DE2641775C2

DE2641775C2 -

Info

Publication number: DE2641775C2
Application number: DE2641775A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Elscint Ltd
Current assignee: Elscint Ltd
Priority date: 1975-09-17
Filing date: 1976-09-17
Publication date: 1988-03-03
Also published as: US4095108B1; IL48111A; FR2325054A1; DE2641775A1; FR2325054B3; GB1555085A; IL48111A0; US4095108A

Description

Die Erfindung betrifft eine Szintillationskamera nach dem Überbegriff des Anspruches 1 sowie des Anspruches 3 (beispielsweise eine Anger-Gamma-Kamera), wie sie im US-Patent 3 011 057 beschrieben ist.

Eine übliche Anger-Gamma-Kamera besteht aus einem Szintillationskristall, der auf Strahlungswechselwirkung zur Erzeugung von Lichtvorgängen an räumlichen Stellen anspricht, die den Stellen entsprechen, an denen die Strahlungswechselwirkung mit dem Szintillationskristall zusammenwirkt. Außerdem besitzt die Kamera eine Vielzahl von Fotodetektoren, die in einer vorgegebenen Gruppierung in bezug auf den Kristall angeordnet sind und die Ausgangssignale in Abhängigkeit von den im Szintillationskristall erzeugten Lichtsignalen erzeugen.

Eine Anger-Gamma-Kamera weist eine Signalverarbeitungseinrichtung auf, die auf Ausgangssignale anspricht, um ein Energiesignal zu erzeugen, das der gesamten Energie der Szintillation entpsicht, die die Ausgangssignale erzeugt. Die Signalverarbeitungseinrichtung besitzt ferner eine Koordinatenberechnungsschaltung, die auf die Fotodetektor- Ausgangssignale anspricht, welche bei Auftreten einer Szintillation im Szintillationskristall erzeugt werden, um die Ortskoordinaten der Szintillation festzulegen.

Anger-Gamma-Kameras der vorbeschriebenen Art sind an sich bekannt und werden in der Nuklear-Medizin in großem Umfang verwendet, um Abbildungen über die Verteilung von Radioaktivität in einem zu untersuchenden Objekt, z. B. in einem Organ eines menschlichen Körpers zu erhalten, das eine für diagnostische Zwecke bestimmte radioaktive Quelle enthält. In Abhängigkeit von der Art der verwendeten Quelle besitzt die gesamte direkte Strahlung, die im Organ erzeugt wird, einen vorgegebenen Energiepegel, z. B. 120 KeV.

Zusätzlich zu dieser direkten Strahlung, die auf den Szintillationskristall mit einem Energiepegel auftrifft, der dem verwendeten radioaktiven Element in dem zu untersuchenden Organ entspricht, können auch andere Szintillationen auf den Kristall auftreffen und mit diesem zusammenwirken. Dies gilt beispielsweise für die Hintergrundstrahlung, die sich vor allen aus der kosmischen Strahlung ergibt. Zusätzlich können weitere Szintillationen von einer Streuung der direkten Szintillationen, die von dem Element erzeugt werden, herrühren, wobei diese Streustrahlung ebenfalls auf den Szintillationskristall auftrifft. Diese Streustrahlungswechselwirkungen beinhalten auch die sogenannten Comptonprodukte, die von einem Zusammenwirken der direkten Strahlungswechselwirkung mit weichen Geweben im menschlichen Körper herrühren.

Da die direkte Strahlungswechselwirkung mit vorbestimmter Energie auftritt, können die Streustrahlungswechselwirkungen von den direkten Strahlungswechselwirkungen unterschieden werden, indem das Energiesignal, das durch die mit der Szintillationskamera verbundene Signalverarbeitungseinrichtung erzeugt wird, durch einen Ein-Kanal-Analysator hindurchgeschickt wird, der ein Energiefenster besitzt, das das Energieniveau des verwendeten radioaktiven Elementes erfaßt. Wegen der statistischen Änderungen der Anzahl der Photonen, die bei einer Szintillation erzeugt werden, kann die Größe des Energiefensters etwa 20% des bekannten Energieniveaus des verwendeten Elementes betragen, damit eine brauchbare Anzahl von Szintillationen erfaßt wird. Normalerweise ist jedoch das Fenster so groß, daß sogenannte Streustrahlungswechselwirkungen, die mit dem Szintillationskristall zusammenwirken, ebenfalls erfaßt und so gewertet werden, als wenn diese Szintillationen durch direkte Strahlungswechselwirkungen erzeugt würden. Dies ist teilweise für die Nicht-Linearität von Gamm-Kameras verantwortlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Szintillationskamera der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß die Homogenität der örtlichen Empfindlichkeit verbessert wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 3 gelöst.

