DE2441948A1 - X-RAY IMAGING SYSTEM - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

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

8 MÜNCHEN 158 MUNICH 15

LANDWEHRSTR. 35 · POSTFACH ICULANDWEHRSTR. 35 · POST BOX ICU

TEL. (08 II) 5557 19TEL. (08 II) 5557 19

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

Raytheon Company, 141 Spring Street, Lexington, Mass. o2173,
Vereinigte Staaten von AmerikaRaytheon Company, 141 Spring Street, Lexington, Mass. o2173,
United States of America

Röntgenstrahlen-Abbildungssystem.X-ray imaging system.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Röntgenstrahlen-Abbildungssystem mit einem Röntgenstrahlungsgenerator.The invention relates to an x-ray imaging system with an X-ray generator.

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-When making x-rays, an intensive process is often used _; ! X-rays required, which during a relatively short period of time of, for example, a tenth of a
j second or less is effective when about an angiogram
j or a vessel receptacle is to be made in order to

;wischen des Bildes aufgrund einer Bewegung der Blutgefäße \ ; blurring of the image due to a movement of the blood vessels \

I der zu untersuchenden Person zu verhindern. Bei Röntgenauf- jI to prevent the person to be examined. With x-ray j

_i nahmen des menschlichen Skeletts können längere Belichtungs- ■ _i took the human skeleton can take longer exposure ■

dauern zugelassen werden, solange der Patient ausreichend ;take time to be admitted as long as the patient suffers;

iruhiggestellt werden kann. Kürzere Belichtungszeiten'machen jcan be suspended. Make shorter exposure times j

j die Verwendung höherer Strahlungsintensitäten zur Erzielung 'j the use of higher radiation intensities to achieve '

ι guter Bilder auf der photographischen Platte erforderlich, ;ι good images on the photographic plate required;

da die gesamte, auftreffende Energie, die zur Erzeugung eines Jsince all of the incident energy required to produce a J

' Bildes auf der photographischen Platte erforderlich ist, j'Image is required on the photographic plate, 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, daßi for short and long exposure times almost the same! ι stays. Now, the difficulty arises that only one loading, ^one bordered radiation intensity may be provided by a rotating anode X-ray tube, because of the danger that

— 1 —- 1 -

509811/0339509811/0339

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 verhältnismäßigthe impingement electrode or anode in the area of the focal point at the point of impact of the electron beam on the electrode becomes overheated. This difficulty is made even more significant by the fact that for high resolution and a good sharpness of the X-ray images to be produced the impingement electrode the X-rays from one proportionately

kleinen Punkt in der Größenordnung von weniger als Io mm emittieren muß, wodurch die Temperatur der Auftreffelektrode oder Anode noch erhöht wird.small point on the order of less than Io mm must emit, reducing the temperature of the target electrode or anode is increased.

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.It is also known that a monochromatically radiating source produces sharper photographic images than one broadband source. This is shown particularly clearly by the example of angiography or vascular imaging which is a contrast agent or a dye which is opposite to a certain frequency or a certain frequency band is impermeable, injected into the patient, or given by ingestion. The dye or contrast agent absorbs the radiation to which the fabric is opaque, creating sharply defined shadows on a die X-ray receiving plate can be designed and get a high resolution image with fine details, for example with the blood vessels in the human body. Certain difficulties arise because those with Dye-enriched regions of the human body are irradiated by a broad spectrum x-ray source be, the radiation both inside and outside the absorption band of the contrast agent or Dye lies, whereby the image quality is deteriorated again.

!Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Röntgen-! The invention is intended to solve the problem of providing an X-ray

Istrahlen-Abbildungssystem so auszubilden, daß eine hohe Strahlungsintensität und gute monochromatische EigenschaftenTo train I-ray imaging system so that a high Radiation intensity and good monochromatic properties

I der Strahlung erzielt und Bilder hoher Qualität erzeugt werden I können.I of the radiation and high quality images are produced I can.

'Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine ^!die monochromatischen Eigenschaften der Röntgenstrahlung ver-'According to the invention, this object is achieved in that a ^! the monochromatic properties of X-ray radiation

5 0 9 811/03395 0 9 811/0339

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.ameliorating device and modulation means are provided by means of which the X-radiation, a spatial modulation is superimposed and which is opposed to X-ray radiation ι relatively impermeable regions which are opposed to x-ray radiation relatively permeable loading [range between!, wherein the spaces which permeable successive Iundurchläßigen and Areas to be occupied: decrease monotonously in a certain direction.

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,ι in individual _n s is an X-ray tube is provided which is a source of high energy electrons, and a relatively!; thinev for radiation-permeable impingement electrode, which is acted upon by the electrons and emits X-rays on the side which is remote from the side bombarded with electrons. In one embodiment, a side or surface of the impingement electrode is inclined with respect to a radiation window of the X-ray tube,

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.whereby the percentage of the fluorescent x-ray radiation generated by the landing electrode is increased relative to the total spectrum of the x-ray radiation emitted by the landing electrode. This results in a stronger monochromaticity of the X-ray radiation, which exits through the radiation window of the X-ray tube. In another: embodiment, the monochromaticity is increased by; that a layer of a fluorescent material is placed in front of the radiation window of the X-ray tube, which absorbs the incident primary X-ray radiation and, excited thereby, generates a radiation energy which is emitted at fluorescence frequencies. The fluorescent material absorbs ^: large portions of the bremsstrahlung and the fluorescent X-ray radiation of the impingement electrode, so that the ^{radiation emitted by the fluorescent material 1 is} essentially monochromatic, since the main part of this radiation is the fluorescent X-ray radiation emitted by the material itself.

