DE2011104C3

DE2011104C3 - Gerät zum Aufnehmen und Aufzeichnen der räumlichen Verteilung radioaktiver Strahlungsquellen in einem Untersuchungsobjekt mit einer Szintillationskamera und mit Mitteln zur selektiven Scharfeinstellung auf eine wählbare Schnittebene

Info

Publication number: DE2011104C3
Application number: DE2011104A
Authority: DE
Inventors: Gerd Glenview Ill. Muehllehner (V.St.A.)
Original assignee: GD Searle LLC
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-03-12
Filing date: 1970-03-10
Publication date: 1978-09-07
Also published as: NL7003544A; DE2011104A1; DE2011104B2; FR2034847A1; GB1286744A; JPS5033676B1; US3852603A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiges Gerät ist bereits Gegenstand des DE-Patents 19 56 377 und weist einen scheibenförmigen Szintillator, einen zwischen dem Untersuchungsobjekt und dem Szintillator angeordneten Kollimator mit einer Vielzahl von parallelen, unter einem endlichen Winkel Φ gegen die Normalenrichtung der Auftreffebene des Szintillators geneigten Kanälen und eine Mehrzahl von mit dem Szintillator optisch gekoppelten photoelektrisehen Detektoren auf. Ferner besitzt das vorgeschlagene Gerät eine Verarbeitungseinrichtung, die aus den Ausgangsimpulsen der Detektoren den ebenen rechtwinkligen Lagekoordinaten der einzelnen Szintillationsereignisse im Szintillator entsprechende Koordinatensignale erzeugt. Ferner ist eine Einrichtung zum bildlichen Darstellen der den Ausgangsimpulsen entsprechenden Aktivitätsverteilung sowie eine Einrichtung angeordnet, die eine dem Kollimator eine Drehbewegung um eine in der Normalenrichtung des

fco Szintillators liegende Achse erteilende Antriebsvorrichtung sowie Mittel zum Verändern des dargestellten Bildes im Sinne einer selektiven Scharfeinstellung auf eine wählbare Schnittebene durch das Untersuchungsobjekt aufweist. Die erwähnten Mittel umfassen mit der

t>5 Antriebsvorrichtung gekoppelte Winkelfunktionsgeber, die Funktionssignale K_n ■ cos θ bzw. K_n ■ sin θ liefern. Der Winkel θ ist hierbei der augenblickliche Drehwinkel der der Projektion der Richtung der Kanäle des

Kollimators auf die Auftreffebene des Szintillator* entsprechenden Richtung gegen die vorgegebene jf-Eichtung der Lagekoordinaten. Der Wert K_n stellt eine dem Abstand der gewünschten Schnittebene vom Szintillator proportionale Größe dar. Den x- und y-Koordinatenausgängen der Verarbeitung^einrichtung und jedem der Ausgänge der Winkelfunktionsgeber ist je eine Summiereinrichtung derart nachgeschaltet, daß zum x-Ausgangssignal die Signalgröße K_n ■ cos θ und zum /-Ausgangssignal die Signalgröße K_n ■ sin θ addiert wird. Schließlich sind die Ausgänge der Summiereinrichtungen mit den entsprechenden Koordinaten-Eingängen der Einrichtung zur bildlichen Darstellung der Aktivitätsverteilung verbunden. Bei diesem bereits vorgeschlagenen Gerät ist das Gesichtsfeld durch den Durchmesser des scheibenförmigen Szintillators vorgegeben.