Da die Koordinaten einer Szintillation, die aufgrund der von den Fotodetektoren gelieferten Ausgangssignale durch die Signalverarbeitungseinrichtung ermittelt wurden, nur dann der weiteren Auswertung zugeführt werden, wenn die Darstellung der Gesamtenergie der Szintillation innerhalb des Energiefensters liegt, das funktionell mit den Koordinaten der Szintillation im Szintillationskristall in Beziehung steht, werden ausschließlich direkte, ungestreute Strahlungswechselwirkungen, die mit dem Szintillationskristall zusammenwirken, erfaßt und unerwünschte, indirekte oder Streustrahlungswechselwirkungen, die mit dem Szintillationskristall zusammenwirken, ausgeschieden.

Die Menge an Licht, die von den fotoempfindlichen Oberflächen von Fotodetektoren in einer Anordnung der Gruppe aufgenommen wird, wenn eine Strahlungswechselwirkung mit einer festen Energie mit dem Szintillationskristall zusammenwirkt, ändert sich in Abhängigkeit von der Lage der Szintillation in der Ebene des Szintillationskristalls. Wenn beispielsweise eine Szintillation direkt in der Projektion der fotoempfindlichen Oberfläche des Fotodetektors auf den Szintillatiobnskristall auftrifft, wird die Anzahl der von dem Fotodetektor aufgenommenen Photonen üblicherweise unterschiedlich von der Anzahl der Photonen sein, die dann vom Fotodetektor aufgenommen werden, wenn die Szintillation in einem Ringbereich um die Projektion der fotoempfindlichen Schicht auf den Szintillationskristall erfolgt. Bei Szintillationen der letzteren Art wird der größte Teil der Photonen entweder aus dem Szintillationskristall austreten oder aber innerhalb des Szintillationskristalls absorbiert, ohne daß diese Photonen einen Beitrag zu den Ausgangssignalen der Fotodetektoren liefern.

Die Veränderung der Anzahl der Photonen, die von einem Fotodetektor erfaßt werden, ist somit eine Funktion der Lage der Szintillation bezogen auf den Fotodetektor und bewirkt, daß das Energiesignal, das an sich die Gesamtenergie der Szintillation repräsentieren soll, funktionell von der Position der Szintillation in der Ebene der Szintillation abhängt. Diese funktionelle Abhängigkeit der Energiesignale von der Lage der Szintillationen in der Szintillationskristallebene führt dazu, daß der Ein-Kanal-Analysator fälschlicherweise Lichtvorgänge aufnimmt bzw. zurückweist, wodurch die Wiedergabetreue des Bildes leidet, das am Ausgang der Koordinatenberechnungsschaltung erhalten wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 und 4.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil einer herkömmlichen Gamma-Kamera zur Erläuterung des Einflusses der örtlichen Lage einer Szintillation in der Szintillationskristallebene auf die Menge des von einem Fotodetektor aufgenommenen Lichtes,

Fig. 2 eine Aufsicht auf eine Gruppe von Fotovervielfachern einer herkömmlichen Gamma-Kamera,

Fig. 3 die Wahrscheinlichkeitsdichte-Funktion für das Auftreten von Szintillationen an verschiedenen Stellen innerhalb des Szintillationskristalls bezogen auf einen Fotodetektor,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Signalverarbeitungseinrichtung zur Auswertung der errechneten Koordinaten,

Fig. 5 eine Ausführungsform einer Kompensationseinrichtung, und

Fig. 6 eine zweite Ausführungsform der Kompensationseinrichtung.

