DE2417087A1

DE2417087A1 - Verfahren und vorrichtung zur darstellung von radioaktivitaetsverteilungen

Info

Publication number: DE2417087A1
Application number: DE19742417087
Authority: DE
Inventors: Raymond P Grenier
Original assignee: Baird Atomic Inc
Current assignee: Baird Atomic Inc
Priority date: 1973-04-09
Filing date: 1974-04-08
Publication date: 1974-10-17
Also published as: GB1468741A; JPS49131640A

Description

MTENTA'NWXLTE j NAOHGEREIOHT DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN ?'^A DR. M. KOHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT MDNCHEN HAMBURG

TELEFON: 395314 2000 HAMBU RG 50, \ Ϊ 2« 5·

TELEGRAMME: KARPATENT KDN IGSTRASSE 28

^!T§f. Ro. 387233
Telex: 212979 karpd

W. 26 155/7^ 2o/se

Baird-Atomic, Inc. Bedford, Mass. (V.St.A.)

Verfahren und Vorrichtung zur Darstellung von Radioaktivitätsverteilungen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Darstellen eines Halbschattenbildes,⁰ welches bzw. welche insbesondere für mit hoher Auflösung arbeitende Systeme zum Feststellen von Radioaktivitätsverteilungen geeignet ist.

Verschiedene Darstellungssysteme sind entwickelt worden, um Halbton-Bilddarstellungen auf Elektronenstrahlröhren zu erzeugen. In einer bestimmten Art eines solchen Darstellungssystems wird die Intensität des an der Kathodenstrahlröhre vorhandenen Signals als eine Funktion der Signalstärke bzw. Signalgröße variiert.

In einer anderen Art eines Darstellungssystems, welches Bildpunktelemente verwendet, wird die Größe des Bildpunktelements als Funktion der Signalgröße variiert. Derartige Systeme leiden unter dem Nachteil, daß ihre Darstellungen eine begrenzte Auflösung und auch nur einen begrenzten Kontrast aufweisen·'

Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Halbschatten-Darstellungssystem zu schaffen, welches insbesondere zur Verwendung mit einem mit hoher.

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Auflösung arbeitenden System zum Feststellen der Radioaktivitätsverteilung geeignet ist, welches die vorgenannten Nachteile nicht aufweist. In einem Radioaktivitätsverteilungs-Detektorsystem, welches eine hohe Auflösung bietet, werden radioaktive Ereignisse, die von einem untersuchten Objekt ausgesendet, werden, an (X₉Y)-Stellen einer Anordnung von Fühleinrichtungen festgestellt« Die aufgespürten Ereignisse an jeder (X,Y)-Stelle werdest gesammelt und an entsprechenden Adressenstellen, in einem Computer gespeichert. Die Zahl festgestellter Ereignisse, die an jeder Adressenstelle gespeichert sind, wird in Signale bzw. in ein Signal umgeformt bzw. normalisiert, welches bzw» welche hinsichtlich der Grauleiter, z. B. der Ostwaldschen Grauleiters, kodiert sind. Diese Signale werden als Funktion der größten Zahl festgestellter Ereignisse an irgendeiner Adressenstelle normalisiert· Die normalisierten hinsichtlich der Grauleiter ko-

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dierten Signale werden einem Speicher für wahlfreien Zugriff zugeführt· Die in diesem Speicher befindlichen Signale werden tfahlweiae zu einer Monitortreiberstufe über einen lediglich l.esenden Speicher zur Steuerung der Zahl der Bildpmaktelemente pro Flächeneinheit an jeder XY-Stelle einer Darstellungseinrichtusig geführt, wobei die XY-Stellen auf der. Darstellungseinrichtussg den Adressenstellen in dem Speicher für wahlfreien Zugriff entsprechen.

Die Zahl der an jeder XY-Stelle des Bereiche festgestellten radioaktiven Ereignisse wird an dezent sprechend en XY-Stelle auf der Darstellungseinrichtung als eine Zahl von Bildpunktelementen dargeboten, noh®± die größte Zahl der festgestellten Ereignisse d%srelt die größte Zahl der Bildpunktelement® pro Flächeneinheit dargestellt wird. Die Kombination eines Radioaktivität©- verteilungs-Detektorsystems mit hoher Auflösung und

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einer Halbschattendarstellungseinrichtung wird derart durchgeführt, um ein Bild der festgestellten radioaktiven Ereignisse mit'einem sehr hohen Kontrast zu erzeugen. .

Entsprechend weisen, das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung und die Vorrichtung gemäß der Erfindung Merkmale auf, die sich auf den Aufbau der Teile, die Kombination von Elementen und die Anordnung von Teilen beziehen, welche beispielsweise in der nachfolgenden Beschreibung erläutert werden·

Pig. 1 ist ein Blockdiagramm in schematischer Darstellung eines Radioaktivitäts-Darstellungs-Detektorsysteras mi-t hoher Auflösung, welches ein Halbschattendarstellungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm des Halbschattendarstellungssystems gemäß Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Einzelheiten- aufzeigendes schematisches Blockdiagramm des Halbschatten-

darstellungssystems gemäß Fig. 2. Fig". 4 ist eine graphische Darstellung, welche zur Erläuterung der Darstellung durch Bildpunktelemente dient.

Fig. 5a bis 5d sind graphische Darstellungen, die ein unterschiedliches Schema der Darstellung durch Bildpunktelemente darstellen.

Ein Radioaktiv!tätsverteilungs-Detektorsystem stellt die relativen Konzentrationen eines radioaktiven Isotops an verschiedenen Tiefen innerhalb eines Abschnitts einer Probe fest, welche eine unbekannte Verteilung radioaktiver Ereignisse aufweist. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die festgestellten radioaktiven Ereignisse in einer Umwandlungseinheit verar-

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beitet und auf einer Darstellungeeinrichtung als Halbschattenbild präsentiert.