Zur Erzeugung einer großen spektralen Bandbreite der räumlichen Frequenzen der emittierten Strahlung des FluoreszenzmaterialsTo generate a large spectral bandwidth of the spatial frequencies of the emitted radiation of the fluorescent material

0981 1 /03390981 1/0339

(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(spatial frequency with reference to * a sample of the intensity across the emitting surface), is a zone plate, such as can be found in US Pat. No. 3,748,470, which has a checkerboard pattern modulated by a chirp function or a zone plate is provided which the Has the shape of an off-axis Fresnel's pattern and serves to spatially modulate the emitted X-rays. The X-ray tube with the one attached to it Zone plate is then arranged so that its X-ray radiation is directed towards the patient, behind whom a normal

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.photographic plate is set up to produce an X-ray image. Due to the coding which is provided by the zone plate is introduced, an encoded record of the internal structure of the photographic plate is obtained object to be mapped. The photographic record on the X-ray sensitive plate is only decoded when in order to obtain an immediately understandable image, which can be viewed by the X-ray doctor, of the internal structure to examine the object to be imaged or the patient. If the zone plate is an off-axis, Fresnel pattern, this is how the decoding takes place the photographic recording or the reconstruction of the image in a simple manner by relatively uncomplicated optical means constructed using an off-axis iris diaphragm and a telescope. Statistical too or irregular zone plate patterns can be used.

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 aufIn yet another embodiment, a pair of masks arranged at a certain distance from one another is provided, which between the landing electrode and the fluorescent Material are arranged and generate a radiation pattern in the form of a moiré, the primary radiation from the impingement electrode is prevented from spreading in a straight line, but is under against the forward direction lighter angle can spread obliquely, such that the fluorescent material is irradiated while a passage of the Primary radiation through the fluorescent material in the direction of

50981 1 /033950981 1/0339

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.ι the object to be imaged is prevented in such a way that the monochromatic properties of the fluorescent material
emitted radiation can be improved. According to a further development, there is also a halftone screen (same dimensions: the alternating permeable and impermeable areas); provided that between the zone plate and the to be imaged
Object is set and a spatial modulation of the object to be imaged, as it is the incident radiation, superimposed, such that the object as such
appears with high spatial frequencies, which is located in the
Zone plate system can be mapped more precisely.

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: ■ ;In addition, expedient refinements and developments form the subject matter of the attached claims, to which herewith: to shorten and simplify the description expressly
is pointed out. Some embodiments are given below
explained in more detail with reference to the drawing. Put it
dar: ■;

Fig. 1 eine Röntgenröhre mit einem Fluoreszenfckörper1 shows an X-ray tube with a fluorescent body

oder Fluoreszenzmaterial und einer Zonenplatte, ,or fluorescent material and a zone plate,,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer Röntgen- ; röhre mit einer nicht berührenden Gitter- ^: elektrode zur Modulation des Elektronenstrahls, '2 shows another embodiment of an X-ray; tube with a non-contact ^grid: electrode to modulate the electron beam '

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, ■ ;3 shows a tube construction in which a mask arrangement for generating a moiré pattern between the impingement electrode and
Fluorescent material of a tube of the basic structure according to Figure 1 is arranged
is, ■;

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- !4 shows an embodiment with an impact electrode, the surface of which has a sawtooth profile, '!' so that the individual surfaces opposite one; Radiation windows of the tube are inclined, [ whereby the attachment of a mask attachment!

5 0 9 8 11/03395 0 9 8 11/0339

Ordnung zur Erzeugung eines Moiremusters und einer Zonenplatte außerhalb eines die Röhre umschließenden, mit Öl gefüllten Gehäuses gezeigt sind,Order for generating a moiré pattern and a zone plate outside of the tube enclosing, oil-filled housing are shown,

Fig. 5 eine Ausführungsform mit einer konischen Auftreff elektrode, welche der Elektronenstrahlung schräggestellte Flächen darbietet,5 shows an embodiment with a conical impact electrode, which presents inclined surfaces to the electron beam,

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,6 shows an optical system for reconstruction of a Image from an encoded photographic record as it is due to the encoding is obtained by means of the zone plate,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung der Maskenanordnung, der Zonenplatte und des Halbtonschirms nach den Figuren 1 und 3,Figure 7 is a perspective view of the mask assembly, zone plate, and halftone screen according to Figures 1 and 3,

Fig. 8Fig. 8

und 9 graphische Darstellungen zur Erläuterung desand 9 graphs to explain the

Emissionsspektrums von Molybdän und Zerium als Fluoreszenzmaterial in der Röntgenröhre nach Figur 1 undEmission spectrum of molybdenum and cerium as fluorescent material in the X-ray tube according to Figure 1 and

Fig. Io eine Einrichtung zur Verkleinerung einer photographischen Aufzeichnung, welche nach den Figuren 1 und 6 gebildet ist.Fig. Io a device for reducing a photographic Record formed according to FIGS. 1 and 6.

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.The system shown in Figure 1 is labeled 2o and contains an X-ray generator 22. This in turn contains an X-ray tube 24 which is enclosed by a housing 26 which contains an oil filling 28, this oil filling serving for insulation against the electrical high voltage, which is supplied from the voltage source 3o. The X-ray tube 24 has a glass bulb 32 that fits tightly a base section 34 made of metal is connected, the base section 34 is connected to a carrier plate 36, which seals the interior of the X-ray tube 24 in a vacuum-tight manner.

509811/0330509811/0330

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, welcherAn impingement electrode 38 in the form of a thin foil or a film made of a heavy element, for example made of tungsten or gold, is applied to the carrier plate 36 on the side facing the vacuum space of the X-ray tube 24. In the present exemplary embodiment, although the carrier plate 36 is used to hold and support the impingement electrode 38, other holding means can also be provided for this purpose, for example in accordance with ^! an embodiment, not shown, a frame, which

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 Kathodeis attached to the edge of the impingement electrode 38 in this ί Trap has the shape of a film spanning the frame. However, a carrier plate 36 is preferably used, since j thereby facilitates the cooling of the impingement electrode 38 :will. A cathode 4o is heated by means of a cathode heater 42 [and emits electrons which, under the influence ; an electrical potential difference between the cathode

[ 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. [ 4o and the impingement electrode 38 placed and generated by the voltage source 3o connected via the lines 44 and 46, hit the impingement electrode 38. A setting button is in operative connection with the voltage source 3o and I enables the setting between the connecting lines! 44 and 46 lying voltage in order to be able to adjust the energy of the emitted X-rays in this way. In the area of the seal 5o between the glass bulb 32 and the base section 34 made of metal there is a shield 48 in order to protect the seal 5o from the electrons emitted by the cathode 4o.

