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Szintillationszähler für medizinische Zwecke
Zwecks Verbesserung der Ergebnisse der Diagnosen und für therapeutiscne Behandlungen werden häu- fig radioaktive Stoffe verwendet, die dem Organismus in Form von aktiviertem Material zugeführt werden, um den Metabolismus bzw. die spezifische Absorption in verschiedenen Geweben zu bestimmen.
Die Lokalisation der Isotope im Organismus wird meist mittels Geiger-Müller-Zählrohren vorgenom- men, die in einem Bleischutzgehäuse angeordnet sind und über dem Patienten mit Hilfe einer mecha- nischen oder selbsttätigen Zeilenabtastvorrichtung bewegt werden. In letzter Zeit wurde das Geiger-
Müller-Zählrohr durch sogenannte Szintillationszähler ersetzt, die einen NaJ/T1/Kristall und einen
Photoelektronenvervielfacher in einem Bleischutzgehäuse aufweisen, das eine Richtungsabschirmung der einfallenden radioaktiven Strahlen bewirkt. Der Szintillationszähler ist in der Regel mit einer mecha- nischen oder selbsttätigenZeilenabtastvorrichtung verbunden.
Zum Betrieb des Geiger-Müller-Zahlrohres wird ein elektronischer Teil benötigt, der aus einer Hochspannungsquelle, Verstärker, Diskriminator und
Zähleinrichtung besteht. Der Zähleinrichtung ist ein Schreiber angeschlossen, der die einzelnen Impulse vermerkt. Das so gewonnene Bild wird Szintillogramm genannt. Falls z. B. ein aus J131 emittiertes
Gamma-Photon auf den nichtgeschützten Teil des in der Zähleinrichtung untergebrachten Kristalls einwirkt, entsteht im Kristall eine Szintillation, die im Elektronenvervielfacher in Stromimpulse umgewandelt wird, die mittels der elektronischen Vorrichtung aufgezeichnet werden. Im weiteren wird lediglich die mechanische Ausführung des Szintillationszählers behandelt.
Bei bestehenden Vorrichtungen geschieht-diese Aufzeichnung entweder mechanisch oder mittels Lichtimpulsen auf photographische-m Papier oder auf einem Röntgenfilm, auf dem vorher ein bild des Körperteiles exponiert wurde, dessen Szintillogramm aufgezeichnet werden soll. Bei manchen Vorrichtungen wird die Aufzeichnung durch Durchbrennen von besonderem Papier erzielt.
Das mittels Lichtimpulsen erzielte Szintillogramm ist nicht immer vorteilhaft, da der Film vorerst entwickelt werden muss ; falls Duplikate benötigt werden, muss der Film weiter verarbeitet werden. Die Spuren des mittels Lichtsignalen aufgezeichneten Szintillogrammes sind auf dem Film nicht durchwegs klar sichtbar, namentlich, falls der Lichtimpuls eine Stelle des Films trifft, die bereits erheblich durch Röntgenstrahlen exponiert wurde. Die Methode der Durchbrennung zur Aufzeichnung der Szintillogramme erfordert eine weitere Vergrösserung des elektronischen Teiles der Apparatur.
Die Geiger-Muller-Zählrohre (Szintillationszähler) bewegen sich bei bestehenden Geräten geradlinig in einer horizontalen Ebene oberhalb des Körpers der kranken Person und folgen nicht genau den Oberflächen des zu untersuchenden Körperteiles. Dadurch erfolgt die Aufzeichnung, namentlich kleiner Organe, die dicht unterhalb der Haut liegen, aus verschiedenen Entfernungen, was die geometrischen Verhältnisse der Aufzeichnung beeinträchtigt.
Die Konstruktion des Zeilenabtastsystems ist kompliziert und es werden zwei Antriebsmotoren verwendet, die in der Regel viel lästigen Lärm verursachen. Die Aufzeichnungsfläche hat in der Regel die Abmessungen von 300 x 400 mm und ist oberhalb des Kopfes des Patienten angeordnet, so dass sie dessen Sicht verdeckt. Die Zellenlänge ist in der Regel nur in einigen Stufen regelbar.
