DE2705222A1 - GAMMA CAMERA SYSTEM - Google Patents
GAMMA CAMERA SYSTEMInfo
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Description
4. Februar 19774th February 1977
190 North Oval Drive Columbus, Ohio 43210 USA190 North Oval Drive Columbus, Ohio 43210 United States
"Qamma-Kamera-Syatem""Qamma Camera Syatem"
In der Nuklearmedizin werden seit langem Diagnose-Verfahren verwendet, bei denen radioaktive Medikamente in einen Patienten eingebracht und dann die sich ergebende Verteilung oder Konzentration derselben anhand der ßamma-Strahlungsintensitäten beobachtet oder mit einem geeigneten Nachweiseystem verfolgt werden. Ein wichtiger Vorteil dieser Diagnose-Technik ist es, daß verschiedene Zustände von medizinischem Interesse otat direktes Eindringen In den Körper untersucht werden können. Die Einzelheiten dieser Untersuchungstechnik entwickelten sich von frühen Verfahren, in denen ein mit der Hand gehaltener Strahlungezähler dazuIn nuclear medicine, diagnostic procedures involving radioactive drugs have long been used introduced into a patient and then the resulting distribution or concentration thereof observed using the ßamma radiation intensities or tracked with a suitable detection system. An important advantage This diagnostic technique is there that various conditions of medical interest otat direct invasion Body can be examined. The details of this investigation technique evolved from early procedures, in which a hand-held radiation counter is included
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verwendet wurde, radioaktive Gebiete im Körper aufzuzeichnen, zu den moderneren Systemen, bei denen auf einmal im lebenden Körper die Gesamtverteilung von Gamma-Strahlungsquellen aufgenommen wird. In den anfänglich verwendeten Systemen wurden Abtastverfahren zur Herstellung von Bildern verwendet; bei diesen Verfahren wurde im allgemeinen ein Szintillationsdetektor zum Gamma-Strahlungsnachweis mit einem fokussierenden Kollimator eingesetzt; der Detektor bewegte sich kontinuierlich in ausgewählten Koordinatenrichtungen, beispielsweise in einer Serie paralleler Abtastbewegungen, um interessierende Gebiete abzutasten. Ein Nachteil der Abtasttechnik ist es, daß zur Herstellung eines Bildes lange Belichtungszeiten benötigt werden. Die zur Herstellung der Bilder benötigten Zeiten sind im allgemeinen zu lang, um dynamische Untersuchungen der Punktion von Organen vornehmen zu können.was used to record radioactive areas in the body, to the more modern systems, in which all of a sudden in the living body the total distribution of gamma radiation sources is recorded. In the systems initially used, scanning methods were used to produce images; these methods generally used a scintillation detector for gamma radiation detection with a focusing Collimator inserted; the detector moved continuously in selected coordinate directions, for example in a series of parallel scan movements to scan areas of interest. One disadvantage of the scanning technique is it is that long exposure times are required to produce an image. The ones needed to make the pictures Times are generally too long to allow dynamic examinations of the puncture of organs to be carried out.
Verglichen mit diesen geradlinigen Abtastvorrichtungen handelt es sich bei der später entwickelten "Gamma-Kamera" um eine ortsfeste Anordnung, mit der ein ganzes interessierendes Gebiet gleichzeitig abgebildet wird. Die ersten stationären Kamera-Gyateme verwendeten im allgemeinen Natriumiodid (NaJ(Tl)) Kristalle mit großem Durchmesser als Detektoren, die mit einer Matrix aus Photovervielfachern zusammengeschaltet waren. Ein Mehrkanal-Kollimator wurde zwischen die die zu untersuchende Person umfassende Quelle und den Szintillationskristall des Detektors eingesetzt. Wenn ein aus dem zu untersuchenden Gebiet ausgehender Gamma-Strahl mit demCompared with these linear scanning devices, the later developed "gamma camera" a stationary arrangement with which an entire area of interest is mapped at the same time. The first stationary Camera gyatems generally used sodium iodide (NaI (Tl)) crystals with a large diameter as detectors, which are interconnected with a matrix of photomultiplier units was. A multi-channel collimator was placed between the source encompassing the person to be examined and the scintillation crystal of the detector. If a gamma ray emanating from the area to be investigated with the
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Kristall in Wechselwirkung tritt, wird am Punkt der Gamma-Strahlabsorption ein Szintillationsimpuls erzeugt und entsprechende Photovervielfacher der Matrix sprechen auf das hierbei erzeugte Licht an und erzeugen ihrerseits Ausgangssignale. Die ursprüngliche Stelle des Gamma-Strahlaustritts wird mit Hilfe von auf die Lagekoordinaten ansprechenden Schaltungen bestimmt, die den Ausgängen der Matrix nachgeschaltet sind. Weitere diesen Kameratyp betreffende Einzelheiten sind dargestellt intCrystal interacts is at the point of gamma ray absorption a scintillation pulse is generated and corresponding photomultiplier devices in the matrix respond to it generated light and in turn generate output signals. The original location of the gamma ray exit is determined with the aid of circuits which respond to the position coordinates and which are connected downstream of the outputs of the matrix are. Further details relating to this type of camera are shown int
I. H.O. Anger, "A New Instrument for Mapping Gamma Ray Emitters" ("Ein neues Instrument zur kartographischen Abbildung von Ganm»-St rahlern"), Biology and Medicine Quarterly Report, UCRL-3653, 1957.I. H.O. Anger, "A New Instrument for Mapping Gamma Ray Emitters" Illustration of Ganm "-St rahlern"), Biology and Medicine Quarterly Report, UCRL-3653, 1957.
Ein wünschenswertes Ziel im Betriebsverhalten derartiger Gamma-Kameras ist es, hohe Auflösung in den Bildern zu erhalten. Außerdem soll sich diese Auflösung mit einem sehr vielseitigen Radionuklid oder radioaktiven Markierungssubstanzen, beispielsweise 99m-Technecium, erzielen lassen, dessen Gamma-Strahlung oder Photonenergie bei 140 keV liegt. Eine weitergehende klinische Anwendung derartiger Kameras ergibt sich aus deren Verwendung zur Herstellung von Bildern, die von radioaktiven Medikamenten mit mehr als einem Energieniveau der Photonen erzeugt werden. Mit einer derartigen Anordnung lassen sich möglicherweise gleichzeitig zwei Untersuchungen vornehmen. Bei der Myokard-Abbildung kann dasA desirable goal in the performance of such gamma cameras is to have high resolution in the images obtain. In addition, this resolution should deal with a very versatile radionuclide or radioactive marker substances, for example the 99m Technecium, whose gamma radiation or photon energy is 140 keV. A more extensive clinical application of such cameras results from their use for the production of images, generated by radioactive drugs with more than one photon energy level. With such a Arrangement, two examinations can possibly be carried out at the same time. With myocardial imaging, that can
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oben angegebene 99m-Technecium zusammen mit 111-Indium verwendet werden, das Photonen mit Energien von 173 und 247 keV beisteuert. In ähnlicher Weise läßt sich 81-Rubidium, das Photonen bei 350 keV emittiert, zusammen mit 81-Krypton verwenden, dessen Gamma-Strahlung etwa 120 keV hat. Die Doppelenergie von 111-Indium kann zur Erlangung von diagnostischen Daten bei zwei gleichzeitig durchgeführten Untersuchungen herangezogen werden.99m technecium given above together with 111 indium which contributes photons with energies of 173 and 247 keV. In a similar way, 81 rubidium, which emits photons at 350 keV, together with 81-krypton, whose gamma radiation is about 120 keV. the Double energy of 111-indium can be used to obtain diagnostic Data can be used for two examinations carried out at the same time.
Das Auflösungsvermögen von Gamma-Kameras mit Szintillationskristallen als Detektoren ist unter anderem durch die Lichtübertragung vom Detektor an die Photovervielfacher-Anordnung begrenzt, ferner durch die Streuung der Gammastrahlung im lebenden, zu untersuchenden Organbereich. Bei dieser Art Streuung wird die Auflösung durch gestreute Photonen beeinträchtigt, die im interessierenden Bildbereich aufgezeichnet werden. Derartige Photonen können von Compton-Streuung in Bahnen stammen, auf denen sie durch den Kollimator der Kamera laufen und mit dem Detektor-Kristall an Punkten in Wechselwirkung kommen, die nicht ihrer Ursprungsstelle im Körper entsprechen. Falls die Energieverluste der Photonen durch Compton-Streuung kleiner sind als die Energieauflösung des Systems, ergibt sich eine verschobene Bildaufzeichnung in der Form eines Photonenmaximums, das jedoch falsche räumliche Information oder Rauschen darstellt. Da derartige gestreute Photonen Spitzenwerte der Strahlung darstellen, nimmt das Rauschen zu und die Auflösung derThe resolving power of gamma cameras with scintillation crystals as detectors is inter alia through the transmission of light from the detector to the photomultiplier array limited, furthermore by the scattering of the gamma radiation in the living organ area to be examined. at With this type of scattering, the resolution is affected by scattered photons in the image area of interest to be recorded. Such photons can originate from Compton scattering in orbits on which they pass through the collimator the camera and come into interaction with the detector crystal at points that do not correspond to their point of origin in the body. If the energy losses of the Photons due to Compton scattering are smaller than the energy resolution of the system, the result is a shifted image recording in the form of a photon maximum, which however represents incorrect spatial information or noise. Since such scattered photons peak radiation represent, the noise increases and the resolution of the
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Kamera nimmt entsprechend ab. Für die sehr brauchbaren 140 keV-Photonen ist die Energieauflösung der mit dem Szintillationsdetektor ausgerüsteten Kamera etwa 15 keV. Bei dieser Auflösung werden unter Winkeln von 0° bis etwa 70° gestreute Photonen vom System als Strahlungsspitzen erkannt.Camera decreases accordingly. For the very useful 140 keV photons, the energy resolution is that with the Scintillation detector equipped camera about 15 keV. At this resolution, angles from 0 ° to approximately 70 ° scattered photons from the system as radiation peaks recognized.
Das ständige Interesse an der Verbesserung des Auflösungsvermögens von Gamma-Kamera8 hat zu ausgedehnten Untersuchungen von Bilddarstellungssystemen mit verhältnismäßig großflächigen Halbleiter-Detektoren geführt. Dieses Interesse entsprang hauptsächlich theoretischen Überlegungen, die auf die Möglichkeit der Verbesserung der statistisch begrenzten Auflösung um eine Größenordnung hinweisen, um damit bedeutende Verbesserungen der Bildqualität zu erzielen. Als Beispiele sind hierzu die folgenden Veröffentlichungen zu erwähnen: II. R.N. Beck, L.T. Zimmer, D.B. Charleston, P.B.The constant interest in improving the resolution of gamma cameras8 has led to extensive research guided by image display systems with relatively large-area semiconductor detectors. This interest arose mainly theoretical considerations that are statistically limited to the possibility of improvement Pointing resolution by an order of magnitude in order to achieve significant improvements in image quality. As examples the following publications should be mentioned: II. R.N. Beck, L.T. Zimmer, D.B. Charleston, P.B.
Hoffer und N. Lembares, "The Theoretical Advantages of Eliminating Scatter in Imaging Systems" ("Die theoretischen Vorteile der Ausschaltung der Streuung in Bildwiedergabesystemen"), Semiconductor Detectors in Nuclear Medicine (redigiert von P.B. Hoffer, R.N. Beck und A. Gottschalk), Society of Nuclear Medicine, New York, 1971, S.92-113. III.R.N. Beck, M.W. Schuh, T.D. Cohen und N. Lembares, "Effects of Scattered Radiation on Scintillation Detector Response" ("Wirkungen von StreustrahlungHoffer and N. Lembaren, "The Theoretical Advantages of Eliminating Scatter in Imaging Systems", Semiconductor Detectors in Nuclear Medicine (edited by PB Hoffer, RN Beck and A. Gottschalk), Society of Nuclear Medicine, New York, 1971, pp. 92-113. III.RN Beck, MW Schuh, TD Cohen and N. Lembaren, "Effects of Scattered Radiation on Scintillation Detector Response"
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auf das Ansprechverhalten von Szintillationsdetektoren"), Medical Radioisotope Scintigraphy, IAEA, Wien, 1969, Vol. 1, S. 595-616.on the response behavior of scintillation detectors "), Medical Radioisotope Scintigraphy , IAEA, Vienna, 1969, Vol. 1, pp. 595-616.
IV. A.B. Brill, J.A. Patton und R.J. Baglan, "An Experimental Comparison of Scintillation and Semiconductor Detectors for Isotope Imaging and Counting" ("Experimenteller Vergleich von Szintillations- und Halbleiter-Detektoren für die Aufzeichnung und Zählung von Iaotopenmaterial"), IEEE Trans. Nucl. bei., Vol. NS-19, No. 3, 3. 179-190, 1972.IV. AB Brill, JA Patton and RJ Baglan, "An Experimental Comparison of Scintillation and Semiconductor Detectors for Isotope Imaging and Counting", IEEE Trans. Nucl. at. , Vol. NS-19, No. 3, 3. 179-190, 1972.
V. M.M. Dresser und G.F. Knoll, "Results of Scattering in Radioisotope Imaging" ("Polgen von Streuung beim Bildaufbau mit Radioisotopen"), IEEE Trans. Nucl. Sei., Vol. NS-20, No. 1, S. 266-270, 1973.VMM Dresser and GF Knoll, "Results of Scattering in Radioisotope Imaging", IEEE Trans. Nucl. May be. , Vol. NS-20, No. 1, pp. 266-270, 1973.
Die Untersuchungen befassten sich insbesondere mit hauptsächlich aus Germanium aufgebauten, hybridisierten Diodenstrukturen. Um diskrete Gebiete z11"" räumlichen Auflösung der einfallenden Strahlung zu erhalten, können gegenüberliegende parallele Oberflächen der Detektor-Dioden mit Rillen versehen oder in ähnlicher Weise ausgebildet werden, sodaß zueinander senkrecht verlaufende Zeilen und Spalten entstehen, die identifizierbare, diskrete Gebiete zum Nachweis von Strahlung bilden. Die folgenden Veröffentlichungen beziehen sich auf derartige Detektor-Anordnungen:The investigations dealt in particular with hybridized diode structures made up mainly of germanium. In order to obtain discrete areas z 11 "" spatial resolution of the incident radiation, opposing parallel surfaces of the detector diodes can be grooved or formed in a similar way so that mutually perpendicular rows and columns are created, the identifiable, discrete areas for the detection of Form radiation. The following publications relate to such detector arrangements:
VI. J. Detko, "Semiconductor Dioxide Matrix forVI. J. Detko, "Semiconductor Dioxide Matrix for
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Isotope Localization" ("Halbleiter-Dioxid-Matrix zum Lagenachweis von Isotopen"), Phys. Med. Biol. t Vol. H1 Nr. 2, 3. 245-253, 1969.Isotope Localization "(" Semiconductor dioxide matrix for detecting the position of isotopes "), Phys. Med. Biol. T Vol. H 1 No. 2, 3. 245-253, 1969.
VII.J.ϊ1. Detko, "A Prototype, Ultra-Pure Germanium
Orthogonal Strip Gamma Camera" ("Prototyp einer Orthogonalstreifen-Gamma-Kamera aus ultrareinem
Germanium"), Berichte des IAEA Symposiums über Szintigraphie mit Radioisotopen, IAEA/SM-164/135,
Monte Carlo, Oktober 1972.
VIII.R.P. Parker, E.M. Gunnerson, J.L. Wankling, andVII.J.ϊ 1 . Detko, "A Prototype, Ultra-Pure Germanium Orthogonal Strip Gamma Camera", reports of the IAEA Symposium on scintigraphy with radioisotopes , IAEA / SM-164/135, Monte Carlo, October 1972.
VIII.RP Parker, EM Gunnerson, JL Wankling, and
R. Ellis, "A Semiconductor Gamma Camera with Quantitative Output" ("Eine Halbleiter-Gamma-Kamera mit quantitativen Ausgangesignalen"), Medical Radioisotope Sointigraphy. R. Ellis, "A Semiconductor Gamma Camera with Quantitative Output", Medical Radioisotope Sointigraphy.
IX. V.R. McCready, R.P. Parker, E.M. Gunnerson, R. Ellis, E. Moss, W.G. Gore und J. Bell, "Clinical Tests on a Prototype Semiconductor Gamma Camera11 ("Klinische Prüfung eines Prototyps einer Halbleiter-Gamma-Kamera"), British Journal of Radiology, Vol. 44, S. 58-62, 1971.IX. McCready VR, Parker RP, EM Gunnerson, R. Ellis, E. Moss, WG Gore, and J. Bell, Clinical Tests on a Prototype Semiconductor Gamma Camera 11 , British Journal of Radiology , Vol. 44, pp. 58-62, 1971.
X. R.P. Parker, E.M. Gunnerson, J.S. Wankling und R. Ellis, "A Semiconductor Gamma Camera with Quantitative Output" ("Eine Halbleiter-Gamma-Kamera mit quantitativen Ausgangssignalen11), Medical Radioisotope Scintigraphy, Vol. 1, Wien, IAEA, 1969, S.XRP Parker, EM Gunnerson, JS Wankling and R. Ellis, "A Semiconductor Gamma Camera with Quantitative Output" ( "A semiconductor gamma camera with quantitative outputs 11) Medical radioisotope scintigraphy, Vol. 1, Vienna, IAEA, 1969, S.
XI. J.F. Detko, "A Prototype, Ultra-Pure Germanium Ortho-XI. J.F. Detko, "A Prototype, Ultra-Pure Germanium Ortho-
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gonal Strip Gamma Camera" ("Prototyp einer Orthogonalstreifen-Gamma-Kamera aus ultrareinem Germanium"), Medical Radioisotope Scintigraphy, Vol. 1, Wien, IAEA, 1973, 3 241.gonal Strip Gamma Camera "(" Prototype of an orthogonal strip gamma camera made from ultra-pure germanium "), Medical Radioisotope Scintigraphy , Vol. 1, Vienna, IAEA, 1973, 3 241.
XII. P.A. Schlosser, D.W. Miller, M.S. Gerber, R.P. Redmond, J.W. Harpster, W.J. Collis und W.W. Hunter, Jr., 11A Practical Gamma-Ray Camera System Using High-Purity Germanium" ("Praktisches Gamma-Strahlungs-Kamera-System mit hochreinem Germanium"), vorgelegt dem 1973 IEEE Nulcear Science Symposium, San Francisco, November 1973; ebenfalls veröffentlicht in IEEE Trans. Nucl. Sei., Vol. NS-21, Nr. 1, Februar 1974, S. 658.XII. PA Schlosser, DW Miller, MS Gerber, RP Redmond, JW Harpster, WJ Collis and WW Hunter, Jr., 11 A Practical Gamma-Ray Camera System Using High-Purity Germanium " Germanium "), presented to the 1973 IEEE Nulcear Science Symposium, San Francisco, November 1973; also published in IEEE Trans. Nucl. Sci. , Vol. NS-21, No. 1, February 1974, p. 658.
XIII.R.P. Owen und M.L. Awcock, "One and Two-Dimensional Position Sensing Semiconductor Detector" ("Ein- und zweidimensionale Halbleiter-Detektor zum Lagenachweis"), IEEE Trans. Nucl. Sei., Vol. NS-15, Juni 1968, S. 290.XIII.RP Owen and ML Awcock, "One and Two-Dimensional Position Sensing Semiconductor Detector", IEEE Trans. Nucl. May be. , Vol. NS-15, June 1968, p. 290.
In jüngster Zeit wurden insbesondere Detektor-Matrizen in der Form orthogonaler Streifen aus p-i-n-Halbleitern untersucht, die aus hochreinem Germanium hergestellt waren. In diesem Zusammenhang wird auf US-Patent 3 761 711 und die folgenden Veröffentlichungen verwiesen:Recently, detector matrices in the form of orthogonal strips made of p-i-n semiconductors have been investigated, which were made from high purity germanium. In this connection, reference is made to U.S. Patent 3,761,711 and U.S. Patent No. 3,761,711 refer to the following publications:
XIV. J.F. Detko, "A Prototype, Ultra-Pure Germanium Orthogonal Strip Gamma Camera" ("Prototyp einer Orthogonalstreifen-Gamma-Kamera aus ultrareinemXIV. J.F. Detko, "A Prototype, Ultra-Pure Germanium Orthogonal Strip Gamma Camera" ("Prototype of a Ultra-pure orthogonal stripe gamma camera
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Germanium"), Berichte des IAEA Symposiums über Szintigraphie mit Radioisotopen, IAEA/SM-164/135, Monte Carlo. Oktober 1972.Germanium "), Reports of the IAEA Symposium on Scintigraphy with Radioisotopes , IAEA / SM-164/135, Monte Carlo. October 1972.
XV. P.A. Schlosser, D.W. Miller, M.S. Gerber, R.P. Redmond, J.W. Harpster, W.J. Collis und W.W. Hunter, Jr., "A Practical Gamma Ray Camera System Using High-Purity Germanium" ("Praktisches Gamma-Strahlungs-Kamera-System mit hochreinem Germanium"), vorgelegt dem 1973 IEEE Nuclear Science Symposium, San Francisco, November 1973; ebenfalls veröffentlicht in IEEE Trans. Nucl. Sei.. Vol. NS-21, Nr. 1, Februar 1974, 3. 658.XV. PA Schlosser, DW Miller, MS Gerber, RP Redmond, JW Harpster, WJ Collis and WW Hunter, Jr., "A Practical Gamma Ray Camera System Using High-Purity Germanium""), presented to the 1973 IEEE Nuclear Science Symposium, San Francisco, November 1973; also published in IEEE Trans. Nucl. May be. . Vol. NS-21, No. 1, February 1974, 3,658.
Detektoren aus hochreinem Germanium sollten sowohl in Bezug auf Anwendbarkeit als auch auf Auflösungsvermögen bedeutende Vorteile in Gamma-Kameras ergeben. Durch Verwendung von hochreinem Germanium als Detektor werden Lithium-Drift-Anordnungen und dergleichen zur Verringerung des Verunreinigungskonzentrationen vermieden, und die Detektoren müssen nur während des Untersuchungsbetriebs auf die benötigten niedrigen Temperaturen abgekühlt werden. Die Anzeige der von senkrechten Streifen von Germanium-Detektoren erhaltenen Information läßt sich mit verschiedenen Verfahren durchführen; beispielsweise kann jeder Detektorstreifen an einen aus einem Vorverstärker und einem Verstärker bestehenden Kanal und dann an entsprechende Logikschaltungen und visuelle Anzeigevorrichtungen angeschlossen werden. Bei einer anderen AnordnungHigh purity germanium detectors should provide significant advantages in gamma cameras in terms of both applicability and resolution. By using high-purity germanium as a detector, lithium drift arrangements and the like for reducing the impurity concentration are avoided, and the detectors only need to be cooled to the required low temperatures during the test operation. The display of the information obtained from vertical strips of germanium detectors can be carried out by various methods; for example, each detector strip can be connected to a channel consisting of a preamplifier and an amplifier and then to appropriate logic circuitry and visual indicators. With a different arrangement
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wurde ein Anzeige-System mit einer Verzögerungsleitung vorgeschlagen, um die Anzahl der Vorverstärker-Verstärker-Kanäle zu verringern; ein besonders interessantes Verfahren macht von Ladungsaufteilung Gebrauch. Mit diesem Verfahren wird eine lageabhängige Empfindlichkeit erreicht durch Anschluß jedes Detektorstreifens an ein Widerstandsnetzwerk zur Ladungsaufteilung. Jedes Ende jedes Netzwerks ist an einen eine virtuelle Erdung darstellenden, ladungsempfindlichen Vorverstärker angeschlossen. Wenn ein Gamma-Strahl auf den Detektor einfällt, gelangt die freigemachte Ladung in die Widerstandsreihen und wird aufgeteilt entsprechend dem Widerstand zwischen dem Eingangspunkt in das Netzwerk und den Vorverstärkern. Durch Verwendung von weniger Vorverstärkern werden die Kosten und der komplizierte Aufbau des Systems in vorteilhafter Weise beeinflußt. Eine detaillierte Beschreibung dieses Anzeige-Systems findet sich in:A display system with a delay line was proposed to show the number of preamp-amplifier channels to reduce; a particularly interesting method makes use of charge sharing. With this procedure a position-dependent sensitivity is achieved by connecting each detector strip to a resistor network for load sharing. Each end of each network is connected to a charge sensitive, which is a virtual ground Preamplifier connected. When a gamma ray hits the Detector hits, the released charge enters the resistor series and is divided according to the resistance between the entry point into the network and the preamplifiers. By using fewer preamps the cost and the complicated structure of the system are favorably influenced. A detailed description this display system can be found in:
XVI. M.S. Gerber, D.W. Miller, B. Gillespie und R.S. Chemistruck, "Instrumentation for a High-Purity Germanium Position Sensing Gamma Ray Detector" ("Instrumente für einen lageempfindlichen Gamma-Strahlungsdetektor aus hochreinem Germanium"), IEEE Trans. Nucl. Sei., Vol. NS-22, Nr. 1, Februar 1975, S. 416.XVI. MS Gerber, DW Miller, B. Gillespie and RS Chemistruck, "Instrumentation for a High-Purity Germanium Position Sensing Gamma Ray Detector", IEEE Trans. Nucl. May be. , Vol. NS-22, No. 1, February 1975, p. 416.
Zur Erzielung des notwendigen Betriebsverhaltens und der Bildauflösung müssen alle Quellen von Rauschen oder falscher Information im System bekannt sein. Falls die Auflösung desTo achieve the necessary operating behavior and the Image resolution must be aware of any sources of noise or incorrect information in the system. If the resolution of the
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Rauschens nicht ausreichend groß ist, können die Bildaufzeichnungssysteine unbrauchbar werden. Bis vor kurzem wurden Anordnungen mit Germanium-Detektoren mit Ladungsaufteilung nicht für Gamma-Kameras geeignet gehalten wegen des in den Widerständen zu erwartenden thermischen Rauschens (siehe die oben angegebene Veröffentlichung VII). Wie jedoch aus der folgenden Beschreibung ersichtlich, treffen derartige Überlegungen nicht mehr zu.If the noise is not sufficiently large, the image recording systems may become unusable. Until recently, arrangements with germanium detectors were used with charge sharing Not considered suitable for gamma cameras because of the thermal noise to be expected in the resistors (see Publication VII above). However, as can be seen from the following description, such considerations apply no longer to.
Die Optimierung der Auflösung der Bilder in Gamma-Kameras wird ferner von der notwendigerweise inversen Beziehung zwischen Auflösungsvermögen und Empfindlichkeit beeinflußt. Mehrere Untersuchungen haben sich mit diesem Gesichtspunkt der Kameras befaßt, und die Ansicht wurde vertreten, daß die untere Grenze der räumlichen Auflösung sich aus dem von Photonen erzeugten Rauschen, d.h. aus statistischen Fluktuationen im Bild ergibt. Die Abnahme der Empfindlichkeit, die in bekannten Kollimator-Anordnungen hoher Auflösung festgestellt wird, kann alle in Bezug auf Bildauflösung erreichten Verbesserungen aufheben. Diese konstruktiven Gesichtspunkte wurden im einzelnen beispielsweise in den folgenden Veröffentlichungen diskutiert:The optimization of the resolution of the images in gamma cameras is further dependent on the necessarily inverse relationship between Influences resolution and sensitivity. Several studies have looked at this camera point of view and it has been suggested that the lower limit of spatial resolution is that produced by photons Noise, i.e. resulting from statistical fluctuations in the image. The decrease in sensitivity seen in known collimator arrangements high resolution is found may outweigh any improvements made in relation to image resolution. These constructive aspects have been discussed in detail, for example, in the following publications:
XVII. E.L. Keller und J.W. Coltman, "Modulation Transfer and Scintillation Limitations in Gamma Ray Imaging" ("Begrenzung der Modulationsübertragung und der Szintillation in Gamma-Strahlbildern"), J. Nucl. Med., 9, 10, S. 537-545, 1968.XVII. EL Keller and JW Coltman, "Modulation Transfer and Scintillation Limitations in Gamma Ray Imaging", J. Nucl. Med. , 9, 10, pp. 537-545, 1968.
XVIII. B. Westerman, R.R. Sharma und J.P. Fowler,XVIII. B. Westerman, R.R. Sharma and J.P. Fowler,
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"Relative Importance of Resolution and Sensitivity in Tumor Detection" ("Relative Bedeutung der Auflösung und der Empfindlichkeit beim Tumor-Nachweis"), J. Nucl. Med. , <£» 12, S. 638-640 (1966)."Relative Importance of Resolution and Sensitivity in Tumor Detection", J. Nucl. Med. , <£ »12, pp. 638-640 (1966).
Die Verarbeitung der im eingangsseitigen Nachweisabschnitt von Gamma-Kameras aufgenommenen Signale umfaßt eine räumliche Identifizierung oder Koordinaten-Identifizierung der den Detektor erreichenden Photonen und außerdem eine Art Analyse der den Detektor erreichenden Strahlungsenergie. Die räumliche Analyse läßt sich durchführen durch Summierschaltungen für Differenzen, während die Energiebestimmung mit additiven Summierschaltungen vorgenommen wird. Außerdem können Impulshöhen-Analysatoren als erkennende Bestandteile eines Systems zum Nachweis von richtiger oder falscher Bildinformation verwendet werden. In allen Systemen, in denen das Rauschen berücksichtigt wird und ein großes Maß von räumlicher Information erhalten werden soll, sind Steuerfunktionen zum richtigen Ausfiltern des Rauschens und zur Abtrennung der richtigen Information von der falschen vorzusehen. Daneben muß die Durchsatzrate des Systems möglichst groß gehalten werden, sodaß das System eine möglichst große Anzahl von Bits oder Impulsen, die räumliche Information oder Energieinformation darstellen, verarbeiten kann.The processing of the signals recorded by gamma cameras in the detection section on the input side includes spatial processing Identification or coordinate identification of the photons reaching the detector and also some kind of analysis of the radiant energy reaching the detector. The spatial analysis can be carried out by summing circuits for Differences while the energy determination is made with additive summing circuits. You can also use pulse height analyzers as recognizing components of a system for the detection of correct or incorrect image information be used. In all systems in which noise is taken into account and a large amount of spatial information is to be obtained are control functions for correctly filtering out the noise and separating the correct ones Provide information from the wrong one. In addition, the throughput rate of the system must be kept as high as possible, so that the system uses the largest possible number of bits or pulses, spatial information or energy information can represent, process.
Sehr nachteilig wird die räumliche Auflösung derartiger Kameras im Betrieb von der sogenannten ParallelbezeichnungThe spatial resolution of such cameras during operation of the so-called parallel designation is very disadvantageous
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("Aliasing") beeinflußt. Dieser Effekt ergibt sich aus der Geometrie der oben beschriebenen, aus senkrechten Streifen aufgebauten Germanium-Detektoren. Im einzelnen wird dieser in Gamma-Kameras auftretende Effekt beschrieben in: XIX. J.W. Steidley et al., "The Spatial Frequency Response of Orthogonal Strip Detectors" ("Raumfrequenzverhalten von aus senkrechten Streifen bestehenden Detektor-Anordnungen"), IEEE Trans. Nucl. Sei., Februar 1976.("Aliasing"). This effect results from the geometry of the above-described germanium detectors made up of vertical strips. This effect occurring in gamma cameras is described in detail in: XIX. JW Steidley et al., "The Spatial Frequency Response of Orthogonal Strip Detectors", IEEE Trans. Nucl. May be. , February 1976.
Zur praktischen Durchführung müssen die geometrischen Verhältnisse zur Bilderzeugung mit stationären Gamma-Kameras ein möglichst großes Gesichtsfeld erzeugen. Insbesondere muß das Gesichtsfeld der Kamera so groß sein, daß es das gesamte Profil oder den größten Teil des Profils verschiedener Organe beinhaltet. Wegen der bei der Herstellung von Detektor-Kristallen, beispielsweise Kristallen aus hochreinem Germanium, auftretenden Schwierigkeiten ist die Größe derartiger Pestkörper-Detektor-Abschnitte notwendigerweise begrenzt. Es werden zusammengesetzte Detektoren notwendig, die aus mehreren kleineren Detektor-Teilen bestehen, die ein Gesichtsfeld oder eine Geometrie zur Strahlungsaufnahme von bedeutend größeren Abmessungen ergeben. Diese Zusammenschaltung von Detektorteilen darf aber nicht zu einer erhöhten Erzeugung von Rauschen und zu einer bedeutenden Einbuße der Gültigkeit und Genauigkeit der Bildinformation führen. Der Wert der räumlichen Information muß über das gesamte Bildfeld eines Organe gleichFor the practical implementation, the geometric relationships for image generation with stationary gamma cameras must be generate as large a field of view as possible. In particular, the field of view of the camera must be so large that it is the entire Profile or most of the profile of various organs. Because of the production of detector crystals, For example, crystals of high purity germanium, the difficulties encountered is the size of such plague body detector sections necessarily limited. Compound detectors made up of several smaller ones are necessary Detector parts exist that have a field of view or a geometry for recording radiation from significantly larger Dimensions result. However, this interconnection of detector parts must not lead to an increased generation of noise and result in a significant loss of validity and accuracy of the image information. The value of the spatial Information must be the same over the entire field of view of an organ
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MOMO
richtig sein, da andernfall3 die Auswertung derartiger Bilder schwierig ist.be correct, otherwise3 the evaluation of such Pictures is difficult.
Die bei Gamma-Kameraa mit Mehrfach-Detektoren verwendeten Steuersysteme sollen fex'ner mit optimaler Geschwindigkeit Bildinformation sammeln und dabei noch deren Gültigkeit bzw. Richtigkeit überprüfen und sie einer bestimmten Adresse zuordnen. Diese Zuordnung hängt von der gewählten Beziehung zwischen der Schaltung für die diskreten Detektor-Abschnitte und dor Gesamtanordnung ab. Daa Steuersystem soll ferner die räumliche Lage der Wechselwirkung zwischen dem Detektor und dem Photon bei bestimmten, verschiedenen Energieniveaus identifizieren. Man braucht dazu ein Verfahren zur Normalisierung der Energieniveaus zur Darstellung wichtiger Bildinformation. Die Schnelligkeit dieser Datenverarbeitung, beispielsweise durch Zuordnung räumlicher Paktoren, sowie die Gültigkeitsprüfung, 3ind wichtige betriebliche Einzelheiten von Steuersystemen, die für dynamische Punktionsuntersuchungen am Patienten verwendet werden sollen. Bei derartigen Untersuchungen sollen dynamische Veränderungen einer Bildkomponente in irgendeinem Abschnitt des BildesThe ones used in gamma cameras with multiple detectors Control systems should collect image information fex'ner at optimal speed and at the same time check their validity or correctness and assign them to a specific address. This assignment depends on the chosen relationship between the circuitry for the discrete detector sections and the overall arrangement. The control system should also determine the spatial position of the interaction between the detector and the photon identify certain different energy levels. This requires a method for normalizing the energy levels for the display of important image information. The speed of this data processing, for example by assigning spatial factors, as well as the Validation, 3 are important operational details of control systems used for dynamic puncture examinations to be used on the patient. In such investigations dynamic changes an image component in any portion of the image
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genau beobachtet und entsprechend der tatsächlichen Bewegung der Bildquelle verfolgt werden können. Das Kamerasystem muß deshalb eine wirkungsvolle Verarbeitung der Bildsignale erlauben.can be closely observed and tracked according to the actual movement of the image source. The camera system must therefore allow efficient processing of the image signals.
Die vorliegende Erfindung schafft ein verbessertes System zur bildmäßigen Wiedergabe der Strahlung emittierenden Isotopenmaterialien in einem zu untersuchenden Gebiet. Das als Gamma-Kamera bezeichnete System arbeitet mit einem Pestkörper-Detektor, der beispielsweise aus hochreinem Germanium aufgebaut sein kann und eine Anzahl diskreter Abschnitte enthält. Diese Detektor-Bestandteile sind nebeneinander angebracht und bilden einen zusammengesetzten Detektor; sie sind im Betrieb mit Impedanzanordnungen zur Erzeugung von die Raumkoordinaten darstellenden Ausgangssignalen zusammengeschaltet, die die räumliche Lage entsprechender Wechselwirkungen zwischen dem Detektor und der auf ihn auffallenden Strahlung angeben.The present invention seeks to provide an improved system for imaging the radiation-emitting isotopic materials in an area to be investigated. The system known as a gamma camera works with a pest body detector, which can be made up of high purity germanium, for example, and a number of discrete sections contains. These detector components are mounted side by side and form a composite detector; they are interconnected during operation with impedance arrangements to generate output signals representing the spatial coordinates, the spatial position of the corresponding interactions between the detector and the incident on it Specify radiation.
Die Detektor-Bestandteile lassen sich in verschiedener Weise anordnen. Beispielsweise werden die Detektor-Bestandteile im Gesamt-Detektor so angeordnet, daß jede der beiden gegenüberliegenden, ladungssammelnden Oberflächen in einer gemeinsamen, der Strahlung ausgesetzten Ebene gelegen ist. Diese Bestandteile sind dann so angeordnet, daß sie linear orientierte Gruppen entsprechender Oberflächen bilden, die elektrisch miteinander verbunden und mit den Impedanzanordnungen so zusammengeschaltet sind, daß Koordinaten-abhängigeThe detector components can be arranged in various ways. For example, the detector components Arranged in the overall detector so that each of the two opposing, charge-collecting surfaces in a common level exposed to radiation. These components are then arranged to be linear Form oriented groups of corresponding surfaces, which are electrically connected to one another and to the impedance arrangements are interconnected so that coordinate-dependent
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Ausgangssignale entstehen, die als x- und y-Koordinatenparameter bezeichnet werden. Die Ausgangssignale werden von zueinander senkrecht angeordneten, gegenüberliegenden Gruppen eines gemeinsamen Detektor-Bestandteils erhalten, an dem eine Wechselwirkung mit der Strahlung stattfindet. Diese Zusammenfassung der Bestandteile in Gruppen wird im allgemeinen als Zeilen- und Spalten-Anordnung bezeichnet. Erfindungsgemäß werden die Ausgangssignale jeder Gruppe der Detektor-Bestandteile selektiv gefiltert und summiert, um einerseits den Koordinatenkanälen entsprechende Signale und andrerseits dem Energiekanal entsprechende Signale zu entwickeln; diese Signale stehen mit der räumlichen Anordnung und einer bestimmten Energie der Photonen in Beziehung, die am Wechselwirkungspunkt eines bestimmten Detektor-Bestandteils auftreten. Eine der Gruppe zugeordnete Steuerschaltung steuert die Summierung und das Filter und liefert ein Datenannahmesignal; daneben führt die Steuerschaltung eine Rückstellung aus, damit die nächste Signalverarbeitung stattfinden kann.Output signals arise as x and y coordinate parameters are designated. The output signals are from mutually perpendicular, opposing groups of a common detector component, on which an interaction with the radiation takes place. This summary the components in groups are generally referred to as the row and column arrangement. According to the invention the output signals of each group of the detector components are selectively filtered and summed to obtain the To develop signals corresponding to coordinate channels and on the other hand to develop signals corresponding to the energy channel; these signals are related to the spatial arrangement and a certain energy of the photons that occur at the point of interaction of a certain detector component. One the control circuit associated with the group controls the summation and the filter and provides a data acceptance signal; Besides the control circuit performs a reset so that the next signal processing can take place.
Das System enthält ferner Multiplexer für die Raumkoordinaten und Multiplexer für die Energiekanäle, die so angebracht sind, daß sie von den Koordinatenkanal- und Energiekanal-Signalen abgefragt werden können. Jeder der Multiplexer spricht auf ein kodiertes Auslösesignal an und überträgt dann die Kanalsignale zu deren Weiterverarbeitung. Eine Schaltung zur Steuerung des Verfahrens mit einem Speicher nimmt die Datenaufnahme angebenden Signale auf und hält sie wahlweiseThe system also includes multiplexers for the spatial coordinates and multiplexers for the power channels which are mounted so that they can be interrogated by the coordinate channel and power channel signals. Each of the multiplexers responds to a coded trigger signal and then transmits the channel signals for further processing. A circuit for controlling the method with a memory receives the signals indicating the data acquisition and optionally holds them
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seriell fest. Die Speicherschaltung gibt das festgestellte kodierte Betätigungssignal entsprechend den seriellen Datenaufnahme signal en ab und erlaubt damit die Übertragung der Energiesignale. Eine Folgesteuerungsvorrichtung erlaubt die wahlweise Steuerung oder Betätigung der Steuervorrichtung des Gesamtverfahrens und eine Einregulierung der gesamten Betriebsabfolge des Systems. Weitere im System enthaltene Anordnungen zur Datenverarbeitung sprechen auf die übertragenen Signale an und liefern entsprechende Auslese-Information, die für Analysezwecke und dergleichen verwendet werden kann.serial fixed. The memory circuit outputs the determined coded actuation signal in accordance with the serial data recording signals and thus allows the transmission of the energy signals. A sequencer allows that optional control or actuation of the control device of the overall process and adjustment of the entire process System operational sequence. Further data processing arrangements contained in the system speak to the transmitted Signals and provide corresponding readout information that is used for analysis purposes and the like can.
