DE2441948A1

DE2441948A1 - Roentgenstrahlen-abbildungssystem

Info

Publication number: DE2441948A1
Application number: DE2441948A
Authority: DE
Inventors: Harrison Hooker Barrett; Martin Braun; Howard Daniel Doolittle; Jay Peter Sage; Conn Stamford; David Thompson Wilson
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1973-09-04
Filing date: 1974-09-02
Publication date: 1975-03-13
Also published as: CA1021474A; CH579338A5; JPS5056887A; US3867637A; NL7410672A; GB1478319A

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-PHIL. G. NICK.· L · D^.-ING. J. DORNER

8 MÜNCHEN 15

LANDWEHRSTR. 35 · POSTFACH ICU

TEL. (08 II) 5557 19

München, den 3o.August 1974
Anwaltsaktenz.: 27 - Pat. 92

Raytheon Company, 141 Spring Street, Lexington, Mass. o2173,
Vereinigte Staaten von Amerika

Röntgenstrahlen-Abbildungssystem.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Röntgenstrahlen-Abbildungssystem mit einem Röntgenstrahlungsgenerator.

Bei der Herstellung von Röntgenbildern wird oft eine intensive _; !Röntgenstrahlung benötigt, welche während einer verhältnis-I mäßig kurzen Zeitdauer von beispielsweise einem Zehntel einer
j Sekunde oder weniger wirksam ist, wenn etwa ein Angiogramm
j oder eine Gefäßaufnahme hergestellt werden soll, um ein Ver-

;wischen des Bildes aufgrund einer Bewegung der Blutgefäße \

I der zu untersuchenden Person zu verhindern. Bei Röntgenauf- j

_i nahmen des menschlichen Skeletts können längere Belichtungs- ■

dauern zugelassen werden, solange der Patient ausreichend ;

iruhiggestellt werden kann. Kürzere Belichtungszeiten'machen j

j die Verwendung höherer Strahlungsintensitäten zur Erzielung '

ι guter Bilder auf der photographischen Platte erforderlich, ;

da die gesamte, auftreffende Energie, die zur Erzeugung eines J

' Bildes auf der photographischen Platte erforderlich ist, j

i für kurze und für lange Belichtungszeiten annähernd gleich ! ι bleibt. Nun ergibt sich die Schwierigkeit, daß nur eine be- , ¹ grenzte Strahlungsintensität durch eine Drehanoden-Röntgenröhre bereitgestellt werden kann, da die Gefahr besteht, daß

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die Auftreffelektrode oder Anode im Bereich des Brennflecks am Auftreffpunkt des Elektronenstrahls auf die Elektrode überhitzt wird. Diese Schwierigkeit wird noch bedeutsamer durch die Tatsache, daß für ein hohes Auflösungsvermögen und eine gute Schärfe der herzustellenden Röntgenbilder die Auftreffelektrode die Röntgenstrahlung von einem verhältnismäßig

kleinen Punkt in der Größenordnung von weniger als Io mm emittieren muß, wodurch die Temperatur der Auftreffelektrode oder Anode noch erhöht wird.

Es ist weiter bekannt, daß eine monochromatisch strahlende Quelle schärfere photographische Bilder hervorbringt als eine breitbandig strahlende Quelle. Besonders deutlich zeigt sich !dies am Beispiel der Angiographie oder Gefäßaufnahme, bei welcher ein Kontrastmittel oder ein Farbstoff, welcher gegenüber einer bestimmten Frequenz oder einem bestimmten Frequenzband undurchläßig ist, dem Patienten injiziert oder durch Einnehmen verabreicht wird. Der Farbstoff oder das Kontrastmittel absorbiert die Strahlung, gegenüber welcher der Stoff undurchläßig ist, wodurch scharf begrenzte Schatten auf einer die Röntgenstrahlung aufnehmenden Platte entworfen werden und sich ein Bild hoher Auflösung mit feinen Details, beispielsweise mit den Blutgefäßen in dem menschlichen Körper, erzeugen läßt. Gewisse Schwierigkeiten entstehen dadurch, daß die mit Farbstoff angereicherten Regionen des menschlichen Körpers von einer Röntgenstrahlungsquelle mit breitem Spektrum bestrahlt werden, wobei die Strahlung sowohl innerhalb als auch außerhalb des Absorptionsbandes des Kontrastmittels oder Farbstoffs liegt, wodurch die Bildqualität wieder verschlechtert wird.

!Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Röntgen-

Istrahlen-Abbildungssystem so auszubilden, daß eine hohe Strahlungsintensität und gute monochromatische Eigenschaften

I der Strahlung erzielt und Bilder hoher Qualität erzeugt werden I können.

'Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine ^!die monochromatischen Eigenschaften der Röntgenstrahlung ver-

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bessernde Vorrichtung sowie Modulationseinrichtungen vorgesehen sind, mittels welchen der Röntgenstrahlung eine räumliche Modulation aufgeprägt wird und welche gegenüber Röntgenstrahlung ι verhältnismäßig undurchläßige Bereiche aufweist, die zwischen !gegenüber Röntgenstrahlung verhältnismäßig durchläßigen Be-[reichen liegen, wobei die Räume, welche von aufeinander folgenden Iundurchläßigen und durchläßigen Bereichen eingenommen werden, :in einer bestimmten Richtung monoton abnehmen.

ι Im einzel_nen ist eine Röntgenröhre vorgesehen, welche eine !Quelle von Elektronen hoher Energie und eine verhältnismäßig ; dünnev für Strahlung durchläßige Auftreffelektrode enthält, die von den Elektronen beaufschlagt wird und auf derjenigen Seite, welche von der mit Elektronen beschossenen Seite abgelegen ist, Röntgenstrahlung emittiert. Bei einer Ausführungsj form ist eine Seite oder Fläche der Auftreffelektrode gegenüber I einem Strahlungsfenster der Röntgenröhre geneigt angeordnet,

wodurch der Prozentsatz der Fluoreszenz-Röntgenstrahlung, welche durch die Auftreffelektrode erzeugt wird, relativ zum Gesamtspektrum der von der Auftreffelektrode emittiertöiRöntgenstrahlung erhöht wird. Es ergibt sich somit eine stärkere Monochromatizität der Röntgenstrahlung, welche durch das Strahlungsfenster der Röntgenröhre austritt. Bei einer anderen : Ausführungsform wird die Monochromatizität dadurch erhöht, ; daß eine Schicht aus einem Fluoreszenzmaterial vor das Strahlungs-, fenster der Röntgenröhre gesetzt wird, welche die auftreffende Primär-Röntgenstrahlung absorbiert und, hierdurch angeregt, eine Strahlungsenergie erzeugt, welche bei Fluoreszenzfrequenzen abgegeben wird. Das fluoreszenz strahlende Material absorbiert ^: große Anteile der Bremsstrahlung und der fluoreszenten Röntgenstrahlung der Auftreffelektrode, so daß die von dem Fluoreszenz-¹ material emittierte Strahlung im wesentlichen monochromatisch : ist, da der Hauptteil dieser Strahlung die von dem Material ■ selbst emittierte fluoreszente Röntgenstrahlung ist.

