DE2809679C3

DE2809679C3 - Vielfachkollimator

Info

Publication number: DE2809679C3
Application number: DE19782809679
Authority: DE
Inventors: Prof. Max 5170 Juelich Pollermann
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1978-03-07
Filing date: 1978-03-07
Publication date: 1981-07-23
Also published as: DE2809679A1; DE2809679B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vielfachkollimator mit in einer Abschirniplatte in vorgegebenen Abständen zueinander angeordneten Bohrungen sowie darin einsteckbaren Meßsonden, bei dem die Bohrungen zur Bildung von Gelenkverbindungen eine lagerschalenförmige Erweiterung aufweisen und der verbleibende Teil der Bohrungen mindestens zum Teil kegelförmig ausgebildet ist, wobei in dem lagerschalenförmigen Teil der Bohrungen jeweils ein der Form der lagerschalenförmigen Ausbildung angepaßter Teil von Kollimatorrohren mit einsteckbaren Meßsonden innerhalb des durch den kegelförmigen Teil der Bohrungen gebildeten Raumwinkels in Grenzen schwenkbar gelagert ist, und bei dem die durch den verbleibenden Teil der Abschirmplatte und durch die in die Lagerschalen eingreifenden Teile der Kollimatorrohre gebildete Abschirmung so bemessen ist, daß in die Kollimatorrohre keine Störstrahlung gelangen kann, nach Patent

ίο 27 15 364.6.

Derartige Kollimatoren dienen dazu, die räumliche Verteilung von Strahlen radioaktiver Stoffe, in der Regel von Gammastrahlen, zu messen, die in der nuklearmedizinischen Diagnostik als Markierungssubstanzen in die zu untersuchenden Organe oder Körperteile inkorporiert werden. Dadurch soll ermöglicht werden, dab die von den dazu eingesetzten Meßvorrichtungen registrierte radioaktive Strahlung dem jeweiligen Entstehungsort in dem zu untersuchenden Objekt zugeordnet werden kann.

Aufgabe der der Hauptanmeldung zugrundeliegenden Erfindung war es, einen Kollimator für den gleichzeitigen Einsatz mehrerer Meßsonden zu schaffen, der eine den Erfordernissen der nuklearmedizinisehen Diagnostik entsprechend hohe Anpassung der Einstellung der Meßsonden an das jeweils zu untersuchende Organ erlaubt, wobei zugleich eine hinreichende Abschirmung gegenüber auftretender Störstrahlung gewährleistet wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ging man von der Erkenntnis aus, daß es dazu notwendig ist, die Meßsonden in einer Abschirmplatte schwenkbar so anzuordnen, daß der zu messende diskrete Bereich des zu untersuchenden Organs auch unter sich ändernden Verhältnissen jeweils optisch im Bereich der Meßsonden liegt und dennoch in jeder Stellung der Meßsonden die Abbschirmung gegenüber Störstrahlen hinreichend ist.

Die schwenkbare Anordnung der Kollimatorrohre ermöglicht es, die jeweils darin eingesetzten Meßsonden auf den gewünschten Teil des zu untersuchenden Objekts zu richten. Dabei kann im Bedarfsfall die Blickrichtung der einzelnen Meßsonden im Objektfeld durch Lichtvisiere sichtbar gemacht werden. Trotz der Schwenkbarkeit der Kollimatorrohre ist in jeder Schwenkstellung eine geschlossene Abschirmung gegenüber Störstrahlung sichergestellt.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es, den Vielfachkollimator gemäß der Hauptanmeldung so weiterzuentwickeln, daß es möglich ist, die Kollimatoren reproduzierbar einzustellen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß in den in der Abschirmplatte befindlichen Bohrungen ein der Form der Bohrung angepaßter, um seine Symmetneachse drehbar gelagerter Körper vorgesehen ist, der eine Aussparung für das im Körper schwenkbar oder drehbar gelagerte Kollimatorrohr aufweist, wobei die Aussparung und das Kollimatorrohr in ihrer Form einander angepaßt sind.

