DE69720046T2

DE69720046T2 - Verfahren und vorrichtung zur lokalisierung mittels kernstrahlung durch berechnung des baryzentrums parallel arbeitender detektoren, und verwendung in einer gammakamera

Info

Publication number: DE69720046T2
Application number: DE69720046T
Authority: DE
Inventors: Alain Chapuis; Claude Janin; Alain Noca
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2017-12-19
Also published as: EP0950196B1; WO1998029762A1; EP0950196A1; US6333503B1; DE69720046D1; FR2757955B1; JP2001507450A; FR2757955A1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Ereignisses, das in einem Fotodetektor ein Signal induziert, wobei diese Position zum Beispiel in Bezug auf die Gesamtheit der Fotodetektoren lokalisiert wird. Eine solche Position kann mittels des Baryzentrums des Ereignisses in einem Bezugssystem lokalisiert werden, das mit den Fotodetektoren verknüpft ist.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Bestimmung der Position eines Ereignisses aufgrund von Signalen, die durch Fotovervielfacher geliefert werden, mit denen eine Gamma- Kamera ausgerüstet ist, wobei die Position in Bezug auf die Fotovervielfacher selbst lokalisiert wird. Unter Gamma-Kamera versteht man eine Kamera, die für Gammastrahlung empfindlich ist. Solche Kameras werden insbesondere für die medizinische Bildherstellung benutzt.

