DE2739001C2 - Vorrichtung zum Rekonstruieren eines Transversalschichtbildes eines Objektes aus Signalprofilen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Rekonstruieren eines Transversalschichtbildes eines .Objektes aus Signalprofilen, wobei jedes Signalprofil ein Vielzahl von Datenpunkten enthält, die der Absorption von Objektpunkten längs Strahlenlinien eines Röntgen- oder Gammastrahlenfächers entsprechen, mit einer Speichervorrichtung für die Signalprofile, einer Eintragungs-Adressiervorrichtung zur Steuerung der Speicherung der Signalprofile, einer der Speichervorrichtung zugeordneten Lesevorrichtung und einer Lese-Adressiervorrichtung zur Steuerung der Lesevorrichtung, um aus der Speichervorrichtung zugeordnete Serien von Signalwerten zu entnehmen, wobei die Signalprofile als analoge Profile erfaßt werden und in eine Umwandlungsvorrichtung eingegeben werden, in der die Signalprofile duch Logarithmisieren, Parallelisieren und Faltung verändert werden, um modifizierte Signalprofile zu erhalten.

Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist aus der DE-OS 24 39 847 bekannt. Bei dieser bekannten Technik werden die erfaßten Signalprofile in ein Digital-Signalverarbeitungssystem eingegeben, das unter Ausnutzung einer Konvolutionstechnik ein Bild der Absorptionsverteilung einer untersuchten Objektebene ableitet. Das Signalverarbeitungssystem, das in Verbindung mit dieser bekannten Technik verwendet wird, bedient sich einer Technik, die im wesentlichen darin besteht, die untersuchenden Strahlen in Gruppen anzuordnen, die auf Zonen bezogen sind, welche konzentrisch zu einem Punkt liegen, für den ein Absorptionswert berechnet werden soll. Diese Gruppen werden so gewählt, daß eine erste Gruppe durch alle solchen Zonen verläuft, eine zweite Gruppe durch alle Zonen mit Ausnahme der mittleren Zonen, eine dritte Gruppe durch alle Zonen mit Ausnahme der beiden inneren Zonen verläuft usw. Die Absorption der Strahlen in jeder Gruppe

werden dann für diese Gruppe zusammengezählt und mit entsprechenden Zonenfaktoren, die auch »L-Faktoren« genannt werden, multipliziert Die Summe der zusammengezählten, eg bewerteten Größen is^# proportional zur Absorption des Materials in der untersuchten Ebene und bei dem gewählten Auswertungspunkt. Mehrere solcher Werte für eine geeignete Anzahl von Auswertungspunkten dienen dann zum Aufbau des gewünschten Abbildes. Bei Verwendung einer solchen Konvolutionstechnik besteht keine Notwendigkeit, das gesamte Absorptionsschema in der untersuchten Objektebene zu rekonstruieren, wenn nur ein Teilbereich dieser Ebene von Interesse ist. Dadurch braucht nur der interessierende Bereich rekonstruiert zu werden. Die Möglichkeit der Rekonstruktion des Absorptionssschemas über einen interessierenden begrenzten Bereich ist insbesondere von Vorteil bei der Untersuchung von Körperteilen, die einen großen Querschnittsbereich aufweisen, wie beispielsweise der Rumpf des menschlichen Körpers.

I Da bei dieser bekannten Technik komplizierte und -zeitraubende mathematische Bearbeitungen erforderlich sind, besteht der Wunsch, dieselbe Aufgabe unter Ausnutzung elektro-optischer Mittel zu erfüllen.