Die Erfindung betrifft einen Szintillationszähler für medizinische Zwecke zur Aufzeichnung radioaktiver Strahlungen mittels einer an einem verstellbaren Stativ angeordneten, vorzugsweise abgeschirmten Zähleinrichtung und besteht im wesentlichen darin, dass die Zähleinrichtung, deren Gewicht durch
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eine Gegenkraft im wesentlichen ausgeglichen ist, von der um ihre Achse schwenkbaren Stattvsäule frei höhenverstellbar mittels ein Parallelogramm bildenden, an der Stativsäule angelenkten Tragarmen getragen wird, die der Zähleinrichtung eine fortlaufende Berührung mit der Oberfläche des Patientenkör-
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sen Entfernung von der Stativsäule schrittweise verstellbar ist,
wobei eine Übertragungseinrichtung die
Stellung des Patientenlagerungstisches und die Schwenkbewegungen der Stativsäule auf eine'Registrier-. trommel überträgt. Der erfindungsgemässe Sziniillationszähler erfordert gegenüber bekannten Vorrich- tungen bei kleineren Abmessungen und kleinerem Gewicht lediglich einen Antriebsmotor, der unterhalb des Kranken angeordnet werden kann, so dass der lästige Lärm wesentlich herabgesetzt ist. Die Zählen- richtung kann der Form des zu. untersuchenden Körperteiles genau folgen, die Aufzeichnung geschieht auf einer Registriertrommel ausserhalb des Sichtfeldes des Kranken. Das Szintillogramm oder seine Kopie kann ohne weitere Verarbeitung ausgewertet werden.
Die Zeit zur Schaffung des Szintillogramms ist we- sentlich verkürzt, da Länge und Breite desselben bequem eingestellt werden können.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Szintillationszählers ist in de. r Zeichnung teilwei- se im Schnitt dargestellt.
Der Rahmen 17 der Vorrichtung trägt eine vertikale Stativsäule 13 mit einem Fusslager 18 und einem
Gleitlager 4, die ein Verschwenken der Stativsäule 13 um deren vertikale Achse gestatten. Die Stativ- säule 13 trägt zwei mit ihr gelenkig verbundene, im wesentlichen parallel übereinander angeordnete
Tragbalken 2, an deren freien Enden die Zähleinrichtung 1 gelenkig angeordnet ist. Die Tragbalken 2, die Stativsäule 13 und die Zähleinrichtung 1 bilden ein Parallelogramm, das die Zähleinrichtung stets in der vertikalen Lage hält und ein Heben und Senken derselben erlauben. Der obere TragbalKen 2 ragt über die Gelenkverbindung mit der Stativsäule 13 hinaus und ist am Ende. mit einer Zugfeder 3 verbunden, die den wesentlichen Teil des Gewichtes der Zähleinrichtung ausgleicht.
Mit 19 ist der Patientenlagerungstisch bezeichnet, der gegen einen in den Rahmen 17 eingreifenden Ausleger 10 abgestützt ist, welcher mit Tragrollen 20 ausgestattet ist, die ein Verschieben des Patientenlageruugstisches 19 gegen- über der Stativsäule ermöglichen. Mit der Stativsäule 13 ist ein Arm 22 fest verbunden, der in einen Führungsring 12 eingreift, der von einem Elektromotor 21 über ein Reduziergetriebe angetrieben wird. Der Führungsring 12 besitzt am Umfang eine Nut, in welche ein mit dem Arm 22 verbundener Zapfen eingreift. Solange der Führungsring 12 senkrecht zur Motorwelle liegt, bleibt die Stativsäule 13 still. Wird der Führungsring 12 mehr oder weniger aus dieser Lage verdreht, dann wird der Stativsäule 13 eine Schwenkbewegung erteilt, deren Ausschlag von der Verdrehung des Führungsringes 12 abhängig ist.
Der in den Rahmen 17 ragende Ausleger 10 des Tisches 19 ist mit einer Verzahnung versehen, und an der Stativsäule 13 sind Klinken 14 vorgesehen, welche in diese Verzahnung eingreifen und in den Endlagen der Schwenkungen der Stativsäule 13 eine Verschiebung des Patientenlagerungstisches 19 um einen Zahn verursachen. Durch diese Verschiebung ändert sich die Lage-des Patientenlagerungstisches 19 zur Stativsäule 13. Eine weitere in die Verzahnung des Auslegers 10 eingreifende Klinke 11 sichert die Lage des Patientenlagerungstisches während der Schwenkung der Stativsäule.