Aus dem Report UCRL-16 899 von H. A. Anger: »Tomographie Gamma-Ray Scanner with Simultaneous Readout of Several Planes« vom 31. Mai 1966 ist eine Einrichtung zum tomographischen Abbilden der Verteilung von Radionukliden in einem Untersuchungsobjekt bekannt, die mit einer Gammastrahlen-Kamera arbeitet, und die an ihrem Ausgang den Auftreffort jedes Strahlenquants definierende Koordinatensignale liefert Diese bekannte Einrichtung weist ebenfalls einen zwischen Objekt und Kamera angeordneten Vielloch-Kollimator auf. Eine Antriebsvorrichtung bewegt sowohl die Gammastrahlen-Kamera als auch den Kollimator relativ zum Untersuchungsobjekt und eine ferner vorgesehene Einrichtung zur tomographischen Darstellung der Nuklid-Verteilung ist so ausgebildet und mit dem Ausgang der Gammastrahlen-Kamera und der Antriebsvorrichtung derart verbunden, daß sie für eine vorgegebene Ebene des Untersuchungsobjektes ein scharfes Bild der Nuklid-Verteilung, für andere Ebenen des Objektes dagegen unscharfe Bilder dieser Verteilung liefert Dieses Gerät weist theoretisch keine Begrenzung der Größe des Gesichtsfeldes mit konstanter Empfindlichkeit wegen des durchgeführten Abtastvorganges auf. Andererseits ist dieses Gerät jedoch nicht in der Lage, das gesamte Objekt auf einmal zu »sehen« und benötigt dementsprechend eine lange Gesamtabbildungszeit

Ausgehend von dem Gegenstand des älteren eingangs erwähnten Patents ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Gesichtsfeld dieses Gerätetyps zu erweitern.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Ausbildung.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Ein Hauptvorteil bei der Ausbildung gemäß der Erfindung ist die Erweiterung des Gesichtsfeldes mit konstanter Empfindlichkeit ohne das Erfordernis einer Vergrößerung der Abmessungen des strahlenempfindlichen Szintillator^ während gleichzeitig das gesamte Untersuchungsobjekt jederzeit von dem Szintillator »gesehen« wird. Dies erlaubt eine schnelle Untersuchung stationärer oder dynamischer Radioaktivitätsverteilungen in dem Objekt

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung sowie der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt die

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Teils einer Szintillationskamera, die

F i g. 2 eine Draufsicht auf einen Teil des Gerätes nach

Fig. l.die

Fig.3 ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, die Fig.4 bis 6 bildliche Darstellungen verschiedener tomografkcher Ausgangsabbilder entsprechend dem in F i g. 1 gezeigten Schema, und die

F i g. 7 eine schematische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung.

In den F i g. 1 und 2 ist ein Kollimator 20 zwischen

ίο einem strahlenempfindlichen Szintillator 31 und einem zu untersuchenden Objekt 10 dargestellt. Der Kollimator 20 ist eine Strahlenabschirmungseinrichtung, welche für jedes Elementargebiet des Szintillators 31 eine im wesentlichen einheitliche Strahlenaufnahmerichtung festlegt und eine zylindrische Platte aus strahlenundurchlässigem Material, wie beispielsweise Blei aufweist, in der eine Anzahl von Kolümierungskanälen (hier nicht dargestellt) vorhanden sind Ein typischer Kollimator kann beispielsweise bis zu 1000 einzelne KoUimierungskanäle haben, die eine gemeinsame axiale Orientierung unter einem Winkel Φ in bezug auf die Normale zur Oberfläche des Szintillators 31 besitzen. Ein Querschnitt der einzelnen KoUimierungskanäle kann zylindrisch, quadratisch oder hexagonal sein oder irgendeine andere geeignete Form haben. Wichtig ist, daß die axiale Orientierung jedes Kanals des Kollimators die gleiche und nicht senkrecht zu der Oberfläche des Szintillators 31 ist

Der Szintillator 31 kann beispielsweise ein dünner

zylindrischer Kristall aus mit Thallium aktiviertem Natriumjodid sein.

Die anderen Bauelemente einer Szintillations-Kamera, wie beispielsweise ein Kristallfenster, ein Lichtleiter, eine Reihe von Fotovervielfachem, usw. sind in der Zeichnung nicht dargestellt da sie beispielsweise in der US-Patentschrift 30 11 057 beschrieben sind.

