DE2730343C2

DE2730343C2 - Auswahlschaltung zum Festlegen eines von einer Gamma-Szintillationskamera dargestellten kreis- oder ellipsenförmigen Bereichs

Info

Publication number: DE2730343C2
Application number: DE2730343A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Nagasawa; Junichi Kashiwa Chiba Yamada
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1976-07-05
Filing date: 1977-07-05
Publication date: 1985-02-28
Also published as: JPS5527311B2; US4200793A; JPS535883A; DE2730343A1; GB1588921A

Description

dadurchgekennzeichnet,

a) daß die erste und die zweite Signalverarbeitungsschaltung jeweils eine Quadrierschaitung (21 bzw. 22) zur Quadrierung von den X- bzw. Y-Koordinatensignalen proportionalen Signalen aufweisen,
b) daß eine Addierschaltung (23) zur Bildung eines Summsnsignals der Ausgangssignale der beiden Quadrierschaltungen (21,22) letzteren nachgeschaltet ist und

c) daß dieses Summensignal mittels der Vergleichsschaltung (24) mit der Bezugsspannung (E) zum Festlegen der Grenzen des ausgewählten kreis- oder ellipsenförmigen Bereiches verglichen wird.

2. Auswahlschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Invertierschaltung (26) zum Invertieren des Ausgangssignals der Vergleichsschaltung (24) und eine UND-Schaltung (27) zum Bilden einer UND-Verknüpfung des Ausgangssignals der Invertierschaltung (26) und eines Helltastsignals (Z₀) aufweist

3. Auswahlschaltung, deren Vergleichsschaltung einen Operationsverstärker aufweist, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Addierschaltung (23) einen Operationsverstärker (230) aufweist.

4. Auswahlschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die X- bzw. Y-Koordinatensignale über eine Koordinatensystemverschiebeschaltung (50), eine Koordinatensystemdrehschaltung (40) und eine Ellipsenradiuseinstellschaltung (30) den ersten und zweiten Signalverarbeitungsschaltungen (21,22) zugeführt werden.

5. Auswahlschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eingangsseitig mit den X- und Y-Koordinatensignalen beaufschlagte Koordinatensystemverschiebeschaltung (50) Bezugssignalerzeugungsschaltungen (53,54) zur Erzeugung von Verschiebungssignalen -Xo und — YO entsprechend dem neu einzustellenden Koordinatensystem, und Addierschaltungen (51,52) zum Summieren der Koordinatensigna-Ie Λ", Y und der Verschiebungssignale — Xq und — YO aufweist, die am Ausgang der Koordinatensystemverschiebeschaltung (50) die Signale X₁= X -X₀ und Yi= Y- YO liefern.

6. Auswahlschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinatensystemdrehschaltung (40) Schaltungen (41,42,43,44) aufweist, welche aus den Ausgangssignalen X\, Y\ der Koordinatensystemverschiebeschaltung die Signale X₁ cos Θ, X\ -sin Θ, Y₁ -sin Θ und Y\ -cos θ bilden, wobei Θ der Verdrehungswinkel ist, und daß das Signal X\ · sin Θ einem Inverter (45) zugeführt wird, und ferner eine Addierschaltung (46) die Signale X\ -cos Θ und Yi -sin Θ zur Bildung eines Ausgangssignals X₂ addiert, während eine Addierschaltung (47) die Signale -Xi -sin #und Yi-cos ^zur Bildung eines Ausgangssignals Y2 addiert.

7. Auswahlschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ellipsenradiuseinstellschaltung (30) Divisionsschaltungen (31,32) aufweist, die die Ausgangssignale X2, Yz der Koordinatensystemdrehschaltung (40) in die in die Auswahlschaltung (20) einzuspeisenden Signale XiIa und Y₂Ib umwandeln.

8. Auswahlschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der in Anspruch 5 angegebenen Schaltungen eingangsseitig parallel geschaltet sind und mit den X- bzw. Y-Koordinatensignalen beaufschlagt werden, während die Ausgänge dieser Schaltungen (171,172) einer ODER-Schaltung (18) oder einer UND-Schaltung zugeführt werden (F i g. 12).

Die Erfindung betrifft eine Auswahlschaltung zum Festlegen eines vom Wiedergabeteil einer /-Szintillationskamera dargestellten kreis- oder ellipsenförmigen Teilbereiches des gesamten abbildbaren Bereiches, wobei die Szintillationskamera eine Einrichtung zum Erzeugen eines der Gesamtenergie eines einfallenden /-Quants entsprechenden Energiesignals sowie eines X-Koordinatensignals und eines Y-Koordinatensignals die den Ort des /-Strahlungsereignisses im abbildbaren Bereich in rechtwinkligen Koordinaten festlegen, aufweist, mit einer

ersten Signalverarbeitungsschaltung zum Erzeugen eines nur vom Betrag der X-Koord»nate abhängigen X-Betragssignals, mit einer zweiten Signalverarbeitungsschaltung zum Erzeugen eines nur vom Betrag der !'-Koordinate abhängigen V-Betragssignals, mit einer Schaltung zur Erzeugung einer Bezugsspannung, die die Grenzen des ausgewählten kreis- oder ellipsenförmigen Teilbereiches festlegt, und mit einer Vergleichsschaltung zum Vergleich von den X- und V-Betragssignalen entsprechenden Größen mit der Bezugsspannung, die verschiedene Ausgangssignale erzeugt, je nachdem diese Größen größer oder kleiner als die Bezugsspannung sind, wobei diese Ausgangssignale die Darstellung auf dem Wiedergabeteil neuem.

Eine derartige Auwahlschaltung ivr Auswahl eines Flächenbereiches bei der Wiedergabe von in X-, V-Koordinaten analog dargestellten Meßdaten ist aus der DE-AS 20 28 458 bekannt Dabei gehen aber in dem von Gammastrahlen beschickten Bereich bei schneller Strahlungsfolge eine große Zahl von Signalen verloren, weil zur Erfassung des Zählwertes ein verhältnismäßig langer Zeitraum erforderlich ist, der wenigstens der Länge einer Penode der sinusförmigen Welle entspricht, mittels deren die Bereiche festgelegt werden. Es ergibt sich deshalb ein erheblicher Zählverlust.

Aus der DE-OS 24 18 542 ist eine Einrichtung zur Verarbeitung von in einem Datenspeicher einer Gamma-Kamera gespeicherten Bildsignalen bekannt, bei der der Datenspeicher entsprechend der Bildunterteilung in in Bildzeilen liegende Bildpunkte aus Speicherzellen aufgebaut und an einem Sichtgerät zur fernsehmäßigen Bildwiedergabe angeschlossen ist Dem Sichtgerät ist dabei eia lichtempfindlicher, manuell auf beliebige Bildpunkte verstellbarer Lichtgriffel zugeordnet, der einer Markiereinrichtung zum Eingeben eines Markiersignals in den Datenspeicher einen Impuls zuführt Auf diese Weise können zwar beliebige Gebiete ausgewählt werden, zur weitgehenden Verringerung von Zählverlusten ist eine solche Einrichtung aber nicht geeignet

Aus der DE-OS 22 53 988 ist eine Markierungsanordnung einer Szintillations-Gamma-Kamera zum Abbilden der Verteilung radioaktiver Stoffe in einem Körper bekannt mit einer Signalverarbeitungsanordnung für die Ausgangssignale und einem davon gesteuerten Abbildungsgerät, die einen Lichtsender enthält, der Lichtstrahlung durch den Kollimator auf den Patienten richtet. Auch bei dieser Anordnung wird aus den vorstehend angeführten Gründen ein größerer Zählverlust eintreten.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Auswahlschaltung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzten Art dahingehend zu verbessern, daß der bei schneller Strahlungsfolge auftretende Zählverlust verringert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen. Die Unteransprüche kennzeichnen zweckmäßig weitere Ausbildungen.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm der Gesamtanordnung einer Szintillationskamera mit einer Auswahlschaltung zur Einstellung eines interessierenden Bereiches,

F i g. 2 die Schaltung, durch welche die Ausgangsgrößen von zweidimensional angeordneten Fotovervielfacherröhren in der erwähnten Szintillationskamera summiert werden,

F i g. 3 ein Schaltbild der gesamten Auswahlschaltung,

F i g. 4 die Darstellung eines interessierenden Bereiches durch die Auswahlschaltung gemäß F i g. 3,

F i g. 5 ein Schaltbild von Einzelheiten der Schaltung gemäß F i g. 3,

F i g. 6 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Auswahlschaltung, F i g. 7 ein Schaltbild einer Abwandlung der Schaltung gemäß F i g. 6,

F i g. 8 eine Detail-Schaltung eines Teils der F i g. 6, wobei Einzelheiten der Koordinatensystemverschiebeschaltung dargestellt sind,

F i g. 9 und 10 beispielhafte Erläuterungen hinsichtlich der Art und Weise, wie ein interessierender Bereich in der Auswahlschaltung eingestellt wird,

F i g. 11 ein Schaltbild von Einzelheiten eines weiteren Teils der Schaltung der F i g. 6, nämlich der Schaltung zur Einstellung der Achse einer Ellipse,

F i g. 12 ein Blockdiagramm der gesamten Anordnung einer abgewandelten Ausbildungsform,

Fig. 13 eine erläuternde Darstellung der Art und Weise, in der ein interessierender Bereich mittels der Schaltung nach F i g. 12 eingestellt wird,

F i g. 14 eine erläuternde Darstellung für die Art und Weise, mit der ein interessierender Bereich mittels einer weiteren Abwandlung nach F i g. 12 eingestellt wird,

Fig. 15 ein Blockdiagramm der gesamten Anordnung eines weiteren Ausführungsbeispiels,

F i g. 16 ein mehr ins einzelne gehendes Blockdiagramm des Blockdiagramms der F i g. 15,

F i g. 17 eine Reihe von Wellenformen und Impulsen für die Erläuterung der Arbeitsweise eines Teils der Schaltung der Fig. 16,

Fig. 18 bis 22 Darstellungen zur Erläuterung verschiedener unterschiedlicher interessierender Bereiche, die auf einem Überwachungs- oder Monitor-Oszilloskop der Vorrichtung dieses Ausführungsbeispiels dargestellt sind.

