DE1956377B2 - Geraet zum aufnehmen und aufzeichnen der raeumlichen verteilung radioaktiver strahlungsquellen in einem untersuchungsobjekt mittels einer szintillationskamera - Google Patents
Geraet zum aufnehmen und aufzeichnen der raeumlichen verteilung radioaktiver strahlungsquellen in einem untersuchungsobjekt mittels einer szintillationskameraInfo
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Description
be, einer Rontgeniintersuchungse.nr.chtung bekannt,
einen drehbar angeordneten Kollimator zu venvenden. der dazu dient. Rontgenstreustrahlen aus einem
bestimmten Gebiet eines Untersuchungsobjekts in der Weise aufzunehmen, daß die Absorption von darüberhegenden
strukturierten Schichten nicht stört, da immer wechselnde Schichten im Strahlengang liegen.
Es ist Aufgabe der Erfindune, das aus dem Aufsatz
von Anger bekannte Gerat dahin zu verbessern. daß die Notwendigkeit einer Abtastbewegung mi, der
gesamten schweren Kamera und der hierfür erforderliehe
mechanische Aufwand sowie der dadurch bedingte Zeitbedarf vermieden wird.
Die Aufgabe wird bei einem Gerät dci eingangs
genannten Art ernndungsgemaß dadurch gelöst, daß die Szintillationskamera relativ zum Untersuchungsobjekt
stationär gehaltert ist. daß die Kollimatorkanaie
parallel zueinander verlaufen und unter einem vorgegebenen, von NuM verschiedenen Winkel .■
gegen die Normalenrichtung zur Ebene des Sziniillators
geneigt sind, daß der Kollimator um eine zur Kormalenrichtung parallele Achse relativ zur ivintillationskamera
mittels der Antriebsvorrichtung drehbar angeordnet ist, daß Winkelfunktionsgeber mit der
Antriebsvorrichtung gekoppelt sind, die ί-'anktio..ssignale
Rrcos θ bzw. Rn sin H liefern, wobei 1-1 der
augenblickliche Drehwinkel der der Projektion der Richtung der Kanäle des Kollimators auf die
Szintillatorebene entsprechenden Richtung gegen die vorgegebene .v-Richtung der Lagekoordinaten und
R1 eine dem Abstand der gewünschten Schnittebene
vom Szintillator proportionale Größe ist. daß jedem der Koordinatenausgänge der Verarbeitungseinrichtune
und jedem der Ausgänge der Winkelfunktionsgeber je eine Summiereinrichtung nachgeschaltet ist.
derart, daß zum .r-Ausgangssignal die Signalgröße
/f, · cos C-) und zum y-Ausgangssignal die Signalgröße
R. ■ sin H addiert wird und daß schließlich die Ausgange
der Summiereinrichtungen mit den entsprechenden Koordinateneingängen der Einrichtung zur
bildlichen Darstellung der Aktivitätsverteilung verbunden sind.
Dadurch wird erreicht, daß in günstiger Weise eine bestimmte Ebene des Untersuchungsobjekts >.uiarf
dargestellt wird, ohne daß die Szintillationskamera in eine Abtastbewegung über das Untersuchungsobjekt
hinweggeführt werden müßte, wodurch sich nicht nur e;n einfacherer mechanischer Aufbau ergibt,
sondern auch ein erheblicher Zeitgewinn sowie die Möglichkeit der Abbildung von schnell sich ändernden
Vorgängen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind den Winkelfunktionsgebern einstellbare Abschwächer
nachgeschaltet, durch die die Größe Rn in den Funktionssignalen
An cos β und Rn sin (-) mittels einer
Wählvorrichtung einstellbar ist. Dadurch kann in sehr einfacher Weise die scharf abgebildete Ebene im
Unkrsuehungsobjekt verändert werden, ohne daß der
Absiand zwischen dem Gerät und dem Untersuchungsobjekt geändert werden müßte.
Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispicls in der folgcnden
Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ^ine im wesentlichen schematischc Darstellung
eines Teiles des erfindungsgemäß ausgebildeten Gerätes,
Fig. 2 „ine Draufsicht auf einen Teil des in F i g. 1 gezeigten Gerätes,
Fig. 3 ein schematisches Blockdiaeramm des erfindungsgemäß
ausbildeten Gerätes und
F i g. 4 bis 6 Darstellung verschiedene, tomographischer
Aussanssabbilduneen, die zur Erläuterung
der Funktionsweise der Erfindune dienen.
