DE2442841A1 - Verfahren zur kinematographischen schichtdarstellung von dreidimensionalen objekten - Google Patents

Verfahren zur kinematographischen schichtdarstellung von dreidimensionalen objekten

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Description

PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH, Hamburg 1 , Steindamm 94
Verfahren zur !cinematograph!sehen Schichtdarstellung von
■ dreidimensionalen Objekten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kinematographischen Darstellung von in optische Bilder umgesetzten Schichten aus bewegten dreidimensionalen Objekten.
Als hauptsächliches Anwendungsgebiet kommt die Röntgentechnik in Betracht, wobei durch zyklisches Pulsen verschiedene Röntgenquellen in schneller zeitlicher Folge aus verschiedenen Richtungen Durchleuchtungsbilder eines dreidimensionalen Objektes mit Hilfe eines Röntgenbildverstärkers erzeugt werden.
Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Schichtaufnahmen der Röntgentechnik bekannt, z.B. aus der US-PS 3 499 Ί46, Ferner wird in der Zeitschrift "Der Radiologe", 9 (1969) Seite 37 ff. über die Möglichkeit berichtet, mit einer Serie von Röntgenbildern,elektronisch gespeichert, eine Vielzahl diskreter Schichten nacheinander in einer Speicherröhre darzustellen. Mit Hilfe eines Systems von Abbildungslinsen oder bei vorheriger Bildreduktion mit Hilfe einer Weitwinkellinse lassen sich
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ebenfalls die Röntgenbilder überlagern, wie in Am. Jour, of Roentgenology 105 (1969) Seite 903 oder in der DOS 2 104 229 beschrieben. Hier ist eine kontinuierlich-variable Darstellung der Schichten möglich. Andere Arbeiten haben gezeigt, daß man auch mit Hilfe der Holographie zu ähnlichen Ergebnissen kommen kann(Appl. Opt. 9 (1970 Seite 775, DOS 1 952 105). Diesen Verfahren gemeinsam ist die holographische Speicherung der Röntgenbilder, und zwar derart, daß in der Rekonstruktion durch Integration ein dreidimensionales Bild des Objektes entsteht.
Die bisher genannten Verfahren ermöglichen jedoch keine kinematographischen Schichtdarstellungen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Bewegungsvorgänge im Körper zu erfassen und bei der kinematographisehen Schichtdarstellung z.B. der Tomographie Lage und Orientierung der Schicht verändern zu können, wobei das Objekt quasi-dreidimensional durchfahren und die Schichten in Echtzeit gefunden und dargestellt werden.
Diese Bilder können entweder zyklisch nacheinander mit einer schnellen Filmkamera aufgenommen und nachfolgend zur Schichtdarstellung durch Rückprojektion verwendet werden, oder man kann direkt in Echtzeitschichtbilder erzeugen oder man kann beides vornehmen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden kinematographisch alle Perspektivaufnahmen getrennt aufgenommen und verarbeitet, so daß kinematographisehe Schichtbilder mit der von herkömmlichen Tomosystheseverfahren gewohnten Qualität erzeugt werden.
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Im folgenden wird wird das neue Verfahren für das Anwendungsgebiet Röntgentechnik näher erläutert und einige Ausführungsformen werden im einzelnen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein Schema für die kinomatographische Darstellung von
Röntgenaufnahmen aus verschiedenen Perspektiven, Fig. 2 das Prinzipschema und
Fig.3a
bis d einige Ausführungsbeispiele für die Echtzeitverarbeitung der Perspektivaufnahmen zu Schichtbildern des durchleuchteten Objektes,
Fig. 4 eine schematische Anordnung für ein Verfahren zur Erzeugung von Echtzeitschichtbildern,
Fig. 5 das Prinzipschema und
Fig. 6 ein schematisches Ausführungsbeispiel der nachfolgenden Erzeugung und kinematographischen Darstellung von Schichtbildern.
