DE2028458B2

DE2028458B2 - Einrichtung zur auswahl eines flaechenbereichs bei der wiedergabe von in x,y - koordinaten analog dargestellten messdaten

Info

Publication number: DE2028458B2
Application number: DE19702028458
Authority: DE
Inventors: Oreste Joseph Schaumburg Lucchesi, III. (V. St.A.)
Original assignee: Nuclear Chicago Corp Des Piaines Ih VStA
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-06-23
Filing date: 1970-06-10
Publication date: 1973-05-03
Also published as: NL157169B; NL7009129A; ZA704221B; FR2053935A5; CH552220A; SE402823B; US3655974A; GB1304255A; DE2028458A1; JPS514674B1; DE2028458C3

Description

Die Einrichtung betrifft eine Einrichtung zur Auswahl der von einer Meßeinrichtung mit zweidimensionaler .v.v-Koord inaten-Anaiog-Darstellung der M e!>daten uelieferten, in einer. \orwäh!baren l-lächenbereich fallenden Daie:^punkte für die Analog-Darstellung oder quantitative Erfassung, mit Vereleiehsselialtungen zum Vergleich der Amplituden der .v- und i-Koordinutensignale mit an einer Wählvorrichtung entsprechend dem gewünschten Flächenbereich einstellbaren elektrischen Größen unu mit einer Torschaltung zur Auswahl der den in diesen Bereich fallenden Datenpunkten entsprechenden Ereignissignale.

Bekannt sind bereits Einrichtungen zur Auswahl eines rechteckigen Flächenbereichs bei der Wiedergabe eines zweidimensionalen Sirahlungsbildes auf einer Röntgen-Fernseh-Einrichtung (deutsche Auslegeschrift 1260 519 und deutsche Auslegeschrift 1 241 869). Bei diesen Anordnungen wird ein in Größe und Lage einstellbarer rechteckiger Bildschirmbereich dazu verwendet, ein Signal zur Steuerung der Aufnahmecharakteristik derart zu gewinnen, daß das Bild in dem ausgesvählten Bildschirmbereich optimale Kontrast- und Helligkeitseigenschaften besitzt.

Diese Anordnungen sind auf rechteckige BiI-I-ausschnitte beschränkt und auschließlich für Videosignale von Röntgen-Fernseh-Einrichtungen verwendbar. Das System kann nicht in Verbindung mit einem Koordinatengenerator verwendet werden, ohne dall vorher die Koordinatensignale auf einem geeigneten Medium gespeichert und anschließend rasterartig abgetastet werden, um Videosignale zu erzeugen. Eine Echtzeit-Darstellung ist nicht möglich.

Ei η«, bekannte Einrichtung (französische Patentschrift 1 428 427) der eingangs genannten Art betrifft eine Szintillationskamera mit einci Gruppe von Fotovervielfacher!! in Verbindung mit einem Szintillationskristall, bei der durch Vergleich mit vorgegebenen Spannungen die Lage eines Ereignisses in einem vorgegebenen rechteckigen Flächenbereich festgestellt werden kann. Diesel rechteckige Bereich kann durch Verschieben des Koordinatensystems an jede beliebige gewünschte Stelle vor der Ausführung der Impulshöhcnanalyse der .v- und r-lmpulse gelegt werden. Diese rechtwinkligen Bereiche liefern jedoch nur eine

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-egreii/ie Möglichkeit der Auswahl son Gebieten sonderen Studium und zum Vergleich mit anderen

Jcs rmcisuchungsorgans für die spezielle Beirach- Gebieten des Organs so auszuwählen, dall nur das

;ung. Wenn das gewünschte Gebiet eine nicht recht- gewünschte Gebiet erfaßt wird.

jckige Gestalt hat, kann der Bereich nicht genau an Die Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs

Jas Gebiet angepaßt werden und Daten von an- 5 genannten Art dadurch gelöst, daß die Wählvor-

gren/eüden Gebieten werden somit eingeschlossen. Es richtung einen Signaltiencrator zum Erzeugen eines

ist ahei offensichtlich erwünscht, daß man Analog- Paares von periodischen Signalen mit de gleichen

fonsui bilden kann, die eine Vielzahl möglicher Frequenz. Mittel zum Einstellen einer sorwählbaren

Gestalt!! haben, um eine bessere Anpassung des Phasenbeziehung und Mittel zum Vorwählen einer

Bereich .ui das I ineisuchung-gehiet zu erzielen. io Amplitudenheziehung zwischen den periodischen Si-

Wc;UT ist bekannt, mit Hilfe einer Sziniillations- gnalen aufsveist. daß die Vergleichsschallungen so

käme:"; "ach Anger in Verbindung mit einem Viel- ausgebildet und ihre Ausgänge mit der Torschaltung

kanaü.o'ihmator den Ort von im Szintillationskristall derart verbunden sind, daß diese ein Ausgangssignal

aufwanden Liehiblitzen festzustellen, die Impuls- nur dann abgibt, svenn die jeweiligen Amplituden der

höhe cc- durch den Lichlblit/ in Photosersielfachern 15 periodischen Signale simultan gleich oder größer als

erzen;-'.cn Spannungsimpulses zu analysieren und auf die jeweiligen Amplituden de entsprechenden .v- und

ciiiL-i:· iKzillographen an einem entsprechenden OrI 1-Koordinatensignale sind.

einen 1 ichtpunki zu erzeugen, wenn der Impuls in Der gesamte Aufbau besteht somit vortcilhafter-

cinci: ..'!"gewählten Energicspekirumsausschnitt fällt weise aus wenigen billig herzustellenden vorwiegend

(,Ke: :-..clinik'>. 9. Jahrgang. 1967. Heft 12. S. 542 bis 20 analog arbeitenden Kreisen. Der Flächenbercich kann

545). mii einer Vielzahl von Gestalten vorgewählt werden,

Du koordinatensignale können gemäß diesem und es ist eine Echtzeit-Darstellung möglich.

