DE204818T1 - Verfahren und vorrichtung zur zweidimensionalen lagekodierung durch photonenzaehlung. - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur zweidimensionalen lagekodierung durch photonenzaehlung.Info
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Claims (19)
1. Zweidimensionale Photonenortskodiersystem mit einem
Sei ntiLI ationsdetektor, der die räumliche Auflösung des
Ursprungsorts von Photonen, die auf ihn fallen, verbesssert, wobei das Ortskodiersystem umfaßt:
eine Vielzahl von ScintiIlatormaterial elementen, die mit
einfallenden Gammastrahlen wechselwirken und eine
quantifizierbare Menge von Photonen erzeugen; einen abgestimmten Lichtleiter, der mehrere optische
Sperren einer bestimmten Länge aufweist, die Schlitze definieren, wobei die Schlitze jeweils mit einem
der Scinti11atormaterialelemente zusammenarbeitet, indem
Photonen, die die Scinti11atormaterial elemente anregen, in
einem betriebsmäßig zugeordneten Schlitz des mit Schlitzen
versehenen Lichtleiters eintreten und wobei die Schlitze eine bestimmte Tiefe haben, so daß sich die Photonen
gesteuert in Axial- und quer zur Axialrichtung des geschlitzten Lichtleiters steuern lassen, sowie mit einer
Einrichtung, die in Betriebsverbindung mit dem Lichtleiter
an einem Ort entfernt von den
Scinti11 atormateria L elementen angeordnet ist, um die
Photonenverteilung an bestimmten Stellen auf dem geschlitzten Lichtleiter zu erfassen, wobei die
Gammastrahlen optische Photonen erzeugen, die mit Hilfe
des abgestimmten Lichtleiters in einem kontrollierten
statistischen Verteilungsmuster verteilt und mit der
Nachweiseinrichtung zum Erfassen der Verteilung der
Photonen nachgewiesen werden.
2. Zweidimensionales Kodiersystem nach Anspruch 1, wobei
die Nachweiseinrichtung für die Photonen mehrere
Photomultiplierer aufweist, die mit zugeordneten
ausgewählten Schlitzen des geschlitzten Lichtleiters zum Zählen der Photonen operativ in Verbindung stehen und den
geschlitzten Lichtleiter an bestimmten Stellen seiner Länge anregen, wobei die Anzahl der Photomultiplierer
kleiner als die Anzahl der Scinti11atormaterialelemente
ist.
3. Kodiersystem nach Anspruch 1, wobei die Scintillatormaterialelemente Bismuthgermanatkristalle
aufweisen, die in einer Reihe angeordnet sind und die eine bestimmte Anzahl von Kristallen in jeder Spalte
und in jeder Zeile der Reihe aufweist.
4. Zweidimensionales Photonenortskodiersystem mit einem
ScintiIlationsdetektor, der die räumliche Auflösung des
Ursprungsorts der Photonen, die auf ihn fallen, verbessert, und wobei der Detektor einen Lichtleiter
aufweist, der mit den ScintiIlatormaterial elementen in
Funktionsverbindung steht und mit einer Einrichtung zum
Zählen von Photonen, die an bestimmten Orten über die Länge des Lichtleiters wandern, so daß die
Photonenverteilung bestimmt werden kann.
5. Scinti11 ationsdetektor
mit mehreren Scinti11atormateriale lementen, die mit
einfallender Strahlung wechselwirken und eine
quantifizierbare Anzahl von Photonen erzeugen, wobei die
Scintillatormaterialelemente in einer Reihe angeordnet sind, die eine bestimmte Anzahl von Elementen in jeder
Spalte und jeder Zeile der Reihe aufweist; mit einem abgestimmten Lichtleiter, der in
Betriebsverbindung mit den Scinti11atormaterial elementen
steht wobei der geschlitzte Lichtleiter mehrere Sperren aufweist, die eine vorbestimmte Anzahl von Schlitzen
definiert und wobei wenigstens ein Schlitz in
0204318
Betriebsverbindung mit wenigstens einem Scinti11atormaterialelement steht/ so daß Photonen, die
die Elemente anregen, in die Schlitze in dem geschlitzten Lichtleiter eintreten, wobei die Schlitze eine
vorbestimmte Tiefe besitzen, um die statistische Verteilung der Photonen, die durch den geschlitzten
Lichtleiter wandern, steuern zu können und mit mehreren Photomultipliern, die mit dem geschlitzten Lichtleiter in
Betriebsverbindung stehen, um die Photonen zu zählen, die
bestimmte Abschnitte des Lichtleiters anregen.
6. Sei ntiIlationsdetektor nach Anspruch 5, wobei die
Anzahl der Photomultiplier kleiner als die Anzahl der
Scinti11atormaterial el ement ist.
7. Scinti11 ationsdetektor nach Anspruch 5, wobei die
Scintillatormaterialelemente Bismutgermanatkristalle
aufweisen.
