DE2360205A1

DE2360205A1 - Szintillationskamera mit einer bilddarstellung in rascher folge

Info

Publication number: DE2360205A1
Application number: DE2360205A
Authority: DE
Inventors: Richard Forman Gramm; Philip Wilson Walton
Original assignee: GD Searle LLC
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-12-04
Filing date: 1973-12-03
Publication date: 1974-06-06
Also published as: ZA739155B; NL7316588A; CA1001777A; FR2211665A1; JPS4990188A; GB1456859A; CH569294A5; US3852602A; FR2211665B1; IT997931B; AU6314473A

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS DR.-ING. HANS LEYH

DIPL.-ING. ERNST RATHMANN 2360205

Manchen 7i, 30. November 1973

Melchloretr. 42

Unser Zeichen: SR4P-107 3

G.D. Searle & Co. P.O. Box. 5110 Chicago, Illinois VJSt. A.

Szintillationskamera mit einer Bilddarstellung

in rascher Folge

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, vorzugsweise eine Szintillationskamera, zur bildlichen Darstellung von Strahlung mit einem strahlungsempfindlichen Wandler, der Signale liefert, welche "die räumlichen Koordinaten der Wechselwirkung eines Strahlungsquantes mit dem Wandler repräsentieren.

Szintillationskameras sind weit verbreitet in grosser Anzahl in Benutzung. Am häufigsten findet eine Anger-Kamera Verwendung, die allgemein bekannt ist (US-PS, 3 Oll 057). Die kommerzielle Form dieser Anger-Kamera ist besonders günstig zum Studium einer dynamischen Radioisotopenverteilung geeignet, wie sie z.J3. beim Durchwandern einer radioaktiven Pille durch Organe oder radioaktiver Substanzen durch das Herz bzw. das Gehirn auftreten. Das Studium von mit Hilfe von Gammastrahlen erzeugten Abbildungen wird immer populärer und wichtiger auf-

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Fs/wi grund

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grund der diagnostischen Information, die man erhalten kann, und der vergleichsweise einfachen und sicheren Handhabung einer Abbildung mit Hilfe von Gammastrahlung. Dies ist insbesondere im Vergleich mit den schwierigen und risikoreichen Verfahren unter Verwendung von Röntgenstrahlen der Fall, die in der Regel nicht ohne Kontrastmittel zu einer gut lesbaren Darstellung führen.

Zur Durchführung dynamischer Studien mit durch Gammastrahlung erzeugten Abbildungen ist es notwendig, eine Folge von Abbildungen zu erzeugen, damit man die sich ändernde radioaktive Verteilung erkennen kann. Um diese Änderungen der Verteilung festzuhalten, wird die Abbildung fotografisch festgehalten,

wobei die einzelnen Abbildungen von dem Bildschirm einer Kathodenbildröhre abgenommen werden. Die Verfahren, die bisher verwendet . werden , um.eine Folge von Abbildungen auf einem Film zu erhalten, sind mit beträchtlichen Nachteilen und Schwierigkeiten verbunden.

Ein Verfahren besteht darin, dass ein unter dem Warenzeichen "Polaroid" bekannter Film Verwendung findet, von dem von Hand in einem bestimmten zeitlichen Ablauf' einzelne Filmstreifen abgezogen werden müssen. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass keine weiteren Einrichtungen benötigt ,werden, jedoch ist es sehr ungenau und unzuverlässig, da die Zeitdauer zwischen den einzelnen Filmaufnahmen nicht sehr genau eingestellt werden kann und daher erheblich schwankt. Es gibt jedoch im Zusammenhang mit derartigen Studien die Notwendigkeit, eine bestimmte Zeitfolge zeitlich einzuhalten, was dazu führen kann, dass dieses Verfahren entweder für diese Bildfolge zu langsam arbeitet oder, wenn durch besonders rasche Handhabung des Polaroid-Filmpaketes eine Anpassung an -die Bildfolge erzielt werden soll, dass beim Abziehen einzelne Filmstreifen reissen oder der Film sich verwirrt. Damit wird es notwendig, einen Studienablauf zu wiederholen.

- 2 - ■ ■ Es

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Es ist auch bekannt, eine herkömmliche 35mm oder 37mm Kamera mit einer automatischen Bildfolgeschaltung zu benutzen. Diese Kameras sind in der Läge, eine hohe Bildfolge zu erfassen, wie dies insbesondere bei den dynamischen Herzuntersuchungen notwendig ist, jedoch sind die zur Verfügung stehenden Filmmaterialien häufig nicht in der Lage, der mechanischen Geschwindigkeit der Kamera voll zu folgen, so dass das Reissen des Filmmaterials nicht ganz zu vermeiden ist. Ausserdem ergeben ■ sich Schwierigkeiten durch die 'zusätzliche Filmbehandlung, um die aufgezeichneten Abbildungen sichtbar zu machen.

