DE19738924A1 - Verfahren für Gammakamera zum gleichzeitigen Erfassen von durchgelassenen Impulsen und von emittierten Impulsen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für eine Gammakamera zum gleichzeitigen Erfassen von durchgelasse­ nen Impulsen und von emittierten Impulsen.

Die Erfindung wird unter anderem auf Scintillationskame­ ras des Typs ANGER angewandt, deren Prinzipien und Ver­ wirklichungsmittel aus der US 3 011 057-A bekannt sind.

Für nukleare Bilderzeugungssystemen gibt es zwei ver­ schiedene Vorgehensweisen, um ein Bild zu erhalten. Eine erste Vorgehensweise besteht darin, eine radioaktive Quelle gegenüber einem Detektor anzuordnen und den zu untersuchenden Körper oder das zu untersuchende Objekt zwischen der Quelle und dem Detektor anzuordnen. Das bei dieser ersten Vorgehensweise erhaltene Ergebnis wird vom Fachmann gewöhnlich "Durchlaßbild" genannt. Die Bezeich­ nung ergibt sich aus der Tatsache, daß die Strahlung durch den Körper oder das Objekt durchgelassen wird. Eine zweite Vorgehensweise besteht darin, einen Detektor gegenüber dem zu untersuchenden Objekt oder dem zu unter­ suchenden Körper anzuordnen. Bei einem menschlichen Körper wird dafür gesorgt, dem Patienten vor der Unter­ suchung ein radioaktives Isotop zu injizieren. Das mit dieser zweiten Art erhaltene Bild wird gewöhnlich "Emissionsbild" genannt, weil bei dieser Vorgehensweise das Bild anhand der vom zu untersuchenden Körper emit­ tierten Strahlung erzeugt wird.

In der Nuklearmedizin erfüllen die beiden Typen von Bildern zwei unterschiedliche Funktionen. Das Durchlaß­ bild ermöglicht, ein Bild vom Körperinneren zu erhalten, das von der Durchlässigkeit der verschiedenen Organe für die Strahlung abhängt. Die Emissionsbilder dienen hinge­ gen der Sichtbarmachung bestimmter Organe, die anhand eines Durchlaßbildes nicht beobachtet werden können, oder der Bestimmung der Funktion eines Organs anhand der Verteilung des radioaktiven Isotops.

In einem Emissionsbild hängt die Verteilung des Isotops von der Fixierung des Isotops in den verschiedenen Orga­ nen ab, wobei die Fixierung vom Typ des verwendeten Isotops und von den unterschiedlichen Eigenschaften der jeweiligen Organe abhängt. Deswegen wird die Strahlung möglichst von allen Punkten des menschlichen Körpers emittiert. Ein Teil dieser Strahlung muß daher einen Teil des Körpers durchqueren. Das Emissionsbild wird durch die Streuung von Gammaphotonen, die bestimmte Teile des untersuchten Körpers durchqueren, verändert, was im Bild eine Unschärfe hervorruft.

Eine Lösung dieses Problems besteht darin, das Emissions­ bild mit Hilfe eines Durchlaßbildes zu korrigieren. Hierzu muß letzteres unter den gleichen Bedingungen wie das Emissionsbild erzeugt werden.

Die Gammakameras können einen Gammaphotonen-Stoß (der gewöhnlich Impuls genannt wird), der an ihren Detektoren auftritt, in Abhängigkeit vom Energiepegel des empfange­ nen Impulses als solchen qualifizieren. Ein Verfahren besteht darin, die Bilder gleichzeitig aufzunehmen, indem eine Trennung der empfangenen Impulse in Abhängigkeit von den Energiepegeln verwendet wird. Ein erstes radioaktives Isotop, das Impulse mit einem ersten Energiepegel erzeugt (z. B. Technetium mit 140 keV), wird in einen Patienten injiziert, während hinter dem Patienten eine homogene Quelle angeordnet wird, die ein zweites radioaktives Isotop enthält, das Impulse mit einem zweiten Energiepe­ gel erzeugt (z. B. Gadolinium mit 100 keV). Wenn der Detektor der Gammakamera einen Impuls empfängt, kann in Abhängigkeit von der empfangenen Energie ermittelt wer­ den, ob es sich um einen Durchlaßimpuls oder um einen Emissionsimpuls handelt.