In der älteren DE-PS 27 20 994 ist eine Vorrichtung zum Rekonstruieren von Totnogrammen beschrieben, wobei unter Ausnutzung elektro-optischer Mittel ein Tomogramm auf einfache Weise sehr schnell erstellt werden kann. Diese ältere deutsche Patentschrift beschreibt nur die Möglichkeit, das gesamte Absorptionsschema der untersuchten Objektebene zu rekonstruieren. Die erfolgte gefilterte Rückprojektion der Signalprofile beruht dabei auf einer Analogtechnik. Wie in dieser älteren PS beschrieben ist, werden die aus den aufgenommenen Profilen abgeleiteten Strichbilder elektro-optisch analog mit einer in wenigstens einer Maske festgelegten ein-dimensionalen Konvolutionsfunktion gefaltet, so daß präkonvoluierte Signalprofile entstehen. Die die präkonvoluierten Profile repräsentierenden Signale werden als Strichbilder auf der Treffplatte eines Bildrasterwandlers wiedergegeben. Die zu diesen Profilen gehörenden Strichbilder werden auf dieser Treffplatte überlagert (rückprojektiert), wobei der richtige Winkel Θ jeweils dadurch eingestellt wird, daß die elektro-mechanischen Ablenkmittel des Bildrasterwandlers rotiert werden. Dabei ist Θ der Winkel, der gleich dem Winkel ist, über den das Objekt in bezug auf die Strahlungsquelle-Detektor-Kombination gedreht ist. Um Bildfehler, insbesondere Unscharfe, des endgültigen Tomogramms zu vermeiden, muß die Einstellung des Winkels Θ sehr genau erfolgen. Auch ist dafür zu sorgen, daß die Strichbilder mit einem genau bestimmten linearen Vergrößerungsmaßstab auf der ^reffplatte des Bildrasterwandlers abgebildet werden. Solche Erfordernisse bedeuten eine Komplizierung der Konstruktion der Vorrichtung.

Bemerkt wird, daß es zum Rekonstruieren eines Tomogramms mit optimaler Auflösungsfähigkeit notwendig ist, daß das Objekt mit einem Bündel paralleler Strahlen durchstrahlt werden muß. Dabei ist zu beachten, daß in der Praxis die verschiedenen Strahlen verhältnismäßig divergent sind, so daß eine bestimmte HilfsOperation durchgeführt werden muß, um zu erreichen, daß die Rekonstruktion der Signalprofile auf der Basis von parallelen Strahlen erfolgt. Eine solche Hilfsoperation, das sogenannte Parallelisieren, sowie auch die dazu dienenden Mittel, bilden den Gegenstand der älteren DE-OS 27 31 621.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Rekonstruieren eines Teilbereiches in einer untersuchten Objektebene zu schaffen, wobei unter Ausnutzung einfacher elektro-optischer Mittel, auf eine von der Rückwärtsprojektion verschiedene Weise, ein scharfes Teilbild erzeugt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruchs 1 gelöst

Die erfindungsgemäße Lösung arbeitet mit einem analytischen Analogverfahren, wobei, ohne daß es notwendig ist, eine in der obengenannten älteren DE-PS 27 20 994 beschriebene Rückprojektion zu verwenden, ein Teilbereich in der untersuchten Objektebene rekonstruiert werden kann. Im Prinzip wird dabei ein Tomogramin Punkt für Punkt rekonstruiert.

Da eine technisch zuverlässige Ausführungsform, bei welcher die Signalprofilinformation aus der Speichervorrichtung längs einer Bahn, die einem Punkt des Objekts genau entspricht, ausgelesen wird, sich einfach realisieren läßt, ist auch sichergestellt, daß immer Bildpunkte rekonstruiert werden, so daß das endgültig erhaltene Tomogramm immer eine hohe Bildschärfe haben wird. Ein erfindungsgemäß ausgebildetes System kann beispielsweise dann mit Vorteil eingesetzt werden, wenn eine analoge tomographische Wiedergabe eines Objektquerschnitts oder eines für wesentlich gehaltenen Teiles desselben gewünscht ist, und zwar dadurch, daß dann die durch das System in Analogform angebotenen Dichtewerte entsprechend den Positionskoordinaten der betrachteten Elemente des Objektquerschnitts, auch in Analogform wiedergegeben werden können, wie beispielsweise auf dem Schirm einer Speicherröhre. Andererseits bietet ein erfindungsgemäßes System die Möglichkeit, die erhaltenen elementaren Dichtewerte digital zu verarbeiten, so daß beispielsweise erwünschtenfalls mit Hilfe eines Rechners mit zugeordnetem Speicher, in dem diese Dichtwerte mit ihren zugeordneten Koordinaten gespeichert sind, unter Verwendung an sich bekannter Programme bestimmte Detailprüfungen in Einzelteilen des Tomogramms durchgeführt werden können. In dieser Beziehung ist z. B. an ein Bild von Zeilen gleicher Dichte, Kontrastanalyse od. dgl. zu denken. Im Zusammenhang mit solchen Zwecken ist eine besondere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems gekennzeichnet durch einen ersten Analog-Digital-Umwandler, der mit dem Ausgang der Integriervorrichtung verbunden ist, und der jedes Ausgangssignal der Integriervorrichtung in entsprechende Digitalsignale umwandelt und einen zweiten Analog-Digital-Umwandler, der mit der Lese-Adressiervorrichtung gekoppelt ist und die in analoger Form gelieferte Adresse der Objektpunkte in eine entsprechende digitale Form umwandelt.