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, bevorThe carrier plate 36 is preferably made of a light metal, for example aluminum or beryllium, which compared to the X-ray radiation emitted by the impingement electrode 38 is essentially permeable, while at the same time sufficient strength and rigidity is given to to hold the impingement electrode 38 in its position and the opposite to absorb the atmospheric pressure present in the vacuum within the X-ray tube 24. The cathode heater 42 is is supplied with electrical current from a heating current source 52 and is before the X-ray generator is put into operation 22 turned on to heat the cathode 4o before

509811/0339,509811/0339,

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 a voltage pulse is supplied from the voltage source 3o. The duration of the voltage pulse is matched to the voltage supplied by the voltage source, to the strength and to the composition of the object 54 to be imaged by means of the system 2o. The impingement electrode 38 is thin enough, approximately on the order of 13 microns, to allow the X-ray radiation j excited on its side facing the cathode to pass through to the object 54 to be imaged. On the other hand, \ is the target electrode 38 of sufficient strength to j stop the incident electrons.

I Die Verwendung einer Auftreffelektrode 38 und einer TrägerplatteI The use of an impact electrode 38 and a carrier plate

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.j 36 leads to a remarkable simplification of the mechanical j structure, since a rotating anode construction of a known type is not required. Furthermore, the low strength of the j impact electrode 38, which is located on the highly thermally conductive j carrier plate 36 is located, an increased cooling of the target electrode 38 and thus the handling of greater power compared to other types of X-ray tubes.

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-A fluorescent material 56, which is in the form of a layer or plate of fluorescent material, such as an oxide of Zerium, which is often referred to as "Zeria", and a zone plate 58, such as is shown in Figure 7, are on the other side of the support plate 36 by means of screws 62 and nuts 6o are tightened, by means of which flanges j 64 are clamped together, which are secured by a flange piece 66 ■ and the base portion 34 protrude. The flange piece 66

! 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,! are the fluorescent material 56 and the zone plate 58, so they jdaß ,, 36 or the support plate in the manner ^shown: are recorded. A radiation window 68, which consists of a; Material with a low atomic number, such as aluminum,

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.exists and is transparent to X-rays,! is located on one side of the housing 26 and includes ^1, the oil filling 28 in the housing 26, while at the same time the radiation generated by the X-ray tube 24 is transmitted to the imaged object 54 back.

509811/03 39509811/03 39

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.A halftone screen 7o, which is shown in more detail in Figure 7, is located between the zone plate 58 and the object to be imaged 54, with the halftone screen 7o closer to the object to be imaged Object 54 has been moved to the zone plate 58 in order to give the incident radiation a modified view of the image to be imaged To offer object 54, to be divided into a multitude of narrow areas, similar to a mosaic appears to have a spectrum of relatively high spatial frequencies. Such a spectrum is beneficial in connection with the zone plate 58 and gives a better picture, as shown in FIG. 6, than would be the case with a spectrum of the object 54 to be imaged with lower spatial frequencies. The X-ray ! Radiation is modulated in its distribution by the zone plate 58, the halftone screen 7o and the object 54 to be imaged and then hits the photographic plate 72 to be there; to produce an encoded image similar to one on the photographic one Plate 72 resulting hologram.

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 zuAn example of the use of the imaging system 2o according to FIG. 1 is the production of an angiogram or an Vascular uptake is considered to be a patient's body

untersuchen. In diesem Falle ist das abzubildende Objekt 54 ^: investigate. In this case the object 54 to be mapped is ^:

derjenige Teil des menschlichen Körpers, der untersucht werden .the part of the human body that is being examined.

soll. Bei der Erstellung eines Angiogramms wird ein Farbstoff > target. When making an angiogram, a dye >

\ oder ein Kontrastmittel, beispielsweise Jod, dem Patienten ; \ or a contrast agent, for example iodine, to the patient;

verabreicht, da dieser Stoff die Röntgenstrahlung absorbiert, Jgiven because this substance absorbs X-rays, J

; so daß bessere Schatten eines Organes oder eines Blutgefäßes ! ,gegenüber denjenigen Schatten entworfen werden, welche von; so that better shade of an organ or a blood vessel! , opposite those shadows which are designed by

!anderen Gewebeteilen erzeugt werden, die in unterschiedlichem i! other tissue parts are generated, which in different i

Maße den Jodfarbstoff oder das Jodkontrastmittel absorbiert ■The amount of iodine dye or the iodine contrast agent absorbed

haben. Dabei wird vorteilhaft Zerium als Fluoreszenzmaterial 56 , !gewählt, da das Röntgenstrahlenemissionsspektrum von Zeriumto have. In this case, cerium is advantageously used as the fluorescent material 56, ! because the X-ray emission spectrum of zerium

I sehr günstig auf das Absorptionsspektrum von Jod abgestimmt jI matched very favorably to the absorption spectrum of iodine j

ist. Die Fluoreszenzemissionslinien im Emissionsspektrum " ■, von Zerium treten im wesentlichen im Scheitel der Röntgen-is. The fluorescence emission lines in the emission spectrum " ■, of cerium occur essentially in the vertex of the X-ray

strahlenabsorptionskurve von Jod auf, wenn dessen bekannte ϊ Kennlinie betrachtet wird, in welcher die Röntgenstrahlenab-radiate absorption curve of iodine if its known ϊ Characteristic curve is considered in which the X-ray emission

509811/0339 ·509811/0339

'.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 '■ '. sorption of iodine is considered as a function of the energy of the radiation to be absorbed in electron volts. Radiation with energies that are far from the absorption maximum of iodine, j are absorbed significantly less. These energies will! However, emitted by the fluorescent material 56 only in relatively small amounts, since the essential source of the radiation emanating from the fluorescent material 56 is its own fluorescent radiation, while the radiation emanating from the impingement electrode 38 is essentially absorbed by the fluorescent material 56. A thin film or a thin! Layer of the fluorescent material weakens the electrode from the impingement I 38 outgoing radiation substantially on, but is' ■