Stand der Technik

Gegenwärtig sind die meisten in der Medizin benutzten Kameras solche, die nach dem Prinzip der Kameras des Anger-Typs funktionieren. Zu diesem Thema kann man das Dokument US-3 011 057 konsultieren.
Die Gammakameras ermöglichen vor allem, die Verteilung von Molekülen in einem Organ zu visualisieren, die durch ein dem Patienten vorher injiziertes radioaktives Isotop markiert worden sind.
Struktur und Funktionsweise einer bekannten Gammakamera werden in der Folge mit Bezug auf die beigefügten Fig. 1, 2A und 2B erläutert und zusammengefasst.
Die Fig. 1 zeigt einen Detektionskopf 10 einer Gammakamera, angeordnet vor einem Organ 12, das mit einem radioaktiven Isotop markierte Moleküle enthält.
Der Detektionskopf 10 umfasst einen Kollimator 20, einen Szintillationskristall 22, einen Lichtleiter 24 und eine Vielzahl von so aneinandergrenzenden Fotovervielfacherröhren 26, dass sie eine Seite des Lichtleiters 24 bedecken. Der Szintillator ist zum Beispiel ein Kristall des Typs Nal(T/).
Der Kollimator 20 hat die Funktion, aus allen von dem Organ 12 abgestrahlten Gammastrahlen 30 diejenigen zu selektieren, die den Detektionskopf unter im Wesentlichen senkrechtem Einfallwinkel erreichen. Der selektive Charakter des Kollimators ermöglicht, die Auflösung und Deutlichkeit des erzeugten Bildes zu verbessern. Jedoch erfolgt die Verbesserung der Auflösung auf Kosten der Empfindlichkeit. Zum Beispiel wird von ungefähr 10000 von dem Organ 12 emittierten Gammaphotonen effektiv ein einziges Photon detektiert.
Die Gammaphotonen erreichen nach Durchquerung des Kollimators den Szintillationskristall 22, wo quasi jedes Gammaphoton umgewandelt wird in eine Vielzahl von Lichtphotonen. In der Folge des Textes wird jede eine Szintillation erzeugende Wechselwirkung eines Gammaphotons mit dem Kristall als Ereignis bezeichnet.
Die Fotovervielfacher 26 sind so konzipiert, dass sie einen elektrischen Impuls erzeugen, der proportional ist zu der Anzahl der Lichtphotonen, die der Szintillator bei jedem Ereignis empfängt.
Damit ein Szintillationsereignis genauer lokalisiert werden kann, sind die Fotodetektoren nicht direkt auf dem Szintillationskristall 22 befestigt, sondern von diesem letzteren durch den Lichtleiter 24 getrennt.
Die Fotovervielfacher senden ein Signal, dessen Amplitude proportional ist zu der Gesamtmenge des in dem Szintillator durch eine Gammastrahlung erzeugten Lichts, das heißt proportional zu dessen Energie. Jedoch hängen die individuellen Signale jedes Fotovervielfachers auch von dem Abstand ab, der ihn von dem Punkt der Wechselwirkung 30 der Gammastrahlung mit dem Material des Szintillators trennt. Jeder Fotovervielfacher liefert nämlich einen Stromimpuls, der proportional ist zu dem Lichtfluss, den er empfangen hat. In dem Beispiel der Fig. 1 zeigen kleine Graphiken A, B und C, dass Fotovervielfacher 26a, 26b und 26c mit unterschiedlichen Abständen von einem Wechselwirkungspunkt 30 Signale mit unterschiedlichen Amplituden liefern.
Die Position des Wechselwirkungspunkts 30 eines Gammaphotons wird in der Gammakamera aufgrund der Signale berechnet, die von der Gesamtheit der Fotovervielfacher stammen, indem eine baryzentrische Gewichtung der Beiträge aller Fotovervielfacher erfolgt.
Das Prinzip der baryzentrischen Gewichtung, so wie angewandt in den Kameras des Typs Anger, geht besser aus den beigefügten Fig. 2A und 2B hervor.
Die Fig. 2A zeigt die elektrische Leitungsführung eines Detektionskopfs 10 einer Gammakamera, die diese Kamera mit einer Bildherstellungseinheit verbindet. Der Detektionskopf umfasst eine Vielzahl von Fotovervielfachern 26.
Die Fig. 2B zeigt, dass jeder Fotovervielfacher 26 des Detektionskopfs vier Widerständen RX&supmin;, RX&spplus;, RY&supmin; und RY&spplus; zugeordnet ist. Die Werte dieser Widerstände sind für jeden Fotovervielfacher charakteristisch und hängen von der Position des Fotovervielfachers in dem Detektionskopf 10 ab.
Die Widerstände RX&supmin;, RX&spplus;, RY&supmin; und RY&spplus; jedes Fotovervielfachers sind mit dem Ausgang 50 dieses Fotovervielfachers verbunden, der in der Fig. 2B mit einem Stromgeneratorsymbol dargestellt ist. Sie sind außerdem - zu sehen in der Fig. 2A - jeweils mit gemeinsamen Kollektor- oder Sammelleitungen LX&supmin;, LX&spplus;, LY&supmin; und LY&spplus; verbunden.
Die Leitungen LX&supmin;, LX&spplus;, LY&supmin; und LY&spplus; sind ihrerseits jeweils mit Analogintegrierem 52X&supmin;, 52X&spplus;, 52Y&supmin; und 52Y&spplus; verbunden und mittels diesen mit Analog-Digital-Wandlem 54X&supmin;, 54X&spplus;, 54Y&supmin; und 54Y&spplus;. Die Ausgänge der Wandler 54X&supmin;, 54X&spplus;, 54Y&supmin; und 54Y&spplus; entsprechen Eingängen eines Digitaloperators 56. Die Leitungen LX&supmin;, LX&spplus;, LY&supmin; und LY&spplus; sind außerdem mit einem gemeinsamen Pfad verbunden, Energiepfad genannt. Dieser Pfad umfasst ebenfalls einen Integrierer 57 und einem Analog-Digital-Wandler 58, und sein Ausgang entspricht auch einem Eingang des Operators 56.
Mit Hilfe der Vorrichtung der Fig. 2 berechnet man die Position dei Wechselwirkung nach den folgenden Gleichungen (US-4 672 542):
und
in denen X und Y die Koordinaten in zwei rechtwinkligen Richtungen mit der Wechselwirkungsposition als Nullpunkt angeben, und in denen X&spplus;, X&supmin;, Y&spplus; und Y&supmin; jeweils die gewichteten Signale angeben, die die Integrierer 52X&supmin;, 52X&spplus;, 52Y&supmin; und 52Y&spplus; liefern.
Die Werte von X und Y sowie die Gesamtenergie E der Gammastrahlung, die mit dem Kristall wechselwirkte, werden durch den digitalen Operator 56 ermittelt. Diese Wert werden anschließend benutzt zur Herstellung eines wie zum Beispiel in dem Dokument FR-2 669 439 beschriebenen Bildes.
Die Berechnung der Wechselwirkungsposition wird von einer Unsicherheit beeinträchtigt, die mit den statistischen Poisson-Schwankungen der bei jedem Ereignis - das heißt jedem detektierten Gammaphoton - erzeugten Lichtphotonenanzahl und Fotoelektronenanzahl zusammenhängen. Die typische Fluktuationsabweichung ist um so kleiner, je größer die Anzahl der Photonen oder Photoelektronen ist. Aufgrund dieses Phänomens empfiehlt es sich, das Licht so sorgfältig wie möglich zu sammeln. Die intrinsische räumliche Auflösung der Kamera - wird charakterisiert durch die Breite der Verteilung der berechneten Positionen in halber Höhe für eine selbe kollimatierte punktförmige, auf dei Szintillatorkristall angeordnete Quelle.
Für Gammastrahlungen mit einer Energie von 140 keV beträgt die Auflösung generell ungefähr 3 bis 4 mm.
Die Energie eines detektierten Gammaphotons wird berechnet, indem die Summe der Beiträge aller Fotovervielfacher, die Licht empfangen haben, berechnet wird. Auch sie ist von einer statistischen Ungenauigkeit betroffen. Die Energieauflösung der Kamera bei einer selben Quelle wird charakterisiert durch das Verhältnis der Breite der Verteilung der berechneten Energien zu dem Durchschnittswert der Verteilung auf halber Höhe.
Die Energieauflösung beträgt generell ungefähr 9 bis 11% für Gammastrahlungen mit einer Energie von 140 keV.
Eine Gammakamera des Anger-Typs hat den Vorteil, die Echtzeit-Berechnung des Baryzentrums der Signale der Fotovervielfacher mit sehr einfachen Mitteln zu ermöglichen.
Das oben beschriebene System umfasst nämlich nur eine begrenzte bzw. kleine Anzahl Bauteile. Zudem sind die Widerstände, die benutzt werden, um das Signal der Fotovervielfacher in die Kollektorleitungen einzuspeisen, sehr kostengünstig.
Es sind punktuelle Verbesserungen der Anger-Kamera vorgeschlagen worden. Das Patent US-A-5 576 547 schlägt ein Verfahren zur Korrektur der Berechnung der von den Detektoren empfangenen Gesamtenergie vor und leitet davon eine korrigierte Position des Ereignisses ab.
Es werden Korrekturtabellen erstellt, indem man für bekannte Positionen von Ereignissen Histogramme der von den verschiedenen Detektoren aufgefangenen Energie ausarbeitet.
Diese Tabellen werden anschließend benutzt, um die Position des Ereignisses zu korrigieren. Die Beschreibung des Patents ist im Wesentlichen auf dieses Problem des Realisierens und Benutzens von Tabellen orientiert, und es gibt keine Aussage bezüglich der Berechnungen und Übertragungen von Informationen seitens der Sensoren. Insbesondere wird nichts angegeben bezüglich eventueller Einrichtungen zur Erhöhung des Zähltakts der Ereignisse.
Eine Kamera wie zum Beispiel die ANGER-Kamera hat jedoch auch den großen Nachteil der niedrigen Zählrate. Unter Zählrate versteht man die Anzahl der Ereignisse, das heißt der Wechselwirkungen zwischen einem Gammaphoton und dem Szintillator, die die Kamera fähig ist, pro Zeiteinheit zu verarbeiten.
Eine der Begrenzungen der Zählrate kommt von der Tatsache, dass die Kamera unfähig ist, zwei Ereignisse zu verarbeiten, die im Wesentlichen gleichzeitig an verschiedenen Punkten des Szintillatorkristalls stattfinden.
Simultane, aber geometrisch unterschiedliche Ereignisse verursachen elektrische Signale, die sich in den Kollektorleitungen LX&supmin;, LX&spplus;, LY&supmin; und LY&spplus; stauen und nicht mehr unterschiedenen werden können. Diese Ereignisse sind auch "verloren" für die Bildherstellung.
Diese Sorge, Stauungen berücksichtigen und korrigieren zu müssen, ist präsent in der Europäische Patentanmeldung Nr. 0 252 566.
Die in dieser Anmeldung beschriebene Vorrichtung umfasst Digitalisierungseinrichtungen des von jedem Detektor gelieferten Signals, und die Energie jedes Fotodetektors wird mit einer Korrektur berechnet, um der Energie Rechnung zu tragen, die von Ereignissen stammt, die sich ereignen, während das laufende Ereignis noch nicht beendet ist.