In Fig. 1 ist ein Radioaktivitätsverteilungs-Detektorsystem gezeigt, welches eine Detektoranordsmng 12 aufweist, die einen licht- oder photo-geätzten Kollinator Ik und eine Anordnung 16 von einzelnen Ssintillatorcsi aufweist. In der dargestellten Ausführungsforra ist der Kollimator Ik ein fokussierter Vielebenen-Kollimator, der durch wenigstens zwei unterschiedliche Fokuslängen gekennzeichnet ist. Sisa (nicht gezeigtes) zu untersuchendes Objekt ist auf einer programmiert bewegbarem. XY-Plattform 2© angeordnet« welche in festgelegter Abstandslage zur Detektor anordnung 12 angebracht ist, wobei ein Abschnitt amm zu untersuchenden Objekts in Ausrichtung mit dem Kollimator Ik angeordnet ist. Ansprechend auf Steuersignale _f di® unrch. einen Computer 22 erzeugt werden, * werden Abtaataignal© dtareli einen Antrieb 2k erzeugt, welcher die Plattforsa 2© in eines festgelegten Abtastnuster bewegt» Einzelne Bzintillati©ne®reigiiis8(S in

d®T Detektoranordiäung 12 werden abgefühlt, und die K®ordi2aatanlage Jedes Ereignisses wird in digitaler W©rm in eineStiras@itea-El©ktroaik 26 eingeführt· Alle verfügbaren durch den Detektor 12 abgefüllten und durch die Stirnseitenelektronik 26 hinäurchgeführten Daten werden gesammelt und in einem Pufferspeicher 28 gespeichert. Jedes an einer bestimmten ZT-Stelle des Objekts abgefühlte Ereignis, welche durch

die XT-Stelle der Plattform 2© in bezug auf den Detektor 12 definiert ist, wird in den Pufferspeicher 28 eingegeben und zu vorherigen Ereignissen, welche die gleiche Adresse aufweisen, aufsummiert. Die Zahl der Ereignisse, die an einer gegebenen Adresse gespeichert sind, entspricht der Zahl der festgestellten Zersetzung«- bzw. Verfallvorgänge, welche innerhalb

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des untersuchten Objekts an einem Punkt hervorgerufen werden, wobei die XY-Stelle dieses Punktes der gegebenen Adresse entspricht. Auf die Akkumulationsperiode folgend werden die angesammelten Daten in rohdigitaler Form zum Computer 22 geführt und in den entsprechenden Adressenstellungen gespeichert. Vie nachfolgend beschrieben wird, werden die Daten in dem Computer 22 in hinsichtlich der Grauleiter kodierte Signale als eine Funktion der größten Zahl der festgestellten Ereignisse an irgendeiner Adressenstellung normalisiert und einer Halbschatten-Umwandlungseinheit 3o zugeführt. Durch die Halbschatten-Umwandlungseinheit Jo erzeugte Signale werden einer Darstellungeeinrichtung bzw. einer Sichtdarstellung 32 zur Steuerung der Zahl der Bildpunktelemente pro Flächeneinheit an einer XY-Stelle zugeführt, welche der Adressenstelle entspricht.

In der dargestellten Ausführungsform ist der Detektor 12 ein elektrooptisches System, welches eine Anordnung l6 von einzelnen Radioaktivität fühlenden

Elementen 34 aufweist, die üblicherweise in Spalten von 21 Elementen und in Reihen von 14 Elementen aufgeteilt sind. Jedes Detektorelement 34 ist ein Szintillator, der beispielsweise aus einem durch Thallium aktivierten Natriumjodid-Kristall oder aus einem Caesium-Kristall zusammengesetzt ist. Die Szintillatoranordnung l6 ist in Abstandsausrichtung mit dem Kollimator l4 befestigt, welcher eine Mehrzahl von sich verjüngenden Kollimatorbohrungen 36 aufweist. Jeder Szintillator 34 ist in Ausrichtung mit einer sich verjüngenden Kollimatorbohrung 36 angeordnet. Die Anordnung 16 ist auf optischem Wege mit Lichtverstärkereinrichtungen 38 und 46 über Lichtleitungen bzw. Lichtrohre verbunden* Die Lichtverstärkungseinrichtung 38 weist eine Hehrzahl von Photodetektoren (nicht gezeigt) auf,

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wobei ein Photodetektor für jede Spalte der Szintillatoren 34 vorgesehen ist. Pie Lichtverstärkereinrichtung 46 weist eine Mehrzahl von Photodetektoren (nicht gezeigt) für jede Reihe von Szintillator en 34 auf«, Jede lichtfeststellende Einrichtung ist optisch mit ihre» zugehörigen Detektorelenent vernittels der Lichtrohre 42 verbunden, welche üblicherweise aus einem Material zusammengesetzt sind, welches die von dem Szintillator auegesendeten Wellenlängen überträgt, beispielsweise bestehen ei® aus eirasa Akrylharz, beispielsweise Methyl-M@thakrylat_s klarem oder durchsichtigem Epoxy-Harz, GIa* und dgl» D» h., daß jeder Lichtverstärker alt einer Hehrzahl von Photodetektoren verbunden ist, und jeder Ph©t©d®tekt©r ist optisch mit einem Szintillator in einer Reife© oder einer Spalte verbunden ist» Ea ist selbstverständlich, daß jedes durch ein Feetatellelement-oder Szintillator 34 abgefühltes Ereignis ein Ausgangesignal erzeugt, welches durch die Lichtverstärkereinrichtungsis 38 und 46 verstärkt wird. Durch die optische Kopplung dieser Lichtverstärkungseinrichtungen werden Informationen bezüglich der XY-Koordinatenlage des abgefühlt@n Radioaktivitäts-Ereigniss@s erzeugt» Jedes Fe.e&st<sll> elernent innerhalb der Anordnung l6 erzeugt eisi© Reaktion bzw. ein Ansprechen in lediglieh eirasE ein» zigen Paar Photodetektoren. Als Folge hiervon wird durch die Anordnung der Festetellelemente 34, der Lichtrohre 42 und der Photodetektoren ein Verfahren s«a Erhalten von digitalen Informationen smb min&m Kristall» bereich l6 erhalten, wobei jedes einzelne Paar vom Photodetektoren Signaldaten hin si eint Ii eil der S der T-Koordinate erzeugt. Das Auftreten sis@s tillation»ereigßi£8es Iu irgaadsiaes des³ Ssiatillatoren 34 wird abgefühlt und seiae !.©ordlstatenlage (X, Y) wird in digitaler Fores in der Stirnseitemelektronik 26 ko-