Darüber hinaus sind die baulichen Mittel zum Halten des Kollimators 20 in dem veranschaulichten räumlichen Verhältnis zwischen dem Szintillator 31 und dem Objekt 10 nicht dargestellt, da die Anordnung eines solchen Kollimators in drehbarer Weise unter dem Basisdetektor einer Szintillationskamera vom Anger-Typ keine besonderen Schwierigkeiten bereiten. Der Abstand zwischen der Oberseite des Kollimators 20 und der Unterseite des Szintillators 31 ist zur Verdeutlichung bestimmter Gesichtspunkte übertrieben dargestellt; in der Praxis kann bei einer typischen Vorrichtung die Oberseite des Kollimators sehr nahe an der Unterseite des Szintillators liegen.

so Zum Zwecke der Veranschaulichung ist der Kollinator 20 in einer besonderen Orientierung gezeigt die als Bezugsorientierung oder als 0°-Stellung in Polarkoordinaten bezeichnet wird. Bei dieser Bezugsorientierung befinden sich die Kollimatorkanäle in einer solchen Winkelanordnung, daß das Gesichtsfeld des Szintillators 31 ein schräges zylindrisches Volumen innerhalb der Linien 32 und 33 ist Das Objekt 10 liegt vollständig innerhalb dieses Gesichtsfeldes. Ein festgelegtes rechtwinkliges Koordinatensystem ist in den F i g. 1 und 2 mit X, V-Koordinaten im wesentlichen auf der unteren Oberfläche des Szintillators 31 gezeigt; die +Z-Achse zeigt jedoch nach unten anstatt wie üblicherweise bei rechtwinkligen Koordinaten nach oben. Die Z-Achse ist diejenige, um die der Detektor eine Kreisbewegung

b5 ausführt, so daß, wie in F i g. 2 gezeigt, ein zweiter Satz von rechtwinkligen Koordinaten x.ymit dem Ursprung in dem Mittelpunkt des Szintillators 31 sich kreisförmig um den Ursprung des rechtwinkligen Koordinatensy-

stems X, Y bewegt, während die gleiche Orientierung eingehalten wird. Der Detektor bewegt sich auf einem Kreis ohne sich selbst zu drehen; diese Bewegung wird im folgenden als Kreisbewegung des Detektors bezeichnet. Wenn sich der Detektor, einschließlich des , Szintillator 31 um 180° im Kreis bewegt und der Kollimator 20 sich entsprechend um 180° gedreht hat, ist die Lage des Szintillators 31 und des Kollimators 20 diejenige, die in F i g. 1 mit gestrichelten Linien gezeigt ist. An diesem Punkt versieht der Kollimator 20 den in Szintillator 31 mit einem schrägen zylindrischen Gesichtsfeld innerhalb der Linien 32' und 33'. Die Rotation des Kollimators 20 führt die Kreisbewegung des Szintillators 31, so daß der Winkel der Kreisbewegung und der Winkel der Drehung jederzeit identisch ι^r, bleiben. Mit dieser zusammengesetzten Bewegung der Kreisbewegung des Szintillators 31 und der Drehung des Kollimators 20 bleibt das Objekt 10 innerhalb des Gesichtsfeldes des Szintillators 31, der Winkel von dem aus das Objekt 10 »gesehen« wird, ändert sich jedoch konstant.