In einem solchen Verfahren sind bestimmte Fehler enthal­ ten. Die von den Isotopen erzeugten Impulse weisen eine gewisse Energiestreuung auf, die eine bestimmte Breite des Energiefensters erfordert, um die Zuordnung eines Impulses zu einer Energiekategorie zu bestimmen, wobei dieses Fenster im allgemeinen mit einer Toleranz von 10 bis 20% der Nennenergie entworfen ist, die sich in Abhängigkeit vom Isotop verändern kann, damit die Belich­ tungszeit für den Patienten nicht zu lang ist. Außerdem werden bestimmte Impulse durch Compton-Streuungen trans­ formiert und besitzen eine geringere Energie, wobei die Impulse mit der niedrigsten Energie im Energiebereich der Compton-Photonen liegen, die den Impulsen mit den höch­ sten Energiepegeln entsprechen. Was die Genauigkeit des Durchlaßbildes betrifft, werden zweckmäßig Isotope ver­ wendet, die in bezug auf die Energiepegel der emittierten Impulse so nahe wie möglich beieinander liegen, weil das Durchlaßphänomen unter anderem von der Energie der Photo­ nen abhängt.

Zusammengefaßt besteht bei der gleichzeitigen Aufnahme zweier Bilder die Tendenz, daß die Qualität jedes der Bilder verschlechtert wird. Es sind Lösungen vorgeschla­ gen worden, mit denen versucht wird, die unerwünschten Wirkungen zu reduzieren. Es ist möglich, die Bilder nacheinander aufzunehmen, dadurch werden jedoch die Dauer der Untersuchung und die Gefahr einer Bewegung des Pati­ enten erhöht. Es ist außerdem möglich, eine parallelge­ richtete Quelle zu verwenden, deren Fläche kleiner als die Größe des Detektors ist und die hinter dem Patienten umläuft, um ein weniger stark verschlechtertes Emissions­ bild zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obenerwähn­ ten Probleme der gegenseitigen Störung der beiden Bilder zu verringern und die Verwendung von radioaktiven Iso­ topen zu ermöglichen, für die die Energiepegel der emit­ tierten Impulse noch näher beieinander liegen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt. Die abhängigen Ansprüche sind auf zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.

Gemäß der Erfindung wird das Durchlaßbild mit Hilfe eines in Verschiebungsrichtung beweglichen Fensters aufgenom­ men, das mit einem Gleitarm vollkommen synchronisiert ist, der eine das radioaktive Durchlaß-Isotop enthaltende Quelle trägt.

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zum gleichzei­ tigen Erfassen eines Durchlaßbildes und eines Emissions­ bildes mit einer Gammakamera, die mit einem Detektor versehen ist, der einem Patienten zugewandt ist, in den ein erstes radioaktives Isotop injiziert worden ist, das Gammaphotonen in einem ersten Energiebereich emittiert, mit den folgenden Schritten:

• - Verschieben einer radioaktiven Quelle hinter dem Patienten, die ein zweites radioaktives Isotop ent­ hält, das Gammaphotonen in einem zweiten Energiebereich emittiert,
• - Erzeugen von Koordinaten des Stoßes des Photons auf dem Detektor und von Informationen bezüglich der Energie des Photons beim Stoß, wenn ein Stoß eines Gammaphotons auf dem Detektor erfaßt wird,
• - Vergleichen der Koordinaten mit einer Posi­ tion der Quelle beim Stoß, um Informationen bezüglich der Zugehörigkeit der Position zu einer Detektorzone gegen­ über der Quelle zu erhalten, und
• - Verarbeiten des Stoßes als zu einem Durchlaß­ bild gehörend, falls die Energie des Photons beim Stoß zum zweiten Energiebereich gehört und falls die Koordina­ ten zur Zone des Detektors gegenüber der Quelle gehören.

Die Verwendung eines beweglichen Fensters begrenzt somit die Belichtungszeit der Durchlaßbilder und der Emissions­ bilder in bezug auf Photonen, die jedes der Bilder stören können. Der Einfluß der Emissions-Gammaphotonen auf das Durchlaßbild ist daher reduziert. Darüber hinaus wird ein reines Emissionsbild verwendet, um die Verunreinigung des Durchlaßbildes zu korrigieren. Wenn dann zwei reine Bilder verwendet werden, kann das Emissionsbild mit Hilfe des Durchlaßbildes korrigiert werden.