Mit einer solchen Organisation ist es daher möglich, trotz der Tatsache, daß die Signalwerte maßgebend für Dichtewerte und die Profile auf analogem Wege erhalten sind, die Bildrekonstruktion des endgültigen, nach Wahl ganzen oder teilweisen Tomogramms, Element für Element zu realisieren in der bei CT-(Computer-Tomographie)Systemen üblichen Weise selbstverständlich mit allen Möglichkeiten der Anwendung der dafür entwickelten und zur Verfugung stehenden Programme.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Eintragungs-Adressiervorrichtung die Profilspuren fortlaufend längs Wegen verlegt, die von der gleichen Speicheradreßstellung ausgehen, die den Ursprung eines Koordinatensystems bildet und die der Achse der

relativen Drehung des Objektes entspricht, wobei die Profilspuren gerade sind und daß die Lese-Adressiervorrichtung mit kreisförmigen Lesespuren die Profilspuren ausliest, wobei die Durchmesser und Winkelstellungen der Lesespuren durch die Positionskoordinaten von zugeordneten Bildelementen bestimmt werden, die der Lage zugeordneter Objektpunkte entsprechen.

Dadurch wird erreicht, daß die Bildverformung, die während des Rekonstruktionsverfahrens des gewünschten Tomogrammteiles entstehen kann, auf ein Minimum beschränkt wird. Die Koordinatdaten, die jeweils einen Bildpunkt des ausgewählten Teiles des Objektquerschnitts bestimmen, können nämlich nahezu fehlerfrei in Größen umgesetzt werden, wodurch der Mittelpunkt bzw. der Durchmesser der diesem Bildpunkt entsprechenden Kreisbahn bestimmt sind, längs der ausgelesen bzw. integriert werden soll, um den »Inhalt« (Helligkeitswert) des betreffenden Bildelementes des Tomogramms zu erhalten. In dieser Weise ist gesichert, daß

a) jeder Bildpunkt an seiner richtigen Stelle in dem Tomogramm abgebildet wird und

b) wegen der Kreisform die Form der Auslesebahnen innerhalb enger Toleranzen reproduziert wird, so daß die Helligkeitsverhältnisse der Bildelemente des Tomogramms denen der Bildpunkte des ausgewählten Teiles des Objektquerschnitts genau entsprechen.

Die Erfindung wird im nachstehenden unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 schematisch einen Querschnitt eines von einem Bündel paralleler Strahlen bestrahlten Objektes,

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Basisausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 3a ein Blockschaltbild einer Ausführungsform zum auf digitalem Wege Verarbeiten der gemäß der Ausführungsform nach Fig.2 gelieferten Ausgangsdaten,

Fig.3b ein Blockschaltbild einer Ausführungsform zum auf analogem Wege Verarbeiten der gemäß der Ausführungsform nach Fig.2 gelieferten Ausgangsdaten und

F i g. 4 und 5 schematisch Einlese- und Auslesebahnen zur weiteren Erläuterung der Wirkung der Vorrichtung gemäß der Erfindung.

