DE3871611T2 - Szintillationskamera mit punkt-fokus-kollimator und verfahren zu deren verwendung. - Google Patents

Szintillationskamera mit punkt-fokus-kollimator und verfahren zu deren verwendung.

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DE3871611T2 DE8888103527T DE3871611T DE3871611T2 DE 3871611 T2 DE3871611 T2 DE 3871611T2 DE 8888103527 T DE8888103527 T DE 8888103527T DE 3871611 T DE3871611 T DE 3871611T DE 3871611 T2 DE3871611 T2 DE 3871611T2
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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Szintillationskameras, insbesondere auf Szintillationskamerasysteme zur Erzeugung von tomographischen Bildern. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die SPECT Tomographie für relativ kleine Körperorgane, wie z.B. das Herz.
  • Bei der konventionellen tomographischen Bilddarstellung wird ein fokussierender Kollimator derart angeordnet, daß sein Fokuspunkt außerhalb des Körpers des Patienten liegt, und zwar in einem solchen Abstand, daß das Fokusgebiet gerade groß genug ist, die gesamte abzubildende Körperschicht zu umfassen. Sodann wird der Kamerakopf um 360º um den Körper gedreht, um eine vollständige Abtastung zu gewährleisten. Danach wird jedes Bild der Schicht rückprojiziert und alle rückprojizierten Bilder werden gefiltert und addiert, um das endgültige tomographische Bild der Schicht zu erzeugen.
  • Ringförmige fokussierende Kollimatoren sind bekannt; bei konventionellen ringförmigen fokussierenden Kollimatoren besteht jedoch der Kollimator aus einer Mehrzahl identischer Sektoren, von denen jeder seinen eigenen individuellen Fokuspunkt besitzt, der außerhalb des interessierenden Gebietes liegt. Wenn z.B. ein ringförmiger Kollimator drei Sektoren besitzt, dann kann ein solcher Kollimator so betrachtet werden, als bestehe er aus drei individuellen Kameraköpfen, die zusammengebaut sind und gleichzeitig wie eine Mehrfachkopfkamera gedreht werden. In jedem Fall haben solche Kollimatoren aber eine Mehrzahl von Fokuspunkten, die während des Betriebes alle außerhalb des interessierenden Gebietes liegen. Ein solcher Kollimator in Form eines radialen Sektors ist beispielsweise bekannt aus der EP-A-0 212 416.
  • Ein Kollimator in der Form eines Ringes, der um das zu untersuchende Objekt drehbar ist, ist bekannt aus der EP-A-0 030 713. Dabei sind Schlitze am Umfang des Ringes angeordnet, durch welche die Richtung des Strahleneinfalls definiert wird. Die Schlitze sind in aufeinanderfolgend unterschiedlichen Winkeln ausgerichtet, so daß das zu untersuchende Objekt in tomographischer Weise abgetastet wird, wenn der Ring sich dreht. Dieser Kollimator hat keinen Fokuspunkt.
  • Ein ähnliches System ohne Fokuspunkt zeigt die EP-0 141 135.
  • Um durch Abschneiden verursachte Artefakte zu vermeiden, ist ein Bild beispielsweise einer ganzen Schicht durch den Thorax ein notwendiges Nebenprodukt, wenn angestrebt wird, beispielsweise nur das Herz abzubilden. Infolgedessen kann ein kleines Körperorgan, wie das Herz, nicht korrekt abgebildet werden, ohne daß man die gesamte, das Herz enthaltende Körperschicht abbildet.
  • Da das Herz relativ klein ist im Vergleich zum Thorax, kann die Erzeugung eines Bildes des Herzens nur mit aufwendiger Computerleistung erreicht werden. Ein solcher Einsatz muß betrieben werden, um die gesamte Schicht abzubilden anstelle nur des wirklich interessierenden Gebietes.
  • Es wäre vorteilhaft, ein Szintillationskamerasystem vorzusehen, mit dem man ein Bild eines relativ kleinen Körperorgans, wie des Herzens, erzeugen könnte, ohne daß man einen entsprechenden Aufwand treiben muß, um ein Bild anderer Körperteile herzustellen, die gar nicht interessieren.