Zur Erzeugung einer großen spektralen Bandbreite der räumlichen Frequenzen der emittierten Strahlung des Fluoreszenzmaterials

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(räumliche Frequenz mit Bezug auf* eine Abtastung der Intensität über die emittierende Fläche hin), ist eine Zonenplatte, wie sie etwa der US-Patentschrift 3 748 47o zu entnehmen ist, welche ein durch eine Chirp-Funktion moduliertes Schachbrettmuster aufweist oder eine Zonenplatte vorgesehen, welche die Form eines aus der Achse versetzten Fresnel'sehen Musters aufweist und dazu dient, die emittierte Röntgenstrahlung räumlich zu modulieren. Die Röntgenröhre mit der daran befestigten Zonenplatte wird dann so angeordnet, daß ihre Röntgenstrahlung iauf den Patienten gerichtet ist, hinter welchem eine normale

photographische Platte aufgestellt wird, um ein Röntgenbild zu erzeugen. Aufgrund der Kodierung, welche durch die Zonenplatte eingeführt wird, erhält man auf der photographischen Platte eine kodierte Aufzeichnung des inneren Aufbaues des abzubildenden Objektes. Die photographische Aufzeichnung auf der röntgenstrahlenempfindlichen Platte wird erst dekodiert, um ein unmittelbar deutbares Bild zu erhalten, welches von dem Röntgenarzt betrachtet werden kann, um den inneren Aufbau des abzubildenden Objektes oder des Patienten zu untersuchen. Handelt es sich bei der Zonenplatte um ein aus der Achse versetztes, Fresnel·sches Muster, so geschieht die Dekodierung der photographischen Aufzeichnung oder die Rekonstruktion des Bildes in einfacher Weise durch verhältnismäßig unkompliziert aufgebaute optische Mittel unter Verwendung einer aus der Achse versetzten Irisblende und eines Teleskops. Auch statistische oder unregelmäßige Zonenplattenmuster lassen sich verwenden.

Bei wiederum einer anderen Ausführungsform ist ein Paar in j bestimmtem Abstand voneinander angeordneter Masken vorgesehen, welche zwischen der Auftreffelektrode und dem fluoreszenten Material angeordnet sind und ein Strahlungsmuster in Form eines Moire erzeugen, wobei die Primärstrahlung von der Auftreffelektrode her daran gehindert wird, sich geradlinig auszubreiten, sich jedoch gegenüber der Vorwärtsrichtung unter leichtern Winkel schräg ausbreiten kann, derart, daß zwar das Fluoreszenzmaterial bestrahlt wird, während ein Durchgang der Primärstrahlung durch das Fluoreszenzmaterial in Richtung auf

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ι das abzubildende Objekt verhindert wird, derart, daß die monochromatischen Eigenschaften der vom Fluoreszenzmaterial
emittierten Strahlung verbessert werden. Gemäß einer Weiterbildung ist außerdem ein Halbtonschirm ( gleiche Abmessungen : der abwechselnd durchlässigen und undurchläßigen Bereiche) ; vorgesehen, der zwischen die Zonenplatte und das abzubildende
Objekt gesetzt wirdund eine räumliche Modulation des abzubildenden Objektes, wie es sich der einfallenden Strahlung darstellt, überlagert, derart, daß das Objekt als ein solches
mit hohen räumlichen Frequenzen erscheint, welches sich in dem
Zonenplattensystem genauer abbilden läßt.

Im übrigen bilden zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen Gegenstand der anliegenden Ansprüche, auf welche hiermit : zur Verkürzung und Vereinfachung der Beschreibung ausdrücklich
hingewiesen wird. Einige Ausführungsformen werden nachfolgend
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es stellen
dar: ■ ;

Fig. 1 eine Röntgenröhre mit einem Fluoreszenfckörper

oder Fluoreszenzmaterial und einer Zonenplatte, ,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer Röntgen- ; röhre mit einer nicht berührenden Gitter- ^: elektrode zur Modulation des Elektronenstrahls, '

Fig. 3 eine Röhrenkonstruktion, bei welcher eine ι Maskenanordnung zur Erzeugung eines Moire- ' musters zwischen Auftreffelektrode und
Fluoreszenzmaterial einer Röhre des grundsätzlichen Aufbaues nach Figur 1 angeordnet
ist, ■ ;

Fig. 4 eine Ausführungsform mit einer Auftreffelektrode, deren Oberfläche ein Sägezahnprofil besitzt, '!' so daß die einzelnen Flächen gegenüber einem ; Strahlungsfenster der Röhre geneigt sind, [ wobei ferner die Befestigung einer Maskenan- !

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Ordnung zur Erzeugung eines Moiremusters und einer Zonenplatte außerhalb eines die Röhre umschließenden, mit Öl gefüllten Gehäuses gezeigt sind,

Fig. 5 eine Ausführungsform mit einer konischen Auftreff elektrode, welche der Elektronenstrahlung schräggestellte Flächen darbietet,

Fig. 6 ein optisches System zur Reko/struktion eines Bildes aus einer kodierten photographischen Aufzeichnung, wie sie aufgrund der Kodierung mittels der Zonenplatte erhalten wird,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung der Maskenanordnung, der Zonenplatte und des Halbtonschirms nach den Figuren 1 und 3,

Fig. 8

und 9 graphische Darstellungen zur Erläuterung des

Emissionsspektrums von Molybdän und Zerium als Fluoreszenzmaterial in der Röntgenröhre nach Figur 1 und

Fig. Io eine Einrichtung zur Verkleinerung einer photographischen Aufzeichnung, welche nach den Figuren 1 und 6 gebildet ist.

Das in Figur 1 gezeigte System ist mit 2o bezeichnet und enthält einen Röntgenstrahlungsgenerator 22. Dieser wiederum enthält eine Röntgenröhre 24, die von einem Gehäuse 26 umschlossen ist, das eine Ölfüllung 28 enthält, wobei diese ölfüllung zur Isolation gegenüber der elektrischen Hochspannung dient, welche von der Spannungsquelle 3o zugeführt wird. Die Röntgenröhre 24 weist einen Glaskolben 32 auf, der dicht an einen aus Metall gefertigten Basisabschnitt 34 angeschlossen ist, Der Basisabschnitt 34 ist mit einer Trägerplatte 36 verbunden, welche das Innere der Röntgenröhre 24 vakuumdicht abschließt.

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Eine Auftreffelektrode 38 in Form dner dünnen Folie oder eines Films aus einem schweren Element, etwa aus Wolfram oder Gold, ist auf der Trägerplatte 36 auf deren dem Vakuumraum der Röntgenröhre 24 zugewandten Seite aufgebracht. Bei dem vorlie- ;genden Ausfuhrungsbeispieldie nt zwar die Trägerplatte 36 zur j Halterung und Abstützung der Auftreffelektrode 38, doch können j hierzu auch andere Haltemittel vorgesehen sein, etwa gemäß ^! einer nicht dargestellten Ausführungsform ein Rahmen, welcher

am Rande der Auftreffelektrode 38 befestigt ist, die in diesem ί Falle die Gestalt einer den Rahmen überspannenden Folie hat. !Vorzugsweise findet aber eine Trägerplatte 36 Verwendung, da j hierdurch die Kühlung der Auftreffelektrode 38 erleichtert :wird. Eine Kathode 4o wird mittels einer Kathodenheizung 42 [erhitzt und emittiert Elektronen, welche unter dem Einfluß ; einer elektrischen Potentialdifferenz, die zwischen die Kathode

[ 4o und die Auftreffelektrode 38 gelegt und von der über die : Leitungen 44 und 46 angeschlossenen Spannungsquelle 3o erzeugt wird, auf die Auftreffelektrode 38 treffen. Ein Einstellknopf steht mit der Spannungsquelle 3o in Wirkverbindung und I ermöglicht die Einstellung der zwischen den Anschlußleitungen ! 44 und 46 liegenden Spannung, um auf diese Weise die Energie der emittierten Röntgenstrahlung einstellen zu können. Im Bereich der Dichtung 5o zwischen dem Glaskolben 32 und dem aus Metall gefertigten Basisabschnitt 34 befindet sich eine Abschirmung 48, um die Dichtung 5o vor den von der Kathode 4o emittierten Elektronen zu schützen.