Bei der Herstellung der Röntgenaufnahmen aus verschiedenen Perspektiven nach Fig. 1 werden eine Reihe von Röntgenquellen benutzt, die vorzugsweise in einer Ebene angeordnet sind. In Fig. 1 sind beispielsweise die Röntgenquellen 1,2 und 3 schematisch angedeutet, im allgemeinen Fall geht man von N Röntgenquellen aus, wobei N eine ganze Zahl vorzugsweise zwischen 10 und 50 ist. Diese Röntgenqv.ellen -numeriert von 1 bis N- werden mit Hilfe elektrischer bzw. elektronischer Steuerung zyklisch nacheinander geblitzt mit einer Einzelblitzdauer von beispielsweise 1ms, so da. ß beispielsweise bei N= 20 jede Röntgenquelle pro Sekunde 25mal geblitzt wird, wenn man noch jeweils 1ms Unter-
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- 4 brechung zwisehen zwei Blitzen vorsieht.
Die Röntgenbilderzeugung erfolgt nach Fig. 1 mit Hilfe eines Röntgenbildverstärkers 4, so daß am Ausgangsschirm 5 dieses Röntgenbildverstärkers die den Röntgenquellen 1 bis N entsprechenden Bilder B1, B2, ..., B des Objektes 6 in schneller Folge entstehen. Diese zyklischen Bildserien haben die Form ♦. .B1, B2, ..., Bn, B1 1, Bi,, ...., Bn, B!f, ...., wobei B^ und Β",, usw. die Bilder gleicher Perspektive zu späteren Zeitpunkten darstellen. Diese Gesamtserie wird vom Ausgangsschirm des Röntgenbildverstärkers entweder durch eine schnelle Filmkamera aufgenommen oder direkt zu Schichtbildern weiterverarbeitet. Mit Hilfe z.B. eines teildurchlässigen Spiegels lassen sich auch beide Vorgänge -Filmaufnahme und direkte Weiterverarbeitung - parallel durchführen.
Nach Fig. 1 ist noch vorgesehen, daß das Objekt 6 auf einem
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verstellbaren Tisch/gelagert ist und so längs der optischen
Achse des Systems verschoben werden kann.
Fig. 2 zeigt das Prinzip einer Echtzeit-Verarbeitung von Ausgangsschirmbildern des Röntgenbildverstärkers. Zunächst werden diese Ausgangsschirmbilder entzerrt. Dies geschieht z.B. dadurch, daß die Ausgangsbilder vom Schirm 8 (5 in Fig.1) auf eine dem Eingangsschirm 4' (i?ig. 1) ähnliche Fläche 9 geworfen und von dort unter Einhaltung der ursprünglichen Aufnahmegeometrie geometrisch-optisch in die Ebene 10 abgebildet »-.'erden. Bei einer Echtzeit-Verarbeitung muß bei diesen Abbildungen dafür
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gesorgt werden, daß bei Erscheinen eines bestimmten Ausgangsbildes (z.B. B^) in 8 nur der richtige, dazugehörige Strahlengang von 8 nach 10 geöffnet wird und alle anderen geschlossen bleiben. Dies läßt sich z.B. mit Hilfe schneller Photoverschlüsse erreichen, so daß beim Blitzen einer bestimmten Röntgenquelle jeweils der richtige Verschluß (z.B. für B1 beim Abbildungsobjektiv 11) öffnet.
Auf diese Weise erscheinen zyklisch Serien von Bildern in der Ebene 10 an den perspektivisch richtigen Stellen. Zur Erzeugung von Schichtbildern müssen diese perspektivischen Bilder überlagert werden. Dafür gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten. Eine Möglichkeit ist in Fig. 2 angedeutet: mit einer Anzahl von Objektiven 12 werden die getrennten Bilder in 10 in die Ebene 13 abgebildet und dort überlagert. Bei einer festen Abbildung von 10 nach 13 durch die Objektive 12 erscheint in 13 eine fest eingestellte Schicht des Objektes/(Fig. 1) scharf.