hcLü-uten Verfahren auch zunächst auf Magnetband Eine günstige Weiterbildung der Erfindung, bei der

ge-r.. .''.cn und anschließend digitalisiert und in einer der Siüiial-Generator ein Sinus-Signal-Generalor ist,

S]u:i: .nnatrix eines Digitalcompuiers dargestellt 25 dem ein Paar Amplitudenabschwächer zum Einstellen

wer·.!.·:'. Mittels entsprechender Programmierung kön- ausssählbarcr Amplituden eines Paares son sinus-

nen -.uich Teilbereiche ausgewählt werden, die aber formigen Signalen .V und )' nachgeschaltet ist. läßt

inimc! aus (wenn auch kleinen) Rechtecken zusammen- sich besonders einfach und billig realisieren.

gesL·' ■; sein müssen. Die grobe Festlegung derartiger Bei einer anderen ebenfalls besonders einfach au!'-

Teiü deiche kann auch durch Umfahren mit einem 30 zubauenden Ausführungsform umfassen die Mittel

Lichtschreiber erfolgen (»American Journal auf Roent- zum Einstellen der Phasenbeziehung ein Phasen-

geii'.'iogyc. Bd. 104, 1968. Nr. 1, S. XXI). veischiebenetzsverk. das den Ausgang des Generators

Diese Anordnungen erfordern zunächst einen er- aufnimmt, mit einer Einstellvoirieht mg für die

hebiichen Aufwand. Es werden große und teure Phasenverschiebung.

(Vi'ipuier benötigt, um die Daten zu digitalisieren 35 Bei einer nützlichen Ausführimgslorm der Er-

UiKi -ic dann so zu bearbeiten, daß der gewünschte findung für eine Meßeinrichtung, die sowohl positive

Ausschnitt zustandekommt. Dazu sind umfangreiche als auch negative .v- und r-Koordinatensignale liefert.

Pivgnminierungcn erforderlich. sind dem .v- bzw. r-Koordinatensigral-Eingang jeder

Weiterhin ist eine Echtzeit-Darstellur.g nicht mög- Vergleichsschaltung Einrichtungen zum Erzeugen von

hch. was eine schnelle Anpassung des Flächenbereichs 40 den Absolutbeträgen |.vj bzw. jv| der Amplituden der

an die Form des interessierenden Organs unmöglich .v-bzsv. v-Koordinatcnsignale entsprechenden Signalen

macht. vorausgeschaltet. Es können damit auch Daten mit

Darüber hinaus kann die Möglichkeit der Ab- negativen Vorzeichen verarbeitet werden,

trennung von Informationen von einem ausgewählten Bei einer anderen günstigen, besonders einfach

Gebiet eines Organs nützlich in Verbindung mit einem 45 aufzubauenden Weiterbildung der Erfindung umfassen

\ lelkaiial-Analysator sein, um Aktivitätsprofile oder die Vergleichsschaltungen eine K-Vergleiehseinrichtung

/eithistogramme zu erzeugen. Eine Einrichtung mit :ar Erzeugung eines V-Ausgangssignals während

einer derartiger. »I^rcnsier«-Möglichkcit ist insbesondere Intervallen, in denen die Amplitude des periodischen

nützlich in Verbindung mit Anlagen zur direkten )'-Signals gleich oder größer als d>e Amplitude des

Datenspeicherung, da bei der Wiedergabe der Daten 50 ji-j-Signals ist. sowie eine A'-Vergleichseinrichtung

verschiedene Fenster ausgewählt und somit jeder zur Erzeugung eines Λ'-Ausgangssignals während

beliebige Bereich des Organs zur besonderen Auf- Intervallen, in denen die Amplitude des periodischen

merksamkeit oder Untersuchung abgetrennt werden A'-Signals gleich oder größer als die Amplitude des

kann. |.v|-Signals ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde. 55 Eine weitere Ausfi.lmingsform ist besonders gc-

eine einfache und billige Einrichtung zur Auswahl der eignet zur Benutzung in Verbindung mit einet Szintil-

in einen vorwählbarcn Flächenbereich fallenden lationskamera, welche .v- und v-Koordinatenspan-

Datcnpunkle für die Analogdarstellung oder quantita- nungsimpulsc erzeugt, die die Stelle anzeigen, an

live Erfassung bei Meßeinrichtungen mit zweidimcn- welcher ein Strahlenquant einen Lichtblitz in einem

sionaler Koordinalcn-Analog-Darstellung der Meß- 60 Szintillator erzeugt. Sie ist dadurch gekennzeichnet,

daten zu schaffen, mit der Flächenbereiche mit einer daß den Absolutbetrags-Bildungs-Einrichtungcn Ko-

Vielzahl von Gestalien vorgewählt werden können. ordmatenumsvandlungs-Einrichtungen vorausgeschal-

Damit ist es in einfacher Weise möglich, z. B. bei tet sind, die mittels Einstellvorrichtungen vorwählbare

Szintillationskameras, die zur Abbildung der Radio- Gleichspannungen zu den x- und r-Koordinaien-

aktivitätsvcrteilung in einem Organ des menschlichen 65 Spannungsimpulsen addieren und dadurch .v'- und

Körpers in nuklearmedizinischen Abteilungen von r'-Koordinatenspannimgsimpulsc erzeugen, die einer

Hospitälern häufig verwendet werden, bestimmte vorwählbaren Verschiebung des A'. )-Koordinalcn-

Teilc des Echtzeit-Abbildes dieses Organs zum be- systems entsprechen.