Die Trägerplatte 36 ist vorzugsweise aus einem leichten Metall beispielsweise aus Aluminium oder Beryllium gefertigt, welches gegenüber der von der Auftreffelektrode 38 emittierten Röntgenstrahlung im wesentlichen durchläßig ist, während gleichzeitig eine ausreichende Festigkeit und Steifigkeit gegeben ist, um die Auftreffelektrode 38 in ihrer Lage zu halten und den gegenüber dem Vakuum innerhalb der Röntgenröhre 24 anstehenden atmosphärischen Druck aufzunehmen. Die Kathodenheizung 42 wird von einer Heizstromquelle 52 mit elektrischem Strom versorgt und wird vor einer Inbetriebnahme des Röntgenstrahlungsgenerators 22 eingeschaltet, um die Kathode 4o aufzuheizen, bevor

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I ein Spannungsimpuls von der Spannungsquelle 3o zugeführt wird. !Die Zeitdauer des Spannungsimpulses wird auf die von der !Spannungsquelle gelieferte Spannung, auf die Stärke und auf j die Zusammensetzung des mittels des Systems 2o abzubildenden Objektes 54 abgestimmt. Die Auftreffelektrode 38 ist dünn !genug, etwa in der Größenordnung von 13 Mikron, um die auf I ihrer der Kathode zugewandten Seite angeregte Röntgenstrahlung j zu dem abzubildenden Objekt 54 hin durchzulassen. Andererseits \ ist die Auftreffelektrode 38 von ausreichender Starke, um j die eintreffenden Elektronen aufzuhalten.

I Die Verwendung einer Auftreffelektrode 38 und einer Trägerplatte

j 36 führt zu einer bemerkenswerten Vereinfachung des mechanischen j Aufbaues, da eine Drehanodenkonstruktion bekannter Art nicht ι erforderlich ist. Ferner ermöglicht die geringe Stärke der j Auftreffelektrode 38, welche sich auf der gut wärmeleitfahigen j Trägerplatte 36 befindet, eine verstärkte Kühlung der Auftreffelektrode 38 und damit die Handhabung größerer Leistungen gegenüber anderen Bauformen von Röntgenröhren.

Ein Fluoreszenzmaterial 56, welches in Form einer Schicht oder Platte aus fluoreszierendem Werkstoff, etwa aus einem Oxid von Zerium, welches oft auch als "Zeria" bezeichnet wird, und eine Zonenplatte 58, wie sie etwa, in Figur 7 dargestellt ist, sind auf der anderen Seite der Trägerplatte 36 mittels Schrauben 62 und Muttern 6o festgespannt, mittels welchen Flanschen j 64 zusammengespannt werden, die von einem Flanschstück 66 ■ und dem Basisabschnitt 34 abstehen. Das Flanschstück 66 um-

! gibt das Fluoreszenzmaterial 56 und die Zonenplatte 58, derart, jdaß sie ,,or der Trägerplatte 36 in der dargestellten Weise ^: festgehalten werden. Ein Strahlungsfenster 68, welches aus einem ; Werkstoff niedriger Atomordnungszahl, etwa aus Aluminium,

besteht und gegenüber der Röntgenstrahlung durchläßig ist, ! befindet sich auf einer Seite des Gehäuses 26 und schließt ¹ die Ölfüllung 28 in dem Gehäuse 26 ein, während gleichzeitig die von der Röntgenröhre 24 erzeugte Strahlung zu dem abzubildenden Objekt 54 hin durchgelassen wird.

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Ein Halbtonschirm 7o, der genauer in Figur 7 abgebildet ist, befindet sich zwischen der Zonenplatte 58 und dem abzubildenden Objekt 54, wobei der Halbtonschirm 7o näher an das abzubildende Objekt 54 als an die Zonenplatte 58 gerückt ist, um der einfallenden Strahlung eine modifizierte Ansicht des abzubildenden Objektes 54 zu bieten, das in eine Vielzahl von schmalen Bereichen, ähnlich einem Mosaik, aufgeteilt zu sein scheint, das ein Spektrum verhältnismäßig hoher räumlicher Frequenzen besitzt. Ein derartiges Spektrum wirkt sich vorteilhaft in Verbindung mit der Zonenplatte 58 aus und ergibt ein besseres Bild, wie anhand von Figur 6 aufgezeigt wird, als das mit einem Spektrum des abzubildenden Objektes 54 mit niedrigeren räumlichen Frequenzen der Fall wäre. Die Röntgen- ! strahlung wird durch die Zonenplatte 58, den Halbtonschirm 7o und das abzubildende Objekt 54 in ihrer Verteilung moduliert und trifft dann auf die photographische Platte 72, um dort ; ein kodiertes Bild zu erzeugen, ähnlich einem auf der photographischen Platte 72 entstehenden Hologramm.

Als Beispiel für die Verwendung des Abbildungssystems 2o nach ' Figur 1 sei die Herstellung eines Angiogramms oder einer Gefäßaufnahme betrachtet, um den Körper eines Patienten zu

untersuchen. In diesem Falle ist das abzubildende Objekt 54 ^:

derjenige Teil des menschlichen Körpers, der untersucht werden .

soll. Bei der Erstellung eines Angiogramms wird ein Farbstoff >

\ oder ein Kontrastmittel, beispielsweise Jod, dem Patienten ;

verabreicht, da dieser Stoff die Röntgenstrahlung absorbiert, J

; so daß bessere Schatten eines Organes oder eines Blutgefäßes ! ,gegenüber denjenigen Schatten entworfen werden, welche von

!anderen Gewebeteilen erzeugt werden, die in unterschiedlichem i

Maße den Jodfarbstoff oder das Jodkontrastmittel absorbiert ■

haben. Dabei wird vorteilhaft Zerium als Fluoreszenzmaterial 56 , !gewählt, da das Röntgenstrahlenemissionsspektrum von Zerium

I sehr günstig auf das Absorptionsspektrum von Jod abgestimmt j

ist. Die Fluoreszenzemissionslinien im Emissionsspektrum " ■, von Zerium treten im wesentlichen im Scheitel der Röntgen-

strahlenabsorptionskurve von Jod auf, wenn dessen bekannte ϊ Kennlinie betrachtet wird, in welcher die Röntgenstrahlenab-

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'.sorption von Jod als Funktion der Energie der zu absorbierenden Strahlung in Elektronvolt betrachtet wird. Strahlung mit Energien, d;Le weit von dem Absorptionsmaximum von Jod entfernt liegen, j werden bedeutend weniger stark absorbiert. Diese Energien werden ! jedoch von dem Fluoreszenzmaterial 56 nur in verhältnismäßig 'kleinen Mengen emittiert, da die wesentliche Quelle der von dem Fluoreszenzrnaterial 56 ausgehenden Strahlung dessen eigene Fluoreszenzstrahlung ist, während die von der Auftreffelektrode 38 ausgehende Strahlung von dem Fluoreszenzmaterial 56 im we- ;sentlichen absorbiert wird. Eine dünnen Folie oder eine dünne !Schicht des Fluoreszenzmaterials schwächt die von der Auftreff-I elektrode 38 ausgehende Strahlung wesentlich ab, ist jedoch '■

j im wesentlichen transparent gegenüber der eigenen Fluoreszenz-I strahlung. Auf diese Weise wirken die Auswahl von Zerium als : Fluoreszenzmaterial und die Auswahl von Jod als Kontrastfarb- ! stoff in dem abzubildenden Objekt zur Erzielung eines scharfen und deutlichen Bildes des Patienten zusammen, wobei die Auflösung und Schärfe einerseits auf der Monochromatizität der ¹ auf den Patienten treffenden Strahlung und andererseits auf j der Auswahl der Energien oder Frequenzen der einfallenden j Strahlung beruht, welche gleich der Energie bzw. der Frequenz im Maximum des Absorptionsspektrums des Röntgenkontrastmittel liegen, welches dem Patienten verabreicht worden ist. ι . ^!