In Fig. 1 ist mit 10 eine herkömmliche Szintillationskamera in Form einer Anger-Gamma-Kamera dargestellt, deren wesentliche Bestandteile, soweit sie hier von Interesse sind, ein Szintillationskristall 11 und eine Anzahl von Fotodetektoren 12 sind. Bei einer praktischen Ausführung ist ein hier nicht näher dargestellter Kollimator der Oberfläche 13 des Szintillationskristalls 11 benachbart angeordnet. Des weiteren sind nicht dargestellte Lichtleiter vorgesehen, die zwischen dem Szintillationskristall und den Fotokathoden 14 der Fotodetektoren 12 angeordnet sind. Diese Lichtleiter bestehen in an sich bekannter Weise aus einer Glasabdeckung für den Szintillationskristall und aus darüber angeordneten Kunststoff- Lichtleitern, um das Licht vom Szintillationskristall an die Fotodetektoren 12 zu leiten.

Die Strahlen 15 A und 15 B stammen beispielsweise von einem menschlichen Organ, das ein in seiner Stärke für diagnostische Zwecke ausreichendes radioaktives Element enthält, welches beispielsweise bei 16 schematisch dargestellt ist; sie verlaufen senkrecht zur Oberfläche der Ebene 13 und treten in den Szintillationskristall 11 ein. Hier wirken sie mit großer Wahrscheinlichkeit mit dem Szintillationskristall zusammen, um Szintillationen 17 A, 17 B zu erzeugen, die dann die gleiche örtliche Beziehung zueinander aufweisen wie die Punkte im Organ 16, von dem die Szintillationen ausgegangen sind. Normalerweise besteht eine begrenzte Zeitdifferenz zwischen dem Auftreten der Szintillationen 17 A und 17 B. Der einfacheren Darstellung wegen sind jedoch beide Szintillationen in der Zeichnung dargestellt.

In Fig. 1 sind lediglich zwei Fotodetektoren gezeigt; in der Praxis werden jedoch 19 dieser Fotodetektoren verwendet, die in einem 3-4-5-4-3-Hexagonal-Schema so angeordnet sind, daß die Fotokathoden der Fotodektektoren auf den Szintillationskristall hin gerichtet sind und somit die im Szintillationskristall auftretenden Szintillationen erfassen. Die Fotodetektoren haben einander überlappende Betrachtungsfelder, so daß Szintillationen, die an einer beliebigen Stelle im Szintillationskristall auftreten, durch sämtliche Fotodetektorröhren erfaßt werden, die Ausgangssignale erzeugen. Jedes Ausgangssignal wird integriert, um einen Meß- bzw. Mittelwert der von einem Fotodetektor aufgenommenen Energie entsprechend einer Szintillation zu liefern. Die Verarbeitung der Ausgangssignale, die z. B. in der im US-Patent 3 011 057 beschriebenen Weise vorgenommen werden kann, liefert die Koordinaten der Szintillation. Die direkte Strahlungswechselwirkung vom Organ, z. B. eine direkte Szintillation, die vom radioaktiven Element herrührt, kommt mit einem Energiepegel an, der im wesentlichen durch die Art des verwendeten Elementes bestimmt ist. Als Strahlungsquelle wird beispielsweise ein Element verwendet, das eine Strahlung von 120 KeV erzeugt. Zusätzlich zu den direkten Szintillationen des Szintillationselementes nimmt der Szintillationskristall 11 auch Hintergrundstrahlungswechselwirkungen, die auf kosmische Strahlung zurückzuführen sind, sowie sogenannte Compton-Produkte, die auf Streuwirkungen zurückzuführen sind, welche beim Auftreffen der Strahlungswechselwirkungen des radioaktiven Elementes auf das Ortgan 16 umgebendes weiches Gewebe und anderes Material entstehen. Auch diese Wechselwirkungen beaufschlagen den Szintillationskristall und erzeugen Szintillationen. Es ist bekannt, daß Szintillationen, die auf Hintergrundwechselwirkungen sowie auf die Compton-Produkte zurückzuführen sind, von Szintillationen unterschieden werden können, die auf die direkten Wechelwirkungen vom Element zurückzuführen sind, und zwar vor allem aufgrund der Energie der Szintillationen. Diese Unterscheidung wird durch einen Ein-Kanal-Analysator (EKA) in der Signalverarbeitungseinrichtung durchgeführt, die mit der Szintillationskamera verbunden ist. Im Idealfall würde der EKA nur solche Szintillationen wirksam machen, deren Energie mit dem verwendeten radioaktiven Element übereinstimmt.

