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Vorrichtung zur Bestimmung der Strahlung von einer
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radioaktiv markierten, in den menschlichen Körper eingebrachten Substanz
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Strahlung von einer radioaktiv
markierten, in den menschlichen Körper eingebrachten Substanz, mit einem Detektor,
dessen Ausgangssignale in digitaler Form einem digitalen Speicher zugeführt werden.
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In der Nuklearmedizin ist es bekannt, eine radioaktiv markierte Substanz
in den menschlichen Körper einzubringen und die Verteilung der Substanz durch Messung
der von ihr herrührenden Strahlung zu bestimmen.
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Eine bekannte Vorrichtung zur Bestimmung der Strahlung weist einen
Strahlungsdetektor auf, vor dem ein Kollimator angeordnet ist, dessen Form und Ausdehnung
im wesentlichen der Größe und Form des interessierenden Organs entspricht. Eine
Anpassung an Form und Größe verschiedener Organe ist nur durch
Austauscn
des Kollimators möglich. Darüber hinaus ist die Größe des Detektors insgesamt durch
die Größe der größten abzutastenden Organe bestimmt. Es handelt sich aus diesem
Grund immer um ortsfeste Geräte.
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Eine andere Ausführungsform ortsfester schwerer Geräte weist einen
Detektor auf, in dem viele Szintilatoren nach Art einer Matrix nebeneinander angeordnet
sind. Mit einem derartigen Detektor läßt sich eine bildliche Wiedergabe der Verteilung
der Strahlung erzielen. Dabei wird ein Kollimator verwendet, der das Blickfeld der
einzelnen Szintilatoren richtet.
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Die durch solche Geräte erzielte Information ist sehr gut, jedocn
ist der Aufwand beträchtlich.
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Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung erfolgt eine rasterartige
Bewegung eines Detektors über den strahlenden Körper. Aucn mit dieser Vorrichtung
läßt sich eine bildliche Wiedergabe erzielen. Bei Verwendung mehrerer, auf nur einen
Punkt gerichteter Strahlungsempfänger ist es sogar möglich, die Information besonders
aus bestimmten Höhenschichten zu gewinnen.
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Allen zuvor genannten Vorrichtungen haftet der Mangel an, daß sie
aufwendig, teuer, schwer und ortsfest sind. Ein Patient kann daher in allen Fällen
nicht untersucht werden, in denen er aus zeitlichen oder räumlichen Gründen der
Vorrichtung nicht zugeführt werden kann, also z.B. bei Operationen oder während
eines Aufenthalts zu Hause. Die entsprechende Untersuchung muß daher unterbleiben,
obwohl sie von der Sache her zweckmäßig wäre.
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Durch das Buch "Thromboembolism" von V.V. Kakkar und A.J. Jouhar,
insbesondere Seiten 103 und 104, ist ein Strahlungsmeßgerät bekannt, das ein Anzeigeinstrument
sowie einen SzintiLationszähler aufweist, der über ein langes Kabel angeschlossen
ist. Es handelt sich also um ein übliches Strahlungsmeßgerät. Die Sonde wird zunächst
über einen Bezugsbereich des Körpers geführt, und diese Strahlung wird mit 100 %
angenommen.
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Das Gerät ist so ausgebildet, daß bei Überstreichen anderer Gebiete
des Körpers die Meßwerte in Prozent zu der Bezugsstrahlung angezeigt werden. Für
Untersuchungen, die die Strahlung über eine bestimmte Zeit erfassen sollen, ist
diese Vorrichtung nicht geeignet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bestimmung
der Strahlung von einer radioaktiv markierten, in den menschlichen Körper eingebrachten
Substanz zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Vorrichtungen nicht aufweist,
einfach, billig, leicht und klein ist und trotzdem Messungen über oder nach beliebigen
Zeiten ermöglicht.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß
der Detektor zusammen mit dem Speicher und einer eigenen netzunabhängigen Stromversorgung
eine Einheit bildet, die so klein ist, daß sie am Körper zu befestigen oder von
Hand über die Oberfläche des Körpers führbar ist, und daß ein Zeitschalter vorgesehen
ist, der die Dauer der Speicherung der digital gemessenen Signale bestimmt.