Es ist auch üblich, Filmkameras für die Erfassung der bildlichen Darstellung auf dem Bildschirm einer Kathodenbildröhre zu verwenden, jedoch sind hierfür Röhren mit nachleuchtenden Bildschirmen erforderlich. Dadurch entstehen Fluoreszenzen, die die Abbildung auf dem Film beeinträchtigen können, jedoch sind in der Regel diese Aufnahmen für den Normälbedarf ausreichend. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht in der Nachbehandlung des Filmstreifens und in der Schwierigkeit, diese Filme wegen ihres verhältnismässig grossen Raumbedarfes zu speichern.

■Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit einer Bilddarstellung in.rascher Folge zu schaffen, die die Erfassung dynamischer radioisotoper Verteilungen möglich macht. Dabei soll insbesondere eine intensive Ausnützung des Filmmaterials möglich und die vergleichende Anordnung von mehreren Abbildungen auf einem Film gegeben sein. Schliesslich soll es möglich sein, die einzelnen Abbildungen auf dem Film in einfacher Weise maßstäblich zu vergrössern oder zu verkleinern, um entsprechend mehr oder weniger Abbildungen auf einem Film anbringen zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Aufzeichnungsvorrichtung aus den räumlichen Koordinaten vom : Wandler diskrete Koordinatenpositionen für eine Vielzahl von

- 3 - Strah.lung.saufzeichnungen

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Strahlungsaufzeichnungen "bestimmt, dass Steuereinrichtungen mit den Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtungen verbunden sind, mit welchen wahlweise eine diskrete Koordinatenposition in Abhängigkeit von einer handbetätigten Betriebsart-Einstellstufe und einer automatisch zeitgesteuerten sowie stufenförmigen Schrittfolge einstellbar ist.

Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus weiteren Ansprüchen.

Die bei der Verwirklichung der Erfindung sich ergebenden Vorteile sind offensichtlich. Es ist möglich, mit einem einzigen Film von etwa 279 x 356mm alle dynamischen Abbildungen einer Studie zu erfassen, wobei dieser Film in den herkömmlichen Entwicklungseinrichtungen für Röntgenfilme verarbeitet werden kann. Ein solcher kurzer Filmstreifen ist leicht mit den üblichen Patienteninformationen zu speichern und ist dadurch besonders zuverlässig, dass auf dem einzigen Film die verkleinerten Abbildungen in einzelnen Positionen nebeneinander mit einer so kleinen Totzeit angeordnet werden können, dass die von der Szintillationskamera gelieferten Daten nahezu vollständig erfassbar sind. Damit wird insbesondere die Totzeit · für die Erfassung einer Darstellung- vermieden, die beim Transport des Filmes -in einer Kamera oder beim Herausziehen einzelner Filmstreifen bei einem Polaroid-Filmpaket unvermeidlich ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass beträchtliche Kosten für Filmmaterial eingespart werden können. ■ ·

- 4 - Die

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Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockdiagramm einer Szintillationskamera mit einer Bilddarstellung in rascher Folge in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ein teilweise als Blockdiagramm dargestelltes Schaltbild der Verwirklichung einer bevorzugten Ausführungs· form der Erfindung;

Fig. 3 Impuls- und Taktdiagramme,.die beim Betrieb der Ausführungsform gemäss Fig. 2 auftreten;

Fig. 4- ein teilweise in Blockform dargestelltes Schaltbild einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig.··5 und 6 eine schematische Darstellung der Verteilung der Abbildungen auf einem Film;

Fig. 7 einen Teil einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im Blockdiagramm.

In Fig. 1 sind die typischen Schaltkreisstufen einer Anger-Kamera dargestellt, die einen Kollimator 10, einen Detektorkopf 20, eine Detektorelektronik 30, eine Kathodenbildröhre 110 und eine fotografische Kamera 120 umfasst. Die Funktionsweise dieser Stufen ist aus dem US-PS 3 011057 bekannt. Es sind koHerzielle Versionen dieser Anger-Kamera verfügbar und ebenso fotografische Kameras, die einen 36mm Röntgenfilm aufzunehmen in der Lage sind und in Verbindung mit dem Basissystem der Anger-Kamera als Zusatzgerät in Frage kommen. Derartige Zusatzgeräte werden bisher benutzt, um die Darstellung

- 5 - avif

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auf dem Bildschirm zu vergrössern, um eine Abbildung in natürlicher Grosse zu erhalten.