ErfindungBgemäß wird im Steuersystem eine Speicheranordnung verwendet, die aus mehreren Probe- und Haltebestandteilen bestehen kann und im Aufnahmebetrieb die Koordinaten- und Kanalsignale angesprochener Multiplexer empfängt. Bei der Auslösung des Haltebetriebs werden die Signale ein bestimmtes Zeitintervall zurückgehalten und mit zusätzlichen Systemfunktionen zur Signalverarbeitung überprüft. Die ?olgesteuerungsfunktion des Systems wird ferner in diesem Zeitintervall dazu verwendet, um die Rückstellung der steuernden Bestandteile durchzuführen, die die Ausgangssignale der Detektor-Gruppen verarbeiten. Dies führt zu einer verbesserten Durchsatzrate des Systems und einer ▼erbesserten Bilderzeugung.According to the invention, a memory arrangement is used in the control system, which is composed of several sample and holding components can exist and the coordinate and channel signals of addressed multiplexers in recording mode receives. When the hold mode is triggered, the signals are retained for a certain time interval and with additional system functions for signal processing checked. The oil control function of the system is also used used in this time interval to carry out the reset of the controlling components that process the output signals of the detector groups. This leads to a improved system throughput rate and improved image generation.
Die Erfindung hat ferner zum Ziel, ein Steuersystem der oben angegebenen Art zu schaffen, in der als StrahlungsquellenAnother object of the invention is to provide a control system of the type indicated above, in which, as radiation sources
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wirkende Isotopen, beispielsweise radioaktive Pharmazeutika oder dergleichen, mit mehr als einer Photonenenergie zur Erweiterung der klinischen Untersuchungsmöglichkeiten verwendet werden können. Das Bildsystem umfaßt zu diesem Zweck Abschnitte zur Verarbeitung der Signale aus den Raumkoordinaten-Kanaälen und Energie-Kanälen, die von der Multiplexer-Punktion des Systems übertragen werden; dabei wird eine Normalisierung der Signale der Raumkoordinaten-Kanäle durchgeführt, sodaß diese nur genaue räumliche Information für Bildwiedergabezwecke liefern brauchen. Dies wird mit Teilernetzwerken durchgeführt, die so ausgelegt sind, daß sie die Signale der Raumkoordinaten-Kanäle durch die entsprechenden Energiesignale teilen. Diese normalisierten Signale werden dann an geeignete Auslese-Einrichtungen im System übertragen.acting isotopes, for example radioactive pharmaceuticals or the like, with more than one photon energy for Extension of clinical examination possibilities can be used. The imaging system includes for this purpose Sections for processing the signals from the spatial coordinate channels and power channels carried by the multiplexer puncture of the system; there is a Normalization of the signals of the spatial coordinate channels carried out so that these only provide accurate spatial information for Need to provide image reproduction purposes. This is done with divider networks designed to handle the Divide the signals of the spatial coordinate channels by the corresponding energy signals. These normalized signals are then transmitted to suitable readout devices in the system.
Das Bildsystem ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß ea eine Auswertung vornehmen kann. Beispielsweise läßt sich eine Auswertung mit einem eingebauten Mehrkanal-Analysator durchführen, der auf die Spitzenwerte jedes zugeführten Energiekanal-Signals anspricht, wenn dieses im Multiplexbetrieb und/ oder von den Probe- und Halte-Abschnitten zugeführt wird. Bei dieser Analyse wird jeder Spitzenwert des Energiesignals auf vorgegebene obere und untere Pegelwerte eines Durchlaßbereichs überprüft; die Pegelwerte werden entsprechend den bekannten Energieniveaus des zum Bildaufbau verwendeten Isotopenmaterials vorgewählt. Falls ein gegebenes Energiekanal-Signal nicht in den Durchlaßbereich fällt, findet erfindungs-The imaging system is further characterized in that ea can carry out an evaluation. For example, an evaluation can be carried out with a built-in multi-channel analyzer, which responds to the peak values of each supplied energy channel signal when this is in multiplex mode and / or from the sample and hold sections. In this analysis, each peak value of the energy signal is based on checked predetermined upper and lower level values of a passband; the level values are set according to the known energy levels of the isotope material used to build the image. If a given energy channel signal does not fall within the transmission range, finds inventive
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gemäß eine Rückstellung statt, sodaß das System in einem kurzen Arbeitszyklus arbeitet und eine rasche Weiterverarbeitung einer neuen Bildinformationsmenge ermöglicht. In einer Ausführungsform werden zwei Auswertestufen verwendet, von denen eine direkt mit den die Ausgangssignale einer bestimmten Anzahl von Detektoren verarbeitenden Schaltungen verbunden ist, während die zweite Auswertung nach der ersten stattfindet, nachdem das Signal in nachfolgende Stufen zur Signalverarbeitung übertragen worden ist.according to a provision instead, so that the system in one short work cycle and enables rapid further processing of a new amount of image information. In In one embodiment, two evaluation stages are used, one of which is directly connected to the output signals of one certain number of detector processing circuits is connected, while the second evaluation after the first takes place after the signal has been transmitted to subsequent signal processing stages.
Die Erfindung hat ferner zum Ziel, ein verbessertes System zur bildmäßigen Darstellung der Verteilung von Isotopenmaterial zu schaffen durch Verwendung einer Pestkörper-Detektor-Anordnung der oben beschriebenen "Zeilen-Spalten" Art. Die den Raumkoordinaten entsprechenden Signale, die als x- und y-Koordinatensignale bezeichnet werden und von bestimmten Detektor-Gruppen stammen, beispielsweise von vier derartigen Detektor-Gruppen, werden zunächst summiert und wie oben beschrieben gefiltert; bei der Summation wird eine zeitliche Ableitung des Energiesignals für jedes x-Koordinaten-Ausgangssignal und y-Koοdinaten-Ausgangssignal gebildet, um bei der weiteren Verarbeitung entsprechende Datensignale erzeugen zu können. Diese Datensignale werden dann an ein Koinzidenz-Netzwerk übertragen, das seinerseits ein Paar-Kode signal erzeugt, das an die oben beschriebene Speicheranordnung weitergeleitet wird. Die Raumkoordinatenwerte der x- und y-Kanalsignale werden damit im datenverarbeitendenAnother object of the invention is to provide an improved system for imaging the distribution of isotopic material to be created by using a pest-body-detector arrangement of the "row-columns" described above Art. The signals corresponding to the spatial coordinates, which are referred to as x- and y-coordinate signals and from certain detector groups originate, for example from four such detector groups, are first summed up and filtered as described above; the summation is a time derivative of the energy signal for each x-coordinate output signal and y-coordinate output signal formed, in order to be able to generate corresponding data signals during further processing. These data signals are then sent to a Coincidence network transmitted, which in turn generates a pair code signal that is sent to the memory arrangement described above is forwarded. The spatial coordinate values of the x- and y-channel signals are thus used in the data processing
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System festgestellt und dio sich ergebenden Signale für die Auslese-Einrichtungen der räumlichen Information abgeleitet.System determined and the resulting signals derived for the read-out devices of the spatial information.
Andere Ziele der vorliegenden Erfindung sind klar ersichtlich oder ergeben sich aus der folgenden Beschreibung,Other objects of the present invention will be apparent or will be apparent from the following description,
Die Erfindung umfaßt damit das System und die Vorrichtungen mit der Bauweise, der Zusammenfassung von Bauteilen und deren Anordnung, wie sie in der im folgenden beschriebenen beispielhaften Ausführungsform verwendet werden.The invention thus comprises the system and the devices with the construction, the combination of components and their arrangement as used in the exemplary embodiment described below.
Pur das volle Verständnis der Erfindung und ihrer Ziele dient die folgende detaillierte Beschreibung, in der auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.Purely the full understanding of the invention and its goals serve the following detailed description, in which reference is made to the accompanying drawings.
Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer Gamma-Kamera-Anordnung mit den erfindungsgemäßen Verbesserungen und zeigt in Blockform die allgemeinen Steuereinrichtungen. Figur 2 ist eine perspektivische Darstellung eines aus senkrechten Streifen aufgebauten Detektor-Abschnitts aus hochreinem Germanium mit einem Widerstandsnetzwerk zur Ladungsauftβllung und mit Vorverstärkereinrichtungen.Figure 1 is a schematic representation of a gamma camera arrangement with the improvements according to the invention and shows in block form the general controls. Figure 2 is a perspective view of one of Detector section made of high-purity germanium with a resistor network for vertical stripes Charge filling and with preamplifier devices.
Figur 3 ist eine schematische Darstellung eines Pestkörper-Streifendetektors und eines mit ihm zusammenwirkenden Kollimators an einer Strahlungsquelle in einem zu untersuchenden Gebiet.FIG. 3 is a schematic representation of a pest body strip detector and a collimator cooperating with it at a radiation source in an area to be examined.
Figuren 4a-4c sind eine schematische Darstellung der geometrischen Verhältnisse in der Zusammenschaltung eines Mehrkanal-Kollimators und eines Festkörper-Detektors.Figures 4a-4c are a schematic representation of FIG geometric relationships in the interconnection of a multi-channel collimator and a solid-state detector.
Figur 5 ist eine perspektivische Darstellung einer imFigure 5 is a perspective view of an im
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erfindungsgemäßen System verwendeten Kollimator-Anordnung.system according to the invention used collimator arrangement.
Figur 6 ist eine perspektivische Ansicht zweier ineinandergesteckter Teile des in Figur 5 dargestellten Kollimators.Figure 6 is a perspective view of two nested Parts of the collimator shown in FIG.
Figuren 7a-7c stellen schematisch die Strahlungsverteilung in Bezug auf die geometrischen Verhältnisse eines orthogonalen Streifen-Detektors und die Bilddarstellung dar, um damit Parallelbezeichnungseffekte zu erläutern.FIGS. 7a-7c show schematically the radiation distribution in relation to the geometric relationships of a orthogonal stripe detector and the image representation, in order to explain parallel designation effects.
Figuren 8a-8d zeigen senkrecht aufeinander ausgerichtet graphische DarStellungen der Modulationsübertragungsfunktion in Abhängigkeit vom Auflösungsvermögen und in Beziehung zu Parallelbezeichnungseffekten; Figur 8a zeigt die Hodulationsübertragungsfunktion (MTFn) des Kollimators bei einer der vollen Breite beim halben Maximum entsprechenden Auflösung von 1,331; Figur 8b zeigt ein Parallel-Frequenzspektrum, das von den elektronischen Einrichtungen des Kamera-Systems verarbeitet wird; Figur öc zeigt die elektronische Modulations· übertragungsfunktion bei gegebenen Auflösungen; und Figur 8d zeigt schließlich Modulationsübertragungsfunktionen des Kamera-Systems und die von den im senkrechten Streifen angeordneten Festkörper-Betektoren erzeugte Parallelbezeichnung ("Aliasing").FIGS. 8a-8d show graphical representations, aligned perpendicularly to one another, of the modulation transfer function as a function of the resolving power and in relation to aliasing effects; FIG. 8a shows the hodulation transfer function (MTF n ) of the collimator with a resolution of 1.331 corresponding to the full width at half maximum; FIG. 8b shows a parallel frequency spectrum which is processed by the electronic devices of the camera system; FIG. 6c shows the electronic modulation transfer function for given resolutions; and FIG. 8d finally shows the modulation transfer functions of the camera system and the parallel designation ("aliasing") generated by the solid-state actuators arranged in the vertical strip.
Figuren 9a-9d zeigen Kurven, die die Ergebnisse von Korrekturen für Parallelbezeichnung darstellen und mit den in Figuren 8a-8d dargestellten Kurven zu vergleichen sind; Figur 9a bezieht sich auf einen Kollimatoraufbau zur Erzielung eines die Parallelbezeichnung verhindernden Filters;FIGS. 9a-9d show curves which represent the results of corrections for aliasing and which are to be compared with the curves shown in FIGS. 8a-8d; FIG. 9a relates to a collimator structure for achieving a filter which prevents the parallel designation;
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Figur 9t) zeigt das Frequenzspektrum für die Parallelbezeichnung, das von den elektronischen Einrichtungen des Systems verarbeitet wird; Figur 9c zeigt die Wirkung der elektronischen Einrichtungen, die zum Nachfiltern zwecks Ausschaltung der Parallelbezeichnung verwendet werden; und Figur 9d zeigt schließlich die Modulationsübertragungsfunktion des Gesamtsystems und die Ausschaltung der Parallelbezeichnungseffekte. Figure 9t) shows the frequency spectrum for the parallel designation, processed by the system's electronic devices; Figure 9c shows the effect of electronic devices used for post-filtering in order to eliminate the parallel designation; and Finally, FIG. 9d shows the modulation transfer function of the overall system and the elimination of the effects of parallel designation.
Figur 10 ist das Ersatzschaltbild eines Modells des Rauschens von Festkörper-Detektoren wie sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden.FIG. 10 is the equivalent circuit diagram of a model of the noise from solid-state detectors as used in the context of FIG present invention can be used.
Figur 11 ist eine Schaltung eines Detektor-Bestandteils und des zugehörigen Widerstandsnetzwerks und stellt schematisch eine lageempfindliche Detektor-Anordnung dar.Figure 11 is a circuit diagram of a detector component and the associated resistor network and schematically represents a position-sensitive detector arrangement.
Figur 12 ist ein Blockschaltbild eines der Gamma-Kamera zugeordneten Steuersystems für die Ausgangssignale einer einzelnen Detektor-Komponente.FIG. 12 is a block diagram of a control system associated with the gamma camera for the output signals of a single detector component.
Figur 13 ist das Blockschaltbild eines mit Gattern versehenen Integrators zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung.Figure 13 is a block diagram of a gated integrator for use with the present invention.
Figur 14 ist das Schaltbild der in Figur 13 schematisch dargestellten Anordnung.FIG. 14 is the circuit diagram of the arrangement shown schematically in FIG.
Figur 15 ist eine schematische Darstellung der logischen Komponenten einer Steuerungsanordnung zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung.Figure 15 is a schematic representation of the logical components of a control arrangement for use with the present invention.
Figur 16 ist eine Darstellung der zeitlichen Folge von FIG. 16 is an illustration of the time sequence of
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Signalen in den in Figur 15 dargestellten Einrichtungen.Signals in the devices shown in FIG.
Figur 17 ist eine schematische, perspektivische Darstellung einer Gruppe von Detektor-Komponenten und deren Zusammenschaltung zu einem zusammengesetzten Detektor oder zu einem Abschnitt eines solchen zur Verwendung im erfindungsgemäßen System.FIG. 17 is a schematic, perspective illustration of a group of detector components and their Interconnection to a composite detector or to a portion of such for use in the system according to the invention.
Figur 18 ist das Blockschaltbild eines Steuersystems zur Aufnahme und Verarbeitung der Ausgangssignale der in Figur 17 dargestellten Detektor-Anordnung.FIG. 18 is a block diagram of a control system for receiving and processing the output signals of the FIG 17 shown detector arrangement.
Figur 19 ist das Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems zur Verarbeitung der in den Steueranordnungen der Figur 18 erzeugten Signale.FIG. 19 is the block diagram of an embodiment of the control system according to the invention for processing the in signals generated by the control arrangements of FIG.
Figur 20 ist eine perspektivische schematische Darstellung einer anderen Gruppe von Detektor-Komponenten, die zu einer Zeilen-Spalten-Ausleseanordnung zusammengeschaltet sind.FIG. 20 is a perspective schematic illustration of another group of detector components which make up a Row-column readout arrangement are interconnected.
Figur 21 ist eine schematische, perspektivische Darstellung einer anderen Gruppe von Detektor-Komponenten, von denen jede mit einer Oberflächen-Impedanz zusammengeschaltet ist, und die untereinander in der Zeilen-Spalten-Form verbunden sind.Figure 21 is a schematic, perspective illustration of another set of detector components, one of which each is interconnected with a surface impedance, and interconnected in the row-column form are.
Figur 22 ist eine schematische, perspektivische Ansicht einer anderen Gruppe von Detektor-Komponenten, die in der Zeilen-Spalten-Anordnung zusammengeschaltet sind.FIG. 22 is a schematic, perspective view of another group of detector components shown in FIG Row-column arrangement are interconnected.
Figur 23 ist ein Blockschaltbild eines Steuersystems zur Verarbeitung der Ausgangssignale eines Raumkoordinaten-Kanals bei der Zusammenschaltung der Detektor-Komponenten InFigure 23 is a block diagram of a control system for processing the output signals of a spatial coordinate channel when interconnecting the detector components In
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Zeilen-Spalten-Anordnung.Row-column arrangement.
Figur 24 ist das Blockachaltbild einer Steuerschaltung, die mit dem in Figur 23 dargestellten Steuersystem zusammenarbeitet. Figure 24 is the block diagram of a control circuit, which cooperates with the control system shown in FIG.
Figur 25 ist schließlich das Blockschaltbild einer Steueranordnung für die erwähnte Zusammensehaltung der Detektor-Komponenten in Zeilen-Spalten-Anordnung und zeigt eine andere Ausführung der Steuerungsfunktionen innerhalb des Blockachaltbilds der Figur 19.Finally, FIG. 25 is the block diagram of a Control arrangement for the aforementioned assembly of the detector components in row-column-arrangement and shows a different execution of the control functions within the Block diagram of Figure 19.
In der folgenden Beschreibung wird das erfindungsgemäße Steuersystem zunächst im Zusammenhang mit Einrichtungen zum Nachweis von Gamma-Strahlung beschrieben, die von einem medizinisch zu untersuchenden Gebiet ausgeht. Insbesondere werden Verfahren zur Bündelung der Strahlung und die hierfür benötigten Parameter beschrieben. Anschließend werden Verfahren zur Erzielung des optimalen Betriebsverhaltens des Systems in Bezug auf Rauschen beschrieben, das in der erfindungsgemäßen Festkörper-Detektor-Anordnung auftritt. Neben Verfahren zur Verbesserung der Durchsatzrate des Systems bezieht sich die Beschreibung zunächst auch auf die Steuerung einer Detektor-Anordnung mit einem einzigen Detektor-Bestandteil. Nach dieser grundsätzlichen Beschreibung werden vorzugsweise Verfahren beschrieben, mit denen mehrere Festkörper-Detektor-Komponenten in einer gegebenen Mosaik-Anordnung oder Gruppe zusammengefaßt werden können. Nachdem diese Anordnungen und Ihr Betrieb behandelt worden sind, wird weiterIn the following description, the inventive Control system first described in connection with devices for the detection of gamma radiation produced by a medically examined area goes out. In particular, methods for bundling the radiation and for this required parameters. Then there are procedures for achieving the optimal operating behavior of the system described in relation to noise that occurs in the solid-state detector arrangement according to the invention. In addition to methods for improving the throughput rate of the system, the description initially also relates to the control a detector arrangement with a single detector component. After this basic description, preference is given to Method described by which multiple solid-state detector components in a given mosaic arrangement or group. After these arrangements and their operation have been covered, we move on
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ein Steuersystem beschrieben, das mit radioaktiven Pharmazeut ika mit mehr als einem nachweisbaren Energieniveau verwendet werden kann und das hierbei erhaltene Signale verarbeitet und sie so kennzeichnet, daß das gesamte Gesichtsfeld ohne Einbußen im Wirkungsgrad der Signalverarbeitung bildmäßig dargestellt werden kann.described a control system that deals with radioactive pharmaceuticals with more than one detectable energy level can be used and processed the signals obtained in this way and characterize them so that the entire field of view can be displayed image-wise without any loss in the efficiency of the signal processing.
Bei der Verwendung in Krankenhäusern ergibt die erfindungsgemäße Gamma-Kamera eine bildmäßige Darstellung der Gamma-Strahlung im Patienten. Figur 1 zeigt in vergrößerter Darstellung schematisch den Untersuchungsbereich 10 mit dem Schädelgebiet 12 eines Patienten, dem ein radioaktiv markiertes Medikament verabreicht wurde. Dieses Medikament sammelte sich besonders in den zu untersuchenden Gebieten an. Strahlung geht damit vom Schädelgebiet 12 des auf einer Halterungsplattform H befindlichen Patienten aus. Oberhalb des Gebiets 12 befindet sich der Kopfteil bzw. das Gehäuse 16 der Gamma-Kamera. Von den Seiten des Gehäuses 16 verlaufen Befestigungsflansche 18 und 20 nach außen, die drehbar an eine nicht dargestellte Haiterungsvorrichtung angeschlossen werden können. Gehäuse 16 bildet ferner eine Halterung für eine Vakuum-Kammer 22, die von einer oberen Kammerplatte 24 und einer unteren Kammerplatte 26 begrenzt wird. Diese Kammerplatten sind miteinander über einen winkelförmigen Seitenflansch 28 verbunden. Die untere Platte 26 ist vorzugsweise aus Aluminium hergestellt und hat ein dünnes Fenster 30, über dem eine Gruppe von Festkörper-Detektorkomponenten 52When used in hospitals, the gamma camera according to the invention provides an image representation of the Gamma radiation in the patient. Figure 1 shows an enlarged Schematic representation of the examination area 10 with the Skull region 12 of a patient who has been administered a radioactively labeled drug. This drug accumulated especially in the areas to be examined. Radiation thus goes from the skull area 12 of the on a mounting platform H located patient. The head part or the housing 16 of the gamma camera is located above the area 12. From the sides of the housing 16, mounting flanges 18 and 20 extend outwardly, which are rotatably attached to a not shown are connected to Haiterungsvorrichtung can. Housing 16 also forms a holder for a vacuum chamber 22, which is supported by an upper chamber plate 24 and a lower chamber plate 26 is limited. These chamber plates are connected to one another via an angled side flange 28 connected. The lower plate 26 is preferably made of aluminum and has a thin window 30, over which a group of solid state detector components 52
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angebracht ist. Gruppe 32 int im Betrieb mit dem Kühlarra 4 eines Uy st eins zur Einregelung der Umgebungstemperatur verbunden, das eine in sich abgeschlossene Tiefkühl-Einheit 36 umfaßt. In der Kammer 22 wird das Vakuum mit Hilfe einer Ionenpumpe 38 aufrecht erhalten; die Pumpe ist mit der Klihleinheit 36 an der oberen Platte 24 zum direkten Anschluß an Kammer 22 angebracht; Platte 24 kann beispielsweise aus rostfreiem otahl hergestellt sein. Die Kammer 22 wird zunächst mit einer Absorptionspumpe evakuiert, der die Ionenpumpe zur weiteren Druckverringerung und zur Aufrechterhaltung eines Karamerdrucks von ίθ~ Torr oder weniger folgt,is appropriate. Group 32 int in operation with the Kühlarra 4 of a Uy st one for regulating the ambient temperature connected, which is a self-contained freezer unit 36 includes. The vacuum is maintained in the chamber 22 with the aid of an ion pump 38; the pump is with the Cooling unit 36 on top plate 24 for direct connection attached to chamber 22; Plate 24 can be made of stainless steel, for example. The chamber 22 is first evacuated with an absorption pump, which the ion pump for further pressure reduction and maintenance follows a karamer pressure of ίθ ~ Torr or less,
In der Kammer 22 sind Vorverstärkerstufen, beispielsweise Peldeffdct-Transistoren 40 angebracht, die an einer zwischen Kühlarm 34 und Jeitenflansch 2b verlaufenden Platte befestigt sind. An Platte 40 tritt damit beim Betrieb ein Temperaturgradient auf, der bestimmte ideale Temperaturverhältnisoe für den Betrieb der Verstärkerstufen schafft. Die Ausgänge dieser Utufen sin.1 an die in einem Gehäuse untergebrachten, nachfolgenden Schaltungen angeschlossen, über die durch Kabelrohr 46 und Kabel 4B eine Verbindung zu weiteren, außerhalb des Kamera-Kopfs gelegenen Schaltungen hergestellt ist. Zur Aufrechterhaltung der richtigen Betriebsverhältnisse wird Kammer 22 im allgemeinen auf eine Temperatur von etwa 77 K gehalten, während die auf Platte 42 montierten Feldeffekt-Transistoren 40 auf 130 0K gehalten werden, um Betrieb mit geringem Rauschen zu erzielen.In the chamber 22, preamplifier stages, for example Peldeffdct transistors 40, are attached, which are fastened to a plate extending between the cooling arm 34 and the Jeitenflansch 2b. A temperature gradient thus occurs at plate 40 during operation, which creates certain ideal temperature ratios for the operation of the amplifier stages. The outputs of these Utufen sin.1 are connected to the downstream circuits accommodated in a housing, via which a connection to further circuits located outside of the camera head is established through cable pipe 46 and cable 4B. In order to maintain proper operating conditions, chamber 22 is generally maintained at a temperature of about 77 K while the field effect transistors 40 mounted on plate 42 are maintained at 130 ° K for low noise operation.
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Außerhalb des Fenster- Ί5Ο ist ein auf die Detektor-Gruppe 32 ausgerichteter Kollimator 50 angebracht. Beim Betrieb der Kamera wird die von Quelle 12 ausgehende Strahlung zunächst durch Kollimator 50 räumlich aufgeteilt oder "räumlich kodiert" durch Dämpfung oder Unterdrückung der nicht in Achsrichtung verlaufenden Strahlung als falsche Bildinformation. Die durch Kollimator 50 gehende Strahlung fällt auf Detektor-Gruppe 32 auf und ein bedeutender Teil der Strahlung wird in diskrete Ladungen oder Bildsignale umgesetzt. Detektor-Gruppe 32 ist so ausgebildet, daß sie diese Signale an Widerstandsketten und die in Kammer 22 angebrachten Vorverstärkerstufen 40 verteilt, sodaß Eingangssignale entstehen, die die räumliche Bildinformation längs der üblichen Koordinatenachsen sowie die Energieniveaus der Strahlung kennzeichnen. Diese Information wird dann, wie schematisch durch Kabel 48 angedeutet, Filterschaltungen und Logikschaltungen zugeführt, die ein Bild der bestmöglichen Auflösung und Wiedergabetreue erzeugen. In Bezug auf Wiedergabetreue soll zum Beispiel nur die wahre Bildinformation von dem abgebildeten Organ entnommen werden. Die Information sollte der theoretischen Abbildungsgenauigkeit des Kamera-Systems möglichst nahekommen, die durch die Geometrie der Detektor-Gruppe 32 und des Kollimators 50 sowie durch die aioh aus den elektronischen Filter- und Steuereinheiten des Systems ergebenden Einschränkungen gegeben ist.Outside the window Ί5Ο is one on the detector group 32 aligned collimator 50 attached. At the During operation of the camera, the radiation emanating from the source 12 is first spatially split or divided by the collimator 50 "Spatially coded" by attenuating or suppressing the radiation not running in the axial direction as incorrect Image information. The radiation passing through collimator 50 is incident on detector group 32 and a significant part the radiation is converted into discrete charges or image signals. Detector group 32 is designed so that they These signals are distributed to resistor chains and the preamplifier stages 40 installed in chamber 22, so that input signals arise which longitudinally convey the spatial image information the usual coordinate axes as well as the energy levels of the radiation. This information is then how indicated schematically by cable 48, filter circuits and logic circuits fed to provide a picture of the best possible Generate resolution and fidelity. With regard to fidelity, for example, only the true picture information should taken from the organ shown. The information should be of theoretical accuracy of the camera system come as close as possible, due to the geometry of the detector group 32 and the collimator 50 as well as through the aioh from the electronic filter and Control units of the system resulting restrictions is given.
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Die Raumverteilung des Bildes und die Energieniveaus darstellenden Signale werden über Leitung 40 zunächst einen Block 52 für antisymmetrische Summation und Ableitung der Energieniveauo zugeführt, wie weiter unten noch beschrieben, betrifft die in Block 52 durchgeführte Summation die Ladungen, die an Widerstände oder Widerstandsnetzwerke an der Detektor-G-ruppe 32 geschickt werden; dadurch werden diskrete Signale oder Ladungswerte erhalten, die der Lage von Bildelementen entsprechen. Die Schaltungen im Block 52 erzeugen ferner ein Signal, das die der räumlichen Information zuzuordnenden Energieniveaus darstellt. Die Ausgangssignale des Blocks 52 werden dem Block 54 fur filternde Verstärkung und finergiediskrimination zugeführt. Block 54 wird von einem Block 56 fur logische Steuerungsfunktionen gesteuert und spricht auf Eingangssignale an, um das System parallel und seriell Rauschkomponenten anzupassen durch Gaußsche Verstärkung oder die Erzeugung von trapezförmigen Impulsen, die der räumlichen Lage von Bildbits oder Bildsignalen entsprechen. Die Energieniveaus der ankommenden Signale werden ausgewertet durch einen Mehrkanal-Analysator, der seinerseits von den logischen Schaltungen 56 gesteuert wird, um Energie-Durchlaübereiche für die empfangenen Daten zu schaffen. Signale, die oberhalb bzw. unterhalb vorgegebener Energieniveaus liegen, werden als falsch angesehen und unterdrückt. Die in Blocks 54 und 56 analysierten Signale kommen an Block 5& zur Darstellung der Information und zu ihrem Auslesen. BlockThe spatial distribution of the image and the signals representing the energy levels are initially transmitted via line 40 Block 52 for antisymmetric summation and derivation of the Energy level supplied, as described below, the summation carried out in block 52 relates to the charges on resistors or resistor networks on the detector group 32 are sent; this creates discrete signals or obtain charge values corresponding to the position of picture elements. The circuits in block 52 also generate a Signal that represents the energy levels that can be assigned to the spatial information. The output signals of the block 52 are assigned to block 54 for filtering gain and energy discrimination fed. Block 54 is controlled by a logic control function block 56 and speaks on input signals to the system in parallel and in series Adjust noise components by Gaussian amplification or the generation of trapezoidal pulses, which the correspond to the spatial position of image bits or image signals. The energy levels of the incoming signals are evaluated by a multi-channel analyzer, which in turn is controlled by the logic circuits 56, to determine energy flow ranges for the data received. Signals that are above or below specified energy levels are considered false and suppressed. The signals analyzed in blocks 54 and 56 come to block 5 & to display the information and to read it out. block
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58 umfaßt beispielsweise verschiedenartige Anzeigeschirme, Vorrichtungen zur Bildaufzeichnung, beispielsweise Photoapparate mit sofortiger Bildentwicklung, Anzeigevorrichtungen für die Strahlung, usw., die sämtlich von der Bedienungsperson in Betrieb genommen werden können.58 includes, for example, various display screens, Image recording devices such as cameras with instant image development, radiation indicators, etc., all by the operator can be put into operation.
Um die nun folgende, detaillierte Beschreibung der Kollimatorstruktur 50 zu erleichtern, wird zunächst die Ausbildung einer Einzelkomponente in der Detektor-Gruppe 32 unter Bezugnahme auf die Figur 2 beschrieben. Die daran anschließende Beschreibung und v/eitere Figuren verdeutlichen die Beziehungen zwischen derartigen Impedanznetzen und ihren Ersatzschaltungen bei der Zusammenschaltung mit einer mehrkomponentigen Detektor-Gruppe. Figur 2 ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung einer Komponente 60 einer Detektor-Gruppe; Detektor-Komponente 60 kann aus hochreinem p-Germanium hergestellt werden durch Aufbringung eines η-Kontakts auf einer Seite und eines p-Kontakts auf der gegenüberliegenden Seite eines rechteckigen ebenen Kristalls. Das aus hochreinem Germanium bestehende Gebiet 62 des Kristalls stellt damit ein Eigenleitungsgebiet zwischen dem Gebiet der p-Kontakte 64 und dem Gebiet der n-Kontakte 66 dar. Eine Verarmung an Elektronen und Löchern findet im Eigenleitungsgebiet 62 der p-i-n-Deoektor-Komponenten statt, wenn eine Vorspannung an die Kontakte angelegt wird. Rillen 68a-68c sind auf einer Seite in das p-Kontaktgebiet geschnitten, sodaß sich Streifen von isoliertem p-Halbleitermaterial ergeben. Auf der gegen-To the detailed description of the collimator structure that follows To facilitate 50, the formation of an individual component in the detector group 32 is first referred to on the figure 2 described. The subsequent description and other figures clarify the relationships between such impedance networks and their equivalent circuits when interconnected with a multi-component Detector group. Figure 2 is an enlarged perspective view of a component 60 of a detector array; Detector component 60 can be made from high purity p-germanium are made by applying an η-contact on one side and a p-contact on the opposite side of a rectangular flat crystal. The area 62 of the crystal, which consists of high-purity germanium, is set The area of intrinsic conduction between the area of the p-contacts 64 and the area of the n-contacts 66. A depletion of electrons and pitting takes place in the intrinsic region 62 of the p-i-n deodorant components when a bias is applied the contacts is created. Grooves 68a-68c are cut into the p-contact area on one side so that stripes are formed of isolated p-type semiconductor material. On the opposite
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überliegenden Seite der Detektor-Komponente sind in ähnlicher Weise durch Rillen 7Oa-7Oc senkrecht verlaufende n-Halbleiterctreifen geschaffen. Aufgrund dieser Geometrie wird Detektor-Komponente 60 zumeist als orthogonaler Streifendetektor oder als Detektor-Komponente einer orthogonalen Streifenanordnung bezeichnet. Die Elektrodenstreifen an den gegenüberliegenden Oberflächen der Komponenten 60 sind an äußere Widerstandsnetze 72, 74 zur Ladungsaufteilung angeschlossen. Widerstandsnetzwerk 72 besteht aus in Reihe geschalteten Widerständen 76a-76e, die an den Verbindungsstellen über Leitungen 78a-78d mit den orthogonalen Streifen verbunden sind. Die gegenüberliegenden Enden des Netzwerks 72 enden in Vorverstärkerstufen 80 und 32, deren Ausgänge 84 bzw. 86 räumliche Ausgangsdaten liefern, die dem Block 52 für Summation und Ableitung der Energieniveaus zugeführt werden. Es ergibt sich damit ein Koordinaten-Ausgangssignal, beispielsweise ein y-Achsen-Signal.The opposite side of the detector component are similarly n-semiconductor strips running vertically through grooves 70a-70c created. Due to this geometry, detector component 60 is mostly used as an orthogonal stripe detector or referred to as the detector component of an orthogonal strip arrangement. The electrode strips on the opposite Surfaces of the components 60 are connected to external resistance networks 72, 74 for charge sharing. Resistor network 72 consists of series-connected resistors 76a-76e, which are connected to the connection points via lines 78a-78d connected to the orthogonal strips. Opposite ends of the network 72 terminate in preamplifier stages 80 and 32, the outputs 84 and 86, respectively, of which supply spatial output data which are sent to the block 52 for summation and derivation of the Energy levels are supplied. This results in a coordinate output signal, for example a y-axis signal.
In ähnlicher Weise besteht Netzwerk 74 aus in Reihe geschalteten Widerständen 88a-o8e, deren Verbindungsstellen über Leitungen 9Oa-9Oe mit den Elektrodenstreifen auf der Oberfläche 66 verbunden sind. Zusätzlich ergeben Vorverstärkerstufen 92 und 94 in Leitungen 96 bzw. 98 Ausgangssignale, die Raumkoordinaten betreffende Daten oder Bildinformation in Richtung der x-Achse bzw. einer zu den Ausgängen des Netzwerks 72 senkrechten Achse darstellen.Similarly, network 74 consists of series connected resistors 88a-o8e, their junctions via lines 9Oa-9Oe with the electrode strips on the Surface 66 are connected. In addition, preamplifier stages 92 and 94 produce output signals in lines 96 and 98, respectively. data or image information relating to the spatial coordinates in the direction of the x-axis or an axis perpendicular to the outputs of the network 72.
Nach Einstellung der richtigen Vorspannung an Detektor-Komponente 60 in der in US-Patent 3 761 711 beschriebenen WeiseAfter setting the proper bias on detector component 60 in the manner described in U.S. Patent 3,761,711
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löst jedes in der Detektor-Komponente absorbierte Photon Ionisation aus, bei der Elektron-Loch-Paare gebildet werden. Die hierbei erzeugten Ladungen werden an den senkrecht zueinander angebrachten Elektrodenstreifen mit einer Vorspannung gesammelt und fließen dann an die entsprechenden Verzweigungspunkte der Impedanz-Netze 12 und 74 ab. Eine Ladungsaufteilung findet entsprechend dem Eingangswiderstand gegenüber dem eine virtuelle Erdung darstellenden Eingang des zugeordneten Vorverstärkers statt. Die ladungsempfindlichen Vorverstärker integrieren damit über die angesammelte Ladung und ergeben einen der Ladung proportionalen Spannungsimpuls. Bezeichnet man die Ladungswerte, die den AuLgangssignalen an den Ausgängen 98 und 96 des Netzes 74 entsprechen, mit Q1 bzw. Q2, und die den Signalen in Ausgangsleitungen 84 und 86 dee Netzes 72 entsprechenden Ladungen mit Q-* und Q., so lassen sich die oben erwähnten Punktionen der Summierung und Ableitung der Energieniveaus für die räumlichen Daten und Energiedaten aufstellen. Die x-Koordinatenlage jeder in der senkrechten Streifengeometrie befindlichen Diode ist proportional zu Q1 und Q2 und zur Differenz dieser Werte, d.h. zu Q1 - Q2; die y-Koordinatenlage ist proportional zu Q-, und Q. und zu deren Differenz, d.h. (Q^ - Q,). Die Energie des einfallenden Gamma-ütrahls is proportional zu Q1 und Q2 und (Q, + Q.) sowie zu (Q1 + Q2) - (Q5 + Q4) oder (Q3 + Q4) - (Qi + Q2)* wie oben erwähnt, werden die Detektor-Gruppe 32 und die zugeordnetenEach photon absorbed in the detector component triggers ionization, in which electron-hole pairs are formed. The charges generated in this way are collected with a bias voltage on the electrode strips attached perpendicular to one another and then flow off to the corresponding branch points of the impedance networks 12 and 74. Charge sharing takes place in accordance with the input resistance with respect to the input of the assigned preamplifier, which represents a virtual grounding. The charge-sensitive preamplifiers integrate over the accumulated charge and produce a voltage pulse proportional to the charge. If the charge values corresponding to the output signals at the outputs 98 and 96 of the network 74 are denoted by Q 1 and Q 2 , respectively, and the charges corresponding to the signals in output lines 84 and 86 of the network 72 by Q- * and Q., so the above-mentioned punctures of the summation and derivation of the energy levels for the spatial data and energy data can be set up. The x-coordinate position of each diode located in the vertical strip geometry is proportional to Q 1 and Q 2 and to the difference between these values, ie to Q 1 - Q 2 ; the y-coordinate position is proportional to Q-, and Q. and to their difference, ie (Q ^ - Q,). The energy of the incident gamma ray is proportional to Q 1 and Q 2 and (Q, + Q.) as well as to (Q 1 + Q 2 ) - (Q 5 + Q 4 ) or (Q 3 + Q 4 ) - ( Qi + Q 2 ) * as mentioned above, the detector group 32 and the associated
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Verstärkerstufen in einem tiefgekühlten Bereich betrieben, um wideretandsrauschen und ähnliche Rauscheffekte auf niedrigen Werten zu halten.Amplifier stages operated in a deep-freeze area to reduce resistance noise and similar noise effects to keep low values.
