DE2028458B2 - Einrichtung zur auswahl eines flaechenbereichs bei der wiedergabe von in x,y - koordinaten analog dargestellten messdaten - Google Patents
Einrichtung zur auswahl eines flaechenbereichs bei der wiedergabe von in x,y - koordinaten analog dargestellten messdatenInfo
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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
3 4
-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. »Ircnsier«-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
209 513/4:
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<
11 12
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 (7)
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.
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