilden Gegenstand der anliegenden Patenten Sprüche. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Abbil

■>"> dungssystems, wobei eine räumlich kodierte, fluoreszie rende Röntgenstrahlungsquelle ein Objekt bestrahlt dessen Schatten auf eine zur Aufzeichnung geeignete Detektoreinrichtung fällt, woraus unter Verwendung einer kohärenten Lichtquelle ein Bild rekonstruier!

μι wird,

F i g. 2 das räumliche Kodiermuster einer Zonenplat te, die in der räumlich kodierten Strahlungsquelle vor F i g. I verwendet wird,
Fig.3 das Muster einer halbdurchlässigen Scheibe

ι- das zur Erzeugung einer räumlichen Trägerfrequenz ir dem System von F i g. 1 verwendet wird,

Fig.4 eine weitere mögliche Ausführungsform de: Abbildungssystems und

Fig.5 die Abhängigkeit von Absorptionskoeffizient und Energieintensität vom Energieniveau der Strahlung bei verschiedenen Betriebszuständen des Systems.

In F i g. 1 ist eine kodierte Röntgenstrahlungsquelle 10 zu erkennen, welche ein räumlich kodiertes Röntgenstrahlungsmuster erzeugt. Die Strahlungsquelle 10 enthält hier beispielsweise eine Einrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlen 12, die eine gebräuchliche Röntgenröhre sein kann, wobei von einer großen Fläche der Anode ein breiter Kegel von Röntgenstrahlung 14 erzeugt wird. Die Röntgenstrahlung 14 trifft auf eine Schicht von fluoreszierendem Material 16, die das Energieniveau der Röntgenstrahlung höherer Energie reduziert und Strahlung in einem wesentlich schmäleren Energieniveauband emittiert. Energieniveau ist hier als Energie pro Strahlungsquant definiert. Obwohl die Röntgenstrahlungsfluoreszenz allgemein bekannt ist, wurde sie bisher in praktisch ausgeführten Abbildungssystemen nicht verwendet, da die Intensität der Fluoreszenzemission von Röntgenstrahlen, d. h. Strahlung pro Flächeneinheit, begrenzt ist und bisher zur zufriedenstellenden Auflösung eines geröntgten Objektes punktförmige Röntgenstrahlungsquelien hoher Intensität erforderlich waren. Erfindungsgemäß kann nun jedoch durch Verwendung einer räumlich ausgedehnten Röntgenstrahlungsquelle zusammen mit einem ausgewählten Kode großflächiges, Röntgenstrahlen emittierendes Material geringer Intensität Verwendung finden, womit jede gewünschte Strahiungsmenge erzeugt werden kann.

Neben der fluoreszierenden Schicht 16 befindet sich ein Element 18 aus für Röntgenstrahlen durchlässigem Material, z. B. Aluminium, auf dem eine Zonenplattenschicht 20 aufgebracht ist, die aus Röntgenstrahlen absorbierendem Material, z. B. Blei, besteht, das zonenweise wieder abgetragen ist und somit ein räumlich variierendes, periodisches Muster zur räumlichen Kodierung der Röntgenstrahlung bildet. Vielerlei räumliche Kodemuster können Verwendung finden, wobei jedoch für die optische Rekonstruktion des Röntgenbildes der exzentrische Abschnitt eines Fresnel-Zonenmusters entsprechend F i g. 2 vorzuziehen ist.

Im Abstand 51 von der Zonenplatte 18 befindet sich eine gewissermaßen halbdurchlässige Scheibe 22, die ähnlich wie die Zonenplatte 18 aufgebaut ist. Auf einer Trägerplatte aus Aluminium ist eine Bleischicht aufgebracht, von der durch geeignete Maßnahmen, wie z.B. Photoätzen oder Fräsen, einige Teile wieder abgetragen sind. Die halbdurchlässige Scheibe 22 hat hier beispielsweise eine periodische Struktur mit dem in Fig.3 gezeigten Muster. Sie zerteilt ausgedehnte Raumbereiche der Quelle in eine Anzahl von kleineren räumlichen Röntgenstrahlungsquelien, so daS das räumliche Muster der Zonenpiatte ein Modulationsmuster darstellt, wobei die räumliche Frequenz der halbdurchlässigen Scheibe 22 die Trägerfrequenz darstellt und die räumlichen Frequenzen des Objektes als Seitenbandfrequenzen betrachtet werden können. Am Ausgang der halbdurchlässigcn Scheibe 22 hat man somit ein räumlich kodiertes Muster von Röntgenstrahlen, wobei alle unerwünschten Anteile des Strahlungsspektrunis sowohl bezüglich Energieniveau als auch bezüglich räumlicher Frequenz von den Bleischichten der Zonenplatte 18 und der halbdurchlässigen Scheibe 22 im wesentlichen absorbiert sind. So ist die auf das abzubildende Objekt einwirkende Strahlungsdosis nicht wesentlich größer als dies zur Übertragung der abzubildenden Information nötig ist.

Ein abzubildendes Objekt, hier z. B. das gebrochene Bein einer Person 24, wird vorzugsweise direkt neben die halbdurchlässige Scheibe 22 gebracht, so daß das räumlich kodierte Röntgenstrahlungsmuster das Objekt 24 durchdringt und ein Schwarz-Weiß-Muster auf einem röntgenempfindlichen Film 26 erzeugt. Der Film 26 ist hier als Rollfilm dargestellt, um die verschiedenen Prozeßschritte, die vorzugsweise bei der Rekonstruktion des Bildes Verwendung finden, anzudeuten. Der

ίο Film 26 kann jedoch auch eine Kassette oder Platte sein, die man in wohlbekannter Weise auswechseln und entwickeln kann.