Nach der Fie. I ist ein Kollimator 10 zwischen
einem Szintillator21 und einem Untersuchungsubjekt
30 angeordnet. Der Kollimator 10 besteht im wesentliehen
aus einer zylindrischen Platte aus für Strahlun2 undurchlässisem Material mit einer Vielzahl
von" Kollimatorkanälen 11. Die Kollimatorkanäle 11
haben eine semeinsame Axialrichtune. die einen Winkel Φ zur"Normalen auf der Ebene des Szintillators
21 bildet. Die Gestalt der einzelnen Kollimatorkanäle 11 ist in F i 2. 1 zylindrisch dargestellt.
sie kann jedoch auch konisch sein oder andere Formen haben. Wesentlich ist. daß ihre axiale Ausrichtung
aleich und nicht senkrecht zur Ebene des, Szintillator; 21 ist.
Der Szintillator .1 ist ein dünner zylindrischer Kristall aus Thallium-rktiviertem Natriumiodid, üi,
anderen Elemente einer Szintillationskamera, wie Fenster. Lichtleiter. Fotover ielfacher usw.. sind
nicht sezeisit. da sie in der obengenannten USA.-Patente-Drift
3 011057 beschrieben und auch aus anderen Veröffentlichungen bekannt sind.
Auch die Mittel zur Halteruns dt-s Kollimators Id
zwischen dem Szintillator 21 und'dem Untersuchung ■
objekt 30 sind nicht eezeiat. da es für den Fachmann
bekannt ist. wie ein "solcher Kollimator in drehbarer Weise unter dem Kamerakopf angeordnet werden
kann.
Zum Zwecke der einfacheren Veranschaulichuni: ist der Kollimator 10 in einer bestimmten Orientierung
gezeigt, die als Bezugslage in einem in Fig. '!
dargestellten Polarkoordinatens\ stern mit 0 bezefchnet
"ist. Darüber hinaus is; ein -chtwinkliges X. Y. Z-Koordinatensystem
mit seinem Ursprung in der Mittelachse von Szintillator 21 und Kollimator 10
gezeigt. Das Koordinatensystem unterscheidet sich von üblichen Systemen dadurch, daß die positive
Z-Achsenrichtung nach un'en zeigt. Mit dem KoIhmator
IO in seiner ßeiupsorientierung {(->
0 ). isi das Gesichtsfeld des Szintillator; durch die Linien 34
und 34' begrenzt, und wenn der Kollimator sich urr eine halbe Umdrehung bewegt, so daß der Drehwinkel
<-> gleich 180 Tst. wird d.is Gesichtsfeld de<
Szintillator 21 von den Linien 35 und 35' begrenzt Die jeweiligen Gesichtsfelder innerhalb der paralleler
gestrichelten Linien sind natürlich zylindrisch, wei der Querschnitt parallel zu der Ebene des Szintilla
tors 21 kreisförmig ist. Das Untersuchungsobjekt 3( ist -nnerhalb der Linien 34 und 35 gezeigt, da da:
konische Feld zwischen diesen Linien dauernd in Gesichtsfeld des Szintillator 21 liegt. Die Gebicti
außerhalb des konischen Feldes sind weniger nütz licn, da diese Gebiete nicht dauernd beobachte
werden und bei der endgültigen Bilddarstellung Fehle erzeugen würden. Zum Zwecke der besseren Dar
stellung sind drei Strahlenquellen 5,, S.„ S3 innerhall
des Untersuchungsobjektes 30 dargestellt. Die Quelli S1 lhet in einer Ebene D1, welche einer Koordinate Z
in dem rechtwinkligen Koordinatensystem entspricht Die Lagekoordinaten der Quelle .S1, sind Xv Yx un<
Z1. Auf ähnliche Weise liegt die Quelle S1 in de
Ebene D., und hat die Koordinaten X2. Y.2. Z.,. Dii
Quelle .·>., liegt auf der Ebene D, und hat die Koordinati-n
.V3, Y .,und Z3,
Der Abstand zwischen der Bodenfläche des Kollimators IO und der Bodenfläche des Szintillator 21
ist als Konstante c bezeichnet. Der Abstand zwischen der Unterseite des Kollimators 10 und der Ebene D1
ist mit i/l und die entsprechenden Abstände zwischen
der Unterseite des Kollimators 10 und den Ebenen D2 bzw. D3 mit dl bzw. d3 bezeichnet.