Aus Gründen, auf die nachstehend noch näher eingegangen wird, muß der EKA ein Energiefenster für die gültigen bzw. ausgewerteten Szintillationen aufweisen, deren Energie innerhalb eines Fensters liegt, dessen Größe in etwa 20 bis 25% der Energie entspricht, die dem verwendeten radioaktiven Element zugeordnet ist. Ein Fenster ist wegen der Statistischen Änderungen der Anzahl von Photonen notwendig, die von den Szintillationen bei gleicher Energie der Strahlen ausgesandt werden.

Das gesamte Licht, d. h. die gesamte Energie, die von den Fotodetektoren bei einer Szintillation aufgenommen wird, welche auf eine Wechselwirkung mit vorgegebener Energie zurückzuführen ist, ist abhängig von der Ortskoordinatenlage der Szintillation innerhalb des Szintillationskristalls. Aus diesem Grunde muß das Energiefenster des EKA breit genug sein, um Energieänderungen Rechnung zu tragen, die darauf zurückzuführen sind, daß die Stärke des von der Fotodetektoranordnung empfangenen Lichtes abhängig ist von der räumlichen Anordnung der Szintillationen im Szintillationskristall. Wegen der Fenstergröße werden auch Streustrahlungswechselwirkungen, deren Energie innerhalb des Fensters liegt, durch die Signalverarbeitungseinrichtung wie Strahlungswechselwirkungen behandelt, die direkt aus dem zu untersuchenden Organ stammen. Es ist auch nicht mit noch so großem Aufwand für die Ausbildung der Lichtübertragungseinrichtung oder die Korrektur der einzelnen Ausgangssignale auf der Grundlage der räumlichen Lage der Szintillation eine Korrektur oder Kompensation fürt Szintillationen zu erzielen, die von einer Streustrahlunbg herrühren und als Szintillationen einer direkten Strahlung betrachtet werden. Dieses Problem ist vor allen Dingen deshalb kompliziert, weil sich die Art des Streuphänomens vom Patient zu Patient und auch von Organ zu Organ ändert.

Die Abhängigkeit der von den Fotodetektoren empfangenen bzw. aufgenommenen Energie von der Koordinatenlage ist in Fig. 1 dargestellt. Die Szintillation 17 A tritt zentral in bezug auf die Fotokathode 14 des Fotodetektors 12 A innerhalb der volumetrischen Abbildung der Fotokathode auf dem Szintillationskristall auf, so daß die gesamte Strahlung innerhalb des konischen Winkelkegels α auf die Fotokathode auftrifft. Die Strahlung innerhalb des ringförmigen Winkelkegels β trifft auf einen Ringabschnitt 18 zwischen benachbarten Fotodetektoren auf; diese Strahlung wird in den Szintillationskristall zurückreflektiert und dort absorbiert. Reflektierte Strahlung wird durch die anderen Fotodetektoren, die entfernt von dem Szintillationsvorgang angeordnet sind, empfangen, wodurch die Wirksamkeit der Ausgangssignale in bezug auf die Genauigkeit der Auswertung verringert wird.

Die Szintillation 17 B tritt in etwa zwischen zwei benachbarten Fotodetektoren auf, wobei die gesamte Strahlung innerhalb des konischen Winkels bzw. innerhalb des Kegels γ auf den Bereich des Szintillationskristalls zwischen zwei benachbarten Fotodetektoren auftrifft, und geht aus diesem Grunde für genaue Auswertergebnisse verloren. Außerdem sind Ungleichförmigkeiten in den gegen Strahlung empfindlichen Oberflächen der Fotodetektoren vorhanden. Alle diese Faktoren tragen zu der lokalen Abhängigkeit der Empfindlichkeit im Bezug auf die Anzahl von Photonen bei, die durch die Fotodetektoranordnung bei einer Szintillation mit vorgegebener Energie aufgenommen werden.

