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Isotopendingenostikgerõt Dia he Erfindung betrifft ein Isotopendiagnostikgerõt
mit Ratemeter und achrittwaisa ateuerter Messfolge. Solche Gerõte werdon hauptsächlich
bai der medizinischen Untersuchung mit radioaktiven laotopan verwendet, z.B. bei
der Schilddr³senunterauchung mit radioaktivem Jod. Dabei wird bekanntlich die in
den su untersuchendan Organ, etwa der Schilddr³se, erzielete Verteilung der vom
Isotop auagehenden radioaktiven Strahlung bestimmt.
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Bei der Messung der Intensitõt einer Strahlung, dis von lootopon auageht,
werden bekanntlich die van don Strahlen in einem Detektor hervorgerufenen Impulse
in ainam nog. Ratemeter aufgesammelt, veratärkt und dann in einem Anzeige-und/oder
Aufzeiehnungagerat wiedergegeben. Dadurch werden die im Detektor aufgenommenen Strahlenereigniaso
in der Form vines in ge mit der Strahlanõnderung sich õndernden elektrischen Gr~ssse
wiedergegeben. Die bekannten Ratemeter haben aber eine sog. Zeitkonstante, d.h.
sie kUnnen der Anderung viner Messgr~sse nicht sofort folgen. Diss ist aber nachteilig,
wail inabeaondere bei der in der medizinischen Diagnostik ³blichen Abtastung von
K~rperorganen, die mit der zu meaaandan radioaktiven Substanz angereichert sind,
eine Veraohiabung der Abbildung arhaltam wird.
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Es wurden daher Versuche unternommen, ein Ratemeter su erstellen,
bei welchem die messfolge sohrittw gaatauart lot. Dia Anw*ndung derartiger Ratemeter
argaban abar in der Scintigrafie wagon der in der Aufzeichnung entstehenden Stufenstruktur
unbefriedigende Resultate. Der Nachteil dsr Stufenetruktur baateht hauptaäehlich
darin, dass durch die Aufteilung in diskrete Intervalle gegendber einer kontinuierlichen
Registrierung ein Informationsverlunt erhalten wird.
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Erfindungagemõss werden die obengenannten Nachteile bei einen Isotopendiagnostikgerõt
mit Ratemeter und schrittweise gesteuerter
messfolge dadurch bezeitigt,
dass das mit der Wiedergabeeinrichtung des Gerõtes in Verbindung stehende Ratemeter
in eine Mehrsahl von Speichern unterteilt ist und Schaltmittel enthõlt, mittals
denene /in schrittweiser Aufeinanderfolge je ein Speicher entladen und dann mit
des anfallenden Mesaergebniz beladen wird.
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Bei der erfindungagem³ssen Anordnung ist bei der Wisdergabe der ~nderung
eines Messwertes die Aufzeichnung wesentlich besser angepasst ale bei Ublichen Ratemetern.
Die Speicherung der Zõhlraten nimnt nõmlich bei den bekannten Ratemetern in einen
exponentiellen Zeitverlauf ab. Die Abnahme der Speicherung eratreckt sich Aber einen
unendlich langen Zeitraum. Bei der Brfindung erhält man hingegen veine Speioherung
³ber sine begrenzte Mit, n h die Speicherneit, nach welcher im schrittweisen Zykluc
jeweils die Entladung der beladenen Speicher erfolgt. Diener Zeitraum ergibt sich
also bei der Erfindung ale die Zeit, die vergeht zwischen beendeter Aufladung und
beginnender Entladung eines Speichers. Als Zyklusdauer gilt dann das Produkt aus
der Zeitdauer der Beladung bs. Entladung aine Speichera, nämlich der Schrittzeit(t#)
mal der Anzahl der Speicher. Die Speicherzeit kann etwa der bei Ratemetern wegen
der statistischen Fluctutationen benutzton Messzeit entsprechen. Bei einer Anordaung
nach der Erfindung orgibt sich nach Ablauf der Speieherzeit sine Be endigung der
Bpeioherung und damit eine Verhinderung von Machzieherscheinungen in der Wiedergabe.