F i g. 23 eine Reihe von Wellenformen and Impulsen zur Erläuterung der Arbeitsweise eines Teils der Schaltung der Fig. 16, nämlich der Steuerschaltung,

F i g. 24 eine Schaltung von Einzelheiten eines Teils der Schaltung der F i g. 16, nämlich einer Oszillatorschaltung,

F i g. 25 ein Schaltbild eines weiteren Teils der Schaltung gemäß F i g. 16 mit Einzelheiten eines Schaltkreises und eines Halbkreises,

F i g. 26 ein Schaltbild eines Beispiels einer Schaltung zur Erzeugung eines Signals zur Durchführung einer Grenzanzeige,

F i g. 27 eine Reihe von Wellenformen und Impulsen zur Erleichterung des Verständnisses der Arbeitsweise

der Vorrichtung gemäß den F i g. 15 und 16 als Ganzes.

F i g 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Szintillationskamera, die eine Auswahlschaltung aufweist. Die von einem im menschlichen Körper verteilten radioaktiven Isotop emittierten Gammastrahlen treffen auf einen Szintillator 3 über einen Kollimator 2 eines Detektors 1 auf. Dabei können nur die parallel mit den Richtungen der Schlitze des Kollimators 2 einfallenden Gammastrahlen den Szintillator 3 erreichen. Diejenigen Gammastrahlen, welche auf den Szintillator 3 auftreffen, werden dort absorbiert und rufen Lumineszenz hervor. Die Lumineszenzintensität ist proportional zu den Energien der einfallenden Gammastrahlen. Die Lichtstrahlen werden über eine Führung 4 Fotovervielfacherröhren 5 zugeführt. Die entsprechenden Fotovervielfacherröhren 5 erzeugen Impulssignale mit Amplituden proportional der Intensität der einfallenden Lichtstrahlen. Demgemäß werden diejenigen Fotovervielfacherröhren 5, die in der Nähe derjenigen Stellen angeordnet sind, wo die Gammastrahlen auftreffen, starke Ausgangssignale abgeben. Die Ausgangsgrößen derjenigen Fotovervielfacherröhren jedoch, die entfernt von den Gammastrahleneinfallstellen sind, sind klein. Es ist daher möglich, die Positionen der einfallenden Gammastrahlen durch einen Vergleich der Größen dieser Signale zu erhalten.

Um bei einer Szintillationskamera die Position eines einfallenden Gammastrahls auf zweidimensional Basis zu erhalten, sind eine Anzahl von Fotovervielfacherröhren dicht benachbart wabenartig angeordnet. Wie sDeziell in F i e. 2 gezeigt, werden die Signale von den in jeweils einer einzigen und gleichen Spalte angeordneten FotovervielfacherVöhren in der Richtung X durch einen Matrixverstärker 6 summiert, um Spaitensignaie X_n. nämlich X₁ bis X₉, zu erzeugen. In ähnlicher Weise werden die Signale von den in jeder einzelnen gleichen Reihe angeordneten Fotovervielfacherröhren in der Richtung Y durch den Matnxverstärker 6 summiert, um die Zeilensignale y„, nämlich y, bis y₅, zu erzeugen. Die Größen der entsprechenden Signale x, bis ^₉ und y, bis JK₅ werden in einer Positionsberechnungsschaltung 7 verglichen, um die Positionen der einfallenden Gammastrahlen zu berechnen und Koordinatensignale X und Yzu erzeugen.

Andererseits wird noch ein Signal Zdadurch erzeugt, daß man die Ausgangss.gnale sämtlicher Fotovervielfacherröhren summiert. Dieses Signal Z besitzt eine Größe proportional zu den Energien der einfallenden Gammaquanten. Dieses Signal Z wird einem Amplituden-Analysator 8 zugeführt. Nur wenn die dem Amplituden-Analysator 8 zugeführten Signale Amplituden entsprechend vorgegebenen Energien der Gammaquanten haben steuert der Amplituden-Analysator 8 eine Zeitsteuervorrichtung 9 an. Daraufhin gibt diese Zeitsteuervorrichtung 9 ein Steuersignal 10 ab, welches seinerseits ein Gatter 11 öffnet. Dadurch erzeugt der Amplituden-Analysator 8 ein Helltastsignal Z₀. Die Signale X und Y und auch das Helltastsignal Z₀, die in der oben g beschriebenen Weise gebildet werden, werden in die X- und V-Ablenkschaltungen und die Helltastschaltung | eines X- K-Oszilloskops 12 eingegeben, um Leuchtpunkte 14 auf der Braunschen Röhre 13 des X- V-Oszilloskops | an Positionen entsprechend den Positionen der einfallenden Gammastrahlen zu erzeugen. I

Die Leuchtpunkte welche den Positionen der einfallenden Gammastrahlen, die aufeinanderfolgend aut den | Szintillator auftreffen, entsprechen, werden durch eine Kamera 15 fotografie«. Durch Kopieren dieser Leucht- g necken auf einen Film 16 ist es möglich, ein Verteilungsbild des im Körper eines Patienten enthaltenen radioaktiven Isotops aufzuzeichnen und dadurch ein Szintigramm herzustellen.

Die von dem in dem Körper des Patienten verteilten radioaktiven Isotop ausgehenden Strahlungen können in die folgenden zwei Kategorien unterteilt werden: Diejenigen, welche direkt auf den Szintillator auftreffen und diejenigen, welche innerhalb des Körpers des Patienten gestreut werden und dann gestreut auf den Szintillator auftreffen. Die im Körper des Patienten gestreuten Gammastrahlen müssen ausgeschlossen werden, da sie dem Szintigramm fehlerhafte Informationen zufügen würden, so, als ob die Strahlungsquellen an den Stellen angeordnet wären, wo die Streuung der Gammastrahlen erfolgte. Wenn ein Gammastrahl gestreut wird, so verliert er einen Teil seiner Energie. Demgemäß besitzt das Signal Z, welches durch diejenigen Gammastrahlen gebildet wird, die auf den Szintillator nach dem Streuen innerhalb des Körpers des Patienten auftreffen, eine Größe, die wesentlich kleiner ist als diejenige des Signals, welches durch diejenigen Gammastrahlen gebildet wird, die direkt auf den Szintillator von dem im Körper des Patienten verteilten radioaktiven Isotop auftreffen.

Der Amplituden-Analysator 8 erzeugt ein Helltastsignal Z₀ nur für ein Signal Z mit vorbestimmnter Größe, wie dies bereits bemerkt wurde. Daher eliminiert dieser Analysator 8 diejenigen Leuchtflecke, die durch gestreute Gammastrahlen erzeugt wurden.