ühe die räumliche Auflösung der auf den Eingang der Gamma-Kamera auftreffenden Gamma-Strahlung betrachtet wird, werden typische Eigenschaften der einfallenden Strahlung behandelt. In Figur 3 ist der zu untersuchende Körperbereich 100 des Patienten schematisch dargestellt. Im Bereich 100 befindet sich ein durch Radioaktivität markiertes Gebiet 102 in dem der Zerfall von radioaktiven Nachweissubstanzen Photonen freisetzt, die dann den Körper des Patienten durchdringen und von ihm nach außen abgestrahlt werden. Eine räumliche Auswahl wird unter diesen Photonen mit Hilfe de3 Kollimators 50 getroffen; die Photonen werden einzeln durch Detektor-Komponente 60 nachgewiesen und tragen zur Ausbildung des Bildes bei. Die Ausbreitungsrichtungen von sieben derartiger Photonen sind dargestellt und mit a-g bezeichnet, um die Punktion darzustellen, die das Kamera-System zunächst auszuführen hat. Kollimator 50 hat zur Aufgabe, die Photonen aufzunehmen, die fast senkrecht zum Detektor verlaufen, da die derart ausgesandten Strahlen die richtige Bildinformation liefern. Diese Photonen sind durch die Strahlen a und b dargestellt, die direkt in den Kollimator 50 hineingehen; in der Detektor-Komponente 60 ergeben diese Photonen eine Wechselwirkung und einen Energieaustausch. Photonenstrahl c hat insofern nicht die richtige Richtung, als erühe the spatial resolution of the gamma radiation hitting the input of the gamma camera is considered, typical properties of the incident radiation are dealt with. In Figure 3 is the body area to be examined 100 of the patient is shown schematically. In area 100 there is an area marked by radioactivity 102 in which the decay of radioactive detection substances releases photons, which then penetrate the patient's body and be radiated outwards from it. A spatial selection is made among these photons with the help of de3 Hit collimator 50; the photons are detected individually by detector component 60 and contribute to the formation of the picture. The directions of propagation of seven such photons are shown and denoted by a-g, to show the puncture that the camera system has to perform first. The job of collimator 50 is to capture the photons that are almost perpendicular to the detector, as the rays emitted in this way provide the correct image information deliver. These photons are represented by rays a and b which go directly into collimator 50; in the detector component 60, these photons result in an interaction and an exchange of energy. Photon beam c is not in the right direction in that he
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nicht senkrecht zum Detektor verläuft· Pur die richtige Bildauflösung stellt dieser Strahl eine falsche Information dar, die, wie schematisch dargestellt, unterdrückt werden sollte. Streuung im Kollimator 50 oder die Durchdringung der Kollimatorwände durch Photonen führt zu nichtgebündelten Photonen, d.h. zu den Strahlen d und e, die ebenfalls den Detektor erreichen. Der Strahl f bedeutet Compton-Streuung im Körper des Patienten. Diese Streuung vermindert die Photonen-Energie und kann eine rückläufige Strahlrichtung zur Folge haben, sodaß die Kamera-Geometrie und der Kollimator 50 derartige Photonen wieder als Bildinformation aufnehmen können. Da die Detektor-Komponente 60 und die zugeordneten Schaltungen sowohl die räumliche Lage als auch die Energie jedes vom Kollimator aufgenommenen Photons messen, kann das abbildende System immer noch die falsche Information abweisen. Palis beispielsweise Compton-Streuung eines Photons entweder im Patienten oder im Kollimator stattfindet, kann die Energie des Photons soweit verringert worden sind, daß das Photon vom Energie-Durchlaßbereich des Systems nicht durchgelassen wird. Photonenstrahl g stellt eine Situation dar, in der die Absorption durch Komponente 60 ungenügend ist, sodaß der einfallende Photonenstrahl zwar richtige Information darstellt, jedoch nicht mit dem Detektor in Wechselwirkung kommt. Jedes der Tausende von Photonen mit der vollen Energie, die vom Detektor absorbiert werden, wird schließlich an der ihmdoes not run perpendicular to the detector · Pur the correct one Image resolution, this beam represents incorrect information which, as shown schematically, is suppressed should. Scattering in the collimator 50 or the penetration the collimator walls by photons leads to unbundled photons, i.e. to rays d and e, which also reach the detector. The ray f means Compton scattering in the patient's body. This spread is reduced the photon energy and can result in a retrograde beam direction, so that the camera geometry and the Collimator 50 such photons again as image information be able to record. Since the detector component 60 and the associated circuits both the spatial location as also measure the energy of each photon picked up by the collimator, the imaging system can still use the wrong one Reject information. Palis, for example, Compton scattering of a photon takes place either in the patient or in the collimator, the energy of the photon can be reduced to that extent that the photon is not allowed to pass through the energy pass band of the system. Photon beam g represents a situation where the absorption by component 60 is insufficient so that the incident photon beam represents correct information, but does not interact with the detector. Each of the Thousands of photons with the full energy that are absorbed by the detector will eventually pass to it
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entsprechenden Stelle einer Abbildungsvorrichtung, beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre, angezeigt und trägt damit zu einem Bild der Quellenverteilung im Gebiet 102 des Patienten bei. Der Wert der Gamma-Kamera als Untersuchungsinstrument hängt direkt vom Bildauflösungsvermögen ab.corresponding location of an imaging device, for example a cathode ray tube, displayed and thus contributes to an image of the source distribution in area 102 of the patient. The value of the gamma camera as a research tool depends directly on the image resolution.
Das Auflösungsvermögen des Gamma-Kamerasystems hängt sehr stark von der Bündelung ab, die durch Kollimator 50 am Eingang der Kamera geschaffen wird. Kollimator 50 ist im allgemeinen ein Melirkanal-Kollimator mit parallelen Löchern, und seine Betriebswerte hängen von den geometrischen Abmessungen, dem den Kollimator aufbauenden Material und dem Herstellungsverfahren ab. Figuren 4a-4c zeigen schematisch die Geometrie des Kollimators 50 im Zusammenhang mit den Photonenstrahlen und der räumlichen Intensitätsverteilung über die Raumachse der Detektor-Komponente 60. Figur 4b zeigt die Verteilung der Photonenintensität in der Mittelebene 60' des Detektors, wie sie durch eine linienförmige Strahlungsquelle im Abstand B von der außenseitigen Endebene des Kollimators 50 erzeugt wird. Die Lage der Quelle ist mit MLW gekennzeichnet; der Quellpunkt L wird für die vorliegende Analyse auf einer Ebene 104 angenommen, die parallel zur von den Außenenden des Kollimators 50 definierten Sbene und ebenfalls parallel zu der von den Innenenden definierten Ebene sowie der von der Mitte 60' des Detektors 60 definierten Ebene gelegen ist. Die in Figur 4b dargestellteThe resolving power of the gamma camera system depends very much on the focus created by the collimator 50 at the entrance to the camera. Collimator 50 is generally a melee channel collimator with parallel holes and its operational values depend on the geometrical dimensions, the material making up the collimator and the method of manufacture. FIGS. 4a-4c schematically show the geometry of the collimator 50 in connection with the photon beams and the spatial intensity distribution over the spatial axis of the detector component 60. FIG is generated at the distance B from the outer end plane of the collimator 50. The location of the source is marked with M L W ; The source point L is assumed for the present analysis on a plane 104 which is parallel to the plane defined by the outer ends of the collimator 50 and also parallel to the plane defined by the inner ends and the plane defined by the center 60 'of the detector 60. The one shown in Figure 4b
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Intensitätsverteilung der Photonen kommt unter der Annahme zustande, daß der Kollimator 50 ortsfest ist. In Figur 4a wird andrerseits angenommen, daß sich Kollimator 50 während der Belichtung durch Photonen bewegt und damit eine rechteckige Intensitätsverteilung der Photonen erzeugt, Die Lage des Wertes "R" gibt eine Auflösung an, die voller Breite beim halben Intensitätsmaximum entspricht. Diese räumliche Auflösung oder Lageauflösung des Kamera-Systems läßt sich in verschiedener Weise definieren. Die voller Breite beim halben Maximum entsprechende Auflösung wird aus der Überlegung erhalten, daß, wenn ein sehr kleiner Fleck von Strahlung an der Objektebene abgeht, das Bild im allgemeinen ein unscharfer Fleck mit einer in Radialrichtung abnehmenden Intensität ist. Die Lageauflösung wird dann definiert als der doppelte Radialabstand, in dem die Intensität den halben Wert der Intensität am Mittelpunkt hat.The intensity distribution of the photons comes about under the assumption that the collimator 50 is stationary. In On the other hand, it is assumed in FIG. 4a that collimator 50 moves during the exposure by photons and thus moves a rectangular intensity distribution of the photons is generated. The position of the value "R" indicates a resolution that is fuller Width at half the intensity maximum. This spatial resolution or position resolution of the camera system can be defined in different ways. The resolution corresponding to full width at half maximum will be obtained from the consideration that if a very small spot of radiation emanates from the object plane, the image im is generally a fuzzy spot with a decreasing intensity in the radial direction. The position resolution is then defined as twice the radial distance in which the intensity is half the value of the intensity at the center point Has.
Betrachtet man die ähnlichen Dreiecke EFG und LMN in Figur 4c, so sieht man, daß sich die Auflösung des Kollimators 50 in allgemeiner Form ausdrücken läßt alsIf one looks at the similar triangles EFG and LMN in FIG. 4c, one sees that the resolution of the collimator 50 can be expressed in general terms as
Rc = j£-(A +B+C) (1)R c = j £ - (A + B + C) (1)
worin A die Kollimatordicke, A£ die effektive Kollimatordicke infolge Eindringens in die Trennwand, B den Abstand zwischen Quelle und Kollimator, G den Abstand von der Mittelebene des Detektors zum Kollimator und D den effektivenwhere A is the collimator thickness, A £ the effective collimator thickness as a result of penetration into the partition, B the distance between the source and the collimator, G the distance from the center plane of the detector to the collimator and D the effective
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Durchmesser jedes Kanals im Mehrkanal-Kollimator bezeichnen.Designate the diameter of each channel in the multichannel collimator.
Der effektive Durchmesser D wird als die Quadratwurzel der Querschnittsfläche eines Kollimatorkanals multipliziert mit 1,131 definiert.The effective diameter D is multiplied as the square root of the cross-sectional area of a collimator channel defined with 1.131.
Die effektive Kollimatordicke ist in etwa gegeben durchThe effective collimator thickness is roughly given by
in der /i(E) den Dämpfüngskoeffizienten des Kollimatormaterials bei der Photonen-Energie E bezeichnet·in der / i (E) the damping coefficient of the collimator material at the photon energy E denotes
Die Trennwände im Kollimator müssen bei einem gegebenen Kollimator-Material ausreichend dick ausgeführt werden, um die Anzahl der Photonen oder Gamma-Strahlen zu reduzieren, die in einen bestimmten Kanal eintreten, dessen Trennwand durchdringen, und durch den benachbarten Kanal oder durch eine andere Kanalöffnung austreten. Ein derartiger Photonenstrahl ist in Figur 4c mit UV bezeichnet. Hierbei läuft der Photonenstrahl durch die Begrenzung der Dicke T eines Kollimatorkanals längs einer Strecke W in der Trennwand, die es ermöglicht, daß der Strahl in dem dem anfänglichen Eintrittskanal benachbarten Kanal austritt. Der Anteil der Photonen, die die Strecke UV zurücklegen und in die Trennwand eindringen, ist gegeben durch den eindringenden Bruchteil} The partition walls in the collimator must be made sufficiently thick for a given collimator material to reduce the number of photons or gamma rays entering a particular channel, its dividing wall penetrate, and exit through the adjacent channel or through another channel opening. Such a beam of photons is denoted by UV in FIG. 4c. Here the photon beam runs through the limitation of the thickness T of a Collimator channel along a distance W in the partition that allows the beam in the initial Entrance channel adjacent channel exits. The proportion of photons that travel the distance UV and enter the partition penetrate, is given by the penetrating fraction}
P = exp( -m(E)W) (3)P = exp (-m (E) W) (3)
Dem Stand der Technik entsprechend wird der Kollimator so aufgebaut, daß der eindringende Bruchteil P weniger als 5$ ausmacht« In diesem Zusammenhang wird auf die folgendeAccording to the prior art, the collimator is constructed so that the penetrating fraction P is less than $ 5 matters «In this context, reference is made to the following
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XX. H.O. Anger, "Radioisotope Cameras" ("Radioiso topen-Kameras") , Instrumentation in Nuclear Medicine, red. v. G.J. Hine, Vol. 1, Academic Press, New York, S. 485-552, 1967. Der minimale Trennwandabstand W ergibt sich aus denXX. HO Anger, "Radioisotope Cameras"("RadioisotopeCameras"), Instrumentation in Nuclear Medicine , red. v. GJ Hine, Vol. 1, Academic Press, New York, pp. 485-552, 1967. The minimum partition wall distance W results from the
ähnlichen Dreiecken IJK und UVY ungefähr als:similar triangles IJK and UVY roughly as:
W - „_AT (a) W - "_ AT (a)
W - 21) + T U' W - 21) + T U '
wobei angenommen wurde, daß A größer als 2D + T ist, und T wie oben angegeben die Dicke der Trennwand bezeichnet. Wenn man Gleichungen (3) und (4) auflöst, so erhält man für die Dicke T der Trennwand:where it was assumed that A is greater than 2D + T and T denotes the thickness of the partition wall as indicated above. If one solves equations (3) and (4), one obtains for the thickness T of the partition wall:
/UE)A + InP KJJ / UE) A + InP KJJ
Der durch Gleichung (5) definierte T-Wert stellt die minimale Trennwanddicke des Kollimators 50, die benötigt wird, um einen bestimmten eindringenden Bruchteil P der Strahlen zu erhalten, dar.The T value defined by equation (5) converts the minimum bulkhead thickness of the collimator 50 required to obtain a certain penetrating fraction P of the rays.
Der geometrische WirkmgipsaA des Kollimatora ist definiert als das Verhältnis der Anzahl der Gamma-Strahlen oder Photonen, die durch den Kollimator durchgehen, zur Anzahl der Gamma-Strahlen oder Photonen, die von der Quelle emittiert werden. Mit Hilfe der Kollimator-Parameter läßt sich der Wirkungsgrad ausdrücken als:The geometrical effect of the collimator is defined as the ratio of the number of gamma rays or Photons passing through the collimator, the number of gamma rays or photons emitted by the source will. With the help of the collimator parameters, the efficiency can be expressed as:
wobei K = 0,238 im Falle hexagonal angeordneter, runderwhere K = 0.238 in the case of hexagonally arranged, round ones
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Löcher und k = 0,282 im Falle quadratischer Löcher oder Kammern in einer quadratischen Anordnung.Holes and k = 0.282 in the case of square holes or Chambers in a square arrangement.
Wie oben angegeben, hängt der Wert eines Gamma-Kamera-Bildsystems bei klinischen Untersuchungen sehr stark vom guten Auflösungsvermögen ab. Mit der optimalen Bildauflösung, die sich erzielen läßt, ist der Kollimator dann so auszuführen, daß sich der höchstmögliche Wirkungsgrad bei gegebener Auflösung ergibt. Für die Herstellung des Kollimators sind ein geringer Anteil von in die Trennwände eindringender Strahlung und die tatsächlichen Herstellungskosten die entscheidenden Gesichtspunkte. Aus den oben angegebenen Gleichungen (1) und (6) für die Auflösung des Kollimators und den geometrischen Wirkungsgrad folgt, daß bei steigender Auflösung der Wirkungsgrad des Kollimators abnimmt. Es wurde festgestellt, daß ein Mehrkanal-Kollimator mit parallelen Löchern und mit quadratischem Querschnitt der Kanäle eine vorzuziehende Geometrie darstellt. Beim Vergleich dieser Geometrie mit Kollimatorkanälen aus runden Löchern, secheeckig gebündelten Gruppen oder sechseckig gebündelten RohranOrdnungen mit gleichartigen Abmessungen ergibt sich, daß das Auflösungsvermögen gleich bleibt, daß jedoch der Wirkungsgrad der vorzugsweise verwendeten Kanalanordnung mit quadratischem Querschnitt 1,4 Mal größer ist als im Falle der runden Löcher, während der Wirkungsgrad der sechseckig zusammengefaßten Rohrbündel einen Zwischenwert zwischen diesen beiden Wirkungsgraden einnimmt. WegenAs stated above, the value of a gamma camera imaging system depends in clinical examinations, it depends very much on the good resolving power. With the optimal image resolution, which can be achieved, the collimator is then designed so that the highest possible efficiency with a given resolution. For the manufacture of the collimator, a small proportion of the partitions are used penetrating radiation and the actual production costs are the decisive factors. From the above Equations (1) and (6) for the resolution of the collimator and the geometric efficiency it follows that at as the resolution increases, the efficiency of the collimator decreases. It was found that a multi-channel collimator with parallel holes and with a square cross-section of the channels is a preferable geometry. At the Comparison of this geometry with collimator channels made of round holes, hexagonal bundled groups or hexagonal bundled pipe arrangements with similar dimensions the result is that the resolution remains the same, but that the efficiency of the channel arrangement preferably used with a square section is 1.4 times larger than in the case of the round holes, while the efficiency the hexagonal tube bundle assumes an intermediate value between these two degrees of efficiency. Because
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des maximalen Wirkungsgrads bei der gewünschten Auflösung wird deswegen die Kammerausführung mit quadratischem Lochquerschnitt vorzugsweise verwendet.The chamber design with a square hole cross-section is therefore of maximum efficiency at the desired resolution preferably used.
Geeignete Materialien zur Herstellung des Kollimators sollen hohe Dichte und eine hohe Atomzahl haben. So eignen sich besonders Wolfram, Tantal und Blei. Die Hauptbedingung, die an das Material zu stellen ist, ist, daß es eine kurze freie Weglänge bei der interessierenden Photonen-Energie hat. Bei dem zweckmäßigen Energiewert von HO keV beträgt die freie Weglänge 0,3 mm in Wolfram, 0,38 mm in Tantal, und 0,041 mm in Blei. Bei einer Wahl, die auf der freien Weglänge zur Strahlungsdämpfung beruht, stellt damit Wolfram das günstigste Material für den Kollimator dar. Bisher hat jedoch die schlechte Verarbeitbarkeit dieser Materialien zur Ausscheidung von Wolfram und/oder Tantal für die Herstellung derartiger Kollimatoren geführt. Pur die Herstellung von Mehrkanal-Kollimatoren mit runden Kanalquerschnitten sind Wolfram und Tantal zu schwierig bzw. zu teuer für Bohrarbeiten, und secheckig zusammengefaßte Anordnungen mit solchen Querschnitten werden deshalb im allgemeinen aus Blei hergestellt. Andere Ausführungsformen aus diesen an sich zweckmäßigen Materialien können nicht in der üblichen Welse durch Dreh- und Formarbeiten hergestellt werden, und die Herstellungskosten sind selbst bei sehr hochwertigen Kameras, für die derartige Kollimatoreinheiten vorgesehen sind, zu hoch.Suitable materials for manufacturing the collimator should have a high density and a high atomic number. So suitable especially tungsten, tantalum and lead. The main condition what has to be done about the material is that it has a short free path at the photon energy of interest. With the appropriate energy value of HO keV, the free path is 0.3 mm in tungsten, 0.38 mm in tantalum, and 0.041 mm in lead. In the case of a choice based on the free path length for radiation attenuation, tungsten thus represents the cheapest material for the collimator. So far, however, the poor workability of these materials led to the precipitation of tungsten and / or tantalum for the production of such collimators. Pure production of multi-channel collimators with round channel cross-sections, tungsten and tantalum are too difficult or too expensive for Drilling work and hexagonal assemblies with such cross-sections are therefore generally made of lead manufactured. Other embodiments of these per se Appropriate materials cannot be used in the usual catfish are made by turning and molding, and the manufacturing costs are even with very high quality cameras, for which such collimator units are provided, too high.
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Bei der vorzugsweisen Ausführungsform wird ein Kollimator mit quadratischen Löchern verwendet, der sich aus dem besonders günstigen Wolfram herstellen läßt. Der perspektivisch in Figur 5 dargestellte Kollimator besteht aus Gruppen nebeneinander angeordneter, paralleler Kanäle, deren Seiten einen quadratischen Querschnitt jedes Kanals ergeben. Die Kanäle haben parallele Innen- und Außenseiten und ihre Achsen sind senkrecht zu den Seitenflächen. Die in Figur 5 dargestellte, besonders zweckmäßige quadratische Struktur läßt sich aus den oben erwähnten, vorzuziehenden Materialien Wolfram oder Tantal herstellen, die 3ich mit den üblichen Bearbeitungsverfahren nur schwer verarbeiten lassen. Die Kollimatoranordnung 50 wird aufgebaut aus mehreren rechteckigen Tafelabschnitten in der Art des in der Figur 6 dargestellten Kollimatorteils 114. Aus Figur 5 ist ersichtlich, daß das Teil 110 eine flache, rechteckige Tafel der Höhe h darstellt, die der gewünschten Kollimatordicke A entspricht. Von einer Kante des Teils 110 verlaufen mehrere, in regelmäßigen Abständen angebrachte, parallele Schlitze 112 nach innen. Diese Schlitze haben die Höhe h/2 und einen Abstand, der eine Entfernung D + T von einer Mitte zur nächsten Mitte ergibt; die Breite der Schlitze beträgt T + e, wobei e die Fertigungstoleranz bezeichnet. Wenn mehrere der Teile 110 und 114 abwechselnd in Vertikalrichtung umgedreht in die entsprechenden Schlitze 112 bzw. 116 eingesetzt werden, läßt sich der gesamte Kollimator derIn the preferred embodiment, a collimator is used used with square holes, which can be made from the particularly cheap tungsten. The perspective The collimator shown in Figure 5 consists of groups of parallel channels arranged next to one another, the sides of which give a square cross-section of each channel. The channels have parallel inner and outer sides and their axes are perpendicular to the side faces. The particularly useful square one shown in FIG Structure can be made of the above-mentioned, preferable materials tungsten or tantalum, which 3ich with the common processing methods are difficult to process. The collimator assembly 50 is made up of several rectangular panel sections in the manner of the collimator part 114 shown in FIG It can be seen that the part 110 is a flat, rectangular panel of height h which corresponds to the desired collimator thickness A. Extending from one edge of part 110 a plurality of regularly spaced parallel slots 112 inwardly. These slots have the height h / 2 and a distance giving a distance D + T from one center to the next center; the width of the slots is T + e, where e denotes the manufacturing tolerance. if several of the parts 110 and 114 alternately inverted in the vertical direction into the corresponding slots 112 and 116, respectively are used, the entire collimator of the
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gewünschten Größe ohne schwierige Ausformverfahren zusammensetzen. Die Breite der Schlitze 112 und 116 kommt der Breite jedes der Teile der Gruppe nahe, doch sind kontrollierbare Fertigungstoleranzen zugelassen. Unter der Annahme, daß die Bedingungen für das Auflösungsvermögen erfüllt sind, kann man die Abstände der regelmäßig verteilten Schlitze in den Teilen so wählen, daß diese Abstände den Mittelpunktsabständen des Elektrodenstreifens einer Detektor-Komponente 60 oder einem Vielfachen dieses Abstands entsprechen, sodaß die Trennwände des Kollimators 50 auf die im Detektor angebrachten Rillen ausgerichtet werden können. Verfahren zur Ausbildung der Schlitze 112 und 116 sind bekannt. Insbesondere lassen sich für diesen Zweck chemische Verfahren bzw. chemische Bearbeitungsverfahren verwenden. Hierbei wird eine Wachsmaske auf den zu bearbeitenden Tafeln angebracht, wobei die zu entfernenden Abschnitte nicht abgedeckt werden. Die Tafeln werden dann Ätzmitteln, die zur Ausbildung der Schlitze führen, ausgesetzt. Nach einer entsprechenden Reinigung sind die Tafelabschnitte für den verhältnismäßig einfachen Zusammenbau des ganzen Kollimators fertig. Die chemischen Bearbeitungsverfahren ermöglichen außerdem die Einhaltung der Toleranzen bei der Herstellung der Schlitze. Wenn die dargestellte Kollimatorstruktur aus dem als optimal anzusehenden Wolfram-Blechmaterial hergestellt wird, ergibt sich eine berechenbare Verbesserung von 35-4096 im Wirkungsgrad des Kollimators gegenüber sechseckigdesired size without difficult molding process. The width of the slots 112 and 116 comes from Width of each of the parts of the group is close, but controllable manufacturing tolerances are allowed. Under the assumption, that the conditions for the resolving power are met, one can see the distances between the regularly distributed slots in Choose the parts so that these distances correspond to the center-to-center distances of the electrode strip of a detector component 60 or a multiple of this distance, so that the partitions of the collimator 50 on those mounted in the detector Grooves can be aligned. Methods for forming the slots 112 and 116 are known. In particular chemical processes or chemical processing processes can be used for this purpose. Here a wax mask is applied to the panels to be processed, the sections to be removed not being covered will. The panels are then exposed to etchants which result in the formation of the slots. After a corresponding cleaning are the panel sections for the relatively simple assembly of the entire collimator done. The chemical processing methods also enable the tolerances in production to be adhered to the slots. If the collimator structure shown is off the tungsten sheet material, which is considered to be optimal, results in a calculable improvement of 35-4096 in the efficiency of the collimator compared to hexagonal
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zusammengefaßten Bleikollimator-Anordnungen gleicher Größe mit runden Löchern, oder eine Verbesserung von 50-dO^ in Beaug auf das Eindringen in die Trennwand sowie eine Verbesserung von durchschnittlich 596 in Bezug auf das geometrische Auflösungsvermögen. Die Herstellung des Kollimators und die Kollimatorstruktur als solche ergeben mehrere Vorteile gegenüber bekannten Kollimatorstrukturen. Zu den Vorteilen gehören die bessere Abschirmung, die Wolfram ergibt, eine vereinfachte Konstruktionsform und damit ein vereinfachter Zusammenbau, und der maximale geometrische Wirkungsgrad der Kammer mit den quadratischen Löchern. Beim Zusammenbau entstehen notwendigerweise kleine Lücken an den Punkten, an denen sich die Trennwände in der fertigen Kollimator-Struktur überschneiden. Diese Lücken ergeben sich aus den Toleranzen, die für das Zusammensetzen und das Ineinanderpassen der Trennwände benötigt werden. Die Auswirkungen, die die durch diese Lücken fließende Gamma-Strahlung hat, dürfen nicht übersehen werden.combined lead collimator arrangements of the same size with round holes, or an improvement of 50-dO ^ in Beaug of penetration into the partition as well as one Improvement of an average of 596 in terms of geometric Resolving power. The manufacture of the collimator and the collimator structure as such result in several Advantages over known collimator structures. The benefits include the better shielding that tungsten gives, a simplified form of construction and thus a simplified assembly, and the maximum geometric efficiency the chamber with the square holes. When assembling, there are necessarily small gaps at the points where the partitions intersect in the finished collimator structure. These gaps result from the Tolerances required for the assembly and fitting of the partition walls. The effects, which has the gamma radiation flowing through these gaps, must not be overlooked.
Wie oben erwähnt, wird eine Durchdringung der Trennwand von 5°/o oder weniger der einfallenden G-amma-Strahlung für den Bau des Kollimators vorgeschrieben. Der Durchlaßfaktor eines bestimmten Kollimatoraufbaus sollte den gleichen Parameter im Interesse des einheitlichen Systemaufbaus zugeschrieben bekommen. Wenn die geometrischen Verhältnisse des ungünstigsten Falles betrachtet werden, lassen sich die niedrigsten Toleranzwerte für das Ineinanderpassen der WändeAs mentioned above, a partition wall penetration of 5% or less of the incident G-amma radiation is required for the construction of the collimator. The transmission factor of a certain collimator structure should be assigned the same parameter in the interest of a uniform system structure. If the geometrical relationships of the worst case are considered, the lowest tolerance values for the fitting of the walls can be found
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bei einem bestimmten Abstand der Quelle zum Kollimator ableiten. Entsprechende Betrachtungen zeigen, daß die Schlitztoleranzen zweckmäßigerweise nicht mehr als 0,025 mm und vorzugsweise noch weniger als dieser Wert betragen sollten, soweit dies mit dem tatsächlichen Herstellungsvorgang vereinbar ist.derive at a certain distance from the source to the collimator. Corresponding considerations show that the Slot tolerances expediently not more than 0.025 mm and preferably even less than this value should be, insofar as this is compatible with the actual manufacturing process.
Bei der bisherigen Beschreibung des Zusammenwirkens des Kollimators 50 mit der Detektorgruppe 3^ wurde nicht der Einfluß diskreter Elektrodenstreifen des Detektors auf die endgültige Bildauflösung betrachtet. Es wurde festgestellt, daß aufgrund ihrer geometrischen Anordnung Orthogonalstreifen-Detektoren ohne entsprechende Korrekturen Parallelfrequenz-Komponenten in den Ausgangssignalen des Systems ergeben. In einem rein linearen System wurden beispielsweise die Ausgangssignale der Kamera Komponenten mit den gleichen Raumfrequenzen wie die Eingangssignale enthalten, wobei höchstens der Kontrast reduziert sein könnte. Figuren 7a-7c dienen zur Erläuterung des Parallelbezeichnungseffekts und zeigen unter anderem eine beispielhafte, schematische Darstellung eines Streifenelektroden-Detektors 130. In dieser Darstellung des ungünstigsten Falles ist kein Kollimator eingesetzt und die Auflösung der Elektronik beträgt weniger als die Breite eines Streifens. Die in Figur 7a dargestellte Quellenverteilung läßt sich z.B. mit drei diskreten, gebündelten Punktquellen herstellen, die in gleichen Abständen vom 1,5-fachen derIn the previous description of the interaction of the collimator 50 with the detector group 3 ^ was not the influence of discrete electrode strips of the detector on the final image resolution is considered. It was determined, that due to their geometric arrangement, orthogonal stripe detectors without corresponding corrections Parallel frequency components in the output signals of the System. In a purely linear system, for example, the output signals from the camera would become components with the same spatial frequencies as the input signals included, whereby at most the contrast could be reduced. FIGS. 7a-7c serve to explain the parallel designation effect and show, inter alia, an exemplary, schematic representation of a strip electrode detector 130. In this worst case representation, no collimator is used and the resolution electronics is less than the width of a strip. The source distribution shown in Figure 7a leaves produce e.g. with three discrete, bundled point sources, which are at equal intervals of 1.5 times the
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Streifenbreite angebracht sind. Der reziproke Wert des periodischen Abstands der dargestellten Komponenten wird mit ν bezeichnet. Die dargestellte Quellenverteilung hat die primären Frequenzkomponenten V1 = 0 und V0 = 2v /3. Diese Art von Eingangssignalen von der Quelle wird im vorliegenden Fall betrachtet, da hierbei die drei dem Parallelbezeichnungseffekt verstärkenden Eigenschaften vorliegen, nämlich ein periodisches Eingangssignal, 100$ Kontrast und ein hohes Signal:Rauseh-Verhältnis.Strip width are attached. The reciprocal value of the periodic distance between the components shown is denoted by ν. The source distribution shown has the primary frequency components V 1 = 0 and V 0 = 2v / 3. This type of input signal from the source is considered in the present case because it has the three properties that reinforce the parallel designation effect, namely a periodic input signal, 100 $ contrast and a high signal: noise ratio.
Figur 7b zeigt einen Abschnitt eines Streifenelektroden-Detektors 130, dessen Rillen im Rillengebiet auf die in Figur 7a dargestellte, die Eingangssignale liefernde Verteilung ausgerichtet sind. Das eindimensionale räumliche Bild, das sich beispielsweise mit einem Mehrkanal-Analysator erhalten läßt, ist in Figur 7c als Kurve 132 eingetragen. Das entsprechende Bild, das sich bei Verwendung eines die Eingangssignale auflösenden Kollimators ergibt, d.h. das Bild, das sich mit einem die Anti-Parallelbezeichnungsbedingung erfüllenden Detektorstreifen und mit einem parallelbezeichnungsfreien Elektronik-Kanal erzielen läßt, ist mit 134 bezeichnet und zeigt keine Komponenten, die vom Parallelbezeichnungseffekt herrühren.FIG. 7b shows a section of a strip electrode detector 130, the grooves of which in the groove area correspond to those shown in FIG 7a, the distribution delivering input signals are aligned. The one-dimensional spatial image that can be obtained, for example, with a multichannel analyzer, is entered as curve 132 in FIG. 7c. The corresponding Image that results when using a collimator that resolves the input signals, i.e. the image that results with a detector strip that fulfills the anti-parallel designation condition and with a non-parallel designation Electronics channel can be achieved is denoted by 134 and shows no components from the aliasing effect originate.
Aus der Betrachtung der den Parallelbezeichnungseffekt verdeutlichenden Kurve 132 folgt, daß die vier niedrigsten Raumfrequenzen die folgenden sind:From consideration of the curve 132 illustrating the labeling effect, it follows that the four lowest Room frequencies are the following:
1) eine Komponente bei ν = 0, d.h. eine Komponente der1) a component at ν = 0, i.e. a component of the
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Frequenz Null, die den Durchschnittswert der vier Spitzen darstellt;Frequency zero, which is the average of the four peaks;
2) eine Komponente bei ν = 2vg/3, die die Frequenz gleich dem Reziproken des Abstands zwischen zwei der äußeren Spitzen und die Mittelstellung der beiden inneren Spitzen angibt;2) a component at ν = 2v g / 3 which gives the frequency equal to the reciprocal of the distance between two of the outer peaks and the center position of the two inner peaks;
3) eine Komponente bei ν = ν , die die dem Reziproken des Abstands zwischen jeder der vier Spitzen gleichen Frequenz entspricht; und3) a component at ν = ν that is the frequency equal to the reciprocal of the distance between each of the four peaks is equivalent to; and
4) eine Komponente bei ν = ν /3, deren Frequenz gleich ist dem Reziproken des Abstands zwischen den beiden äußeren Spitzen.4) a component at ν = ν / 3 whose frequency is the same is the reciprocal of the distance between the two outer peaks.
Die ersten beiden Komponenten sind die Grundfrequenz-Komponenten der Quelle, während die zweiten zwei Komponenten Parallelbezeichnungskomponenten der Grundquellen-Komponenten sind und sich um die erste Harmonische der Streifenfrequenz als Mittelpunkt gruppieren.The first two components are the fundamental frequency components of the source, while the second two components Identical components of the basic source components are and are the first harmonic of the fringe frequency group as a center.
Figuren 8a-8d dienen zur Vorbereitung der Erläuterung des typischen Raumfrequenzverhaltens einer eindimensionalen Gamma-Kamera und zeigen die Modulationsübertragungsfunktion (MTF). Wie im einzelnen in der oben angeführten Literaturstelle III beschrieben, ist die Modulationsübertragungsfunktion ein Maß der räumlichen Auflösung, da sie sich für lineare Systeme definieren läßt und die Form einer Linienverteilungsfunktion berücksichtigt. Diese Beschreibung des räumlichen Ansprechverhaltens erhält ihre Rechtfertigung aus der Tatsache, daß jedes Objekt und sein Bild durch dieFIGS. 8a-8d serve to prepare the explanation of the typical spatial frequency behavior of a one-dimensional Gamma camera and show the modulation transfer function (MTF). As in detail in the literature cited above III is the modulation transfer function a measure of spatial resolution, as it can be defined for linear systems and the form of a line distribution function considered. This description of the spatial response behavior is justified from the fact that every object and its image through the
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Amplituden und Phasen der entsprechenden Raumfrequenz-Komponenten beschrieben werden können. Die Modulationsübertragungsfunktion ist ein Haß der Wirksamkeit, mit dem die Ilodulation oder der Kontrast bei jeder Frequenz vom Bildsystem vom Objekt auf das Bild übertragen werden. Damit stellt die I-Iodulationsübertragungsfunktion das Analogon des zeitabhängigen Frequenzverhaltens eines Verstärkers oder Filters dar. In Figuren 8a-8d ist die Modulationsübertragungsfunktion gegen die Raumfrequenz ν für eine Reihe von Stufen in einer Gamma-Kamera aufgezeichnet, bei der der Parallelbezeichnungsei'fekt nicht berücksichtigt wird. Figur da stellt eine Modulationsübertragungsfunktion eines Kollimators mit einer Auflösung von 1,331 bei voller Breite am halben Maximum dar, d.h. die einige hochfrequente Komponenten einschließende Verteilungskurve stellt das an den Halbleiter-Detektor der Kamera übertragene Signal dar. Figur üb zeigt das Spektrum der Ausgangsfrequenzen des Detektors, wie es die Raumkanälen zugeordneten Elektronikschaltungen des Kamera-Systems sehen. Es liegt ein vom Parallelbezeichnungseffekt hervorgerufenes Spektrum vor, d.h. am Ausgang erscheinen das Frequenzspektrum der Eingangesignale verteilt um die Frequenz Null und zusätzliche Seitenbänder der primären Eingangskomponente verteilt um ganzzahlige Vielfache des Streifenabstands oder der Abtastfrequenz, v_ = 1/1. Figur 8c zeigt die Modulationsübertragungsfunktion der elektronischen Einrichtungen des Systems, d.h. die Übertragungs-Amplitudes and phases of the corresponding spatial frequency components can be described. The modulation transfer function is a hatred of effectiveness with which the Ilodulation, or the contrast at each frequency, from the imaging system transferred from the object to the image. The I-iodulation transfer function is thus the analogue of time-dependent frequency response of an amplifier or filter. In Figures 8a-8d is the modulation transfer function plotted against the spatial frequency ν for a series of levels in a gamma camera, at which the Parallel designation is not taken into account. figure da represents a modulation transfer function of a collimator with a resolution of 1.331 at full width am half of the maximum, i.e. the distribution curve including some high-frequency components represents that of the semiconductor detector the signal transmitted by the camera. Figure above shows the spectrum of the output frequencies of the detector, as seen by the electronic circuits of the camera system assigned to the room ducts. There is a dearth of naming effect generated spectrum, i.e. the frequency spectrum of the input signals appear distributed at the output around the frequency zero and additional sidebands of the primary input component distributed by integer multiples of the stripe spacing or the sampling frequency, v_ = 1/1. Figure 8c shows the modulation transfer function of the electronic equipment of the system, i.e. the transfer
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funktion der Rauinkanälen zugeordneten Schaltungen, während Figur öd das Produkt der Werte der Modulationsübertragungafunktion der Kurven der Figuren üb und 8c darstellt. Die Kurve der Figur üd zeigt damit, wie das Gesamtsystem auf die Raumfrequenzen anspricht, wobei falsche Raumfrequenzen in die Modulations übertragungsfunktion des üystems eingeführt werden, die in der Figur als Erhöhung im Frequenzbereich etwas unterhalb ν eingezeichnet sind.function of the circuits associated with the rough channels, while Figure öd is the product of the values of the modulation transfer function of the curves of Figures 6b and 8c. The curve of the figure thus shows how the overall system responds to the spatial frequencies, with incorrect spatial frequencies introduced into the modulation transfer function of the system which are shown in the figure as an increase in the frequency range slightly below ν.
Aus einem Vergleich mit Figuren 9a-9d ersieht man die Wirkung der eingesetzten Korrektur auf den Kollimatoraufbau und die Kollimatorstruktur der vorliegenden Erfindung. Kollimator 50 ist so konstruiert, daß er ein Vorfilter für die Modulationsübertragungsfunktion darstellt, das die vom Detektor 32 aufgenommenen Raumfrequenzen auf Werte kleiner als ν /2 begrenzt. Figur 9a zeigt, daß die Modulationsübertragungsfunktion des Kollimators auf den Wert Null bei ν /2 im Spektrum kommt. Die Konstruktion gewährleistet damit, daß die Eingangsgrundfrequenzen und die Frequenz der ersten Harmonischen um ν sich nicht überlappen; diese Bedingung ist in Figur 9b erreicht, die das Frequenzspektrum der Parallelbezeichnung darstellt. Letzteres Frequenzspektrum wird von den elektronischen Nachweiseinrichtungen der Kamera am Detektor abgenommen und weiterverarbeitet. Die den Raumkanälen zugeordneten elektronischen Schaltungen vervollständigen das Filter zur Unterdrückung der Parallelbezeichnung, da sie gewährleisten, daßA comparison with FIGS. 9a-9d shows the effect of the correction used on the collimator structure and the collimator structure of the present invention. Collimator 50 is designed to be a pre-filter for represents the modulation transfer function that the Spatial frequencies recorded by the detector 32 are limited to values smaller than ν / 2. Figure 9a shows that the modulation transfer function of the collimator comes to the value zero at ν / 2 in the spectrum. The construction ensures so that the fundamental input frequencies and the frequency of the first harmonic do not overlap around ν; this condition is achieved in FIG. 9b, which shows the frequency spectrum of the parallel designation. The latter The frequency spectrum is picked up by the electronic detection devices of the camera on the detector and processed further. The electronic circuits assigned to the room channels complete the suppression filter the alias because they ensure that
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keine Kaumfrequenzen größer ν /2 an das Abbildungssystem der Kamera übertragen werden. Diese Naohfilterung ist in figur 9c dargestellt. Das Gesamtergebnis der in Figuren 9b und 9c dargestellten Modulationsübertragungsbedingungen ist in Figur 9d dargestellt, aus der man beim Vergleich mit der entsprechenden Figur Sa erkennt, daß der Parallelbezeichnungseffekt eliminiert wurde.no bar frequencies greater than ν / 2 are transmitted to the imaging system of the camera. This near filtering is shown in FIG. 9c. The overall result of the modulation transmission conditions shown in FIGS. 9b and 9c is shown in FIG. 9d, from which, when compared with the corresponding FIG. Sa, it can be seen that the parallel designation effect has been eliminated.