Die Wirkung dieser zusammengesetzten Bewegung auf die Abbilder der Radionuklide innerhalb des Objektes 10, welche durch Entsenden von Gammastrahlen erzeugt werden, die auf den Szintillator 31 fallen, 2~> wird nachfolgend in Zusammenhang mit drei Strahlenpunktquellen A, B und C beschrieben, die zur Vereinfachung der Darstellung auf der Z-Achse in Abständen da, db und de unter der Unterseite des Kollimators 20 liegen sollen. Die Punktquelle A liegt in ju einer Ebene Da des Objektes 10 mit einem konstanten Abstand da unter dem Kollimator 20; das gleiche gilt für die Ebenen Db und Da Wenn der Kollimator 20 und der Szintillator 31 sich in einer Bezugsorientierung (θ = 0°) befinden, bewegen sich Gammastrahlen von der Quelle A entlang einer Linie 11 und treffen den Szintillator 31 an einem Punkt SA (Fig.2). Auf ähnliche Weise bewegen sich Gammastrahlen von den Quellen B und C entlang den Linien 12 bzw. 13 und treffen den Kristall 31 in Punkten SB bzw. SC (Fig.2). Nachdem der Szintillator 31 um einen Winkel von 90° bei einer entsprechenden 90°-Drehung des Kollimators 20 gekreist ist, treffen Gammastrahlen von den Quellen A, Sund Cden Szintillator31 in Punkten SA', SB'bzv/. SC. Bei einer weiteren Kreisbewegung des Szintillators 31 in die 180°-Orientierung zusammen mit einer Drehung des Kollimators 20 in die gleiche Orientierung, treffen Gammastrahlen von den Quellen A, B und C den Szintillator 31 in der neuen Stellung in Punkten SA", SB" bzw. SC" in F i g. 2. Die Stelle der Szintillationen, die durch Gammastrahlung erzeugt werden, die von den Quellen A, B und C ausgehen, wenn der Szintillator 31 und der Kollimator 20 sich in einer 270°-Orientierung befinden, ist ebenfalls in F i g. 2 dargestellt

Aus der F i g. 2 läßt sich entnehmen, daß beispielsweise die im Szintillator 31 von der Quelle A erzeugten Szintillationen einen Kreis mit dem Radius RA beschreiben, wenn der Szintillator 31 eine volle Kreisbewegung ausführt Ähnlich erzeugen die Quellen B und C Szintillationen im Szintillator 31, die Kreise mit Radien RB bzw. RC beschreiben. Diese kreisförmigen Szintillationsstellen besitzen diese Radien in bezug auf das festgelegte Koordinatensystem X, Y mit seinem Ursprung in dem Mittelpunkt der Kreisbewegung des Szintillators 31. Wenn jedoch der Szintillator 31 um den Ursprung dieses festgelegten Koordinatensystems kreist, ändert der Ursprung des Koordinatensystems x, y konstant seine Stelle. Die Ausgangssignale, die vom Detektor geliefert werden, stehen in bezug zu dem Koordinatensystem x, y. Wie in F i g. 4 gezeigt, erzeugen Gammastrahlen von der Quelle A Szintillationen an der Stelle SA auf der — Λ-Achse in bezug auf das Koordinatensystem x, y, wenn sich das System in einer 0° -Orientierung befindet. Gammastrahlen von der Quelle B erzeugen Szintillationen SB am Ursprung des Koordinatensystems x,y und Gammastrahlen von der Quelle C erzeugen Szintillationen SC auf der +at-Achse des Koordinatensystems x,y. Natürlich entsteht das Ausgangsabbild nach F i g. 4 auf dem Oszilloskopschirm in der Form eines Lichtpunktes für jede Szintillation, die in dem Szintillator 31 an einer Stelle in dem x, ^-Koordinatensystem auftritt Man kann daher sehen, daß. wenn das System durch eine vollständige 360° -Kreisbewegung mit begleitender Kollimator-Drehung geht die Quelle B dauernd Szintillationen am Ursprung des Koordinatensystems x, y, zugeordnet dem Detektor, erzeugt, während die Quellen A und C Szintillationen erzeugen, die zu einer kreisförmigen Bewegung auf dem Oszilloskopschirm führen. Der Radius des kreisförmigen Weges PA auf dem Oszilloskopschirm entspricht jedoch nicht dem Radius RA, sondern vielmehr der algebraischen Differenz zwischen dem Radius RA und dem Radius RB₁ wobei der Radius RB der Radius der Kreisbewegung des Detektors ist. Auf ähnliche Weise entspricht der Radius des Weges PC auf dem Oszilloskopschirm der algebraischen Differenz zwischen dem Radius RC und dem Radius RB. Der Grund hierfür ist natürlich der, daß der Ursprung des Koordinatensystems x, y sich konstant ändert Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß ohne Veränderung der Ausgangssignale von dem Detektor die Quelle SB abgebildet wird, als wäre sie stationär, und dies würde für alle Quellen zutreffen, die in der Ebene Db des Objektes 10 liegen. Alle Quellen A in der Ebene Da führen zu kreisförmigen Abbildstellen ähnlich dem Weg PA in Fig.4, aber mit einem unterschiedlichen Mittelpunkt und alle Quellen in der Ebene Dc erzeugen kreisförmige Abbildstellen ähnlich dem Weg PC in Fig. 4.