i In Figur 2 ist eine gegenüber Figur 1 abgewandelte Ausführungs- ' ! form der Röntgenröhre gezeigt, welche hier mit 24A bezeichnet ι I ist. Die Röntgenröhre 24A besitzt eine nicht berührende Gitter- ; ! elektrode 74 in Form eines Ringes oder Zylinders, dessen Achse i mit der Längsachse der Röhre 24A zusammenfällt. Die Kathode \ I 4oA ist gegenüber der in Figur 1 gezeigten Kathode 4o etwas '■■ \ abgewandelt und so gestaltet, daß die aus der Kathode austrei tenden Elektronen von der Gitterelektrode 74 leichter und gleichförmiger auf die Auftreffelektrode 38 hingelenkt werden

! können, die hier ebenso wie in Figur 1 die Gestalt eines auf

j der Trägerplatte 36 aufgebrachten Belages hat. Der Durchmesser ' der Gitterelektrode 74 ist etwa dem Abstand zwischen der ' Gitterelektrode und der Kathode 4oA gleich. Die Verwendung

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einer Gitterelektrode 74 ermöglicht eine bessere Steuerung der · Elektronenstrahlrnodulation, derart, daß schärfere Impulse er- ; halten werden, da nun die Spannungsquelle 3o die zwischen der Kathode 4oA und der Auftreffelektrode 38 anliegende Hochspannung nicht mehr impulsweise einschalten und ausschalten muß» Zur Erzeugung einer Potentialdifferenz zwischen der Kathode 4oA und der Gitterelektrode 74 zum Zwecke der Modulation des. Elektronenstrahls'dient eine an sich bekannte Gitterimpulseri zeugungssdialtung 76.

i ·

I Figur 3 zeigt in einer Abwandlung den unteren Teil der in Figur 1 dargestellten Röntgenröhre 24, wobei hier zusätzlich zu der Zonenplatte 58 eine Maskenanordnung 78 zur Erzeugung eines _; Moiremusters befestigt ist, welche eine obere Maske 8o und

eine untere Maske 82 enthält, die zwischen der Trägerplatte 36

und der Zonenplatte 58 angeordnet sind. Die obere Maske 8o ^; und die untere Maske 82 sind jeweils durch Ringflanschen 84

gehaltert, welche zwischen den Ringflansch 66 und den Basis- !

abschnitt 34 der Röntgenröhre eingespannt sind, wobei die zur i

Erzeugung des Moiremusters dienende Maskenanordnung 78 und '■ die Zonenplatte 58 mit Bezug auf den Basisabschnitt 34 der

Röntgenröhre durch Schrauben 62 und Muttern 6o in ihrer Lage ■ gehalten werden, welche die Flanschen 64 zusammenspannen. Die

gegenseitige Ausrichtung der Maskenanordnung 78, der Zonen- j

platte 58 und des Halbtonschirms 7o nach den Figuren 1 und 3 ;

;wird nachfolgend in Figur 7 genauer beschrieben. [

j Die Masken 8o und 82 und auch die Zonenplatte 58 lassen sich ι I in einfacher Weise dadurch herstellen, daß eine Schicht aus '.

j einem bestimmten Werkstoff, beispielsweise aus Blei oder einer : !geeigneten Trägerverbindung von Blei, welche gegenüber der ' Strahlung undurchlässig ist, auf einem Trägerkörper 86 aus '> gegenüber der Strahlung durchlässigem Werkstoff, beispielsweise ^aus Aluminium, abgelagert wird. Bestimmte'Teile der Bleischicht i ,werden dann in bekannter Weise durch photographische Ätztechnik ! ■ i

•entfernt, um die gewünschte geometrische Gestalt der oberen · j Maske 8o, der unteren Maske 82 und der Zonenplatte 58 zu er- . j

. i

zeugen. ;

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j Bei der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform wird das Fluoreszenzmaterial 56 innerhalb des Ringflansches 66 in Berührung mit
der Zonenplatte 58 gehalten, ähnlich, wie dies in Figur 1 ge- j zeigt ist. Die Maskenanordnung 78 wirft Schatten unter der von ! der Auftreffelektrode 38 emittierten Strahlung, v/elche auf '. j das Fluoreszenzmaterial 56 trifft. Im einzelnen ist festzu- '-isteilen, daß die undurchlässigen Bereiche 88 der oberen Maske Oo ^! I und die undurchlässigen Bereiche 9o der unteren Maske 82 mit
iBezug aufeinander so ausgerichtet sind, daß diejenigen Strahlen , I aufgefangen werden, welche parallel zur Achse des Gehäuses 26 ; verlaufen. Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist die Breite jedes undurchlässigen Abschnittes 88 gleich der Breite jedes
!undurchlässigen Abschnittes 9o. Man erkennt also, daß zwar
im wesentlichen keine Strahlen längs der axialen Richtung sich
ausbreiten können, während die Strahlung, die sich unter einem
j Winkel gegenüber der Röhrenachse ausbreitet, zwischen den unjdurchlässigen Abschnitten 88 und 9o der Masken 8o bzw. 82
ihindurchgelangen kann, wie durch den Pfeil 91 angedeutet ist.
Auf diese Weise wird erreicht, daß das Fluoreszenzmaterial 56
von der von der Auftreffelektrode 38 emittierten Strahlung
zwar unter einem Winkel bestrahlt wird, während im wesentlichen
!keine Strahlungsenergie sich durch das Fluoreszenzmaterial 56
j hindurch in axialer Richtung ausbreiten v^ann* Betrachtet man die !Figuren 1 und 3 zusammen, so erkennt man, daß im wesentlichen

ι nur die Fluoreszenzstrahlung des Fluoreszenzmaterials 56 zu dem : ι i abzubildenden Objekt 54 gelangen kann, während die von der Auftreff elektrode 38 emittierte Primärstrahlung, welche durch die ^: jMaskenanordnung 78-und das Fluoreszenzmaterial 56 gelangt, nicht \ !auf das abzubildende Objekt 54 trifft, da diese Strahlung einen \ !winkel gegenüber der Hauptachse des Röntgenstrahlungsgenerators ^; 22 bildet, was auf der Verlegung einer bestimmten Richtung durch , die Maskenanordnung 78 beruht. Es ergibt sich also, daß die Ver- j wendung der Maskenanordnung 87 in dem Raum zwischen dem Fluores- ■ zenzmaterial 56 und der Auftreffelektrode 38 die Monochromatizi- ! tat der auf das abzubildende Objekt 54 treffenden Strahlung er- ' höht, da im wesentlichen nur Fluoreszenzstrahlung des Fluoreszenz-