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diert und in den Pufferspeicher 28 eingegeben. Die Anzahl der Szintillationsereignisse für jede Stufe der Programmabtästfolge wird in einer entsprechenden XY-Stelle im Speicher 28 gespeichert, beispielsweise in einen 294-Wort-Kpinzidenz-Strom-Kernspeicher. Bei Vervollständigung jeder Abtastetufe werden die !es Speicher 28 gespeicherten Ereignisse für diese XY-Stelle des Objekts in bezug auf den Detektor 12 parallel in den Computer 22 eingegeben und der Speicher 28 wird gelöscht.. D* h., wenn die Plattform 2o in die nächste XT-Lagc bewegt wird, werden die in Speicher 28 für die vorangehende ΧΓ-Lage der Plattform 2o ge· speicherten Ereignisse in den Computer 22 eingegeben, ■saad der Speicher 28 wird gelöscht und in Bereitschaftestallung zur Aufnähst« weiterer Daten gebracht. Das Arbeiten des Systems wird von einer Steuertafel 238 ®.mm gesteuert, -»selche mit dem Computer 22 über eine Programmsteuerung ko verbunden ist. Eine Hand-Dateneingabe ©d©r eist© Tas"taturelzag&he~ kt ist astssa Mit-.schreiben irg@m<äweleh®r ts©d®ut©sad©r Daten in der Darstellung» einrichtung 32 vorgesehra«

Die programmgesteuert© 30"-Pla'?;tform 2o weist einen Tisch 88 auf, welcher auf einem verschiebbaren Teil 9o befestigt ist. Eine Zahnstange 92, welche mit einem Zahnrad bzw. einem Zahnradzapfen 94 eines Antriebe 96 im Eingriff ist, ist an dem Teil 9o befestigt. Der Teil 9o ist in Führungewegen Io2 und Io4 verschiebbar aufgenommen, welche in parallelen Führungsteilen 98 und loo vorgesehen sind· Die Zahnstange 92 ist in paralleler Abstandslage zu den Führungsteilen 98 und loo angeordnet. Der Führungsweg Io2 erstreckt sich entlang der Längsachse des Führungsteile 98 und der Führungsweg Io4 erstreckt sich längs der Längsachse des Führungeteils loo. Die Führungsteile 98 und loo sind außerdem mit einem Paar von Querfuhrungewegen I06, Io8 und Ho, 112

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versehen. Der Führungsweg I06 befindet sich mit den Pührungsweg Ho in Ausrichtung angeordnet, während der Führungsweg I08 mit den Führungsweg 112 in Ausrichtung angeordnet ist. Festgelegte Führungsteile 11% und Il6 sind in den Führungewegen Io6 und Ho bzw. Io8 und 112 verschiebbar aufgenommen. Die festgelegten Führungsteile 114 und Il6 sind in paralleler Abstandelage zueinander und rechtwinklig zu den Führungsteil Io2 und Io4 angeordnet· Eine Zahnstange Il8 ist an den Führungsteilen 98 und loo in paralleler Abstandslage zu den Führungsteilen il4 und II6 befestigt und ist mit einem Zapfen bzw. einem Zahnradzapfen 12o eines Antriebs 122 im Eingriff. Aus der vorangehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß der Tisch 88, der Teil 9o und die Zahnstange 92 in einer ersten Richtung innerhalb der Führungswege Io2 und Io4 und die Führungsteile 98 und loo und die Zahnstange in einer zweiten Richtung innerhalb der Führungswege I06, I08 und Ho, 112 verschiebbar angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Richtung zueinander senkrecht stehen. Zur Vereinfachung der weiteren Beschreibung wird auf die erste und die zweite Richtung als die X- bzw. T-Richtung bezug genommen. D. h., daß der Antrieb 96 den Tisch 88 in der X-Richtung betätigt bsKo bewegt, während der Antrieb 122 den Tisch 88 in der T-Richtung bewegt. Die Antriebe 96 und 122 sind beispielsweise schrittweise arbeitende Motoren, welche durch vom Antrieb 24 im Ansprechen auf Befehlssignale vom Cumputer 22 erzeugte Signale gesteuert werden. Es ist selbstverständlich, daß die Plattform 2o ebenfalls in der Z-Achse vermittels einer Schraube 124 oder einer Schraubenspindel bewegbar ist.

Der Computer 22 ist programmiert, um die Plattform 2o in einer Abtastfolge von l6, 8 oder 4 Schrittstufen zu bewegen, wobei jede Stufe ein ganzes Vielfaches des