Wenn der Kollimator 10 sich in einer Bezugslage θ = 0c befindet, gelangt die Strahlung, wie gezeigt,
von der Quelle S1 auf der Linie 31 durch einen bestimmten Kanal in dem Kollimator 10 und trifft den
Szintillator 21 in einem Punkt, der in F i g. 2 mit den Koordinaten x, und y, bezeichnet ist. Die Strahlung
von der Quelle St gelangt entlang der Linie 32 durch
diesen gleichen Kollimatorkanal und trifft denselben Punkt des Simulators 21. Die Strahlung von der
Quelle S9 gelangt jedoch auf der Linie 33 über einen
anderen Kollimatorkanal und trifft den Szintillator 21 in einem Punkt, der in Fig. 2 mit den Koordinaten Jt,
und ys bezeichnet ist.
Wenn der Kollimator 10 um eine volle Umdrehung,
d. h. um 360°, gedreht wird, ist der Weg der Abbilder, die von der Strahlung von der Quelle S1 gebildet werden, ein Kreis P1 auf dem Szintillator 21.
Ahnlich ist der Weg der Abbilder der Quelle S1 ein
Kreis Pt und der Weg der Abbilder der Quelle S3 ein
Kreis P..
Der Weg P1 ist ein Kreis, dessen Mittelpunkt die
Koordinaten X1 und Y1 hat. Der Weg P1 ist ein Kreis,
dessen Mittelpunkt die Koordinaten X1 und r*2 hat.
Der Weg Pj ist ein zu dem Weg P1 konzentrischer
Kreis mit den gleichen Mittelpunktkoordinaten. Man sieht, daß der Radius der kreisförmigen Abbildungsmuster auf dem Szintillator 21 vom Abstand zwischen
der das Muster erzeugenden Quelle und dem Szintillator abhängig ist.
Durch Ausführung einer geometrischen Analyse kann gezeigt werden, daß der Radius/?, des kreisförmigen Weges P1 gleich der Größe der Koordinate
Z1 multipliziert mit der Größe des Tangens des Winkels Φ ist, oder als Gleichung
.r, = X1 — A1 cos θ.
yi= Yx- R1 sin Θ.
(E-5)
X2 = X2 - R2 cos Θ,
y2 = Y2 - R2 sin θ,
und die Gleichungen für den Weg P3:
R1 = Z1 tg*.
(E-I)
Entsprechende Gleichungen ergeben sich für die Radien Rt und R3 der kreisförmigen Wege P1 und P1:
(E-2)
(E-3)
Allgemein kann der Radios eines kiea
Bildweges einer bestimmten Strahlenpunktquelle auf
einer Ebene mit der Koordinate Zn folgendermaßen
angegeben werden:
(EA)
y,
, — A1 sin θ.
(E-6)
(E-7)
Hieraus wird klar, daß für eine Ebene mit einer
bestimmten Z-Kocrdinate das Abbild jedes Punktes dieser Ebene einen Kreis ergibt, wenn der Kollimator
10 sich um eine volle Umdrehung von 0 nach 36Ö~ dreht Natürlich erzeugen weitere Drehungen des
Kollimators 10 einen wiederholten kreisförmigen Weg der Bilder.
Durch Prüfung der geometrischen Verhältnisse bei der Drehung des Kollimators 10 können allgemeine
Gleichungen für die Wege P1, Pt und P3 und jeden
beliebigen Abbildungsweg für jede beliebige Ebene in den Körper 30 aufgestellt werden. Die Gleichungen
für den Weg P1 lauten folgendermaßen:
Aus diesen Gleichungen geht hervor, daß allgemeine Gleichungen für einen Abbildungsweg, dei
von Strahlenquellen auf einer Ebene der Koordinate is Zn gebildet wird, wie folgt lauten:
χΛ = Xn ~Rncose,
(E-8)
ν« = Yn — Rn sin θ.
