GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Röntgenvorrichtung zum Untersuchen einer länglichen Probe, insbesondere mittels Kleinwinkelstreuung an Fasern, und betrifft ein Verfahren zum Untersuchen einer länglichen Probe. Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen ein Verfahren zum Diagnostizieren eines Organismus.

Im Allgemeinen betrifft die Erfindung das Gebiet der Röntgenstrahl-Streuung, wozu Methoden wie beispielsweise die Kleinwinkelstreuung (SAXS), die

Weitwinkelstreuung (WAXS) oder die Röntgen-Diffraktometrie (XRD) gehören. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines Untersuchungsverfahrens bzw. einer Röntgenvorrichtung, um biologische Proben zu untersuchen und anhand des Streuungs- oder Beugungsmusters eine Diagnose von pathologischen Zuständen zu erstellen. Bei den

biologischen Proben kann es sich insbesondere um Haarproben von Patienten handeln und die zu diagnostizierenden Krankheiten können beispielsweise Krebs oder Fehlernährung umfassen.

STAND DER TECHNIK

Kleinwinkelröntgenstreuung (small angle x-ray scattering, SAXS) ist

herkömmlicherweise benutzt worden, um die Filamentstruktur eines

menschlichen Haars zu untersuchen. Die Haarprobe muss zur Untersuchung montiert und zentriert werden, bevor die Haarprobe der Röntgenstrahlung ausgesetzt wird.

V. James et al, Nature Vol. 398, 4 March 1999, S. 33, beschreiben die

Verwendung von Faserröntgenbeugungs-Studien mit Synchrotron-Strahlung um Haare zu untersuchen, um Hinweise auf Brustkrebs zu erhalten. Dabei wird eine Haarprobe durch Synchrotron-Röntgenstrahlung bestrahlt und die Streuintensitäten, insbesondere Intensitäten in einem oder mehreren Ringen analysiert. Dabei konnte eine Korrelation von Brustkrebs mit der Haarstruktur bestimmt werden.

G.L. Corino und P.W. French, International Journal of Cancer: 122,847-856 (2008) beschreiben in„Diagnosis of Breast Cancer by X-Ray-diffraction of Hair" die Analyse von Haarfasern von Frauen mit Brustkrebs unter Benutzung von Synchrotron-erhaltener Röntgenbeugung . Dabei wurde in dem

Beugungsmuster ein Ring beobachtet, welcher einem molekularen Abstand von etwa 4,8 nm entspricht.

EP 2440937 AI offenbart ein Diagnoseverfahren, um z.B. Krebs in einem Untersuchungssubjekt zu identifizieren, wobei Änderungen in einem Lipidprofil durch Chromatographie und Massen-Spektrometrie bestimmt werden. Ferner wird Röntgenbeugung an einem Haar durchgeführt, wobei Synchrotron- Strahlung oder andere monochromatische Röntgenstrahlquellen verwendet wurden. US 2013/182824 AI offenbart ein Probenanalyse-System zum Analysieren einer Haarprobe, wobei mehrere Probenfelder innerhalb eines Behälters lokalisiert sind und wobei ein Antriebsmechanismus eine Haarprobe in einen Röntgenstrahl einjustiert und die Untersuchung für eine andere Haarprobe in dem Behälter wiederholt wird . Die Haarproben werden dabei durch

Einstellungen in dem Röntgenstrahl ausgerichtet.

US 2009/299642 AI offenbart ein Verfahren zum Analysieren einer

Keratinprobe, wobei die Probe einer Röntgenstrahlung ausgesetzt wird .

Röntgenbeugungsmuster von verschiedenen Haarproben verschiedener Untersuchungspersonen zeigen Unterschiede, welche Brustkrebs anzeigen. US 2008/201081 AI offenbart ein Verfahren zum Analysieren einer Funktion eines Biosystems, wobei eine Probe einer einfallenden Energie ausgesetzt wird, die bestrahlte Energie von der Probe empfangen wird und zumindest ein Teil der bestrahlten Energie durch einen Wandler passiert wird, um ein

Informationssignal abzuleiten, welches einen Aspekt der Probe charakterisiert.

EP 1 137 937 AI, offenbart ein Verfahren zum Detektieren der Anwesenheit eines Gens, welches für einen pathologischen Zustand verantwortlich ist, wobei ein Haar von dem Patienten einer Faserröntgenbeugung ausgesetzt wird und Änderungen in der Ultrastruktur des Haares detektiert werden. Die

Röntgenstrahlung wird dabei durch beschleunigte Teilchen in einem

Synchrotron erzeugt.

US 2017/115240 AI offenbart ein Verfahren für die Detektion und Diagnose von Ess-Fehlverhalten und Fehlernährung unter Benutzung von

Röntgenbeugung an einer Haarprobe der Untersuchungsperson.

WO 2011/000020 AI offenbart ein Verfahren zum Verbessern eines

Röntgenbeugungsbildes einer Probe, welche abnormales Keratin enthält, wobei ein Agens eine Änderung, welche in einer abnormalen Keratinprobe enthalten ist, verstärkt.

WO 03060513 A2 offenbart ein Verfahren zum Detektieren von Krebs in einem Patienten, wobei eine Haarprobe Röntgenstrahlung ausgesetzt wird und die gestreute Röntgenstrahlung durch einen Detektor detektiert wird . Die

Röntgenquelle kann eine Standard-, inkohärente Röntgenquelle sein, wie sie in Kliniken und in Laboratorien verwendet wird . Der Detektor detektiert dabei nur einen Teil der gebeugten Röntgenstrahlung . Die herkömmlichen Vorrichtungen und Verfahren zum Untersuchen einer

Probe, insbesondere einer Haarprobe eines Patienten, erfordern entweder die Verwendung von Synchrotron-erzeugter Röntgenstrahlung oder erfordern eine aufwendige, zeitraubende Justierung der Probe in dem Strahl . Die Verwendung von Synchrotron-Strahlung ist mit großem Aufwand verbunden, da die Proben zu den Synchrotron geschickt werden müssen und dort gemessen werden müssen, was zusätzliche Kosten verursacht und die Zeit bis zur Erstellung der Diagnose verlängert.

Laborröntgen-Messgeräte können zwar vor Ort, in der Klinik oder im

Laboratorium, eingesetzt werden und so die Zeit bis zur Fertigstellung der Diagnose verkürzen. Handelsübliche Röntgenvorrichtungen und Verfahren für die Röntgenstreuung (Diffraktometer, SAXS, WAXs) sind jedoch sehr komplex und erfordern aufwendige, zeitraubende Justage. Herkömmlicherweise weisen Röntgenvorrichtungen ein aufwendiges Kollimationssystem auf, welches Blenden, Pin-holes und Kollimationsblöcke umfasst. Die Positionierung und Justage dieser sowie allfällig weiterer Komponenten sowie der Probe, der Röntgenstrahlquelle, des Primärstrahlfängers und des Detektors sind sehr aufwendig und zeitraubend .

Konventionell wird der Streustrahlwinkel bzw. Beugungswinkel in Bezug auf das Zentrum des Primärstrahls ermittelt, was somit eine genaue Justierung von Primärstrahl und Probe relativ zueinander erfordert. Aufgrund dieser herkömmlicherweise verwendeten Komponenten wird der Probendurchsatz reduziert und die Messungen werden verzögert. Eine Justage der

verschiedenen Komponenten herkömmlicher Röntgenvorrichtungen erfordert eine entsprechende Erfahrung des Bedienungspersonals und die

Röntgenvorrichtungen des Standes der Technik werden in der Herstellung und der Montage teuer.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Röntgenvorrichtung bzw. ein Verfahren zum Untersuchen einer Probe, insbesondere mittels

Kleinwinkelstreuung an Fasern, vorzuschlagen, welche in einer Klinik, einem Untersuchungslabor oder einem Forschungslabor eingesetzt werden kann, ohne eine zeitaufwendige und komplexe und hohen Sachverstand erfordernde Justage der Röntgenvorrichtung, insbesondere der Probe und/oder des Strahls und/oder anderer Komponenten relativ zueinander, zu erfordern.

Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein

kostengünstiges Labormessgerät für Röntgenstreuung (Diffraktometer, SAXS, WAXS) zur Messung von biologischen Proben zum Zwecke der Diagnose von Krankheiten zur Verfügung zu stellen. Ein weiteres Ziel oder eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Röntgenvorrichtung

bereitzustellen, welche einen einfachen Aufbau aufweist und leicht zu bedienen ist, wobei möglichst wenige, im Ja-Fall gar keine Justage-Schritte erforderlich sind, um Bedienfehler und das Risiko von Fehldiagnosen zu reduzieren.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche spezifizieren besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Nicht alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind auf ein

Diagnoseverfahren gerichtet. Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind lediglich auf ein Verfahren zum Untersuchen einer Probe gerichtet, ohne eine Diagnose zu erstellen.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bereitgestellt eine Röntgenvorrichtung zum Untersuchen einer länglichen Probe,

insbesondere mittels Kleinwinkelstreuung an Fasern, aufweisend : eine

Röntgenquelle zum Aussenden eines, insbesondere monochromatischen, Röntgenstrahls; eine Probenträgeraufnahme zum Haltern eines eine Probe tragenden Probenträgers, sodass die Probe quer zu einer Längsrichtung der Probe von dem Röntgenstrahl durchstrahlt wird; und einen Detektor, der zum Detektieren von an der Probe in entgegengesetzten Winkeln gestreutem bzw. gebeugtem Röntgenstrahl ausgebildet und angeordnet ist. Die Röntgenvorrichtung kann insbesondere als ein Labormessgerät ausgelegt sein, so dass sie in einem Analyselabor, Forschungslabor oder Kliniklabor eingesetzt werden kann. Die Röntgenvorrichtung kann eine Größe von z.B. einer maximalen Ausdehnung zwischen 50 cm und 3 m haben.

Die Ausdehnung der länglichen Probe in einer Längsrichtung ist größer als eine Ausdehnung der länglichen Probe in einer Richtung senkrecht zu der

Längsrichtung. Die Ausdehnung der länglichen Probe entlang der

Längsrichtung kann z. B. zwischen 50 und 1000 mal der Ausdehnung der Probe in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung betragen. Die längliche Probe kann z.B. ein Teil eines menschlichen Haares, z. B. eines Kopfhaares, oder eines Haares von einer anderen Körperstelle sein. Die Probe kann eine

Flüssigkeit enthalten oder eine flüssige biologische Probe sein, die z. B. in einer Kapillare enthalten ist oder durch diese hindurchströmt. Die Probe kann insbesondere eine biologische Probe sein, insbesondere eine Probe eines Menschen. Die Probe kann Fasern bzw. Filamente aufweisen, welche entlang im Wesentlichen der Längsrichtung der Probe ausgerichtet sind. Die Filamente innerhalb der Probe können im Wesentlichen gleichartig oder gleich

strukturiert bzw. ähnlich strukturiert sein und können einen charakteristischen Abstand voneinander aufweisen. Die Filamente können auch in

unterschiedlichen Abständen voneinander (der Abstand kann z. B. senkrecht zu der Längsrichtung gemessen sein) angeordnet sein. Die unterschiedlichen Abstände der Filamente voneinander bzw. die Struktur der Filamente kann Anlass zu charakteristischen Beugungsmustern geben. Zum Beispiel kann jedem Abstand zwischen Filamenten ein Beugungsring zugeordnet sein. Somit ermöglicht das Detektieren z. B. eines Beugungsringes, welcher einem bestimmten Streuwinkel bzw. Streuvektor zugeordnet ist, die Bestimmung eines Abstands zwischen Filamenten der Probe. Die Röntgenquelle ist verschieden von einer Synchrotron-Röntgenquelle, bei der im Wesentlichen in einem kreisförmigen Ring geführte Elektronen aufgrund ihrer Beschleunigung Synchrotron-Strahlung abgeben. Im Gegensatz dazu kann die Röntgenquelle der Röntgenvorrichtung gemäß einer

Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Metallanode umfassen, auf die Elektronen beschleunigt werden, woraufhin Elektronenübergänge in

Metallatomen angeregt werden, woraufhin charakteristische Röntgenstrahlung ausgesendet wird. Die Röntgenquelle kann auch zumindest einen

Röntgenspiegel umfassen, welcher z.B. durch eine Mehrfachschicht gebildet ist, um die aus der Anode der Röntgenquelle austretende Röntgenstrahlung in den austretenden Röntgenstrahl zu kollimieren und/oder zu

monochromatisieren, wobei der Spiegel insbesondere eine parabolische Form aufweisen kann, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der

vorzugsweise monochromatische Röntgenstrahl kann z. B. Kupfer- Ka-Strahlung umfassen.

Die Probenträgeraufnahme ist zum Haltern eines eine Probe tragenden

Probenträgers ausgebildet und kann relativ zu der Röntgenquelle und dem Detektor in einer fixen, nicht änderbaren, Orientierung und Positionierung vorgesehen sein. Insbesondere können die Röntgenquelle, die

Probenträgeraufnahme und der Detektor relativ zueinander nicht verschiebbar bzw. die relative Position änderbar, d .h. fix relativ zueinander angeordnet sein. Eine Veränderung der Position und/oder Orientierung der

Probenträgeraufnahme und/oder der Röntgenquelle und/oder des Detektors kann verhindert sein . Zum Beispiel kann der Probenträger in einer definierten nicht-veränderbaren Position und Orientierung relativ zu der fixen

Probenträgeraufnahme von dieser gehaltert werden. Somit ist eine Justage oder Positionseinstellung oder Orientierungseinstellung irgendeiner

Komponente der Röntgenvorrichtung nicht erforderlich, um die Untersuchung der Probe durchzuführen. An bzw. in den Probenträger kann die Probe eingesetzt und getragen werden, wobei die Probe, um später eine Untersuchung mittels der Röntgenvorrichtung zu erlauben, lediglich in einem vorgegebenen Einsetzbereich des Probenträgers eingesetzt werden muss, wobei der Einsetzbereich z. B. eine Ausdehnung hat, die z. B. 0,5 bis 1,5 mm in einer Richtung quer bzw. senkrecht zu der Längsrichtung der Probe beträgt. Eine Positionierung der Probe mit einer Positionsgenauigkeit, die innerhalb von 0,5 mm bis 1,5 mm des Probenträgers liegt, ist gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausreichend, um eine Durchstrahlung der in den Probenträger gehaltenen Probe und in der Probenträgeraufnahme gehalterten Probenträger mittels des Röntgenstrahls zu erlauben. Zum Untersuchen der Probe muss diese insbesondere nicht in einem Zentrum des Röntgenstrahls (im Querschnitt) entlang der Längsrichtung oder entlang einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung angeordnet werden. Die Probe kann z. B. nicht zentriert eingesetzt werden, und kann trotzdem von dem Röntgenstrahl durchstrahlt werden. Die Längsrichtung der Probe kann im Wesentlichen der Längsrichtung von Filamenten oder Fasern innerhalb der Probe entsprechen bzw. gleichen.

Der Detektor kann zum ortsaufgelösten Detektieren des gestreuten

Röntgenstrahls ausgebildet sein. Insbesondere ist der Detektor konfiguriert und angeordnet, um sowohl in einer Richtung gestreute bzw. gebeugte

Röntgenstrahlung zu detektieren als auch in der entgegensetzten Richtung gebeugte bzw. gestreute Röntgenstrahlung zu detektieren, was

herkömmlicherweise insbesondere bei Kleinwinkelstreuung nicht vorgesehen ist.