  • Entsprechend der Erfindung wird ein Szintillationskamerasystem für ECT-Tomographie nach Anspruch 1 vorgeschlagen und ein Verfahren zur Abbildung einer Schicht eines interessierenden Körperorganes entsprechend Anspruch 14. Bei einem solchen System besitzt der Kollimator die Form einer geschlossenen Kurve. In jeder interessierenden Ebene hat der Kollimator einen und nur einen Fokuspunkt. Dieser Fokuspunkt liegt innerhalb des Innenraumes der Kollimators. Vorteilhafterweise sind die Abmessungen des Kollimators derart gewählt, daß während des Betriebes der Fokuspunkt innerhalb des interessierenden Gebietes liegt.
  • Ein wesentlicher Vorteil dieser Art der Fokussierung liegt darin, daß die Informationen, die an der äußeren Peripherie des Kollimators auftreten, direkt rückprojizierte Bildwerte darstellen (oder ein sogn. Layergram = Schichtbild). Diese Bildwerte müssen der jeweiligen Lage des Fokuspunktes zugeordnet werden. Folglich ist es nicht notwendig, eine Mehrzahl von Bildern dieses Punktes aufzunehmen und diese Mehrzahl von Bildern mittels eines Computers rückzuprojizieren. Für jeden einzelnen Punkt werden alle notwendigen Informationen gleichzeitig aufgenommen.
  • Weil eine im wesentlichen vollständige Abtastung bezüglich des Fokuspunktes vorgenommen wird, ist es auch möglich, ein Bild eines Organes, z.B. das Herz, mit einem vorzugsweise verbesserten Signalrauschverhältnis in bezug auf die Umgebung dieses Organes zu rekonstruieren. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man den Fokuspunkt derart bewegt, daß er auf dem Organ länger verweilt als in den benachbarten Körpergebieten.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich wegen der festen Relation zwischen jedem Punkt auf dem Szintillator und dem Fokuspunkt. Bei einer konventionellen SPECT Kamera ist eine Vielzahl von Photodetektoren zu einem gemeinsamen Szintillator zusammengebaut und es müssen die Koordinaten eines Szintillationsblitzes innerhalb des Szintillators bestimmt werden. Dies liegt daran, daß keine eindeutige Beziehung zwischen den Punkten auf dem Szintillator und den Punkten in dem interessierenden Gebiet bestehen; jeder Punkt auf dem Szintillator empfängt Strahlung von vielen Punkten innerhalb des interessierenden Objektes und der Ursprung eines bestimmten Strahls (z.B. Gammastrahles) kann nicht aus der Lage der Stelle ermittelt werden, wo dieser Strahl eine Szintillation hervorruft. Beim Gegenstand der Erfindung geht jedoch der größte Teil der detektierten Strahlung vom Fokuspunkt aus oder von fokusnahen Stellen. Für jede Stelle des Fokuspunktes ist darüber hinaus die durch die detektierte Strahlung repräsentierte Information eine Gewichtung von Bildwerten aller Punkte in dem Objekt.
  • Da die Gewichtungsfunktion ihrerseits bestimmt wird durch das radiale Strahlenmuster und das Winkelmaß der Strahlauffächerung - gesehen von jedem Punkt des Detektors aus - ergibt sich für einen perfekten Kollimator (d.h. einem Kollimator mit infinitesimal kleiner Strahlenweite) eine Gewichtungsfunktion, die umgekehrt proportional zum Abstand vom Fokuspunkt und nicht eine Funktion von irgend einer anderen Variablen ist. In jeder interessierenden Ebene ist folglich die Winkelposition einer Szintillation im Bereich des Fokuspunktes ohne Bedeutung. Auf diese Weise wird ein Großteil des Schaltungsaufwandes für die Gewichtung vermieden, die bei Anwendung von konventionellen fokussierenden Kollimatoren erforderlich wäre, um einen Szintillationsblitz zu lokalisieren.
  • Darüber hinaus wird es durch die Erfindung möglich, die Geschwindigkeit des Prozesses für die Bilderzeugung zu erhöhen. Dafür gibt es zwei Gründe: Erstens umgibt der Kollimator den Patienten vollständig, so daß er Strahlung über volle 360 Winkelgrade empfängt. Zweitens erhält man die Bilddaten mit einem Fokuspunkt, der innerhalb des interessierenden Objektes liegt. Weil der Fokuspunkt den Punkt höchster Empfindlichkeit darstellt, ist die Fokusgeometrie gemäß der Erfindung effizienter als die Fokusgeometrie bekannter SPECT Systeme.