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'materials 56 in Richtung auf das abzubildende Objekt 54 aufj tritt, während die Primä'rstrahlung der Auftreffelektrode 38 an einer Ausbreitung in Richtung auf das abzubildende Objekt 54 hin !gehindert wird.
i

Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform,'bei welcher die mit 92 bezeichnete Röntgenröhre von einem Gehäuse 94 umschlossen ist, !das eine elektrisch isolierende Ölfüllung 96 enthält, die sich ,zwischen dem Gehäuse 94 und dem Glaskolben 98 der Röntgenröhre befindet. Eine Aluminiumträgerplatte 100 ist dicht an den Glasjkolben 98 der Röntgenröhre angeschlossen und bildet die Basis der Röntgenröhre 92. Die Trägerplatte 100 unterscheidet sich von !der Trägerplatte 36 nach Figur 1 dadurch, daß sie ein Sägezahn- -' prof il 100 aufweist, dessen Flächeneinen Winkel zur Achse des Ge- ;häuses 94 bilden. Eine Röntgenauftreffelektrode 104 ist als Plat- ;tierung oder Belag auf der das Sägezahnprofil 102 aufweisenden Seite der Trägerplatte vorgesehen, ähnlich wie dies für die als .Belag ausgebildete Auftreffelektrode 38 und die Trägerplatte 36 I nach Figur 1 der Fall war. Die Schichtdicke der Auftreffelektrode

¹104 stimmt im wesentlichen mit derjenigen der Auftreffelektrode 38 nach Figur 1 überein. Die von der Röntgenröhre 92 nach außen !abgegebene Strahlung wird von der Auftreffelektrode 104 unter einem Winkel gegenüber den Schrägflächen des Sägezahnprofils 102 ;der Auftreffelektrode emittiert, wobei dieser Winkel vorzugsweise ;in der Größenordnung von 80° bis 85° relativ zu der Normalen

'einer Teilfläche des Sägezahnprofils 102 mißt. Wie genauer anhand der Figuren 8 und 9 ausgeführt wird, ändern sich die von der Ober·

fläche der Auftreffelektrode 104 emittierten Spektren abhängig ι vom Austrittswinkel der Strahlung oder vom Betrachtungswinkel gegenüber der Oberfläche, welche die betreffende Strahlung abgibt. Es kann gezeigt werden, daß die unter einem Streifwinkel 'von etwa 5 bis 10 emittierte Röntgenstrahlung einen höheren Prozentsatz an Röntgenstrahlung fluoreszenter Frequenzen gegen-.über dem Gesamtspektrum der Röntgenstrahlung enthält als dies hinsichtlich einer Strahlung der Fall ist, die unter einem anderen Winkel relativ zur Oberfläche der emittierenden Auftreff-

elektrode untersucht wird. Auch die innerhalb der Auftreffelek—

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trode 104 erzeugte Bremsstrahlung wird in axialer Richtung abgeschwächt, da in Richtung der Röhrenachse gemessen diese Strahlung ie^ne größere Wegstrecke axial durch das Auftreffelektrodenmaterial zurücklegen muß. Hierdurch wird die Bremsstrahlungsmenge vermindert, welche die Zonenplatte 58 erreicht. Die zu verwertende Strahlung, welche bei der Ausführungsform nach Figur 4 in Richtung parallel zur Achse der Röhre 92 austritt, besitzt daher verstärkt monochromatische Eigenschaft, was, wie oben im einzelnen jausgeführt wurde, für die Aufnahme von Röntgenbildern sehr zweck- !mäßig ist.

Figur 4 zeigt auch eine andere Möglichkeit zur Anlegung der Po-I tentialdifferenz zwischen der Kathode 40 und der Anode oder Aufjtreffelektrode 104. Die Trägerplatte 100 dient hier zum Abdichten der die Ölfüllung 96 enthaltenden Kammer, so daß die Flanschen 64 hier außerhalb des Isolieröls 96 liegen, während sie bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3 innerhalb der Isolierölfül-¹ lung gelegen waren. Die Anschlußleitungen 44'und 46 verbinden die JSpannungsquelle 30 mit der Kathode 40 bzw. mit der Trägerplatte ilOO ähnlich der in Figur 1 gezeigten Schaltung für die Spannungsjquelle 30. In Figur 4 ist gezeigt, daß die Anschlußleitung 46 ge-.erdet ist, so daß sich die Trägerplatte 100 und die Auftreffelek- :trode 104 auf Erdpotential befinden. Auf diese Weise lassen sich !von einer Bedienungsperson die zur Erzeugung des Moiremusters dienende Maskenanordnung 78, das Fluoreszenzmaterial 56 und die .Zonenplatte 58 nach Belieben in der für die Untersuchung der verschiedenen Teile des Körpers des Patienten erforderlichen Weise !anbringen und abmontieren. Nachdem die von der Spannungsquelle 130 erzeugte Potentialdifferenz bis zu 150 Kilovolt betragen kann, ist ein besonders aufgebauter Heiztransformator 106 vorgesehen, ₍der ausreichend isoliert ist, um zwischen seiner Primärwicklung und seiner Sekundärwicklung eine Spannung von 150 Kilovolt aufnehmen zu können. Aus Figur 4 geht hervor, daß die Mittelanzapfung ■der Primärwicklung des Transformators 106 über die Anschlußlei- :tung 46 geerdet ist, während die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Transformators 106 mit der Anschlußleitung 44 des ,Hochspannungsgenerators in Verbindung steht.

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ι Die zur Erzeugung des Moiremusters dienende Maskenanordnung 78 ' :

iund das Fluoreszenzmaterial 56 werden bei der Ausführungsform

!nach Figur 4 in derselben Weise eingesetzt wie dies anhand von
ι Figur 3 beschrieben wurde und bewirken eine Verstärkung der Mono—: j chromatizität der von dem Fluoreszenzmaterial 56 emittierten : ■ Strahlungsenergie. Der Aufbau nach Figur 4 bringt eine weitere ; Verbesserung gegenüber der Konstruktion nach Figur 3, da weniger
Bremsstrahlung, welche von der Auftreffelektrode 104 ausgeht, :

sich in Richtung der Zonenplatte 58 ausbreiten kann.

j In Figur 5 ist eine Ausführungsform einer Röntgenröhre gezeigt,
'welche gegenüber der Röhre 92 nach Figur 4 abgewandelt ist und · hier die Bezugszahl 92A trägt, während das umgebende Gehäuse mit .

i 94A bezeichnet ist. Die Röntgenröhre 92A enthält eine Auftreff-
! - ■ ■

j elektrode 108, die als Belag auf einem Trägerkörper 110 angeordnet ist, wobei sowohl Auftreffelektrode als auch Trägerkörper
geneigte Flächen besitzen, ähnlich wie dies für die Teilflächen. , des Sägezahnprofils 102 nach Figur 4 der Fallwar. Die Auftreff-
;elektrode 108 hat eine Schichtdicke von etwa 20 Mikron bis 40
!Mikron und besteht aus demselben Werkstoff wie das Fluoreszenz- i ■material 56 nach Figur 1, nämlich aus einem bei Beschüß mit Elek-; ,tronen Röntgenstrahlung emittierenden Element niedriger Atomordnungszahl , wie beispielsweise Zerium oder Molybdän, welche ; eine stärker ausgeprägte K₀^ -Emissionslinie hervorbringen als : Elemente mit hoher Atomordnungszahl wie beispielsweise Wolfram. ^; Hierdurch ergibt sich eine höhere Intensität der weicheren Rönt- \ :genstrahlen mit Energien von etwa 34 keV, wie sie in der Mammo- i jgraphie verwendet werden und welche nun unmittelbar durch Elek- ; i tronenbeschuß in der Auf tref felektrode 108 angeregt werden, v/äh- [ ί rend eine so hohe Intensität der weichen Röntgenstrahlung mit