F i g. 1 gibt schematisch einen Objektquerschnitt D in einer x.y-Ebene wieder. Dieser Objektquerschnitt wird mit einem kurzwelligen Bündel paralleler Strahlen s durchstrahlt, riie unter einem Winkel θ in bezug auf die j-Achse einfallen. Ein Tomogramm, oder aber ein zweidimensionales Bild eines solchen Objektquerschnitts; kann im Prinzip durch eine Verteilungsfunktion f(x'. y') beschrieben werden, in der x'und y'die Koordinaten in einem rechteckigen Koordinatensystem in der betreffenden x'y'-Ebene sind. Diese Verteilungsfunktion ist repräsentativ für den Verlauf der Dichte in bezug auf die verwendete kurzwellige Strahlung über den Querschnitt des Objektes. Ein flaches paralleles Strahlenbündel, das das Objekt durchstrahlt, liefert in einer senkrecht zum Strahlengang aufgestellten Detektorvorrichtung ein Profilsignal p'g. Der Einfachheit halber ist in F i g. 1 ein solches Profilsignal in einem UV-Koordinatensystem wiedergegeben, das in bezug auf den Punkt Θ mit der Strahlungsquelle-Detektor-Kombination mitdreht. Der Wert eines Profilelements U_n ist in F i g. 1 durch p'n (U,,) wiedergegeben und stellt die gesamte Absorption vor, die das Objekt durch und an der Stelle des durch den Punkt P verlaufenden Strahles S_p ergibt Durch Logarithmisierung des Profilsignals wird der Wert

p'e(U_P)inp"e(U_p)=\np'e(U_P)

umgewandelt, was die Summe der Dichten aller Elemente des Objekts entlang diesem Strahl S_p darstellt.
Um die Strahlungsdichte, die einem bestimmten

ίο Punkt P auf dem Strahl S_p entspricht, zu bestimmen, muß aus der Sammlung von Signalprofilen, die dadurch erhalten ist, daß das UV-Koordinatensystem über einen Bereich von 0—2 π variiert, die Teilsammlung betrachtet werden, die sich auf alle Strahlen 5 bezieht, die durch den genannten Punkt Pverlaufen.

Bei einer Ausführungsform, wie in der obenerwähnten älteren DE-PA P 27 20 994.5 beschrieben wird, werden die Signalprofile wie p"e(U_p) vor dem Rückwärtsprojektionsprozeß mit einer passenden eindimensiona-Ien Funktion gefaltet, so daß präkonvoluierte Signalprofile verfügbar sind.

Die vorliegende Erfindung bietet nun die Möglichkeit, ohne eine solche Rückprojektion, ausgehend von solchen vorbearbeiteten Profilen pe ein Tomogramm oder einen Tomogrammteil zu rekonstruieren. M. a. W.: es wird in der vorliegenden Erfindung von modifizierten Signalprofilen ausgegangen, d. h. von logarithmisicrten, parallelisierten und präkonvoluierten Signalprofilen, weiche entsprechend modifizierten Signalprofile schematisch durch ρ {θ) bezeichnet werden.

F i g. 2 gibt in Blockschaltbildform eine Basisausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems. Wie schon bemerkt, wird dabei von den genannten logarithmisierten. parallelisierten und präkonvoluierten Signalprofilen ρ (θ) ausgegangen, sowie auch von der Winkelinformation Θ, d. h. der Winkel, unter dem ein paralleles Strahlungsbündel jeweils das Objekt durchstrahlt Diese modifizierte Signalprofilinformation ρ (Θ), sowie auch die zugehörige Winkelinformation θ wird Eintragungs- und Adressiermitteln 1 zugeführt die dazu dienen, die genannte modifizierte Signalprofilinformation in eine Speichervorrichtung 2 einzutragen. Die Adressiermitte! sind dabei so eingerichtet daß ansprechend auf die angebotene Winkelinformation θ, diejeweils einem modifizierten Signalprofil entsprechende Information in die Speichervorrichtung eingetragen wird über primäre, kontinuierlich verlaufende Bahnen, wobei jede solcher Bahnen in eindeutiger Weise der Richtung des betreffenden Signalprofils zugefügt ist Andererseits ist diese Speichervorrichtung 2 mit einer Auslesevorrichtung 3 gekuppelt die unter Steuerung einer Bahnstrecke bestimmenden Vorrichtung 4 steht Auf diese Weise ist es möglich, die in die Speichervorrichtung 2 eingetragene Information über eine durch die Steuervorrichtung 4 bestimmte Bahn auszulesen, wobei die dem Ausgang der Auslesevorrichtung 3 zur Verfügung gestellte Information dann durch eine Integriervorrichtung 5 integriert werden kann. Die Bahn oder Bahnen, über welche die eingetragene Information abgelesen wird, ist oder