Die Begrenzung der Zählrate ist bei der traditionellen medizinischen Bildherstellung keine zu große Beschränkung. Wie oben angegeben stoppt der Kollimator nämlich eine sehr große Anzahl von Gammastrahlen und es wird effektiv nur eine kleine Anzahl von Ereignissen detektiert.
Die Gammakameras werden jedoch auch für zwei andere Herstellungstechniken von medizinischen Bildern benutzt, bei denen die Begrenzung der Zählrate eine prohibitive Beschränkung ist.
Diese Techniken sind Techniken der Typen "Transmissions-Dämpfungskorrektur" und "Koinzidenz-PET (Position Emission Tomography)".
Die Transmissions-Dämpfungskorrektur-Technik besteht darin, bei der Herstellung eines medizinischen Bildes die Eigendämpfung des das Organ umgebenden Gewebes des Patienten zu berücksichtigen. Um diese Dämpfung zu kennen, misst man die Transmission der Gammastrahlungen in Richtung einer Gammakamera durch den Körper des Patienten hindurch. Zu diesem Zweck platziert man den Patienten zwischen einer sehr aktiven externen Quelle und dem Detektionskopf der Gammakamera. Während man dann die Transmissionsstrahlung misst, findet in dem Szintillatorkristall eine hohe Anzahl von Ereignissen statt. Die hohe Anzahl Ereignisse pro Zeiteinheit lässt auch die Wahrscheinlichkeit wachsen, mehrere im Wesentlichen simultane Ereignisse zu erhalten. Eine klassische Kamera des Anger-Typs erweist sich dann als ungeeignet.
Die PET-Technik besteht darin, dem Patienten ein Element wie etwa F¹&sup8; zu injizieren, das Positronen emittiert. Die Annihilation eines Positrons und eines Elektrons setzt zwei Gammaphotonen frei, die in entgegengesetzten Richtungen emittiert werden und eine Energie vom 511 keV haben. Dieses physikalikalische Phänomen wird in der PET- Bildherstellungstechnik genutzt. Bei dieser Technik verwendet man eine Gammakamera mit wenigstens zwei Detektionsköpfen, die beiderseits des Patienten angeordnet werden. Die benutzten Detektionsköpfe sind nicht mit Kollimatoren ausgerüstet. Eine elektronische Verarbeitung der Informationen, Koinzidenz-Verarbeitung genannt, ermöglicht, unter den Ereignissen diejenigen zu selektieren, die zeitlich koinzidieren, und derart die. Bahn der Gammaphotonen zu berechnen.
Die Detektionsköpfe werden also großen Gammastrahlungsflüssen ausgesetzt. Die klassischen Gammakameras des Anger-Typs haben generell eine zu begrenzte Zählrate für eine solche Anwendung.
Eine Kamera des Anger-Typs kann zum Beispiel mit einer Detektion von 1.10&sup5; Ereignissen pro Sekunde arbeiten, während man in der PET-Bildherstellungstechnik wenigstens 1.10&sup6; Ereignisse pro Sekunde für einen Normalbetrieb benötigt.
Eine weitere Begrenzung der oben beschriebenen Gammakameras des Anger- Typs beruht auf der Tatsache, dass die Berechnung des Baryzentrums eines Ereignisses definitiv festgelegt wird durch die Konstruktion des Detektionskopfes und insbesondere durch die Wahl der Widerstände RX&supmin;, RX&spplus;, RY&supmin; und RY&spplus; für jeden Fotovervielfacher. Ebenso wird die Energie durch die Leitungsführung der Fotovervielfacher in einem gemeinsamen Pfad (Energiepfad) festgelegt.
Es ist also notwendig, Vorrichtungen und Verfahren zu entwickeln, die die Nutzung von Gammakameras mit hoher Zählrate ermöglichen.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung hat ein Verfahren zur Bestimmung der Position P&sub0; eines Ereignisses in Bezug auf eine Gruppe von N Fotodetektoren zum Gegenstand, wobei dieses Ereignis in den N Fotodetektoren ein Signal induziert und dieses Verfahren folgenden Schritt umfasst:
a) einen Schritt zur Digitalisierung des von jedem Fotodetektor gelieferten Signals und zur Berechnung eines Werts Ni,j der repräsentativ ist für die Energie des von jedem Fotodetektor gelieferten Signals,
b) einen Schritt zur Feststellung für jede Spalte i:
- des Beitrags der Spalte zu der durch das Ereignis in der Gesamtheit der Fotodetektoren induzierten Gesamtenergie,
- der Beitrag der Spalte zum Baryzentrum bzw. Schwerpunkt des Ereignisses in X,
- der Beitrag der Spalte zum Baryzentrum des Ereignisses in Y,
c) einen Schritt zur Ermittlung:
- der durch das Ereignis in der Gesamtheit der Fotodetektoren induzierten Gesamtenergie,
- der Baryzentrumskoordinaten (X&sub0;, Y&sub0;) des Ereignisses in Bezug auf die N Fotodetektoren.
Ein solches Verfahren ermöglicht, digitalisierte Daten zu verarbeiten und ein Positionssignal P&sub0; oder, genauer, ein Baryzentrumskoordinaten-Paar (X&sub0;, Y&sub0;) des Ereignisses in Bezug auf die Gruppe der N Fotodetektoren zu erzeugen.
Dieses Verfahren ermöglicht die Ausnutzung von Gammakameras mit hoher Zählrate, was sehr vorteilhaft ist im Falle von Messungen der Typen Transmissions Dämpfungskorrektur" oder "Koinzidenz-PET".
Die hohe Zählrate erreicht man ohne die Zahl der gelesenen Fotodetektorer einzuschränken. Dies ist dank der angewendeten Parallelität und dank des "Pipelining" möglich, das heißt der Aufeinanderfolge einfacher Operationen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wie oben dargestellt ermöglicht, die Berechnung des Baryzentrums der digitalisierten Beiträge der Fotodetektoren zu beschleunigen, indem diese Berechnung parallelisiert wird.
Ein Verfahren bei dem die jedem Fotodetektor entsprechenden digitalen Date abgespeichert und dann gelesen würden, würde nicht genügen, um die Bestimmung des Baryzentrums des Ereignisses kompatibel zu machen mit einer hohen Zählrate.
Die Fotodetektoren können nämlich im Serien- oder Parallelmodus ausgelesen werden:
- Serienmodus: die Fotodetektoren werden einer nach dem anderen über einen Serienbus ausgelesen,
- Parallelmodus: mehrere Fotodetektoren einer selben Zeile werden gleichzeitig über Spaltenbusse ausgelesen.
Wenn man davon ausgeht, dass man zum Beispiel 100 ns braucht (kein Grenzwert sondern nur eine Größenordnungsangabe), benötigt man 3 us, um 30 Fotodetektorer auszulesen, was im Serienmodus eine maximale Zählrate von 330 000 Impulsen/s ergibt. Wenn man im Parallelmodus 6 Leseschritte von 100 ns über 6 Spaltenbusse ausführt, hat man nach 600 ns 36 Fotodetektoren ausgelesen, was einer Zählhäufigkeit von über 1,6 Millionen Impulse/s entspricht. Dies setzt auch voraus, dass man diese Datenrate so auswerten kann, dass die Berechnung nicht nachteilig bzw. ungünstig ist für die Zählrate. Dies ist es, was das erfindungsgemäße Verfahren zu realisieren ermöglicht.
Im Rahmen der Erfindung kann man selbstverständlich die Spalten durch die Zeilen ersetzen, wobei das Rechenprinzip dasselbe bleibt.
Es ist möglich, einen Vorausschritt zur Detektion der voraussichtlichen Position eines Ereignisses auszuführen. Man kann dann um diese voraussichtliche Position herum eine Teilgruppe von N&sub1; Fotodetektoren aus den N Fotodetektoren abgrenzen, wobei nur die Signale dieser N&sub1; Fotodetektoren berücksichtigt werden, um die Schritte b und c weiter unten zu realisieren.
Nach einem anderen Aspekt ist es nach der Bestimmung der baryzentrischen Koordinaten (Xo, Yo) des Ereignisses in Bezug auf die N Fotodetektoren möglich, fortzufahren mit den Schritten:
d) Bestimmung der Distanz di,j zwischen Po und jedem in den Schritten b) und c) berücksichtigten Fotodetektor,
e) Gewichtung des durch jeden berücksichtigten Fotodetektor gelieferten Signals, um einen gewichteten Signalwert N'i,j = K.Ni,j wo K eine Funktion von di,j ist.
Es ist dann möglich, fortzufahren mit:
b') einem Schritt, um mit Hilfe der gewichteten Signalwerte N'i,j = K.Ni,j für jede Spalte i zu bestimmen:
- den Beitrag der Spalte zur der Gesamtenergie, die durch das Ereignis in allen Fotodetektoren induziert wird,
- den Beitrag der Spalte zum Baryzentrum des Ereignisses in X,
- den Beitrag der Spalte zum Baryzentrum des Ereignisses in Y.
c') einem Schritt, um mit Hilfe der gewichteten Signalwerte N'i,j = K.Ni,j zu bestimmen:
- die durch das Ereignis in die Gesamtheit der Fotodetektoren induzierte Gesamtenergie,
- neue baryzentrische Koordinaten (X'&sub0;, Y'&sub0;) des Ereignisses in Bezug auf N Fotodetektoren.
So erhält man einen Positionswert, dessen Genauigkeit verbessert ist.
Nach einem anderen Aspekt ist es möglich, nach der Bestimmung der baryzentrischen Koordinaten P&sub0;(X&sub0;, Y&sub0;) des Ereignisses in Bezug auf die N Fotodetektoren mit folgenden Schritten fortzufahren:
d') Bestimmung des Abstands di,j zwischen P&sub0; und jedem der Fotodetektoren, dessen Signale sich in den Schritten b) und c) ereignen,
f) Vergleich jedes di,j mit einem Wert D,
g) Bestimmung - für jeden Fotodetektor - des Werts Ni,j.PD, wo PD = 0 wenn di,j > D, und PD ≠ C wenn di,j ≤ D.
Man kann fortfahren mit einer Bestimmung eines neuen Werts der Gesamtenergie in Abhängigkeit von den Werten Ni,j*PD.
Die Erfindung hat auch eine Vorrichtung zur Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens zum Gegenstand.
Eine solche Vorrichtung umfasst:
a) Einrichtungen zum Digitalisieren des von jedem Fotodetektor gelieferten Signals und des Berechnens eines Werts Ni,j repräsentativ für die Energie des von jedem Fotodetektor gelieferten Signals,
b) Einrichtungen zur Bestimmung für jede Spalte i:
- des Beitrags der Spalte zu der durch das Ereignis in der Gesamtheit der Fotodetektoren induzierten Gesamtenergie,
- des Beitrags der Spalte zum Baryzentrum bzw. Schwerpunkt des Ereignisses in X,
- des Beitrag der Spalte zum Baryzentrum des Ereignisses in Y,
c) Einrichtungen zur Bestimmung:
- der durch das Ereignis in der Gesamtheit der Fotodetektoren induzierten Gesamtenergie durch Summierung der Beiträge von jeder Spalte zu der in Schritt b) berechneten Gesamtenergie,
- baryzentrischer Koordinaten des Ereignisses in Bezug auf die N Fotodetektoren.