Die Aussparung und das in der Aussparung befindliche Kollimatorrohr können je nach dem Anwendungsfall in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein.

Eine der möglichen Varianten dieser Ausführungsform des Vielfachkollimators besteht darin, daß der Körper eine prismatisch ausgebildete Aussparung aufweist, in der das plattenförmig ausgebildete Kollimatorrohr um eine senkrecht zur Drehachse des Körpers

verlaufende Achse schwenkbar gelagert ist Eine andere Variante besteht darin, daß der Körper eine konisch ausgebildete Aussparung mit exzentrisch im Körper verlaufender Symmetrieachse aufweist, und daß die in dem in der Aussparung drehbar gelagerten Kollimatorrohr vorgesehene Bohrung exzentrisch zur Drehachse des Kollimatorrohres angeordnet ist. in beiden Fällen sind die für die Einstellung der beweglichen Kollimatorrohre wesentlichen vier Freiheitsgrade der Drehung durch je zwei einfache Lagerungen einstellbar, so daß die Einstellung der beweglichen Kollimatoren über zwei Skalen ablesbar ist. Es ist daher zweckmäßig, daß an der Abschirmplatte und/oder an dem in der Bohrung drehbar gelagerten Körper eine Maßeinteilung zur Bestimmung der Winkellage des Körpers und daß an dem in der Bohrung drehbar gelagerten Körper und/oder am Kollimatorrohr eine Maßeinteilung zur Bestimmung der Position des Kollimatorrohres vorgesehen sind.

Die Ausführungsformen des Vielfachkollimators mit in ihrer Position einstellbaren Kollimatoren haben den Vorzug, daß — abgesehen von der Reproduzierbarkeit der Einstellungen — mühelos eine Statistik aufgestellt werden kann, aus der sich eine Normaleinstellung, die typischen Abweichungen und eine Optimierung des Einstellverfahrens ableiten lassen. Dabei können beispielsweise die beiden Brustwarzen des Patienten als Bezugspunkte dienen. Bei annähernd punktförmigen Strahlungsbereichen lassen sich darüber hinaus auch noch deren Raumkoordinaten bestimmen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Vielfachkollimators gemäß der Erfindung wiedergegeben und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des Vielfachkollimators gemäß der Hauptanmeldung,

F i g. 2 einen Schnitt durch den Vielfachkollimator von F i g. 1 nach der Linie A -B,

F i g. 3 einen Schnitt durch den Vielfachkollimator von F i g. 1 nach der Linie C-D,

F i g. 4 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des Vielfachkollimators gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 5 einen Schnitt durch den Vielfachkollimator von F i g. 4 nach der Linie A-B,

F i g. 6 eine teilweise Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des Vielfachkollimators,

F i g. 7 einen Schnitt durch den in F i g. 6 dargestellten Teil des Vielfachkollimators nach der Linie A-B.

Bei der Ausfiihrungsform des Vielfachkollimators gemäß den F i g. 1 bis 3 sind in den in der Abschirmplatte 1 vorgesehenen Bohrungen kugelförmige Ausnehmungen 2 vorgesehen, in die jeweils ein kugelförmig ausgebildeter Teil 3 der Kollimatorrohre 4 so eingreift, daß dadurch Kugelgelenke gebildet werden, um die die Kollimatorrohre 4 schwenkbar angeordnet sind. Um einen Schwenkbereich von einer für die Untersuchungen hinreichenden Weite sicherzustellen, ist der verbleibende Teil 5 der Bohrungen in der Abschirmplatte 1 zum Teil kegelförmig erweitert. Wie sic'i besonders deutlich aus F i g. 3 ergibt, wird infolgedessen eine den gewünschten Erfordernissen entsprechende Anpassung der Stellung der in die Kollimatorrohre 4 eingesetzten Meßsonden 6 ermöglicht.