Da der Wert von Rn eine Konstante für eine Ebene
ao mit einem bestimmten gemeinsamen Z„-Wert ist,
können die Gleichungen (E-8) als Funktion von Zn
wie folgt geschrieben werden:
Xn = Xn- Zntg0cosΘ,
(E-9)
y„ = Yn — Zn tg Φ sin θ.
Diese Analyse basiert auf einem idealisierten mathematischen Modell eines physikalischen Systems,
das bei jeder beliebigen tatsächlichen Benutzung des
gezeigten Gerätes vorliegt. Zum Beispiel würde eine
Strahlenpunktquelle, auch wenn sie physikalisch realisierbar wäre, auf dem Szintillator 21 tatsächlich
keinen kreisförmigen Bildweg, sondern einen dünnen Ring bilden, wenn sich der Kollimator dreht. Darüber
hinaus ist bei einer typischen Anwendung des Gerätes
die Strahlung über das Gesamtvolumen des untersuchten Körpers 30 verteilt, so daß keine diskreten
Abbildungswege erkennbar wären. Aus der obigen Diskussion kann man jedoch ersehen, daß es bei
Kenntnis der Punktquellen-Ansprechfunktion der
Kombination aus drehendem Kollimator 10 und Szintillator 21 möglich ist, zu unterscheiden, daß die Abbilder auf dem Szintillator 21, die von Elementarvolumina von Radionukliden gebildet werden, die
über bestimmte Z-Ebenen in dem Körper verteilt
sind, verschiedene Bewegungsmuster beinhalten, die
mit dem Wert der Z-Koordinate der Ebene in Beziehung stehen. Hieraus kann gezeigt werden, daß es
möglich ist, auf die von der Szintillations-Kamera, die den Szintillator 21 enthält, erzeugten Signale ein-
zuwirken, um angezeigte Abbildungen des Körpers 30
zu erzeugen, die im wesentlichen auf verschiedene Ebenen ausgewählter Tiefen fokussiert sind. Betrachtet man die allgemeinen Gleichungen (E-8) für die
Abbildungswege von Quellen in der Ebene Dn, so
sieht man, wie der Ausgang des Strahlendetektors beeinflußt werden kann, um ein scharfes Strahlenabbild dieser Ebene zu erzeugen.
Betrachtet man erneut die Quelle S1 auf der
Ebene D1, so werden hier die Lagekoordinaten (xvyj
einer Szmtillation, die am einem als Szintillator 21
dienenden Natrium-Jodidkristal! erzeugt wird, in elektrische Signale umgeformt, die die Koordinaten X1
und y, darstellen. Eine Auflösung der Gleichungen (E-5) für den Weg P1 nach den Konstanten A j und Y1
führt zn dea folgenden Gleichungen:
X1 = X1 + A1COSO,
yt = Y1 + R» sin θ.
(E-IO)
7 8
Aus diesen Gleichungen geht hervor, daß clek- 5 und 6 kann man entnehmen, daß mehrfache tomotrische
Signale, die die Werte von .V1 und >ί darstellen, graphische Ausgancsabbildungen durch Auswahl verdurch
Hinzufügen geeignter Signale verändert werden schiedener Korrektursignalwerte erzeugt werden könkönnen,
die R1 cos Θ und R1 sin θ darstellen, um nen, indem man entweder die resultierenden Abbilder
c'ektrische Signale für die Koordinaten /Y1 und Y1 zu 5 nacheinander auf der gleichen Ausgabevorrichtung
erhalten. Allgemein kann man sehen, daß der Wert R1 oder gleichzeitig auf getrennten Ausgabevorrichder
gleiche für alle X- und Y-Koordinaten auf der tungen wiedergibt. In F i g. 3 ist ein Blockdiagramm
Ebene D1 ist. Natürlich hängen t'ie Werte cos (·) und einer typischen Schaltung zur Erzeugung der tomosin
θ nicht von den Koordinaten X und Y, sondern graphischen Abbilder gezeigt. Der drehbare KoUivon
der Polarkoordinatenorientierung des Kolüma- io rnator 10 befindet sich an einem Detektorkopf 20 und
tors 10 ab. Deswegen sind die Werte der Korrektur- wird von einem Kollimatorantrieb 12 angetrieben,
signale für alle Punkte auf der Ebene D1 gleich; das Der Detektorkopf 20 ist mit einer Detektorelektronikbedeutet,
daß sie unabhängig von dem besonderen schaltung 40 verbunden, welche Lagekoordinaten-Wert
der Koordinaten X und Y sind. signale x, y erzeugt und außerdem ein Triggersignal T
Betrachtet man wieder die Quelle S1 und den ts bilden kann. Der Detektorkopf 20 und die Detektor-Weg
P1 in den F i g. 1 und 2, so wird klar, daß durch elektronikschaltung 40 können wie üblich ausgebildet
Korrektur der Ausgangssignale, die die Koordinaten sein. Die Verbindung zwischen Kollimatorantrieb 12
.I1 und >t in der oben vorgeschlagenen Weis.e dar- und Kollimator 10 ist mechanisch, während die Verstellen,
der angezeigte Ausgang des Strahlendetektors bindung zwischen Detektorkopf 20 und Detektorvon
einem kreisförmigen Weg P1 auf einen einzigen ao elektronikschaltung 40 elektrisch ist.