  • Im Prinzip kann die Erfindung als ein Tomographiebildsystem angesehen werden, das mit Mitteln arbeitet, die normalerweise bei planaren Scannern benutzt werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
  • FIG 1 einen ringförmigen Kollimators bekannter Art in schematischer Darstellung, der aus Gründen der Klarheit mit vergrößertem Maßstab dargestellt ist;
  • FIG 2 das nicht eindeutige Verhältnis zwischen Punkten auf dem Szintillator einer konventionellen Szintillationskamera und Punkten im abzubildenden Körper;
  • FIG 3 eine bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in schematischer Darstellung , der Klarheit wegen wiederum in vergrößterter Darstellung;
  • FIG 4 eine Art des Bewegungsablaufes, der mit der bevor zugten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt werden kann;
  • FIG 5 eine andere Art des Bewegungsablaufes, wie sie mit der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt werden kann und
  • FIG 6 eine schematische Darstellung der bevorzugten Ausführungsform in Seitenansicht, wiederum im vergrößerten Maßstab der Klarheit wegen.
  • In allen Figuren sind dieselben oder entsprechende Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen. Selbstverständlich ist in allen Figuren eine vergrößerte Darstellungsweise gewählt, um zu zeigen, wie die Kollimatoren fokussieren. Infolgedessen sind die einzelnen Kollimatorkanäle sehr viel breiter dargestellt, als sie bei maßstabsgerechter Darstellung in Wirklichkeit sind. Das gleiche gilt für die Photodetektoren (hier photosensitive Röhren), wie sie in den Figuren gezeigt sind. Schließlich geht die folgende Beschreibung davon aus, daß die Erfindung bei Gammakameras benutzt wird, bei denen Szintillationsmaterial aus NaI(Tl) benutzt ist; dies ist aber nicht wesentlich für die Erfindung, sondern stellt nur eine bevorzugte Ausführungsform dar.
  • Die Betriebsweise des konventionellen ringförmigen Kollimators gemäß FIG 1 wird zunächst beschrieben, bevor die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung diskutiert wird. Ein konventioneller ringförmiger Kollimator 2 ist unterteilt in z.B. drei gleiche Sektoren 2A, 2B und 2C, von denen sich jeder über einen Bogen von 120º erstreckt und von denen jeder einen eigenen Fokuspunkt FP2A, FP2B und FP2C besitzt, der außerhalb des Patienten 4 liegt, dessen Herz 6 abgebildet werden soll. Bei Benutzung eines solchen Kollimators muß dieser um 120º rotiert werden, um eine vollständige 360º-Abtastung des interessierenden Objektes zu erreichen. (In diesem Beispiel ist das interessierende Objekt das Herz 6, aber die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Darstellung des Herzens). Jeder Sektor 2A, 2B und 2C des Kollimators hat einen entsprechenden Szintillator S2A, S2B und S2C, der seinerseits mit einem Satz Photodetektoren verbunden ist; hier sind die Photodektoren photosensitive Röhren.
  • In der Praxis ist es notwendig, nicht nur das Herz alleine abzubilden, sondern eine ganze Schicht 8 des Körpers. Dies liegt daran, daß das radioaktive Material sich auch auf Gebiete außerhalb des Herzens ausbreitet und der Körper nicht symmetrisch zum Herzen 6 liegt. Bei manchen Betrachtungsrichtungen liegt das Herz 6 z.B. hinter der Lunge (nicht dargestellt), während bei anderen Betrachtungsrichtungen das Herz hinter der Wirbelsäule (nicht dargestellt) liegen kann. Wenn das endgültige Bild nicht in der Weise aufgebaut ist, daß es diese anderen Organe in Betracht zieht, werden Artefakte im Bild auftreten.
  • Für den Fachmann auf dem Gebiet der SPECT ist es bekannt, bei Verwendung eines konventionellen fokussierenden ringförmigen Kollimators eine große Zahl von Bildern während einer Rotation des Kollimators um die Körperachse aufzunehmen. (Bei diesem Beispiel ist die Rotation aber nur eine Schwenkung um 120º). Daraufhin wird jedes Bild rückprojiziert und alle rückprojizierten Bilder werden summiert, um eine Bild einer Schicht des untersuchten Körpers zu erhalten.