Die Bohrungen 7 der Kollimatorrohre 4 sind zur besseren Fokussierung konisch ausgebildet. Doch ist es selbstverständlich möglich, die Bohrungen der Kollimatorrohre 4 auch zylindrisch auszubilden. Durch Ausbildung des erweiterten kugelförmigen Teils 3 der Kollimatorrohre 4 wird in Verbindung mit dem verbleibenden Teil der Abschirmplatte 1 eine ausreichende Abschirmung gegen das Eindringen von Störstrahlung in die auf die Kollimatorrohre 4 aufgesteckten Meßsonden 6 gewährleistet.

Bei der in den Fig.4 und 5 dargestellten Ausführungsform des Vielfachkollimators sind — ebenso wie bei der in den Fig. 1 bis 3 wiedergegebenen Ausführungsform — eine feststehende und zwei

ίο bewegliche Meßsonden untergebracht Neben der festen Kollimatorbohrung sind in dem kegelstumpfförmigen Abschirmungskörper 1 zwei kegelförmige Bohrungen zur Aufnahme der einstellbaren Kollimatoren vorgesehen. In den kegelförmigen Bohrungen sitzen zwei jeweils in einem Kugellager 8 gelagerte Körper 9, die eine prismatische Aussparung aufweisen, in denen die plattenförmigen, einstellbaren Kollimatoren 4a um in der Zeichnung nur angedeutet wiedergegebene Zapfen 10 schwenkbar gelagert sind. Die Drehung des Körpers 9 läßt sich auf der kreisförmig angeordneten Skala 11 an der Markierung 12 ablesen. Die Einstellung der Kollimatoren läßt sich mit der bogenförmig angeordneten Skala 13 und der Markierung 14 bestimmen.

Durch Betätigen eines Druckknopfes 15, der beim Eindrücken eine Klemmfeder an der Wand des Körpers 9 entlastet und dessen Loslassen wieder zur Arretierung führt, kann der Körper 9 gedreht werden.

Zur Schwenkung der Kollimatoren wird der Knopf 16 eingedrückt, der eine Klemmfeder von der Innenwand des Kegels abzieht und beim Loslassen wieder eine Arretierung bewirkt.

Durch Einlegen kleiner Klötzchen 17 können Abschirmungslücken praktisch vollständig vermieden werden.

Bei der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform des Vielfachkollimators befindet sich — ebenso wie bei der Ausführungsform nach den F i g. 4 und 5 — in den kegelförmigen Bohrungen ein in .seiner Form an die Bohrung angepaßter Körper 9, der im Kugellager 8 um seine senkrecht oder nahezu senkrecht stehende Symmetrieachse drehbar gelagert ist. Er ist gegen Drehung durch einen Federbolzen arretiert. Die Arretierung wird durch Druck auf den Knopf 15 aufgehoben, so daß sich der Körper drehen läßt. Der Drehwinkel kann auf der kreisförmig angebrachten Skala 11 an der Markierung 12 abgelesen werden.

Wie der Darstellung in Fig. 7 zu entnehmen ist, befindet sich im Körper 9 eine exzentrische, konische

so Bohrung In dieser Bohrung sitzt das in einem Kugellager 18 gelagerte Kollimatorrohr 46 mit einer Kollimatorbohrung, die so angeordnet ist, daß bei einer bestimmten Stellung, die als Nullstellung bezeichnet werden kann, die Achse des Kollimatorrohres 4b mit der Drehachse des Körpers 9 zusammenfällt. Die Winkelstellung des Kollimatorrohres 4b läßt sich auf der Skala 19 an der Markierung 20 ablesen. Bei der Drehung des Kollimatorrohres 4b um seine Achse erfährt die Achse der Kollimatorbohrung eine Neigung relativ zur Drehachse des Körpers 9, der mit dem Drehwinkel zunimmt und bei einer Drehung um 180° ein Maximum erreicht. In Fig. 7 ist die Kollimatorbohrung in dieser Stellung gestrichelt eingezeichnet. Die Neigung der Bohrung zur Achse beträgt dabei 15°. Die Skala 18 ist so eingeteilt, daß bei der Drehung jedem Skalenteil eine Neigungszunahme von 3° entspricht. Auch das Kollimatorrohr ist mit einer Arretierung versehen, die durch einen Druckknopf aufgehoben werden kann.