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 . ^! j essentially transparent to its own fluorescent radiation. In this way, the selection of cerium act as: fluorescent material and the selection of iodine as a contrasting color! substance in the object being imaged to obtain a sharp and together significant image of the patient, the resolution and sharpness on the one hand on the monochromaticity of the ¹ incident on the patient radiation and on the other hand to j of the selection of the energy or frequency based the incident j radiation which is equal to the energy or the frequency are in the maximum of the absorption spectrum of the X-ray contrast agent which has been administered to the patient. 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 werdeni In Figure 2 is a compared to Figure 1 modified '! Shown shape of the X-ray tube, which is designated here by 24A ι I. The x-ray tube 24A has a non-contacting grid; ! electrode 74 in the form of a ring or cylinder, the axis i of which coincides with the longitudinal axis of the tube 24A. The cathode \ I 4oA is modified from that shown in Figure 1 cathode 4o something '■■ \ and designed to be that the austrei from the cathode Tenden electrons more easily from the grid electrode 74 and uniformly be directed to the target electrode 38

! können, die hier ebenso wie in Figur 1 die Gestalt eines auf! can, which here as well as in Figure 1 take the form of a

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 Verwendungj of the carrier plate 36 has applied coating. The diameter The grid electrode 74 is approximately equal to the distance between the grid electrode and the cathode 40A. The usage

- Io -- Io -

50981 1/033950981 1/0339

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.a grid electrode 74 enables better control of the Electron beam modulation, such that sharper pulses; will hold, since now the voltage source 3o between the Cathode 4oA and the impingement electrode 38 applied high voltage no longer has to switch on and off in pulses »To generate a potential difference between the cathode 4oA and the grid electrode 74 for the purpose of modulating the electron beam, a grid pulse series known per se is used generative dialect 76.

i ·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 undFIG. 3 shows, in a modification, the lower part of the X-ray tube 24 shown in FIG. 1, in addition to the zone plate 58 a mask arrangement 78 for producing a _; Moire pattern is attached, which an upper mask 8o and

eine untere Maske 82 enthält, die zwischen der Trägerplatte 36includes a lower mask 82 sandwiched between the support plate 36

und der Zonenplatte 58 angeordnet sind. Die obere Maske 8o ^; und die untere Maske 82 sind jeweils durch Ringflanschen 84and the zone plate 58 are arranged. The upper mask 8o ^; and the lower mask 82 are each defined by annular flanges 84

gehaltert, welche zwischen den Ringflansch 66 und den Basis- !supported, which between the annular flange 66 and the base!

abschnitt 34 der Röntgenröhre eingespannt sind, wobei die zur isection 34 of the X-ray tube are clamped, with the i

Erzeugung des Moiremusters dienende Maskenanordnung 78 und '■ die Zonenplatte 58 mit Bezug auf den Basisabschnitt 34 derGeneration of the moire pattern serving mask assembly 78 and '■ the zone plate 58 with respect to the base portion 34 of the

Röntgenröhre durch Schrauben 62 und Muttern 6o in ihrer Lage ■ gehalten werden, welche die Flanschen 64 zusammenspannen. DieX-ray tube in its position by screws 62 and nuts 6o which clamp the flanges 64 together. the

gegenseitige Ausrichtung der Maskenanordnung 78, der Zonen- jmutual alignment of the mask arrangement 78, the zone j

platte 58 und des Halbtonschirms 7o nach den Figuren 1 und 3 ;plate 58 and the halftone screen 7o according to Figures 1 and 3;

;wird nachfolgend in Figur 7 genauer beschrieben. [ ; is described in more detail below in Figure 7. [

j Die Masken 8o und 82 und auch die Zonenplatte 58 lassen sich ι I in einfacher Weise dadurch herstellen, daß eine Schicht aus '. The masks 8o and 82 and also the zone plate 58 can be produced in a simple manner in that a layer of '.

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 ! ■ ij a certain material, for example of lead or a: suitable carrier compound of lead, which is opposed to the 'impermeable radiation, on a carrier body 86 from'is> to the radiation permeable material, for example ^ aluminum deposited. Certain parts of the lead layer are then in a known manner by photographic etching technology! ■ i

•entfernt, um die gewünschte geometrische Gestalt der oberen · j Maske 8o, der unteren Maske 82 und der Zonenplatte 58 zu er- . j• removed to the desired geometric shape of the top · j Mask 8o, the lower mask 82 and the zone plate 58 to be. j

. i. i

zeugen. ;witness. ;

- 11 -- 11 -

509811/033^509811/033 ^

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 wesentlichenIn the embodiment shown in FIG. 3, the fluorescent material 56 within the annular flange 66 is in contact with
held by the zone plate 58, similar to that shown in FIG. The mask arrangement 78 casts shadows under that of! the impingement electrode 38 emitted radiation 'v / which on '. j hits the fluorescent material 56. Specifically, festzu- '- isteilen that the opaque areas 88 of the upper mask ^Oo! I and the opaque areas 9o of the lower mask 82 with
are aligned with respect to one another so that those rays, I, are intercepted which are parallel to the axis of the housing 26; get lost. In the embodiment shown here, the width of each impermeable section 88 is equal to the width of each
! impermeable section 9o. So you can see that
essentially no rays along the axial direction
can spread while the radiation moving under one
j angle with respect to the tube axis spreads, between the impermeable portions 88 and 9o of the masks 8o and 82, respectively
it can get through, as indicated by the arrow 91.
In this way it is achieved that the fluorescent material 56
from the radiation emitted by the impingement electrode 38
although irradiated at an angle while essentially
! no radiant energy penetrates the fluorescent material 56
Spread out through j in the axial direction v ^ann * If one looks at FIGS. 1 and 3 together, one recognizes that essentially

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-ι only the fluorescence of the fluorescent material 56 to the: ι i imaged object can reach 54, while that of the impingement electrode 38 primary emitted radiation passing through ^the: passes jMaskenanordnung 78 and the fluorescent material 56, not \ strikes the object to be imaged 54! because this radiation a \ angle relative to the main axis of the X-ray ^generator!; 22 forms the mask arrangement 78, which is based on the laying of a certain direction through. The result is that the use of the mask arrangement 87 in the space between the fluorescent material 56 and the impingement electrode 38 results in the monochromaticity! did the radiation hitting the object 54 to be imaged increased, since essentially only fluorescence radiation of the fluorescence