  • In den Fällen, in denen das interessierende Objekt das Herz ist, ist lediglich ein relativ kleiner Teil der rekonstruierten Bilder wirklich von Interesse. Dies ist dargestellt in FIG 1; das Herz 6 nimmt einen relativ kleinen Teil (etwa 1/7) der Fläche der transaxialen Schicht 8 durch den Körper ein. Es ist ferner notwendig, die Stelle eines Szintillationsblitzes so genau wie möglich zu bestimmen. Dazu ist es z.B. erforderlich, die Stelle des Szintillationsblitzes relativ zum Kollimator selbst zu kennen. Dies liegt daran, daß keine eindeutige Zuordnung zwischen jeden Punkt des abzubildenden Objektes und jedem Punkt im Szintillator besteht; während des Vorganges, bei dem alle Ansichten aufgenommen werden, erhält jeder Punkt auf dem Szintillator Informationen von vielen Punkten in dem Objekt. Dies ist in FIG 2 dargestellt; während der Datenaufnahme empfängt Punkt P auf dem Szintillator Informationen von den Punkten A und B des Körpers und diese Informationen können den Punkten A oder B nicht zugeordnet werden, solange nicht der gesamte Filter- und Rückprojizierungsprozeß abgeschlossen ist.
  • Entsprechend der Erfindung hat der Kollimator 10 gemäß FIG 3 die Form einer geschlossenen Kurve und er hat einen und nur einen Fokuspunkt F und er ist innerhalb des zugehörigen Szintillators S angeordnet. Der Ausdruck "geschlossene Kurve", wie er hier benutzt wird, umfaßt alle Formen von Kurven, die sich nicht selbst schneiden und die einen äußeren und einen inneren Bereich begrenzen. Wenn die geschlossene Kurve ein Kreis ist, sind infolgedessen der Kollimator 10 und der Szintillator S ringförmig; in den Fällen, in denen die geschlossene Kurve von beliebiger Form ist, kann der Kollimator 10 und der Szintillator S eine Form nach Art eines Mäanders besitzen. Der Szintillator S wird zwar als ein einziges zusammenhängendes Element dargestellt, dies ist jedoch lediglich der Klarheit wegen so dargestellt. Der Szintillator S muß nicht zusammenhängend sein und wird vorzugsweise gebildet aus einem Ring einzelner Streifen aus Szintillatormaterial. Diese Konstruktion wird gewählt, weil ein einzelner Kreisring aus Szintillatormaterial sehr kostspielig ist. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist die geschlossene Kurve ein Kreis, und der Kollimator 10 und der Szintillator S sind auch ringförmig ausgebildet. Der Fokuspunkt F liegt im inneren Bereich 12 des Kollimators 10. Genauer gesagt sind die Abmessungen der verschiedenen Teile derart gewählt, daß der Fokuspunkt F innerhalb des abzubildenden Körperorgans (hier das Herz 6) liegt. Aus FIG 3 erkennt man, daß der gewählte Aufbau die Aufsummierung detektierter Strahlung bewirkt, die im Bereich der äußeren Peripherie 14 des Kollimators 10 entsteht. Die Summe ist äquivalent zu demjenigen Bildwert beim Fokuspunkt F, der sich aus der Herstellung mehrerer Einzelansichten des Fokuspunktes F und deren Rückprojektion ergäbe. Folglich ist es nur notwendig, die Informationen zu filtern, die an der äußeren Peripherie 14 des Kollimators 10 auftreten, da die Rückprojektion in der Erfindung begründet liegt. Die Erfindung bewirkt, kurzgesagt, eine direkte Bestimmung des rückprojizierten Bildes (das Layergrams) an der Stelle des Fokuspunktes F.