Für die Betrachtung der vom Kollimator ausgeführten Vorfilterung bzw. Korrektur bei der Unterdrückung des Parallelbezeichnungseffekts folgt aus den obigen Ausführungen, daß die Auflösung einer mit einem Orthogonalstreifen-Germanium-Detektor arbeitenden Gamma-Kamera gegeben ist durch das Auflösungsvermögen des Kollimators, die Streifenbreite und daa Auflösungsvermögen der Anzeigeschaltungen der Raumkanäle. Pur den Kollimator wird angenommen, daß er eine Gaußsche ±mnktverteilung und die räumliche Auflösung R der vollen Breite beim halben Maximum hat. Der R -Wert sollte gleich oder größer als 1,7*1 sein, wobei 1 den Abstand von Mittelpunkt zu Mittelpunkt der Detektor-Streifen in einer Richtung des Detektors bezeichnet. Im einzelnen ist die Ableitung dieses Werts in der folgenden Veröffentlichung behandelt: XXI. J.W. Steidley et al., "The Spatial Frequency Response of Orthogonal Strip Detectors" ("Raumfrequenzverhalten orthogonaler Streifen-Detektoren"), IEEE Trans. Nucl. Sei., Februar 1976. Bei der Betrachtung der spezifischen Konstruktionspara-For the consideration of the pre-filtering or correction carried out by the collimator in the suppression of the parallel designation effect, it follows from the above that the resolution of a gamma camera working with an orthogonal stripe germanium detector is given by the resolution of the collimator, the stripe width and the resolution the display circuits of the room channels. The collimator is assumed to have a Gaussian ± mnkt distribution and the spatial resolution R of the full width at half the maximum. The R value should be equal to or greater than 1.7 * 1, where 1 denotes the distance from center to center of the detector strips in one direction of the detector. The derivation of this value is discussed in detail in the following publication: XXI. JW Steidley et al., "The Spatial Frequency Response of Orthogonal Strip Detectors", IEEE Trans. Nucl. Sci., February 1976. When considering the specific design parameters
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meter der erfindungsgemäüen Kollimatoranordnung ist zu bedenken, daß das Auflösungsvermögen R geometrisch in Form der oben angegebenen Gleichung (1) abgeleitet wurde· Setzt man den idealen Wert Ί,7·1 ein, der für das Vorfiltern zur Unterdrückung der Parallelbezeichnung bestimmt wurde, so laut sich die erfindungsgemäße Kollimatoranordnung beschreiben. Der Kollimator wird durch den folgenden Ausdruck definiert:meter of the inventive collimator arrangement is closed consider that the resolving power R has been derived geometrically in the form of equation (1) given above If the ideal value Ί, 7 · 1 is used for the pre-filtering was determined to suppress the parallel designation, according to the collimator arrangement according to the invention describe. The collimator is defined by the following expression:
1·7β1 * <7> 1 * 7β1 * < 7 >
Der Kollimator läßt sich ferner mit Gleichung (5) für die Dicke der Trennwand definieren, sobald die Werte des in Gleichung (7) definierten Parameters bestimmt worden sind. Bei gegebener Kollimatorauflösung Rn und den in der oben angegebenen Weise beschriebenen geometrischen Parametern kann der in Gleichung (£) angegebene geometrische Wirkungsgrad | zur Maximierung der Kollimatorwerte herangezogen werden. Ferner ist zu beachten, daß durch Unterdrückung von Frequenzen oberhalb von ν /2 den Beiträgen der Eingangssignale zum Parallelbezeiohnungseffelct Rechnung getragen wird. \ The collimator can also be defined for the thickness of the partition wall using equation (5) once the values of the parameter defined in equation (7) have been determined. With a given collimator resolution R n and the geometrical parameters described in the above-mentioned manner, the geometrical efficiency given in equation (£) | can be used to maximize the collimator values. It should also be noted that by suppressing frequencies above ν / 2, the contributions of the input signals to the paralleling effect are taken into account. \
Wie bereits oben erwähnt, ist, abgesehen von der JSingangsgeometrie, das Auflösungsvermögen des orthogonalen, lageempfindlichen Streifen-Detektors begrenzt durch das Rauschen des Detektors und des Netzwerks zur Ladungsaufteilung. Das Rauschen des Systems muß deshalb im Zusammenhang mit der Minimalisierung seiner Wirkung auf das Auflö-As already mentioned above, apart from the input geometry, the resolution of the orthogonal, position-sensitive strip detector is limited by the Noise from the detector and the charge sharing network. The system noise must therefore be related with the minimization of its effect on the dissolution
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sungnvermögen betrachtet werden; die entsprechenden Effekte müssen so behandelt werden, da U sich die gewünschte Abbildung ergibt. Im allgemeinen ist anzunehmen, daß das Widerstandsnetzwerk die hauptsächliche Rauschquelle im elektronischen Kaumkanal des Systems darstellt, während das vom Detektorstrom durchflossene Widerstandsnetzwerk die hauptsächliche Rauschquelle im Energiekanal des Systems bildet. Aus der v/eiteren Beschreibung folgt noch, daß das Raumkanalrauschen ein elektrisches Parallelrauschen ist, während das Energiekanalrauschen ein elektrisches Reihenrauschen ist. In der folgenden Beschreibung wird das Rauschverhalten im Zusammenhang mit der in Figur 2 dargestellten Detektorkomponente zur verbesserten und vereinfachten Darstellung beschrieben. In späteren Abschnitten der folgenden Beschreibung wird jedoch das Steuersystem der Kamera im Zusammenhang mit der Gruppe von Detektor-Komponenten beschrieben.inability to be considered; the corresponding effects must be treated in such a way that U results in the desired mapping. In general it can be assumed that the resistor network is the main source of noise in the system's electronic hard channel, while the vom Detector current flowing through the resistor network is the main source of noise in the energy channel of the system. From the further description it follows that the space channel noise is an electrical parallel noise, while the Energy channel noise is electrical series noise. In the following description, the noise behavior in Connection with the detector component shown in FIG. 2 for an improved and simplified illustration described. In later sections of the following description, however, the control system of the camera will be related with the group of detector components described.
Die zufälligen Schwankunegn der Ausgangsspannung des Vorverstärkers bilden das Rauschen, wenn keine äußere Erregung des Vorverstärkers vorliegt. Erzeugt werden die Rauschsignale durch Fehler in den Eingangseinrichtungen des Vorverstärkers, die thermische Bewegung der Ladungsträger in den Widerständen und dem Detektormaterial und Fehlstellen in der Kristallstruktur des Detektors. Figur 10 zeigt ein Ersatzschaltbild für das Rauschen der Detektorkomponenten. Von dem Detektor-Restatrom i^ des Modells wird angenommen, daß er aus einzelnen Elektronen und Löchern besteht, dieThe random fluctuations in the output voltage of the preamplifier form the noise when there is no external excitation of the preamplifier is present. The noise signals are generated by errors in the input devices of the preamplifier, the thermal movement of the charge carriers in the resistors and the detector material and imperfections in the crystal structure of the detector. FIG. 10 shows an equivalent circuit diagram for the noise of the detector components. From the detector residual atom i ^ of the model it is assumed that that it consists of individual electrons and holes that
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durch die Sperrschicht des Detektors laufen. Derartige Slektronen-Loch-Paare werden thermisch in der Sperrschicht erzeugt. Widerstände, die parallel zur Eingangskapazität C des Systems liegen, ergeben Wärmerauschen, das von der Kapazität integriert wird und als Stufenfunktion am .Eingang des Vorverstärkers auftritt. Die Eingangskapazität des Systems ergibt sich aus den parallelen Streukapazitäten am Eingang des Vorverstärkers und seinem Rückkopplungskondensator. Zu diesem Rauschen tragen der Vorwiderstand für die hohe Spannung, der Rückkoppüngswiderstand des Vorverstärkers und der Widerstand des Detektormaterials als Widerstandskomponenten bei. Bei einem Widerstandsnetzwerk zur Aufteilung der Ladung liegt ein Teil des Teilerwiderstands Rj. parallel zur Kapazität des Detektors. Da RD kleiner als 100 Kiloohm ist, stellt Rj. eine wesentliche Rauschquelle dar. Das von Widerständen, die mit der Kapazität des Detektors in Reihe geschaltet sind, erzeugte thermische Rauschen erscheint als Delta-Punktion an den Vorverstärkern. Bei Systemen für Spektroskopie wird dieser Widerstand so gering wie möglich gehalten, und die Rauschquelle wird vernachlässigt. Das von der Eingangsstufe des Vorverstärkers erzeugte Rauschen wird von einem Widerstand R nachge-run through the barrier of the detector. Such electron-hole pairs are generated thermally in the barrier layer. Resistances that are parallel to the input capacitance C of the system result in heat noise that is integrated by the capacitance and occurs as a step function at the input of the preamplifier. The input capacitance of the system results from the parallel stray capacitance at the input of the preamplifier and its feedback capacitor. The series resistor for the high voltage, the feedback resistor of the preamplifier and the resistance of the detector material as resistance components contribute to this noise. In the case of a resistor network for dividing the charge, part of the divider resistor Rj. Is parallel to the capacitance of the detector. Since R D is less than 100 kilohms, Rj. Represents a significant source of noise. The thermal noise generated by resistors connected in series with the capacitance of the detector appears as a delta puncture on the preamplifiers. In systems for spectroscopy, this resistance is kept as low as possible and the source of noise is neglected. The noise generated by the input stage of the preamplifier is reproduced by a resistor R
eqeq
bildet. Nicht dargestellt in Figur 10 ist das Funkelrauachen, das von Strukturveränderungen und Oberflächeneffekten am leitenden Material der Eingangsstufe des Vorverstärkers herrührt. Diese Rauschkomponente wird im allgemeinen alsforms. Not shown in Figure 10 is the sparkling smoke, that of structural changes and surface effects on the conductive material of the input stage of the preamplifier originates. This noise component is commonly called
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unv/esentlich angesehen.viewed unbelievably.
Da die oben erwähnten Rauschquellen eine gleichmäßige soektrale Leistungsdichte haben, wird eine Filterung durch Bandbreitenbegrenzung oder Impulsformung im allgemeinen als für die Haximierung des Signal-Rausch-Verhältnisses des oysterns angemessen gehalten. Wie oben erwähnt, lassen sich zwei Haupttypen von Kauschquellen angeben, wobei das Parallelrauochen aus der Ladung der Elektronen herrührt, die von der Kapazität des Eingangskreises integriert werden, und Serienrauschen von der Ladung des Elektronenflusses stammt, der nicht von der Eingangskapazität integriert wird. Diese Rauachquellen sind miteinander verknüpft in Bezug auf die Filterung, da bei Verminderung der einen Rauschquelle die andere stärker wird. Die hochfrequente Rauschkomponente wird im allgemeinen als Serienrauschen betrachtet, während die niederfrequente Rauschkomponente als Parallelrauschen angesehen wird. Wie im einzelnen in den obigen Veröffentlichungen beschrieben, wurde festgestellt, daß sich die Energieauflösung und die räumliche Auflösung des Kamera-Ljystems durch Verwendung von Gaußschen und Gaußschen Trapez-Rauschfilternchaltungen optimieren lassen.Since the above-mentioned noise sources have a uniform solar power density, filtering is carried out Bandwidth limiting or pulse shaping in general as for maximizing the signal-to-noise ratio of the oysterns kept reasonable. As mentioned above, two main types of throbbing sources can be specified, with the parallel smelling originates from the charge of the electrons, which are integrated by the capacitance of the input circuit, and Series noise comes from the charge of the electron flow that is not integrated by the input capacitance. These Noise sources are linked with one another with regard to the filtering, since when one noise source is reduced the other gets stronger. The high frequency noise component is generally regarded as series noise while the low-frequency noise component is regarded as parallel noise. As in detail in the above publications described, it was found that the energy resolution and the spatial resolution of the camera system by using Gaussian and Gaussian trapezoidal noise filter circuits have it optimized.
Figur 11 zeigt eine Schaltung der Detektor-Komponente 60 und des Widerstandsnetzes der Figur 2. Die diskreten Teile dea Detektor-Systems und das Ausleseverfahren ergeben sich aus der Figur, in der dargestellt ist, daß sich mit diskreten Kondensatoren eine η χ η-Gruppe aufbauen läßt.FIG. 11 shows a circuit of the detector component 60 and the resistor network of FIG. 2. The discrete parts of the detector system and the selection process result can be seen from the figure in which it is shown that an η χ η group can be built up with discrete capacitors.
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Jede Zeile und Spalte wird definiert durch die Ladung, die am Ende der Widerstandsketten gemessen wird. Die Elektronen-Loch-Paare, die bei der Wechselwirkung eines Gamma-Strahls mit dem Detektor gebildet werden, werden an gegenüberliegenden Oberflächen gesammelt. Eine Ladung gelangt in das Widerstandsnetzwerk und fließt an Anschlüsse A oder B (C oder D) entsprechend dem Widerstand zwischen dem Eingangspunkt und dem virtuellen Erdanschluß jedes Vorverstärkers (Figur 2). Der Schnittpunkt der Spalte mit der Zeile definiert die Lage der Diode, an die die Energie des Gamma-Strahls abgegeben wurde. Die Figur zeigt einzelne Kondensatoren, die die Eigenkapazität des Detektors darstellen sollen. Wenn die in der Figur dargestellten Widerstandsnetzwerke in die Betrachtungen einbezogen werden, ergibt sich, daß eine bestimmte Zeitkonstante oder ein bestimmter Zeitabschnitt für jede einfallende Ladung benötigt wird, damit diese einen Ladungsabfluß an die Ausgangsklemmen der Widerstandsketten darstellen kann. Das System muß deshalb ein geeignets .Zeitintervall oder eine Zeitkonstante tp liefern, die es erlaubt, daß die Ladung abfließt und dadurch keine Fehler bei der Zusammenfassung der Information gemacht werden. Man kann annehmen, daß der Detektor und jede der Widerstandsketten in diesen Impedanznetzen das Ansprechverhalten einer ausgebreiteten Leitung haben; die Zeit, in der die Ausgangsimpulse des Vorverstärkers den Spitzenwert erreichen, variiert in Abhängigkeit vom OrtEach row and column is defined by the charge measured at the end of the resistor chains. The electron-hole pairs which are formed when a gamma ray interacts with the detector, are located on opposite sides Surfaces collected. A charge enters the resistor network and flows to terminals A or B (C or D) corresponds to the resistance between the input point and the virtual ground connection of each preamplifier (Figure 2). The intersection of the column and the row defines the position of the diode to which the energy of the Gamma ray was emitted. The figure shows individual capacitors that represent the self-capacitance of the detector should. If the resistor networks shown in the figure are included in the considerations, it follows that a certain time constant or a certain period of time is required for each incident charge so that this can represent a discharge of charge to the output terminals of the resistor chains. The system must therefore supply a suitable time interval or time constant tp that allows the charge to flow away and thus no errors are made when summarizing the information. One can assume that the detector and each of the chains of resistors in these impedance networks have a propagated line response; the time it takes for the output pulses from the preamplifier to peak varies depending on the location
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χ , an dem der einfallende Gamma-otrahl eine Wechselwirkung mit dem Detektor hat. Aufgrund der momentanen übertragung der Ladung Q am Ort xQ ergibt aich für die Ausgangsspannung jedes Vorverstärkers (Figur 2)ßχ at which the incident gamma ray interacts with the detector. Due to the instantaneous transfer of the charge Q at the location x Q , the output voltage of each preamplifier (FIG. 2) is ß
V(0,xo,t) = fl^(i - X0A -((7l|-sin(niwxoA)exp(-m2fr2t/rI))) (β)V (0, x o , t) = fl ^ (i - X 0 A - (( 7l | - s in (niwx o A) exp (-m 2 fr 2 t / r I) )) (β)
1 m=1 1 m = 1
V(L,xo,t) = ^(X0A +2.in|rco3(m/i)sin(m7CxoA)exp(-mVt/r;D)) (9)V (L, x o , t) = ^ (X 0 A +2. In | rco3 (m / i) sin (m7Cx o A) exp (-mVt / r ; D )) (9)
v/obei C- die Rückkopplungskapazität (ausgedrückt in Farad) eines Vorverstärkers bezeichnet; L bedeutet eine bestimmte lineare Abmessung des Detektors; T bezeichnet die Zeitkonstante des Detektors (d.h. f = 2R^C,,) ; χ kennzeichnet den Ort der v/echselwirkung; und m bezeichnet die Üummationsvariable. v / ob at C- the feedback capacitance (expressed in farads) denotes a preamplifier; L denotes a certain linear dimension of the detector; T denotes the time constant of the detector (i.e., f = 2R ^ C ,,); χ indicates the place of the mutilation; and m denotes the ummation variable.
Es folgt aus Gleichtungen (b) und (9), daß für eine ZeitIt follows from equations (b) and (9) that for a time
t ? Γ^/2 (10)t? Γ ^ / 2 (10)
d.h. einer für die Erzeugung des Ausgangssignals benötigten Zeit, die äquivalent der halben Zeitkonstante des Detektors ist, der Wert von V(0,x ,t) nur um 1% vom Endwert für alle xQA < 0.95 abweicht und daß V(L,xQ,t) bis auf 1$ des Endwerts für alle xQA > 0.05 angewachsen ist. Mit anderen Worten, der von den Verzögerungseffekten des Systems erzeugte Fehler sinkt auf 1$ innerhalb der halben Zeitkonstante Γ des Detektors ab, was die Energie des Vorverstärkerausgangssignals angeht.i.e. a time required to generate the output signal, which is equivalent to half the time constant of the detector, the value of V (0, x, t) only deviates by 1% from the final value for all x Q A <0.95 and that V (L, x Q , t) has grown to 1 $ of the final value for all x Q A> 0.05. In other words, the error created by the delay effects of the system drops to 1 $ within half the time constant Γ of the detector in terms of the energy of the preamp output signal.
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Wenn man die Ausgangssignale des einen Vorverstärkers des Netzwerks, d.h. eines Vorverstärkers für den Ort χ = L, vom entsprechenden Ausgangssignal für den Ort χ = O abzieht, d.h. fürIf you look at the output signals of a preamplifier of the network, i.e. a preamplifier for the location χ = L, subtracts from the corresponding output signal for the location χ = O, i.e. for
C)
V(O,X0,t) - V(L1X0,t) = ^(1 - 2xo/L -C)
V (O, X 0 , t) - V (L 1 X 0 , t) = ^ (1 - 2x o / L -
ODOD
^ A2)) (11)^ A 2 )) (11)
kommt man zu den folgenden Peststellungen. Gleichung (11) zeigt, daß, wenn die räumliche Lage der einfallenden Information sich von 0 nach L verschiebt, sich die resultierende Ausgangsspannung von einem positiven Einheitswert auf einen negativen Einheitswert ändert. Mit anderen Worten, das von der oben angegebenen Signalsubtraktion erhaltene Ausgangssignal reicht von +Qo/C-f bei χ = 0 zu -Qo/Cf bei χ = L. Das Signal ist damit doppelt so groß wie bei der früher vorgeschlagenen Sammeltechnik mit einem Vorverstärker. Die ungeradzahligen Glieder der Summe verschwinden, wodurch die Zeit verringert wird, die zum Erreichen des Spitzenwerts benötigt wird. Die durch Gleichung (11) definierte Größe kommt bis auf λ$> ihres Endwerts bei allen xo/L ^ 0.45 und x/L > 0.55 nach einer Zeitone comes to the following plague positions. Equation (11) shows that when the spatial position of the incident information shifts from 0 to L, the resulting output voltage changes from a positive unit value to a negative unit value. In other words, the output signal obtained from the above signal subtraction ranges from + Q o / Cf at χ = 0 to -Q o / Cf at χ = L. The signal is thus twice as large as in the previously proposed collection technique with a preamplifier . The odd terms of the sum disappear, reducing the time it takes to reach the peak. The quantity defined by equation (11) comes to λ $> its final value at all x o / L ^ 0.45 and x / L> 0.55 after a certain time
t * V8 <12>t * V 8 < 12 >
Durch das mit zwei Vorverstärkern arbeitende subtraktive oder "antisymmetrische11 Verfahren der Signalanalyse wird die für die Signalverarbeitung benötigte Zeitkonstante im Raumkanal um den Paktor 4 verringert.The subtractive or "anti-symmetrical 11 method of signal analysis, which works with two preamplifiers," reduces the time constant required for signal processing in the spatial channel by the factor 4.
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Die im Energiekanal des Systems herrschenden Bedingungen lassen sich abschätzen durch Summation der Ausgangssignale jeden Vorverstärkers, um den Spannungbimpuls im Energiekanal abzuleiten:The conditions prevailing in the system's energy channel can be estimated by adding the output signals of each preamplifier to the voltage pulse in the energy channel to derive:
V(O,xo,t) + V(L,xo,t) = ^(1 - 2, -jj=-sin(m*xo/jL.)( 1 -V (O, x o , t) + V (L, x o , t) = ^ (1 - 2, -jj = -sin (m * x o / jL.) (1 -
f m=1 f m = 1
cosmrt)exp(- mit χ/ν )) (13)cosmrt) exp (- with χ / ν)) (13)
Die Zeit, in der der Impuls den Spitzenwert erreicht, hängt wieder vom Ort ab. Die maximale Zeit zur Erreichung des Spitzenwerts tritt bei x„/L =0.5 auf und zum Endwert des Impulses fehlt höchstens 1°/o bei t = ^"τ)/2. Aus Betrachtungen der Ladungssammlung im Energiekanal ergibt sich damit, daß für praktische Anwendungen der Zeitabschnitt für Ladungssammlung gleich der halben Zeitkonstante des Detektors sein soll.The time in which the pulse reaches the peak again depends on the location. The maximum time to reach the peak value occurs at x / L = 0.5 and at the end of the pulse there is at most 1 % missing at t = ^ "τ) / 2 Applications the time interval for charge collection should be equal to half the time constant of the detector.
Wie vorher aua ähnlichen Betrachtungen für das Rauschen gezeigt wurde, läßt sich das in den Raumkanälen überwiegende Rauschen (Parallelrauschen) in der folgenden Weise ausdrückenAs before, also similar considerations for the noise has been shown, the predominant noise in the space channels (parallel noise) can be reduced in the following way to express
" CI Λ ^m ^- V ι "■ X -p. Cl L / AV -pi J I I T* / "CI Λ ^ m ^ - V ι" ■ X -p. Cl L / AV -pi JIIT * /
wobei N ^1 die äquivalente Rauschladung, ausgedrückt in der Anzahl der Elektronen für einen Vorverstärker bei räumlichen Messvorgängen bezeichnet; R^ den Gesamtwiderstand der Widerstandskette angibt; T-p. die Temperatur des Detektors un der Kette bezeichnet; a einen Gewichtsfaktorwhere N ^ 1 denotes the equivalent noise charge, expressed in the number of electrons for a preamplifier in spatial measurement processes; R ^ indicates the total resistance of the chain of resistors; Tp. Denotes the temperature of the detector and the chain; a a weight factor
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des Filters darstellt; q. die Ladung des Elektrons bezeichnet; und k die Boltzmann-Konstante bedeutet.of the filter represents; q. denotes the charge of the electron; and k means the Boltzmann constant.
In den oben angegebenen Formeln, d.h. in Gleichungen (S)-(H), bezeichnet R^ den Durchschnittswert des Gesamtv/iderstands, den jedes Widerstandsnetzwerk hat. Für die in Figur 2 dargestellte, beispielhafte Detektor-Komponente bedeutet Rj. die Hälfte der Summe der Widerstandswerte der Hetze 12 und 74. Aus Gleichung H folgt, daß das Rauschen proportional ist der Quadratwurzel der Temperatur, des Gewichtsfaktors und der Zeitkonstante des Systems. Die Zeitkonstante ist gegeben durch das "ballistische Defizit" (Verzögerungsbedingungen) des Systems. Das Rauschen ist ferner umgekehrt proportional zum Gesamtwiderstand einer Kette oder eines Widerstandsnetzwerks. Zur Erhöhung des Wirkungsgrads des Systems ist es deshalb zweckmäßig, die Betriebstemperatur, den Gewichtsfaktor und die Zeitkonstante auf möglichst geringe Werte zu bringen und den Widerstand soweit als möglich zu vergrößern. Gleichung (H) gilt für die Ausgangssignale eines Vorverstärkers. Wenn die Gleichung umgeformt wird, sodaß sie sich auf eine subtrahierende oder antisymmetrische Anordnung bezieht, erhält man die folgende FormelIn the formulas given above, that is, in equations (S) - (H), R ^ denotes the average value of the total resistance that each resistor network has. For the exemplary detector component shown in FIG. 2, Rj. Means half the sum of the resistance values of the heaters 12 and 74. It follows from equation H that the noise is proportional to the square root of the temperature, the weight factor and the time constant of the system. The time constant is given by the "ballistic deficit" (delay conditions) of the system. The noise is also inversely proportional to the total resistance of a chain or resistor network. To increase the efficiency of the system, it is therefore advisable to reduce the operating temperature, the weight factor and the time constant to the lowest possible values and to increase the resistance as much as possible. Equation (H) applies to the output signals of a preamplifier. If the equation is transformed to refer to a subtracting or antisymmetric arrangement, the following formula is obtained
qSAS =qSAS =
Aus dieser Gleichung erkennt man, daß die subtrahierende Anordnung eine Verringerung der aus VerzögerungseffektenFrom this equation it can be seen that the subtracting arrangement reduces the effects of delay
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herrührenden Zeitkonstante um den Paktor 4 ermöglicht, während das Rauschen bei der gleichen Zeitkonstante um einen Paktor 2 zunimmt. Da jedoch bei der subtrahierenden Anordnung die Zeitkonstante verringert wird (Paktor 4), bleibt das Rauschen das gleiche und das Signal-:Rausch-Verhältnis wird um den Paktor 2 erhöht. Wie oben erwähnt, hat im subtrahierenden System das Signal Werte, die von der positiven Einheit zur negativen Einheit reichen. Der R~-Wert läßt sich kaum erhöhen, da hierbei im allgemeinen die Energieauflösung verringert wird. Die Temperatur läßt sich erniedrigen und der Gewichtsfaktor a auf einen mehr oder weniger idealen Wert bringen mit Hilfe geeigneter Filteranordnungen. Es wurde theoretisch ermittelt, daß bei Verwendung antisymmetrischer Summation die räumliche Auflösung sich um 43,4$ verbessern läßt gegenüber der Verwendung eines einzigen Vorverstärkers für die räumlichen Lagemessungen.resulting time constant around the factor 4 enables while the noise increases by a factor of 2 for the same time constant. However, since the subtracting Arrangement, the time constant is reduced (factor 4), the noise remains the same and the signal: noise ratio is increased by the factor 2. As mentioned above, in the subtracting system the signal has values that differ from the positive unity to negative unity. The R ~ value can hardly be increased, since this generally reduces the energy resolution. The temperature can be lowered and bring the weight factor a to a more or less ideal value with the help of suitable filter arrangements. It has been determined theoretically that when using antisymmetric summation the spatial resolution is reduced by $ 43.4 can improve compared to the use of a single preamplifier for spatial position measurements.
Bezüglich der Verzögerungseffekte ("ballistisches Defizit") ist zu beachten, daß die für die LadungsSammlung benötigte Zeit bei dünnen Detektoren (mit einer Dicke von etwa 5 mm) kurz ist und sich nicht auf die Verarbeitung eines nachgewiesenen Signals auswirkt. Bei dicken Detektoren, die eine Dicke von etwa 2 cm haben, variiert die für die Ladungssammlung im Detektormaterial benötigte Zeit zwischen etwa 100 und 200 Nanosekunden. Da diese Zeit etwa gleich groß ist wie die vom Teilernetzwerk benötigte Zeit zur Ladungssammlung, muß die Bedeutung der Zeit für die LadungssammlungWith regard to the delay effects ("ballistic deficit") it should be noted that the time required for charge collection is short with thin detectors (with a thickness of about 5 mm) and does not affect the processing of a detected signal. With thick detectors that are about 2 cm thick, the time required for charge collection in the detector material varies between about 100 and 200 nanoseconds. Since this time is about the same as the time required by the divider network to collect the charge, the importance of the time for the charge collection must
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bei der Betrachtung der Verzugerungaprobleme mitberücksichtigt v/erden. Bei diesen Systemen ergibt sich optimale Filterung aus einem zeitinvarianten Vorfilter mit einer nachgeschalteten, gattersteuerten Integratorschaltung. Derartige Filter werden im allgemeinen als Gatter-Integratoren oder Trapezfilter bezeichnet. Vorzugsweise wird im vorliegenden Fall ein Gaußsches Trapezfilter verwendet, das aus einem zeitinvarianten Gaußschen Filter und einer nachgeschalteten Gatter-Integrator-Schaltung besteht. Die Anordnung wird im einzelnen weiter unten noch beschrieben. Die Verwendung der antisymmetrischen Summation und der Trapezfilterung im Raumkanal des Systems ist ausführlich beschrieben in der folgenden, nicht veröffentlichten Arbeit:when considering delay problems v / earth. In these systems, optimal filtering results from a time-invariant pre-filter with a downstream, gate-controlled integrator circuit. Such filters are generally called gate integrators or trapezoidal filter. In the present case, a Gaussian trapezoidal filter is preferably used which consists of a time-invariant Gaussian filter and a downstream gate integrator circuit. The order is described in detail further below. The use of antisymmetric summation and trapezoidal filtering in the space duct of the system is described in detail in the following, unpublished work:
XXII. K.F. Hatch, "Semiconductor Gamma Camera" ("Halbleiter-Gamma-Kamera"), Dissertation, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, Februar 1972.XXII. K.F. Hatch, "Semiconductor Gamma Camera", Dissertation, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, February 1972.
Die äquivalente Rauschladung, ausgedrückt in der Anzahl von Elektronen, läßt sich durch die folgende Formel bei Messungen mit dem Gaußschen Trapezfilter ausdrücken:The equivalent noise charge, expressed in the number of electrons, is given by the following formula Expressing measurements with the Gaussian trapezoidal filter:
1W = 1 W =
wobei a die Gewichtsfunktion für Parallelrauschen beim Gaußschen Trapezfilter bezeichnet und T1 die Integrationszeit angibt. Aus einer Analyse dieser Gleichung folgt, daß eine bedeutende Verbesserung der räumlichen Auflösung sich aus der Verwendung der antisymmetrischen Gaußschen Trapez-where a denotes the weighting function for parallel noise in the Gaussian trapezoidal filter and T 1 denotes the integration time. From an analysis of this equation it follows that a significant improvement in spatial resolution results from the use of the antisymmetric Gaussian trapezoid.
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filterung ergibt. Die Verbeuüerung folgt aus der Verringerung der Verzögerungseffekte ("ballistisches Defizit").filtering results. The sale follows from the decrease the delay effects ("ballistic deficit").
Die entsprechende äquivalente Rauschladung, ausgedrückt in Zahl von Elektronen, läßt sich mit der folgenden Formel für den Energiekanal des Systems angeben:The corresponding equivalent noise charge, expressed in number of electrons, can be expressed by the following formula specify for the energy channel of the system:
Eine wichtige Einzelheit der obigen Analyse des Energiekanals und der Raumkanäle wurde festgestellt. Die gegenläufigen Beziehungen stammen aus dem Vergleich des ParallelrauGchens mit dem Reihenrauschen. Es wurde angegeben, daß es sich beim Rauschen im Energiekanal um ein Reihenrauschen handelt, während das Rauschen in den räumlichen Kanälen einAn important detail of the above analysis of the energy channel and space channels was noted. The opposite Relationships come from comparing the parallel noise with the series noise. It was stated that the noise in the energy channel is a series noise, while the noise in the spatial channels is a
<
Parallelrauschen ist. Die Gleichung für das Rauschen im Energiekanal (siehe obige Gleichung (i7)) stellt die direkte
Summation der beiden Vorverstärker-Ausgangssignale dar und der Klammerausdruck ist verschwindend klein. Beim Vergleich
mit Gleichung (16) für das Rauschen in den Raumkanälen sieht man, daß zwei getrennte Zeitkonstanten, r und Γ . fur die
räumliche Auflösung und für die Energieauflösung, in den Schaltungen zur Verarbeitung der Ausgangssignale des Detektors
vorgesehen werden können. Beispielsweise wird für die Filterung der Energieauflösung eine verhältnismäßig lange
Zeitkonstante benötigt, während die entsprechende räumliche Filterung eine verhältnismäßig kurze Zeitkonstante zur
Erzielung des größten Signal ι Hausch-Verhältnisses erfordert.<
Is parallel noise. The equation for the noise in the energy channel (see equation (i7) above) represents the direct summation of the two preamplifier output signals and the expression in brackets is vanishingly small. When comparing with equation (16) for the noise in the space channels, one sees that two separate time constants, r and Γ. for spatial resolution and for energy resolution, in which circuits for processing the output signals of the detector can be provided. For example, a relatively long time constant is required for the filtering of the energy resolution while the corresponding spatial filtering requires a relatively short time constant to the greatest signal ι achieve Hausch ratio.
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Da die Ausgangssignale der Filtereinrichtungen die Anzeigebzw. Abbildungsteile der Kamera gleichzeitig erreichen, werden Hehrfach-Impulsfehler im Energiefilter mit der größeren Zeitkonstante individuell integriert, um einen Spitzenwert über einem vorgegebenen Durchiaßbereich des Energiekanals zu erhalten (Block 54 in Figur 1). Falsche Information, die sich durch Überlagerung von Impulsen und dergleichen ergibt, kann deshalb ohne Verwendung komplizierter Diskriminator -Schaltungen unterdrückt werden. Entsprechende Schaltungen werden bei der folgenden Beschreibung des Steuersystems erläutert. Die Beschreibung bezieht sich auf die einzelne, in Figur 2 dargestellte Detektor-Komponente, doch gilt die Theorie der Arbeitsweise auch für eine Zähleranordnung, die mit einer mehrkomponentigen Detektor-Gruppe zusammenarbeitet.Since the output signals of the filter devices, the display or. When the image parts of the camera reach the same time, the multiple pulse errors in the energy filter are larger Time constant individually integrated to a peak value over a given passage range of the energy channel to be obtained (block 54 in Figure 1). Incorrect information resulting from the superposition of pulses and the like can therefore without the use of a complicated discriminator -Circuits are suppressed. Appropriate Circuits are explained in the following description of the control system. The description refers to the individual detector component shown in Figure 2, but the theory of operation also applies to a counter arrangement, which works together with a multi-component detector group.
Figur 12 zeigt das Blockschaltbild eines Steuersystems zur Verarbeitung der die Raumkoordinaten betreffenden Ausgangssignale des Detektors. Die in der Figur dargestellten Vorverstärkerstufen 96» 98 und 80, 82 haben die Ausgangsleitungen 110-116. Für die Vorverstärker 96 und 98 wird angenommen, daß sie die Energiewerte betreffende Information für die x-Achse erhalten; die Ausgänge 110 und 112 dieser Verstärker werden über Leitungen 118 und 120 an den Eingang der Stufe 122 zur Summation und Gaußschen Filterung angeschlossen. Wie oben erläutert, wird die Stufe 122 mit einer verhältnismäßig langen Zeitkonstante betrieben, dieFIG. 12 shows the block diagram of a control system for processing the output signals of the detector relating to the spatial coordinates. The preamplifier stages 96 »98 and 80, 82 shown in the figure have the output lines 110-116. The preamplifiers 96 and 98 are assumed to receive information relating to energy values for the x-axis; the outputs 110 and 112 of these amplifiers are connected via lines 118 and 120 to the input of the stage 122 for summation and Gaussian filtering. As explained above, the stage 122 is operated with a relatively long time constant, the
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im Block als T bezeichnet wird. Ein Ausgang der Stufe 122 wird über Leitung 126 mit der otufe 124 zur Impulohöhonanalj i;e verbunden. Der andere Ausgang der otufe 122 ist über Leitung 130 mit einer Stufe 128 zur Gatter- und Anzeigesteuerung verbunden. Über diese Leitung wird die seitliche Ableitung des Energieimpulses geschickt, die einen Auslöseirnpulfi für die Stufe 128 darstellt. Die Ausgangsleitungen 110 und 112 ergeben ferner die Eingangssignale an die Stufe 132 zur antisymmetrischen Summation und G-außschen Filterung. Von Stufe 132 wird ein oubtraktives, gefiltertes Signal über Leitung 134 an den gattergesteuerten Integrator 156 angelegt, dessen Integrationsperiode der Zeitkonstante T^ entspricht. Die Steuerung des Integrators, die zur Einstellung der Zeitkonstante Γ führt, geschieht über Leitung i5b von Stufe 128 aus. Außerdem kann der Integrator über Leitung .40 zurückgestellt werden.is designated as T in the block. An output of the stage 122 is fed via line 126 to the otufe 124 to Impulohöhonanalj i; connected e. The other output of the otufe 122 is connected via line 130 to a stage 128 for gate and display control. The lateral dissipation of the energy pulse, which represents a trigger pulse for stage 128, is sent via this line. The output lines 110 and 112 also provide the input signals to the stage 132 for antisymmetric summation and G-outside filtering. From stage 132 an optional, filtered signal is applied via line 134 to the gated integrator 156, the integration period of which corresponds to the time constant T ^. The integrator, which leads to the setting of the time constant Γ, is controlled via line i5b from stage 128. In addition, the integrator can be reset via line .40.
Ähnlich den die x-Achse betreffenden Eingangssignalen werden die die y-Achse betreffenden Eingangssignale über Leitungen 114 und 116 an die Stufe 142 zur antisymmetrischen Summation und Gaußschen Filterung geführt. Die in Leitung 144 auftretenden Ausgangsaignale der Stufe 142 werden dem gattergesteuerten Integrator 146 zugeführt, der genau wie Integrator 136 aufgebaut ist. Die Einstellung der Zeitkonstante fQ des Integrators 146 geht über Leitung 148 von der Stufe 120 zur Gattersteuerung aus, während die Rückstellung über Leitung 150 stattfindet. Die Ausgangssignale des derSimilar to the input signals relating to the x-axis, the input signals relating to the y-axis are fed via lines 114 and 116 to the stage 142 for antisymmetric summation and Gaussian filtering. The output signals of the stage 142 appearing in line 144 are fed to the gated integrator 146, which is constructed exactly like integrator 136. The setting of the time constant f Q of the integrator 146 comes from the gate control stage 120 via line 148, while the reset takes place via line 150. The output signals of the
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x-Achse zugeordneten Integrators werden über Leitung 152 einer photographischen Auagangsauf zeichnungsvorrichtung 154 und über Leitungen 152 und 156 einem Anzeige-Oszillographen 158 zugeführt, der zur Lageeinstellung des Patienten und zur Ableitung anderer, für die Bedienungsperson wichtiger Information verwendet werden kann. Die vom Integrator 146 erhaltene, die y-Achse betreffende Information wird über Leitung 160 der photographischen Aufzeichnungsvorrichtung 154 und über Leitungen 160 und 162 dem Anzeige-Oszillographen 158 zugeführt. Die Aufzeichnungsvorrichtung 154 und der Oszillograph 156 werden von Stufe 128 aus über Leitungen 164 und 166 gesteuert. Bei dieser Steuerung werden die Ausgänge 154 und 158 nicht in Betrieb genommen bzw. ausgeblendet, bis die Stufe 128 ein Eingangssignal über Leitung 168 vom Impulshöhenanalysator 124 erhält. Die dtufe 124 wird über Leitung 170 von Stufe i^ö aus gesteuert. Da in der Summierschaltung 122 eine verhältnismäßig lange Zeitkonstante, nämlich f , verwendet wird, werden Impuls-The integrator assigned to the x-axis are connected via line 152 an output photographic recording device 154 and via lines 152 and 156 to a display oscilloscope 158 supplied to the adjustment of the patient's position and can be used to derive other information that is important to the operator. The one from the integrator 146 relating to the y-axis is transmitted via line 160 to the photographic recording apparatus 154 and via lines 160 and 162 to the display oscilloscope 158. The recording device 154 and oscilloscope 156 are controlled from stage 128 via lines 164 and 166. With this control the outputs 154 and 158 are not put into operation or faded out until the stage 128 receives an input signal from pulse height analyzer 124 via line 168. The stage 124 is controlled via line 170 from stage i ^ ö. Since a relatively long time constant, namely f, is used in the summing circuit 122, pulse
Überlagerungen integriert, sodaß ein Spitzenimpulr.v/ert oberhalb des Durchlaßbereichs des in Stufe 124 arbeitenden Kanal-Analysators erhalten wird. Fehler, die andernfalls von den Raumkanälen in das System eingebracht wurden, werden beim Auftreten eines Abfragekommandoa über Leitung 170 ausgeblendet und ein entsprechendes Ausblendesignal bzw. Nichtbeantwortungssignal wird von Stufe 124 über Leitung 168 abgegeben.Overlays integrated, so that a peak pulse value v / ert above the passband of the channel analyzer operating in step 124 is obtained. Failure otherwise were brought into the system by the room ducts when an interrogation command occurs via line 170 and a corresponding masking signal resp. No response signal is provided from stage 124 over line 168 submitted.