Punkt mit den Koordinaten X1 und Y1 verändert Der Kollimator 10 ist ferner mit einem Paar von
würde. Dies ist in F i g. 4 gezeigt und wird aus einer Funktions-Generatoren SO und 51 verbunden, welche
Diskussion der Schaltung entsprechend F i g. 3 zur die Lage θ des Kollimators in geeignete cos Θ- und
Ausführung der Ausgangssignalkorrekturen noch sin θ-Signale umwandeln. Die Funktions-Generaklarer.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist der Bildausgang, as torenSO und 51 sind mit Dämpfungsgliedern 60 und
der von der Quelle Ss beigesteuert wird, nachdem er 61 verbunden, welche wiederum in ihrem Dämpfungsfür
die Quelle 5, korrigiert ist, ein Kreis. Ein gleiches wert An durch eine variable Dämpfungssteuerung 90
gilt für den schließlichen Bildausgang der Quelle S3. gesteuert werden. Der Ausgang des Dämpfungs-Das
Ausgangsbild, das von der Quelle S2 beigetragen gliedc« 60 wird damit R. cos w und der Ausgang des
wird, ist "jedoch ein Kreis, welcher einen Radius hat. 30 Dämpfungsgliedes 61 Rn sin «.
der gleich der Differenz zwischen den Werten von A2 Der ^-Ausgang der Detektorelektronikschaltung 40
und R1 ist. Ähnlich ist der Radius des Ausgangsab- und der Ra cos β-Ausgang des Dämpfungsgliedes 60
bildes, welches von der Quelle S3 beigesteuert wird, werden einer Summierschaltung 70 zugeführt. Auf
ein Kreis mit einem Radius, der gleich der Differenz ähnliche Weise wird der .r-Ausgang der Detektorzwischen
den Werten R3 und R1 ist. Wenn man das 35 elektronikschaltung 40 und der A0 sin θ-Ausgang
Bild der F1 g. 4 extrapoliert für einen Fall, bei dem des Dämpfungsgliedes 61 einer Summierschaltung 71
der Körper 30 eine Volumenverteilung von Radio- zugeführt. Der Ausgang der Summiersch&itung 70 ist
nukliden enthält, so wird klar, daß nur die Abbildung ein korrigiertes Lagekoordinatensignal X und der
der Radioaktivität in der Ebene D1 scharf ist, wäh- Ausgang der Summierschaltung 71 ein korrigiertes
rend die Abbildungen der Radioaktivitäten in den 40 Lagekoordinatensignal Y. Der Jf-Ausgang der Sum-Ebenen
D* und D3 und allen anderen Z-Ebenen des leerschaltung 70 wird der horizontalen Eingangs-Körpers
3Ö verschwommen sind. Der Betrag des Ver- klemme H eines Oszillographen 80 zugeführt. Der
wischens hängt von dem Abstand der unscharf K-Ausgang der Summierschaltung 71 wird einer verabgebildeten
Ebene von der scharf abgebildeten tikalen Eingangsklemme V des Oszillographen 80 zu-Ebene
ab. 45 geführt. Der Triggerausgang T der Detektorelek-
F i g. 5 zeigt das Bild, welches man erhält, wenn tronikschaltung 40 wird dem Triggereingang T de<
die Ausgangssignale von dem Strahlendetektor so Oszillographen 80 zugeführt.