Eine Ausdehnung im Querschnitt des Röntgenstrahls entlang einer Richtung quer bzw. senkrecht zu einer Längsrichtung der Probe kann wesentlich größer (z. B. zwischen 5 und 15-mal so groß sein) als eine Ausdehnung der Probe in der Richtung senkrecht zu der Längsrichtung der Probe. Somit ist eine genaue Justage bzw. Positionierung der Probe entlang der Richtung senkrecht zu der Längsrichtung der Probe nicht erforderlich, bzw. nur mit einer geringen Genauigkeit wie etwa zwischen 0,5 mm und 1,5 mm erforderlich. Somit kann auf eine Justage der Positionierung der Probe weitgehend verzichtet werden. Der Detektor kann ausgebildet sein, spiegelsymmetrisch (zu der Probe und bzgl. einer Ausbreitungsrichtung des primären Röntgenstrahls) gebeugte bzw. gestreute Strahlung zu detektieren. Aus der Position bzw. den Positionen der spiegelsymmetrisch auf dem Detektor auftreffenden Streustrahlung kann dann, ohne eine Position des Primärstrahls auf dem Detektor kennen zu müssen, der Streuwinkel bzw. der Streuvektor berechnet werden,

insbesondere wenn zusätzlich der Abstand, entlang einer Ausbreitungsrichtung des primären Röntgenstrahls, zwischen Probe und Detektor berücksichtigt wird . Dadurch kann eine Auswertung vereinfacht werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die

Röntgenvorrichtung derart ausgebildet, dass eine im Bereich der Probe bzw. der Probenträgeraufnahme vorliegende Ausdehnung eines Querschnitts des Röntgenstrahls in einer ersten Richtung parallel zu der Längsrichtung der Probe eine erste Größe hat, wobei eine im Bereich der Probe bzw. der

Probenträgeraufnahme vorliegende Ausdehnung des Querschnitts des

Röntgenstrahls in einer zweiten Richtung senkrecht zu der Längsrichtung der Probe eine zweite Größe hat, wobei die erste Größe größer ist als die zweite Größe, oder wobei die erste Größe im Wesentlichen gleich groß ist wie die zweite Größe ist.

Der Querschnitt des Röntgenstrahls kann jeweils in einer Ebene senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung des primären Röntgenstrahls, wie er von der Röntgenquelle ausgesendet wird, definiert sein. Der Röntgenstrahl kann entlang der ersten Richtung ein erstes Intensitätsprofil haben und kann entlang der zweiten Richtung ein zweites, anderes oder gleiches,

Intensitätsprofil haben. Die Ausdehnung des Röntgenstrahls im Querschnitt in der ersten Richtung kann durch den Abstand zweier Punkte des ersten

Intensitätsprofils definiert werden, bei denen die Intensität von einer maximalen Intensität auf z. B. die Hälfte oder auf 1% der maximalen Intensität oder in anderen Ausführungsformen z. B. auf 10 ^"3 oder 10 ^"6 der maximalen Intensität abgesunken ist. Ähnlich kann die Ausdehnung im Querschnitt des Röntgenstrahls in der zweiten Richtung definiert werden. Innerhalb der so definierten Ausdehnung im Querschnitt des Röntgenstrahls in der ersten bzw. in der zweiten Richtung liegt somit eine Intensität des Röntgenstrahls zwischen einer maximalen Intensität und der Hälfte der maximalen Intensität. Das Intensitätsprofil des Röntgenstrahls in der ersten Richtung kann z. B.

jenseits der Ausdehnungsgrenzen in der ersten Richtung weniger stark bzw. weniger schnell abfallen als in der zweiten Richtung jenseits der

Ausdehnungsgrenzen. Damit kann eine Konzentrierung der

Röntgenstrahlintensität entlang der zweiten Richtung größer sein als entlang der ersten Richtung, um insbesondere eine Überlappung von auf dem Detektor auftreffender primärer Röntgenstrahlung mit gebeugter bzw. gestreuter Röntgenstrahlung zu begrenzen.

Je größer die erste Größe und/oder die zweite Größe sind, umso weniger ist eine Justage bzw. Positionierung der Probe erforderlich. Ist jedoch

insbesondere die zweite Größe zu groß, kann es zu einer Überlappung von Primärstrahlung und gestreuter Strahlung kommen. Daher kann die zweite Größe auf einen geeigneten Bereich begrenzt sein, wie weiter unten in anderen Ausführungsformen beschrieben ist. Um eine Kleinwinkelstreuung an Fasern durchführen zu können, braucht es nicht erforderlich sein, die erste Größe zu beschränken . Wenn die erste Größe relativ groß ist, insbesondere wesentlich größer als die zweite Größe, kann eine Intensität von detektierter gestreuter Strahlung erhöht werden, um somit eine Sensitivität der

Röntgenvorrichtung zu verbessern. Bei ähnlicher bzw. gleicher Ausdehnung in beiden Richtungen, wenn somit die erste Größe im Wesentlichen gleichgroß ist wie die zweite Größe, können herkömmliche Röntgenquellen zur Anwendung kommen. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die erste Größe zwischen 10 mm und 50 mm und/oder beträgt die zweite Größe zwischen 1 mm und 1,7 mm. Wenn die zweite Größe zwischen 1 mm und 1,7 mm beträgt, braucht eine Positionierung der Probe nur z.B. mit einer

Positionsgenauigkeit, die innerhalb von 0,5 mm und 1,5 mm liegt,

durchgeführt werden. Ist die erste Größe wesentlich größer, d.h. z.B. zwischen 10 mm und 50 mm, kann eine detektierte Streustrahlungsintensität erhöht werden, um die Sensitivität zu erhöhen. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die erste Größe zwischen 5- und 20-mal, insbesondere zwischen 7 und 15-mal der zweiten Größe. Die Probe kann insbesondere entlang der Längsrichtung als homogen angesehen werden. Ist die erste Größe wesentlich größer als die zweite Größe, kann über verschiedene Bereiche der Probe gemittelt werden bzw. die Streuintensität erhöht werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die zweite Größe zwischen 5 und 15-mal eine Ausdehnung der Probe in der zweiten Richtung . Die zweite Größe ist somit wesentlich größer als die Ausdehnung der Probe in der zweiten Richtung (d .h. senkrecht zur Faserlängsrichtung). Somit ist eine genaue Positionierung der Probe nicht notwendig, um von dem

Röntgenstrahl durchstrahlt zu werden. Dies kann eine Bedienung vereinfachen und einen Zeitaufwand zum Durchführen der Untersuchung verkürzen. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die

Röntgenvorrichtung derart ausgebildet, dass der Querschnitt des

Röntgenstrahls rechteckig oder ellipsenförmig oder linienförmig ist, oder der Querschnitt des Röntgenstrahls ist quadratisch oder kreisförmig oder polygonförmig . Auch andere Querschnitte des Röntgenstrahls sind denkbar. Somit können herkömmlich erzeugbare Profile von Röntgenstrahlung unterstützt sein. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Röntgenvorrichtung derart ausgebildet, dass der Detektor zumindest entlang der zweiten Richtung eine Mehrzahl von röntgenstrahlempfindlichen

Detektorelementen aufweist, wobei der Detektor insbesondere als

Zeilendetektor ausgebildet ist.

Die Streuung bzw. Beugung (im Allgemeinen die Ablenkung aus einer

Primärstrahlrichtung) an einer Mehrzahl von Fasern innerhalb der Probe kann zu einer Ablenkung entlang der zweiten Richtung führen. Wenn der Detektor somit ortsaufgelöst zumindest entlang der zweiten Richtung zu detektieren ausgebildet ist, kann somit Faserbeugung der Probe detektiert werden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Detektor auch entlang der ersten Richtung eine Mehrzahl von Röntgenstrahl-empfindlichen Detektorelementen aufweisen, um somit Faserbeugung getrennt in

verschiedenen Bereichen (entlang der Längsrichtung) der Probe detektieren zu können. Faserbeugung dieser verschiedenen Bereiche der Probe können später verarbeitet, insbesondere gemittelt werden oder es kann eine Variabilität der Beugung für verschiedene Bereiche der Probe gemessen werden und auch zur Auswertung (z. B. Signifikanzbestimmung) von Peaks herangezogen werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die

Röntgenvorrichtung derart ausgebildet, dass der Detektor derart angeordnet ist, dass er aus einer Primärstrahlrichtung des Röntgenstrahls in der zweiten Richtung um einen ersten Winkel gestreute Strahlung und aus der