- 12 -- 12 -

509811/0 339509811/0 339

'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'Material 56 occurs in the direction of the object 54 to be imaged, while the primary radiation of the impingement electrode 38 is prevented from spreading in the direction of the object 54 to be imaged.
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 AuftreffelektrodeFigure 4 shows a further embodiment, 'in which the with 92 designated X-ray tube is enclosed by a housing 94,! Which contains an electrically insulating oil filling 96, which , is located between the housing 94 and the glass bulb 98 of the X-ray tube. An aluminum support plate 100 is close to the glass envelope 98 connected to the X-ray tube and forms the base of the X-ray tube 92. The carrier plate 100 differs from ! of the carrier plate 36 according to FIG. 1 in that it has a sawtooth profile 100, the surfaces of which are at an angle to the axis of the ; form housing 94. An X-ray impingement electrode 104 is designed as a plate ; tation or coating on the sawtooth profile 102 having Side of the carrier plate is provided, similar to that for the impingement electrode 38, which is designed as a coating, and the carrier plate 36 I according to Figure 1 was the case. The layer thickness of the target electrode

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 ¹ 104 corresponds essentially to that of the impingement electrode 38 according to FIG. The radiation emitted by the X-ray tube 92 to the outside! Is emitted by the impingement electrode 104 at an angle with respect to the inclined surfaces of the sawtooth profile 102; of the impingement electrode, this angle preferably being of the order of 80 ° to 85 ° relative to the normal

'einer Teilfläche des Sägezahnprofils 102 mißt. Wie genauer anhand der Figuren 8 und 9 ausgeführt wird, ändern sich die von der Ober·'A partial area of the sawtooth profile 102 measures. How more precisely based 8 and 9 is carried out, the changes from the upper

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-Area of the impingement electrode 104 depending on the emitted spectra ι the exit angle of the radiation or the viewing angle with respect to the surface that emits the radiation in question. It can be shown that the X-ray radiation emitted at a grazing angle of about 5 to 10 is higher Percentage of X-ray radiation of fluorescent frequencies compared to contains the total spectrum of X-rays than is the case with respect to one radiation that is below another Angle relative to the surface of the emitting impact

elektrode untersucht wird. Auch die innerhalb der Auftreffelek—electrode is examined. Even those within the impact elec-

- 13 -- 13 -

509811/0339509811/0339

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.bremsstrahlung generated by trode 104 is weakened in the axial direction, since this radiation measured in the direction of the tube axis has a greater distance axially through the material of the impingement electrode must cover. This reduces the amount of bremsstrahlung which reaches the zone plate 58. The one to be exploited Radiation, which in the embodiment of Figure 4 in the direction exits parallel to the axis of the tube 92, therefore has increased monochromatic property, which, as above in detail j is very useful for taking X-rays. ! is moderate.

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.FIG. 4 also shows another possibility of applying the potential difference between the cathode 40 and the anode or impingement electrode 104. The carrier plate 100 serves to seal the chamber containing the oil filling 96 so that the flanges 64 are outside the insulating oil 96 while they were situated in the embodiment of figures 1 to 3 within the Isolierölfül- ¹ lung. The connecting lines 44 'and 46 connect the voltage source 30 to the cathode 40 or to the carrier plate 100 similar to the circuit shown in FIG. 1 for the voltage source 30. FIG. 4 shows that the connecting line 46 is earthed so that the carrier plate 100 and the impingement electrode 104 are at ground potential. In this way, the mask arrangement 78 used to generate the moiré pattern, the fluorescent material 56 and the zone plate 58 can be attached and removed by an operator in the manner required for examining the various parts of the patient's body. Since the potential difference generated by the voltage source 130 can be up to 150 kilovolts, a specially constructed heating transformer 106 is provided ₍ which is sufficiently insulated to be able to absorb a voltage of 150 kilovolts between its primary winding and its secondary winding that the center tap of the primary winding of the transformer 106 is grounded via the connecting line 46, while the center tap of the secondary winding of the transformer 106 is connected to the connecting line 44 of the high-voltage generator.

! - 14 -! - 14 -

509811/0339509811/0339

ι Die zur Erzeugung des Moiremusters dienende Maskenanordnung 78 ' :The mask arrangement 78 'used to generate the moiré pattern:

iund das Fluoreszenzmaterial 56 werden bei der Ausführungsformi and the fluorescent material 56 are used in the embodiment

!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, :! According to Figure 4 used in the same way as this with reference to
ι Figure 3 has been described and cause an amplification of the monochromaticity of the emitted by the fluorescent material 56: ■ Radiant energy. The structure of Figure 4 brings another; Improvement over the construction according to FIG. 3, since less
Bremsstrahlung emanating from the impingement electrode 104:

sich in Richtung der Zonenplatte 58 ausbreiten kann.can spread in the direction of the zone plate 58.

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 .j In Figure 5, an embodiment of an X-ray tube is shown,
'which is modified in relation to the tube 92 according to FIG. 4 and here bears the reference number 92A, while the surrounding housing.

i 94A bezeichnet ist. Die Röntgenröhre 92A enthält eine Auftreff-
! - ■ ■i 94A. The x-ray tube 92A contains an impingement
! - ■ ■

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 mitj electrode 108 is disposed as a coating on a support body 110, wherein both target electrode and the carrier body
have inclined surfaces, similar to this for the partial surfaces. , of the sawtooth profile 102 of Figure 4 was the case. The impact
; electrode 108 has a layer thickness of about 20 microns to 40 microns
! Micron and consists of the same material as the fluorescent i ■ material 56 according to Figure 1, namely from a bombardment with elec-; , X-ray emitting element of low atomic number, such as cerium or molybdenum, which; produce a more pronounced K ₀ ^ emission line than: elements with a high atomic number such as tungsten. ^; This results in a higher intensity of the softer x-ray \:-rays with energies of about 34 keV, such as are used in the mammography jgraphie i and which is now directly by electron; i tronenbeschuß in the up tref felektrode 108 are excited, v / uh- [ί rend such a high intensity of the soft X-ray with

; der Auf tref felektrode 38 nach Figur 1 nicht erreichbar ist. Bei- ■■ ι ■ ^: ; the on tref electrode 38 according to FIG. 1 cannot be reached. At- ■■ 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 ίFor example, in the case of a 20 micron thick molybdenum layer; j the K ₀ ^ emission lines have an energy of 17.5 keV. If the; ■ If you bombard electrons with an energy of 35 to 40 keV, more than 95% of the total radiation is concentrated on the area ί