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Abstände« zwischen benachbarten Szintillatoren iat. Da der Detektor 12 294 Elemente aufweist, die in Spalten von 21 und in Reihen von 14 angeordnet sind, entspricht jede Schrittstufe 294-unabhängigen Raumsegmenten, welche den 294 Raumsegmenten des eine Vielzahl von Bohrungen aufweisenden Kollimators 14 entsprechen. Jede Kollimatorbohrung wird verwendet, um das Blickfeld jedes Szintillators 3k auf einen einzigen Raumabschnitt bzw· ein einziges Raumsegment in dem auszumessenden Objekt zu begrenzen. Auf diese Art und Weise wird ein Bild des zu untersuchenden Organs bzw· Objekts erhalten, welches aus 294 Bildelementen zusammengesetzt ist, welche den 294 einzelnen Raumsegmenten entsprechen, die durch den eine Mehrzahl von Bohrungen aufweisenden Kollimator 14 isoliert werden. Die Gestalt und das Volumen jedes separaten Raumsegments in dem Objekt ist einzig und allein durch die Geometrie jeder Kollimatorbohrung definiert. Der Kollimator 14 bricht das Organ in gleiche Raumelemente auf, welche dann durch 294 Bildelemente auf der Darstellungseinrichtung 32 wiedergegeben werden. Wie nachfolgend in Verbindung mit den Fig. 2 bis 5 beschrieben wird, setzt sich jedes Bildelement aus einer Zahl von Bildpunktelementen zusammen, welche auf der Darstellungseinrichtung bzw. der Sichtdarstellung 32 als ein Halbschattenbild durch wahlweises Steuern der Zahl der Bildpunktelemente pro Flächeneinheit für jedes Bildpunktelement wiedergegeben werden· Die Zahl der radioaktiven Ereignisse, die an dieser XY-Steilung der Anordnung l6 festgestellt werden, wird aufsummiert und an entsprechenden Adressenstellungen im Computer 22 gespeichert. In der dargestellten Ausführungsform wird die Zahl der festgestellten Ereignisse an jeder Adrees.enstelle im Computer 22 beispielsweise in hinsichtlich der Grauleiter kodierte Signale normalisiert,

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und zwar als eine Funktion der größten Zahl festgestellter Ereignisse an irgendeiner Adressenstelle. Di« normalisierten hinsichtlich der Grauleiter kodierten Signale, welche durch den Computer 22 erzeugt werden, werden an die Umwandlungseinheit 3o weitergegeben.

In Fig. 2 ist zu sehen,, daß die Umwandlungseinheit 3o aus einem Speicher 13o für wahlfreien Zugriff besteht, welcher die normalisierten hinsichtlich der Grauleiter kodierten Signale empfängt, die durch den Computer 22 erzeugt werden« Die normalisierten Grauleitersignale werden im Speicher 13© für wahlfreien Zugriff in Adressenstellungen gespeichert, welche den Adressenstellungen im Computer 22 entsprechen. Die an den Adressenstellen im Speicher 13o für wahlfreien Zugriff gespeicherten kodierten Signale werden wahlweise *n einen Speicherausgangswähler 132 iss Ansprechen auf Adressen-Aus-Signale angelegt, welche durch eine Speichersteuerung 134 erzeugt werden. Durch einen Synchronisierteil 136 im Ansprechen auf Zeitsteuerpulse erzeugte Signale, welche durch eine Zeitsteuerung 138 erzeugt werden, werden zur Speichersteuerung 13^ und zu einem Speicherausgangswähler 132 zu deren Steuerung geführt. Die normalisierten Grauleiter-Kodesignale, di® aus.dem Speicher 130 für wahlfreien Zugriff ausgegeben werden, werden in den Speicherausgangswähler 132 eingesteuert bzw. eingeblendet, und zwar unter Zuhilfenahme ron Zeitsteuersignalen, die durch den Synchronisierteil 136 erzeugt werden. Zeiebenmäßig kodierte Signale werdea durch einen lediglich lesenden Speicher l%o ita Absprechen auf Signale erzeugt, welche durch d@sa Spaieherausgangswähler 132 erzeugt weröern, und ai® tierdea weiterhin zu eine Monitortreiberstufe 1%2 geführte Durch den Synchronisierteil 136 ©rsemgt® &©itsteuersignal® und durch den SpeicherausgaEigswälil@r 132 erzeugt©

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Kodesteuersignale arbeiten, um das Arbeiten der Monitortreiberstufe 142 zu steuern. Darstellungsantriebs signale werden durch die Monitortreiberatufe 142 erzeugt und zur Sichtdarstellung 32 geführt, u« ein Halbschattenbild darzustellen. Die Darstellungsantriebssignale «erden mit Zeitsteuersignalen gesteuert bzw. über diese eingeblendet, welche durch den Synchronisierteil 136 zum Steuern der Zahl der Bildpunktelemente pro Flächeneinheit für jedes Bildelement erzeugt werden, welches auf der Sichtdarstellung 32 wiedergegeben wird.

In Fig. 3 ist zu sehen, daß der Synchronisierteil 136aus einem Synchronisiergenerator 144 und Teilern 146, 148, 150 und 132 zusammengesetzt ist. Die als Beispiel dargestellte Ausführungsform zeigt die Teiler 146, 148, 150 und 152 als Einrichtungen, welche durch zwei, durch vier, durch sechs, bzw. durch zwölf teilen können. Di© durch den Synchronisiergenerator 144 erzeugten Synchroni0ationsimpulse und die Zeitsteuerimpulse, welche durch swölf als Ausgang des Teilers 152 geteilt werden, werden an die Speichersteuerung 134 angelegt, welche beispielsweise ein Adresseniesezähler ist. Der Adresseniesezähler bzw. die Speichersteuerung 134 arbeitet derart, daß für jeden zwölften Zeitsteuerimpuls eine neue Adressenstelle aus dem Speicher 13o für wahlweisen Zugriff herausgelesen wird. D. h., daß die normalisierten Graulexter-Kodesignale, welche durch den Computer 22 erzeugt werden, beispielsweise Sechzehn-bit-Signale sind und an entsprechenden Adressenstellen im Speicher 13o gespeichert werden, an eine Multip leiteinrichtung 154 angelegt werden, welche die Sechzehn-bit-Signale in entweder Zweioder Vier-bit-Signale aufbricht, was von dem Feld abhängt, welches auf der Sichtdarstellungseinrichtung 32 wiederzugeben ist. Eine Kodesteuerung 156 empfängt ein