8. Zweidimensionales Photonenortskodierverfahren zur
Verbesserung der räumlichen Auflösung der Ursprungslage
von Photonen, die auf einen Scinti11 ationsdetektor fallen,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: es werden Scintillatormaterialelemente an bestimmten Orten
angeordnet, um einfallende Photonen aufzufangen, wobei die Scintillatormaterialelemente in einer Reihe angeordnet
sind und eine quantifizierbare Anzahl von Photonen
abhängig von der Wechselwirkung zwischen den einfallenden
Photonen mit den ScintiIlatormaterial elementen erzeugen;
es wird dann die statistische Verteilung der Photonen, die Bereiche der Scinti11atormaterial elementenreihe mit einem
abgestimmten Lichtleiter anregen, gesteuert und es wird dann die Verteilung der Photonen an vorbestimmten
Bereichsabschnitten auf dem Lichtleiter gemessen, wobei
die Photonen in die Scintillatormaterialelemente eintreten
und in einem gesteuerten statistischen Verteilungsmuster
über den Lichtleiter verteilt und gemessen werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Photonen gezählt
werden, um ihre statistische Verteilung zu bestimmen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei in einer Verfahrenstufe das Muster der gezählten Photonen und ihre
Verteilung einem Erkennungsverfahren unterzogen werden, um
die Lage des Ausgangspunktes der Photonen festleger» zu können.
11. Positronenemissionstomographieverfahren zum Nachweisen
und quantitativen Messen biochemischer und/oder
physiologischer Veränderungen in lebenden Organismen, in
denen eine radioaktive Verbindung mit radioaktiven Isotopen derart zugeordnet sind, daß die Isotope
Positronen emittieren, wenn die Isotope sich im Organsimus umwandeln, wobei jedes emittierte Positron, das auf ein
Elektron auftrifft, zusammen mit dem Elektron unter Emission von Gammastrahlung in der Form von zwei Photonen
vernichtet wird, die dann an der Stelle, an der die Vernichtung stattgefunden hat, in entgegengesetzte
Richtungen (180 ) voneinander weg emittiert werden, und wobei das Verfahren Verfahrensschritte umfaßt, bei denen
mehrere Scinti11atormaterial etemente in einer Reihe
angeordnet werden, so daß die Photonen dort auftreffen und eine quanitifi&zgr;ierbare Anzahl von Photonen erzeugen, die
aus der Scinti11atormaterialreihe austreten, und wobei die
statistische Verteilung der Photonen, die die
Scinti11atormateria I elemente verlassen, gesteuert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Photonen, die die Scintillatorelemente verlassen, gezählt werden, um
Information über den Ort des Scintillationsereignisses zu
erhalten, das stattfindet/ wenn Photonen auf ausgewählte Scintillationsmaterialelemente auftreffen.
13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Information der gezählten Photonen mit einer vorbestimmten statistischen
Photonenzählerverteilung verglichen wird, um den Ort des
Sei ntiIlationsereignisses feststellen zu können, und wobei
dann die Information in einen Computer eingegeben wird, um ein tomographisches Bild zu erzeugen.
14. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Scintillationsmaterialelemente in einer Reihe angeordnet
sind, die acht Scinti11atormaterial elemente in jeder
Spalte und vier Sei ntiIlatormaterialelemente in jeder
Spalte aufweisten.
15. Verfahren zur Herstellung eines abgestimmten Lichtleiters, der mehrere optische Sperren einer
vorbestimmten Länge aufweist, die Schlitze definieren, zur
Verwendung in Verbindung mit einem Photonenortskodiersystem, wobei das Verfahren die
folgenden Schritte umfaßt:
es wird ein Kristall, der aus Scinti11 ationsmaterial
hergestellt ist, mit einer vorbestimmten Tiefe geschnitten, um so eine Reihe mit einer bestimmten Anzahl
von Schlitzen zu erzeugen, wobei die Schnitte in Paral IeIrichtung zur Fortpflanzungsrichtung von Photonen
durch den Lichtleiter eingebracht werden; es werden dann alle Oberflächen des Kristalls chemisch
geätzt, wobei Photonen von den optischen Oberflächen reflektiert oder übertragen werden und es werden dann
optische Sperren innerhalb der Schnitte geschaffen, die
die Sc hlit&zgr;reihen festlegen, wobei die optischen Schwellen
dazu dienen, die statische Verteilung von Photonen, die durch den Lichtleiter wandern, zu steuern .
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Sperrelen dadurch erzeugt werden, daß man in den Schnitten in den
Lichtleitern eine reflektierende Farbe anordnet, die
einzelne Abschnitte der Schlitze untereinander optisch i soliert.