Das Blockschaltbild gemäss Fig. 1 stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einer Anger-Kamera dar. Ein Taktgeber 4-0, der als separater Taktgeber vorhanden oder in die Anger-Kamera eingebaut sein kann, ist ausgangsseitig mit einer Maßstab-Zählstufe 50 verbunden. Diese Maßstab-Zählstufe 50 kann auch von den Ausgangssignalen einer Handeinstellung 60 aus angesteuert werden. Das Ausgangssignal dieser Maßstab-Zählstufe 50" wird einerseits einer Y-Achse-Versetzungsstufe 70 und andererseits einer X-Achse-Versetzungsstufe 80 zugeführt. Das Ausgangssignal T der Versetzungsstufe 70 und das Ausgangssignal X der Versetzungsstufe 80 werden in eine Y-Differenz- und Grössenstufe 90 bzw. eine X-Differenz- und Grössenstufe 100 eingespeist. In diese Stufen 90 und 100 werden auch die X- und Y-Signale von der Detektorelektronik 30 eingespeist. Die X- und Y-Signale sind Positionssignale und repräsentieren den Ort der Szintillation, d.h. den Ort, an welchem ein Gammaquant im Szintillationskristall des Detektorkopfes 20 einen Lichtblitz auslöst..Die X- und Y-Signale sind Koordinatenpositionssignale, die diskrete eindeutige Werte annehmen können, um die Koordinatenversetzung zu definieren. Mit Hilfe von vier diskreten Werten des X-Signals sowie des 7-Signals werden sechzehn separate Bereiche in einem vier χ vier Feld definiert. Die Maßstab-Zählerstufe 50 steuert in Aufeinanderfolge die Erzeugung der verschiedenen Koordinatenpositionssignale und ist entweder vom Taktgeber 40 bzw. von der Handsteuerung 60 aus einstellbar. Die X-Differenz- und Grössenstufe 100 verkleinert zur Steuerung der Grosse der Abbildung das X-Signal und kombiniert das verkleinerte X-Signal mit dem X-Signal, um ein X¹-Signal zu erzeugen, das der Kathodenbildröhre 110 zugeführt wird. Das Ergebnis ist ein Lichtblitz auf dem Bildschirm der Kathodenbildröhre für Jede Gruppe von X- und Y-Signalen, wobei eine grosse Anzahl dieser

- 6 - ^: Lichtblitze

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Liohfblitze zu dem verkleinerten Abbild in demjenigen Bereich führt, der durch die Werte der X- und Y-Signale definiert ist. Die Position der verkleinerten Abbildung ändert sich, wenn die 3t- und Y-Signale die verschiedenen Werte durchlaufen. Die einzelnen verkleinerten Abbildungen werden in der Kamera 120 ^uf einem 279 χ 356mm-Film festgehalten. Die Maßstab-Zählstufe 50 kann z.B. so konstruiert sein, dass sechzehn Taktimpulse des Taktgebers 40 zusammengefasst und die Versetzungsstufen 70 und 80 veranlasst werden, sechzehn eindeutige Kombinationen von X- und Y-Signalen für ein vier χ vier Feld verkleinerter Abbildungen auf dem Film in der Kamera 120 zu erzeugen. Die Bildzeit für jede Abbildung wird durch die Einstellung des Zeitintervalls zwischen den Impulsen des Taktgebers 40 voreingestellt. Mit einer geeigneten raschen Elektronik ist es möglich, die Totzeit zwischen den einzelnen Bildern auf einen Wert kleiner als eine Millisekunde herabzudrücken, so.dass nur sehr wenig Bildinformation zwischen den einzelnen Abbildungen verloren geht. ·

In Fig. 2 ist die schaltungsmässige Ausgestaltung einer bevor-! zugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die in Verbindung mit den Impulsdiagrammen gemäss Fig. 3 beschrieben wird. Der Taktgeber 40 erzeugt Taktimpulse in gleichem Abstand, die über eine Leitung 41" an seinem Ausgang zur Verfügung stehen. Der Impulsabstand t kann für unterschiedliche Zeiten des Bildwechsels voreingestellt werden, so dass der Bildwechsel in geeigneter Weise .an unterschiedliche dynamische Studien angepasst werden kann. Ein Schalter 61 ist in Fig. 2 in einer Position dargestellt, in der er die Taktimpulse der Maßstab-Zählstufe 50 zuführt. Diese Maßstab-Zählstufe 50 umfasst ein NOR-Gatter 51 und fünf Flip-Flops 52 bis 56, mit denen die eingangsseitig angelegten Impulse in binärer Form gespeichert werden. Wenn man davon ausgeht, dass alle Flip-Flops im Rückstellzustand waren, dann wird die Zä,hlstufe 50 durch sechzehn , über die Leitung 41 angelegte Impulse durch sechzehn eindeutige binäre Zustär.~- gesteuert _% die durch entsprechende binäre

— 7 - ■ Komb inat i onen

: . 409823/0910

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Kombinationen der Flip-Flops 52 bis 56 repräsentiert sind. Jeder der ersten sechzehn positiven Taktimpulse bewirkt, dass am Ausgang des NOR-Gatters 51 ein negativer Impuls wirksam ist, der den Flip-Flop 52 in einen jeweils anderen stabilen Zustand steuert. Der Flip-Flop 53 ändert seinen Schaltzustand bei jedem zweiten Eingangsimpuls, der Flip-Flop 54 hei jedem vierten Eingangsimpuls usw., wie aus Fig. 3 entnommen werden kann.