Zur besseren Ausnützung der Röntgenstrahlenenergie, die auf den zu belichtenden Film 26 auftritt, werden Platten 28 irgend eines bekannten Materials, wie z. B. Kalziumwolframat, zu beiden Seiten des Films 26 angebracht. Die Platten 28 wandeln das hohe Energieniveau der Röntgenstrahlung in Lichtszintillationen um, wodurch die Belichtung des Films 26 unterstützt wird.

Die optimale Dicke der Platten 28 hängt sowohl vom Material als auch von der zur Verfüngung stehenden Energie und von der gewünschten Bildauflösung ab. Die maximale Auflösung hängt im allgemeinen von der Korngröße der Filmschicht und der Genauigkeit, mit der die Kodierungsmuster der Masken 18 und 22 hergestellt werden können, ab.

Gegebenenfalls können die dem Film 26 abgewandten Flächen 30 der Platten 28 mit einem reflektierenden Material beschichtet werden, um die von den Röntgenstrahlen erzeugten Lichtszintillationen voll auszunützen. Der Film 26 soll vorzugsweise ein handelsüblicher Röntgenfilm guter Qualität und gebräuchlicher Empfindlichkeitsstufe sein.

Das auf dem Film aufgezeichnete Muster kann allgemein als ein räumlich kodiertes Intensitäts-Röntgenbild betrachtet werden, wobei der Abstand 51 zwischen der räumlichen Kodierplatte 18 und dem Objekt und der Abstand S 2 zwischen dem abzubildenden Objekt 24 und dem Aufzeichnungsfilm 26 vorzugsweise so gewählt wird, daß die Rekonstruktion eines Bildes aus den auf dem Film 26 aufgezeichneten Daten erleichtert wird.

Da unterschiedliche Abstände unterschiedliche Muster erzeugen, enthalten die auf dem Film 26 gespeicherten Daten dreidimensionale Informationen. Auf dem Film 26 werden die Daten gewöhnlich in räumlich kodierter Form gespeichert, woraus sich der Dateninhalt jedes Bildpunktes rekonstruieren läßt. Diese gespeicherte Information kann dann entweder als

so Schnitt durch das Objekt oder gegebenenfalls als dreidimensionales Bild rekonstruiert werden.

Das Muster der Zonenplatte 18 ist in Fig.2 dargestellt. Es besteht aus dem exzentrischen Ausschnitt eines Fresnel-Zonenmusters, das durch die bekannte

Formel r„ = η Undefiniert ist. Die Verschiebung des Mittelpunktes der Zonenpiatte gegenüber dem Mittelpunkt des Fresnel-Musters beträgt hier einen Durchmesser der Zonenplatte, es kann jedoch jede gewünschte Verschiebung Verwendung finden. Die halbdurchlässige Scheibe 22 ist in F i g. 3 dargestellt. Sie ist größer als die Zonenplatte 18, da die von der Zonenplatte 18 kommende Strahlung sich mit einem beträchtlichen Winkel verbreitert. Strahlungsanteile, die diesen Winkel überschreiten, können von dem in F i g. 1 dargestellten

Konus 32 absorbiert werden.

Die Dicke der Bleischicht der Zonenplatte 18 und der halbdurchlässigen Scheibe 22 wird in Abhängigkeit vom Energieniveau der aus der Fluoreszenzplatte 16

austretenden Strahlung gewählt. Wird z. B. Röntgenstrahlung der hier dargestellten Art vom unteren Ende des Röntgenspektrums verwendet, so kann die Dicke der Bleischicht zwischen 25 und 250 μ liegen. Im allgemeinen soll das Blei eine spürbare Abschattung im Muster bewirken, muß jedoch die auf die Bleibereiche der Maske fallende Röntgenstrahlung nicht völlig absorbieren.

Im Betrieb erzeugt die Röntgenstrahlungsquelle 12 Röntgenstrahlen mit Energieniveaus, die in einem weiten Bereich streuen, wie dies beispielsweise durch die Kurve 1104 in Fig.5 dargestellt ist, was, wenn die Platte 16 entfernt ist, zur Erzeugung kodierter Schwarz-Weiß-Muster auf dem Detektor 26 Verwendung finden kann. Dies ist eine der möglichen Betriebsarten des Abbildungssystems. Verwendet man jedoch die Platte 16, so absorbiert sie Röntgenstrahlung aus den Bereichen mit höherem Energieniveau der Kurve 104 und emittiert andererseits Röntgenstrahlung beispielsweise mit einer Verteilung entsprechend den Kurven 106 oder 108 von F i g. 5, jeweils abhängig vom Material der Platte 16. Für medizinische Anwendungen werden als Fluoreszenzmaterialien für Röntgenstrahlen vorzugsweise Elemente oder Verbindungen verwendet, die mindestens so schwer sind wie Molybdän. Prinzipiell kann jedoch jedes gewünschte Material eingesetzt werden.