Kurzbeschreibung der Figuren

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen besser aus der nachfolgenden Beschreibung hervor. Diese Beschreibung betrifft erläuternde und nicht einschränkende Ausführungsbeispiele, bezogen auf die beigefügten Zeichnungen:
- die Fig. 1, schon beschrieben, ist ein schematischer Schnitt eines Detektionskopfs einer bekannten Kamera des Anger-Typs;
- die Fig. 2, schon beschrieben, zeigt schematisch eine Sammel- und Codiervorrichtung von Signalen, die von Fotovervielfachern des Detektionskopfs der Fig. 1 stammen;
- die Fig. 3 zeigt die Zusammenschaltung einer Fotodetektorengruppe;
- die Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung zum Auslesen einer Fotodetektorengruppe, zur Anwendung der Erfindung;
- die Fig. 5 zeigt die Struktur eines Spaltenoperators für eine Ausführungsart der Erfindung;
- die Fig. 6 zeigt die Struktur eines Rechensystems für eine Ausführungsart der Erfindung;
- die Fig. 7A und 7B sind K-Funktionsbeispiele;
- die Fig. 8 zeigt Schritte zur Berechnung eines gewichteten Beitrags jedes Fotodetektors
- die Fig. 9 zeigt die Struktur eines Rechensystems für eine weitere Ausführungsart der Erfindung;
- die Fig. 10 zeigt Schritte zur Berechnung eines gewichteten Beitrags jedes Fotodetektors und zur Bestimmung der in der Energieberechnung zu berücksichtigenden Fotodetektoren;
- die Fig. 11 zeigt die Struktur eines Rechensystems für eine weitere Ausführungsart der Erfindung;
- die Fig. 12 zeigt die Struktur eines Spaltenoperators für eine weitere Ausführungsart der Erfindung;
- die Fig. 13 zeigt die Struktur eines Rechensystems für eine weitere Ausführungsart der Erfindung;
- die Fig. 14 zeigt eine einem Fotodetektor zugeordnete Schaltung zur Verarbeitung der Daten dieses Fotodetektors;
- die Fig. 15A und 15B zeigen ein analoges Signal, geliefert von einem Fotodetektor (Fig. 15A), und das entsprechende digitalisierte Signal (Fig. 15B);
- die Fig. 16 zeigt eine Ausführungsart einer Vorrichtung zur Bestimmung einer voraussichtlichen Position eines Ereignisses.