Ausserdem ia gegen³ber don bekannton Ratemetern, die schrittweise gesteuert sind,
ein Informationsverlust vermieden, weil durch die Mehrzahl von Speichers vine Stufenstruktur
verhindert ist.
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Die Anzahl der Speicheratufen zollte nigstens 4 betragen, um eine
hinreichend glatte Aufzeichnungskurve und die Einhaltung einer Speicherzeit, die
z.B. 0,5 bis 2 sec betragen kann, zu erm~glichen. Als zu bevorzugende Anzahl von
Speicherstufen ist etwa 10 zu betrachten, damit bei Verwendung der schrittweisen
Schaltung ein/brauchbares Ergebnis erhalton wird,
Eine weiters Verbesserung
und Beschleuigung der Anpassung an Messwertõnderungen kann noeh erhalten werden,
indem die einzelnen Speicher einen Zusatz enthalten, der eine laufende Entladung
bewirkt. Bins Entladung ka= z.B. erhalten werden bei einem als Speicher verwendeten
Kondeneator durch Oberbrüokung mit einen Widerstand. Die Dimension R des Widerstandes
sollte in einer Gr~ssenordnung liegen, die zusammen mit der Kapazit³t C des Kondenaatora
ein 8C ergibt, welches der halben Speicherzeit wenigstens angenõhert entspricht.
Ist RC etwas kleiner als die halbe Speicherseit, eright sich eine Annõherung an
ein normales RC-Ratemeter. Bei einem RC, das etwas gr~sser ist, nõhert sich dam
Verhalten do* Ratemeters denjenigen des "Sliding Average Ratemeter". Die Oberbrückung
der Xondenaateren ergibt eine verbeaaerte Annõherung der ~nderung des Messwertes,
weil neben der sndlichen Begrensung der Speicherzeit der beladenen Speicher noch
susõtslich eine Entladung der einzelnen Speicher und damit eine Verk³zung der pollen
Speioherzeit erzielt wird.
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Zur Durchführung der schrittweisen Schaltvorgõnge kann z.B. ein mechaniaehea
Sohrittachaltwerk benutzt eX. Un eine zehr schnelle Schaltfolge zu erhalten, k~nnen
aber such andere Schaltelements, inabesondere solche, die sine elektroniaohe Steuerung
ermöglichen, verwendet werden.
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Nachfolgend werden anhand der in den Figuren dargestellten suf³hrungabeispiele
weiters Einzelheiten und Jerks der Erfindung erläutert.
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In der Fig. 1 lot in einem schematischen Blackschaltbild eine bekannte
laotopendiagnoatikeinriohtung (Scanner) dargestellt, deren Ratemeter erfindungagemäaa
ausgestaltet ist, in der Pig. 2 sine beiapielsweiae Ausf³hrung der Erfindung, bei
der ein mtchanisches Schrittschaltwork benutst ist und
in der Fig.
3 ein Aufban, bei den die in Rateneter als als Speiah*r benutzten Kondensatoren
mit Widerstõnden UberbrUokt eiuli.
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B1e in der Pig* g. 1 dargestellte Einrichtung ist ein in der medizinizehen
Strahlendiagnostick verwendetes Abtastgerõt (Scanner).
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In dem Blockschaltbild ist der Detektor 1 ein Scintilationszõhler.
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Das ³ber die Leitung 2 mit den Detektor 1 verbundene Ratemeter 3 (Mittelwertbildner)
ist ³ber die Leitung 4 an/die Wiedergabeeinrichtung angeschlossen, die ans der Baneinheit
5 und den mittels der Leitung 6 damit verbundenen Schreibwerk 7 bestaht.