Die Fluoreszenzröntgenstrahlen der Platte 16 durchdringen die Zonenplatte 18 und die halbdurchlässige Scheibe 22 derart, daß das räumlich kodierte Röntgenstrahlungsmuster, welches auf das Objekt 24 trifft, eine räumliche Trägerfrequenz darstellt, wobei die das Objekt betreffende kodierte räumliche Frequenzinformation oberhalb und unterhalb des Trägers erscheint. Bekanntlich absorbieren Teile des Objektes 24, z. B. Knochen, mehr Röntgenstrahlung als das umgebende Gewebe, so daß der auf den Film 28 geworfene Schatten aus einem räumlichen Träger mit räumlicher Kodierung die Information über die Anordnung unterschiedlicher Struktur innerhalb des Objektes 24 beinhalten. Der Film 26, der gegebenenfalls von einer Röntgen- oder Lichtquelle etwas vorbelichtet werden kann, um die Empfindlichkeit zu steigern, durchläuft nun einen normalen Filmentwicklungsprozeß, was durch das Blocksymbol 36 schematisch dargestellt ist. Der Film kann gegebenenfalls direkt zur Bildreproduktion verwendet werden. Besser jedoch geht man zu einem etwas dickeren Film 38 über, wobei ein Übertragungssystem 40 Verwendung findet, welches das Bild gleichzeitig verkleinern kann. Im einzelnen beinhaltet das Übertragungssystem eine Lichtquelle, die aus einer Mattscheibe 42 besteht, hinter der eine Vielzahl von Lichtquellen 44 angeordnet ist, so daß der Film 26 von diffusem Licht durchdrungen wird. Das den Film 26 durchdringende Licht wird auf den zweiten Film 38 fokussiert. Die Brennweite der hier verwendeten Linse 46 und die relativen Abstände Di und Dl zwischen dem Film 38 und der Linse 46 und zwischen der Linse 46 und dem Film 26 werden so gewählt, daß das Bild bei der Übertragung vom Film 26 auf den Film 38 verkleinert wird. Der Film 38 darf verhältnismäßig unempfindlich sein, denn für den Übertragungsprozeß stehen genügend Licht und Zeit zur Verfügung. Der Film 38 wird sodann in gebräuchlichen Entwicklungs- und Bleichbädern 48 entwickelt und gebleicht. Er wird dort etwa gleich stark oder etwas kräftiger entwickelt als der Film 26 und wird sodann durch eine gebräuchliche Filmbleiche gebleicht, um alle lichtabsorbierenden Bereiche des Films 38 in eine Verbindung umzuwandeln, die eine Dicke und/oder einen Brechungsindex besitzt, der sich von anderen Bereichen des Films unterscheidet. Durch das Bleichen wird erreicht, daß abgesehen von verstärkter Lichtdurchlässigkeit das vom räumlich kodierten Röntgenstrahlenmuster nicht kohärenter Strahlung auf dem Film gespeicherte Schwarz-Weiß-Diagramm oder Amplitudenmuster in ein Phasenmodulationsmuster umgewandelt wird, das zur Bildreproduktion mit kohärentem Licht geeignet ist, wobei der Verkleinerungsprozeß eine weitere Verbesserung von Auflösung und Deutlichkeit des reproduzierten Bildes mit sich bringt.

Der Film 38 kann dann zur Herstellung eines Bildes der Knochenstruktur des Beines 24, z. B. unter Verwendung eines Projektionssystems 50 verwendet werden, wobei kohärentes Licht von einem Laser 52 den Film 38 durchdringt. Um den Prozeßablauf verständlich zu machen, ist der Film 38 als Rollfilm dargestellt.

Selbstverständlich können aber auch einzelne Filmplatten verwendet werden. Das kohärente Licht des Lasers 52, der ein gebräuchlicher Helium-Neon-Laser oder eine andere wünschenswerte kohärente oder im wesentlichen kohärente Lichtquelle sein kann, wird zur Unterdrückung räumlicher Störstrahlung durch eine Linse 66 und eine Lochblende 68 geschickt. Dann wird das Licht mittels einer Linse 70 durch den Film 38 hindurch auf einer Lochplatte 72, die sich in der Fourier- oder Brennebene befindet, fokussiert.

Der Film 38 beugt den Informationsinhalt des Bildes so, daß er in einem Abstand ÄCvon der Mittellinie des aus Lochblende und Linse bestehenden Systems 50 erscheint. Dieser Lichtanteil passiert dann ein Loch vom Durchmesser D in der Platte 72 und erscheint als rekonstruiertes Bild in einer Bildebene auf einem Detektorsystem, z. B. einer Mattscheibe 74. Der Abstand der Scheibe 74 vom Film 38 kann variiert werden, wodurch aus dem auf dem Film 38 aufgezeichneten Muster verschiedene Schnittbilder entstehen, die unterschiedlichen Abständen 52 des Objektes vom Detektorsystem 26 entsprechen. Das Verhältnis der Aperturgröße E zur Verschiebung RC wählt man vorzugsweise gleich dem Verhältnis des Durchmessers des Zonenplattenmusters zu dem Abstand, um den der Mittelpunkt des Zonenplattenmusters von Fig.4 gegenüber dem Mittelpunkt des Fresnel-Zonenmusters verschoben ist. Ist z. B. der Durchmesser der Zonenplatte gleich der Verschiebung zwischen dem Zentrum der Zonenplatte und dem Zentrum der Zonen, so soll der

so Aperturdurchmesser D in der Blendenplatte 72 gleich der Verschiebung RC vom Zentrum des optischen Systems sein. Wie hier dargestellt ist, befindet sich die Blendenplatte 72 vorzugsweise in der Ebene, in welcher das die Bohrung der Blendenplatte 68 durchdringende Licht bei Abwesenheit des Films 38 von der Linse 70 fokussiert würde. Es sei hier erwähnt, daß der Fiim 38 nur geringfügige Effekte erzeugt, weshalb die Blendenplatte 72 so zu justieren ist, daß das Ergebnis optimal wird.