Die Zeitsteuervorrichtung 9 dient zur Steuerung der Bedingungen beim Fotografieren dieser auf der Braunschen Röhre des X- V-Oszilloskops 12 erzeugten Leuchtnecken auf einem Film. Speziell dient die Maßstabszeitsteuervorrichtung 9 zur Steuerung der Belichtungszeit und der Anzahl von Leuchtflecken. __ _ ^

Bei einer Szintillationskamera der oben beschriebenen Art werden folgende Vorgange durchgeführt. Ein spezieller Teil innerhalb des visuellen Feldes der Szintillationskamera wird ausgewählt; die Anzahl der in diesem speziellen Teil vorhandenen Gammastrahlen wird gezählt; die gezählte Anzahl wird mit der Anzahl der Gammastrahlen verglichen, die in andere Teile einfallen; und die Gesamtzahl der in dem speziellen Teil festgestellten Gammastrahlen bezüglich der Gesamtmenge der radioaktiven Substanz, die dem Körper des Patienten zugeführt wurde, wird gemessen. Die speziellen Mittel zur Entscheidung, ob die Signale X und Y Positionen der Gammastrahlen innerhalb oder außerhalb des interessierenden Bereiches anzeigen, dient eine Auswahlschaltung 17 zur Einstellung eines interessierenden Bereiches für die Szintillationskamera. Die auf diese Weise durch die Auswahlschaltung 17 diskriminierten Gammastrahlen werden durch einen Zähler 28 gezählt, und der Zählerstand wird in einer Aufzeichnungsvorrichtung 29, wie beispielsweise einer Federaufzeichnungsvorncntung, nach Bedarf aufgezeichnet

Die Fi g. 3 und 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Auswahlschaltung zur Einstellung eines interessierenden Bereiches für eine Szintillationskamera sowie Einzelheiten derselben. Diese Figuren zeigen eine Schaltung zur Durchführung des Einstellen eines kreisförmigen interessierenden Bereiches um den Koordinatenursprung herum und zur Durchführung der Diskriminierung. In Fig.3 sind die Signale X und Y Signale, welche die Positionskoordinaten der Gammastrahlen anzeigen und die in der Positionsberechnungsschaltung 7 der Fig. 1

hergestellt wurden. Diese Signale besitzen Amplituden proportional zu den Positionskoordinaten und werden in Form von Impulsen, entweder positiv, negativ oder Null, ausgegeben. Das Helltastsignal Zo ist eine Ausgangsgröße des in Fig. 1 gezeigten Gatters 11 und wird in der Form eines Impulses vorbestimmter Amplitude ausgegeben, begleitet von den Signalen Λ'und Y. Wenn demgemäß beide oder eines der Signale Xund Keine Amplitude Null hat bzw. haben und ferner ein Signal Z₀ erzeugt wird, so zeigt dies an, daß die Position des Gammastrahls, der auf den Szintillator 3 einfällt, entweder am Ursprung der rechtwinkligen Koordinaten angeordnet ist oder auf der Y-Achse oder der X-Achse.

Die in eine Kreisbereicheinstellschaltung 20 eingegebenen Signale X und Kwerden als erstes einem Quadriervorgang in Quadrierschaltungen 21 bzw. 22 unterworfen, die Signale X² bzw. Y¹ erzeugen. Diese Signale werden sodann an eine Addierschaltung 23 geliefert, die mit der Ausgangsseite der Quadrierschaltung verbunden ist, wobei in dieser Addierschaltung eine Addition durchgeführt wird und X²+ Y² ausgegeben wird. Es sei auf die Tatsache hingewiesen, daß die Signale X und Y, die von der Positionsberechnungsschaltung 7 ausgegeben werden, synchron ausgegeben werden. Demgemäß hat das von der Addierschaltung 23 abgegebene Signal die Form eines Impulses mit einer Amplitude von X²+Y². Dieses Ausgangssignal wird in einer Vergleichsschaltung 24 eingegeben, die mit der Addierschaltung verbunden ist, und das Potential des Ausgangssignals wird darinnen mit einer Bezugsspannung E verglichen, die von einer Bezugsspannungsgeneratorschaltung 24a geliefert wird.

⁷^E (1)

ist, so erzeugt die Vergleichsschaltung 24 eine Ausgangsgröße mit einem logischen Pegel »1«. Wenn jedoch die Beziehung

X²+Y^t<E (2)

gilt, dann wird eine Ausgangsgröße mit einem logischen Pegel »0« erzeugt.

Wenn die von der Positionsberechnungsschaltung 7 abgegebenen Koordinatensignale X und ^innerhalb des kreisförmigen Bereiches mit einem Radius /E zentriert um den Ursprung des rechtwinkligen Koordinatensystems herum liegen, so besitzt die Ausgangsgröße der Vergleichsschaltung 24 ein logisches Niveau von »0«. Wenn dagegen die Signale X und Y außerhalb des Kreisbereiches mit dem Radius \[E liegen, so besitzt die Ausgangsgröße der Vergleichsschaltung 24 eine logischen Pegel von »1«. Demgemäß wird durch die Eingabe des von der Vergleichsschaltung 24 ausgegebenen Signals zusammen mit dem Helltastsignal Z₀ in eine UND-Schaltung 25 von dieser UND-Schaltung 25, die mit der Ausgangsseite der Vergleichsschaltung 24 verbunden ist, ein Signal Oc ausgegeben, welches anzeigt, daß der Detektor 1 ein Signal einer Koordinate ausgegeben hat, die entweder auf oder außerhalb eines Kreises C mit einem Radius /E liegt, und zwar zentriert um einen Ursprung des rechtwinkligen Koordinatensystems des Szintillators 3 herum, wie in F i g. 4 gezeigt In einem solchen Fall wird die UND-Schaltung 25 nicht notwendigerweise benötigt Im Hinblick auf die Befürchtung, daß ein fehlerhaftes Signal von der Vergleichsschaltung 24 geliefert werden könnte, und zwar infolge einer geringen Differenz bei den Aufbauzeiten der Impulse der Signale X und Voder der möglichen Verzögerung bei der Berechnung in den Quadrierschaltungen 21 und 22, ist es zweckmäßig, daß eine solche UND-Schaltung vorgesehen wird, um ein derartiges Fehlersignal zu eliminieren. Wenn andererseits das von der Positionsberechnungsschaltung 7 ausgegebene Positionssignal auf dem erwähnten Kreis oder innerhalb des Bereiches dieses Kreises liegt, so besitzt die Ausgangsgröße der Vergleichsschaltung 24 einen logischen Pegel von »0«. Daher wird diese Ausgangsgröße in eine UND-Schaltung 27 eingegeben, die mit der Ausgangsseite einer Signalinvertierschaltung 26 verbunden ist, welche ihrerseits parallel mit der UND-Schaltung 25 geschaltet ist Dadurch, daß man das Helltastsignal Z₀ einer UND-Operation unterwirft gibt die UND-Schaltung 27 ein Signal O, ab, welches anzeigt, daß die Positionskoordinate innerhalb des Kreisbereiches liegt. Um die Größe des interessierenden Bereiches zu ändern, ist es erforderlich, die Bezugsspannung £"zu ändern.

Durch Zählen der Anzahl der Impulse des Signals O_h ausgegeben von der UND-Schaltung 27 für jedes vorbestimmte Intervall, durch den Zähler 28 und auch durch Aufzeichnung der Zählerstände auf der Aufzeichnungsvorrichtung 29 oder durch Ausdrucken der Zählerstände durch Druckmittel, kann man die Zahl der Gammastrahlen erhalten, die innerhalb des eingestellten Bereiches erzeugt werden. Ferner ist es möglich, durch die Durchführung vor. Zählungen für jede vorbestiminte Zeitlänge durch den Zähler 28 und durch Aufzeichnung der entsprechenden Zählerstände aufeinanderfolgend auf der Aufzeichnungsvorrichtung 29 die Variation der Anzahl der Gammastrahlen innerhalb des speziellen Bereiches weiterzuverfolgen. Es ist möglich, eine Integrierschaltung der Analogbauart anstelle des Zählers 28 zu verwenden.

F i g. 5 zeigt ein Beispiel einer konkreten Ausbildung der Quadrierschaltung 21, der Addierschaltung 23 und der Vergleichsschaltung 24. Die Zeichnung zeigt auch die Quadrierschaltung 22, deren Aufbau identisch mit der Quadrierschaltung 21 ist Daher wird eine ins einzelne gehende Erläuterung weggelassen. Die Quadrierschaltung 21 besteht aus einer Quadriervorrichtung 210, die zwei Eingänge für ein Signal Xaufweist, wobei die Ausgangsgröße X² erhalten wird. Berücksichtigt man die Tatsache, daß die zeitliche Länge der Signale X außerordentlich kurz ist im allgemeinen 2 bis 3 Mikrosekunden, so ist es notwendig, einen schnell ansprechenden Quadrierer zu verwenden, um eine Signalverzögerung zu minimieren. Das Gleiche gilt für die Quadrierschaltung 22. Die Addierschaltung 23 umfaßt einen Operationsverstärker 230. Die Anordnung ist derart getroffen, daß die entsprechenden Ausgangssignale X² und Y¹ der Quadrierschaltungen 21 und 22 zur Durchführung der Quadriervorgänge durch einen der Eingangsabschnitte des Operationsverstärkers 230 über einen Widerstand derart weiterverarbeitet werden, daß ein Signal X²+ Y² erhalten wird. Die Vergleichsschaltung 24 umfaßt einen Operationsverstärker 240 und ist derart ausgebildet, daß das Signal X²+ Y² eine der Eingangsgrößen dieses

Operationsverstärkers 240 bildet und daß eine Bezugsspannung, die durch einen veränderbaren Widerstand 241 einstellbar ist, an den anderen der Eingänge angelegt wird. Diese Vergleichsschaltung 24 gibt ein Signal mit einem Logikpegel von »1« dann ab, wenn X² + Y²^E ist, während ein Signal mit dem Logikpegel »0« dann abgegeben wird, wenn X² + Y²< .Eist.