Der Einfluß der Photonen der Quelle auf das Emissionsbild wird durch die Tatsache kompensiert, daß sich die Quelle verschiebt, wodurch die Belichtungsdauer mit den stören­ den Photonen verkürzt wird. Es ist dann möglich, den Einfluß der Durchlaß-Gammaphotonen auf das Emissionsbild zu reduzieren, indem der Stoß als zum Emissionsbild gehörend verarbeitet wird, falls die Energie des Photons beim Stoß zum ersten Energiebereich gehört und falls die Koordinaten nicht zur Zone des Detektors gegenüber der Quelle gehören.

Falls jedoch die Betonung der Erfassungsschnelligkeit bevorzugt wird, wird der Stoß als zum Emissionsbild gehörend verarbeitet, falls die Energie des Photons beim Stoß zum ersten Energiebereich gehört.

Zweckmäßig wird ein erster Energiebereich verwendet, dessen mittlere Energie höher als die mittlere Energie des zweiten Energiebereichs ist. Wenn nämlich das Emis­ sionsbild einer Energie entspricht, die höher als die Energie des Durchlaßbildes ist, ist die Verunreinigung des Emissionsbildes praktisch null. Außerdem können Energiebereiche verwendet werden die einen von Null verschiedenen Durchschnitt besitzen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut­ lich beim Lesen der folgenden Beschreibung einer zweckmä­ ßigen Ausführungsform, die auf die beigefügten Zeichnun­ gen Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 eine Gammakamera gemäß der Erfindung und einen Patienten;

Fig. 2, 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise einer Gammakamera gemäß der Erfindung; und

Fig. 4a, 4b verschiedene verwendbare Energiebereiche.

In Fig. 1 ist eine Gammakamera 1 gezeigt, die einen Schwenkarm 2 enthält. Der Schwenkarm 2 trägt einerseits einen Detektor 3 und andererseits eine bewegliche Quelle 4. Ein Patient 5, der untersucht werden soll, wird zwi­ schen der beweglichen Quelle 4 und dem Detektor 3 ange­ ordnet, wobei der Patient vorher mittels Injektion ein erstes radioaktives Isotop aufgenommen hat. Um den Pati­ enten 5 zu tragen, wird gewöhnlich ein Patiententragebett verwendet, das nicht dargestellt worden ist, um die Zeichnung nicht zu überladen.

Herkömmlicherweise dient der Schwenkarm 2 dazu, einen oder mehrere Detektoren 3 an verschiedenen Positionen im Raum anzuordnen. Der Schwenkarm 2 umfaßt eine Schiene 6, damit sich eine bewegliche Quelle 4 verschieben kann. Die bewegliche Quelle 4 kann aus einem für die Gammastrahlung durchlässigen Rohr gebildet sein, das ein zweites radio­ aktives Isotop enthält, das vom ersten Isotop verschieden ist.

In dem obigen Beispiel ist die bewegliche Quelle 4 ein Rohr mit einer Länge, die etwas größer als die Breite des Detektors 3 ist, und mit geringem Durchmesser, sie könnte jedoch ebensogut eine andere geometrische Form besitzen. Für die bewegliche Quelle 4 müssen bestimmte Bedingungen erfüllt sein: die Projektionsfläche der beweglichen Quelle 4 auf dem Detektor 3 muß deutlich kleiner als die Nutzfläche dieses Detektors 3 sein; darüber hinaus muß die geometrische Form der beweglichen Quelle 4 eine homogene Abtastung der Oberfläche des Detektors 3 ermög­ lichen. Die Abtastung kann auf einem Teil der Gesamtflä­ che erfolgen, wenn das zu korrigierende Bild einem inter­ essierenden Bereich entspricht, der kleiner als die Gesamtfläche des Detektors ist, um die zu verwendende Menge des Isotops zu verringern. Die bewegliche Quelle 4 kann außerdem Translationsbewegungen längs mehrerer Achsen ausführen, wenn dies seine Form erfordert. Es ist anzumerken, daß, je kleiner das Volumen der beweglichen Quelle 4 ist, die Menge des in der beweglichen Quelle 4 enthaltenen radioaktiven Produkts um so geringer ist, wodurch die Gefahr der äußeren Kontamination sowie die Kosten verringert werden. Die Wahl eines Rohrs ermöglicht eine einfache Ausführung sowohl der mechanischen Teile als auch der elektronischen Verarbeitung. Mechanisch muß nämlich nur eine Translation ausgeführt werden; elektro­ nisch ist einfach ein Bildstreifen vorhanden, der sich in einer einzigen Koordinatenrichtung verschiebt.