Das auf der Scheibe 74 erscheinende Bild kann etweder direkt betrachtet werden und/oder es können mit einer Kamera 76 mehrere Aufnahmen bei unterschiedlichen Positionen der Scheibe 74 gemacht werden. Andererseits kann eine Fernseh-Aufnahmekamera verwendet werden, um das reproduzierte Bild zu betrachten und/oder Bilder im Speicher eines Rechners aufzuspeichern, v/oraus unter Umständen simultane dreidimensionale Ansichten des Objekts 24 gewonnen

werden können. Erfindungsgemäß ist es möglich, den Film so dick zu wählen, daß eine vollständige Aufzeichnung ohne Sättigungserscheinung stattfinden kann, da die stärker belichteten Stellen beim Verkleinerungsprozeß durchsichtig werden. Es sei festgehalten, daß die Teile, welche noch durchlässig sind, das meiste Licht durchlassen, was eine stärkere Schwärzung des Films 38 mit sich bringt, so daß der verkleinerte Film 38 ein Negativ des Originalfilms 26 ist. Dies verursacht jedoch keine Verminderung der Bildhelligkeit, da alle undurchsichtigen Stellen gebleicht werden und im Gesamtresultat im Durchschnitt eine kleine Vergrößerung des Brechungsvermögens des Films eintritt. Nach den bisherigen Erörterungen ist ersichtlich, daß infolge der wesentlichen Signalverstärkung, die durch das Verkleinern des Films und das Bleichen erreicht wird, dieses System ohne eine der Aufzeichnung vorausgehende Lichtverstärkung verwendet werden kann, wobei dann die Genauigkeit des Bildes primär aus der Gesamtzahl der aufgezeichneten Röntgenstrahlungsquanten resultiert, was wiederum eine Funktion der Belichtungszeit des Aufnahmesystems ist.

Die Feinstruktur der halbdurchlässigen Scheibe und die dünnste Linie der Z.onenplatte können so fein gewählt werden, wie sie sich in der Praxis herstellen lassen, wobei immer noch Muster auf die Auswertungsfläche geworfen werden, die innerhalb des räumlichen Frequenzbereiches liegen, in dem das Auswertesystem arbeitet. So kann ausgehend von einer kodierten Quelle und unter Verwendung von kohärentem Licht ein Schwarz-Weiß-Bild hoher Auflösung von dem Objekt gewonnen werden.

In Fig.4 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, die sich durch besondere Reinheit des Energiespektrums der Röntgenstrahlen auszeichnet. Dies ist von Vorteil, wenn Bilder hoher Auflösung gewonnen werden sollen, denn die Auflösung ist bereits durch andere Faktoren, z. B. den kleinstmöglichen Abstand undurchlässiger Streifen auf der Zonenplatte und/oder der halbdurchlässigen Scheibe, begrenzt. Indem man nun die Röntgenstrahlen, die die Fluoreszenzschicht ohne Umwandlung in Fluoreszenzstrahlung durchdringen, absorbiert, und somit verhindert, daß sie auf die Detekloreinheit treffen, kann eine beträchtliche Verbesserung erreicht werden. Zusätzlich kann in solchen Anwendungsfällen, wo z. B. die Absorption von einzelnen Teilen des Körpers künstlich gesteigert wird, ein besseres Resultat erreicht werden, wenn man die Reinheit des Energiespektrums verbessert, indem man das Energiespektrum auf ein schmales Band beschränkt.

Beispielsweise bei der Gefäßmarkierung oder Angiographie, wo ein Kontrastmittel, z. B. Jod, in den Blutstrom eines Patienten gebracht wird, kann eine Fluoreszenzschicht gewählt werden, deren Emissionsspektrallinie knapp oberhalb des Energieniveaus liegt, von dem ab das Absorptionsvermögen von Jod stark zunimmt. Je weniger Röntgenstrahlungsenergie der Patient ausgesetzt ist, mag sie nun oberhalb oder unterhalb des Absorptionssprunges oder der Absorptionskante liegen, desto tiefer können die Arterien und/oder Venen im Körper des Patienten liegen, ohne daß von anderen Teilen des Körpers herrührende Störungen auftreten, die den Informationsinhalt des Artericnschattenbildes im rekonstruierten Bild überdekken könnten. Außerdem ist die spektrale Reinheit der Röntgenstrahlung wünschenswert, wenn Bilder durch Subtraktion eines Musters, das mit einer Röntgenstrahlungsquelle aufgenommen ist, deren Energieniveau etwas unterhalb der Absorptionskante des verwendeten Absorptionsmittels liegt, von dem Strahlungsmuster, das von einem Energier.ivcai; etwas oberhalb der Absorptionskante stammt, gewonnen werden. Hierdurch erscheinen die Einzelheiten der Körperteile, die das selektive Absorptionsmittel enthalten, kontrastreicher. Außerdem kann Röntgenstrahlung von so hohem Energieniveau, daß sie von der Zonenplatte und/oder halbdurchlässigen Scheibe nicht mehr absorbiert wird, kein brauchbares räumlich kodiertes Muster ergeben und den Patienten unnötig einer zusätzlichen Dosis von möglicherweise schädlicher Strahlung aussetzen.