sind durch Positionsinformation bestimmt, die der Bahnstrecke bestimmenden Vorrichtung 4 angeboten wird. Durch diese Positionsinformation sind die betreffenden, für wichtig gehaltenen Elemente eines zu prüfenden Querschnitts definiert Beispielsweise können diese Positionskoordinaten als polare Koordinaten r', gf gegeben sein, bestimmend für ein Querschnittselement wie zum Beispiel P(FIg. 1) in der x,y-Ebene. Dabei entspricht der Punkt O der Rotationsachse, zu der die De-

tektor-Strahlungsquelle-Kombination um das Objekt gedreht wird. Die Koordinaten r', qf sind, nachdem diese unter Berücksichtigung der Größe der Speichervorrichtung 2 in Werte r, φ umgewanüelt worden sind, bestimmend für eine Lesespurbahn. Durch die Lese-Adressiervorrichtung 3,4 wird nun erreicht, daß die Signalprofilinformation aus der Speichervorrichtung 2 für den betreffenden Objektpunkt längs einer solchen zugeordneten Lesespurbahn ausgelesen wird, einen durch die Integriervorrichtung 5 erzeugten Signalwert P, zu erhalten, der für die Strahlungsabsorptionsdichte im betreffenden Querschnittselement r, φ maßgebend ist. Auf diese Weise ist es möglich, ein Tomogramm für eine Reihe gewünschter Querschnittselemente r, φ Element für Element zu rekonstruieren.

Die Integriervorrichtung 5 gibt dabei den betreffenden Signalwert, der für die Strahlungsabsorptionsdichte in einem bestimmten Element des Objektquerschnitts maßgebend ist, in analoger Form, was auch für die Positionsinformation der Fall ist, die von der Bahnstrecke bestimmenden Vorrichtung 4 abgeleitet werden kann.

Die auf diese Weise in analoger Form zur Verfügung stehende Dichteinformation P₁ und Positionsinformation r, φ kann entweder in analoger Weise oder in digitaler Weise weiterverarbeitet werden.

F i g. 3a gibt ein Blockschaltbild für eine Ausführungsform zum Verarbeiten auf digitalem Wege und F i g. 3b gibt ein Blockschaltbild für eine Ausführungsform zum Verarbeiten auf analogem Wege.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3a ist der Ausgang der Integriervorrichtung 5 mit einem ersten Analog-Digital-Umwandler 6 gekuppelt, während die von der Bahnstrecke bestimmenden Vorrichtung 4 abgeleitete Positionsin/ormation einem zweiten Analog-Digital-Umwandler 7 zugeführt wird. Die durch den Umwandler 6 in digitale Form gebrachte Dichteinformation wird dann in eine digitale Speichervorrichtung 8 eingetragen, und zwar unter Steuerung einer mit dieser verbundenen Adressiervorrichtung 9, die die Eintragungssteuerung ansprechend auf die in digitaler Form gebrachte Positionsinformation r, p>ausübt. Mit Hilfe einer programmierten Steuerung 10 kann die in die Speichervorrichtung 8 eingetragene digitale Information dann in der gewünschten Weise ausgelesen und in digitaler Form durch ein Wiedergabesystem ii wiedergegeben werden. Auf diese Weise ist es möglich, unter Verwendung einer an sich bekannten und zur Verfügung stehenden Programmatur eine gewünschte Detaüprüfung in Teilen eines Tomogramms durchzuführen.

Es ist von Vorteil, die genannten ersten und zweiten Umwandler 6 und 7 mit einem System der Gestalt, wie in F i g. 2 wiedergegeben, zu einer Einheit zu vereinigen, da mit einer solchen Einheit auf technisch-wirtschaftlich vorteilhafte Weise eine einfache Anpassung an bestehende digitale Verarbeitungssysteme, die für tomographische Zwecke verwendet werden, möglich ist

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3b wird die in analoger Form zur Verfügung stehende Dichteinformation Pi und die Positionsinformation r, φ unmittelbar einer Eintragungs- und Adressiervorrichtung 12 zugeführt, mit der auf den durch diese Vorrichtung 12 bezeichneten Adressen die Dichtewerte P in eine analoge Speichervorrichtung 13 eingetragen werden können. Auf diese Weise kann von den gewählten Querschnittselementen r, φ in einfacher Weise ein analoges Tomogramm Element für Element rekonstruiert werden.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3a kann die Speichervorrichtung 11 beispielsweise als Kernspeicher ausgebildet sein, während bei der Ausführungsform nach F i g. 3b die Speichervorrichtung 13 als Speicherröhre ausgebildet sein kann.