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Bet der Anwendung des Gerõtes wird in bekannter Weise der Detektor
1 ³ber den zu untersuchenden K~rperteil des Patienten 8 in der mit der gestrichelten
linie 9 angedeuteten Weise mõznderf~rmig hinweggef³hrt. Synchron dazu iet ³ber eine
mechanische Verbindung 10 das Schreibwerk 7 ³ber den Aufseocjmimgablatt 11 in Bewegung,
wie durch die gestrichelte Linie 12 angedeutet ist.
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In Detektor 1 werden die von den in K~rper des Patienten 8 enthalènes
radioaktiven stoffen auegehenden Strahlen in einem Scintilationskristell inLichtblitze
und anschliessend in bekannten elektreoptiechen Anerdaungen in elektrische Signale
umgewandelt. Dieee UVale gelangen ³ber die Leitung 2 in das Ratenoter 3. Hier werden
die Einzelzignale su einen mittelwert zus@mmengefaeet, welcher dann ³ber die Leitung
4 an die Baueinheit 5 abgegeben wird. In diozer Binheit 5 befinden sich bekannte
Mittel sur Beeinflussung des Messergebnisses, etwna sclche, die es gestatten vorgetgeben
Anteile davon su subtrahieren und/eder zu unterdr³cken.
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Da hierbei erhaltene Ergebnis wird dann ³ber die Leitung 6 don Schreibwerk
7 zugef³hrt, in welchen eine entsprechende Aufzeichnung stattfindet. Bei den dargestellten
Beispiel ist das Schreibw 7 eim markendrueker, r Marken in van der Strahlenatärke
abhõngiger Diehte direkt auf das als Aufseichnungsflõche 11 diea Pap@lerblatt gedruckt
werden. Als Aufzeichnungsflõche kann in bekannter Weise bei Verwendung einer Anzeigelampe
auch ein foteempfindliches Blatt oder bei Verwendung einesmagnetkopfes in Schreibwerk
einmagneti@ches Speicherblatt benutst werden.
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Im Ratemeter 3 befindet sich das Schrittschaltwerk 13 (Fig. 2), dolmen
in don Ebenen 14, 15 und 16 liegende Sehaltk@ntakte 17-43 In sehrittweiser Aufeinanderfolge
jeweile mit den Schleiform 44, 45 und 46 zusammengebracht werden k~nnen, Bei dieser
Anordnung gehdren su der Ebene 14 die Kontakte 17-25 und der Schleifer 46, su der
Ebene 15 die Kontakte 26-34 und der Schleifer 44 und zu der Ebene 16 die Kontakte
35-43 und der Scheleifer 4. Die Kontaktw der einzelnen Ebenen 14, 15 und 16 leigen
jeweils in einer Leitung hintereinander, und stras derart, dams der Kontakt 17 eineraeite
mit d Wideratand 47 und andererseits ³be die Leitung 48 mit don widerstand 49 in
Verbindung steht. Die Leitung 50 fahrt vom Wideratand 49 zum Kontakt 26, der ³ber
die Leitungen 51 an Kontakt 35 und son dort aus ³ber Leitung 53 mit dem Kondensator
52 verbunden tat. Daa noch verbleibende freie nae des Wideratandea 47 liegt an der
Leitung 54 und daa freie Ende des Kondensators 52 an der geerdeten Leitung 55. An
don Leitungen 54 und 55 rfolg der Anschluss der Wiedergabeeinrichtung, welche die
Baueinheit 5 und das Schreibwerk 7 enthõlt. fUr aLe weiteren Speicher iad zwischen
den Leitungen 54 and 55 sotie don Kontakten der Ebenen 14, 15 und 16 parallel nu
don beraits beschriebenen Bauelementen weiters Widerstõnde 47 und 49 Bowie Kondensatren
52 in der verstehend beschriebenen Weise angeordnet. Auf don Speicher mit den Kontakten
25, 34, und 43 felgend, Lot zwischen den Leitungen 54 und 55 ³ber die Verbindungen
57 und 58 der Wideratand 56 angeschlossen. Dieser Widerstand 56 ist der Eingangswiderstand
des zwischen den Punkten 59 und 60 liegenden Verstõrkers, der am Ausgang des Ratemeters
zur Wiedergabeeinrichtung liegt.