Bei einer Szintillationskamera, die auch einen Z-Impuls beim Auftreten eines annehmbaren LiclH-blitzes erzeugt, ist die Verwendung einer weiteren Ausführungsform nützlich, bei der die Torschaltung auch einen Eingang für den Z-Impuls aufweist und nur beim Auftreten eines derartigen Z-Impulses ein Ausgangssignal abgibt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer Analogfenstcr-Einrichtung entsprechend der Erfindung,

F i g. 2 eine Reihe von Wellenform- und Impuls-Diagrammen zur Erläuterung der Betriebsweise der Einrichtung nach Fig. 1,

F i g. 3 ein schematisches Blockdiagramm einer veränderten Ausführunesform der Einrichtung nach F i g. 1,

F i g. 4 eine Darstellung zur Erläuterung der Betriebsweise der Schaltung nach F i g. 3,

F i g. 5 bis 8 Darstellungen verschiedener möglicher Gestalten von Analogfenstern, die bei verschieden ausgewählten Phasenbeziehungen zwischen den periodischen Signalen erhalten werden,

F i g. 9 ein schematisches Schaltungsdiagramm eines Teiles der in den Fig. 1 und 3 als Blockdiagramm dargestellten Einrichtung.

F i g. 10 ein schematisches Schaltungsdiagramm. welches Einzelheiten der Teile der Schaltung nach F i g. 9 darstellt, und

F i g. 11 ein Blockdiagramm einer Szintillationskamera-Anlagc mit einer Analogfenster-Einrichtung nach der Erfindung.

In Fig. 1 sind die verschiedenen Elemente einer Analogfenstcr-Einrichtung in Blockform dargestellt. Ein Oszillator 20 erzeugt eine sinusförmige Welle, die zwei getrennten Signalzweigen zugeführt wird, wobei der eine einen y-Amplitudensteucrkreis 40 und der andere ein Phasenverschiebenetzwerk 30 und einen .V-Amplitudensteuerkreis 50 enthält. Das Phasenverschiebenetzwerk 30, das von bekannter Form sein kann, hat eine variable Steuerung 31, mit der der Betrag der Phaseinerschiebung durch das Netzwerk vorgewählt werden kann. Entsprechend haben der Y'-Amplitudensteuerkreis 40 und der Λ'-Amplitudensteuerkreis 50, die Abschwächer-Schaltungen oder andere variable Verstärkungskreise sein können, variable Steuerungen 41 und 51. Der Ausgang des Phasenverschiebenetzwerkes 30 ist eine sinusförmige Welle, die, entsprechend der Einstellung der Steuerung 31, in bezug auf den Wellenausgang von dem Oszillator 20 phasenverschoben ist. Das Phasenverschiebenetzwerk 30 kann natürlich auch eine (!'-Phasenverschiebung hervorrufen, wobei für diesen Fall die Anwesenheit in dem Kreis überflüssig ist. Die X- und y-AmpIitudensteuerkreise steuern die Amplituden der Wellenformen auf ihren jeweiligen Ausgangsleitungcn 52 und 42. Somit sind die Signale auf den Leitungen 42 und 52 sinusförmige X- und V'-Wellen mit einem vorgewählten Phasenbezug und jeweils einer vorgewählten Maximalamplilude.

Ein Koordinatengenerator 60, dereine Szintillationskamera vom Anger-Typ oder ein anderes Nachweissystem sein kann, erzeugt x- und y-Koordinatensi^nale. die Spannungsimpulse auf den Leitungen 62 und 61 sein können, und ein Z-Sigril, das ein Spannungsimpuls auf der Leitung 63 sein kann. Ein Z-Sienal beeleitet ]cdes Paar von Koordinatensignalen .v und ν auf den leitungen 61 und 62. die analysiert werden sollen, und in einigen Fällen kann es von einem oder beiden der Koordinatensignale abgeleitet sein. Absolutwert-.Y- und Absolutwcrt-i-Kreise SO und 70 übersetzen die Koordinatensignale .v und y auf den Leitungen 61 und 62 in |.v|- und r|- Signale auf Leitungen 81 und 71. Die Absolutwert-Kreise 70 und 80 können somit beliebige Kreise sein, die einen positiven Ausgangsimpuls einer Amplitude erzeugen, die gleich der absoluten Amplitude eines positiven oder ncgathen Eingangsimpulses ist. Ein )'-Vergleichskreis 100 nimmt das )'-Sinussignal auf der Leitung 42 und das |v|-Signal auf der Leitung 71 auf und erzeugt eine Ausgangsanzeige (typischerweise einen positiven Impuls.

der einen binären 1-Zustand anzeigt) auf der Atisgain:;slcitung 101 während eines Intervalls, in dem die Amplitude des >'-Sinussignals auf der Leitung 42 gleich oder größer als die Amplitude des |y|-Signals auf der Leitung 71 ist. Entsprechend nimmt der

to X-Vergicichskreis 110 die Λ'-Sinuswelle auf der Leituni'52 und das |.v|-Signal auf der Leitung 81 auf und erzeugt eine Ausgangsanzeige auf der Ausgangsleitung Hl während eines Intcrvalles. in dem das V-Sinussignal auf der Leitung 52 eine Amplitude hat. die gleich oder größer ais die Amplitude des |.v|-Signals auf der Leitung 81 ist.

Ein Zeitgeberkreis 90 spricht auf einen Z-Impuls von dem Koordinatengenerator 60 an. um einen Ausgangsimpuls auf der Leitung 91 für einr Zeitpcriode von wenigstens der Länge einer Periode der sinusförmigen Welle auf den Leitungen 42 und 52 zu erzeugen. Ein Torsteuer- und Haltekreis 120 nimmt die Signale auf den Leitungen 101. 111 und 91 auf. um einen Ausgangsimpuls am Anschluß 121 nur dann zu erzeugen, wenn simultane, d. h. koinzidentc, Ausgangsanzeigen auf den Leitungen 101 und 111 in Gegenwart eines Zcitgebersignals auf der Leitung 91 erscheinen.

Es wird nun auf die F i g. 3 und 4 Bezug genommen.