Bei der vorliegend betrachteten Ausführungsform ist die Röntgenstrahlungsquelle als gewöhnliche, handelsübliche Röntgenröhre 60 dargestellt, wobei die Anode 62 und die Kathode 64 beispielsweise aus Wolfram bestehen, und die aktiven Teile sich in einem evakuierten Gehäuse 66 befinden. Wenn die Kathode 64 beispielsweise mittels einer Stromquelle 68 beheizt wird und eine genügend hohe Spannung von beispielsweise 100 bis 150 Kilovolt mittels einer Hochspannungsquelle 70 zwischen Anode 62 und Kathode 64 angelegt wird, treffen Elektronen von der Kathode 64 mit solcher Geschwindigkeit auf die Anode 62, daß ein breiter Energiebereich von Röntgenstrahlung entsteht, deren Hauptanteil ein Energiespektrum oberhalb der Emissionsspektrallinie vieler Materialien, z. B. Radium oder Cerium, liegt, die für medizinische Diagnostik geeignet sind. Die Röntgenröhre 60 emittiert dann Röntgenstrahlung in einem Winkel zur Anodenoberfläche, auf die die Elektronen auftreffen. Dann durchdringt die Röntgenstrahlung ein Fenster 72 aus geeignetem Material, z. B. Berillium. Da bei einer gewöhnlichen Röntgenröhre die Elektronen normalerweise auf einen kleinen Punkt der Anode fokussiert werden, um auf einem gebräuchlichen Film ein scharf gezeichnetes Bild zu erhalten, ist die verfügbare Röntgenstrahlungsenergie dieser Röhre durch die Erhitzung dieses Punktes begrenzt. Bei dem vorliegenden System ist die Fokussierung der Elektronen auf einen eng begrenzten Punkt nicht nötigt, da die Röntgenstrahlungsquelle räumlich kodiert wird, wobei Elektronen auf eine große Fläche der Anode 62 auftreffen können, wodurch die erzeugte und sodann durch das Fenster 12 der Röhre emittierte Röntgenstrahlung wesentlich stärker ist. Wie hier dargestellt ist, treffen die Röntgenstrahlen auf ein ebenes Element 74, das aus einer Schicht von Röntgenfluoreszenzmaterial besteht, welches auf einer Halteplatte 76 aus Röntgenstrahlung absorbierendem Material, z. B. Blei, angebracht ist. Die Oberfläche des ebenen Elements 74 bildet beispielsweise einen Winkel von 45° gegenüber der mittleren Strahlungsrichtung der von der Anode 62 kommenden Röntgenstrahlung. Die Schicht 74 kann beispielsweise aus Barium oder Cerium oder einem anderen bekannten Röntgenstrahlungs-Fluoreszenzmaterial bestehen. Die Halteplatte 76 kann entweder, wie dies dargestellt ist, an einem Röntgenstrahlen absorbierenden Gehäuse 78, das die Röntgenröhre 60 umgibt, angebracht sein, oder auch selbst ein Teil dieses Gehäuses sein. Von der Röhre 60 ausgehende Röntgenstrahlen mit einem Energieniveau, das oberhalb der Emissionsspektrallinie des Materials der fluoreszierenden Fläche 74 liegt, erzeugen beim Auftreffen auf der Fläche 74 Fluoreszenz-Röntgenstrahlung. Ein Teil dieser Strahlung geht durch eine öffnung des Gehäuses 78 hindurch, in der sich eine räumlich kodierende Zonenplatte 80 beispielsweise der in F i g. 2 gezeigten Art und eine halbdurchlässige Scheibe 82 beispielsweise

der in F i g. 3 gezeigten Art, befinden.

Auf die Fluoreszenzschicht 74 treffende, von der Röhre 60 stammende Röntgenstrahlen, die nicht in Fluoreszenzstrahlung umgesetzt werden, durchdringen gewöhnlich die Schicht 74 und werden von der Trägerplatte 76 absorbiert, wodurch sie von der Zonenplatte 80 und/oder der halbdurchlässigen Scheibe 82 ferngehalten werden. Somit erscheint Röntgenstrahlung, die oberhalb der Fluoreszenzspektrallinie liegt, nicht am Ausgang der räumlich kodierten Strahlungs- to quelle am Ort der halbdurchlässigen Scheibe 82, so daß zur Bestrahlung des Patienten eine räumlich kodierte Strahlungsquelle hoher Reinheit zur Verfügung steht. Es versteht sich, daß unterschiedlichste geometrische Anordnungen zum Erreichen dieses Reinheitsgrades Verwendung finden können, wobei die in Fig.4 dargestellte Anordnung nur ein Beispiel sein soll. Für die Anordnung und Form des Fluoreszenzelementes, der Zonenplatte und/oder der halbdurchlässigen Scheibe gibt es viele Möglichkeiten.

Die kodierte Fluoreszenzstrahlung wird dann in gewünschter Weise verwendet, z. B. so, daß das in Fig.4 dargestellte Objekt 84 unmittelbar vor die halbdurchlässige Scheibe 82 gebracht wird. Ein Detektorsystem, z. B. eine Filmkassette 86, die einen Film 88 und Platten zur Energieumsetzung 90, ähnlich wie anhand von F i g. 1 beschrieben, enthalten kann, wird in einer Entfernung, die den bei der Behandlung von F i g. 1 dargelegten Erkenntnissen entspricht, angeordnet, so daß tomographische Intensitätsmuster auf dem Film aufgezeichnet werden können.

Die graphische Daistellung von Fig.5 zeigt Diagramm-Beispiele für das von einer Röntgenröhre emittierte Energiespektrum, für den Absorptionskoeffizienten eines Absorptionsmittels und für das Fluoreszenzspektrum von Substanzen, die auf beiden Seiten der Absorptionskante des Absorptionsmittels liegen. Die in F i g. 1 bis 4 gezeigten Anordnungen können auch zur Subtraktion der räumlich kodierten Bilder, die mittels Energieniveau oberhalb und unterhalb der Absorptions- ίο kante des Absorptionsmittels gewonnen werden, Verwendung finden.

Zur Verwendung verabreicht man dem abzubildenden Objekt ein selektives Mittel, wie z. B. Jod, das sich in dem speziell abzubildenden Organ anreichert. Bekanntlieh besitzt Jod einen Absorptionskoeffizienten, der für sehr niedrige Energieniveaus groß ist und mit wachsendem Energieniveau sägezahnförrr.ig abnimmt, um dann sehr schnell auf einen hohen Wert anzusteigen, wie dies in Kurve 100 dargestellt ist. Der plötzliche Anstieg 102 bei einem bestimmten Energieniveau, unterhalb dessen der Absorptionsgrad sehr gering ist und oberhalb dessen der Absorptionsgrad sehr hoch ist, werden Absorptionskante genannt.

