DE1639385C3

DE1639385C3 - Gerät zum Bestimmen der Verteilung radioaktiver Stoffe in einem Körper durch mäanderformige Abtastung

Info

Publication number: DE1639385C3
Application number: DE19681639385
Authority: DE
Inventors: Jobst Von Dipl.-Ing. Harsdorf; Edgar Tschunt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-01-08
Filing date: 1968-01-08
Publication date: 1974-03-14
Also published as: DE1639385B2; DE1639385A1

Description

mit dem Wert des Quotienten (n/v) verändernde Diese Aufgabe ist bei einem Gerät der eingangs

Spannung liefert. ■ genannten Art erfindiingsgemäß dadurch gelöst, daß

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn- die Mittelwertschaltung so ausgebildet ist, daß sie zeichnet, daß das Differentialgetriebe (31) zwei eine dem Logarithmus der Impulsrate der Strahlenüber Rollen geführte ger^Mossene Riemen (35 60 meßsonde proportionale Spannung liefert, daß das und 36) aufweist, von denen der erste (35) über Einstellmittel für die Kompensationsspannung mit das Einstellmittel (13) für die Abtastgeschwindig- dem Einstellmittel für die Abtastgeschwindigkeit ν keit (ν) und der zweite (36) über das Einstellmit- über eine Kopplungsvorrichtung verbunden ist, die tel (12) für die Kompensationsspannung ange- den Quotienten n/v des der eingestellten Kompentrieben ist, daß die beiden Riemen (35, 36) 65 sationsspannung entsprechenden Impulsratenwertes η mittels einer Differentialkopplung (46), die zwei und der Abtastgeschwindigkeit ν bildet, und daß mit am ersten Riemen (35) angreifende Rollen (4O₁ der Kopplungsvorrichtung eine Steuereinrichtung zur 41) aufweist, deren Halterung fest mit dem zwei- Einstellung der t.ichtblitzdauer der Fotoaufzeich-

nungseinrichtup-B entsprechend dem Quotienten n/v verbunden ist.

Logarithmisch anzeigende Miitelwertschaltungen sind an sich durch das Buch vun H. Fassbender ^Einführung in die Meßtechnik der Kernstrahlung und die Anwendung der Radioisotope«, 2. Auflage, 1962, Seiten 83 bis 86 bekannt. Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung kommt es aber darauf an, daß die mit einer solchen logarithmischen Mittelwertschaltung erzeugte, dem Logarithmus der Impulsrate der Strahlenmeßsonde proportionale Spannung es erlaubt, den Quotienten n/v zu bilden. Diese Lehre ist der letztgenannten Literaturstelle nicht entnehmbar.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1 232 276 ist es bekannt, ein Differentialgetriebe zur Bildung des Quotienten zweier Einstellgrößen zu benutzen. Eine ähnliche Einrichtung ist durch die Patentschrift Nr. 8902 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin bekannt Bei diesem Stand der Technik dient das Differentialgetriebe jedoch zur Einstellung eines Röntgenapparates. Hinweise hinsichtlich der Anwendung eines Differentialgetriebes in Verbindung mit einem Gerät zum Bestimmen der Verteilung radioaktiver Stoffe in einem Körper gemäß der vorliegenden Erfindung sind diesen Literaturstellen nicht entnehmbar.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch die Bildung des Quotienten aus der Impulsrate /i, weiche der Verstärkungscharakteristik entspricht, und der Abtastgeschwindigkeit v, die Lichtblitzdauer der Fotoaufzeichnungseinrichtung hestimmt ist, daß also durch die Einstellung von η und ν gleichzeitig die Einstellung der Lichtblitzdauer erfolgen kann. Die Erfindung ermöglicht es, die die Bildgüte der Aufzeichnung beeinflussenden Größen miteinander zu verknüpfen. Dies kann erzielt werden durch Umwandlung der gemessenen Impulsrate in eine logarithmisch davon abhängende Spannung.