Der Radius des Weges PA kann in der folgenden Form ausgedrückt werden:

Ra = RB-RA.

Eine ähnliche Gleichung kann für die Größe des Radius des Weges PC angegeben werden. Die allgemeine Gleichung für den Radius eines Weges für eine Quelle in einer Ebene Dn in einem Abstand dn von der Unterseite des Kollimators 20 ist die folgende:

wobei:

Rn = RB-RN,

Es kann gezeigt werden, daß die Gleichung für den kreisförmigen Weg, der als Ausgang auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre erzeugt wird, der unkorrigierte Signale von dem Detektor für eine Punktquelle mit den Koordinaten (Xn, Yn, Zn) ausgibt wie folgt lautet:

wobei:

χ = Xn + (R - RN) cos θ y = Yn + (R- RN) sin θ,

RN = Zn tg Φ (5)

und wobei R der Radius der Kreisbewegung des

Szintillator und des Detektorkopfes ist, der in F i g. 1 RB ist. Aus dem Satz von Gleichungen (4) kann gezeigt werden, daß durch geeignete Veränderung der x, y-S'ignale von dem Detektor ein ausgewähltes »scharfes« Abbild einer Ebene auf der Frontfläche der Kathoden- ■> strahlröhre ausgegeben werden kann, ähnlich der beim Gegenstand des deutschen Patents 19 56 377 vorliegenden Weise. Es ist offensichtlich, daß geeignet gedämpfte Sinus- und Kosinus-Funktionen, die die Bewegung des Kollimator- und Detektor-Systemes führen, den x, y-S>\- w gnal-Ausgängen des Detektors hinzugefügt werden können, um ein Abbild auf der Kathodenstrahlröhre zu erzeugen, welches für eine Ebene in einer Tiefe unter dem Kollimator »scharf« ist, die durch den Dämpfungskoeffizienten der Sinus- und Kosinus-Funktion be- stimmt ist. Die Gleichungen, die dies ausdrücken, sind von den Gleichungen (4) abgeleitet und heißen folgendermaßen:

X = x + (RN - R) cos θ Y = y + (RN-R)SmB.

(6)

20

In F i g. 3 ist ein Blockdiagramm eines Systems dargestellt, mit dem die ausgewählte Ausgabe einer besonderen Ebene erreicht werden kann.