Ein .v-Achsen-Verschicbckreis 140 und ein i-Achsen-Verschiebekr^is 130 kann in die Anlage vor dem Absolutwert-.v-Kreis 80 und dem Absolutwcrt-v-Kreis 70, mit diesen durch Leitungen 142 b⁷w. 132 verbunden, eingefügt werden, um eine Verschiebung in der Lage des Koordinatensystems zu ermöglichen. Die x- und y-Koordinatensignale auf den Leitungen 62 und 61 sind demnach auf ein .v.y-Koordinatensystem bezogen und die λ- und y-Achsen-Verschiebenetzwerk«: verändern die λ- und y-Koordinatensignale in .v'- unc y-Koordinatensignale, bezogen auf ein .v'.v'-Koordi natensystem, das an jeder beliebigen Stelle in den .γ,.ν-System liegen kann. Wenn die .\- und v-Signal( Spannungsimpulse sind, kann die Achsenverschiebuni durch Addition festgelegter Gleichspannungen aus gewählter Größe und Polarität erreicht werden Somit sind der .v-Achsen-Verschiebekreis 140 und de y-Achsen-Verschiebekreis 130 mit variablen ^teuerun gen 141 und 131 dargestellt, um anzuzeigen, daß de Betrag und die Richtung der jeweiligen Verschiebun durch Steuerung der Größe und Polarität der addierte Gleichspannung zu jedem Koordinatensignal voi gewählt werden kann.

F i g. 5 bis 8 zeigen die verschiedenen Gestalte analoger Fenster, die von der Schaltung in F i g.

erzeugt werden können. Aus F i g. 5 in Verbindur mit Fig.! erkennt man, daß, wenn die X- und ) Sinuswellenform auf den Leitungen 42 und 52 »i Phase« sind, ein rechtwinkliees Analoafenster 200 en

steht. Die Gerade 201. die diagonal über den Bereich des X,!'-Koordinatensystems führt, ist du" Weg, dein ein Ρί-iikt folgt, indem er die zeitveränderhehen x- und v-\Verte der gleichphasigen Siiniswellen aufnimmt. Es soll erwälmt werden, daß die Wellenformen hier identische Amplituden haben, so dal? das Analugfenster quadratisch ist. Die Amplituden können jedoch unabhängig voneinander ausgewählt werden, um ein Analogfenster vorzusehen, welches rechtwinklig ist und jede beliebige gewünschte .\- und i-Ausdchnung hat. Das Analogfenster, welches \on gleichphasigen Sinuswellen bestimmt wird, ist rechtwinklig, da die X- und V-Vergleichskreise 110 und 100 in 1-" i g. 1 koinzidcnte Ausgangsanzeigen erzeugen, jedesmal wenn die Ijv| — und ]v|-Signale eines Koordinatenereignisses jeweils geringer als die Maximalamplituden mit den Werten A und B der Λ'- und F-Sinusw eilen sind. Dementsprechend erzeugt jede Kombination von .v- und v-Koordinatensignalen, bei der die Größe des .Y-Koordinatensignals kleiner als der Wert .·( und die Größe des r-Koordinalcnsignals kleiner als der Wert B ist. einen Ausgang an dem Anschluß 121.

Das Analogmuster 200 ist symmetrisch um den Ursprung des .wr-Koordinatcnsystems. da die Absolutwerte der .γ- und r-Koordinatensignalc benutzt werde", so daß die zweiten bis vierten Quadranten des Koordinatensystems im wesentlichen in den ersten Quadranten abgebildet werden. F.s soll wieder erwähnt werden, daß die Werte Λ und ß und somit die Gestalt des rechtwinkligen Fensters durch Auswahl der Amplituden der Λ- und V-Sintisweilen ausgewählt dingimg. daß das v-Koordinatensignal einen Wert hat.

der klein genug ist. so daß die Amplitude des Signals auf der Leitung 42 den Wen des v-K^ordinaiensignals erreicht oder überschreitet. Fs ist klar, daß der Weg.

dem ein Punkt, der den Weiten der sinusförmigen Wellen, wenn diese um 90 phasenverschoben sind.

nachfolgt, ein kreisförmiger Weg 210 ist. der die GI¹CIiZCn des Analogfensters in diesem Falle festlegt.

Die rechteckigen und kreisförmigen Gestalten, die

ίο in den F i g. 5 und 6 dargestellt sind, sind wahrscheinlich die am häufigsten benutzten Fenstergcsialten und sie können in einer Einrichtung nach F i g. I dadurch erreicht werden, daß ein um gerade 90 phasen verschiebendes Netzwerk anstatt eine·« vollständig variablen Phasenverschiebungsnclzwerkes cinuiid ausgeschaltet wird. Sieht man jedoch ein vollständig variables Phasenverschiebungsnelzwerk vor. d. Ii. e^:n Netzwerk, das in der Lage ist, eine Phasenverschiebung /wischen 0 und ISO \orzusehcn, können

ίο auch andere Arten von Analogfensiergestalten. beispielsweise solche, die in den F i g. 7 und S dargestellt sind, erzeugt werden. Eine Analogfenstcrgestalt nach Art der F' i g. 7 wird erzeugt, wenn die .V- und V-Siiiusvvclleii zwischen 0 und 90' außer Phase liegen. Für diesen Fall ist das Fenster 220 im wesentlichen rechtwinklig, wobei die Ecken des Rechtecks in Übereinstimmung mit UCT Gestalt der Ellipse 221 abgerundet sind, welches der Weg eines Punktes ist. der die Amplituden der .Y- und )'-Sinussignalc auf einer zeitvariahlen Basis nachfährt. Wenn die .V- und V-Sinussignale nur geringfügig außer Phase liegen, ist die

werden kanu. Cs soll außerdem erwähnt '»erde·!, daß Ellipse 221 sehr eng und nur eine geringfügige Run-

jede andere Form von gleichphasigen, periodischen Wellen ebenfalls ein rechtwinkliges oder quadratisches Analogfenster erzeugen würde.