In den F i g. 6 bis 8 und 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Auswahlschaltung zur Einstellung eines interessierenden Bereiches dargestellt. Mittels dieser Vorrichtung ist es möglich, eine interessierende kreisförmige und elliptische Zone einzustellen. Ferner ist die Vorrichtung derart ausgebildet, daß die Position des Kreises, die Abmessungen der längeren und kürzeren Ellipsendurchmesser und auch die Neigung der Ellipse nach Wunsch geändert werden kann, um die Einstellung des interessierenden Bereiches mit erhöhter Genauigkeit

ίο vornehmen zu können.

Die Auswahlschaltung 170 dieses Ausführungsbeispiels umfaßt eine Koordinatensystemverschiebeschaltung 50, eine Drehschaltung 40 zur Verdrehung des Koordinatensystems, um einen interessierenden elliptischen Bereich zu wählen, eine Ellipsenradiuseinstellschaltung 30, die bereits erwähnte Kreisbereichseinstellschaltung 20, UND-Schaltungen 25,27 und eine Signalinvertierschaltung 26.

Als erstes sei die Koordinatensystemverschiebeschaltung 50 beschrieben. Die Arbeitsweise dieser Koordinatensystemverschiebeschaltung 50 ist klar in F i g. 9 zu erkennen. Durch Einstellung von neuen Koordinaten ^ und y' bezüglich des ursprünglichen Koordinatensystems χ und y werden die Koordinaten des Punktes F geändert, und zwar durch die Verschiebung des Koordinatensystems (X, Y)zu (Xi, Vi).

Die Verschiebung der Position eines speziellen interessierenden Bereiches kann durch eine Parallelverschie-

bung dieses Koordinatensystems erreicht werden, welches die Mitte des Szintillators 3 der F i g. 1 als Ursprung der Koordinaten benutzt. Ferner werden von den Größen der Koordinatensignale X. Y, die von der Positionsberechnungsschaltung 7 der F i g. 1 ausgegeben werden, die Spannungen Xo, Vo abgezogen, entsprechend dem Abstand, zu dem die Koordinaten parallel bewegt werden müssen, entsprechend den folgenden Gleichungen (3) bzw. (4). Das sich ergebende X\ und Vi werden sodann als neue Koordinatensignale verwendet.

Xi = X-X₀ (³)

Y₁ = Y-Y₀ (4)

Die Koordinatensystemverschiebeschaltung 50 weist Schaltungen 53 und 54 auf, die Signale -Xo und — Vo zur Verwendung bei der Durchführung der Subtraktion erzeugen. Die Spannungen dieser Signale — Xo und — Vb können erzeugt werden durch Teilung der Spannung einer Gleichspannungsquelle durch einen Spannungsteiler der Widerstandsbauart. Diese Signale werden in einen der Eingänge von Addierschaltungen 51 bzw. 52 jj eingegeben, und es werden zusammen damit die Koordinatensignale X und Y von der Positionsberechnungs-

schaltung 7 der F i g. 1 in die anderen Eingänge der Addierschaltungen 51 bzw. 52 eingegeben. Auf diese Weise

• \ 35 werden die Operationen der Gleichungen (3) und (4) ausgeführt. Die vorstehende Erläuterung setzt voraus, daß

;| die Signale -Xo und -Yq, die der Addition unterworfen sind, Gleichstromsignale sind. Wenn es jedoch

erforderlich ist, daß diese Signale — Xo und — Vo Impulssignale sind, welche synchron mit den Koordinatensignalen X und Y sind, so ist es lediglich erforderlich, daß, wie in F i g. 7 gezeigt, Verzögerungsschaltungen 55 und 56, z. B. Verzögerungsleitungen, vorgesehen, werden oder aber, daß eine Impulsspitzenhalteschaltung in der vorgehenden Stufe der Addierschaltungen 51 und 52 vorgesehen ist, um diese dadurch durch das Signal Z₀ zu triggern. so daß die Signale X\ und Vi gebildet werden, ohne die zeitliche Relation der Signale X, Y, Z zu zerstören.

F i g. 8 zeigt ein Beispiel der Addierschaltung 51 und der Schaltung 53 zur Einstellung eines Signals -Xo, wie in F i g. 6 gezeigt Die Schaltung 53 ist eine Schaltung, welche das obengenannte Signal -Xo durch willkürliches Einstellen eines Signals — XO auf der Eingangsklemme 530 erhält Als die Mittel zur Änderung des Signals — XO ist eine Vielzahl von Widerständen mit unterschiedlichen Widerstandswerten in Parallelschaltung zwischen der Klemme einer nicht gezeigten negativen Leistungsquelle und der Eingangsklemme 530 vorgesehen, und ein gewünschter Widerstand ist mit der Einganpsklemme 530 durch einen Schalter verbunden. An die Eingangsklemme 510 der Addierschaltung 51 wird ein Signal X von der Positionsberechnungsschaltung 7 angelegt, so daß man ein Signal X\ aus X-Xo erhält Die Addierschaltung 52 und die Schaltung 54 entsprechen der Addierschaltung 51 bzw. der Schaltung 53 in F i g. 8.

Unter erneuter Bezugnahme auf Fig.6 sei nunmehr die Drehschaltung 40 erläutert Wenn ein elliptischer interessierender Bereich durch die Ellipsenradiuseinstellschaltung 30 eingestellt werden soll, so dient die Drehschaltung 40 zur Einsteilung des neuen Koordinatensystems x" und y~, das erzeugt wird durch Verdrehung des elliptischen Bereiches um einen Winkel θ gegenüber dem ursprünglichen Koordinatensystem χ und y, wie in F i g. 10 gezeigt, um dadurch die Koordinaten (X\, Yi) auf (X₂, Yi) umzuändern. Als diese Drehschaltung 40 ist im Ausführungsbeispiel eine Schaltung dargestellt, welche den Winkel Θ von Null Grad bis 90 Grad verdrehen kann.

Bei der Drehschaltung 40 gemäß F i g. 6 dient ein Spannungsteiler 41 zum Erhalt von Xi cos θ aus dem Signal Xu welches von der Koordinatensystemverschiebeschaltung 50 eingegeben wird. Ein Spannungsteiler 42 liefert Xisin θ aus dem Signal X\. Ein Spannungsteiler 43 erzeugt Yisin Θ aus dem Signal Yi, ein Spannungsteiler Yicos θ aus dem Signal Yi. Ein invertierender Verstärker 45 mit einer Verstärkung von 1 ist dem Spannungsteiler 42 nachgeschaltet Ein Summierverstärker 46 liefert aus den Ausgangssignalen von den Spannungsteilern 41 und 43 Signale

AT₂=XiCOs θ+ Yisin θ, (5)

ein Summierverstärker 47 erzeugt aus den Ausgangssignalen des Invertierverstärkers 45 und des Spannungsteilers 44 Signale

Y₂=-Y,sin6>+ Yicos θ. (6)

Durch diese oben beschriebene Drehschaltung können Signale X₂ und Y₂ erhalten werden, welche die geänderten Koordinatenachsen darstellen. Durch die Anordnung der Spannungsteiler 41 bis 44 als eine Kombination von vier Serien von Drehschaltern und eine Vielzahl von Spannungsteilerwiderständen ist es möglich, den einzustellenden Winkel Θ stufenweise zu ändern.

Fig. 11 zeigt ein konkretes Ausführungsbeispiel der obengenannten Drehschaltung 40. Es sind dabei Umschaltkreise 410,420,430 und 440 vorgesehen, die derart durch das Anlegen von codierten Umschaltsignalen von Umschaltsignaleingangsklemmen 401,402 und 403 zu den Spannungsteilern 41 bis 44 umschaltbar sind, daß einer der sechs Reihen von Widerständen ausgewählt wird. In diesem Beispiel haben die sechs Reihen von Widerständen Widerstandswerte, welche Drehwinkel θ von 0° bzw. 15° bzw. 45° bzw. 60° bzw. 75° definieren.

Daß von den Eingangsklemmen 1 bis 6 der Umschaltkreise 410 und 420 einige mit deren Eingangswiderständen gemeinsam verbunden sind, basiert auf der Beziehung

sin 6>=cos (90° —θ).