In F i g. 3 ist das zu untersuchende Objekt 10 unter dem Kollimator 20 in einer Lage dargestellt, die der in F i g. 1 gezeigten entspricht Der Kollimator 20 liegt drehbar unter einem Detektor 30, der beispielsweise eine Szintillationskamera vom Anger-Typ ist. Der Detektor 30 wird von einem feststehenden Träger durch einen Aufbau gehalten, der schematisch in Fig.3 dargestellt ist und Halteglieder 26 und 27 und Drehmittel 21 und 23 enthält Der Detektor 30 und der Kollimator 20 sind mechanisch an dem horizontalen Teil des Trägerarmes 26 gehalten und mittels des Trägergliedes 27 angehängt. Ein Block 22 enthält Mittel zum Drehen der Detektor-KollimatorrKombination im Uhrzeigersinn in bezug auf die festgelegte Halterung, an dem sie aufgehängt ist. In dieser Weise läßt man den Detektor 30 um die bezeichnete Z-Achse mit den zugehörigen x, y-Koordinatensystem kreisen, welches eine festgelegte Orientierung beibehält Das Drehmittel 23 stellt eine Einrichtung zum Drehen des Kollimators 20 im Gegenuhrzeigersinn um seine eigene Achse 28 dar. Die jeweiligen Drehungen müssen koordiniert sein, so daß die jeweilige Winkelgeschwindigkeiten der Drehungen des Kollimators 20 um seine Achse, des Detektors 30 um seine Achse, und das gesamte System auf der Z-Achse identisch sind. Dazu dient eine Synchronisierungseinrichtung 25 zum Koordinieren der jeweiligen Rotationsbewegungen. Verschiedene Mittei, um diese Funktionen zu erreichen, wie Motor- und Getriebekombinationen können ohne Schwierigkeiten hergestellt werden. Die Position θ wird am Ausgang der Synchronisierungseinrichtung 25 signalisiert; dieses Positionssignal kann jedoch von der Bewegung jedes beliebigen der Glieder 20, 26 oder 27 abgenommen werden. Dieses Θ-Positionssignal wird als Eingang einem Paar von Funktionengeneratoren 45 bzw. 46 zugeführt, welche Ausgangssignale cos θ bzw. sin θ bilden. Die Ausgänge der Funktionengeneratoren 45 bzw. 46 bilden die Eingänge zu Abschwächgliedern 50 bzw. 51, die unter der Steuerung einer variablen Abschwächsteuerung 52 arbeiten. Der Ausgang der variablen Abschwächsteuerung 52 ist ein Schwächungsfaktor Kn, und die Ausgänge der Abschwächglieder 50 bzw. 51 sind jeweils Kn cos θ bzw. Kn sin Θ.

Der Ausgang des Detektors 30 wird einer Detektorelektronik 40 zugeführt, von der die Ausgänge x, y, T geliefert werden. Der Ausgang Γ wird dem Helltasteingang rdes Oszilloskops 70 zugeführt. Die Ausgänge x, y von der Detektorelektronik 40 werden denen der Abschwächgliedern 50 bzw. 51 in Addierschaltungen 60 bzw. 61 zuaddiert und die Ausgänge der Addierschaltungen 60 und 61 bilden die Eingänge zu den Y- und X-Eingangsanschlüssen des Oszilloskops 70. Das Oszilloskop 70 enthält eine Frontplatte 71 einer Kathodenstrahlröhre, auf der ein Lichtpunkt in einer Lage erzeugt wird, welches den X- und V-Eingangssignalen entspricht, wenn ein Helltastsignal aufgenommen wird.

Wenn der Schwächungsfaktor Kn am Ausgang der variablen Abschwächungssteuerung 52 auf einen geeigneten Wert entsprechend der Ebene Da in Fig. 1 eingestellt wird, ist das Abbild, welches auf der Frontplatte 71 durch zeitliche Integration der Einzelpunkte erzeugt wird, das in F i g. 5 gezeigte. Wenn dem entsprechend der Schwächungsfaktor Kn auf einen geeigneten Wert entsprechend der Ebene Dc in F i g. 1 eingestellt ist, entspricht das auf der Frontplatte 71 ausgegebene Abbild dem in Fig.6 gezeigten. Aus F i g. 5 kann man entnehmen, daß die Quelle A jetzt am Ursprung des Kathodenstrahlröhrenschirmes abgebildet wird, während die Quellen B und C als Kreise unterschiedlicher Radien erscheinen. Entsprechend wird die Quelle C in Fig.6 am Ursprung des X, K-Koordinatensystems des Oszillokops abgebildet und die Quellen A und B erscheinen als Kreise mit unterschiedlichen Radien. Natürlich entspricht Fig.4 dem Abbild, welches erzeugt wird, wenn der Schwächungsfaktor Kn auf den Nullwert eingestellt wird, so daß x, y-Ausgangssignale von der Detektorelektronik 40 unverändert bleiben. Der Schwächungsfaktor Kn muß sowohl positive als auch negative Werte einnehmen können, wobei die negativen Werte die Ebenen zwischen der Ebene Db und der Unterseite des Kollimators 20 und die positiven Werte Ebenen unter der Ebene Db entsprechen.