In Fig. 2 sind der Detektor 3, die bewegliche Quelle 4 und der Patient 5 in einer Seitenansicht dargestellt. Außerdem zeigt Fig. 2 funktionale Elemente der Gamma­ kamera, die die Elektronik für die Erfassung der Bilder darstellen und in Fig. 1 nicht sichtbar sind.

Funktional ist der Detektor 3 aufgebaut aus einem Kolli­ mator, der nur Photonen durchläßt, die senkrecht zum Detektor 3 ankommen, aus einem Scintillator, der die Energie eines Gammaphotons, das den Kollimator durchquert hat, in Lichtenergie transformiert, aus Photoverviel­ facherröhren, die die Lichtenergie, die vom Scintillator abgegeben wird, in elektrische Signale transformieren, und aus einer Gruppe von Matrizen, die die elektrischen Signale gewichten, um auf einer Vielfachleitung gewich­ tete Signale zu liefern. Für mehr Einzelheiten eines solchen Detektors 3 kann beispielsweise auf das Dokument EP 0 470 909-A Bezug genommen werden. Außerdem können andere Detektortypen mit Halbleitern, die nicht gewich­ tete, digitale Signale liefern, verwendet werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, da es ausreicht, die später beschriebenen Schaltungen für die Erfassung des Stoßes entsprechend anzupassen.

Um die vom Patienten empfangene Strahlungsmenge zu redu­ zieren, wird an der Quelle ein Kollimator 7 angeordnet. Dieser Kollimator ist nicht unbedingt erforderlich, er schränkt jedoch die von der Quelle erzeugte Strahlung auf die Nutzstrahlung für das Durchlaßbild ein und beseitigt somit die für den Patienten schädliche, unnötige Strah­ lung. Ein solcher Kollimator 7 ist aus einem für die Strahlung der Quelle 4 undurchlässigen Material gebildet und deckt die Quelle 4 vollständig ab. Löcher mit kleinen Durchmessern (der Durchmesser ist kleiner als die Länge der Löcher) lassen ausschließlich diejenigen Gammaphoto­ nen γ1 durch, die zum Detektor 3 im wesentlichen senk­ recht orientiert sind. Folglich wird die Quelle 4 als parallelausgerichtet angesehen.

Die Schiene 6 liefert auf einem Lokalisierungsbus 8 Positionsinformationen bezüglich der Quelle 4. Diese Informationen können entweder von einem Sensorsystem, das die Position der Quelle 4 erfaßt, oder von einem System erzeugt werden, das die Position der Quelle unabhängig steuert. Der Lokalisierungsbus 8 kann beispielsweise aus acht Drähten gebildet sein, was für die Angabe der Posi­ tion der Quelle eine ausreichende Genauigkeit liefert.

Eine Rechenschaltung 9 empfängt die Gruppe gewichteter Signale, die vom Detektor 3 stammen, um die Position des Stoßes eines empfangenen Gammaphotons und die Energie des empfangenen Gammaphotons zu berechnen. Die Rechenschal­ tung 9 liefert Informationen bezüglich der X-Position auf einem ersten Positionsbus 10, Informationen bezüglich der Y-Position auf einem zweiten Positionsbus 11, Informa­ tionen bezüglich der Energie auf einem Energiebus 12 und Informationen des empfangen Impulses auf einem Steuerbus 13. Der Steuerbus 13 ist ein globaler Bus für das gesamte Erfassungssystem und dient der Steuerung der Synchronisa­ tion der verschiedenen Elemente, die untereinander syn­ chronisiert werden müssen. Eine solche Rechenschaltung 9 ist beispielsweise aus der EP 0 470 909-A bekannt und kann ohne weiteres durch eine von zahlreichen äquivalen­ ten Schaltungen ersetzt sein. Aus Gründen der Einfachheit und der gesuchten Leistung wird zweckmäßig eine Rechen­ schaltung 9 verwendet, die digital arbeitet, es kann jedoch auch eine analoge Schaltung verwendet werden. Die beiden Positionsbusse 10 und 11 und der Energiebus 12 sind beispielsweise jeweils aus acht Drähten gebildet, um eine minimale Genauigkeit zu erzielen.