Die Fig. 3a - d zeigen weitere Möglichkeiten zur Überlagerung der perspektivischen Bilder zu Schichtbildern. Z.B. werden in Fig. 3a die Bilder (14) in der Ebene 10 über eine Faseroptik 15 oder 16 auf deren Ausgangsfläche 17 abgebildet, die auch als mattierte Fläche 18ausgebildet sein kann. Von dort werden sie entsprechend ihrer Reihenfolge bei der Aufnahme durch das jeweils zugeordnete Objektiv 19 nacheinander in die Ebene 20 abgebildet, in der durch Bildintegration aller Einzelbilder ein Schichtbild entsteht.
Für die Überlagerung der Bilder (z.B. 21) ist dann eine Streuscheibe 22 ausreichend, wenn deren Streukeule in die Richtung
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fr
des Objektives (hier 23) gerichtet ist.
In Fig. 3b erfolgt die Zusammenführung der in der Ebene 10 abgebildeten Bilder mittels Gitterstrukturen. So hat die Fresnel-Linse 24 oder das als Linse wirkende Hologramm (ebenfalls 24) die Aufgabe, das von der gekrümmten Fläche 9 kommende Licht in Richtung des Punktes 25 grob zu fokussieren. Die zweite Fresnel-Linse (z.B. 26) bzw. das als Linse wirkende zweite Hologramm (ebenfalls 26) hat die Aufgabe, den Strahlengang zusätzlich auf das Objektiv 27 zu fokussieren. Eventuell auftretende bildstörende Muster, bedingt durch die Überlagerung der Bilder mit den Gitterstrukturen, kann man durch schnelles gegenseitiges Bewegen der Gitterstrukturen zueinander vermeiden. Die Überlagerung der Bilder zum Schichtbild 28 in der Ebene 29 erfolgt mit Hilfe einer Anzahl von Objektiven in der Ebene 30.
Eine opto-elektronische Überlagerungsmöglichkeit wird in Fig. 3c angedeutet. Die in der Ebene 10 kurz nacheinander entstehenden Bilder (z.B. 31) werden mit Hilfe von Fernsehbildaufnahmeröhren 32 aufgenommen, in einer elektronischen Anlage 33 zusammengefaßt und anschließend auf einem Monitor 34 als Schichtbild dargestellt. Die elektronische Anlage 33 kann z.B. eine modifizierte Anlage der elektronischen Tomosynthese sein, wie sie in dem Aufsatz: Computer controlled Synthesis of Tomograms by means of TV-Strorage Tube, IEEE Tr. on Biomedical Engineering, Vol. BME-21, No. 3, May 1974, beschrieben ist.Man hat demgegenüber den Vorteil, daß man die einzelnen Bilder aus den verschiedenen Perspektiven (z.B. 31) und damit die dreidimensionale
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Information über das Objekt während einer einzelnen Phase des Bewegungsablaufes dieses Objektes elektronisch speichern kann und das Schichtbild und die Schichttiefeneinstellung elektronisch zusätzlich einstellen kann.
In Fig. 3d erfolgt die Bildüberlagerung im Gegensatz zu Fig. 3a - 3c ohne Zwischenabbildung. Die auf die gekrümmte Fläche 9 projezierten Bildverstärkerausgangsbilder werden mit einer Reihe von Objektiven 35 in der Ebene 36 nacheinander in die Ebene.37 abgebildet. Die Feldlinse 38 bzw. das als Feldlinse wirkende Hologramm 39 bewirkt nur eine Strahlumlenkung, so daß die Einzelbilder sich in der Ebene 37 aufintegrieren und dadurch ein Schichtbild entsteht.