Primärstrahlrichtung des Röntgenstrahls in der zweiten Richtung um einen zweiten Winkel gestreute Strahlung in verschiedenen Detektorelementen detektiert, wobei der zweite Winkel entgegengesetzt zu dem ersten Winkel ist und wobei ein Betrag des ersten Winkels zwischen 0,3° und 5°, insbesondere zwischen 0,5° und 3°, beträgt. Somit kann mittels der Vorrichtung insbesondere sogenannte Kleinwinkelstreuung (SAXS) durchgeführt werden, wobei jedoch

spiegelsymmetrisch gestreute bzw. gebeugte Röntgenstrahlung detektiert und ausgewertet werden kann. Der erste bzw. zweite Winkel ist dabei jeweils der Winkel, um den der Röntgenstrahl der Primärstrahlrichtung aufgrund der

Interaktion mit der Probe abgelenkt wird von der Primärstrahlrichtung . Ist die zweite Richtung z. B. vertikal orientiert (bei entsprechender Orientierung der Röntgenquelle und Probe), so erfolgt somit eine Beugung bzw. Streuung nach oben und nach unten und die nach oben gebeugte bzw. gestreute Strahlung und auch die nach unten gebeugte bzw. gestreute Strahlung wird von dem Detektor (in verschiedenen Detektorelementen) detektiert. Detektion der spiegelsymmetrisch gestreuten Röntgenstrahlung ermöglicht eine einfachere Auswertung, insbesondere Bestimmung eines Streuwinkels bzw. Streuvektors und/oder Bestimmung von Probenposition und/oder Mittelung, insbesondere ohne einen Auftreffpunkt des Primärstrahls (oder Zentrums des Primärstrahls) auf dem Detektor kennen zu müssen.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat der Detektor in der zweiten Richtung eine größere Ausdehnung als in der ersten Richtung . Entlang der zweiten Richtung erfolgt eine Ablenkung des Röntgenstrahls von der Primärstrahlrichtung aufgrund der Faserbeugung bzw. Faserstreuung . Entlang der ersten Richtung braucht im Wesentlichen keine Beugung bzw. Streuung zu erfolgen bzw. diese muss nicht detektiert werden, sodass die Ausdehnung des Detektors in dieser Richtung klein sein kann. Somit kann vorteilhaft Kleinwinkelstreuung an einer Faserprobe durchgeführt werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der

Röntgenstrahl in der zweiten Richtung eine vernachlässigbare Divergenz auf. Die vernachlässigbare Divergenz kann z. B. bedeuten, dass Teilstrahlen des Röntgenstrahls in der zweiten Richtung eine Ausbreitungsrichtungen haben, welche in der zweiten Richtung weniger als 5 mrad, insbesondere weniger als 1 mrad differieren. Teilstrahlen des Röntgenstrahls können somit im

Wesentlichen parallel sein, wenn sie auf eine Ebene projiziert werden, welche durch die Primärstrahlrichtung und die zweite Richtung aufgespannt ist. Wenn die Divergenz in der zweiten Richtung vernachlässigbar ist, so kann es zu einer vernachlässigbaren Überlappung von Primärstrahlung und gestreuter Strahlung auf dem Detektor entlang der zweiten Richtung führen, um somit die Untersuchung und Detektion der Beugung bzw. Streuung zu verbessern. In der ersten Richtung kann der Röntgenstrahl eine wesentlich höhere Divergenz aufweisen, ohne die Genauigkeit der Beugungsuntersuchung zu

beeinträchtigen.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die

Röntgenvorrichtung ferner auf ein Auswertesystem, welches ausgebildet ist, von den Detektorelementen des Detektors detektierte Intensitätswerte der Röntgenstrahlung zu verarbeiten und einen Streuwinkel bzw. Streuvektor für ein gegebenes Detektorelement basierend auf einem Abstand, insbesondere entlang einer Primärstrahlrichtung des Röntgenstrahls, des Detektors von der Probe und basierend auf einem Abstand, insbesondere entlang der zweiten Richtung, des gegebenen Detektorelements zu einem anderen

Detektorelement abzuleiten, welches im Wesentlichen die gleiche Intensität wie die von dem gegebenen Detektorelement detektierte Intensität einer spiegelsymmetrischen Streuung detektiert.

Das Auswertesystem kann Messsignale von dem Detektor empfangen, welche Intensitätswerte für die verschiedenen Detektorelemente enthalten. Die Intensitätswerte können z.B. zu einem Intensitätsprofil entlang der zweiten Richtung betrachtet werden. In dem Intensitätsprofil kann von dem

Auswertesystem nach einer Spiegelebene gesucht werden, wie z.B. durch Vergleich von Intensitätswerten, welche gleich weit von einem angenommenen Punkt eines Auftreffpunkts der Primärstrahlung entfernt sind . Zum Beispiel kann ein Korrelationsverfahren zur Anwendung kommen. Somit kann der Streuwinkel bzw. Streuvektor ohne tatsächliche Messung des Auftreffpunktes des Primärstrahls bestimmt werden. Eine genaue Kenntnis der relativen Positionierung und/oder Orientierung des Detektors und der Röntgenquelle bzw. der Lokalisation des Röntgenstrahls muss somit nicht erforderlich sein.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das

Auswertesystem ferner ausgebildet, spiegelsymmetrische Streustrahlung zu mittein. Ein Mitteln der Streustrahlung kann eine Genauigkeit bzw.

Empfindlichkeit der Röntgenvorrichtung verbessern.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die

Röntgenvorrichtung ferner auf den Probenträger, welcher in der

Probenträgeraufnahme aufnehmbar ist, wobei die Probenträgeraufnahme Anschlagsflächen aufweist, an denen Teile des Probenträgers anliegen können, um den Probenträger in einer vorbestimmten Position zu haltern.

Der Probenträger kann zum Tragen der Probe, insbesondere eines Haares eines Menschen, ausgebildet sein. Das Einlegen des Haares in den

Probenträger muss nur mit einer relativ geringen Genauigkeit hinsichtlich einer Positionierung erfolgen. Der Probenträger kann z. B. zumindest eine Schraube, zumindest eine Feder, eine Metalllasche und/oder eine Klemme umfassen, um die Probe zu tragen. Die Anschlagsflächen der Probenträgeraufnahme können eine definierte Positionierung des Probenträgers relativ zu der

Probenträgeraufnahme bewirken. Der Probenträger kann nur in einer

Orientierung und/oder Positionierung in der Probenträgeraufnahme

aufgenommen werden. Somit kann eine Bedienung der Röntgenvorrichtung vereinfacht werden .

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die

Röntgenvorrichtung derart ausgebildet, dass die Probenträgeraufnahme oder der Probenträger eine Schwalbenschwanzführung und/oder zumindest eine Bohrung und/oder zumindest einen zu der zumindest einen Bohrung

komplementären Stift und/oder zumindest ein Rastelement und/oder zumindest eine Rastöffnung oder -vorsprung aufweist. Andere strukturelle Merkmale können an der Probenträgeraufnahme und/oder der Probenträger vorgesehen sein. Damit kann eine Aufnahme des Probenträgers in einer definierten Positionierung und/oder Orientierung gewährleistet werden .

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die

Röntgenvorrichtung ferner auf einen Rahmen, auf dem die Röntgenquelle, die Probenträgeraufnahme und der Detektor fixiert montiert sind, insbesondere ferner aufweisend : eine Vakuumkammer, in der der Rahmen mit der

Röntgenquelle, der Probenträgeraufnahme und dem Detektor angeordnet sind .

Der Rahmen kann z.B. als ein Metallrahmen ausgebildet sein auf dem die Röntgenquelle, die Probenträgeraufnahme und der Detektor in fester unveränderbarer relativer Positionierung und Orientierung montiert sind, insbesondere durch Schweißen, Schrauben oder dergleichen. Die

Vakuumkammer, vermindert das Abschwächen des Röntgenstrahls durch Absorption in Luft.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die

Röntgenvorrichtung ferner eine Röntgenstrahlblende auf, die stromaufwärts der Probenträgeraufnahme angeordnet ist, um den auf die Probe auftreffenden Röntgenstrahl zu begrenzen.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die

Röntgenvorrichtung derart ausgebildet, dass die Röntgenquelle eine

Metallanode, insbesondere Kupferanode, und eine als Kathode ausgebildete Elektronenquelle umfasst, wobei die Röntgenquelle ausgebildet ist, von der Elektronenquelle erzeugte Elektronen in Richtung auf die Metallanode zu beschleunigen. Somit ist die Röntgenquelle verschieden von einer Synchrotron-Röntgenquelle, wie sie in herkömmlichen Verfahren zum

Untersuchen einer Probe verwendet wurde. Die Wellenlänge der

Röntgenstrahlung kann z. B. zwischen 1 Ä und 10 Ä (d.h. zwischen 0,1 nm und 1 nm) liegen. Andere Werte sind möglich.