Diese Spannung kann dann in einem Kompensationsverstärker der optimalen Aussteuerung der Elemente des Gerätes angepaßt werden. Zur Kompensation wird mittels eines Potentiometers die Kompensationsspannung dem Verstärker zugeführt. Der logarithmische Wert der kompensationsspannung kann zur Grundlage genommen werden als Maß für log n, von dem der logarithmische Wert der Abtastgeschwindigkeit subtrahiert wird, so daß der Logarithmus n/v erhalten wird. Die Subtraktion kann mit beliebigen elektriscnen oder mechanischen Mitteln vorgenommen werden, z. B. in einfacher Weise mit einem Differentialgetriebe, das sowohl für η als aucn für ν einen einstellbaren Antrieb hat, bei deren Einstellung am Ausgang des C etriebes ein Wert abgenommen werden kann, der n/v entspricht. Zur Aussteuerung der Aufzeichnungselemente werden die logarithmischen Größen wieder entlogarithmiert. Bei der Geschwindigkeitseinstellung sowie bei der Abnahme für n/v kann dies durch Anordnung der Kontakte von Widerständen erfolgen, deren Werte bei der logarithmischen Verdrehung der Antriebswelle entsprechende entlogarithrriierte Widerst nndswerte ergeben. Die Qelogarithmierung der bei der n-Einstellung erhaltenen Spannung des normierten MitUlwertes kann über parallelgeschaltete Dioden bewirkt werden, die entgegen der anliegenden logarithmischen Spannung spiegelbildlich vorgespannt sind.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in den Figuren dargestellten Ausfiihrunßsbeispiele näher erläutert. In der

Fig. I ist die Ansicht eines Gerätes da-gestellt, von dem die Erfindung ausgeht, in der
Fig. 2 ein schematisches Biock-Funktionsbild, das auch die für die erfindungsgemaße Lösung wesentlichen Teile zeigt, und in der

Fig. 3 ein mit Riemen ausgestattetes Differential getriebe, mit welchem die Einstellgrößen automatisch

ίο miteinander verknüpft sind.

Nach dct Fig. 1 ist eine Muffel entlang einer Stativsäule 2 verschiebbar und trägt einen Kasten 3, in welchem sich die elektrischen Versorgungs- und Schaltelemente des Gerätes befinden. Im Kasten 3 ist auch ein Antrieb untergebracht, der über einen Arm 4 und einen Laufwagen 5 eii.en mittels einer Scherenhalterung 6 am Kasten 3 befestigten Meßkopf 7 in abtastende Bewegung über das Meßfeld 8 versetzt. Der Arm 4 trägt an dem Teil, der sich über

ia dem Kasten 3 befindet, einen Ansatz 9, in welchem sich der Markendrucker für die sichtbare Aufzeichnung des Meßergebnisses auf einem an der Oberseite des Kastens 3 lösbar angebrachten Aufzeichnunesblatt 10 befindet. An seinem über dem Kasten 3 hinausreichenden Ende trägt der Arm 4 eine in den unteren Teil des Kastens 3 führende Halterung, welche die nichtsichtbare Blitzlampe für die Fotoaufzeichnung des Meßergebnisses trägt. Die Fotoaufzeichnung erfolgt auf einem lichtempfindlichen Blatt, welches in einer im unteren Teil des Kastens 3 eingeschobenen Kassette 11 liegt.

An der Frontplatte des Kastens 3 sind zwei Einstellknöpfe 12 und 13 sichtbar, mittels welcher die Einsteilung der Größe für η und ν erfolgt. Zur Einstellung dienen außerdem Zeiger von Skalen 14 und 15. Oberhalb der Skalen sind Schalter 16 gezeichnet, mit denen das Gerät aus- und eingeschaltet wird. Unterhalb der Knöpfe 12 und 13 befir.det sich eine Skala 17, an welcher der mittlere statistische Fehler des Strichabstandes sowie der Quotient n/v ablesbar ist.