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Bei den bekannten Geräten zur Erfassung und Speicherung der Strahlung
über größere Flächen erfolgt eine großflächige
Abtastung und umfangreiche
Speicherung, wodurch der Aufwand und das Gewicht bedingt sind, die zu den beschriebenen
Nachteilen führen. Der Erfindung liegt ein anderer Gedanke zugrunde.
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Es erfolgt nämlich nicht eine elektrische oder mechanische Abtastung
einer Fläche durch das Gerät, vielmehr wird ein in bestimmter Weise ausgebildetes
kleines Gerät geschaffen, das von Hand über den interessierenden Bereich bewegt
wird. Diese Abtastung von Hand" ist nur dann möglich, wenn eine Speicherung der
Abtastwerte erfolgt. Da in der Regel mit der Hand keine Abtastung entlang genau
bestimmten Wegen und mit genau bestimmter Geschwindigkeit vorausgesetzt werden kann,
muß in der Praxis die Abtastzeit genügend groß gewählt und der Bedienungsperson
die Anweisung gegeben werden, das interessierende Gebiet periodisch möglichst gleichmäßig
abzufahren oder mit der Vorrichtung zu überstreichen.
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Eine gemäß der Lehre der Erfindung beschaffene Vorrichtung ist wegen
ihrer Kleinheit und Leichtigkeit leicht zu transportieren, also z.B. ohne Schwierigkeiten
auch bei Operationen oder an sonstigen beliebigen Orten anzuwenden. Sie ermöglicht
gleichzeitig auch eine fest Anbringung am Körper und die Aufnahme des zeitlichen
Verlaufs einer Strahlung, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein weiterer
Zeitschalter vorgesehen ist, der den Speichervorgang startet. Besonders dann, wenn
der weitere Zeitschalter den Speichervorgang nach vorherbestimmbaren Zeiten wiederkehrend,
insbesondere periodisch wiederkehrend,startet, läßt sich der zeitliche Verlauf der
Strahlung genau bestimmen, wobei die Genauigkeit natürlich von
der
Speicherkapazität und dem zeitlichen Abstand der Messungen abhängt. Die Vorrichtung
wird einfach am Patienten befestigt.
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Nach einer beliebigen Zeit können dann die eingespeicherten Werte
ausgewertet werden.
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Der Speicher ist zweckmäßigerweise ein Schieberegister, wobei der
weitere Zeitschalter vor jedem neuen Speichervorgang die eingespeicherten Werte
um eine Adresse weiterschiebt.
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Von besonderem Vorteil ist es, wenn eine Anzeigevorrichtung vorgesehen
ist, die das Ende des Speichervorganges anzeigt.
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Dadurch wird vermieden, daß zinke Bedienungsperson, die die Vorrichtung
über einen vorgegebenen Bezirk ständig hinwegbewegt, unnötig über die Speicherzeit
hinaus die Bewegung ausführt oder aber der Speichervorgang weitergeht, ohne daß
ein Führen der Vorrichtung erfolgt, wodurch Meßfehler entstehen würden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Speicher mit einer
Anzeigevorrichtung zu. Anzeige des jeweils gespeicherten Wertes versehen. Dadurch
ist eine jederzeitige Ablesung des Speicherwertes möglich. Das ist besonders dann
von Vorteil, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung mehrere derartige Vorrichtungen
gleichzeitig am Körper angebracht sind. Ist jede Adresse mit einer Anzeigevorrichtung
versehen, so kann jederzeit der bisherige zeitliche Verlauf abgelesen werden.
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Eine andere Möglichkeit zur Auswertung des Speicherinhalts besteht
darin, eine Ausgangsbuchse vorzusehen, über die der Speicherinhalt abfragbar ist.
Der Aufwand in der Vorrichtung ist damit geringgehalten, alle weiteren w .wertevorrichtungen
können stationär sein.