Eine Erfassungsschaltung 14 empfängt Informationen vom Lokalisierungsbus 8, von den beiden Positionsbussen 10 und 11 und vom Energiebus 12. Diese Erfassungsschaltung 14 besitzt außerdem einen Kommunikationsbus 15 zum Aus­ tausch von Daten beispielsweise mit einem Bildkorrektur­ system, das ein Emissionsbild in Abhängigkeit von einem Durchlaßbild modifiziert. Diese Erfassungsschaltung 14 ermöglicht die Unterscheidung der Stöße der empfangenen Gammaphotonen hinsichtlich des Energiepegels der Photonen und der Position des Stoßes in bezug auf die Position der Quelle 4. Die Erfassungsschaltung 14 kann beispielsweise aus einer Mikroprozessorschaltung wie etwa in Fig. 3 gezeigt gebildet sein. Falls die verschiedenen Busse 10, 11, 12 und 8 durch Analogsignale ersetzt sind, können Mikrosteuervorrichtungen verwendet werden, die analoge Eingänge besitzen.

In Fig. 3 sind vier Eingangs/Ausgangs-Schnittstellen 16 bis 19 gezeigt, die mit dem Lokalisierungsbus 8, den Positionsbussen 10 und 11 bzw. mit dem Energiebus 12 verbunden sind. Jede der Schnittstellen 16 bis 19 emp­ fängt außerdem Synchronisationssignale vom Steuerbus 13. Jede der Schnittstellen 16 bis 19 besitzt einen Verarbei­ tungseingang/-ausgang, der an einen zentralen Bus 20 angeschlossen ist. Die Schnittstellen 16 bis 19 sind völlig gleich und enthalten jeweils einen Pufferspeicher des FIFO-Typs (First-In/First-Out-Puffer). Wenn die Syn­ chronisationssignale vom Steuerbus 13 angeben, daß ein Stoß erfaßt worden ist und daß der mit der Schnittstelle verbundene Bus gültige Informationen trägt, werden die auf dem Eingangsbus vorhandenen Informationen im Puffer­ speicher gespeichert.

Der zentrale Bus 20 entspricht einer Umgruppierung der verschiedenen Busse eines Mikroprozessors 21. Außerdem enthält die Erfassungsschaltung 14 einen Programmspeicher 22, einen Emissionsbildspeicher 23, einen Durchlaß­ bildspeicher 24 und einen Kommunikationsport 25. Die drei Speicher 22 bis 24 sind an den zentralen Bus 20 ange­ schlossen und können physisch ohne weiteres durch einen einzigen Speicher gebildet sein. Der Kommunikationsport 25 ist einerseits mit dem zentralen Bus 20 und anderer­ seits mit dem Kommunikationsbus 15 verbunden. Herkömmli­ cherweise kann eine serielle Schnittstelle des Typs RS232 als Kommunikationsport 25 verwendet werden.

Für den Fachmann ist sofort deutlich, daß Fig. 3 einer Mikrorechner- oder Mikrocontroller-Architektur ent­ spricht. In einer solchen Architektur hängt der gesamte Betrieb von dem Programm ab, das im Programmspeicher 22 abgelegt ist.