kodiertes Signal, -welches durch den Computer 22 erzeugt ist, und bestimmt das auf der Sichtdarstellung 32 wiederzugebende Feld. Die Kodesteuerung 15.6 ermöglich auswahl*eise, daß entweder der Teiler 146 oder der Teiler 148 zur Steuerung der Signale tätig ist, die an dem Ausgang der Multiplexeinrichtung 154 dargeboten werden. Di© Zwei- oder Vier-bit-Signale, welche durch die Multiplexeinrichtung 154 erzeugt werden, werden an Zeichengeneratoren 158? l6o.und l62 angelegt, welche durch Zeitsteuerimpulse ausgeblendet bzw. gesteuert werden, die durch die Zeitsteuerung 138 erzeugt werden. Xn der dargestellten Ausfuhrungsform ist der Zeichengenerator 158 beispielsweise ein alphanumerischer Zeichengenerator, der Zeichengenerator 160 ein Graufeld-Zeichengenerator, der Zeichengenerator 162 ein Grauleiter-Feldgenerator und der Zeichengenerator l64 «in Kurvenz@ich@mgenerator. Die Zeichensignale, die durch die Zeichengeneratoren 15$, l6o„ I62 und l64 erzeugt

werden, werden in paralleler Anordnung in Verschieb©- register (SE) 166, 168, 17© bzw. i?2 eingegeben. Die Schieberegister 166 und 16S sind beispielsweise Sechsbit-Schieberegister, Verscliieberegister l?o ist ein Vier-bit-Schieberegister und das Schieberegister 172 ist ein Ein-bit-Schieberegister. Schieberegister I66 und 168 werden durch Zeitsteuerimpulse, die durch die Zeitsteuerung 138 erzeugt werden, und durch die unterteilten Zeitsteuerimpulse, wie sie am Ausgang des Teilers 15© vorhanden sind, gesteuert bzw. ein- und ausgeblendet. Die Signale an dem Ausgang der Zeichengeneratoren 158 und 160 werden in ¥©rschieberegister 166 bzw· 168 eingegeben, wenn die Zeitsteuerimpülse und die unterteilten Zeitsteuerimpulse, die an die Schieberegister 166 bzw. 168 angelegt werden, koinzident sind. Die eingegebenen Signale werden in Serienform in den Schieberegistern 166 und 168 durch jeden Zeitsteuer-

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impuls verschoben, welcher nicht mit dem unterteilten Zeitsteuerimpuls koinzident ist. Das Schieberegister 17o wird durch Zeitsteuerimpulse, die durch die Zeitsteuereinrichtung 138 erzeugt werden und durch die unterteilten Zeitsteuerimpulse, so wie sie am Ausgang des Teilers l4o auftreten, gesteuert bzw· ein- und ausgeblendet. Die Signale am Ausgang des Zeichengenerators 162 werden in das Schieberegister 17o eingegeben, wenn die Zeitsteuerimpulse und die unterteilten Zeitsteuerimpulse, die an dieses angelegt werden, koinzident sind. Die eingegebenen Signale werden in Reihenform im Schieberegister 17o für jeden Zeitsteuerimpuls verschoben, welcher nicht mit dem unterteilten Zeitsteuerimpuls koinzident ist. Der Zeichengenerator l64 empfängt von der Multiplexeinrichtung 154, von der Kodesteuerung 156 und von dem Synchronisiergenerator 144 Signale. Der Zeichengenerator 164 zählt die Anzahl der Linien

bzw. Zeilen, die auf der Sichtdarstellung 32 im Ansprechen auf das durch die Kodesteuerung 156 erzeugte Signal darzustellen sind, und vergleicht eine spezifizierte Zählung mit dem durch die Multiplexeinrichtung 154 erzeugten Signal. Kurvendaten, die durch den Zeichengenerator 164 erzeugt werden, werden zum Schieberegister 172 gespeist, welches durch die Zeitsteuerimpulse gesteuert bzw. ein- und ausgeblendet wird. Die durch die Schieberegister 166, I68, I70 und 172 erzeugten Signale werden an die Monitortreiberstufe angelegt. Ein Signal von der Kodesteuerung I56 arbeitet dahingehend, die Monitortreiberstufe 142 derartig zu betätigen, daß Signale von einen ausgewählten Zeichengenerator an die Sichtdareteilung 32 angelegt werden. Eine Polaritätssteuerung 174 erzeugt ein Befehlssignal, welches bestimmt, ob das auf der Darstellung 32 dargestellte Bild ein positives oder ein negatives Bild ist.

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Halbschatten- oder Halbton-Bilder werden auf der Sichtdarstellung 32 durch wahlweise Betätigung der Sichtdarstellung 32 in einer solchen Art und Weise wiedergegeben, als die Zahl der Bildpunktelemente pro Flächeneinheit für jedes Bildelement gesteuert wird. In der erläuterten Ausführungsform werden beispielsweise sechzehn Schattierungen des Grautons auf der Darstellung 32 als Funktion der Zahl radioaktiver Ereignisse wiedergegeben, die an jeder XY-Steilung dor Anordnung l6 festgestellt werden. D. h. wie vorangehend festgestellt, daß die radioaktiven Ereignisse, die an jeder XY-Steilung der Anordnung i6 festgestellt werden, in entsprechenden Adressenstellen im Computer 22 gesammelt bzw. akkumuliert werden. Die Zahl der Ereignisse« die im Computer 22 für jede XY-Stellung gespeichert

werden, wird normiert in hinsichtlich der Grauleiter kodierte Signale als eine Funktion der größten Zahl der Ereignisse an irgendeiner Stelle· D. d. daß die größte Zahl festgestellter Ereignisse an irgendeiner Adressenstelle durch die Zahl sechzehn und daß die kleinste Zahl festgestellter Ereignisse an irgendeiner Adressenstelle durch die Zahl eins bezeichnet werden. Die Zahl der festgestellten Ereignisse an jeder der verbleibenden Adressenstellen wird durch eine Zahl zwischen 1 und l6 gekennzeichnet, indem die höhere Zahl für die größere Zahl von festgestellten Ereignissen und die niedrigere Zahl für die geringere Zahl festgestellter Ereignisse verwendet wird. Di· normalisierten Grauleiter-Kodesignale werden im Speicher 13© für wahlfreien Zugriff in Adressenstellungen gespeichert, welche des, Adressenstellungen im Computer 22 entsprechen. Di© Speichersteuerung 134, welche durch Synchronisierimpulae gesteuert wird, welche durch d@a Syscferosaisiergenerator l44 erzeugt werden, uad durch di@ dnreh. zwölf geteilten Zeitsteuerimpulse gesteuert wird, die durch den Teiler