korrigiert sind, daß eine scharfe Abbildung der Radio- Im folgenden wird die Arbeitsweise der Schaltung
noklide in der Ebene D4 erfolgt Somit wird in Fig. 5 entsprechend Fig. 3 beschrieben. Der Kollimator
der Ausgang, der von der Quelle S2 beigesteuert wird, 50 antrieb 12 dreht den Kollimator 10 in vorbestimmte!
ein Punkt mit den Koordinaten X3 und Y2, während Richtung und mit im wesentlichen konstanter Winkel
die schließlichen Bilder, die von den Quellen S1 geschwindigkeit. Die Funktions-Generatoren 50 um
und S, beigetragen werden. Kreise mit Radien sind, 51 folgen der Drehung des Kollimators 10 und er
die gleich der Differenz zwischen R2 und R? bzw. R2 zeugen variable sin θ- und cos Θ-Signale entspre
und R, sind. Extrapoliert man wieder aui einen Fall, 55 chend dem Wert θ der Kollimatordrehung. Di
wo eine vollständige Volumenverteilung von Radio- variable Dämpfungssteuerung 90 ist auf einen be
aktivität in dem Körper 30 vorliegt, so ist nur die stimmten Wert RB eingestellt, welche wiederum di
Abbildung der Radioaktivität in der Ebene D2 scharf Ebene unter dem Kollimator 10 auswählt, die schar
und die der Radioaktivität in allen anderen Ebenen auf dem Bildschirm 81 des Oszillographen 80 dar
relativ unscharf. ** gestellt wird. Die Dämpfungsgiieder 60 und 61 er
Eine ähnliche Beschreibung kann für Fig. 6 ge- zeugen an ihren jeweiligen Ausgängen die Korrektur
geben werden, welche die Ausgangsabbilder von den signale Rn cos θ und Rn sin Θ. Der Detektorkopf 2
Quellen S S, und S, zeigt, wenn die Ausgänge von liefert zusammen mit der Detektorelektronikschaltun
dem Strahlendetektor nach Maßgabe der richtigen 40 jeweils Lagekoordinatensignale χ und ν für jed
Korn* tursignale für die Ebene D3 korrigiert sind. 65 Szintillation, die durch ein mit dem Szintillator i
Wieder ist nunmehr die Quelle S3 scharf abgebildet, dem Detektorkopf 20 in Wechselwirkung tretende
während die Quellen S1 und Ss unscharf abgebildet Strahlenquant erzeugt wird. Ein Triggersigna] win
sand. Aus den verschiedenen Wiedergafocü der Fig. 4, am Aasgang T dar DetektorelektronikscfiaJtiing 41
erzeugt, wenn die Szintillation der einfallenden Strahlung
die gewünschte Energie aufweist, und triggcrt den Oszillographen 80, um einen an richtiger Stelle
auf dem Bildschirm 81 in Übereinstimmung mit den Weiten der Signaled, Y erscheinenden Punkt zu erzeugen.
Die Signale X und Y geben die Summe der einzelnen Koordinatensignale .v und ν von der Dctektorclcktronikschaltung 40 und der zugeordneten Korrektursignale von den Dämpfungsgliedern 60 und 61
wieder.
Das gesamte Bild auf dem Schirm 81 des Oszillographen 80 ist nur für die Radionuklide einer Ebene
scharf, welche durch die Einstellung des Wertes der variablen Dämpfungssteuerung 90 eingestellt wird.
Nur wenn die variable Dämpfungssteuerung 90 beispielsweise auf einen Wert Rn eingestellt ist, der
gleich A1 ist, werden die Radionuklide in der Ebene
D. scharf auf dem Bildschirm 81 dargestellt. Die Abbilder, die von anderen Radionukliden in anderen
Ebenen gebildet werden, werden relativ unscharf sein, da Szintillationen, die sie in dem Detektorkopf
20 erzeugen, nicht zu richtig korrigierten Koordinatensignalen X und Y führen.
bung wird klar, daß eine Mehrzahl von tomographischen Ausgangsabbildem dadurch erreicht werden
kann, daß man zusätzliche Einheiten von Ausgangsschaltungen für getrenntes Einwirken auf die .v-, y-,
cos Θ- und sin ff-Ausgangssignale hinzufügt. Mit
anderen Worten, es können auf verschiedene Tiefen fokussierte Abbilder gleichzeitig durch unterschiedliches
Einstellen der Werte von Rn auf verschiedenen
Anordnungen der Ausgangsschaltung erzeugt werden.