Ausgehend von dem im Oberbegriff angegebenen Verfahren können mehrere Programme und Algorithmen definiert wer­ den. Zweckmäßig wird der folgende Algorithmus verwirk­ licht:

• - Lesen in den Schnittstellen 16 bis 19,
• - wenn die Pufferspeicher leer sind, Abwarten einer bestimmten Dauer und erneut Ausführen des momentanen Schrittes, andernfalls Fortsetzen des Algorithmus,
• - Vergleichen des Energiepegels des Photons beim Stoß mit den minimalen und maximalen Schwellenwerten der Energiebereiche, die dem ersten und dem zweiten radioak­ tiven Isotop entsprechen,
• - Erzeugen einer Abstandsvariablen, die den Absolutwert der Differenz zwischen der Abszisse X der Koordinaten des Photonenstoßes auf dem Detektor 3 und den Lokalisierungs­ informationen der Quelle 4 angibt,
• - Setzen einer Boolschen Variable auf 1, wenn die Abstandsvariable kleiner oder gleich der halben Breite des die Quelle 4 bildenden Rohrs ist, und Setzen dieser Boolschen Variable auf 0, wenn die Abstandsvariable größer als die halbe Breite des die Quelle 4 bildenden Rohrs ist,
• - wenn die Energie des Photons zum Energiebereich gehört, der dem ersten Isotop entspricht, und wenn die Boolsche Variable den Wert 0 besitzt, Ausführen der Erfassung des Stoßes für das Emissionsbild,
• - wenn die Energie des Photons zu dem Energiebereich gehört, der dem zweiten Isotop entspricht, und wenn die Boolsche Variable den Wert 1 besitzt, Ausführen der Erfassung des Stoßes für das Durchlaßbild,
• - erneutes Ausführen des Algorithmus von Anfang an, solange die Erfassung der Bilder nicht beendet ist.

Selbstverständlich wird während des Ablaufs des Algorith­ mus die Quelle 4 hinter dem Patienten unabhängig angeord­ net.

In einer Variante können auch zwei weitere Bilder erfaßt werden, wovon eines einem Emissionsbild entspricht, das innerhalb des Durchlaßfensters aufgenommen worden ist und das andere einem Durchlaßbild entspricht, das außerhalb des Durchlaßfensters aufgenommen worden ist. Diese Bilder können der Korrektur des innerhalb des Durchlaßfensters aufgenommenen Durchlaßbildes dienen, das durch das Emis­ sions-Isotop "verunreinigt" ist, oder sie können einer zusätzlichen direkten Korrektur des außerhalb des Durch­ laßfensters aufgenommenen Emissionsbildes dienen. Es ist nämlich nur eines dieser Bilder von Nutzen, wobei es von der Wahl des Isotops abhängt, welches dieser beiden Bilder von Nutzen ist.

Die Boolsche Variable des Algorithmus ist äquivalent mit dem Schritt des Vergleichens der Koordinaten mit einer Position der Quelle 4 beim Stoß, um binäre Daten hin­ sichtlich der Zuordnung zu einer Zone des Detektors 3 gegenüber der Quelle 4 zu erhalten. Im vorliegenden Beispiel ist der Vergleich mit der Abszisse ausreichend, weil ein Rohr mit einer Länge gewählt worden ist, die die gesamte Breite des Detektors 3 abdeckt. Deswegen erfolgt der Vergleich der Koordinaten für eine einzige Koordi­ nate, wobei die Zone des Detektors 3 gegenüber der Quelle 4 einem Streifen des Detektors 3 entspricht, der die gesamte Breite abdeckt und sich auf der gesamten Länge verschiebt. Selbstverständlich kann entsprechend der Position des Rohrs relativ zum Detektor 3 die Abszisse durch die Ordinate ersetzt sein. Außerdem müssen bei einer anderen Form der Quelle 4 (Rechteck oder Kreis mit einer Größe, die kleiner als diejenige des Detektors 3 ist, oder dergleichen) die zwei Koordinaten berücksich­ tigt werden, um die Zuordnung einer Zone des Detektors 3 zu der Quelle 4 zu erfassen. Wie oben angegeben worden ist, kann die Abtastung lediglich einen Teil der Fläche des Detektors betreffen.

Es ist möglich, einen Maskenspeicher zu verwenden, der gewöhnlich Bitmap genannt wird, um die Zuordnung der Koordinaten des Stoßes zu der Zone des Detektors 3 gegen­ über der Quelle 4 zu verifizieren. Eine Maske, die der Form der Quelle entspricht, bewegt sich in einem Masken­ speicher in Abhängigkeit von den Lokalisierungsinforma­ tionen (was besonders nützlich ist, wenn die Quelle kein Rohr ist). Der Maskenspeicher ist je nachdem, ob das Bit dem Bild zugehört oder nicht, durch Bits mit Wert 0 oder mit Wert 1 gebildet. Bei einem Stoß ist es ausreichend, den Maskenspeicher mit Hilfe der Koordinaten des Stoßes abzufragen. Anhand des gelesenen Bits (0 oder 1) wird festgestellt, ob es sich um die Zone des Detektors gegen­ über der Quelle 4 handelt.