Wenn eine große Anzahl (N) von Strahlungswechselwirkungen mit vorgegebener Energie E₀ auf den Szintillationskristall im Punkt A auftreffen (Fig. 2), wobei der Punkt A auf der optischen Achse des Fotodetektors 12 A liegt, und wenn das Ausgangssignal dieses Fotodetektors integriert wird, um ein Maß für die Energie jeder Szintillation zu erhalten, der durch die Strahlungswechselwirkung erzeugt würde, stellt sich heraus, daß die additive Verteilung von Szintillationen eine Funktion der Energie ist. Die Spitze dieser Verteilungskurve liegt dann in der Nähe der festen Energie E₀. Die Wahrscheinlichkeitsdichte dN/dE hat dann einen Verlauf, wie er durch die mit einer Spitze versehene Kurve 20 der Fig. 3 dargestellt ist, die symmetrisch zu E₀ angeordnet ist. Grob gesprochen bestimmt die Ordinate dN/dE der Kurve bei jedem Energiewert E die Wahrscheinlichkeit, daß eine Szintillation mit dieser Energie auftritt.

Wenn nun die gleichen Vorgnge für andere Punkte durchgeführt werden, die örtlich gegenüber dem Punkt A versetzt sind, beispielsweise für die Punkte B und C im ringförmigen Bereich des Kristalls, der den Fotodetektor 12 A umgiebt, wird eine andere Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung erhalten. Generell weist jede dieser Kurven ein Maximum auf, das niedriger ist als das der Energie E₀. Die Kurven 21 und 22 zeigen zwei weitere typische Dichteverteilungen. Bei der Kurve 22 ist das Maximum gegenüber dem Maximum der Kurve 20 verschoben, wobei diese Verschiebung durch eine Energie W _m bestimmt ist, und wobei die Kurve 22 auf Strahlungswechselwirkungen basiert, die in einem bestimmten Abstand und in einem bestimmten Winkel bzw. Azimuth zum A auftreten.

Die Kurve 21 gibt eine Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung wieder, die zwischen den Kurven 20 und 22 liegt. Eine derartige Kurve wird normalerweise von einer Strahlung erhalten, die auf den Szintillationskristall an einer Stelle x, y (d. h. an der Stelle B) auftritt. Das Maximum der Kurve 21 ist gegenüber dem Maximum der Kurve 20 um die Energie W _ÿ verschoben.

Die symmetrischen Kurven 20, 21 und 22 können mit Hilfe einer Meßmethode ermittelt werden, die ein Gerät benutzt, wie es beispielsweise in US-PS 3 745 345 beschrieben ist. Hierbei wird eine mit einer Öffnung versehene Maske in unmittelbarer Nähe des Szintillationskristalls zur Lokalisierung des Einfalls einer Strahlungswechselwirkung auf den Szillationskristall angeordnet. Da die Koordinaten jeder Öffnung bekannt sind, können die errechneten Koordinaten der Szintillationen mit den tatsächlichen Koordinaten verglichen werden und es kann daher eine Korrekturliste aufgestellt werden, um auf diese Weise eine Kompensation für die nichtlineare, örtliche Anzeige der Kamera zu erhalten.

Auf ähnliche Weise können die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen an verschiedenen Stellen des Szintillationskristalls erhalten werden, wird, d. h. ein Analysator, der die Szintillationen nach ihrer Energie auswählt. Aus diesen Daten kann dann der Wert W _ÿ für jede Stelle am Szintillationskristall und auch der Maximalwert W _m ermittelt werden.

Das Energiefenster eines der Signalverarbeitungseinrichtung zugeordneten EKA für die Gamma-Kamera weist somit eine Breite von W _m + Δ E, was etwa 20 bis 25% von E₀ entspricht, auf, um den Szintillationen Rechnung zu tragen, die in allen möglichen Koordinatenpositionen im Szintillationskristall auftreten. Die Folgen eines derart großen Energiefensters stellen sich bei Berücksichtigung des Einflusses der während der tatsächlichen Verwendung auftretenden Compton-Produkte auf die Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung unterschiedlich von der Verwendung der Gamma-Kamera im geeichten Zustand oder aber unter Meßbedingungen dar. In Fig. 3 zeigen die Verlängerungen 20 A, 21 A und 22 A der Kurven 20, 21 und 22 den Einfluß der Streustrahlungswechselwirkungen. Wenn daher die an einen Fotodetektor gelieferte Energie den Wert

E₁ = E₀-W _m+Δ E

hätte, d.h. am unteren Ende des Fensters läge, würde eine Szintillation, die den Fotodetektor veranlaßt, Energie aufzunehmen, als gültiger Vorgang betrachtet und würde zu der von der Szintillationskamera erzeugten Bilddarstellung einen Beitrag liefern. Unabhängig davon, wo die Szintillation aufgetreten ist, würde sie von der Signalverarbeitungseinrichtung als gültig angesehen werden.