Der Schaltzustand des Flip-Flops 52 steuert den Leitfähigkeitszustand der Transistoren 81 und 201 derart, dass im EIN-Zustand des. Flip-Flops 52 auch die Transistoren 81 und 201 eingeschaltet sind und umgekehrt. Die Lampe Ll leuchtet im eingeschalteten Zustand des Transistors 201 auf.· Der Flip-Flop 53 steuert mit seinem Schaltzustand den Leitfähigkeitszustand der Transistoren 82 und 202 sowie der Lampe L2. Entsprechendes gilt für den Flip-Flop 5^, der den Leitfähigkeitszustand der Transistoren 71 und 203 sowie die Lampe IA steuert. Die gleiche Funktion erfüllen auch die Flip-Flops 55 und 56 über die ihnen zugeordneten Elemente.

Die X-Achse-Versetzungsstufe 80 arbeitet im wesentlichen als Zwei-Bit-Digital-Analogumsetzer, d.h. sie wandelt vier mögliche Kombinationen binärer Schaltzustände der Flip-Flops 52 und 53 in vier separate Spannungsniveaus um, die die X-Signale darstellen. Entsprechend wandelt auch die Y-Achse-Versetzungsstufe 70 vier mögliche binäre Schaltzustände der Flip-Flops 54- und 55 in vier separate Spannungsniveaus um, die die Y-Signale darstellen.

Es wird für die weitere Betrachtung davon ausgegangen, dass alle Flip-Flops anfänglich in den AUS-Zustand zurückgestellt sind. Damit sind die Transistoren 81, 82, 71 und 72 nicht leitend, was auch für die Transistoren 201 und 205 gilt, so dass die Lampen Ll, L2, IA, L8 und L16 ebenfalls abgeschaltet sind. Die - analogen X- und Y-Signale an den Ausgängen der Operationsverstärker 83 und 82 haben in diesem Zustand einen

- 8 - . maximalen

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maximalen Signalwert.und werden an den einen Eingang der X- bzw. Y-Differenz-Grössenstufe angelegt. Die X- und Y-Signale von der Detektorelektronik 30 werden um etwa einen ' Faktor vier gedämpft und dem jeweils anderen Eingang der

beiden Differenz- und Grössenstufen zugeführt. Das Ergebet nis ist die Wiedergabe eines, verkleinerten Abbildes an der einen äusseren Ecke des Bildschirmes der Kathodenbildröhre 110. .

Wenn der erste Taktimpuls Pl auftritt, werden die Transistoren 81 und 201 eingeschaltet und entsprechend der Flip-Flop 52 in den EIN-Zustand umgeschaltet. Damit geht die Lampe Ll an, um anzuzeigen,, dass die erste Abbildung in der Folge abgeschlossen ist. Der eingeschaltete Transistor 81 führt dem Operationsverstärker 83 eingangsseitig einen festliegenden Strombetrag zu, so dass dessen Ausgangsspannung sprunghaft um ein Spannungsniveau verkleinert wird und entsprechend das X-Signal am Ausgang einen entsprechend kleineren Signalwert .hat. Das Y-Signal bleibt auf seinem Signalzustand liegen, so dass das zweite verkleinerte Abbild an einer neuen X-Koordinatenposition erzeugt· wird.

Mit dem zweiten Taktimpuls P2 wird der Flip-Flop 52 in den AUS-Zustand und· die Transistoren 81 sowie 201 in den nicht leitenden Zustand geschaltet. Gleichzeitig wird der Flip-Flop 53 in den EIN-Zustand und die Transistoren 82 und 202 in den leitenden Zustand geschaltet. Damit leuchtet die Lampe L2 auf und zeigt an, dass die zweite Abbildung vollendet ist. Der Transistor 82 führt einen grösseren Strom dem Eingang des Operationsverstärkers 83 zu, so dass dessen.ausgangsseitiges X-Signal sprungfÖrmig einen kleineren Signalwert annimmt und die dritte verkleinerte Abbildung'in einer dritten X-Koordinatenposition erscheint*

- 9 - . Der

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Der dritte Taktimpuls TJ schaltet den Flip-Flop 52 in den EIN-Zustand, wobei gleichzeitig der Flip-Flop 53 im EIN-Zustand verbleibt. Die von den Transistoren 81 und 82 gelieferten Ströme werden dem Eingang des Operationsverstärkers zugeführt und bewirken eine weitere sprunghafte Verringerung des auBgangsseitigen Y-Signals, um die vierte X-Koordinatenposition für die vierte verkleinerte Abbildung zu liefern. Es sei bemerkt, dass bis zu diesem Zeitpunkt die Y-Koordinatenposition noch nicht verändert wurde. Die Lampen Ll und L2 sind eingeschaltet, um anzuzeigen, dass die dritte Abbildung vollendet ist.