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Dan Blockschaltbild der Figur 13 zeigt die Hauptbestandteile der in Figur 1 ?·. als Blöcke i36 bzw. 146 dargestellten, gattergesteuerten Integratoren. Die Schaltung enthält einen Eingangsverstärker 172, mit einer nachgeschalteten Verzögerungsleitung 174, die gewährleistet, daß die Gatter des Integrator^ offen sind, ehe ein Rauminformation liefernder Impuls ankommt. Die Schaltung umfai3t ferner eine Stufe zur liullinienherstellung, die mit dem gattergesteuerten Integrator 178 zusammenarbeitet. Die Ausgangssignale des Integrators 178 werden an Ausgangsverstärker 180 geführt, dessen Ausgangssignale über Leitung I52 bzw. 160 abgehen, wie in Figur 12 angegeoen; die Wahl der Ausgangsleitung hängt von der orthogonalen Zuordnung des ankommenden Signals ab.The block diagram in FIG. 13 shows the main components the one in Figure 1? ·. shown as blocks i36 and 146, gated integrators. The circuit includes one Input amplifier 172, with a downstream delay line 174, which ensures that the gates of the integrator ^ are open before a spatial information supply Impulse arrives. The circuit also includes a stage for the production of liulline lines with the gate-controlled Integrator 178 cooperates. The output signals of the Integrators 178 are fed to output amplifier 180, the output signals of which go off via line I52 or 160, as indicated in FIG. 12; the choice of output line depends on the orthogonal assignment of the incoming signal.
Figur 14 zeigt Einzelheiten der Schaltung. Die beiden, den Koordinaten zugeordneten, über Leitungen 144 bzw. 134 (Figur 12) ankommenden Signale gelangen über einen .Eingangswiderstand 182 an die Verstärkerstufe 184, die dem Verstärker 172 der Figur 13 entspricht und eine Rückkopplungsleitung mit einem Widerstand 186 und eine als Bezugserdung verwendete Mngangcleitung 18o enthält. Verzögerungsleitung 174 ist in diesem Fall mit 190 bezeichnet und erhält Eingangssignale von Ausgang 192 des Verstärkers 184. Ein Widerstand 194 ist zwischen Verzögerungsleitung 190 und Erde eingesetzt; der Ausgang der Verzögerungsleitung ist über Kondensator 196 wechselctrommäßig an den Eingang der Stufe zur Nullinienherstellung angeschlossen. Es handelt sich dabei umFigure 14 shows details of the circuit. The two, assigned to the coordinates, via lines 144 and 134, respectively (Figure 12) incoming signals arrive via an input resistor 182 to the amplifier stage 184, which is the amplifier 172 corresponds to Figure 13 and uses a feedback line having a resistor 186 and one as a reference ground Mngangcleitung 18o contains. Delay line 174 is in this case labeled 190 and receives input signals from output 192 of amplifier 184. A resistor 194 is inserted between delay line 190 and ground; the output of the delay line is via capacitor 196 alternately to the entrance of the step to the Zero line production connected. It's about
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eine Robinson-Stufe, die beispielsweise in der folgenden Veröffentlichung beschrieben int:a Robinson level, for example in the following Publication described int:
XXIlI. L.B. Robinson, "Relation of Baseline Jhift in Pulse Amplitude Measurementa" ("Nullinienverschiebung in Messungen der Impulsamplitude11)» Rev. Sei. Instr., 3.2, ^. ΊΟ57, 1961.XXIlI. LB Robinson, "Relation of Baseline Jhift in Pulse Amplitude Measurement a "("Zero line shift in measurements of the pulse amplitude 11 )" Rev. Sci. Instr., 3.2, ^. 57, 1961.
Aufgabe dieser Stufe ist es, die Gesamtladung Null am Eingang des gattergesteuerten Integrators herzustellen, ehe ein Eingangssignal ankommt. Die Stufe legt ferner die maximale Ladung fest, die an Kopplungskondensator 196 angelegt werden kann. Falls die Nullinienherstellung nicht vorgesehen wäre, würde der Integrator Gebiete unterhalb der Nullinie sowie Gebiete unter dem einer Gaußverteilung ähnelnden Signal integrieren. Die Stufe zur Nullinienherstellung umfaßt eine Emitter-Polgestufe aus NPN-Transistor 19Ö, dessen Basis über Widerstand 200 und Leitung 202 an die eine Seite des Kondensators 196 angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors 19B ist über einen Widerstand 204 an die Spannung -V' angeschlossen, während der Kollektor über den Widerstand 206 an der Spannung +V\ liegt. Zu dieser Stufe gehört ferner eine Stromversorgung, die so angeordnet ist, daß beim Auftreten von zufälligen Stromerhöhungen die Nullage der Emitter-Polgestufe 198 eingeregelt werden kann. Die Stromversorgung umfaßt den PNP-Transistor 208, dessen Emitter über Widerstand 210 und dessen Basis über Widerstand 212 an die Spannung +Vnn angeschlossen sind. Die Basis iet fernerThe task of this stage is to produce a total charge of zero at the input of the gated integrator before an input signal arrives. The stage also determines the maximum charge that can be applied to coupling capacitor 196. If the creation of the zero line were not provided, the integrator would integrate areas below the zero line as well as areas below the signal resembling a Gaussian distribution. The stage for producing the zero line comprises an emitter pole stage made of NPN transistor 19O, the base of which is connected to one side of the capacitor 196 via resistor 200 and line 202. The emitter of the transistor 19B is connected to the voltage -V 'via a resistor 204, while the collector is connected to the voltage + V \ via the resistor 206. This stage also includes a power supply which is arranged in such a way that the zero position of the emitter pole stage 198 can be adjusted when random increases in current occur. The power supply comprises the PNP transistor 208, the emitter of which is connected via resistor 210 and its base via resistor 212 to the voltage + V nn . The basis is also
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über Widerstand 214 geerdet. Der Kollektor des Transistors 208 ist über Diode 216 an Leitung 202 und über Dioden ?18 und 220 an den veränderlichen Widerstand 222 angeschlossen; die Endpunkte dieses veränderlichen Widerstands sind an den positiven bzw. negativen Pol der Versorgungsspannung angeschlossen.grounded via resistor 214. The collector of the transistor 208 is connected to line 202 via diode 216 and to variable resistor 222 via diodes 18 and 220; the end points of this variable resistance are at the positive or negative pole of the supply voltage connected.
Der Ausgang der Stufe zur Nullinienherstellung ist über Widerstand 224 an einen Anschluß, beispielsweise die Quelle, eines J?eldeffekt-Transistor3 226 angeschlossen, der den Eingang des gattergesteuerten Integrators darstellt; die gegenüberliegende Elektrode des Transistors ist an Leitung 228 angeschlossen, die ihrerseits an eine Seite eines integrierenden Verstärkers 230 geht. Die steuernden Eingangssignale für Transistor 226 erscheinen in Leitung 232, die wahlweise ein Signal J von der Steuerstufe 128 erhalten kann (Figur 12). Leitung 228 wird ferner vom Netzwerk mit Leitung 234 und dem veränderlichen Kondensator 236 beeinflußt, der ein Eingangssignal Y empfängt. Der gegenüberliegende Eingang der Verstärkerstufe 230 ist über Leitung 238 geerdet. Verstärkerstufe 230 führt wegen der ßückkopplungsverbindung mit dem integrierenden Kondensator 240, der zwischen Leitungen 24-2 und 244 geschaltet ist, eine Integration aus. Ein Nebenschlußwiderstand 246 ist zwischen Leitungen 242 und 244 parallel zum Kondensator 240 eingesetzt und kann wahlweise von einem Rückstellgatter zugeschaltet werden, das von Feldeffekt-Transistor 248 gebildetThe output of the stage for zero line production is connected via resistor 224 to a connection, for example the source, of a J? Eldeffekt transistor3 226, which represents the input of the gated integrator; the opposite electrode of the transistor is connected to line 228, which in turn goes to one side of an integrating amplifier 230. The controlling inputs to transistor 226 appear on line 232 which may optionally receive a signal J from control stage 128 (Figure 12). Line 228 is also affected by the network of line 234 and variable capacitor 236 which receives a Y input signal. The opposite input of amplifier stage 230 is grounded via line 238. Amplifier stage 230 integrates because of the feedback connection with integrating capacitor 240, which is connected between lines 24-2 and 244. A shunt resistor 246 is inserted between lines 242 and 244 parallel to capacitor 240 and can optionally be switched on by a reset gate formed by field effect transistor 248
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wird. Der Quellenanschluß und der Senkenanschluß dieses Transistors sind in Leitung 244 als Schalter eingesetzt; die über Leitung 250 angeschlossene Steuerelektrode erhält ein Rückstellsignal j3 von der Stufe 128 (siehe Figur 12). Ein veränderlicher Widerstand 252 ist zwischen die positive Versorgungsspannung und den Verbindungspunkt des Widerstands 246 mit Feldeffekt-Transistor 248 eingesetzt. Die Ausgangssignale der Verstärkerstufe 230 treten in Leitung 254 auf und v/erden über einen veränderlichen Kondensator 256 und die Eingangsleitung 258 angekoppelt, sodaß sie Eingangssignale ρ empfangen können.will. The source terminal and the sink terminal of this transistor are inserted in line 244 as a switch; the control electrode connected via line 250 receives a reset signal j3 from stage 128 (see FIG. 12). A variable resistor 252 is inserted between the positive supply voltage and the junction of resistor 246 and field effect transistor 248. The output signals of amplifier stage 230 appear on line 254 and are coupled to a variable capacitor 256 and input line 258 so that they can receive input signals ρ.
Die in Leitung 254 auftretenden Ausgangssignale des Integrators gelangen durch Widerstand 260 an den Eingang eines UmkehrVerstärkers 262 mit Verstärkungsgrad eins; zu diesem Verstärker gehört eine Ruckkopplungsleitung mit Widerstand 264 sowie die Erdung über Leitung 266. Die in Leitung 268 auftretenden Ausgangssignale das Verstärkers sind die in Figur 12 entweder in Leitung 152 oder Leitung 160 auftretenden Signale, die an die Anzeigeteile des Kamera-Systems geführt werden. Wie aus der folgenden Beschreibung ersichtlich, findet die Gattersteuerung des Integrators über die Leitungen 232, 234 und 250, 258 zugeführten Eingangssignale statt. The integrator output signals appearing in line 254 pass through resistor 260 to the input of an inverting amplifier 262 with a gain of one; A feedback line with resistor 264 and grounding via line 266 belong to this amplifier. The output signals of the amplifier appearing in line 268 are the signals appearing in FIG. 12 either in line 152 or line 160, which are fed to the display parts of the camera system. As can be seen from the following description, the gating of the integrator takes place via input signals applied to lines 232, 234 and 250, 258.
Figuren 15 und 16 zeigen die Steuerschaltung 128 der Figur 12 zusammen mit einem Diagramm der zeitlichen Abfolge der Spannungen, Wie aus dem Diagramm der Figur 16 ersichtlich,,FIGS. 15 and 16 show the control circuit 128 of FIG. 12 together with a diagram of the time sequence of the voltages, as can be seen from the diagram of FIG.
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iüt das System zur Zeit t = O zur Verarbeitung ankommender Signale oder Impulse bereit. Die zeitliche Ableitung des Energie-Impulses, d.h. das Signal dE/dt, wird über Leitung 130 einer Vergleichsstufe 292 zugeführt. Wenn der Signalwert eine Bezugsspannung, die dem unteren Pegel dee durch Stufe 124 begrenzten Durchlaßbereiciß entspricht (Figur 12), überschreitet, wird da« Steuersystem ausgelost. Die Vergleichsspannung, mit der die zeitliche Ableitung des Energie-Impulses oder des Signals verglichen wird, wird über Leitung 290 der Vergleichsstufe zugeführt. Bei Einhaltung dieser Bedingungen ergibt Vergleichsstufe 292 einen positiven Ausgangsimpuls in Leitung 294, der der dualen Flip-Flop-Stufe FF-1 vom D-Typ zugeführt wird. Die D-Ausführung der Flip-Flop-Stufe umfaßt einen Anschluß für das auslösende (Zeitmarken-)Eingangssignal (Anschluß Ck) und einen Anschluß D für die Eingangssignale. Das Ausgangssignal Q der Flip-Flop-Stufe nimmt den Wert "1" zu der Zeit an, zu der eine Veränderung von Null auf Eins am Taktanschluß stattfindet. In bekannter Weise sind die Q-Ausgangssignale der Flip-Flop-Stufe die Umkehrung der Q-Ausgangssignale. Die Flip-Flop-Stufe vom D-Typ hat außerdem eine Löschvorrichtung, die mit 11Cl" bezeichnet ist. Zur Vereinfachung der Beschreibung der Schaltung wird zur Kennzeichnung der Eingangs- und Ausgangswerte die boolesche Bezeichnungsweise verwendet. Ein "niederes" Signal hat praktisch Erdpotential und wird von einer logischen 11O" dargestellt. Ein "hohes" Signal wird als positiv betrachtetAt the time t = 0, the system is ready to process incoming signals or pulses. The time derivative of the energy pulse, ie the signal dE / dt, is fed to a comparison stage 292 via line 130. If the signal value exceeds a reference voltage which corresponds to the lower level of the transmission range limited by stage 124 (FIG. 12), the control system is triggered. The comparison voltage, with which the time derivative of the energy pulse or the signal is compared, is fed to the comparison stage via line 290. If these conditions are met, comparison stage 292 results in a positive output pulse on line 294, which is fed to the dual flip-flop stage FF-1 of the D-type. The D version of the flip-flop stage comprises a connection for the triggering (time stamp) input signal (connection Ck) and a connection D for the input signals. The output signal Q of the flip-flop stage assumes the value "1" at the time when a change from zero to one takes place at the clock terminal. As is known, the Q output signals of the flip-flop stage are the inverse of the Q output signals. The D-type flip-flop stage also has an erasing device labeled 11 Cl ". To simplify the description of the circuit, the Boolean notation is used to identify the input and output values. A" low "signal is practically ground potential and is represented by a logical 11 O ". A "high" signal is considered positive
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und durch eine logische "I" dargestellt.and represented by a logic "I".
Aus der Betrachtung der Figuren 15 und 16 folgt, daß beim Auftreten eines positiven Impulses in Leitung 294 die Flip-Flop-Stufe FF-1 so getaktet wird, daß ihre in Leitung 298 auftretenden Q-Ausgangssignale einen hohen Wert annehmen, während die in Leitung 296 auftretenden Q-Signale den niedrigen Wert haben. Die Q-Ausgangssignale der Flip-Flop-Stufe FF-1 werden als β bezeichnet und dem Rückstellgatter jedes Integrators zugeführt, wie in Figuren 12-14 dargestellt. Wenn beispielsweise der rückstellende Gattertransistor 250 geöffnet wird, wird der Nebenschlußwiderstand des die Zeitkonstante bestimmenden Kondensators 240 abgeschaltet, sodaß der integrierende Verstärker entsperrt ist. In ähnlicher Weise gelangt der Q-Ausgang der Flip-Flop-Stufe FF-1 auf den niedrigen Wert und koppelt über Leitung 296 das J3-Eingangssignal an die Integratorstufe über Leitng 258 der Figur H an. Das p-Ausgangssignal der Flip-Flop-Stufe FF-1 kompensiert die Ladung, die in den Rückkopplungskondensator durch die kapazitive Kopplung zwischen der Steuerelektrode und der Senke des Feldeffekt-Transistors 248 eingebracht wird.From a consideration of Figures 15 and 16 it follows that when a positive pulse occurs on line 294, the Flip-flop stage FF-1 is clocked so that its Q output signals appearing in line 298 assume a high value, while the Q signals appearing on line 296 are low. The Q output signals of the flip-flop stage FF-1 are denoted β and applied to the reset gate of each integrator, as shown in Figures 12-14. For example, when the resetting gate transistor 250 is opened, the shunt resistance becomes the time constant determining capacitor 240 is switched off, so that the integrating amplifier is unlocked. In a similar way The Q output of the flip-flop stage FF-1 goes low and couples the J3 input signal via line 296 to the integrator stage via line 258 in FIG. The p output signal of the flip-flop stage FF-1 compensates the charge that is in the feedback capacitor due to the capacitive coupling between the control electrode and the sink of the field effect transistor 248 is introduced.
Die Q-Ausgangssignale der Flip-Flop-Stufe FF-1 werden zusätzlich über Leitung 298 an den B-Eingangeanschluß eines monostabilen Multivibrators M-4 und über Leitung 300 an den B-Eingangsanschluß eines anderen monostabilen Multivibrators M-1 geführt. Diese Multivibratoren werden ausgelöst, wobei der Q-Ausgang des Multivibrators M-4 so bemessen ist, daßThe Q output signals of the flip-flop stage FF-1 are additionally via line 298 to the B input terminal of a monostable multivibrator M-4 and via line 300 to the B input connection of another monostable multivibrator M-1 led. These multivibrators are triggered, the Q output of the multivibrator M-4 being dimensioned so that
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das Eingangsggtter jedea Integrators für die Länge eines Zeitintervalle gesperrt ist, das etwas langer als die Länge der Grundlinie des die Rauminformation enthaltenden Impulses in Form einer Gauüverteilung ist. Die Q-Ausgangssignale, die in Leitung 232 des Multivibrators M-4 auftreten, enthalten ein /-Signal, das der Eingangssteuerelektrode des Feldeffekt-Transistors 226 zugeführt wird (Figure H). Gleichzeitig wird ein umgekehrtes V" -Eingangssignal über Leitung 234 dem veränderlichen Kondensator 236 zugeführt, um eine Injektion ohne Ladung zu kompensieren. Der gattergesteuerte Integrator beginnt dann den Integrations betrieb, der vom Multivibrator M-4 gesteuert wird. Multivibrator M-4 hält dienen Ausgangszustand aufrecht in einem von der räumlichen Zeitkonstante bestimmten Intervall t , wie aus Figur 16 ersichtlich. In Figur 16 entspricht der Impuls 3 mit Gauüvorteilung der Auslösung des Integratorbetriebs.the input value of each integrator for the length of one Time interval is locked that is slightly longer than the length is the base line of the impulse containing the spatial information in the form of a Gaussian distribution. The Q output signals, appearing on line 232 of multivibrator M-4 a / signal that the input control electrode of the field effect transistor 226 is fed (Figure H). At the same time, an inverted V "input signal is received on line 234 fed to the variable capacitor 236 to produce a Compensate injection without charge. The gated integrator then begins the integration operation, which is from Multivibrator M-4 is controlled. Multivibrator M-4 lasts serve the initial state upright in an interval t determined by the spatial time constant, as shown in FIG. 16 evident. In FIG. 16, the pulse corresponds to 3 with Gaussian division the triggering of the integrator operation.
Wie oben erwähnt, wird der Q-Ausgang der Flip-Flop-Stufe FF-1 auch mit der B-Eingangsklemme des monostabilen Multivibrators M-1 verbunden. Wenn die Vorderkante dieses Signals in Leitung 300 auftritt, ändert sich der Q-Ausgang des letzteren vom niedrigen auf den hohen Wert und behält diesen Wert über ein Zeitintervall t bei, das verwendet wird zur Verzögerung des Anzeigevorgangs, bis der Energie-Impuls im Impulshöhenanalysator 124 der Figur 12 ausgewertet wurde. Das Intervall t ist stets größer als das Integrationsintervall t . Der Q-Ausgang des Multivibrators M-1 ist überAs mentioned above, the Q output of the flip-flop stage FF-1 also connects to the B input terminal of the monostable Multivibrators M-1 connected. When the leading edge of this signal occurs on line 300, the Q output changes of the latter from the low to the high value and maintains that value over a time interval t using is used to delay the display process until the energy pulse is evaluated in the pulse height analyzer 124 of FIG became. The interval t is always greater than the integration interval t. The Q output of the multivibrator M-1 is over
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Leitung 302 mit dem Α-Eingang des monostabilen Multivibrators M-2 verbunden. Wenn die negative Kante den Impulses
des Q-Ausgangs des Multivibrators M-1 auftritt, wird Multivibrator
M-2 ausgelöst und der am y-Ausgang resultierende
Übergang wird über Leitungen 304 und 306 an Treiberstufe Dl weitergegeben. Die in Leitung 170 auftretenden Ausgangssignale
der Treiberstufe D1 bilden den oben erwähnten Abfrageimpuls, der an den in Figur 12 dargestellten Impulshöhenanalysator
124 geschickt wird. Außerdem verläuft Leitung
306 an einen Eingang des NICHT-UND-Gatters N1. Das in Leitung
306 auftretende Signal wird umgekehrt und durch Leitung 303 an die A-Eingangsklemme des monostabilen Multivibrators M-5
angelegt. Dieses Eingangssignal entsperrt den Multivibrator
M-5, sodaß ein voller Steuervorgang ausgeführt werden kann. Beim Bildwiedergabebetrieb mit dem Kamer•-System kann die
Bedienungsperson die "unterbrochenen" und "Ein/Aus"-Eingangssignale
des NICHT-UND-Gatters N-1 "hoch" wählen. Durch
Umwandlung eines dieser Signale oder beider Signale auf den niedrigen Wert wird Multivibrator M-5 gesperrt, wodurch die
Anzeige gesperrt wird, wie vorher unter Bezugnahme auf Figur 12 für die Einheiten 154 und 15ö beschrieben.Line 302 is connected to the Α input of the monostable multivibrator M-2. When the negative edge is the momentum
of the Q output of multivibrator M-1 occurs, multivibrator M-2 is triggered and the one resulting at the y output
Transition is passed on to driver stage Dl via lines 304 and 306. The output signals of the driver stage D1 appearing in line 170 form the above-mentioned interrogation pulse, which is sent to the pulse height analyzer 124 shown in FIG. In addition, there is a line
306 to an input of the NAND gate N1. The signal appearing on line 306 is reversed and applied through line 303 to the A input terminal of the monostable multivibrator M-5. This input signal unlocks the multivibrator M-5 so that a full control process can be carried out. When playing back images with the camera • system , the
Operator select "high" the "interrupted" and "on / off" inputs of NAND gate N-1. By
Converting either or both of these signals to the low level will disable multivibrator M-5, thereby disabling the display, as previously described with reference to Figure 12 for units 154 and 150.
Die Funktionsweise der restlichen Bauteile der Schaltung hängt davon ab, ob ein von Leitung 170 an den Impulshöhenanalysator
124 abgegebenes Abfragesignal (Figur 12) über
Leitung 16Ö beantwortet wurde, um Durchlaß oder Sperrung des Energiewerts des Signals anzuzeigen. Falls die Stufe 124 nichtThe functioning of the remaining components of the circuit depends on whether an interrogation signal (FIG. 12) sent by line 170 to the pulse height analyzer 124 is over
Line 16Ö was answered to indicate passage or blocking of the energy value of the signal. If step 124 does not
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auf den Abfrageimpuls in Leitung 170 reagiert, was anzeigt, daß der spitzenwert des Energie-Impulses nicht in den Durchlalibereich fiel, erhält Multivibrator M-5 kein Eingangssignal an seinem B-Anschluß. Beim Auftreten der negativen Kante der> Q-Ausgangssignals des Multivibrators M-2 wird Multivibrator M-3 über Leitung 304 ausgelöst, sodaß sein ^-Ausgang in Leitung 31O ein Löschsignal an UND-Gatter AH1 führt, um damit eine Löschung an der Eingangsklemme C1 der Flip-Flop-Stufe FF-1 vorzunehmen. Das Ausgangssignal dieser Flip-Flop-Stufe führt nach seinem Auftreten am Multivibrator M-4 zur Rückstellung des Integrators. Durch diese Betriebsart wird der Arbeitszyklus des Systems kurzgeschlossen und der Datendurchsatz wird in vorteilhafter Weise erhöht. Dan in Leitung 314 auftretende, andere Eingangssignal dec UND-Gatters AN1 ist normalerweise "hoch", da über Leitung 316 und Widerstand 312 ein Anschluß an den positiven Pol einer Spannungsquelle besteht.If, in response to the interrogation pulse on line 170, indicating that the peak value of the energy pulse did not fall within the transmission range, the Multivibrator M-5 receives no input signal at its B terminal. When the negative edge of the> Q output signal of the multivibrator M-2 occurs, the multivibrator M-3 is triggered via line 304, so that its ^ output in line 3 1 O leads a cancel signal to AND gate AH1, thereby canceling the Make input terminal C1 of the flip-flop stage FF-1. The output signal of this flip-flop stage leads to the resetting of the integrator after its occurrence at the multivibrator M-4. This operating mode short-circuits the system's duty cycle and advantageously increases the data throughput. The other input signal dec AND gate AN1 occurring in line 314 is normally "high", since there is a connection to the positive pole of a voltage source via line 316 and resistor 312.
Falla Multivibrator M-5 über die an den Α-Eingang Signale liefernde Leitung 303 entsperrt wurde und falls ein positiver Impuls über Leitung 168 vom Impulshöhenanalysator 124 am B-Eingang des Multivibrators M-5 empfangen wurde, reagiert der Multivibrator, indem er einen positiven Ausgangsimpuls am Q-Anschluß und damit in Leitung 320 erzeugt, während ein gegenläufiger Impuls am Q-Ausgang und damit in Leitung 323 erzeugt wird. Das in Leitung 320 auftretende Q-Ausgangssignal wird über Leitung 324 dem Takteingang Ck derFalla Multivibrator M-5 via the signals sent to the Α input supplying line 303 has been unlocked and if a positive pulse via line 168 from the pulse height analyzer 124 was received at the B input of the M-5 multivibrator, the multivibrator responds by generating a positive output pulse at the Q terminal and thus in line 320, while an opposing pulse is generated at the Q output and thus in line 323. The one occurring in line 320 The Q output signal is fed to the clock input Ck via line 324
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Flip-Flop-Stufe FF-2 vom D-Typ zugeführt. Der W-Ausgang der Flip-Flop-Stufe FF-2 wird damit in Leitung 322 auf einen niedrigen Y/ert umgewandelt, der am B-Eingang dec Multivibrators M-3 auftritt und dessen Ausgang sperrt. Es ergibt sich damit eine Sperrung des Kurzzyklus. Dieses in Leitung 324 auftretende Signal läßt sich auch zum Takten eines Zählers oder einer Zählvorrichtung über eine Treiberschaltung D2 verwenden.D-type flip-flop stage FF-2. The W exit the flip-flop stage FF-2 is thus on line 322 a low Y / ert converted to the B input dec Multivibrator M-3 occurs and its output blocks. This results in the short cycle being blocked. This in The signal appearing on line 324 can also be used for clocking a counter or a counting device through a driver circuit D2.
Die Ausgangssignale des Multivibrators M-5 werden auch dazu verwendet, eine Treiberschaltung für die z-Achse von einer negativen Spannung auf eine positive umzuschalten, wobei die in Figur 12 dargestellten Anzeigevorrichtungen 154 und 150 angeschaltet werden. Leitung 334, in der die Q-Ausßangssignale des Multivibrators M-5 auftreten, ist an die Steuerelektrode eines Feldeffekt-Transistors 32υ angeschlossen. Der y-Ausgang des Multivibrators M-5 wird über Leitungen 332 und 334 an die Steuerelektrode des Feldeffekt-Transistors 330 geführt. Der die Quelle und die Senke umfassende Kanal des Feldaffekt-Transistors 328 ist über Widerstände 33b und 336 an den positiven Pol einer Spannungsquelle angelegt, während der entsprechende, von der Quelle zur Senke verlaufende Kanal des Feldeffekt-Transistors über Widerstände 340 und 342 an den negativen Pol der Spannungsquelle angelegt ist. Die entsprechenden gegenüberliegenden Seiten der Feldeffekt-Transistoren 328 und 330 sind durch Leitungen 344 und 346 mit einem Eingang einesThe output signals of the multivibrator M-5 are also used to drive a driver circuit for the z-axis of from a negative voltage to a positive one, the display devices shown in FIG 154 and 150 are switched on. Line 334 in which the Q output signals of the multivibrator M-5 occur is on the control electrode of a field effect transistor 32υ connected. The y output of the multivibrator M-5 is connected to the control electrode of the field effect transistor via lines 332 and 334 330 led. The channel of field affect transistor 328 comprising the source and drain is across Resistors 33b and 336 are applied to the positive pole of a voltage source, while the corresponding one, from the source to the sink running channel of the field effect transistor via resistors 340 and 342 to the negative pole of the Voltage source is applied. The corresponding opposite Sides of field effect transistors 328 and 330 are connected to an input by lines 344 and 346
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z-Achsenverstärkers 34β verbunden und erhalten eine Vorspannung, sodaß unter Bedingungen, bei denen der monostabile Multivibrator M-5 nicht getaktet wird, der Ausgang des Verstärkers 348 auf einem negativen Wert gehalten wird. Beim Takten des Multivibrators M-5 wird Transistor 330 gesperrt, während Transistor 328 geöffnet wird, sodaß der Ausgang des Verstärkers 348 vom negativen auf den positiven Wert wechselt und damit die Inbetriebnahme der Anzeigevorrichtungen 154 und 158 erlaubt (siehe Figur 12).z-axis amplifier 34β connected and received a Bias voltage, so that under conditions in which the monostable multivibrator M-5 is not clocked, the output of amplifier 348 is held at a negative value. When the multivibrator M-5 is clocked, transistor 330 becomes locked while transistor 328 is opened so that the output of amplifier 348 changes from negative to positive The value changes and thus enables the display devices 154 and 158 to be put into operation (see FIG. 12).
Zener-Dioden Z1 und Z2 sind in den Eingangskreisen des Z-Achsenverstärkers 340 eingesetzt, um in bekannter V/eise die Spannung einzuregeln; die Dioden sind an den entsprechenden Anoden geerdet. Die Kathoden der Dioden Z1 und Zo sind an die Verbindungsstellen der Widerstände 336 und 338 bzw. 340 und 342 geschaltet.Zener diodes Z 1 and Z 2 are used in the input circuits of the Z-axis amplifier 340 in order to regulate the voltage in a known manner; the diodes are grounded to the corresponding anodes. The cathodes of the diodes Z 1 and Zo are connected to the connection points of the resistors 336 and 338 or 340 and 342.
in Wenn die Ausgänge des Multivibrators M-5 auf ein/Leitungin When the outputs of the multivibrator M-5 on a / line
I60 auftretendes Eingangssignal zur Energieauswertung ansprechen, aktiviert die positive Kante des am Q-Ausgang auftretenden Ausgangssignals einen Multivibrator M-6, dessen B-Anschluß über Leitung 332 angeschaltet ist. Multivibrator M-6 ergibt eine Verzögerung, die ein ausreichendes Zeitintervall zum Abschalten von Elektronenstrahlen in Anzeige-Oszillographen und dergleichen gewährleistet. Der y-Ausgang des Multivibrators M-6 ist über Leitung 352 mit dem B-Eingangsanschluß eines anderen monostabilen Multivibrators M-7 verbunden. Die positive Kante des Q-Ausgangssignals desI60 occurring input signal for energy evaluation respond, the positive edge of the output signal occurring at the Q output activates a multivibrator M-6, whose B connection via line 332 is switched on. Multivibrator M-6 gives a delay that has a sufficient time interval for switching off electron beams in display oscilloscopes and the like guaranteed. The y output of the multivibrator M-6 is via line 352 to the B input terminal of another monostable multivibrator M-7 tied together. The positive edge of the Q output of the
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Multivibrators M-6 löst Multivibrator M-7 aus, der ein entsprechendes Impulssignal am Q-Ausgang und damit in Leitung 354 erzeugt. Leitung 354 ist an UND-Gatter AN2 angeschlossen, dessen Ausgang über Leitung 356 mit dem Löschanschluß C1 der Plip-Flop-Stufe FF-2 in Verbindung steht. Das andere Eingangssignal des UND-Gatters AN2 wird von der Bedienungsperson gewählt und über Leitung 3M zugeführt. Wenn ein löschendes Eingangssignal an Plip-Flop-Stufe PP-2 auftritt, nimmt der Q-Ausgang und damit Leitung 332 den "hohen" Wert an, der damit am B-Eingang des Multivibrators M-3 auftritt. Dieser löscht seinerseits Flip-Flop-Stufe FF-1, da der Q-Ausgang über Leitung 310 an das UND-Gatter AN1 geführt ist. Mit der Löschfunktion der Plip-Plop-Stufe PP-1 wird der gattergeeteuerte Integrator entladen oder zurückgestellt mit Hilfe des in Leitung 250 auftretenden ^-Eingangssignals, wie früher unter Bezugnahme auf Pigur 14 beschrieben.Multivibrator M-6 triggers Multivibrator M-7, which is a corresponding pulse signal is generated at the Q output and thus in line 354. Line 354 is on AND gate AN2 connected, the output of which via line 356 with the Erase terminal C1 of the flip-flop stage FF-2 in connection stands. The other input signal of the AND gate AN2 is selected by the operator and supplied via line 3M. When a canceling input signal occurs at the Plip-Flop stage PP-2, the Q output picks up and thus conducts 332 indicates the "high" value that occurs at the B input of the multivibrator M-3. This in turn clears the flip-flop stage FF-1, since the Q output is fed to AND gate AN1 via line 310. With the delete function of the Plip-Plop level PP-1 the gated integrator is discharged or reset with the aid of the appearing in line 250 ^ Input signal, as earlier referring to FIG Pigur 14 described.
Mit der Rückkehr des monostabilen Multivibrators M-3 in den Bereitschaftszustand ist das Steuersystem völlig zurückgestellt und für die Verarbeitung eines weiteren Satzes von InformationsSignalen betriebsbereit. Wenn der Ausgang der Vergleichsstufe 292 zu diesem Zeitpunkt "hoch" liegt, verarbeitet das System die einlaufende Information nicht. Durch diese Sperrung wird die teilweise Integration von Raumsignale betreffenden Impulsen verhindert, die in zu geringen Abständen auftreten. Vergleichsstufe 292 ist soWith the return of the monostable multivibrator M-3 to the standby state, the control system is complete deferred and ready to process another set of information signals. When the exit of comparison stage 292 is "high" at this point in time, the system does not process the incoming information. This blocking prevents the partial integration of impulses relating to room signals that are in too small distances occur. Comparison stage 292 is like this
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angeschlossen, daß sie die ß-Ausgan,^ssignale vom y-Anochluß der Flip-Flop-Stufe FF-1 über Leitungen 296 und 297 emyfängt. Die Vergleichsstufe verwendet diese Eingangssignale zur Blockierung der Systemfreigabe, sodaß das System auf einlaufende Signale erst wieder reagiert, wenn ein voller Zyklus der oignalauswertung beendet worden ist. Figur 16 verdeutlicht die zeitmäßige Abstimmung der Ausgangssignale der Vergleichsstufe 292 und der Q-Ausgangssignale oder ß-Signale der Flip-Flop-Stufe FF-K Beim Fehlen der ß-Eingangssignale in Leitung 297 würde es im System zu Fehlern kommen, beispielsweise durch die Erzeugung von Startsignalen in Leitung 294; das Takten des Integrators wird unterbrochen, um eine ablaufende Signalauswertung unwirksam zu machen. Wie aus Figur 16 ersichtlich, sperren die über Leitung 297 zugeführten ß-Eingangssignale (Flip-Flop-Stufe PF-1, Q-Anschluß) die Vergleichsstufe 292, bis zum Rückstellpunkt eines Signalverarbeitungszyklus.connected that they receive the ß-output, ^ ssignals from the y-connection the flip-flop stage FF-1 via lines 296 and 297 emyfet. The comparison stage uses these input signals for Blocking of the system release so that the system only reacts to incoming signals after a full cycle the signal evaluation has ended. Figure 16 clarifies the timing of the output signals of the comparison stage 292 and the Q output signals or β signals the flip-flop stage FF-K in the absence of the ß-input signals in line 297 there would be errors in the system, for example by generating start signals on line 294; the clocking of the integrator is interrupted by one to make the ongoing signal evaluation ineffective. As can be seen from FIG. 16, the blocks supplied via line 297 ß-input signals (flip-flop stage PF-1, Q connection) the comparison stage 292, up to the reset point of a Signal processing cycle.
Wie oben bemerkt, wird die Anzeige sich überlappender räumlicher Impulse verhindert, da im Falle des optimalen Filtersystems die Basisbreite des Gaußschen Impulses geringer ist als die zum Erreichen des Spitzenwerts vom Gaußschen Energieimpuls benötigte Zeit oder das Intervall der Energie-Analyse. Falls zwei oder mehr Gamma-Strahlen mit dem Detektor in Wechselwirkung kommen und falls ihre Gesamtenergie in einer Zeit absorbiert wird, die geringer ist als die Anstiegszeit des gefilterten Energie-Impulses, wird deshalbAs noted above, the display of overlapping spatial pulses is prevented, as in the case of the optimal Filter system, the base width of the Gaussian pulse is less than that required to reach the peak value of the Gaussian Energy pulse, the time required or the energy analysis interval. If two or more gamma rays with the detector interact and if their total energy is absorbed in a time less than that The rise time of the filtered energy pulse is therefore
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der Spitzenwert des Energie-Impulseo nicht in den Durchlaßbereich fallen, der vom Impulshöhenanalysator 124 definiert wird. Das Steuersystem würde damit einen Kurzzyklus ausführen, was durch die gestrichelten Linien im Zeitdiagramm der Figur 16 angedeutet ist.the peak value of the energy pulse o not in the pass band which is defined by the pulse height analyzer 124. The control system would thus perform a short cycle, which is indicated by the dashed lines in the timing diagram of FIG.
Man ersieht aus den gestrichelten Linien der Figur 16, daß, falls beim Abfragen des Impulshöhenanalysators 124 kein Antwortsignal innerhalb der vom Multivibrator M-2 definierten Abfragezeit erhalten wird, die negative Kante des Ausgangsimpulses Multivibrator M-3 dazu veranlaßt, eine Rückstellung durchzuführen, wodurch eine Sperrung für die Ausführung des Rests des Signalverarbeitungszyklus hervorgerufen wird.It can be seen from the dashed lines in FIG. 16 that if, when interrogating the pulse height analyzer 124 no response signal is received within the interrogation time defined by the multivibrator M-2, the negative edge of the output pulse multivibrator M-3 causes a Reset, which locks the execution of the remainder of the signal processing cycle will.
Wie oben erwähnt, ist es wichtig, daß der Detektor der Gamma-Kamera Photonen von einen möglichst breiten iiaumgebiet aufnehmen kann. Da die Größe der Detektor-Kristalle notwendigerweise durch das für ihre Herstellung verwendete Verfahren begrenzt ist, müssen mehrere Detektor-Komponenten so zuaammengeschaltet werden, daß ein breites Strahlungsgebiet überwacht und abgebildet werden kann.As mentioned above, it is important that the detector of the gamma camera get photons from the broadest possible area can accommodate. Because the size of the detector crystals necessarily dictates the size used for their manufacture Method is limited, several detector components must be connected together so that a wide radiation area can be monitored and mapped.