Dies gilt auch für die Beziehung zwischen den Umschaltkreisen 430 und 440. Die Summierverstärker 46 und 47 und der invertierende Verstärker 45 sind Schaltungen, welche Operationsverstärker 460 bzw. 470 bzw. 450 enthalten. Im Summierverstärker 46 wird das Ausgangssignal A"icos ödes Spannungsteilers 41 und das Ausgangssignal Yi sin Θ des Spannungsteilers 44 am Eingangsabschnitt des Verstärkers 46 vereinigt, um das Signal X₂ der Gleichung (5) zu erhalten. In den F i g. 6 und 11 sind Beispiele dargestellt, bei denen der einzustellende Winkel über den Bereich von 0° bis zu 90° verändert wird. Wenn man den Winkel über den Bereich von 0° bis 180° verändern möchte, so ist es nur erforderlich, einen invertierenden Verstärker vorzusehen, der das Ausgangssignal Yisin ©des Spannungsteilers 44 für den Bereich von #von 90° bis 180° invertiert, der wirksam ist, wenn Θ im Bereich von 90° bis 180° liegt, und dann ein Signal X₂ gemäß der folgenden Gleichung (7) liefert, während sonst ohne Invertieren des Ausgangssignals des Spannungsteilers 42 ein Signal Y₂ erhalten wird gemäß der folgenden Gleichung (8):

X₂ = A",cos θ- Yisin Θ, (7)

Y₂ = AT,sin θ+ Yicos θ. (8)

Als nächstes wird anhand der F i g. 6 die Ellipsenradiuseinstellschaltung 30 beschrieben. Divisionsschaltungen 31 und 32 dividieren die Signale X₂ und Y₂ von der Drehschaltung 40 entsprechend den folgenden Gleichungen (9) und (10) und liefern dadurch Signal X₃ bzw. Y₃:

X₃ = X₂Ia, (9)

Y₃ = Y₂Ib. (10)

Diese Divisionsschaltungen können dadurch realisiert werden, daß man entweder einen Widerstands-Spannungsteiler oder einen Verstärker mit veränderbarer Verstärkung vorsieht. Daher kann eine Erläuterung des ins einzelne gehenden Schaltungsaufbaus weggelassen werden. Es sei bemerkt, daß die Größen 2 und b in den Gleichungen (9) und (10) eine Hälfte a des längeren Durchmessers und eine Hälfte b des kürzeren Durchmessers der eingestellten Ellipse gemäß F i g. 10 festlegen.

Die in die Kreisbereicheinstellschaltung 20 eingegebenen Signale X₃ und Y₃ sind also X₂Ia und Y₂Ib. Daher wird die Vergleichsoperaticn in der Vergleichsschaltung die folgende:

Im Falle

(X₂IaJ²+ (Y₂ZbJ² ^ E ;il)

wird der Logikpegel des Ausgangssignals der Vergleichsschaltung 24 »1«, wohingegen im Falle

(X/af + (Y/bf<E (12)

der Logikpegel des Ausgangssignals der Vergleichsschaltung 24 »0« wird.

Wenn die Gleichungen (5) und (6) in die linke Seite der Gleichung (11) eingesetzt werden, so erhält man folgende Beziehung:

/Z₁COSg + Y₁ sin θ Y /-Z₁ sin 0+F₁ cos β Y > „

V α ) *\ b J ^{U)

Wenn ferner die Gleichungen (3) und (4) in die Gleichung (13) eingesetzt werden, so erhält man die folgende Formel:

J (X-X₀) cos θ + (Y- Y₀) sin θ f ₊ f -(X-X₀) sin θ + (Y-Y₀) cos θ Ϋ ^ _£

Demgemäß wird in der Vergleichsschaltung24 der Wert (der als E₀ bezeichnet wird) des Signals auf der linken Seite der Gleichung (14) verglichen mit der Bezugsspannung R

Wenn

E₀^E (15)

ist, so wird die Ausgangsgröße Oo der UND-Schaltung 25 »1«, und wenn

Eq<E (16)

ist, so wird die Ausgangsgröße O₁- der UND-Schaltung 26 »1«.

ίο Die Gleichungen (14), (15) und (16) zeigen, daß es möglich ist, einen elliptischen interessierenden Bereich einzustellen, der eine willkürliche Größe, eine willkürliche Neigung und einen willkürlichen Radius an einer willkürlichen Position aufweist, und es ist ferner möglich, eine Unterscheidungsoperation durchzuführen, ob die Koordinatensignale ATund Yauf die Innenseite oder die Außenseite des eingestellten interessierenden Bereiches fallen und das Ergebnis dieser Unterscheidung auszugeben.

Es ist ferner möglich, eine Vielzahl von interessierenden Bereichen unabhängig voneinander einzustellen, und zwar durch das Vorsehen einer Vielzahl der Auswahlschaltungen 170. Dadurch, daß man die Ausgangssignale dieser mehreren Auswahlschaltungen einer ODER-Schaltung oder einer UND-Schaltung zuführt, wird es möglich, einen interessierenden Bereich einzustellen, der eine aus Kreisen oder Ellipsen synthetisierte Form besitzt.

F i g. 12 zeigt ein Beispiel einer derartigen Schaltung. Bereichseinstellschaltungen 171 und 172 sind jeweils wie die Auswahlschaltung 170 nach F i g. 6 ausgebildet. Diese beiden Bereichseinstellschaltungen 171 und 172 sind in der Lage, die interessierenden Bereiche unabhängig voneinander einzustellen. Eine ODER-Schaltung 18 erhält als Eingänge die Ausgangsgrößen O, der Bereichseinstellschaltungen 171 und 172. Durch diese Anordnung ist es möglich, als die Ausgangssignale der ODER-Schaltung 18 Ausgangsgrößen zu erhalten, welche den Koordinatensignalen X und Yentsprechen, die in den Bereich des in F i g. 13 schraffierten Musters fallen. Durch Ersatz der ODER-Schaltung 18 der F i g. 12 durch eine UND-Schaltung ist es ebenfal's möglich, als die UN D-Ausgangsgröße der UND-Schaltung die Signale zu erhalten, die innerhalb des Bereiches des schraffierten Musters gemäß F i g. 14 fallen. Wenn es ferner erforderlich ist, einen interessierenden Bereich für jeden von zwei Teilen eines Organs einzustellen, wie beispielsweise bei Nieren, so ist es durch die Verwendung der Bereichseinstellschaltungen 171 und 172 möglich, zwei unabhängige Bereiche für die zwei Teile der Nieren einzustellen, wobei in diesem Fall die Ausgangsgrößen O, der entsprechenden Bereichseinstellschaltungen 171 und 172 gesonders gezählt werden, und sie werden miteinander verglichen. Auf diese Weise ist es möglich, Kenntnis über einen speziellen Teil eines Organs zu erhalten, welches einen unnormalen Zustand zeigt

Die F i g. 15 bis 27 zeigen ein weiteres Beispiel einer Auswahlschaltung zur Einstellung eines interessierenden Bereiches für eine Szintillationskamera und erläutern dessen Funktionsweise. Bei der Vorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind zusätzlich zur Anordnung von Schaltungen zur Bestimmung, ob die Position eines Gammastrahls innerhalb des interessierenden Bereiches angeordnet ist oder nicht und um diejenigen Gammastrahlen zu zählen, die in den interessierenden Bereich hineinfallen, Mittel vorgesehen, um auf dem Überwachungsbildsrhirm eines Überwachungs-Oszilloskops die Information hinsichtlich des untersuchten speziellen Bereiches darzustellen.

Fig. 15 zeigt ein Blockdiagramm einer derartigen Auswahlschaltung. Eine Schaltung 173 dient zur Einstellung des interessierenden Bereiches und ist mit einem Zähler 19 einer Steuerschaltung 90, einem Überwachungs-Oszilloskop 100 und dem mit einer Kamera gekoppelten Oszilloskop 12 verbunden. Signale X und Y für ein Szintigramm werden von der Positionsberechnungsschaltung 7 der F i g. 1 geliefert. Von der Positionsberechnungsschaltung und dem Gatter 11 der Szintillationskamera werden drei Signale geliefert: Ein Signal X, ein Signal Yund ein Helltastsignal Z₀. Im Blockdiagramm der F i g. 15 sind die entsprechenden Signale jedoch durch eine einzige Signalleitung dargestellt. Die Leuchtpunkte auf sowohl dem Überwachungs-Oszilloskop 100 als auch dem Oszilloskop 12 werden hinsichtlich ihrer Positionen durch die Gleichspannungs-Komponenten der

' Signale X und Y bestimmt. Durch Anlegen eines Helltastsignals Z₀ wird die Anzeige der Leuchtpunkte ausgeführt.

so Wenn die Schaltung 173 zur Einstellung des interessierenden Bereiches nicht im Betrieb ist, wohingegen die Szintillationskamera im Betrieb ist, wenn ein Signal X, ein Signal Y und ein Helltastsignal Zq über eine Steuerschaltung 90 eingegeben werden, so werden Leuchtflecken sowohl auf dem Überwachungs-Oszilloskop 100 als auch dem Oszilloskop 12 erzeugt Durch Betätigung der Schaltung 173 wird eine Unterbrechung durch die Steuerschaltung 90 angelegt, und auf diese Weise ist es möglich, die Einstellung der Flecken an beliebigen Positionen auf sowohl dem Überwachungs-Oszilloskop 100 als auch dem Oszilloskop 12 zu bewirken, und die Grenze des Bereiches wird durch Fluchtpunkte angezeigt, die heller sind als diejenigen von der Szintillationskamera.