Bei dem Block-Funktionsbild nach F i g. 2 wird im Meßkopf 7 die aus der Meßfläche 8 stammende Strahlung in Abhängigkeit von ihrer Intensität in

eine Folge von Impulsen umgewandelt, die über eine Leitung 18 einem Diskriminator 19 zugeführt wird, der so einstellbar ist, daß er nur Impulse durchläßt, deren Energie denjenigen entspricht, die von dem angewandten Isotop stammen. Über eine Leitung 20

gelangen diese ausgewählten Impulse an einen Mittelwertbildner 21, der zur Erzeugung einer der Impulsratc logarithmisch entsprechenden Spannung mehrere Pliodenpumpen enthäl', die parallel geschaltet sind. Dtr logarithmische Spannungswcrt wird über eine Leitung 22 einem Kompensationsverstärker 23 zugeleitet. Eine Kompensationsspannung wird dem Kompensationsverstärker 23 über eine Leitung 24 von einem Potentiometer 25 aus zugeführt. Die Einstellung des Potentiometers erfolgt mittels

des Einstellknopfes 12. Am Einstellknopf 13 wird über ein bei logarithmischer Winkelverstellung des Einstellknonfes,13 eine lineare Verstellung der Abtastgeschwindigkeit ν bewirkendes Widerstandsnetzwerk 26 die Abtastbewegung des Meßkopfes 7, eines Lichtschreibers 27 und eines Markendruckers 28 gesteuert. Die Steuerung des Markendruckers in Abhängigkeit von der aufgenommenen Impulsrate erfolgt mittels einer über eine Leitung 29 kommenden

normierten Spannung, die in einer Delogarithmie- nungen von 0,25 bis 0,75 V erhalten, so daß bei der

rungsslufc 30 in einen linearen V/ert umgewandelt licgrcnzung der Kompensationsspannung auf 0 bis

wird. 0,5 V immer der gewünschte Erfolg erhalten wird.

Durch die Verdrehung der Einstellknöpfe 12 bzw. Der Einstellknopf 13 ist gerastet, so daß er bei 13 werden die Werte für η bzw. ν einem Differential- 5 Drehung des Einstellknopfes 12 unbewegt bleibt, getriebe 31 zugeführt. Das Differentialgetriebe 31 Dur<:h die Drehung am Einstellknopf 12 wird mittels gil>l über eine Welle 32 einen logarithmischeii Wert des Rades 45 der Riemen 36 bewegt, wobei das übet für n/v ab. Dieser erzeugt durch die logarithmisch^ das Differential laufende Trum des Riemens 35 über Verdrehung der Welle 32 einen linearen Weri für das Rad 44 bewegt wird, das außerdem über die 11/·,·, der von einem der Welle 32 zugeordneten Wi- 10 Rollen 38, 42 und 40 läuft. Das Trum des Riemens derstandsnetzwcrk 33 erzeugt wird. Diese Größe 35, welches über das Rad 43 läuft, bleibt unbewegt, wird dann dem Lichtschreiber 27 zur Einstellung der wci! der Einstellknopf 13 gerastet ist. Durch die Be-Blitzdauer zugeführt. Die eigentliche Auslösung der wegung des vorderen Teiles des Riemens 35 wird Bützc erfolgt durch die über eine Leitung 34 zu- auch der Zeiger 47 über der Skala 17 bewegt und geleiteten, vom Diskriminator 19 durchgelassenen 15 zeigt den statistischen Fehler sowie den Wert für n/v Impulse des Mcßkopfcs, so daß für jeden Impuls ein an. Der Einstellknopf 12 ist durch eine beim EinBlitz erhalten wird. stellen lösbare Sperre 48 daran gehindert, vom Gc-

Das Differentialgetriebe 31 besteht gemäß Fig. 3 triebe her verstellt zu werden, so daß seine Einstcl-

aus gezahnten Riemen 35 und 36, Rollen 37, 38, 39, lung unverändert bestehen bleibt.

40. 41 und 42, Antriebsrädern 43 und 45, sowie 20 Durch Drehung des Einstellknopfes 13 wird die einem mit dci Welle 32 verbundenen Ausgangsrad Abtastgeschwindigkeit in den auf der Skala 15 an-44. Der Riemen 35 ist ühi-r Hin Rollen 37, 33, 40. gezeigten fünfzehn Stufen von 2 bis 30 mm/sec ein-

41. 42 und 44 geführt und wird durch das Antriebs- gestellt. Gleichzeitig wird damit die Schreibfrequem rad 43 angetrieben, das mit dem Einstellknopf 13 des im Ansatz 9 untergebrachten Markendruckers verbunden ist. Der Riemen 36 wird über die Rolle 39 as der Geschwindigkeit angepaßt, so daß im Impulsgeführt und wird von dem Antriebsrad 45 angetrie- maximum immer 3 Striche pro mm ausgedruckl ben, das mit dem Einstellknopf 12 verbunden ist. werden