Merkmale, welche individuell oder in irgendeiner Kombination im

Zusammenhang mit einer Röntgenvorrichtung beschrieben, genannt oder erläutert worden sind, können ebenso, individuell oder in irgendeiner

Kombination auch ein Verfahren zum Untersuchen einer länglichen Probe angewendet werden, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und umgekehrt.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bereitgestellt ein Verfahren zum Untersuchen einer länglichen Probe, insbesondere mittels Kleinwinkelstreuung von Fasern, aufweisend : Aussenden eines, insbesondere monochromatischen, Röntgenstrahls auf eine Probe, die in einem Probenträger aufgenommen ist, der an einer Probenträgeraufnahme gehaltert ist;

Durchstrahlen der Probe quer zu einer Längsrichtung der Probe von dem Röntgenstrahl; Detektieren von an der Probe in entgegengesetzten Winkeln gestreutem bzw. gebeugtem Röntgenstrahl; und Analysieren von detektierten Intensitätswerten des detektierten gestreuten Röntgenstrahls. Das Verfahren kann z. B. von einer Röntgenvorrichtung gemäß einer der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt werden. Das Analysieren der detektierten Intensitätswerte kann dabei aufweisen :

Bestimmen mindestens eines Peak- Parameters mindestens eines Peaks in einem Intensitätsprofil, das aus den entlang der zweiten Richtung detektierten Intensitätswerten zusammengesetzt ist, wobei der Peak-Parameter

insbesondere zumindest eines der folgenden aufweist: eine Peak-Position, eine Peak-Fläche, eine Peak-Halbwertsbreite, ein Peak-Maximum, wobei das Bestimmen des mindestens einen Peak- Parameters insbesondere wiederholt durchgeführt wird, während die Probe durchstrahlt und der

Röntgenstrahl detektiert wird. Das Intensitätsprofil kann z.B. in einem Graphen dargestellt werden, in dem eine Abszisse die Position des entsprechenden Detektorelements (entlang der zweiten Richtung) definiert und wobei eine Ordinate die von dem jeweiligen Detektorelement detektierte Intensität repräsentiert. Das Intensitätsprofil kann eine Spiegelsymmetrie aufweisen, wobei eine Spiegelebene an einer Position liegt, an dem ein Auftreffpunkt desjenigen Teils (nicht

notwendigerweise ein Zentrum des Primärstrahls) des Primärstrahls liegt, der die Probe durchstrahlt. Das Intensitätsprofil kann, je nach Probe, ein oder mehrere Peaks aufweisen (neben den Symmetrie-äquivalenten Peaks). Der eine oder die mehreren Peaks können durch mathematische Kurven

charakterisiert werden. Zur Charakterisierung können die Kurven Parameter (auch als Peak- Parameter bezeichnet) aufweisen. Um eine Anpassung einer Kurve zu erreichen (d.h. um zumindest einen Peak-Parameter zu bestimmen) kann ein Least-Square-Verfahren basierend auf einer oder mehreren

Ansatzfunktionen, z. B. Gauss-Funktionen, Potenzfunktionen, etc., angewendet werden.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können auf eine Normierung von detektierten Intensitäten (insbesondere Peak-Flächen) durch Division mit der Intensität des Primärstrahls verzichten. Der Primärstrahl muss somit nicht notwendigerweise von dem Detektor detektiert werden. Stellt sich heraus, dass eine Bestimmung des Peak- Parameters (bzw. ein Anpassen einer Kurve an die Messwerte) nicht mit hinreichender Genauigkeit bzw. Zuverlässigkeit durchgeführt werden kann, so kann, insbesondere während der Auswertung, die Bestrahlung der Probe mit Röntgenstrahlung und die Detektion von gestreuter Röntgenstrahlung fortgesetzt werden und die Auswertung fortgesetzt werden, solange bis der zumindest eine Peak-Parameter mit hinreichender Genauigkeit bzw. Zuverlässigkeit bestimmt ist. Somit kann eine Messzeit zur Akquirierung gestreuter Röntgenstrahlung in dynamischer Weise in Abhängigkeit von der Auswertung des Intensitätsprofils gegeben sein.

Damit ist eine Bedienung weiter vereinfacht.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können insbesondere ein Verfahren zum Diagnostizieren eines Organismus ausschließen, können jedoch ein Verfahren zum Untersuchen einer Probe durchführen. Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren zum Diagnostizieren eines Organismus bereit, wobei das Verfahren aufweist Durchführen eines Verfahrens zum Untersuchen eines Haares des Organismus gemäß einer der vorangehenden Ausführungsformen; und Diagnostizieren des Organismus basierend auf dem Analysieren.

Das Diagnoseverfahren kann ferner derart ausgebildet sein, dass das

Diagnostizieren basierend auf dem bestimmten Peak-Parameter durchgeführt wird; wobei das Analysieren der detektierten Intensitätswerte insbesondere aufweist: Anpassen einer jeweiligen Kurve an mindestens einen Peak in einem Intensitätsprofil, um mindestens einen Kurvenparameter zu bestimmen, wobei das Anpassen insbesondere wiederholt durchgeführt wird, während die Probe durchstrahlt und der Röntgenstrahl detektiert wird. Der eine Peak-Parameter kann z. B. die Intensität eines Beugungsringes bei einem bestimmten

Beugungswinkel bzw. entsprechend einem molekularen Abstand umfassen. Der Kurvenparameter kann auch als ein Peak-Parameter aufgefasst werden, da die Kurve die Peak-Form definieren kann.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die

beschriebenen oder illustrierten Ausführungsformen beschränkt. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 illustriert schematisch eine Röntgenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Untersuchen einer länglichen Probe;

Fig. 2 illustriert in einer schematischen perspektivischen Ansicht einen

Teil eines Röntgenstrahls wie er in einer Röntgenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konfiguriert und eingesetzt werden kann;

Fig. 3 illustriert schematisch Aspekte einer Röntgenstreuung sowie

Aspekte einer Auswertung von detektierten Intensitäten von Streustrahlung wie in Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 4 illustriert schematisch eine Röntgenvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und Fig. 5 illustriert Aspekte einer Auswertung eines Intensitätsprofils, welches gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgenommen und ausgewertet wurde.

Fig . 6 illustriert Aspekte einer Auswertung eines anderen

Intensitätsprofils, welches gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgenommen und ausgewertet wurde.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN Die in Fig. 1 in schematischer Seitenansicht illustrierte Röntgenvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Röntgenquelle 101 zum Aussenden eines, insbesondere monochromatischen, Röntgenstrahls 102 und umfasst eine Probenträgeraufnahme 107 zum Haltern eines eine Probe tragenden Probenträgers 110, so dass die Probe quer zu einer Längsrichtung 113 der Probe von dem Röntgenstrahl 102 durchstrahlt wird. Die Röntgenvorrichtung 100 umfasst ferner einen Detektor 104, der zum Detektieren von an der Probe 103 in entgegengesetzten Richtungen bzw. in entgegengesetzten Winkeln θΐ und θ2 gestreuten bzw. gebeugten

Röntgenstrahl l i la, 111b ausgebildet und angeordnet ist.

Die in Fign. 1 bzw. 4 illustrierten Röntgenvorrichtungen 100 bzw. 400 sind ausgebildet, ein Verfahren zum Untersuchen einer länglichen Probe gemäß einer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, insbesondere mittels Kleinwinkelstreuung, durchzuführen.