17. Scinti11 ationsdetektor mit mehreren Kristallen, die
aus einem Sei ntiIlationsmaterial hergestellt sind, wobei
die Kristalle optisch voneinander isoliert sind und in einer Reihe mit einer bestimmten Anzahl von Zeilen und
Spalten angeordnet sind und wobei die Kristalle eine erste zweidimensionale Fläche bilden, auf die Photonen
auftreffen sowie eine gegenüberliegende zweidimensionale
Fläche, durch die die Photonen die Krist al Ireihe wieder
verlassen;
mit einem abgestimmten Lichtleiter, der mit den Scinti11atormaterial elementen in Betriebsverbindung steht,
wobei der geschlitzte Lichtleiter mehrere Sperren aufweist, die eine bestimmte Anzahl von Schlitzen
definieren, wobei jeder Schlitz in Betriebsverbindung mit
wenigstens einem der Kristalle steht und wobei die Lichtleiter eine erste Fläche bilden, die optisch an die
gegenüberliegende Fläche der KristalIreihe angeschlossen
ist, derart, daß jeder Schlitz mit jedem Kristall ausgerichtet ist, so daß die Photonen, die aus den
Kristallen austreten, in die zugeordneten ausgerichteten
Schlitze in jeden Lichtleiter eintreten und daß der Lichtleiter eine gegenüberliegende Fläche bildet, durch
die Photonen aus dem Lichtleiter austreten, wobei die Schlitze eine vorbestimmte Tiefe aufweisen, so daß die
statistische Verteilung der Photonen, die durch den Lichtleiter wandern, am Ausgang auf der gegenüberliegenden
Fläche gesteuert werden kann und mit mehreren Photomultipliern, die mit der gegenüberliegenden Fläche
des geschlitzten Lichtleiters, durch den die Photonen mit
einem gesteuerten statistischen Verteilungsmuster wandern,
betrieblich zugeordnet sind, wobei die Photomultiplierer
in einer Reihe mit einer bestimmten Anzahl von Spalten und Zeilen angeordnet sind, wobei die Photomultipliererreihe
eine kleinere Anzahl von Elementen als die KristalIreihe
aufweist und wobei der Nachweis der statistischen Verteilung der Photonen Information darüber gibt, an
welcher Stelle das Scinti11 ationsereignis stattgefunden
hat.
18. Zweidimensionales Kodiersystem für einen Photonenort, mit einem Scinti11 ationsdetektor, der die räumliche
Auflösung des Ausgangsorts der Photonen, die auf ihn
fallen, verbessert, wobei das Ortskodiersystem umfaßt: mehrere Scinti11atormaterialelemente, die mit einfallenden
Gammastrahlen wechselwirken und eine quantifizierbare
Anzahl von Photonen erzeugen, wobei die SeintiIlatormaterialelemente integral in einem
abgestimmten Lichtleiter ausgebildet sind, der mit mehreren optischen Sperren einer vorbestimmten Länge,
die Schlitze definieren, versehen ist, wobei die Schlitze betrieblich mit einem der Sei ntiIlationsmaterialelemente
verbunden sind, so daß Photonen, die in die Scinti11 ationsmaterial elemente eintreten, in einen
betrieblich zugeordneten Schlitz in dem geschlitzten Lichtleiter eintreten, wobei die Schlitze eine
vorbestimmte Tiefe haben, um so die Verteilung der Photonen in Axialrichtung und quer zur Axialrichtung in
dem geschlitzten Lichtleiter steuern zu können und mit einer Einrichtung, die betrieblich mit dem Lichtleiter an
einem entfernten Ort von den
ScintiL I ationsmateria I elementen verbunden ist, wobei mit
dieser Einrichtung die Photonenverteilung an bestimmten
Bereichen des geschlitzten Lichtleiters erfaßt werden
kann, wobei die GammastrahLen optische Photonen erzeugen,
die im abgestimmten Lichtleiter nach einem gesteuerten statistischen Muster verteilt werden und mit der
Meßeinrichtung zum Messen der Verteilung der Photonen
nachgewiesen werden.
19. Zweidimensionales Photonenortskodiersystem mit einem
Seinti1I ationsdetektor, der die räumliche Auflösung über
die Lage des Ursprungsorts der auftreffenden Photonen
verbessert, wobei das Kodiersystem umfaßt: einen Sei ntiIlationsmaterialkristalI, der mehrere
ScintiIlationsmaterialelemente bildet, die mit
einfallenden Gammastrahlen zur Erzeugung einer quantifizierbaren Anzahl von Photonen wechselwirken, wobei
die Scinti11 ationsmaterial elemente durch mehrere optische
Barrieren einer vorbestimmten Tiefe voneinander getrennt
sind, so daß sie gemeinsam einen abgestimmten Lichtleiter zur Steuerung der Photonenverteilung bilden, die in die
Scinti11 ationsmaterialelemente in Axial- und quer zur
Axialrichtung der. ScintiI tationsmaterial elemente eintreten
und mit einer Einrichtung, die mit dem Lichtleiter entfernt von den ScintiIlationsmaterial elementen in
Betriebsverbindung steht, um die Verteilung der Photonen
an bestimmten Stellen auf dem geschlitzten Lichtleiter nachweisen zu können, und wobei Gammastrahlen optische
Photonen erzeugen, die in dem abgestimmten Lichtleiter
nach einem gesteuerten statistischen Muster verteilt werden und von der Einrichtung zum Nachweis der
Photonenverteilung erfaßt werden.
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