Detaillierte Darstellung von Ausführungsarten der Erfindung

Die Erfindung wird nun detailliert für Fotovervielfacher einer Gammakamera beschrieben. Jedoch gilt diese Beschreibung auch für beliebige Fotodetektoren, die nicht notwendigerweise Teil einer Gammakamera sind.
Die Fig. 3 zeigt eine Gruppe von Fotovervielfachern 60, 60-1, 60-2, ..., die der Kopf einer Gammakamera bilden. Jeder Fotovervielfacher ist in der Gesamtheit dei Fotovervielfacher lokalisiert durch seine Position (i,j). Noch genauer bezeichnet man mit XC1,j und YCi,j die Koordinaten, entsprechend zwei Achsen X, Y des Zentrums des Fotovervielfachers i, j.
Das von jedem der Fotovervielfacher stammende Signal wird digitalisiert und individuell verarbeitet (Integration, Korrektor, usw.). Jeder Fotovervielfacher besitzt ein Speicherregisterniveau, das ermöglicht, den Beitrag jedes Fotovervielfachers bei dei Detektion eines Ereignisses abzuspeichern. Diese Aspekte werden weiter unten in Verbindung mit den Fig. 13-14B behandelt.
Das Fotovervielfacher-Gitter ist nach Zeilen und Spalten organisiert, und alle Ausgänge der Speicherregister der Fotovervielfacher einer selben Spalte sind mit einem Bus 62 verbunden (Spaltenbus). Die Spaltenbusse können in einem Serienbus 64 gesammelt werden.
Einrichtungen 66 ermöglichen, jede Spalte unabhängig von den anderen zu wählen. Diese Einrichtungen 66 werden zum Beispiel durch eine Leseablaufsteuerung 68 gesteuert (Fig. 4).
Wenn das Fotovervielfacher-Gitter nicht zu groß ist, kann man alle Fotovervielfacher berücksichtigen.
Wenn das Fotovervielfacher-Gitter groß ist (zum Beispiel zwischen 50 und 100 Fotovervielfacher), wird zunächst eine rohe Position des Ereignisses bestimmt, zum Beispiel durch ein weiter unten in Verbindung mit der Fig. 15 beschriebenes Verfahren.
Die Tatsache, die Wechselwirkungszone des Ereignisses zu kennen, ermöglicht schon, die Anzahl der zur genaueren Berechnung der Position und der Energie der Wechselwirkung zu berücksichtigenden Fotovervielfacher zu begrenzen. Im Allgemeinen liefern nämlich nur die beiden Fotovervielfacher-Kränze, die den Ereignisort-Fotovervielfacher umgeben, wichtige Informationen.
Da die Genauigkeit der angenommenen Position unzureichend ist, muss man jedoch oft eine breitere Zone als die strikt nötige lesen (zum Beispiel oft bis 25 oder 30 Lektüren pro Ereignis). Die Dauer der Lektüre der Speicherregister zur Verarbeitung eines Ereignisses ist eine obligatorische Passage, die einen direkten Einfluss auf die Zählrate der Maschine hat (Anzahl pro Sekunde verarbeiteter Ereignisse).
Die Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung zur Anwendung der Erfindung in genauerer Weise.
Eine Leseablaufsteuerung 68 ermöglicht, den Inhalt des Speicherregisters jedes Fotovervielfachers zu lesen. Ni,j sei der Inhalt des Speicherregisters des Fotovervielfachers der Spalte i und der Zeile j. Ni,j stellt in Wirklichkeit in digitales Integral des durch den Fotovervielfacher i,j als Reaktion auf ein Ereignis gelieferten Signals dar.
Einrichtungen 70 ermöglichen, eine wahrscheinliche - oder rohe - Position des Ereignisses zu bestimmen. Diese Einrichtungen werden weiter unten detaillierter beschrieben (Fig. 15).
Die Leseablaufsteuerung 68 adressiert die Spalten durch einen Multiplexer 74. Der Beitrag jeder Spalte zur Gesamtenergie, mit der X-Komponente des Baryzentrums (XC) und der Y-Komponente des Baryzentrums (YC), wird an ein Rechensystem 76 übertragen, entweder durch Adressierung der Spalten über den Multiplexer oder direkt durch die Ablaufsteuerung 68.
Die Anzahl der Spalten und Zeilen, die um jede wahrscheinliche Position herum berücksichtigt wird, wird durch die Ungenauigkeit der Bestimmung vorgeschrieben. In der Fig. 4 sind es 36 (6 · 6) Fotovervielfacher, die berücksichtigt werden. Generell kann man in Abhängigkeit von der erwünschten Genauigkeit für ein Feld von N Fotovervielfachern N&sub1; Fotovervielfacher berücksichtigen (N&sub1; < N): in der Fig. 4 ist N = 11 · 9 und N&sub1; = 6 · 6.
Jedem Ereignis entspricht also eine wahrscheinliche Position (PP), und jeder wahrscheinlichen Position lässt man eine Gruppe von N&sub1; (36) Fotovervielfacher entsprechen, die sich aneinandergrenzend in 6 Zeilen und 6 Spalten befinden, so dass alle Fotovervielfacher, die Information gespeichert haben, berücksichtigt werden. Bei jedem Leseschritt (alle 100 ns) liefert die Leseablaufsteuerung 68 in Abhängigkeit von der wahrscheinlichen Position:
- die nötigen Befehle an den Multiplexer 74, damit er die zu lesenden Spaltenbusse auf das Rechenorgan 76 schaltet,
- die Zeilenselektionssignale, um für die erste Lesezeit auf den Spaltenbussen die durch die Zeile n gesteuerten Speicherregister zu präsentieren, dann für die zweite Lesezeit die durch die Zeile n + 1 gesteuerten Speicherregister, und dies bis zu den Speicherregistern der Zeile n + 5 für die sechste Lesezeit,
- die Koordinaten XC und YC der Zentren der auf den Spaltenbussen präsentierten Fotovervielfacher.
Die Ablaufsteuerung kann in EPROM-Form realisiert werden. Jeder wahrscheinlichen Position entspricht eine Speicherseite, in der man die Befehle und die für die Berechnung nötigen Werte beschreibt. Diese Seite wird Zeile für Zeile mit Hilfe eines Zählers 72 gelesen, der die niedrigen Adressen der EPROMs aktiviert.
Die Berechnung der Energie und/oder der Position eines Ereignisses in X und in Y kann folgendermaßen zusammengefasst werden:
a) Die Energie des Ereignisses ist die Summe der Beiträge aller Fotovervielfacher, die die wahrscheinliche Position umgeben:
E = Ni,j
Diesen Ausdruck kann man auch folgendermaßen schreiben:
E = [ Ni,j], wo Ni,j die Summe der Beiträge der 6 Fotovervielfacher der Spalte i repräsentiert und die Energie die Summe der in den 6 Spalten erhaltenen Energie ist.
b) Die Position des Ereignisses wird durch die Baryzentrumsmethode berechnet:
- X = (XCi,j · Ni,j)/ Ni,j, wo XCi,j die X-Koordinate des Zentrums des in der Spalte i und der Zeile j befindlichen Fotovervielfachers ist,
- Y = (YCi,j · Ni,j)/ Ni,j wo YCi,j die Y-Koordinate des Zentrums des in der Spalte i und der Zeile j befindlichen Fotovervielfachers ist.
Wie vorhergehend kann man auch schreiben:
wo (XCi,j*Ni,j) der X-Beitrag im Baryzentrum der 6 Fotovervielfacher der Spalte i ist,
wo (YCi,j*Ni,j) der Y-Beitrag im Baryzentrum der 6 Fotovervielfacher der Spalte i ist.
Wenn man nicht nur 6 · 6 Fotovervielfacher berücksichtigt, sondern eine Gruppe von N&sub1; Fotovervielfachern, sind obige Formeln immer noch anwendbar, wobei die Summen auf die entsprechenden Zeilen und Spalten angewendet werden.
Die Struktur des Rechensystems 76 wird nun in Verbindung mit den Fig. 5 und 6 genauer beschrieben.
Die Fig. 5 stellt Einrichtungen 80 dar, die mit jeder Spalte verbunden sind und in der Folge Spaltenoperatoren genannt werden.
Diese erhalten außer den Werten Ni,j der Fotovervielfacher der Spalte die Koordinaten XCi,j und YCi,j der Zentren der entsprechenden Fotovervielfacher, zum Beispiel geliefert durch die Leseablaufsteuerungen 68. Die X-Koordinaten sind nicht obligatorisch identisch für eine selbe Spalte, denn sie müssen der wirklichen Position des Fotovervielfachers innerhalb des Felds der Gammakamera Rechnung tragen. Dasselbe gilt für die Y-Koordinaten. In dem angegebenen Beispiel ist jeder Spaltenbusausgang mit dem Eingang eines Spaltenoperators 80 verbunden.
Jeder Spaltenoperator 80 führt drei Operationen aus, vorzugsweise parallel.
Eine erste Operation besteht darin, den Beitrag der Spalte zur Energie zu berechnen. Zum Beispiel berechnet ein Akkumulator 82, der zu Beginn der Sequenz initialisiert wurde, die Summe der Werte Ni,j der 6 Fotovervielfacher der Spalte und speichert das Resultat in einem Register 84 (RSEcol). Die Ausgänge der 6 Register (RSEcol1 bis RSEcol6) sind in einem gemeinsamen Bus BECOL zusammengefasst.
Eine zweite Operation besteht darin, den Beitrag der Spalte zum Baryzentrum in X zu berechnen. Zum Beispiel berechnet ein Akkumulator 82, der zu Beginn der Sequenz initialisiert wurde, die Summe der Beiträge der 6 Fotovervielfacher der Spalte zum Baryzentrum in X und speichert das Resultat in einem Register 88 (RSXcol). Die Ausgänge der 6 Register (RSXcol1 bis RSXcol6) sind in einem gemeinsamen Bus BXCOL zusammengefasst.
Eine zweite Operation besteht darin, den Beitrag der Spalte, zum Baryzentrum in Y zu berechnen. Zum Beispiel berechnet ein Akkumulator 82, der zu Beginn der Sequenz initialisiert wurde, die Summe der Beiträge der 6 Fotovervielfacher der Spalte zum Baryzentrum in Y und speichert das Resultat in einem Register 90 (RSYcol). Die Ausgänge der 6 Register (RSYcol1 bis RSYcol6) sind in einem gemeinsamen Bus BYCOL zusammengefasst.
Am Ende der 6 Lesezeiten haben die 6 Spaltenoperatoren ihre Arbeit getan und sind bereit für eine neue Lektüre, da die Resultate der ersten Lektüre abgespeichert sind.
Parallel zu diesen Rechenoperationen werden die Koordinaten XCi,j und YCi,j abgespeichert in einem System des Typs FIFO, um in der Folge benutzt zu werden.
Anschließend wird eine Zusammenfassung der Beiträge zur Energie und zu den Koordinaten des Baryzentrums in X und in Y berechnet. Diese Zusammenfassung wird mit Hilfe der Fig. 6 beschrieben, wo die Bezugszeichen 80-1, ..., 80-6 sechs Spaltenoperatoren des Typs bezeichnen, der oben in Verbindung mit der Fig. 5 beschrieben worden ist.
Ein Akkumulator 96, initialisiert zu Beginn der Sequenz, versorgt durch den Bus BECOL, berechnet die Summe der sechs Register RSEcol1 bis RSEcol6 und speichert das Resultat in einem Register 98 (ENERGIE). Der Inhalt dieses Registers repräsentiert die Summe der Beiträge zu der Energie der die wahrscheinliche Position des Ereignisses umgebenden 36 Fotovervielfacher, also die Energie des Ereignisses.
Ein zweiter Akkumulator 100 versorgt durch den Bus BXCOL, berechnet die Summe der sechs Register RSXcol1 bis RSXcol6 und speichert das Resultat in einem Register 102 (RXN). Der Inhalt dieses Registers repräsentiert
[ (XCi,j*Ni,j)].
Ein dritter Akkumulator 104 versorgt durch den Bus BYCOL, berechnet die Summe der sechs Register RSYcol1 bis RSYcol6 und speichert das Resultat in einem Register 102 (RYN). Der Inhalt dieses Registers repräsentiert
[ (YCi,j*Ni,j)]..
Die Register RSEcol, RSXcol und RSYcol werden anschließend freigegeben, so dass sie von den Spaltenoperatoren benutzt werden können, und die Akkumulatoren sind somit wieder verfügbar, um ein neues Ereignis zu verarbeiten.
Schließlich werden die Koordinaten X&sub0; und Y&sub0; des Wechselwirkungspunkts des Ereignisses berechnet, indem mit Hilfe eines Dividierers 108 zwei Divisionen ausgeführt werden:
Xo = RXN/ENERGIE und
Yo = RYN/ENERGIE,
und dies in weniger als 6 Lesezeiten, um die Speicherregister 98, 102, 106 freigeben zu können. Die handelsüblichen integrierten Pipelining-Dividierer (zum Beispiel des Typs RAYTHEON 3211) sind leicht fähig, diese Leistungen zu erbringen, und ermöglichen sogar, nur ein Gehäuse bzw. Bauteil zu benutzen, indem die beiden Divisionen nacheinander ausgeführt werden.
Man erhält also die Position Po des Ereignisses, dessen Koordinaten X&sub0; und Y&sub0; in einem Register 110 abgespeichert werden (RX&sub0; und RY&sub0;). Parallel zu den Divisionen "pipelined" man die Energie aus dem Register 98 in ein Register 112, um das Register 98 für das folgende Ereignis freizugeben.
Die erlangten Werte X&sub0;, Y&sub0; liefern ein bestimmtes Resultat, das eine gewisse Genauigkeit hat, mit der unter bestimmten Umständen zufrieden sein kann.