Der interessierende Bereich kann in der Form eines Kreises oder einer Ellipse von willkürlicher Größe eingestellt werden und kann auch an irgendeiner willkürlichen Position durch Parallelverschiebung und Verdrehung der Koordinaten eingestellt werden. Der Zähler 19 zählt die Anzahl der Leuchtpunkte, die in den Bereich und außerhalb des durch die Schaltung 173 definierten Bereiches fallen.

Wenn durch Eingabe von Signal X, Signal Y und Helltastsignal Z₀ die Schaltung 173, der Zähler 19, die Steuerschaltung 90, das Überwachungs-Oszilloskop 100 und das Oszilloskop 12 betätigt sind, so zeigt das Überwachungs-Oszilloskop 100 gleichzeitig sowohl die Leuchtpunkte von der Szintillationskamera als auch den ausgewählten Bereich an, der durch die Leuchtpunkte bezeichnet ist, die heller sind als die Leuchtpunkte von der Szintillationskamera. Wenn der Umschalter 5 auf die Kontaktseite S-a umgeschaltet wird, so zeigt das Oszilloskop 12 die Leuchtpunkte des Szintigramms von der Szintillationskamera an. Solange dagegen der Umschalter 5 auf die Kontaktseite S-b umgeschaltet ist, wird nur der eingestellte Bereich dargestellt, und der Zähler 19 zählt

die Anzahl der Leuchtpunkte innerhalb dieses Bereiches.

Fig. 16 ist ein ins einzelne gehendes Blockdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß F i g. 16. F i g. 17 zeigt Zeitdarstellungen für die Signale in den entsprechenden Teilen der Vorrichtung. In F i g. 16 ist der durch eine strichpunktierte Linie umschlossene Teil die Schaltung 173. Ein Oszillator 60 steuert einen Schaltkreis 70 an, der dazu dient, die Umschaltung zwischen den Signalen X, Y von der Positionsberechnungsschaltung 7 der F i g. 11 vid den Signalen vom Oszillator 60 vorzunehmen.

Die Schaltungen 20,30,40 und 50 sind dieselben wie in F i g. 6. Ferner ist eine Halteschaltung 80 dargestellt, die das über den Schaltkreis 70 laufende Signal Y₄ für ein Zeitintervall festhält

Um die Erklärung der Arbeitsweise zu vereinfachen, wird zunächst eine Anordnung ohne die Koordinatensystemverschiebeschaltung 50, die Drehschaltung 40 und die Ellipsenradiuseinstellschaltung 30 angenommen, d. h. eine Vorrichtung, die gemäß F i g. 3 ausgebildet ist, wobei ein Kreisbereich eingestellt ist, der um den Ursprung der rechtwinkligen Koordinaten auf dem Schirm des Szintigramms zentriert ist. Die Oszillatorschaltung 60 gibt an ihr en Ausgangsklemmen χ und y oszillierende Signale Xa und Ya ab, und zwar in der Form eines stufenförmigen Wellensignals mit 256 Schritten und in der Form des Sinuswellensignals von 8 kHz.

Es sei nun ferner angenommen, daß das Ausgangssignal der Oszillatorschaltung über den Schaltkreis 70 an die Kreisbereichseinstellschaltung 20 angelegt ist. Die darin enthaltenen Quadrierschaltungen 21 und 22 empfangen an ihrer Eingangsseite die in der F i g. 17 gezeigten Signale (a) und (b) und quadrieren diese, um Signale (c) und (d)der Fig. 17 zu erzeugen, wobei diese Signale (c)und (d)miteinander durch die Addierschaltung 23 addiert werden, um als X² + Y¹ abgegeben zu werden. Die Wellenform (e) in Fig. 17 ist die Ausgangsgröße der Addierschaltung 23. Die Vergleichsschaltung 24 vergleich ein Signal entsprechend dem eingegebenen X²+ Y² mit einem voreingestellten Bezugswert zum Vergleich und gibt ein bei (f) der F i g. 17 gezeigtes Signal ab. Durch dieses Signal (f) der F i g. 17 wird die Halteschaltung 80 derart gesteuert, daß durch Halten des Signals Ya, d. h„ das Signal (a) der F i g. 17, für eine vorbestimmte, von der Oszillatorschaltung 60 bestimmte Zeitlänge ein in F i g. 17 gezeigtes Signal (g) als Ausgangsgröße erhalten wird.

Speziell arbeitet die Vergleichsschaltung 24 für jede schrittweise Veränderung des Gleichspannungspegels des Signals Xa der Oszillatorschaltung 60 derart, daß sie einen solchen Wert von Ya feststellt, daß die Summe des Quadrats von Signal Xa und des Quadrats von Signal Y₄ stets gleich dem eingestellten Wert ist, und hält diesen für eine bestimmte Zeitspanne. Durch Verbindung des Signals Xa, d. h. (b) der F i g. 17, vom Umschaltkreis 70 und des in Fig. 17 gezeigten Signals (g) von der Halteschaltung 80 mit den * und Signaleingangsklemmen des Überwachungs-Oszilloskops 100 und durch Verbindung des in F i g. 17 gezeigten Helltastsignals (h) von Halteschaltung 80 mit der Helltastsignaleingangsklemme des Überwachungs-Oszilloskops 100 über die Steuerschaltung 90 wird ein eingestellter Kreis dargestellt.

F i g. 18 ist ein Beispiel, bei dem die Grenze eines am Gesichtsfeld entweder des Überwachungsoszilloskops 100 oder des Kamera-Oszilloskops 15 eingestellten Kreises mit Leuchtpunkten durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Bei diesem Beispiel besteht der Bildschirm des Überwachungs-Oszilloskops aus einem Einheitskreis mit einem Radius von 1 um den Ursprung Odes rechtwinkligen Koordinatensystems herum. Die Signale Kj und Xa besitzen die Wellenform (a) und (b)der F i g. 17, und es wird angenommen, daß diese in die Quadrieroperationsschaltungen 22 bzw. 21 eingegeben werden; wenn man annimmt, daß der Bezugswert für den Vergleich in der Komparatorschaltung 24 z. B. 0,25 beträgt, so ergibt sich die festgehaltene Wellenform (g) in F i g. 17.

Die vorangegangenen Ausführungen bezogen sich auf den Fall, wo nur die Kreisbereichseinstellschaltung 20 betätigt wird. Es ist jedoch auch möglich, in der Form von Leuchtpunkten in der gleichen Weise eine Anzeige vorzunehmen, indem eine der folgenden Schaltungen, nämlich der Koordinatensystemverschiebeschaltung 50, der Drehschaltung 40 und der Ellipsenradiuseinstellschaltung 30, oder mehrere derselben betätigt werden.

Fig. 19 zeigt ein Beispiel eines elliptischen Bereiches. Dies ist ein Fall, wo eine für den Ursprung O eingestellte Ellipse parallel in den positiven Richtungen der entsprechenden Achsen χ und y verschoben wurde und wobei die Koordinaten ferner um 45° verdreht wurden.

Um ferner Bereiche an zwei Stellen einzustellen, ist es nur notwendig, zwei Sätze der Koordinatensystemverschiebeschaltung 50, der Drehschaltung 40, der Ellipsenradiuseinstellschaltung 30 und der Kreisbereichseinstellschaltung 20 vorzusehen. Durch das Vorsehen dieser Schaltungen in zwei Sätzen wird es möglich, zwei eingestellte Rereiche an zwei unabhängigen Plätzen auszubilden. Im Falle, daß eine Überlappung zwischen den zwei Bereichen erfolgt, ist es möglich, einen ODER-Bereich und einen UND-Bereich der beiden Bereiche einzustellen, und zwar durch Verarbeitung mit einer ODER-Schaltung und einer UND-Schaltung.

F i g. 20 ist ein Beispiel, welches den ODER-Bereich zeigt, wenn zwei Kreise einander örtlich überlappen. Die ausgezogene Linie in F i g. 21 zeigt die Form einer Leber eines Menschen. Bisher war es schwierig, einen Bereich der Leber derart einzustellen, daß seine Form sich eng an die einer tatsächlichen Leber anschließt. Wie gezeigt, ist es jedoch möglich, eine außerordentlich ähnliche Form zu erreichen, und zwar durch die ODER-Bereiche von zwei Ellipsen, wie dies in F i g. 21 dargestellt ist.

Auch in dem Fall, wo Bereiche über Nieren eingestellt werden, ist die Einstellung leicht durch Neigung der Bereiche bezüglich der Vertikallinien durch Verdrehung der Koordinaten zu erzielen, wie es F i g. 22 zeigt.

Nun sei auf Fig. 16 erneut Bezug genommen. Dm die Leuchtflecken zu zählen, die in den eingestellten Bereich hineinfallen, werden die von der Positionsberechnungsschaltung 7 gelieferten Signale X und Yüber den Schaltkreis 70 in die Eingangsseite der Koordinatensystemverschiebeschaltung 50 eingegeben, um die erforderliche Operation durchzuführen, und das Gatter des Zählers 19 wird durch die Ausgangsgröße O/der Kreisbereichseinstellschaltung geöffnet und geschlossen, so daß nur Helltastsignale Zo gezählt werden, die innerhalb des Bereiches liegen.