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152 erzeugt werden, arbeitet dahingehend, wahlweise die sechzehn bit-Signale, die normalisiert und hinsichtlich der Grauleiter kodiert sind, aus dem Speicher 13© in die Multip leiteinrichtung 154 hineinzuadressieren. B₆ h., daß eine neue Adressenstellung an die MuItipiexeinrichtung 154 für jeden zwölften Zeitsteuerimpuls angelegt wird. Für die Halbschattendarstellungen wird die Multiplexeinrichtung 15% durch die durch vier geteilten Zeiteteuerimpulse ausgesteuert, wodurch die Sechzehnbit-Signale in Fünf-bit-Signale aufgebrochen werden. Die Fünf-bit-Signale werden parallel an die Zeichengeneratoren 160 und 162 angelegt. Die durch die Zeichengeneratoren 160 und 162 erzeugten Signale*werden in die Schieberegister 168 bzw. l?o eingeführt bzw. eingespeist.-Die in Serienforns angeordneten Signale an dem Ausgang des Schieberegisters I68 und an dem Ausgang des Schieberegisters 170 «erden an die Monitortreiberstufe 142 geführt. Die Kodesteuerung I56 arbeitet in solcher Art md Weise, daß die Signale ©us einem ausgewählten Schieberegister an die Sichtdarstsllung $2 angelegt werden. Beispielsweise ist die Sichtdarstellung 32 ein Oszilloskop, welches eine Kathodenstrahlröhre 1?6 aufweist, welche eine Elektronenstrahlerzeugungseinriehtung 178 ein Paar horizontaler Ablenkplatten 180, ein Paar senkrechter Ablenkplatten 182 und einen fluoreszierenden Schirm aufweist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Kathodenstrahlröhre 176 durch ein Raster aus 525 Linien gekennzeichnet. Ein Bild wird auf der Kathodenstrahlröhre 176 durch erstes reihenweises Abtasten eines Feldes gerader Zahl, welches durch jede zweite Rasterlinie definiert ist, und dann durch reihenweises Abtasten eines Feldes ungerader Zahl dargestellt, welches durch die verbleibenden Rasterlinien definiert ist. Ein Halbschattenbild wird auf der Kathodenstrahlröhre 176 durch wahlweises Erregen der Elektronenstrahlerzeugungsein-

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richtung 178 -während der Abtastperiode dargestellt, um die Zahl der Bildpunktelemente pro Flächeneinheit für jedes Bildelement zu steuern. D. h., daß die Elektronenstrahlerzeugungseinrichtung 178 während des Abtastens jeder Rasterlinie als eine Funktion der normalisierten Grauleiter-Kodesignale wahlweise erregt wird, welche die Zahl der festgestellten Ereignisse darstellen, die an jeder Adressenstelle gespeichert sind.

Die Fig. 4 und 5 dienen zur Erläuterung von abgewandelten Ausführungsformen von Bildpunktelementanordnungen innerhalb jedes Bildpunktelementes für die Darstellung von Halbschattenbildern, welche Zeichengeneratoren 162 bzw. 160 verwenden.

In Fig. 4 ist ein Bildelement 192 dargestellt, welches einer Adressenstelle entspricht» Das BiIdpuxiktelement 192 ist durch eine 4 χ 4-Matrix definiert, welche l6 gleiche Profilabschnitte I96 aufweist. Ein oder mehrere Bildpunktelemente 198 sind an bestimmten Stellungen innerhalb der Matrix für jede Adressenstelle als Funktion des normalisierten Grauleiter-Kodesignals für diese Adressenstelle dargestellt. Die Höhen- und Breitenabmessisngen jedes Abschnitts I96 und jedes Bildpunktelementes I98 entsprechen der Höhenabmessung einer Rasterlinie. D. h., daß jedes Punktelement 198 sinen Bereich einnimmt, der durch einen entsprechenden Profilabschnitt I96 definiert ist. Bildpunktelemente 198_} die den normalisierten Grauleiter-Kodesignalen in Isikrerneuten von 1 bis l6 entsprechen, sind in Fig. 4 dargestellt. In der dargestellten Ausführungsform ist beispielsweise ein gleicher Profilabschnitt 19&t welcher durch ein Bildpunktelement I98 besetzt ist, durch einen beleuchteten Bereich dargestellt und ein gleicher Profilab schnitt 196, welcher nicht durch ein Bildpunktelement 198 besetzt tist, durch einen abgedunkelten oder dunkleren

Bereich definiert. Ein Bildpunktelement 198 pro Bildelement 192« wie es links oben gezeigt ist, beschreibt ein normalisiertes Grauleiter-Kodesignal, welches die kleinstmögliche Zahl von festgestellten Ereignissen an einer Adressenstelle wiedergibt. Sechzehn Bildpunktelemente I98 pro Bildelement 192, wie es links unten bei 2o2 dargestellt ist, beschreibt das normalisierte Grauleiter-Kodesignal, welche die größte Zahl von festgestellten Ereignissen an einer Adressenstelle wiedergibt. In der dargestellten Ausführungsform ist das Muster, welches durch Bildpunktelemente 192 dargestellt ist, welches neun Bildpunktelemente I98 aufweist, das Komplement des Musters, welches durch Bildelemente 192 dargestellt ist, welches sieben Bildpunktelemente' I98 aufweist. Entsprechend ist das Muster, welches durch Bildpunktelemente 192 dargestellt ist, die lo, 11, 12, 13, Ik und 15 Bildpunktelemente 198 aufweisen, das Komplement des Musters, welches durch Bildpunktelemente dargestellt ist, die sechs, fünf, vier, drei, zwei und ein Bildpunktelement aufweisen.