Für die Speichervorrichtung 2 sind verschiedene Ausführungsformen möglich. Bei einer ersten Ausführungsform kann diese Speichervorrichtung 2 eine Bildwandlerröhre umfassen, auf deren Treffplatte die angebotenen Signalprofile dann über die primären Bahnen mit Hilfe eines Elektronenstrahls und unter Steuerung von Ablenkelektroden eingetragen werden. Die entsprechend in die Treffplatte eingetragene Information kann dann nicht-destruktiv ausgelesen werden mit Hilfe desselben Elektronenstrahls oder eines anderen Elektronenstrahls je nach Art der verwendeten Bildwandlerröhre, wobei die Bahnstrecke bestimmende Vorrichtung dann durch die Steuerung für die Elektronenstrahl-Ablenkung der Bildwandlerröhre gebildet ist.

In einer anderen Ausführunsform kann die Speichervorrichtung 2 eine Speicherröhre umfassen, in der die angebotenen Signalprofile in der dabei üblichen Weise eingetragen werden können. Die entsprechend eingetragene Information kann dabei auf optisch-elektrischem Wege ausgelesen werden mit Hilfe eines optoelekrischen Detektors, der hinter einer Maske angeordnet ist, die dann zu der Bahnstrecke bestimmenden Vorrichtung gehört. Durch die Bewegung und Form der Durchlaßöffnung dieser Maske in Kombination mit einem optischen System kann dann eine gewünschte Auslesebahn-Konfiguration gebildet werden.

Wenn die Speichervorrichtung 2 eine solche Speicherröhre umfaßt, kann die darin eingetragene Information auch ausgelesen werden mit Hilfe einer an sich bekannten Bildaufnahmeröhre, wie z. B. ein Vidicon, Isocon usw. Eine Bahnstrecke bestimmende Vorrichtung wird dann dabei durch die Elektronenstrahl-Ablenkungssteuerung der Aufnahmeröhre selbst gebildet, durch welche Steuerung auch wieder die gewünschte Auslesebahn-Konfiguration erhalten werden kann.
Bei einer einfachen Ausführungsform der Erfindung ist die Eintragungs- und Adressiervorrichtung 1 so ausgebildet, daß die genannten primären Bahnen nacheinander, aus einer als Ursprung eines Koordinatensystems gewählten Speicheradresse entsprechend der relativen Drehachse des Objekts, als gerade Bahnen quer zur Richtung des betreffenden Bündels paralleler Strahlung in radialem Sinne eingetragen werden. Wenn die angebotenen Signalprofile in solcher Weise eingetragen werden, kann die Strahlungsabsorptionsdichte für ein bestimmtes Element des Objektquerschnitts erhalten werden duch Integrieren über eine durch den genannten Ursprung verlaufende Kreisbahn, deren Mittellinie und-Winkelstellung dann durch die Polkoordinaten bestimmt sind, die das betreffende Element des Öbjektquerschnitts bestimmen. Zur Steigerung der Verarbeitungsgeschwindigkeit ist es dabei möglich, jeweils gleichzeitig über zwei sich berührende Kreisbahnen mit durch den Berührungspunkt verlaufenden und miteinander fluchtenden Mittellinien zu integrieren, wobei die Dichtewerte für zwei sich diametral gegenüberliegende Elemente des Objektquerschnitts gleichzeitig erhalten werden. In F i g. 4 ist dies alles für zwei sich diametral gegenüberliegende Elemente P (r, φ) und P' (r, φ+π) erläutert. Die zugehörigen Kreisbahnen, über welche die eingetragene Signalprofile ausgelesen werden, sind durch eine gezogene bzw. unterbrochene Linie angegeben; diese Bahnen werden gleichzeitig oder aber unmittelbar nacheinander durchlaufen.
Es wird klar sein, daß wenn die angebotenen Signal-