F i g. 23 zeigt zeitabhängige Darstellungen des Signals des Schaltkreises 70 und des Steuersignals der Steuerschaltung 90, wenn Leuchtpunkte der Szintillationskamera und Leuchtpunkte der Grenze des eingestellten Bereiches gleichzeitig auf dem Monitoroszilloskop 100 dargestellt sind, (a) und (b)der F i g. 23 repräsentieren ein

Signal Yi und ein Signal Xa, die von der Oszillatorschaltung 60 abgegeben werden, (c) repräsentiert ein Signal y, welches in der Halteschaltung 90 gehalten wird und an der Ausgangsklemme 80Λ ausgegeben wird, (d) repräsentiert ein Signal mit hohem Pegel, wenn der eingestellte Bereich dargestellt ist Im Schaltkreis 70 ist dieses Signal eines zur Durchführung der Operation des Verbindens oder Nichtverbindens der Ausgangsgröße der Oszillatorschaltung 60 mit der Koordinatensystemverschiebeschaltung 50. In der Steuerschaltung 90 ist dieses Signal eines zur Ausführung der Operation der Verbindung oder der NichtVerbindung des Signals X, des Signals Y und des Helltastsignals auf der Eingangsseite mit dem Monitorcszilloskop 100. Wenn sich (d) auf einem niedrigen Pegel befindet, werden die Signale X und Yvon der Positionsberechnungsschaltung 7 mit der Koordinatensystemverschiebeschaltung 50 verbunden, und die Signale X und V und das Helltastsignal Zo sind mit dem Monitoroszilloskop 100 verbunden. Infolgedessen werden die Leuchtpunkte der Szintillationskamera auf dem Monitoroszilloskop 100 dargestellt Gleichzeitig damit wird der Zähler 19 betätigt, um die Leuchtpunkte zu zählen, die in den Bereich fallen und um auch die Leuchtpunkte zu zählen, die außerhalb des Bereiches auftreten. Ein Schaltsignal (e) schaltet das mit der Kamera verbundene Oszilloskop 12 ein. Nur dann, wenn das Schaltsignal (e) einen hohen Pegel hat, werden Signal X von dem Schaltkreis 70 und Signal Yvon dem Haltekreis 80 und das Helltastsignal Z₀ mit dem Kamera-Oszilloskop 15 verbunden, welches normalerweise mit der Szintillationskamera über die Steuerschaltung 90 verbunden ist, um dadurch das Oszilloskop 12 zu veranlassen, einen Bereich auf dem Bilderzeugungsschirm nur für eine bestimmte Zeitspanne zu veranschaulichen. Durch Befestigung einer Kamera am Oszilloskop 12 und dadurch, daß man die Blende offen hält und durch die Arbeitsweise in der oben beschriebenen Art erhält man ein Szintigramm, welches die Grenze anzeigt.

Als nächstes wird in Fig.27 ein konkretes Ausführungsbeispiel der Oszillatorschaltung 60 der Fig. 16 gegeben. Die Oszillatorschaltung besteht aus einem Oszillator 61, der eine Sinuswelle von 8 kHz [(a) in F i g. 17] abgibt, wobei ferner eine Signalformschaltung 62 vorgesehen ist die ein abgestuftes Wellensignal Xa, d. h. (S) in F i g. 17, abgibt Schließlich ist eine Formschaltung 63 vorgesehen, die in Schaltsignal bildet, das festlegt, ob der eingestellte Bereich durch Leuchtpunkte angezeigt werden soll oder nicht. Der Oszillator 61 ist derart ausgebildet daß er zusätzlich zum Signal Ya auch ein Signal abgibt, welches dagegen um 180° phasenverzögert ist. Eine Ausgangsklemme 611 liefert das Signal Y4, eine Ausgangsklemme 612 das dagegen um 180° phasenverzögerte Signal. In der Signalformschaltung 62 wird ein Ausgangsimpuls durch eine Vergleichsstufe 621 nur dann erzeugt, wenn das Potential des Signals von der Ausgangsklemme 612 über Null liegt, und diese Ausgangsimpulse der Vergleichsstufe 62i werden durch Binärzähler 622 und 623 in Kaskadenverbindung gezählt Insbesondere ist die Anordnung derart getroffen, daß die Ausgangsgröße des höchsten Bit des Binärzählers 622 in den Eingangsabschnitt des Binärzählers 623 eingegeben wird. Die Ausgangsgrößen der Binärzähler 622 und 623 werden einem D/A-Umsetzer 624 zugeführt, in dem die Ausgangsgrößen in ein Analogsignal umgewandelt werden. Die stufenförmige Welle, die die Ausgangsgröße des D/A-Umsetzers 624 ist, wird durch einen Operationsverstärker 625 verstärkt und über eine Ausgangsklemme 626 abgegeben. Eine NAND-Schaltung 631 der Formschaltung 63 verwendet die Ausgangsgrößen der obersten vier Bits des Binärzählers 623 als Eingangsgrößen, und ein ROI-Schaltsignal »0« wird ausgegeben, wenn sämtliche Signale dieser Bits »1« sind. Wenn die NAND-Schaltung

631 eine »0« abgibt, so wird von einer Ausgangsklemme 633 ein Schaltsignal »1« von einer Inverterschaltung

632 abgegeben.

F i g. 25 zeigt ein konkretes Ausführungsbeispiel eines Schaltkreises 70 und der Halteschaltung 80 der F i g. 16.

InFi g. 25 bilden alle Teile, außer dener» des Schaltkreises 70, die Halteschaltung. Der Schaltkreis 70 besitzt eine Signal-V-Eingangsklemme 701 und eine V-Signal-Eingangsklemme 702 für die von der Positionsberechnungsschaltung 7 gelieferten Signale, und es ist ferner eine Signal-X4-Eingangsklemme 703 und eine Signal- W-Eingangsklemme 704 vorgesehen, wobei das Signal V₄ durch Voreilen der Phase des Signals V₄ erhalten wird, welches zusammen mit dem Signal X₄ von der Oszillatorschaltung 60 geliefert wird. Der Schaltkreis 70 weist ferner eine Ausgangsklemme 705 auf, um entweder ein Signal X oder ein Signal Xa an die Koordinatensystemverschiebeschaltung 50 zu liefern, sowie eine Ausgangsklemme 706, um ein Signal Köder ein Signal Y\ an die Koordinatensystemverschiebeschaltung 50 zu liefern, wobei der Schaltkreis 70 den Schaltvorgar.g durch ein Schaltsignal 70Λ ausführt, welches an eine Schaltsignaleingangsklemme 707 angelegt wird. An der Ausgangsklemme 611 des Oszillators 61 der F i g. 24 erscheint ein Signal Y₄, welches, wie oben erwähnt, eine Sinuswelle von 8 kHz ist Eine Phasenvoreilschaltung 801 bildet ein Signal YΆ durch »Voreilen« der Phase des Signals V₄.

Diese Phasenvoreilschaltung arbeitet in der Weise, daß die Phase des Signals V₄ um eine Größe zur Voreilung gelangt, die der Verzögerungszeit entspricht, die innerhalb der obenerwähnten Schaltungen 50, 40, 30 und 20 während des Hindurchlaufs entsteht. Ein Schaltkreis 802 und ein Verstärker 803 bewirken die Halteoperation des Signals V₄. Jedesmal, wenn von der Ausgangsklemme 633 der Formschaltung 63 der F i g. 24 ein Impuls »1«

an einen Flipflop 804 angelegt wird, wird die Ausgangsgröße dieses Flipflops 804 invertiert. An eine Überwachungssignaleingangsklemme 805 wird ein Signal »1« angelegt, um die Grenze des Einstellbereiches dann anzuzeigen, wenn ein nicht gezeigter Schalter manuell betätigt wird. Wenn das Überwachungssignal den Pegel »1« besitzt, so führt für jede abwechselnde Umschaltwirkung zwischen »1« und »0« des Ausgangssignals des Flipflops 804 an einer NAND-Schaltung 806 Invertieroperationen zwischen »0« und »1« aus. Entsprechend führt eine Invertierschaltung 807 Invertieroperationen zwischen »1« und »0« aus. Das Ausgangssignal dieser Invertierschaltung 807 bildet das Umschaltsignal 7OA des Schaltkreises 70. Wenn dieses Schaltsignal 70Λ »1« ist, so wird die Umschaltwirkung des Schaltkreises 70 ausgeführt, so daß eine Verbindung zwischen den Klemmen 704 und 706 und zwischen den Klemmen 703 und 705 hergeteilt wird. Wenn das Schaltsignal 70A »0« wird, so werden die dargestellten Verbindungen erzeugt, d. h. der Zustand, wo die Verbindung zwischen den Klemmen 701 und 705 und zwischen den Klemmen 702 und 706 hergestellt ist.