Bei einem vorzugsweisen Verfahren zur Zusammenfassung diskreter Detektor-Komponenten werden diese betriebsmäßig in Untergruppen mit jeweils einer bestimmten Anzahl von Detektox-en zusammengeschaltet, so beispielsweise als vier an das Steuersystem der Kamera angekoppelte Untergruppen. Eine Gruppe aus Detektor-Kompenenten mit der benötigtenIn a preferred method of combining discrete detector components, these become operational interconnected in sub-groups each with a certain number of Detektox-s, for example as four Subgroups coupled to the camera's control system. A group of detector components with the required
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Kamera-Eingangsgeometrie wird dann durch symmetrische Zusammenfassung der Untergruppen hergestellt. Eine für die Praxis geeignete Größe umfaßt vier Untergruppen, von denen jede aus vier Detektor-Komponenten aufgebaut ist. Bei dieser Anordnung überwacht da.s Steuersystem den Betrieb der Untergruppen. Eine weitere Möglichkeit der Leistungserhöhung des Kamera-Gystems bei klinischen Untersuchungen ergibt sich aus dem Nachweis und der Abbildung von Information, die mit zwei diskreten Photonen-Energien erhalten wurde. Eine entsprechende Gamma-Kamera muß dazu ein Steuersystem umfassen, das diese beiden wünschenswerten Kennzeichen aufweist. In der folgenden Beschreibung bleibt die unter Bezugnahme auf Figuren 12-16 beschriebene Signalverarbeitung im wesentlichen unverändert, doch werden die Punktionen im Bedarfsfall entsprechend vervielfacht, um die größere Anzahl von von den Detektor-Gruppen erzeugten EingangsSignalen verarbeiten zu können.Camera input geometry is then symmetrical Summary of the subgroups made. One for them Practical size includes four subgroups, each of which is made up of four detector components. At this The arrangement monitors the control system's operation of the subgroups. Another way to increase the performance of the Camera gystems in clinical examinations results from the detection and mapping of information associated with two discrete photon energies was obtained. A corresponding gamma camera must include a control system that this exhibits both desirable characteristics. In the following description that remains with reference to Figures 12-16 Signal processing described essentially unchanged, but the punctures are made accordingly if necessary multiplied in order to be able to process the larger number of input signals generated by the detector groups.
Figur 17 zeigt einen aus diskreten Detektor-Komponenten aufgebauten, zusammengesetzten Detektor 360. Die in Untergruppen 362, 364, 366 und 360 zusammengefaßten vier Detektor-Komponenten können beispielsweise mit drei zusätzlichen Untergruppen zu einer vollen Detektor-Gruppe zusammengefaßt werden, wobei die vier erwähnten Untergruppen 16 Detektor-Komponenten umfassen. Natürlich kann eine größere oder kleinere Anzahl von Detektor-Komponenten zu einer Gruppe der gewünschten Abmessungen zusammengefaßt werden,, Zur Verdeutlichung der Darstellung ist nur das ZusammenwirkenFIG. 17 shows a composite detector 360 made up of discrete detector components. The subgroups 362, 364, 366 and 360 combined four detector components can, for example, with three additional Subgroups can be combined to form a full detector group, the four mentioned subgroups having 16 detector components include. Of course, a greater or lesser number of detector components can be added to a group the desired dimensions are summarized ,, To Clarification of the representation is only the interaction
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der Untergruppe 360 mit dem Steuersystem beschrieben. Die Detektoren 362-366 haben äquivalente Oberflächen für die einfallende Gamma-Strahlung, wodurch die Bildwiedergabe des Kamera-Systems eine hohe Endgenauigkeit erreicht. Die Detektor-Komponenten 362-366 haben die oben beschriebene orthogonale Streifenstruktur, bei der jeder Streifen von Rillen definiert wird. Die Detektor-Komponente 362 hat Streifen 37Oa-37Od an ihrer Oberseite; die Streifen werden von Rillen gebildet, die neben den Streifen angebracht sind. Die gegenüberliegende Seite der Detektor-Komponente 562 besteht in ähnlicher Weise aus Streifen 372a-372d, die von zwischen ihnen gelegenen Rillen definiert werden, die senkrecht zu den Rillen an der Oberseite verlaufen. Detektor-Komponente 364 ist ähnlich ausgeführt und hat Streifen 374a-374d an der Oberseite; die Streifen werden von zwischen ihnen gelegenen Rillen definiert. Die Unterseite des Detektors besteht aus äazu senkrechten Streifen 376a-376d, die ebenfalls von zwischen ihnen gelegenen Rillen gebildet werden. Die entsprechenden Streifengruppen der Detektor-Komponente 366 enthalten ähnliche Gruppen von Streifen 378a-37<3d bzv/. 330a-3o0d. Detektor-Komponente 368 besteht aus gleichartig ausgebildeten, zueinander senkrechten Streifengruppen 332a-3ö2d bzw. 384a-384d.of subgroup 360 with the control system. the Detectors 362-366 have equivalent surfaces for the incident gamma radiation, thereby rendering the image of the camera system achieves a high level of final accuracy. The detector components 362-366 are as described above orthogonal stripe structure where each stripe of Grooves is defined. The detector component 362 has strips 37Oa-37Od on its top; the stripes will be formed by grooves made next to the strips. The opposite side of the detector component 562 similarly consists of strips 372a-372d defined by grooves between them that are perpendicular run to the grooves on the top. Detector component 364 is similar and has strips 374a-374d at the top; the strips are defined by grooves located between them. The bottom of the detector consists of vertical strips 376a-376d, which are also formed by grooves between them. The corresponding groups of stripes of the detector component 366 contain similar groups of stripes 378a-37 <3d or v /. 330a-3o0d. Detector component 368 consists of the same formed, mutually perpendicular strip groups 332a-3ö2d and 384a-384d, respectively.
Die Komponenten 362-368 sind nur für die Darstellung getrennt voneinander eingezeichnet, während sie im tatsächlichen Betrieb so dicht als möglich aneinandergefügt werden.The components 362-368 are shown separately from one another only for the purpose of illustration, while in the actual Operation as close together as possible.
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Um Raumausgangssignale und Energieauagangssignale von den diskreten Detektor-Komponenten zu erhalten, werden die Streifen längs gemeinsamer Koordinatenrichtungen angeordnet. Die Zuordnung geschieht zwischen Komponenten 362 und 364 durch Leitungen 386a-386d, durch die entsprechende Streifen 374a-374d der Komponente 364 mit Streifen 37Oa-37Od der Komponente 362 verbunden werden. In ähnlicher Ϋ/eise sind Leitungen 3HSa-388d zur Verbindung entsprechender Streifen 382a-382d der Komponente 363 mit Streifen 378a-378d der Komponente 366 vorgesehen.To receive room output signals and energy output signals from the To obtain discrete detector components, the strips are arranged along common coordinate directions. The assignment is made between components 362 and 364 through lines 386a-386d, through the corresponding strips 374a-374d of component 364 with strips 37Oa-37Od of Component 362 are connected. Lines 3HSa-388d for connecting corresponding strips are similar 382a-382d of component 363 with strips 378a-378d of Component 366 provided.
Die Ausgänge der Streifengruppen der nach oben weisenden Seiten der Detektor-Komponenten sind an ein Impedanznetzwerk 390 angeschlossen, das in Reihe geschaltete, diskrete Widerstände 392a-392i umfaßt. Eine Verbindung zwischen den Streifen 37Oa-37Od und den Punkten zwischen den Widerständen 392e-392i wird durch Leitungen 394a-394d geschaffen, während eine entsprechende Verbindung zwischen Streifen 378a-37Gd und den Verbindungspunkten der Widerstände 392a-392d durch Leitungen 396a-396d hergestellt wird.The outputs of the groups of strips on the upward-facing sides of the detector components are connected to an impedance network 390 which includes discrete resistors 392a-392i connected in series. A connection between the Strip 37Oa-37Od and the points between the resistors 392e-392i is provided by lines 394a-394d, while a corresponding connection between strips 378a-37Gd and the connection points of the resistors 392a-392d Lines 396a-396d is made.
Ähnlich sind die Streifen 372a-372d an der Unterseite der Komponente 362 mit den Streifen 380a-380d der Komponente 366 über Leitungen 39^a-398d verbunden. Die Streifen 376a-376d an der Unterseite der Komponente 364 sind mit entsprechenden Streifen 584a-384d der Komponente 368 über Leitungen 400a-400d verbunden. Die in dieser Weise zusammengefaßten Gruppen von Unterseiten der Detektor-Komponenten sind an einSimilarly, strips 372a-372d are on the underside of component 362 is connected to strips 380a-380d of component 366 via lines 39 ^ a-398d. Strips 376a-376d on the underside of component 364 are connected to corresponding strips 584a-384d of component 368 via leads 400a-400d connected. The groups of undersides of the detector components combined in this way are on a
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zweites Impedanz-Netzwerk 402 in ähnlicher V/eise wie die orthogonalen Oberseiten angeschlossen. Die Streifen 380a-38Od der Unterseite der Komponente 366 sind an diskrete Widerstände 404a-404e des Netzwerks 402 über Leitungen 4O6a-4O6d angeschlossen. In ähnlicher V/eise sind die Streifen 384a-384d der Unterseite der Komponente 368 mit entsprechenden diskreten Widerständen 404f-404i des Netzwerks 402 über Leitungen 408a-408d verbunden. Durch diese Verbindung ergeben die vier diskreten Detektor-Komponenten den Raumkoordinaten zugeordnete Ausgangssignale, d.h. x-Koordinaten-Ausgangssignale in Leitungen 410 und 412, die als (X1A) und (X1B) bezeichnet werden. In ähnlicher Weise treten die der y-Koordinate zugeordneten Ausgangsüignale an der Unterseite der Detektor-Komponenten in Leitungen 414 und 416 auf und werden in der Zeichnung als (V1A) bzw. (y-,Β) bezeichnet.second impedance network 402 in a manner similar to that of the orthogonal tops. The strips 380a-38Od on the underside of the component 366 are connected to discrete resistors 404a-404e of the network 402 via lines 406a-406d. Similarly, strips 384a-384d on the underside of component 368 are connected to corresponding discrete resistors 404f-404i of network 402 via lines 408a-408d. As a result of this connection, the four discrete detector components produce output signals assigned to the spatial coordinates, ie x-coordinate output signals in lines 410 and 412, which are designated as (X 1 A) and (X 1 B). In a similar way, the output signals assigned to the y-coordinate appear on the underside of the detector components in lines 414 and 416 and are designated in the drawing as (V 1 A) and (y-, Β), respectively.
Figur 18 zeigt eine erste Anordnung zur Verarbeitung der Ausgangssignale mit einem Satz von Filter- und Steuer-Schaltungen, die für die Detektor-Quadrantengruppe der Figur 17 bemessen sind. Die den Koordinaten zugeordneten Ausgangesignale (X1A), (X1B) und (Y1A), (Y1B) treten in Leitungen 410-416 auf. Diese Ausgangssignale kommen an diskrete Vorverstärkerstufen 430-436. Die in Leitung auftretenden Ausgangssignale der Vorverstärkerstufe 430 werden einer Schaltung 440 zur antisymmetrischen Summation, Gaußschen Filterung und gattergesteuerten Integration imFIG. 18 shows a first arrangement for processing the output signals with a set of filter and control circuits which are dimensioned for the detector quadrant group of FIG. The output signals (X 1 A), (X 1 B) and (Y 1 A), (Y 1 B) associated with the coordinates appear on lines 410-416. These output signals come to discrete preamplifier stages 430-436. The output signals of the preamplifier stage 430 appearing in the line are passed to a circuit 440 for antisymmetric summation, Gaussian filtering and gate-controlled integration in the
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x-Kanal zugeführt, während die entsprechenden Eingangosignale der Vorverstärkerstufe 432 über Leitung 442 an gleichartige Schaltungen geführt werden. Die Summier- und Filter-Schaltungen 440 verarbeiten die x-Koordinaten-Ausgangssignale, wie vorher unter Bezugnahme auf Figuren 12-16 beschrieben. Beis pielsweise v/erden die x-Ausgangssignale subtraktiv summiert und nach Filterung und Impulsformung durch Integration usw. werden Ausgangssignale von Schaltungen 440 als x-Kanalsignale an Leitung 446 abgegeben.x-channel while the corresponding input signals the preamplifier stage 432 via line 442 to similar Circuits are performed. The summing and filter circuits 440 process the x-coordinate output signals, as previously described with reference to Figures 12-16. For example, the x output signals are subtractively grounded summed up and after filtering and pulse shaping by integration etc. are output signals from circuits 440 as x-channel signals delivered on line 446.
Die Ausgangssignale dor Verstärkerstufen 430 und 432 für den x-Kanal v/erden ferner über Leitungen 450 und 444 an die Summier- und Filter-Stufe 44 8 geführt. Wie unter Bezugnahme auf Figuren 12-16 beschrieben, umfaßt Stufe 44β eine Eingangsschaltung, die die zeitliche Ableitung des summierten Energiesignals in Leitungen 444 und 450 bildet; das die Ableitung darstellende Signal wird über Leitung 452 einer Stufe 454 zur Gattersteuerung und zur Durchführung der logischen Operationen beim Start zugeführt. Wenn die Eingangssignale einen bestimmten Pegel aufweisen, sodaß sie gültige Rauminformation darstellen, spricht Stufe 454 an und liefert über Leitung 456 eine Gattersteuerung der Stufe 440.The output signals from amplifier stages 430 and 432 for the x-channel v / ground is also fed via lines 450 and 444 to the summing and filter stage 448. As with reference As described on Figures 12-16, stage 44β includes one Input circuitry which takes the time derivative of the summed energy signal on lines 444 and 450; that the A derivative representing signal is transmitted via line 452 to a Stage 454 for gate control and for performing the logical operations at start-up. If the input signals have a certain level, so that they are valid Represent spatial information, addresses and provides stage 454 stage 440 gate control over line 456.
Die entsprechenden y-Ausgangssignale der Verstärkerstufen 434 und 436 werden über Leitungen 45H bzw. 460 an die Stufe 462 geführt, die den y-Kanal für die antisymraetrische Summation und Gaußsche Filterung darstellt. Stufe 462 ist ähnlich Stufe 440 ausgeführt und die ihr zugeführtenThe corresponding y-output signals of the amplifier stages 434 and 436 are led via lines 45H and 460, respectively, to stage 462, which is the y-channel for the antisymmetric Represents summation and Gaussian filtering. Stage 462 is implemented similarly to stage 440 and that supplied to it
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oignale werden subtraktiv summiert, gefiltert und durch mehrfache Integration verformt, sodaß sich in Leitung 464 ein Signal für den y-Koordinatenkanal ergibt. Die gattergesteuerte Integration sowie die Filterung in Stufe 462 werden über Leitung 466 von der Stufe 454 zur Gattersteuerung und dem logischen Starten gesteuert. Ähnlich wie die unter Bezugnahme auf Figuren 12-16 beschriebene Ausführungsform umfaßt das Steuersystem ferner einen Energiediskriminator 470, der die über Leitung 472 zugeführten Ausgangssignale der Stufe 448 empfängt und wie vorher eine Impulshöhenanalyse des Energiesignals durchführt, um dieses auf das Vorhandensein gültiger Bildinformation auszuwerten. Nach Abfragung über Leitung 474 von der Schaltung 454 zur Gattersteuerung und einem entsprechenden Antwortsignal über Leitung 476 vom Diskriminator wird die Weiterverarbeitung der Signale freigegeben, flenn jedoch die Energiesignale nicht zum Durchlaßbereich des Diskriminators 470 gehören, stellt die Stufe 454 zur Gattersteuerung die Summierstufen über Leitungen 47^, 480 und 4ö2 zurück, sodaß der oben beschriebene Kurzzyklus zustandekommt. Dadurch kann das System schneller und wirksamer das nächste einlaufende, Rauminformation enthaltende Signal verarbeiten. Der Diskriminator 470 kann im System wirksam arbeiten, obwohl mehr als eine Photonen-Energie nachgewiesen wird. Das System soll für die Verwendung von mehr als einer radioaktiven pharmazeutischen Substanz ausgebildet sein, wobei jede radioaktiv markierte Substanz eineSignals are subtractively summed, filtered and deformed by multiple integration, so that a signal for the y-coordinate channel results in line 464. The gated integration and the filtering in stage 462 are controlled via line 466 from stage 454 for gate control and the logical start. Similar to the embodiment described with reference to FIGS. 12-16, the control system further includes an energy discriminator 470 which receives the output signals of stage 448 fed via line 472 and, as before, performs a pulse height analysis of the energy signal in order to evaluate it for the presence of valid image information. After interrogation via line 474 from circuit 454 for gate control and a corresponding response signal via line 476 from the discriminator, further processing of the signals is enabled, but if the energy signals do not belong to the pass band of discriminator 470, stage 454 for gate control provides the summing stages via lines 47 ^, 480 and 402 back so that the short cycle described above comes about. This enables the system to process the next incoming signal containing spatial information more quickly and efficiently. The discriminator 470 can operate effectively in the system even though more than one photon energy is detected. The system should be designed for the use of more than one radioactive pharmaceutical substance, each radioactively labeled substance being one
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andere Gamma-Strahlenergie haben kann. Ua das Auflösungsvermögen der Germanium-Detektoren de:: Systems erhöht ist, kann der Diskriminator 470 an diesem Punkt des Steuersystems seine Punktion erfüllen. Der Germanium-Detektor hat eine Energieauflösung von 3-4 keV gegenüber der üblichen Auflösung von 15 keV im Falle von Gamma-Kameras mit den oft verwendeten Szintillationsdetektoren. Diskriminator 470 läßt sich deshalb leicht so einstellen, daß er Energiesignale durchläßt, die dem unteren annehmbaren thoton-Energiepegel der radioaktiv markierten .Substanz entsprechen. may have other gamma ray energies. Among other things, the resolving power of the germanium detectors de :: system is increased, the discriminator 470 can fulfill its puncture at this point of the control system. The germanium detector has an energy resolution of 3-4 keV compared to the usual resolution of 15 keV in the case of gamma cameras with the scintillation detectors that are often used. Discriminator 470 can therefore be easily adjusted to pass energy signals which correspond to the lower acceptable thoton energy level of the radioactively labeled substance .
Erfindungsgemäß umfassen die Filter- und Steuerschaltungen für einen bestimmten Quadranten auch einen Spitzendetektor 4o4, der über Leitungen 472 und 46d die von Summierstufe 44B erzeugten Energiesignale zugeführt bekommt. Zweck des Detektors 4^4 ist es, den Spitzenwert des signals zu halten und damit eine Analogspeicherung zu liefern, die Veränderungen in der Signalverarbeitungszeit Rechnung trägt, wie sie beispielsweise zwischen Stufen 440, 462 und der Summierstufe 448 auftreten können. Detektor 4ö4 wird zeitlich über Leitung 490 mit der Gattersteuerung 454 betrieben und kann über Leitungen 478 und 400 zurückgestellt werden. Der als Ausgangswert auftretende Spitzenwert wird von Detektor 404 über Leitung 492 einer Treiberstufe für den Energiekanal zugeführt; von dieser Treiberstufe 494 gelangen die Signale schließlich an weiter unten beschriebene Schaltungen zur Verarbeitung der vom Quadranten gelieferten Information. DasAccording to the invention, the filter and control circuits for a particular quadrant also comprise a peak detector 4o4, the via lines 472 and 46d from the summing stage 44B generated energy signals is supplied. The purpose of the detector 4 ^ 4 is to detect the peak value of the signal hold and thus provide an analog storage that takes changes in the signal processing time into account, as can occur between stages 440, 462 and summing stage 448, for example. Detector 4ö4 is timed operated via line 490 with gate control 454 and can be reset via lines 478 and 400. Of the The peak value occurring as an output value is detected by detector 404 via line 492 of a driver stage for the energy channel fed; from this driver stage 494 the signals finally reach the circuits described below Processing of the information provided by the quadrant. That
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in Leitung 496a auftretende Signal des Energiekanals wird mit Q1 bezeichnet.The energy channel signal appearing in line 496a is denoted by Q 1 .
Wenn das am Energiediskriminator 470 auftretende Raumsignal als gültig angenommen wird, werden die in Ausgangsleitung 446 auftretenden Signale des x-Kanals (Raumsignale) an eine Treiberstufe 49ö des x-Kanals abgegeben; die Ausgangs-Bignale dieser Treiberstufe erscheinen in Leitung 500a. Das aus diesem Kanal stammende Signal wird mit Q1 bezeichnet. Das y-Kanalsignal, das in Stufe 462 verarbeitet wurde und vom Diskriminator 470 und den Gattersteuerungen an das System durchgelassen wurde, wird über Leitung 464 der Treiberstufe 502 für den y-Kanal zugeführt; die Ausgangssignale der Treiberstufe erscheinen in Leitung 504a und werden mit Q1 bezeichnet.If the room signal appearing at the energy discriminator 470 is accepted as valid, the x-channel signals (room signals) appearing in output line 446 are output to a driver stage 496 of the x-channel; the output signals from this driver stage appear on line 500a. The signal coming from this channel is denoted by Q 1. The y-channel signal, which was processed in stage 462 and passed to the system by discriminator 470 and the gate controls, is fed via line 464 to driver stage 502 for the y-channel; the output signals from the driver stage appear on line 504a and are labeled Q 1.
Die von jedem Quadranten des gesamten Bildgebiets abgegebene Information wird mit Q-|X» Q-jv und Q1 bezeichnet. Für die folgende Beschreibung wird angenommen, daß die Detektor-Anordnung quadratisch ist, sodaß entsprechende Signale von vier verschiedenen mehrkomponentigen Quadranten abgegeben werden. Die Quadranten werden durch ein "Q" mit einem Index bezeichnet, der die Werte 1-4 annehmen kann. Die Gattersteuerung 454 ergibt ferner ein Taktsignal oder Datenannahme-Signal, das als sequentielles Eingangssignal über Leitung 506a zum Steuersystem gelangt. Das in dieser Leitung auftretende Signal wird mit Q1 bezeichnet; ein mit Q1 bezeichnetes Rück- atelleignal wird über Leitung 508a zugeführt. Dieses SignalThe information given by each quadrant of the entire image area is denoted by Q- | X »denotes Qj v and Q 1 . For the following description it is assumed that the detector arrangement is square, so that corresponding signals are emitted from four different multicomponent quadrants. The quadrants are denoted by a "Q" with an index that can have the values 1-4. The gate control 454 also produces a clock signal or data acceptance signal, which arrives as a sequential input signal via line 506a to the control system. The signal appearing on this line is denoted by Q 1; a return signal labeled Q 1 is supplied via line 508a. This signal
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wird von dem ,steuersystem für die Datenverarbeitung von Quadranten erhalten, das unter Bezugnahme auf Figur 19 beschrieben wird.is controlled by the, control system for the data processing of Quadrant obtained with reference to Figure 19 is described.
Die in Figur 19 in Blockform dargestellte Anordnung zur Datenverarbeitung umfaßt drei Multiplex-Eingangsnetzwerke, einen Multiplexer 510 für die x-Position, einen Multiplexer 512 für die y-Position und einen Energie-Multiplexer 514. Die Eingangssignale der Multiplexer 510-514 stammen von den vier Quadranten-Schaltungen und erscheinen in Leitungen 500a, 504a, 496a, 506a und 50Ra bei den Schaltungen der Figur 13. Die Eingangssignale der drei verbleibenden Kreise der Multiplexer v/erden mit 500b-d, 504b-d und 496b-d bezeichnet. Die Ausgangssignale der Schaltung 454 der Gattersteuerung und der logischen Funktionen für den Start der Figur 18 erscheinen in Leitungen 5O6a-5O6d zum Speicher 516; die Eingangssignale zur Stufe 4-54 der Figur 18 werden über die von der Rückstellstufe 5^0 ausgehende Ausgangsleitung 508a-508d zugeführt. Die Quadrantensignale, die zu den Signalverarbeitungseinrichtungen der Figur 19 führen, werden durch aufsteigende Indices für jede Eingangsschaltung gekennzeichnet, d.h. die Eingangssignale des Multiplexers 510 der x-Position werden mit Q-Jx -Qzx gekennzeichnet, die Eingangssignale zum Multiplexer 512 für die y-Position mit Q1 -Q. , die Eingangssignale zum Energie-Multiplexer 5H mit Q-jg-Q/ > die Datenannahmesignale an den Speicher mit Q1-Q., und die Ausgangssignale der Rückstellstufe 520 mit Q-iT.-Q4.-r bezeichnet. The arrangement for data processing shown in block form in FIG. 19 comprises three multiplex input networks, a multiplexer 510 for the x position, a multiplexer 512 for the y position and an energy multiplexer 514. The input signals of the multiplexers 510-514 come from the four quadrant circuits and appear on lines 500a, 504a, 496a, 506a, and 50Ra in the circuits of Figure 13. The inputs to the three remaining circuits of multiplexers are designated 500b-d, 504b-d, and 496b-d. The output signals of the gate control circuit 454 and the logic functions for the start of FIG. 18 appear on lines 506a-506d to memory 516; the input signals to stage 4-54 of FIG. 18 are fed via the output line 508a-508d going out from the reset stage 5 ^ 0. The quadrant signals which lead to the signal processing devices of FIG. 19 are identified by ascending indices for each input circuit, ie the input signals of the multiplexer 510 for the x position are identified with QJ x - Qz x , the input signals to the multiplexer 512 for the y position with Q 1 -Q. , the input signals to the energy multiplexer 5H with Q-jg-Q /> the data acceptance signals to the memory with Q 1 -Q., and the output signals of the reset stage 520 with Q-iT.-Q4.-r.
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In bekannter Weise führen die Multiplexer 510—514 eine Umschaltung durch, wobei die an sie geführten Kanalsignale ausgewählt und an das System weitergegeben werden, wenn geeignete logische Steuersignale als kodierte Auslösesignale auftreten. Die Multiplexer werden gesteuert von einem Anschlußteil 522 für die Quadranten, das innerhalb der gestrichelten Linie liegt. Anschlußteil 522 umfaßt einen F.I.P.Qr-Speioher (zuerst eingegebene Signale werden zuerst ausgelesen) mit einer Eingangstaktstufe 516, eine Rückstell-Treiberstufe 520, einen 4/3-Leitungsentkoder 524 und eine Polgesteuerungsstufe 526. Der P.I.P.O.-Speicher mit der Eingangstaktwtufe 516 ist in an sich bekannter Weise ausgeführt und enthält bis zu einem gewissen Grad unabhängige Eingangs- und Ausgangsstufen oder Netze. Die Aufgabe dieser Stufen ist es, die frei wählbare Verarbeitung aufzuheben durch Empfang und Sammlung bzw. Aufzeichnung der zufällig erzeugten Daten-Annahmesignale, die über Leitungen 5O6a-5O6d verfügbar werden. Diese quadrantenmarkierten Signale werden empfangen und serienmäßig zusammengefaßt an der taktenden fiingangsstufe des P.I.P.O.-Speichers 516, worauf ein geeigneter Taktimpuls an die Polgesteuerungsstufe 526 über Leitung 572 geschickt wird, um dieser Stufe anzuzeigen, daß Quadranten-Information bereitsteht. Das Signal zur Identifizierung des Quadranten wird durch Ausgänge 534 und 570 an den 4/3-Leitungsentkoder 524 und die Rückstell-Treiberstufe 520 weitergegeben. Die sich ergebenden kodierten Auslösesignale werden über die zu Gruppen zusammengefaßtenIn a known manner, the multiplexers 510-514 carry one Switching through, whereby the channel signals carried to them are selected and passed on to the system, if appropriate logical control signals occur as coded trigger signals. The multiplexers are controlled by a connector 522 for the quadrant that lies within the dashed line. Connector 522 includes an F.I.P.Qr reservoir (first input signals are read out first) with an input clock stage 516, a reset driver stage 520, a 4/3 line decoder 524 and a pole control stage 526. The P.I.P.O. memory with the input clock stage 516 is on performed in a known manner and contains to a certain extent independent input and output stages or Networks. The task of these levels is to cancel the freely selectable processing through reception and collection or Recording of the randomly generated data acceptance signals that are available via lines 506a-506d. These quadrant-marked Signals are received and summarized as standard at the clocked fiinput stage of the P.I.P.O.-memory 516, whereupon a suitable clock pulse is sent to the pole control stage 526 over line 572 to this stage indicate that quadrant information is available. The signal to identify the quadrant is provided through outputs 534 and 570 to the 4/3 line decoder 524 and the reset driver stage 520 passed. The resulting coded trigger signals are combined into groups via the
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Leitungen 536, 537 und 539 an die Multiplexer weitergegeben, dio ihrerseits an die zugehörigen Gatter in den MuItipiexerη 510, 512 und 5H gehen, urn die einbehaltenen Raumsignale und Energie-Signale an eine Abtast- und Regenier-Verstärker-Rtufe S/H weiterzugeben. Das Ausgangssignal des Multiplexers 510 für die x-Position wird über Leitung 542 einem Abtast- und Regenier-Verstärker 544 zugeführt, während die Ausgangseignale des entsprechenden Multiplexers 512 für die y-Position über Leitung 546 einem entsprechenden Verstärker 543 zugeführt werden. In ähnlicher Weise werden die Ausgangssignale des Energie-Multiplexers 5H über Leitung 550 dem Abtast- und Regenier-Verstärker 552 zugeführt. Die Abtast- und Regenier-Veratärker 544, 548 und 552 werden in der Schaltung als Analogspeicher verwendet, sodaß die den Quadranten zugeordneten »Schaltungen zur Verarbeitung einlaufender Signale in den Ausgangs zustand zurückgestellt werden können. Von Leitung 530 wird über Leitung 556 eine Verbindung an Abtast- und Regenier-Verstärker 552 hergestellt, durch Leitung 55Ö an einen entsprechenden Verstärker 548 und direkt eine Verbindung mit einem entsprechenden Verstärker 544. Ein über Leitung 530 ankommendes Signal aus der Folgesteuerungsstufe 526 stellt das anfängliche Abtastkommando dar, worauf die Ausgangssignale der Multiplexer von den Abtast- und Regenier-Verstärkern aufgenommen werden. Nach einem Wahlintervall wird ein Haltesignal an Verstärker 544-552 abgegeben, dem sich das nächste Intervall anschließt. Mit dem an Verstärker 544-552 geliefertenLines 536, 537 and 539 passed on to the multiplexers, dio in turn to the associated gates in the MuItipiexerη 510, 512 and 5H go around the retained room signals and pass on energy signals to a sampling and regeneration amplifier call S / H. The output of the multiplexer 510 for the x position is sent to a scanning and regeneration amplifier 544, while the output signals of the corresponding multiplexer 512 for the y position A corresponding amplifier 543 is supplied via line 546 will. The output signals of the Power multiplexer 5H via line 550 to the sampling and Regeneration amplifier 552 supplied. The sampling and regeneration amplifier 544, 548 and 552 are used in the circuit as analog memories, so that those assigned to the quadrants »Circuits for processing incoming signals can be reset to their initial state. From line 530, a connection is made to sampling and regeneration amplifier 552 via line 556, via line 556 on a corresponding repeater 548 and directly connects to a corresponding repeater 544. On via line 530 incoming signal from the sequence control stage 526 provides the initial scan command, followed by the output signals of the multiplexers from the scan and regeneration amplifiers be included. After a voting interval, a hold signal is given to amplifier 544-552, which will be followed by the next Interval follows. With the one supplied to amplifier 544-552
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Haltesignal wird ein Rückstellsignal von der Folgesteuerungontufe durch Leitung 566 an die Rückstell-Treiberstufe 520 geleitet. Da die Raum- und Energie-Information der gerade angesprochenen Quadrantenschaltung in der die Information verarbeitenden Schaltung gesteuert wird, können die entsprechenden Quadrantenschaltungen über eine Rückstelleitung Q-1-.-Q^1 (Leitungen 5O3a-5O3d) in den Ausgangs zustand zurückgebracht werden. Bei der Ausführung dieser Operationen entwickelt die Rückstellstufe 520 die Quadranten-Auswahlinformation über Leitungen 570 aus dem F.I.P.O.-Speicher 516; am Ende des Rückstellkommandos v/ird ein Taktimpuls über Leitung 532 von der Folgesteuerungsstufe 526 an den P.I.P.O.-Speicher 516 geschickt. Dadurch wird die am Ausgang des F.I.F.O»-Speichers 516 auftretende Information so getaktet, daß die nächste brauchbare Information am Ausgang des P.I.P.O.-Speichers 516 erscheint. Die Tatsache, daß gültige Information am Ausgang des P.I.P.O.-Speichers 516 auftritt, wird über Leitung 572 der Folgesteuerungsschaltung 526 zur sofortigen oder späteren Verwendung mitgeteilt. Wenn, gültige Ausgangssignale am Ausgang des P.I.F.0.-Speichers 516 auftreten, entkodet der 4/3-Leitungsentkoder 524 diese Ausgangssignale für deren Weiterverarbeitung durch die Multiplexer-Schaltungen. Während dieses Intervalls ist das Energiesignal, das nun an den Regenerierteil des Verstärkers 552 weitergegeben wurde, in Leitung 560 als Ausgangssignal verfügbar; in diesem Zeitintervall wird das Energiesignal ferner über Leitung 561 dem Zweikanal-Ana-Hold signal, a reset signal from the sequencer stage is passed through line 566 to the reset driver stage 520. Since the space and energy information of the quadrant circuit just mentioned is controlled in the circuit processing the information, the corresponding quadrant circuits can be returned to the initial state via a reset line Q-1 -.- Q ^ 1 (lines 5O3a-5O3d). In performing these operations, the reset stage 520 develops the quadrant selection information over lines 570 from the FIPO memory 516; At the end of the reset command, a clock pulse is sent via line 532 from the sequential control stage 526 to the PIPO memory 516. As a result, the information appearing at the output of the FIFO »memory 516 is clocked in such a way that the next useful information appears at the output of the PIPO memory 516. The fact that valid information appears at the output of the PIPO memory 516 is communicated via line 572 to the sequencer circuit 526 for immediate or later use. If valid output signals appear at the output of the PIF0. Memory 516, the 4/3 line decoder 524 decodes these output signals for further processing by the multiplexer circuits. During this interval the energy signal which has now been passed on to the regeneration part of the amplifier 552 is available as an output signal in line 560; In this time interval, the energy signal is also transmitted via line 561 to the two-channel analyzer
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1 viator 562 zugeführt und von ihm analysiert. Analysator 562 ergibt eine Impulchöhenanalyse zur Erkennung der Energieniveaus von den zwei oben erwähnten radioaktiven pharmazeutischen Substanzen, die beispielsweise im System verwendet werden können. Die von Stufe 562 ausgeführte Analyse ist die zweite innerhalb des Systems, da die erste in den oben beschriebenen Schaltungen für jeden Quadranten des Detektors ausgeführt wird. Palis das an den Zweikanal-Analysator 562 weitergegebene Energie-Signal nicht den Durchlaßkriterien für die beiden gewählten Photonen-Energien genügt, wird ein geeignetes Signal über Ausgangsleitung 564 der Folgesteuerungsstufe 526 zugeführt. Falls ein das Vorhandensein gültiger Information anzeigender Impuls über Leitung 572 vom F.I.F.O.-Speicher mit der Eingangataktütufe 516 empfangen wird, v/erden die Verstärker 544, 54Γ; und 552 in den Abtastbetrieb überführt und der oben beschriebene Vorgang wiederholt sich. Falls ein das Vorhandensein gültiger Information anzeigender Impuls nicht empfangen wurde, wartet die Folgesteuerungsstufe 526 bis ein derartiger Impuls auftritt, ehe sich der oben beschriebene Vorgang wiederholt. Wenn mehr als zwei Photonen-Energien gewählt werden, wird ein entsprechender Mehrkanal-Analysator als Analysator 562 eingesetzt.1 viator 562 supplied and analyzed by him. Analyzer 562 gives a pulse height analysis to identify the energy levels of the two radioactive pharmaceutical substances mentioned above, for example used in the system can be. The analysis performed by stage 562 is the second within the system, since the first in the circuits described above for each quadrant of the Detector is running. Palis that to the two-channel analyzer 562 transmitted energy signal does not meet the transmission criteria for the two selected photon energies, a suitable signal is fed to the sequencer stage 526 via output line 564. If one the presence Pulse indicating valid information via line 572 from the F.I.F.O.-memory with the input clock stage 516 is received, the amplifiers 544, 54Γ; and 552 in the scanning operation is transferred and the above-described process is repeated. If there is any valid information the indicating pulse has not been received, the sequencer 526 waits until such a pulse occurs, before the process described above is repeated. If more than two photon energies are chosen, one becomes corresponding multi-channel analyzer is used as analyzer 562.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der steuerbaren Beziehung zwischen Multiplexern 510-5H und den entsprechenden Verstärkern 544-552. Bei der SteuerungOne advantage of the present invention arises from the controllable relationship between multiplexers 510-5H and the corresponding amplifiers 544-552. In the control
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durch Folgesteuerungsstufe 526 hat ein anfängliches taktendes Eingangssignal an den Hultiplexerstufen 510-5H zur .Folge, daß die von ihnen empfangenen Quadrantensignale in der ?olge ihres Eintreffens an die entsprechenden Verstärker 544, 548 und 552 weitergetaktet werden. Nach dem anfänglichen Intervall und beginnend mit dem Haltebetrieb kann das erste Datenverarbeitungssystem in Erwartung des nächsten, in der oben beschriebenen Weise zu verarbeitenden Quadrantensignals gelöscht werden. Dadurch wird die Durchsatzrate deo Gesamtsystems in vorteilhafter V/eise verändert, was eine Verbesserung der Abbildungseigenschaften nach sich zieht. Mit dem Löschen der ersten Eingangsnetzwerke und dem Takten des Speichern 516 wird der Eingangsabschnitt der Schaltungen für den Quadranten zur Aufnahme der nächsten Datenfolge von den Quadrantenachaltungen vorbereitet. Auf ein entsprechendes Kommandosignal der PoIgesteuerungsstufe 526 nach einem für die Durchführung der Zweikanal-Analyse in Stufe 562 benötigten Zeitintervall sind die x- und y-Ausgangsaignale der Verstärker 544 bzw0 54B stabil und entsprechen den x- bzw. y-Ponitionen; diese Signale werden über Leitungen 580 und 532 den Teilernetzwerken 534 und 536 zugeleitet, die die Raumsignale auf die jeweilige Photonen-Energie der Detektor-Wechselwirkung normalisieren. Das an diesem Punkt dem System zugeführte, in Schaltung 562 analysierte Energie-Signal wird mit Q bezeichnet, während das Raumsignal als (XQ gekenn-by sequential control stage 526, an initial clocking input signal at the hultiplexer stages 510-5H has the consequence that the quadrant signals received by them are further clocked to the corresponding amplifiers 544, 548 and 552 as they arrive. After the initial interval and beginning with the hold operation, the first data processing system can be cleared in anticipation of the next quadrant signal to be processed in the manner described above. As a result, the throughput rate of the overall system is advantageously changed, which leads to an improvement in the imaging properties. With the deletion of the first input networks and the clocking of the memory 516, the input section of the circuits for the quadrant is prepared for receiving the next data sequence from the quadrant connections. In response to a command signal from the PoIgesteuerungsstufe 526 according to one for the implementation of the two-channel analysis in step 562 the required time interval, the x- and y-Ausgangsaignale the amplifier 544 are respectively 0 54B stable and correspond to the x- and y-Ponitionen; these signals are fed via lines 580 and 532 to the divider networks 534 and 536, which normalize the spatial signals to the respective photon energy of the detector interaction. The energy signal supplied to the system at this point and analyzed in circuit 562 is denoted by Q, while the room signal is denoted as (XQ).