! ■■"""■' . . ί! ■■ "" "■ '.. Ί

einer Photonenenergie von 14 bis 20 keV. Durch Bestrahlung einer : 40 Mikron dicken Zeriumschicht mit Elektronen einer Energie von ' ;a photon energy of 14 to 20 keV. By irradiating a: 40 micron thick layer of cerium with electrons having an energy of ';

- 15 -- 15 -

509811/0339509811/0339

'•V'• 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.| 70 keV is a spectrum at an exit or angle ■ ivon 80 emits to the normal to the surface of the Zeriumschicht, <j which of its energy in the range of 33 to 40 keV up \ 70%: points. This cerium emission spectrum corresponds precisely to the maximum absorption range in the iodine spectrum, so that iodine is an ideal X-ray contrast medium for use in conjunction with a cerium X-ray source.

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· 'Instead of the sawtooth profile 102 in the embodiment according to FIG. 4, in the X-ray tube 92A according to FIG. 5, the inclination j of the surfaces is achieved in that the support body 110 and the impingement electrode 108 are frustoconical. It should be noted that the inclined surfaces of the impingement electrode 108 according to FIG. 5 or of the impingement electrode 104 according to! FIG. 4 bring with them the further advantage that the entire surface acted upon by electrons of the cathode 40 is enlarged, so that there is a greater intensity of the X-ray radiation generated. The support body 110 has a flange 112, which is tightly connected to the glass bulb 114 of the X-ray tube, in such a way ^! that a vacuum can be created inside the tube. A zone: plate 58 is on the flange 112 by screws 62 and nuts! 60 attached, which clamp the flanges 64 together in a similar manner, as has been described in connection with Figure 3 ^] · '

Figur 6 zeigt in schematischer Abbildungsweise ein optisches Sy- jFIG. 6 shows an optical system in a schematic representation

stern 116, das zur Rekonstruktion eines Bildes auf einem Schirm jstar 116 used to reconstruct an image on a screen j

oder einer Filmplatte 118 aus der kodierten photographischen \ or a film plate 118 made from the encoded photographic \

Aufzeichnung oder dem Hologramm auf der Filmplatte 72 dient, ιRecording or the hologram on the film plate 72 is used, ι

welche außer in Figur 6 auch in Figur 1 gezeigt ist. Das opti- 'which, in addition to FIG. 6, is also shown in FIG. The opti- '

sehe System 116 zeigt eine Lichtquelle 120, welche vorzugsweise \ see system 116 shows a light source 120, which is preferably \

von einem Laser gebildet wird, der eine kohärente Strahlung ab- 'is formed by a laser that emits coherent radiation

gibt. Weiter enthält das optische System eine Sammellinse 122, .gives. The optical system further contains a converging lens 122,.

welche die Lichtstrahlen durch eine Irisblende 124 führt, wo- jwhich guides the light rays through an iris diaphragm 124, where j

nach die Strahlen auf eine weitere Sammellinse 126 fallen, wel- :after the rays fall on a further converging lens 126, wel-:

ehe diese Lichtstrahlen in einem Brennpunkt 128 sammelt. Die ibefore these light rays collects in a focal point 128. The i

photographische Platte 72 nach Figur 1 wird entwickelt und dann ,photographic plate 72 of Figure 1 is developed and then,

- 16 -- 16 -

50981 1/033950981 1/0339

hinter die Linse 126 gebracht, so daß die Lichtstrahlen, welche · von der Linse 126 ausgehen, durch die photographische Platteplaced behind the lens 126 so that the rays of light emanating from the lens 126 pass through the photographic plate

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.j make their way to focal point 128. A telescope 130 contains a planoconvex lens 132 and a converging lens 134 and is I at a certain angle with its axis 136 relative to the optical axis of the lens 126 aligned. The telescope 130 receives the diffracted light which is directed in the direction of the axis 136 passes through an iris diaphragm 138 in order to produce an image on the screen 118 from this light. The optical system 116 is capable of To decode images, which in their coded form using a zone plate 58 according to Figure 1 in the form of a off-axis Fresnel's pattern have been generated.

[Enthält das Abbildungssystem 20 nach Figur 1 eine Zonenplatte.[If the imaging system 20 according to FIG. 1 contains a zone plate.

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.j with a different modulation pattern, a different one must also be used Decoding form or a correspondingly adapted filtering of the Optical information may be provided as described in the aforementioned U.S. patent. The orientation of the Telescope 130 with its axis 136 at an angle to the optical axis of lens 126 corresponds to the offset of the Fresnel zone plate from the Middle. The light that is collected in the focal point 12S is from the opaque part of the iris diaphragm 138 so that this part of the light has no part in the reconstruction of the image on the screen 118. the end j FIG. 6 it can be seen that the use of a zone plate with a Fresnel pattern offset from the center results in a encoded image recording on photographic plate 72 leads, which in an advantageous manner with relatively few and simple optical devices can be decoded.

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 zuFIG. 7 shows only a partial view of the imaging system 20 according to FIGS. 1 and 3 and shows only the upper mask 80, which Zone plate 58 with the FreSnel's see coding pattern thereon and the halftone screen 70 which are arranged along a common axis 140 which coincides with the axis of the housing 26 according to FIG : coincides. It can be seen from Figure 7 that the outlines of the iFresnel's pattern of the zone plate 58 are approximately parallel to

den Linien des Halbtonschirms 70 verlaufen, während die Begrenizungslini.en der oberen Maske 80 und auch der unteren Maske 82the lines of the halftone screen 70, while the boundary lines of the upper mask 80 and also of the lower mask 82

i - 17 - .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.are directed perpendicular to the lines of the halftone screen 70. With such an orientation of the boundary lines resulted In the imaging system according to FIG. 1, good images of the object 54 to be imaged can be obtained.