Fig. 4 zeigt die kombinierte Anordnung nach Fig. 1 und Fig. 2 zur direkten Weiterverarbeitung der am Ausgangsschirm des Röntgenbildverstärkers erzeugten Bilder zu Schichtbildern. Diese Anordnung erlaubt eine röntgenologische Abbildung einer gerätespezifischen Schicht auf einen Abbildungsschirm, z.B. dem Leuchtschirm eines Fernsehmonitors (vgl. Fig. 2). Bei dieser festen Abbildung einer gerätespezifischen Schicht kann das Objekt durch diese feste, gerätespezifische Schicht beliebig bewegt werden, so daß in der Überlagerungsebene der rückprojizierten Einzelbilder immer die Schicht des Objektes scharf abgebildet wird, die gerade der gerätespezifischen Schicht entspricht.
Die Fig. 4 zeigt weiter im einzelnen: die Röntg^nquellen 40 in der Ebene 48 durchstrahlen nacheinander das Objekt 41, und es wird z.B. der Punkt a in der Ebene X in die Pkte a. des
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Bildverstärkers 42 und über eine z.B. in der DOS 2430021 oder 2432116 beschriebene Entzerreinheit auf einen der Eingängsflächen 43 des BV ähnlichen Schirm 44 nacheinander an verschiedenen Orten a1. abgebildet. Gleichzeitig können die am Ausgangsschirm 75 erscheinenden Bilder über einen teildurchlässigen Spiegel 76 mit einer schnellen handelsüblichen Filmkamera 77 aufgezeichnet und gespeichert werden und anschließend mit Hilfe einer Projektionseinheifc 77' und einem ■Spiegel 76' auf die Fläche 44 abgebildet werden, um von hier aus weiterverarbeitet zu werden. Bei der Rückprojektion der einzelnen Strahlengänge in die Positionen 40' der Ebene 45, die den Positionen der Röntgenquellen in der Röntgenquellenebene 48 entsprechen, entspricht die Ebene X' kurz vor der gekrümmten Fläche 44 der gerätespezifischen Schichtebene X, und das gleiche gilt für die Punkte a und a'.
Die nachfolgende optische oder elektronische Überlagerung der z.B. in der Ebene 46 zwischenabgebildeten Einzelbilder wurde an einigen Beispielen bereits beschrieben. Die Überlagerung erfolgt derart, daß die an verschiedenen Orten des Schirmes 44 auftretenden Pkte. a 1^ in der Ebene X" sich zum Pkt. a" vereinigen, d.h. die Ebene X wird in die Ebene X" abgebildet.
Die Lage der Schichtebene X innerhalb des Objektes kann auf zwei Arten verändert werden. Die eine, bereits oben erwähnte Möglichkeit besteht darin, das Objekt bezüglich der Schicht X zu bewegen. Man kann aber auch -zweite Möglichkeit- die Lage der gerätespezifischen Schicht dadurch verändern, indem man
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die Abbildung zwischen den Ebenen 46 und X" variiert, so daß dem Pkt. a" auf der optischen Achse 49 in X" ein Pkt. a auf der optischen Achse vor oder hinter der Ebene X entspricht.
Bei der nachträglichen, von gespeicherten Bildern ausgehenden kinematographisehen Schichtdarstellung dreidimensionaler Objekte kann man zwei Abspielverfahren grundsätzlich unterscheiden.
Die erste Darstellungstechnik, durch Fig. 2 und Fig. 4 beschrieben, geht aus von einer dem Eingangsschirm des BV ähnlichen Ausgangsfläche, z.B. 9 in Fig. 2 oder 44 in Fig. 4. Zeitlich nacheinander werden die zyklischen Bildserien B^, B2 ....Bn; B'^, B'2....B'n; B"^.... etc. auf die Ausgangsfläche projiziert und von dort wie in Fig. 2 und Fig. 4 erläutert weiterverarbeitet.