In dem Probenträger 110 ist die Probe 103 so gehalten, dass die Probe 103, wenn der Probenträger in der Probenträgeraufnahme 107 aufgenommen ist, von dem Röntgenstrahl 102 durchstrahlt wird . Die Röntgenquelle 101 emittiert einen vorzugsweise monochromatischen Röntgenstrahl 102 mit geringer

Divergenz bzw. Konvergenz und umfasst dazu eine nicht im Detail illustrierte Röntgenröhre und einen nicht illustrierten Röntgenspiegel. Die Röntgenröhre und auch die übrigen Komponenten der Röntgenvorrichtung sind in einer Vakuumkammer 108 angeordnet. Bei der Probe 103 kann es sich z. B. um eine Faser, eine biologische Probe, insbesondere ein Haar handeln. Die

Probenträgeraufnahme 107 ist im Allgemeinen ein Mittel zur Aufnahme des Probenträgers 110. Dabei kann z. B. die Probenträgeraufnahme 107 eine Schwalbenschwanzführung aufweisen, in welche der Probenträger 110 in definierter Weise (insbesondere hinsichtlich Positionierung und Orientierung) eingeführt werden kann, bis ein oder mehrere Anschlagsflächen erreicht sind und/oder bis eine Verrastung in definierter Positionierung/Orientierung erfolgt. Alternativ könnte die Probenträgeraufnahme Bohrungen und der Probenträger 110 dazu komplementäre oder korrespondierende Stifte aufweisen. Alternativ könnten Stifte an der Probenträgeraufnahme vorgesehen sein und Bohrungen bzw. Öffnungen oder Aussparungen könnten an dem Probenträger 110 vorgesehen sein. Die Probenträgeraufnahme 107, insbesondere zusammen mit dem Probenträger, erlauben eine einfache und trotzdem exakte Positionierung des Probenträgers 110 und damit der Probe 103, und zwar sowohl in Bezug auf Lage und Höhe als auch auf die Ausrichtung, d .h. insbesondere in Bezug auf Positionierung entlang verschiedener Richtungen und in Bezug auf

Orientierungen. Der Probenträger 110 ist derart ausgebildet, dass er exakt in oder an der Probenträgeraufnahme 107 positioniert werden kann.

Die Probenträgeraufnahme umfasst eine Basis 106, welcher fest an einem Rahmen 105 fixiert ist. An dem Rahmen 105 ist auch die Röntgenquelle 101, sowie der Detektor 104 fest angebracht, ohne eine Verstellung zu

ermöglichen. Der Rahmen 105 ist mit allen daran fixierten Komponenten, d.h. der Röntgenquelle 101, der Probenträgeraufnahme 107, 106 und dem

Detektor 104 innerhalb der Vakuumkammer 108 angeordnet. Der

Probenträger 110 ist derart konstruiert, dass die Probenposition in Bezug auf die Probenträgeraufnahme 107, 106 (und damit auch in Bezug auf die übrigen Gerätekomponenten, d.h. die Röntgenquelle 101 und den Detektor 104) immer gleich ist und keine fehlerhafte Ausrichtung oder Positionierung erfolgen kann. Mit diesen Maßnahmen kann auch eine Automatisierung eines Probenwechsels und somit eine Automatisierung der Messung (automatisches Einlegen und Herausnehmen des Probenträgers 110 samt Probe und erneutes Einlegen eines mit einer weiteren Probe versehenen Probenträgers) erleichtert werden, da der Probenträger 110 auf/an/in der Probenträgeraufnahme 107 in reproduzierbarer Weise und innerhalb der vertretbaren Toleranzen exakt positioniert werden kann. All dies kann eine Bedienung der

Röntgenvorrichtung 100 vereinfachen und das Risiko von Bedienfehlern und damit von Fehlmessungen vermindern. Die Röntgenvorrichtung 100 kann somit auch von nicht spezialisiertem und nicht speziell ausgebildetem Personal relativ einfach und sicher betrieben werden.

Der Röntgenstrahl 102 trifft die Probe 103 und wird symmetrisch gestreut, wie in Fig . 1 durch die Streustrahlen l i la, 111b illustriert ist, welche in

entgegengesetzten Streuwinkeln θΐ und θ2 aus einer Primärstrahlrichtung 112 gestreut werden . Somit verlaufen die Streustrahlen l i la und 111b divergent. Die beiden gestreuten Strahlen l i la und 111b treffen auf ein jeweiliges Detektorelement 114a bzw. 114b des Detektors 104. Eine Mehrzahl von Detektorelementen 114 ist entlang einer zweiten Richtung 116 (in der illustrierten Ausführungsform in vertikaler Richtung verlaufend) angeordnet. Detektor kann zellenförmig sein, was bedeutet, dass der Detektor 104 in der zweiten Richtung 116 eine wesentlich größere Ausdehnung hat als in der dazu orthogonalen ersten Richtung 113 (hier die Richtung aus der Bildebene heraus). Ein Zeilendetektor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat Abmessungen von z. B. 8 mm x 60 mm. Allgemein kann der Zeilendetektor m x n Pixel aufweisen, wobei m < < n ist. Insbesondere kann der Zeilendetektor 1 x n Pixel aufweisen. Sämtliche Bauelemente, so die Röntgenquelle 101, die Probenträgeraufnahme 107, 106 und der Detektor 104 sind starr auf dem Rahmen 105 montiert und nicht verstellbar. Damit können Kosten für aufwendige mechanische Teile gespart und Fehler bei der Justierung vermieden werden. Alle Komponenten befinden sich in der Vakuumkammer 108, die mit einer Schleuse ausgestattet sein kann, um ein automatisches Wechseln der Probe zu ermöglichen.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein robustes und einfaches Messgerät, insbesondere eine Röntgenvorrichtung bereit, deren Wartung und Bedienung sehr einfach ist, da keine aufwendigen Justage- Schritte durchgeführt werden müssen. Damit muss das Gerät auch nicht notwendigerweise von speziell ausgebildetem Personal bedient werden. Darüber hinaus ist die Röntgenvorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für hohen Probendurchsatz geeignet.

Wie in Fig . 1 ersichtlich ist, ist der Detektor 104 derart angeordnet, die aus der Primärstrahlrichtung 112 des Röntgenstrahls 102 in der zweiten Richtung 116 um einen ersten Winkel θ1 gestreute Strahlung l i la und die aus der Primärstrahlrichtung 112 des Röntgenstrahls 102 in der zweiten Richtung 116 um einen zweiten Winkel θ2 gestreute Strahlung 111b in verschiedenen Detektorelementen 114a bzw. 114b zu detektieren. Dabei kann der zweite Winkel θ2 entgegengesetzt zu dem ersten Winkel θ1 sein. Der Betrag des ersten Winkels bzw. des zweiten Winkels kann zwischen 0,3° und 5,5° liegen, um somit eine Kleinwinkelstreuung insbesondere an Fasern bzw. Filamenten zu ermöglichen. Der Detektor 104 kann in der zweiten Richtung 116 eine größere Ausdehnung haben als in der ersten Richtung 113, um gebeugte Strahlung l i la, 111b detektieren zu können.

Die Röntgenvorrichtung 100 umfasst ferner ein Auswertesystem 120, welches Messsignale 122 von dem Detektor 104 bezüglich der von den verschiedenen Detektorelementen 114a, 114b, ... detektierten Intensitätswerte empfängt. Das Auswertesystem 120 ist ausgebildet, die Messsignale 122 zu verarbeiten, wie weiter unten im Detail beschrieben wird. Insbesondere kann das

Auswertesystem 120 ausgebildet sein spiegelsymmetrische Streustrahlung (z. B. Streustrahlen l i la und 111b) zu mittein. Die Röntgenquelle 101 kann eine Teilanode und eine als Kathode ausgebildete Elektronenquelle umfassen, wobei die Röntgenquelle ausgebildet ist, von der Elektronenquelle erzeugte Elektronen in Richtung auf die Metallanode zu beschleunigen, um somit den Röntgenstrahl 102 zu erzeugen.

Fig. 2 illustriert in einer schematischen perspektivischen Ansicht einen Teil des Röntgenstrahls 202, wie er gemäß Ausführungsform der vorliegenden

Erfindung erzeugt werden kann, z. B in den Ausführungsformen der Fign. 1 und 4.