In F i g. 5 sind die Intensität der Strahlungsenergie und der Absorptionskoeffizient in Abhängigkeit von Energieniveau der Strahlung aufgetragen. Für eine Röntgenröhre ergibt sich beispielsweise die Kurve 104, wenn genügend Spannung zwischen Anode und Kathode angelegt wird. Der größte Teil der Röntgenstrahlungsenergie befindet sich hierbei oberhalb der Absorptionskante des gewählten Absorptionsmittels. Wenn mittels einer kodierten Fluoreszenzstrahlungsquelle das Bild eines Objektes gewonnen werden soll, wählt man ein Fluoreszenzmaterial, dessen K-Absorptionsspektrallinie oberhalb der Absorptionskante liegt und das beim Auftreffen von Röntgenstrahlung von der Röhre 60 eine im wesentlichen schmalbandige Emission von Röntgenstrahlung aufweist, wie dies durch Kurve 106 angedeutet ist Da die Kurve 106 im Bereich hohei Absorption des Absorptionsmittcls liegt, kann das räumlich kodierte Muster, das von der Detektoreinrichtung von F i g. 1 oder F i g. 4 aufgezeichnet wird, starke Kontraste zwischen den Körperbereichen, in denen das Absorptionsmittel konzentriert ist und anderen Körperbereichen, die eine wesentlich kleinere Menge dei Röntgenstrahlen absorbieren, die von der kodierter Fluoreszenzstrahlungsquelle stammen, aufweisen.

Wenn die Absicht besteht, den Kontrast zwischen den Bereichen, die das Absorptionsmittel aufgenommen haben und anderen Körperbereichen zu steigern erzeugt man noch ein Strahlungsmuster mit einem zweiten Fluoreszenzmaterial, dessen Fluoreszenzspektrallinie unterhalb der Absorptionskante 102 liegt und subtrahiert es von dem vorherigen mit Strahlungsenergie entsprechend Kurve 106 gewonnenen Muster Hierzu wird eine zweite Art von Fluoreszenzmaterial verwendet, das, wenn man es mit einem Energiespektrum entsprechend Kurve 104 anregt, Fluoreszenzstrahlung abgibt, deren Energieniveau unterhalb det Absorptionskante 102 liegt, wie dies z. B. Kurve 108 zeigt. Dieses Muster i^ann vom vorher gewonnener Muster in jeder gewünschten Weise entweder simultan oder in aufeinanderfolgenden Zeitschritten, mit elektronischen Mitteln oder auch in anderer Weise, während oder nach Aufnahme des Musters subtrahiert werden, se daß das Muster, welches von der der Kurve 1Oi entsprechenden, vom Absorptionsmittel gemäß Kurve 100 nur sehr wenig (d. h. etwa in gleichem Maße wie vor anderen, das Absorptionsmittel nicht enthaltender Teilen des Körpers) absorbierten Strahlungsenergie stammt, nun von dem entsprechend Kurve 106 gewonnenen Muster subtrahiert wird.

Beispielsweise kann die Subtraktion folgendermaßer geschehen: Ein Film 88 wird durch ein Objekt 84 beispielsweise einen Patienten, dessen Blut mit Joe angereichert ist, hindurch belichtet, wobei ein erstes Zonenplattenmuster 80 und ein Fluoreszenzmaterial 74 wie Barium oder eine Bariumverbindung, beispielsweise Bariumoxid, mit einem Röntgenstrahlenemissionsspektrum entsprechend Kurve 106, verwendet werden und die Belichtungszeit so groß sein soll, daß sie zwar ausreicht, aber keine Stelle des Films überbelichtet ist Die Fluoreszenzplatte aus Barium wird dann gegen eine zweite Platte mit niedrigerem Energieniveau, beispielsweise aus Cerium, das Röntgenfluoreszenz entsprechend Kurve 108 zeigt, ausgewechselt. Dann wird eir zweiter Film durch das Objekt 84 hindurch belichtet und beide Filme werden gemäß der Beschreibung vor Fig.! entwickelt Die Subtraktion der beiden Filme geschieht sodann, indem man aus einem der Filme eir Negativ gewinnt, indem man einen dritten Film, ζ. Β durch den zweiten Film hindurch belichtet Der dritte Film wird dann entwickelt und mit dem ersten FiInexakt zur Deckung gebracht Ein vierter Film, der derr Film 38 von F i g. 1 entspricht, wird dann be gleichzeitiger Bildverkleinerung durch die Kombinatior aus dem ersten und dritten Film belichtet, so daß das Resultat der Subtraktion des entsprechend Kurve 1Of gewonnenen Musters von dem entsprechend Kurve 1Of gewonnenen Muster auf dem Film 38 aufgezeichnet wird. In diesem Stadium wird auch eine entsprechende Verkleinerung vorgenommen, um die folgende Reproduktion des Bildes zu erleichtern. Der Film 38 wird danr entwickelt und gebleicht, wie es bereits im Zusammenhang mit F i g. 1 beschrieben wurde. Bei dem resultie-

renden Bild, das mit der Anordnung von F i g. 1 hergestellt werden kann, sind die Spuren des Absorptionsmittels verstärkt, denn aufgrund des zusätzlichen Subtraktionsprozesses, der oben beschrieben ist, liefern sowohl das Negativ als aucn das Positiv des Films Informationsinhaii, so daß sich im Gesamtbild eine Intensitätsverbesserung von drei db, was der doppelten Energie entspricht, ergibt. Daher kann die Strahlungsbelastung des Patienten, die zur Belichtung jedes Films

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erforderlich ist, beträchtlich verkleinert werden, so daß die Belichtungszeit für beide Filme zusammen nicht wesentlich größer zu sein braucht, als die Belichtungszeit eines einzelnen Filmes ohne derart verstärkende Subtraktion. Tatsächlich kann in vielen Fällen, wenn Schärfe und Auflösung gefordert werden, die gesamte Strahlungsbelastung für den Patienten wesentlich reduziert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Abbildung eines Objektes, mit einer ausgedehnten, eine räumliche Kodierung des Ausgangsstrahlenbündels erzeugenden Strahlungsquelle und mit Detektormitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle eine Röntgenstrahlungsquelle (10 bzw. 60 bis 76) ist, welche im wesentlichen nicht phasenkohärente Strahlung abgibt, die hauptsächlich um ein bestimm- ι ο tes Energieniveau des Spektrums konzentriert ist und daß die Detektormittel (26,28,30 bzw. 86) über einen ausgedehnten, räumlichen Abbildungsbereich hin ansprechen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle einen ümformerabschnitt (74,76) aufweist, welcher ein Röntger.fluoreszenzmaterial enthält.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (10 bzw. 60 bis 82) ein Ausgangsstrahlenbündel mit einer räumlichen Kodierung entsprechend mindestens einem Teil einer Fresnel'schen Zoneneinteilung erzeugt (20 bzw. 80).