; der Auf tref felektrode 38 nach Figur 1 nicht erreichbar ist. Bei- ■■ ι ■ ^:

,spielsweise haben im Falle einer 20 Mikron dicken Molybdänschicht; j die K₀^ -Emissionslinien eine Energie von 17,5 keV. Erfolgt der ; ■Beschüß mit Elektronen einer Energie von 35 bis 40 keV, so kon- j zentriert sich mehr als 95 % der Gesamtstrahlung auf den Bereich ί

! ■■"""■' . . ί

einer Photonenenergie von 14 bis 20 keV. Durch Bestrahlung einer : 40 Mikron dicken Zeriumschicht mit Elektronen einer Energie von ' ;

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'•V

|70 keV wird ein Spektrum unter einem Austritts- oder Blickwinkel ■ ivon 80 zur Normalen der Oberfläche der Zeriumschicht emittiert, < j welches 70 % seiner Energie im Bereich von 33 bis 40 keV auf- \ : weist. Dieses Zerium-Emissionsspektrum entspricht gerade dem maximalen Absorptionsbereich im Jodspektrum, so daß Jod .ein ideales Röntgenkontrastmittel zur Verwendung in Verbindung mit einer Zerium-Röntgenquelle ist.

Anstelle des Sägezahnprofils 102 in der Ausführungsform nach Figur 4 wird bei der Röntgenröhre 92A nach Figur 5 die Neigung j der Flächen dadurch erzielt, daß der Trägerkörper 110 und die Auftreffelektrode 108 kegelstumpfförmige Gestalt besitzen. Es sei darauf hingewiesen, daß die geneigten Flächen der Auftreffelektrode 108 nach Figur 5 oder der Auftreffelektrode 104 nach ! Figur 4 den weiteren Vorteil mit sich bringen, daß die gesamte, von Elektronen der Kathode 40 beaufschlagte Fläche vergrößert ist, so daß sich eine größere Intensität der erzeugten Röntgenstrahlung ergibt. Der Trägerkörper 110 besitzt einen Flansch 112, der I dicht an den Glaskolben 114 der Röntgenröhre anschließt, derart, ^! daß im Röhreninneren ein Vakuum erzeugt werden kann. Eine Zonen- : platte 58 ist an dem Flansch 112 durch Schrauben 62 und Muttern ! 60 befestigt, welche die Flanschen 64 in ähnlicher Weise zusammenspannen, wie dies im Zusammenhang mit Figur 3 beschrieben ^] worden ist· '

Figur 6 zeigt in schematischer Abbildungsweise ein optisches Sy- j

stern 116, das zur Rekonstruktion eines Bildes auf einem Schirm j

oder einer Filmplatte 118 aus der kodierten photographischen \

Aufzeichnung oder dem Hologramm auf der Filmplatte 72 dient, ι

welche außer in Figur 6 auch in Figur 1 gezeigt ist. Das opti- '

sehe System 116 zeigt eine Lichtquelle 120, welche vorzugsweise \

von einem Laser gebildet wird, der eine kohärente Strahlung ab- '

gibt. Weiter enthält das optische System eine Sammellinse 122, .

welche die Lichtstrahlen durch eine Irisblende 124 führt, wo- j

nach die Strahlen auf eine weitere Sammellinse 126 fallen, wel- :

ehe diese Lichtstrahlen in einem Brennpunkt 128 sammelt. Die i

photographische Platte 72 nach Figur 1 wird entwickelt und dann ,

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hinter die Linse 126 gebracht, so daß die Lichtstrahlen, welche · von der Linse 126 ausgehen, durch die photographische Platte

j ihren Weg zu dem Brennpunkt 128 nehmen. Ein Teleskop 130 ent- !hält eine Plankonvexlinse 132 und eine Sammellinse 134 und ist I in einem bestimmten Winkel mit seiner Achse 136 gegenüber der optischen Achse der Linse 126 ausgerichtet. Das Teleskop 130 nimmt das gebeugte Licht auf, das in Richtung der Achse 136 durch eine Irisblende 138 gelangt, um aus diesem Licht ein Bild auf dem Schirm 118 herzustellen. Das optische System 116 vermag Bilder zu dekodieren, welche in ihrer kodierten Form unter Verwendung einer Zonenplatte 58 nach Figur 1 in Gestalt eines aus der Achse versetzten Fresnel'sehen Musters erzeugt worden sind.

[Enthält das Abbildungssystem 20 nach Figur 1 eine Zonenplatte.

j mit einem anderen Modulationsmuster, so muß auch eine andere Dekodierungsform oder ein entsprechend angepaßtes Filtern der !optischen Informationen vorgesehen sein, wie dies in der zuvor erwähnten US-Patentschrift beschrieben ist.Die Orientierung des Teleskops 130 mit seiner Achse 136 in Winkel zur optischen Achse der Linse 126 entspricht dem Versatz der Fresnel'sehen Zonenplatte aus der Mitte. Das Licht, welches in dem Brennpunkt 12S gesammelt wird, wird von dem undurchlässigen Teil der Irisblende 138 aufgehalten, so daß dieser Teil des Lichtes keinen Anteil an der Rekonstruktion des Bildes auf dem Schirm 118 hat. Aus j Figur 6 ist zu erkennen, daß die Verwendung einer Zonenplatte mit einem aus der Mitte versetzten Fresnel'sehen Muster zu einer kodierten Bildaufzeichnung auf der photographischen Platte 72 führt, welche in vorteilhafter Weise mit verhältnismäßig wenigen und einfachen optischen Einrichtungen dekodiert werden kann.

Figur 7 gibt nur eine Teilansicht des Abbildungssystem 20 nach den Figuren 1 und 3 wieder und zeigt nur die obere Maske 80, die Zonenplatte 58 mit dem FreSnel'sehen Kodierungsmuster darauf und !den Halbtonschirm 70, welche längs einer gemeinsamen Achse 140 jangeordnet sind, die mit der Achse des Gehäuses 26.nach Figur :zusammenfällt. Man ersieht aus Figur 7, daß die Umrißlinien des iFresnel'sehen Musters der Zonenplatte 58 in etwa parallel zu

den Linien des Halbtonschirms 70 verlaufen, während die Begrenizungslini.en der oberen Maske 80 und auch der unteren Maske 82

i - 17 - .

senkrecht zu den Linien des Halbtonschirms 70 gerichtet sind. Bei einer solchen Orientierung der Umgrenzungslinien ergaben sich in dem Abbildungssystem nach Figur 1 gute Bilder des abzu-S bildenden Objektes 54.