Aus Fig. 3 ergibt sich, daß die Wahrscheinlichkeit sehr gering ist, daß ein Energiesignal E₁ aufgrund einer Szintillation am Punkt A erhalten wird (Fig. 2). Diese Wahrscheinlichkeit ist am Punkt 23 in Fig. 3 angezeigt. Die höchste Wahrscheinlichkeit, die am Punkt 24 angezeigt ist, besteht darin, daß die Szintillation am Pnkt C auftritt. Unter der Annahme, daß die Koordinatenberechnungsschaltung der Signalverarbeitungseinrichtung der Szintillationskamera festgestellt hat, daß eine Szintillation mit der Energie E₁ am Punkt A aufgetreten ist, besteht eine größere Wahrscheinlichkeit, daß die Szintillation das Ergebnis einer Streustrahlungswechselwirkung anstatt das Ergebnis einer direkten Strahlungswechselwirkung ist (vergl. in Fig. 3 die Punkte 25 und 23). Mit anderen Worten heißt dies, daß wahrscheinlich ist, daß die Szintillation nicht in die Bilddarstellung aufgenommen werden sollte.

Fehler der vorbeschriebenen Art können eliminiert bzw. wesentlich reduziert werden, indem eine Szintillation nur dann Gültigkeit erhält, d. h., eine Szintillation nur dann als Ergebnis einer direkten Strahlung anerkannt wird, die sich von der Streustrahlung unterscheidet, wenn die Energie der von dem Fotodetektor gemessenen Szintillation innerhalb des Energiefensters liegt, und zwar in funktioneller Abhängigkeit von den Koordinaten der Szintillation. Wenn beispielsweise die Koordinatenberechnungsschaltung ergibt, daß eine Szintillation am Punkt A (Fig. 2) aufgetreten ist, muß die gemessene Energie der Szintillatzion, die nachstehend mit E _n bezeichnet wird, folgender Bedingung genügen:

E₀ - (Δ E)/2 E _n E₀ + (Δ E)/2.

Falls E _n den Wert E₁ hat, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, d. h. eine Energie besitzt, für die die Wahrscheinlichkeit besteht, daß eine Szintillation an der Stelle A aus einer Streustrahlungswechselwirkung resultiert, wird diese Szintillation als eine solche Szintillation eingestuft, die aller Wahrscheinlichkeit nach nicht durch eine direkte Strahlungswechselwirkung erzeugt worden ist.

Wenn andererseits E _n einer Szintillation einen Wert E₁ hat und die berechneten Koordinaten diese Szintillation der Position C (Fig. 2) zuordnen, würde diese Szintillation gültig gemacht, da E _n die Bedingung erfüllt:

E₀ - W _m - (Δ₃/2) E _n E₀ - W _m + (Δ E)/2.

Auf diese Weise kann die Gültigkeitsaussage einer Koordinatenberechnung Szintillation um Szintillation unter Verwendung der Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung, die durch den beschriebenen Eichvorgang erhalten wird, ausgeführt werden.