Der vierte Taktimpuls P4 schaltet die beiden Flip-Flops 52 und 53 in den AUS-Zustand und den Flip-Flop 54 in den EIN-Zustand. Das ausgangsseitige X-Signal des Operationsverstärkers steigt auf sein ursprüngliches Signalniveau an, wogegen der vom Transistor 41 dem Operationsverstärker 73 zugeführte Strom das ausgangsseitige Y-Signal um einen Schritt verringert. Dabei wird die Lampe IA eingeschaltet, um anzuzeigen, dass vier Abbildungen erzeugt wurden. Das verringerte Y-Signal bewirkt, dass die fünfte verkleinerte Abbildung an einer neuen Y-Koordinatenposition erzeugt wird. Diese neue Y-Koordinatenposition wird auch während der Wirksamkeit der Taktimpulse P5, P6 und P7 beibehalten, während welcher das Y-Signal eine weitere Folge voiiTreppenstufen durchläuft und die Darstellung der sechsten, siebten und achten Abbildung bewirkt..

Der Taktimpuls P8 schaltet den Flip-Flop 54 in den AUS-Zustand und den Flip-Flop 55 in cLen EIN-Zustand. Dadurch wird vom Transistor' 72 ein grösserer Strom dem Operationsverstärker 73 zugeführt, wodurch die Spannung des ausgangsseitigen Y-Signals_# abgesenkt wird. Dieses T-Signal wird für drei weitere Taktimpulse P9, PlO und Pll beibehalten, wobei gleichzeitig das 3-Signal den Zyklus der Treppenspannung ein drittes Mal durchläuft. Mit dem Impuls P12 wird der Flip-Flop 54 in

- 10 - ' den

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den EIN-Zustand zurückgeschaltet, so dass der von den Transistoren 71 und 72 gelieferte Strom das Y-Signal mit dem untersten Signalniveau "bewirkt, auf dem es verbleibt, während das X-Signal ein viertes und damit letztes Mal die treppen-; förmigen Signalniveaus durchläuft. ■ ^

Wenn der Taktimpuls P16 auftritt, werden die Flip-Flops 52 bis 55 in den.AUS-Zustand und der Flip-Flop 56 in den EIN-Zustand geschaltet, womit gleichzeitig das NOR-Gatter 5I sperrt und die Maßstab-Zählstufe 50 die Versetzungsstufen 70 und 80 nicht mehr ansteuert. Auch wird zu diesem Zeitpunkt die Darstellung weiterer Daten unterbunden, um zu vermeiden, dass in der ersten Bildposition eine Überblendung , stattfindet. Gleichzeitig zeigt die Lampe L16 an, dass der Bildschirm durch die Abbildungen voll ausgenützt ist.

Somit bewirkt die Schaltung gemäss Fig. 2 ein vier χ vier Feld verkleinerter Abbildungen in zeitlicher Folge, die auf einem Röntgenfilm von 279 x 356mm aufgezeichnet werden. In Fig. 5 ist ein solches vier χ vier Feld dargestellt, wobei die gestrichelten Kreislinien 4-12 beispielsweise die Grenzen einer Bildp.osition andeuten. Es ist offensichtlich, dass ein grösseres oder kleineres. Feld verkleinerter Abbildungen möglich ist, indem lediglich die für die Abbildung vorgesehenen Bereiche entsprechend geändert werden.

Wenn sich der Schalter 61 gemäss Fig. 2 in der unteren Position befindet, kann die Maßstab-Zählstufe 50 von Hand mit Hilfe eines Schalters 62 mit Taktimpulsen beaufschlagt werden. Dies bietet die Möglichkeit, statische Gammaabbildungen in verschiedenen Positionen aufzuzeichnen, wobei bis zu sechzehn statische Abbildungen auf einem 279 x 356mm-Film aufgezeichnet werden können. Es ist offensichtlich, dass die Schaltung gemäss Fig. 2 auch derart programmiert sein ka .a, dass jeweils zwölf bis vierzehn

- 11 - . Bilder

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Bilder für eine dynamische Abbildung vorgesehen sind, wobei die restlichen zwei bis vier Bilder für eine handbetätigte Steuerung reserviert werden, um statische Darstellungen in der Folge auf dynamische Darstellungen aufzeichnen zu können.

Eine beispielsweise konkrete Ausführung des Schaltkreises gemäss Fig.,2 kann mit Elementen aufgebaut werden, die die nachfolgend bezeichneten Werte haben:

Widerstände: 206, 207, 208, 209, 210,

77, 79, 87, 89 Je 470 0hm

211, 212, 75, 85 Je 15k-0hm

86, 76 , . je 5k-0hm

78, 88 .. je lOk-Ohm 74, 84- je lk-Ohm

Transistoren: 201 bis 205 Type 2N2218

71, 72, 81, 82 Type 2N706

Flip-Flops: 52 bis 56 Type MO79OP

Operationsverstärker: 73, 83 Type MC1439G

Lampen: Ll, L2, IA, L8, L16 Type CM22-1-XX-50

In Fig. 4 ist eine weitere, komplexere Ausfuhrungsform der Erfindung dargestellt, die für bestimmte Anwendungsfälle bevorzugt wird. Der Taktgeber 340 und die Maßstab-Zählstufe arbeiten im wesentlichen in derselben Weise wie bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2. Vier Ausgangssignale der Flip-Flops 354 bis 357 werden einer Positionsanzeige 410 zugeführt, die einen binären Dekoder zum Betreiben einer mit eins bis sechzehn nummerierten Lampenmatrix umfasst. Eine Rückstell- und handbetätigte Einstellstufe 360 dient der Rückstellung aller Flip-Flops in den AUS-Zustand und der Einstellung einer bestimmten gespeicherten Zahl in der Zählstufe 350. Im besonderen kann ein nicht dargestelltes vier χ vier Druckknopffeld vorgesehen sein, mit dem über dekodierte Ausgangssignale Einstell- und Rückstellanschlüsse der Flip-Flops 354 bis 358 in bekannter Weise angesteuert werden können.

- 12 - ■ Die

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Die Ausgänge der beiden Flip-Flops 354 und 355 steuern eine X-Achse-Versetzungsstufe 380 für sechzehn Positionen und je eine X-Achse- sowie X-Achse-Versetzungsstufe 370 bzw. 480 für vier Positionen mit ihren Ausgangssignalen an. Mit den Ausgangssignalen der Flip-Flops 356 und 357 wird eine Y-Achse-Versetzungsstufe 370 für sechzehn Positionen angesteuert. Diese Schaltung ist in Fig. 4 im Detail dargestellt und entspricht identisch der Schaltung der in Blockform dargestellten Versetzungsstufe 380. Auch die Schaltungen der Stufen 470 und 480 sind identisch mit der der Stufe 370, jedoch sind die Widerstandswerte verschieden, da die Versetzungsspannungen zur Erzeugung eines zwei χ zwei Feldes für die Bildpositionen von denjenigen verschieden sind, die zur Erzeugung eines

vier χ vier Feldes benötigt werden.

Die Versetzungsstufe 370 für sechzehn Positionen arbeitet grundsätzlich als Zwei-Bit-Digital-Analogümsetzer. Ein L-Dekoder 371 dekodiert die binären Werte der Flip-Flops 356 und 357 j um die richtigen der Operationsverstärker 372 bis 375 einzuschalten, deren Ausgangssignale am Eingang eines Verstärkers 376.summiert werden. Die Amplitude des ausgangsseitigen Y (16)-Signals hängt davon ab, welcher der Verstärker eingeschaltet ist, wobei diese Spannungen demselben Kurvenverlauf wie die Y-Signale gemäss Fig. 3 folgen. Zusätzlich steuert ein Zeichengenerator 420 die Differenzeingänge der Operationsverstärker 372 bis 375 mit Signalen an, um der erforderlichen Gleichspannung sich ändernde Signale zu überlagern, welche den Elektronenstrahl der Kathodenbildröhre entsprechend gewünschter Zeichen ablenken, so dass diese Zeichen in einer besonderen Position des Filmes aufgezeichnet werden können. Damit können eine geschriebene Patientenidentifikation sowie- Parameterdaten der Studie auf dem Film während der Durchführung der Studie aufgezeichnet werden.

- 13 - Eine¹

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Eine Y-Differenz- und Grössenstufe 390 empfängt von der 'Detektorelektronik 30 gemäss Fig. 1 Y-Gamma-Signale und ^; Y-Positron-Signale. Diese Y-Gamrna-Signale sind typischerweise die Betriebssignale mit der bekannten Ausnahme, dass bei einer "Positron -Koinzidenz" für die Abbildung beide Signale gleichzeitig ankommen und der Operationsverstärker 392 als Differenzverstärker arbeitet. Das Y-Gamma-Signal wird über den Operationsverstärker 392 an parallele Eingänge der Operationsverstärker 395 bis 396 angelegt. Die Y-Differenz- und Grössenstufe 390 empfängt auch T (16)-Signale von der Versetzungsstufe 370 für sechzehn Positionen, die durch einen YM-Schalter 431 an parallele Differenzeingänge der Operationsverstärker 393 bis 396 angelegt werden. Ein M-Dekoder dekodiert die Signale von einer Betriebsart-Einstellstufe 430, um von den Operationsverstärkern 393 bis 396 bestimmte auszuwählen und einzuschalten Grundsätzlich arbeiten die Operationsverstärker 393 bis 396 in der Weise, dass sie das Y-Gamma-Signal und das Y (16)-Signal vereinigen und ein Y¹-Signal erzeugen. Die Signalverstärkung wird durch diejenigen Operationsverstärker bestimmt, die vom M-Dekoder 391 eingeschaltet sind. Dadurch wird auch die Grosse des verkleinerten Abbildes auf der Kathodenbildröhre 110 bestimmt. Die Koordinatenposition des verkleinerten Abbildes wird vom Wert des Y (16)-Signals bestimmt. In der Betriebsart mit sechzehn Positionen ist die Übertragungsverstärkung derart eingestellt, dass die mit dem Y-Gamma-Signal assoziierte Bildgrösse um etwa einen Faktor vier verringert ist, um die dem Y'-Signal zugeordnete richtige Bildgrösse zu erzeugen.