Mit dem Algorithmus wird der Stoß entweder als zu einem Emissionsbild gehörig verarbeitet, falls die Energie des Photons beim Stoß dem ersten Energiebereich zugehört und falls die Koordinaten nicht zur Zone des Detektors 3 gegenüber der Quelle 4 gehören, oder als zu einem Durch­ laßbild gehörig verarbeitet, falls die Energie des Pho­ tons beim Stoß dem zweiten Energiebereich zugehört und falls die Koordinaten der Zone des Detektors 3 gegenüber der Quelle 4 zugehören.

In den Fig. 4a und 4b sind auf deren Abszisse die Ab­ szisse X des Stoßpunkts des Photons auf dem Detektor 3 aufgetragen, während auf deren Ordinate die Energie des Photons beim Stoß aufgetragen ist. In jeder der Zeichnun­ gen sind auf der Abszisse die Lokalisierungsinformationen Loc dargestellt, mittels derer auf jeder Seite in einem der Breite des Rohrs entsprechenden Abstand vertikale Linien aufgetragen sind, die die Zone des Detektors 3 gegenüber der Quelle 4 definieren. Auf der Ordinate sind die Energiebereiche P1 und P2 aufgetragen, die im vorlie­ genden Beispiel dem ersten Energiebereich bzw. dem zwei­ ten Energiebereich entsprechen (sie können ohne weiteres vertauscht sein). Diese Energiebereiche P1 und P2 sind in Fig. 4a verschieden, während sie in Fig. 4b überlappen. In Fig. 4a könnte der Eindruck entstehen, daß die beiden Energiebereiche verschieden sind, eine Unterscheidung lediglich auf der Grundlage der Energie wie im Stand der Technik ist jedoch ausreichend.

Wenn jedoch als Beispiel als erstes Isotop Technetium verwendet wird und als zweites Isotop Gadolinium verwen­ det wird, sind die Energiebereiche P1 und P2 auf 140 keV bzw. auf 100 keV zentriert, mit Bereichen von ± 10%, so daß der Fall von Fig. 4a vorliegt, wobei das folgende Problem besteht: es sind Gammaphotonen in einer bestimm­ ten Anzahl vorhanden, die einer Compton-Streuung unter­ liegen, deren Energiepegel kleiner als ungefähr 30 keV ist, wobei die Compton-Photonen von Photonen stammen, deren Energiepegel im Bereich höherer Energie liegt, und selbst im Bereich niedriger Energie liegen.

Die Erfindung beseitigt die Wirkungen der Verunreinigung des Emissionsbildes durch die Photonen, die für das Durchlaßbild bestimmt sind, und verringert die Wirkungen der Verunreinigung des Durchlaßbildes durch das Emis­ sionsbild sehr stark (in der Größenordnung des Verhält­ nisses zwischen der Fläche des Detektors 3 und der Zone des Detektors 3 gegenüber der Quelle 4). Dadurch ist es möglich, größere Energiebereiche in Betracht zu ziehen oder Isotope mit näher beieinanderliegendem Energiebe­ reich zu verwenden (woraus sich eine Verbesserung der Bildkorrektur ergibt), wobei die Energiepegel einen von Null verschiedenen Durchschnitt haben.

Dennoch verzögert das beschriebene Verfahren die Erfas­ sung des Emissionsbildes geringfügig. Dies ist durch die Tatsache bedingt, daß die Stöße, die sich im ersten Bereich befinden, nicht berücksichtigt werden, wenn ihre Koordinaten der Zone des Detektors 3 gegenüber der Quelle 4 entsprechen. Nun sind unter bestimmten Bedingungen wie etwa bei beabstandeten Bereichen und/oder bei einem ersten Energiebereich mit einem mittleren Energiepegel, der höher als der mittlere Energiepegel des zweiten Energiebereichs ist, die Störungen des Emissionsbildes vernachlässigbar, so daß sie nicht korrigiert werden müssen. Hingegen bleiben die Störungen des Durchlaßbildes stets vorhanden und groß und müssen stets korrigiert werden. Zu dem Algorithmus wird daher ein Schritt hinzu­ gefügt, in dem der Stoß auf den Detektor 3 als zu einem Emissionsbild gehörend verarbeitet wird, falls die Ener­ gie des Photons beim Stoß zum ersten Energiebereich gehört und falls die Koordinaten zur Zone des Detektors 3 gegenüber der Quelle 4 gehören.