Mit der in den Fig.6 und 7 dargestellten Ausführungsform des Vielfachkollimators läßt sich der Kollimator auf einen bestimmten Punkt P in einer Zielebene mit Hilfe von Polarkoordinaten einstellen, wobei die Skala 19 die Einstellung der Länge des Fahrstrahls und die Skala 11 die Einstellung des Drehwinkels ermöglicht. Die Einstellung des Kollimators auf Perfolgt dadurch, daß man das Kollimatorrohr 4b durch eine Rechtsdrehung auf Skalenteil 4 einstellt, wobei der Kollimator auf 4x3° = 12° ausschwenkt.

Anschließend dreht man den Körper 9 auf Skalenteil 2 entsprechend 10°. Dann zielt der Kollimator auf P. Man sieht, daß durch das Zahlenpaar (4,2) die Einstellung des Kollimators eindeutig gekennzeichnet ist.

Der besondere Vorteil der in den Fig.6 und 7 dargestellten Ausführungsform des Vielfachkollimators besteht darin, daß die Abschirmung der Detektoren keine Lücke und keine Asymmetrie aufweist und die Ablesung der Polarkoordinaten bequem erfolgen kann.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vielfachkollimator mit in einer Abschirmplane in vorgegebenen Abständen zueinander angeordneten Bohrungen sowie darin einsteckbaren Meßsonden, bei dem die Bohrungen zur Bildung von Gelenkverbindungen eine lagerschalenförmige Erweiterung aufweisen und der verbleibende Teil der Bohrungen mindestens zum Teil kegelförmig ausgebildet ist, wobei in dem lagerschalenförmigen Teil der Bohrungen jeweils ein der Form der lagerschalenförmigen Ausbildung angepaßter Teil von Kollimatorrohren mit einsteckbaren Meßsonden innerhalb des durch den kegelförmigen Teil der Bohrungen gebildeten Raumwinkels in Grenzen schwenkbar gelagert ist, und bei dem die durch den verbleibenden Teil der Abschirmplatte und durch die in die Lagercchalen eingreifenden Teile der Koilimatorrohre gebildete Abschirmung so bemessen ist, daß in die Kollimatorrohre keine Störstrahlung gelangen kann nach Patent 27 !5 364.6, dadurch gekennzeichnet, daß in den in der Abschirmplattc (1) befindlichen Bohrungen ein der Form der Bohrung angepaßter, um seine Symmetrieachse drehbar gelagerter Körper (9) vorgesehen ist, der eine Aussparung fur das im Körper (9) schwenkbar oder drehbar gelagerte Kollimatorrohr (4a, 4b) aufweist, wobei die Aussparung und das Kollimatorrohr in ihrer Form einander angepaßt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (9) eine prismatisch ausgebildete Aussparung aufweist, in der das plattenförmig ausgebildete Kollimatorrohr (4a) um eine senkrecht zur Drehachse verlaufende Achse schwenkbar gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (9) eine konisch ausgebildete Aussparung mit exzentrisch im Körper verlaufender Symmetrieachse aufweist und daß die in dem in der Aussparung drehbar gelagerten Kollimatorrohr (4b) vorgesehene Bohrung exzentrisch zur Drehachse des Kollimatorrohres (4b) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abschirmplatte (1) und/oder an dem in der Bohrung drehbar gelagerten Körper (9) eine Maßeinteilung zur Bestimmung der Winkellage des Körpers vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem in der Bohrung drehbar gelagerten Körper (9) und/oder am Kollimatorrohr (4a, 4b) eine Maßeinteilung zur Bestimmung der Position des Kollimatorrohres vorgesehen ist.