DE1956377B2

DE1956377B2 - Geraet zum aufnehmen und aufzeichnen der raeumlichen verteilung radioaktiver strahlungsquellen in einem untersuchungsobjekt mittels einer szintillationskamera

Info

Publication number: DE1956377B2
Application number: DE19691956377
Authority: DE
Inventors: William George Cyr L'ecole Walker (Frankreich)
Original assignee: Nuclear Chicago Corp Des Piaines 111 V St A
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-11-08
Filing date: 1969-11-08
Publication date: 1973-06-28
Also published as: JPS50948B1; NL150236B; US3612865A; FR2022878A1; DE1956377C3; NL6916768A; DE1956377A1; GB1286080A

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 R_rcos θ bzw. R_n 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 R_n in den Funktionssignalen A_n cos β und R_n 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 X_v Y_x 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 = 0^c 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 S_t 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 y_s 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 P_t 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. y_i= Y_x- R₁ sin Θ.

(E-5)

Ähnlich lauten die Gleichungen für den Weg P₂:

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 R_t 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 Z_n 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, P_t 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 Z_n gebildet wird, wie folgt lauten:

χ_Λ = X_n ~R_ncose, (E-8)

ν« = Y_n — R_n sin θ.

Da der Wert von R_n eine Konstante für eine Ebene ao mit einem bestimmten gemeinsamen Z„-Wert ist, können die Gleichungen (E-8) als Funktion von Z_n wie folgt geschrieben werden:

X_n = X_n- Z_ntg0cosΘ, (E-9)

y„ = Y_n — Z_n 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 D_n, 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 (x_vyj

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, y_t = 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 S_s beigesteuert wird, nachdem er 61 verbunden, welche wiederum in ihrem Dämpfungsfür die Quelle 5, korrigiert ist, ein Kreis. Ein gleiches wert A_n 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 R_n 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 R_a 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 R_B 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 R_n cos θ und R_n 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 S_s 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 R_n 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.

Aus der Fig. 3 und der oben gegebenen Beschrei

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 R_n auf verschiedenen Anordnungen der Ausgangsschaltung erzeugt werden.

ίο Natürlich ist es immer möglich, aufeinanderfolgende

Abbilder durch zeitliche Veränderung des Wertes von R_n zu bilden, indem man nur eine Anordnung der Ausgabeschaltung verwendet. Es ist ferner möglich, daß die x-, y-, cos Θ- und

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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

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 R_n cos H bzw. R_n 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 R_n eine dem Abstand der gewünschten Schnittebene (D_n) 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 R_n ■ cos (-) und zum y-Ausgangssignal die Signalgröße R_n ■ 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 R_n in den Funktionssignalen R₁. cos C-) und R_n 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