  • Wenn dem Patienten ein bestimmtes Radioisotop verabreicht worden ist, wird beim Betrieb des Gerätes der Fokuspunkt F so relativ zum Patienten 4 bewegt, daß er dicht über dem Gebiet geführt wird, das abgebildet werden soll (z.B. das Herz 6) und weniger dicht, wenn überhaupt, über Körpergebiete, die nicht interessieren (z.B. das Gebiet X außerhalb des Herzens). Dies kann dadurch geschehen, daß der Patient 4 in fester Position gehalten und der Kamerakopf 16 bewegt wird, oder daß der Kollimatorkamerakopf 16 in fester Position gehalten wird, während der Patient 4 bewegt wird, oder daß beide, der Patient 4 und der Kollimatorkamerakopf 16 gleichzeitig bewegt werden. Der Einfachheit halber ist die Relativbewegung bevorzugt dadurch erreicht, daß der Patient 4 in fester Position gehalten und der Kamerakopf 16 bewegt wird. Wenn der Kollimator 10 und der Szintillator S ringförmig sind, wird der Kamerakopf 16 vorzugsweise so angeordnet, daß die Rotation und Translation in Art von Polarkoordinaten erfolgt (FIG 4); es kann aber auch der Kamerakopf 16 in zwei orthogonalen Richtungen bewegt werden (z.B. kartesische Bewegung, vergleiche FIG 5), falls dies gewünscht wird. Vorteilhafterweise wird der Kamerakopf 16 spiralförmig bewegt, weil dies den geringsten Kraftaufwand erfordert. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Kollimator 10 innerhalb des Szintillators S rotieren zu lassen. Zwar hat jede dieser Alternativen besondere Vor- oder Nachteile, es ist jedoch keine notwendig für die Ausführung der Erfindung; es ist nur erforderlich, daß der Fokuspunkt F dicht genug über das interessierende Gebiet geführt wird, damit ein ausreichend detailliertes Bild hergestellt werden kann. Die FIG 4 und 5 zeigen keinen Szintillator S und auch keine Photodetektoren, weil diese Figuren nur darstellen, wie der Kollimator 10 sich relativ zum interessierenden Gebiet bewegt.
  • Weil die Rückprojektion eine beträchtliche Menge von Computerleistung erfordert, ist es theoretisch möglich, ein tomographisches Bild in geringerer Zeit zu erstellen, weil bei der Erfindung eine Rückprojektion nicht erforderlich ist. Außerdem ist es nicht notwendig, Zeit für die Erzeugung eines Bildes umliegender Körperregionen, die nicht von Interesse sind, aufzuwenden, und man kann sich deshalb mehr der intensiven Untersuchung des interessierenden Gebietes widmen.
  • Ein weiterer und überraschender Vorteil entsteht durch die feste Relation zwischen den Punkten auf dem Szintillator S und dem Fokuspunkt F. In jeder Stellung des Fokuspunktes F empfängt jeder Punkt auf dem Szintillator S Informationen, die sich hauptsächlich nur auf das Layergram oder das rückprojizierte Bild an der Stelle des Fokuspunktes F beziehen. Infolgedessen ist es nicht notwendig, daß das Photodetektorsystem die Fähigkeit der Auflösung in Φ- Richtung um den Fokuspunkt F besitzt. Dies wiederum bringt den Vorteil mit sich, daß die Gewichtungsschaltung, die normalerweise benutzt wird, um Szintillationsblitze innerhalb des Szintillators konventioneller Kameras zu lokalisieren, bei der Erfindung nicht erforderlich ist.
  • Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Mehrzahl von Bildebenen vorgesehen. Vorzugsweise sind drei Bildebenen P&sub1;, P&sub2; und P&sub3; vorhanden (vergleiche FIG 6), von denen jede ihren eigenen Fokuspunkt F&sub1;, F&sub2; und F&sub3; besitzt. Vorteilhafterweise sind die drei Fokuspunkte F&sub1;, F&sub2; und F&sub3; in einer gemeinsamen geraden Linie angeordnet. Daraus resultieren drei parallele Photodetektorsätze, die entlang der Längsachse des Patienten in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind. Der Patient kann parallel zu der Körperachse bewegbar gelagert sein. Es können auch weniger oder mehr Bildebenen vorgesehen sein und es ist ebenso möglich, nur mit einer Bildebene zu arbeiten, wobei der Kollimator alle Strahlung auf einen einzelnen Punkt fokussiert. Die Wahl der Zahl von Fokuspunkten, die Anordnung der Fokuspunkte und das Fokussierungssystem sind bestimmt durch die Höhe der erforderlichen Computerleistung, die gewünschte Auflösung und Bilderzeugungszeit, die Form des Kollimators und des Szintillators und ähnlicher Parameter.