Aus F i g. (1 in Verbindung mit F' i g. 1 ist zu ersehen, daß. wenn die sinusförmigen Wellen auf den Leitungen 42 und 52 um 90 phasenverschoben sind, das Analogfenster ein Bereich wird, der von einem Kreis 210 begrenzt wird. Auch hier ist es nur ein Kreis, wenn die Maximalamplituden der .V- und K-Sinuswellen gleich sind. Zu jedem Zeitpunkt sind jedoch die jeweiligen Amplituden der .V- und }'-Sinuswellcn nicht gleich, da die Wellen phasenverschoben sind. Wenn eine der Wellen eine größere Maximalamplitude als die andere hat, so wird das sich ergebende Fenster langgezogen in der Richtung der einen oder der anderen Achse, und die Gesamtgröße des Fensters ist steuerbar durch Auswahl der Maximalamplituden der A- und )'-Sinuswellen. Die kreisförmige Natur des Analogfcnslers kann in diesem Fall durch Analyse des Ansprechens der Einrichtung in F i g. 1 auf verschiedene Sätze von .ν- und v-Koordinatensignalen ersehen werden. Wenn das .v-Koordinatensignal einen Absolutwert A hat. tritt ein Ausgang von dem Λ'-Vergleichskreis 110 in dem Moment auf, in dem die -V-Sinuswelle auf der Leitung 52 eine maximale positive Amplitude A erreicht. Zu diesem Zeitpunkt ist das sinusförmige Signa! auf der Leitung 42 wegen der 90 -Phasendifferenz bei einer 0-Amplitude und somit koinzidiert ein Ausgang von dem Y-Vergleichskreis 100 mit dem Ausgang von dem ,Y-Vergleichskreis 110 nur dann, wenn das λ-Koordinatensignal einen 0-Wert hat. Für geringfügig kleinere Absolutamplituden des .v-Koordinatensignals erzeugt die Wellenform auf der Leitung 52 einen Ausgang von dem X-Vergleichskreis 110 während eines Zeitintervalls, wenn ein koinzidierter Ausgang von dem Y-Vergleichskreis 110 auftreten kann, unter der Bedung der Ecken wird erzeugt. Wenn die Phasenverschiebung sich 90 nähert, wird die Abrundung der Ecken deutlicher und nähert sich der kreisförmigen Gestalt xon F i g. 6.

Das rautenförmige Fenster 230 nach F i g. K wild erzeugt, wenn die .Y- und V'-Wellen zwischen 90 und 180 außer Phase liegen. Die Ellipse 231 stellt den Weg dar. der von einem Punkt abgefahren wird, der den Amplituden der .V- und V-Sinussignalen folg'.. Das Segment der Ellipse 231 in dem ersten Quadranten des Koordinatensystems bestimmt die Gestall des Fensters da die Absolutwerte der .v- und r-Koordinatensignale benutzt werden. Hier sieht man wieder, daß. wenn die .Y- und >'-Sinuswellen nur etwas mehr als 90 aulkr Phase liegen, die Ellipse 231 nahezu einen Kreis bildet, so daß die rautenförmige Gestalt sehr abgerundete Seiten aufweist. Wenn die Siniiswcllen sich einer Phasenverschiebung von 180 nähern, verengt sicii die Ellipse, so daß die Seiten der Raute im wesentlichen gerade werden. In bezug auf die Maximalamplituden A und B der Siniiswcllen hat die rauten förmige Gestalt des Analogfcnslers ihre maximali

j5 Α-Koordinate unterhalb des Wertes von A und ihn maximale v-Koordinate unterhalb des Wertes von B Der Grund hierfür ist offensichtlich, da die X- unc }^r-Sinussignale simultan in ihrem positiven Teil de Zyklus nur für eine kurze Zeitperiode und die jcvveiligci .γ- und v-Wertc der Koordinatcnsignalc. die koinzi deute Ausgänge von den X- und y-Vert'cichskreisc erzeugen, relativ schmal sind

Aus F i g. 2 in Verbindung mil F i g. 1 wird jet/ die Funktionsweise der Analogfcnsterschaltung ei läutert. Die in F i g. ι dargestellten sinusförmiger und Impulsvvcllcnformen stellen die Signale auf de verschiedenen in F i g. 1 mit Bezugszeicher. versehene Leitungen dar. So stellen die sinusförmigen Signa

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ίο

42 und 52 die WcUenformen auf den Leitungen 42 lind 52 als Eingang zu den ,Y- und V-Vergleichskreiscn 100 iiml 110 dar. Die Impiilswcllcnformen 62 und 61 !teilen eine P.eihe von Koordinatenereignissen £1. EI lind £3 dar, die auf den Leitungen 62 und 61 auftreten. Die Impulswellenform 81 stellt die absolute Amplitude der Impulswellenform 62. und die Impulswellenform71 •teilt die Absolutamplitude der Impulswellenform 61 dar. Die Wellenform 63 stellt den Z- oder Trigger-Ausgang dar, welcher anzeigt, daß das Koordinaten-• rcignis von der gewünschten zu analysierenden Art ist. Die Wellenform 91 ist die Zeilgeberwcllenform. die das Vergleichsintervall von einer Länge erzeugt, Welche wenigstens so groß ist wie eine Periode der linusförmigen WcUenformen 42 und 52. Die Wcllenlormen 11T und 101 sind Ausgangswellenformen von ilen jeweiligen A'-und V-Vcrgleichskrcisen 110 und 100. lind die Wellenform 121 ist die Ausgangswellenform von dem Torsteuer- und Haltekreis 120.

Betrachtet man nun das Ereignis £1. so stellt man test, daß kein Ausgang auf dem Ausgangsanschluß 121 während des Zeitgeberintervalls erzeugt wird, das von dem Signal auf der Leitung 91 bestimmt ist. Der Grund hierfür ist, daß die Wellenformen 111 und 101 nicht gleichzeitig einen 1-Wert während des Zeitgeberintervalles haben, das von dem 1-Wert des Signals auf der Leitung 91 uesiirnmi ist. Dies bedeutet, daß der Punkt, der von den Koordinatensignalen 62 und 61 bestimmt ist, außerhalb des Bereiches des Analogfcnsters liegt, das von den sinusförmigen Wellen 42 und 52 gebildet wird.