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. ;The halftone screen 70, similar to the zone plate 58, can be fabricated by depositing a lead containing material on a substrate. But it is also possible to form a band-like association made of wires or threads in which every second thread or wire is made of lead-containing material, while threads or wires made of permeable material such as polyamide lie in between. The association formed of threads or wires is then grasped at its edges or in a frame on an opposite X-ray - attached to radiation transparent carrier body. The halftone screen; 70 but may also comprise other geometric patterns comprise, for example, checkered pattern or patterns which are composed of one or more Fresnel'sehen patterns _similar: they are included in the zone plate 58th ;

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 derFigure 8 shows a graphic representation in which the pure, entity of the X-ray spectrum that is emitted by a fluorescent material, such as the fluorescent material 56 according to Figure 2, is plotted as a function of the viewing angle or exit angle at which the emitted Radiation is examined, this angle being measured with respect to the normal to the surface of the fluorescent material 56 will. FIG. 8 shows the results for a fluorescent material 56 with a 20 micron thick molybdenum layer were determined, while a similar graph is shown in Figure 9 showing the results for a 40 micron thick layer of cerium. In addition, FIGS. 8 and 9 show the intensity of the radiation in the region of

undand

Ket -Emissionslinien/die Intensität der Bremsstrahlung aufgetragen. Die die Emissionsreinheit wiedergebende Kurve stellt die Intensität dar, welche im Bereich der Κ# -Emissionslinien auf-Ket emission lines / the intensity of the bremsstrahlung is plotted. The curve showing the emission purity represents the intensity that occurs in the area of the Κ # emission lines.

- 18- 18th

ι r\ r\ It t\ 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 füroccurs divided by the intensity of the total emitted
Radiation, namely bremsstrahlung and radiation in the area of K ₀ ^ emission lines. It should be noted that the
The curve indicating the purity of the emission has a maximum in the range
from about 80 ° to 85 ° of the exit angle and, as before
was carried out in connection with Figures 4 and 5, is
this maximum in the purity curve is one of the reasons for that
Inclination of the surface of the landing electrode 38 relative to the
Axis of the X-ray tube. The purity curve is therefore a measure for

I die Monochromatizität der emittierten-Strahlung.I the monochromaticity of the emitted radiation.

j Es sei nun wieder Figur 6 betrachtet. Bekanntermaßen ist einej Let us now consider FIG. 6 again. Well known is one

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, notwendigI normal X-ray film plate is relatively large and measures about
25 cm 30 cm, so that when using such a plate, relatively large lenses, for example for lens 126, are necessary

!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 !to fully illuminate the photographic plate 72. Man
can therefore put the photographic plate 72 in an exposure device in which it is illuminated with diffuse light and> photographed to obtain a photographic plate of smaller dimensions, the reduction factor 20: 1; !amounts to. In this way, normal size lenses can be used for!

Idas Bauteil 126 verwenden.Use component 126.

j Es hat sich auch gezeigt, daß es zweckmäßig ist, eine photo- :j It has also been shown that it is useful to take a photo:

I ■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 :has been subjected ^j: photographic plate to be used, which lower a bleaching process. For this purpose, the photographic I 'original plate 72 is set in an exposure device in which ■; which it irradiates with diffuse light and is copied onto a second ■ ■ photographic plate whose photographic:

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 . \ Emulsion is on a glass plate. The second photographic plate is then exposed in the usual way and then placed in a bleaching solution which replaces the impermeable silver with a transparent salt. The bleached areas impart a phase shift to the light penetrating the second photographic plate, with the result that the second photographic plate is now phase-modulated. \

i - ji - j

- 19 -- 19 -

B0981 1 /0339B0981 1/0339

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.Hologram and no longer an amplitude-modulated hologram; J is. The second photographic plate is then used for reconstructions> tion of the image in the reconstruction system according to Figure 6 in
used the same way as this with the original
original photographic plate 72 happened. The use of the second photographic plate results in an enlarged dynamic area of the image reconstructed on the screen 118.

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. ' jFigure 10 shows a system for reducing the size of the
The coded image recorded on the photographic plate 72 ... The photographic plate 72 is transported on a conveyor belt 142, which is laid over rollers 144, into a photographic developer bath 146, after which the image is conveyed using a diffuse light generating lamp 158, a lens; 150 and another photographic plate 152 is photographed, whereupon the image appears in a reduction of 20: 1 ^: on the further photographic plate. Another: developing bath (not shown) similar to the developing bath
146 is used for developing and bleaching the second photographic plate 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 jThe zone plate 58 according to FIG. 1, which has a Fresnel coding pattern offset from the center, has a
Line density of around 20 lines per centimeter on average. If j is the halftone screen 70 of FIG. 1 halfway between 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-of the zone plate 58 and the photographic plate 72, it has an average line density of about 40 lines per j Centimeter. To obtain a suitable line density on the halftone

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. :screen to get good picture quality
this line density is chosen according to the following rule: The mean line density of the zone plate is multiplied by a factor that depends on the ratio of the distances between the zone plate 58, the halftone screen 70 and the photographic plate
72 is dependent. In detail, this factor is the distance! from the zone plate 58 to the photographic plate 72 divided by the distance between the zone plate 58 and the
iHalftone screen 70.:

- 20 -- 20 -

09811/033909811/0339

j -«Αι.j - «Αι.

j Während die hier beschriebene Zonenplatte 58 einen Durchmesser von beispielsweise etwa 25 cm hat, wobei die mittlere Linien-j While the zone plate 58 described here has a diameter of, for example, about 25 cm, with the middle line

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.I density is about 20 lines per cm, other zone plates can also be used uses v / earth. In particular, it should be noted that with zone plate patterns, which have a much coarser line division have the aforementioned reduction in size of the image of the photographic plate 72 than the above Photographing in an exposure device is necessary in order to obtain a high resolution image. In the case of the previously mentioned With a line density of 20 lines per cm, such a reduction is not necessary for reasons of image resolution, however useful as normal size lenses can be used.