  • Dem Fachmann auf den einschlägigen Arbeitsgebiet ist bewußt, daß Änderungen an dem beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen gemacht werden können und daß diese Ausführungsbeispiele auch für andere Zwecke benutzt werden können. Solche Änderungen und Benutzungsmöglichkeiten liegen im Rahmen der Erfindung, deren Grenzen lediglich durch die nachfolgenden Ansprüche abgesteckt sind.

Claims (14)

1. Szintillationskamerasystem für ECT-Tomographie, enthaltend:
einen Kollimator (10) in der Form einer geschlossenen Kurve, wobei der Kollimator (10) einen inneren Bereich (12) einschließt und innerhalb jeder interessierenden Bildebene (P) auf einen und nur einen Fokuspunkt (F) fokussiert, der in dem inneren Bereich liegt.
2. Szintillationskamerasystem nach Anspruch 1, wobei der innere Bereich (12) groß genug ist, um einen abzubildenden Körperbereich (6) aufzunehmen, so daß der genannte örtliche Fokuspunkt (F) innerhalb dieses Körperbereichs (6) liegt und mit Mitteln, um diesen Fokuspunkt (F) bezüglich des Körperbereichs (6) zu bewegen.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die geschlossene Kurve ein Kreis ist und der Kollimator (10) ringförmig ist.
4. System nach einen der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Mittel zur Bewegung Mittel zur Bewegung des Kollimators (10) beinhalten.
5. System nach Anspruch 4, wobei die Mittel zur Bewegung Mittel zur Bewegung des Kollimators (10) in einem Polarkoordinatorsystem beinhalten.
6. System nach Anspruch 4, wobei die Mittel zur Bewegung Mittel zur Bewegung des Kollimators (10) in einem kartesischem Koordinatorsystem beinhalten.
7. System nach einem der Ansprüche 2 bis 6, beinhaltend einen Szintillator (S), der den Kollimator (10) umgibt und Photodetektormittel, die den Szintillator (S) umgeben.
8. System nach Anspruch 7, wobei die Mittel zur Bewegung Mittel zur Bewegung des Szintillators (S) und der Photodetektormittel zusammen mit dem Kollimator (10) beinhalten.
9. System nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Mittel zur Bewegung Mittel zur Rotation des Kollimators (10) innerhalb des Szintillators (S) beinhalten.
10. System nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei eine Mehrzahl von interessierenden Bildebenen (P&sub1; - P&sub3;) existiert.
11. System nach Anspruch 10, wobei die Bildebenen (P&sub1; - P&sub3;) parallel und in regelmäßigen Intervallen voneinander getrennt sind.
12. System nach einem der Ansprüche 2 bis 11, ferner beinhaltend Mittel zur Erzeugung einer relativen Translationsbewegung der interessierenden Untersuchungsebenen (P&sub1; - P&sub3;) und des Körperbereichs (6) entlang einer Achse des Körperbereichs (6).
13. Szintillationskamerakopf (16) mit Kollimator, enthaltend:
ein Kamerasystem nach Anspruch 2, wobei eine Mehrzahl von interessierenden Bildebenen (P&sub1; - P&sub3;) vorhanden ist und das Kamerasystem enthält:
Szintillationsmittel (S) um ionisierende Strahlung in Szintillationslicht umzuwandeln, wobei diese Szintillationsmittel den Kollimator (10) umgeben und auf der äußeren Fläche befestigt sind und
eine ebensolche Vielzahl von Sätzen von Photodetektoren, wobei jeder Satz von Photodetektoren in einer entsprechenden einzelnen Bildebene liegt und optisch mit den Szintillationsmitteln zusammenwirkt.
14. Verfahren zur Abbildung einer Schicht eines interessierenden Körperorgans mit folgenden Schritten:
In das Organ wird ein Radioisotop eingeführt,
ein und nur ein Fokuspunkt (F) wird vorgesehen, der in dieser Schicht und in diesem Körperorgan liegt, indem ein Kollimator (10) verwendet wird, der das Körperorgan vollständig umgibt, ein rückprojiziertes Bild dieses Punktes wird mit einem Szintillator (S) aufgenommen, der diesen Kollimator (10) vollständig umgibt und der Kollimator (10) und das Körperorgan (6) werden relativ zueinander in der Weise bewegt, daß der Fokuspunkt (F) innerhalb der Schicht über das Körperorgan (6) geführt wird.