profile in der im Vorhergehenden angegebenen Weise über gerade durch den Ursprung verlaufende Linien eingetragen sind, längs derselben geraden Linie liegende Elemente eines betrachteten Querschnitts integriert werden müssen gemäß sich in demselben Punkt beruhrenden Kreisbahnen mit einer Mittellinie entsprechend dem Radiuskoordinaten des betreffenden Querschnittselements. Eine solche Bahnkonfiguration ist beispielsweise auch auf optischem Wege zu verwirklichen, und zwar durch Verwendung einer Maske mit einer Ringöffnung, die mittels eines optischen Systems mit veränderlicher Vergrößerung dann auf einen photoempfindlichen Detektor projiziert werden kann. Die Vergrößerung dieses optischen Systems wird dann entsprechend dem Radiuskoordinaten des betreffenden Objektquerschnittselements eingestellt.

Die für die Eintragungs- und Adressiervorrichtung 1 bestimmte Information, die notwendig ist, um die primären geradlinigen Bahnen in radialem Sinne und entsprechend der Richtung des betreffenden ursprünglichen Signalprofils einzutragen, kann von einem mechanischelektrischen Umwandler hergeleitet werden, der Winkelstellungsinformation über die Position der Strahlungsquelle-Detektor-Vorrichtung in bezug auf das zu prüfende Objekt, in die entsprechenden elektrischen Signale umwandeln kann.

Selbstverständlich ist die Vorrichtung nicht auf das Eintragen und Integrieren über die im Vorhergehenden angegebenen primären und sekundären Bahnen beschränkt Es ist auch möglich, die primären Bahnen gemaß parallelen geraden Linien verlaufen zu lassen, wobei der gegenseitige Abstand zwischen diesen geraden Linien dann proportional dem Einstellwinkel der Strahlungsquelle ist, wobei die sekundären Bahnen dann sinusförmig sind, wobei die Phase und die Amplitude den ' I Positionskoordinaten des betreffenden Querschnittsele-