ίο Natürlich ist es immer möglich, aufeinanderfolgende
sin Θ-Signale während der Gesamtmeßzeit eines Objektes mit der Vorrichtung aufgenommen und später
in einzelne oder mehrere tomographische Abbilder verarbeitet werden. Die Aufnahme der Signale stellt
sicher, daß die gewünschten tomographischen Ab-
ao bilder immer abgerufen werden können, und erlaubt eine aufeinanderfolgende Prüfung von Aktivität in
allen Ebenen innerhalb des Objektes durch Wiedergabe der aufgenommenen Daten über die geeignete
Ausgabeschaltung.
Claims (2)
1. Gerät zum Aufnehmen und Aufzeichnen der räumlichen Verteilung radioaktiver Strahlungsquellen
in einem Untersuchungsobjekt mit einer Szintillationskamera, die einen scheibenförmigen
Szintillator, einen zwischen dem Untersuchun.ssobjekt und dem Szintillator angeordneten Kollimator
mit einer Vielzahl von Kanälen und eine Mehrzahl von mit dem Szintillator optisch gekoppelten
photoelektrischen Wandlern aufweist, ferner mit einer Verarbeitungs-Einrichtung, die
aus den Ausgangsimpulsen der Wandler con ebenen rechtwinkligen Lagekoordinaten der einzelnen
Szintillationsereignisse im Szintillator entsprechende Koordinatensignale erzeugt, mit einer
Einrichtung zum bildlichen Darstellen der den Aus? α lgsimpulsen entsprechenden Aktivitätsverteilung
sowie mit einer Schnittbild-Einrichtung, die eine dem Kollimator eine vorbestimmte Bewegung
refatis /um i/niersuc^iingsobickt erteilende
Antriebsvorrichtung so·· .e eine Einrichtung,
die das Dar-.;ellungsbild im Sinne einer
selektion Scharfeinstellung auf eine wählbare Schnit'ebene durch das Untersuchungsobiekt verändert,
umfaßt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Szintillationskamera (20) relativ zum l'ntersuchungsobjekt stationär gehalten ist,
daß die Kollimator-Kanäle (11) parallel zueinander verlaufen und L<uer einem vorgegebenen,
von XuIl verschiedenen Winkel Φ gegen die Normalenrichtung
(z) zur EL.:ne des Szintillator; (21)
geneigt sind, daß der Kollimator (10) um eine zur Normalenrichtung (-) parallele Achse relativ zur
Szintillationskamera (20) mittels der Antriebsvorrichtung (12) drehbar angeordnet ist. daß
Winkclfunktionsgeber (50 b/w. 51) mit der Antriebsvorrichtung
(12) gekoppelt sind, die Funktionssignale Rn cos H bzw. Rn sin (■■) lici'crr,. wobei
(-) der augenblickliche Drehwinkel der der Projektion der Richtung der Kanäle (11) des KoIIimaiorsClO)
auf die Szintillatorebene entsprechenden Richtung gegen die vorgegebene Λ-Richtung
der Lagekoordinaten und Rn eine dem Abstand der gewünschten Schnittebene (Dn) vom Szintillator
(21) proportionale Größe ist, daß jedem der Koordinatenausgänge (.v bzw. y) der Verarbeitungseinrichtung
(40) und jedem der Ausgänge der Winkelfunktionsgeber (50 bzw. 51) je eine Summiereinrichtung (70 bzw. 71) nachgeschaltet
ist, derart, daß zum .v-Ausgangssignal die Signalgröße
Rn ■ cos (-) und zum y-Ausgangssignal die
Signalgröße Rn ■ sin (-) addiert wird und «Juß
schließlich die Ausgänge der Summiereinrichtungen (70 bzw. 71) mit den entsprechenden Koordinaten-Eingängen
(H bzw. V) der Einrichtung (80) zur bildlichen Darstellung der Aktivitätsverteilung
verbunden sind.