Jedoch hat sich gezeigt, dass man die Genauigkeit des Resultats (das heißt die räumliche Auflösung) wesentlich verbessern kann, indem man diese Berechnung durch eine sogenannte gewichtete Baryzentrumsberechnung ergänzt. In der Folge wird in Verbindung mit den Fig. 8 bis 13 gezeigt, wie man diese Berechnung in ein mit diesem Verfahren paralleles System integrieren kann, kompatibel mit dem Vorhergehenden.
In der Folge nennt man das mit Hilfe des schon beschriebenen Verfahrens erlangte Resultat "rohes Baryzentrum", im Gegensatz zu dem gewichteten Baryzentrum.
Sobald das rohe Baryzentrum Po(X&sub0;,Y&sub0;) bekannt ist, kann man den Abstand di,j des Zentrums jedes Fotovervielfachers von P&sub0; berechnen und den Wert Ni,j gewichten, indem man ein neues Ni,j berechnet, Ni,j genannt, zum Beispiel N'i,j = K.Ni,j wo K eine Funktion von di,j ist.
Diese Funktion K wird empirisch bestimmt und an jeden Fotovervielfacher-Typ und an jede Lichtsammelgeometrie angepasst.
Die Funktion K, generell:
- ist kleiner als 1 für di,j klein (um den Beitrag des Fotovervielfachers zu minimieren, der das Ereignis empfängt, wenn dieses nahe seinem Zentrum stattfindet),
- ist größer als 1, wenn di,j die Größenordnung der Dimension des Fotovervielfachers aufweist (um den Beitrag der Fotovervielfacher des ersten Umgebungskranzes zu verstärken, das heißt der Fotovervielfacher, die dem Fotovervielfacher am nächsten sind, der das Ereignis empfängt),
- tendiert nach Null, wenn di,j groß wird (um den Beitrag der Fotovervielfacher in dem Maße ihrer Entfernung von dem Ort der Wechselwirkung zu reduzieren, denn das Signal/Geräusch-Verhältnis ihres Beitrags wird immer schlechter).
Ein erstes K(d)-Funktionsbeispiel ist in der Fig. 7A dargestellt. Dieses erste Beispiel entspricht quadratischen Fotovervielfachern von 75 mm. K-Werte für spezielle d- Werte (mit einem Schritt von 5 mm) sind in der nachfolgenden Tabelle I angegeben. TABELLE I
Ein zweites K(d)-Funktionsbeispiel liefert die Fig. 7B. Dieses zweite Beispiel entspricht hexagonalen Fotovervielfachern von 60 mm. K-Werte für spezielle d-Werte (mit einem Schritt von 5 mm) sind in der nachfolgenden Tabelle II angegeben. TABELLE II
Hinsichtlich der Realisierung erfolgt die Berechnung des gewichteten Baryzentrums in gleicher Weise wie die des rohen Baryzentrums, nachdem Ni,j durch N'i,j ersetzt wurde. Dann - auf die Berechnung des rohen Baryzentrums - folgt eine Gewichtungsoperation mit der K-Funktion, Gewichtungsfunktion genannt. Im Falle des schon angegebenen Beispiels (man berücksichtigt eine Gruppe von durch 6 Zeilen und 6 Spalten definierten Fotovervielfachern) wird diese Aufgabe durch 6 Operatoren ausgeführt, wobei jeder von ihnen fähig ist, 6 Beiträge in 6 Lesezeiten zu verarbeiten.
Die Fig. 8 zeigt eine einfache Realisierung der Berechnung des gewichteten Baryzentrums.
Die Werte von Ni,j, XCi,j YCi,j die bei der Berechnung des rohen Baryzentrums eine Rolle spielen, sind in den FIFO-Speichern abgespeichert worden, global mit 114 bezeichnet (oben wurde schon der Speicher 94 (Fig. 5) erwähnt, indem Ni,j abgespeichert ist). Die Berechnung erfolgt in den folgenden Schritten 116-1, ... 116-6, wobei jeder Gewichtungsoperator in einer Spalte arbeitet:
- 116-1: Rückgewinnung des ersten Werts Ni,j und der Koordinaten des Zentrums des entsprechenden Fotovervielfachers XCi,j du YCi,j (erster in das FIFO eingeschriebene Wert, also erster ausgelesener Wert) und Speicherung in einem Eingangsregister 118 der Gewichtungsoperators. Parallel Einspeicherung von Xo und Yo in den Speicher 119. Diese Einspeicherung wird für die 5 nachfolgenden Erfassungen von Ni,j, XCi,j und YCi,j nicht wiederholt, denn Po bleibt gleich.
- 116-2: Berechnung von dX = XCi,j - X&sub0; und parallel von dY = YCi,j - Y&sub0; und Abspeicherung 120, 122 und 124 von dX, dY, Ni,j, XCi,j und YCi,j. Anschließend Freigabe der dem Schritt 116-1 dienenden Register, die dann die Werte des nachfolgenden Fotovervielfacher aufnehmen können. Dieser wird verarbeitet wie dei vorhergehende, usw. bis zum Sechsten.
- 116-3: Berechnung von (dX)² = dX.dX und parallel von (dY)² = dY.dY und Abspeicherung in 126, 128 und 130 von (dX)², (dY)², Ni,j, XCi,j und YCi,j; anschließend Freigabe dei Ausgangsregister des Schritts 116-2.
- 116-4: Berechnung von d² = (dX)² + (dY)² und Abspeicherung von d², Ni,j, XCi,j und YCi,j; anschließend Freigabe der Ausgangsregister des Schritts 116-3.
- 116-5: Adressierung eines die Funktion K = f(d²) enthaltenden EPROM 136 durch das d² enthaltende Register. Dies hilft zu vermeiden, dass die Quadratwurzel von d² gezogen werden muss, da man weiß, dass es einfach ist, K = f(d²) zu erhalten wenn man K = f(d) kennt. Anschließend Abspeicherung von K, Ni,j, XCi,j und YCi,j in den Registern 138, 140 und Freigabe der Ausgangsregister des Schritts 116-4.
- 116-6: Berechnung von N'i,j = K.Ni,j und Einspeicherung von N'i,j, XCi,j und YCi,j in Register 142, 144; dann Freigabe der Ausgangsregister des Schritts 116-5.
Derart zugeschnitten und "pipelined" ist die Berechnung von N'i,j leicht realisierbar denn jeder Rechenschritt ist ausreichend einfach, um während der Dauer eines Leseschritt (typisch 100 ns) ausgeführt werden zu können.
Die Fig. 9 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Rechensystem zur Anwendung der Berechnung des rohen Baryzentrums und dann des gewichteten Baryzentrums. Dieses Rechensystem umfasst:
- ein erstes Rechen-Teilsystem 146 zur Realisierung der Berechnung des roher Baryzentrums. Dieses erste Teilsystem umfasst die Register 110 und 112 (s. Fig. 6), um die berechneten Werte der Energie und der Koordinaten der rohen Position zu speichern;
- ein zweites Rechen-Teilsystem 148 zur Realisierung der Berechnung der Gewichtung.
Dieses erste Teilsystem ist von dem oben in Verbindung mit der Fig. 8 beschriebenen Typ,
- ein drittes Rechen-Teilsystem 150 zur Berechnung des gewichteten Baryzentrums X&sub1;, Y&sub1;.
Dieses dritte Teilsystem ist eine Architektur des oben in Verbindung mit den Fig. 5 und 6 beschriebenen Typs.
Der Ausgang des gewichteten Baryzentrums liefert die neuen Koordinaten X&sub1;, Y&sub1; der Position des Ereignisses. Vorzugsweise ist man darauf bedacht, den Wert der Energie parallel zu den Berechnungen ansteigen zu lassen. Man erhält als finalen Ausgang - in einem selben Register 152 - die Energie und die Koordinaten des Ereignisses.
Die Berechnung des gewichteten Baryzentrums ermöglicht, die Genauigkeit der Position zu verbessern.
Man kann auch die Genauigkeit der Berechnung der Energie verbessern, indem man, um sie zu berechnen, nur die Fotovervielfacher berücksichtigt, deren Abstand von Po kleiner ist als ein bestimmter bzw. festgelegter Wert. Dies ermöglicht, unter den N&sub1; Fotovervielfachern diejenigen zu eliminieren, deren Beitrag im Wesentlichen aus Geräusch bzw. Rauschen besteht. Man stellt fest, dass diese um so häufiger sind, je näher sich die Position Po bei den Rändern des Felds der Fotovervielfacher befindet. Eine Realisierung der Berechnung des gewichteten Baryzentrums und der gefilterten Energie ist in der Fig. 10 dargestellt.
In dieser Figur bezeichnen Bezugszeichen, die mit denen der Fig. 8 identisch sind, gleiche oder entsprechende Elemente.
Die Schritte 156-1, 156-2, 156-3, 156-4 entsprechen den Schritten 116-1, 116-2, 116- 3, 1164. Zudem vergleicht man während des Schritts 156-5 d² mit einem Wert D², wo D der Abstand ist - ausgehend von dem Wechselwirkungspunkt Po -, jenseits von dem man annimmt, dass das Signal/Geräusch-Verhältnis des Beitrags eines Fotovervielfachers zu klein ist. Das Resultat des Vergleichs, PD genannt, nimmt folgende Werte an: PD = 0 wenn d² > D², und PD = 1, wenn d² ≤ D². Dieses Resultat wird in einem Register 133 abgespeichert.
Während des Schritts 156-6 speichert man in einem Register 143 zusätzlich zu den Werten N'i,j, XCi,j und YCi,j den Wert Ni,j.PD (beträgt 0, wenn d² > D², und Ni,j wenn d² ≤ D².
Die Fig. 11 stellt schematisch ein erfindungsgemäßes Rechensystem zur Anwendung der Berechnung des rohen Baryzentrums. Dieses Rechensystem umfasst:
- ein erstes Rechen-Teilsystem 166 zur Realisierung der Berechung des rohen Baryzentrums.
Dieses erste Teilsystem gleicht dem Teilsystem 146 der Fig. 9. Es umfasst das Register 110 (s. Fig. 6), um die berechneten Werte der Koordinaten der rohen Position zu speichern,
- ein zweites Rechen-Teilsystem 168 zur Realisierung der Berechung der Gewichtung. Dieses zweite Teilsystem entspricht dem in Verbindung mit der Fig. 10 beschriebenen Typ. Es berechnet nicht nur Ni,j, XCi,j und YCi,j sonden auch Ni,j.PD,
- ein drittes Rechen-Teilsystem 170 zur Berechnung des gewichteten Baryzentrums X&sub1;, Y&sub1; und des neuen Energiewerts. Dieses dritte Teilsystem hat eine Architektur, die in der Folge in Verbindung mit den Fig. 12 und 13 beschrieben wird.
Die Fig. 12 zeigt einen Spaltenoperator 180. Dieser erhält zusätzlich zu den Werten Ni,j und Ni,j.PD der Fotovervielfacher der Spalte die Koordinaten XCi,j und YCi,j der Zentren der entsprechenden Fotovervielfacher, geliefert durch das Rechen-Teilsystem 168.
Jeder Spaltenoperator 180 führt vier Operationen durch, vorzugsweise parallel.
Eine erste Operation besteht darin, den Beitrag der Spalte zur Energie zu berechnen. Zum Beispiel berechnet ein Akkumulator 191, der zu Beginn der Sequenz initialisiert wurde, die Summe der Werte Ni,j.PD der 6 Fotovervielfacher der Spalte und speichert das Resultat in einem Register 193 (RSENcol). Die Ausgänge der 6 Register (RSENcol1 bis RSENcol6) sind in einem gemeinsamen Bus BENCOL zusammengefasst.
Eine zweite Operation besteht darin, für die entsprechende Spalte die Summe u berechnen. Zum Beispiel berechnet ein Akkumulator 182, der zu Beginn der Sequenz initialisiert wurde, die Summe ΣN'i,j der 6 Fotovervielfacher der Spalte und speichert das Resultat in einem Register 184.
Eine dritte Operation besteht darin, den Beitrag der Spalte zum Baryzentrum in X zu berechnen. Zum Beispiel berechnet ein Multiplizierer-Akkumulator 186, der zu Beginn der Sequenz initialisiert wurde, die Summe der Beiträge der 6 Fotovervielfacher der Spalte zum Baryzentrum in X und speichert das Resultat in einem Register 188 (RSXcol). Die Ausgänge der 6 Register (RSXcol1 bis RSXcol6) sind in einem gemeinsamen Bus BXCOL zusammengefasst.
Eine vierte Operation besteht darin, den Beitrag der Spalte zum Baryzentrum in Y zu berechnen. Zum Beispiel berechnet ein zweiter Multiplizierer-Akkumulator 190, nach dem er initialisiert wurde, die Summe der Beiträge der 6 Fotovervielfacher der Spalte zum Baryzentrum in Y und speichert das Resultat in einem Register 192 (RSYcol). Die Ausgänge der 6 Register (RSYcol1 bis RSYcol6) sind in einem gemeinsamen Bus BYCOL zusammengefasst.
Am Ende der 6 Lesezeiten haben die 6 Spaltenoperatoren ihre Arbeit getan und sind bereit für eine neue Lektüre, da die Resultate der ersten Lektüre abgespeichert sind.
Anschließend wird eine Zusammenfassung der Beiträge zur Energie und zu den Koordinaten des Baryzentrums in X und in Y durchgeführt. Diese Zusammenfassung wird mit Hilfe der Fig. 13 beschrieben, wo die Bezugszeichen 180-1, ..., 180-6 sechs Spaltenoperatoren des Typs bezeichnen, der oben in Verbindung mit der Fig. 12 beschrieben worden ist.
Ein Akkumulator 195, initialisiert zu Beginn der Sequenz, versorgt durch den Bus BENCOL, berechnet die Summe der sechs Register RSENcol1 bis RSENcol6 und speichert das Resultat in einem Register 197 (ENERGIE). Der Inhalt dieses Registers repräsentiert die Summe der korrigierten Beiträge Ni,j.PD zu der Energie der die wahrscheinliche Position des Ereignisses umgebenden 36 Fotovervielfacher, also die Energie des Ereignisses.