Es ist klar, daß durch Verdoppelung bestimmter Teile des in F i g. 3 gezeigten Systems verschiedene Ebenen der Ausgabe simultan erhalten werden können. Darüber hinaus können die x, y-Signale von der Detektorelektronik 40 und die sinS- und cos6-Signale von den Funktionengeneratoren 45 und 46 auch auf geeigneten Aufzeichnungsmitteln für die spätere Wiedergabe über ein entsprechendes Gerät aufgezeichnet werden, um »scharfe« Wiedergaben ausgewählter Ebenen zu erhalten.

In F i g. 7 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung schematisch gezeigt Diese Ausführungsform enthält einen großen Kollimator 20' mit mehreren Kanälen schräggestellter Öffnungen, der um seine eigene Z-Achse unter der Steuerung einer Antriebseinrichtung 25' rotiert, und einen Detektor 30, der mechanisch in bezug zu dem Kollimator 20' so angeordnet ist, daß er um die Z-Achse, um die sich der Kollimator 20' dreht, eine Kreisbewegung ausführt Diese Kreisbewegung kann mit Hilfe eines Systems 34 erreicht werden, um die X, Y-Orientierung des Detektors 30 festzulegen, während die Bewegung sowohl in X- als auch in Y-Richtung simultan freigegeben ist Die Bewegung des Kollimators 20' kann dann zum Antrieb des Detektors 30 in einer kreisförmigen Bewegung durch entsprechende mechanische Kopplung verwendet werden. Die Einzelheiten einer solchen Kopplung sind einfach zu erreichen und

brauchen daher hier nicht beschrieben zu werden. Die Ausgänge, die von der Antriebseinrichtung 25' ausgehen und die X, Y- und Γ-Ausgänge von der Detektorelektronik 40 werden in der gleichen Weise verarbeitet, wie dies in Zusammenhang mit F i g. 3 geschildert wurde.