6 66 6
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zeichnet wird. Die räumliche Information M , die das üystei.i als sichtbare räumliche Information liefert, läßt sich darstellen durchis drawn. The spatial information M that the üystei.i delivers, leaves, as visible spatial information present yourself through
Ot = (1 - 2Xü/L), (1B)Ot = (1 - 2 Xü / L), (1B)
wobei L die äquivalente Detektor-Länge und x die ütelle der Wechselwirkung mit einem Gamma-Strahl bezeichnen. Die räumliche Information ex. . läßt sich auch durch die Beziehung;where L is the equivalent detector length and x is the location denote the interaction with a gamma ray. the spatial information ex. . can also be achieved through the relationship;
* = (°"VV (19) * = (° "VV (19)
ausdrucken. Gleichung (19) verdeutlicht die Wirkung der Teilernetswerke 534 und 536, d.h. das gewünschte Raumsignal OL wird erhalten durch Division durch Q-,-, bzw. durch dasprint. Equation (19) clarifies the effect of the partial networks 534 and 536, ie the desired room signal OL is obtained by dividing by Q -, -, or by that
-Cj-Cj
gemessene, eine oder mehrere Photonen-Energien darstellende Energie-Kanalsignal. Bei der Durchführung dieser Operation wird der Divisor an der Gleichung (19) als Signal von Verstärker 552 über Leitungen 560 und 588 erhalten. Leitung 58b ir.t mit einem Vorspannungsverstärker 590 verbunden, der gleiehstronimäiiig eine bestimmte Verschiebung schafft, um zu gewährleisten, daß ein von Null verschiedener Nenner den Teilerschaltungen zugeführt wird. Die Ausgangssignale des Vorsnannungsverstärkers 590 v/erden über Leitung 592 der Teilerstufe 586 und über Leitung 594 der Teilerstufe 534 zugeführt. Wegen des hohen Auflösungsvermögens von Germanium-Detektoren wird die Aufteilung nur für Systeme benötigt, in denen Radioisotopen-Abbildungsquellen mit mehr als einer Photonen-Energie verwendet werden; jedoch ist eine Verwendung auch mit einer anderen Quelle möglich.measured energy channel signal representing one or more photon energies. When performing this operation the divisor in equation (19) is obtained as a signal from amplifier 552 over lines 560 and 588. management 58b is connected to a bias amplifier 590, the equally creates a certain shift in order to to ensure that a non-zero denominator is fed to the divider circuits. The output signals of the Bias amplifier 590 v / ground via line 592 of the Divider stage 586 and via line 594 of divider stage 534 fed. Because of the high resolution of germanium detectors, the division is only required for systems in where radioisotope imaging sources with more than one photon energy are used; however, there is one use also possible with another source.
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Die auf diese Weise normalisierten x- und y-Raumsignale werden von den Teilerschaltungen 534 bzw. 536 über Leitungen 596 bzw. 598 an eine Steuerschaltung 600 zur Erzeugung der Vorspannung für die Anzeige und die Orientierung weitergeleitet. In Schaltung 600 werden die ihr zugeführten Signale entsprechend den Quadranten oder Koordinaten, von denen sie abgeleitet wurden, mit einem Gewichtsfaktor versehen; dazu werden von Stufe 526 über Leitung 602 den Stellenwert kennzeichnende oder Gewichtasignale zugeführt. Block 600 kann auch Schaltungen umfassen, die es der Bedienungsperson ermöglichen, die x- bzw. y-Achse zu wählen, sodaß bei Bedarf ein Austausch dieser Achsen für die klinischen Untersuchungen möglich ist. Block 600 liefert seine den x-Kanal betreffende Information über Leitung 606 an eine Steuerstufe 604 für die Kamera-Bildanzeige; diese erhält über Leitung 600 die y-Kanalsignale zugeführt. Die die Anzeige auslösende Information wird Steuerstufe 604 über Leitungen 666, 610 und 612 vom Ausgang der Folgesteuerungsstufe 526 zugeführt. In an sich bekannter Weise werden die die Rauminformation betreffenden Daten und die Ein/Aus-Schaltsignale der Anzeige an eine Kathodenstrahlröhre 614 angelegt über die drei Eingangsleitungen 616, 613 und 620. The x and y space signals normalized in this way are forwarded from the divider circuits 534 and 536 via lines 596 and 598 to a control circuit 600 for generating the bias voltage for the display and the orientation. In circuit 600, the signals fed to it are given a weighting factor in accordance with the quadrants or coordinates from which they were derived; for this purpose, from stage 526 via line 602 signals indicative of the place value or weight signals are supplied. Block 600 can also include circuits that enable the operator to select the x or y axis so that these axes can be exchanged for clinical examinations if necessary. Block 600 supplies its information relating to the x-channel via line 606 to a control stage 604 for the camera image display; this receives the y channel signals via line 600. The information that triggers the display is fed to control stage 604 via lines 666, 610 and 612 from the output of sequential control stage 526. In a manner known per se, the data relating to the spatial information and the on / off switching signals of the display are applied to a cathode ray tube 614 via the three input lines 616, 613 and 620.
In ähnlicher Weise ist eine Schaltung 622 vorgesehen zur Anzeige der Lage des Patienten und der Einstellung; diese Schaltung arbeitet mit einer weiteren Anzeigevorrichtung, beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre oder dergleichen,Similarly, a circuit 622 is provided for displaying the patient's location and setting; these Circuit works with another display device, for example a cathode ray tube or the like,
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zusammen; letztere Einheit ist als Block 624 dargestellt. Die Raumkanalinformation v/ird über Leitungen 626 und 620 der Anzeigesteuerstufο 622 zur Lageeinstellung zugeführt; diene Leitungen sind wiederum mit Leitungen 606 bzw. 600 verbunden. Ein die Anzeige auslösendes Signal wird an Stufe 622 über Leitungen 666, 610, 612 und 630 von Folgesteuerungsstufe 526 geliefert. Die Raum- und Energie-Kanäle sind an Oteuerstufe 622 und die entsprechenden Anzeigestufen 624 über Leitungen 632, 634 und 636 angekoppelt.together; the latter unit is shown as block 624. The space channel information is transmitted via lines 626 and 620 the display control stage 622 supplied for setting the position; These lines are in turn connected to lines 606 and 600, respectively. A signal that triggers the display is on stage 622 is supplied by sequence control stage 526 via lines 666, 610, 612 and 630. The space and energy channels are on Control stage 622 and the corresponding display stages 624 coupled via lines 632, 634 and 636.
Das Steuersystem umfaßt ferner einen in Figur 19 eingezeichneten Block 630 zur Darstellung des Spektrums und des Energie-Durchlaßbereichs. Diese Anzeigeeinheit ermöglicht es der Bedienungsperson, den Durchlaßbereich des Zweikanal-Analysators 562 einzustellen, sodaß die Energiepegel der jeweils verwendeten Isotope richtig erkannt werden können. Die Eingangsinformation für Block 630 v/ird über Leitung von Verstärker 552 als den Energiewerten zugeordnete Ausgangsinformation erhalten. Um ein entsprechendes Übergangosignal zu erhalten, wird ein lineares Gatter 640 verwendet, das über Leitung 560 das Energie-Signal erhält und ein entsprechendes Übergangssignal über Leitungen 642 und 644 dem Mehrkanal-Analysator 646 liefert. Die Ausgangssignale des Analysators 646 werden über Leitungen 648-654 der Spektrura-Anzeigesteuerung 656 zugeführt, die ihrerseits die Anzeigestufe 638 über Leitungen 658-662 steuert.The control system also includes a block 630, shown in FIG. 19, for displaying the spectrum and the spectrum Energy pass band. This display unit enables the operator to determine the pass band of the two-channel analyzer 562 so that the energy level of the isotopes used can be correctly recognized. The input information for block 630 is via line from amplifier 552 as output information associated with the energy values obtain. To obtain a corresponding transition signal, a linear gate 640 is used, which receives the energy signal via line 560 and a corresponding transition signal via lines 642 and 644 Multi-channel analyzer 646 supplies. The outputs of the analyzer 646 are fed to the spectrum display controller on lines 648-654 656, which in turn controls the display stage 638 via lines 658-662.
Das System umfaßt ferner ein Instrument 664 für dieThe system also includes an instrument 664 for the
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Zählrate, das über Leitungen 666 und 670 mit dem Anzeige-Steuersignal von der Polgesteuerstufe 526 betrieben wird. Aufgabe des Instruments ist es, die Bedienungsperson auf einfallende Photonen im zu untersuchenden Bereich und ihre Rate im System aufmerksam zu machen. Die Ausgangssignale der Folgesteuerungsschaltung 526 v/erden auch durch Leitung 666 und 670 an das lineare Gatter 640 geführt, dessen in Leitung 642 auftretenden Ausgangssignale zu einem Gesamtzähler 672 geführt werden. Dieser zeigt der Bedienungsperson die Menge der von der Kamera aufgenommenen Bildinformation an. Das System kann als v/eitere, in der Figur nicht dargestellte Komponenten einen Zeitmesser umfassen, der die Bedienungsperson auf die Betriebszeit der Kamera in einer bestimmten Untersuchung hinweist. Daneben kann eine isotopenabhängige Verstärkungsstufe eingebaut werden, mit der die unter Bezugnahme auf Figur 18 beschriebene Summation und Filterung eingestellt werden kann.Count rate, which is transmitted via lines 666 and 670 with the display control signal is operated by the pole control stage 526. The task of the instrument is to guide the operator to draw attention to incident photons in the area to be examined and their rate in the system. The output signals of the Sequencer circuit 526 also ground through line 666 and 670 to the linear gate 640, whose output signals appearing in line 642 to a total counter 672 be guided. This shows the operator the amount of image information recorded by the camera. That The system can comprise, as further components, not shown in the figure, a timer which the operator Indicates the number of hours the camera has been operating in a particular exam. In addition, an isotope-dependent A gain stage can be built in, with which the summation and filtering described with reference to FIG can be adjusted.
Mit der abschließenden Bildwiedergabe eines gegebenen Energie-Signals an Kathodenstrahlröhre 614 leitet die Folgesteuerstufe 526 ein Signal über Leitung 530 an die Verstärker 544, 548 und 552 und überführt sie in den Abtastbetrieb. Da, wie oben beschrieben, die vom nächsten Quadranten gelieferte Information als Eingangssignale über Leitungen 542, 546 und 550 an diese Verstärker geführt wird, ergibt sich eine Verbesserung der Durchsatzrate des Systems.With the final display of a given power signal on cathode ray tube 614, the sequencer takes over 526 sends a signal via line 530 to amplifiers 544, 548 and 552 and puts them in the scanning mode. There, as described above, the information supplied by the next quadrant as input signals via lines 542, 546 and 550 is fed to these amplifiers, there is an improvement in the throughput rate of the system.
Figuren 20-22 zeigen eine andere Ausführungsform einesFigures 20-22 show another embodiment of one
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surnranengesetzten Detektors, der die räumlichen Daten und L'nergie-Daten in einer Gruppe von η Detektor-Komponenten in "Zeilen-3palten"-Form liefert. In diesem Pail sind die Linearabmessungen, innerhalb derer Auflösung erzielt werden soll, für jede Komponente reduziert, sodaß die Gesamtauflösung des Systems verbessert ist. Im folgenden werden zwei Ausführungsformen dieser Zeilen-Spalten-Anordnung beschrieben, die eine größere Detektor-Fläche bei einer stark verringerten Zeitkonstante T γ. ergeben, sodaß die Ansprechgeschwindigkeit des Systems bei der Verarbeitung der Bildsignale verbessert wird.A built-in detector that delivers the spatial data and energy data in a group of η detector components in "row-3-column" form. In this package, the linear dimensions within which resolution is to be achieved are reduced for each component, so that the overall resolution of the system is improved. Two embodiments of this row-column arrangement are described below, which have a larger detector area with a greatly reduced time constant T γ. so that the response speed of the system in processing the image signals is improved.
Der aus einer Gruppe von diskreten Detektor-Komponenten aufgebaute, zusammengesetzte Detektor 680 ist auseinandergezogen dargestellt und besteht aus mehreren Detektor-Komponenten, von denen nur vier Komponenten 682, 684, 6··)6 und 6üb dargestellt sind. Die Flächen dieser Komponenten sind äquivalent für die Aufnahme einfallender Strahlung. Durch diese Äquivalenz erreicht man eine genaue, endgültige Bildwiedergabe nit dem Kamera-System. Falls diese Äquivalenz nicht auftreten würde, würde sich eine Verzerrung der Anzeige und damit eine Unterbrechung der Bildinforniation ergeben. Die dargestellten Detektor-Komponenten sind von der Art der vorher beschriebenen orthogonalen Streifenanordnung, in der jeder Streifen durch Eillen definiert wird. Detektor-Komponente 682 hat Streifen 69Oa-69Od an der Oberseite; die Streifen werden von Rillen definiert, die zwischen den StreifenThe composite detector 680, made up of a group of discrete detector components, is expanded shown and consists of several detector components, of which only four components 682, 684, 6 ··) 6 and 6üb are shown. The areas of these components are equivalent to absorbing incident radiation. Through this Equivalence is achieved with an exact, final image reproduction with the camera system. If this equivalence is not would occur, the display would be distorted and the image information would be interrupted. the The detector components shown are of the type of orthogonal stripe arrangement previously described in which each stripe is defined by grooves. Detector component 682 has strips 69Oa-69Od on the top; the Stripes are defined by grooves that run between the stripes
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eingeschnitten sind. Die gegenüberliegende Seite der Detektor-Komponente 682 besteht in analoger Weise aus Streifen 692a-692d, die von zwischen ihnen gelegenen, senkrecht zu den oberseitigen Rillen angeordneten Rillen gebildet werden. Detdtor-Komponente 684 ist gleichartig aufgebaut und hat Streifen 694a-694d an der Oberseite und Streifen 696a-696d an der Unterseite, wobei die Streifen jeweils von Rillen definiert werden. Detektor-Komponente 686 hat Streifen 6Q8a-698d an der Oberseite und Streifen 700a-700d an der Unterseite, wobei die Streifen jeweils von dazwischen gelegenen Rillen definiert werden; die Rillen auf der Oberseite verlaufen senkrecht zu den Rillen an der Unterseite. Detektor-Komponente 638 hat von Zwischenrillen definierte Streifen 702a-702d an der Oberseite und durch ähnliche, orthogonal zu den oberseitigen Rillen angeordnete Rillen definierte Streifen 7O4a-7O4d an der Unterseite. Die Detektor-Komponenten 682-688, sowie in anderen Figuren dargestellte, ähnliche Detektor-Komponenten, sind zur Erläuterung voneinander getrennt dargestellt; in der tatsächlich verwendeten Ausführungsform sind diese Komponenten so nahe als möglich zusammengebaut. Um räumliche Ausgangssignale und jinergie-Ausgangssignale von diesem diskreten Detektor-Komponenten zu erhalten, deren Ausgangssignale im wesentlichen denen eines großen Detektors gleichen, sind die Streifengruppen in einer geometrischen Anordnung zusammengefaßt, die Zeilen und Spalten entspricht. Ein Impedanz-are incised. The opposite side of the detector component 682 is made in an analogous manner Strips 692a-692d, the grooves between them perpendicular to the top grooves are formed. Detector component 684 is similar and has strips 694a-694d on the top and strips 696a-696d on the bottom, the strips can be defined by grooves. Detector component 686 has stripes 6Q8a-698d on the top and stripes 700a-700d on the underside, the strips being defined by grooves in between; the grooves on the top run perpendicular to the grooves on the bottom. Detector component 638 has intermediate grooves defined strips 702a-702d on the top and by similar, orthogonal to the top grooves arranged Grooves defined stripes 7O4a-7O4d on the underside. Detector components 682-688, as well as similar detector components shown in other figures, are shown separately from one another for explanation; in the actual embodiment used, these are components assembled as close as possible. To spatial output signals and jinergie output signals from this discrete Detector components to receive their output signals in essentially resemble those of a large detector, the groups of strips are combined in a geometric arrangement, which corresponds to rows and columns. An impedance
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netzwerk 707 ist den Streifen 694a-694d der Detektor-Komponente 684 zugeordnet. Das Netzwerk ist aufgebaut auc, diskreten Widerständen 706a-706e, die an den Verbindungspunkten Anzapfungen für die an Streifen 694a-694d verlaufenden Leitungen 70 3a-7O3d haben. Durch diesen Aufbau entspricht Netzwerk 707 dem unter Bezugnahme auf Figur 2 beschriebenen Impedanznetzv/erk. Die Ausgangsleitungen 710 und 712 des Netzwerks 707 sind jedoch parallelgeschaltet den Ausgängen eines ähnlichen Irnpedanznetzwerks 714, das aus Widerständen 7 16a-7i6e mit Anzapfungen zum Anschluß der Verbindungsleitungen 71cia-718d aufgebaut ist. Leitungen 718a-718d verlaufen zu den Streifen 69Oa-69Od der Detektor-Komponente 682. Die Oberseiten der Detektor-Komponenten 682 und 684 sind in ähnlicher Weine an entsprechende Impedanznetzwerke 714 und 707 angeschlossen; diese sind als "Zeile" zusammengefaßt und parallelgeschaltet den Hauptausgangsklemmen 720 und 722. Die an diesen Hauptausgangsklemmen auftretende Information stellt eine räumliche Koordinate des Bildes in einer bestimmten Richtung, d.h. längs einer bestimmten Zeile dar.Network 707 is the strip 694a-694d of the detector component 684 assigned. The network is also structured in a discrete manner Resistors 706a-706e attached to the connection points Have taps for lines 70 3a-703d running on strips 694a-694d. This structure corresponds to network 707 the impedance network described with reference to FIG. 2. The output lines 710 and 712 of the network 707 are, however, connected in parallel to the outputs of a similar impedance network 714, which consists of resistors 7 16a-7i6e with taps for connecting the connecting lines 71cia-718d is built. Lines 718a-718d run to the strip 69Oa-69Od of the detector component 682. The tops detector components 682 and 684 are similarly connected to respective impedance networks 714 and 707; these are summarized as a "line" and connected in parallel to the main output terminals 720 and 722. The on Information appearing on these main output terminals represents a spatial coordinate of the image in a particular one Direction, i.e. along a certain line.
Die Detektor-Komponenten 686 und 683 stellen ähnliche zeilenartige Netzwerke zum Sammeln von Information dar. Das Impedanznetzwerk 724 umfaßt diskrete Widerstände 726a-726e, deren Verbindungspunkte an Leitungen 728a-728d angeschlossen sind, die ihrerseits an die Streifen 698a-698d der Oberseite der Detektor-Komponente 686 führen. Das Impedanznetzwerk 730 mit den diskreten Widerständen 732a-732d ist in analogerThe detector components 686 and 683 provide similar line-like networks for collecting information. The impedance network 724 comprises discrete resistors 726a-726e, whose connection points are connected to lines 728a-728d, which in turn are connected to strips 698a-698d on the top the detector component 686 lead. The impedance network 730 with the discrete resistors 732a-732d is analogous
Weise über Leitungen 734a-734d mit Detektor-Komponente 63J verbunden, wobei die Leitungen von den Streifen 702a-702d an die Verbindungspunkte des Netswerks aus diskreten Widerständen 732a-732e gehen. Die Ausgangsleitungen 736 und 73o des Netswerks 7'3O sind parallelgeschaltet den Ausgängen des Netzwerks 724, sodaß sich eine zeilenmäßige Auslesung über die Leitungen 740 und 742 ergibt. Es ist damit wiederum eine seilenmäßige Raumkoordinate von der Oberseite des zusammengesetzten Detektors 630 geschaffen.Way connected to detector component 63J via lines 734a-734d, the lines from the strips 702a-702d go to the connection points of the netswerk of discrete resistors 732a-732e. The output lines 736 and 73o of the network 7,3O are connected in parallel to the outputs of the network 724, so that there is a line-by-line reading via lines 740 and 742 results. It is again a rope-like spatial coordinate from the top of the composite detector 630 created.
Die an der Unterseite angebrachten, zur Oberseite orthogonalen Streifen der Detektor-Komponente 682 sind an ein Netzwerk 744 angeschlossen, dessen diskrete Widerstände 746a-746e von ihren Verbindungspunkten aus über Leitungen 748a-748d mit Streifen 692a-692d des Detektors 682 verbunden sind. Die orthogonalen Streifen der Detektor-Komponente sind an ein Impedanznetzwerk 750 angeschlossen, dessen diskrete Widerstände 752a-752e von ihren Verbindungsstellen ausgehend über Leitungen 754a-754d mit den Streifen 700a-7O0d verbunden sind. Der Ausgang des Impedanznetzwerks 744 ist über Leitungen 756 und 758 mit dem entsprechenden Ausgang des Impedanznetzwerks 750 verbunden, um in Spaltenform Koordinaten-Ausgangssignale an Leitungen 760 und 762 abzugeben; diese Punkte sammeln die Rauminformation zusammengehöriger Oberflächenpaare der Detektoren 682 und 686.The strips of the detector component 682 attached to the underside and orthogonal to the top side are connected to a network 744, the discrete resistors 746a-746e of which are connected from their connection points via lines 748a-748d to strips 692a-692d of the detector 682. The orthogonal strips of the detector component are connected to an impedance network 750, the discrete resistors 752a-752e of which, starting from their connection points, are connected to the strips 700a-700d via lines 754a-754d. The output of the impedance network 744 is connected via lines 756 and 758 to the corresponding output of the impedance network 750 to provide columnar coordinate output signals on lines 760 and 762; these points collect the spatial information of associated surface pairs of the detectors 682 and 686.
An der Unterseite der Detektor-Komponente 684 ist ein Netzwerk 764 angeschlossen, dessen diskrete Widerstände 766a- A network 764 is connected to the underside of the detector component 684 , the discrete resistors 766a of which
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766e über Leitungen 768a-736d an die Streifen 696a-696d angeschlossen sind.766e via lines 768a-736d to strips 696a-696d are connected.
In ähnlicher Weise ist ein Impedanznetzwerk 770 den orthogonalen Streifen 7O4a-7O4d an der Unterseibe der Detektor-Komponente 680 zugeordnet. Das aus den Widerständen 772a-772e aufgebaute Netzwerk ist an die Streifengruppe 7O4a-7O4d über Leitungen 774a-774d angeschlossen. Die Netzwerke 764 und 770 cind durch Leitungen 776 und 773 parallelgeschaltet, die an die Anschluß punkte 730 und 78? gehen. Die Unterseiten der Detektoren 684 und 6d3 sind in Form von Spalten zusammengefaßt und ergeben damit eine andere Koordinate, die parallel zu. den entsprechenden Unterseiten der Streifengruppen von Detektoren 632 und 686 angeordnet ist.Similarly, an impedance network 770 is associated with the orthogonal strips 704a-704d on the underside of the detector component 680. The network made up of the resistors 772a-772e is connected to the strip group 704a-704d via lines 774a-774d. The networks 764 and 770 are connected in parallel by lines 776 and 773, which are connected to the connection points 730 and 78? walk. The undersides of the detectors 684 and 6d3 are combined in the form of columns and thus result in a different coordinate that is parallel to. the respective undersides of the strip groups of detectors 632 and 686.
Mit der in der Figur dargestellten Anordnung der Detektor-Komponenten in Zeilen und Spalten bleibt die von allen diskreten Detektor-Komponenten erzeugte Kapazität die gleiche als wie wenn ein einziger Detektor in der Kamera verwendet würde. Dio Schaltungen zur Signalverarbeitung und die logischen Schaltungen der Kamera können deshalb so bemessen werden, daß sie für die Zeitkonstante der Ladungssammlung eines einzelnen Detektors passen. Die Anschlüsse für die Zeilen und Spalten der Raumkoordinaten erfolgen über Schaltungen zur Signalverarbeitung, die Raumsignale und Energie-Signale in die Schaltungen zur Analyse und Weiterverarbeitung und Verteilung der Signale liefern. Diese Schaltungen werden unter Bezugnahme auf Figuren 19 und 23-27 beschrieben. Vorverstärker-With the arrangement of the detector components shown in the figure in rows and columns the capacitance generated by all discrete detector components remains the same as if a single detector were used in the camera. Dio circuits for signal processing and the logical Circuits of the camera can therefore be dimensioned in such a way that they are used for the time constant of the charge accumulation individual detector. The connections for the rows and columns of the spatial coordinates are made via circuits for signal processing, the room signals and energy signals in the circuits for analysis and further processing and Supply distribution of signals. These circuits are described with reference to Figures 19 and 23-27. Preamp
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stufen, wie sie unter Bezugnahme auf Figur 2 beschrieben wurden, sind an die Abnahmepunkte 720 und 722 oder 740 und 744 bzw. an die Abnahmepunkte 760 und 762 sowie 780 und für die Spalten angeschlossen. Die Vorverstärker werden gewöhnlich im gekühlten Gebiet des Detektors oder nahe diesem Gebiet untergebracht. Die Kontaktanschlüsse der Netzwerke und der zugeordneten Streifenflächen eines Detektors werden gewöhnlich über Federkontakte hergestellt.stages as described with reference to FIG are to the acceptance points 720 and 722 or 740 and 744 or to the acceptance points 760 and 762 as well as 780 and connected for the columns. The preamplifiers are usually located in or near the cooled area of the detector Area housed. The contact connections of the networks and the assigned strip areas of a detector are usually made via spring contacts.
Die zusammengesetzten Detektor-Anordnungen oder ein Mosaik aus miteinander verbundenen Detektor-Komponenten lassen sich auch aus Detektor-Strukturen aufbauen, die oberflächliche Widerstandsschichten enthalten, um der Raumverteilung entsprechende Signalabgabe-Charakteristiken zu erhalten. Ein derartiger Detektor 800 ist in Figur 21 dargestellt und umfaßt vier diskrete Detektor-Komponenten 302-308. Die gegenüberliegenden Flächen der Detektor-Komponenten, die gewöhnlich senkrecht zur einfallenden Strahlung angebracht werden, werden aus Widerstandsschichten gebildet, die z.B. durch leichte Dotierung dern-Fläche erhalten werden; hierbei entsteht ein Widerstandsgebiet. Ebenso wird durch leichte p-Dotierung der gegenüberliegenden Fläche ein Widerstandsgebist an der Oberfläche ausgebildet. Die Signale werden von diesen Widerstandsflächen über Leiterstreifen abgenommen, die im Falle der Detektor-Komponente 802 an der Oberseite in Form der Streifen 810 und 812 und an der Unterseite in Form der Streifen B14 und 816 angebracht 3ind. Leitende Flächen 810-316The assembled detector arrangements or a mosaic of interconnected detector components can be also build from detector structures that contain superficial resistive layers in order to correspond to the spatial distribution To obtain signal delivery characteristics. Such a detector 800 is shown in FIG includes four discrete detector components 302-308. The opposite faces of the detector components that usually applied perpendicular to the incident radiation, are formed from resistive layers, e.g. obtained by lightly doping the n-face; here a resistance area is created. A resistance structure is also created by light p-doping of the opposite surface formed on the surface. The signals are picked up from these resistance surfaces via conductor strips that in the case of the detector component 802 on the top in the form of strips 810 and 812 and on the bottom in the form of Strips B14 and 816 attached 3ind. Conductive surfaces 810-316
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können auf Detektor-Komponente Γ>02 zum Beispiel durch bekannte Bedampfungsverfahren angebracht werden, bei denen ein Metall hoher Leitfähigkeit, beispielsweise ein Edelmetall (Gold), verwendet wird.can for example through on detector component Γ> 02 known vapor deposition processes are applied in which a metal of high conductivity, for example a noble metal (Gold) is used.
Die Verfahren zur Kernteilung der örtlich begrenzten Widerstandsschichten an der Oberfläche der Detektor-Komponenten "02-801' sind besonders in den folgenden Veröffentlichungen beschrieben:The procedures for the core division of the localized Resistive layers on the surface of the detector components "02-801" are particularly in the following publications described:
XXIV. K.P. Owen und M.L. Awoock, "One and Two-Dimensional Position Sensing Semiconductor Detectors" ("Ein- und zweidimensional lagenachweisende Halbleiter-Detektoren"), ΙΞΕΕ Trans. Nucl. oei. , Vol. N.3. 15, Juni 1968, 3. 290.XXIV. K.P. Owen and M.L. Awoock, "One and Two-Dimensional Position Sensing Semiconductor Detectors "(" One- and two-dimensional position detection Semiconductor detectors "), ΙΞΕΕ Trans. Nucl. Oei., Vol. N.3.15, June 1968, 3. 290.
XXV. W.H. Berninger, "Pulse Optical and Electron Beam Excitation of ijilicon Position Sensitive Detectors" ("Erregung von lageenpfindlichen Gilikon-Detektoren durch optische Impulse und Elektronenstrahlen"), IE]']E Trans. Nucl. Sei., Vol. N.S.XXV. W.H. Berninger, "Pulse Optical and Electron Beam Excitation of ijilicon Position Sensitive Detectors " ("Excitation of position-sensitive Gilikon detectors by optical pulses and electron beams "), IE] '] E Trans. Nucl. Sci., Vol. N.S.
21, U. 374.21, U. 374.
Beim Einfall von strahlung auf die Detektor-Kompononte »02 und bei der folgenden Wechselwirkung werden Ladungen an den gegenüberliegenden Oberflächen gesammelt, wie weiter oben beschrieben. Diese Ladungen werden proportional an die Impedanzflachen aufgeteilt und an den leitenden Streifen 010-C16 gesammelt. Im Falle der nach oben weisenden Fläche werden die Ladungen dann längs Leitung LiVi gesammelt, die an don leitendenWhen radiation hits the detector component »02 and in the following interaction charges become the opposite surfaces collected as described above. These charges are proportional to the impedance areas split and collected on conductive strips 010-C16. In the case of the upward-facing surface, the Charges are then collected along line LiVi, which are conductive on don
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streifen 012 angeschlossen ist; eine ähnliche Jarnmlung vonstrip 012 is connected; a similar message from
en findet an dem an leitenden Streifen 310 angesohloo-Leiter 319 statt. Der daneben gelegene Detektor ϋΟΊ ist in ähnlicher V/eise ausgeführt und seine Oberseite hat eine V/iderstandsschicht, die zusammen mit den leitenden streifen 320 und 322 ausgebildet wird. Die Unterseite der Detektor-Konit'Onente 304 hat eine ähnliche Widerstandsschicht, die über leitende Streifen 624 und 826 betriebsmäßig angeschlossen ist. Die beiden letzteren leitenden Streifen verlaufen senkrecht zu den Streifen 020 und 822. Der leitende Streifen 320 ist über einen Leiter 828 mit dem leitenden Streifen 812 der Detektor-Komponente 802 verbunden, während der leitende Streifen 822 über einen Leiter 330 an den leitenden Streifen 310 des Detektors 802 angeschlossen ist. Bei dieser Verbindungsweise wird eine innerhalb der Detektor-Komponente 804 auftretende Wechselwirkung als Ladungsaufteilung zwischen Streifen 320 und 822 für den einen Koordinaten-Parameter "gesehen11; diese Aufteilung tritt längs Leitungen 828 und und den Ausgangsanschlüssen 818 und 819 auf. Sine an sich wünschenswerte Vereinfachung des Aufbaus des zusammengesetzten Detektors läßt sich mit diesen zeilenweise zusammengefaßten Ausgängen erzielen.en takes place on conductor 319 attached to conductive strip 310. The detector ϋΟΊ located next to it is designed in a similar manner and its top side has a resistance layer which is formed together with the conductive strips 320 and 322. The underside of the detector cone 304 has a similar resistive layer that is operatively connected via conductive strips 624 and 826. The latter two conductive strips run perpendicular to the strips 020 and 822. The conductive strip 320 is connected to the conductive strip 812 of the detector component 802 via a conductor 828, while the conductive strip 822 is connected to the conductive strip 310 of the Detector 802 is connected. With this type of connection, an interaction occurring within the detector component 804 is seen as a charge distribution between strips 320 and 822 for the one coordinate parameter "11; this distribution occurs along lines 828 and and the output connections 818 and 819. A simplification which is desirable in itself The structure of the composite detector can be achieved with these outputs combined in lines.
Im Falle der nebeneinander angebrachten Detektor-Komponenten 806 und 308 erkennt man, daß Detektor-Komponente 306 Widerstandsschweißen auf den gegenüberliegenden Seiten hat, die für die Aufnahme von Strahlung ausgebildet sind. AußerdemIn the case of the detector components 806 and 308 attached next to one another, it can be seen that detector component 306 Has resistance welding on opposite sides, which are designed to absorb radiation. aside from that
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sind leitende Streifen 832 und ρ·34 an den Außenkanten der Oberseite sowie dazu senkrechte leitende Streifen 836 und j>°. an den Außenkanten der gegenüberliegenden Unterseite angebracht.are conductive strips 832 and ρ · 34 on the outer edges of the upper side as well as conductive strips 836 and j> ° perpendicular thereto. attached to the outer edges of the opposite underside.
Die identisch aufgebaute Detektor-Komponente 808 hat senkrecht aur Einfallsrichtung der Strahlung verlaufende leitende Oberflächen oder Gebiete. An diesen Flächen sind ebenfalls leitende Streifen angebracht, nämlich die Streifen 840 und 842 an der Oberseite und die dazu senkrecht verlaufenden Streifen 844 und 84 6 an der Unterseite.The identically constructed detector component 808 has perpendicular to the direction of incidence of the radiation conductive surfaces or areas. Conductive strips, namely the strips, are also attached to these surfaces 840 and 842 on the top and the strips 844 and 844, which run perpendicular thereto, on the underside.
Die in Zeilenform wie Detektoren 302 und 804 angeschlossenen leitenden Streifendetektoren 806 und 8Oo sind direkt über Leiter 848 und 85Ο miteinander verbunden. Leiter 848 verläuft zwischen den leitenden Streifen 840 und 832, während Leiter 850 eine Verbindung zwir cnen Streifen 342 und 834 schafft. Die Ausgänge dieser Zeile werden von Leitungen 852 und 854 an der Oberseite des zusammengesetzten Detektors gebildet.Those connected in line form like detectors 302 and 804 conductive strip detectors 806 and 80o are direct connected to each other via conductors 848 and 85Ο. Ladder 848 runs between conductive strips 840 and 832 while Conductor 850 connects between strips 342 and 834 creates. The outputs of this row are from lines 852 and 854 at the top of the composite detector educated.
Eine snaltenmäßige Zusammenschaltung der Detektor-Komponenten ist zwischen den leitenden Streifen 814 und 816 des Detektors 802 aber Leitungen 856 und 858 an ähnlich angeordnete leitende Streifen 836 und 838 des Datektors 806 geschaffen. Die snaltenmäßige Ausgangs information der zwei Detektor-Komponenten tritt in Leitungen 860 und 862 auf, die von den leitenden Streifen 836 und 838 ausgehen.A line-wise interconnection of the detector components is between the conductive strips 814 and 816 of the detector 802 but lines 856 and 858 are similarly arranged conductive strips 836 and 838 of data box 806 created. The initial information of the two Detector component occurs on lines 860 and 862, the extend from conductive strips 836 and 838.
In ähnlicher Weise ist eine spaltenmäßige ZusammenfassungSimilarly, is a columnar summary
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der Detektor-Komponenten 804 und 808 durch Leitungen 864 und 866 hergestellt, die zwischen den leitenden Streifen o24 und 826 der Detektor-Komponente 804 und den entsprechenden leitenden Streifen 844 bzw. 846 der Detektor-Komponente 808 verlaufen. Die Ausgangssignale traten bei der spaltenmäßigen Zusammenfassung der Detektoren 804 und 00G in Leitungen 868 und 870 auf, die von den leitenden Streifen 644 und 846 der Detektor-Komponente 808 ausgehen.the detector components 804 and 808 by lines 864 and 866 are made between the conductive strips o24 and 826 of the detector component 804 and the corresponding conductive strips 844 and 846 of the detector component 808 run. The output signals occurred at the Column-wise summary of detectors 804 and 00G in lines 868 and 870 extending from conductive strips 644 and 846 of detector component 808.
Wie im falle der j η Figur 20 dargestellten Ausführungsform sind die Ausgangsleitungen 818, 319 und 852, 354 "zeiienmaßig" angebracht, d.h. sie sind einer bestimmten Raumkoordinate zugeordnet und mit Vorverstärkerstufen verbunden, hinter denen logische Schaltungen Abbildungsinformation für die ,jeweilige Raumiroordinate ableiten. Die in Leitungen ü60, '362 und 068, ;37O auftretenden "spaltenmäßigen" Aus gangs signale werden an Vorverstärkerstufen angelegt und dann an geeignete Schaltungen zur Weiterverarbeitung der die jeweilige Raumkoordinate betreffenden Information weitergeführt. Die Anzahl der in einer Matrix oder einer Gruppe verwendeten Detektor-Komponenten hängt von dem Gesichtsfeld ab, das bei einer bestimmten Anwendung der Kamera erwünscht ist, sowie von den jeweils zweckmäßigen Bedingungen bei der Verwendung der Komponenten bed entsprechend tiefen Betriebstemperaturen.As in the case of the embodiment shown in FIG. 20, the output lines 818, 319 and 852, 354 are "two-dimensional" attached, i.e. they are assigned to a certain spatial coordinate and connected to preamplifier stages, behind which logical circuits derive mapping information for the respective spatial coordinate. Those in lines over 60, '362 and 068,; 37O occurring "columnar" output signals are applied to preamplifier stages and then to suitable circuits for further processing of the respective Information relating to space coordinates continued. the The number of detector components used in a matrix or group depends on the field of view a certain application of the camera is desired, as well of the appropriate conditions when using the components bed correspondingly low operating temperatures.
Die obige Beschreibung der in Figuren 20 und 21 dargestellten zusammengesetzten Detektor-Strukturen weint auf bestimmte gemeinsame Einzelheiten der Ausführungsformen hin.The above description of the composite detector structures illustrated in FIGS. 20 and 21 is weeping certain common details of the embodiments.
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Die effektive, der Strahlung dargebotene Fläche der diskreten Detektor-Komponenten muß für alle Komponenten äquivalent sein, um Bildverzerrungen zu vermeiden. Außerdem nüssen die Komponenten so nahe als möglich nebeneinander angeordnet und so ausgerichtet werden, rtnß die "Zeilen-Spalten"-Orientierung für die Raunkoordinaten entsteht. Bei dieser Geometrie verbinden die die Impedanznetzwerke, d.h. die die Oberflächengebiete der Detektor-Komponenten verbindenden Leitungen diese direkt, sei es in der Parallel-Reihen-Schaltung der in Figur 20 dargestellten Ausfiihrungsform oder der Verbindung in leitenden ütreifen der in Figur 21 dargestellten Ausführungsform. Ein anderes Kennzeichen der erfindungsgemäßen Struktur ist es, daß irgend zwei benachbarte Oberflächen von irgend zwei benachbarten Detektor-Komponenten Raumkoordinaten einer gemeinsamen Richtung haben; insbesondere sind zwei benachbarte koplanare Oberflächen irgend zweier benachbarter Detoktor-Komponenten in einer linear orientierten Gruppe angeordnet, sodaß sie für die Raumkoordinate den gleichen Richtungsninn haben. Da die in Figuren 20 und 21 dargestellten zusammengesetzten Detektoren in der gleichen V/eise funktionieren, sind ihre Ausgänge mit den gleichen Koordinaten gekennzeichnet. Beispielsweise sind die mit χ bezeichneten Koordinaten-Ausgänge in Leitungen 722 und 720 der in Figur 20 dargestellten /Vugführung.·?form mit (x-,Α) und (x-iB) bezeichnet, während die in den parallelen, mit y bezeichneten Zeilen auftretenden Ausgangssignale in Leitungen 742 und 740 mitThe effective area of the discrete Detector components must be equivalent for all components in order to avoid image distortion. Besides, they nuts Components are arranged as close to one another as possible and aligned in such a way that the "row-column" orientation is used for the rough coordinates. In this geometry, the impedance networks connect, i.e. the surface areas of the detector components connecting lines directly, be it in the parallel-series connection of the circuit shown in FIG 20 shown embodiment or the connection in conductive strip of the embodiment shown in FIG. Another characteristic of the structure of the invention it is that any two adjacent surfaces of any two adjacent detector components have spatial coordinates one have a common direction; in particular, two adjacent coplanar surfaces are any two adjacent detector components arranged in a linearly oriented group so that they have the same sense of direction for the spatial coordinate to have. Since the composite detectors shown in Figures 20 and 21 function in the same way, their outputs are marked with the same coordinates. For example, those marked with χ are Coordinate outputs in lines 722 and 720 of the /Vugführung.·?form shown in Figure 20 with (x-, Α) and (x-iB), while the output signals in lines 742 and 740 appearing in the parallel lines labeled y
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(x2A) und (xoB) bezeichnet sind. In ähnlicher Weise sind die orthogonal gelegenen y-Koordinaten-ausgänge an Leitungen 76? und 760 mit (y^A) bzw. (y-|B) bezeichnet. Neben dieser Spalte des zusammengesetzten Detektors erscheinen Detektoren mit den Ausgängen 700 und 782, die mit (y2A) bzw. (y2B) bezeichnet sind. Die gleiche Bezeichnungswei.^e wird für die in Figur 21 dargestellte Ausführungsform den zusammengesetzten Detektors verwendet.(x 2 A) and (x o B) are designated. Similarly, the orthogonally located y-coordinate outputs on lines 76? and 760 denoted by (y ^ A) and (y- | B), respectively. Next to this column of the assembled detector, detectors appear with the outputs 700 and 782, which are labeled (y 2 A) and (y 2 B), respectively. The same notation is used for the embodiment of the composite detector shown in FIG.