- 21 -- 21 -

κη9811/033κη9811 / 033

Claims (1)

PatentansprücheClaims 1. köntgenstrahlen-Abbildungssystem mit einem Röntgenstrahlungs-1. X-ray imaging system with an X-ray 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.enerator, characterized in that one sees the monochromatic Properties of the X-ray improving device (56 or 102, 104, 80 ', 82, or 108, 110) and Modulaj tion devices (58) are provided, by means of which the A spatial modulation is imposed on X-rays and which is relatively impermeable to X-rays j has areas which lie between areas which are relatively transparent to X-ray radiation, the spaces which are occupied by consecutive impermeable and permeable areas, in a certain direction decrease monotonously. 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.2. X-ray imaging system according to claim 1, characterized in that that the device for improving the monochromatic properties of the X-ray radiation has a layer of a fluorescent material or Lümieszenzmaterial (56), which contains from the X-ray radiation of the X-ray generator (24, 38 or 92, 104) is irradiated and, depending on this irradiation, fluorescence x-ray radiation or luminescence x-ray radiation emitted. !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! 3. X-ray imaging system according to claim 2, characterized in that that the device for improving the monojchromatic properties of the X-ray radiation has a mask ! arrangement (78) with two masks (80, 820, which each relatively opaque to X-rays Have regions between regions that are relatively transparent to the X-ray radiation and along a to the surface of a mask perpendicular axis have a certain distance from each other, the opaque areas of the ι align a mask in the axial direction with the permeable areas ider the other mask, so that a spread of the ' - 22 -'- 22 - 509811/0339509811/0339 Röntgenstrahlung des Röntgenstrahlungsgenerators in Achsenrichtung verhindert wird.X-rays from the X-ray generator in the axial direction is prevented. 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.4. An X-ray imaging system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the X-ray generator is arranged on a carrier (36 or 100 or 110) j layer (38 or 104 or 108) of material which emits X-rays when bombarded with electrons, which opposite the X-ray radiation is essentially transparent. . ■. ■ 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·i5. X-ray imaging system according to claim 4, characterized in that that said layer (38 or 104 or 108) made of X-ray emitting material on the of the Carrier (36 or 100 or 110) facing away from the side can be irradiated with electrons J in such a way that the X-ray I excited thereby radiation propagates through the wearer 6. Röntgenstrahlen-Abbildungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (100) auf seiner der Röntgenstrah- !lung emittierenden Schicht (104) zugewandten Seite im Querschnitt6. X-ray imaging system according to claim 5, characterized in that that the carrier (100) on its side facing the X-ray radiation-emitting layer (104) in cross section 'ein Sägezahnprofil (102) aufweist. 'has a sawtooth profile (102). ; 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.; 7. X-ray imaging system according to claim 4 or 5, characterized in that the opposite of the emitted X-ray radiation essentially transparent carrier (110) at least on the layer (108) which emits x-rays ! turned side has a substantially conical surface. 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.8. X-ray imaging system according to claim 4 or 7, characterized in that a radiation window (68) is provided ^! is, / which the emitted x-ray radiation emerges and that the surface of said carrier (100 or 110) adjoining the x-ray radiation-emitting layer (104 or 108) forms a certain angle with respect to the radiation window. 9. Röntgenstrahlen-Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinrichtungen9. An X-ray imaging system according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the modulation devices - 23 -- 23 - 509811/0339509811/0339 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.are formed by a zone plate (58), which is a relatively opaque to the X-ray radiation, from the i Center-offset, Fresnel zone pattern on a for the Has radiation relatively transparent carrier. 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.10. An X-ray imaging system according to any one of the claims 1 to 9, characterized in that at a certain distance from the modulation devices (58) a recording medium (72) is arranged, on which a coded image of an irradiated by the spatially modulated X-ray radiation to be imaged Object (54) can be recorded. 11. Röntgenstrahlen-Abbildungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verkleinerungsstation (148, 150, 152) zum Verkleinern des kodierten Bildes des Aufzeichnungsträgers (72) vorgesehen ist.11. X-ray imaging system according to claim 10, characterized characterized in that a reduction station (148, 150, 152) for reducing the encoded image of the recording medium (72) is provided. 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.12. X-ray imaging system according to claim 10 or 11, characterized by a reconstruction device (116) for generating a directly interpretable image from the coded Image, which focusing means (122, 124, 126) for guidance ' of light rays through the coded image to a point located on the optical axis of the focusing means and Contains imaging means (130, 118, 138) by means of which the of the irradiated, encoded image under a certain Angle with respect to the said optical axis outgoing radiation can be evaluated. 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-13. X-ray imaging system, in particular according to one of claims 1 to 12, characterized in that the X-ray generator a relatively thin impingement electrode (38) from fluorescent radiation when bombarded by electrons emitting material contains "whose width dimension is many times greater than its thickness, that also devices (42, 52, 40, 74, 76) for uniform excitation of the impingement electrode are provided by means of electrons of such high energy that the fluorescence radiation is emitted and that with this device - 24 - .- 24 -. KnQ8i1/0339KnQ8i1 / 0339 tungen Einstellmittel (47) gekoppelt sind, mittels welchen dielines adjusting means (47) are coupled, by means of which the Elektronenenergie zur Erhöhung der monochromatischen Eigen- ;Electron energy to increase the monochromatic intrinsic; schäften der Strahlung etwa auf den Energiewert einer Fluores- jShafts the radiation to about the energy value of a fluorescent j zenzstrahlung der Auftreffelektrode einstellbar ist. :Zenzenzstrahl the impact electrode is adjustable. : 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- · ί14. X-ray imaging system according to claim 13, characterized! characterized in that the or a modulation device connected downstream of the X-ray generator for spatial modulation ' lation of the X-ray radiation from a relatively thin plate arranged in the beam path of the emitted radiation ' (58) is formed on which a plurality of radiopaque | more casual and radiolucent areas each under- · ί j schiedlicher Größe vorgesehen sind, mittels welchen der Strah- i lungsverteilung ein breitbandiges Spektrum der räumlichen Frequenzen aufgeprägt wird. jj different sizes are provided, by means of which the beam i distribution distribution a broadband spectrum of spatial frequencies is impressed. j 15. Röntgenstrahlen-Abbildungssystem nach Anspruch 14, dadurch j gekennzeichnet, daß die Fluoreszenzstrahlung emittierende Auftreffelektrode einen Neigungswinkel gegenüber der Modulationseinrichtung aufweist. 15. The x-ray imaging system of claim 14, characterized in j characterized in that the fluorescent radiation emitting impact electrode has an inclination angle with respect to the modulation device. - 25 -- 25 - 1/03391/0339