Am Rahmen 17 befindet sich oben in der Nähe der Stativsäule 13 eine Registriertrommel 8. Sie besteht aus einer inneren Trommel, die im Rahmen 17 um ihre Achse drehbar gelagert ist und einem auf diese Trommel aufgeschobenen Hohlzylinder, der gegenüber der inneren Trommel verdreht und axial verschoben werden kann. Die axiale Bewegung des Hohlzylinders ist von der Schwenkbewegung der Stativsäule 13 abgeleitet. Neben der Stativsäule 13 und parallel mit ihr ist eine im Rahmen 17 gelagerte Welle 23 vorgesehen. Die Stativsäule 13 und die Welle 23 sind mit den im Eingriff stehenden Zahnrädern 24 bzw. 25 versehen. Auf der Welle 23 sitzt ferner ein Zahnrad 5, das in einen verzahnten Kamm 7 eingreift, der in horizontaler Richtung und parallel zur Registriertrommelachse 8 verschiebbar ist.
Ansätze dieses Kammes 7 greifen in den Hohlzylinder der Registriertrommel 8 ein und verschieben ihn über die innere Trommel hin und her. Die Verdrehung des Hohlzylinders der Registriertrommel8 wird von seiner Axialverschiebung dadurch abgeleitet, dass die stabile innere Trommel eine gekrümmte Längsnut aufweist, in welche ein mit dem Hohlzylinder verbundener Bolzen eingreift. Die Form dieser Nut ist so gewählt, dass bei Längsverschiebung des Hohlzylinders der Registriertrommel 8 die kreisförmige Bewegung der Zähleinrichtung 1 nachgeahmt wird.
Der Hohlzylinder der Registriertrommel 8 weist noch an'beiden Enden eine Umfangsverzahnung auf mit einer Zahnweite, die der des Auslegers 10 gleich ist, in die ein Bolzen 9 des Rahmens 17 eingreift und in beiden Endlagen des Hohlzylinders eine'schrittweise Drehung der Registriertrommel 8 um eine Zahnbreite bewirkt. Man erhält somit eine genaue Nachahmung der Kreisbewegung der Zähleinrichtung an der einem Schreibstift 6 gegenüberliegenden Stelle der Registriertrommel 8.
Der Schreibstift 6 wird in Abhängigkeit von Impulsen der Zähleinrichtung elektromagnetisch betätigt.
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Bei Verwendung wird die Zähleinrichtung 1 an die zu untersuchende Stelle des Körpers 16 angelegt, wobei vorteilhaft auf die zu untersuchende Stelle eine nachgiebige Folie aus plastischem Material aufge- legt wird, so dass die Zähleinrichtung der Oberfläche des Körperteiles genau folgen kann, wobei die Ent- ferrung zwischen Haut und Zähleinrichtung stets beibehalten wird. Es können auf diese Art genauere
Messungen vorgenommen werden als mit Zähleinrichtungen, welche sich in einer horizontalen Ebene bewegen.
Die Schwenkung der Stativsäule 13 ist dank der Verstellbarkeit des Führungsringes 12 einstellbar, so dass die Länge des Kreisbogens, entlang welchem die Abtastung vorgenommen wird, einstellbar ist, so dass die zur Abtastung erforderliche Zeit auf ein Minimum begrenzt werden kann. Falls z. B. ein Szin- tillogramm der Schilddrüse geschaffen werden soll, ist eine Kreisbogenlänge von etwa 7 cm vollkommen genügend. Nach Vollendung jedes Kreisbogens wird der Patientenlagerungstisch 19 mit dem Kranken um eine Zeilenweite von der Stativsäule 13 entfernt und es folgt die Abtastung nach einer weiteren Kreis- bogenlinie gleicher Länge.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Szintillationszähler für medizinische Zwecke zur Aufzeichnung radioaktiver Strahlungen mittels einer an einem verstellbaren Stativ angeordneten, vorzugsweise abgeschirmten Zähleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähleinrichtung (1), deren Gewicht durch eire Gegenkraft (3) im wesentlich en ausgeglichen ist, von der um ihre Achse schwenkbaren Stativsäule (13) frei höhenverstellbar mittels ein Parallelogramm bildenden, an der Stativsäule (13) angelenkten Tragarmen (2) getragen wird, die der Zähleinrichtung (1) eine fortlaufende Berührung mit der Oberfläche des Patientenkörpers ermöglichen und dass unterhalb der Zähleinrichtung (1) ein Patientenlagerungstisch (19) angeordnet ist, dessen Entfernung von der Stativsäule (13) schrittweise verstellbar ist,
wobei eine Übertragungseinrichtung (14, 24, 25, 23, 5, 7, 9) die Stellung des Patientenlagerungstisches (19) und die Schwenkbewegungen der Stativsäule (13) auf eine Registriertrommel (8) überträgt.