Aus der Fig. 1 wird klar, daß eine Veränderung des Radius der Kreisbewegung des Szintillator 31 die Gestalt der Region konstanter Empfindlichkeit unter dem Kollimator 20 und die Tiefe der konstanten Fokus-Ebene (Db in Fig. 1) ändert. Die konstante Fokus-Ebene, welche die Objektebene ist, die »scharf« ohne Veränderung der Detektor-Ausgangskoordinatensignale ausgegeben wird, ist jeweils die Stelle mit dem größten Teil der Region konstanter Empfindlichkeit. Unter bestimmten Umständen kann es wünschenswert sein, die Möglichkeit der Veränderung der Gestalt der Region konstanter Empfindlichkeit zu haben; dies kann erreicht werden, indem man einen variablen Radius der Kreisbewegung des Detektorsystems vorsieht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gerät zum Aufnehmen und Aufzeichnen der räumlichen Verteilung radioaktiver Strahlungsquellen in einem Untersuchungsobjekt mit einer Szintillationskamera, die einen scheibenförmigen Szintillator, einen zwischen dem Untersuchungsobjekt und dem Szintillator angeordneten Kollimator mit einer Vielzahl von parallelen, unter einem endlichen Winkel Φ gegen die Normalenrichtung der Auftreffebene des Szintillators geneigten Kanälen und eine Mehrzahl von mit dem Szintillator optisch gekoppelten photoelektrischen Detektoren aufweist, ferner mit einer Verarbeitungseinrichtung, die aus den Ausgangsimpulsen der Detektoren den ebenen rechtwinkligen Lagekoordinsten der einzelnen Szintillationsereignisse im Szintillator entsprechende Koordinatensignale erzeugt, mit einer Einrichtung zum bildlichen Darstellen der den Ausgangsimpulsen entsprechenden Aktivitätsverteilung sowie mit einer Einrichtung, die eine dem Kollimator eine Drehbewegung um eine in der Normalenrichtung des Szintillators liegende Achse erteilende Antriebsvorrichtung sowie Mittel zum Verändern des dargestellten Bildes im Sinne einer selektiven Scharfeinstellung auf eine wählbare Schnittebene durch das Untersuchungsobjekt aufweist, wobei diese Mittel mit der Antriebsvorrichtung gekoppelten Winkelfunktionsgeber umfassen, die Funktionssignale K_n ■ cos θ bzw. K_n · sin θ liefern, wo θ der augenblickliche Drehwinkel der der Projektion der Richtung der Kanäle des Kollimators auf die Auftreffebene des Szintillators entsprechenden Richtung gegen die vorgegebene x-Richtung der Lagekoordinaten ist und K_n eine dem Abstand der gewünschten Schnittebene vom Szintillator proportionale Größe ist, und wobei jedem der x- und y-Koordinatenausgänge der Verarbeitungseinrichtung und jedem der Ausgänge der Winkelfunktionsgeber je eine Summiereinrichtung derart nachgeschaltet ist, daß zum x-Ausgangssignal die Signalgröße K_n ■ cos θ und zum y-Ausgangssignal die Signalgröße K_n · sin θ addiert wird, und wobei schließlich die Ausgänge der Summiereinrichtungen mit den entsprechenden Koordinaten-Eingängen der Einrichtung zur bildlichen Darstellung der Aktivitätsverteilung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Antriebsvorrichtung (21, 22) vorgesehen ist, die dem Szintillator (31) zusammen mit den Detektoren (30) eine zur Kollimatordrehung synchrone Kreisbewegung um eine ortsfeste Achse (Z) mit einer Kreisbahn vom Radius R erteilt, wobei diese Kreisbewegung ohne Änderung der Richtungsorientierung des Szintillators (31) und der Detektoren (30) gegenüber einem ortsfesten Koordinatensystem (X, Y, Z) erfolgt und wobei der Radius R und der Neigungswinkel Φ der Ko'limatorkanäle den Abstand Z_n=R- ctg Φ zwischen der Auftreffebene des Szintillators (31) und derjenigen Schnittebene (D_n) durch das Untersuchungsobjekt (10), deren Strahlenquellen auf den Szintillator (31) scharf abgebildet werden, bestimmen.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Änderung des Radius R der Kreisbewegung vorgesehen ist.

3. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Größe K_n einstellbar ist

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Antriebsvorrichtung zur gemeinsamen Kreisbewegung des Szintillators (31) und der Detektoren (30) einen ersten Antrieb (22) umfaßt, der diese Teile und den Kollimator (20) gemeinsam über ein Trägerglied (27) in einer ersten Richtung dreht, daß dieser erste Antrieb (22) an einem horizontalen Teil eines Trägerannes (26) befestigt ist, dessen vertikaler Teil die gemeinsame Achse der kreisenden Bewegung des Szintillators (31), der Detektoren (30) und des Kollimators (20) darstellt, der der Tragarm (26) seinerseits von einem zweiten Antrieb (21) um seine vertikale Achse in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung gedreht wird und daß der erste und der zweite Antrieb (21 und 22) von einer Synchronisierungseinrichtung (25) gesteuert werden, mit der auch ein dritter Antrieb (23) zur Drehung des Kollimators (20) in der zweiten Richtung verbunden ist (F i g. 3).

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Szintillator (31) und die Detektoren (30) mit ihrer gemeinsamen Achse versetzt zur Drehachse des Kollimators (20') mechanisch in bezug zu dem Kollimator (20') so angeordnet sind, daß der Szintillator (31) und die Detektoren (30) mit der Drehung des Kollimators (20') eine kreisende Bewegung um die Drehachse des Kollimators (20') ausfahren, und daß der Szintillator (31) mit den Detektoren (30) mittels einer Halteeinrichtung (34) bezüglich seiner Orientierung gegenüber dem ortsfesten Koordinatensystem (X, Y, Z) festgelegt ist (F ig. 7).