Die Rollen 40 und 41 sind an dem fest mit dem Durch die Drehung des Einstellknopfes 13 wird

Riemen 36 verbundenen Differential 46 drehbar ge- der Riemen 35 bewegt und dadurch ebenfalls das

lagert. Mit dem Einstellknopf 12 wird die Spannung, 30 Rad 44 mit der Welle 32 gedreht, so daß auch durch

die entsprechend der von der Meßflächc 8 korn- die Verstellung der Abtastgeschwindigkeit die Blitz-

mcnde Impulsrate von 4 · 10^f bis 2 ■ 10⁵ Imp/min im dauer im Lichtschreiber geändert wird. Durch An-

Mitlelwcrlbildncr erhalten wird, so cinjusticrt, daß schlage 49 und 50 ist die Einstellung des Quotienten

das Maximum der Impulsratc der maximal mög- n/v auf einen Höchstwert von 3,3 beschränkt, einen

liehen Registrierung angepaßt ist. Dies erfolgt da- 35 Wert, bei dessen Überschreiten der statistische Feh-

durch, daß der auf der Skala 14 erscheinende Meß- so groß wird, daß die Aufzeichnung wegen dei

wert bei der Stellung des Meßkopfes 7 auf dem Schwankungen im Strichabstand kein signifikante«

Punkt, aus dem die maximale Strahlung kömmt, Bild mehr gibt. Schlägt der Zeiger 47 am Anschlag

durch Einstellung der Kompensationsspannung, die 49 an, d. h. beträgt n/v 3,3, wird aber am Einstell-

0 bis 0,5 V beträgt, mittels des Potentiometers 25 so 40 knopf 12 eine Impulsrate η eingestellt, die kleiner isi

gewählt wird, daß der Zeiger der Skala 14 auf die und deshalb zu einem größeren statistischen Fehlei

Justiermarke zeigt. Dann wird die Impulsrate im führen müßte, so wird der Riemen 35 mittels de;

Kompensationsverstärker 23 auf die für das Gerät Differentials 46 so bewegt, daß die gerastete Stellung

optimale Ausstcuerungsspannung von 0,25 V einge- des Einstellknopfes 13 zu kleineren Geschwindig

stellt. Bei der im medizinisch-diagnostischen Bereich 45 keitswerten springt, die bei der eingestellten Impuls

zu erwartenden oben genannten Impulsrate werden rate η zusammen mit der Abtastgeschwindigkeit»

durch die vorgeschalteten Schaltelemente Meßspan- den Wert n/v ~ 3,3 bedingen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 ten Riemen (36) verbunden ist, aneinander anPatentansprüche: greifen, und daß der zweite Riemen (36) über eine angetriebene Rolle (44) läuft, die auf ikr

1. Gerät zum Bestimmen der Verteilung radio- Ausgangswelle (32) zur Ausgabe des Ausgangsaktiver Stoffe in einem Körper durch mäander- 5 wertes log (n/v) sitzt, förmige Abtastung des zu untersuchenden Bezirkes mittels einer in einem Meßkopf enthaltenen
Strahlenmeflsor.de, mit einer Mittelwertschaltung,