Es wird darauf hingewiesen, dass in verschiedenen Ausführungsformen bzw. Figuren illustrierte Elemente, welche ähnlich oder gleich in Struktur und/oder Funktionen sind, mit Bezugszeichen bezeichnet sind, welche sich lediglich in der ersten Ziffer unterscheiden . Eine Beschreibung eines in einer bestimmten Ausführungsform nicht detailliert beschriebenen Elements kann somit einer Beschreibung des gleichen Elements in einer anderen Ausführungsform entnommen werden .

Fig . 2 zeigt dabei die Dimensionen des Röntgenstrahls 202 im Bereich der Probe bzw. im Bereich der Probenträgeraufnahme 107, 106, in anderen Bereichen können die Ausdehnungen des Röntgenstrahls anders sein . Bei der Probe 203 handelt es sich um eine zylinderförmige Probe, z. B. ein menschliches Haar, welches einen Durchmesser dp aufweist, welcher z. B. kleiner als 150 μηι ist. Die Längsrichtung 213 der Probe definiert eine erste Richtung . Die Ausbreitungsrichtung 212 (Primärrichtung) des Röntgenstrahls 202 steht im Wesentlichen senkrecht auf der ersten Richtung 213. Ebenso steht die Ausbreitungsrichtung 212 senkrecht auf der zweiten Richtung 216.

Wie aus Fig . 2 ersichtlich ist, hat der Röntgenstrahl 202 in der ersten Richtung 213 eine Ausdehnung einer ersten Größe d l und hat in der zweiten Richtung 216 eine Ausdehnung einer zweiten Größe d2, welche wesentlich kleiner ist als die erste Größe d l . Somit hat eine Ausdehnung eines Querschnitts des

Röntgenstrahls 202 in der ersten Richtung eine erste Größe d l , während eine im Bereich der Probe bzw. der Probenträgeraufnahme vorliegende Ausdehnung des Querschnitts des Röntgenstrahls in der zweiten Richtung 216 eine zweite Größe d2 hat. Die erste Größe d l liegt z. B. zwischen 10 mm und 50 mm, während die zweite Größe d2 z. B. zwischen 0,5 mm und 2 mm liegen kann, insbesondere im Wesentlichen 1,5 mm beträgt. Die Ausdehnung des Röntgenstrahls 202 im Vergleich zur Ausdehnung dp der Probe 203 ist in der ersten Richtung 213 sowie auch in der zweiten Richtung 216 wesentlich größer. Eine Querschnittsform des Röntgenstrahls 102, 202 kann verschiedene

Formen annehmen, etwa linienförmig, rechteckig, kreisförmig oder elliptisch sein. Falls der Röntgenstrahl kreisförmig ist, kann sein Durchmesser z.B. etwa 1,5 mm betragen. Bevorzugt ist der Röntgenstrahl in der ersten Richtung 213 breiter als in der zweiten Richtung 216, weist also einen linienförmigen, rechteckigen oder ellipsenförmigen Querschnitt oder eine andere äquivalente Form auf. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Verhältnis Probendurchmesser (dp) : Strahlhöhe (d2) :Strahlbreite (dl) etwa 1 : 10 : 100. Allgemeiner formuliert kann die Strahlhöhe (d2) etwa eine Größenordnung über dem Probendurchmesser (dp) liegen und die Strahlbreite (dl) kann eine Größenordnung über der Strahlhöhe (d2) liegen. Andere Werte sind möglich.

Aufgrund dieser Größenverhältnisse von Strahlausdehnung und

Probenausdehnung muss keine exakte Positionierung erfolgen, da der

Röntgenstrahl die Probe immer„trifft", wenn auch eventuell leicht nach oben oder nach unten versetzt. Als Folge davon, kann bei Einsetzen des

Probenträgers 110 samt Probe 103 in die Probenträgeraufnahme 107, 106 der Abstand der Probe zur Probenträgeraufnahme innerhalb gewisser Toleranzen variieren, da immer sichergestellt ist, dass die Probe innerhalb des breiteren Strahls positioniert wird und somit durchstrahlt wird.

Fig. 3 zeigt schematisch Aspekte von Streuung und Detektion, wie sie in Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere in einem Untersuchungsverfahren angewendet bzw. betrachtet werden können. Der Röntgenstrahl 302 durchstrahlt dabei die Probe 303, wodurch die

Streustrahlen 311a und 311b durch symmetrische Ablenkung aus der

Primärstrahlrichtung 312 um Winkel θΐ, θ2 von der Probe ausgehen. Die Streustrahlung 311a, 311b wird symmetrisch gemessen, indem die

entsprechende Streustrahlintensität von Detektorelementen 314a bzw. 314b unabhängig voneinander gemessen werden. Die Detektorelemente 314a und 314b sind in der zweiten Richtung 316 um einen Abstand h beabstandet. Ferner beträgt der Abstand zwischen der Probe 303 und dem Detektor 304 (bzw. den Detektorelementen 314a, 314b) entlang der Primärstrahlrichtung 312 die Strecke bzw. den Betrag I . Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, liegt die Probe 303 nicht im Zentrum 324 des Röntgenstrahls 302 sondern leicht entlang der zweiten Richtung 316 verschoben.

Nichtsdestotrotz wird die Probe 303 von dem Röntgenstrahl 302 durchstrahlt und eine Auswertung und somit eine Untersuchung der Probe 303 ist möglich. Auch ist eine exakte Positionierung des Röntgenstrahls 302 oder der Probe 303 in Bezug auf den Detektor 304 nicht erforderlich.

Zur Bestimmung der Streuwinkel θΐ = - θ2 ist es nicht nötig, die Position des Maximums gegenüber der Hauptachse bzw. dem Primärstrahl 302 zu kennen. Aus dem Abstand h der symmetrischen Maxima voneinander und dem Abstand I der Probe 303 von dem Detektor 304 kann der Streustrahlwinkel sehr genau bestimmt werden, ohne die genaue Position der Probe 303 relativ zum

Primärstrahl 302 oder ohne die genaue Position des Detektors 304 zu kennen. Der Abstand I zwischen der Probe 303 und dem Detektor 304 ist bekannt und verändert sich nicht. Somit ist eine genaue Probenpositionierung und

Detektorpositionierung in Bezug auf den Röntgenstrahl 303 nicht notwendig . Insbesondere muss der Detektor 304 in der zweiten Richtung 316 nicht exakt positioniert werden, da der Streustrahlwinkel aus dem Abstand h zwischen den symmetrischen Maxima berechnet wird und die Position des Primärstrahls 302 nicht bestimmt werden muss. Diese Zusammenhänge werden von dem Auswertesystem 120 berücksichtigt und ermöglichen eine einfache Kalibrierung . Dazu kann z. B. eine bekannte Probe, welche eine Streuung unter einem bekannten Streuwinkel auslöst, in die Röntgenvorrichtung eingesetzt werden und eine

Röntgenstreuungsmessung durchgeführt werden. Daraus kann der Abstand I zwischen der Probe und dem Detektor ermittelt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass im Vergleich zu Messgeräten aus dem Stand der Technik auf einen Primärstrahlfänger verzichtet werden kann.

Die Röntgenquelle 101, die Probenträgeraufnahme 107, 106 mit dem

Probenträger 110 und der Detektor 104 sind auf einem starren und stabilen Rahmen 105 so montiert, dass es zu keiner Relativverschiebung der

Komponenten kommen kann. Durch diese starre Montage ist im Betrieb keine Justierung erforderlich und auch nicht möglich.

Fig. 4 illustriert eine schematische Seitenansicht bzw. Schnittansicht einer Röntgenvorrichtung 400 gemäß einer anderen Ausführungsform der

vorliegenden Erfindung. Die Röntgenvorrichtung 400, die in Fig . 4 illustriert ist, weist viele Gemeinsamkeiten mit der in Fig . 1 illustrierten

Röntgenvorrichtung 100 auf. Im Gegensatz zu der in Fig . 1 illustrierten

Röntgenvorrichtung 100 weist jedoch die Röntgenvorrichtung 400 eine optische Vorrichtung 409 auf (beispielsweise eine Blende), welche ebenfalls starr mit dem Rahmen 405 verbunden ist und den Röntgenstrahl 402 in seiner Ausdehnung begrenzt bzw. in seiner Ausdehnung definiert. Der zeilenförmige Detektor 104, 304, 404 ist in seiner Ausrichtung senkrecht oder im

Wesentlichen senkrecht oder unter einem Winkel > > 0° zur Ausrichtung der Probe (z. B. eine Faser oder ein Haar) montiert und erfasst Teile des

Streubildes symmetrisch.