Ein zweiter Akkumulator 196, initialisiert zu Beginn der Sequenz, versorgt durch den Bus BECOL, berechnet die Summe der sechs Register RSEcol1 bis RSEcol6 und speichert das Resultat in einem Register 198.
Ein dritter Akkumulator 200, versorgt durch den Bus BXCOL, berechnet die Summe der sechs Register RSXcol1 bis RSXcol6 und speichert das Resultat in einem Register 202 (RXN). Der Inhalt dieses Registers repräsentiert
[ (YCi,j*N'i,j)].
Ein vierter Akkumulator 204 versorgt durch den Bus BYCOL, berechnet die Summe der sechs Register RSYcol1 bis RSYcol6 und speichert das Resultat in einem Register 206 (RYN). Der Inhalt dieses Registers repräsentiert
[ (YCi,j*N'i,j)].
Die Register RSEcol, RSXcol und RSYcol werden anschließend freigegeben, so dass sie von den Spaltenoperatoren benutzt werden können, und die Akkumulatoren sind somit wieder verfügbar, um ein neues Ereignis zu verarbeiten.
Schließlich werden die Koordinaten RX1 und RY1 des Wechselwirkungspunkts des Ereignisses berechnet, indem mit Hilfe eines Dividierers 208 zwei Divisionen ausgeführt werden:
RX&sub1; = RXN/ΣN'i,j und
RY&sub1; = RYN/ΣN'i,j
und dies in weniger als 6 Lesezeiten, um die Speicherregister 198, 202, 206 freigeben zu können. Die handelsüblichen integrierten Pipelining-Dividierer (zum Beispiel des Typs RAYTHEON 3211) sind leicht fähig, diese Leistungen zu erbringen, und ermöglichen sogar, nur ein einziges Gehäuse bzw. Bauteil zu benutzen, indem die beiden Divisionen nacheinander ausgeführt werden.
Man erhält also die Position des Ereignisses, dessen Koordinaten RX&sub1; und RY&sub1; in einem Register 210 abgespeichert werden (RX&sub1; und RY&sub1;). Parallel zu den Divisionen "pipelined" man die Energie aus dem Register 197 in ein Register 212, um das Register 197 für das folgende Ereignis freizugeben.
Die Register 210 und 212 enthalten also die korrigierten Koordinatenwerte sowie den korrigierten Energiewert des Ereignisses.
Obwohl das erfindungsgemäße System in der beschriebenen allgemeinen Version eine umfangreiche Elektronik erfordert, ist es trotzdem sehr konkurrenzfähig in Bezug auf die Systeme mit programmierbaren Einrichtungen (Mikroprozessoren oder DSP), und dies um so mehr, als seine Konfiguration deutlich vereinfacht werden kann. Dies ist zum Beispiel der Fall bei einem Gammakamera-Kopf mit quadratischen Fotovervielfachern, deren Zentren ein regelmäßiges und rechtwinkliges Gitter bilden. Man kann dann einen Teilungsbegriff benutzen (X- und Y-Distanz zwischen den Zentren der beiden bzw. von zwei aneinandergrenzenden Fotovervielfacher), was die meisten Operatoren vereinfacht.
Es muss noch beschrieben werden, wie das von jedem Fotovervielfacher stammende Signal detektiert und verarbeitet wird, insbesondere wie eine wahrscheinliche Position des Ereignisses berechnet werden kann.
Die Fig. 14 zeigt den Teil der Vorrichtung, der einem einzigen Fotovervielfacher 60 zugeordnet ist. Der Fotovervielfacher 60 ist verbunden mit einem Strom-Spannung- Wandler 262. Als Reaktion auf ein Ereignis, detektiert durch den Fotovervielfacher, erhält man auf dem Ausgang 264 des Strom-Spannung-Wandlers 262 ein Signal zum Beispiel des in der Fig. 15A dargestellten Typs.
Die Graphik der Fig. 15A gibt als Ordinate die Amplitude des dem Impuls entsprechenden Signals an und als Abszisse die Zeit. Die Amplitude Signals und die Zeit sind in einem arbiträren Maßstab angegeben, wobei t&sub0; den Anfang des Impulses bezeichnet und t&sub1; den Zeitpunkt, wo der Impuls wieder quasi null wird, nachdem er ein Maximum durchlaufen hat. Die dem Intervall t&sub1;-t&sub0; entsprechende Dauer beträgt im Falle eines Fotovervielfachers einer mit einem Kristall des Typs Nal(T/) gekoppelten Gammakamera ungefähr eine Mikrosekunde.
Das an dem Ausgang 264 präsente analoge Signal wird in einen Analog-Digital- Wandler 266 eingespeist. Dieser letztere tastet jeden Impuls des Signals ab und liefert eine bestimmte Anzahl n von Abtastwerten, wie dargestellt in der Fig. 15B. Zwei aufeinanderfolgende Abtastwerte sind durch einen Taktschritt oder ein Taktintervall p getrennt (wobei der Takt 1/p Hz beträgt).
Zum Beispiel liefert der Wandler von jedem Impuls des Signals n = 10 Abtastwerte. Bei einem Signal von 1 um liefert also alle 100 ns einen Abtastwert.
Der Analog-Digital-Wandler 266 ist vorzugsweise ein schneller Wandler des "Flash"-Typs, der mit einer Frequenz von 10 bis 20 MHz arbeiten kann.
Das von dem AD-Wandler 266 stammende Signal wird in einen digitalen Summierer 268 eingespeist. Dieser Summierer berechnet eine Gleitsumme der Abtastwerte, die ihm von dem AD-Wandler 266 geliefert werden. Die Gleitsumme wird über eine bestimmte Anzahl von Abtastwerten berechnet. Diese festgelegte Anzahl beträgt zum Beispiel 10.
Für jeden i,j-Fotodetektor entspricht diese Gleitsumme - oder digitales Integral - des Signals, geliefert als Reaktion auf ein Ereignis, der schon weiter oben eingeführten Größe Ni,j.
Parallel dazu wird das Resultat der Summierung, durchgeführt mit den Einrichtungen 268, in einem Register 271 abgespeichert. Die Funktion der Speicherung kann durch mehrere Register gebildet werden, um zu ermöglichen, mehrere Ereignisse mit sehr großer zeitlicher Nähe abzuspeichern.
Der Wert der Gleitsumme wird in Komparatoreinrichtungen 270 eingespeist. Der Wert der Gleitsumme y wird mit einem festgelegten Schwellenwert verglichen, und der Komparator liefert an seinem Ausgang 274 ein binäres Signal, das repräsentativ ist für das Resultat des Vergleichs (zum Beispiel 0, wenn der Wert der Gleitsumme kleiner ist als der festgelegte Bezugswert, und 1, wenn der Wert der Gleitsumme größer ist als der Bezugswert).
Um die Dauer dieser Überschreitung zu begrenzen, wird diese nur während eines Zeitfensters validiert, das auf das Maximum des Zeitfensters zentriert ist. Dies ermöglicht, zeitliche nahe aber geographisch ferne Ereignisse in dem Detektorfeld zu trennen.
Dieses Fenster wird positioniert, indem man als Bezug den Zeitpunkt nimmt, in dem das codierte Signal ein Maximum durchläuft. Diese Detektion wird durch Einrichtungen 288 realisiert, indem der laufende Wert des Ausgangs des Codierers mit dem vorhergehenden Wert verglichen wird. Wenn der laufende Wert kleiner ist als der vorhergehende Wert, sendet der Komparator 288 einen Impuls. Dieser Impuls wird in ein Schieberegister 290 eingespeist, dessen Verzögerung n&sub1; so geregelt wird, dass man ein auf das Maximum der Gleitsumme zentriertes Zeitfenster erhält. Um der Ungenauigkeit bei der Bestimmung der Position des Maximums des codierten Signals Rechnung zu tragen (mehr oder weniger ein Abtastschritt), wird das Zeitfenster während n&sub0; Schritten - mit n&sub0; ≥ 3 (zum Beispiel n&sub0; = 3) - aktiviert, wobei diese Wahl eines Minimums von 3 ein Minimum an Simultaneität der Signale beim Überschreiten der Schwelle zwischen den durch ein selbes Ereignis aktivierten Fotovervielfacher garantiert.
Ein UND-Glied 292, dessen Eingänge das am Ausgang des Komparators 270 erhaltene Signal sind, und das Ausgangssignal des Schieberegisters 290 ermöglichen, an seinem Ausgang 294 ein Schwellenüberschreitungssignal zum gewünschten Zeitpunkt zu erhalten, bezogen auf den Übergang zum Maximum des digitalen Signals.
Die Fig. 16 zeigt eine erfindungskonforme Vorrichtung zur Verarbeitung der von mehreren Fotovervielfachern 60, 60-1, 60-2 stammenden Signale. In dieser Figur bezeichnen Bezugszeichen, die mit denen der Fig. 14 identisch sind, ähnliche oder entsprechende Elemente.
Diese Figur zeigt, dass es möglich ist, am Ausgang des Strom-Spannung- Wandlers 262 ein analoges Signal 300 des Typs abzugreifen, der in Verbindung mit der Fig. 15A beschrieben wurde. In der Fig. 16 bezeichnet das Bezugszeichen 302 global die Gesamtheit der and den anderen Strom-Spannung-Wandlern 262-1, 262-2, ... abgegriffenen analogen Signale. Alle diese Signale werden in einen analogen Summierer 298 eingespeist, der ein Signal S liefert, Summe aller von einer bestimmten Anzahl Fotodetektoren gelieferten analogen Signale, zum Beispiel von allen Fotodetektoren. Eine Vorrichtung 304 ermöglicht, während des Durchgangs des Signals S durch sein Maximum einen Impuls I zu lierfern. Diese Vorrichtung 304 umfasst zum Beispiel einen Differentiator bzw. Differenzierer (Kapazität, Verstärker und Widerstand zwischen dem Eingang und Ausgang des Verstärkers); der Ausgang dieses Differenzierers speist einen Komparator, was ermöglicht, den Übergang des Ausgangs des Differenzierers auf 0 zu detektieren. Der Impuls I wird in ein Schieberegister 306 eingespeist, dessen Schritt p durch den Takt H geregelt wird. Der Ausgang 307 dieses Registers wird als Speicherungsimpuls bezeichnet und ermöglicht insbesondere, das dem Fotodetektor 60 entsprechende Speicherregister 271 auszulösen. Er löst auch jedes jedem Fotodetektor zugeordnete Speicherregister aus. Die Verzögerung des Schieberegisters 306 ist so geregelt, dass die aufsteigende Front des Speicherungssignals 307 synchron ist mit dem Zeitpunkt, in dem man die Summen in den Registern 271 abspeichern muss.
Die Gruppe der Fotodetektoren 60, 60-1, 60-2, ... bildet zum Beispiel ein zweidimensionales Gitter.
Um die wahrscheinliche (oder rohe) Position eines Ereignisses in Bezug auf dieses zweidimensionale Fotodetektorengitter zu lokalisieren, ordnet man in dem Fotodetektorengitter einen Speicher mit Lesezugriff einer ersten Lokalisierungsrichtung zu und einen Speicher mit Lesezugriff einer zweiten Lokalisierungsrichtung. Wenn man in diesem Gitter Zeilen und Spalten festlegt, dann kann man einen Speicher mit Lesezugriff zuordnen, um eine Zeilenkoordinate zu lokalisieren, und einen Speicher mit Lesezugriff, um eine Spaltenkoordinate zu lokalisieren.
Noch genauer werden in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung des in der Fig. 6 gezeigten Typs die Ausgänge 294, die, wenn sie aktiviert werden, die Fotodetektoren des Zentrums der Wechselwirkung darstellen, folgendermaßen benutzt:
- ein ODER-Schaltkreis (402) fasst die Ausgänge des Typs 294 der Fotodetektoren einer selben Spalte zusammen und erzeugt ein Signal 422, das aktiv ist, wenn wenigstens einer seiner Eingänge aktiv ist, wobei es ebenso viele Schaltkreise des Typs 402 wie Spalten gibt;
- ein ODER-Schaltkreis (412) fasst die Ausgänge des Typs 294 der Fotodetektoren einer selben Zeile zusammen und erzeugt ein Signal 432, das aktiv ist, wenn wenigstens einer seiner Eingänge aktiv ist, wobei es ebenso viele Schaftkreise des Typs 412 wie Zeilen gibt.
Die Signale des Typs 422 sind die Adressen eines PROM 276, das so programmiert ist, dass es die Koordinate (280) der wahrscheinlichen Position in Bezug auf die Spalten liefert. Ebenso sind die Signale des Typs 432 die Adressen eines zweiten PROM 277, das so programmiert ist, dass es die Koordinate (281) der wahrscheinlichen Position in Bezug auf die Zeilen liefert. Die durch das Werte Paar (280, 281) repräsentierte wahrscheinliche Position wird in ein Register 322 eingespeichert, gleichzeitig mit der Einspeicherung des Beitrags aller Fotodetektoren in ihre jeweiligen Register (271). Diese Einspeicherung wird ausgelöst durch das Signal 307, erzeugt durch das Register 306.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der Position P&sub0; eines Ereignisses in Bezug auf eine Anordnung bzw. Menge von N Photodetektoren, wobei dieses Ereignis in den N Photodetektoren ein Signal induziert und dieses Verfahren folgenden Schritt umfasst:

a) einen Schritt des Digitalisierens des von jedem Photodetektor gelieferten Signals und des Berechnens eines Werts Ni,j, repräsentativ für die Energie des von jedem Photodetektor gelieferten Signals,

wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es außerdem folgende Schritte umfasst:

b) einen Schritt zur Feststellung für jede Spalte i:

- des Beitrags der Spalte zu der durch das Ereignis in der Gesamtheit der Photodetektoren induzierten Gesamtenergie,

- der Beitrag der Spalte zum Baryzentrum bzw. Schwerpunkt des Ereignisses in X,

- der Beitrag der Spalte zum Baryzentrum bzw. Schwerpunkt des Ereignisses in Y,

c) einen Schritt zur Ermittlung:

- der durch das Ereignis in der Gesamtheit der Photodetektoren induzierten Gesamtenergie durch Summierung der Beiträge von jeder Spalte zu der in Schritt b) berechneten Gesamtenergie,

- Baryzentrums- bzw. Schwerpunktkoordinaten (X&sub0;, Y&sub0;) des Ereignisses in Bezug auf die N Photodetektoren durch die Schwerpunktmethode.

2. Verfahren nach Anspruch 1 mit einem vorbereitenden Schritt zu Detektion der angenommenen Position eines Ereignisses.

3. Verfahren nach Anspruch 2 mit außerdem einem Schritt zur Abgrenzung einer Teilmenge von N&sub1; Photodetektoren aus der Gesamtheit der N Photodetektoren, um die angenommene Position des Ereignisses herum, wobei nur die Signale der N&sub1; Photodetektoren dieser Teilmenge gemäß den Schritten b) und c) verarbeitet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit außerdem - nach der Ermittlung dar Schwerpunktskoordinaten (X&sub0;, Y&sub0;) des Ereignisses in Bezug auf die N Photodetektoren - den folgenden Schritten:

d) Feststellung des Abstands di,j zwischen P&sub0; und jedem der Photodetektoren, dessen Signale sich in den Schritten b) und c) ereignen,

e) Gewichtung des Signals Ni,j, geliefert von jedem der Photodetektoren, dessen Signale sich in den Schritten b) und c) ereignen, um einen Wert eines gewichteten Signals N'i,jK*Ni,j zu erhalten, wo K eine Funktion von di,j ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Funktion K:

- kleiner ist als 1 für di,j kleiner als die Dimension des Photodetektors,

- größer ist als 1 für di,j größer als die Dimension des Photodetektors oder gleich groß,

- im Wesentlichen gleich 0 ist für di,j groß gegenüber der Dimension des Photodetektors.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, außerdem umfassend:

b') einen Schritt, um mit Hilfe der Werte des gewichteten Signals N'i,j für jede Spalte i festzustellen:

- den Beitrag der Spalte zu der durch das Ereignis in der Gesamtheit der Photodetektoren induzierten Gesamtenergie,

- den Beitrag der Spalte zum Baryzentrum bzw. Schwerpunkt des Ereignisses in X,

- den Beitrag der Spalte zum Baryzentrum bzw. Schwerpunkt des Ereignisses in Y,

c') einen Schritt, um mit Hilfe der Werte des gewichteten Signals N'i,j festzustellen:

- die durch das Ereignis in der Gesamtheit der Photodetektoren induzierte Gesamtenergie,

- neue Baryzentrums- bzw. Schwerpunktkoordinaten (X'&sub0;, Y'&sub0;) des Ereignisses in Bezug auf die N Photodetektoren.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, außerdem - nach Ermittlung der Schwerpunktkoordinaten P&sub0;(X&sub0;,Y&sub0;) des Ereignisse in Bezug auf die N Photodetektoren -, die folgenden Schritte umfassend:

d') Ermittlung des Abstands di,j zwischen P&sub0; und jedem der Photodetektoren, dessen Signale sich in den Schritten b) und c) ereignen,

f) Vergleich jedes di,j mit einem Wert D,

g) Ermittlung - für jeden Photodetektor - des Werts Ni,j*PD, wo PD = 0 wenn di,j > D, und PD ≠ 0 wenn di,j ≤ D.

8. Verfahren nach Anspruch 7, außerdem umfassend einen Schritt

h) zur Ermittlung eines neuen Werts der Gesamtenergie in Abhängigkeit von den Werten Ni,j*PD.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Ermittlung eines neuen Werts der Energie gemäß h) umfasst:

b") einen Schritt zur Feststellung - für jede Spalte in Abhängigkeit der Werte Ni,j*PD - des Beitrags der Spalte zu der durch das Ereignis in der Gesamtheit der Photodetektoren induzierten Gesamtenergie,

c") einen Schritt zur Feststellung der durch das Ereignis in der Gesamtheit der Photodetektoren induzierten Gesamtenergie, indem man die in b") für die verschiedenen Spalten erhaltenen Beiträge summiert.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Photodetektoren Photovervielfacher einer Gamma-Kamera sind.

11. Verfahren zur Transmissionsdämpfungskorrektur-Bildherstellung, bei dem das Verfahren nach Anspruch 10 angewendet wird.

12. Verfahren zur Koinzidenz-PET-Bildherstellung, bei dem das Verfahren nach Anspruch 10 angewendet wird.

13. Vorrichtung zur Feststellung der Position P&sub0; eines Ereignisses in Bezug auf eine Anordnung bzw. Menge von N Photodetektoren, wobei dieses Ereignis in den N Photodetektoren ein Signal induziert und diese Vorrichtung dabei umfasst:

a) Einrichtungen (266, 268) zum Digitalisieren des von jedem Photodetektor gelieferten Signals und des Berechnens eines Werts Ni,j, repräsentativ für die Energie des von jedem Photodetektor gelieferten Signals,

wobei dieses Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie außerdem umfasst:

b) Einrichtungen (82, 86, 90) zur Feststellung für jede Spalte i:

- der Beitrag der Spalte zum Baryzentrum bzw. Schwerpunkt des Ereignisses in X,

- der Beitrag der Spalte zum Baryzentrum bzw. Schwerpunkt des Ereignisses in Y,

c) Einrichtungen (96, 100, 104, 108) zur Ermittlung:

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, Einrichtungen (70) zum Detektieren der angenommenen Position eines Ereignisses umfassend.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14 mit außerdem Einrichtungen (68, 74) zur Abgrenzung einer Teilmenge von N&sub1; Photodetektoren aus der Gesamtheit der N Photodetektoren, um die angenommene Position des Ereignisses herum.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15 mit außerdem Einrichtungen (148):

d) zur Feststellung des Abstand di,j zwischen P&sub0; und jedem der Photodetektoren, dessen Signale bei den Berechnungen der Energie des Baryzentrums bzw. Schwerpunkts beteiligt sind,

e) zur Gewichtung des Signals Ni,j, geliefert von jedem der Photodetektoren, dessen Signale bei den Berechnungen der Energie des Baryzentrums bzw. Schwerpunkts beteiligt sind, um einen Wert eines gewichteten Signals N'i,j = K*Ni,j zu erhalten, wo K eine Funktion von di,j ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Funktion K:

- kleiner ist als 1 für di,j kleiner als die Dimension eines Photodetektors,

- im Wesentlichen gleich 0 ist für di,j das groß ist gegenüber der Dimension des Photodetektors.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, außerdem Einrichtungen (150) umfassend:

b') um mit Hilfe der Werte des gewichteten Signals N'i,j für jede Spalte i festzustellen:

- den Beitrag der Spalte zum Baryzentrum bzw. Schwerpunkt des Ereignisses in X,

- den Beitrag der Spalte zum Baryzentrum bzw. Schwerpunkt des Ereignisses in Y,

c') um mit Hilfe der in b') erhaltenen Werte des gewichteten Signals N'i,j festzustellen:

- neue Baryzentrums- bzw. Schwerpunktkoordinaten (X&sub1;, Y&sub1;) des Ereignisses in Bezug auf die N Photodetektoren.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18 mit außerdem Einrichtungen:

d') zum Ermitteln des Abstands di,j zwischen P&sub0; und jedem der Photodetektoren, dessen Signale sich in den Schritten b) und c) ereignen,

f) zum Vergleichen jedes di,j mit einem Wert D,

g) zum Ermitteln - für jeden Photodetektor, dessen Signale an den Berechnungen des Schwerpunkts und der Energie beteiligt sind - des Werts Ni,j*PD, wo PD = 0 wenn di,j > D, und PD ≠ 0 wenn di,j < D.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19 mit außerdem Einrichtungen zum Ermitteln eines neuen Werts der Gesamtenergie in Abhängigkeit von den Werten Ni,j*PD.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der die Einrichtungen Ermittlung eines neuen Werts der Energie umfassen:

- Einrichtungen (191) zur Feststellung - für jede Spalte in Abhängigkeit den Werten Ni,j*PD - des Beitrags der Spalte zu der durch das Ereignis in der Gesamtheit der Photodetektoren induzierten Gesamtenergie,

- Einrichtungen (195) zur Feststellung der durch das Ereignis in der Gesamtheit der Photodetektoren induzierten Gesamtenergie.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, bei der die Photodetektoren Photovervielfacher einer Gamma-Kamera sind.