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Eine Weiterbildung betrifft eine Halterung zur Befestigung einer
Vorrichtung gemäß der Erfindung am Körper eines patienten. Sie weist eine Fassung
auf, die eine Fläche zur Anlage am Körper sowie eine Aufnahme enthält, in die die
Vorrichtung einsteckbar ist. Dabei können mehrere Fassungen eng nebeneinanderliegend
ein gemeinsames Teil bilden. In ein solches Teil können viele Vorrichtungen gemäß
der Erfindung eng nebeneinander mosaikartig eingesteckt werden. Dadurch ergibt sich
eine Art portable Facettenkamera. Die Halterung kann ohne Schwierigkeiten aus biegsamen
Material bestehen. Dadurch ist es möglich, Strahlung von Punkten rund um den Körper
aufzunehmen, indem die Halterung als Gürtel um den Körper gelegt wird.
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Darüber hinaus können die Fassungen zur Richtungeinstellung der Kollimatoren
verschiedener Vorrichtungen in bezuy zur Anlagerfläche kippbar sein. Insbesondere
dadurch lassen sich in Verbindung mit einer vorteilhaften Verteilung der Vorrichtungen
über den Körper Probleme bearbeiten, die sonst nur durch aufwendige Ganzkörpervorrichtungen
analysiert werden können.
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Um eine Anzeige auch während der Anordnung am Körper, insbesondere
bei Anordnung in einer Halterung gemäß der Erfindung, zu ermöglichen, befindet sich
die Anzeigevorrichtung zweckmäßigerweise auf der dem Detektor abgewandten Seite.
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Der Detektor besteht zweckmäßigerweise aus einem Quecksilberjodidkristall,
an dem Elektroden befestigt sind. Über diese Elektroden kann eine Vorspannung zugeführt
werden, die von der eingebauten Stromversorgung, die im wesentlichen aus einer Batterie
und einem Spannungswandler besteht, versorgt
werden. Der Kristall
gibt dann unmittelbar Signale ab, die gezählt und ausgewertet werden können. Ein
derartig beschaffener Kristall eignet sich besonders für die kleine Ausführung gemäß
der Erfindung.
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Als von besonderem Vorteil hat es sich erwiesen, wenn mehrere kleine
Kristalle nebeneinander angeordnet und ihre Elektroden parallelgeschaltet werden.
Auch ist es möglich, daß mehrere Paare von jeweils gegenüberliegend aut der Oberfläche
eines scheibenförmigen Quecksilberjodidkristalls getrennt angeordneten Elektroden
parallelgeschaltet sind. Durch eine derartige getrennte Ausbildung der Elektroden
und ihre spätere Parallelschaltung ergibt sich ein besseres Empfindlichkeitsverhalten
des Kristalls.
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Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Fig. 1 zeigt perspektivisch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 zeigt eine Ansicht von unten gegen die Vorrichtung gemäß Fig. 1, Fig. 3 zeigt
eine Halterung gemäß der Erfindung mit darin befindlichen Vorrichtungen gemäß Fig.
1, Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform einer Fassung ähnlich gemäß Fig. 3,
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild der Vorrichtung gemäß Fig. 1.
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Fig. 1 zeigt ein Gehäuse 1, dessen Unterseite 2 in Fig. 2 gezeigt
ist. In der Unterseite befindet sich ein Kollimator 3, hinter dem sich ein mit gestrichelten
Linien angedeuteter Quecksilberjodidkristall 4 befindet.
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Wie in Fig. 1 erkennbar, befinden sich an einer Seitenfläche des
Gehäuses 1 Schalter 5 und 6 sowie Einstellknöpfe 7 und 8. Der Schalter 5 dient zum
Start des Speichervorganges, wobei die Länge des Speichervorganges mit dem Einstellknopf
7 einstellbar ist. Mit dem Schalter 6 ist ein weiterer Zeitschalter einstellbar,
der periodisch wiederkehrend den Speichervorgang einleitet, wie er auch durch den
Schalter 5 eingeleitet wird. Die periodische Wiederkehr läßt sich mit dem Einstellknopf
8 einstellen. Natürlich sind auch beliebige Programme verwendbar, mit denen die
Wiederkehr beliebig wählbar ist. In einem solchen Fall werden zur Einstellung des
Programms mehrere Schalter vorgesehen. Der mit dem Schalter 6 einschaltbare weitere
Zeitschalter oder die Programme sind natürlich nur dann erforderlich, wenn eine
feste Anbringung der Vorrichtung am Körper eines Patienten und eine Messung des
zeitlichen Verlaufs über eine längere Zeitspanne erfolgt.