Das Ereignis £2 erzeugt einen Ausgang auf der Ausgangslcitung 121. da der AT-Wert 0 und der V-Wert B ist. und somit liegt der Punkt, der von den Koordinatensignalen 62 und 61 dargestellt wird, auf der Oberseite des üas Analogfenster umfahrenden Kreises. Der Ausgangsimpuls am Ausgangsanschluß 121 wird während des Zeitgeberintervalls erzeugt, das von dem Signal auf der Leitung 91 zu dem Zeitpunkt erzeugt wird, wenn die Signale auf den Leitungen 121 und 101 beide einen Wert 1 haben. Dieses simultane Auftreten des 1-Wert-Signals auf diesen beiden Leitungen zeigt an. daß ,Y- und V-Sinussignale simultan die Amplituden der j.vj- und | v|-KoorJ.inatensigna1e erreicht oder diese überschritten haben. In diesem Fall tritt dies ein. wenn das V-Sinussignal 42 seine Maximalamplitude B erreicht hat.

Das Ereignis £3 erzeugt ebenfalls einen Ausgangsimpuls am Ausgangsanschluß 121, da die Koordinaten, die dieses Eieignis ausmachen, innerhalb des Kreises liegen, der die Grenze des Analogfensters festlegt. Hier tritt wiederum der Ausgangsimpuls 121 zu dem Zeitpunkt auf. bei dem die Signale auf den Leitungen 111 und 101 simultan einen Wert 1 während des Zeitgeberintervallsignals auf der Leitung 91 haben. Die Signale auf den Leitungen 111 und 101 variieren in Abwesenheit von λ- und v-Koordinatensignalen auf den Leitungen 62 und 61 zwischen dem 0- und l-P.gel in Übereinstimmung mit dem positiven und negativen Halbzyklus der sinusförmigen Welle. Wenn jedoch kein Koordinatenereignis auftritt, ist kein Zeitgebersignal auf der Leitung 91 vorhanden, so daß simultanes Auftreten von 1-Wert-Signalausgängen auf den Leitungen 111 und 101 keinen Ausgangsimpuls auf der Leitung 121 erzeugt.

In F i g. 9 ist eine detaillierte Schaltung einiger der in den F i g. 1 und 3 gezeichneten Blöcke dargestellt. Der .Y-Achsen-Verschiebekreis 140 arbeitet so beispielsweise unter der Steuerung eines Potentiometers 141. Dieser Kreis is: grundsätzlich ein Differcnzkreisaufbau eines Operationsverstärkers, bei d^m einer der Eingänge das .v-Koordinatcnsignal unci der andere Eingang ein festgelegter Gleichstrompegel einer Größe und einer Polarität ist, die durch die Einstellung des Potentiometers 141 bestimmt sind. Der .vAehsen-Wrschicbekreis 140 subtrahiert das Gleichstromsignal von dem Koordinatcnsignal, um die v-Achse an eine ίο bestimmte Stelle zu schieben, die von der Einstellung des Potentiometers 141 bestimmt wird. Die Schaltung in dem Block 80 ist ein Beispiel einer Absolutwert·· Schaltung, die ein Paar von Operationsverstärkern enthält. Dieser Kreis dient zur Erzeugung einer positiven Ausgangswelle entsprechend der Absolutamplitude einer Eingangswcllenform. die sowohl positive als auch negative Polaritäten haben kann. Die Schaltung in Block 30 ist eine Form einer Phascnverschiebeschaltung. in der die Phasenverschiebung von der Einstellung des variablen Widerstandes innerhalb des Brückenkreises bestimmt wird, der den Ausgang von dem Oszillator 20 aufnimmt und einen Differenzverstärker versorgt.

Der Block ££ ist ein Emitterfolgerkreis, der in Fig. 10 dargestellt ist. Die Schaltung in dem Block 50 ist ein A'-Größenstcuerkreis. der grundsätzlich das Abschwächen des sinusförmigen W'ellenausüaniics des Blocks 30 mittels eines \ariablen Spannungsnetzwerkcs vornimmt, welches einen variablen Widerstand 51 enthält. Der A'-Yergleichskreis HO enthält einen Operationsverstärker, wie dargestellt, und erzeugt ein positives Ausgangssignal, wenn die Eingangsamplitude auf der positiven Seite der Amplitude des Signaleinganges auf der negativen Seite des Operations-Verstärkers gleichkommt oder diese übersteigt. Die Art des v-Achsenverschiebekreises 130 in F i g. 3 ist identisch der des .v-Achsenverschiebekreises 140. der Absolutvvert-v-Kreis 70 ist identisch dem Absolutwert-.Y-Kreis80. der V-Ycrgleichskreis 100 ist identisch in der Form dem A'-Vergleichskreis 110. und der V-Größcn-Kreis ist identisch dem A'-Größen-Kreis 50. Der Torsleuer- und Hakekreis 120 kann ein Gatter mit einer logischen »UND<-Funktion zusammen mit einem monostabilen Multivibrator oder eine andere Art eines Halte- oder Gedächtniskreises enthalten.

Zahlreiche Änderungen der Schaltung nach F i g. I

können vorgenommen werden, durch die die gleichen Grundfunktionen ausgeführt werden. Die A'- und V-Vergleichskreise 100 und 110 können beispielsweise von dem Zeitgeberkreis 90 torgesteuert werden, so da[ Vergleiche nur während des Zeitgeberintervalls aus geführt werden. Es können auch andere Arten vor periodischen Wellenformen abweichend von eine sinusförmigen Welle verwendet werden, um Analog

fenster in Übereinstimmung mit der Erfindung zi erzeugen. Wenn beispielsweise eine sägezahnförmig Welle benutzt wird, können rechteckige Fenster erzeug werden, wenn die Sägezahnwellenformen in Phase sind Durch Veränderung der Phasenbeziehung zwische den Sägezahnwellen können verschiedene Gestalte von Fenstern erzeugt werden. Die Art der Fenstei gestalt, die von den außer Phase liegenden Sägezahr wellen erzeugt werden, wird durch die gleiche Art de Analyse bestimmt wie bei d :n außerphasigen sinu:

förmigen Wellen.