Die zweite Darstellungstechnik hat den Vorteil der größeren Lichtstärke und wird im Prinzip in Fig. 5 erläutert. Bei dieser Technik werden alle N Bilder von einem Aufnahmezyklus von B^ bis B^ gleichzeitig verarbeitet. Danach folgt die Bilderserie des nächsten Aufnahme zyklus se s B1., bis B! N usw. Hierzu benötigt man im Gegensatz zur ersten Darstellungstechnik N getrennte Ausgangsflächen. Nach Fig. 5 werden die Einzelbilder z.B. B^ bis B^ lichtstark entweder mit georaetrisch-optischen Abbildungstechniken (mit 52 angedeutet) oder mit Hilfe von bildübertragenden Lichtfasern (mit 53 angedeutet) in bestimmte Positionen innerhalb der Ebene 54 abgebildet B*,, bis B*v , von wo aus sie z.B. einem der erwähnten Verfahren zum
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Zwecke der Entzerrung auf jeweils eine gekrümmte Fläche 55 projiziert werden. Die dort entstandenen Bilder B** werden anschließend optisch oder elektronisch in einer Ebene überlagert. Entscheidend dabei ist, daß die Pkte. 58, durch die die Ausgangsflächenbilder B** in die Ebene 59 abgebildet werden, den Orten der Röntgenquellen z.B. 40 in Fig. 4 entsprechen, während die Ebene 59 der gerätespezifischen Schicht X in Fig. 4 entspricht. Optisch erfolgt die Abbildung durch ein geeignetes Abbildungsobjektiv 56 in der Ebene 57. Elektronisch werden die Ausgangsflächenbilder B** entweder über Objektive 60 auf Bildaufnahmeröhren 61 projiziert oder es werden die Bilder B** direkt mit Faseroptiken 62 auf die Bildaufnahmeröhren 63 abgebildet. Dabei muß der durch die Faseroptik 62 erzeugte Strahlenkegel den virtuellen Pkt. 58 schneiden. Die z.B. in den Ebenen 64 bzw. 65 elektronisch aufgezeichneten Bilder werden wie in Fig. 3c in einer elektronischen Anlage zusammengefaßt und anschließend auf einem Monitor als Schichtbild dargestellt. Bei dem zuerst dargestellten Abspielverfahren, ausgehend von einer Ausgangsfläche, wurden die Einzelbilder der Fernsehanlage kurz nacheinander angeboten, während sie bei dem zweiten getrennte Ausgangsflächen benötigenden Abspielverfahren alle gleichzeitig und beliebig lange der Fernsehanlage angeboten werden.
Während die dreidimensionale Darstellung des Objektes bei der optischen Verarbeitung durch genügend starkes Abblenden der Blenden 66 erreicht wird, können bei der elektronischen Verarbeitung entweder die Bildaufnahmeröhren 61 bzw. 63 definiert zueinder verschoben werden und damit die Schichten
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unterschiedlicher Tiefe erzeugt werden, oder die Verschiebung der Einzelbilder zueinander erfolgt durch elektronische Mittel.
Um bei allen geometrisch-optischen Abbildungsverfahren eine möglichst günstige Ausnutzung des Lichtes zu erhalten, kann das von der Ausgangsfläche 55 austretende Licht so gerichtet v/erden, daß die Abbildungslinse z.B. 56 oder 60 optimal genutzt wird. Eine Möglichkeit zeigt Fig. 5 durch Ausnutzung der Richteigenschaften einer Faseroptik 67, jedoch lassen sich auch andere Möglichkeiten zum Richten von Strahlen für das erfindungsgemäße Verfahren anwenden.
Fig. 6 zeigt schematisch den experimentellen Aufbau des Echtzeit-Verfahrens in einer Draufsicht, mit dem die kinematographische Schichtdarstellung dreidimensionaler Objekte durch gleichzeitge Überlagerung aller N Bilder eines Aufnahmezyklusses erfolgt. Die Bilder z.B. B1- bis B7 und Bn werden lichtstark beleuchtet und auf optischem Wege 68 an genau definierten Or-. ten 72 bis Tk und 70 zwischenabgebildet (hinter der Zeichenebene jeweils durch 69 angedeutet). Von dort v/erden sie auf gekrümmten Ebenen 71 (siehe auch 55 in Fig. 5), die der Krümmung des BV-Eingangsschirmes entsprechen, projiziert und anschließend wie in Fig. 5 erläutert, in einem Überlagerangsverfahren zu Schichtbildern weiterverarbeitet. Die Verteilung der N Ausgangsflächen (durch 71 schematisch dargestellt) in den definierten Positionen 72 bis 74 und 70 muß so gewählt sein, daß mit Hilfe einer Linsenmatrix, z.B. in der Ebene 57 in Fig. 5 angeordnet, alle getrennten Ausgangsflächenbilder mit"den
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ihnen zugeordneten Perspektiven in eine Ebene (59 Fig. 5) abgebildet werden und durch Integration aller N Bilder ein Schichtbild entsteht.