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (10, 20, 22 bzw. 60 bis 82) ein Ausgangsstrahlenbündel mit einer räumlichen Kodierung erzeugt, welche eine Komponente mit im wesentlichen veränderlicher räumlicher Frequenz und eine Komponente mit Jo im wesentlichen konstanter räumlicher Frequenz aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente mit der veränderlichen räumlichen Frequenz mittels eines exzentrisehen Ausschnittes einer Fresnel'schen Zonenplatte (20 bzw. 80) erzeugt ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (50) zur Erzeugung eines Bildes des mittels des Ausgangs-Strahlenbündels bestrahlten Objektes (24).

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektormittel einen ausgedehnten Körper (28) aus einem Werkstoff enthalten, mittels welchem die Strahlungsenergie der Strahlungsquelle (10) auf ein niedrigeres Energieniveau umsetzbar ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet dsß die Detektormitte! einen photographischen Film (26 bzw. 88) enthalten und daß eine Entwicklungs- und Übertragungsstation (48) vorgesehen ist, in welcher aus der aufgezeichneten, räumlichen Intensitätsverteilung der Bestrahlung auf dem Film in einem transparenten Informationsträger (38) eine entsprechende Informationsaufzeichnung gebildet wird, bei der die Lichtgeschwindigkeit durch die verschiedenen Bereiche des Informationsträgers sich als Funktion mindestens einer Komponente der Informationsaufzeichnung auf dem genannten Film ändert. w)

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 5 bis 8 und/oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente mit im wesentlichen konstanter räumlicher Frequenz eine höhere Frequenz besitzt als die Durchschnittsfrequenz der Kompo- «"> nente mit veränderlicher räumlicher Frequenz beträgt.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenstrahlung in der Röntgenstrahlenquelle (10 bzw. 60 bis 76) mittels Elektronen hoher Geschwindigkeit, welche auf eine feste Auffangelektrode (62) auftreffen, angeregt wird.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenstrahlenanregung durch Elektronen in einer evakuierten Röntgenröhre (66) erfolgt.

12. Einrichtung nach Anspruch 2 und Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenstrahlung der Röntgenröhre (66) zur Erzeugung des Ausgangsstrahlenbündels auf den eine Röntgenfluoreszenz aufweisenden Körper (74) gelenkt wird.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Energieniveau der Röntgenstrahlung, welche von dem eine Röntgenfluoreszenz aufweisenden Körper (74) emittiert wird, unter dem Energieniveau der von der Röntgenröhre (66) erzeugten Röntgenstrahlung liegt.

14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Röntgenfluoreszenz aufweisenden Körper (74) Mittel (80, 82) zur Erzeugung der räumlichen Kodierung des Ausgangsstrahlenbündels nachgeschaltet sind.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgenfluoreszenz aufweisende Körper das abzubildende Objekt darstellt.

16. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgenfluoreszenz aufweisende Körper derart aufgebaut und aufgeteilt ist, daß er die räumliche Kodierung des Ausgangsstrahlenbündels zu erzeugen vermag.

17. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung der räumlichen Kodierung des Ausgangsstrahlenbündels von einer dem röntgenfluoreszenten Körper (74) nachgeschalteten Maskenanordnung (80, 82) gebildet sind, welche die Ausgangsröntgenstrahlung bereichsweise entsprechend der Kodierungskomponente mit veränderlicher räumlicher Frequenz und gegebenenfalls entsprechend der Kodierungskomponente mit konstanter räumlicher Frequenz bereichsweise absorbiert.

18. Verfahren zur Bilderzeugung eines Objektes unter Verwendung einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß in dem abzubildenden Objekt Bereiche ausgebildet werden, in welchen ein Stoff mit für die Röntgenstrahlung der Strahlungsquelle relativ zu den übrigen Teilen des Objektes bedeutend erhöhter Absorption angereichert ist.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der an bestimmten Stellen des Objektes angereicherte Stoff in dem Energieniveaubereich entsprechend der maximalen Intensität des Ausgangsstrahlenbündels der Strahlungsquelle einen scharfen Anstieg des Absorptionsvermögens aufweist (F i g. 6).

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der scharfe Anstieg des Absorptionsvermögens im Bereich eines Energieniveaus gelegen ist, das unterhalb des Energieniveaus ensprechend der maximalen Intensität des Ausgangsstrahlenbündels liegt.

21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Energieniveau entsprechend dem scharfen Anstieg des Absorptionsvermö-

gens oberhalb des Energieniveaus entsprechend der maximalen Intensität des Ausgangsstrahlenbündels liegt

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bild als Funktion der Differenz zwischen räumlich kodierten Röntgenstrahlungsverteilungen gebildet wird, welche zum einen Energieniveaus hauptsächlich oberha'b des Energieniveaus entsprechend der starken Änderung des Absorptionsvermögens des genannten Stoffes und zum anderen Energieniveaus hauptsächlich unterhalb des Energieniveaus entsprechend der starken Änderung des Absorptionsvermögens aufweisen.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzbildung durch räumliche Kodierung der Ausgangsröntgenstrah-Jung des Energieniveaus oberhalb der starken Änderung des Absorptionsvermögens mit einem ersten Kodierungsmuster und durch räumliche Kodierung der Ausgangsröntgenstrahlung des Energieniveaus unterhalb der starken Änderung des Absorptionsvermögens mit einem zweiten Kodierungsmuster erfo'gt.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kodierungsmuster eine komplementäre oder inverse Aufteilung gegenüber dem ersten Kodierungsmuster besitzt.