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Die Schleifer 44, 45 und 46 don Schrittschaltwerks 13 werden in einer
Schrittseit t@, nõmlich 0, 13 sec bei 2 sec Speicherseit, jeweila um einen Kontakt
der Ebenen 14, 15 und 16 weitergef³hrt.
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Dabei wird in der dargestellten Situation durch don Schleifer 44,
der *bingo wie die Leitung 55, geerdet ist, der ale Speicherelement dienends, am
Kontakt 38 liegende Kondensator 52 entladen.
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Während der Entladung wird der am Kontakt 37 liegende Kondensator
52 mit des Messergebnis beladen. Beim nõchsten Schritt, also nach
einer
Soit t wird der Schleifer 44 auf den Kontakt 30 weitergefwwt und der Schleifer 45
von Kontakt 37 auf den Kontakt 38 gebracht. Durch den Schleifer 45 wird dabes aber
die Diodenpumpe 61 die den Detektor 1 ist, die Ladung der wõhrend der Zeit t# im
Detektor 1 gemessenen ?Impulse, nõmlich das Messerfebnis, auf den am Kontakt 38
liegenden Kondensator 52 aufgebraoht. lurch dio tiodenpumpe 61 wird ein Abfliessen
von Ladungen auf den Detektor 1 verhindert. Der Kondensator 52 tt desm während des
weiteren Fortschreitens des Schaltwerks f³r die ³brigen acht Schritte von jeweils
t# mit seinen eingespeicherten Anteil am Messergebnis sum Messwart, der am Widerstand
56 auftritt, bei. Der abenfalls geerdete Schleifer 46, der bein letsten Schaltschritt
vom in der Daratellung beaetaten Kontakt 19 auf don Kontakt 20 tan, also an gleichen
Speicher wie der Schleifer 45 litez verhindert wõhrend der Beladung einen Beitrag
sum Messwert. Dadurch werden periodische Schwankungen des Wiedergabeergebnisses
vermieden. Nachden ein Schleifer 44, 45 und 46 bei der Ankunft an Endkontakt 25,
34 oder 43 die Kontaktebene durchlaufen hat, achlieaat sich der Zklus und es wird
an den Anfangskontakten 17p 26 und 35 ein neuer Zyklusablauf begonnen. Durch die
Anorinung der Schleifer 45 und 46 hinter dem Schleifer 44 ist so eine ununterbrochene
Einspeicherung des Messergebnisses m~glich.
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Um eine unerw³nschte Vermischung der Ladung der verschiedenen Kondensatoren
und einen unerw³nachten Abfall der Ladung zu vermeiden, werde die Gr~ssen C der
Kondensatoren un die Werte R1 und F der Wideratande so gawõhlt, dass sie bei einer
Multipliration dea Kondeneatorwertea von 52 mit der Summe der beiden Widerstandswerte
von 47 und 49 einen Betrag ergeben, der gr~sser lot als die Speicherseit bei einem
Umlauf, also gr~sser als t#.
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Versugsweise sell die Rechnung ergeben (R1 + R2) = C = 50 = Speicherseit.
Die Gr~ssen der in vorliegenden Ausf³hrungabeispeil t Widerstõnde 47 und 49 der
Kondensatorem 52 ergeben sich dann zu R1 = 5 M # bein Widerstnd 47, R2 = 5 M # bein
Widerstand 49 und einer Kapasitõt C = 10 # P bein Kondenmotos 52.