Die X-Differenz- und Grössenstufe 400 ist mit der Y-Differenz- und Grössenstufe 390 identisch. Der XM-Schalter 432 und der YM-Schalter 431 arbeiten in Abhängigkeit von der Betriebsart-Eins teilst'ufe 430, um die Y (16)- und 7 (16)- oder Y (4)- und X* (4)-Signale über die X- und Y-Differenz- und Grössenstufen 390 und 400 abwechselnd zu übertragen. Wenn die Betriebsart für sechzehn Positionen eingestellt ist, werden die Y (16)-

- 14 - und

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und H (16)-Signale an die beiden Stufen 390 und A-OO angelegt. Die Verstärkung wird über- den M-Dekoder 391 und durch die äquivalente Schaltung in der Stufe 4-00 eingestellt, um in einer Folge sechzehn verkleinerte Abbildungen auf der Kathodenbildröhre 110 zu erzeugen. In Fig. 5 ist ein Beispiel für diese Betriebsart mit sechzehn Positionen auf einem in der · Kamera 120 angebrachten Film 410 dargestellt.

Die Betriebsart für vier Positionen wird typischerweise für die Aufzeichnung von vier getrennten statischen radioisotopen Studien verwendet und bedingt das Durchlaufen der vier Positionen durch Handeinstellung. In dieser Betriebsart für vier Positionen werden die T (4-)- und Ύ. (4)-Signale über den YM-

Schalter 4-31 und XM-Schalter 432 übertragen. Die Verstärkung der Stufen 390 und 400 wird durch die M-Dekoder in den beiden Stufen 391 und 400 ausgewählt, um für die Erzeugung von vier verkleinerten Abbildungen den richtigen Wert zu haben. Die handbediente Einstellstufe 360 schaltet die Zählstufe 350 durch vier Zählzustände, wodurch sich das in Fig. 6 dargestellte Ergebnis mit vier Abbildungen auf dem Film 420 einstellt.

In Fig. 5 kennzeichnet die gestrichelte Linie 411 die Grenze einer vollen'Bildgrösse des Schirmes der Kathodenbildröhr,e auf einem Film 410 von etwa 279 x 356mm. Mit den gestrichelten Linien 412 wird die Grenze von je einem verkleinerten Abbild bei der Betriebsart für sechzehn Positionen gekennzeichnet. Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 6 die Verhältnisse bei einer Betriebsart für vier Positionen, wobei die gestrichelte Linie 421 die volle Bildgrösse darstellt und die gestrichelte Linie 422 die Begrenzung eines verkleinerten Abbildes kennzeichnet. Die Grosse des verkleinerten Abbildes auf dem Film kann durch Ändern der Linseneinstellung,um mehr Filmfläche auszunutzen, vergrössert werden.

- 15 - ■ Eine

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Eine beispielsweise Verwirklichung der Schaltung gemäss Fig. 4 enthält folgende Komponenten:

Widerstände:	: Rl, R2, R3, R4	02	27k-0hm
	R5, R6, R7, R8		9,lk-0hm
	R9, RIO, RIl, R12		2,7k-0hm
	R21, R22, R26 bis R37	in Stufen 470 und-480	lOk-Ohm
	R23.		10 0hm
	R24, R25		■ ■ 5k-0hm
	R38	7,5k-Ohm
•	R39	3,74k-0hm
	R40	15k-0hm
	mi	(veränderlich) 25k-Ohm
Kondensatoren: Cl	100 mF
	0,01 mF
Flip-Flops	Typ SN 7476
NOR-Gatter	Typ SN 7402-
Widerstände
Rl bis R8	13k-0hm
R9 bis R12	2k-0hm

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung im Prinzip angedeutet. Anstelle einer verkleinerten Abbildung auf der Kathodenbildröhre und des Vorsehens einer elektronischen Versetzung der Abbildungen in verschiedene Positionen findet bei dieser Ausführungsform eine Kathodenbildröhre 500

Verwendung, die eine Abbildung in voller Grosse auf dem Bildschirm wiedergibt. Ein die Position und die Grosse erfassender Servomechanismus 510 erzeugt unter dem Einfluss der 3Γ- und Y-Signale von den Versetzungsstufen optisch eine verkleinerte Abbildung und bringt diese mechanisch schrittweise auf den Film in der Kamera 520. So könnte z.B. ein mit Hilfe eines X- und T-Schrittmotors angetriebener Spiegel verwendet werden, um die Abbildungen rasch von einer Position in die andere zu verschieben. Eine Einzellinse oder auch ein Linsensystem könnte in den Strahlengang von der Xathodenbildrohre 500 zum

- 16 - Film

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I* ' SR4P-1O73

Film in der Kamera 520 gebracht werden, um die Abbildung' zu verkleinern, wobei die Verschiebung von Hand oder elektrisch verändert werden könnte, je nachdem, ob die Betriebsart.für sechzehn Positionen oder vier Positionen Verwendung findet.