Äquivalent damit ist es jedoch auch möglich, den Schritt:

• - falls die Energie des Photons zu dem Energiebereich gehört, der dem ersten Isotop entspricht, und falls die Boolsche Variable den Wert 0 besitzt, Ausführen der Erfassung des Stoßes für das Emissionsbild,

durch den Schritt:

• - falls die Energie des Photons zu dem Energiebereich gehört, der dem ersten Isotop entspricht, Ausführen der Erfassung des Stoßes für das Emissionsbild, zu ersetzen, indem die Position der Quelle 4 nicht mehr berücksichtigt wird, falls die Energie des Gammaphotons zum ersten Energiebereich gehört.

Wie dem Fachmann deutlich ist, ist zweckmäßigerweise die mittlere Energie des ersten Energiebereichs größer als die mittlere Energie des zweiten Energiebereichs.

Unter Beachtung des Geistes der Erfindung können zahlrei­ che Abwandlungen vorgenommen werden. So können zahlreiche verschiedene Verfahren zum Erfassen und Verarbeiten der Photonenstöße auf dem Detektor verwendet werden. Außerdem können verschiedene Verfahren für die Erfassung eines Bildes ausgehend von den Koordinaten des Stoßes eines Photons verwendet werden, wenn der Stoß als gültig er­ kannt wird. Darüber hinaus können sämtliche verfügbaren Isotope verwendet werden.

Claims (8)

1. Verfahren zum gleichzeitigen Erfassen eines Durchlaßbildes und eines Emissionsbildes mit einer Gamma­ kamera, die mit einem Detektor (3) versehen ist, der einem Patienten (5) zugewandt ist, in den ein erstes radioaktives Isotop injiziert worden ist, das Gammaphoto­ nen (72) in einem ersten Energiebereich (P1) emittiert, mit den folgenden Schritten:

• - Verschieben einer radioaktiven Quelle (4) hinter dem Patienten (5), die ein zweites radioaktives Isotop enthält, das Gammaphotonen (γ1) in einem zweiten Energiebereich (P2) emittiert,
• - Erzeugen von Koordinaten des Stoßes des Photons auf dem Detektor (3) und von Informationen bezüg­ lich der Energie des Photons beim Stoß, wenn ein Stoß eines Gammaphotons auf dem Detektor (3) erfaßt wird,

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• - Vergleichen der Koordinaten mit einer Posi­ tion (Loc) der Quelle (4) beim Stoß, um Informationen bezüglich der Zugehörigkeit der Position (Loc) zu einer Detektorzone (3) gegenüber der Quelle (4) zu erhalten, und
• - Verarbeiten des Stoßes als zu einem Durchlaß­ bild gehörend, falls die Energie des Photons beim Stoß zum zweiten Energiebereich (P2) gehört und falls die Koordinaten zur Zone des Detektors (3) gegenüber der Quelle (4) gehören.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Stoß als zu einem Emissionsbild gehörend verarbeitet wird, falls die Energie des Photons beim Stoß zum ersten Energiebereich (P1) gehört und falls die Koordinaten nicht zur Zone des Detektors (3) gegenüber der Quelle (4) gehören.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoß als zu einem Emissionsbild gehörend verarbeitet wird, falls die Energie des Photons beim Stoß zum ersten Energiebereich (P1) gehört.

4. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Vergleich der Koordinaten lediglich anhand einer der Koordinaten erfolgt und
die Zone einem Streifen des Detektors entspricht.

5. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Energie des ersten Energiebereichs (P1) höher als die mittlere Energie des zweiten Energie­ bereichs (P2) ist.

6. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiebereiche (P1, P2) einen von Null verschiedenen Durchschnitt besitzen.

7. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung der Quelle (4) parallelgerichtet wird.