Eine Klemme 808 dient zur Eingabe eines Feststellsignals von der Vergleichsschaltung 24 in F i g. 6, wenn diese Vergleichsschaltung 24 die Übereinstimmung zwischen dem Ausgangssignal von Addierschaltung 23 und der Bezugsspannung E festgestellt hat. Diese festzustellende Zeit der Übereinstimmung ist die Zeit, bei der das

Ausgangssignal von der Vergleichsschaltung 24 sich von »0« auf »1« oder von »1« auf »0« ändert Bei dem vorliegenden Beispiel ist der letztgenannte Fall vorausgesetzt Das Feststellsignal zur Zeit der Übereinstimmung wird »0«. Die Länge dieses »O«-Signals ist ungefähr 1 Mikrosekunde, und dieses Signal wird durch eine nicht gezeigte Schaltung erzeugt Das Ausgangssignal einer Inverterschaltung 809 wird »1«, wenn das Feststellsignal der Vergleichsschaltung »0« ist Wenn d?her das Feststellsignal »0« an die Klemme 808 während der Periode angelegt wird, in der das Ausgangssignal der erwähnten Invertierschaltung 807 auf »1« verbleibt, so wird das Ausgangssignal einer NAND-Schaltung 810 »0«, wodurch ein Schaltelement 802a des Schaltkreises 802 augenblicklich eingeschaltet wird. Durch das Signal Y₄ wird zu dieser Zeit ein Kondensator 8030 über einen Widerstand 803a geladen. Wenn andererseits das Ausgangssignal der Invertierschaltung 809 »1« wird, so wird dieses Signal an eine Zeitsteuerschaltung 811 angelegt Das Ausgangssignal dieser Zeitsteuerschaltung 811 wird an eine weitere Zeitsteuerschaltung 812 angelegt Dadurcn wird das Ausgangssignal der Zeitsteuerschaltung 812 mit einer Verzögerung von ungefähr 1 Mikrosekunde zu »11«, nachdem das Ausgangssignal der Invertierschaltung 809 zu »1« wurde. Dadurch, daß man bewirkt, daß dieser Zustand »1« für eine entsprechende Zeitspanne aufrechterhalten wird, wird das Ausgangssignal einer NAND-Schaltung 813 über diese ganze Länge der Zeitspanne hinweg zu »0« gemacht Dieses Signal »0« der NAND-Schaltung 813 wird an den Steuerabschnitt eines Schaltelementes 8026 über eine Verzögerungsschaltung 814 angelegt Dadurch wird das Schaltelement 8026 nach einer vorbestimmten Zeitlänge darauffolgend auf das Öffnen des Schaltelementes 802a geschlossen. Entsprechend wird diese Spannung des Kondensastors 8036, die über den Widerstand 803a durch Signal Y₄ aufgeladen wurde, nur für die Zeit von der öffnung des Schaltelementes 802a bis zum Schließen des Schaltelementes 802Ö gehalten.

Somit wird die Spannung des Signals Y₄ zur Zeit, zu der die Vergleichsschaltung 24 an die Ausgangsklemme 803c die Inversion vom Zustand X₃ ² + V₃ ²Sf auf den Zustand X₃ ² + V₃ ² <E gemeldet hat gehalten. Durch 'Wiederholen dieser Operation für jeden halben Zyklus des Signals Y₄ erhält man ein Signal (g) der Fig. 17 an der Ausgangsklemme 803c. Das invertierte Signal des Ausgangs der NAND-Schaltung 813 wird verwendet als ein Helltastsignal zur Anzeige der Grenze des Darstellungsbereiches an einer Klemme 815.

F i g. 26 zeigt ein Beispiel der Schaltung zur Erzeugung eines Überwachungssignals, welches an die Klemme 805 der F i g. 25 angelegt wird, und eines Kamerasignals, um das Oszilloskop 12 zur Anzeige einer Grenze zu veranlassen. In F i g. 26 ist ein manueller Schalter 91 gezeichnet, der durch einen Benutzer betätigt wird, um das Monitor-Oszilloskop 100 zur Anzeige einer Grenze zu veranlassen. Ein manueller Schalter 92 dient zur Betätigung durch einen Benutzer, um das Oszilloskop 12 zur Anzeige einer Grenze zu veranlassen. Ein Flipflop 43 gibt ein Signal »1« an seinem Ausgang 78 dann, wenn der manuelle Schalter 91 eingeschaltet ist Ein Überwachungssignal wird an der Ausgangsklemme dieses Flipflops erhalten. Ein monostabiler Multivibrator 94 arbeitet derart, daß dann, wenn der manuelle Schalter 92 eingeschaltet ist, er ein einziges Rechteckwellensignal abgibt Weiter sind ein NAND-Schaltungsteil 95 und ein Flipflop 96 vorgesehen. Wenn der monostabile Multivibrator 94 eingeschaltet wird, während sich das Flipflop 93 im Setz-Zustand befindet, so wird die Ausgangsgröße der NAND-Schaltung 95 ausgeschaltet und setzt das Flipflop 96, und ein Kamerasignal wird von einer Ausgangsklemme 99 ausgegeben. Dieses Kamerasignal wird ein Steuersignal zum Anlegen eines Helltastsignals an das Kameraoszilloskop 12, um dies zur Anzeige der Grenze zu veranlassen. Das Kamerasignal wird rückgesetzt durch den Aufbau eines invertierten Signals des Anzeigesignals, d. h., das Ausgangssignal der UND-Schaltung 807 der F i g. 25, welches über eine Klemme 97 eingegeben wird.

F i g. 27 zeigt die Zusammenfassung der Verfahrensweise dieser Vorrichtung zur Einstellung eines interessierenden Bereiches mit einer Grenzanzeigefunktion. Wie man aus F i g. 27 erkennt wird während der Periode, in der ein Überwachungssignal an die Klemme 805 der F i g. 25, wie bei (d) der F i g. 27 gezeigt, angelegt wird, das Anzeigesignal (f) in F i g. 27 abwechselnd umgeschaltet. Daher wird der Schaltkreis 70 abwechselnd umgeschaltet, mit der Zyklus-Dauer T. Dadurch wird das Eingangssignal der Addierschaltung 23 in der Kreisbereichsein-Stellschaltung abwechselnd umgeschaltet, und zwar durch die auf X und Y basierend erzeugten Signale und durch die auf der Basis X₄ und Y'₄, wie bei (g) und (h)der F i g. 27 gezeigt, erzeugten Signale. Demgemäß sind die Signale / bis 1 der F i g. 27 ebenfalls Signale, die abwechselnd umgeschaltet werden. Durch die Tatsache, daß ein Kamerasignal, v'ie bei (e) der F i g. 27 gezeigt von der Schaltung der F i g. 26 erzeugt wird, wird ein Helltastsignal, wie bei (m) der F i g. 27 gezeigt, an das Kamera-Oszilloskop angelegt, um dadurch die Grenze des eingestellten Bereiches durch Leuchtpunkte anzuzeigen. Es ist klar, daß durch Fotografieren des Bildes ein fotografisches Bild erhalten werden kann, welches die Grenzanzeige trägt, d. h. also, durch Fotografieren eines Bildes, welches die übereinanderliegende Darstellung eines Bildes ist welches diesen eingestellten Bereich angibt und eines Bildes, welches basierend auf den Signalen X und Y hergestellt wurde, und zwar vor der Anzeige des eingestellten Bereiches durch die Leuchtpunkte.

Hierzu 14 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Auswahlschaltung zum Festlegen eines vom Wiedergabeteil einer /-Szintillationskamera dargestellten kreis- oder ellipsenförmigen Teilbereiches des gesamten abbildbaren Bereiches,

— wobei die Szintillationskamera eine Einrichtung zum Erzeugen eines der Gesamtenergie eines einfallenden /-Quants entsprechenden Energiesignals sowie eines X-Koordinatensignals und eines Y-Koordinatensignals, die den Ort des /-Strahlungsereignisses im abbildbaren Bereich in rechtwinkligen Koordinaten festlegen, aufweist,

— mit einer ersten Signalverarbeitungsschaltung zum Erzeugen eines nur vom Betrag der -Y-Koordinate abhängigen X- Betragssignals,

— mit einer zweiten Signalverarbeitungsschaltung zum Erzeugen eines nur vom Betrag der Y-Koordinate abhängigen Y-Betragssignals,

— mit einer Schaltung zur Erzeugung einer Bezugsspannung, die die Grenzen des ausgewählten kreis- oder ellipsenförmigen Teilbereiches festlegt, und

mit einer Vergleichsschaltung zum Vergleich von den X- und Y-Betragssignalen entsprechenden Größen mit der Bezugsspannung, die verschiedene Ausgangssignale erzeugt, je nachdem diese Größen größer oder kleiner als die Bezugsspannung sind, wobei diese Ausgangssignale die Darstellung auf dem Wiedergabeteil steuern,