Fig. 4 zeigt eine Signalverarbeitungseinrichtung 300 für die Verwendung bei einer Szintillationskamera in Form einer üblichen Anger-Kamera 301. Die Signalverarbeitungseinrichtung 300 besitzt eine Koordinatenberechnungsschaltung 302 zur Berechnung der Koordinaten von Szintillationen aufgrund der von der Szintillationskamera 301 gelieferten Ausgangssignale. Eine derartige Koordinatenberechnungsschaltung kann beliebig aufgebaut sein. Die Signalverarbeitungseinrichtung 300 besitzt ferner einen breitbandigen Einkanal-Analysator 303, dem die Summe aller Ausgangssignale der Fotodetektoren der Szintillationskamera 301, d. h. E _n, zugeführt wird. Das Fenster des Einkanal-Analysators (EKA) 303 ist entsprechend den Eichergebnissen festgelegt und reicht von

E₀ - W _m - (Δ E)/2 bis E₀ + (Δ E)/2

und weist somit eine Fensteröffnung von W _m+Δ E auf. Wenn E _n durch dieses Fenster in den EKA 303 gelangt, verwendet die Koordinatenberechnungsschaltung 302 die Energie eines Lichtvorganges, um die Koordinaten x, y der Szintillation zu berechnen. Sowohl E _n der Szintillation als auch die Koordinaten dieser Szintillation werden einer einkanaligen Kompensationseinrichtung (304) zugeführt, die dann festlegt, ob E _n die folgende Bedingung erfüllt:

E₀ - W _ÿ - (Δ E)/2 E _n E₀ - W _ÿ + (Δ E)/2. (1)

Dabei ist W _ÿ ein Parameter, der einer Szintillation bei den Koordinaten x, y zugeordnet ist und der beim Eichvorgang erhalten wurde. W _ÿ stellt einen durch Interpolation gewonnenen Wert für solche Werte von x, y dar, die nicht den beim Eichvorgang gewonnenen Werten entsprechen.

In Fig. 5 ist mit 304 a eine Ausführungsform einer einkanaligen Kompensationseinrichtung bezeichnet. Die Kompensationseinrichtung 304 a besitzt einen digitalen Speicher 403, der den jeweiligen Wert W _ÿ für jeden Eichpunkt des Szintillationskristalls enthält. Ein digitaler Rechner 404 erhält die errechneten Koordinaten x, y von der Koordinatenberechnungsschaltung 302 und entnimmt dem Speicher 403 die Informationen, die benötigt werden, um den Wert W _ÿ für die errechneten Koordinaten festzulegen.

Dem Rechner 404 wird von einem Analog-Digital-Wandler 402 ein der Energie E _n entsprechendes digitales Signal zugeführt, das im Verstärker 401 verstärkt wird, bevor es in den Analog- Digital-Wandler 402 gelangt. Aufgrund von E _n der Szintillation sowie aufgrund von W _ÿ der Koordinaten x, y wird dann im Rechner 404 berechnet, ob die obige Ungleichheitsbedingung (1) erfüllt ist. Ist die Bedingung erfüllt, erzeugt der Rechner 404 eine Gültigkeitssignal auf der Leitung 405, das verwendet wird, um die mit der Signalverarbeitungseinrichtung 300 verbundene Auswerteinrichtung 305 zu steuern, die beispielsweise eine Kathodenstrahlröhre sein kann, wobei die Leitung 405 dann dazu verwendet wird, um den Elektronenstrahl aufzutasten. Die Auswerteinrichtung 305 kann jedoch auch eine Speichereinrichtung sein, wobei das Gültigmachungssignal in der Leitung 405 dazu benutzt wird, die Übertragung der Koordinaten aus der Koordinatenberechnungsschaltung 302 in die Speichereinrichtung zu ermöglichen.

Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform 304 B der Kompensationseinrichtung 304. Hierbei enthält der Speicher 504 die Korrekturgrößen als eine Funktion von x, y. Jede Korrekturgröße wandelt dann, wenn sie auf E _n angewandt wird, E _n in E _n′ um. Die Korrektur kann entweder durch einen Faktor, der zu E _n hinzuaddiert wird, oder durch einen Faktor, mit dem E _n multipliziert wird, erfolgen. Ist beispielsweise ein weiterer Korrekturvorgang vorgesehen, ist der Korrekturfaktor für eine Szintillation bei x, y W _ÿ. Dieser Faktor wird einem Digital-Analog-Wandler 503 zugeführt und E _n wird im Addierer 501 hinzuaddiert. Das Ausgangssignal des Addierers 501 wird dann dem EKA 502 zugeführt, wenn das Energiefenster so festgelegt ist, daß es Signale im Bereich zwischen

E₀ - (Δ E)/2 und E₀ + (Δ E)/2

durchläßt. Nur wenn E _n den für die Koordinaten der Szintillation geeigneten Wert aufweist, wird der EKA 502 ein Gültigkeitssignal an die Leitung 505 geben.