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Außerdem ist eine Anzeigevorrichtung 9 vorgesehen, die jeweils das
Ende eines Speichervorganges anzeigt. Es ist also z.B. die Vorrichtung in dem Gehäuse
1 mit der Unterseite 2 so lange über einen vorgegebenen Oberflächenbereich des Körpers
eines Patienten zu bewegen, bis die Anzeigevorrichtung 9 aufleuchtet.
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In dem Gehäuse 1 ist außerdem eine Buchse 10 vorgesehen, über die
der eingebaute Speicher abfragbar ist.
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Auf der Oberseite 11 des Gehäuses 1 befindet sich eine Anzeigevorrichtung
12, die zur Anzeige des Speicherinhalts dient. Sind im Speicher mehrere Adressen
vorhanden, so sind entsprechend mehrere Ziffernstellen bei digitaler Anzeige vorgesehen.
Ist jeder Adresse eine Ziffer zugeordnet, so ist eine Quantisierung der Meßwerte
in zehn Stufen möglich. Die Stellen werden zweckmäßigerweise durch LCD's oder LED's
gebildet. Die Anzeigevorrichtung 12 befindet sich auf der dem Kristall 4 abgewandten
Seite, so daß bei enger Anordnung mehrerer Gehäuse 1 die Speicherwerte auf den Oberseiten
11 ablesbar sind.
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Eine solche Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt. Mehrere Gehäuse
1 mit den Vorrichtungen sind in eine Halterung 13 eingesteckt, in der sich Fassungen
14 befinden. Auf der Unterseite der Fassungen 14 bzw. Halterungen 13 ist eine Anlagefläche
15 gebildet, die auf einen Körper auflegbar ist, so daß die Lage des Gehäuses 1
in bezug zur Oberfläche des Körpers fest liegt.
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Die Halterung 13 besteht aus biegsamem Material, so daß sie an die
Oberfläche eines Körpers anpaßbar ist, bei entsprechender Ausbildung sogar um den
gesamten Körper herumgelegt werden kann. Die Darstellung in Fig. 3 zeigt nur einen
Teil der Halterung 13. An den Seiten der Halterung 13 befinden sich Gurte 16 und
17 zur Befestigung am Körper mittels einer Schnalle 18.
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Fig. 4 zeigt einen Teil einer Halterung 19,in deren Ausnehmung 20
eine Fassung 21 in alle Richtungen verschwenkbar
eingesetzt ist.
In der Fassung 21 steckt ein Gehäuse 1 mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
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Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Ein Signaldetektor 22 mit einem HgJ2-Kristall wird über eine Vorspannungserzeugung
23 durch eine eingebaute, netzunabhängige Energiequtlle 24 (Batterie) mit einer
Vorspannung versorgt. Die Ausgangssignale des Signaldetektors gelangen in einen
Diskriminator 25, dessen Ausgang mit einem Pulszähler 26 verbunden ist. Die Zählzeit
dieses Pulszählers ist durch eine Zeitsteuerung 27 einstellbar, ebenso wie die Wiederkehr
der Zählung und damit der Messung. Durch eine mit gestrichelten Linien angedeutete
LCD-Anzeige 28 sind die jeweiligen Zählwerte des Puls zähle rs ablesbar. Die LCD-Anzeige
28 kann auch mit einem Speicher 29 verbunden sein, in den die Impulse des Pulszählers
26 ebenfalls gelangen, wo sie gespeichert werden.
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Die so gebildete Vorrichtung ist in das durch strichpunktierte Linien
angedeutete Gehäuse 1 eingebaut. Über die Buchse 10 ist der Inhalt des Speichers
29 abfragbar und in einer Auswerteeinheit 30 auswertbar.
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Das Gehäuse kann so klein und rund unddicht sein, daß es von einem
Patienten verschluckbar oder implantierbar ist.