die die von der Strahlenmeßsonde gelieferten

impulse in eine von deren Impulsrate abhän- io
gende Spannung umwandelt, mit einem Kompensationsverstärker, der die Ausgangsspannung der
Mittelwertschaltung mittels einer Kompensationsspannung an den Aussteuerbereich von Aufzeich- Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zuai niingseinrichtungen anpaßt, mit Mitteln zum 15 Bestimmen der Verteilung radioaktiver Stoffe in Einstellen der Kompensationsspannung entspre- einem Körper durch mäanderförmige Abtastung dus chend einem vorwählbaren Wert (/1) der Im- zu untersuchenden Bezirkes mittels einer in einem pulsrate und zum Einstellen der Abtast- Meßkopf enthaltenen Strahlenmeßsonde, niit einer geschwindigkeit (ν), sowie mit einer Licht- Mittelwertschaltung, die die von der Strahlenmeßblitz-Fotoauizdchnungs-Einrichtung, dadurch 20 sonde gelieferten Impulse in eine von deren Impulsgekennzeichnet., daß die Mittelwertschal- rate abhängende Spannung umwandelt, mit einem tung (21) so ausgebildet ist, daß sie eine dem Kompensationsverstärker, der die Ausgangsspan-Logarithmus der Impulsrate der Strahlenmeß- nung der Mittelwertschaltung mittels einer Kompensonde proportionale Spannung liefert, daß das sationsspannung an den Aussteuerbereich von Auf-Einstellmittel (12) für die Kompensationsspan- 35 Zeichnungseinrichtungen anpaßt, mit Mitteln zum nung mit dem Einstellmittel (£3) für die Abtast- Einstellen der Kompensationsspannuiig entsprechend geschwindigkeit (ν) über eine Kopplungsvorrich- einem vorwählbaren Wert η der Impulsrate und zum tung (31) verbunden ist, die den Quotienten (n/v) Einstellen der Abtastgeschwindigkeit v, sowie mit des der eingestellten Kompensationsspannung einer Lichtblitz-Fotoaufzeichnungs-Einrichtung. entsprechend!! Impulsratenwertes (n) und der 30 Geräte dieser Art sind z.B. durch die Werbe-Abtastgeschwindigkeit (v) bildet, und daß mil druckschrift »Universal-Szintigraf FH 96« der Frieder Kopplungsvorrichtung (3ij eine Steuerein- seke & Hoepfner GmbH, Erlangen, Druckzeichen richtung (33) zur Einstellung d τ Lichtblitzdauer FHS 666/3.5/9/60 und die deutsche Auslegeschrift der Fotoaufzeichnungseinrichtung (27) entspre- 1 173 996 bekannt. In welcher Weise die Aufzeichchend dem Quotienten (n/v) verbunden ist. 35 nungsdichte bei diesen bekannten Geräten von dem

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Verhältnis n/v abhängt, ist aus »Röntgen-Blätter«, zeichnet, daß die Kopplungsvorrichtung ein Dif- 20. Jahrg., Ϊ967, Nr. 4, Seiten J95 bis 213, bekannt, ferentialgetriebe (31) ist, welches zur Eingabe der Zur Anpassung dieser bekannten Geräte an die jevoneinander zu subtrahierenden Logarithmen des weils gewünschte Impulsrate und Abtastgeschwindigvorgewählten Wertes (/;) der Impulsrate und der 4° keit sind dabei eine Vielzahl von Einstellvorgängen Abtastgeschwindigkeit (ν) zwei durch die Ein- erforderlich. So muß ζ. B. neben der Einstellung der stellmittel (12 und 13) verstellbare Antriebe (42 Impulsrate und der Abtastgeschwindigkeit noch eine und 43) aufweist und welches zur Ausgabe eines gesonderte Einstellung der Lichtblitz-Fotoaufzeichvom Quotienten (n/v) abhängenden Wertes eine nungs-Einrichtung im Hinblick auf die Lichtblitzangetriebene Ausgangswelle (32) aufweist, wobei 45 dauer erfolgen. Die Vielzahl der erforderlichen Eindem ersten Einstellmittel (12) ein Potentiometer stellorgane geht insbesondere aus der deutschen (25) zur Einstellung der Kompensationsspannung Auslegeschrift 1 173 996 hervor.

des Kompensationsverstärkers (23), dem zweiten Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät zu schaf-Einstellmittel (13) ein sich bei logarithmischer fen, das hinsichtlich seiner Anpassung an die Mcß-Verstellung der Abtastgeschwindigkeit (ν) linear 50 deten, d. h. an die gewünschte Impulsrate und die änderndes Widerstandsnetzwerk (26) und der gewünschte Abtastgeschwindigkeit, gegenüber dem eine Winkelverdrehung entsprechend dem Loga- Stand der Technik derart vereinfacht ist, daß zur rithmus au:, dem Quotienten (n/v) aufweisenden Einstellung keine umständlichen Berechnungen, Ausgangswelle (32) ein Widerstandsnetzwerk (33) Überlegungen oder Auswertungen von Tabellen erzugeordnet ist, welches eine die Blitzdauer linear 55 forderlich sind.