mems entsprechen. Das alles ist in F i g. 5 erläutert, welche Figur im Zusammenhang mit F i g. 4 zu betrachten ist. In beiden Fällen ist längs Seder Wert des modifizierten Signalprofils p' (S) abgetragen. Bei vertikaler Stellung davon sind es tatsächlich dreidimensionale Abbildungen im 0,S,p-Raum. Da die sekundären Bahnen sinusförmig sind, kann, wie durch den in F i g. 5 nach links gerichteten Teil angegeben, die Ablenkung einen Rückschlag haben, der jeweils mit der passenden Phase wirksam wird. Ebenso wie bei der in F i g. 4 geschilderten Lage können auch bei sinusförmigen sekundären Bahnen die Dichtewerte für zwei diametral liegende Elemente wie P und P' gleichzeitig oder aber unmittelbar nacheinander erhalten werden, und zwar dadurch, daß über die eine halbe Sinusperiode für P und über die andere halbe Sinusperiode für P' ausgelesen wird. (Angegeben durch gezogene und unterbrochene Linien). Dadurch, daß man die Amplitude konstant hält und φ zunehmen läßt, findet man die Dichten der Elemente P (r, φ±Αφ) bzw. P' (r, φ+π-Δφ), gelegen auf einem Kreis mit Radius rum 0. Dadurch, daß man die Amplitude zunehmen läßt und φ konstant hält, findet man die Dichten der Elemente P(r+Ar, φ) bzw. P'(r±Ar, φ+π), gelegen auf dem Leitstrahl von P bzw. P'. Für einen Punkt P in der Querschnittsebene und gelegen außerhalb des Objekts ist der Wert ρ'φ(Ρ)=0. Wenn die Präkonvolution exakt ist, müßte das Kreisintegral ebenfalls =0 sein, obgleich es streckenweise positive und negative Beiträge geben kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Rekonstruieren eines Transversalschichtbüdes eines Objektes aus Signalprofilen, wobei jedes Signalprofil eine Vielzahl von Datenpunkten enthält, die der Absorption von Objektpunkten längs Strahlenlipien eines Röntgen- oder Gammastrahlenfächers entsprechen, mit einer Speichervorrichtung für die Signalprofile, einer Eir.tragungs-Adressiervorrichtung zur Steuerung der Speicherung der Signalprofile, einer der Speichervorrichtung zugeordneten Lesevorrichtung und einer Lese-Adressiervorrichtung zur Steuerung der Lesevorrichtung, um aus der Speichervorrichtung zugeordnete Serien von Signalwerten zu entnehmen, wobei die Signalprofile als analoge Profile erfaßt werden und in eine Umwandlungsvorrichtung eingegeben werden, in der die Signalprofile durch Logarithmisieren, Parallelisieren und Faltung verändert werden, um modifizierte Signalprofile zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichervorrichtung (2) die modifizierten Signalprofile in einem zweidimensionalen System speichert, daß die Eintragungs-Adressiervorrichtung (1) diese Signalprofile in der Speichervorrichtung (2) längs zugeordneter, sich kontinuierlich erstreckender Profilspuren speichert, von denen jede eindeutig einem der Strahlenwinkel {&) zugeordnet ist, daß die Lese-Adressiervorrichtung (3, 4) die Signalprofilinformation aus der Speichervorrichtung (2) für jeden Objektpunkt längs einer zugeordneten, sich kontinuierlich erstreckenden Lesespur, die die Profilspuren jeweils in dem Punkt kreuzt, eier die Information des der Lesespur zugeordneten Objektpunktes (r, φ) enthält, daß eine Integriervorrichtung (5) vorhanden ist, die die erhaltenen Signale zu jeweils einem Bildpunkt des Transversalschichtbildes integriert und daß diese Bildpunkte in analoger oder digitaler Form einem Wiedergabegerät zugeführt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ersten Analog-Digital-Umwandler (6), der mit dem Ausgang der Integriervorrichtung (5) verbunden ist und der jedes Ausgangssignal (P₁) der Integriervorrichtung (5) in entsprechende Digitalsignale umwandelt und einen zweiten Analog-Digital-Umwandler (7), der mit der Lese-Adressiervorrichtung (4) gekoppelt ist und die in analoger Form gelieferte Adresse (r, φ) der Objektpunkte in eine entsprechende digitale Form umwandelt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintragungs-Adressiervorrichtung (1) die Profilspuren fortlaufend längs Wegen verlegt, die von der gleichen Speicheradreßstellung ausgehen, die den Ursprung eines Koordinatensystems bildet und die der Achse der relativen Drehung des Objektes entspricht, wobei die Profilspuren gerade sind, und daß die Lese-Adressiervorrichtung (4) mit kreisförmigen Lesespuren die Profilspuren ausliest, wobei die Durchmesser und Winkelstellungen der Lesespuren durch die Positionskoordinaten (r. g>) von zugeordneten Bildelementen (P) bestimmt werden, die der Lage zugeordneter Objektpunkte entsprechen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintragungs-Adressiervorrichtung (1) die Profilspuren nacheinander in geraden, parallelen Linien proportional der Richtung ist, von der aus der Objektquerschnitt durchstrahlt wird, und daß die Lese-Adressiervorrichtung (4) dazu dient, Signalprofilinformationen der jeweiligen Objektpunkte über eine die parallelen Profilspuren durchschneidende, sinusförmige Lesespur auszulesen, deren Phase und Amplitude durch die Polkoerdinaten des der Lage des betreffenden Objektpunktes entsprechenden Bildelemente bestimmt sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichervorrichtung (2) eine Speicherröhre enthält, deren Bildschirm eine der insgesamt benötigten Integrationszeit angepaßte Nachleuchtdauer hat daß die Integriervorrichtung (5) ein photoelektrisches Element enthält und daß die Lese-Adressiervorrichtung (3,4) zum Empfang optischer Signale geeignet ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Lese-Adressiervorrichtung (3,4) eine Maske mit einem ringförmigen, lichtdurchlässigen Fenster mit fester Mittellinie, ein in der optischen Bahn dieses Fensters aufgestelltes optisches System mit einer kontinuierlich veränderlichen Vergrößerung und Steuermittel aufweist, die dazu dienen, die Vergrößerung dieses optischen Systems entsprechend den Positionskoordinaten des betreffenden Objektquerschnittselements einzustellen.