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Bei der im Fig. 3 dargestellten weiteren beispielsweisen Ausf³hrung
des Ratemeters ist ein Schrittschaltwerk benntzt, welches mwai Kontaktebenen 62
und 63 besitzt. In der Ebene 62 befinden sich dabei die Kontakte 64-73 und in der
Ebene 63 die Kontakte 7 Die Kontakte der Ebenen 62 und 63 sind jeweils leitend miteimander
verbunden. Zwischen der Ebene 62 und der Leitung 84 liegen die Widerstõnde 85 und
zwischen den Kontakten der Ebene 63 und der geerdeten Leitung 86 die Kondenstoren
87. Die Kondensateros 87 dal mit den Widerstõnden 88 ³berbr³ckt. Ausserdem befindet
winch zwischen den Leitungen 84 und 86 ³ber die Verbindungs-X 89 und 90 der Widerstand
91. Der Kontaktebene 62 ist der geerdete Schleifer 92 zugeordnet, wõhrend der Ebene
63 ³ber den Schleifer 93 die Diodenpumpe 94 zugeordnet ist. Zum Auschluss an rs
Wiedergabeeinrichtung eines Diagnostikgerõtes (z.B. entsprechend Baueinheit 5 und
Schreibwerk 7 von Fig. 1) besitzen die Leitungen 84 und 86 noch die beiden Endanschl³sse
95 und gC.
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Die Entladung bzw. Beladung der einzelnen aus den Kondensatoren 87
und den Widerstõnden 85 und 88 bestehenden Speicher wird, wis bei den vorhergehenden
Beispiel, in zyklischer Aufeinanderfolge jeweile in einer Schrittzeit t# durchgef³hrt.
Am Kontakt 76 erfolgt die Aufladung des Speichers 97 ³ber den Schleifer 93 und die
Diodenpumpe 94. Wõhrend der gleichen Zeit wird der Speicher 98 Uber don am Kontakt
67 liegenden Sohleifer 92 entladen. Durch aehrittweiae Weiterführung der Schleifer
92 und 93 werden die vorgenannten Beladungs- und Entladungsvorgõnge zyklisch ³ber
e Speicher gef³hrt. Von den Endkontakten 73 und 83 aus erfolgt di Weiterf³hrung
wie beim vorhergehenden Beispiel (Fig.2) su don Aufangskontakten 64 und 74, so dass
auch hier fortlaufend ein geschlossener Zyklusablauf enthalten und das Messergebnis
ununterbrochen aufgenommen wird.
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BeL der ~berbr³ckung der Speicherkondenaatoren 87 mit don ratanden
88 kann die in Beispiel nach Fig. 2 verwendete Kontaktebene 14 wegfallen und die
Widerstõnde 47 und 49 k~nnen unter Addition thter Warte su dem einen Widerstand
85 mit dem Wert R= R1+R2 susammengezogen werden. Die Ebene 14 mit den Erdungszehleifer
46
lot weggelassen, um an den Anschli³ssen 95 und 96 yin gleichmõssiges Messergebnis
zu erhalten. W³rds die Erdung ³ber einen Schleifer 46 durchgeführt werden, so wõhren
8chwankungen in der Hohe son 10 auch bei regelmõssiger Impulsfolge su erwarten.
Bei vorliegender Ausbildung und bei Verwndung sinus ~berbr³ckungswiderstandes 88
von der Gr~sse R, der zusammen mit der Kapasitõt C des Kondensators 87 ein RC ergibt,
welches der Formel entspricht RC=1/2 Speicherseit, wird die Schwwnkung bei gleichmõssigem
Yerlauf der su meseenden Impulafolge herabgedr³ckt auf das Produkt +/- 15% mal 1/Zahl
der Speicher minus 1, Bei der vorliegenden Verwendung von 10 Speichern lle£rt sine
regelmõssige Impulefolge an der Diodenpumpe (konstarter Meeawert) an Ausgang de
Ratemetere nur *in* Schwankung son +/- 1.7%. Eine solch geringe Oscillation 1st
aber bei der vorliegenden Anwendung in der Scintigrafie nicht st~rend, weil sie
fast gans in don statistischen Schwankungen untergeht, die den ou messenden Impulefolgen
unverseidlich anhaften.