Wie mit abermaligem Bezug auf Fig . 3 ersichtlich ist, verwendet das

Auswertesystem 120 der Röntgenvorrichtung 100 bzw. das Auswertesystem 420 der Röntgenvorrichtung 400 die Symmetrie des Streubildes, um den Ursprung/Nullpunkt des Streusignals und damit die Probenposition zu bestimmen . Nach der Bestimmung des Nullpunktes kann die Intensität des Streubildes mit derjenigen des Primärstrahls (welche am Nullpunkt vorliegt) normiert werden . In anderen Ausführungsformen erfolgt keine Normierung auf die Intensität des Primärstrahls.

Der Detektor 104 oder 404 umfasst z. B. Detektorelemente (Pixel) mit einer Breite von z. B. 8 mm (d . h . Ausdehnungen entlang der ersten Richtung 113) und mit einer Höhe (d . h . Ausdehnung in der zweiten Richtung 116) von 0,05 mm. Der Detektor kann auch als 2D-Detektor ausgebildet sein, bei dem z. B. 100 Pixel nebeneinander entlang der ersten Richtung 113 angeordnet sind, wobei jedes der Pixel eine Ausdehnung von 50x50 oder 100x100 pm ² haben kann .

Fig . 5 illustriert ein gemäß einem Ausführungsbeispiel gemessenes

Intensitätsprofil zusammen mit angepassten Kurven, welche durch mindestens einen Peak-Parameter beschrieben sind .

Die Abszisse 530 des in Fig . 5 illustrierten Koordinatensystems bezeichnet dabei einen Streuvektor bzw. Streuwinkel und eine Ordinate 532 bezeichnet eine Intensität der detektierten Streustrahlung . Das gemessene

Intensitätsprofil 534 ist durch die Mehrzahl von Detektorelementen 114, 314, 414 des Detektors 104, 304 bzw. 404 gemessen worden . Bezüglich einer Spiegelsymmetrieebene 536 ist das Intensitätsprofil 534 spiegelsymmetrisch . Die Position 538 der Spiegelebene 536 entlang der Abszisse definiert die Position der Probe entlang der zweiten Richtung 516, welche entlang der Abszisse 530 verläuft.

Das Intensitätsprofil 534 umfasst einen ersten Peak 540 und einen zweiten Peak 542, welche jeweils eine spiegelbildliche Entsprechung 540 ^λ und 542 ^λ haben . Zwischen dem ersten Peak 540 und der spiegelbildlichen Entsprechung 540 ^λ wird von dem Auswertesystem der Abstand h bestimmt, woraus die Position 538 der Spiegelebene 536 ermittelt werden kann. Zur Ermittlung der Position 538 kann auch der zweite Peak 542 und seine symmetrische

Entsprechung 542 ^λ herangezogen werden. Somit können nach Ermittlung der Position 538 allen Peaks Streuwinkel bzw. Streuvektoren zugeordnet werden. Der Peak 551 stellt den Primärstrahl dar.

Für jeden der Peaks 540, 542 kann zumindest ein Peak-Parameter bestimmt werden, z. B. eine Peak-Position, eine Peak-Fläche, eine Peak-Halbwertsbreite, ein Peak-Maximum oder eine Kombination der genannten Parameter.

Allgemein kann ein Parameter-Satz aus dem Intensitätsprofil durch Modellfits oder direkte Berechnung extrahiert werden. Der Parameter-Satz kann z. B. Fläche, Höhe, Breite und Position der Peaks und je nach Modell weitere Peak- Parameter umfassen sowie Parameter weiterer Kurven, die an zumindest einigen Datenpunkten angefittet wurden . Die Peak-Parameter und/oder daraus abgeleitete Größen können während der Messung kontinuierlich berechnet werden und die Belichtung (d .h. Bestrahlung durch den Röntgenstrahl) kann aufrechterhalten bleiben, bis diese Parameter mit einer geforderten

Genauigkeit berechenbar sind. Aus diesen Parametern kann ein Maß für das Vorliegen einer Erkrankung/einer bestimmten Probeneigenschaft abgeleitet werden.

Die Daten können auf einen der Peaks bzw. einen ersten Datenpunkt normiert werden. Dann können z. B. zwei Gauß-Peak, eine Potenzfunktion und eine Konstante angefittet werden. Die zwei Gauß-Funktionen können die Bragg- Peaks beschreiben, die von der kristallinen Struktur der Probe herrühren, und die Potenzfunktion 550 kann das Signal beschreiben, das von der

Teilchenstruktur bzw. der Form herrührt. Die Konstante kann den konstanten Untergrund beschreiben, dessen Ursprung nicht relevant ist, aber z.B. von Restluft oder von irrelevanten Streuprozessen in der Probe herrührt. Die Kurve 544 in Fig . 5 illustriert z. B. eine erste Gauß-Kurve, welche an den ersten Peak 540 angepasst ist und die zweite Kurve 546 illustriert einen zweiten Gauß-Peak, welcher an den zweiten Peak 542 angepasst wurde. Fig . 6 zeigt ein anderes gemäß einem Ausführungsbeispiel gemessenes

Intensitätsprofil zusammen mit angepassten Kurven, welche durch mindestens einen Peak-Parameter beschrieben sind . Die Abszisse 630 des in Fig . 6 illustrierten Koordinatensystems bezeichnet dabei einen Streuvektor bzw. Streuwinkel und eine Ordinate 632 bezeichnet eine Intensität der detektierten Streustrahlung . Das gemessene Intensitätsprofil 634 ist durch die Mehrzahl von Detektorelementen 114, 314, 414 des Detektors 104, 304 bzw. 404 gemessen worden und umfasst einen Peak 651, der den Primärstrahl darstellt, sowie Peaks 640, 640\ die von der Probe herrühren. Bezüglich einer Spiegelsymmetrieebene 636 sind die Peaks 640, 640 ^λ spiegelsymmetrisch angeordnet, jedoch ist nicht das gesamte Intensitätsprofil 634, insbesondere ist nicht der Primärstrahlpeak 651 spiegelsymmetrisch zu der Spiegelsymmetrieebene 636. Die Position 638 der Spiegelsymmetrieebene 636 entlang der Abszisse definiert die Position der Probe entlang der zweiten Richtung 616, welche entlang der Abszisse 630 verläuft. An dieser Stelle 638 kann die Intensität des nicht von der Probe abgelenkten Primärstrahls detektiert werden . Anders als in dem in Fig . 5 dargestellten Intensitätsprofil 534 ist das Intensitätsprofil 634 der Fig . 6 nicht spiegelsymmetrisch in Bezug auf eine Zentralposition 639 des Primärstrahls, d . h . des Peaks 651. Die

Zentralposition 639 weicht von der Position 638 der Spiegelebene 636 ab. In dem dargestellten Beispiel trifft nicht der zentrale Bereich des Primärstrahls die Probe, sondern ein von dem zentralen Bereich des Primärstrahls in der zweiten Richtung (z. B. 116, 216, 316, 416 in Figuren 1, 2, 3 oder 4) versetzter Teil des Primärstrahls. Das Intensitätsprofil 634 umfasst einen Peak 640 mit einer spiegelbildlichen Entsprechung 640\ Zwischen dem Peak 640 und der spiegelbildlichen Entsprechung 640 ^λ wird von dem Auswertesystem der Abstand h bestimmt, woraus die Position 638 der Spiegelebene 636 und somit die Position der Probe ermittelt werden kann. Somit kann nach Ermittlung der Position 638 dem Peak 640, 640 ^λ ein Streuwinkel bzw. Streuvektor zugeordnet werden, obwohl der Primärstrahl die Probe nicht zentrisch trifft.

Die Kurve 644 in Fig. 6 illustriert z. B. eine Gauß-Kurve, welche an den Peak 640 angepasst ist und die Potenzfunktion 650 kann das Signal beschreiben, das von der Teilchenstruktur herrührt.