- 17 - Patentansprüche

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Claims

SR4P-1073

Patentansprüche

1.) Vorrichtung zur bildlichen Darstellung von Strahlung mit einem strahlungsempfindlichen Wandler, der Signale liefert, welche die rä.umlichen Koordinaten der Wechselwirkung eines Strahlungsquantes mit dem Wandler repräsentieren, und mit einer Aufzeichnungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnungsvorrichtung (70, 80, 90, 100) aus den räumlichen Koordinaten vom Wandler (20, 30) diskrete Koordinatenpositionen für eine Vielzahl von Strahlungsaufzeichnungen bestimmt, dass Steuereinrichtungen (40, 50* 60). mit den Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtungen (70, 80, 90, 100; 110, 120) verbunden sind, mit welchen wahlweise eine diskrete Koordinatenposition in Abhängigkeit von einer handbetätigten Betriebsart-Einstellstufe (60) und einer automatisch zeitgesteuerten sowie stufenförmigen Schrittfolge einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (20, 30) zwei elektrische Koordinatensignale (X, Y) liefert, dass die Aufzeichnungsvorrichtung zwei Versetzungsstufen (70, 80) umfasst, die Koordinatenpositionssignale '(X\ Y) mit η und m diskreten Werten liefern, wobei η und m ganze Vielfache von Eins sind, dass die Aufzeichnungsvorrichtung ferner Stufen (90,100) zur Verarbeitung der elektrischen Koordinatensignale und der Koordinatenpositionssignale umfasst, um Positionssignale (X¹, Y¹) zu

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SR4-P-1O73

liefern, die einer diskreten Aufzeichnungsposition zugeordnet sind, dass eine Kathodenbildröhre (110)" mit den PositionsSignalen beaufschlagbar ist und räumlich positionierte Lichtblitze erzeugt, die in einer Kamera (120) zum Belichten eines lichtempfindlichen Filmes _s dienen, dass die Steuereinrichtungen eine Maßstab-Zählstufe (50) umfassen, deren Zählkapazität gleich dem Produkt aus η und m ist und deren Ausgangssignale an die Versetzungsstufen (70, 80)anlegbar sind, um die Erzeugung der Koordinatenpositionssignale (X, Y₁) zu steuern, dass die Maßstab-Zählstufe (50) von einem Taktgeber (40) in bestimmten vorgegebenen Zeitintervallen zur Weiterschaltung der Zählstufe ansteuerbar ist, und ^ dass ein-handbetätigter Taktgeber vorhanden ist, der mit Hilfe eines Betriebsartschalters wahlweise anstelle des automatisch arbeitenden Taktgebers zur Ansteuerung der Maßstab-Zählstufe einschaltbar ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e η η ze i c h η e t, dass eine Anger-Szintillationskamera Verwendung findet, welche in Verbindung mit einer Detektorelektronik die elektrischen Koordinatensignale liefert, dass die Aufzeichnungsvorrichtungen die elektrischen Koordinatensignale derart zu verarbeiten in der Lage sind, dass eine Folge von. 2ⁿ verkleinerten Abbildungen auf dem Bildschirm der Kathodenbildröhre erzeugbar sind, wobei h · eine.ganze Zahl" grosser 2 ist und die Aufzeichnungsvor- { richtung zwei Dämpfungsvorrichtungen umfasst, um die Koordinatenpositionssignale um etwa einen Faktor η zu verkleinern, wobei die Versetzungsstufen zur Erzeugung der Koordinatenpositionssignale vom Taktgeber mit 2ⁿ Taktimpulsen in bestimmten Zeitint.ervallen ansteuerbar sind. , ,,; ..- -,'-

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SR4P-1073

4-. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennze ichnet, dass die Kamera einen einzigen, das Format der Kamera ausfüllenden Film enthält, auf dem die Vielzahl der Abbildungen festhaltbar ist, wobei der Ort der Abbildung von den von den Versetzungsstufen gelieferten Koordinatenpositionssignalen bestimmt wird und der Taktgeber sowie die Maßstab-Zählstufe die Koordinatenpositionssignale derart verändern, dass die Abbildungen auf dem Film in einer bestimmten Folge mit einem bestimmten Abstand angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennze ichnet, dass mit Hilfe der Differenz- und Grössenstufen (90, 100) zur Verarbeitung der elektrischen Koordinatensignale und der Koordinatenpositionssigaale eine Verkleinerung der auf dem Schirm der Kathodenbildröhre zur Darstellung kommenden Abbildungen in den durch die Versetzungsstufen bestimmten Positionen möglich ist.

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