Die Kompensationseinrichtung 304 A und 304 B zeigen Analog- und Digital-Hybrid-Schaltungen, sie können jedoch auch ausschließlich mit Digital- oder ausschließlich mit Analogtechnik arbeiten.

Claims

1. Szintillationskamera mit einem Szintillationskristall, mit einer Vielzahl von Fotodektoren, die in einer vorbestimmten Gruppierung in bezug auf den Szintillationskristall angeordnet sind und Ausgangssignale in Abhängigkeit von jeder Szintillation erzeugen, mit einer Signalverarbeitungseinrichtung, die auf die Ausgangssignale anspricht, um ein Energiesignal zu erzeugen, das der gesamten Energie der die Ausgangssignale erzeugenden Szintillation entpsircht, mit einer Koordinatenberechnungsschaltung, die auf die beim Auftreten einerSzintillation erzeugten Ausgangssignale zur Berechnung der Ortskoordinaten (x, y) anspricht, und mit einer Einrichtung, die die berechneten Ortskoordinaten nur dann einer weiteren Auswertung zuführt, wenn das Energiesignal innerhalb eines vorgegebenen Energiefensters liegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kompensationseinrichtung (304) vorgesehen ist, die das Energiefenster um eine Korrektorgröße (Wi j) verschiebt, die von den Ortskoordinaten (x, y) abhängig ist, wobei eine Anordnung (403) vorgesehen ist, der die Korrekturgrößen entnehmbar sind.

2. Szintillationskamera nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Einkanal-Analysator (303), der auf das Energiesignal anspricht, um die Koordinatenberechnungsschaltung (302) in der Weise zu steuern, daß die Ortskoordinaten (x, y) aufgrund der Ausgangssignale der Fotodektektoren (12) nur dann berechnet werden, wenn das Energiesignal innerhalb eines weiteren, im Vergleich zum vorgegebenen Energiefenster relativ breiten, vorbestimmten Energiefensters liegt.

3. Szintillationskamera mit einem Szintillationskristall, mit einer Vielzahl von Fotodetektoren, die in einer vorbestimmten Gruppierung in bezug auf den Szintillationskristall angeordnet sind und Ausgangssignale in Abhängigkeit von jeder Szintillation erzeugen, mit einer Signalverarbeitungseinrichtung, die auf die Ausgangssignale anspricht, um ein Energiesignal zu erzeugen, das der gesamten Energie der die Ausgangssignale erzeugenden Szintillation entspricht, mit einer Koordinatenberechnungsschaltung, die auf die beim Auftreten einer Szintillation erzeugten Ausgangssignale zur Berechnung der Ortskoordinaten (x, y) anspricht, und mit einem ersten Einkanal-Analysator, der die berechneten Ortskoordinaten (x, y) nur dann einer weiteren Auswertung zuführt, wenn ein Energiesignal innerhalb eines festen vorgegebenen Energiefensters liegt, gekennzeichnet durch einen Speicher (504) zur Speicherung von von den Ortskoordinaten abhängigen Korrekturgrößen (Wÿ), eine Anordnung, um in Abhängigkeit von den Ortskoordinaten dem Speicher (504) die von den Ortskoordinaten abhängigen Korrekturgrößen (Wÿ) zu entnehmen, und eine Einrichtung (501), um das Energiesignal mit der zugehörigen Korrekturgröße (Wÿ) zu beaufschlagen, damit ein korrigiertes Energiesignal erzeugt wird, welches dem ersten Einkanal-Analysator (502) zugeführt wird.

4. Szintillationskamera nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen zweiten Einkanal-Analysator (303), der auf das Energiesignal anspricht, um die Koordinatenberechnungsschaltung (302) in der Weise zu steuern, daß die Ortskoordinaten (x, y) aufgrund der Ausgangssignale der Fotodetektoren (12) nur dann berechnet werden, wenn das Energiesignal innerhalb eines zweiten, im Vergleich zum Fenster des ersten Einkanal- Analysators (502) relativ breiten, vorbestimmten Energiefensters liegt.