Der Halbtonschirm 70 kann ähnlich wie die Zonenplatte 58 in der Weise hergestellt werden, daß ein bleihaltiges Material auf einem Träger abgelagert wird. Es ist aber auch möglich, einen bandartigen, aus Drähten oder Fäden hergestellten Verband zu bilden, in welchem jeder zweite Faden oder Draht aus bleihaltigem Material besteht, während dazwischen Fäden oder Drähte liegen, die aus durchlässigem Material, etwa aus Polyamid bestehen. Der aus Fäden oder Drähten gebildete Verband wird dann an seinen Rändern in einem Rahmen gefaßt oder auf einem gegenüber Röntgen- -strahlung durchlässigen Trägerkörper befestigt. Der Halbtonschirm; 70 kann aber auch andere geometrische Muster aufweisen, beispielsweise Schachbrettmuster oder Muster, die aus einem oder mehreren Fresnel'sehen Mustern zusammengesetzt sind, ähnlich, _: wie sie in der Zonenplatte 58 enthalten sind. ;

Figur 8 zeigt eine graphische Darstellung, in welcher die Rein- , heit des Röntgenstrahlungsspektrums, welches von einem Fluoreszenzmaterial emittiert wird, etwa von dem Fluoreszenzmaterial 56 nach Figur 2, als Funktion des Betrachtungswinkels oder Austrittswinkels aufgetragen ist, unter welchem die emittierte Strahlung untersucht wird, wobei dieser Winkel gegenüber der .Normalen zu der Oberfläche des Fluoreszenzmaterial 56 gemessen wird. In Figur 8 sind die Ergebnisse festgehalten, die für ein Fluoreszenzmaterial 56 mit einer 20 Mikron dicken Molybdänschicht ermittelt wurden, während in Figur 9 eine ähnliche graphische Darstellung gezeigt ist, welche die Ergebnisse für eine 40 Mikron dicke Zeriumschicht wiedergibt. Außerdem sind in den Figuren 8 und 9 die Intensität der Strahlung im Bereich der

und

Ket -Emissionslinien/die Intensität der Bremsstrahlung aufgetragen. Die die Emissionsreinheit wiedergebende Kurve stellt die Intensität dar, welche im Bereich der Κ# -Emissionslinien auf-

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ι r\ r\ It t\

tritt, dividiert durch die Intensität der gesamten emittierten
Strahlung, nämlich der Bremsstrahlung und der Strahlung im Be-'reich K₀^ -Emissionslinien. Es ist festzustellen, daß die die
Reinheit der Emission anzeigende Kurve ein Maximum im Bereich
von etwa 80° bis 85° des Austrittswinkels hat und, wie schon
im Zusammenhang mit den Figuren 4 und 5 ausgeführt wurde, ist
dieses Maximum in der Reinheitskurve einer der Gründe für die
Neigung der Oberfläche der Auftreffelektrode 38 relativ zur
Achse der Röntgenröhre. Die Reinheitskurve ist also ein Maß für

I die Monochromatizität der emittierten-Strahlung.

j Es sei nun wieder Figur 6 betrachtet. Bekanntermaßen ist eine

I normale Röntgenfilmplatte verhältnismäßig groß und mißt etwa
25 cm χ 30 cm, so daß bei Verwendung einer solchen Platte verhältnismäßig große Linsen, etwa für die Linse 126, notwendig

!wären, um die photographische Platte 72 ganz auszuleuchten. Man
kann daher die photographische Platte 72 in eine Belichtungseinrichtung setzen, in der sie mit diffusem Licht beleuchtet und > photographiert wird, um eine photographische Platte geringerer j ■Abmessungen zu erhalten, wobei der Verkleinerungsfaktor 20:1 ; !beträgt. Auf diese Weise lassen sich Linsen normaler Größe für !

Idas Bauteil 126 verwenden.

j Es hat sich auch gezeigt, daß es zweckmäßig ist, eine photo- :

I ■

graphische Platte zu verwenden, welche einem Bleichvorgang unter-^: j zogen worden ist. Zu diesem Zwecke wird die photographische I 'Originalplatte 72 in eine Belichtungseinrichtung gesetzt, in ■ ; welcher sie mit diffusem Licht bestrahlt und auf eine zweite ■ ■photographische Platte kopiert wird, deren photographische :

Emulsion sich auf einer Glasplatte befindet. Die zweite photo- j graphische Platte wird dann in der üblichen Weise belichtet und ' ;dann in eine Bleichlösung eingebracht, welche das undurchlässige j 'Silber durch ein transparentes Salz ersetzt. Die gebleichten Be- j reiche vermitteln dem die zweite photographische Platte durch- i ,dringenden Licht eine Phasenverschiebung mit dem Ergebnis, daß j Idie zweite photographische Platte nun ein Phasen-moduliertes . \

i - j

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Hologramm und nicht mehr ein Amplituden-moduliertes Hologramm ; J ist. Die zweite photographische Platte wird dann zur Rekonstruk- > tion des Bildes in dem Rekonstruktionssystem nach Figur 6 in
derselben Weise verwendet, wie dies mit der ursprünglichen
photographischen Originalplatte 72 geschah. Die Verwendung der j zweiten photographischen Platte ergibt einen vergrößerten dyna- ' mischen Bereich des auf dem Schirm 118 rekonstruierten Bildes.

Figur 10 zeigt eine Anlage zur Verminderung der Größe des auf
der photographischen Platte 72 aufgezeichneten kodierten Bildes... Die photographische Platte 72 wird an einem Förderband 142, das ι über Rollen oder Walzen 144 gelegt ist, in ein photographisches ' Entwicklerbad 146 transportiert, wonach das Bild unter Verwen- ■ dung einer ein diffuses Licht erzeugenden Lampe 158, einer Linse ; 150 und einer weiteren photographischen Platte 152 abphotographiert wird, worauf das Bild in einer Verkleinerung von 20:1 ^: auf der weiteren photographischen Platte erscheint. Ein weiteres : Entwicklungsbad (nicht dargestellt) ähnlich dem Entwicklerbad
146 dient zum Entwickeln und Bleichen der zweiten photographi- ι sehen Platte 152. ' j

Die Zonenplatte 58 nach Figur 1, welche ein aus der Mitte versetztes Fresnel·sches Kodierungsmuster aufweist, besitzt eine
Liniendichte von etwa im Mittel 20 Linien je Zentimeter. Ist j der Halbtonschirm 70 nach Figur 1 auf halber Strecke zwischen j

der Zonenplatte 58 und der photographischen Platte 72 angeord- I net, so hat er eine mittlere Liniendichte von etwa 40 Linien je j Zentimeter. Um eine geeignete Liniendichte auf dem Halbton-

schirm zur Erzielung einer guten Bildqualität auszuwählen, wird
diese Liniendichte nach der folgenden Regel gewählt: Die mittlere Liniendichte der Zonenplatte wird mit einem Faktor multipli- , ziert, der von dem Verhältnis der Abstände zwischen der Zonen- ι platte 58, dem Halbtonschirm 70 und der photographischen Platte
72 abhängig ist. Im einzelnen ist dieser Faktor der Abstand ! von der Zonenplatte 58 zu der photographischen Platte 72 divi- j diert durch den Abstand zwischen der Zonenplatte 58 und dem
iHalbtonschirm 70. :

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j Während die hier beschriebene Zonenplatte 58 einen Durchmesser von beispielsweise etwa 25 cm hat, wobei die mittlere Linien-

I dichte etwa 20 Linien je cm beträgt, können auch andere Zonenplatten verwendet v/erden. Insbesondere ist zu beachten, daß bei Zonenplattenmustern, welche eine wesentlich gröbere Linieneinteilung besitzen als die oben angegebene, die zuvor erwähnte Verkleinerung des Bildes der photographischen Platte 72 durch Abphotographieren in einer Belichtungseinrichtung notwendig ist, um ein Bild hoher Auflösung zu erhalten. Bei der zuvor erwähnten Liniendichte von 20 Linien je cm ist eine solche Verkleinerung aus Gründen der Bildauflösung nicht notwendig, jedoch zweckmäßig, da Linsen normaler Größe verwendet werden können.