In F i g. 11 ist die Verbindung einer Analogfenste einrichtung nach der Erfindung mit einer Szintillation kamera vom Anger-Typ dargestellt, die eine Art d<

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direkten Datenspeicherung enthält. Wie bekannt, nornmen werden. Der Analogfensterkreis 340 erzeugt enthält die Szintillationskamera vom Anger-Typ einen in Übereinstimmung mit der obii.cn Beschreibung ein Detektorkopf 250 aus einer Kombination eines Szintil- Ausgangssignal, wenn ein Szintillationsereienis inncrlationskristalls und einer Matrix von Photomultiplier- halb des Fensters auftritt. Das Gatter 362 ist daher röhren, die dem Kristall zugewandt sind, zusammen 5 so aufgebaut, daß das Oszilloskop nur solcl·" x- und mit einer Detektorschaltung 260. die die Signale von ^--Ereignisse anzeigt, die in das Analogfenster fallen, der Matrix der Photoelektroncnröhren in elektro- Dementsprechend kann es eingestellt werden, daß nische Signale umwandeln, die die x- und r-Koordina- alle x- und y-Ereignisse ausgegeben werden, für die ein ten einer in dem Kristall auftretenden Scintillation Z-Signal aufgenommen wird, wobei die Ereignisse in darstellen, und ein drittes Signal, welches die Energie io das Analogfenster fallen, verstärkt entweder durch des Szintillationsereignisses wiedergibt. Somit sind Vorsehen eines längeren Antastintervalls oder anderer die Signale auf den Leitungen 261 und 262 typischer- bekannter Mittel.

weise x- und y-Spannimgsiinpulse, die den Koordinaten Das Gatter 362 kann auch so eingestellt werden,

der in einem festgelegten x- und r-Koordinatensystem daß diejenigen Ereignisse von der Ausgabe auf dem auf dem Szintillationskristall auftretenden Szintillation 15 Oszilloskopen ausgeschlossen werden, die in dem entsprechen, und das Signal auf der Leitung 263 ist Analogfenster auftreten. Der Ausgang des Analogeine Impulsanzeige, die gegeben wird, wenn die fensters 340 kann einem Zähler 350 zugeführt werden, λ- und r-Signale einem Szintillationsereignis einer um die Impulse von der Analogfenstereinrichtung 340 richtigen Energie entsprechen. Es ist bekannt, daß eine während eines bestimmten Betriebsmodus zu zählen, große Zahl von Szintillationsereignissen erforderlich 20 Um die Gestalt des Fensters sichtbar zu machen, ist, um ein Abbild einer Radioaktivitätsverteilung kann ein Rastergenerator 320 vorgesehen sein, der innerhalb eines Untersuchungsobjektes zu erzeugen. ein volles Raster von x- und v-Signalcn erzeugt, die Die x- und v-Signalc auf den Leitungen 261 und 262 über die Analogfenstereinrichtung geführt werden können direkt einem Ktithodenstrahl-Oszilloskop 370 sollen, so daß die x- und .r-Signale. die in das Fenster über Schaltungsnetzwerke 360 und 361 und der 25 fallen, alleine auf dem Oszilloskop ausgegeben oder Z-Impuls auf der Leitung 263 direkt dem Trigger- verstärkt werden. Der Rastergenerator 320 kann die Anschluß des Kathodenstrahl QsziUoskops über einen Form einer Einrichtung zum Erzeugen eines hoch-Gatterkreis 362 zugeführt werden. In diesem Betriebs- frequentcn horizontalen Ablenksignals und eines er.tmodus werden die Szintillationsereignisse auf dem sprechenden niederfrequenten vertikalen Ablenk-Schirm der Kathodenstrahlröhre angezeigt, wenn 30 signals haben, die beide bei schnellen Intervallen sie in dem Deteklorkopf auftreten und alle Ereignisse gesammelt werden, um x- und v-lmpulse und Triggervon richtiger Energie erzeugen entsprechende Punkte impulse der Analogfenstereinrichtung zuzuführen, auf dem Oszilloskopschirm. In einam anderen Betriebs- wenn die Schalter 330, 331 und 332 zur Aufnahme von modus können die .v- und j-Koordinatensignale auf Eingängen von dem Rastergenerator320 eingestellt den Leitungen 261 und 262 in einem ADC-(Analog-zu- 35 sind.

Digitai-Converter)-Kreis 270 digitalisiert und direkt Das Blockdiagramm von F i g. 11 ist eine verein-

cinem DAC-CDigital-zu-Analog-Converter^Kreis 310 fachte Darstellung der komplexen Einrichtung, die und von dort dem Kathodenstrahl-Oszilloskop zu- für die Ausführung der verschiedenen Funktionen ergeführt werden. In diesem Modus erscheinen die x- forderlich ist. Es können jedoch mehr als ein Analog- und i-Koordinatensignale als Punkte auf dem Katho- 40 fenster, wie oben erwähnt, vorgesehen sein, indem denstrahlröhren-Oszilloskop 370 in einer regulären einige Teile der Analogfensterschaltung \crviclfacht Matrix. werden. Durch Aufnahme der Daten von der Szintil-

Die x- und i-Koordinatensignale 261 und 262 lationskamera direkt auf Magnetband knrn eine können auch direkt auf einem Bandgerät 290 auf- besondere Untersuchung, die mit der Kamt.a ausgenommen werden, indem die Signale über den 45 geführt wurde, bei Bedarf jederzeit wieder ausgegeben gleichen Analog-zu-Digital-Konversionskreis 270 ge- werden, und zwar mit verschiedenen Einstellungen führt und dann über einen Modulationskreis 280 von des Analogfensters, um verschiedene Teile des unterbekannter Art zum Aufschreiben der digitalen In- suchten Objektes zu analysieren. Mithin gibt diese formation auf dem Aufnahmegerät 290 geführt werden. Möglichkeit dem Benutzer der Anlage eine voll-Dann können die aufgenommenen Daten, zu späterer 50 ständige Flexibilität zur Auswertung der während dei Zeit, über einen Demodulationskreis 300 wieder- Untersuchung aufgenommenen Daten, indem die ver gegeben werden, um die Digitalform der x- und schiedenen Teile des Untersuchungsobjektes zun j-Signale wiederzuerlangen, die dann über die Digital- Gegenstand einer Analogfensterdarstellung und alle zu-Analog-Konversionsschaltung 310 und Leitungen Arten von Vergleichen und anderen Verfahren gemach 311, 312 und 313 in das Oszilloskop gegeben werden. 55 werden kann.