25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kodierungsmuster unter Verwendung einer ersten Fluoreszenzquelie erzeugt wird, welche die Ausgangsstrahlung mit dem Energieniveau auf der einen Seite der starken Absorptionsänderung abgibt, während das zweite Kodierungsmuster unter Verwendung einer zweiten Fluoreszenzquelle erzeugt wird, deren Energieniveau auf der anderen Seite der starken Absorptionsänderung gelegen ist und daß die beiden Kodierungsmuster jeweils ausgewertet, aufgezeichnet und voneinander abgezogen werden.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodierungsmuster auf Filme aufgezeichnet werden, daß von einem der Filme ein Negativ angefertigt wird, daß ein Überlagerungsfilm aus dem Negativ und dem jeweils anderen Film gebildet wird und daß dann unter Verwendung des Überlagerungsfilms ein Bild erzeugt wird.

27. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das abzubildende Objekt mit einem über seinen Querschnitt hin jeweils eine bestimmte wählbare räumliche Intensitätsmodulation aufweisenden Strahlungsbündel derart bestraht wird, daß das Strahlungsbündel nach Durchstrahlen des Objektes auf Detektormittel fällt, von welchen eine erste Gruppe von Bildinformationsdaten entsprechend einer ersten räumlichen Intensitätsmodulation des genannten Strahlungsbündels und dann eine zweite Gruppe von Bildinformationsdaten entsprechend einer dann gewählten zweiten räumlichen Intensitätsmodulation des genannten Strahlungsbündels abgeleitet werden und daß die Ausgangsbildinformation durch Kombination der beiden Gruppen von Bildinformationsdaten gebildet wird.

Die Erfindung bezieht sich auf Abbildungseinrichtungen bzw. -verfahren, bei denen eine ausgedehnte, eine räumliche Kodierung des Ausgangsstrahlenbündels erzeugende Strahlungsquelle Verwendung findet. In der Deutschen Offenlegungsschrift 21 47 382 ist eine räumlich kodierte Strahlungsquelle dargestellt, z. B. in Gestalt von Zonen radioaktiven Materials in räumlicher Anordnung.
Bisher gebräuchliche Röntgengeräte enthalten Rönt-

lu genröhren, in denen Elektronen mit so großer Geschwindigkeit auf eine Elektrode auftreffen, daß dort Röntgenstrahlen entstehen, welche sodann den zu untersuchenden Körper durchdringen und von einem Detektorsystem, wie z. B. einem Film oder einer Bildverstärkerröhre mit großflächiger Photokathode, aufgenommen werden. In den meisten Anwendungsfällen muß zur Erzeugung der benötigten Intensität der Röntgenstrahlung ein beträchtlicher Elektronenstrom auf die Anode der Röntgenröhre auftreffen, was zur

2» Folge hai, daß an dem Punkt, wo die Elektronen auftreffen, die Anodentemperatur fast bis zum Schmelzpunkt steigt. Will man die Intensität der Röntgenstrahlung weiter steigern, so muß der Elektronenstrahl verbreitert werden, was zur Folge hat, daß die Röntgenstrahlungsquelle nicht mehr punktförmig ist, wodurch das räumliche Auflösungsvermögen des Systems begrenzt wird. Abhilfemaßnahmen, wie z. B. rotierende Anoden, verbessern diese Situation ein wenig, sind jedoch kompliziert und teuer. Weiterhin

ίο wird das Auflösungsvermögen häufig durch Sekundärstrahlung, sogenannte Comptonstreuung, begrenzt, wobei Teile des der Röntgenstrahlung ausgesetzten Körpers als punktförmige Strahlungsquellen wirken, die Strahlung mit im Vergleich zur Primärstrahlung

Γι geringerem Energieniveau in alle Raumrichtungen schicken.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Qualität von Röntgenbildern zu verbessern und gleichzeitig die Strahlungsbelastung für das abzubildende Objekt zu vermindern, derart, daß die zuvor angegebenen Schwierigkeiten vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Einrichtung zur Abbildung eines Objektes, mit einer ausgedehnten, eine räumliche Kodierung des Ausgangsstrahlenbündels erzeugenden Strahlungsquelle und mit Detektormitteln erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Strahlungsquelle eine Röntgenstrahlenquelle ist, welche im wesentlichen nicht phasenkohärente Strah-

OO lung abgibt, die hauptsächlich um ein bestimmtes Energieniveau des Spektrums konzentriert ist und daß die Detektormittel über einen ausgedehnten räumlichen Abbildungsbereich hin ansprechen.

Vorliegend wird auch ein Verfahren zur Bilderzeugung eines Objektes unter Verwendung einer Einrichtung der vorstehend angegebenen Art geschaffen, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß in dem abzubildenden Objekt Bereiche ausgebildet werden, in welchen ein Stoff mit für die Röntgenstrah-

w) lung der Strahlungsquelle relativ zu den übrigen Teilen des Objektes bedeutend höherer Absorption angereichert ist.

Aus der Veröffentlichung »Bild und Ton«, Heft 12, 1971, 24. Jahrgang, Seite 378, ist es bereits bekannt, ein

ι·"' Röntgenbild eines bereichsweise mit Kontrastmittel markierten Objektes dadurch zu verbessern, daß eine ohne Kontrastmittel und eine mit Kontrastmittel gewonnene Bildinformation jeweils miteinander kombi-