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Claims

Patentansprüche

1. köntgenstrahlen-Abbildungssystem mit einem Röntgenstrahlungs-

enerator, dadurch gekennzeichnet, daß eine die monochromatisehen Eigenschaften der Röntgenstrahlung verbessernde Vorrichtung (56 bzw. 102, 104, 80', 82, bzw. 108, 110) sowie Modulaj tionseinrichtungen (58) vorgesehen sind, mittels welchen der Röntgenstrahlung eine räumliche Modulation aufgeprägt wird und welche gegenüber Röntgenstrahlung verhältnismäßig undurchlässige j Bereiche aufweist, die zwischen, gegenüber Röntgenstrahlung verhältnismäßig durchlässigen Bereichen liegen, wobei die Räume, welche von aufeinander folgenden undurchlässigen und durchlässigen Bereichen eingenommen werden, in einer bestimmten Richtung monoton abnehmen.

2. Röntgenstrahlen-Abbildungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Verbesserung der monochromatischen Eigenschaften der Röntgenstrahlung eine Schicht aus einem Fluoreszenzmaterial oder Lümieszenzmaterial (56) enthält, das von der Röntgenstrahlung des Röntgenstrahlengenerators (24, 38 bzw. 92, 104) bestrahlt wird und abhängig von dieser Bestrahlung Fluoreszenz-Röntgenstrahlung bzw. Lumineszenz-Röntgenstrahlung emittiert.

!3. Röntgenstrahlen-Abbildungssystem nach Anspruch 2, dadurch gejkennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Verbesserung der monojchromatischen Eigenschaften der Röntgenstrahlung eine Masken- !anordnung (78) mit zwei Masken (80, 820 enthält, welche je-Iweils gegenüber der Röntgenstrahlung verhältnismäßig undurchjlässige Bereiche zwischen gegenüber der Röntgenstrahlung ver- !hältnismäßig durchlässigen Bereichen aufweisen und längs einer zur Oberfläche der einen Maske lotrechten Achse bestimmten Abstand voneinander haben, wobei die undurchlässigen Bereiche der ι einen Maske in Achsenrichtung mit den durchlässigen Bereichen ider anderen Maske fluchten, derart, daß eine Ausbreitung der

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Röntgenstrahlung des Röntgenstrahlungsgenerators in Achsenrichtung verhindert wird.

4. Röntgenstrahlen-Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgenstrahlengenerator eine auf einem Träger (36 bzw. 100 bzw. 110) angeordnete j Schicht (38 bzw. 104 bzw. 108) aus bei Elektronenbeschuß Röntj genstrahlen emittierenden Werkstoff enthält, welche gegenüber der Röntgenstrahlung im wesentlichen durchlässig ist.

. ■

i5. Röntgenstrahlen-Abbildungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Schicht (38 bzw. 104 bzw. 108) aus Röntgenstrahlung emittierendem Werkstoff auf der von dem Träger (36 bzw. 100 bzw. 110) abgewandten Seite mit Elektronen J bestrahlbar ist, derart, daß die hierdurch angeregte Röntgen-I strahlung sich durch den Träger hindurch ausbreitet·

6. Röntgenstrahlen-Abbildungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (100) auf seiner der Röntgenstrah- !lung emittierenden Schicht (104) zugewandten Seite im Querschnitt

'ein Sägezahnprofil (102) aufweist.

; 7. Röntgenstrahlen-Abbildungssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenüber der emittierten Röntgenstrahlung im wesentlichen durchlässige Träger (110) mindestens iauf der der Röntgenstrahlung emittierenden Schicht (108) zuge- !wandten Seite eine im wesentlichen konische Oberfläche besitzt.

8. Röntgenstrahlen-Abbildungssystem nach Anspruch 4 oder 7, da-Idurch gekennzeichnet, daß ein Strahlungsfenster (68) vorgesehen ^!ist,/welches die emittierte Röntgenstrahlung austritt und daß ,die an die Röntgenstrahlung emittierende Schicht (104 bzw. 108) !angrenzende Oberfläche des genannten Trägers (100 bzw. 110) leinen bestimmten Winkel gegenüber dem Strahlungsfenster bildet.

9. Röntgenstrahlen-Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinrichtungen

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von einer Zonenplatte (58) gebildet sind, welche ein gegenüber der Röntgenstrahlung verhältnismäßig undurchlässiges, aus der iMitte versetztes, Fresnel·sches Zonenmuster auf einem für die Strahlung verhältnismäßig durchlässigen Träger aufweist.

10. Röntgenstrahlen-Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in bestimmtem Abstand von den Modulationseinrichtungen (58) ein Aufzeichnungsträger (72) angeordnet ist, auf welchem ein kodiertes Bild eines von der räumlich modulierten Röntgenstrahlung bestrahlten, abzubildenden Gegenstandes (54) aufzeichenbar ist.

11. Röntgenstrahlen-Abbildungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verkleinerungsstation (148, 150, 152) zum Verkleinern des kodierten Bildes des Aufzeichnungsträgers (72) vorgesehen ist.

12. Röntgenstrahlen-Abbildungssystem nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine Rekonstruktionseinrichtung (116) zur Erzeugung eines unmittelbar deutbaren Bildes aus dem kodierten Bild, welche Fokussierungsmittel (122, 124, 126) zur Führung ' von Lichtstrahlen durch das kodierte Bild hindurch zu einem auf der optischen Achse der Fokussierungsmittel gelegenen Punkt sowie Abbildungsmittel (130, 118, 138) enthält, mittels welchen die von dem bestrahlten, kodierten Bild unter einem bestimmten Winkel gegenüber der genannten optischen Achse ausgehende Strahlung auswertbar ist.

13. Röntgenstrahlen-Abbildungssystem, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgenstrahlungsgenerator eine verhältnismäßig dünne Auftreffelektrode (38) aus bei Elektronenbeschuß Fluoreszenzstrahlung emittierendem Werkstoff enthält", deren Breitenabmessung vielfach größer als ihre Stärke ist, daß ferner Einrichtungen (42, 52, 40, 74, 76) zur gleichmäßigen Anregung der Auftreffelektrode mittels Elektronen so hoher Energie vorgesehen sind, daß die Fluoreszenzstrahlung emittiert wird und daß mit diesen Einrich-

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tungen Einstellmittel (47) gekoppelt sind, mittels welchen die

Elektronenenergie zur Erhöhung der monochromatischen Eigen- ;

schäften der Strahlung etwa auf den Energiewert einer Fluores- j

zenzstrahlung der Auftreffelektrode einstellbar ist. :

14. Röntgenstrahlen-Abbildungssystem nach Anspruch 13, dadurch ! gekennzeichnet, daß die bzw. eine dem Röntgenstrahlungsgenerator nachgeschaltete Modulationseinrichtung zur räumlichen Modu- ' lation der Röntgenstrahlung von einer verhältnismäßig dünnen, j im Strahlengang der emittierten Strahlung angeordneten Platte ' (58) gebildet ist, auf welcher eine Vielzahl strahlungsundurch- | lässiger und strahlungsdurchlässiger Bereiche jeweils unter- · ί

j schiedlicher Größe vorgesehen sind, mittels welchen der Strah- i lungsverteilung ein breitbandiges Spektrum der räumlichen Frequenzen aufgeprägt wird. j

15. Röntgenstrahlen-Abbildungssystem nach Anspruch 14, dadurch j gekennzeichnet, daß die Fluoreszenzstrahlung emittierende Auftreffelektrode einen Neigungswinkel gegenüber der Modulationseinrichtung aufweist.

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