Patentansprüche
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Claims (18)

  1. Patentansprüche:
    Al
    / 1 ..) Verfahren zur kinematographischen Darstellung von in optische Bilder umgesetzten Schichten aus bewegten dreidimensionalen Objekten dadurch gekennzeichnet, daß fortlaufend in schneller Folge Serien von Perspektivschichtaufnahmen der bewegten dreidimensionalen Objekte aus verschiedenen, festen Richtungen aufgenommen und zur Erzeugung und kinematographischen Darstellung von Schichtbildern durch Rückprojektion der Perspektivaufnahmen unter geometrisch ähnlicher Rekonstruktion der ursprünglichen Aufnahmeverhältnisse benutzt werden.
  2. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Perspektivaufnahmen Durchleuchtungsbilder sind, die mit Röntgenstrahlenquellen und einer Röntgenbilderverstärkerröhre aufgenommen v/erden.
  3. 3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Serien von Perspektivaufnahmen zuerst vorzugsweise auf einen Film aufgezeichnet und dann zur Erzeugung und kinematographischen Darstellung von Schichtbildern benutzt werden.
  4. 4.) Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung und kinematographischen Darstellung der Schichtbilder die Serien von Perspektivaufnahmen gleichzeitig aufgezeichnet und gespeichert werden.
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  5. 5.) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückprojektion der aufgezeichneten Bilder und die anschließende zeitliche nacheinander erfolgende Überlagerung der Perspektivaufnahmen über nur eine Fläche, die geometrischähnlich der Bildverstärker-Eingangsebene ist, derart erfolgt, daß bei dem Erscheinen einer jeden Perspektivaufnahme nur der richtige dazugehörige getrennte Strahlengang mit Hilfe eines Photoverschlusses geöffnet wird, während alle anderen Strahlengänge' geschlossen bleiben.
  6. 6.) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Überlagerung der einzelnen Perspektivaufnahmen zuerst mit einer ersten Linsenmatrix eine Zwischenabbildung erfolgt und die.Zwischenbilder mit einer zweiten Linsenmatrix zu einem Überlägerungsbild vereinigt werden.
  7. 7.) Verfahren nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht hinter der Zwischenabbildung mit geeigneten optischen Mitteln, z.B. einer Linse oder einem Gitter oder einer Faseroptik, so gerichtet wird, daß die zweite Linsenmatrix optimal genutzt wird.
  8. 8.) Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Gittern zum Zwecke des Richtens von Licht die Gitterstrukturen zueinander bewegt werden.
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    _ 24428U
  9. 9.) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlagerung der Perspektivaufnahmen mit Hilfe einer Linsenmatrix und einer nachgeschalteten Feldlinse direkt ohne Zwischenabbildung erfolgt.
  10. 10.) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die hinter der ersten Linsenmatrix erzeugten Bilder direkt auf getrennte Aufnahmeröhren projiziert werden und die Überlagerung der Bilder und die Schichttiefeneinstellung elektronisch erfolgt.
  11. 11.) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückprojektion der aufgezeichneten Bilder und die anschließende gleichzeitige Überlagerung der Bilder von jeweils einem Aufnahmezyklus über getrennte Flächen entsprechend ihren Perspektiven mit optischen Mitteln erfolgt, wobei die Flächen geometrisch-ähnlich sind der Eingangsfläche eines R.öntgenbüdverstärkers.