DE8888103527T 1987-03-20 1988-03-07 Szintillationskamera mit punkt-fokus-kollimator und verfahren zu deren verwendung. Expired - Lifetime DE3871611T2 (de)

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US07/028,650 US4849638A (en) 1987-03-20 1987-03-20 Single-focus collimator and scintillation camera system and method for using it

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DE3871611D1 DE3871611D1 (de) 1992-07-09
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JP (1) JPS63253281A (de)
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5032728A (en) * 1988-11-09 1991-07-16 The University Of Iowa Research Foundation Single photon emission computed tomography system
US5381791A (en) * 1992-03-10 1995-01-17 Siemens Medical Systems, Inc. Automatic indentification of anatomical features of interest from data acquired in nuclear medicine studies and automatic positioning of scintillation cameras to carry out such studies at optimal positions
US5462056A (en) * 1991-09-25 1995-10-31 Siemens Medical Systems, Inc. High-sensitivity spect imaging of small body organs using a multi-headscintillation camera with non-uniform collimation
WO1994025879A1 (en) * 1993-04-27 1994-11-10 Siemens Medical Systems, Inc. High-sensitivity spect imaging of small body organs using a multi-head scintillation camera with non-uniform collimation
FR2735874B1 (fr) * 1995-06-20 1997-08-22 Centre Nat Rech Scient Dispositif d'analyse non invasif par radio-imagerie, notamment pour l'examen in vito de petits animaux, et procede de mise en oeuvre
FR2735897B1 (fr) * 1995-10-24 1997-08-22 Centre Nat Rech Scient Collimateur pour dispositif d'analyse non invasif par radio-imagerie, notamment pour l'examen in vivo de petits animaux
EP1010019B9 (de) * 1997-08-19 2005-01-19 van Dulmen, Adrianus A. Bilderzeugungssystem für spect
AU4462800A (en) * 1999-04-14 2000-11-14 Jack E. Juni Single photon emission computed tomography system
US7767972B2 (en) 1999-04-14 2010-08-03 Juni Jack E Single photon emission computed tomography system
US7105825B2 (en) 1999-04-14 2006-09-12 Juni Jack E Single photon emission computed tomography system
US7015476B2 (en) 1999-04-14 2006-03-21 Juni Jack E Single photon emission computed tomography system
US7310407B2 (en) 2004-09-03 2007-12-18 Juni Jack E Nuclear medical imaging device
WO2011153544A1 (en) * 2010-06-04 2011-12-08 Neurologica Corp. High resolution single photon emission computed tomography (spect) system
US9261611B2 (en) * 2012-09-21 2016-02-16 General Electric Company Systems and methods for scanning with radiation detectors

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US81687A (en) * 1868-09-01 Improved book-case bedstead
US3509341A (en) * 1966-06-01 1970-04-28 Picker Corp Multiple detector radiation scanning device
US3777148A (en) * 1970-06-22 1973-12-04 Univ Case Western Reserve Collimator
US4081687A (en) * 1975-08-27 1978-03-28 Precise Corporation Collimator for gamma ray cameras
US4095107A (en) * 1976-04-15 1978-06-13 Sebastian Genna Transaxial radionuclide emission camera apparatus and method
JPS5599087A (en) * 1979-01-23 1980-07-28 Shimadzu Corp Emission type tomography
JPS5686400A (en) * 1979-12-14 1981-07-14 Shimadzu Corp Collimater for radial tomogram device
US4584478A (en) * 1983-02-28 1986-04-22 Digital Scintigraphics, Inc. Radionuclide annular single crystal scintillator camera with rotating collimator
JPS6052786A (ja) * 1983-08-31 1985-03-26 Shimadzu Corp 核医学イメ−ジング装置
US4958081A (en) * 1985-08-14 1990-09-18 Siemens Gammasonics, Inc. Focusing collimator and method for making it
US4774410A (en) * 1987-09-02 1988-09-27 Siemens Gammasonics, Inc. Asymmetric S.P.E.C.T. collimator which surrounds the patient

Also Published As

Publication number Publication date
EP0289737A1 (de) 1988-11-09
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EP0289737B1 (de) 1992-06-03

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