Wie in Fig. k gezeigt, stellt ein Bildpunktelement 192 in irgendeiner Spalte, welches eine ungerade Zahl von Bildpunktelementen I98 aufweist, ein umgekehrtes Spiegelbild des Musters dar, welches in der benachbarten !leihe durch ein Bildelement 192 in der gleichen Spalte dargestellt ist, welches eine gerade Anzahl von Bildpunktelementen 198 aufweist. Ein Bildelement 192 in irgendeiner Spalte, welches eine gerade Zahl von Bildpunktelementen 198 aufweist, stellt ein entsprechendes Bild des Musters dar, welches in der benachbarten Reihe durch ein Bildelement in der gleichen Spalte dargestellt ist, die eine gleiche Anzahl von Bildpunktelementen 198 aufweist.

In Fig. 5a ist eine abgewandelte Ausführtmgsform

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eines Halbschattenbildes dargestellt, bei welchem der Zeichengenerator l6o verwendet wird. Ein Bildpunktelement 2o4 welches einer Adressenstelle entspricht, ist durch eine 12x12 Matrix 2o6 definiert, welche vier gleiche 6x6-Matrizen 2o8, 21o, 212 und 214 aufweist. Jede der Matrizen 2o8, 21o, 212 und 214 weist 36 gleiche Profilabschnitte 2l6 auf. Die Matrix 2o4 ist das Umkehrspiegelbild der Matrix 2o8, die Matrix 21o ist das umgekehrte Spiegelbild der Matrix 2o8 und die Matrix 212 ist das umgekehrte Spiegelbild der Matrix 21©. Wie in den Fig. 5 b_f 5 c und 5 d gezeigt, werden ein oder mehrere Bildpunktelemerate 218 an bestimmten Stellungen innerhalb jeder Matrix 2o6 für jede Adressenstellung als eine Funktion der normalisierten Grauleiter-Kodesignale für diese Adressenstelle dargestellt. Die Höhen- und Breitenabmessung jedes Abschnitts 2l6 und jedes Bildpunktelementes 298 entsprechen der Höhenabmessung einer Rasterlinie. Bildpunktelemente für normalisierte Grauleiter-Kodesignale, die der Stufe 1, 6 bzw. Io entsprechen, sind in den Fig. 5 b, 5 c und 5 d gezeigt.

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Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zur Darstellung von Halbschatten-Bilddarstellungen einer Radioaktivitätaverteilung innerhalb einer Probe, bestehend aus einer Einrichtung zum Feststellen der Anzahl von radioaktiven Ereignissen an (X,Y)-Stellen in der Probe; einer Generatoreinrichtung, die arbeitsmäßig mit der Feststelleinrichtung zur Erzeugung kodierter Signale proportional zur Anzahl der radioaktiven Ereignisse verbunden ist, die an jeder (X,Y)-Stellung festgestellt sind; einer Darstellungseinrichtung zur Darbietung einer bildlichen Darstellung, die aus Bildelementen zusammengesetzt ist, -wobei jedes Bildelement wenigstens ein Bildpunktelement aufweist und aus einer Umwandlungseinrichtung, die arbeite-■äßig mit der Generatoreinrichtung und der Darstellungseinrichtung gekoppelt ist, -wobei kodierte Signale wahlweise an die Darstellungseinrichtung über die Umwandlungseinrichtung angelegt werden, die Unmandlungseinrichtung die Zahl der Punktelemente pro Bildelement als eine Funktion der kodierten Signale steuert, jedes Punktelement gleiche Profile aufweist, und wobei die bildliche Darstellung, die durch die Darstellungseinrichtung dargeboten ist, eine Halbschattendaretellung der Radioaktivitätserteilung innerhalb des Muster darstellt.

2. Einrichtungen zum Darstellen einer Halbschatten-Bilddarstellung der Radioaktivitätsverteilung innerhalb einer Probe, bestehend aus einer Einrichtung zum Feststellen radioaktiver Ereignisse an (X,Y)-Stellen innerhalb der Probe; einer Speichereinrichtung, die mit der Feststelleinrichtung arbeitsmäßig verbunden ist und Adressenstellungen aufweist, die (X,Y)-Stellungen innerhalb der Probe entsprechen, wobei die Zahl der radio-

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aktiven Ereignisse, die an jeder (X,Y)-Stellung festgestellt werden,· an entsprechenden Adressenstellungen gespeichert werden; einem Generator, der arbeitsmäßig mit der Feststelleinrichtung zum Erzeugen von normalisierten kodierten Signalen proportional zur Zahl der radioaktiven Ereignisse arbeitsmäßig verbunden ist, •welche an jeder Adressenstelle gespeichert bzw. akkumuliert werden; einer Darstellungseinrichtung zum Erzeugen bzw. Wiedergeben einer bildlichen Darstellung, welche Bildelemente aufweist, wobei wenigstens eines der Bildelemente wenigstens einer Adressenstellung entspricht und jedes Bildelement wenigstens ein Bildpunktelement aufweist, und bestehend aus einer Umwandlungseinrichtung, die arbeitsmäßig mit dem Generator und der Darstellungseinrichtung verbunden ist, wobei die normalisierten kodierten Signale wahlweise an die Darstellungseinrichtung über die Umwandlungseinrichtung angelegt werden, die Umwandlungseinrichtung die Zahl der Punktelemente pro Bildelement als eine Funktion der normalisierten kodierten Signale steuert, jedes der Bildpunkt elemente gleiche Profilabschnitte aufweist und die bildliche durch die Darstellungseinrichtung wiedergegebene Darstellung eine Halbschattendarstellung der Radioaktivitätsverteilung innerhalb der Probe darstellt.

3« Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungseinrichtung einen Speicher mit Adressenstellungen aufweist und die normalisierten kodierten Signale, die in dem Umwandlungseinrichtungsspeicher an Adressenstellungen gespeichert werden, den Adressenstellungen in der Speichereinrichtung entsprechen.

k· Einrichtung nach Anspruch 3, bestehend aus einer Speichersteuereinrichtung, die arbeitsmäßig mit dem Speicher zum Erzeugen von Befehls- bzw. Anforderungssignalen verbunden ist; einer Speicherausgangswähleinrichtung, die arbeitsmäßig mit der Speichereinrichtung

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verbunden ist, wobei die normalisierten kodierten Signale, die in der Speichereinrichtung gespeichert sind, wahlweise an die Speicherausgangswähleinrichtung im Ansprechen auf die Befehls- bzw. Anforderungssignale angelegt werden; aus einem lediglich lesenden Speicher, der arbeitsmäßig mit der Speieherausgangswähl einrichtung zum Erzeugen von kodierten Zeichensignalen verbunden ist und der auf die Speicherausgangs wähl einrichtung anspricht, und bestehend aus einer Monitortreiberstufe, die arbeitsmäßig mit der Speicherausgangswähleinrichtung und der Darstellungseinrichtung verbunden ist und die Monitortreiberstufe DarStellungsantriebssignale zur Steuerung der Darstellungseinrichtung erzeugt.

5· Einrichtung nach k, gekennzeichnet durch eine Synchronisiereinrichtung, die arbeitsmäßig mit der Speichersteuereinrichtung, der Speicherausgangswähleinrichtung und der Monitortreiberstufe -verbunden ist und Zeitsteuersignale zum Steuern der Speichersteuereinrichtung, der Speicherausgangswähleinrichtung und der Monitortreiberstufe erzeugt.

6· Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellungseinrichtung ein Oszilloskop aufweist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Oszilloskop eine Kathodenstrahlröhre ist, die eine Elektronenstrahlerzeugungseinrichtung, ein Paar horizontaler Ablenkplatten, ein Paar senkrechter Ablenkplatten und einen fluoreszierenden Schirm aufweist, wobei die Monitortreiberstufe wahlweise die Elektronenstrahlerzeugungseinrichtung während einer Abtastperiode erregt und ein Punktelement bei erregter Elektronenstrahlerzeugungseinrichtung auf dem fluoreszierenden Schirm dargestellt wird.

8* Einrichtung zum Darstellen eines Halbschatten-

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bildes, bestehend aus einer ersten Einrichtung zum Erzeugen kodierter Signale, die einem darzustellenden Bild entsprechen; einer zweiten Einrichtung, die arbeitsmäßig mit der ersten Einrichtung zum Erzeugen normalisierter Grauleiter-Signale verbunden ist, die mit den kodierten Signalen in Beziehung stehen und Schattierungen in der Grauskala bzw. der Grauleiter darstellen; einer Darstellungseinrichtung, welche eine Mehrzahl gleicher Profilmatrizen aufweist, die einen Bereich definieren, wobei jede Matrix eine Mehrzahl von gleichen Profilabschnitten aufweist, und bestehend aus einer Monitortreiberstufe, die arbeitsmäßig mit der zweiten Einrichtung und der Darstellungseinrichtung verbunden ist und Darstellungsantriebssignale zur wahlweisen Steuerung der Darstellungseinrichtung erzeugt, wobei Punktelemente auf der Darstellungseinrichtung im Ansprechen auf die Signale der Darstellungstreiberstufe dargestellt werden, jedes Punktelement einen durch einen der gleichen Profilabschnitte definierten Bereich ausfüllt, ausgewählte Profilabschnitte durch Punktelemente ausgefüllt werden, die einen belichteten bzw. beleuchteten Bereich und andere der gleichen Profilabschnitte abgedunkelte bzw. dunkle Bereiche darstellen.

9· Verfahren zum Herstellen von Halbschattenbildern, bestehend aus der Erzeugung kodierter Signale, welche Schattierungen in der Grauleiter bzw. der Grauskala entsprechen, und aus der Darstellung eines Haltschattenbildes auf einer Darstellungseinrichtung durch wahlweises Steuern der Zahl gleichartiger Punktelemente pro Flächeneinheit als eine Funktion der kodierten Signale.

Io. Verfahren zum Darstellen eines Halbschattenbildes auf einer Darstellungseinrichtung, umfassend die Erzeugung kodierter Signale, welche dem darzu-

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stellenden Bild entsprechen; Normalisieren der kodierten Signale, wobei die normalisierten kodierten Signale Schattierungen in der Grauleiter definieren, und durch Anlegen der normalisierten kodierten Signale an eine Darstellungseinrichtung zum Steuern der Zahl der Punktelemente pro Bildelement, wobei die Darstellungseinrichtung eine Zahl von Bildelementen aufweist und jedes Bildelement eine- Zahl von gleichen Punktelementen aufweist*

11. Verfahren zum Darstellen eines Halbschattenbzw. Halbtonbildes auf einer Darstellungsmatrix, umfassend eine Mehrzahl von einander entsprechenden Bildelementen, wobei jedes Bildelement eine gleiche Anzahl von gleichen Abschnitten aufweist, unfassend das Erzeugen kodierter Signale, welche dem darzustellenden Bild entsprechen, Normalisieren der kodierten Signale in hinsichtlich der Grauskala kodierte Signale, welche Schattierungen in der Grauskala entsprechen, Anlegen der normalisierten hinsichtlich der Grauskala kodierten Signale an eine Darstellungseinrichtung und wahlweises Erregen"der Darstellungseinrichtung als Funktion der normalisierten hinsichtlich der Grauskala kodierten Signale zum Steuern der Zahl der Punktelemente pro Bildelement, wobei jedes Punktelement einen der gleichen Abschnitte einnimmt.

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