Durch Speicherung der Daten in dieser Form sind die Die Analogfenstereinrichtung nach der Erfindun

Szintillationsereignisse für direkten Zugriff aufge- gibt dem Benutzer einer Szintillationskamera-Anlag nommen, und verschiedene Teile der Untersuchung ein erhebliches Maß an Flexibilität zur Abtrennun oder alle können bei Bedarf mehrmals wiedergegeben von Teilen des Objektes für Einzelstudien oder Vei werden. 60 gleiche. Die Anpassung des Analogfensters an de

Die Analogfenstereinrichtung 340 kann die Ko- gewünschten Untersuchungsbereich ist durch die ve ordinatcnsignaldaten von der Detektorelektronik 260 schiedenen Einzelfenstergestalten, die erzeugt werde entweder direkt oder über eine ADC-DAC-Schaltung können, möglich. Verschiedene Addier- und Subtrahie oder über das gesamte Bandspeichersystem auf- Logikschaltungen können in Verbindung mit eim nehmen. Die besondere Einstellung von Schaltern 330, 65 Anzahl von Analogfenstern verwendet werden, u 331 und 332 bestimmt, auf welche Weise die Eingangs- auch größere Gesamtfenstergestaltungsmöglichkeiti daten von der Analogfensterschaltung 340 aufge- zu schaffen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Auswahl der von einer Meßeinrichtung mit zweidimensionaler .v.r-Koordinaten-Analog-Darsiellung der Meßdaten gelieferten, in ein«., xorwählbaren Flächenbereich fallenden Datenpunkte für die Analog-Darstellung oder quantitative Erfassung, mit Yergleichsschaltungen zum Vergleich der Amplituden der x- und v-Koordinatensignale mit an einer Wählvorrichtung entsprechend dem gewünschten llächenbereich einstellbaren elektrischen Größen und mit einer Torschaltung zur Auswahl der den in diesen Bereich l'allenuen Datenpunklen entsprechenden Ereignissignale, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählvorrichtung einen Signalgenerator (20) zum Erzeugen eines Paares von periodischen Signalen (42.52) mit der gleichen Frequenz. Mittel (30,31) zum Einstellen einer \orwählbaren Phasenbeziehunu, und Mittel (40, 41, 50. 51) zum Vorwählen einer Amplitudenbeziehunu zwischen den periodischen Signalen (42,52) aufweist, daß die Vergleichsschaltuiigen (100. 110) so ausgebildet iin.' ihre Ausgänge mit der Torschi'.llung (120) derart verbunden sind, daß diese ein Ausgangssignal (1211 nur dann abgibt, wenn die jeweiligen Amplituden der per^:odischen Signale (42. 52) simultan gleich oder größer als die jeweiligen Amplituden der entsprechenden .v- und r-Koordinatensignale (62 bzw. 61) sind

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator ein Sinus-Signalgenerator (20) ist. dem ein Paar Amplitudenabschwächer (40, 41 bzw. 50. 51) zum Einstellen auswählbarer Amplituden eines Paares von sinusförmigen Signalen X und Y nachgeschaltet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einstellen der Phasenbeziehung ein [ 'liasenverschiebenetzwerk (30), das den Ausgang des Generators aufnimmt, mit einer Einstellvorrichtung (31) für die Phasenverschiebung umfassen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 für eine Meßeinrichtung, die sowohl positive als auch negative .ν- und i-Koordinatensignale liefert, dadurch gekennzeichnet, daß dem .v- bzw. r-Koordmatensignal-Eingang jeder Vergleichsschaltung (110 bzw. 100) Einrichtungen (80 bzw. 70) zum Erzeugen von den Absolutbeträgen |.v| bzw. |rj der Amplituden der .v- bzw. i-Koordinatensignale entsprechenden Signalen (81 bzw. 71) vorausgeschaltet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltungen eine }'-VergleichseinriclUung (100) zur Erzeugung eines >'-Ausgangssignals (101) während Intervallen, in denen die Amplitude des periodischen >'-Signals(42) gleich oder größer als die Amplitude des j iJ-Signals ist, sowie eine yV-Vcrglcichseinrichtung (110) zur Erzeugung eines Λ'-Ausgangssignals (111) während Intervallen, in denen die Amplitude des periodischen Λ'-Signals (52) gleich oder großer als die Amplitude des |.v|-Signals (81) ist, umfassen.

6. Einrichtung nach Anspruch 4. zur Benutzung in Verbindung mit einer Szintillationskamera, welche .v- und v-Koordinatenspannungsimpulse erzeugt, tue die Stelle anzeigen, an welcher ein Strahlenquant einen Liehtbliiz in einem Szintillator erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß den Absolutbetrags-Büdungs-Einrichtungen (80 bzw. 70) Koordinatenumwandlungs-Einrichiungen (140 bzⁱ\. 130) vorausgescluiltet sin-J. die mittel:, Einsu-H-vorrichtungen (141. 131) vorwahlbare Gleichspannungen zu Jen .v- und r-Koordinatenspannungsimpulsen (62.61) addieren und dadurch .v'-und/-Koordina':L'nspannungsimpuli.e(142.132) erzeugen, die einer vorwählbaren Verschiebung des .v.r-Koordinatensystems entsprechen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, bei der die Szintillationskamera auch einen Z-Iinpuls beim Auftreten eines annehmbaren Lichtblitzes erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung (120) auch einen Eingang für den Z-lmpuls aufweist und nur beim Auftreten eines derartigen Z-Impulses em Ausgangssignal (121) abgibt.