  12. 12.) Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilder von einem Aufnahmezyklus gleichzeitig geometrischoptisch mit Spiegeln und Linsen oder faseroptisch mit Hilfe von Bildleitorn auf die getrennten Flächen projiziert werden und von dort gleichzeitig mit einer Linsenmatrix auf einem Detektor zu einem Schichtbild überlagert werden .
  13. 13.) Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilder von den getrennten Flächen auf getrennte Auf-
    809812/(1839 ' - 16 -
    nahmeröhren projiziert werden und die Überlagerung und Schichttiefeneinstellung elektronisch erfolgt.
  14. 14.) Verfahren nach Anspruch 7 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei den optischen Überlagerungsmethoden eine große Tiefenschärfe durch Einsetzen einer Tiefenschärfeblende erzielt wird, so daß ein quasi dreidimensionales reelles Bild des Objektes im Abbildungsraum der letzten Linsenmatrix entsteht.
  15. 15.) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die fortlaufend in schneller Folge aus verschiedenen Richtungen aufgenommenen Perspektivaufnahmen unter Einhaltung der ursprünglichen Aufnahmeverhältnisse mit Hilfe geeigneter Überlagerungstechniken auf einen Detektor projiziert werden und dadurch eine bestimmte gerätespezifische Schicht kinematographisch auf dem Detektor dargestellt wird, so daß eine röntgenologische Abbildung einer festen, gerätespezifischen Schicht erfolgt.
  16. 16.) Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Bewegen eines beliebigen Objektes durch die gerätespezifische Schicht die Schicht innerhalb des Objektes in ihrer Lage und Orientierung beliebig wählbar ist.
  17. 17.) Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der gerätespezifischen Schicht dadurch verändert wird, daß die in der Linsenmatrix 47 (Fig. 3) angeordneten Objektive radialsymmetrisch zur gesamten optischen Achse
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    versetzt werden und dadurch eine andere gerätespezifische Schicht eingestellt wird.
  18. 18.) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine nachträgliche kinematographische Darstellung von Schichtbildern unter Benutzung der vorzugsweise auf einem Film gespeicherten Serien von Perspektivaufnahmen erfolgt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2746035A1 (de) * 1977-10-13 1979-04-19 Philips Patentverwaltung Verfahren zur raeumlichen dekodierung dreidimensionaler objekte aus kodierten ueberlagerungsbildern
DE2911375A1 (de) * 1979-03-23 1980-10-02 Philips Patentverwaltung Verfahren zur herstellung von schichtbildern eines dreidimensionalen objektes

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2514988C3 (de) * 1975-04-05 1980-03-13 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Verfahren zur schichtweisen Darstellung dreidimensionaler Objekte mittels kodierter Simultan-Überlagerungsbilder
DE2712320A1 (de) * 1977-03-21 1978-09-28 Siemens Ag Roentgendiagnostikeinrichtung fuer roentgenschichtbilder
AU4326979A (en) * 1978-01-13 1979-07-19 N.V. Philips Gloeilampenfabrieken X-ray apparatus for tomosynthesis
DE3134076A1 (de) * 1981-08-28 1983-03-10 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg "vorrichtung zur schichtweisen darstellung eines koerpers"
GB0706089D0 (en) 2007-03-29 2007-10-31 Durham Scient Crystals Ltd X-ray imaging of materials
GB0706088D0 (en) 2007-03-29 2007-05-09 Durham Scient Crystals Ltd X-ray imaging of materials
GB0823093D0 (en) 2008-12-19 2009-01-28 Durham Scient Crystals Ltd Apparatus and method for characterisation of materials

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2746035A1 (de) * 1977-10-13 1979-04-19 Philips Patentverwaltung Verfahren zur raeumlichen dekodierung dreidimensionaler objekte aus kodierten ueberlagerungsbildern
DE2911375A1 (de) * 1979-03-23 1980-10-02 Philips Patentverwaltung Verfahren zur herstellung von schichtbildern eines dreidimensionalen objektes

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