Ein wichtiges Kennzeichen des Aufbaus diskreter Detektor-Komponenten in "Zeilen-Spalte^-Form ist die Verkleinerung der linearen Detektor-Abmessungen, die für das Auflösungsvermögen maßgebend sind. Eine Verbesserung wird im Auflösungsvermögen des Kamera-Syctems erzielt; das Auflösungsvermögen läßt sich darstellen durch die GleichungAn important characteristic of the construction of discrete detector components in "row-column ^ form is the reduction the linear detector dimensions, which are decisive for the resolving power. An improvement is achieved in the resolution of the camera system; the resolving power can be represented by the equation
δχ = AJi.L/l·: , (20)δχ = AJi.L / l:, (20)
in der Δχ die räumliche Auflösung bezogen auf den Abstand bezeichnet; AE bezeichnet die absolute Energie-Auflösung; L bezeichnet die Länge einer Detektor-Komponente gemessen parallel zur Richtung des zugeordneten Impedanznetzwerks; und E bezeichnet die Energie eines einfallenden, mit dem Detektor wechselwirkenden Photons. Der Term ΔΕ/Ε auf der rechten Seite der Gleichung (20) bezeichnet die Energie-Auflösung und ist ein fester Wert bei einer gegebenen Eingangsenergie. Jede Vergrößerung des L-Wertes beeinflußt damit die räumliche Auflösung direkt in nachteiliger Weise. Wenn die Detektor-Komponenten nicht in der Zeilen-Spalten-in which Δχ denotes the spatial resolution based on the distance; AE denotes the absolute energy resolution; L denotes the length of a detector component measured parallel to the direction of the associated impedance network; and E denotes the energy of an incident photon interacting with the detector. The term ΔΕ / Ε on the right-hand side of equation (20) denotes the energy resolution and is a fixed value for a given input energy. Any increase in the L value thus has a direct, disadvantageous influence on the spatial resolution. If the detector components are not in the row-column
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Anordnung zusammengefaßt sind, wird der L-V/ert in der obigen Gleichung größer. FaLIs die in Figur 22 dargestellten Detektoren als einziger Detektor angeschlossen wären, wurde der Meßabütand 2L sein, was eine Verdoppelung der Auflösung und damit Nachteile für das endgültige Bild bedeuten würde. Ein weiteres Kennzeichen der "Zeilen-Spalten"-Anordnung der Detektoren ergibt sich aus dem Vorhandensein einer gemeinsamen Detektor-Komponente für jede Kombination von zugeordneten Zeilen und Spalten. Mit anderen Worten, eine Zeilenoder Spalten-Anordnung kann auch als orthogonal angeordnete, linear orientierte Gruppe von ladungssammelnden Oberflächen angesehen werden. Eine Wechselwirkung mit irgendeiner gemeinsamen Komponente ergibt x- und y-Ausgangssignale von den zugeordneten linearen Oberflächen-Gruppierungen.Arrangement are summarized, the L-V / ert in the above equation becomes larger. In the case of those shown in FIG Detectors were connected as the only detector, the measuring unit would be 2L, which doubles the resolution and thus would mean disadvantages for the final picture. Another characteristic of the "row-column" arrangement of the Detectors results from the presence of a common detector component for each combination of assigned Rows and columns. In other words, a row or column arrangement can also be used as an orthogonally arranged, linearly oriented group of charge collecting surfaces can be considered. An interaction with some common Component gives x and y outputs from the associated linear surface groupings.
Figur 22 zeigt eine dritte Ausführungsform der Zusammenschaltung von Detektor-Komponenten in Zeilen und Spalten zur Verbesserung der räumlichen Auflösung. In dieser Figur ibt eine Gruppe 880 aus diskreten Detektor-Komponenten in auseinandergesogener Darstellung gezeigt, um die Verhältnisse zu verdeutlichen. Detektor 830 besteht aus mehreren Detektor-Komponenten, von denen die vier Komponenten 882, 834, 836 und 888 gezeigt sind. Die Komponenten 882-888 haben äquivalente Oberflächen für den Nachweis einfallender Strahlung und sind als orthogonale Streifengruppe zusammengebaut. Jeder Streifen wird von in der Detektor-Oberfläche angebrachten Rillen definiert. Natürlich sind dem Fachmann andereFIG. 22 shows a third embodiment of the interconnection of detector components in rows and columns to improve spatial resolution. In this figure there is a group 880 of discrete detector components in shown with the representation drawn apart to clarify the situation. Detector 830 consists of several Detector components, of which the four components 882, 834, 836 and 888 are shown. Components 882-888 have equivalent surfaces for the detection of incident radiation and are assembled as an orthogonal group of stripes. Each strip is defined by grooves made in the detector surface. Of course, others are to the person skilled in the art
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streifenförrcige Anordnungen geläufig. Detektor 832 besteht aus den Streifen 89Oa-89Od, die von in die ladungssammelnde Oberseite eingeschnittenen Killen definiert werden. Die gegenüberliegende Seite der Detektor-Komponente 802 besteht aus Streifen O92a-892d, die von dazwischen gelegenen, senkrecht zu den oberseitigen Rillen angeordneten Rillen definiert v/erden. Detektor-Komponente 384 ist in der gleichen Weise ausgeführt und hat Streifen 894a-894d an der Oberseite, sowie dazu senkrechte Streifen 896a-896d an der Unterseite; benachbarte Streifen werden jeweils von zwischen ihnen gelegenen iiillen definiert. Detektor-Komponente 886 hat Streifen Ö98a—398d an der Oberseite, wobei benachbarte Streifen wieder von dazwischen gelegenen Rillen definiert werden. Die Unterijeito dieses Detektors besteht aus Streifen 9OOa-9OOd, die von zwischen ihnen gelegenen, senkrecht zu den oberoeitigen iiillen angeordneten Rillen definiert werden. An der Oberseite der Detektor-Komponente 888 sind die Streifen 902a-9O2d angebracht, die von dazwischen gelegenen Rillen definiert werden. Die Unterseite besteht aus den Streifen 904a-904d, die von dazwischen gelegenen Rillen definiert werden; diese Rillen verlaufen senkrecht zu den Rillen an der Oberseite dieser Detektor-Komponente.strip-shaped arrangements are common. Detector 832 consists of strips 89Oa-89Od which are defined by grooves cut into the charge-collecting top. The opposite side of the detector component 802 consists of strips O92a-892d, which are defined by intervening grooves arranged perpendicular to the top-side grooves. Detector component 384 is performed in the same way and has a strip 894 -894d at the top, as well as to vertical stripes 896a-896d at the bottom; Adjacent stripes are each defined by cores located between them. Detector component 886 has stripes 98a-398d on the top, with adjacent stripes again being defined by intervening grooves. The bottom of this detector consists of strips 9OOa-9OOd, which are defined by grooves located between them and perpendicular to the top grooves. Attached to the top of the detector component 888 are strips 902a-902d which are defined by grooves therebetween. The underside consists of strips 904a-904d defined by grooves therebetween; these grooves run perpendicular to the grooves on the top of this detector component.
In der vorliegenden Aunführungsform sind die Streifen 894^-894d der Detektor-Komponente 364 direkt mit entsprechenden zeilenmäßig angeordneten Streifen 390a-890d der Komponente 882 durch Leitungen 906a-906d verbunden. In diesemIn the present embodiment, the strips are 894 ^ -894d of the detector component 364 directly with the corresponding Line-wise arranged strips 390a-890d of the component 882 connected by lines 906a-906d. In this
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l'all ist kein Impedanznetzwerk zwischen den Streifen wie in den anderen Ausführungsformen vorgesehen. Jedoch ist ein Impedanznetzwerk 908 an die Anschlüsse der Streifen Hrj0a-890d an den Kanten über Leitungen 9O6a-9O6d angeschlossen. Netzwerk 908 besteht aus den in Reihe geschalteten diskreten Widerständen 910a-910e, von deren Verbindungspunkten Leitungen 9i2a-912d an Streifen °>90a-890d gehen. Die Auogangsanschlüsse QM und 916 der dadurch gebildeten "Zeile" des zunammengsetzten Detektors sind in der gleichen Weise wie in den Figuren 20 und 21 dargestellten Ausführungsformen für die x-Ausgangskoordinate mit (X1B) und (X1A) gekennzeichnet. There is no impedance network between the strips as in the other embodiments. However, an impedance network 908 is connected to the terminals of the strips H r j0a-890d on the edges via lines 906a-906d. Network 908 consists of the series-connected discrete resistors 910a-910e, from the connection points of which lines 9i2a-912d go to strips °> 90a-890d. The output connections QM and 916 of the "line" of the combined detector thus formed are identified in the same way as the embodiments shown in FIGS. 20 and 21 for the x output coordinate with (X 1 B) and (X 1 A).
Die entsprechenden Oberseiten der Komponenten 886 und 888 sind in ähnlicher Weise angeschlossen. Zum Beispiel sind die Streifen 9O2a-9O2d über entsprechende Leitungen 910a-913d an die Streifen G98a-698d angeschlossen. Die zeilenweise Zusammenschaltung schließt ein Impedanznetz 920 ein, das aus in Reihe geschalteten, diskreten Widerständen 922a-922e aufgebaut ist. Von den Verbindungspunkten dieser Widerstände gehen Leitungen 924a-924d an die Streifen 898a-89Cd des Detektors 386. An den Hauptanschlüssen 926 und 928 dieser "Zeile" treten die Ausgangs signale (x^B) und (x2A) auf.The respective tops of components 886 and 888 are similarly connected. For example, strips 9O2a-9O2d are connected to strips G98a-698d via corresponding lines 910a-913d. The interconnection in rows includes an impedance network 920 which is constructed from discrete resistors 922a-922e connected in series. Lines 924a-924d go from the connection points of these resistors to strips 898a-89Cd of detector 386. The output signals (x ^ B) and (x 2 A) appear at main connections 926 and 928 of this "line".
An den Unterseiten der Detektor-Komponenten sind die orthogonalen Streifen der Detektor-Komponente 882 in der dargestellten Weise an entsprechende Streifen der Detektor-Komponente 886 über Leitungen 93Oa-93Od angeschlossen. DieOn the undersides of the detector components are the orthogonal strips of the detector component 882 in FIG connected to corresponding strips of the detector component 886 via lines 930a-930d. the
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zusammengeschalteten Streifengruppen dieser Detektor-Komponenten werden als "Spalten" an ein Impedanznetzwerk 932 angeschlossen, da3 aus in Reihe geschalteten diskreten Widerständen 934a-934e besteht. Die Verbindungspunkte der Widerstände sind über Leitungen 936a-936d mit den Streifen 9OOa-9OOd. der Komponente 886 verbunden. Die Ausgangsleitungen 938 und 940 der spaltenweise zusammengefaßten Detektoren 806 und 882 dienen zur Übertragung der der entsprechenden räumlichen oder y-Koordinate zugeordneten Ausgangssignale Cy1A) und Cy1B).Interconnected groups of strips of these detector components are connected as "columns" to an impedance network 932, since it consists of discrete resistors 934a-934e connected in series. The connection points of the resistors are via lines 936a-936d with the strips 9OOa-9OOd. of component 886 connected. The output lines 938 and 940 of the detectors 806 and 882 combined in columns are used to transmit the output signals Cy 1 A) and Cy 1 B) assigned to the corresponding spatial or y coordinate.
Die Unterseiten der Detektor-Komponenten 884 und 003 sind auch spaltenweise zusammengefaßt, wobei die Streifen 896a-896d über Leitungen 940a-940d mit Streifen 9O4a-9O4d der Komponente 888 verbunden sind. Diese "Spalten"-Anordnung ist an ein Impedanznetzwerk 942 aus in Reihe geschalteten, diskreten Widerständen 944a-944e angeschlossen. Die Streifen 9O4a-9O4d sind über Leitungen 946a-946d mit den Verbindungspunkten der Widerstände 944a-944e des Netzwerks 942 verbunden. Wie in den vorhergehenden Ausführungsformen treten die Ausgangssignale dieser spaltenweise zusammengefaßten Detektoren in den Leitungen 948 und 950 auf und werden mit und (y2B) bezeichnet. Aus der Beschreibung der Detektor-Anordnung 380 ersieht man, daß sich mit der Zeilen-Spalten-Anordnung der Komponenten die vorteilhafte räumliche Auflösung erreichen läßt, doch ist die Zeitkonstante erhöht.The undersides of detector components 884 and 003 are also combined in columns, the strips 896a-896d being connected to strips 9O4a-9O4d via lines 940a-940d of component 888 are connected. This "column" arrangement is connected to an impedance network 942 of series connected, discrete resistors 944a-944e connected. The Stripes 904a-904d are connected to the connection points of the resistors 944a-944e of the network 942 via lines 946a-946d. As in the previous embodiments, the Output signals of these column-wise combined detectors in the lines 948 and 950 and are with and (y2B). From the description of the detector arrangement 380 it can be seen that the advantageous spatial resolution is achieved with the row-column arrangement of the components can be achieved, but the time constant is increased.
Figuren 23 und 24 zeigen Filter- und SteuereinrichtungenFigures 23 and 24 show filter and control devices
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fur den Quadranten der in Figuren 20-22 dargestellten zusammengesetzten Detektoren in "Zeilen-Spalten"-Anordnung. Die von den Detektor-Gruppen abgegebenen Ausgangssignale sind mit (X1A), (X1B) und (x0A), (xpB) für die Zeilen und mit (JT1A), (V1B) und (y,,A) , (y.,B) für die Spalten bezeichnet. Wie in Figur 23 eingezeichnet, erscheinen die von der Zeilenanordnung des x-Kanals erhaltenen AuLsgangssignale, beispielsweise die Signale (X1A) und (x-jB), in den Eingangsleitungen 1000 und 1002 der Vorverstärkerstufen 1004 und 1006. Jede Zeile in jedem Quadranten enthält die erste Stufe zur Signalverarbeitung einschließlich der in Figur 23 dargestellten Steuerschaltungen. Die in diesem Zusammenhang beschriebenen Teile funktionieren genauso wie die vorher beschriebenen, in der gleichen Weise bezeichneten Teile. Die Beschreibung wird zur Vereinfachung auf ein einzigen Kanal beschränkt. Die in Leitung 1008 auftretenden Ausgangssignale der Vorverstärkerstufe 1004 werden einer Stufe 1010 zur antisymmetrischen Summation und Trapezfilterung des x-Kanals zugeführt, während die entsprechenden Ausgangssignale der Vorverstärkerstufe 1006 über Leitungen 1012 und 1014 der gleichen Stufe zugeführt werden. Die Stufe 1010 wird mit den ihr zugeführten χ .j-Kanal-Signalen betrieben, wie vorher im Zusammenhang mit Figuren 12-16 beschrieben. Die Eingangssignale des X1-Kanals werden subtraktiv summiert und nach geeigneter Trapezfilterung und Impulsformung zur Herstellung von Impulsen in Form einer Gaußverteilung (beispielsweise durch mehr-for the quadrant of the composite detectors shown in Figures 20-22 in a "row-column" arrangement. The output signals emitted by the detector groups are denoted by (X 1 A), (X 1 B) and (x 0 A), (x p B) for the lines and with (JT 1 A), (V 1 B) and (y ,, A), (y., B) for the columns. As shown in FIG. 23, the output signals obtained from the row arrangement of the x-channel, for example the signals (X 1 A) and (x-jB), appear in the input lines 1000 and 1002 of the preamplifier stages 1004 and 1006. Each row in each quadrant contains the first stage for signal processing including the control circuits shown in FIG. The parts described in this context function in exactly the same way as the parts previously described and labeled in the same way. The description is limited to a single channel for simplicity. The output signals of the preamplifier stage 1004 appearing in line 1008 are fed to a stage 1010 for antisymmetrical summation and trapezoidal filtering of the x-channel, while the corresponding output signals of the preamplifier stage 1006 are fed to the same stage via lines 1012 and 1014. The stage 1010 is operated with the χ .j-channel signals fed to it, as previously described in connection with FIGS. 12-16. The input signals of the X 1 channel are summed up subtractively and, after suitable trapezoidal filtering and pulse shaping, are used to produce pulses in the form of a Gaussian distribution (for example by means of multiple
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fache Integration) werden Ausgangstignale von Stufe 1010 in Leitung 1016 erhalten.times integration) become output signals from stage 1010 received in line 1016.
Die Ausgangsεignale der Verstärkerstufen 1004 und 1006 gelangen außerdem über Leitungen 1008, 1018 und 1012 sowie über Leitung 1014 zur Summier- und Filter-Stufe 1020. Wie vorher im einzelnen im Zusammenhang mit Figuren 12-16 beschrieben, wird in Stufe 1020 die zeitliche Ableitung des summierten, durch Leitungen 1014 und 1018 zugeführten Energie-Signals gebildet. Die zeitliche Ableitung wird über Leitung 1022 einer Steuerstufe 1024 zugeführt. Wenn dieses Signal einen bestimmten Wert erreicht, der angibt, daß gültige Rauminformation vorliegt, spricht eine logische Schaltung in Stufe 1024 an und führt zu einer Gattersteuerung in Stufe 1010. Die Gattersteuerung in Stufe 1010 findet beispielsweise über Leitung 1026 statt, während Rückkopplungssignale von Stufe 1010 über Leitung 1028 erhalten werden. Die Steuerstufe 1024 steht ferner mit einem Energie-Diskriminator 1030 in Verbindung, der die summierten Energie-Ausgangssignale der Stufe 1020 über Leitungen 1032 und 1034 zugeführt erhält. Wie in den früher beschriebenen Ausführungsformen führt Diskriminator-Stufe 1030 eine Impulshöhen-Analyse des. Energie-Signals durch, das von der Summierstufe 1020 erhalten wird. Bei dieser Analyse wird auf gültige Bildinformation geprüft. Diskriminator 1030 untersucht das Energie-Signal auf das Auftreten der niedrigsten annehmbaren Photonen-Energie, die von dem im Untersuchungsgebiet vorhan-The output signals of the amplifier stages 1004 and 1006 also reach the summing and filter stage 1020 via lines 1008, 1018 and 1012 and via line 1014. How previously described in detail in connection with FIGS. 12-16, in step 1020 the time derivative of the summed energy signal supplied by lines 1014 and 1018. The temporal derivation is via line 1022 is fed to a control stage 1024. When this signal reaches a certain value, indicating that valid Spatial information is present, a logic circuit responds in stage 1024 and leads to gate control in stage 1010. Gate control in stage 1010 takes place over line 1026, for example, while feedback signals from Stage 1010 can be obtained via line 1028. The control stage 1024 is also connected to an energy discriminator 1030 in connection which the summed energy output signals of the stage 1020 via lines 1032 and 1034 supplied receives. As in the earlier described embodiments discriminator stage 1030 performs a pulse height analysis of the energy signal that is generated by summing stage 1020 is obtained. This analysis checks for valid image information. Discriminator 1030 examines the energy signal on the occurrence of the lowest acceptable photon energy, which is different from the one available in the investigation area.
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denen Radioisotopen erhalten wird. Die Annahme bzw. Zurückweisung des Energie-Niveaus wird über Leitung 1036 der uteuerstufe 1024 mitgeteilt, und falls das Energie-Niveau nicht annehmbar ist, stellt die Steuerstufe 1024 das System durch Ausführung des oben beschriebenen Kurzzyklus zurück. Wie in den früheren Ausführungsformen umfassen die in Figur 2'j dargestellten Schaltungen einen Spitzendetektor 103o, der über Leitung 1040 mit Steuer3tufe 1024 verbunden ist, von Stufe 1020 über Leitung 1032 das summierte Signal bzw. Energie-Signal zugeführt bekommt und dazu dient, den Spitzenwert deo durchgelassenen Signals festzuhalten. Der Spitzendetektor stellt damit einen Analogspeicher dar und nimmt Veränderungen in der Signalverarbeitung auf, die beispielsweise zwischen Stufe 1010 zur antisymmetrischen Summation und Trapezfilterung und Stufe 1020 für Summation und Gaußsche Filterung auftreten können. Das Spitzenwert-Ausgangssignal des Detektors 1038 wird über Leitung 1042 einer Treiberstufe 1044 für das Energie-Signal zugeführt, die dann über Leitung 1046 das Signal an Steuerschaltungen für die Verarbeitung von Quadranten-Signalen weiterleitet. Das Signal des Energie-Kanals in Leitung 1046 wird mit Q1 bezeichnet.which radioisotopes is obtained. The acceptance or rejection of the energy level is communicated via line 1036 to the control stage 1024, and if the energy level is not acceptable, the control stage 1024 resets the system by executing the short cycle described above. As in the earlier embodiments, the circuits shown in FIG. 2'j comprise a peak detector 103o which is connected to control stage 1024 via line 1040, receives the summed signal or energy signal from stage 1020 via line 1032 and serves to measure the peak value deo transmitted signal to hold. The peak detector thus represents an analog memory and records changes in the signal processing that can occur, for example, between stage 1010 for antisymmetrical summation and trapezoidal filtering and stage 1020 for summation and Gaussian filtering. The peak value output signal of the detector 1038 is fed via line 1042 to a driver stage 1044 for the energy signal, which then forwards the signal via line 1046 to control circuits for processing quadrant signals. The energy channel signal on line 1046 is labeled Q 1.
Die in Leitung 1016 auftretenden Ausgangssignale der Stufe 1010 werden einer Treiberstufe 1048 für den x«-Kanal zugeführt, von der die Signale über Leitung 1050 weiter an Steuerschaltungen für die Verarbeitung von Quadranten-Infor-The output signals of stage 1010 appearing in line 1016 are sent to a driver stage 1048 for the x «channel from which the signals are passed on via line 1050 to control circuits for processing quadrant information.
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mation weitergeführt werden. Wie in den früheren Ausführungsformen ist dieses Koordinaten-Signal mit Q^x bezeichnet. In ähnlicher Weise treten die Ausgangssignale der Steueratufe 1024 in Leitung 1052 auf und das Signal dienes Koordinaten-Kanals wird mit "x-Kanal Q1" bezeichnet. TJm einen vollen Zyklus oder einen Kurzzyklus abzuschließen, wird das in Leitung 1054 auftretende Eingangssignal für diese Operation bezeichnet mit "x-Kanal Q-J1,11.mation can be continued. As in the earlier embodiments, this coordinate signal is labeled Q ^ x. In a similar way, the output signals of the control stage 1024 appear on line 1052 and the signal of this coordinate channel is designated "x-channel Q 1 ". To complete a full cycle or a short cycle, the input on line 1054 for this operation is labeled "x-channel QJ 1 , 11 .
Figur 24 zeigt die entsprechende Eingangsschaltung für den y-Kanal. Diese Schaltung ist an eine Spalte in einer "Zeilen-Spalten"-Detektor-Anordnung angeschlossen, und ähnliche derartige Schaltungen werden für jede Spalte benötigt. Die Bezeichnungen "Zeile" und "Spalte" werden nur zur Beschreibung verwendet und bezeichnen einen bestimmten Koordinaten-Parameter in einer Richtung einer Detektor-Matrix oder eines Detektor-Mosaiks, Die Ausgangssignale Cy1A) und Cy1B) der Spalte gelangen über Eingangsleitungen 1060 und 1062 an die Vorver3tärkerstufen 1064 und 1066. Die Ausgangssignale der Verstärkerstufe 1064 werden über Leitung 1063 an die Schaltung 1070 für die antisymmetrische Summation und die Trapezfilterung des y1-Kanals angelegt. Diese Stufe führt die oben beschriebenen Operationen aus. Die Ausgangssignale der Vorverstärkerstufe 1066 werden über Leitungen 1072 und 1074 zur Signalverarbeitung an Stufe 1070 angelegt; die y1-Kanal-Signale werden subtraktiv summiert, gefiltert und durch Mehrfach-Integration verformt, sodaß inFIG. 24 shows the corresponding input circuit for the y-channel. This circuit is connected to one column in a "row-to-column" detector arrangement and similar such circuits are required for each column. The terms "line" and "column" are only used for description and denote a specific coordinate parameter in one direction of a detector matrix or a detector mosaic. The output signals Cy 1 A) and Cy 1 B) of the column pass via input lines 1060 and 1062 to the pre-amplifier stages 1064 and 1066. The output signals of the amplifier stage 1064 are applied via line 1063 to the circuit 1070 for the antisymmetrical summation and the trapezoidal filtering of the y 1 channel. This stage performs the operations described above. The output signals of the preamplifier stage 1066 are applied to stage 1070 via lines 1072 and 1074 for signal processing; the y 1 -channel signals are subtractively summed, filtered and deformed by multiple integration so that in
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Leitung 1076 das y-Kanal-Signal entsteht. Dieses Signal wird über Treiberstufen 1078 für den γ^-Kanal und Leitung 1080 als "Q..y"-signal weiteren Schaltungen zur Signalverarbeitung zugeführt.Line 1076 produces the y-channel signal. This signal is fed to further circuits for signal processing via driver stages 1078 for the γ ^ channel and line 1080 as a "Q..y" signal.
Das y^-Kanal-Signal wird auch über Leitungen 1082 und 1072 an Stufe 1034 für Summation und Gaußsche Filterung geleitet; diese Stufe summiert die Signale additiv und filtert sie, um ein Energie-Signal zu erzeugen, das dann über Leitung 1036 an den iinergie-Dislcriminator 103b angelegt wird. Energie-Diskriminator 1088 führt dann eine Impulshöhen-Analyse des Energie-Signals aus, um dieses auf das Vorhandensein gültiger Bildinformation zu überprüfen. Der untere, für die Analyse angenommene Wert entspricht der niedrigsten annehmbaren Photonen-Energie, die vom System aufgenommen und weiterverarbeitet v/erden soll. Die Ausgangssignale des Diskriminators 1083 werden über Leitung 1090 der Steuerstufe 1092 zugeführt. Stufe 1092 führt einerseits eine Gattersteuerung der Stufe 1070 zur Summation und Filterung über Leitung 1094 durch und erhält außerdem die zeitliche Ableitung des Energie-Signals des y^-Kanals über Leitung IO96 zugeführt. Wie in den vorhergehenden Ausführungsformen wird das Signal aus einer Eingangsschaltung erhalten, die in der Stufe 1034 zur Summation und Gaußschen Filterung enthalten ist. Die zeitliche Ableitung des Signals liefert ein logisches Startsignal für die Steuerstufe 1092, wie oben beschrieben. Außerdem ergibt sich mit dem Signal ein Koinzidenz-Signal für die gesamteThe y ^ channel signal is also provided over lines 1082 and 1072 to stage 1034 for summation and Gaussian filtering directed; this stage adds up the signals additively and filters them to generate an energy signal which is then transmitted via line 1036 is applied to the energy discriminator 103b. Energy discriminator 1088 then carries out a pulse height analysis of the energy signal in order to check for the presence of a valid Check image information. The lower value assumed for the analysis corresponds to the lowest acceptable value Photon energy that is to be absorbed by the system and processed further. The output signals of the discriminator 1083 are fed to the control stage 1092 via line 1090. Stage 1092, on the one hand, gates control of the stage 1070 for summation and filtering via line 1094 and also receives the time derivative of the energy signal of the y ^ channel via line IO96. As in the previous embodiments, the signal from a Receive input circuit included in stage 1034 for summation and Gaussian filtering. The temporal Deriving the signal provides a logical start signal for the control stage 1092, as described above. Also results with the signal a coincidence signal for the whole
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mehrkomponentige Detektor-Anordnung der vorliegenden Erfindung. Die AusgangssignaIe der Steuerstufe 1092 treten in Leitung 1090 auf und werden mit "y-Kanal Q1" bezeichnet. Die Signale werden zu der oben beschriebenen weiteren Verarbeitung weiteren Steuerstufen zugeführt, die auch ein rücksteilendes Eingangssignal an Steuerstufe 1092 über Leitung 1100 liefern, das als "y-Kanal Q-j " bezeichnet wird.multi-component detector assembly of the present invention. The output signals from control stage 1092 appear on line 1090 and are labeled "y-channel Q 1 ". For the further processing described above, the signals are fed to further control stages, which also supply a reversing input signal to control stage 1092 via line 1100, which is referred to as "y-channel Qj".
Die in Figuren 19 und 25 dargestellten Steuerstufen für die Weiterverarbeitung der Quadranten-Information im Falle der "Zeilen-Spalten"-Anordnung der Detektor-Gruppen ähneln einander. Wegen der Trennung der Auslesegeometrie, die notwendigerweise bei der Zusammenschaltung in Zeilen und Spalten auftritt, müssen Einrichtungen vorgesehen werden, um Paare von Eingangsdaten, die aus den x- und y-Kanal-Ausgängen irgendeiner Detektor-Komponente in der Gruppe stammen, in der richtigen Weise zu identifizieren und weiterzuverarbeiten. Die gestrichelt in Figur 19 eingezeichnete Anschlußstufe 522 für den Quadranten wird dazu durch eine abgeänderte Stufe 522' ersetzt (siehe Figur 25). Zur Vereinfachung der Darstellung enthält Figur 25 breite Pfeile, die aus mehreren Leitungen aufgebaute, aus den Mehrfach-Kanaälen der Netzwerke der Figuren 23 und 24 stammende Eingänge bezeichnen, sowie die bereits in Figur 19 eingezeichneten Mehrfachleitungen. Um außerdem die Mehrfach-Eingangssignale aus jeder Zeile der Detektor-Gruppe anzugeben, von denen in Figur 23 einer mit "x-Kanal Q1" und einer in Figur 24 mit ny-Kanal Q1"The control stages shown in FIGS. 19 and 25 for the further processing of the quadrant information in the case of the "row-column" arrangement of the detector groups are similar to one another. Because of the separation of the readout geometry that necessarily occurs when interconnecting rows and columns, means must be provided to match pairs of input data coming from the x- and y-channel outputs of any detector component in the group in the correct Way to identify and process. The connecting step 522 for the quadrant, shown in dashed lines in FIG. 19, is replaced by a modified step 522 '(see FIG. 25). To simplify the illustration, FIG. 25 contains broad arrows which designate inputs made up of several lines and originating from the multiple channels of the networks of FIGS. 23 and 24, as well as the multiple lines already drawn in FIG. In order to also indicate the multiple input signals from each row of the detector group, of which one with "x-channel Q 1 " and one in FIG. 24 with n y-channel Q 1 "
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eingetragen ist, werden die Mehrkanal-Eingangssignale mit "x-Kanal Qn" und "y-Kanal Qn" bezeichnet. Die von den signalverarbeitenden Schaltungen abgegebenen Rückstellsignale werden in Figur 25 mit "x-Kanal Qnr" und "y-Kanal Q " bezeichnet; von diesen typischen Rückstellsignalen wurden vorher zwei in Leitungen 1052 und 1100 auftretende bei der Beschreibung der Figuren 23 und 24 erwähnt. Wie in Figur 25 dargestellt, gelangen x-Kanal-Q -Signale und y-Kanal-Q -Signale von den jeweiligen Zeilen und Spalten durch Eingangsleitungen 1110 und 1112 an die Stufe 1114, die ein Koinzidenz-Netzwerk und einen Kodegenerator für ein x,y-Paar darstellt. Das Netzwerk 1114 stellt eine Einlesefunktion dar, die die in Leitungen 1110 und 1112 auftretenden, einem auf eine bestimmte Detektor-Komponente einfallenden Gamma-Strahl entsprechenden Eingangssignale auf Übereinstimmung der der Zeitableitung entsprechenden Signale prüft. Wenn die Übereinstimmung dieses Datenpaars festgestellt worden ist, ist die räumliche Auflösung der durch diese Signale dargestellten Information gewährleistet, und ein entsprechender Kode für das x,y-Paar wird erzeugt und über Leitungen 1116 weiterübertragen in die Stufe 1118, die ein asynchroner F.I.F.0.-Speicher und ein Entkoder ist. Die Weiterübertragung geschieht auf ein durch Leitung 1120 der Stufe 1118 zugeführtes Taktsignal hin. Der asynchrone F.I.F.0.-Speicher 1118 entspricht dem Speicher 516 der Figur 19. Der F.I.F.0.-Speicher ist in an sich bekannteris entered, the multi-channel input signals are referred to as "x-channel Q n " and "y-channel Q n ". The reset signals emitted by the signal processing circuits are denoted in FIG. 25 with "x-channel Q nr " and "y-channel Q"; Of these typical reset signals, two appearing in lines 1052 and 1100 were previously mentioned in the description of FIGS. As shown in FIG. 25, the x-channel Q signals and y-channel Q signals from the respective rows and columns pass through input lines 1110 and 1112 to the stage 1114, which has a coincidence network and a code generator for an x, y pair represents. The network 1114 represents a read-in function which checks the input signals occurring in lines 1110 and 1112 and corresponding to a gamma ray incident on a specific detector component for correspondence of the signals corresponding to the time derivative. If the match of this data pair has been established, the spatial resolution of the information represented by these signals is guaranteed, and a corresponding code for the x, y pair is generated and transmitted via lines 1116 to the stage 1118, which is an asynchronous FIF0.- Memory and a decoder is. The onward transmission takes place in response to a clock signal fed through line 1120 to stage 1118. The asynchronous FIF0. Memory 1118 corresponds to the memory 516 of FIG. 19. The FIF0. Memory is known per se
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Weise aufgebaut und enthält unabhängige Eingangs- und Ausgangsstufen oder Netzwerke. Im System stellt dieser Speicher eine gewisse Ordnung her, da er die von Schaltung 1114 stammenden x,y-Paare aufnimmt und sammelt und nach einer 4/3-Entkodung Signale an die Multiplexer 510-514 (Figur 19) v/eitergibt, die die ihnen übermittelten Signale wahlweise annehmen. Die Bezeichnung der Signale bleibt in der vorliegenden Ausführungsform die gleiche w-ie in Figur 19. Die an die Multiplexer übermittelten Instruktionen sind in Figur 25 schematisch dargestellt durch die breiten Pfeile 1122-1126.Way structured and contains independent input and Output stages or networks. In the system this represents Memory has a certain order as it picks up and collects the x, y pairs coming from circuit 1114, and after a 4/3 decoding signals to the multiplexers 510-514 (Figure 19) v / eitenders that accept the signals transmitted to them optionally. The designation of the signals remains in of the present embodiment is the same as in FIG 19. The instructions sent to the multiplexers are shown schematically in FIG. 25 by the broad arrows 1122-1126.
V/enn im Falle der Stufe 1114 zur Erzeugung eines Paarkodes keine Übereinstimmung von Signalen festgestellt worden ist und damit kein richtiger Paarkode gekennzeichnet wird, wird die richtige Ausrichtung der Kanäle zur Signalrückführung erreicht durch eine Mehrkanal-Leitung 1128, die an die Rückstellsteuerstufe 1130 geht. Rückatellstufe 1130 arbeitet in ähnlicher Weise wie die entsprechende Stufe in Figur 19 und spricht auf fehlende Übereinstimmung der Signale an, um dann die entsprechende Zeilen- und Spalten-Ausgangsnetzwerke zurückstellen, wie unter Bezugnahme auf Figuren 23 und 24 bereits beschrieben. Ausgangssignale für die mehrfache Rückstellung von Zeilen werden durch Leitungen 1132 geschickt, während die Ausgangssignale für die Rückstellung der Spalten oder des y-Kanals durch Leitung 1134 geschickt werden. Wie oben angegeben, stammen die an denV / if in the case of step 1114 for generating a pair code no match of signals has been established and therefore no correct pair code is identified, the correct alignment of the channels for signal return is achieved by a multi-channel line 1128 connected to the reset control stage 1130 goes. Reverse stage 1130 works in a similar way to the corresponding stage in Figure 19 and speaks to the mismatch of the Signals to then reset the corresponding row and column output networks, as referring to FIG Figures 23 and 24 already described. Output signals for the multiple resetting of lines are provided by lines 1132 sent while the output signals for the reset of the columns or the y-channel through line 1134 sent. As stated above, the
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letzteren beiden Ausgängen auftretenden Signale aus der Zusammenschaltung mehrerer Zeilen und mehrerer Spalten. Die Hückotellstufe 1130 wird gesteuert von der Folgesteuerungsstufe 1140, von der Signale übsr Leitung 1142 zugeführt werden. Die Stufe 1140 führt außerdem die Punktionen der Stufe 526 der Figur 19 aus, d.h. sie taktet die Informationskoden des asynchronen F.I.F.0.-Speichers 1118 durch über Leitung 1140 dieser Stufe zugefiihrte Ausgangssignale; außerdem steuert sie Verstärker 544, 548 und 552, sodaß diese Information von den Multiplexern 510 und 5H empfangen wird; schließlich werden Verzögerungen eingeführt, die für den richtigen Betrieb des Zweikanal-Analysators 562 notwendig sind, der seinerseits gewährleistet, daß ein dem Energieyegel-Kriterien entsprechendes Signal verarbeitet wird. Stufe 1140 aktiviert außerdem die Rückstellsteuerstufe 1130, fjcdaß diese eine Rückstellung am Ende des Zyklu3 durchführt bzw. im Falle eines Kurzzyklus, wenn nämlich ein bestimmtes Signal nicht den Energiepegel-Kriterien des Analysator 562 entspricht. Die Ausgangseignale der Steuerstufe 1140 gelangen über die Mehrfach-Leitungen 1146 an die Abta3t- und Regenerier-Verstärker; die vom System zur Datenverarbeitung stammenden Rückstell-Signale werden über Al· Mehrfach-Leitung 1148 der Folgesteuerungsstufe 1140 zugeführt.the latter two outputs occurring signals from the interconnection of several rows and several columns. The Hückotell stage 1130 is controlled by the sequential control stage 1140, from which signals are fed via line 1142. The stage 1140 also carries out the punctures of the stage 526 of FIG. 19, ie it clocks the information codes of the asynchronous FIF0. Memory 1118 by means of output signals fed to this stage via line 1140; it also controls amplifiers 544, 548 and 552 so that this information is received by multiplexers 510 and 5H; Finally, delays are introduced which are necessary for the correct operation of the two-channel analyzer 562, which in turn ensures that a signal corresponding to the energy level criteria is processed. Stage 1140 also activates the reset control stage 1130, so that it performs a reset at the end of cycle 3 or in the case of a short cycle, namely when a certain signal does not meet the energy level criteria of analyzer 562. The output signals of the control stage 1140 reach the shutdown and regeneration amplifiers via the multiple lines 1146; the reset signals originating from the system for data processing are fed to the sequential control stage 1140 via A1 · multiple line 1148.
Wenn Stufe 5^2' statt der in Figur 19 dargestellten Stufe 522 eingesetzt wird, arbeitet das System in der gleichen Weise weiter, d.h. eine Mehrkanal-Analyse mehrererIf level 5 ^ 2 'instead of the one shown in Figure 19 Stage 522 is employed, the system operates in the in the same way, i.e. a multi-channel analysis of several
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Energie-Niveaus wird ausgeführt mit Hilfe des Analysator 562; Verstärker von der Art der Abtast- und Regenerier-Verctärker 544-552 führen entsprechende Punktionen aus; und eine Teilerstufe wird eingeführt, um die Signale auf die entsprechenden Energie-Niveaus zu normalisieren, beispielsweise mit Hilfe der in Figur 19 dargestellten Stufen und 586.Energy levels is carried out with the help of the analyzer 562; Amplifiers of the scan and regeneration amplifier type 544-552 perform appropriate punctures; and a divider stage is introduced to normalize the signals to the appropriate energy levels, for example with the aid of steps and 586 shown in FIG.
Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Abänderungen am System und dessen Einrichtungen möglich; die in der obigen Beschreibung erläuterten und in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten dienen zur Erklärung, nicht aber zur Begrenzung der vorliegenden Erfindung.Various modifications to the system and its facilities are possible within the scope of the invention; those in the The details explained above and shown in the drawings are for explanation purposes, not but to limit the present invention.
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Claims (1)
ο = () t und daß die Breite der Üchlitze + ο Ο
ο = ( ) t and that the width of the Üchlitze
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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