2. Gerät nach Anspruch!, dadurch, gekennzeichnet, daß den Winkelfunktionsgebern (50
bzw. 51) einstellbare Abschwächer (60 bzw. 61) nachgeschaltet sind, durch die die Größe Rn in
den Funktionssignalen R1. cos C-) und Rn sin Θ
mittels einer Wählvorrichtung (90) einstellbar ist.
Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Aufnehmen und Aufzeichnen der räumlichen Verteilung radioaktiver
Strahlungsquellen in einem Untersuchungsobjekt mit einer Szintillationskamera, die einen scheibenförmigen
Szintillator, einen zwischen dem Untersuchungsobjekt und dem Szintillator angeordneten
Kollimator mit einer Vielzahl von Kanälen und eine Mehrzahl von mit dem Szintillator optisch gekoppelten
photoelektrischen Wandlern aufweist, ferner mit
ίο einer Verarbeitungseinrichtung, die aus den Ausgangsimpulsen
der Wandler den ebenen rechtwinkligen Lagekoordinaten der einzelnen Szintillationsereignisse
im Szintillator entsprechende Koordinatensignale erzeugt, mit einer Einrichtung zum bildlichen
Darstellen der den Ausgangsimpulsen entsprechenden Aktivitätsverteilung sowie mit einer Schnittbildeinrichtung,
die eine dem Kollimator eine vorbestimmte Bewegung relativ zum Untersuchungsobjekt
erteilende Antriebsvorrichtung sowie eine Einrich-
.io tung. die das Darstellungsbild im Sinne einer selektiven
Scharfeinstellung auf eine wählbare Schnittebene durch das Untersuchungsobjekt verändert,
umfaßt.
Aus dem Report L1CRL-16899 von H.O.Anger:
»Tomographie Gamma—Raj Scanner with Simultaneous
Readout of Several Planes« vom 31. Mai 1966 ist ein Gerät der genannten Art bekannt,
dessen Szintillationskamera mit einem Viellochkollimator
versehen ist. der mittels einer Antriebsvorrichtung relativ zum Untersuchungsobjekt geradlinig
und zusammen mit der ganzen Kamera bewegt wird. Das Kamerabild wird auf einem Oszillographenschirm
dargestellt und über ein Linsensystem auf einen synchron sich mit der Kollimatorkameraeinheit
bewegenden Film projiziert. Durch entsprechende Wahl von Abtastgeschwindigkeit, Filmgeschwindigkeit,
Kollimiitcr-Fokussier-Winkel und Schirmdurchmesser des Oszillographen, also aus rein
geometrisch-mechanischen Gerätegegebenheiten, ergeben sich entsprechende Schichtbilder. Dieses Gerät
arbeitet rein mechanisch. Dies bedingt einen komplizierten und störungsanfälligen Aufbau mit zahlreichen
Hebel- und Linsensystemen. Auch die synchrone Bewegung des Aufnahmefilms in zwei
Richtungen ist nur schwer zu verwirklichen. Die Meßdaten liegen auch nicht in elektrischer Form vor,
sondern nur als Filmnegative, was eine automatische Auswertung unmöglich macht. Die schwere Kamera
muß das Untersuchungsobjekt abtasten, was sehr zeitaufwendig ist. Schnell sich ändernde Vorgänge
können ebenfalls nicht erfaßt werden. Die Möglichkeit der elektronischen Verarbeitung der Tomographie-Daten
ist in dem Report zwar erwähnt, aber nicht näher ausgeführt.
Aus der USA.-Patentschrift 3 011 057 ist eine Szintillations-Strahlenkamera bekannt, wie sie auch
bei dem oben beschriebenen bekannten Gerät Verwendung findet. Mit Hilfe dieser Kamera ist es möglich,
die Abbildung der Verteilung von Radioaktivität zu bestimmen, ohne daß eine Abtastbevvegung erforderlich
wäre. Damit sind auch Abbildungen von zeitlich veränderlichen Vorgängen, z. B. Untersuchungen
in vivo möglich, da das gesamte Untersuchungsobjekt betrachtet werden kann, während Abtastvorrichtungen
nur einen Teil des Objekts zu einer bestimmten Zeit erfassen. Jedoch vermag diese Kamera keine
tomographische Abbildung zu liefern.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1 247 496 ist es
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SIEMENS AG, 1000 BERLIN UND 8000 MUENCHEN, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |